Studio e Sviluppo di una Soft ECU per il Controllo di Powertrain Ibridi = Analysis and Development of a Soft ECU for Hybrid Powertrain Control

I sistemi di controllo, in ambito automotive, sono diventati, nel corso degli anni, sempre più complessi poiché a fronte di richieste sempre più stringenti delle normative in termini di emissioni, consumi e sicurezza, le esigenze dei clienti restano sempre molto attente alle performance del veicolo. In quest'ottica, l'utilizzo di sistemi di simulazione permette di testare e sviluppare nuove strategie in maniera rapida e precisa, per poi provare la loro vera efficacia a bordo veicolo. Il seguente lavoro di tesi è il risultato dell'attività svolta durante lo stage effettuato nel team High Performance Controls del reparto Powertrain di Maserati a Modena. Il compito del reparto è quello di sviluppare il sistema di controllo delle funzioni che regolano il powertrain della vettura, coordinando le varie necessità e interfacciandosi con le richieste provenienti dai diversi reparti. L'attività svolta riguarda lo studio e lo sviluppo di un modello Simulink di Torque Structure per l'implementazione in sistemi in closed loop e in sistemi di Hardware-in-the-Loop. All'interno di Maserati, il lavoro di sviluppo di sistemi di questo tipo è trasversale a più reparti ed è di fondamentale importanza poiché la simulazione del comportamento del sistema di propulsione e del comportamento del veicolo permette di eseguire delle prove, che normalmente si possono effettuare solo a bordo vettura, con rapidità e accuratezza, svincolandosi da innumerevoli condizioni esterne che potrebbero influenzare il risultato. Per poter comprendere meglio il funzionamento del software, in via preliminare il modello è stato studiato separatamente, dando come input al sistema dei segnali acquisiti a bordo veicolo. Solo una volta che sono stati verificati i risultati del modello e che si è stabilito che sono in linea con quelli ottenuti a bordo auto, si è quindi passati all'implementazione all'interno del sistema. Questo lavoro è stato fatto prima per il software di un veicolo tradizionale e poi per una veicolo ibrido, integrando, ove necessario, le nuove funzioni necessarie per il funzionamento di questo powertrain. Successivamente si è focalizzata l'attenzione sulle features che l'architettura ibrida comporta, in particolare sui moduli di strategia di split della potenza richiesta, di calcolo della coppia di trascinamento della macchina elettrica e di frenata rigenerativa. Ci si è concentrati particolarmente su queste funzionalità di nuova implementazione in modo da capire a fondo il loro funzionamento e da replicarlo nel migliore dei modi all'interno del modello; essendo delle funzionalità implementate per la prima volta, la loro simulazione rappresenta uno strumento particolarmente efficace sia per testarne l'effettiva utilità, e quindi provare eventuali cambiamenti sul software di partenza, sia per stabilire delle calibrazioni di primo tentativo la cui bontà verrà poi verificata a bordo veicolo.