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Descrizione
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Il Progetto proposto si prefigge di definire, sviluppare e validare un insieme di metodologie e modelli di calcolo, progettazione, controllo, sperimentazione e diagnosi da impiegare nel processo di sviluppo di motori e trasmissioni per impiego automobilistico. I sistemi motopropulsore attualmente in produzione o in studiosono caratterizzati da una crescente complessità, sia come incremento delle funzioni sia come numero e tipologia dei parametri di controllo e regolazione. Per il primo aspetto si pensi ad esempio ai dispositivi di gestione dell’energia meccanica ed elettrica generate, alle funzioni di diagnostica o di gestione del motopropulsore su richiesta di altri sistemi di bordo. Per il secondo aspetto, alle tradizionali regolazioni tramite farfalla e anticipo di accensione si aggiungono sistemidi fasatura variabile della distribuzione (VVT), variazione continua del diagramma di alzata delle valvole (VVA), sistemi di sovralimentazione di crescente complessità, ecc. Le nuove funzioni, di cui si sono fatti alcuni esempi, richiedono da un lato risorse e tempo molto maggiori che in passato in fase di sviluppo ed industrializzazione del prodotto, e dall’altro sistemi sempre più complessi per la gestione, controllo e diagnosi in esercizio. D’altra parte i tempi di sviluppo imposti dal mercato sono sempre più ridotti, mentre la necessità di contenere i costi limita la possibilità di impiegare un maggior numero di risorse. Per questi motivi è impensabile affidarsi a processi e metodologie tradizionali, in cui:•lo sviluppo e la validazione del motopropulsore e dei suoi componenti si basano soprattutto su prove sperimentali che ne esplorano tutto il campo di funzionamento;•le indagini a calcolo vengono svolte soprattutto per determinare le condizioni limite di utilizzo, con obiettivi affidabilistici;•le strategie di controllo e diagnosi sono basate su tabelle di regolazione, progettate per agire su un singolo attuatore attraverso la misura di un singolo sensore elaborata in lunghe catene di controllo, e calibrate adoperando approccitrial-and-error generalmente non basati sul modello dinamico del processo, mediante prove sperimentali estensive;•i sistemi di diagnosi a bordo agiscono a livello di sottosistema e non sono progettati sulla base di un modello complessivo del sistema, risultando insufficienti perché i sottosistemi interagiscono e i malfunzionamenti possono propagarsi.Per quanto detto i nuovi processi e metodologie che si intende sviluppare dovranno:•Consentire di gestire la complessità dei fenomeni in gioco, in termini di multidisciplinarietà e multivariabilità; •Essere standard, cioè poter essere utilizzati, con poche varianti, per progetti molto diversi tra loro gestiti da diversi gruppi di lavoro in diverse aree geografichecontemporaneamente;•Consentire la drastica riduzione del numero delle prove, grazie alla buona rispondenza alla realtà fisica, mediante sperimentazione “virtuale”;•Consentire l’uso degli stessi modelli per scopi diversi;•Le strutture di controllo dovranno essere: model-based, per sfruttare appieno i legami dinamici esistenti fra gli elementi in gioco, multi-variabili per aumentare la base informativa con cui le leggi di controllo agiscono, con capacità di riconfigurazione in caso di guasto; ottimali rispetto a criteri di prestazioni, consumi ed emissioni; robuste rispetto alle incertezze dei modelli, a disturbi e variabilità costruttive; tolleranti a guasti e malfunzionamenti, capaci in una qualchemisura di auto-riconfigurarsi.
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