Antalet bilar har ökat stadigt genom åren och i mars 2019 befann sig nästan 4,9 miljoner personbilar i aktiv användning i Sverige. Något som inte får lika mycket uppmärksamhet som koldioxidutsläpp från trafiken och slitage av vägar är slitaget av bildäck. Regeringen har därmed tillsatt ett uppdrag där mängden mikroplastutsläpp ska kvantifieras, sprida kunskap om problemet och utveckla åtgärder mot utsläppen. En av myndigheterna som fått detta uppdrag är Statens väg- och transportforskningsinstitut (VTI), med vilka detta arbete genomfördes. Arbetet går ut på att försöka kvantifiera utsläppen av mikroplastutsläpp från personbilar samt undersöka vilka typer av slitage som är vanligast förekommande. Rapporten består av två delar, en litteraturstudie som ska ge en klar bild av nuläget, typer av däck, vad mikroplaster är samt varför slitage uppstår. Under den andra delen genomfördes mätningar på kasserade däck, där mönsterdjupsprofiler, vikt, mönsterdjup, DOT märkning, modell, märke, typ av däck och dimensioner antecknades. Med hjälp av profilerna och originaldata som tillhandahölls av olika däcktillverkare kunde de vanligaste slitagen bestämmas och den bortslitna vikten och volymen kunde uppskattas. De vanligaste typerna av slitage är centrum-, jämnt- och sidoslitage, vilket beror på för högt lufttryck i däcken, samt fel hjulinställningar. Den totala årliga mängden utsläpp av mikroplaster från personbilar uppskattades ligga mellan 8 300 och 16 700 ton. / The number of cars has been on a steady increase in Sweden and in mars 2019 there were almost 4,9 million cars in active use. Nowadays most of the attention is focused on pollution through carbon dioxide and the wear of roads. However, a problem that often goes unrecognized is the tear of car tyres and the release of microplastics into the environment. In order to quantify the amount of microplastics released into the environment, the Swedish government has instructed The Swedish National Road and Transport Research Institute (VTI) to carry through with this. The aim of this report is to, with the help of VTI, try to quantify the amount of microplastics released from private car traffic and examine the main types of tyre wear. This report consists of two parts, one study of what microplastics is and how tyre wear arises. The second part consists of measuring, where used tyres have had their weight and tread measured. The profile of the tear, DOT number, production date, model, dimensions and type of tyre is additional data that was collected. Through the use of data provided by the tyre companies and the collected data, the total loss of weight and volume together with a yearly weight and volume loss could be calculated. Through analysis of the tyre profiles and their tread depths the most occurring type of wear patterns was determined, which were central, even and side wear. The estimated yearly amount of microplastics released in Sweden was between 8 300 and 16 700 tonnes.

Tyre wear is a vital problem in vehicles, especially in articulated vehicles because of their heavier axle loads. Tyre wear can not only do harm to vehicle dynamics but also cause tyre particle emissions. Therefore, solutions that can minimise tyre wear are where this thesis work focuses. The suspension design is one of the main factors affecting tyre wear. This thesis considers different kinds of semi-active (such as ADD, SH-2 and GH-2) and active suspensions (\(H_\infty\) control) and compares them with a passive suspension with regards to tyre wear. Driving comfort and road holding are considered as well. The simulation starts by running a IPG/TruckMaker model on a route introducing a certain road roughness profile, and outputs lateral slip angles, which together with vehicle parameters and route data are input into a Simulink model. Then, based on the static vertical load on each axles of the articulated vehicle, three different quarter car models corresponding to the axles with various suspension systems are built in Simulink. Simulation results show that the active suspension (\(H_\infty\) control approach) works best in minimising tyre wear, reducing tyre wear by 1-10\% compared to the passive suspension when the vehicle is driving on road profile Class C (country road). Meanwhile, several control strategies of \(H_\infty\) control are applied in order to result in overall good vehicle performance considering comfort and road holding. Semi-active suspensions also work well in reducing tyre wear, but the amount of tyre wear reduction is lower than that of the \(H_\infty\) controllers. / Däckslitage är ett viktigt problem för fordon, särskilt för tunga ledade fordon på grund av deras högre axellaster. Däckets slitage påverkar inte bara fordonets dynamik utan orsakar också utsläpp av däckpartiklar. Olika lösningar behöver utvecklas som kan minimera däckslitage och det är fokus för detta examensarbete. Hjulupphängningens konstruktion är en viktig faktor som påverkar däckslitaget. Detta arbete studerar olika typer av semiaktiva (såsom ADD, SH-2 och GH-2) och aktiva fjädringssystem (\(H_\infty\) reglering) och jämför dem med ett passivt fjädringssystem när det gäller däckslitage, samtidigt som även körkomfort och väghållning beaktas. Simuleringarna inleds med att en IPG/TruckMaker fordonsmodell kör längs en sträcka med en viss typ av vägojämnhet. Simuleringarna resulterar i avdriftsvinklar för fordonet som tillsammans med fordonsparametrar och ruttinformation skapar indata till en Simulink-modell. Därefter, baserat på den statiska vertikala belastningen på varje axel i det ledade fordonet, skapas tre olika kvartsbilsmodeller i Simulink som motsvarar axlarna med deras olika hjulupphängningssystem.Simuleringsresultaten visar att den aktiva fjädringen (\(H_\infty\)) fungerar bäst när det gäller att minimera däckslitage, där slitaget minskar med 1-10\% jämfört med den passiva fjädringen när fordonet kör på vägprofil klass C (landsväg). Samtidigt tillämpas flera olika \(H_\infty\) reglerstrategier för att åstadkomma överlag goda fordonsprestanda även med avseende på komfort och väghållning. Semiaktiva fjädringssystem fungerar också bra för att minska däckslitaget, men minskningen av slitaget är lägre än den för den aktiva \(H_\infty\) fjädringen.

Tyre wear is a significant problem on today's road vehicles, particularly for heavy trucks. As the tyre wears, microplastics is released in the air causing long term health issues and environmental pollution. With the introduction of automated vehicles there is a big potential to improve tyre wear of heavy trucks. In this direction, this thesis investigates the fundamentals of motion planning for minimising the lateral tyre wear in cornering for automated articulated vehicles. The trade-off between journey time and tyre wear is analysed. For the simulations, firstly an articulated vehicle model is used from the literature and validated with IPG/TruckMaker. Secondly, a sensitivity analysis is conducted on the articulated vehicle on a couple of parameters. The front cornering stiffness, hitch point, trailer mass and trailer centre of gravity position where the parameters influence on tyre wear is analysed. The results showed that moving the hitch point forward decreases the total tyre wear, increasing mass of the trailer increases tyre wear while the front cornering stiffness and centre of gravity position of the trailer did low to no difference to the total tyre wear. Then, an optimal control problem was configured to investigate the motion planning of an articulated vehicle. Then, the motion planning system is configured to find an optimal feasible trajectory with respect to dynamic and path constraints for the articulated vehicle to minimise lateral wear at a predefined path for fixed journey times. Four case different configurations of the problem are investigated to study the influence of driving style, lateral manoeuvrability allowance, vehicle acceleration capabilities and of the number of steering axles on the tractor. The results showed that motion planning can be used for minimising lateral tyre wear. The case study with largest impact on tyre wear was driving style, where the tyre wear showed significant difference between slow driving and aggressive driving. The second case study showed that wider lateral allowance led to less tyre wear and increasing the acceleration capabilities also decreases lateral tyre wear. The additional steering axle on the truck decreased tyre wear at higher velocities but for lower velocities the difference was negligible. / Däckslitage är ett signifikant problem både ur ett miljöperspektiv och ur ett ekonomiskt perspektiv. Väldigt lite fokus läggs på utsläpp från däck när olika utsläppskällor diskuteras. När transportsamhället rör sig mot automation finns det stora möjligheter att utnyttja automatiserade fordon för att minska däckslitage. Det här examensarbetet undersöker möjligheterna att minimera däckslitage genom ruttplanering för automatiserade lastbilar med en artikulationspunkt. Ett optimeringsproblem formuleras och definieras med två målfunktioner för att undersöka hur det laterala däckslitaget i kurvor kan minimeras utan att förlänga restiden. Ruttplaneringens uppgift är att finna den mest optimala rutten med hänsyn till den fördefinierade vägen, fordonets dynamiska begränsningar och vägens begränsningar. Fyra delstudier genomförs, där körstil, vägbredd, maximal tillåten acceleration och påverkan av en ytterligare styrande axel undersökes. För att genomföra simuleringarna implementeras en bilmodell från litteraturen. Bilmodellen jämförs sedan med ett program för att validera dess noggrannhet och robusthet. Sedan görs en känslighetsanalys med hänsyn till däckslitage på några fordonsparametrar, nämligen artikuleringspunkten, framaxelns kurvstyvhet, placering av släpets tyngdpunkt och släpets vikt. Resultatet påvisade att ruttplanering är en bra metod för att minimera däckslitage, resultatet visade att körstil var en viktig faktor till däckslitage, där aggressiv körstil resulterade i mer slitage. Sedan visades det att vägbredd också hade en stor påverkan, där bredare vägar gav upphov till mindre slitage, och smalare vägar gav upphov till mer slitage. Vid högre tillåtna acclerationsnivåer blev däckslitaget lägre men högre vid lägre accelerationsgränser. När två styrbara axlar styrbara används så påvisades mindre däckslitage mot samma restid som när en axel är styrbar. Sist så visade känslighetsanalysen en stor skillnad på totalt däckslitage i relation till placering av artikuleringspunkten. Högre släpvikt gav också mer slitage medan placering av släpets tyngdpunkt och framaxelns kurvstyvhet gav upphov till låg ändring i totalt däckslitage.