Utilizzo di segnali forniti da un sensore inserito nello pneumatico per stimare l'usura di uno pneumatico per veicoli industriali

Passenger safety and vehicle performances are currently the main prerogatives leading the researches in the automotive sector: this implies on one hand improving dynamics performances, on the other hand reducing polluting emissions, noise and fuel consumption. The latter topic is a main concern for an efficient industrial fleet management, because fuel consumption is the primary cost source affecting the price of the carried goods. Given the incidence of the tyre on this aspect, it is necessary to keep it in the optimal conditions: because of this, Pirelli Tyre S.p.a. developed and commercialized the Cyberfleet™ system for truck application. The core of the system is a TMS sensor named CTL (Cyber Tyre Lean) glued directly on the inner liner of the tyre, that is capable of measuring temperature and pressure in real time and with increased precision compared with any TPMS sensor; furthermore, the system provides position and speed of the vehicle where they were mounted through a GPS system. In previous activities, by means of the signal acquired by the sensor, algorithms able to calculate the number of wheel revolutions, angular speed of the tyre and static vertical load of the vehicle were studied and validated. These additional features will be implemented in future CTL sensors in order to develop further functionalities of the Cyberfleet™ system and provide additional information about vehicle dynamics. The current thesis, carried out in cooperation with Politecnico di Milano from October 2014 to October 2015, has studied an innovative model that for the first time allows estimating tread wear of a truck tyre, correlating it to the value of the rolling radius of the tyre during the real working conditions. Afterwards, an algorithm was implemented, in order to calculate the rolling radius starting from parameters measured and estimated by the Cyberfleet™ system. These activities are propaedeutic to the development of a model that will estimate the expected mileage of the tyre, providing the customer with information about the distance span still achievable by the tyre itself.

La sicurezza dei passeggeri e le prestazioni del veicolo sono attualmente le prerogative principali delle ricerche nel settore automotive: ciò implica da un lato incrementare le performance dinamiche, dall’altro ridurre le emissioni inquinanti, la rumorosità e il consumo di carburante. Quest’ultimo tema è di massima importanza per la gestione delle flotte di veicoli industriali, poiché il consumo di carburante è la fonte principale di costo che incide sul bene trasportato. Data l’incidenza dello pneumatico su questo aspetto, è necessario mantenere lo stesso in condizioni di funzionamento ottimali: per questo motivo Pirelli Tyre S.p.a. ha sviluppato e commercializzato il sistema Cyberfleet™ per applicazioni truck. Il cuore del sistema è costituito da un sensore TMS denominato CTL (Cyber Tyre Lean) incollato direttamente sul liner interno dello pneumatico, il quale è in grado di misurare temperatura e pressione in tempo reale con una maggiore precisione rispetto ad un qualsivoglia sensore TPMS; il sistema inoltre fornisce la posizione e la velocità del veicolo su cui sono montati gli pneumatici per mezzo di un GPS. In precedenti attività di tesi, utilizzando il segnale estratto dal sensore, sono stati studiati e validati algoritmi in grado di calcolare il numero di giri ruota, la velocità angolare dello pneumatico e il carico verticale statico sul veicolo. Nella presente tesi queste funzionalità aggiuntive verranno implementate nei sensori CTL di prossima produzione nell’ottica di uno sviluppo di ulteriori funzionalità del sistema Cyberfleet™ al fine di fornire maggiori informazioni sulla dinamica del veicolo. La presente attività di tesi, svolta in collaborazione col Politecnico di Milano tra Ottobre 2014 e Ottobre 2015, ha permesso di analizzare per la prima volta un modello innovativo che permettesse di stimare l’usura del battistrada di uno pneumatico per applicazione truck correlandolo al valore di raggio di rotolamento dello pneumatico in esercizio. Successivamente, si è implementato un algoritmo per calcolare il raggio di rotolamento stesso a partire dalle grandezze misurate e stimate dallo stesso sistema Cyberfleet™. Tali attività sono propedeutiche allo sviluppo anche di un modello capace di stimare la resa chilometrica dello pneumatico, fornendo quindi all’utente informazioni riguardo la distanza ancora percorribile dalla copertura.