PARTE I: MODELLAZIONE DEL VEICOLO

1. Introduzione alla dinamica dei veicoli
Modelli generali per lo studio del veicolo
Architettura e sotto-sistemi di un veicolo: struttura, sistema di propulsione, sistemi di trasmissione, dispositivi per il controllo dell’assetto e della spinta, sospensioni, sensori, attuatori

2. Moto del veicolo e suo controllo
Principio di Hamilton e approccio di Eulero-Lagrange
Modelli lineari e non lineari, modelli per linearizzazione, stabilità
Modelli speciali di sotto-sistemi adatti alla progettazione
Elementi di base per il controllo a retroazione di sotto-sistemi del veicolo
Controllori PID
Problemi di controllo ottimo basati sul principio di Hamilton
Teoria del controllo ottimo secondo Pontryagin
Teoria del controllo ottimo del veicolo basato su tecnica LQR

3. Cinematica e dinamica dei pneumatici
Teoria del rotolamento di una ruota deformabile
Equazioni generali della cinematica della ruota elastica
Relazioni costitutive elastiche
Relazioni costitutive di intefaccia ruota-piano stradale
Modello Brush e suoi sviluppi
Modello Brush-Rod-Beam
Effetto combinato di slittamento longitudinale e laterale
Modelli generalizzati a cinematiche complesse
Modello semiempirico di Pacejka
Dinamiche transitorie del pneumatico in rotolamento: effetti di propagazione d’onda e velocità critica di rotolamento

4. Sistemi di propulsione, di trasmissione e loro accoppiamento
Caratteristiche generali e modellistica di motori a combustione interna e di motori/generatori elettrici
Tipologie di trasmissioni: tradizionale a ingranaggi, robotizzata/automatica, epicicloidale; CVT (Continuous Variable Transmission): a cinghia, idraulica, a ripartizione di potenza elettromagnetica, puramente elettromagnetica, impianto di trasmissione per veicoli ibridi, Torotrak, trasmissione giroscopica
Prestazioni fondamentali dei sistemi di trasmissione
Scelta del rapporto di riduzione nelle trasmissioni tradizionali
Scelta del controllo di CVT
Modellistica dell’impianto di trasmissione
Controllo dell’impianto di trasmissione

5. Vibrazioni e sospensioni
Teoria generale delle sospensioni: Comfort e mobilità
Sorgenti di vibrazione
Analisi di un quarto dell’intero veicolo: valori di rigidezza e di smorzamento
Architettura dei sistemi sospensivi e gradi di libertà
Geometria delle differenti soluzioni in uso
Analisi del rollio
Centro cinematico di rollio
Centro statico di rollio
Dinamica del rollio e ribaltamento
Analisi del beccheggio
Comfort: principi di progettazione (coincidenza di frequenze naturali di beccheggio-sollevamento)
Mobilità: anti-affondamento e anti-beccheggio
Sospensioni speciali: a compensazione pneumatica, idro-pneumatica, mista, interconnessa
Teoria e progetto di sistemi semi-attivi di controllo intelligente dello smorzamento (Skyhook e sviluppi recenti)
Modelli dinamici

6. Dinamica generale dei veicoli
Modelli dinamici speciali: roll, pump-pitch, forward-yaw-sway

PARTE II: SIMULAZIONE DINAMICA DELLE MANOVRE DI VEICOLI

1. Dinamica longitudinale del veicolo
Accelerazione del veicolo con trasmissioni convenzionali
Accelerazione del veicolo con trasmissioni automatiche e controllate
Frenatura con sistemi frenanti tradizionali e controllati attivamente

2. Dinamica in curva
Cinematica di sterzatura
Dinamica della sterzatura e accoppiamento con la dinamica del pneumatico e del sistema sospensivo
Stabilità del veicolo

3. Sotto-sistemi di controllo
Sistemi di sospensione intelligente
ABS, ESP e altri sistemi di controllo attivi e semi-attivi

Massimo Guiggiani, “Dinamica del Veicolo”, Città Studi, 2007.
Giancarlo Genta, “Meccanica dell'Autoveicolo”, Levrotto & Bella, 2000.
H.B. Pacejca, “Tyre and Vechicle Dynamics”, Butterworth-Heinemann, 2002.
A. Carcaterra, "Vehicle Dynamics and Mechatronics", 2018