Modellazione di componenti di un motore a combustione interna altoprestazionale per simulazioni Hardware in the Loop

La presente tesi riguarda la modellazione orientata al controllo di componenti di un motore a combustione interna per applicazioni real-time Hardware in the Loop come supporto allo sviluppo della centralina elettronica di controllo motore (ECU). I modelli realizzati sono relativi al lato aspirazione, all'erogazione della coppia motrice ed al sistema Variable Valve Timing (VVT) che consente la variazione delle fase di alzata valvole rispetto a quella che è la calibrazione di base. Dal momento che la simulazione è real-time e che i componenti reali analizzati presentano dinamiche molto veloci e masse in gioco molto piccole, è stato necessario semplificare i modelli di partenza per evitare il manifestarsi di instabilità numerica e la non convergenza delle relazioni matematiche a causa dei passi di integrazione eccessivamente grandi. Al tempo stesso, però, si è cercato di mantenere un comportamento del sistema fisico modellato il più aderente possibile a quello del componente reale. Dopo aver implementato le relazioni in ambiente Simulink, si è passato a ricavare i parametri a "scatola grigia" sfruttando i punti dei piani quotati (file i cui vengono riportate le principali grandezze di un motore al variare di carico e giri) facendo acquisizioni in vettura e richiedendo dati al costruttore quando necessario. Infine, per verificare la validità dei modelli sviluppati, sono state fatte delle simulazioni offline per confrontati i risultati ottenuti dalle relazioni matematiche e logiche con quelli sperimentali. Per tutto il lavoro sviluppato e per i dati forniti si ringrazia l'azienda Ferrari S.p.A. nella quale è stato svolto il percorso di tesi.