Ottimizzazione e controllo di una sospensione pneumatica multi-camera

This thesis deals with a research in the field of automotive semi-active pneumatic suspensions. More in detail, the study focuses on a comfort-oriented analysis of the potential benefits attainable by means of stiffness control, applied to a groundbreaking multi-chamber air spring architecture. To this aim, three different models have been proposed, with increasing degree of accuracy and complexity. In particular, an innovative model for the simulation of a dual-chamber pneumatic spring, with valves for the configurations selection, has been developed. Based on these models, an offline optimization procedure has been carried out, in order to derive the best control sequences to be applied, in relation to the particular road profile. Then, the results have been tested against a reference constant stiffness case, revealing how the adoption of a reactive suspension could actually improve the comfort performances, even in case of moderately rough road surfaces.

La presente tesi si focalizza sulla ricerca nell’ambito di sospensioni pneumatiche semi-attive in campo automobilistico. Più nello specifico, lo studio si concentra su un’analisi dei potenziali miglioramenti in termini di comfort che possono essere apportati dal controllo di rigidezza applicato ad una innovativa architettura di molla ad aria multi-camera. A tal fine, sono stati proposti tre differenti modelli, con crescente grado di accuratezza e complessità. In particolare, è stato sviluppato un nuovo modello per la simulazione di una molla pneumatica a doppia camera, con valvole per la selezione delle configurazioni. Sulla base di tali modelli è quindi stata condotta una procedura di ottimizzazione offline, in modo da derivare le migliori sequenze di controllo da applicare, in relazione al profilo stradale. Infine, i risultati ottenuti sono stati paragonati ad un caso di riferimento, con molla passiva, mostrando come l’impiego di una sospensione reattiva possa effettivamente condurre ad un miglioramento delle prestazioni, in termini di comfort, anche in caso di manto stradale moderatamente irregolare.