This thesis pertains to a model-free optimisation tuning approach of the gearshift control logic for semi-automatic gearshifts in a motorcycle equipped with a hybrid clutch-by-wire system. The hybrid clutch architecture is characterised by the coexistence of the traditional lever-based manual actuation with a by-wire electro-hydraulic one and by its capability to operate using the two actuation alternatives in a parallel way. This configuration allows to independently act on the clutch and develop different control strategies, while maintaining the absolute authority of the driver, who is able to regain the clutch control at any time. To improve the gearshift performance, a control strategy has been developed with the objective to provide fast semi-automatic gearshifts with minimal mechanical stress on the transmission system. The different aspects of the gearshift manoeuvre are analysed using proper indices that evaluate the duration and the generated mechanical stress. To exploit the results of the analysis, a data-driven optimisation-based tuning was applied both to the low-level controller parameters and to the high-level control logic that generates the reference signal. Using the developed control system, it has been made possible to generate fast gearshift manoeuvres with an optimal level of mechanical stress.

Il progetto di tesi riguarda l'analisi, lo sviluppo e la messa a punto data-driven della logica di controllo per cambi semiautomatici in ​​una motocicletta dotata di sistema ibrido clutch-by-wire. L'architettura della frizione ibrida è caratterizzata dalla combinazione del tradizionale azionamento manuale a leva con uno elettroidraulico by-wire e dalla sua capacità di operare utilizzando le due alternative di azionamento in modo parallelo. Questa configurazione permette di agire in autonomia sulla frizione e di sviluppare differenti strategie di controllo, mantenendo l'assoluta autorità del guidatore, che è in grado di riprendere il controllo della frizione in ogni momento. Per migliorare le prestazioni del cambio, è stata sviluppata una strategia di controllo con l'obiettivo di fornire cambi di marcia semiautomatici veloci con il minimo stress meccanico sul sistema di trasmissione. I diversi aspetti della manovra del cambio vengono analizzati utilizzando appositi indici che valutano la durata e lo stress meccanico generato. Per sfruttare i risultati dell'analisi, è stata applicata un'ottimizzazione basata sui dati sia ai parametri del controller di basso livello che alla logica di controllo di alto livello che genera il segnale di riferimento. Utilizzando il sistema di controllo sviluppato, è stato possibile generare rapide manovre di cambio marcia con un livello ottimale di stress meccanico.

A model-free optimisation tuning approach of a gearshift control logic for a clutch-by-wire motorcycle

CHAIRETIS, NIKOLAOS
2019/2020

Abstract

This thesis pertains to a model-free optimisation tuning approach of the gearshift control logic for semi-automatic gearshifts in a motorcycle equipped with a hybrid clutch-by-wire system. The hybrid clutch architecture is characterised by the coexistence of the traditional lever-based manual actuation with a by-wire electro-hydraulic one and by its capability to operate using the two actuation alternatives in a parallel way. This configuration allows to independently act on the clutch and develop different control strategies, while maintaining the absolute authority of the driver, who is able to regain the clutch control at any time. To improve the gearshift performance, a control strategy has been developed with the objective to provide fast semi-automatic gearshifts with minimal mechanical stress on the transmission system. The different aspects of the gearshift manoeuvre are analysed using proper indices that evaluate the duration and the generated mechanical stress. To exploit the results of the analysis, a data-driven optimisation-based tuning was applied both to the low-level controller parameters and to the high-level control logic that generates the reference signal. Using the developed control system, it has been made possible to generate fast gearshift manoeuvres with an optimal level of mechanical stress.
SAVARESI, SERGIO
TODESCHINI, DAVIDE
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
28-apr-2021
2019/2020
Il progetto di tesi riguarda l'analisi, lo sviluppo e la messa a punto data-driven della logica di controllo per cambi semiautomatici in ​​una motocicletta dotata di sistema ibrido clutch-by-wire. L'architettura della frizione ibrida è caratterizzata dalla combinazione del tradizionale azionamento manuale a leva con uno elettroidraulico by-wire e dalla sua capacità di operare utilizzando le due alternative di azionamento in modo parallelo. Questa configurazione permette di agire in autonomia sulla frizione e di sviluppare differenti strategie di controllo, mantenendo l'assoluta autorità del guidatore, che è in grado di riprendere il controllo della frizione in ogni momento. Per migliorare le prestazioni del cambio, è stata sviluppata una strategia di controllo con l'obiettivo di fornire cambi di marcia semiautomatici veloci con il minimo stress meccanico sul sistema di trasmissione. I diversi aspetti della manovra del cambio vengono analizzati utilizzando appositi indici che valutano la durata e lo stress meccanico generato. Per sfruttare i risultati dell'analisi, è stata applicata un'ottimizzazione basata sui dati sia ai parametri del controller di basso livello che alla logica di controllo di alto livello che genera il segnale di riferimento. Utilizzando il sistema di controllo sviluppato, è stato possibile generare rapide manovre di cambio marcia con un livello ottimale di stress meccanico.
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