Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La dynamique du véhicule, comme son nom l'indique, est l'application de la dynamique des systèmes multicorps aux véhicules. Mais dans cette acception, il est d'usage de restreindre le mot véhicule aux véhicules automobiles terrestres non guidés. Dans cet article, les équations de mouvement relatives au mouvement lacet-dérive sont utilisées pour étudier le mouvement en régime permanent de virage ainsi que sa stabilité lors d’une perturbation. Cette démarche est ensuite appliquée au mouvement de roulis, afin de s’intéresser au transfert de charge, puis au calcul de la raideur et de l’amortissement anti-roulis.
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As its name indicates, vehicle dynamics refer to the application of the dynamics of multibody systems to vehicles. However, in this definition, the term vehicle is usually restricted to non-trackbound vehicles. In this article, movement equations related to the yawing/drifting movement are used in order to study movement in the permanent bend regime as well as its stability in the event of a disruption. This approach is then applied to the roll movement, in order to focus on the load transfer as well as on the calculation of stiffness and roll-dampening.
Auteur(s)
-
Lionel MAIFFREDY : Maître de conférence, Laboratoire de mécanique des contacts et des structures (UMR CNRS 5259), Institut national des sciences appliquées de Lyon
INTRODUCTION
Cans la première partie [AF 5 100], nous avons exposé le modèle à quatre degrés de liberté du véhicule automobile terrestre non guidé. Afin d'obtenir les équations de mouvement, il a fallu exprimer le torseur des actions extérieures en fonctions des paramètres cinématiques. Cela a nécessité l'étude assez détaillée du comportement du pneumatique et des actions de l'air sur le véhicule. Ce système d'équations différentielles régissant le mouvement a été simplifié dans le but d'obtenir deux systèmes de mouvements découplés : un mouvement dit « lacet-dérive » (trois degrés de liberté) et un mouvement de roulis (un degré de liberté).
Dans les deux premières sections de la seconde partie, nous utiliserons les équations de mouvements relatives au mouvement lacet-dérive afin d'étudier le mouvement en régime permanent de virage ainsi que sa stabilité lors d'une perturbation. Nous poursuivons, dans la section suivante, en appliquant cette démarche au mouvement de roulis et nous nous intéresserons aussi au transfert de charge. La quatrième section sera consacrée à la notion d'axe de roulis et au calcul de la raideur et de l'amortissement antiroulis. Nous finirons par une section, à caractère plus prospectif, en soulignant, à travers la notion de « contrôle global chassis », les liens qui existent entre l'automatique et la dynamique des systèmes multicorps appliquée à la dynamique du véhicule.
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Modèle lacet-dérive : état stationnaire
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5. Dynamique du véhicule et contrôle global châssis
Dans les sections précédentes, nous avons expliqué le fonctionnement de base d'un véhicule terrestre non guidé. Pour ce faire, nous avons justifié et établi une modélisation cinématique comprenant 4 degrés de liberté : lacet-dérive-roulis. Nous avons en particulier donné les avantages et limites de cette modélisation. Nous en avons tiré les équations de la dynamique qui nous ont donné, d'une part, les équations de mouvement en lacet-dérive et, d'autre part, celles du mouvement découplé de roulis, en ayant eu soin d'expliquer le cadre d'utilisation de ces équations.
Grâce à l'informatique et au développement de moyens de calculs de plus en plus puissant, les équations, obtenues à partir de ces modèles ou d'autres plus complexes, peuvent servir à simuler le fonctionnement des véhicules. Il s'est alors créé un va-et-vient incessant entre simulation et expérimentation, les mesures permettant de nourrir la réflexion sur les modèles, les modèles permettant d'affiner les mesures.
Ce développement de la modélisation s'est accru dans deux directions, l'une dans un objectif économique par le biais de la simulation et l'autre dans un objectif sociétal de réduction des accidents de la circulation.
Concernant la première direction, il est plus simple, plus rapide et moins onéreux de tester informatiquement des solutions lors du développement d'un nouveau véhicule pour peu que l'on ait des logiciels de simulation en dynamique du véhicule. Il en existe de nombreux sur le marché qui possèdent tous, à la base, un modèle cinématique élaboré et qui, via un solveur numérique, permettent, par résolution des équations de la dynamique, de tracer l'évolution de tel ou tel paramètre. Une autre utilisation possible de ces logiciels est de tester certains composants physiques en les incluant dans la boucle, on utilise alors l'expression : Hardware In the Loop ou HIL. Ainsi, par exemple, on pourra tester un bloc de freinage ESP ; celui-ci reçoit les informations issues du véhicule virtuel, les traite via son logiciel interne et agit sur le véhicule virtuel comme il le ferait sur un véhicule réel.
Concernant la seconde direction, elle part du constat qu'un certain nombre d'accidents pourraient être évités si on pouvait aider le conducteur dans sa tâche voire se substituer à lui dans certains cas. On touche alors au domaine de la robotique. C'est ce second aspect que nous allons aborder dans cette section.
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Dynamique du véhicule et contrôle global châssis
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BROSSARD (J.P.) - Dynamique du véhicule, modélisation des systèmes complexes. - PPUR éditeur (2006).
-
(2) - BROSSARD (J.P.) - Dynamique du freinage. - PPUR éditeur (2009).
-
(3) - BASTOW (D.), HOWARD (G.) - Car suspension and handling. - SAE, Warrendale (1993).
-
(4) - DIXON (J.C.) - Tyres, suspension and handling. - Cambridge University Press (1991).
-
(5) - ELLIS (J.R.) - Vehicle handling dynamics. - MEP, Londres (1994).
-
(6) - GENTA (G.) - Motor vehicle dynamics, modeling and simulation. - World Scientific Publishing (1999).
-
(7) - GILLESPIE...
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