Subjective - objective correlation of handling performance of torque vectoring control strategies for a FSAE vehicle

Subjective ratings and objective indexes are useful to have a more accurate analysis of the vehicle handling performance. So, the correlation between these two can help vehicle design process and improve user experience. This thesis project aims at analysing the correlation between objective indexes and subjective evaluations obtained from drivers' feedback, following tests performed at the driving simulator. The vehicle model is based on the prototype designed by the DynamiΣ PRC team of Politecnico di Milano for the 2023 FSAE championship. The testing campaign was carried out using the static driving simulator available at Politecnico di Milano, with two racetrack configurations to evaluate both steady-state and fast transient conditions. This work compares the vehicle handling performance with three distinct TV control strategies, in terms of Key Performance Indicators (KPIs). The analysis about the influence of control strategies on vehicle handling performance shows that a control logic is the best solution in quasi-stationary conditions and double lane change manoeuvre. But it has problems with steering feedback, making the vehicle more difficult to drive. Another control system, on the other hand, tends to decrease the vehicle's agility and increase the likelihood of understeering. The correlation analysis between objective indexes and subjective evaluations demonstrates that relying on Spearman's coefficient alone is not sufficient. This comes from the fact that personal evaluations are involved and the available dataset is not so large. Graphical analysis and application of linear regressions were used to successfully develop statistically significant models. These models proved to be reliable in predicting variations in subjective ratings based on variations in correlated objective KPIs, considered as relative increment or reduction compared to one of the three controllers.

Le valutazioni soggettive e gli indici oggettivi sono utili per avere un'analisi più accurata delle prestazioni di guida del veicolo. Quindi, la correlazione tra questi due elementi può aiutare il processo di progettazione del veicolo e migliorare l'esperienza dell'utente. Questo lavoro di tesi si propone di analizzare la correlazione tra gli indici oggettivi e le valutazioni soggettive ottenute dal feedback dei piloti, a seguito di test effettuati al simulatore di guida. Il modello di veicolo è basato sul prototipo progettato dal team DynamiΣ PRC del Politecnico di Milano per il campionato FSAE 2023. La campagna di test è stata condotta utilizzando il simulatore di guida statico disponibile presso il Politecnico di Milano, con due configurazioni di pista utilizzate per valutare le condizioni stazionarie e i transitori veloci. Questo lavoro mette a confronto il modello del veicolo con tre distinte strategie di controllo della dinamica del veicolo in curva, in termini di Key Performance Indicators (KPIs). L'analisi dell'influenza delle strategie di controllo sulle prestazioni di guida del veicolo mostra che una logica di controllo è la soluzione migliore in condizioni quasi stazionarie e nelle manovre di cambio di corsia. Ma ha problemi con il feedback dello sterzo, rendendo il veicolo più difficile da guidare. Un altro sistema di controllo, invece, tende a diminuire l'agilità del veicolo e ad aumentare la probabilità di sottosterzo. L'analisi della correlazione tra misure oggettive e valutazioni soggettive dimostra che osservare esclusivamente il coefficiente di Spearman non è sufficiente. Ciò è dovuto alla variabilità della percezione umana e al set di dati relativamente ristretto. Sono state eseguite l'analisi grafica e l'applicazione di regressioni lineari per sviluppare modelli statisticamente significativi. Questi modelli si sono dimostrati affidabili nel prevedere le variazioni delle valutazioni soggettive in base alle variazioni dei KPI oggettivi correlati, considerati come incremento o riduzione relativa rispetto ad uno dei tre controllori.