Le système HiL « 4-Corner » du STEP Lab en action avec le simulateur de conduite Vi-grade

Que se passe-t-il lorsque l’on connecte quatre amortisseurs réels directement à un simulateur de conduite ? La réponse est désormais disponible sur YouTube, et elle montre exactement à quoi ressemblent, dans la pratique, les capacités de test « Hardware-in-the-Loop » du STEP Lab.

La vidéo présente une séance de conduite en direct sur le simulateur DiM150, équipée du système « 4-Corner Damper-in-the-Loop » de STEP Lab, du moteur de dynamique du véhicule VI-CarRealTime, du logiciel FTire pour la modélisation des pneus, ainsi que d’un modèle d’amortisseur basé sur l’IA développé par Astemo. Il en résulte un environnement complet en boucle fermée dans lequel le conducteur fait l’expérience d’une dynamique du véhicule réaliste, tandis que de véritables amortisseurs assurent le fonctionnement.

Quatre actionneurs, une boucle

Le système « 4-Corner Damper-in-the-Loop » s’articule autour de quatre actionneurs électrodynamiques UD01, à raison d’un par roue. Chaque actionneur commande de manière indépendante un amortisseur physique, reproduisant en temps réel les commandes spécifiques à chaque roue calculées par le solveur de dynamique du véhicule fonctionnant dans le simulateur.

Il ne s’agit ni d’un essai d’endurance statique ni d’un cycle de formes d’onde préprogrammé. Les actionneurs UD01 réagissent aux données de simulation en temps réel : lorsque le conducteur braque, freine et accélère dans le Vi-grade DiM150, le modèle du véhicule calcule le comportement de chaque roue, et le système STEP Lab actionne physiquement l’amortisseur correspondant à cet instant précis. Les données de force et de déplacement mesurées sur le matériel réel sont directement réinjectées dans la boucle de simulation, bouclant ainsi le circuit entre le véhicule virtuel et les composants physiques.

Son architecture électrodynamique lui confère la bande passante et la précision dynamique requises par les applications HiL en temps réel, ce qui en fait l’une des plateformes les plus performantes disponibles pour ce type d’essais d’amortisseurs.

Le « Hardware-in-the-Loop » pour le développement des amortisseurs : pourquoi c’est important

L’approche HiL du STEP Lab répond à un défi fondamental dans le développement des amortisseurs : comment évaluer le comportement réel d’un composant avant que le véhicule complet n’existe ?

La simulation pure est rapide mais limitée : la qualité d’un modèle dépend entièrement de ses paramètres. Les essais sur véhicule complet sur un circuit d’essais sont précis mais lents, coûteux et ne peuvent être réalisés qu’à un stade avancé du cycle de développement. Le système STEP Lab offre une troisième voie : des amortisseurs physiques testés sous des charges réalistes calculées de manière dynamique, intégrés dans un environnement de simulation comprenant le modèle complet du véhicule et une dynamique des pneus haute fidélité.

Cela signifie que les ingénieurs peuvent réaliser des évaluations pertinentes des amortisseurs, en tenant compte notamment des retours subjectifs des conducteurs, à un stade beaucoup plus précoce du programme, en utilisant du matériel réel dans la boucle plutôt qu’un modèle simplifié servant de substitut.

Vi-grade et STEP Lab s’associent

Comme mentionné précédemment, le système STEP Lab ne constitue qu’une partie de l’ensemble. L’analyse complète est en effet rendue possible grâce à l’intégration de la technologie 4-Corner avec VI-grade. Le simulateur de conduite DiM150 utilise VI-CarRealTime, qui fait partie de la plateforme VI-grade – avec laquelle STEP Lab a établi un partenariat – comme solveur de dynamique du véhicule en temps réel. Le comportement des pneus est géré par FTire de cosin scientific, l’un des modèles de pneus les plus précis disponibles pour les applications de dynamique des véhicules. Quant à Astemo, il fournit à la fois le modèle du véhicule Nissan Ariya et un modèle d’amortisseur basé sur l’IA, qui, dans la démonstration, fonctionne en parallèle avec le matériel de STEP Lab dans une approche complémentaire, montrant ainsi comment les méthodes logicielles et les méthodes d’essais physiques peuvent coexister au sein d’un même cadre.

Cette combinaison illustre la manière dont STEP Lab positionne ses systèmes : non pas comme des bancs d’essai autonomes, mais comme des composants d’un environnement de développement intégré qui s’intègre de manière transparente aux outils et aux flux de travail déjà utilisés par les ingénieurs.