Riassunto analitico
L’attività di tesi presentata, svolta durante il tirocinio presso il Fluid Power Lab di Dana Motion Systems Italia S.r.l., ha come obiettivo quello di sviluppare un modello numerico di un veicolo off-road, concentrandosi sul sistema di sterzatura, al fine di valutare l’efficacia di diverse logiche di controllo, alcune delle quali innovative. Tale modello deve fornire perciò una descrizione realistica di un veicolo a quattro ruote sterzanti accoppiato con un rimorchio a singolo assale, tipico di molte applicazioni off-road; inoltre il modello deve essere testato con prove hardware-in-the-loop (HIL) al fine di essere validato, ma anche per studiare la possibilità di modifiche nell’algoritmo di controllo.
La fase iniziale del progetto è stata incentrata sulla cinematica del veicolo e in particolare la costruzione di un modello numerico che prenda come input gli angoli di sterzata delle ruote (oppure la corsa dei pistoni negli attuatori) e restituisca come risultato le traiettorie, o paths, dei punti di interesse del veicolo e del trailer, quali il baricentro e le ruote. In tale modo è possibile valutare l’efficacia degli algoritmi di controllo considerati. Per alcuni di questi, anche sfruttando appunto questo modello, sono già state avviate le procedure per il deposito del brevetto
Conclusa questa parte, il focus dell’attività si è spostato sulla realizzazione di un modello a parametri concentrati del circuito idraulico del sistema, utilizzando il software commerciale AMESim.
In particolare, è stato modellato sia il circuito idraulico brevettato installato sul veicolo, caratterizzato da una doppia pompa che alimenta un blocco valvole, che gestisce le logiche di sterzatura sia sull’assale anteriore che sull’assale posteriore, sia il meccanismo di sterzatura vero e proprio presente sugli assali.
Entrambi i modelli sono poi stati calibrati e validati grazie ai dati sperimentali ricavati da mirati test eseguiti sui banchi prova.
Infine, è stato realizzato, sempre in ambiente AMESim, un modello del veicolo che considerasse anche la dinamica longitudinale e trasversale di questo, in modo da poter confrontare i risultati (i paths delle ruote in particolare) con quelli dell’analisi cinematica fatta inizialmente.
Questa attività, quindi; ha permesso di creare una serie di strumenti tecnici/numerici, utilizzabili all’interno dell’azienda, capaci di valutare diversi risultati come le traiettorie degli pneumatici del veicolo in funzione della strategia di controllo implementata, il rendimento del circuito idraulico ed il confronto fra i diversi layout possibili e l’analisi dell’applicabilità della logica di controllo innovativa e del sistema idraulico di riferimento anche a veicoli diversi da quello inizialmente considerato.
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