Lungimirante

Occhio critico: il responsabile del progetto Philip Markschläger ha accompagnato InnoDrive dall’idea fino all’immissione sul mercato. E per questo ha guidato migliaia di chilometri sul circuito di Weissach e su diversi tracciati in tutto il mondo

Intelligenza artificiale. InnoDrive di Porsche non pensa solo assieme alla vettura, ma anche con parecchi chilometri di anticipo. L’ingegnere di sviluppo Philip Markschläger spiega che cosa si nasconde dietro l’assistente alla guida sulla nuova Porsche Panamera 4S sul circuito di Weissach, con una dimostrazione dell’assistenza di guida nella sua più recente dimensione.

Di rado, molto di rado, ci sono passeggeri che meritano il nome di copiloti: sono lì pronti quando si ha bisogno di loro. Sono precisi, ma non pretendono di aver ragione. Conoscono il terreno come le loro tasche, avvertono per tempo della presenza di tornanti pericolosi oppure segnalano via libera quando il percorso permette di andare veloci. Se lo si desidera, ora un simile copilota viaggia a bordo della nuova Porsche Panamera 4S, per così dire come passeggero virtuale. Con Porsche InnoDrive (PID) gli ingegneri di Weissach hanno realizzato un sistema di assistenza le cui capacità si estendono ben oltre quelle di altri ausili elettronici: InnoDrive regola velocità e posizione del cambio e li pianifica con un anticipo di fino a tre chilometri.

Grazie a dati di navigazione ad alta precisione, l’assistente per il comfort di guida non sa soltanto il percorso e i limiti di velocità, bensì conosce anche con precisione la topografia, il profilo delle altezze, i raggi delle curve e le pendenze. In base a queste informazioni, calcola in corsa il profilo di guida ideale, sceglie la relativa marcia più adatta, avvia le fasi di accelerazione o di frenata. Il cambio a doppia frizione viene integrato e controllato preventivamente. In questo modo la marcia non scorre soltanto nettamente più fluida, bensì anche più efficiente e spesso persino più veloce di quando il guidatore attiva da sé acceleratore e freni.

Philip Markschläger conosce InnoDrive come nessun altro. Da responsabile del progetto ha partecipato allo sviluppo del sistema con un ruolo attivo di guida. «All’inizio occorre prendere fiducia in InnoDrive», dichiara l’ingegnere, togliendo entrambi i piedi dai pedali mentre la Panamera veleggia agilmente in una rotonda. «Ma negli studi di sperimentazione l’abbiamo verificato: succede molto velocemente». Il punto di partenza della prova di guida è a Zuffenhausen; appena dietro il portone dello stabilimento l’ingegnere tocca la piccola leva a sinistra del volante, il simbolo «PID» nel tachimetro digitale passa da bianco a rosso. La rotatoria è il primo banco di prova, ma la Panamera sa che cosa c’è da fare. Frena brevemente prima della rotonda, la percorre rapidamente per metà, accelera moderatamente dopo aver deviato. Le manovre apportate da Markschläger: sterzata, controllo del traffico in senso opposto, lampeggio. I pedali non vengono toccati. Il display InnoDrive preannuncia già la rotonda successiva. Il guidatore mette alla prova il sistema e compie un altro giro. InnoDrive entra subito in azione e continua il giro a velocità costante. Un giro, due giri, finché Markschläger attiva l’indicatore di direzione e sterza. Il sistema risponde con una leggera frenata, seguita da un’accelerazione decisa. La centralina sa della pendenza marcata dopo la curva, la prende con sportività. Ed è al corrente del lungo pianoro dopo il dosso. La Panamera scarica sul rettilineo la velocità accumulata e veleggia con eleganza verso la cittadina successiva. A una velocità di 50 km/h raggiunge il cartello che indica la località e oltrepassa con disinvoltura l’autovelox posto lì in agguato.

Interazione tra comfort, efficienza e velocità

«Qual è l’accelerazione ottimale?», si erano chiesti Markschläger e il suo team all’inizio del loro lavoro. È quell’accelerazione che assicura delle velocità medie elevate? Oppure una che riduce al minimo il consumo? O piuttosto l’accelerazione è ottimale quando i passeggeri si sentono particolarmente a proprio agio? La soluzione per l’accelerazione ottimale si trova da qualche parte in mezzo a questi tre parametri di velocità, efficienza e comfort ed è assolutamente diversa da ciò che l’intuito lascerebbe intendere.

Ma facciamo prima un passo indietro, al «Challenge Bibendum», a sud di Berlino nel maggio 2011. Con questa competizione si dovevano promuovere soluzioni sostenibili per la mobilità e Porsche si era classificata al secondo posto con una 911 Carrera. La vettura non aveva soltanto convinto per i tempi sul giro, ma anche per i suoi consumi: il motore boxer a sei cilindri rimaneva al di sotto dei sei litri per ogni 100 chilometri. Ciò era reso possibile da una strategia di guida radicale introdotta a Weissach, secondo la quale il pilota attivava sempre con forza l’acceleratore, per poi disinnestare la frizione e veleggiare per un tratto il più esteso possibile a motore spento. «È da non credersi, eppure accelerare con forza e poi utilizzare l’energia in modo previdente consente davvero di risparmiare benzina», spiega Markschläger. Però questo stile di guida non è affatto piacevole. Tuttavia, i rilevamenti della «Challenge Bibendum» si ritrovano tuttora nell’algoritmo di InnoDrive come parametri per l’efficienza. In quanto berlina Gran Turismo, per la Panamera ha inoltre la massima priorità il comfort: al posto di manovre di accelerazione e accoppiamento brachiali, gli ingegneri hanno impostato il sistema per una marcia fluida e il più possibile senza scosse. Al terzo posto – tenendo fede al motto «Intelligent Performance» di Porsche – si inserisce nell’equazione la velocità massima possibile.

Milioni di possibilità – una sola è quella ottimale

Le ulteriori variabili sono date dal percorso: pendenze e raggi delle curve, rettilinei o ingressi nelle località vengono letti dai dati di navigazione ad alta definizione. Una telecamera rileva inoltre i cartelli con i limiti di velocità. Valori di resistenza aerodinamica e all’avanzamento rientrano anche nel calcolo e alimentano continuamente il sistema con informazioni. Non da ultimo, InnoDrive reagisce a ogni movimento dello sterzo e modifica i suoi piani, come nel giro d’onore improvvisato nella rotonda.

La centralina fornisce un aggiornamento circa due volte al secondo: una versione completamente ricalcolata del profilo di guida, la traiettoria ideale per i prossimi tre chilometri. InnoDrive seleziona tra numerosi stati del cambio – otto rapporti più il veleggiamento – e calcola tra innumerevoli possibilità di accelerazione. «In questo modo possiamo scegliere continuamente milioni di possibilità per la strategia di guida», dichiara Markschläger. Tuttavia, il dispendio di calcolo a questo scopo è immenso, motivo per cui insieme al suo team ha adattato il principio «Dynamic Programming», sviluppato dal matematico Richard Bellman, fino a poterlo utilizzare sulla vettura in tempo reale. «In sostanza, si tratta di riconoscere precocemente quali percorsi non possano condurre a soluzioni ottimali». E quindi di rigettarli, senza prima doverli calcolare completamente.

Giri piacevoli: la Panamera veleggia fluida nella campagna

Frattanto, Markschläger ha fatto imboccare alla Panamera il circuito di Weissach, la patria di InnoDrive. Gli ingegneri vi hanno testato il sistema per cinque anni e migliaia di chilometri, all’inizio con informazioni sul tracciato provenienti dal catasto. «Al costo di cinque euro al chilometro quadrato!», dice Markschläger ridendo. All’epoca, il mondo di InnoDrive terminava già dietro ai paesini intorno al Centro di Sviluppo Porsche a Weissach. Con il tempo è divenuto pronto all’uso nella maggior parte dei Paesi dell’Europa occidentale e negli USA, e sono sempre di più i Paesi che vi si aggiungono. La sua grande forza consiste nel fatto di accrescere il comfort di viaggio, sia sulle strade rurali sia in autostrada. Una Gran Turismo come la Panamera è perciò predestinata per InnoDrive, ma il sistema è fondamentalmente ampliabile a piacere.

Normale vs. Sport

Ma InnoDrive può fare anche altro. Sulla strada rurale Markschläger imposta la manopola sul volante su «Sport» e subito si manifestano i tratti caratteriali sportivi del copilota: la Panamera passa rabbiosamente oltre il tornante dopo l’uscita dalla località, affronta con uno sprint le pendenze, una sequenza di curve filanti accresce la spinta in marcia. Si sente e si percepisce il regime del motore. «In modalità sportiva le priorità sono impostate diversamente», spiega l’ingegnere. «La velocità è al primo posto, comfort ed efficienza devono cedere un po’ il passo». InnoDrive apporta ora un buon 20 percento in più di accelerazione su strada e il 20 percento in più di accelerazione trasversale in curva.

Markschläger passa di nuovo alla modalità normale. La Panamera veleggia ora su un tratto leggermente ripido per il bosco, passando un vecchio mulino sotto alberi coperti di brina. I raggi del sole invernale danzano sulla plancia portastrumenti. Siamo in una condizione di marcia calma e rilassata, le curve morbide quasi non si avvertono. Nel traffico locale InnoDrive non interviene affatto, ci sono troppi avvisi di stop, incroci, semafori che volutamente non sono stati implementati. «Il guidatore deve conoscere i limiti del sistema», dice Markschläger, prima di un incrocio mette il piede sul freno e fa passare un autocarro. «Naturalmente deve sempre tenere un occhio sul traffico. InnoDrive è un assistente per il comfort di guida, non è una guida autonoma». Ogni frenata manuale disattiva immediatamente l’assistente, ogni accelerata lo scavalca a breve termine. E naturalmente, premendo un pulsante, il copilota si ritrae con grande discrezione. Nel caso il guidatore volesse rimanere tutto solo sulla strada con la propria Porsche.

Due anime: in primo luogo InnoDrive è un assistente per il comfort di guida. Tuttavia, in modalità sportiva il sistema reagisce all’acceleratore: 20 percento in più di accelerazione e 20 percento in più di accelerazione trasversale in curva. To be continued…

Testo Bernd Eberhart
Fotografie Christian Grund