Autostrade elettroniche: le arterie della Formula 1

Chiunque, vedendo una vettura di Formula 1 senza pneumatici, telaio o motore, direbbe che e' praticamente inutilizzabile; ma cosa si puo' dire dell'elettronica?

Quando la Panasonic Toyota Racing scende in pista non si pensa che sia questione di elettronica, ma senza questa magia le vetture non potrebbero neanche uscire dai box.

“Se si eliminasse l'elettronica, la vettura non si metterebbe neanche in moto,” afferma Ludwig Zeller, Direttore generale impianti elettrici ed elettronici della Panasonic Toyota Racing, “non partirebbe né si vedrebbero altre attivita'; si potrebbe guardarla o spingerla, ma nient'altro.”

Una centralina elettronica (ECU) presiede a monitoraggio e gestione di tutte le funzioni dei sistemi elettrici della TF108 ed e' essenziale tanto per far partire il motore quanto per ottenere da esso le migliori prestazioni possibili giro dopo giro. “La ECU sta alla vettura come il sistema nervoso sta al corpo umano,” spiega Ludwig. “In pratica, controlla tutte le funzioni.”

Grosso modo, l'elettronica di una vettura di Formula 1 puo' essere suddivisa in due categorie: quella che controlla i componenti della vettura e quella che sorveglia il comportamento della vettura stessa.

Sulla TF108 sono installati approssimativamente 250 sensori che forniscono informazioni su circa 1.300 diversi parametri. I dati provenienti da questi sensori possono essere studiati ai box e utilizzati per suggerire ai piloti come modificare le impostazioni, operazione che possono eseguire direttamente mentre si trovano alla guida.

Come nelle vetture da strada, anche nella TF108 e' un alternatore a generare l'energia elettrica, che viene immagazzinata in una batteria collocata sotto il sedile del pilota; la differenza e' che questi specifici dispositivi sono notevolmente piu' piccoli e leggeri, inoltre la batteria e' progettata appositamente per resistere alle vibrazioni causate da velocita' superiori ai 300 km/h.

Il cambio semiautomatico a innesti continui ultra–tecnologico, la messa a punto del motore 2.4 V8 e persino la bottiglia dalla quale bevono i piloti sono solo alcuni dei numerosi componenti della TF108 che vengono controllati dall'elettronica sul volante.

“Il volante e' l'interfaccia primaria per il pilota,” afferma Ludwig, “che da qui puo' modificare quasi tutto. Ad esempio, se cambia tempo e si passa da condizioni di asciutto a condizioni di bagnato, il pilota deve adeguare tutte le impostazioni relative a freni, motore, differenziale e cambio; in effetti ha il completo controllo della vettura.”

Il regolamento della Formula 1 pone limitazioni rigorose agli interventi tramite l'elettronica, quindi non e' piu' possibile intervenire dai box per modificare i fattori che influiscono sul comportamento della vettura. Tuttavia, utilizzando indicatori e interruttori sul volante i piloti possono apportare da soli modifiche significative; una delle principali e' quella relativa al consumo di carburante.

Anche se si ha l'impressione che le vetture di Formula 1 corrano sempre a tutto gas, a volte il minor consumo di carburante non compromette le prestazioni complessive e anzi puo' costituire un vantaggio strategico, ad esempio quando davanti si trova una vettura piu' lenta o addirittura la safety car.

Luca Marmorini, Direttore generale motori, rivela: “Sul volante sono presenti due interruttori per il controllo del motore; in particolare, uno di questi permette al pilota di modificare la mappatura del motore selezionando una delle numerose opzioni possibili, ciascuna delle quali corrisponde a una diversa quantita' di carburante in arrivo nel motore.

“Di solito la prima e' la mappatura che favorisce la prestazione, mentre le altre quattro servono per risparmiare carburante nel corso del giro, cosa che a volte e' molto importante, ad esempio per posticipare un pit stop.”

Dato che l'elettronica riveste un ruolo essenziale per quanto riguarda le prestazioni, questi sistemi, come qualsiasi altra cosa sulla vettura, devono essere testati accuratamente, quindi e' stata progettata una speciale unita' di verifica denominata ‘hardware in the loop’ (HIL).

Questa unita', che riproduce tutti i sistemi elettronici della TF108, permette agli ingegneri di simulare la guida su un dato circuito in condizioni specifiche e quindi di garantire le massime prestazioni, senza bisogno della TF108 o del suo motore. Ludwig aggiunge: “La simulazione HIL riproduce in pratica la nostra vettura; possiamo riesaminare i dati relativi alla pista e simulare di tutto, compresi problemi alla vettura.”

I regolamenti della Formula 1 relativi all'elettronica sono diventati piu' restrittivi all'inizio del 2008, quando e' stata introdotta una ECU standard che ha costretto tutti i team a utilizzare la stessa centralina senza apportare modifiche; oltre a ridurre notevolmente la liberta' di cui godevano gli esperti di elettronica della Panasonic Toyota Racing, questo provvedimento ha portato all'eliminazione dei sistemi ausiliari per i piloti, quali il controllo della trazione, il freno motore e l'assistenza alla partenza.

Questo non significa pero' che a Colonia gli specialisti di elettronica abbiano avuto vita facile questa stagione; anzi, e' stato esattamente il contrario. Il sistema HIL e' stato particolarmente utile per capire il funzionamento della ECU standard e per ottimizzarne l'integrazione sulla TF108.

Luca riferisce: “Il funzionamento di una ECU e' una continua scoperta; ogni volta e' necessario controllare la risposta del pilota o della vettura e mettere a punto tutti i parametri per ottenere il risultato migliore, quindi direi che siamo ancora decisamente in fase di apprendimento. Il team ha lavorato sull'adattamento in modo eccellente e all'inizio dell'anno eravamo gia' ben preparati, anche se continuiamo ad imparare cose nuove.”

Forse con l'eliminazione dei sistemi ausiliari per i piloti e l'introduzione della ECU standard, l'elettronica in Formula 1 non e' piu' sotto i riflettori ma, nonostante queste modifiche del regolamento, per la Panasonic Toyota Racing l'elettronica continua ad essere fondamentale per le prestazioni. Ricordate: ogni volta che le vetture prenderanno posto in griglia, non sara' solo l'atmosfera ad essere elettrizzata.