Active Load Emulation for Industrial HIL Applications

Nel contesto dell’industria automotive, l’innovazione tecnologica sta rivoluzionando i processi di progettazione e validazione dei veicoli, con un’attenzione crescente a sostenibilità, efficienza e affidabilità. L’incremento della complessità dei sistemi elettronici introduce nuove sfide, specialmente nel testing e nella diagnosi elettrica. Per validare i complessi sistemi di controllo e in particolare il software, si adottano tecniche avanzate come l’Hardware-In-the-Loop (HIL). In una configurazione HIL, oltre alla centralina elettronica (Device Under Test), è spesso necessario connettere carichi reali per emulare l’impedenza elettrica percepita dalla ECU. Tuttavia, l’utilizzo di attuatori reali presenta delle limitazioni: gli attuatori operano in condizioni fisiche differenti rispetto a quelle normali, offrendo un’impedenza diversa da quella prevista. Questa problematica richiede l’emulazione dell’impedenza degli attuatori tramite un dispositivo in grado di replicare fedelmente l’impedenza reale. Un esempio rilevante è costituito dagli iniettori, elementi chiave nei sistemi powertrain, la cui impedenza elettrica varia significativamente tra condizioni statiche (ad esempio, in aria) e condizioni operative reali (come all’interno di una camera di combustione). Queste variazioni possono causare diagnosi errate, compromettendo il comportamento del software di controllo e invalidando i test. Per superare tali criticità, questa tesi propone lo sviluppo di un emulatore di carico attivo dinamicamente programmabile, progettato per sostituire gli iniettori reali durante le fasi di testing. Il dispositivo è concepito per replicare con precisione l’impedenza elettrica e il comportamento dinamico degli iniettori in condizioni operative reali, rispondendo in maniera realistica agli stimoli della centralina elettronica. Integrato in un ambiente HIL, l’emulatore consente di eliminare le limitazioni associate agli attuatori fisici, migliorando l’accuratezza delle diagnosi elettriche e permettendo il testing del software in scenari complessi. Il sistema, dunque, si distingue per la capacità di gestire correnti elevate, garantire una risposta rapida e offrire un’elevata flessibilità. Questa soluzione tecnologica contribuisce a ridurre tempi e costi di validazione, migliorando al contempo la qualità complessiva dei sistemi powertrain.