Sviluppo di Modelli Zero-Dimensionali per la Simulazione di Componenti di Motori e Veicoli su Piattaforme HiL

Negli ultimi anni si è assistito ad un aumento della complessità dei motori a combustione interna a causa dell’incremento di severità sulle leggi antiinquinamento. Di conseguenza, anche le centraline controllo motore e i relativi software implementati sono stati soggetti ad un forte sviluppo. Si sono diffusi sistemi innovativi per la gestione del software di controllo del motore, chiamati -SIL- e -HIL. Il cuore di questi sistemi sono modelli di simulazione numerica del veicolo e dei relativi componenti che permettono di testare le funzioni della centralina simulando il comportamento del sistema controllato. Il lavoro svolto si basa sulla creazione di modelli di simulazione per applicazione su sistemi HIL, con particolare attenzione al mondo racing e motorsport. La particolarità di questi sistemi è la necessità di essere risolti in tempo reale: a questo scopo si è deciso di utilizzare un approccio di tipo zero-dimensionale a parametri concentrati. Il punto di partenza è un modello di autoveicolo 4WD, sviluppato durante la tesi magistrale, che è stato completato simulando il layout di scarico. Dapprima si è convertito il precedente modello di veicolo in uno in grado di simulare il comportamento di un motociclo, per poi proseguire con il processo di modellazione su componenti specifici. Come primo componente si è considerata la modellazione di un materiale elastomerico, ampiamente utilizzato in ambito automotive, con particolare attenzione allo sviluppo di una procedura automatica per la calibrazione del modello. Sempre in ambito motorsport ci si è concentrati, successivamente, sulla creazione di un modello di detonazione da applicare in sistemi HIL nei quali è installata una ECU con controllo della combustione in closed-loop. Infine, si è simulato il circuito di raffreddamento di un motociclo in modo da completare il modello del veicolo sopra sviluppato e testare tutte le strategie ECU legate alla termica del motore.