Prova a mettere le parentesi [] anche al primo "$carrello".
Ossia:

$carrello[] = array (array ('id' => $id, 'colore' => $colore, 'taglia' => $taglia, 'quantita' => $quantita ));

per aggiungere un elemento a questo array è giusto che uso:

$carrello[] = array ('id' => $id, 'colore' => $colore, 'taglia' => $taglia, 'quantita' => $quantita );