analisi tecnologica e sperimentazione del drive by wire

Marco Pagliari
ANALISI TECNOLOGICA E SPERIMENTAZIONE
DEL CORPO FARFALLATO MOTORIZZATO
Dell’Orto s.p.a.
1933
Inizio attività
produzione carburatori
per motoveicoli
1990
Inizio produzione
componenti per
iniezione elettronica
1960
Estensione produzione
carburatori al settore
auto
2003
Apertura nuovi
laboratori R&D
ANALISI TECNOLOGICA E SPERIMENTAZIONE DEL DRIVE BY WIRE
Sintesi del lavoro
2007
EURO 3
Rispetto dei limiti legislativi
Motore deve
garantire
Piacere di guida e sicurezza
Drive by Wire
• Progetto K46
ANALISI TECNOLOGICA
DEL DRIVE BY WIRE
SPERIMENTAZIONE K46
DRIVE BY WIRE
• Controllo emissioni
• Desiderio pilota
• Prove in pilotaggio PID:
- Tempi di risposta
- Coppia eccedentaria
- Linearità TPS
PROGETTO K46 DRIVE BY WIRE
Desiderio pilota
TPS desiderio pilota
Altri sensori
EC
U
α
anello chiuso
PID
TPS farfalle
motore
β=f(α,P)
•
•
Tempi iniezione
Gradi anticipo
Parametri legati a:
•
•
•
Controllo emissioni
Piacere di guida
Portata aria
ANALISI TECNOLOGICA E SPERIMENTAZIONE DEL DRIVE BY WIRE
Desiderio pilota
Moto “easy to use”, “fun to drive”
Drag effect
Risposta dolce, lineare, pronta
•
•
•
•
Drive by wire gestisce
100
Minimo
Avviamento a freddo
Freno motore
Transitori
Insensitive response
90
Torque [%]
80
Conventional throttle body,
ignition and injection control
70
60
50
Direct response
40
30
20
Harsh response
Drag
Smooth response
0 control
10
-10
Advanced air, fuel and spark control
Accelerator handgrip position [%]
High drag
-20
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Controllo emissioni con Drive by Wire
Smagrire
miscela
CO
! Guidabilità
Limite a/f
HC
Picco in rilascio
Incrocio
NOx
Eccesso di O
Drive by wire
Aperura farfalle
svincolata
da
azionamento gas
CF meccanico
Ritardare accensione → < T comb. → < Prestazioni
• Apertura graduale
Evita di dover arricchire nei
Transitori migliorando guidabilità
• Non “chiude tutto”
No depressioni elevate nel collettore
evitando picco di HC in rilascio
• Può “riaprire”
NOx
rodio
palladio
CO, HC
Possibilità di ritardare accensione
senza perdere in prestazioni
platino
Attivazione rapida Cat. trivalenti
ECU
MACCHINARIO E-GAS
Parametri di controllo dell’apertura motorizzata delle farfalle
PID
Motore
ECU si serve dei controllori PID per gestire l’apertura delle farfalle
Col sistema E-GAS si simula il comportamento della ECU motore
Il sistema E-GAS richiede la definizione dei parametri di controllo PID
CARATTERIZZAZIONE PARAMETRI PID
L’uscita U(S) di un controllore PID è costituita dalla somma di tre termini
Metodo di Ziegler e Nicholls per il calcolo dei parametri P,I,D
+
P: Proporzionale all’errore, diminuisce col tendere a zero dell’errore.
Aumentandolo migliora OFFSET ma nascono OSCILLAZIONI
I: Azzera OFFSET e attenua OSCILLAZIONI
D: Tende ad amplificare il rumore producendo instabilità addizionale al sistema. Non usato
P=20
P=30
I=0,01
ANALISI TECNOLOGICA E SPERIMENTAZIONE DEL DRIVE BY WIRE
TEMPI DI RISPOSTA all’impulso della ECU: rendimento
Tempo di apertura
Ottimizza il desiderio pilota
t90
80 ms
Tempo di chiusura
Norma FMVSS124 (<100 ms)
90 ms
ANALISI TECNOLOGICA E SPERIMENTAZIONE DEL DRIVE BY WIRE
COPPIA ECCEDENTARIA
Riserva di coppia in condizioni di equilibrio per vincere l’ azione di attriti e depositi
Coppia=1,9Nm
LINEARITA’ TPS (senza contatti)
Garantisce la corrispondenza tra PWM del sensore e la posizione farfalle
Errore=0,8%
ANALISI TECNOLOGICA E SPERIMENTAZIONE DEL DRIVE BY WIRE
Conclusioni
2010: EURO 3 moto “Fase 2”
Ciclo WMTC
Introduzione “Durability”
Obiettivi raggiunti con drive by wire K46:
• Emissioni, guidabilità, sicurezza
Potenziali sviluppi per il futuro >2015:
Sviluppo di evoluti sistemi Drive by Wire in grado di gestire:
•EGR: ulteriore riduzione di NOx e perdite di pompaggio
•INIEZIONE DIRETTA: gestisce il passaggio da carica omogenea a stratificata
ANALISI TECNOLOGICA E SPERIMENTAZIONE DEL DRIVE BY WIRE