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Più comoda di una Rolls-Royce, meglio di una macchina da corsa: le sospensioni attive raggiungono la maturità - Switzerland (IT)
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Negli ambienti sportivi Colin Chapman è considerato un visionario automobilistico:i suoi due risultati degni di nota nella stratosfera tecnologica conosciuta come Gran Premio di Formula 1 sono lo sviluppo dell’“effetto suolo” e le “sospensioni attive”. Successivamente, entrambe queste migliorie sono state vietate dalla F1, ma sono state adattate e sviluppate per le auto da strada.

Persino le prime iterazioni su strada delle sospensioni attive di Chapman mostravano risultati significativi rispetto alle loro controparti semi-attive.

Tuttavia, il primo sistema Lotus, che usava martinetti idraulici per muovere le ruote, costava migliaia di dollari, aggiungeva 150 chili e richiedeva circa quattro kilowatt per guidare la pompa idraulica da 140 bar in dotazione. Inoltre, il sistema non era veloce abbastanza da smorzare le piccole ondulazioni sporgenti presenti sulla maggior parte delle strade.

Le sospensioni attive dipendono da misurazioni della pressione accurate durante lo sviluppo

Nel tentativo di attenuare i dossi sviluppando sospensioni idrauliche interconnesse (HIS, dall’inglese Hydraulically Interconnected Suspension) apparve evidente che l’ottimizzazione del sistema risiedeva nel controllo e nella risposta degli attuatori che regolano il movimento della ruota. Questi non solo dovevano generare le forze coinvolte nel supporto del veicolo, attraversando terreni difficili e gestendo le curve sulla strada, ma dovevano anche rispondere in una frazione di secondo. La chiave di tutto questo fu la pressione d’esercizio del sistema e come questa viene controllata.

Per raggiungere gli obiettivi di prestazioni e risposta gli ingegneri dovevano superare diverse sfide, tra cui:

  • il fluido idraulico utilizzato per guidare il sistema non opera mai ad una temperatura e viscosità constanti, influenzando dunque le pressioni di uscita.
  • il controllo preciso della pressione appropriata dipendeva da misurazioni della pressione in linea estremamente accurate e in tempo reale, con compensazione della temperatura.

I sensori di pressione utilizzati durante lo sviluppo dovevano essere di qualità di laboratorio e rispondere in modo molto rapido ai cambiamenti di pressione. Ancora oggi esistono pochissimi produttori in grado di realizzare tali componenti di alta qualità per gli standard richiesti dall’industria.

Sebbene le sospensioni attive idro-meccaniche HIS siano state di gran lunga migliorate, i costi necessari a raggiungere i tempi di risposta restano sconcertanti, confinando i sistemi a poche auto sportive di lusso di fascia alta.

Maschere di controllo smart nelle sospensioni intelligenti

Non c’è voluto molto prima che i produttori abbiano iniziato a passare ai processori elettronici e alle centraline di comando per esercitare un controllo preciso sul sistema di controllo idraulico degli attuatori. Finalmente, questo ha permesso agli ingegneri di controllare in modo accurato la pressione inviata agli attuatori individuali, migliorando in tal modo i tempi di risposta e le prestazioni su un’ampia gamma di condizioni di funzionamento.

Questo è esattamente quello che fa il Magic Body Control (MBC) di Mercedes Benz. Una telecamera posizionata nella parte superiore del parabrezza rileva il manto stradale che si sta percorrendo, analizzando i suoi difetti e le sue irregolarità, e trasmette i dati raccolti direttamente alla centralina di comando del sistema Active Body Control (ABC). La telecamera analizza un’area antistante il veicolo compresa tra 4.5 e 13.5 metri ed è in grado di individuare e misurare le irregolarità del fondo stradale piccole fino a 10 mm. In questo modo il sistema sa esattamente quello che gli pneumatici stanno per incontrare, frazioni di secondo prima che si verifichi. Ciò dà alle sospensioni attive il tempo di preparare la sospensione al controllo di guida adeguato.

Utilizzando gli input ricevuti dalla telecamera il Magic Body Control può persino “ritrarre” una ruota prima di colpire una buca, evitando così che la ruota la colpisca completamente. Questo, naturalmente, contribuisce di molto a ridurre l’impatto e migliorare la qualità di guida.Anche se le sospensioni attive sono state integrate nella più grande architettura dei sistemi avanzati di assistenza al conducente ADAS (Advanced Driver Assist Systems), molti sistemi fanno ancora affidamento sul controllo preciso della pressione idraulica in linea per raggiungere la guida e la gestione desiderate. E alla base di questi ultimi c’è un sensore di pressione di alta qualità che ha fornito agli ingegneri progettisti i dati precisi, su cui poter basare gli algoritmi che controllano il moderno sistema delle sospensioni attive.

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