Sviluppo e validazione di algoritmi per la stima della pressione pneumatici in motoveicoli

This thesis will deal with the analysis, implementation and validation of an indirect system for motorcycles tires deflation detection (iTPMS). In particular, two different methods will be studied an analyzed: radii ratio method, which identifies tires deflation by monitoring the fluctuations of the rate between front and rear wheel radius, and GPS method, that, through the speed measure obtained from GPS sensor, allows the calculation of the effective rolling radius of a tire. For simplicity, this last method will be applied only to the case of the front tire. Moreover, this method will be validated through the use of two different GPS sensors. For each of the two methods, the monitored index sensitivity will be analyzed on the base of the tires pressure, their temperature and the load applied to the vehicle. Weaknesses and strengths of each method will be identified and a hybrid method that combines the radii ratio method and the GPS method will be proposed, in order to obtain a reliable estimation of both tires pressure at the same time. In the end, possible future developments, to increase strength and performance of the two methods, will be listed. Each of the proposed methods has been tested and validated using the experimental data: a pre-processing of the signals in output from the sensors of the motorcycle has been made, a data selection phase, in which the percentage of the selected data, according to the driving conditions of experimental tests, has been analyzed, and a suitable detection logic in order to detect the tires deflation has been created.

In questa tesi verrà analizzato, implementato e validato un sistema indiretto per la rilevazione dello sgonfiamento degli pneumatici su motoveicoli (iTPMS). In particolare, verranno studiati e analizzati due diversi metodi: il Metodo Rapporto Raggi, che individua lo sgonfiamento monitorando le variazioni del rapporto tra il raggio ruota posteriore e il raggio ruota anteriore, e il Metodo GPS, che, attraverso la misura di velocità fornita dal modulo GPS, consente il calcolo del raggio effettivo di rotolamento di uno pneumatico. Per semplicità, il Metodo GPS sarà applicato al solo pneumatico anteriore. Inoltre, tale metodo sarà validato attraverso due diversi sensori GPS. Per ciascun metodo, verrà analizzata la sensitività dell’indice monitorato alla pressione degli pneumatici, alla loro temperatura e al carico applicato al veicolo. Verranno individuate le criticità e i punti forti di ciascun metodo e verrà proposto un metodo di detection che combina il Metodo Rapporto Raggi e il Metodo GPS, al fine di ottenere un’affidabile stima dello stato di pressione di entrambi gli pneumatici contemporaneamente. Infine, verranno elencati i possibili sviluppi futuri volti ad incrementare robustezza e prestazioni dei due metodi. Ciascuno dei metodi proposti è stato testato e validato attraverso l’utilizzo di dati sperimentali: è stato effettuato un pre-processing dei segnali in uscita dai sensori presenti sul motoveicolo, è stata svolta una fase di data selection, in cui è stata analizzata la percentuale di dati selezionati in base alle varie condizioni di guida dei test sperimentali, ed è stata creata un’opportuna logica di detection per rilevare lo sgonfiamento.