ETD system

Electronic theses and dissertations repository

 

Tesi etd-11182010-221219


Thesis type
Tesi di laurea specialistica
Author
FANTONI, JACOPO
URN
etd-11182010-221219
Title
Progetto e sviluppo di un modello software per la simulazione di sistemi ABS per veicoli a due ruote
Struttura
INGEGNERIA
Corso di studi
INGEGNERIA DEI VEICOLI TERRESTRI
Commissione
relatore Ing. Frendo, Francesco
correlatore Prof. Guiggiani, Massimo
tutor Ing. Di Tanna, Onorino
Parole chiave
  • centralina
  • freno
  • modello di veicolo
  • scooter
  • ABS
Data inizio appello
20/12/2010;
Consultabilità
parziale
Data di rilascio
20/12/2050
Riassunto analitico
Il Sistema anti bloccaggio, dall’acronimo inglese ABS (Antilock Braking System)
o tedesco (Antiblockiersystem) è un sistema di sicurezza che evita il bloccaggio
delle ruote dei veicoli garantendone la guidabilità durante le frenate. Il presente
documento rappresenta lo studio di un software in grado di simulare l’intervento di questo sistema di sicurezza attiva operante su un veicolo a due ruote. Nell’ottica di questo lavoro rientra un processo di sviluppo in parallelo delle logiche di controllo e del sistema fisico. Particolarmente rilevante è stato l’impegno dedito a far sì che
quest’ultimo abbia subito una sorta di evoluzione fissata essenzialmente su tre step principali:

- modello (dinamica longitudinale) di veicolo privo di sospensioni;
- half-car model;
- modello multibody di veicolo a due ruote.

E’ ovvio come i tre modelli rappresentino delle tappe di avvicinamento ad un modello di veicolo completo che riproduca sempre più fedelmente la realtà; risulta quindi molto interessante analizzare i risultati ottenuti nei diversi casi, sotto vari punti di vista, in termini di miglioramenti della dinamica del veicolo:

-analisi e comparazione dei vari modelli fra di loro;
analisi critica dei risultati ottenuti.

Fin qui il modello di veicolo incentrato sulla sua dinamica longitudinale. Un altro aspetto interessante sviluppato all’interno del software è la riproduzione del circuito idraulico frenante. E’ infatti su questo e sulle sue dinamiche che agisce la logica di controllo della centralina ABS, e quindi per questo viene studiata. In questa sezione del lavoro, vengono quindi inserite le caratteristiche proprie dell’impianto frenante,e
diviene interessante visionare il comportamento di alcune grandezze del sistema nel rispetto anche dei vincoli progettuali. Grandezze da monitorare possono essere:

- andamento delle pressioni dell’impianto e, di conseguenza, delle coppie frenanti;
- oscillazioni alla leva, dovute all’intervento della pompa centrifuga.

Parametri sottoposti a vincoli progettuali sono invece:

- diametri e alzate valvole;
- diametro e lunghezza tubazioni;
- tempi di risposta valvole elettromagnetiche;
- dimensioni caratteristiche pompa freno;
- rapporto di leva della pompa freno;
- volume del serbatoio di accumulo;
- dimensioni disco e pasticche freno.

Parallelamente alla esauriente modellazione del sistema fisico, sono state sviluppate più logiche di controllo, l’intelligenza artificiale del sistema che, basandosi sulla valutazione di alcuni parametri caratteristici, come il livello di scorrimento dei pneumatici, piuttosto che l’accelerazione angolare delle due ruote, riesce a gestire l’impianto frenante limitando il rischio di bloccaggio delle ruote stesse. Ogni logica
di controllo è stata poi messa alla prova nella manovra di riferimento, una frenata su rettilineo per passare da una velocità iniziale di circa 80km/h ad una finale di circa 10km/h. La scelta di interrompere la frenata a tale velocità è dettata dal fatto che per velocità inferiori il sistema anti-bloccaggio viene comunque disinserito, perché
diminuisce notevolmente la sua efficienza.
L’efficienza è infatti uno dei parametri attraverso cui giudicare la bontà di un sistema antibloccaggio: essa rappresenta il rapporto fra la decelerazione media ottenuta e quella massima ottenibile dal veicolo in quelle precise condizioni di marcia.
Detto questo poi si possono avere logiche di controllo che permettono una modulazione più dolce della velocità delle ruote nel rispetto delle soglie imposte; altre che invece consentono escursioni più cospicue.
File