La sécurité des véhicules, leur «intelligence» et le confort de conduite sont des exigences de plus en plus fortes. Avec la possibilité d'entraîner les roues séparément, l'accélération extrême de la propulsion électrique et le poids de la batterie de traction, les ingénieurs sont confrontés à de nombreux nouveaux défis lorsqu'il s'agit de régler le comportement des véhicules électriques. L'électrification du groupe motopropulseur permettra d'intervenir plus rapidement au niveau du volant et de régler le châssis et les roues sur différents modes, tels que «Sport» ou «Eco».

«Vecteur de couple» est une technologie de plus en plus utilisée dans les architectures de véhicules modernes pour régler le comportement de conduite d'un véhicule électrique. Dans ce cas, les couples de conduite et de freinage appliqués aux différentes roues sont contrôlés différemment. Une condition préalable et un défi pour l'utilisation des technologies de vectorisation du couple dans le développement des véhicules sont les essais de dynamique du véhicule avec une acquisition de données précise et synchrone.  La dynamique du véhicule traite de la dynamique latérale du véhicule, qui se réfère principalement à la stabilité de conduite, au glissement latéral, au lacet et au roulis. Elle se subdivise en dynamique longitudinale et dynamique verticale, qui comprend la conduite, le freinage et le confort de conduite. Le glissement de conduite et le glissement de freinage sont étudiés au niveau des roues dans la direction longitudinale du véhicule, ce qui peut également améliorer l'efficacité de la conduite et du freinage.

L'accent est mis ici sur l'optimisation de la répartition du couple entre les roues. En réglant électroniquement le véhicule, un couple est appliqué pour corriger la ligne de conduite. Par exemple, un véhicule qui sur-vire à la limite peut être ramené à la ligne souhaitée en appliquant plus de couple d'entraînement aux roues intérieures qu'aux roues extérieures. Ce type d'intervention permet d'ajuster la tenue de route du véhicule sans apporter de modifications mécaniques. L'accent est mis sur l'optimisation de la distribution du couple aux roues.

L'utilisation du vecteur de couple dans le développement des véhicules permet d'accroître la sécurité des véhicules et d'obtenir une plus grande variété de caractéristiques de conduite. La même plateforme peut être utilisée pour obtenir une large gamme de caractéristiques de conduite, de directe à indirecte, ou de confortable à sportive. Il est facile d'ajuster le survirage, le sous-virage ou le comportement neutre du véhicule.

Sur les véhicules électriques, ces paramètres sont mesurés individuellement sur chaque roue à l'aide de capteurs de force de roue. Ces WTF enregistrent les forces dans les directions x, y et z ainsi que les moments autour de ces axes. Les angles et la vitesse de chaque roue sont également importants pour l'étude du comportement de conduite. En utilisant des capteurs supplémentaires, les vecteurs de vitesse des différentes roues et du véhicule peuvent être enregistrés de manière synchrone. De cette manière, les vecteurs de force et les couples peuvent être évalués en même temps que les vecteurs de vitesse, ce qui permet de tirer des conclusions sur les coefficients de frottement.

La disponibilité de données de mesure précises, hautement échantillonnées et synchronisées est essentielle pour l'acquisition et l'évaluation complètes des forces et des couples. Cela permet, entre autres, d'évaluer les boucles de contrôle de plus en plus rapides des systèmes ADAS et AD. Les simulations ultérieures nécessitent également des données d'entrée de plus en plus précises et complètes, une combinaison de vitesses, d'angles, d'accélérations et de vitesses angulaires du véhicule, ainsi que des moments et des forces du véhicule mesurés au niveau de la roue. Dans le même temps, la technologie de mesure doit avoir un impact minimal sur le véhicule et être résistante aux interférences électromagnétiques (EMC) et aux influences environnementales.

Un exemple d'application du Torque Vectoring en R&D est un projet de recherche à l'Université allemande Otto-von-Guericke de Magdebourg, dans le département d'ingénierie mécanique. Ici, un imc WFT a été utilisé pour évaluer l'estimation du coefficient de frottement sur un véhicule tout-terrain. L'objectif du projet est de réaliser un contrôle de la dynamique du véhicule pour un véhicule équipé de moteurs électriques individuels. Cela nécessite des données de mesure très précises et synchronisées.

Les essais de dynamique du véhicule basés sur l'application du vecteur de couple nécessitent l'acquisition de données de mesure complètes, précises et synchronisées afin d'évaluer et d'ajuster le comportement de conduite du véhicule et ses interventions de contrôle. Les données de mesure des roues constituent la base des simulations ultérieures et des tests sur banc d'essai. Étant donné que les essais mobiles sur le véhicule sont coûteux et que le temps passé sur la piste d'essai est limité, la technologie de mesure doit être robuste, de conception simple et d'utilisation sûre, c'est-à-dire qu'elle doit nécessiter peu de formation, une manipulation simple et rapide lors de l'installation sur le véhicule, et des mécanismes d'étalonnage intégrés sont souhaitables.

Auteur : Florian Sailer, expert en développement commercial, Vehicle Dynamics

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