Avere dati dai pneumatici è una delle massime aspirazioni dell’automotive in generale: la cosa interessa ovviamente i produttori delle coperture ma anche le case automobilistiche, i gestori delle flotte, gli operatori dell’aftermaket e le compagnie assicurative. In effetti in automobili ormai massicciamente sensorizzate – e questo avviene da anni – i pneumatici spiccano per una certa “afasia”, ossia l’invio di dati piuttosto scarni. I progettisti dei veicoli amerebbero molto avere dati sul grip, le condizioni del fondo stradale, l’usura della copertura ed eventuali suoi danneggiamenti e, dal canto loro, i costruttori stanno lavorando alacremente per dotare le coperture di una sensoristica sempre più loquace. I pneumatici sono l’unico punto di contatto fra la strada e il veicolo e sarebbe molto importante avere dati in tempo reale, operazione resa più complicata dal fatto che essi ruotano velocemente e non hanno punti di contatto con il veicolo se non i cuscinetti del mozzo. Il Gruppo Sumitomo sta sperimentando un sistema, il Sensing Core, che si propone di estrarre informazioni riguardo i pneumatici e la strada senza usare sensori nelle coperture.
I dati senza sensori
Il programma sperimentale Sensing Core di Sumitomo Rubber Industries è iniziato sei anni fa con l’idea di monitorare pneumatici, carichi irregolari e condizioni stradali pericolose mentre nel 2021 è stata aggiunta la funzione di rilevamento dell’usura. Il sistema di allarme di perdita di pressione – DWS, Deflaction Warning System – è usato da 25 OEM ma per ora nessuno ha messo in produzione le altre funzioni di Sensing Core. L’ultima caratteristica aggiunta al Sensing Core è la funzione di wheel detachment, che monitora il corretto serraggio dei bulloni del mozzo, prevenendo il potenziale distacco delle ruote, un evento pericolosissimo. Questo nuovo software è pronto per la produzione e, nel corso del CES di gennaio a Las Vegas, esponenti di Sumitomo Rubber Industries hanno dichiarato a Tire Tecnology International che che la prima applicazione OEM per automobili si concretizzerà già nel 2024.
Captare le più piccole oscillazioni
Keisuke Shuto, un manager della divisione sistemi automobilistici di SRI, fa notare che “una grande modifica al Sensing Core è stata l’aggiunta della funzione di prevenzione del distacco delle ruote. In Giappone il distacco delle ruote ha causato gravi incidenti, soprattutto nella stagione invernale, quando le persone montano pneumatici invernali e talvolta non serrano bene i bulloni: se la ruota si stacca può colpire i pedoni. È un tema molto sentito in Giappone e che riguarda anche i veicoli commerciali”. SRI ha sviluppato questa funzione per prevenire questi incidenti e la sua implementazione rispecchia quella delle altre funzioni del sistema Sensing Core. Le informazioni vengono estrapolate esclusivamente via software, utilizzando i segnali della velocità delle ruote e altri segnali presenti nel CAN-Bus per rilevare se uno o più dadi sono allentati anche solo di poco. Shuto spiega che “anche piccole differenze nel serraggio dei dadi provoca un’oscillazione della ruota che viene rilevata dal Sensing Core: il sistema lo monitora per rilevare il potenziale distacco della ruota e mandare una notifica al guidatore”. È da notare che il governo giapponese vuole evitare incidenti di questo tipo e questo ha reso il sistema Sensing Core un argomento “caldo” tra i produttori giapponesi di camion e veicoli commerciali, con i quali SRI sta avendo interlocuzioni sull’introduzione di questa funzione. Il modulo software che rileva il wheel detachment può essere aggiunto alla ECU del freno, che dispone di tutti i segnali necessari per l’esecuzione del software. In realtà essendo un’applicazione software esso può risiedere nella ECU con la possibilità di accedere a un cloud locale che condivide le informazioni con altri veicoli o “girare” su un cloud che risiede nei server di Sumitomo, non essendo quindi installato nel veicolo.
Quando l’usura va sul cloud
Il Sensing Core di Sumitomo, come anticipato, ha le potenzialità per rilevare l’usura dei pneumatici ed è in corso un processo di sviluppo insieme a un OEM per implementare questa misura basandola sul cloud. In questa struttura, il software SRI è nel cloud e riceve ed elabora le informazioni dal veicolo per analizzare l’usura dei pneumatici prima di inviare un avviso al conducente quando i pneumatici sono pronti per la sostituzione. Questo presuppone un collegamento affidabile con il WEB ma ha il vantaggio di usufruire in tempo reale di aggiornamenti del software che risiede nei server Sumitomo. Il sistema è indipendente dal tipo di pneumatico e viene ripristinato quando il pneumatico viene sostituito. Sumitomo riconosce come questa funzione sia adottata lentamente nel settore consumer perché un automobilista medio potrebbe ricevere questi avvisi solo ogni tre o quattro anni. Questa tecnologia potrebbe dimostrare meglio la sua validità nella gestione delle flotte e in effetti già le prove con i tradizionali TPMS, collegati via cloud, hanno già contribuito dimostrare il valore delle informazioni basate sui pneumatici.
Il contributo dell’AI
Sumitomo Rubber Industries ha annunciato al CES anche di aver investito in Viaduct, società che è descritta come specializzata nell’analisi dei veicoli connessi basata sull’Artificial Intelligence. I partner hanno iniziato a lavorare insieme su un proof of concept nell’estate del 2023. Viaduct commercializza la sua soluzione a OEM, flotte e fornitori automobilistici. Shuto ha rilevato che la tecnologia della startup californiana riesce a prevedere lo stato di “ogni parte del veicolo tranne quello dei pneumatici” e quindi il sistema Sensing Core potrebbe colmare questa lacuna. È da notare che gli OEM riconoscono come Sensing Core sia un’ottima tecnologia ma, dato che queste funzioni non sono obbligatorie, siano restii a inserirli nei veicoli. Le cose cambierebbero però molto se ci fosse l’obbligatorietà normativa, come accade per i TPMS, ma per ora non c’è alcuna legislazione in questo senso.
L’importanza delle collaborazioni
Il vicepresidente tecnico di Sumitomo, David Johansen, ha detto che il 2024 potrebbe essere un grande anno per Sensing Core: intervistato da SAE Media ha infatti dichiarato che il set completo di funzionalità presentato al CES sarà disponibile già quest’anno e che Sumitomo sta cercando altri partner da aggiungere a quelli con i quali ci sono accordi già firmati. Johansen ha spiegato che “Questo non è qualcosa che vogliamo fare da soli: dobbiamo collaborare con i produttori di veicoli e con le flotte per poter applicare questo strumento. Vogliamo far crescere questo sistema: gli obiettivi per il 2030 sono di ricavare 1 miliardo di dollari vendendo il software agli OEM. Johansen ha spiegato che al posto dei sensori Sumitomo utilizza la sua conoscenza della dinamica dei pneumatici utilizzando le ECU del veicolo e la rete CAN per raccogliere dati che ci forniscono la velocità di rotazione dei pneumatici, lo slittamento, l’attrito e altro ancora: tutti parametri che, opportunamente filtrati, danno molte informazioni.
L’importanza dei dati e della loro elaborazione
Nel caso di pneumatici appena installati il sistema richiede alcuni minuti per “apprendere” il segnale rotazionale di base. A quel punto è possibile rilevare eventuali differenze da questo, e poi tradurle in varie informazioni. Se si rapporta lo slittamento delle gomme alla forza frenante, è possibile costruire una curva attrito-slittamento e identificare la pendenza della zona di transizione dello slittamento quando l’attrito inizia a diminuire. Un cambiamento di pendenza identificherà un cambiamento nell’aderenza, una transizione che può essere usata sia per rilevare le condizioni della strada sia l’eventuale usura del pneumatico. Entrambe queste condizioni si manifestano come slittamento ma il sistema Sensing Core campiona le condizioni ogni 20 millisecondi e può quindi discriminare tra cattive condizioni del fondo stradale, che si manifestano come eventi transitori, e l’usura dei pneumatici, che appare come una diminuzione più graduale nel tempo. Sembra quindi più vicino il tempo nel quale anche i pneumatici “parleranno” come gli altri componenti dei veicoli…
