IT201800008039A1

IT201800008039A1 - Riconoscimento di prestazioni degradate in un sistema di sospensione di un veicolo.

Info

Publication number: IT201800008039A1
Application number: IT102018000008039A
Authority: IT
Inventors: Walter Bruno; Piero Antonio Conti; Fabio Cotto; Giordano Greco; Simone Marchetti; Vittorio Marco Di
Original assignee: Sistemi Sospensioni Spa
Priority date: 2018-08-10
Filing date: 2018-08-10
Publication date: 2020-02-10
Also published as: CN112566802A; US20210291611A1; JP7403527B2; US11970040B2; CN112566802B; EP3833559A1; JP2021534029A; EP3833559B1; WO2020031133A1

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: “Riconoscimento di prestazioni degradate in un sistema di sospensione di un veicolo”

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda in generale i sistemi di sospensione attivi o semiattivi di un veicolo, e più in particolare la stima del degradamento delle prestazioni degli ammortizzatori di un sistema di sospensione attivo o semi-attivo.

Sono oggigiorno sempre più spesso utilizzati, soprattutto in campo automobilistico, ammortizzatori a smorzamento regolabile che sono in grado di variare le loro caratteristiche di smorzamento sotto il controllo di un'unità di controllo elettronica per modificare il comportamento del sistema di sospensione del veicolo in funzione, ad esempio, delle condizioni del fondo stradale, delle condizioni di marcia del veicolo, delle impostazioni di comfort desiderate dal conducente.

I movimenti verticali della scocca di un veicolo, e più in generale la dinamica verticale del veicolo, sono influenzati dalle condizioni della superficie stradale e dalle manovre impartite dal conducente, quali le manovre di sterzatura, accelerazione, frenata, cambio dei rapporti di marcia.

Un sistema di sospensione semiattivo comprende generalmente:

- ammortizzatori a smorzamento regolabile, del tipo includente una camera di pressione contenente un fluido (olio) di smorzamento, all'interno della quale è scorrevole un pistone la cui posizione definisce una camera di pressione inferiore ed una camera di pressione superiore, una camera di bypass in comunicazione con la camera di pressione superiore attraverso fori di passaggio del fluido, e una valvola di controllo, tipicamente un'elettrovalvola, predisposta per controllare il passaggio del fluido di smorzamento fra la camera di pressione e la camera di by-pass;

- un insieme di sensori atti a rivelare l'accelerazione relativa o il movimento relativo tra la scocca del veicolo e i mozzi delle ruote e le accelerazioni e i movimenti della scocca, disposti in corrispondenza degli assi anteriore e posteriore del veicolo; ed

- una unità elettronica di elaborazione e controllo, atta a ricevere ed interpretare i segnali emessi dai sensori, indicativi della dinamica del veicolo, e predisposta per emettere segnali di pilotaggio delle valvole di controllo degli ammortizzatori del sistema per inseguire le desiderate caratteristiche di smorzamento degli ammortizzatori allo scopo di rispettare predeterminate condizioni di sicurezza o impostazioni di guida.

La logica di controllo del sistema di sospensione è di tipo modulare, per cui esso è controllato secondo una di una molteplicità di strategie di controllo predefinite in funzione delle condizioni rilevate del fondo stradale, della dinamica laterale del veicolo, del modello di caratteristica di smorzamento impostato e/o desiderato dall'utilizzatore, secondo regole di priorità predeterminate in vista del mantenimento del veicolo in marcia in una condizione di sicurezza.

La regolazione delle caratteristiche di smorzamento degli ammortizzatori è effettuata dall'unità di controllo emettendo un segnale elettrico di pilotaggio in corrente dei mezzi attuatori della elettrovalvola di controllo dell'ammortizzatore, la cui intensità è tipicamente regolata secondo la tecnica nota di modulazione a larghezza d'impulso (PWM). Una siffatta regolazione della corrente di pilotaggio della valvola consente di regolare con continuità la caratteristica di forza di smorzamento in funzione della velocità di traslazione relativa tra gruppo ruota e scocca del veicolo (F/v), per ogni singolo ammortizzatore. Rispetto ai sistemi di sospensione passivi, in cui la caratteristica di smorzamento (F/v) è determinata dai parametri meccanici e fisici dell'ammortizzatore e dalle caratteristiche di viscosità del fluido di smorzamento ed è rappresentata da un’unica curva determinata su cui si colloca il punto di lavoro dell'ammortizzatore, un sistema di sospensione semiattivo definisce una nuvola di punti di lavoro appartenenti a differenti curve di smorzamento (F/v) che coprono un'area di lavoro compresa tra una caratteristica di smorzamento minima (che corrisponde ad un comportamento percepibile sottosmorzato dei modi di oscillazione propri della sospensione) ed una caratteristica di smorzamento massima (che corrisponde ad un comportamento percepibile sovrasmorzato dei modi di oscillazione propri della sospensione), entro la quale si colloca una curva di smorzamento intermedia di sicurezza dipendente dai parametri meccanici e fisici dell'ammortizzatore e dalle caratteristiche di viscosità del fluido di smorzamento e sulla quale il sistema si pone automaticamente in caso di anomalia di funzionamento dell'elettrovalvola di controllo, la così detta curva di failsafe.

Nel corso della vita operativa di un ammortizzatore è desiderabile monitorarne eventuali degradazioni delle prestazioni, dovute a deterioramento delle parti componenti, ad esempio dell'elettrovalvola di controllo, delle guarnizioni e delle tenute dell’olio etc., o alterazioni nel funzionamento dei circuiti elettronici di regolazione delle caratteristiche di smorzamento, ad esempio i circuiti di eccitazione o pilotaggio dell'elettrovalvola.

Un degradamento delle prestazioni delle parti componenti l'ammortizzatore rispetto alle prestazioni nominali di progetto/taratura o di inizio della vita operativa provoca una variazione della risposta (caratteristica di smorzamento) dell'ammortizzatore, o meglio della relazione tra caratteristica di smorzamento (F/v) e corrente di pilotaggio della elettrovalvola di controllo. Ciò significa sostanzialmente che a parità di asperità del fondo stradale il valore reale medio della corrente di pilotaggio dell'elettrovalvola è differente rispetto alle condizioni nominali.

Un modello di controllo del sistema di sospensione di tipo in retroazione (quale è il modello Skyhook, impiegato in sistemi di controllo delle sospensioni semi-attivi per controllare i moti della scocca e delle ruote in presenza di fondo stradale sconnesso in condizioni di moto rettilineo) compensa automaticamente la variazione delle caratteristiche operative degli ammortizzatori attraverso un adattamento del guadagno d'anello, ma un differente modello selezionabile quando è prioritario il controllo della dinamica laterale del veicolo, che sia di tipo esclusivamente predittivo e, quindi, non retroazionato sul comportamento dinamico del veicolo, determinerebbe la regolazione di una corrente di pilotaggio dell'elettrovalvola di controllo non più corrispondente alla caratteristica di smorzamento desiderata.

Una misura diretta della caratteristica di smorzamento F/v di un ammortizzatore in funzione della corrente di pilotaggio dell'elettrovalvola può essere effettuata esclusivamente a banco facendo lavorare in distensione e compressione l'ammortizzatore e misurando le grandezze fisiche richieste (forze dell'ammortizzatore, velocità dell'ammortizzatore e correnti di comando). A seguito dell'installazione sul veicolo dell'ammortizzatore, tale misura non è più possibile, in quanto non sono presenti su veicolo celle di carico nell'interfaccia ammortizzatore–scocca, in grado di misurare le forze esercitate dall’ammortizzatore.

Scopo della presente invenzione è quindi di fornire una metodologia di stima del degradamento delle prestazioni di un ammortizzatore di un sistema di sospensione attivo o semi-attivo per adeguare in tempo reale le strategie di controllo del sistema alla caratteristica operativa corrente degli ammortizzatori.

Secondo la presente invenzione tale scopo viene raggiunto grazie ad un sistema ed un procedimento di stima delle caratteristiche di smorzamento degli ammortizzatori, aventi le caratteristiche richiamate nelle rivendicazioni indipendenti.

Modi particolari di realizzazione sono espressi nelle rivendicazioni dipendenti.

Formano ulteriore oggetto dell'invenzione un programma per elaboratore ed un sistema di sospensione come rivendicato.

In sintesi, la presente invenzione si fonda sul principio di identificare ed aggiornare con continuità un indice di asperità del fondo stradale (Road severity Index, RSI) a partire dalle accelerazioni verticali misurate dai sensori di bordo, preferibilmente i sensori accelerometrici disposti in corrispondenza dei mozzi delle ruote anteriori, e confrontare - durante la marcia del veicolo - tale indice con una grandezza rappresentativa della intensità della forza di pilotaggio, ad esempio della corrente di pilotaggio, delle valvole di controllo dei singoli ammortizzatori, in particolare con valori rappresentativi della media della corrente di pilotaggio delle valvole di controllo dei singoli ammortizzatori, sia anteriori che posteriori, ad esempio correlati alla corrente reale di pilotaggio secondo una regola di filtraggio predeterminata, ad esempio un filtraggio del primo ordine e media mobile su predeterminati intervalli temporali.

La presente invenzione si applica preferibilmente in una condizione operativa in cui il veicolo si muove di moto rettilineo su una strada avente un fondo irregolare, ossia tale da generare una accelerazione non nulla sui mozzi delle ruote, e il sistema di controllo semi-attivo delle sospensioni comandi alle elettrovalvole degli ammortizzatori unicamente correnti calcolate in retroazione sulla base del noto modello di controllo Skyhook, con l’obiettivo di controllare la dinamica verticale della scocca e dei mozzi ruota. Si noti che questa particolare condizione operativa è facilmente identificabile in tempo reale da parte di un sistema di controllo delle sospensioni includente un modulo elaborativo accoppiato ad un bus CAN di bordo sul quale si affaccia in comunicazione una unità di controllo della dinamica laterale del veicolo e/o sensori di dinamica laterale del veicolo quali sensori di imbardata e accelerazione laterale.

L’eventuale condizione di degradamento delle prestazioni di uno o più specifici ammortizzatori viene dedotta per confronto con una predeterminata correlazione nominale tra l’indice di asperità stradale e la corrente di pilotaggio media nominale della valvola di controllo di un ammortizzatore, ad esempio derivante da una misura diretta della caratteristica di smorzamento F/v dell'ammortizzatore in funzione della corrente di pilotaggio della valvola di controllo effettuata a banco, in funzione della messa a punto delle logiche di controllo del veicolo..

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione verranno più dettagliatamente esposti nella descrizione particolareggiata seguente di una sua forma di attuazione, data a titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la figura 1 è una rappresentazione schematica dell'architettura di controllo di un sistema di sospensione attivo o semiattivo, predisposto per la stima del degrado delle caratteristiche di smorzamento degli ammortizzatori;

la figura 2 è un diagramma indicativo della relazione tra un valore rappresentativo della corrente di pilotaggio di una valvola di controllo di un ammortizzatore ed un indice di asperità del fondo stradale, in una condizione operativa nominale dell'ammortizzatore ed in una condizione operativa degradata;

la figura 3 è un diagramma indicativo della relazione tra un valore rappresentativo della corrente di pilotaggio di una valvola di controllo di un ammortizzatore ed un indice di asperità del fondo stradale, in una pluralità di condizioni operative differentemente degradate; e

la figura 4 è un diagramma di flusso di un procedimento di stima del degrado delle caratteristiche di smorzamento degli ammortizzatori secondo l'invenzione.

Con riferimento allo schema a blocchi di figura 1, è mostrata schematicamente l'architettura di controllo di un sistema di sospensione attivo o semi-attivo secondo l'invenzione.

Una unità di controllo 10 del sistema comprende un modulo elaborativo 12 di una strategia di controllo, predisposto per selezionare una di una pluralità di predefinite strategie di controllo in funzione delle condizioni rilevate del fondo stradale, della dinamica laterale del veicolo, del modello di caratteristica di smorzamento impostato e/o desiderato dall'utilizzatore, secondo regole di priorità predeterminate in vista del mantenimento del veicolo in marcia in una condizione di sicurezza.

Il modulo elaborativo 12 è accoppiato a gruppi sensori 20, 22 (generalmente includenti accelerometri), rispettivamente accoppiati alla scocca del veicolo e ai mozzi delle ruote in corrispondenza di almeno un asse del veicolo, preferibilmente l'asse anteriore, atti a rivelare l'accelerazione relativa o il movimento relativo tra la scocca del veicolo e il mozzo delle ruote. Preferibilmente, il gruppo sensori 20 comprende tre sensori accoppiati alla scocca del veicolo al fine di poter valutare i moti di cassa, ad esempio due sensori posizionati sull'asse anteriore in corrispondenza dei duomi delle sospensioni, e uno posizionato sull'asse posteriore ed il gruppo sensori 22 comprende un numero di sensori almeno pari a due e disposti sui mozzi delle ruote anteriori (da cui stimare le accelerazioni sulle ruote posteriori) o un numero di sensori corrispondente al numero di ruote del veicolo.

Esso è inoltre accoppiato ad un bus CAN di bordo sul quale si affacciano in comunicazione altre unità di controllo di bordo, tipicamente una unità di controllo motore, una unità di controllo della trasmissione, una unità di controllo della dinamica longitudinale del veicolo predisposta per la gestione delle funzioni ABS, EBD, ASR durante le manovre di frenatura o accelerazione, una unità di controllo della dinamica laterale del veicolo predisposta per la gestione delle manovre di sterzatura, ed una unità di controllo dei dispositivi di abitacolo e carrozzeria, comunemente identificata come "body computer".

In una forma di realizzazione perfezionata è prevedibile anche una interfaccia utente (non raffigurata) per l'acquisizione di comandi di impostazione della caratteristica desiderata di comportamento del sistema di sospensione nel complesso (comfort, sportivo) e/o la rappresentazione di informazioni di stato di funzionamento del sistema, ad esempio mediante una spia di segnalazione luminosa di una condizione rilevata di anomalia.

Con 30 sono infine indicate nel complesso le valvole di regolazione delle caratteristiche di smorzamento degli ammortizzatori, comandate singolarmente dal modulo di elaborativo 12.

Con 14 è indicato un modulo elaborativo stimatore delle condizioni di degradamento delle prestazioni degli ammortizzatori integrato nell'unità di controllo 10.

Il modulo stimatore 14 è accoppiato in ingresso con il gruppo sensore 22 comprendente tipicamente una coppia di accelerometri accoppiati ai mozzi delle ruote anteriori del veicolo (nel caso si faccia ricorso ad una stima delle accelerazioni dei mozzi ruota posteriori) o una pluralità di accelerometri rispettivamente accoppiati ai mozzi delle ruote anteriori e posteriori del veicolo, e con l'elettronica di pilotaggio delle valvole di controllo delle caratteristiche degli ammortizzatori 30.

Il modulo stimatore 14 è inoltre accoppiato in lettura e scrittura con un modulo di memoria M atto a memorizzare un modello matematico di riferimento indicativo della relazione nominale tra un indice di asperità stradale RSI (Road Severity Index), correlato ai valori di accelerazione verticale (convenientemente filtrati e mediati) sostenuti dai mozzi delle ruote, preferibilmente le ruote anteriori, ad esempio attraverso predeterminate relazioni analitiche, ed una grandezza I rappresentativa della corrente di pilotaggio delle valvole di controllo dei singoli ammortizzatori, ad esempio derivante da una misura diretta della caratteristica di smorzamento F/v di un ammortizzatore in funzione della corrente di pilotaggio della valvola di controllo effettuata a banco, in funzione della messa a punto delle logiche di controllo del veicolo.

Il modello di riferimento può essere una relazione analitica tra, o una mappa di valori numerici in corrispondenza biunivoca di, indice di asperità stradale e corrente media di pilotaggio nominale della valvola di comando di almeno un ammortizzatore misurata a banco con riferimento alla caratteristica di smorzamento F/v dell'ammortizzatore, ovvero una relazione analitica tra, o una mappa di valori numerici in corrispondenza biunivoca di, indice di asperità stradale e corrente di pilotaggio media calcolata per gli ammortizzatori durante una marcia del veicolo, su strada reale o su una superficie di marcia di test. Gli ammortizzatori considerati possono essere solo quelli anteriori o tutti, in cui il comportamento degli ammortizzatori posteriori è stimato sulla base del comportamento degli ammortizzatori anteriori.

Il modello matematico di riferimento o la storia delle medie della corrente di pilotaggio possono essere rappresentati, per un dato tipo di ammortizzatore, nella forma di una mappa di valori numerici delle grandezze indicate in corrispondenza biunivoca. In alternativa, tale modello può essere un modello matematico dinamico del legame che intercorre tra le grandezze indicate.

La particolare condizione operativa in cui viene effettuata la stima del degrado degli ammortizzatori corrisponde preferibilmente ad una condizione di marcia rettilinea del veicolo su fondo irregolare, ossia tale da generare una accelerazione non nulla sui mozzi delle ruote , in cui il controllo della curva di smorzamento degli ammortizzatori avviene in retroazione sulla base del noto modello di controllo Skyhook. Questa condizione operativa è facilmente identificabile da parte dell’unità di controllo del sistema di sospensione semi-attivo sulla base dei segnali CAN che essa riceve dalle altre unità di controllo della dinamica del veicolo e sulla base dei sensori accelerometrici di mozzi e scocca (figura 1). In questa sede tale particolare condizione operativa verrà indicata come “condizione di verifica”

Il modulo stimatore 14 è collegato al modulo elaborativo 12 per fornire segnali o dati Δ indicativi dello scostamento tra valore nominale e valore reale della grandezza rappresentativa della corrente di pilotaggio delle valvole di controllo degli ammortizzatori e, quindi, indicativi di un eventuale degrado del particolare ammortizzatore considerato. In figura 2 a tratto discontinuo è rappresentata la curva di relazione tra indice di asperità stradale corrente e valore reale della grandezza I rappresentativa della corrente di pilotaggio della valvola di controllo dell’ammortizzatore considerato. La distanza di questa curva attuale dalla curva nominale a tratto continuo in figura 2 rappresenta un indice del degrado corrente delle caratteristiche di funzionamento dell'ammortizzatore.

Il modulo stimatore 14 è predisposto per eseguire un programma o gruppo di programmi per elaboratore, ad esempio memorizzati localmente, atti a realizzare il procedimento (algoritmo) di stima delle condizioni di degradamento delle prestazioni degli ammortizzatori descritto.

A puro titolo esemplificativo, è fornita la descrizione di un procedimento di stima del degradamento della caratteristica di un ammortizzatore.

Si consideri un ammortizzatore a smorzamento regolabile del sistema di controllo di sospensione semi-attivo. Si supponga inoltre di conoscere o acquisire un modello matematico di riferimento indicativo della relazione nominale tra l'indice di asperità stradale RSI e la grandezza I rappresentativa della media mobile della corrente di pilotaggio della valvola di controllo di un ammortizzatore per differenti condizioni di degrado note e caratterizzate dell'ammortizzatore, rappresentato dal grafico di figura 3, in cui con N è indicata la curva di relazione nominale tra gli indici RSI e I in condizioni di funzionamento non degradate, e con D1, D2, D3 e D4 sono indicate altre curve rappresentative della relazione tra gli indici RSI e I nelle differenti condizioni di degrado note e caratterizzate dell'ammortizzatore. A ciascuna di queste condizioni di degrado si associa un indice sintetico di degrado Δi, con i=1,2,3,4.

Con riferimento al diagramma di flusso della figura 4, durante il moto del veicolo l’unità di controllo 10 del sistema di sospensioni determina al passo 100 se sussiste una condizione operativa di verifica, definita in precedenza come una condizione di moto rettilineo su fondo irregolare .

In caso affermativo, al passo 110 il modulo stimatore 14 acquisisce dai sensori accelerometrici 22 degli ammortizzatori (ad esempio degli ammortizzatori anteriori) i rispettivi dati di accelerazione.

Successivamente, al passo 120, il modulo stimatore 14 acquisisce un rispettivo valore medio di corrente di pilotaggio della valvola di controllo di ciascun ammortizzatore di cui si intende stimare il degrado (ossia, degli ammortizzatori anteriori e posteriori) determinato attraverso il modello di controllo Skyhook attuato nel modulo di elaborazione 12.

Quindi, al passo 140, il modulo stimatore 14 determina un indice di asperità stradale (RSI) sulla base delle accelerazioni verticali misurate dai sensori accelerometrici disposti in corrispondenza dei mozzi delle ruote anteriori e, attraverso il modello di riferimento indicativo della relazione nominale tra indice di asperità stradale RSI e corrente media I di pilotaggio della valvola di controllo di ciascun ammortizzatore, esso determina la rispettiva corrente di pilotaggio attesa o preferibilmente un intervallo di corrente di pilotaggio atteso compreso tra un valore di soglia inferiore ed un valore di soglia superiore (rappresentate in figura 3 dalle curve Ninf e Nsup).

Al passo 150 il modulo stimatore 14 verifica se il valore medio della corrente di pilotaggio della valvola di controllo di ciascun ammortizzatore, acquisito attraverso il modello di controllo Skyhook, è compreso tra detto valore di soglia inferiore Ninf e detto valore di soglia superiore Nsup. In caso affermativo, il modulo stimatore conclude per assenza di degrado dell'ammortizzatore al passo 160. In caso negativo, il modulo stimatore riconosce una possibile condizione di degrado ed al passo 170 individua l'ammortizzatore per cui la corrente di pilotaggio della rispettiva valvola di controllo non è coerente con quella attesa, ossia eccede i valori di soglia Ninf o Nsup predeterminati.

Al successivo passo 180 il modulo stimatore 14 calcola la deviazione di corrente dalla corrente di pilotaggio attuale che è richiesta per ripristinare un corretto funzionamento dell'ammortizzatore, e verifica se tale deviazione di corrente determini una corrente di pilotaggio corretta, necessaria per raggiungere la forza di Skyhook desiderata per l'ammortizzatore, superiore alla massima corrente erogabile o inferiore alla minima corrente di attuazione della valvola di controllo, ossia se tale modifica ecceda la massima compensazione del degrado possibile.

In caso affermativo, al passo 190 il modulo stimatore 14 invia una segnalazione di allarme indicativa del presunto degrado dell'ammortizzatore all'utente, nella forma di un segnale visualizzabile su uno schermo o di un segnale indicativo di una condizione operativa dell'ammortizzatore memorizzato in un registro di funzionamento del veicolo. In caso negativo, invece, al passo 200 il modulo stimatore 14 invia al modulo elaborativo 12 di controllo un segnale di compensazione del degrado, modificando i parametri di controllo della valvola di controllo dell'ammortizzatore. Il segnale di compensazione del degrado sarà nella forma di una differenza di corrente (che potrebbe essere sia negativa che positiva) da sommarsi alla corrente di pilotaggio della valvola di controllo come definita dal modulo elaborativo 12 della strategia di controllo (che non agisce per retroazione).

La verifica condotta al passo 150 è meglio illustrata con riferimento alla figura 3, in cui è esemplificativamente mostrata una condizione operativa di degrado di un ammortizzatore, rappresentata da una relazione tra gli indici RSI e I del tipo rappresentato dalla curva Dact.

Vantaggiosamente, la verifica al passo 150 comprende le operazioni seguenti. Per tutta la durata della condizione di verifica è calcolata la distanza tra la curva Dact e le curve D1-D4 rappresentative di differenti condizioni di degrado note e caratterizzate dell'ammortizzatore, mostrate in figura 3. Questa distanza è preferibilmente quantificata calcolando lo scarto quadratico medio tra la curva Dact e ciascuna delle curve D1-D4, nella durata della condizione di verifica. Si ipotizzi che la curva Dact risulti essere più vicina alla curva D2. Allora, si deduce che l’ammortizzatore risulta degradato, con entità di degrado espresso dall'indice sintetico prestabilito �2.

Preferibilmente, il confronto suddetto viene ripetuto per un numero prefissato di volte, all’occorrenza di successive condizioni di verifica. In ciascuna di queste condizioni di verifica viene calcolato un indice di degrado �i, e l'indice di degrado attuale � viene calcolato mediando con predefiniti pesi i singoli indici di degrado �i. I pesi dei singoli indici di degrado sono preferibilmente calcolati sulla base dell'attendibilità delle curve rappresentative delle relazioni tra gli indici RSI e I nelle differenti condizioni di degrado. Ad esempio, una curva ottenuta su un viaggio di maggiore durata e/o distanza e con una maggiore gamma di RSI avrà più peso di una curva ottenuta su un viaggio di minore durata e/o distanza e con un indice RSI pressoché costante.

Vantaggiosamente, l'intero procedimento di stima sopra esposto viene ripetuto a intervalli di tempo regolari, in modo da aggiornare periodicamente la stima dell’indice di degrado � dell'ammortizzatore.

Vantaggiosamente, il dato Δ indicativo del degradamento stimato delle prestazioni di un ammortizzatore (o del sistema di sospensione nel suo complesso), è utilizzabile dal modulo di controllo del sistema di sospensione ed eventualmente da altri moduli affacciati alla rete CAN per prendere decisioni ed attuare una corrispondente modifica della corrente di controllo delle caratteristiche degli ammortizzatori in funzione della strategia impiegata. In questo modo è possibile adattare il comportamento del sistema di sospensione al degradamento (finché sostenibile) degli ammortizzatori, così da non rendere percepibile ai passeggeri una alterazione del comfort assoluto di guida, delle impostazioni di comfort desiderate dal conducente e delle prestazioni dinamiche del veicolo.

Nel caso in cui il degradamento degli ammortizzatori non sia più recuperabile, poiché oggettivamente eccessivo rispetto alle prefissate fasce di tolleranza, il sistema è predisposto per avvisare il conducente segnalando l'opportunità di ricovero in officina per la revisione dell'intero sistema di sospensione o la sostituzione di uno specifico ammortizzatore.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di stima delle caratteristiche di smorzamento degli ammortizzatori di un veicolo in un sistema di sospensione attivo o semi-attivo comprendente: - una pluralità di ammortizzatori a smorzamento regolabile, ciascuno includente una camera di pressione contenente un fluido di smorzamento, all'interno della quale è scorrevole un pistone la cui posizione definisce una camera di pressione inferiore ed una camera di pressione superiore, una camera di by-pass in comunicazione con la camera di pressione superiore, ed almeno una valvola di controllo, predisposta per controllare il passaggio del fluido di smorzamento fra la camera di pressione e la camera di by-pass; - mezzi sensori atti a rilevare l'accelerazione relativa o il movimento relativo tra la scocca del veicolo e ciascuna ruota a cui è associato un ammortizzatore e le accelerazioni e i movimenti della scocca; e - mezzi elettronici di elaborazione e controllo, atti a ricevere segnali indicativi di detta accelerazione relativa o detto movimento relativo, e predisposti per emettere segnali di pilotaggio delle valvole di controllo degli ammortizzatori per realizzare predeterminate caratteristiche di smorzamento degli ammortizzatori, caratterizzato dal fatto che il procedimento comprende: - predisporre un modello di riferimento indicativo di una relazione nominale tra un indice di asperità stradale, RSI, correlato ai valori di accelerazione verticale sostenuti dalle ruote del veicolo durante la marcia su un tratto stradale, e una grandezza rappresentativa della intensità della forza di pilotaggio delle valvole di controllo degli ammortizzatori; - acquisire rispettivi dati di accelerazione o velocità relativa almeno delle ruote anteriori del veicolo rispetto alla scocca del veicolo; - determinare un valore di indice di asperità stradale a partire da detti dati di accelerazione o velocità relativa delle ruote anteriori del veicolo rispetto alla scocca del veicolo, - acquisire valori di una grandezza rappresentativa della intensità della forza di pilotaggio della valvola di controllo di ciascun ammortizzatore; - per almeno un ammortizzatore, confrontare il valore acquisito di detta grandezza rappresentativa della intensità della forza di pilotaggio con un valore atteso di detta grandezza rappresentativa della intensità della forza di pilotaggio nominale determinato in funzione di detto indice di asperità stradale secondo detto modello di riferimento; e - determinare una condizione di degrado di un ammortizzatore se il valore acquisito della rispettiva intensità della forza di pilotaggio non corrisponde a detto valore atteso di intensità della forza di pilotaggio nominale.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detta grandezza rappresentativa della intensità della forza di pilotaggio della valvola di controllo di un ammortizzatore è una grandezza rappresentativa della corrente di pilotaggio di detta valvola.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui detta grandezza rappresentativa della corrente di pilotaggio della valvola di controllo di un ammortizzatore è la corrente media di pilotaggio di detta valvola in un predeterminato intervallo temporale.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, caratterizzato dal fatto che è eseguito in una condizione operativa di verifica in cui il veicolo si muove in moto rettilineo su un fondo irregolare.
5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, in cui detto sistema di sospensione semi-attivo del veicolo pilota le valvole di controllo degli ammortizzatori attraverso correnti di pilotaggio calcolate in retroazione sulla base di un modello di controllo Skyhook.
6. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto modello di riferimento è indicativo di una pluralità di relazioni nominali tra un indice di asperità stradale e una grandezza rappresentativa della intensità della forza di pilotaggio delle valvole di controllo degli ammortizzatori per differenti condizioni di degrado note e caratterizzate di un ammortizzatore.
7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente per almeno un ammortizzatore calcolare la deviazione tra il valore acquisito di detta grandezza rappresentativa della intensità della forza di pilotaggio ed il valore atteso di detta grandezza rappresentativa della intensità della forza di pilotaggio nominale e verificare se detta deviazione eccede una soglia di massima deviazione corrispondente ad un valore di intensità della forza di pilotaggio non erogabile, il procedimento comprendendo inoltre: se detta deviazione eccede una soglia di massima deviazione, emettere una segnalazione di allarme; e se detta deviazione non eccede una soglia di massima deviazione, emettere un segnale di compensazione per modificare l'intensità della forza di pilotaggio della valvola di controllo di detto ammortizzatore.
8. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui confrontare il valore acquisito di detta grandezza rappresentativa della intensità della forza di pilotaggio con un valore atteso di detta grandezza rappresentativa della intensità della forza di pilotaggio nominale determinato in funzione di detto indice di asperità stradale secondo detto modello di riferimento è attuato per una pluralità di relazioni nominali tra indice di asperità stradale e grandezza rappresentativa della intensità della forza di pilotaggio delle valvole di controllo degli ammortizzatori associate a differenti condizioni di degrado note e caratterizzate dell'ammortizzatore, detto confronto essendo eseguito una pluralità di volte nel corso di una condizione operativa di verifica.
9. Procedimento secondo la rivendicazione 8, in cui confrontare il valore acquisito di detta grandezza rappresentativa della intensità della forza di pilotaggio con un valore atteso di detta grandezza rappresentativa della intensità della forza di pilotaggio nominale per una pluralità di relazioni nominali comprende calcolare uno scarto quadratico medio tra il valore acquisito di una corrente media di pilotaggio e il valore atteso di una corrente media di pilotaggio nominale per detta pluralità di relazioni nominali, e contrassegnare detto ammortizzatore con un prestabilito indice di degrado associato al valore atteso della corrente media di pilotaggio nominale a cui detto valore acquisito della corrente media di pilotaggio è più prossimo.
10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, in cui confrontare il valore acquisito di detta corrente media di pilotaggio con un valore atteso di corrente media di pilotaggio nominale è eseguito per un numero prefissato di occorrenze successive di una condizione operativa di verifica, il procedimento comprendendo inoltre contrassegnare detto ammortizzatore con un prestabilito indice di degrado attuale calcolato mediando con predefiniti pesi gli indici di degrado contrassegnanti detto ammortizzatore nel corso di detto numero prefissato di occorrenze successive di una condizione operativa di verifica.
11. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detto modello di riferimento è una relazione analitica tra, o una mappa di valori numerici in corrispondenza biunivoca di, indice di asperità stradale e corrente media di pilotaggio nominale della valvola di comando di almeno un ammortizzatore misurata a banco con riferimento alla caratteristica di smorzamento F/v dell'ammortizzatore.
12. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detto modello di riferimento è una relazione analitica tra, o una mappa di valori numerici in corrispondenza biunivoca di, indice di asperità stradale e corrente di pilotaggio media calcolata per gli ammortizzatori durante la marcia del veicolo.
13. Procedimento secondo la rivendicazione 3, in cui detti valori della grandezza rappresentativa della corrente di pilotaggio della valvola di controllo di ciascun ammortizzatore sono correlati alla corrente media reale di pilotaggio di detta valvola di controllo secondo una regola di filtraggio predeterminata.
14. Procedimento secondo la rivendicazione 13, in cui detta regola di filtraggio comprende un filtraggio del primo ordine ed una media mobile su predeterminati intervalli temporali.
15. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detto valore atteso di intensità della forza di pilotaggio nominale è un valore compreso tra un valore di soglia inferiore ed un valore di soglia superiore.
16. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi sensori includono almeno un accelerometro accoppiato alla scocca del veicolo ed almeno una coppia di accelerometri accoppiati a rispettivi mozzi delle ruote anteriori del veicolo.
17. Sistema di stima delle caratteristiche di smorzamento degli ammortizzatori di un veicolo in un sistema di sospensione attivo o semi-attivo comprendente: - una pluralità di ammortizzatori a smorzamento regolabile, ciascuno includente una camera di pressione contenente un fluido di smorzamento, all'interno della quale è scorrevole un pistone la cui posizione definisce una camera di pressione inferiore ed una camera di pressione superiore, una camera di by-pass in comunicazione con la camera di pressione superiore, ed una valvola di controllo, predisposta per controllare il passaggio del fluido di smorzamento fra la camera di pressione e la camera di by-pass; - mezzi sensori atti a rilevare l'accelerazione relativa o il movimento relativo tra la scocca del veicolo e ciascuna ruota a cui è associato un ammortizzatore, e le accelerazioni e i movimenti della scocca; e - mezzi elettronici di elaborazione e controllo, atti a ricevere segnali indicativi di detta accelerazione relativa o detto movimento relativo, e predisposti per emettere segnali di pilotaggio delle valvole di controllo degli ammortizzatori per realizzare predeterminate caratteristiche di smorzamento degli ammortizzatori, caratterizzato dal fatto che comprende un modulo elaborativo stimatore delle condizioni di degradamento degli ammortizzatori, accoppiato in ingresso con detti mezzi sensori ed in uscita con detti mezzi elettronici di elaborazione e controllo, predisposto per attuare un procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 16.
18. Sistema di sospensione attivo o semi-attivo per un veicolo, comprendente un sistema di stima delle caratteristiche di smorzamento degli ammortizzatori del veicolo secondo la rivendicazione 17.
19. Programma di elaborazione o gruppo di programmi eseguibile/i da un sistema di elaborazione, comprendente/i uno o più moduli di codice per l'attuazione di un procedimento di stima delle caratteristiche di smorzamento degli ammortizzatori di un veicolo in un sistema di sospensione semi-attivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 16.