Understanding of vehicle-driver interaction through the use of an instrumented steering wheel

In this research work, vehicle-driver interaction during a sine input test and a Handling Circuit test is studied. An Instrumented Steering Wheel is used to measure forces and moments applied by multiple drivers with different combinations of vehicles and tyres. Common driving patterns and driver-specific behaviors are highlighted, indicating the importance of skill and personal preferences during the steering action. The sine test shows that the dominance of the naturally dominant hand is reflected in the tangential forces that drivers apply, and that this effect sums with the preference for tangentially pulling down rather than pushing up. There is a clear difference between professional driver and standard drivers, the former using a more cooperative contribution of tangential forces at the steering wheel. Handling Circuit data show again the dominance of the inner hand in terms of tangential forces during a curve and a constant trend of longitudinal forces during the “steady-state” phase of a curve. The steer-in phase is detected, based on the analysis of steering wheel torque and angle, and a KPI for subjective-objective correlation is proposed and validated.

In questo lavoro di ricerca, viene studiata l'interazione veicolo-guidatore durante un test di input sinusoidale e un test di guida su circuito. Un volante strumentato viene utilizzato per misurare forze e momenti applicati da più conducenti con diverse combinazioni di veicoli e pneumatici. Vengono evidenziati pattern di guida ricorrenti e comportamenti specifici del guidatore, che evidenziano l'importanza dell'abilità e delle preferenze personali durante l'azione di guida. Il test sinusoidale mostra che il dominio della mano naturalmente dominante si riflette nelle forze tangenziali applicate dai conducenti e che questo effetto si somma alla preferenza per tirare verso il basso tangenzialmente piuttosto che verso l'alto. Esiste una chiara differenza tra guidatore professionista e guidatore standard: il primo utilizza un approccio più cooperativo delle forze tangenziali al volante. I dati del circuito mostrano ancora una volta il dominio della mano interna in termini di forze tangenziali durante una curva e una tendenza a mantenere costanti le forze longitudinali durante la fase di "steady-state" di una curva. La fase di "steer-in" viene rilevata, in base all'analisi della coppia e dell'angolo di sterzo, e viene proposto e validato un KPI per la correlazione soggettivo-oggettiva.