Développement et validation expérimentale d’observateurs des forces du contact pneumatique/chaussée d’une automobile

Development and experimental evaluation of tire-road force observers of a vehicle

• Auteur / Autrice : Guillaume Baffet
• Direction : Ali Charara
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Technologies de l'information et des systèmes
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Compiègne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation, Méthodes de

Temps réel (informatique)

Estimation de paramètres

Algorithmes

Variables (mathématiques)

Chaussées

Automobiles -- Pneus

Pneumatique

Dynamique

Véhicules automobiles

Mots clés libres

Observation d'état

Angle de dérive

Validation expérimentale

State observer

Vehicle dynamics

Tire-road forces

Sideslip angle

Experimental evaluation

Résumé

La connaissance de la dynamique d'un véhicule et de son environnement est un enjeu majeur. L'objectif de cette thèse est de développer des observateurs d'état permettant d'estimer des variables liées à l'adhérence du contact pneumatique/chaussée. Différentes méthodes d'observation sont proposées afin de reconstruire les efforts des pneumatiques et l'angle de dérive d'une automobile. Ces algorithmes d'estimation sont conçus pour être fonctionnels en cas de situation de conduite critique, notamment lors de fortes accélérations latérales ou lorsque l'adhérence de la chaussée varie. Outre une description des techniques d'observation mises en oeuvre, cette étude présente d'importantes phases de validation par la simulation et l'expérimentation. Ce travail a abouti à la conception d'un module temps réel embarqué qui a pu être évalué relativement à des mesures des forces des roues.

Estimation of vehicle-dynamic variables is essential for safety enhancement, in particular for braking and trajectory-control systems. The aim of this thesis is to develop state observers for the estimation of variables linked to tire-road friction. Different estimation methods are proposed in order to reconstruct tire-road forces and vehicle sideslip angle. The estimation algorithms are constructed so as to be functional in critical driving situations, notably for weak lateral accelerations and road friction changes. In addition to estimation methods, this thesis presents a substantial number of observer evaluations, performed in simulations and in experiments. The estimation process was integrated in an experimental vehicle, and was tested in real time, particularly in relation to wheel force measurements.