IT202100003872A1 - Metodo di controllo di un veicolo stradale durante un pattinamento delle ruote motrici - Google Patents

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Description

D E S C R I Z I O N E
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
?METODO DI CONTROLLO DI UN VEICOLO STRADALE DURANTE UN PATTINAMENTO DELLE RUOTE MOTRICI?
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione ? relativa ad un metodo di controllo di un veicolo stradale durante un pattinamento delle ruote motrici.
La presente invenzione trova vantaggiosa applicazione ad una automobile, cui la trattazione che segue far? esplicito riferimento senza per questo perdere di generalit?.
ARTE ANTERIORE
Una moderna automobile ? provvista di un sistema di controllo elettronico della trazione che viene identificato con l?acronimo ASR (?Anti-Slip Regulation? o ?Anti-Spin Regulation?) oppure con l?acronimo TCS (?Traction Control System?). Il sistema di controllo elettronico della trazione misura ciclicamente la velocit? di rotazione di ciascuna ruota e confronta le velocit? di rotazione di tutte le ruote; se una ruota motrice gira pi? velocemente delle altre ruote (particolarmente delle ruote condotte) viene identificato un pattinamento che viene contrastato essenzialmente riducendo la coppia motrice generata dal motore a combustione interna.
In un motore a combustione interna ad accensione comandata operante secondo il ciclo Otto, la riduzione della coppia motrice viene ottenuta riducendo l?alimentazione di aria e quindi riducendo di conseguenza l?alimentazione di carburante 1e pu? venire ottenuta anche agendo nei primi istanti (per avere un intervento pi? veloce) anche sull?anticipo di accensione.
Gli attuali controlli di trazione sono molto efficaci ed anche molto versatili in quanto riescono non solo ad eliminare del tutto il pattinamento (slittamento) delle ruote motrici, ma riescono anche a mantenere per limitati periodi di tempo (ad esempio durante una partenza da fermo o durante la percorrenza di una curva con l?automobile in leggera imbardata per effetto del sovrasterzo) le ruote motrici con un pattinamento (slittamento) ridotto e predeterminato (ovvero desiderato).
Generalmente, ? prevista nel cruscotto dell?automobile una spia luminosa che si accende per segnalare al guidatore che ? intervenuto il controllo di trazione a causa di un pattinamento delle ruote motrici; tuttavia, tale segnalazione pu? venire confusa con altro o pu? anche venire del tutto ignorata particolarmente quando il guidatore sta guidando in modo prestazionale ed ? quindi estremamente concentrato sulla strada davanti all?automobile piuttosto che sul cruscotto. Tra l?altro la spia luminosa che segnala l?intervento del controllo di trazione normalmente non si accende quando il pattinamento delle ruote motrici ? ?controllato? (ovvero ? mantenuto a livelli ridotti e predeterminati).
La domanda di brevetto EP2505414A1 descrive una motocicletta provvista di un sistema di controllo della trazione che riduce la coppia motrice applicata alla ruota posteriore quando la ruota posteriore manifesta un fattore di slittamento superiore ad un primo valore di soglia; inoltre, quando il fattore di slittamento supera un secondo valore di soglia (minore del primo valore di soglia), viene generato un avvertimento al guidatore anche attraverso una oscillazione della valvola a farfalla per provocare una corrispondente oscillazione della coppia motrice applicata alla ruota posteriore.
Le domande di brevetto EP0443785A1 e GB2317716A descrivono una automobile provvista di un sistema di controllo della trazione che riduce la coppia motrice applicata alle ruote motrici quando le ruote motrici slittano; in particolare, la coppia motrice viene ridotta spegnendo ciclicamente uno o pi? cilindri ovvero evitando di iniettare il carburante in uno o pi? cilindri. Tuttavia, la modalit? di controllo della trazione proposta nelle domande di brevetto EP0443785A1 e GB2317716A determina una irregolarit? di funzionamento del motore a combustione interna molto marcata che da un lato viene normalmente ritenuta dai guidatori eccessiva e troppo poco confortevole e dall?altro lato a lungo andare pu? danneggiare sia la trasmissione sia il sistema di scarico.
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione ? di fornire un metodo di controllo di un veicolo stradale durante un pattinamento delle ruote motrici, il quale metodo di controllo permetta di migliorare l?interazione tra il guidatore ed il veicolo durante un pattinamento delle ruote motrici e, nello stesso tempo, sia anche di facile ed economica implementazione.
Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo di controllo di un veicolo stradale durante un pattinamento delle ruote motrici, secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate.
Le rivendicazioni descrivono forme di realizzazione preferite della presente invenzione formando parte integrante della presente descrizione.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:
? la figura 1 ? una vista schematica di una automobile che ? provvista di un motore a combustione interna ed implementa il metodo di controllo della presente invenzione;
? la figura 2 ? una vista prospettica del motore a combustione interna della automobile della figura 1;
? la figura 3 ? una vista schematica di una bancata del motore a combustione interna della figura 2;
? la figura 4 ? una vista schematica di entrambe le bancate del motore a combustione interna della figura 2;
? la figura 5 ? un diagramma temporale che mostra l?evoluzione nel tempo di alcune grandezze caratteristiche del motore a combustione interna della figura 2 durante l?esecuzione del metodo di controllo della presente invenzione;
? la figura 6 ? una vista schematica di una automobile che ? provvista di motori elettrici ed implementa il metodo di controllo della presente invenzione; e
? la figura 7 ? una vista schematica di un avvolgimento di statore di un motore elettrico dell?automobile della figura 6.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL?INVENZIONE
Nella figura 1, con il numero 1 ? indicato nel suo complesso un veicolo stradale (in particolare una automobile) provvisto di due ruote 2 condotte (ovvero non motrici) anteriori e di due ruote 3 motrici posteriori. In posizione anteriore ? disposto un motore 4 a combustione interna, il quale costituisce il propulsore dell?automobile 1, ? provvisto di un albero 5 motore e produce una coppia motrice che viene trasmessa alle ruote 3 motrici mediante una trasmissione 6. In particolare, il motore 4 a combustione interna ? ad accensione comandata, opera secondo il ciclo Otto, ed utilizza come carburante la benzina. La trasmissione 6 comprende un cambio 7 servoassistito a doppia frizione disposto al retrotreno ed un albero 8 di trasmissione che collega l?albero 5 motore ad un ingresso del cambio 7 servoassistito a doppia frizione. In cascata al cambio 7 servoassistito a doppia frizione ? collegato un differenziale 9 autobloccante, dal quale partono una coppia di semiassi, ciascuno dei quali ? solidale ad una ruota 3 motrice.
Secondo quanto illustrato nella figura 2, il motore 4 termico a combustione interna ? un ?V12? e presenta due bancate 10 (tra loro gemelle) di sei cilindri 11 (illustrati schematicamente nella figura 3) disposte tra loro angolate per formare una ?V? di 90?. In ciascuna bancata 10, i sei cilindri 11 sono collegati ad un collettore 12 di aspirazione tramite almeno una rispettiva valvola di aspirazione (non illustrata) e ad un collettore 13 di scarico tramite almeno una rispettiva valvola di scarico (non illustrata); in ciascun collettore 13 di scarico si raccolgono i gas prodotti dalla combustione che fuoriescono ciclicamente dalle valvole di scarico.
Secondo quanto illustrato nella figura 1, a ciascun collettore 13 di scarico ? collegato un corrispondente condotto 14 di scarico che riceve i gas prodotti dalla combustione dal collettore 13 di scarico e li immette in atmosfera. Ciascun condotto 14 di scarico si origina dal corrispondente collettore 13 di scarico e termina in corrispondenza della coda dell?automobile 1. Lungo ciascun condotto 14 di scarico sono disposti dei dispositivi 15 di trattamento dei gas di scarico di tipo noto: ? sempre presente almeno un catalizzatore e potrebbe essere presente anche un filtro anti-particolato (per soddisfare le nuove normative EURO6C sulle emissioni inquinanti le case automobilistiche prevedono l?utilizzo di un filtro antiparticolato - denominato GPF acronimo di ?Gasoline Particulate Filter? - anche nel caso di motori a benzina).
Al termine di ciascun condotto 14 di scarico ? disposto un silenziatore provvisto di un tubo di uscita che costituisce la parte terminale del condotto 14 di scarico stesso. A ciascun tubo di uscita ? generalmente accoppiato un codino estetico avente unicamente funzioni estetiche (ovvero mascherare il tubo di uscita con una forma gradevole e coerente con l?impostazione dell?automobile 1).
Secondo quanto illustrato nella figura 3, il motore 4 a combustione interna comprende un sistema di alimentazione di carburante che per ciascun cilindro 11 prevede (almeno) un corrispondente iniettore 16 che alimenta il carburante nel cilindro 11 stesso.
Secondo quanto illustrato nella figura 1, ? previsto un sistema 17 di controllo del motore 4 a combustione interna comprendente due centraline 18 di controllo elettroniche gemelle, le quali sono tra loro fisicamente indipendenti e separate, sono tra loro collegate attraverso un BUS di campo 19 (generalmente operante secondo lo standard CAN ? ?Controller Area Network?), e pilotano ciascuna una corrispondente bancata 10. Una centralina 18 di controllo elettronica opera come ?master? (ovvero stabilisce gli obiettivi del controllo motore) mentre l?altra centralina 18 di controllo elettronica opera come ?slave? (ovvero copia gli obiettivi del controllo motore stabiliti dall?altra centralina 18 di controllo elettronica).
Secondo quanto illustrato nella figura 1, l?automobile 1 comprende un sistema 20 di controllo della trazione di tipo noto ed identificato normalmente con l?acronimo ASR (?Anti-Slip Regulation? o ?Anti-Spin Regulation?) oppure con l?acronimo TCS (?Traction Control System?). Il sistema 20 di controllo della trazione comunica attraverso il BUS di campo 19 (anche con il sistema 17 di controllo del motore 4 a combustione interna) ed in uso misura ciclicamente la velocit? di rotazione di ciascuna ruota 2 o 3 e confronta le velocit? di rotazione di tutte le ruote 2 e 3; se una ruota 3 motrice gira pi? velocemente delle altre ruote 2 e 3 (particolarmente delle ruote 2 condotte) viene identificato un pattinamento che viene contrastato (se necessario) riducendo la coppia motrice generata dal motore 4 a combustione interna. La riduzione della coppia motrice viene ottenuta riducendo l?alimentazione di aria (ovvero chiudendo le valvole a farfalla) e di conseguenza riducendo della stessa quantit? (per mantenere costante il rapporto aria/carburante) l?alimentazione di carburante. La riduzione della coppia motrice pu? venire ottenuta anche agendo nei primi istanti (per avere un intervento pi? veloce) anche sull?anticipo di accensione; tuttavia l?azione sull?anticipo di accensione ? solo temporanea (come detto solo nei primi istanti) e viene annullata mano a mano che cresce l?effetto della riduzione dell?alimentazione di aria e carburante.
In altre parole, il sistema 20 di controllo della trazione rileva un pattinamento di almeno una ruota 3 motrice ed in caso di pattinamento di almeno una ruota 3 motrice diminuisce opportunamente ed in modo noto la coppia motrice generata dal motore 4 a combustione interna per eliminare il pattinamento oppure per mantenere il pattinamento ad un livello predeterminato e desiderato.
Inoltre, l?automobile 1 comprende un sistema 21 di segnalazione che pilota, solo durante un pattinamento di almeno una ruota 3 motrice, il propulsore dell?automobile 1 (ovvero il motore 4 a combustione interna) con una legge di segnalazione sbilanciata per ottenere una ciclica irregolarit? di funzionamento che genera una vibrazione anomala (ovvero normalmente non presente) avvertibile dal guidatore ed una rumorosit? anomala (ovvero normalmente non presente) avvertibile dal guidatore. La vibrazione anomala e la rumorosit? anomala sono avvertibili dal guidatore, ovvero sono sufficientemente intense da essere (chiaramente) avvertibili dal guidatore (in effetti il loro scopo, come meglio spiegato in seguito, ? proprio quello di venire percepite dal guidatore per fornire una informazione al guidatore stesso). In altre parole, solo durante un pattinamento di almeno una ruota 3 motrice il propulsore viene pilotato con la legge di segnalazione che ? indipendente dalla (eventuale) azione di limitazione, si aggiunge in modo autonomo alla (eventuale) azione di limitazione, e fa funzionare in modo anormale (sbilanciato) il propulsore in modo da generare (attraverso una ciclica irregolarit? di funzionamento) una vibrazione anomala e/o una rumorosit? anomala avvertibili dal guidatore.
Di conseguenza, quando le ruote 3 motrici sono in pattinamento (indipendentemente dal fatto che entri o meno in azione il sistema 20 di controllo della trazione per ridurre la coppia motrice in quanto il sistema 20 di controllo della trazione potrebbe anche essere stato attenuato o disabilitato dal guidatore), il sistema 21 di segnalazione agisce sul propulsore dell?automobile 1 per ottenere una ciclica irregolarit? di funzionamento che genera una vibrazione anomala (ovvero normalmente non presente) avvertibile dal guidatore ed una rumorosit? anomala (ovvero normalmente non presente) avvertibile dal guidatore; grazie alla vibrazione anomala ed alla rumorosit? anomala, il guidatore si rende conto che la sua attuale guida ha portato ad un pattinamento delle ruote 3 motrici e quindi pu? correggere la sua guida (se il suo scopo non era di arrivare al pattinamento delle ruote 3 motrici che normalmente determina un peggioramento delle prestazioni) o comunque adattare la sua guida alla nuova condizione (se il suo scopo era di arrivare al pattinamento controllato delle ruote 3 motrici per una guida che privilegia il divertimento rispetto alle prestazioni).
E? importante sottolineare che il sistema 21 di segnalazione agisce, quando le ruote 3 motrici sono in pattinamento, sul propulsore dell?automobile 1 per generare la vibrazione anomala e la rumorosit? anomala indipendentemente dal fatto che il sistema 20 di controllo della trazione riduca la coppia motrice (per annullare o controllare il pattinamento): la vibrazione anomala e la rumorosit? anomala avvertono il guidatore che la sua guida ha portato le ruote 3 motrici in pattinamento (eventualmente annullato o controllato dalla riduzione della coppia motrice) e questo avvertimento ? utile sia quando il sistema 20 di controllo della trazione riduce la coppia motrice (perch? in questo caso i normali effetti del pattinamento delle ruote 3 motrici vengono pi? o meno mascherati dall?intervento del sistema 20 di controllo della trazione), sia quando il sistema 20 di controllo della trazione non riduce la coppia motrice (ovvero ? ?spento?) in quanto in questa situazione il guidatore potrebbe non rendersi comunque contro della presenza del pattinamento delle ruote 3 motrici. In altre parole, il sistema 20 di controllo della trazione, durante un pattinamento di almeno una ruota 3 motrice, pu? o meno ridurre una coppia motrice generata dal propulsore (ovvero del motore 4 a combustione interna) in modo del tutto indipendente dalla azione del dispositivo 21 di segnalazione che attua la legge di segnalazione sbilanciata (che ha l?unica funzione di generare la vibrazione anomala e la rumorosit? anomala).
Secondo una alternativa forma di attuazione, il sistema 21 di segnalazione interviene attuando la legge di segnalazione sbilanciata solo contestualmente all?intervento del sistema 20 di controllo della trazione, ovvero solo quando il sistema 20 di controllo della trazione interviene per limitare la coppia motrice.
L?attuazione della legge di segnalazione sbilanciata ha come unica finalit? la generazione della vibrazione anomala e della rumorosit? anomala per fornire un adeguato feedback al guidatore sulla presenza di un pattinamento delle ruote 3 motrici; come meglio spiegato in seguito, l?attuazione della legge di segnalazione sbilanciata potrebbe provocare anche una (piccola e marginale) riduzione della coppia motrice andando comunque a disturbare il regolare funzionamento del propulsore (ovvero del motore 4 a combustione interna) ma questa (piccola e marginale) riduzione della coppia motrice ? un ?effetto collaterale? non espressamente voluto e ricercato (anche se questo ?effetto collaterale? non ? comunque dannoso in quanto tende a ridurre, anche se in modo minimale e quasi ininfluente, il pattinamento delle ruote 3 motrici che ? comunque un fenomeno generalmente negativo ed indesiderato). In effetti, la riduzione della coppia motrice provocata dalla legge di segnalazione sbilanciata ? generalmente dell?ordine di qualche percento e quindi non ha un effetto sostanziale (apprezzabile) sul pattinamento delle ruote 3 motrici.
In altre parole, in uso viene ciclicamente determinata una coppia motrice desiderata richiesta da un guidatore del veicolo stradale 1 (principalmente in funzione di una posizione di un pedale dell?acceleratore), viene ciclicamente rilevato un pattinamento di almeno una ruota 3 motrice, viene pilotato il propulsore, in assenza di pattinamento delle ruote 3 motrici, per generare una coppia motrice normale pari alla coppia motrice desiderata, e invece viene pilotato il propulsore, solo durante un pattinamento di almeno una ruota 3 motrice, per generare una coppia motrice ridotta, ovvero inferiore alla coppia motrice desiderata per effetto dell?intervento del sistema 20 di controllo della trazione (ovviamente solo quando il sistema 20 di controllo della trazione interviene effettivamente).
Quindi, solo durante un pattinamento di almeno una ruota 3 motrice, una riduzione della coppia motrice generata dal propulsore rispetto alla coppia motrice desiderata viene ottenuta mediante una azione di limitazione (impartita dal sistema 20 di controllo della trazione) che agisce sul propulsore e mantiene un funzionamento regolare e bilanciato del propulsore (in quanto l?azione di limitazione si applica nello stesso identico modo e contemporaneamente a tutti i cilindri 11, ovvero l?azione di limitazione prevede di agire nello stesso istante e nello stesso modo su tutti i cilindri 11); come spiegato in precedenza, tale azione di limitazione (impartita dal sistema 20 di controllo della trazione) prevede sempre una riduzione della portata di aria e potrebbe prevedere (solo nei primi istanti) anche un intervento temporaneo sull?anticipo di accensione.
Inoltre, solo durante un pattinamento di almeno una ruota 3 motrice ed indipendentemente dall?azione del sistema 20 di controllo della trazione (ovvero indipendentemente dalla riduzione della coppia motrice generata dal propulsore), il sistema 21 di segnalazione pilota il propulsore anche con una legge di segnalazione sbilanciata che ? completamente indipendente dalla azione di limitazione, si aggiunge in modo autonomo alla azione di limitazione (se l?azione di limitazione ? presente), e provoca una ciclica irregolarit? di funzionamento che genera una vibrazione anomala e/o una rumorosit? anomala (che nulla hanno a che fare con la riduzione della coppia motrice determinata dalla azione di limitazione).
Secondo una preferita forma di attuazione, il sistema 21 di limitazione mantiene costante una frequenza (principale, ovvero di prima armonica) della vibrazione anomala e della rumorosit? anomala anche al variare di un regime ? di rotazione del propulsore (ovvero del motore 4 a combustione interna); in altre parole, il sistema 21 di limitazione pilota il propulsore (ovvero il motore 4 a combustione interna) con la legge di segnalazione sbilanciata che viene costantemente adattata al regime ? di rotazione del propulsore in modo tale che la frequenza (principale, ovvero di prima armonica) della vibrazione anomala e della rumorosit? anomala sia costante.
Mantenere costante la frequenza (principale, ovvero di prima armonica) della vibrazione anomala e della rumorosit? anomala migliora il feedback percepito dal guidatore, il quale si aspetta che allo stesso tipo di evento (il pattinamento delle ruote 3 motrice) corrisponda sempre lo stesso tipo di messaggio indipendentemente dal regime ? di rotazione del propulsore; ovvero dal punto di vista del guidatore non ha senso che il feedback che segnala il pattinamento delle ruote 3 motrice debba essere pi? greve solo perch? il propulsore gira pi? piano e debba essere pi? acuto solo perch? il propulsore gira pi? veloce.
In particolare, la legge di segnalazione sbilanciata prevede di attuare ciclicamente un evento E deviante impulsivo (illustrato nella figura 5) che genera la vibrazione anomala e la rumorosit? anomala ed ha una frequenza costante anche al variare del regime ? di rotazione del propulsore (come illustrato nella figura 5); la frequenza dell?evento E deviante impulsivo risulta di conseguenza essere un sottomultiplo della frequenza della vibrazione anomala e della rumorosit? anomala. Secondo una preferita, ma non vincolante, forma di attuazione, la frequenza dell?evento E deviante ? compresa tra 5 e 32 Hz; ovviamente secondo altre forme di attuazione sono possibili altri intervalli di frequenza (che dipendono anche dalle caratteristiche costruttive del propulsore e dell?automobile 1). Secondo una preferita forma di attuazione, la frequenza dell?evento E deviante impulsivo non ? un multiplo o un sottomultiplo di una frequenza propria di risonanza di componenti del propulsore o dell?automobile 1 per evitare di creare sollecitazioni meccaniche eccessive che potrebbero portare ad eccessive usure o anche a rotture.
Secondo una possibile forma di attuazione, il sistema 21 di limitazione stima il campo di frequenze entro il quale le vibrazioni anomale (generate dagli eventi E devianti) si sviluppano e verifica che il campo di frequenze entro il quale le vibrazioni anomale si sviluppano non comprenda le frequenze proprie di risonanza degli organi meccanici della trasmissione 6 (ovvero degli organi meccanici elastodinamicamente collegati al motore 4 a combustione interna in tutta la catena di distribuzione della coppia motrice erogata dal motore 4 a combustione interna fino alle ruote 3 motrici). Se il campo di frequenze entro il quale le vibrazioni anomale si sviluppano comprende delle frequenze proprie di risonanza degli organi meccanici della trasmissione 6, il sistema 21 di limitazione modifica (normalmente ? sufficiente in modo lieve) la frequenza dell?evento E deviante per evitare che il campo di frequenze entro il quale le vibrazioni anomale si sviluppano comprenda delle frequenze proprie di risonanza degli organi meccanici della trasmissione 6. Secondo una possibile forma di attuazione, il sistema 21 di limitazione utilizza un modello matematico costituito da equazioni o da mappe per calcolare il campo di frequenze entro il quale le vibrazioni anomale si sviluppano; in alternativa il sistema 21 di limitazione ha memorizzato in una apposita memoria quali sono le frequenze proprie di risonanza degli organi meccanici della trasmissione 6.
Secondo una possibile forma di attuazione, come ulteriore controllo di sicurezza durante la generazione delle vibrazioni anomale (generate dagli eventi E devianti), il sistema 21 di limitazione controlla il segnala fornito da uno o pi? accelerometri (o altri sensori di vibrazione) presenti nel motore 4 a combustione interna o nel resto dell?automobile 1 (ad esempio nel cambio 7) per verificare che in corrispondenza delle vibrazioni anomale (generate dagli eventi E devianti) non vi siano anormali picchi di vibrazioni (indice del possibile innesco di una risonanza meccanica). Se il sistema 21 di limitazione verifica la presenza di anormali picchi di vibrazioni in corrispondenza delle vibrazioni anomale (generate dagli eventi E devianti), allora modifica (normalmente ? sufficiente in modo lieve) la frequenza dell?evento E deviante.
Secondo una possibile forma di attuazione, il sistema 21 di limitazione determina un grado del pattinamento delle ruote 3 motrici e quindi modula una intensit? della vibrazione anomala ed una intensit? della rumorosit? anomala in funzione del grado del pattinamento delle ruote 3 motrici in modo tale che la vibrazione anomala e la rumorosit? anomala siano tanto pi? intense quanto maggiore ? il grado del pattinamento delle ruote 3 motrici.
Ad esempio, il grado del pattinamento delle ruote 3 motrici potrebbe essere misurato attraverso lo slittamento S delle ruote 3 motrici che viene calcolato mediante la seguente equazione:
S = (?3 - ?2) / ?2
?2 velocit? di rotazione corrispondente ad una velocit? longitudinale dell?automobile 1 (ad esempio determinata in funzione della velocit? di rotazione delle ruote 2 anteriori condotte); ?3 velocit? di rotazione delle ruote 3 motrici;
S slittamento delle ruote 3 motrici.
Come detto in precedenza, la legge di segnalazione sbilanciata prevede di attuare ciclicamente un evento E deviante impulsivo che preferibilmente determina un buco impulsivo nella coppia motrice generata dal propulsore (ovvero dal motore 4 a combustione interna).
Quando il propulsore ? costituito dal motore 4 a combustione interna, l?evento E deviante impulsivo ? costituito da una mancata (eventualmente incompleta) iniezione di carburante (denominata in gergo ?cut-off?) in (almeno) un singolo cilindro 11 che determina una mancata (eventualmente incompleta) combustione nel cilindro 11 stesso seguita da un numero variabile di normali iniezioni (denominate in gergo ?firing?) nei cilindri 11 successivi (ovvero in cui deve avvenire la combustione secondo la sequenza di scoppi del motore 4 a combustione interna) che determinano la normale combustione nei cilindri 11 successivi stessi. La combinazione in sequenza predeterminata del numero di mancate iniezioni di carburante (?cut-off?) e di normali iniezioni di carburante di (?firing?) genera l?intensit? e la frequenza della vibrazione anomala e della rumorosit? anomala; per ottenere una elevata frequenza dell?evento E deviante impulsivo (quindi una elevata frequenza della vibrazione anomala e della rumorosit? anomala) viene attuata una mancata iniezione di carburante in un singolo cilindro 11 (per avere una completa assenza di combustione nel cilindro 11) seguita da un numero pi? ridotto di normali iniezioni nei cilindri 11 successivi mentre per ottenere una minore frequenza dell?evento E deviante impulsivo (quindi una minore frequenza della vibrazione anomala e della rumorosit? anomala) viene attuata una mancata iniezione di carburante in un singolo cilindro 11 (per avere una completa assenza di combustione nel cilindro 11) seguita da un maggior numero di normali iniezioni nei cilindri 11 successivi. Per ottenere una maggiore intensit? dell?evento E deviante impulsivo, l?evento E deviante impulsivo potrebbe essere costituito da una mancata iniezione consecutiva in pi? cilindri 11 invece che in singolo cilindro 11, ovvero l?evento E deviante impulsivo potrebbe essere costituito da una mancata iniezione consecutiva, oltre al primo cilindro 11, in uno o anche pi? dei cilindri che scoppiano successivamente al primo cilindro 11 secondo la sequenza di accensione predeterminata.
Preferibilmente, l?attuazione di un evento E deviante impulsivo, ovvero una mancata iniezione di carburante in un singolo cilindro 11 (per avere una completa assenza di combustione nel cilindro 11), ? sempre seguita da un elevato numero (almeno quindici) di normali iniezioni nei cilindri 11 successivi, in quanto l?evento E deviante impulsivo (cio? la mancata iniezione in un singolo cilindro 11) ha come unico scopo di generare una segnalazione per il guidatore e non vuole ?disturbare? in modo sostanziale il funzionamento regolare e bilanciato del propulsore.
Secondo una preferita forma di attuazione, il sistema 21 di limitazione verifica che l?utilizzo della legge di segnalazione sbilanciata non determini un eccessivo aumento di una temperatura T interna dei catalizzatori 15 presenti lungo i condotti 14 di scarico del motore 4 a combustione interna, ed impedisce (fin dall?inizio) o interrompere (dopo l?inizio) l?utilizzo della legge di segnalazione sbilanciata se tale utilizzo determina un eccessivo aumento della temperatura T interna dei catalizzatori 15.
Infatti, generalmente il pattinamento delle ruote 3 motrici ? ottenuto quando il motore 4 a combustione interna genera una coppia motrice rilevante operando in transitorio (ovvero con un punto di funzionamento in continua evoluzione) ed in queste condizioni vi ? una certa quantit? di carburante incombusto (in quanto per ridurre la temperatura massima dei cilindri 11 vengono utilizzare miscele grasse con un eccesso di carburante); la successione di eventi E devianti impulsivi (ovvero di mancate iniezioni di carburante) comandati dalla legge di segnalazione sbilanciata immette nei condotti 14 di scarico un eccesso di ossigeno che determina la combustione immediata e violenta del carburante che si trova nei catalizzatori 15 (con un innalzamento rilevante della temperatura T interna dei catalizzatori 15). La temperatura T interna dei catalizzatori 15 non deve mai superare un valore TMAX massimo di sicurezza (generalmente pari a circa 940-960?C) per evitare di causare danni permanenti ai catalizzatori 15.
Secondo una possibile forma di attuazione, il sistema 21 di limitazione stima la temperatura T interna nei catalizzatore 15 presenti lungo i condotti 14 di scarico del motore 4 a combustione interna ed impedisce o interrompe l?utilizzo della legge di segnalazione sbilanciata se la temperatura T interna del catalizzatore 15 ? superiore ad una soglia di garanzia (adeguatamente inferiore al valore TMAX massimo di sicurezza). Ad esempio, il sistema 21 di limitazione potrebbe stimare la temperatura T interna dei catalizzatori 15 utilizzando un modello matematico (costituito da equazioni oppure da mappe) ed in funzione di un punto di funzionamento del motore 4 a combustione interna e di una riserva di coppia (il punto di funzionamento del motore 4 a combustione interna ? costituito dal regime ? di rotazione e dal carico).
Secondo una possibile forma di attuazione, il sistema 21 di limitazione attende un intervallo di tempo di riposo a partire dal termine di un precedente utilizzo della legge di segnalazione sbilanciata prima di consentire un nuovo e successivo utilizzo della legge di segnalazione sbilanciata; ovvero dopo che ? stata utilizzata la legge di segnalazione sbilanciata durante un pattinamento delle ruote 3 motrici viene atteso un intervallo di tempo di riposo prima di potere consentire un nuovo utilizzo della legge di segnalazione sbilanciata (anche in presenza di un pattinamento delle ruote 3 motrici che non verr? ?segnalato? al guidatore in quanto preservare l?integrit? dei catalizzatori 15 ? pi? importante di dare un feedback di questo tipo al guidatore).
L?intervallo di tempo di riposo permette ai catalizzatori 15 di raffreddarsi e pu? avere sia una durata costante, sia una durata variabile in funzione della durata del precedente utilizzo della legge di segnalazione sbilanciata (tanto pi? a lungo ? durato il precedente utilizzo della legge di segnalazione sbilanciata, tanto pi? lungo deve essere l?intervallo di tempo di riposo).
Nella forma di attuazione illustrata nelle figure 1, 2 e 3, il motore 4 a combustione interna comprende due bancate 10 di (sei) cilindri 11 ciascuna e due centraline 18 di controllo, ciascuna delle quali ? associata ad una corrispondente bancata 10 e pilota tutti e soli gli iniettori 16 della propria bancata 10. Ciascuna centralina 18 di controllo attua la legge di segnalazione sbilanciata in modo completamente indipendente ed autonomo dall?altra centralina 18 di controllo; in altre parole, ciascuna centralina 18 di controllo (quindi sia la centralina 18 di controllo master, sia la centralina 18 di controllo slave) implementa un proprio sistema 21 di segnalazione (ovvero contiene al proprio interno il software che realizza il sistema 21 di segnalazione) che ? del tutto indipendente ed autonomo dal sistema 21 di segnalazione dell?altra centralina 18 di controllo ed opera in modo del tutto indipendente e separato (ovvero senza lo scambio di alcuna informazione) dal sistema 21 di segnalazione dell?altra centralina 18 di controllo.
Ovviamente, i due sistemi 21 di segnalazione implementati nelle due centraline 18 di controllo sono tra loro perfettamente identici, ovvero sono completamente gemelli.
Il sistema 21 di segnalazione di ciascuna centralina 18 di controllo decide autonomamente (ovvero senza ?consultare? in alcun modo il sistema 21 di segnalazione dell?altra centralina 18 di controllo) l?inizio e la fine della attuazione della legge di segnalazione sbilanciata in funzione dei valori dei parametri che legge nel BUS di campo 19, ovvero decide autonomamente quando ? necessario attivare la legge di segnalazione sbilanciata e quando si deve disattivare la legge di segnalazione sbilanciata. In altre parole, il sistema 21 di segnalazione di ciascuna centralina 18 di controllo solo consultando le informazioni disponibili nel BUS di campo 19 avvia (quando inizia il pattinamento delle ruote 3 motrici) e successivamente ferma (quando termina il pattinamento delle ruote 3 motrici) l?attuazione della legge di segnalazione sbilanciata disinteressandosi completamente di quello che sta facendo (o che non sta facendo) il sistema 21 di segnalazione dell?altra centralina 18 di controllo.
I due hardware (le due centraline 18 di controllo) sono tra loro identici, i due software (i due sistemi 21 di segnalazione implementati nelle due centraline 18 di controllo) sono tra loro identici, e le informazioni che ricevono dal BUS di campo 19 sono esattamente le stesse (essendo il BUS di campo 19 unico per tutta l?automobile 1); di conseguenza, anche se i due sistemi 21 di segnalazione implementati nelle due centraline 18 di controllo non comunicano tra loro in alcun modo agiranno comunque in modo sostanzialmente sincronizzato perch? agli stessi stimoli avranno entrambi le stesse reazioni con gli stessi tempi. Ovvero due entit? del tutto identiche sia dal punto di vista hardware, sia dal punto di vista software (ovvero i due sistemi 21 di segnalazione implementati nelle due centraline 18 di controllo) reagiranno agli stessi ingressi (derivanti dallo stesso BUS di campo 19) con le stesse azioni e con gli stessi tempi. Quindi, ? possibile ottenere una sostanzialmente sincronizzazioni delle azioni dei due sistemi 21 di segnalazione anche in assenza di una qualsiasi forma di comunicazione tra i due sistemi 21 di segnalazione.
Infatti, le due centraline 18 di controllo dialogano tra di loro attraverso il BUS di campo 19, il quale tuttavia non ? sufficientemente veloce per permettere una adeguata sincronizzazione degli eventi E devianti impulsivi che sono particolarmente rapidi; quindi sfruttando il BUS di campo 19 non sarebbe possibile sincronizzare le azioni dei due sistemi 21 di segnalazione perch? la dinamica degli eventi E devianti impulsivi (dell?ordine di pochi millisecondi quando il regime ? di rotazione ? elevato) ? molto pi? rapida dei ritardi di comunicazione imposti dal BUS di campo 19 (dell?ordine di 10-20 millisecondi). Questa limitazione del BUS di campo 19 (che non permette di utilizzare il BUS di campo 19 per sincronizzare l?azione dei due sistemi 21 di segnalazione) viene completamente superata rendendo i due sistemi 21 di segnalazione perfettamente identici e del tutto autonomi uno rispetto all?altro, ovvero grazie al fatto che entrambe le centraline 18 di controllo (cio? sia la centralina 18 di controllo master, sia la centralina 18 di controllo slave) attuano la legge di segnalazione sbilanciata nella propria bancata 10 di cilindri 11 in modo completamente indipendente ed autonomo dall?altra centralina 18 di controllo. In altre parole, facendo attuare alle due centraline 18 di controllo la legge di segnalazione sbilanciata in modo indipendente non ? necessaria una sincronizzazione puntuale attraverso il BUS di campo 19 e quindi si evitando i problemi di ?sfasamento? derivanti da una insufficiente velocit? di comunicazione del BUS di campo 19 stesso.
Riassumendo quanto sopra descritto, i due sistemi 21 di segnalazione implementati nelle due centraline 18 di controllo master e slave stabiliscono indipendentemente l?inizio (e la fine) della attuazione della legge di segnalazione sbilanciata in funzione della presenza di pattinamento delle ruote 3 motrici (stabilito in base alle informazioni lette nel BUS di campo 19); i due sistemi 21 di segnalazione implementati nelle due centraline 18 di controllo master e slave riescono ad iniziare sostanzialmente allo stesso istante temporale l?attuazione della legge di segnalazione sbilanciata per via delle condizioni di attuazione che entrambe le centraline controllano in parallelo e che per entrambe le centraline sono identiche.
L?intervento dei due sistemi 21 di segnalazione pu? dipendente non solo dalla perdita di trazione di almeno una ruota 3 motrice, ma anche da altre condizioni; ovvero ? possibile fare intervenire i sistemi 21 di segnalazione (ovvero attuatore la legge di segnalazione sbilanciata) solo se la perdita di trazione di almeno una ruota 3 motrice si verifica assieme ad altri eventi. Ad esempio ? possibile fare intervenire i sistemi 21 di segnalazione (ovvero attuatore la legge di segnalazione sbilanciata) solo se la perdita di trazione di almeno una ruota 3 motrice si verifica assieme un angolo di sterzo non nullo delle ruote 2 anteriori (ovvero solo quando l?automobile 1 ? in curva); infatti, il pattinamento delle ruote 3 motrici non ha particolari effetti negativi in rettilineo (se non la riduzione delle prestazioni), mentre il pattinamento delle ruote 3 motrici in curva pu? innescare un sovrasterzo di potenza fino ad arrivare ad un testacoda. Ad esempio ? possibile fare intervenire i sistemi 21 di segnalazione (ovvero attuatore la legge di segnalazione sbilanciata) solo se il pedale dell?acceleratore ? oltre ad una certa posizione (ovvero ? stato premuto con decisione dal guidatore). Ad esempio ? possibile fare intervenire i sistemi 21 di segnalazione (ovvero attuatore la legge di segnalazione sbilanciata) solo se il regime ? di rotazione del motore 4 a combustione interna ? superiore ad una certa soglia.
Tra le due centraline 18 di controllo sono normalmente previsti scambi di messaggi attraverso il BUS di campo 19 (ad esempio il segnale della posizione del pedale dell?acceleratore ? controllato solo dalla centralina 18 di controllo master e necessita di invio alla centralina 18 di controllo slave attraverso il BUS di campo 19, ovvero viene messo a disposizione sul BUS di campo 19 dalla centralina 18 di controllo master); se un segnale generato e messo disposizione sul BUS di campo 19 dalla centralina 18 di controllo a master entra nella valutazione dell?attivazione (disattivazione) della attuatore la legge di segnalazione sbilanciata (ad esempio il segnale della posizione del pedale dell?acceleratore), allora il sistema 21 di segnalazione implementato nella centralina 18 di controllo master applica a questo segnale un ritardo temporale standard e predeterminato pari al ritardo temporale di comunicazione di questo segnale sul BUS di campo 19 in modo tale da mettersi nelle stesse condizioni temporali del sistema 21 di segnalazione implementato nella centralina 18 di controllo slave. Ovvero se la centralina 18 di controllo master elabora un parametro di controllo che pubblica nel BUS di campo 19, viene letto dalla centralina 18 di controllo slave, e viene utilizzato da entrambe le centralina 18 di controllo per decidere l?inizio o la fine dell?attuazione della legge di segnalazione, allora la centralina 18 di controllo master applica al parametro di controllo un ritardo temporale pari al ritardo temporale di comunicazione sul BUS di campo 19 quando utilizza il parametro di controllo per decidere l?inizio o la fine dell?attuazione della legge di segnalazione (in questo modo si mette nelle stesse identiche condizioni della centralina 18 di controllo slave).
I sistemi 21 di segnalazione agiscono in modo indipendente su entrambe le bancate 10; in questo modo le incomplete o mancate iniezioni di carburante (ovvero gli eventi E devianti impulsivi) avvengono in modo alternato nei cilindri 11 delle due bancate 10 e quindi si evita che le incomplete o mancate iniezioni di carburante avvengano tutte nei cilindri 11 di una stessa bancata 10 provocando un eccessivo surriscaldamento dei catalizzatori 15 del corrispondente condotto 14 di scarico e/o anomale sollecitazioni meccaniche sul manovellismo e sugli organi di collegamento meccanici.
Secondo una possibile forma di attuazione, i due sistemi 21 di segnalazione (che sono tra loro identici, ovvero utilizzano gli stessi identici algoritmi) agiscono con le stesse fasature e quindi attuano sempre le stesse incomplete o mancate iniezioni di carburante (ovvero gli stessi eventi E devianti impulsivi) sostanzialmente nello stesso istante in entrambe le bancate 10 (tenendo ovviamente conto della sequenza di accensione predefinita); ovvero quando in un cilindro 11 di una bancata 10 avviene una incompleta o mancata iniezione di carburante, una identica incompleta o mancata iniezione di carburante avviene anche in un cilindro 11 dell?altra bancata 10 che ?scoppia? immediatamente dopo (in base alla sequenza di accensione predefinita); questa ? una possibilit? di attuazione che privilegia una maggiore intensit? di segnalazione (generando le incomplete o mancate iniezioni di carburante sempre in due cilindri 11 che ?scoppiano? uno di seguito all?altro secondo la sequenza di accensione predefinita).
Secondo una alternativa forma di attuazione, i due sistemi 21 di segnalazione (che sono tra loro identici, ovvero utilizzano gli stessi identici algoritmi) agisco in con diverse fasature, ovvero un sistema 21 di segnalazione agisce con una fasatura diversa rispetto all?altro sistema 21 di segnalazione in modo tale che una incompleta o mancata iniezione di carburante in un cilindro 11 di una bancata 10 sia sempre seguita da un certo numero di normali iniezioni nei cilindri 11 di entrambe le bancate 10 (secondo la sequenza di accensione predefinita), ovvero in modo tale che tra due incomplete o mancate iniezione di carburante in un cilindro 11 di una bancata 10 avvenga una incompleta o mancata iniezione di carburante in un cilindro 11 dell?altra bancata 10 (in particolare la incompleta o mancata iniezione di carburante in un cilindro 11 di una bancata 10 si posiziona sostanzialmente a met? tra due incomplete o mancate iniezione di carburante in un cilindro 11 dell?altra bancata 10).
Volendo mantenere (all?incirca) costante (anche al variare del regime ? di rotazione del propulsore) la frequenza dell?evento E deviante impulsivo (ovvero della incompleta o mancata iniezione di carburante in almeno un cilindro 11), ciascun sistema 21 di segnalazione determina in funzione della frequenza desiderata dell?evento E deviante impulsivo ed in funzione del regime ? di rotazione del propulsore il numero di scoppi (accensioni) regolari che devono intercorrere tra un evento E deviante impulsivo (ovvero una incompleta o mancata iniezione di carburante in almeno un cilindro 11) e l?evento E deviante impulsivo successivo.
Se i due sistemi 21 di segnalazione agiscono con la stessa fase, ciascun sistema 21 di segnalazione attua senza ritardo (ovvero in modo sostanzialmente istantaneo senza alcun tipo di ritardo, cio? prima possibile) un primo evento E deviante impulsivo (ovvero una incompleta o mancata iniezione di carburante in almeno un cilindro 11 della propria bancata 10) e ripete l?evento E deviante impulsivo (ovvero una incompleta o mancata iniezione di carburante in almeno un cilindro 11 della propria bancata 10) con una frequenza identica alla frequenza desiderata dell?evento E deviante impulsivo; ? importante osservare che volendo mantenere costante la frequenza desiderata dell?evento E deviante impulsivo, la stessa frequenza desiderata si traduce in un maggior numero di scoppi (accensioni) quando il regime ? di rotazione del motore 4 a combustione interna ? pi? elevato e si traduce in un minor numero di scoppi (accensioni) quando il regime ? di rotazione del motore 4 a combustione interna ? pi? ridotto. Di conseguenza, i due sistemi 21 di segnalazione agiscono insieme con la stessa tempistica e quindi i due eventi E devianti impulsivi generati dai due sistemi 21 di segnalazione sono consecutivi venendo percepiti come un unico evento E deviante impulsivo di maggiore (doppia) intensit? che si verifica con la frequenza desiderata.
Se i due sistemi 21 di segnalazione agiscono con una differenza di fase, un sistema 21 di segnalazione (ad esempio implementato nella centralina 18 di controllo master) attua senza ritardo (ovvero in modo sostanzialmente istantaneo senza alcun tipo di ritardo, cio? prima possibile) un primo evento E deviante impulsivo (ovvero una incompleta o mancata iniezione di carburante in almeno un cilindro 11 della propria bancata 10) e ripete l?evento E deviante impulsivo (ovvero una incompleta o mancata iniezione di carburante in almeno un cilindro 11 della propria bancata 10) con una frequenza dimezzata rispetto alla frequenza desiderata dell?evento E deviante impulsivo; ? importante osservare che volendo mantenere costante la frequenza desiderata dell?evento E deviante impulsivo, la stessa frequenza desiderata si traduce in un maggior numero di scoppi (accensioni) quando il regime ? di rotazione del motore 4 a combustione interna ? pi? elevato e si traduce in un minor numero di scoppi (accensioni) quando il regime ? di rotazione del motore 4 a combustione interna ? pi? ridotto. Invece l?altro sistema 21 di segnalazione (ad esempio implementato nella centralina 18 di controllo slave) attua un primo evento E deviante impulsivo (ovvero una incompleta o mancata iniezione di carburante in almeno un cilindro 11 della propria bancata 10) con un ritardo corrispondente alla frequenza desiderata dell?evento E deviante impulsivo e ripete l?evento E deviante impulsivo (ovvero una incompleta o mancata iniezione di carburante in almeno un cilindro 11 della propria bancata 10) con una frequenza dimezzata rispetto alla frequenza desiderata dell?evento E deviante impulsivo; ? importante osservare che volendo mantenere costante la frequenza desiderata dell?evento E deviante impulsivo, la stessa frequenza desiderata si traduce in un maggior numero di scoppi (accensioni) quando il regime ? di rotazione del motore 4 a combustione interna ? pi? elevato e si traduce in un minor numero di scoppi (accensioni) quando il regime ? di rotazione del motore 4 a combustione interna ? pi? ridotto. Di conseguenza, i due sistemi 21 di segnalazione agiscono sfasati e con uno sfasamento pari alla frequenza desiderata dell?evento E deviante impulsivo e quindi complessivamente si verifica un evento E deviante impulsivo esattamente con la frequenza desiderata dell?evento E deviante impulsivo (alternativamente un evento E deviante impulsivo viene attuato nella bancata 10 di destra mentre il successivo evento E deviante impulsivo viene attuato nella bancata 10 di sinistra).
Viene di seguito fornito un esempio numerico dell?attuazione della legge di segnalazione sbilanciata, sia nel caso in cui i due sistemi 21 di segnalazione agiscono con la stessa fase, sia nel caso in cui i due sistemi 21 di segnalazione agiscono con una differenza di fase.
Facendo riferimento alla numerazione dei cilindri 11 illustrata nella figura 4, la sequenza di accensione dei dodici cilindri 11 delle due bancate 10 potrebbe essere ?1-7-5-11-3-9-6-12-2-8-4-10? (ovvero alternando l?accensione dei cilindri 11 nelle due bancate 10); ovviamente questo ? solo un esempio della sequenza di accensione dei dodici cilindri 11 ed altre sequenze di accessione sono possibili.
Supponendo che le condizioni di perdita di aderenza delle ruote 3 motrici richiedano l?attuazione della legge di segnalazione sbilanciata, che la frequenza desiderata dell?evento E deviante impulsivo sia 25 Hz, e che il regime ? di rotazione del motore 4 a combustione interna sia di 3000 giri/minuto (pari a 50 giri/secondo), allora ? necessario generare un evento E deviante impulsivo 25 volte al secondo; ogni due giri completi dell?albero motore vengono normalmente eseguiti gli scoppi (accensioni) in tutti i dodici cilindri 11 e quindi a 50 giri/secondo si verificano (in condizioni normali, ovvero senza gli eventi E devianti impulsivi) complessivamente 300 scoppi (accensioni) nei dodici cilindri 11 ogni secondo. Per avere una frequenza desiderata dell?evento E deviante impulsivo pari 25 Hz ? necessario attuare un evento E deviante impulsivo ogni dodici scoppi (accensioni) teorici (ovvero che avverrebbero in condizioni normali in assenza della attuazione della legge di segnalazione sbilanciata) in tutti i dodici cilindri 11.
Secondo una possibile forma di attuazione i due sistemi 21 di segnalazione agiscono con la stessa fase, quindi quando si deve attuare la legge di segnalazione sbilanciata il sistema 21 di segnalazione implementato nella centralina 18 di controllo di destra esegue subito l?evento E deviante impulsivo con una mancata o incompleta iniezione di carburante ad esempio nel cilindro 11 numero ?1? seguita successivamente da una normale iniezione di carburante negli altri cilindri 11 numero ?5-3-6-2-4?, quindi nuovamente una mancata o incompleta iniezione di carburante nel cilindro 11 numero ?1? seguita successivamente da una normale iniezione di carburante negli altri cilindri 11 numero ?5-3-6-2-4? e cos? via; analogamente, quando si deve attuare la legge di segnalazione sbilanciata il sistema 21 di segnalazione implementato nella centralina 18 di controllo di sinistra esegue subito l?evento E deviante impulsivo con una mancata o incompleta iniezione di carburante nel cilindro 11 numero ?7? seguita successivamente da una normale iniezione di carburante negli altri cilindri 11 numero ?11-9-12-8-10?, quindi nuovamente una mancata o incompleta iniezione di carburante nel cilindro 11 numero ?7? seguita successivamente da una normale iniezione di carburante negli altri cilindri 11 numero ?11-9-12-8-10? e cos? via (? importante osservare che tutto questo avviene senza alcun tipo di comunicazione tra i due sistemi 21 di segnalazione implementati nelle due centraline 18 di controllo).
Riassumendo, ogni dodici scoppi (accensioni) teorici (ovvero che avverrebbero in condizioni normali in assenza della attuazione della legge di segnalazione sbilanciata) in tutti i dodici cilindri 11 si verifica un singolo evento E deviante impulsivo (costituito dalla mancata o incompleta iniezione di carburante in due cilindri 11 delle due bancate 10 che scoppiano consecutivamente).
Secondo una diversa forma di attuazione i due sistemi 21 di segnalazione agiscono con una differenza di fase, quindi quando si deve attuare la legge di segnalazione sbilanciata il sistema 21 di segnalazione implementato nella centralina 18 di controllo di destra (che potrebbe essere la centralina 18 di controllo master) esegue subito l?evento E deviante impulsivo con una mancata o incompleta iniezione di carburante ad esempio nel cilindro 11 numero ?1? seguita successivamente da una normale iniezione di carburante negli altri cilindri 11 numero ?5-3-6-2-4? e da una normale iniezione di carburante in tutti i cilindri 11 della bancata 10 di destra (ovvero in tutti i cilindri ?1-5-3-6-2-4?), quindi nuovamente una mancata o incompleta iniezione di carburante nel cilindro 11 numero ?1? seguita successivamente da una normale iniezione di carburante negli altri cilindri 11 numero ?5-3-6-2-4? e cos? via; invece, quando si deve attuare la legge di segnalazione sbilanciata il sistema 21 di segnalazione implementato nella centralina 18 di controllo di sinistra (che potrebbe essere la centralina 18 di controllo slave) applica uno sfasamento e quindi esegue subito una normale iniezione di carburante in tutti i cilindri 11 della bancata 10 di sinistra (ovvero in tutti i cilindri ?7-11-9-12-8-10?) seguita successivamente da una mancata o incompleta iniezione di carburante nel cilindro 11 numero ?7? e quindi da una normale iniezione di carburante negli altri cilindri 11 numero ?11-9-12-8-10?, quindi nuovamente una normale iniezione di carburante in tutti i cilindri 11 della bancata 10 di sinistra (ovvero in tutti i cilindri ?7-11-9-12-8-10?) e cos? via (? importante osservare che tutto questo avviene senza alcun tipo di comunicazione tra i due sistemi 21 di segnalazione implementati nelle due centraline 18 di controllo).
Riassumendo, ogni dodici scoppi (accensioni) teorici (ovvero che avverrebbero in condizioni normali in assenza della attuazione della legge di segnalazione sbilanciata) in tutti i dodici cilindri 11 si verifica un singolo evento E deviante impulsivo (costituito dalla mancata o incompleta iniezione di carburante una volta in un cilindro 11 della bancata 10 di sinistra e la volta dopo in un cilindro 11 della bancata 10 di destra).
Nella figura 5 ? illustrata l?evoluzione temporale del regime ? di rotazione del motore 4 a combustione interna e della temperatura T interna dei catalizzatori 15 durante l?attuazione della legge di segnalazione sbilanciata: si osservi la sequenza degli eventi E devianti impulsivi (ovvero di incomplete o mancate iniezioni di carburante) aventi una frequenza costante anche all?aumentare del regime ? di rotazione del motore 4 a combustione interna e si osservi la crescita della temperatura T interna dei catalizzatori 15 in corrispondenza della sequenza degli eventi E devianti impulsivi.
Nella forma di attuazione illustrata nelle figure 1, 2 o 3, il propulsore dell?automobile 1 ? costituito dal motore 4 a combustione interna e quindi gli eventi E devianti impulsivi della legge di segnalazione sbilanciata sono costituiti da incomplete o mancate iniezioni di carburante nei singoli cilindri 11.
Nella forma di attuazione illustrata nelle figure 6 e 7, il propulsore dell?automobile 1 ? costituito da due motori 22 elettrici, ciascuno dei quali ? collegato ad una corrispondente ruota 3 posteriore motrice mediante una trasmissione 23 meccanica (ad esempio comprendente un rotismo epicicloidale). Ciascun motore 22 elettrico viene pilotato da un corrispondente convertitore 24 elettronico di potenza che fornisce una tensione elettrica alternata al corrispondente avvolgimento 25 di statore (schematicamente illustrato nella figura 7). In questa forma di attuazione, l?evento E deviante impulsivo potrebbe essere costituito da una alimentazione elettrica squilibrata (ovviamente per un brevissimo periodo) dell?avvolgimento 25 di statore, ad esempio alimentando una delle fasi in modo diverso dalle altre fasi.
Generalmente, l?attuazione della legge di segnalazione sbilanciata provoca una ciclica irregolarit? di funzionamento che genera sia una vibrazione anomala (ovvero normalmente non presente) avvertibile dal guidatore, sia una rumorosit? anomala (ovvero normalmente non presente) avvertibile dal guidatore. Tuttavia, secondo altre forme di attuazione, l?attuazione della legge di segnalazione sbilanciata provoca una ciclica irregolarit? di funzionamento che genera solo una vibrazione anomala (ovvero normalmente non presente) avvertibile dal guidatore oppure solo una rumorosit? anomala (ovvero normalmente non presente) avvertibile dal guidatore.
E? importante osservare che il feedback vibrazionale ed acustico fornito al guidatore in caso di pattinamento delle ruote 3 motrici ? generalmente attivabile e disattivabile dal guidatore stesso in funzione del tipo di guida; infatti questo tipo di feedback vibrazionale ed acustico in caso di pattinamento delle ruote 3 motrici ? molto utile ed apprezzato nella guida prestazionale in pista ma non ? altrettanto utile nella guida di tutti i giorni nelle strade aperte al pubblico quando il pattinamento delle ruote 3 motrici ? molto raro e dovuto a condizioni localmente molto sfavorevoli del fondo stradale.
Nella forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, il metodo di controllo ? applicato ad una automobile 1; secondo altre forme di attuazione non illustrate, il metodo di controllo ? applicato ad un diverso tipo di veicolo stradale quale ad esempio un ciclomotore, un motociclo, un furgone, un cambio, un autobus.
Le forme di attuazione qui descritte si possono combinare tra loro senza uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione.
Il metodo di controllo sopra descritto presenta numerosi vantaggi.
In primo luogo, il metodo di controllo sopra descritto permette di fornire al guidatore un feedback sul pattinamento delle ruote 3 motrici (ovvero sul possibile intervento del controllo di trazione) che ? molto chiaro e ben avvertibile (ovvero il guidatore non lo pu? ignorare e non lo pu? confondere con altro) e, nello stesso tempo, ? anche molto ?divertente? (ovvero corrisponde appieno a cosa il lato emozionale del guidatore si attende dalla propria automobile 1). A tale proposito ? importante osservare che una automobile sportiva ad alte prestazione viene apprezzata essenzialmente per l'estremo divertimento che ? in grado di regalare ed uno degli aspetti principali che si valuta per definire un'automobile divertente ? il comportamento della automobile in pattinamento controllato. Il metodo di controllo sopra descritto incrementa il "fun to drive" dell?automobile 1 perch? fornisce un feedback vibrazionale sullo sterzo ed un feedback acustico proveniente dallo scarico in condizioni dove normalmente il motore 4 a combustione interna era controllato in maniera "afona" (?asettica?). Infatti, il "feeling" di guida che si pu? riprodurre grazie al metodo di controllo sopra descritto ? quello di un controllo trazione dei prototipi di Formula 1 dei primi anni 2000 che ? sempre stato molto apprezzato dagli appassionati di automobili sportive ad alte prestazioni.
Inoltre, il metodo di controllo sopra descritto ? estremamente flessibile e quindi permette di adattare ai desideri del guidatore la vibrazione anomala e la rumorosit? anomala che vengono generate quando le ruote 3 motrici perdono aderenza; inoltre, il metodo di controllo sopra descritto permette di modulare la vibrazione anomala e la rumorosit? anomala che vengono generate quando le ruote 3 motrici perdono aderenza al grado di perdita di aderenza (ovvero tanto maggiore ? la perdita di aderenza tanto maggiore saranno l?intensit? e la frequenza della vibrazione anomala e della rumorosit? anomala) in modo da dare al guidatore anche una indicazione quantitativa e non solo qualitativa della perdita di aderenza.
Il metodo di controllo sopra descritto ? facilmente implementabile anche in presenza un motore 4 a combustione interna presentante due bancate 10 di cilindri 11 controllare da due centraline 18 di controllo indipendenti superando efficientemente ed efficacemente i limiti di velocit? della comunicazione tra le centraline 18 di controllo attraverso il BUS di campo 19.
Infine, il metodo di controllo sopra descritto ? di semplicissima ed economica implementazione anche in una automobile esistente, in quanto non richiede n? l?installazione di hardware aggiuntivo rispetto a quanto gi? normalmente presente in una moderna automobile, n? una elevata capacit? di elaborazione dei processori del sistema 20 di controllo della trazione, n? una grande occupazione della memoria del sistema 20 di controllo della trazione. ELENCO DEI NUMERI DI RIFERIMENTO DELLE FIGURE
1 automobile
2 ruote anteriori
3 ruote posteriori
4 motore
5 albero motore
6 trasmissione
7 cambio
8 albero di trasmissione
9 differenziale
10 bancata
11 cilindri
12 collettore di aspirazione
13 collettore di scarico
14 condotto di scarico
15 dispositivi di trattamento dei gas di scarico 16 iniettore
17 sistema di controllo
18 centralina di controllo
19 BUS di campo
20 sistema di controllo della trazione
21 sistema di segnalazione
22 motore elettrico
23 trasmissione meccanica
24 convertitore elettronico di potenza
25 avvolgimento di statore
? regime di rotazione
T temperatura
TMAX valore massimo di sicurezza
E evento deviante
t tempo

Claims (14)

R I V E N D I C A Z I O N I
1) Metodo di controllo di un veicolo (1) stradale durante un pattinamento delle ruote (3) motrici che vengono portate in rotazione da un propulsore; il metodo di controllo comprende le fase di:
rilevare un pattinamento di almeno una ruota (3) motrice; e
pilotare il propulsore, solo durante un pattinamento di almeno una ruota (3) motrice, con una legge di segnalazione sbilanciata per ottenere una ciclica irregolarit? di funzionamento che genera una vibrazione anomala e/o una rumorosit? anomala avvertibili dal guidatore;
il metodo di controllo ? caratterizzato dal fatto di comprendere l?ulteriore fase di mantenere sostanzialmente costante una frequenza desiderata della vibrazione anomala e/o della rumorosit? anomala anche al variare di un regime (?) di rotazione del propulsore.
2) Metodo di controllo secondo la rivendicazione 1, in cui la legge di segnalazione prevede di attuare ciclicamente un evento (E) deviante impulsivo che genera la vibrazione anomala e/o la rumorosit? anomala ed ha una frequenza sostanzialmente costante che ? un sottomultiplo della frequenza desiderata della vibrazione anomala e/o della rumorosit? anomala.
3) Metodo di controllo secondo la rivendicazione 2, in cui la frequenza dell?evento (E) deviante ? compresa tra 5 e 32 Hz.
4) Metodo di controllo secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui la frequenza desiderata della vibrazione anomala non ? un multiplo o un sottomultiplo di una frequenza propria di risonanza di componenti del propulsore o del veicolo (1) stradale.
5) Metodo di controllo secondo la rivendicazione 2, 3 o 4 e comprendente le ulteriori fasi di:
verificare preventivamente se la frequenza desiderata della vibrazione anomala pu? innescare delle risonanze in componenti del propulsore o del veicolo (1) stradale; e modificare una frequenza della legge di segnalazione per fare in modo che la frequenza desiderata della vibrazione anomala non inneschi delle risonanze in componenti del propulsore o del veicolo (1) stradale.
6) Metodo di controllo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5 e comprendente le ulteriori fasi di:
determinare una coppia motrice desiderata richiesta da un guidatore del veicolo stradale (1);
pilotare il propulsore, in assenza di pattinamento delle ruote (3) motrici, per generare una coppia motrice normale pari alla coppia motrice desiderata; e
pilotare il propulsore, solo durante un pattinamento di almeno una ruota (3) motrice, per generare una coppia motrice ridotta, ovvero inferiore alla coppia motrice desiderata.
7) Metodo di controllo secondo la rivendicazione 6, in cui, solo durante un pattinamento di almeno una ruota (3) motrice, una riduzione della coppia motrice generata dal propulsore rispetto alla coppia motrice desiderata viene ottenuta mediante una azione di limitazione che agisce sul propulsore, mantiene un funzionamento regolare e bilanciato del propulsore, ed ? indipendente dalla legge di segnalazione.
8) Metodo di controllo secondo la rivendicazione 7, in cui il propulsore viene pilotato, solo durante un pattinamento di almeno una ruota (3) motrice e solo contestualmente alla riduzione della coppia motrice generata dal propulsore, con la legge di segnalazione che ? indipendente dalla azione di limitazione, si aggiunge in modo autonomo alla azione di limitazione, e fa funzionare in modo anormale il propulsore in modo da generare la vibrazione anomala e/o la rumorosit? anomala avvertibili dal guidatore.
9) Metodo di controllo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui la legge di segnalazione prevede di attuare ciclicamente un evento (E) deviante impulsivo che determina un buco impulsivo nella coppia motrice generata dal propulsore.
10) Metodo di controllo secondo la rivendicazione 9, in cui:
il propulsore comprende un motore (4) a combustione interna provvisto di una pluralit? di cilindri (11) e di una pluralit? di iniettori (16) di carburante che iniettano ciascuno il carburante in un corrispondente cilindro (11; e l?evento (E) deviante impulsivo ? costituito da almeno una incompleta o mancata iniezione di carburante in un singolo cilindro (11) che determina una incompleta o mancata combustione nel cilindro (11) stesso seguita da una pluralit? di normali iniezioni nei cilindri (11) successivi rispetto alla sequenza di accensione.
11) Metodo di controllo secondo la rivendicazione 10, in cui l?evento (E) deviante impulsivo costituito da almeno una incompleta o mancata iniezione di carburante in un singolo cilindro (11) che determina una incompleta o mancata combustione nel cilindro (11) stesso ed ? seguito da almeno quindici normali iniezioni nei cilindri (11) successivi rispetto alla sequenza di accensione.
12) Metodo di controllo di un veicolo (1) stradale durante un pattinamento delle ruote (3) motrici che vengono portate in rotazione da un propulsore; il metodo di controllo comprende le fasi di:
determinare una coppia motrice desiderata richiesta da un guidatore del veicolo stradale (1);
rilevare un pattinamento di almeno una ruota (3) motrice;
pilotare il propulsore, in assenza di pattinamento delle ruote (3) motrici, per generare una coppia motrice normale pari alla coppia motrice desiderata; e
pilotare il propulsore, solo durante un pattinamento di almeno una ruota (3) motrice, per generare una coppia motrice ridotta, ovvero inferiore alla coppia motrice desiderata; in cui, solo durante un pattinamento di almeno una ruota (3) motrice, una riduzione della coppia motrice generata dal propulsore rispetto alla coppia motrice desiderata viene ottenuta mediante una azione di limitazione che agisce sul propulsore e mantiene un funzionamento regolare e bilanciato del propulsore;
il metodo di controllo ? caratterizzato dal fatto di comprendere l?ulteriore fase di pilotare il propulsore, solo durante un pattinamento di almeno una ruota (3) motrice e solo contestualmente alla riduzione della coppia motrice generata dal propulsore, con una legge di segnalazione che ? indipendente dalla azione di limitazione, si aggiunge in modo autonomo alla azione di limitazione, e fa funzionare in modo anormale il propulsore in modo da generare una vibrazione anomala e/o una rumorosit? anomala avvertibili dal guidatore.
13) Metodo di controllo secondo la rivendicazione 12, in cui:
la legge di segnalazione prevede di attuare ciclicamente un evento (E) deviante impulsivo che determina un buco impulsivo nella coppia motrice generata dal propulsore;
il propulsore comprende un motore (4) a combustione interna provvisto di una pluralit? di cilindri (11) e di una pluralit? di iniettori (16) di carburante che iniettano ciascuno il carburante in un corrispondente cilindro (11);
l?azione di limitazione si applica nello stesso identico modo e contemporaneamente a tutti i cilindri (11), ovvero l?azione di limitazione prevede di agire nello stesso istante e nello stesso modo su tutti i cilindri (11); e
l?evento (E) deviante impulsivo ? costituito da una incompleta o mancata iniezione di carburante in un singolo cilindro (11) che determina una incompleta o mancata combustione nel cilindro (11) stesso seguita da una pluralit? di normali iniezioni nei cilindri (11) successivi rispetto alla sequenza di accensione.
14) Sistema (20) di controllo della trazione per un veicolo (1) stradale ed implementante il metodo di controllo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 13.
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