IT202100015206A1

IT202100015206A1 - Metodo di controllo di un veicolo stradale con motori indipendenti agenti su ruote di uno stesso asse e relativo veicolo stradale

Info

Publication number: IT202100015206A1
Application number: IT102021000015206A
Authority: IT
Inventors: Alessandro Flumeri; Francesca Mincigrucci
Original assignee: Ferrari Spa
Priority date: 2021-06-10
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2022-12-10
Also published as: CN115465114A; JP2022189780A; US20220396312A1; EP4101682A1

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 CON MOTORI INDIPENDENTI AGENTI SU RUOTE DI UNO STESSO ASSE E RELATIVO VEICOLO STRADALE?

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione ? relativa ad un metodo di controllo di un veicolo stradale con motori indipendenti agenti su ruote di uno stesso asse e ad un relativo veicolo stradale.

ARTE ANTERIORE

Sono noti differenziali autobloccanti configurati per variare la distribuzione di coppia in modo da favorire la trasmissione di potenza verso la ruota che gira pi? lentamente (evitando stalli o slittamenti dovuti, ad esempio, al sollevamento di una ruota o al pattinamento della stessa su una superficie ad attrito ridotto, ad esempio bagnata). Tali dispositivi prevedono generalmente un sistema a frizione configurato per limitare la coppia trasmessa alla ruota motrice che gira pi? velocemente a vantaggio di quella che gira pi? lentamente.

Negli ultimi anni, per aumentare la stabilit?, la sicurezza o le prestazioni del veicolo, sono stati inoltre sviluppati diversi tipi di differenziale autobloccante a controllo elettronico.

Nella domanda di brevetto WO2004087453A1 ? descritto un veicolo stradale provvisto di un differenziale autobloccante a controllo elettronico, la cui percentuale di bloccaggio ? controllata da una centralina di controllo per cercare di stabilizzare (ovvero rendere pi? stabile e quindi sicuro) il veicolo stradale.

Secondo quanto descritto nella domanda di brevetto WO2004087453A1, durante la percorrenza di una curva la centralina di controllo aumenta progressivamente la percentuale di bloccaggio del differenziale autobloccante (ovvero ?chiude? la frizione del differenziale autobloccante per trasferire una maggiore quantit? di coppia motrice verso la ruota motrice che ruota pi? lentamente, ovvero verso la ruota interna alla curva) in caso di rilascio del pedale dell?acceleratore per stabilizzare il veicolo stradale.

Secondo quanto descritto nella domanda di brevetto WO2004087453A1, durante la percorrenza di una curva la centralina di controllo riduce progressivamente la percentuale di bloccaggio del differenziale autobloccante (ovvero ?apre? la frizione del differenziale autobloccante per trasferire una maggiore quantit? di coppia motrice verso la ruota motrice che ruota pi? velocemente, ovvero verso la ruota esterna alla curva) in caso di pressione (affondata) del pedale dell?acceleratore per migliorare sia la stabilit? del veicolo stradale, sia le prestazioni di accelerazione in curva; in particolare, la riduzione della percentuale di bloccaggio del differenziale autobloccante ? proporzionale all?accelerazione laterale del veicolo stradale, alla velocit? di avanzamento del veicolo stradale, alla coppia motrice erogata dal motore, e/o alla marcia inserita nel cambio.

Secondo quanto descritto nella domanda di brevetto WO2004087453A1, durante la percorrenza a velocit? sostanzialmente costante di una curva la centralina di controllo stima lo stato di aderenza delle ruote motrici al fondo stradale, e di conseguenza annulla la percentuale di bloccaggio del differenziale autobloccante quando lo stato di aderenza delle ruote motrici al fondo stradale ? lontano dal limite di aderenza, aumenta progressivamente la percentuale di bloccaggio del differenziale autobloccante quando lo stato di aderenza delle ruote motrici al fondo stradale si avvicina al limite di aderenza ed infine riduce la percentuale di bloccaggio del differenziale autobloccante fino al valore nullo quando lo stato di aderenza delle ruote motrici al fondo stradale ? molto prossimo al limite di aderenza.

Con l?avvento delle auto elettriche, il concetto di differenziale ? stato mantenuto anche nei casi in cui vi siano pi? motorizzazioni, ad esempio una per l?asse anteriore e una per l?asse posteriore. In alcuni casi, inoltre, nei casi in cui le ruote motrici di uno stesso asse siano azionate da attuatori diversi, sono stati implementati dei software che imitano il comportamento di un differenziale autobloccante a controllo elettronico.

Tutti gli esempi sopra descritti, facendo uso di un differenziale fisico, a controllo elettronico o simulato tramite software, determinano o definiscono un vincolo tra la differenza di velocit? angolare delle ruote motrici appartenenti allo stesso asse. In particolare, questi vincoli sono causa di mancate ottimizzazioni dal punto di vista delle prestazioni (una parte della coppia di trazione viene comunque trasmessa alla ruota con velocit? angolare maggiore) o del comfort, evitando inoltre di potere opporre a delle imbardate non volute dovute a condizioni sfavorevoli del terreno o generate dal fallimento di un attuatore.

DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE

Scopo della presente invenzione ? di fornire un metodo di controllo di un veicolo stradale con motori indipendenti agenti su ruote di uno stesso asse e ad un relativo veicolo stradale, il quale metodo di controllo sia esente dagli inconvenienti sopra descritti, sia di facile ed economica realizzazione, ed in particolare permetta di massimizzare le prestazioni durante la percorrenza di una pista senza rendere il veicolo stradale instabile.

Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo di controllo di un veicolo stradale con motori indipendenti agenti su ruote di uno stesso semiasse e ad un relativo veicolo stradale, secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La presente invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

? la figura 1 ? una vista schematica ed in pianta di un veicolo stradale provvisto di due motori separati ed indipendenti che vengono controllati in accordo con la presente invenzione;

? la figura 2 ? una vista schematica del veicolo stradale della figura 1 durante la percorrenza di una curva con in evidenza la traiettoria, la velocit? di avanzamento e l?angolo di assetto;

? la figura 3 ? un diagramma schematico che mostra la struttura logica di un controllo in accordo con la presente invenzione; e

? la figura 4 mostra un diagramma schematico che illustra la struttura di un controllore illustrato nella figura 3.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL?INVENZIONE

Nella figura 1, con il numero 1 ? indicato nel suo complesso un veicolo stradale provvisto di due ruote 2 anteriori e di due ruote 3 posteriori motrici (appartenenti quindi ad uno stesso asse, quello posteriore) che ricevono la coppia motrice da un sistema 4 di motopropulsione.

Il sistema 4 di motopropulsione comprende almeno due motori 5 elettrici, ciascuno dei quali aziona indipendentemente una rispettiva ruota 3 motrice. I motori 5 elettrici sono preferibilmente disposti in posizione posteriore longitudinale e trasversalmente centrale. Ciascuno dei detti motori 5 elettrici ? meccanicamente collegato (per mezzo di elementi 6 riduttori o di trasmissione) alla rispettiva ruota 3 tramite un rispettivo semiasse 7, solidale ad una rispettiva ruota 3 posteriore motrice.

In alcuni casi non limitativi e non illustrati, ciascuna ruota 3 motrice ? azionata indipendentemente da un rispettivo semiasse 7. In particolare, il metodo di controllo comprende la fase di controllare la coppia TL, TR erogata a ciascun rispettivo semiasse verso la prima ruota 3 motrice o verso la seconda ruota 3 motrice in funzione di una coppia richiesta dal guidatore ed in modo indipendente dalla differenza di velocit? angolare tra la prima e la seconda ruota 3. Pi? precisamente, la coppia erogata ai semiassi 7 pu? essere erogata da un singolo attuatore (endotermico o elettrico) del sistema 4 di propulsione.

Ciascuna ruota 2 o 3 ? meccanicamente collegata ad un telaio del veicolo 1 stradale mediante una sospensione 8 (parzialmente illustrata nella figura 1), la quale ? provvista di un ammortizzatore 9 a controllo elettronico, ovvero provvisto di un attuatore elettrico che permette di variare (ovvero aumentare o diminuire) lo smorzamento dell?ammortizzatore 9 a controllo elettronico. A titolo di esempio, l?attuatore elettrico di ciascun ammortizzatore 9 a controllo elettronico potrebbe comprendere una o pi? elettrovalvole che modulano la dimensione di fori di passaggio dell'olio all?interno dell?ammortizzatore 9 a controllo elettronico, oppure potrebbe comprendere un fluido magneto-reologico che modifica le sue propriet? fisiche in funzione di un campo magnetico applicato.

Il veicolo 1 stradale comprende una unit? 10 di controllo elettronica (?ECU?) che, tra le altre cose, regola il comportamento del veicolo 1 stradale sia in rettilineo, sia durante la percorrenza di una curva intervenendo, come meglio descritto in seguito, sulla coppia erogata dai motori 5 elettrici verso le ruote 3 motrici ed eventualmente in collaborazione con gli ammortizzatori 9 delle sospensioni 8. Fisicamente, l?unit? 10 di controllo pu? essere composta da un solo dispositivo oppure da pi? dispositivo tra loro separati e comunicanti attraverso la rete CAN del veicolo 1 stradale.

Nei veicoli noti, come accennato in precedenza, ? presente o simulato un differenziale autobloccante a controllo elettronico. In questo tipo di dispositivi, quando la frizione di bloccaggio ? completamente aperta (ovvero la percentuale di bloccaggio ? pari a zero), il differenziale autobloccante ? completamente libero e la coppia motrice viene equamente ripartita tra le due ruote posteriori motrici (ovvero ciascuna ruota posteriore motrice ricevere il 50% della coppia motrice complessiva indipendentemente dalla sua velocit? di rotazione); diversamente, chiudendo la frizione di bloccaggio (ovvero aumentando la percentuale di bloccaggio), il differenziale autobloccante inizia a bloccare e viene progressivamente aumentata la coppia motrice verso la ruota posteriore motrice che ruota pi? lentamente (ovvero la ruota posteriore motrice che ruota pi? lentamente riceve pi? coppia motrice rispetto alla ruota posteriore motrice che ruota pi? velocemente). In questo tipo di dispositivi la differenza di coppia erogabile verso ciascuna ruota motrice ? funzione della differenza di velocit? angolare delle ruote motrici stesse. Inoltre, il differenziale tende a ristabilire l?equilibrio summenzionato nella suddivisione della coppia tra le due ruote motrici, impedendo quindi di differenziare la coppia tra le due ruote motrici in caso di pari velocit? angolare di rotazione delle ruote motrici stesse.

Diversamente, secondo il metodo di controllo di seguito descritto, l?unit? 10 di controllo, in particolare un controllore CTR interno ad essa, ? configurata per controllare la coppia erogata da ciascun motore 5 elettrico verso la rispettiva ruota 3 motrice in funzione di una coppia Cin richiesta dal guidatore (ad esempio tramite un pedale acceleratore) ed in modo indipendente dalla differenza di velocit? angolare tra le ruote 3 motrici. In tal modo, ad esempio in base ad una modalit? di guida selezionata dal guidatore per favorire le ?performance? o la ?facilit? di guida?, ? possibile differenziare la coppia erogata dai motori 5 verso le ruote 3 a prescindere da quelle che sono le condizioni di velocit? angolare delle ruote 3 motrici. In particolare, grazie all?eliminazione del suddetto vincolo tra la differenza di velocit? angolare e la differenza di coppia erogata alle ruote 3, ? possibile migliorare il mantenimento di una traiettoria rettilinea su strada sconnessa o non in piano.

Secondo quanto illustrato nella figura 2, durante la percorrenza di una curva l?unit? 10 di controllo determina in modo noto la variazione ?? di un angolo ? di assetto del veicolo 1 stradale (ovvero l?angolo compreso fra l?asse x longitudinale del veicolo 1 stradale e la direzione della velocit? V di avanzamento del veicolo 1 stradale nel baricentro B). ? importante osservare che l?angolo ? di assetto ? diverso dall'angolo di imbardata (ovvero l'angolo compreso tra l?asse x longitudinale del veicolo 1 stradale ed un riferimento fisso a terra), in quanto il veicolo 1 stradale pu? assumere il medesimo angolo di imbardata nel piano assumendo angoli ? di assetto anche molto diversi e viceversa.

In particolare, l?unit? 10 di controllo determina la variazione ??dell?angolo ? di assetto e calcola la coppia da erogare verso ciascuna ruota 3 motrice in funzione della variazione ?? dell?angolo di assetto.

Secondo la preferita forma di attuazione illustrata nelle figure 3 e 4, l?unit? 10 di controllo rileva, in particolare tramite una o pi? unit? di misura inerziali (di per s? note e quindi non maggiormente dettagliate) la velocit? ?? di imbardata (yaw rate) del veicolo 1 stradale. Preferibilmente, il controllore CTR calcola la coppia TR, TL erogata da ciascun motore 5 verso la rispettiva ruota 3 motrice in funzione della velocit? ?? di imbardata.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, la variazione ?? dell?angolo ? di assetto ? calcolata senza ricorrere ad una derivata numerica dell?angolo ? di assetto del veicolo, bens? tramite una combinazione non lineare di velocit? ?? di imbardata (yaw rate), accelerazione laterale (rilevata o determinata tramite modelli noti del veicolo 1 stradale) e velocit? Vx lineare del veicolo 1.

Secondo le preferite ma non limitative forme di attuazione delle figure 3 e 4, l?unit? 10 di controllo rileva tramite metodi noti (misurate con appositi sensori o stimate tramite modellazione del veicolo 1 stradale) le forze Fz verticali agenti sulle ruote 3 motrici, in particolare posteriori. In tal modo, il controllore CTR calcola la coppia TR, TL erogata da ciascun motore 5 verso la rispettiva ruota 3 motrice in funzione della distribuzione Fz% delle forze verticali tra le ruote 3 motrici (si veda, ad esempio, la figura 4).

Vantaggiosamente ma non necessariamente, l?unit? 10 di controllo, in particolare il controllore CTR, limita (tramite un apposito controllo SLC di slittamento) l?erogazione della coppia TR, TL da ciascun motore 5 verso la rispettiva ruota 3 motrice nel caso in cui un?erogazione desiderata (data dalla somma di un contributo ?TNL imbardante e un contributo ?TLIN controimbardante come meglio descritto in seguito) superi un limite determinato dall?aderenza di un rispettivo pneumatico installato su una delle ruote 3 motrici. In particolare, il detto limite ? calcolato secondo tecniche note in funzione delle propriet? dello pneumatico, della velocit? Vx longitudinale del veicolo 1 e delle velocit? angolari VRR e VRL rispettivamente della ruota 3 motrice destra e della ruota 3 motrice sinistra (figura 4). In tal modo ? possibile mantenere i vantaggi derivati dalla presenza di un differenziale (ovvero evitare che una ruota giri eccessivamente in assenza di aderenza) senza tuttavia vincolare l?erogazione di coppia dell?altra ruota motrice e senza obbligatoriamente tendere a distribuire equamente la coppia.

Come accennato in precedenza, vantaggiosamente ma non necessariamente, il controllore CTR elabora la coppia TR, TL da erogare a ciascuna ruota motrice (rispettivamente destra e sinistra) sommando tra loro il contributo ?TLIN controimbardante (in particolare lineare) e un contributo ?TNL imbardante (in particolare non lineare). In particolare, il contributo ?TLIN controimbardante e il contributo ?TNL imbardante indicano ciascuno una differenza di coppia tra le due ruote 3 motrici appartenenti allo stesso asse RA (posteriore). Pi? precisamente i contributi ?TLIN controimbardante ?TNL imbardante sono dei valori in Nm che indicano, di una coppia FZM entrante totale dell?asse posteriore quanta differenza fare nell?erogazione della coppia tra la ruota 3 motrice destra e la ruota 3 motrice sinistra.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il contributo ?TLIN controimbardante ? calcolato (dal controllore CTR) in funzione della variazione ?' dell?angolo ? di assetto del veicolo 1 stradale, della velocit? ?? di imbardata e della velocit? Vx longitudinale del veicolo 1 stradale stesso.

In particolare, il contributo ?TLIN controimbardante ? dato dalla somma di un contributo RT basato sulla variazione ?' dell?angolo di assetto ed un contributo SL basato sullo yaw rate ?'. Pi? precisamente, il contributo RT fornisce un contributo controimbardante all?output di controllo finale che si oppone alle variazioni pi? repentine di traiettoria. Tipicamente, tali variazioni sono causate dal disturbo d di input stradale o da dinamiche transitorie sia lineari che non lineari. In altre parole, il contributo RT ? relativo all?area di comportamento dinamico del veicolo 1 stradale relativa a rettilineit? e transitori.

Diversamente, il contributo SL basato sullo yaw rate ?' fornisce un contributo controimbardante all?output finale utile per modulare la risposta laterale stazionaria del veicolo 1 stradale rispetto a degli input di sterzo (SW) forniti dal guidatore. Tramite questo tipo di controllo, ? dunque possibile modificare anche la coppia volante percepita dal guidatore. Nel modulare (calibrare) la risposta laterale stazionaria del veicolo, il coefficiente moltiplicativo dello yaw rate ?' ? dipendente dalla velocit? longitudinale Vx ed ? dipendente dalle richieste del guidatore tramite la tabella LUT (lookup table).

Vantaggiosamente ma non necessariamente, il contributo ?TNL imbardante ? calcolato (dal controllore CTR) in funzione della dinamica VDL laterale del veicolo (figura 3), a sua volta funzione della differenza TR-TL di coppia erogata da ciascun rispettivo motore 5 dello stesso asse RA, preferibilmente mediante una relazione geometrica funzione di carreggiata del detto asse RA e raggio delle ruote 3 motrici.

In particolare, preferibilmente, la relazione tra TR-TL e MZ ? determinata univocamente dalle equazioni della dinamica del veicolo (ovvero non dal controllo CTR). In dettaglio, tale relazione si esplica in un guadagno moltiplicativo dato da carreggiata vettura t e raggio ruota R, in cui MZ = 0.5*(TR-TL)/R*t.

In particolare, il contributo ?TNL imbardante ? dato dal prodotto tra la distribuzione FZ% delle forze verticali tra le ruote 3 motrici e la coppia FZM entrante totale all?asse posteriore. In dettaglio, la distribuzione FZ% delle forze verticali tra le ruote 3 motrici indica la percentuale di forza verticale che agisce sulle ruote 3 motrici destra e sinistra rispetto al totale agente sull?asse RA posteriore. Il blocco % indicato in figura 4 indica un semplice calcolo percentuale in cui le forze verticali di ciascuna ruota 3 motrice vengono divise per il totale delle forze FZ agenti sull?asse RA. Pi? precisamente, la coppia FZM ? comandata dal guidatore tramite un apposito pedale e corrisponde sostanzialmente ad una coppia Ti di ingresso (figura 3), ovvero la richiesta di coppia di trazione o frenatura fornita in base alla condizione di almeno un pedale (ad esempio acceleratore). In tal modo, pur dovendo rispettare tale richiesta di coppia da parte del guidatore, la stessa pu? essere suddivisa liberamente tra le ruote 3 motrici in base alle condizioni veicolari, senza sottostare ai limiti dovuti alla differenza di velocit? tra le ruote motrici dei sistemi di arte nota.

In alcuni casi non limitativi, la centralina 10 di controllo ? configurata per controllare la coppia TR erogata dal rispettivo motore 5 verso ruota 3 motrice destra in modo da compensare un eventuale fallimento del motore 5 agente sulla ruota 3 motrice sinistra e viceversa.

Vantaggiosamente ma non necessariamente, in alternativa o in aggiunta, la centralina 10 di controllo ? configurata per monitorare uno o pi? attuatori diversi dai motori 5 (ad esempio le sospensioni 8, in particolare gli ammortizzatori 9) e controllare le coppie TR, TL erogate verso la ruota 3 motrice destra e/o la ruota 3 motrice sinistra in modo da compensare eventuali fallimenti dell?uno o pi? attuatori in modo da mantenere la traiettoria T desiderata del veicolo 1 stradale.

Secondo una forma di attuazione non limitativa, l?unit? 10 di controllo stima la traiettoria T seguita del veicolo 1 stradale utilizzando le misure fornite in tempo reale da un giroscopio tri-assiale e da un posizionatore satellitare; in particolare, la traiettoria T viene determinata integrando due volte nel tempo le accelerazioni misurate dal giroscopio tri-assiale e le misure fornite dal posizionatore satellitare vengono utilizzate per annullare ciclicamente gli errori di posizione che si verificano nel processo di integrazione. Inoltre, l?unit? 10 di controllo stima la velocit? V di avanzamento del veicolo 1 stradale nel baricentro B utilizzando le misure fornite in tempo reale dal giroscopio tri-assiale; in particolare, la velocit? V del veicolo 1 stradale nel baricentro B viene determinata integrando una volta nel tempo le accelerazioni misurate dal giroscopio tri-assiale (verificando che la velocit? V di avanzamento del veicolo 1 stradale nel baricentro B sia effettivamente tangente alla traiettoria T seguita del veicolo 1 stradale, altrimenti, in caso di scostamento significativo, viene compiuta almeno una ulteriore iterazione del calcolo apportando delle correzioni ai parametri utilizzati).

Durante la percorrenza di una curva, l?unit? 10 di controllo determina in tempo reale (ad esempio come descritto in precedenza) la variazione ?' dell?angolo ? di assetto effettivo (reale) del veicolo 1 stradale.

Secondo una possibile (ma non vincolante) forma di attuazione, l?unit? 10 di controllo ciclicamente (ad esempio con una frequenza almeno di alcune decine di Hz) stima (in modo noto) una aderenza delle ruote 2 e 3 al fondo stradale, determina un raggio di curvatura della traiettoria T del veicolo 1 stradale (ovvero determina un grado di curvatura della traiettoria T), e determina una velocit? V di avanzamento del veicolo 1 stradale. In funzione dell?aderenza delle ruote 2 e 3 (quindi della stabilit? del veicolo 1 stradale), del raggio di curvatura della traiettoria T, e della velocit? V di avanzamento l?unit? 10 di controllo ciclicamente determina la variazione ?? dell?angolo di assetto.

L?unit? 10 di controllo rileva o calcola la velocit? ?? di variazione dell?angolo ? di assetto e varia la coppia erogata verso le ruote 3 motrici dai rispettivi motori 5 elettrici.

Nella non limitativa forma di attuazione della figura 3, l?unit? 10 di controllo elabora un modello VDL della dinamica laterale del veicolo 1 stradale, in particolare in funzione di input SW di sterzo forniti dal guidatore (ad esempio angolo e sue derivate nel tempo) e di un momento Mz imbardante, il quale ? direttamente proporzionale (tramite un fattore G di proporzionalit?) alla differenza TR-TL di coppia erogata dai motori 5 elettrici. In particolare, il fattore G di proporzionalit? tiene conto della suddetta relazione geometrica funzione della carreggiata posteriore e del raggio delle ruote 3 motrici. Per il calcolo della dinamica laterale del veicolo 1 stradale viene inoltre considerato, in accordo con algoritmi noti, un disturbo d relativo alle condizioni stradali.

A seguito dell?elaborazione del modello VDL, l?unit? 10 controllo invia in ingresso al controllore CTR una pluralit? di input, tra i quali:

- la variazione ?' dell?angolo ? di assetto, ovvero la derivata dell?angolo ? d?assetto calcolata, come precedentemente indicato, da una combinazione non lineare di accelerazione laterale, yaw rate ?' e velocit? V (tutti segnali disponibili da sensori noti a bordo del veicolo 1 stradale);

- lo yaw rate ?', ovvero la velocit? di imbardata vettura (disponibile da piattaforma inerziale di tipo noto);

- le forze Fz verticali agenti sulle ruote 3 motrici, in particolare sulle ruote posteriori (misurate con sensori appositi o stimate tramite modellazione vettura).

Inoltre, al controllore CTR viene fornita in ingresso la coppia Ti di ingresso, ovvero la richiesta di coppia di trazione o frenatura fornita in base alla condizione di almeno un pedale (ad esempio acceleratore).

Il controllore CTR fornisce in uscita verso i motori 5 dell?asse RA motorizzato (posteriore) le coppie TR, TL da erogare, inviando al fattore G di proporzionalit? la loro differenza TR-TL.

Nella forma di attuazione della figura 4 ? illustrata in forma di diagramma una preferita, ma non limitativa, forma di attuazione della struttura del controllore CTR.

In particolare, come accennato in precedenza, l?output finale del controllo (prima della verifica del controllo SLC di slittamento) viene calcolato come una somma dei contributi che gestiscono ciascuna area di comportamento dinamico della vettura (imbardante e controimbardante).

Riassumendo, la coppia FZM totale richiesta (o Ti), grazie al controllo fin qui descritto, viene suddivisa tra le coppie TR e TL dirette alle ruote 3 motrici senza vincoli legati alla differenza di velocit? angolare delle stesse.

? inoltre prevista una calibrazione del controllore CTR elaborando i giusti guadagni, soglie, tabelle saturazioni, ecc. (ad esempio K per ?', o la tabella LUT per Vx o nel controllo di slittamento SCL), tale da inseguire una dinamica vettura desiderata che massimizzi indicatori noti di performance (tempo sul giro in pista) e di piacevolezza di guida. Tale calibrazione consente, in ciascun momento, in base alle condizioni della vettura, di far prevalere il contributo ?TNL, ?TLIN pi? importante.

Il metodo di controllo sopra descritto presenta numerosi vantaggi.

In primo luogo, il vantaggio rispetto a un sistema con differenziale meccanico consiste nella rimozione del vincolo tra coppie e velocit? angolari delle ruote dello stesso asse.

Inoltre, il suddetto metodo consente di mantenere la capacit? stabilizzante di un differenziale meccanico a slittamento limitato, sfruttando al contempo le potenzialit? offerte dalla libert? di erogare liberamente coppie diverse tra le ruote motrici anche in condizioni in cui le stesse hanno la stessa velocit? angolare (ci? non avviene con i sistemi noti).

In aggiunta, il controllo sopra descritto permette di mantenere facilmente una traiettoria rettilinea anche su strada sconnessa o inclinata, cos? come di gestire, ad esempio in funzione della posizione di un manettino o delle richieste del guidatore, i contributi imbardante e controimbardante in modo da, ad esempio, favorire il primo in caso l?obiettivo siano le performance, ed il secondo in caso l?obiettivo sia la guidabilit? semplificata del veicolo.

Inoltre, il metodo di controllo sopra descritto ? particolarmente sicuro, in quanto permette di opporsi ad un?imbardata non voluta dal driver, ma causata da eventuali fallimenti rilevati su altri attuatori, intervenendo rapidamente ed efficacemente in caso di necessit?.

Infine, il metodo di controllo sopra descritto ? di semplice ed economica implementazione in un veicolo 1 stradale provvisto di un motore per ciascuna ruota motrice, in quanto non richiede l?aggiunta di alcun componente fisico (anzi, ? possibile rimuovere i differenziali facilitando quindi la manutenzione e la flessibilit? del veicolo 1) ed ? completamente realizzabile via software. ? importante osservare che il metodo di controllo sopra descritto non impegna n? una elevata capacit? di calcolo, n? una estesa quantit? di memoria e quindi la sua implementazione ? possibile in una unit? di controllo nota senza necessit? di aggiornamenti o potenziamenti.

ELENCO DEI NUMERI DI RIFERIMENTO DELLE FIGURE

1 veicolo stradale

2 ruote anteriori

3 ruote posteriori

4 sistema di motopropulsione

5 motori elettrici

6 riduttore

7 semiasse

8 sospensione

9 ammortizzatore

10 unit? di controllo

B baricentro

CTR controllore

d disturbo

FZ forze verticali

FZ% distribuzione forze verticali

FZM coppia entrante totale asse posteriore G fattore di proporzionalit?

K guadagno

LUT look up table

MZ momento imbardante

RA Asse posteriore

RT contributo

SL contributo

SLC controllo slittamento

SW angolo di sterzo

T traiettoria

Ti coppia input

TL coppia ruota sinistra

TR coppia ruota destra

Vx velocit? longitudinale

x asse longitudinale

y asse laterale

? angolo di assetto

?' variazione angolo di assetto

?TLIN contributo controimbardante

?TNL contributo imbardante

?' yaw rate

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I

1) Metodo di controllo di un veicolo (1) stradale condotto da un guidatore e provvisto di almeno una prima ruota (3) motrice ed una seconda ruota (3) motrice appartenenti ad uno stesso asse (RA), ciascuna ruota (3) motrice essendo azionata indipendentemente da un rispettivo primo e secondo semiasse (7);

il metodo di controllo comprende la fase di controllare la coppia (TL, TR) erogata a ciascun rispettivo semiasse (7) verso la prima ruota (3) motrice o verso la seconda ruota (3) motrice in funzione di una coppia richiesta dal guidatore ed in modo indipendente dalla differenza di velocit? angolare tra la prima e la seconda ruota (3).

2) Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui ciascuna ruota (3) motrice ? azionata indipendentemente da un rispettivo primo e secondo motore (5) elettrico;

il metodo di controllo comprende la fase di controllare la coppia (TL, TR) erogata da ciascun rispettivo motore (5) verso la prima ruota (3) motrice o verso la seconda ruota (3) motrice in funzione di una coppia richiesta dal guidatore ed in modo indipendente dalla differenza di velocit? angolare tra la prima e la seconda ruota (3).

3) Metodo secondo la rivendicazione 2, e comprendente l?ulteriore fase di determinare la variazione (??) di un angolo (?) di assetto del veicolo (1) stradale, ovvero l?angolo (?) compreso fra l?asse (x) longitudinale del veicolo (1) stradale e la direzione della velocit? (V) di avanzamento del veicolo (1) stradale nel baricentro (B), in cui la coppia (TL, TR) erogata da ciascun rispettivo motore (5) verso la prima o la seconda ruota (3) motrice ? calcolata in funzione della variazione (??) dell?angolo (?) di assetto.

4) Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui la variazione (??) dell?angolo (?) di assetto ? calcolata senza ricorrere ad una derivata numerica dell?angolo di assetto del veicolo (1); in particolare tramite una combinazione non lineare di velocit? (?') di imbardata, accelerazione laterale e velocit? (Vx) lineare del veicolo (1).

5) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, e comprendente l?ulteriore fase di rilevare, in particolare tramite almeno una unit? di misura inerziale, una velocit? (?') di imbardata del veicolo (1) stradale, in cui la coppia (TL, TR) erogata da ciascun rispettivo motore (5) verso la prima o la seconda ruota (3) motrice ? calcolata in funzione della velocit? (?') di imbardata.

6) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, e comprendente l?ulteriore fase di rilevare le forze (FZ) verticali agenti sulle ruote (3) motrici, in particolare posteriori, misurate con appositi sensori o stimate tramite modellazione del veicolo (1) stradale; in cui la coppia (TL, TR) erogata da ciascun rispettivo motore (5) verso la prima o la seconda ruota (3) motrice ? calcolata in funzione della distribuzione (FZ%) delle forze verticali tra le ruote motrici.

7) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, e comprendente l?ulteriore fase di limitare l?erogazione della coppia (TL, TR) da ciascun rispettivo motore (5) verso la prima o la seconda ruota (3) motrice nel caso in cui un?erogazione desiderata superi un limite determinato dall?aderenza di un rispettivo pneumatico installato sulla prima o sulla seconda ruota (3) motrice.

8) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la coppia (TL, TR) da erogare alla prima ed alla seconda ruota (3) motrice comprende la somma di un contributo (?TLIN) controimbardante e di un contributo (?TNL) imbardante.

9) Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui il contributo (?TLIN) controimbardante ? calcolato in funzione della variazione (??) di un angolo (?) di assetto del veicolo (1) stradale, della velocit? (?') di imbardata e della velocit? (Vx) longitudinale del veicolo (1) stradale stesso.

10) Metodo secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui il contributo (?TNL) imbardante ? calcolato in funzione della differenza (TR-TL) di coppia erogata da ciascun rispettivo motore (5) dello stesso asse (RA); in particolare secondo una relazione geometrica funzione di carreggiata del detto asse (RA) e raggio della prima e della seconda ruota (3) motrice.

11) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il controllo ? effettuato sulla prima e sulla seconda ruota (3) di un asse (RA) posteriore del veicolo (1) stradale.

12) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, e comprendente l?ulteriore fase di controllare la coppia (TL, TR) erogata dal primo motore (5) verso la prima ruota (3) motrice in modo da compensare un eventuale fallimento del secondo motore (5) agente sulla seconda ruota (3) motrice e viceversa.

13) Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti e comprendente le ulteriori fasi di monitorare uno o pi? attuatori (8, 9) diversi dal primo e dal secondo motore (5) e la fase di controllare le coppie (TL, TR) erogate verso la prima e/o alla seconda ruota (3) motrice in modo da compensare eventuali fallimenti dell?uno o pi? attuatori (8, 9) mantenendo una traiettoria (T) desiderata del veicolo (1) stradale.

14) Veicolo (1) stradale comprendente:

- almeno una prima ruota (3) motrice ed una seconda ruota (3) motrice appartenenti ad uno stesso asse (RA);

- almeno un primo ed un secondo motore (5) elettrico configurati per azionare rispettivamente ed indipendentemente la prima e la seconda ruota (3) motrice; il veicolo (1) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere una unit? (10) di controllo configurata per controllare la coppia (TL, TR) erogata verso il primo motore (5) elettrico e il secondo motore (5) elettrico svolgendo il metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti.