- août 17, 2022
Le développement des transmissions est une affaire compliquée. Les transmissions doivent fonctionner en harmonie avec tous les autres composants d’une voiture, alors que certaines pièces sont encore en cours de développement et ne sont pas disponibles pour les essais. C’est là qu’interviennent les essais hardware-in-the-loop. Punch Powertrain y teste ses transmissions dans une configuration en partie physique, en partie virtuelle, où un logiciel simule certains composants matériels dans la boucle. Une technologie de pointe qui permet des délais d’exécution rapides et une grande flexibilité.
L’un des domaines où cette approche est utilisée est celui des essais acoustiques. Par exemple, le bruit émis par une transmission lors du changement de vitesse. “En utilisant la méthodologie du hardware-in-the-loop, nous n’avons pas besoin d’attendre que le développement des composants vitaux, comme le moteur à combustion, soit terminé”, explique Pepijn Peeters, ingénieur en conception de banc de test. “En fait, pour le cas spécifique des tests acoustiques, le moteur à combustion est indésirable, car il émet un bruit important, ce qui rend la mesure acoustique plus difficile. En simulant le moteur à combustion, le comportement est reproduit sans le bruit associé à un moteur à combustion, ce qui rend les mesures acoustiques plus précises.”
Punch Powertrain dispose de toutes les capacités internes pour développer les divers logiciels nécessaires à la simulation d’une série de conditions pendant les essais. “Nous pouvons par exemple augmenter la pente de la route simulée, ajouter une charge à la voiture, modifier les forces appliquées ou la vitesse souhaitée. De plus, cette configuration permet d’ajuster les caractéristiques et la dynamique de la voiture, comme le poids, le rayon des roues, etc.”, explique Ilyas Barrou, développeur de logiciel de banc d’essai. “Nous sommes en mesure de simuler entièrement n’importe quelle “vraie” voiture dans un “vrai” environnement.“
Punch Powertrain heeft alle mogelijkheden in huis om diverse software te ontwikkelen die nodig is om een reeks van omstandigheden tijdens het testen te simuleren.
Il y a deux façons principales de réaliser une simulation hardware-in-the-loop. L’une dans laquelle un moteur réel est présent sur le banc d’essai, l’autre dans laquelle un moteur est émulé avec un moteur très dynamique, qui a l’avantage de ne pas consommer d’huile ou de carburant et d’être très flexible : il est plus facile de changer les paramètres d’application du moteur que de changer un moteur réel. Mais la simulation ne se limite évidemment pas au moteur. “Avant même de commencer à tester une transmission, vous devez simuler des composants tels que l’unité ABS”, explique Pepijn Peeters, ingénieur en conception de banc de test “Nous simulons également la charge sur les roues, afin que la transmission soit soumise à des conditions similaires à celles d’un véhicule réel. Nous pouvons aller loin dans ce domaine. Par exemple, si vous accélérez soudainement, le banc d’essai simulera le déplacement du moteur dans les supports du moteur. Cela entraînera des forces légèrement inférieures sur la transmission.”
Sécurité et rapidité
Alors pourquoi cette combinaison de tests virtuels et physiques est-elle si utile ? Elle est bien sûr plus rapide, puisque les ingénieurs n’ont pas besoin d’attendre des composants qui sont encore en cours de développement. Mais les essais hardware-in-the-loop ne se limitent pas à la vitesse : “Comme il n’y a pas de conduites de carburant ni de systèmes d’échappement, il n’est pas nécessaire de détecter les fuites de CO, CO2 et de carburant, ce qui rend les essais plus sûrs”, explique M. Peeters. “Les essais virtuels sont plus précis que l’utilisation de modèles anciens et non représentatifs de certains composants. Et nous pouvons passer facilement d’un type à l’autre, ce qui nous permet par exemple de tester une transmission avec différents types de moteurs.”
“Pour valider une transmission, nous devons effectuer de nombreux tests”, ajoute M. Barrou. “Maintenant, nous pouvons le faire en partie grâce à des logiciels. Nous pouvons voir comment la transmission se comporte sur autoroute ou en ville. Tout ce que vous pouvez faire dans une vraie voiture, nous pouvons le simuler sur notre banc d’essai.”
Essais de véhicules hybrides
L’un des défis techniques actuels de Punch Powertrain consiste à simuler une voiture hybride, ce qui est plus difficile qu’une voiture équipée d’un simple moteur à combustion interne. “Une transmission hybride ajoute une nouvelle couche de complexité”, explique M. Peeters. “Ce n’est pas seulement le moteur avec l’ECU (Engine Control Unit – Unité de contrôle du moteur) et la transmission avec une TCU (Transmission Control Unit – Unité de contrôle de la transmission), vous avez aussi le moteur électrique avec une MCU (e-Motor control unit) et une batterie, avec un système de gestion de la batterie associé. En plus de cela, il y a une unité de contrôle de la puissance, ou PCU (Powertrain Control Unit). Il y a donc une quantité beaucoup plus importante de composants qui doivent être simulés et qui doivent fonctionner ensemble.”
La conception d’un banc d’essai hybride capable de gérer cela a été compliquée, mais la nouvelle technologie de Punch Powertrain est prête et la production de transmissions hybrides commencera dans quelques mois. C’est un pas en avant pour que l’entreprise soit prête pour l’avenir. “Les essais de transmissions hybrides sont les plus compliqués que l’on puisse faire”, déclare M. Peeters. “Un VE, en revanche, est un peu plus simple, car il nécessite moins de composants matériels et logiciels dans la boucle.”
L’objectif principal est de servir les clients de Punch Powertrain de manière plus flexible et plus rapide. “Notre approche et nos équipements donnent à un projet de développement un maximum de flexibilité”, conclut M. Peeters. “Nous sommes prêts pour l’avenir avec nos nouveaux bancs d’essai et l’ingénierie logicielle correspondante. Au cours des cinq dernières années, nous avons fait d’énormes progrès dans ce domaine et les clients nous sollicitent pour cette technologie”.
