Setup rebalancing methodology of Formula1 vehicles based on the driver-in-the-loop simulator

With the introduction of a limit on track testing, simulation has become a core aspect of Formula 1. All teams rely heavily on state-of-the-art simulation tools. The Driver-in-the-Loop simulator allows to test setups and configurations in a virtual environment with a real driver. Not only does it allow to prepare race events beforehand, but it can also guide future car development and design. The Rebalancing Tool developed in this thesis employs the DiL simulator to accurately predict rebalancing options. The activity of rebalancing consists in the adjustments of the car balance via setup changes, often with a target in mind. The rebalancing tool can aid track engineers with immediate setup adjustments and preliminary setup design for tests. Additionally, it can be employed to investigate the effect of future changes. By matching the desired car behaviour, engineers can make sure that car development is headed in the right direction. In building such a tool, the selection of an appropriate balance metric is fundamental. Additionally, as both offline simulation and DiL are employed, there must be a satisfying agreement between the driver model and the limitations of a real driver. The following work proposes a methodology to create the tool starting from offline simulation and employing the DiL simulator for its validation. The product is an accurate and versatile tool based on a theoretically strong definition of the vehicle balance. The validation tests demonstrate that the suggested setup options match the suggested targets and that the identified balance metric can bridge the gap between a real driver and a computer simulation.

Con l'introduzione di un limite alle prove in pista, la simulazione è diventata un aspetto centrale nella Formula 1. Le squadre di Formula 1 hanno a disposizione sistemi di simulazione di ultima generazione per la ricerca e lo sviluppo dell'auto. Il simulatore dinamico di guida permette di testare messa a punto e configurazioni del veicolo con un pilota reale in un ambiente virtuale. Il procedimento proposto in questa tesi sfrutta le potenzialità del simulatore di guida per prevedere accuratamente il ribilanciamento del veicolo. Per "ribilanciamento" si intende comunemente la regolazione dell'auto allo scopo di raggiungere un valore obiettivo di stabilità e controllabilità. Questo tipo di strumento facilita gli ingegneri di pista nella definizione preliminare della messa a punto. Esso permette inoltre di analizzare anticipatamente sviluppi futuri e dirigere correttamente lo sviluppo dell'auto. Nella creazione di questo procedimento, è fondamentale selezionare correttamente le metriche utilizzare per il confronto tra le diverse combinazioni. Simulatore dinamico e simulazioni con modello di pilota sono utilizzate in modo complementare. Di conseguenza, le limitazioni di un pilota reale devono essere accuratamente riprodotte anche nella simulazione virtuale. Lo studio presentato delinea una metodologia per costruire uno strumento di ribilanciamento a partire dall'ambiente di simulazione, per poi validare i risultati con un pilota reale nel simulatore dinamico di guida. La metodologia si basa su metriche con forte base teorica. Gli esperimenti proposti dimostrano che le regolazioni suggerite raggiungono gli obiettivi richiesti e che le metriche selezionate colmano il divario tra un pilota reale e una simulazione virtuale.