Approche hiérarchisée pour le contrôle global du châssis d'un véhicule électrique

Hierarchical approach for the global chassis control of an electric vehicle

• Auteur / Autrice : Hussein Termous
• Direction : Xavier Moreau, Clovis Francis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, Productique, Signal et Image, Ingénierie cognitique
• Date : Soutenance le 16/07/2020
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de l'intégration du matériau au système (Talence, Gironde)
• Jury : Président / Présidente : Hassan Noura
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Xavier Moreau, Clovis Francis, Hassan Noura, Reine Talj, Lydie Nouvelière, Hassan Shraim
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Reine Talj, Lydie Nouvelière

Mots clés

Mots clés contrôlés

Automobiles -- Inspection

Commande automatique

Automobiles électriques

Automobiles -- Châssis

Automobiles -- Freins antiblocage

Mots clés libres

Contrôle ABS

Système de suspension actif

Automobile

Contrôleur CRONE

Contrôle global du châssis

Stabilité latérale

Dynamique du véhicule

ABS control

Active suspension system

Automotive

CRONE Controller

Global Chassis Control

Lateral Stability

Vehicle dynamics

Résumé

Le transport routier évolue considérablement vers l’électrification dans le monde entier. Un marché pour les solutions de mobilité légère électrifiée a émergé. Les dispositifs à transmission intégrale joue un rôle important dans cette nouvelle tendance. Cette technologie offre de nouvelles opportunités et pose de nouveaux défis dans le contrôle de châssis globale « Global Chassis Control (GCC) » qui a récemment atteint des niveaux remarquables. Cette étude présente une approche de supervision pour le contrôle vertical, longi-tudinal et latéral dans les véhicules électriques légers. Le système de contrôle développé repose sur la méthode CRONE qui peut assurer la robustesse du degré de stabilité contre les variations paramétriques du système. Pour la dynamique verticale, diverses solutions de contrôle sont développées pour les suspensions automobiles afin d’améliorer le confort des passagers et la tenue de route. Pour la dynamique longitudinale, une étude de la fonction ABS est réalisée pour l’amélioration du système de freinage, tenant en compte l’effet de la dynamique verticale. Ensuite, une combinaison de contrôle ABS et de contrôle de suspension est présentée dans le but de réduire l’effet de détérioration de la dynamique vertical. Enfin, les travaux portent sur le dé-veloppement du contrôle latéral de la stabilité du véhicule, où l’effet de la dynamique verticale du véhicule est analysé. Les résultats obtenus permet-tent de vérifier l’efficacité des stratégies de contrôle conçues pour améliorer le confort, la maniabilité et la sécurité du véhicule. En outre, la bonne com-préhension de l’influence de la dynamique verticale, ainsi que le rôle clé de la suspension contrôlée sur les autres dynamiques du véhicule, ouvrira de nouveaux horizons pour le développement de nouvelles stratégies pour le contrôle global du châssis des véhicules électriques légers.

Road transportation is shifting significantly toward electrification around the globe. A market for light electric mobility solutions had emerged where all-in-wheel devices are expected to play an important role in this new trend. This technology offers new opportunities and raises new challenges in Global Chassis Control (GCC) that rises, recently, to remarkable levels. This study is based on a supervision control approach for vertical, longitudinal, and lateral control in light electric vehicles. The developed control system designs rely on the CRONE method which can ensure the robustness of the stability degree against the system parametric variations. For vertical dynamics, various control solu-tions are developed for automotive suspensions to improve passenger comfort and road holding. For longitudinal dynamics, a study for the ABS function is done for braking system enhancement while considering the effect of the vertical dynamics. Then, a combination of ABS control and suspension control is presented in the sense of reducing the deterioration effect of vertical dynamics. Finally, the work is concerned by the development of vehicle lateral stability control, where the effect of the vehicle vertical dynamics was analyzed. The obtained results verify the effectiveness of the designed control strategies in enhancing the vehicle comfort, handling, and safety. Moreover, the well understanding of the influence of the vertical dynamics, as well as the key role of the controlled suspension on other vehicle dynamics, will open up new prospects to the development of new strategies for global chassis control of light electric vehicle.