Academic literature on the topic 'Essais de dynamique des véhicules'

In this paper, a general and efficient procedure for the dynamic analysis of road bridges is presented, that takes into account bridge-vehicle interaction and the road profile in a realistic way. With this approach, the bridge structure can be modeled with a tridimensional finite element method using shell and beam elements. The vehicle model is represented using a discrete method based on Lagrange equations. This method uses the modal superposition technique for the bridge components, with a correction for the displacement based on the method of modal acceleration. The Newmark- beta method is used to solve the movement equations of each bridge and vehicles system and the solution is obtained through an iterative process of the interactive forces between the bridge and the vehicles. A simple academic example is presented to show the validity of the proposed algorithm.Key words: shell, dynamics, finite elements, interaction, bridge, roughness, vehicle.[Journal translation]

Le véhicule routier est devenu le moyen de transport le plus utilisé au monde. Ainsi, les artères routières sont devenues beaucoup plus chargées et exploitées, ce qui a entraîné une détérioration accélérée des surfaces des chaussées. Cette détérioration est d’autant plus importante dans les régions nordiques, comme le Québec, où les conditions hivernales sont également une cause importante de dégradation des chaussées. L’avancement de la technologie informatique nous permet, aujourd’hui, de procéder à des simulations dynamiques tenant compte des conditions routières ainsi que des caractéristiques de différents véhicules. En conséquence, nous pouvons simuler avec une grande fiabilité le comportement dynamique de différents types de voitures, et ceci nous permet d’analyser les influences de plusieurs caractéristiques routières, en particulier la forte influence de l’indice de rugosité international (IRI) sur le confort et la sécurité.

Cette thèse a pour objectif de montrer comment la connaissance du comportement dynamique d'un véhicule routier peut contribuer à une amélioration de la sécurité primaire du système conducteur-véhicule-infrastructure. Après avoir présenté les outils de modélisation retenus, notamment le logiciel MORGAN'S, qui utilise le formalisme des Groupes de Lie, on se propose de concevoir une gamme de modèles de comportement dynamique d'un véhicule léger, puis d'établir leurs domaines de validité à travers la confrontation des résultats de simulations avec les données recueillies lors d'essais, réalisés sur piste avec un véhicule instrumenté piloté par un essayeur professionnel, sur un ensemble de manoeuvres très complet. L'intérêt de modèles simples dans leur conception, ne possédant que 3 degrés de liberté, mais paramétrés avec soin, est mis en évidence, notamment pour l'application au domaine de l'accidentologie. Le modèle présentant le meilleur compromis (simplicité du paramétrage / facilité de mise en oeuvre / validité des simulations) est ensuite complété pour émuler l'intervention de systèmes de contrôle de stabilité avec des dispositifs à 4-roues directrices ou un contrôle du moment de lacet par freinage différentiel. Leur potentiel apparaît très prometteur pour permettre une amélioration significative en matière de sécurité primaire. En parallèle, un modèle dynamique spécifique a été développé pour être embarqué sur un véhicule instrumenté et tourner conjointement au système d'acquisition. Ainsi est née l'élaboration d'un "diagnostic de sécurité primaire temps réel", à travers l'établissement de différents points de fonctionnement caractérisant le comportement du couple conducteur-véhicule. Ce dispositif pourrait notamment être développé pour identifier des critères objectifs de déclenchement de systèmes actifs de contrôle de stabilité. Outre les modèles créés, le produit concret de cette thèse est un véhicule démonstrateur de ce concept de diagnostic de sécurité primaire
The aim of this thesis is to show how the knowledge of road vehicle dynamics can contribute to improve the primary safety level for the driver-vehicle-road system. After a presentation of the modeling tools used, mainly the multibody system modeling software MORGAN'S, taking advantage of the Lie Group formalism, the first part of the thesis deals with the development of different dynamic models for passenger cars. Their validity area is than determined by comparing simulation results with data collected on an instrumented car, driven by a professional driver on test tracks on a large panel of manoeuvers. This work clearly put in evidence, and mainly for application to accident analysis, the interest of simple models, with only 3 degrees of freedom for the car body, but for which many care is taken for their parameterization. In the second part of the thesis, the model with the best compromise between parameter simplicity, operating easiness and validity, is developed in order to emulate the intervention of stability control systems : models including 4WS and yaw moment control by differential braking are created. The potential of such devices to enable a significant improvement of primary safety appears really promising. In parallel, a specific model has been developed to be embedded on an instrumented car to run jointly with the acquisition device. The information coming from sensors is combined with the one coming from the model to build what has been called the "real time active safety diagnosis", showing different operating points characterizing the driver-vehicle system behaviour. This device could be further developed to identify objective criteria for the activation of stability control systems. In addition to the different vehicle dynamic models created, the final product of this thesis is thus a demonstrator of this innovating concept of active safety diagnosis, taking advantage of an embedded model

Un modèle multicorps de camion semi-remorque à 331 degrés de liberté a été construit dans un logiciel à code source libre. Il a été étalonné et validé à l’aide d’une campagne expérimentale effectuée sur la route. Le signal d’un photodétecteur, 10 signaux d’accélération, la distribution du poids, les données météorologiques et le profil longitudinal de la route y ont été recueillis. Afin de bien représenter l’interaction avec la route, un modèle dynamique du pneu a été développé et il est précis jusqu’à 100 Hz. Ce dernier a été étalonné à l’aide de données obtenues à partir d’un modèle fiable d’analyse par éléments finis. Finalement, le modèle de camion a été utilisé dans une étude paramétrique qui a servi à obtenir des relations entre différents critères d’évaluation des profils et l’efficacité du transport. Ces différents critères sont l’IRI, le HRI et plusieurs autres indices inspirés de ceux-ci. L’efficacité est évaluée selon la consommation d’essence, l’usure du véhicule, la santé des occupants et la sécurité.
A multibody model of a semi-trailer truck with 331 degrees of freedom was built using an open source software. It was calibrated and validated by an on road experimental campaign. There, the signal from a photodetector, 10 acceleration signals, the weight distribution, meteorological data, and the longitudinal profile have been collected. In order to properly represent the interaction with the road, a dynamic tire model has been developed and it is precise at up to 100 Hz. The latter was calibrated with data obtained from a trustworthy finite element model. Finally, the truck model was used in a parametric study which allowed to obtain the relationships between various road surface evaluation criteria and the efficiency of vehicles. These criteria are the IRI, the HRI, and many more inspired from those two. The efficiency is evaluated in terms of fuel consumption, vehicle wear, passenger health, and security.

Le pneu est fortement impliqué dans les performances d'un véhicule. La consommation de carburant du véhicule (résistance au roulement, aérodynamisme), le bruit, le confort, la tenue de route et la sécurité sont liés au pneumatique choisi. En utilisant des mesures objectives, il est possible de prédire certaines de ces caractéristiques, mais pour d'autres comme la manipulation, nous ne pouvons pas vraiment prédire l'évaluation subjective faite par des pilotes d'essai expérimentés. La méthodologie essai/erreur est parfois appliquée pour identifier le potentiel des pneus et évaluer les performances des pneus en fonction de conceptions et de caractéristiques mécaniques spécifiques.Aujourd'hui, dans l'industrie automobile, l'évaluation des performances de conduite des véhicules et des pneus est encore largement réalisée sur une base subjective par des conducteurs d'essai expérimentés. Ceci est justifié par le fait que la perception par les clients des performances du véhicule est également subjective et qu'aucune relation fiable n'a été trouvée pour relier les mesures objectives des performances à la perception humaine des performances.Une revue de littérature approfondie sur l'objectivation de l'évaluation subjective, l'interaction véhicule-conducteur, la simulation de la dynamique du véhicule et l'analyse de données multivariée exploratoire ainsi que les tests d'hypothèses statistiques est la première étape de la recherche visant à étudier les méthodologies, l'analyse des données et les outils statistiques. utilisé par d'autres chercheurs.Sur la base de la revue de la littérature, la thèse propose une méthodologie qui permet de traduire des évaluations subjectives en métriques objectives (environnement véhicule ainsi qu'environnement véhicule-pneu) permettant la prédiction du résultat d'un test subjectif en utilisant des mesures objectives conduisant à une réduction de les itérations au cours du processus de développement du pneu. Le choix de la complexité du modèle de dynamique du véhicule le plus pertinent décrit les principales caractéristiques mécaniques du pneu affectant les performances de tenue de route et leur effet sur les métriques objectives d'intérêt.Des manœuvres expérimentales spécifiques de la dynamique du véhicule ont été sélectionnées pour cette étude dans le but de dévoiler la complexité de l'évaluation subjective de la maniabilité sans être simpliste et en prêtant attention à l'interconnexion des différentes variables et à leur interaction avec les facteurs contextuels.Dans le cadre de l'étude de corrélation mentionnée ci-dessus, le rôle du conducteur dans le système conducteur-véhicule est étudié. Les résultats présentés montrent qu'avec la méthodologie choisie, il est possible de mieux comprendre la stratégie de test du conducteur en identifiant les principales réponses du véhicule affectant toutes les étapes de l'évaluation subjective.Pour approfondir et renforcer la compréhension du rôle du conducteur, deux études de panel impliquant des conducteurs professionnels et non professionnels ont été réalisées. Celles-ci ont permis l'étude et l'analyse de l'interaction véhicule-conducteur en termes de proprioception et de vision, d'influences audiovisuelles et de séquelles en mouvement
The tire is heavily involved in the performance of a vehicle. Vehicle's fuel consumption (rolling resistance, aerodynamics), noise, comfort, handling and safety are related to the tire chosen. By using objective measurements, it is possible to predict some of those features but for some others like handling we cannot really predict the subjective evaluation made by experienced test drivers. Trial/error methodology is sometimes applied to identify tire potential and to gauge the tire performance related to specific designs and mechanical characteristics.Today, in the automotive industry, the evaluation of vehicle and tire handling performance is still largely performed on a subjective basis by experienced test drivers. This is justified by the fact that customer perception of vehicle performance is also made subjectively and, no reliable relationship has been found to relate objective performance measures to the human perception of performance.An extensive literature review on the objectification of subjective assessment, the vehicle-driver interaction, the vehicle dynamics simulation and the explorative multivariate data analysis as well as statistical hypothesis testing is the first research step aimed to investigate the methodologies, the data analytics and statistical tools used by other researchers.Based on the literature review, the thesis proposes a methodology that allows to translate subjective evaluations into objective metrics (vehicle environment as well as vehicle-tire environment) enabling the prediction of the outcome of a subjective test by using objective measurements leading to a reduction of the iterations during the tire development process. The choice of the most relevant vehicle dynamics model’s complexity depicts the main tire mechanical features affecting the handling performance and their effect on the objective metrics of interest. Specific experimental vehicle dynamics maneuvers have been selected for this study with the aim of unpacking the complexity of the subjective handling assessment without being simplistic and paying attention to interconnectedness of the different variables and their interplay with contextual factors.In the frame of the above-mentioned correlation study, the role of the driver in the driver-vehicle system is investigated. The results presented show that, with the chosen methodology, it is possible to gain insights on the driver’s testing strategy identifying the main vehicle responses affecting all the stages of the subjective evaluation. To deepen and strengthen the understanding of the driver’s role, two panel studies involving professional and non-professional drivers have been carried out. Those allowed the study and analysis of the vehicle-driver interaction in terms of proprioception and vision, audio-visual influences and aftereffects in motion

Cette etude porte sur la commande d'une machine asynchrone dans le contexte de la traction ferroviaire (tgv), pour le domaine des basses vitesses. Les contraintes liees a ce type d'application sont multiples. L'utilisation des gto impose une frequence de decoupe faible, la charge mecanique peut varier brutalement, l'etage d'entree pose des problemes de stabilite pour commencer, l'articulation entre les differentes composantes de la commande (mli, regulation, observation) est etudiee precisement. Ensuite, la mli vectorielle est analysee. Des degres de liberte sont mis en evidence et debouchent sur une modification originale des spectres harmoniques qui ne change en rien le comportement dynamique du systeme. Au niveau de l'observation, la reconstitution du flux rotorique est assuree par un filtre de kalman. Il utilise une description stochastique qui prend en compte les bruits d'etat et de mesure du systeme. Concernant la regulation, deux structures sont presentees. L'une repose sur la methode du flux oriente. L'autre utilise un modele discret qui est detaille dans ce travail. Elle permet l'obtention de tres grandes dynamiques de couple. Dans les deux cas, le probleme de stabilite lie au filtre d'entree est mis en evidence, puis resolu. Une commande complete a ete validee sur un banc d'essai industriel de forte puissance

Dans cette thèse, nous avons étudié le passage des moteurs à combustion interne (ICE) aux véhicules à carburant alternatif (AFV) tout en considérant la dimension sociale via le concept de DJ. Cela nous a permis de mettre en évidence les nombreux compromis en jeu entre les différents instruments politiques ainsi qu'entre les trois piliers de la durabilité, et donc de les minimiser. Chacun des essais a examiné la transition vers les VAC sous un angle différent, chacun complétant les deux autres. Chacun des essais présente certaines limites qui ont été partiellement traitées dans les deux autres essais. Cependant, il reste beaucoup de travail à faire sur ce sujet à l'avenir
In this thesis, we have investigated the transition from internal combustion engines (ICE) to alternative fuel vehicles (AFV) while considering the social dimension via the concept of DJ. This enabled us to highlight the many tradeoffs at play between the different policy instruments as well as between the three sustainability pillars, and therefore to minimize them. Each of the essays looked at AFV transition from a different angle with each one complementing the other two. Each of the essays has some limitations that were partially dealt with in the other two essays. However, there remains plenty of work to be done on this subject in the future

Le présent travail de thèse porte sur la prédiction des efforts vibratoires transmis à l'interface entre deux structures mécaniques. L'étude relève de la dynamique des structures en basses fréquences et concerne des aspects relatifs à la modélisation de couplages structuraux, notamment en présence de paramètres incertains et d'aspects expérimentaux. Les équipements automobiles actifs sont des sources vibratoires qui agissent sur la structure d'accueil (souvent le châssis) sur laquelle ils sont montés. La maîtrise, a priori, du champ vibratoire (et donc acoustique) de l'assemblage, suppose la prédiction des efforts vibratoires à l'interface équipement/structure d'accueil. Le formalisme utilisé pour décrire le couplage entre sous-systèmes permet d'établir que la recherche, dans des situations pratiques, des efforts appliqués à l'accueil est un problème inverse. Une méthode prédictive des efforts est construite et validée par une mise en œuvre expérimentale. Pour que les efforts vibratoires transmis respectent un gabarit imposé a priori, un problème d'optimisation numérique de l'interface est proposé et résolu. Il sera montré que pour l'interface ainsi optimisée, la dispersion de la norme des efforts transmis est systématiquement plus faible que pour l'interface nominale.

Dans l’industrie automobile, le nombre d’équipements électroniques ne cesse de croître alors que les temps de développement diminuent. Cette multiplication des équipements électroniques peut entraîner des phénomènes d’auto-perturbation dans les véhicules, notamment au niveau des récepteurs embarqués. Ceci se traduit par des parasites audibles au niveau des haut-parleurs de l’autoradio. Dans le but de prévenir ces effets indésirables, des essais en compatibilité électromagnétique (CEM) sur véhicule et sur les équipements isolés sont effectués. Dans chacun de ces essais, il s’agit de vérifier que le niveau de perturbation mesuré est inférieur à une limite acceptable. Les essais sur les équipements isolés ont pour objectif d’anticiper la validité des équipements lors des essais sur véhicule. Le travail de la thèse consiste à mettre au point une méthode permettant de calculer les limites à respecter lors des essais sur table, qui garantissent la validation des équipements lors des essais sur véhicule. La méthode a été validée dans un cas simple, et dans le cas d’un véhicule simplifié. Dans ce cas, nous avons utilisé la méthode des plans d’expériences pour tenir compte de la variabilité des configurations d’essais sur véhicule