Sviluppo sperimentale di un banco "hardware in the loop" per l'analisi dei sistemi ABS/EBD/ESP

Oggigiorno la sicurezza rappresenta senza dubbio uno dei temi più sentiti e di maggiore interesse nella progettazione di un autoveicolo e l’importanza dei sistemi di controllo attivo del veicolo nel prevenire incidenti stradali e situazioni di pericolo è universalmente riconosciuta tant’è che sono sempre più utilizzati sulle vetture di serie o resi obbligatori per legge. Il sistema di controllo che per primo ha avuto ampia diffusione sugli autoveicoli è stato il sistema ABS (Antilock Braking System), il cui scopo è prevenire il bloccaggio delle ruote in fase di frenatura. A tale sistema, dedicato alla gestione della dinamica longitudinale del veicolo, si sono affiancati il dispositivo EBD (Electronic Brake Distribution), la cui funzione è la distribuzione ottimale delle forze di frenatura tra l’asse anteriore e posteriore del veicolo, e il TCS (Traction Control System), dedicato alla gestione della coppia motrice fornita alle ruote in fase di accelerazione. Nelle vetture di ultima generazione questi dispositivi sono molto spesso integrati all’interno di un sistema di controllo completo della dinamica del veicolo, noto con l’acronimo ESP (Electronic Stability Program). Il sistema ESP a partire dalle misure effettuate a bordo veicolo tramite opportuni sensori, è in grado di stimare la condizione di moto attuale e confrontarla con la condizione di moto desiderata, ricavata a partire dagli input del pilota. Pur essendo noti i principi generali di ciascuno di questi sistemi attivi di controllo, rimangono per lo più ignote le logiche che ne governano il funzionamento, descritte solo superficialmente nelle fonti disponibili in letteratura poiché coperte da segreto industriale. Il presente lavoro di tesi nasce proprio dalla necessità di sopperire alla scarsità di informazioni presenti in letteratura attraverso la realizzazione di un banco prova “hardware in the loop” (HiL) per l’analisi dei sistemi di controllo ABS/EBD/ESP. L’idea che sta alla base delle tecniche HiL è quella di interfacciare al componente da analizzare, fisicamente disponibile e correttamente funzionante, un modello numerico, in grado di fornire gli input necessari al suo funzionamento. I comandi generati dal componente fisico sono invece forniti come input per il modello numerico in un collegamento ad anello chiuso. Nell’applicazione delle tecniche HiL allo studio dei controllori ABS/ESP la parte hardware, reale e funzionante, è rappresentata dall’intero impianto frenante della vettura, comprensivo della centralina di controllo, che si interfaccia e scambia informazioni in maniera opportuna con un modello numerico di veicolo Il presente lavoro di tesi ha coinvolto tutti gli aspetti della realizzazione sperimentale del banco HiL, dalla realizzazione fisica e la messa in opera della parte hardware, all’implementazione del modello del veicolo validato e in grado di fornire in maniera appropriata e coerente tutti i segnali necessari al funzionamento dei sistemi ABS/EBD/ESP. Infine tramite le simulazioni sul banco è stato possibile indagare la metodologia d’intervento dei sistemi di controllo in esame in differenti condizioni di marcia.