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Sujet de Thèse
Contrôle de la stabilité dynamique du lacet d’un véhicule routier, en
situations critiques
Le laboratoire HeuDiaSyC UMR CNRS 7253 propose une thèse au sein du domaine ASER
(Automatique, Systèmes Embarqués, Robotique) dans l’équipe véhicules intelligents.
Mots Clés : Contrôle du véhicule, stabilité du lacet, angle de dérive.
Contexte et Problématique
Dans une situation critique, la majorité des accidents survient soit parce que le conducteur a
sous-estimé le risque en cours, soit parce qu’il a mal réagit face à la situation, soit parce que
sa réaction était retardée. Dans ces situations, l’ajout d’un système de commande dans le
véhicule permet d’accompagner le conducteur et d’agir d’une façon appropriée.
Des systèmes de contrôle de stabilité, qui empêchent le véhicule de tourner et de déraper,
ont été développés et commercialisés par plusieurs fabricants d’automobile. Ces systèmes
contrôlent surtout la stabilité du lacet. En arrivant dans un virage avec un coefficient de
frottement faible ou une vitesse très grande, le véhicule risque de déraper et ne plus pouvoir
exécuter la trajectoire désirée, mais plutôt une trajectoire de plus grand rayon de courbure.
La sensibilité du moment de lacet aux changements de l’angle de braquage est énormément
réduite, ainsi le conducteur ne maîtrise plus son véhicule. D’autre part, quand le châssis est
soumis à des forces centrifuges, un transfert de charges latéral aura lieu, et la charge se
répartit différemment sur les quatre roues, créant ainsi un moment de perturbation pour la
dynamique du lacet.
Le but du système de contrôle de lacet est de rétablir autant que possible, même
partiellement, la vitesse du lacet pour qu’elle soit la plus proche de la valeur nominale
désirée par le conducteur.
Objectifs Scientifiques
Trois types de systèmes de stabilité de lacet ont été proposés et développés :
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Freinage différentiel qui utilise les systèmes ABS pour appliquer un frein différentiel
entre les roues de droite et de gauche, créant ainsi un moment de lacet.
"Steer-by-wire" qui ajoute un angle de correction à l’angle de braquage du
conducteur.
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Distribution active du couple qui utilise la technologie de 4 roues motrices, pour
contrôler indépendamment la distribution du couple moteur sur chaque roue, et par
suite assurer à la fois un contrôle actif de la traction et du moment de lacet.
Malgré leur efficacité, chacune des trois méthodes a ses limites. Par exemple, le freinage
différentiel diminue légèrement la vitesse, ce qui peut modifier la consigne désirée en
vitesse. Le "steer-by-wire" risque de modifier l’entrée de braquage du conducteur ce qui est
délicat au niveau d’un virage. La 3ème méthode risque d’accélérer le véhicule si ce dernier est
en mode de freinage.
A noter que la dynamique du lacet (autour de l’axe z) dépend fortement de la dynamique de
roulis (autour de l’axe x), à travers les forces de frottement. Ainsi l’étude horizontale 2D
s’avère parfois insuffisante pour stabiliser le lacet. Une étude appropriée serait de traiter le
modèle 3D du châssis en tenant compte de la dynamique des suspensions selon l’axe z du
véhicule, et de la répartition latérale de charges.
Alors le but des travaux est réparti sur plusieurs tâches :
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Etude bibliographique sur la modélisation dynamique d’un véhicule routier : modèles
plan (x,y), et modèles 3D (x,y,z).
Etude des différents types de contrôle de stabilité et la proposition de nouvelles
stratégies de combinaison entre ces méthodes de sorte à profiter de leurs avantages,
et, à la fois assurer un contrôle approprié pour les différentes conditions de conduite
(accélération, freinage, ligne droite, virage, …).
Stabilisation du châssis en 3D par une commande couplée lacet/roulis.
Développement de nouvelles lois de commande –linéaires et non linéaires- pour les
différents types et stratégies de commande, et étude de stabilité du système couplé.
Validation expérimental des stratégies et des commandes proposées.
Pour postuler, envoyer :
Un CV complet
Une lettre de motivation
Le(s) relevé(s) de notes de master et/ou d’école d’ingénieur
Une copie du rapport de stage du Master Recherche
Lettre(s) de recommandation
Contacts :
TALJ Reine / CHARARA Ali
HeuDiaSyC UMR 7253, Centre de recherche de Royallieu
Université de technologie de Compiègne, BP 20529, 60205 COMPIEGNE CEDEX
Tél : 03 44 23 46 31 / 46 78 ; Fax : 03 44 23 44 77
[email protected]
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