Sviluppo di una metodologia slip based per l'identificazione dell'attrito potenziale tra pneumatico e strada in transitorio rettilineo

The research field of this essay concerns active and passive security systems applied to automotive. Thus, the real – time knowledge of the friction conditions between tire and road are fundamental. In this essay the development of a potential friction detection method is presented. This method belongs to the slip – based methods category, which require the real – time estimation of slip and forces acting between tire and road. To reach this aim, sensors normally used on passenger cars and the Cyber Tyre system developed by Pirelli S.p.A. are used. The Cyber Tyre allows measuring the inner liner accelerations of a tire in three directions. The estimation of forces and slip is possible using the information coming from both measuring systems. Forces are estimated in two different ways: using or the car measuring system (indirect method) or using the Cyber Tyre (direct method). Reference curves are required to apply the method. These are slip – instantaneous friction curves of a tire regarding surfaces with known potential friction. The reference curves can be obtained with indoor or outdoor experimental campaigns. Potential friction is estimated in a progressive way: the estimation accuracy increases with slip. It is possible to classify a given a slip – instantaneous friction working point comparing it with reference curves. The estimation is more precise while slip increases. This methodology has been verified with outdoor testing campaigns on different surfaces. The indirect method for force estimation is more efficient in estimating the potential friction than the direct one. Eventually, the method has been developed and tested for real – time application. It gave results comparable to the offline ones.

La ricerca sviluppata nel presente lavoro si inserisce nel filone dedicate alla sicurezza attiva e passiva del veicolo. In tal senso la conoscenza in tempo reale delle effettive condizioni di attrito tra pneumatico e strada risulta essere di fondamentale importanza. Nel presente lavoro è esposto lo sviluppo di un metodo di stima dell’attrito potenziale in transitorio longitudinale. Il metodo rientra nella categoria degli slip – based methods, i quali richiedono la stima, istante per istante, di forze e scorrimenti agenti sullo pneumatico: da questi dati ci si propone di stimare l’attrito potenziale. Lo sviluppo della metodologia si basa su sensori normalmente installati a bordo veicolo, i cui dati sono resi disponibili tramite la rete CAN, ed il sistema Cyber Tyre. Quest’ultimo, sviluppato da Pirelli Tyre S.p.A., permette di misurare l’accelerazione dell’inner liner di uno pneumatico lungo le tre direzioni. La stima di scorrimenti e forze agenti sugli pneumatici avviene sfruttando le informazioni provenienti dai due sistemi di misura sopra descritti. Le forze sono stimate tramite i soli sensori a bordo veicolo (metodo indiretto di stima della forza) o tramite Cyber Tyre (metodo diretto). Oltre a forza e scorrimento istantanei, sono necessarie le curve di riferimento dello pneumatico: queste sono curve caratteristiche scorrimento – attrito istantaneo riferite a superfici ad attrito potenziale noto, ricavabili sia da prove indoor che outdoor. La logica sviluppata è un metodo a identificazione progressiva per soglie di scorrimento. Quindi l’accuratezza di stima dell’attrito potenziale cresce all’aumentare dello scorrimento. Dato un punto scorrimento - attrito istantaneo, è possibile classificarlo in base alla sua posizione rispetto alle curve di riferimento con maggior accuratezza al crescere dello scorrimento. La metodologia proposta è stata validata mediante prove outdoor su superfici a diverso attrito potenziale. Sì è verificato che la metodologia indiretta di stima della forza ha un’efficienza di stima superiore rispetto al metodo diretto. Il metodo è stato implementato per applicazioni real time con risultati paragonabili a quelli ottenuti in offline.