Renkaiden ja tienpinnan välisen kitkakertoimen mittausjärjestelmän suunnittelu ja toteutus

Abstract

Teiden liukkauden mittaaminen on herättänyt kiinnostusta viime vuosina. Liikenneturvallisuutta pystyttäisiin parantamaan ja teiden talvikunnossapitoa tehostamaan, mikäli kitkakerroin voitaisiin mitata tiestöä käyttävissä ajoneuvoissa. Tässä työssä suunnitellaan ja toteutetaan ajoneuvon pituussuuntaiseen dynamiikkaan perustuva kitkakertoimen mittausjärjestelmä. Pyörien luisto ja ajoneuvon nopeus, sekä pyöriin ja ajoneuvoon kohdistuvat voimat selvitetään CAN – väylästä luettavien ajoneuvon antureiden ja IMU:n avulla. Järjestelmää simuloidaan käyttämällä Matlab:ia ja testataan käytännössä VW Transporter pakettiautossa. Testitulokset osoittavat järjestelmän toimivan tarkasti ja että ajoneuvon dynamiikkaan perustuvan kitkakertoimen mittauksen on käyttökelpoinen ja kustannustehokas tapa teiden liukkauden valvomiseen.

Measuring road slipperiness has drawn lots of interest in recent years. Improvement in traffic safety and winter road maintenance could be achieved by vehicles measuring tireroad friction coefficient. In this thesis a tire-road friction coefficient measurement system is designed and implemented based on vehicle longitudinal dynamics. Wheel slips, vehicle speed and forces acting on a vehicle and wheels are examined by reading vehicle’s sensors data via CAN bus and using IMU. The designed system is simulated using Matlab and practically tested in a VW Transporter van. The experimental test results show that the system measures accurately and that a longitudinal dynamics based friction coefficient measurement is useful and cost-effective method for monitoring of road slipperiness.