Riassunto analitico
Durante il periodo di stage presso la sede S.Matteo di CNH industrial, mi sono occupato di proseguire uno studio atto alla definizione di nuovi standard aziendali riguardanti la dinamica in strada del trattore, con particolare enfasi sulla dinamica laterale. L’idea dello studio nasce dalla presa di coscienza di problematiche inerenti al sempre maggior uso del trattore in strada a velocità sempre più elevate, quali una precisione di guida scarsa e una forte riduzione del comfort in determinate condizioni di marcia.
A causa di una quasi totale assenza di normative per la caratterizzazione dinamica di un trattore in strada, abbiamo fatto riferimento agli standard automobilistici, opportunamente scalati per il problema, ed abbiamo quindi cercato di definire gli step necessari a descrivere il comportamento del trattore nelle varie prove.
1. DEFINIZIONE DEL PROBLEMA
Per realizzare uno studio basato su standard automobilistici è necessario pianificare dei test sperimentali; le normative impongono, affinché i risultati siano rilevanti, le variabili che da acquisire per definire le caratteristiche del veicolo, il livello di accuratezza degli strumenti di misura ritenuto soddisfacente, e gli accorgimenti per svolgere test che garantiscano la maggior ripetibilità possibile.
Vengono inoltre specificati i metodi di filtraggio dei segnali e i risultati significativi per la per la più completa caratterizzazione del comportamento del veicolo.
2. SVOLGIMENTO DELLO STUDIO
È stata quindi allestita ed installata sul trattore di prova la catena di misura, gestita da un sistema di rapid control prototyping (microautobox II) che ha permesso di acquisire in maniera sincrona i segnali dei sensori tramite la definizione di un algoritmo in ambiente Matlab/Simulink.
Di seguito i sensori utilizzati:
- due unità inerziali con antenna GPS, per rilevare le variabili dinamiche come accelerazioni, velocità e traiettoria, oltre che angoli di rotazione sia di telaio che della cabina.
- quattro sensori ad ultrasuoni per individuare lo schiacciamento degli pneumatici durante il moto curvo
- una cella di carico per rilevare la forza applicata al pedale del freno.
- un resolver angolare per monitorare angolo e velocità di sterzo
- la rete CAN del veicolo da cui estrarre alcune variabili aggiuntive come la posizione dell’acceleratore
In aggiunta, è stato dato ampio spazio allo sviluppo di un sistema innovativo per il rilevamento della coppia allo sterzo tramite estensimetri applicati alla razze del volante, e alla stesura di uno script di post-processing in Matlab che permettesse di gestire flessibilmente i dati dei vari esperimenti condotti.
Per quanto riguarda il volante, in primo luogo si è cercato di capire quanti estensimetri applicare e dove applicarli per creare un sistema insensibile alle variazioni di temperatura ed alle sollecitazioni indesiderate, come le azioni assiali o radiali in un sistema di coordinate cilindrico avente asse coincidente con l’asse di rotazione del volante.
Abbiamo quindi effettuato simulazioni FEM (Finite Element Method) per stimare le deformazioni attese dagli estensimetri, ed in seguito introdotto un intaglio per aumentare la sensitività, e concretizzato la strumentazione del volante.
In parallelo, avvalendoci dei risultati di test effettuati in precedenza, abbiamo steso uno script di post-processing focalizzato sulla flessibilità di lettura dei dati: l’obiettivo era quello di realizzare un codice in grado di selezionare, in base a caratteristiche scelte inizialmente dall’utente, i file necessari alla corretta elaborazione dei segnali e gli intervalli temporali soddisfacenti i requisiti delle normative.
|
