Development of new regressors for hydroplaning detection through Cyber TM Tyre

Microelectronics technological progress in the past few years allowed a remarkable development in vehicle monitoring systems aimed at enhancing vehicle safety and performance. Pirelli fits into this framework by means of its Cyber™ Tyre project. Signals from tyres equipped with accelerometers are processed in order to estimate vehicle dynamic important parameters, such as tyre-road contact forces and interaction. Methodologies developed so far have shown limitations that led efforts towards new strategies definition. In particular, state-of-art logics are not able to fully cover hydroplaning velocity range: a grey region is present in which tyre deformation is confused with the dry condition. Aim of current thesis work is the definition of a new logic to detect full hydroplaning, based on a new indicator called regressor. Additionally, this study can be seen as an attempt to estimate the conditions of complete hydroplaning without any information coming from auxiliary instruments outside the Cyber™ Tyre. Moreover, attention is paid on the reduction of the false positives related to the partial hydroplaning logic; a series of improvements have been integrated into the existing logic. The logic shown in this thesis has been validated with different tyres and vehicles: the main test parameters, such as inflation pressure, vertical load and vehicle-tyre combination have been varied, in order to fully study the evolution of the features. Finally, the logic developed has been integrated into the existing one. This integration provides a comprehensive study of the phenomenon for any vehicle speed, load configuration and tire type adopted. Results have shown an improvement of hydroplaning detection and a reduced number of false positives. In addition, innovative hydroplaning logics have been developed by means of neural network. This allowed a deeper study of the phenomenon.

Negli ultimi anni, il progresso tecnologico della microelettronica ha permesso un notevole sviluppo dei sistemi di monitoraggio dei veicoli, volti a migliorare la loro sicurezza e le loro prestazioni. Pirelli si inserisce in questo contesto attraverso il progetto Cyber™ Tyre. I segnali provenienti da pneumatici equipaggiati con accelerometri vengono elaborati al fine di stimare parametri importanti parametri, correlati al contatto pneumatico-strada. Le metodologie sviluppate finora hanno mostrato limitazioni che hanno portato verso la definizione di nuove strategie. In particolare, lo stato dell’arte non è in grado di identificare acquaplano per ogni velocità del veicolo: una regione grigia è presente in cui la condizione di acquaplano è confusa con la condizione di asciutto. Lo scopo del presente elaborato di tesi è quello di definire una nuova logica per la valutazione del rilevamento del completo acquaplano basata su un nuovo indicatore chiamato regressore. Questo studio può essere visto come un tentativo di stimare la condizione di completo acquaplano senza alcuna informazione proveniente da strumenti esterni al sistema Cyber™ Tyre. L’attenzione verrà focalizzata, inoltre, sulla riduzione dei falsi positivi dovuti alla logica del parziale acquaplano. La logica mostrata in questa tesi è stata validata con pneumatici e veicoli diversi: i principali parametri di test, come pressione di gonfiaggio, carico agente e combinazione veicolo-pneumatico sono stati variati, al fine di ottenere uno studio il più approfondito possibile riguardo la sua evoluzione. Le logiche sviluppate sono state poi integrate nello stato dell’arte. L’integrazione fornisce uno studio completo del fenomeno per qualsiasi velocità del veicolo, configurazione del carico e tipo di pneumatico adottato. I risultati hanno mostrato una migliore detenzione di acquaplano, affiancata da una riduzione dei falsi positivi. Inoltre, al fine di migliorare l’identificazione dell’acquaplano e ricercare fenomeni microscopici difficilmente osservabili, è stata sviluppata una rete neurale.