Integrazione virtuale di una centralina di controllo con un modello real-time di veicolo

This thesis work, carried out at Alten Italia within a project commissioned by a company operating in the automotive sector, concerns the development of a virtual simulation environment for the integration of a vehicle dynamics control unit with a real-time vehicle model based on the VI-CarRealTime S-function. The activity focused on the implementation of the entire co-simulation chain required to interface the two subsystems: in particular, on the design of the signal converters, which adapt in both directions the quantities exchanged between the model and the control unit, and on the logic for recombining the braking and driving torques fed back into the model. An automated model-generation process, driven by configuration files, was also developed in order to make the tool flexible and reusable. The functioning of the environment was verified through a series of reference manoeuvres, comparing the behaviour of the vehicle with and without the control unit connected. The manoeuvres carried out under non-critical conditions confirmed th transparency of the translation chain, while the critical ones — the sine with dwell and the acceleration on a low-grip surface — highlighted the actual intervention of th control unit through the application of selective braking torques to the individual wheels. A further comparison, carried out by feeding the simulation with the commands acquired during a real manoeuvre performed on the vehicle, showed good agreement between the simulated and the experimental quantities, confirming the model's ability to reproduce the behaviour of the real vehicle. The results obtained demonstrate the validity of the developed environment as a tool for analysing the controlled system. The calibration of the control logics for the specific vehicle, which is beyond the scope of the present work, represents the natural future development, for which the developed environment constitutes the enabling tool.

Il presente lavoro di tesi, svolto presso l'azienda Alten Italia nell'ambito di una commessa per un'azienda del settore automotive, riguarda lo sviluppo di un ambiente di simulazione virtuale per l'integrazione di una centralina di controllo della dinamica del veicolo con un modello di veicolo real-time basato sulla S-function di VI-CarRealTime. L'attività si è concentrata sulla realizzazione dell'intera catena di co-simulazione necessaria a mettere in comunicazione i due sottosistemi: in particolare sulla progettazione dei convertitori di segnale, che adattano in entrambe le direzioni le grandezze scambiate tra il modello e la centralina, e sulla logica di ricombinazione delle coppie frenanti e motrici reimmesse nel modello. È stato inoltre sviluppato un processo di generazione automatica del modello a partire da file di configurazione, al fine di rendere lo strumento flessibile e riutilizzabile. Il funzionamento dell'ambiente è stato verificato attraverso una serie di manovre di riferimento, confrontando il comportamento del veicolo con e senza la centralina collegata. Le manovre condotte in condizioni non critiche hanno confermato la trasparenza della catena di traduzione, mentre quelle critiche — la sine with dwell e l'accelerazione su fondo a bassa aderenza — hanno evidenziato l'effettivo intervento della centralina attraverso l'applicazione di coppie frenanti selettive alle singole ruote. Un ulteriore confronto, condotto alimentando la simulazione con i comandi acquisiti durante una manovra reale eseguita in vettura, ha mostrato un buon accordo tra le grandezze simulate e quelle sperimentali, a conferma della capacità del modello di riprodurre il comportamento del veicolo reale. I risultati ottenuti dimostrano la validità dell'ambiente sviluppato come strumento di analisi del sistema controllato. La calibrazione delle logiche di controllo sullo specifico veicolo, non oggetto del presente lavoro, costituisce il naturale sviluppo futuro, per il quale l'ambiente realizzato rappresenta lo strumento abilitante.