Ce travail de thèse a été effectué au sein du Laboratoire GIPSA-Lab de Grenoble, sous la direction de Carlos Canudas de Wit et co-encadré par Franck Quaine et Violaine Cahouët.Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet ANR-09-VTT-14-01/06 " VOLHAND ". Il s'inscrit dans le contexte général des nouvelles générations de Direction Assistée Electrique (DAE, ou EPAS en anglais pour Electronic Power Assistance Steering) avec pour objectif spécifique de tenir compte des caractéristiques des conducteurs à mobilité réduite. En effet, à ce jour, il n'existe pas de système de direction assistée adapté aux capacités articulaires (rhumatismes divers), musculaires (diminution de force, sénescence), ou encore aux douleurs ressenties par le conducteur. Le principal objectif de cette thèse est donc de proposer une méthodologie générale permettant d'adapter une DAE standard aux conducteurs à mobilité réduite. Le mémoire est organisé en cinq chapitres.Chapitre 1, intitulé Context and objectives of the study presente l'impact économique et sociétal, la problématique et l'objectif. Ensuite, la stratégie permettant d'atteindre l'objectif ainsi spécifié est précisée.Chapitre 2, intitulé Models for simulation, est dédié à l'établissement d'un modèle mathématique du système de DAEs prenant bien en compte l'élasticité en torsion de la colonne de direction due à la présence d'un capteur de couple. Parmi les entrées de ce modèle à deux degrés de liberté, une attention est faite en ce qui concerne la description du couple de frottement du contact pneumatique-route. Un modèle de frottement dynamique, basé sur le modèle de LuGre, est développé pour décrire ces phénomènes. Une amélioration du modèle est ainsi proposée.Chapitre 3, intitulé Oscillation annealing and torque observer design, commence par mettre en évidence les conséquences de la présence du mode souple associé à l'élasticité en torsion du capteur de couple sur le ressenti au niveau du volant. Une commande LQ est proposée pour limiter les oscillations dues à ce mode souple. Enfin, un observateur pour estimer le couple conducteur et le couple résultant du frottement pneumatique route est développé.Chapitre 4, intitulé Power steering booster stage, se focalise dans un premier temps sur la nature des courbes d'assistance utilisées dans le cadre des DAE. En effet, l'état de l'art sur le sujet met en évidence l'absence de justification de la forme de ces courbes généralement fonction de la vitesse du véhicule et du couple appliqué par le conducteur. Dans ce chapitre on propose de calculer de nouvelles lois en se fondant sur l'approche par optimisation (minimisation du jerk couplé avec la loi de puissance de Steven). Les résultats obtenus montrent que la minimisation du critère fondé sur le jerk du volant et la loi de puissance de Steven peut permettre de reproduire les lois existantes d'assistance et leur apportent une justification. Ils confirment également la forte influence du frottement (couple) au niveau du contact roue-sol. La seconde partie de ce chapitre est consacrée au développement d'une méthodologie générale d'adaptation des lois d'assistance (cartographie standard initiale) aux exigences du conducteur à mobilité réduite (typiquement ici une personne présentant une asymétrie.Chapitre 5, intitulé Experimental validation NeCS-Car benchmark, commence par détailler la plateforme expérimentale présente au laboratoire GIPSA-LAB et utilisée pour évaluer et valider les nouvelles lois d'assistance adaptées au conducteur à mobilité réduite. La stratégie globale d'assistance de couple au volant pour un conducteur présentant une asymétrie, est testée sur le banc avec la NeCS-Car. Les résultats issus du protocole montrent la validité de la stratégie proposée.Ce mémoire se termine avec une partie General conclusions and perspectives où les principales contributions sont d'abord rappelées, puis où des perspectives pour compléter et prolonger ce travail sont proposées.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00995299 |
| Date | 10 October 2013 |
| Creators | Ciarla, Valentina |
| Publisher | Université de Grenoble |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | fra |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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