Analysis of the Influence of Driver and Vehicle Characteristics on E-scooter Dynamics

The main goal of this thesis is to investigate the vertical dynamics of Electric Kick Scooters, characteristic of the new electric micromobility, under typical riding conditions on city streets. The study focuses on the detailed examination of parameters influencing the vertical dynamics of this vehicle. Factors such as the driver's physical characteristics, tire inflation pressure, traveling speed, road type and obstacles are inspected. This has been possible only through the completion of two experimental campaigns. Thanks to the data analysis coming from the first experimental campaign, an initial understanding of the relationship between the aforementioned parameters has been attained. Additionally, it has been feasible to enhance the tuning of the e-scooter vertical dynamics model, improving the simulation of the vehicle's response upon impacting with concentrated obstacles. The second campaign, performed with an improved experimental setup equipped with cruise control, has been conducted to study more in detail the influence on dynamics of the tire inflation pressure and various road types, as well as the physical characteristics of the driver. Furthermore, a comfort assessment according to ISO standards and EU directives has been performed.

L'obiettivo principale di questa tesi è indagare la dinamica verticale dei monopattini elettrici, caratteristici della nuova micromobilità elettrica, in condizioni di guida tipiche nelle strade cittadine. Lo studio si concentra sull'indagine dei parametri che influenzano la dinamica verticale di questo veicolo. Vengono esaminati fattori come le caratteristiche fisiche del conducente, la pressione di gonfiaggio degli pneumatici, la velocità di percorrenza, il tipo di strada e gli ostacoli. Ciò è stato reso possibile grazie al completamento di due campagne sperimentali. Grazie all'analisi dei dati provenienti dalla prima campagna sperimentale, è stata ottenuta una comprensione iniziale della relazione tra i parametri sopra menzionati. Inoltre, è stato possibile migliorare l'ottimizzazione del modello di dinamica verticale degli e-scooter, migliorando la simulazione della risposta del veicolo all'impatto con ostacoli concentrati. La seconda campagna, condotta con una configurazione sperimentale migliorata dotata di controllo cruise, è stata eseguita per studiare più in dettaglio l'influenza sulla dinamica della pressione di gonfiaggio degli pneumatici e i vari tipi di strada, così come le caratteristiche fisiche del conducente. Inoltre, è stata eseguita una valutazione del comfort conforme agli standard ISO e alle direttive dell'UE.