Un simulateur de conduite automobile sophistiqué

Aujourd’hui, les constructeurs automobiles rivalisent en prestations d’efficacité et de sécurité, tout en se battant pour proposer à leurs clients le meilleur agrément de conduite possible. En conséquence, l’ingénierie véhicule devient de plus en plus complexe, impliquant de nombreuses disciplines. Un désir croissant des pilotes d’essais et des évaluateurs de simulation de conduite se manifeste pour que les observations soient intégrées à un stade précoce du processus de conception. Sur cette base, les constructeurs automobiles introduisent de nouveaux éléments dans ce processus d’évaluation complexe, entre le prototypage virtuel et les essais de véhicules réalisés sur route.

 

 

Grâce au support de l’entreprise Maplesoft, la société VI-grade, fournisseur de logiciels de simulation pour l’ingénierie, a produit la technologie de simulateur de conduite de pointe VI-DriveSim Dynamic. Avec ce simulateur de conduite très sophistiqué, les constructeurs automobiles et les écuries de compétition peuvent tester des configurations de véhicules complets, du moteur à la suspension et aux pneumatiques, en passant par la boîte de vitesses, et ce en utilisant un vrai conducteur et un véhicule virtuel.

Très souvent, les pilotes d’essais et les ingénieurs de piste ne sont pas suffisamment en mesure d’influencer la conception des véhicules, car leurs observations arrivent beaucoup trop tard dans le processus de prototypage. Le simulateur de conduite VI-DriveSim Dynamic réalise la mise en œuvre d’une nouvelle étape de validation dans le cycle de conception, en permettant à de vrais pilotes de conduire la voiture virtuelle. Les observations des pilotes peuvent alors être prises en compte pour apporter des améliorations avant même la construction de tout modèle physique coûteux. Le simulateur offre une précision telle, que le pilote professionnel le plus sensible ressent le moindre changement de performance du véhicule.

Le simulateur VI-DriveSim Dynamic fonctionne en lançant un modèle mathématique du véhicule et de la piste d’essai, relié à une plate-forme à six degrés de liberté, conçue expressément pour les besoins du secteur automobile par la société Ansible Motion. Les entrées envoyées au modèle virtuel sont assurées par les différentes actions du pilote humain au niveau du simulateur: changements de rapports de boîte, de manœuvres au volant, de freinages, ainsi que d’accélérations. En retour, le contrôleur de la plate-forme envoie des entrées en temps réel aux actionneurs, en fonction des réactions du modèle de véhicule face aux sollicitations. La plate-forme de simulation physique fournit ainsi au pilote une remontée d’informations, grâce à laquelle, il peut interagir très naturellement avec le modèle de véhicule virtuel.

Un modèle de dynamique/cinématique inverse de la plate-forme est requis afin que le logiciel sache quels changements au niveau de la plate-forme produiront les forces correctes sur le conducteur pour simuler le véhicule en mouvement. La difficulté réside, ici, dans l’acquisition de ces relations inverses qui fourniront la réponse la plus précise du système. À cette fin, la société Ansible Motion a fait appel à l’outil de l’entreprise Maplesoft de simulation et de modélisation au niveau système, MapleSim, pour construire le modèle de la plate-forme et résoudre de façon analytique les équations de la cinématique inverse. L’accès à ces équations est primordial et rien n’aurait été possible sans un moteur de calcul symbolique/analytique tel que Maple, le logiciel mathématique qui se cache derrière MapleSim. En effet, ce dernier apporte au contrôleur une solution analytique exacte de cinématique inverse, garantissant la meilleure simulation possible.

 

 

«Le simulateur de conduite est une technologie en passe de devenir partie intégrante du processus de développement de véhicule pour les écuries de sport automobile et les constructeurs automobiles de modèles de série», explique Kia Cammaerts, directrice technique de la société Ansible Motion. «Le logiciel MapleSim a largement contribué à notre capacité de développement de cette technologie. Notre équipe n’aurait pas pu développer efficacement nos systèmes, pour la société VI-Grade ou pour nos autres clients, sans un outil comme le logiciel MapleSim, que nous avons utilisé afin de développer les solutions de cinématique inverse pour les actionneurs. Nous avons ainsi gagné des mois d’efforts laborieux propices aux erreurs».

La solution phare VI-CarRealTime de la société VI-Grade alimente le système en modèles validés de véhicules temps réel. Le partenariat annoncé récemment entre Maplesoft et VI-grade améliore la rentabilité et l’efficacité en termes de temps de modélisation temps réel grâce à l’intégration des modèles MapleSim dans l’environnement VI-CarRealTime.

«La combinaison de MapleSim et de VI-CarRealTime assure la modélisation rapide et précise des sous-systèmes automobiles comme les groupes motopropulseurs, les suspensions et les mécanismes de direction, par exemple», explique Paul Goossens, vice-président du département de l’ingénierie d’applications de l’entreprise Maplesoft. «Les ingénieurs automobiles peuvent facilement innover, renouveler et approfondir l’exploration de leurs conceptions, détecter plus précocement les problèmes du cycle de conception et développer des solutions pratiques de haute qualité répondant aux exigences de conception».

Le simulateur VI-DriveSim Dynamic a été désigné «Outil de développement de l’année 2012» par le magazine Vehicle Dynamics International Magazine. Cette prestigieuse récompense a été décernée à ce simulateur parmi une courte liste de finalistes à l’issue d’un processus de sélection réalisé par un jury indépendant composé de quinze professionnels de l’automobile.

 

 

À propos de l’entreprise Maplesoft L’entreprise Maplesoft™, filiale de Cybernet Systems Co., Ltd. au Japon, compte plus de vingt ans d’expérience dans le développement de produits pour l’enseignement technique et la recherche. Elle propose une solution adaptée à tous les aspects de la vie universitaire. Ses produits reflètent la philosophie selon laquelle «avec de grands outils, on peut réaliser de grandes choses». Les technologies fondamentales de cette entreprise comprennent un moteur de calcul symbolique avancé, qui constitue le socle commun à tous les produits, à commencer par Maple™, un environnement de calcul technique et de documentation, MapleSim™, un outil de modélisation et simulation physique multidomaine haute performance, ainsi que Maple T.A.™, un environnement d’évaluation et de création en ligne de devoirs et d’examens.

À propos de la société VI-grade Pour toutes les entreprises désireuses de combler le fossé entre les tests en conditions réelles et la simulation technique dans les applications complexes d’ingénierie, la société VI-grade développe un logiciel de simulation technique et propose des services d’ingénierie dans le monde entier. Le simulateur VI-CarRealTime fournit un environnement de simulation de véhicule où le même modèle de véhicule simplifié peut être utilisé par les ingénieurs en dynamique et contrôle pour optimiser la performance du véhicule et des systèmes de contrôle. Le produit permet aux ingénieurs de réaliser rapidement et facilement de grandes conceptions d’expériences (DOE) et des études d’optimisation à objectifs multiples.

 

Maplesoft Switzerland

Philippe Perrier

Tél.: 044 580 08 01

www.maplesoft.com

 

Ansible Motion

GB-London W6 0AD

Tél.: +44 (0)1603 908070

www.ansiblemotion.com

 

VI-grade GmbH

D-65239 Hochheim am Main

Tél.: +49 (0)6146 605951

www.vi-grade.com