来个“技术贴”Forza Motorsport 4 的轮胎抓地力传感器

该用户已被禁言

以前没看人写过这块，所以打算写出来和大家探讨探讨



（尽管这是一张很糟糕的屏射，不过足以说明问题，顺带也求好图）

抓地力传感器的东西不是很多。每个轮胎上套个圈，这个圈可能是绿色或者红色。然后每个轮胎上都有两个射线，一个蓝色，一个黄色。同时每个轮胎还有一个最高百分比。或许每个资深的 Forza 玩家都会说这个东西我看得懂：红色就是滑了，绿色就是还有抓地力。不过的确如此么？

先从圈开始说吧，它最简单。我们其实不需要看悬吊系统，就可以知道目前车辆的大致姿态。而信息就来自这些圈的大小。轮胎图示外的这些圈的大小显示的是轮胎最大可提供的抓地力大小。根据轮胎的物理特性我们都知道，轮胎所能提供的抓地力是来自于轮胎的负载。

从我们上面这张图可以看的出来，这台法拉利正在减速 …… 虽然是在横滑状态，但是靠左侧（车头指向方向为前）的这一侧轮胎明显附着力要高于右侧 —— 这是减速带来的重量转移。所以这个目前这辆车其实是在挽救失控，而并非动力全开正在漂移。

于此同时，我们还能看出这台法拉利正在漂移的改出过程。所有的轮胎受力都在试图让车辆逆时针旋转，且后轮的附着力总和要比前轮来的大——这会导致车辆倾向稳态。很容易看出左后轮正在承担非常大的“责任“。

什么时候圈会变红的事情暂且不表，我们来看蓝色射线。

在图上的前轮上，我们可以看到一些蓝色的射线。这些线是车轮此时产生的摩擦力。仔细观察这个射线，我们会发现这个蓝色的射线永远不会超过圈的范围，线的方向总是和车辆加速的方向相同 —— 譬如加速的时候我们会发现驱动轮上会有两条向上的蓝色射线出现。

有趣的是，这些蓝线看起来似乎和那个特别活跃的黄线有很密切的联系 —— 蓝线和黄线似乎总是一起增长。但是又有点奇怪 —— 它们之间经常也会不重合。无论是长度还是角度。

那么黄色的射线又是指什么呢？

黄色的射线其实显示的是轮胎表面的滑移程度。可能和大家想象的有所不同。其实轮胎通过旋转产生动力的时候，并不是和地面死死互相咬住如齿轮一般的，而更像是一个滑行过程。从实际一点的角度来说，就是车轮在工作的时候，是无时无刻不在打滑的。所有的抓地力，都是由轮胎的打滑而来。

那么滑移程度的表示是用什么单位的呢，答案是有两个。沿着轮胎旋转方向的，我们叫滑移率。而关于轮胎侧向的，我们叫滑移角。这个滑移率的定义是车轮表面的速度和实际车辆速度的比值。当车轮转速和车速匹配的时候呢，就没有滑移了。滑移角的定义则是轮胎横向运动速度和向前速度的比值。当车轮没有横向滑动的时候呢，也就没有滑移角了。滑移率和滑移角的有效取值都是 0 到 100，滑移率用的是百分数，滑移角用的是角度。当然深入下去的细节十分复杂，我们就不展开去了 ……

这样一来，黄色和蓝色射线为什么总是同步工作的问题就很自然了。但产生滑移率或者滑移角的时候这两个参数就会映射出那条黄色的射线，而滑移率和滑移角会产生轮胎力，也就是蓝色的射线。



轮胎力的产生，并不是随着滑移程度线性增加的。其造型其实是一条曲线。一开始很陡峭，后来则慢慢变的平缓，在越过顶峰之后又会下降。之前讲到的圈其实就是图上这个数据集的一个水平切面。

回到关于两条射线不一样长的问题，解释是这样的。首先产生的黄色射线确定了轮胎的工作状态。之后轮胎计算出了蓝色的射线。一开始就像图上所展示的，蓝色的射线会产生的比较快。随后随着滑移的增加，产生的轮胎力也不会继续增加很多。

在 Forza 中，我们会发现，蓝色的线条在数值显示 “最高60%” 时就已经接近的圆圈的边缘，也就是轮胎抓地力的极限。而当滑移率上升到极限位置，也就是显示 “最高90%” 以上，就在圆圈快要从绿变红的时候。蓝色线条，也就是轮胎的抓地力会到达极限。

同理也亦可以分析两条射线不重叠的问题，即在特定的滑移率和滑移角组合下，由于滑移角产生的侧向力和滑移率产生的纵向力并不相同。所以产生的轮胎抓地力在方向上会和轮胎的滑行方向略有区别。

那么最终这个传感器对我们又有什么帮助呢？

根据前面所说，在个车轮 60% 的压力下就可以产生 90% 以上的效用这一特点。我们其实过于激烈的加油和刹车动作以及转向操作并不会让车辆跑的更快。那最终有风险的10%轮胎极限，仅能带来 1% 的提升空间，产生的更多的是轮胎损耗而非圈速的压缩！

试试温柔的驾驶吧，你一定会喜欢这种感觉的。至于什么时候绿色圈会变成红色，或许看到这里的你应该心中了然了吧？

最后一个，从传感器的数据的特性看，Forza 4 在物理上和 Forza 3 并没有太大的区别，极限内更是几乎完全一致。

讴歌123

支持技术帖，不过看完我就……

xpcbeyond

文科生路过。。。。。。

WuchiXR

这个是技术贴，要支持！！

colemang

方向盘上面的四条槽，左边两条是什么来的？ 我就知道右边两条是油门跟刹车~~

playforfun

看看技术帖~                    

ShowHo

回复 colemang 的帖子

左边第二条好像是离合深度，还有一条我也不懂，不知道是不是手刹力度。

寳芝瓏

轮胎红色表示轮胎温度过热，绿色表示正是适合工作的温度，蓝色射线不清楚是什么意思

zrccat

技术贴啊~一定要看看

luyaosuperman

技术贴，要支持一下啊