Une approche INtégrée pour l’Observation et la commande de la dynamique de VEhicules – INOVE

L’objectif de ce projet de recherche fondamentale est l’étude amont et le développement d’outils et de méthodes pour l’amélioration de l’efficience des véhicules automobiles en vue d’améliorer la sécurité routière. L’objectif, à terme, est de doter les véhicules automobiles de fonctions automatiques de détection, et de correction de la dynamique du véhicule, en cas de situations critiques. Aujourd’hui encore, malgré une littérature riche sur ce thème, peu de travaux proposent une approche globale alliant les aspects modélisation, estimation, observation et commande, généralement traités séparément.

En outre, les aspects biais et incertitudes pouvant être liés à la méconnaissance de certains phénomènes, aux limites de validité de modèles, aux erreurs de mesure, etc., sont traités de façon spécifique du fait de la complexité accrue des systèmes. L’objectif du projet est donc d'élaborer des nouvelles approches et des solutions innovantes, pour l’identification de modèles du comportement dynamiques des véhicules, pour l’observation en vue de la détection de situations critiques, et pour la commande robuste et tolérante aux fautes de la dynamique véhicule. La coordination globale de ces différentes méthodologies permettra l’amélioration de la sécurité des véhicules et de leurs passagers. Les nouvelles méthodes proposées s'appuieront sur des résultats récents en automatique linéaire et non linéaire.

Ce projet mènera à un certain nombre de résultats et d'avancées scientifiques sur ces thèmes. Ainsi notre contribution portera sur les thèmes suivants.

(1) Modélisation :
- Développement, réduction et validation de modèles génériques, facilement réutilisables
- Finalisation d’une bibliothèque de modèles Matlab/Simulink et d'une interface de simulation pour la dynamique véhicule qui sera utilisée par tous les partenaires du projet.

(2) Observation :
- Classification de situations de conduites, de types de trajectoires, de routes, de sources d’incertitudes pour en qualifier la criticité.
- Développement de nouveaux observateurs (fiables, robustes, performants, implémentables) pour détecter les situations et phénomènes critiques comme la perte d’adhérence, les accélérations latérales et vitesse de lacet trop importantes, les distances inter véhicules trop courtes, les tonneaux, les variations brutales de conditions de conduite et de route, les défaillances d’actionneurs et/ou de capteurs.

(3) Commande :
- Synthèse de lois de commande intégrées, nécessitant la coopération de plusieurs sous-systèmes et actionneurs (freinage, suspension, direction…) garantissant la sécurité tout en maintenant le confort des passagers.
- Reconfiguration et adaptation des contrôleurs aux différentes situations critiques potentielles (défaillances de trajectoires, de capteurs ou d’actionneurs, variations de condition de roulage).

(4) Intégration des méthodologies, validation et tests
- Tests sur différents bancs d'essai "amortisseur, 1 poster, 4 posters" pour valider les observateurs de la dynamique véhicule dans différents situations de conduite (reproduites sur le banc).
- Test sur une plate-forme (de type 1/4 véhicule) dédiée à la commande tolérante aux fautes
- Tests sur véhicule pour valider les stratégies unifiées de détection et correction de situations critiques

Ce projet est au cœur des préoccupations actuelles pour la gestion de la dynamique des véhicules, autant dans le monde de la recherche que dans le secteur industriel et de la socité. Le GT "Automatique et Automobile" en fait un des axes majeurs de recherche. En outre, plus de 90% des accidents étant dus à une défaillance du conducteur, certaines études montrent que la généralisation des systèmes de contrôle de la dynamique des véhicules perrmettrait de réduire d'environ 27% des accidents et de 15 % d’accidents mortels.