La ricerca si è focalizzata principalmente sulla modellizzazione,
la sperimentazione, la diagnosi ed il controllo di motori a
combustione interna e di propulsori ibridi. In questo ambito si
possono riconoscere alcuni filoni specifici, che hanno
rappresentato le principali tematiche di ricerche condotte in
stretta collaborazione con il mondo industriale e con importanti
centri di ricerca italiani ed internazionali.
1- Sviluppo e implementazione di innovative strategie di controllo
orientate alla riduzione dei consumi ed al contenimento delle
emissioni inquinanti di motori a combustione interna, per
applicazioni veicolistiche.
2- Sviluppo e ingegnerizzazione di procedure diagnostiche orientate
alla determinazione di guasti di componenti o sotto-sistemi del
motore a combustione interna, per applicazioni real-time.
3- Analisi, modellizzazione, ottimizzazione e controllo di veicoli
ibridi, basati su tecniche di ottimizzazione sia real-time che
off-line, per la definizione di strategie di supervisione del
flusso di energia orientate alla minimizzazione dei consumi.
1- Lo sviluppo del controllo in coppia richiede la conoscenza e la
modellazione di una serie di componenti che equipaggiano le moderne
motorizzazioni, come ad esempio sistemi di fasatura variabile
(VVT), ricircolo dei gas di scarico (EGR), gruppi di
sovralimentazione a geometria variabile (VGT), valvole
appositamente introdotte per sviluppare moti preferenziali della
carica nella camera di combustione (moti di swirl e tumble), e così
via. E' richiesto perciò uno studio approfondito della generazione
di coppia nei motori a combustione interna e degli effetti di
questa sul comportamento del motore stesso per la messa a punto
degli algoritmi di gestione in coppia che risultano indispensabili
per la razionalizzazione delle azioni da parte della centralina
elettronica. L'aumento delle possibilità di azione della centralina
di controllo grazie all'avvento di nuove tecnologie apre infatti
nuove opportunità che per poter essere sfruttate appieno devono
essere gestite in modo ottimale. Oltre agli esempi già citati
occorre qui ricordare anche la necessità di sviluppare metodologie
applicabili anche al motore diesel, nel quale l'esigenza di
razionalizzazione delle azioni di controllo è particolarmente
sentita a seguito dell'avvento della possibilità di effettuare
iniezioni multiple all'interno dello stesso ciclo di funzionamento
del motore.
2- Nell'ambito di questa attività di ricerca si
vogliono raggiungere diversi obiettivi: - Realizzazione di una ECU
Virtuale per un motore a benzina sovralimentato a otto cilindri.
Questo progetto ha come obiettivo sia lo sviluppo del software di
controllo (in ambiente Labview Real Time) che dell'hardware
dedicato necessario (moduli di potenza e moduli di acquisizione e
condizionamento segnali motore). - Sistema di diagnosi detonazione
per utilizzo al banco e a bordo veicolo. I principali requisiti da
raggiungere sono la capacità di funzionamento a regimi superiori a
20000rpm e la gestione di motori ad elevato frazionamento, fino a
12 cilindri. La diagnosi avverrà mediante l'analisi del segnale di
pressione in camera in tempo reale, cilindro-per-cilindro,
ciclo-per-ciclo. Per soddisfare le esigenze di portabilità è stata
usata la piattaforma CompactRIO. - Sistema di HIL per il test di
strategie di controllo ECU. I simulatori statici non sono in grado
di mettere alla prova tutte le possibili strategie implementate in
una centralina, il traction control è una di queste. Tale problema
è stato superato mediante la generazione dinamica del quadro
segnali di un MCI, con risoluzioni angolare e temporale molto
elevate. Lo sviluppo dei sopraccitati progetti, e altri, è in
continuo avanzamento, grazie anche alla collaborazione con partner
industriali che sono direttamente interessati alla ricerca.
3- Un
comportamento patologico particolarmente grave è rappresentato
dalla mancata combustione della miscela in uno o più cilindri del
motore, miscela che nel catalizzatore viene ossidata provocandone
l'aumento della temperatura di funzionamento ben al di sopra dei
valori usuali, relativi al trattamento di frazioni molto limitate
degli incombusti residui dalle normali combustioni nei
cilindri.L'obiettivo della ricerca è di mettere a punto delle
strategie diagnostiche in grado di segnalelare la presenza del
misfire e di individuare in quale dei cilindri si è verificato,
effettuando delle sperimentazioni in particolare sui motori di alte
prestazioni che presentano un elevato grado di frazionamento della
cilindrata e regimi di funzionamento ad alta velocità di rotazione.
La metodologia si basa essenzialmente sulle informazioni che
possono essere estratte dal segnale della velocità di rotazione
dell'albero motore, che risente direttamente della mancanza di
combustione in uno o più cilindri del motore. Preme mettere in
risalto che per la tipologia dei motori scelti l'individuazione è
assai difficile in quanto l'andamento della coppia motrice è molto
più uniforme per l'elevato frazionamento della cilindrata e, di
conseguenza, più limitate sono le fluttuazioni di velocità indotte
sull'albero motore.
