DÉFI DU CLIENT
Les constructeurs automobiles sont constamment obligés d’accélérer les essais de durabilité des véhicules. Pour une entreprise mondiale telle que Jaguar Land Rover, suivre le rythme des calendriers de développement serrés peut s’avérer particulièrement difficile du fait de devoir effectuer des corrélations sur de nombreux marchés à travers le monde.
Ne pouvant supposer que les séquences de durabilité établies soient valables pour tous les marchés desservis, Jaguar Land Rover doit envoyer des véhicules partout dans le monde pour collecter des données de charge sur route spécifiques à chaque marché et déterminer la corrélation entre les séquences et les conditions d’utilisation locales réelles. Il serait très inefficace d’effectuer cette tâche avec des outils conventionnels (prototype instrumenté sur piste d’essai) ; tôt ou tard, l’entreprise manquerait de temps et de ressources.
Pour réduire cette partie du cycle de développement, Jaguar Land Rover a tenté de trouver des moyens d’effectuer des essais de véhicules complets « sans route ». Concrètement, l’entreprise a cherché à générer virtuellement des données de charge sur route à l’aide d’outils d’ingénierie assistée par ordinateur (IAO), y compris un logiciel de système multicorps. Elle a découvert que cette méthode de prévision des charges nécessitait une modélisation extrêmement précise de l’ensemble du système dynamique du véhicule, qui est également une tâche très complexe et qui demande beaucoup de ressources.
Il fallait donc trouver une solution intermédiaire entre mettre un prototype fini sur une vraie piste et utiliser un modèle virtuel complet sur une piste numérique. En fin de compte, c’est une technique de simulation hybride innovante mise au point par MTS Systems Corporation qui a servi de solution intermédiaire.
SOLUTIONS MTS
La HSRC (Convergence des réponses des systèmes hybrides) est une technique itérative développée par MTS grâce à laquelle la simulation hybride s’avère pratique pour des applications complexes, telles que les essais de durabilité. Cette technique consiste essentiellement à utiliser un vrai véhicule (ou un sous-système de véhicule) avec des pneus et des surfaces de route virtuels pour créer une simulation dynamique précise sans avoir besoin d’un prototype, d’essais sur piste ou d’un modèle numérique complet. La différence avec la plupart des techniques de simulation hybride réside dans le fait qu’il n’est pas nécessaire de faire fonctionner les composants du système en temps réel. La HSRC fonctionne donc avec des systèmes d’essais standard et des modèles de véhicules existants.
Dès les premières discussions avec MTS, il était clair que l’utilisation de la technique HSRC permettrait à Jaguar Land Rover de réaliser des gains d’efficacité considérables. La possibilité de générer des charges sur route précises sans avoir à conduire un prototype instrumenté sur un terrain d’essai ferait la différence entre des mois de travail et la simple installation d’un véhicule standard sur un banc d’essai.
Il a d’abord fallu que Jaguar Land Rover et MTS déterminent si la technique HSRC fonctionnerait avec les systèmes d’essais, les routes numériques, les modèles de pneus et l’environnement de modélisation que Jaguar Land Rover utilisait déjà. Après confirmation, les deux équipes ont travaillé ensemble sur un projet pilote de HSRC impliquant un simulateur de route MTS modèle 329 6DOF avec des retenues horizontales du centre de gravité. Le véhicule d’essai était un Range Rover Sport et les composants virtuels comprenaient des profils de route Jaguar Land Rover provenant de terrains d’essai sélectionnés, un modèle de pneu à durabilité dynamique FTire™ et des outils logiciels de modélisation et de contrôle HSRC de MTS.
A l’aide des outils HSRC, Jaguar Land Rover a combiné le véhicule monté sur simulateur avec le modèle FTire, qui a ensuite « roulé » sur le terrain d’essai numérique en 3D pour simuler des situations de freinage et de manœuvre. Des itérations séquentielles de ce processus ont permis d’obtenir un ensemble de fichiers de commande d’essai, qui ont ensuite été comparés aux données de charge sur route réelle du même véhicule recueillies sur le terrain. Lorsqu’une comparaison directe était possible, la corrélation entre les résultats de la HSRC et les mesures réelles sur route a été jugée très bonne par Jaguar Land Rover ; presque trop bonne, en réalité, car plusieurs équipes de Jaguar Land Rover étaient sceptiques quant à cette similitude et ont demandé la confirmation que les deux ensembles de données avaient été élaborés indépendamment.
AVANTAGES CLIENTS
Le succès du projet pilote a ouvert la voie à d’autres améliorations de la technique HSRC chez Jaguar Land Rover. Cette technique a prouvé qu’elle pouvait devenir un outil essentiel de développement de la charge sur route et pourrait remplacer une partie des tâches longues et coûteuses effectuées sur un terrain d’essai qui font encore partie du plan de cycle de chaque véhicule.
A titre d’exemple, cette technique pourrait également être utilisée dans les premières phases du prototypage pour faciliter l’intégration de nombreux systèmes de commande actifs qui équipent désormais les nouveaux véhicules. Les systèmes actifs nécessitent une quantité considérable de réglages, qui souvent ne sont pas finalisés à temps pour l’acquisition des données de charge sur route. La technique HSRC pourrait permettre à Jaguar Land Rover d’effectuer une partie de ces réglages en laboratoire plutôt que sur la piste. En outre, plus les systèmes actifs évoluent, plus ils modifient les exigences du profil d’essai, ce qui signifie que les charges des essais de durabilité doivent être ajustées ; la technique HSRC pourrait également être utilisée pour accomplir ce travail en laboratoire.
Qu’elle soit utilisée pour la corrélation IAO, le développement de données de charge sur route, le réglage des systèmes actifs ou d’autres applications, la technique HSRC promet d’apporter des avantages très concrets à Jaguar Land Rover. La capacité à déterminer le comportement d’un véhicule spécifique sur des surfaces de roulement scannées du monde entier s’avérera particulièrement utile pour cette entreprise mondiale qui cherche à accélérer les essais de durabilité des véhicules et à améliorer sa position concurrentielle dans le monde.
