Analisi e sviluppo di un sistema di controllo per la disattivazione dei cilindri per automobili di grossa cilindrata

L’obiettivo di questa tesi è l’ottimizzazione del consumo di carburante per automobili di grossa cilindrata tramite il controllo dei cilindri motore (per il quale si hanno a disposizione due configurazioni) secondo due possibili approcci: il primo orientato alla predizione della potenza richiesta, il secondo basato sulla previsione dei consumi. In entrambi i casi si valutano le prestazioni del sistema di controllo realizzato attraverso cifre di merito che tengono in considerazione sia il consumo medio sia la frequenza di cambio configurazione (switch); quest’ultima è stata introdotta principalmente per riassumere ulteriori perdite in termini di carburante nella fase di passaggio tra le due configurazioni motore disponibili. Sono stati sviluppati diversi algoritmi che possono essere messi a confronto tra loro; in particolare ne sono stati introdotti tre: due di tipo non adattativo ed uno di tipo adattativo. Quest’ultimo, a sua volta, può essere implementato secondo due metodi che gestiscono in maniera differente l’apprendimento e l’informazione fornita dai dati acquisiti nel passato. Nella tesi si mostra infatti la possibilità di dotare il sistema di controllo della capacità di apprendimento dello stile di guida e del percorso seguito durante il suo svolgimento imponendo una dimensione di memoria conforme: si è quindi realizzato un algoritmo di predizione che permette di ottenere gli input necessari da fornire ad un’adeguata logica di funzionamento dei cilindri. Per entrambi i metodi considerati si valuta l’analisi di sensitività rispetto ad un opportuno fattore di oblio (introdotto proprio per garantire adattatività) ed in funzione degli altri parametri di controllo; viene inoltre illustrata l’analisi di sensitività rispetto ai parametri imposti anche per gli altri algoritmi implementati. Si è infine esaminata la possibilità di introdurre un ulteriore livello adattativo tramite appropriata variabilità delle soglie parametriche durante il funzionamento del sistema di controllo; si mostra il grado di prestazione conseguito e si confronta con quanto ottenuto senza questo tipo di adattatività aggiuntiva. Nel corso della tesi si documenta la capacità del sistema di controllo implementato nel ridurre i consumi di carburante fino al 14.5% avendo considerato idoneo il corrispondente valor medio di frequenza nel cambio configurazione motore pari a 0.014 switch al secondo.