Light all-terrain vehicle dynamic stability. New solutions. Application to light all-terrain vehicle as quad bike type
Stabilité dynamique des véhicules légers tout-terrain. Nouvelles solutions. Application aux véhicules légers de type quad
Abstract
This dissertation addresses the topic of lateral dynamic stability of light All-Terrain Vehicles (ATV) in natural environment. In particular, the development of both a lateral rollover indicator and an active device dedicated to ATV stability is investigated, with a special focus on the experimental application to quad bikes vehicles. Therefore, this work proposes global algorithms for rollover indicator computation and control, based on the following three robotic fields : modelling, observation and control theory. First, a dynamic model, taking account of sliding phenomena and pilot behavior, is proposed so as to detect lateral rollover by means of the Lateral Load Transfer (LLT) anticipation and computation. Observers, dedicated to on-line grip conditions estimation, are then used to supply models with the estimated variables. Finally, a predictive control law permits to ensure the vehicle lateral stability, as validated through various experimentations.
La problématique de cette thèse réside dans l'étude et le maintien de la stabilité dynamique latérale des Véhicules Légers Tout Terrain (VLTT) évoluant en milieu naturel. Elle s'attache plus particulièrement au développement d'indicateurs de risque pour l'aide à la conduite ainsi qu'au développement de systèmes de sécurité actifs dédiés aux VLTT, avec comme cadre expérimental privilégié, l'application à la stabilité latérale des véhicules quadricyles à moteur communément appelés quads. Cette thèse propose des algorithmes de calcul d'un indicateur de risque et de commande globaux, exploitant trois domaines connexes de la robotique : la modélisation, l'observation et la commande. Un modèle dynamique, intégrant les glissements et le comportement du pilote, est d'abord proposé afin de caractériser le renversement latéral de l'engin au travers du calcul et de l'anticipation de Transfert de Charge Latéral (TCL). Des observateurs capables d'estimer en temps réel l'adhérence sont utilisés pour alimenter ce modèle. Enfin une loi commande prédictive permet d'assurer la stabilité latérale de l'engin, validée par de nombreuses expérimentations