Potential friction estimation both for the longitudinal and lateral moderate transient behaviour through innovative smart tyres

Nowadays, the automotive industry is dramatically investing in intelligent new systems, which are able to improve vehicle safety. Different ADAS systems are equipping new vehicles. The Adaptive Cruise Control intelligence attempts to achieve the best safety distance with respect to front-driving vehicle. The Pre-Crash System intelligence warns the safety installations in advance when the collision has a high probability of occurring. The Collision Avoidance System intelligence optimizes emergency manoeuvres in order to avoid collision even inducing unpredicted driver trajectory modifi cations. Additional motivation comes from the traction and the stability control systems. The smartest generation of such above systems is characterized by a self-learning procedure, able to progressively set logic gains as a function of vehicle state observation. These intelligences share the peculiarity of being the result of multiple mechatronic act-by-wire installations based on board, real time and sensor fusion. Nevertheless, they share the limitation as far as carrying out manoeuvres in emergencies, often in drastic situations, under unknown potential friction conditions, as well. Consequentially, the best safety distance is strongly affected by potential friction as well as the estimation of time to collision and the feasible manoeuvres that, combining lateral, and longitudinal tyre behaviour, dramatically rely on grip margin. This essay is the synthesis of what has been done in such attempts, referring to two typical driving scenarios: longitudinal and lateral moderate transient, to be understood as the minimum threshold on longitudinal/lateral acceleration level required to guarantee a reliable potential friction estimation within a certain resolution. Once estimated, the potential friction value will be forwarded on diff erent levels to intelligence (ADASs, dynamic controllers, etc.. ) in order to improve performance. The research proposes a sensor fusion strategies that combines the signal acquired by sensors normally used on passenger cars and sensors used in the recently developed Cyber™ Tyre by Pirelli to improve the estimation of tyre to road potential friction.

Negli ultimi anni, il settore dell'industria automobilistica procede verso sempre maggiori investimenti su nuovi sistemi intelligenti d'aiuto alla guida. Le tecnologie che sfruttando una propria intelligenza cercano di accrescere il più possibile la sicurezza dei veicoli e dei loro occupanti. Svariati sistemi ADAS equipaggiano ora molti veicoli disponibili sul mercato dell'auto, come l'Adaptive Cruise Control che permette di regolare al meglio la velocità del veicolo in base alla distanza di sicurezza dal veicolo precedente. Il Collision Avoidance System che regola la marcia del veicolo ottimizzando il suo comportamento in caso di manovre d'emergenza al fi ne di evitare collisioni, inducendo poi il guidatore a seguire traiettorie altrimenti imprevedibili. Inoltre vi sono numerose altre motivazioni che inuenzano il proliferare di tali sistemi a bordo veicolo, come i controlli di trazione e stabilità e il sistema per gestire al meglio le frenate pi u impegnative. Il loro continuo sviluppo ha in fine portato alla loro ultima generazione, la quale e dotata di una intelligenza artificiale, permettendole di regolare autonomamente i guadagni delle logiche di controllo in base allo stato di moto osservato. Queste tecnologie intelligenti condividono la peculiarità di essere il risultato di un complesso sistema meccatronico. Tuttavia, condividono anche il limite di operare esclusivamente durante le manovre di emergenza spesso troppo drasticamente, senza sapere la reale condizione della strada. Di conseguenza, la miglior distanza di sicurezza, la stima del tempo prima che avvenga la collisione o le manovre di emergenza eseguibili dipendono fortemente dall'attrito stradale disponibile, sia in rettilineo che in curva. La seguente tesi e la sintesi del lavoro svolto a tale scopo, per capire quale sia il livello minimo di accelerazione longitudinale o laterale in grado di permettere la stima del massimo attrito disponibile con un'adeguata accuratezza. Si propone quindi una strategia altresì detta sensor fusion, combinando segnali acquisiti dai classici sensori al recente sistema Cyber™ Tyre della Pirelli, il tutto per migliorare la stima dell'attrito potenziale.