1- Si propongono tre metodologie per la stima in tempo reale
della coppia indicata in un motore Diesel, basate rispettivamente
sulle armoniche del segnale di velocità, sull'analisi torsionale
del volano a doppia massa e su un sensore accelerometrico.
Quest'attività prevede lo sviluppo e la validazione di tre metodologie finalizzate alla stima in tempo reale della coppia indicata, informazione che può avere molteplici ripercussioni negli ambiti di controllo e diagnosi motore. Un primo metodo, basato sul segnale di un sensore induttivo affacciato ad una ruota fonica, permette, attraverso un modello meccanico semplificato del motore e della vettura, di correlare fra loro le componenti armoniche della velocità e della coppia indicata. Attraverso una correlazione sperimentale fra la componente media della coppia indicata e la sua armonica con frequenza di combustione è possibile ottenere una stima della coppia indicata. Un secondo metodo si basa sull'analisi del comportamento del volano a doppia massa calettato sull'albero motore. Sfruttando le informazioni provenienti da due sensori induttivi, montati a monte ed a valle del volano, è possibile misurare la torsione relativa fra i due dischi del volano, e ricavare una stima della coppia indicata. Un ultimo metodo prevede l'utilizzo di un sensore accelerometrico montato sulla testata, il cui segnale presenta componenti armoniche con frequenza di combustione che possono essere correlate con la componente media della coppia indicata.
2- Il rispetto dei limiti di consumi ed emissioni per il
prossimo vicino futuro può essere raggiunto con la tecnologia di
combustione per compressione di una carica omogenea, che richiede
lo sviluppo di una metodologia sofisticata di controllo, obiettivo
della ricerca.
Nonostante i progressi che la tecnica ha compiuto nel controllo dei motori automobilistici. la richiesta della comunità internazionale è di proseguire nell'ulteriore abbattimento delle emissioni inquinanti, con la simultanea riduzione dei consumi: questi sono i termini che rappresentano la principale sfida per l'industria automotoristica nei prossimi anni. L'obiettivo della ricerca è di sviluppare strategie di controllo nell'ambito della combustione HCCI applicata ai motori Diesel. Il successo di questa tecnologia risiede nella capacità di assicurare il verificarsi delle condizioni necessarie per innescare la combustione nel momento angolare desiderato. Dovendo il sistema d'iniezione generare una miscela omogenea tra l'aria e il gasolio, per limitare gli NOx, l'iniezione viene anticipata all'inizio della fase di compressione, quando non vi sono le condizioni per attivare la combustione. Occorre un controllo molto raffinato per assicurare le condizioni termodinamiche e di composizione della carica perché vengano attivate, tenendo conto dei ritardi, le reazioni di combustione subito dopo il punto morto superiore. Per questa tecnologia il controllo è fondamentale perché consente di stabilizzare la combustione. Il risultato si può raggiungere con la sinergia tra la modellistica dei componenti, che influenzano la preparazione della carica nel cilindro, la modellistica della combustione collegata ai parametri di influenza e lo sviluppo della strategia di controllo, che permetta di verificare, cilindro per cilindro e ciclo per ciclo, il posizionamento della combustione ed intervenendo per riportarla nella posizione di set point.
3- La disponibilità della misura di velocità di rotazione del
gruppo di sovralimentazione permette di monitorare il comportamento
del gruppo e ricavarne informazioni che possono ottimizzare il
comportamento complessivo del motore
Nei motori sovralimentati è sempre più diffuso l'utilizzo di
turbine a geometria variabile, dove è presente una palettatura
statorica mobile per regolare le condizioni di efflusso della
portata dei prodotti di combustione scaricati dal motore e che
confluiscono nella turbomacchina. Per il controllo del
funzionamento del sovralimentatore e soprattutto per garantire una
rapida risposta dinamica alle variazioni di carico, la conoscenza
della velocità di rotazione è fondamentale, ma questa grandezza al
momento non è ancora disponibile nella centralina di controllo
motore, in quanto non sono ancora affidabili i sensori per la
rilevazione diretta della grandezza a causa della vita richiesta e
delle caratteristiche dell'ambiente in cui in sensore deve essere
montato. La ricerca si pone come obiettivo la realizzazione di un
sistema di misura indiretto della velocità basato sull'analisi
dell'emissione acustica. Questo tipo di sistema ha il vantaggio di
presentare costi bassi, non è a diretto contatto del
sovralimentatore e sembra bene adattarsi anche alla vita media del
veicolo ma richiede un particolare sviluppo del trattamento del
segnale per poter rendere disponibile l'informazione in tempo
reale.
