Online auto-calibration procedure of smart tyres

The aim of the thesis work is to develop an algorithm able to perform the calibration of smart tyres directly on the vehicle, online when the tyre is rotating. The studies have been performed inside the Cyber™ Tyre project developed by Pirelli Tyre S.p.A. in close collaboration with Politecnico di Milano. The project was started in order to increase the safety of modern vehicles. Through the information provided by smart tyres, integrated with other sensors already installed on the vehicle, is possible to improve the control systems by acting both actively and passively on the dynamics of the vehicle itself. The core of Cyber™ Tyre is an accelerometer sensor arranged on the inner liner of the tyre. This sensor must be calibrated before its usage and the current calibration process is characterized by high repeatability but requires considerable time and cost for its implementation with a possible influence on the final product. Therefore, in this research, the possibility of performing an auto-calibration of the Cyber™ Tyre sensor is investigated. Specifically, two different online auto-calibration algorithms are proposed considering the sensor installed inside the tyre and the vehicle running. After an overview of the two auto-calibrating procedures, the algorithms were verified on experimental data acquired on different vehicles.

Lo scopo del seguente lavoro di tesi consiste nel determinare nuovi algoritmi in grado di eseguire la calibrazione di pneumatici sensorizzati direttamente sul veicolo, in tempo reale mentre esso è in marcia. Il lavoro è stato svolto all’interno del progetto Cyber™ Tyre sviluppato da Pirelli Tyre S.p.A. in stretta collaborazione con il Politecnico di Milano. Il progetto è nato dall’esigenza di aumentare la sicurezza dei veicoli moderni. Tramite le informazioni provenienti dallo pneumatico, integrate con altri sensori già installati sul veicolo, è possibile migliorare le logiche di controllo agendo in modo sia attivo che passivo sulla dinamica del veicolo stesso. Cyber™ Tyre è basato su sensori accelerometrici posizionati sul liner interno dello pneumatico. Tali sensori devono essere preventivamente calibrati prima del loro utilizzo, il processo di calibrazione attuale è caratterizzato da un’elevata ripetibilità ma richiede un notevole tempo e costo per la sua attuazione. Ciò potrebbe avere un impatto sul prodotto finale. Pertanto è di notevole interesse lo sviluppo di nuovi metodi di calibrazione. Nel seguente lavoro di ricerca sono state investigate due diverse possibili modalità di auto-calibrazione del sensore Cyber™ Tyre. In particolare, considerando i sensori installati all’interno dello pneumatico e il veicolo in movimento, vengono proposti due algoritmi di auto-calibrazione diversi fra di loro e basati su due fenomeni fisici differenti. Dopo una panoramica generale dei due metodi auto-calibrativi, i due algoritmi sono stati verificati in dati sperimentali acquisiti in differenti veicoli.