IN T R O D U Z I O N E
In questa tesi viene presentato un sistema elettronico di controllo che permette la regolazione automatica del precarico di una sospensione posteriore per scooter.
Il sistema, realizzato presso il Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell’Università di Pisa in collaborazione con Piaggio S.p.A., rappresenta una soluzione innovativa nel mondo delle due ruote.
Le sospensioni, come noto, sono preposte al mantenimento dell’assetto del veicolo, oltre che a garantire il comfort degli occupanti.
Le sospensioni, d’altra parte, garantiscono il funzionamento ottimale solo quando la corsa dell’ammortizzatore è quella prevista dalle specifiche di progetto: da qui l’esigenza di essere in grado di mantenere il sistema in tale condizione.
Questa situazione si può raggiungere variando il precarico, in accordo, appunto, con le condizioni di carico.
Al momento dell’acquisto di uno scooter o di una moto, quando questi sono dotati di precarico di tipo tradizionale, quasi sempre si riscontra che la posizione del precarico della sospensione posteriore è quella di carico minimo: è quindi lasciato all’utente il compito di selezionare il setting più adatto alle proprie esigenze.
Questa operazione, tuttavia, dovrebbe presupporre una certa dimestichezza con la ciclistica del mezzo: nella sospensione di tipo tradizionale, la regolazione avviene per mezzo di una ghiera a
“scatti” (specie negli scooter), o per mezzo di un dado filettato (soluzione più frequente nelle moto).
Sebbene sia di facile attuazione pratica, basta l’aiuto di una chiave dentata inclusa nella normale dotazione di attrezzi di serie, tuttavia non esiste una corrispondenza precisa tra entità del carico e scatti della ghiera (o passo del filetto del dado), per cui si è costretti ad operare “ad occhio”, guidati semmai, nel caso di meccanici
Introduzione 1
specializzati o di profondi appassionati delle due ruote, solo dall’esperienza.
Dover ricorrere a questa operazione in ogni occasione in cui le condizioni di carico cambino (come nel caso banale, ma piuttosto frequente, di dare un passaggio a un amico) risulta comunque assai scomodo e pertanto ignorato praticamente da tutti.
D’altra parte neanche i modelli di moto da granturismo dotati di sospensioni con precarico semiautomatico hanno risolto completamente questo problema. Questi veicoli sono equipaggiati con sospensioni con precarico regolabile per mezzo di uno switch presente sul manubrio della moto: in questo caso ci si limita ad offrire la possibilità di scegliere tra un numero limitato (al massimo 3) di soluzioni di carico preimpostate, e quindi non ottimizzate per ogni situazione, e inoltre il pilota deve comunque ricordarsi di selezionare correttamente l’opzione adatta alla condizione di carico corrente.
Il sistema qui presentato offre invece la possibilità di regolazione completamente automatica, senza necessitare dell’intervento del pilota, al quale, tra l’altro, non viene così ad essere richiesta nessuna competenza specifica.
Nel seguito verranno illustrate le caratteristiche del sistema, partendo dalle specifiche di progetto, fino ad arrivare ai risultati del testing, passando attraverso la descrizione sia dei componenti hardware, sia del firmware appositamente progettati per questa applicazione.
Un capitolo a parte è stato poi riservato alla realizzazione del banco prova per la sospensione, che si è reso necessario per effettuare le misure.
In appendice A si è ritenuto opportuno offrire al lettore una breve trattazione sulla generalità delle sospensioni, analizzandone le proprietà meccaniche fondamentali e offrendo un semplice modello elettrico equivalente che serva, questo è l’auspicio, a riportare le considerazioni in un ambito più familiare, ossia quello elettronico.
Le appendici B e C, infine, contengono, rispettivamente, il codice macchina scritto per la fresa a controllo utilizzata per la realizzazione del banco prova e il codice del microcontrollore che riguarda la gestione e la definizione dei task.
Introduzione 2
