- Solutions de test pour les systèmes de châssis intelligents automobiles
1.1 Contexte industriel et défis techniques
À mesure que l’industrie automobile évolue vers l’électrification, l’intelligence et la direction par câble, les systèmes de châssis — tels que la direction, le freinage et la suspension — passent du statut de “ composants à actionnement mécanique ” à celui de systèmes hautement intégrés, reposant sur des logiciels, des technologies électroniques et des actionneurs.
Les méthodes de test traditionnelles ne suffisent plus à répondre aux exigences critiques suivantes :
– Validation de la cohérence dynamique dans des conditions de fonctionnement coopératif multi‑systèmes ;
– Validation de la sécurité et de la redondance des systèmes de direction par câble dans des conditions extrêmes ;
– Tests répétables et quantifiables, du niveau composant au niveau système ;
– Capacités rapides de vérification et de tests de régression, alignées sur les cycles de développement des véhicules ;
– Réactivité accrue face aux défis de test liés aux évolutions des châssis intelligents.
Pour les constructeurs et les équipementiers de premier rang, la question centrale n’est plus “ peut‑on tester cela ? ”, mais plutôt :
” Pouvons‑nous mener une validation efficace — de manière réaliste, maîtrisée et reproductible — dès les premières phases du développement ? »
- KTS Approche systématique
KTS adopte une approche d’ingénierie système appliquée au châssis complet du véhicule et a mis au point un système complet de solutions intelligentes pour les essais de châssis, couvrant :
Niveau composant → Niveau sous‑système → Niveau système → Simulation Hardware‑in‑the‑Loop (HIL).
Ce système n’est pas un équipement unique, mais se compose de trois niveaux de capacités :
- Capacité d’actionnement et de chargement de haute précision ;
- Capacité de mesure et de contrôle synchronisés multicanaux ;
- Modélisation des conditions d’essai et capacité de boucle de données fermée.
Cela garantit que les résultats des essais ne sont pas seulement “ mesurables ”, mais également plus fiables, comparables à des références et utilisables pour la prise de décision en matière de conception.
- Modules essentiels de capacité de test
3.1 Module d’essai des systèmes à billes à recirculation électrique / électrohydraulique
– Essais des caractéristiques d’assistance au pilotage et de réponse du système ;
– Évaluation des performances de restitution et des caractéristiques d’hystérésis ;
– Validation de la direction active, de la redondance intelligente de la direction et des modes de défaillance ;
– Chargement et mesure synchronisés de plusieurs variables, notamment le couple, l’angle, la force, le courant de fonctionnement et la pression d’huile de travail.
Applicable à :
– Assemblages et composants hydrauliques à billes à recirculation ;
– Assemblages et composants électriques à billes à recirculation (X‑EPS) ;
– Systèmes de direction par câble ;
– Systèmes de direction à roues arrière ;
– Systèmes de châssis à module de coin.
3.2 Essais des systèmes de freinage (Frein / BBW)
– Essai des caractéristiques de sortie et de réponse de la force de freinage ;
– Simulation du ressenti et des caractéristiques de rétroaction de la pédale de frein ;
– Essai de la cohérence dynamique et de la durabilité du système de freinage ;
– Validation de la stratégie de sécurité du freinage par câble électronique.
Applicable à :
– Assemblages EHB / i‑Booster, assemblages EMB ;
– Systèmes de freinage conventionnels ;
– Systèmes de freinage à commande électronique ;
– Systèmes de freinage par câble électrique.
3.3 Essais de la suspension et de la dynamique verticale
– Essai des caractéristiques force‑déplacement de la suspension ;
– Évaluation des caractéristiques de rigidité dynamique et d’amortissement ;
– Chargement vertical multi‑conditions et analyse couplée.
3.4 Co‑essais au niveau système et HIL
– Essai en boucle fermée des contrôleurs de châssis avec actionneurs ;
– Simulation semi‑physique et co‑débogage avec les stratégies de contrôle du véhicule ;
– Validation virtuelle des conditions extrêmes et de défaut.
En combinant le HIL avec des systèmes d’actionnement physiques, les “ risques des essais sur route ” sont transférés au laboratoire.
- Avantages techniques clés
– Systèmes d’actionnement à haute dynamique et haute précision
– Systèmes de chargement servo offrant une réponse à large bande passante ;
– Prise en charge du contrôle multi‑mode force / déplacement / couple ;
– Répondre aux exigences d’essai pour des conditions dynamiques et d’impact à haute fréquence.
– Contrôle et mesure synchrones multicanaux
– Synchronisation stricte entre plusieurs axes et canaux ;
– Prise en charge de conditions de fonctionnement couplées complexes ;
– Assurer l’authenticité et la cohérence lors des essais au niveau système.
– Conditions modélisables et reproductibles
– Prise en charge des conditions routières typiques, des conditions de fonctionnement ainsi que de la modélisation personnalisée des conditions ;
– Les processus d’essai sont répétables, rejouables et comparables ;
– Convient pour la validation de conception et les tests de régression.
– Capacité d’intégration système personnalisable
– Adapté à l’architecture du châssis du client et à sa phase de développement ;
– Applicable aux essais sur banc, aux essais en ligne de production et aux essais de R&D ;
– Peut être intégré aux logiciels et plateformes de contrôle existants du client.
- Scénarios d’application typiques
– Recherche et développement ainsi que validation des systèmes de châssis OEM
*Parmi les clients représentatifs :* BYD, Centre de R&D de GAC, BAIC New Energy, JAC, Geely, Chery, Institut de R&D de Dongfeng, Great Wall Honeycomb, Chang’an Chenzhi Technology, FAW Hongqi, NIO, XPeng, etc.
– Développement de systèmes de direction et de freinage de niveau 1
*Parmi les clients représentatifs :* FAW Guangyang, Nanyang Neismot, Bosch, Huawei, Zhejiang Shibao, Yubei Steering Systems, Honeycomb Steering Systems, BYD Fudi Power, Chenzhi Technology.
– Validation d’une nouvelle architecture de châssis steer-by-wire
FAW Hongqi, NIO, XPeng.
– Essais en phase précoce pour le développement de nouvelles plateformes de véhicules.
– Tests rapides de régression après modifications de conception.
- Modèle de mise en œuvre et de livraison
KTS propose un service d’ingénierie complet, depuis l’analyse des besoins jusqu’à la livraison du système :
- Analyse des exigences d’essai et des conditions de fonctionnement ;
- Conception du schéma système et validation par simulation ;
- Fabrication d’équipements et intégration des systèmes ;
- Installation sur site, mise en service et formation ;
- Support technique à long terme et mises à niveau des systèmes.
- Études de cas sélectionnées
7.1 Solutions de test des systèmes de direction automobile
À mesure que les responsabilités liées au développement et aux essais des produits se déplacent progressivement vers l’aval de la chaîne d’approvisionnement, les clients attendent de plus en plus pouvoir mener leurs propres activités de R&D et valider les performances ainsi que la durabilité des échantillons. Afin de fournir les moyens d’essai et de validation des composants requis par les clients, KTS s’appuie sur le concept d’équipements non standard normalisés, proposant des modules et des solutions standards éprouvés.
Les solutions de KTS permettent d’exécuter des méthodes d’essai prédéfinies, tout en offrant aux clients la possibilité de concevoir et de construire leurs propres systèmes. La conception modulaire standard peut être configurée selon les besoins du client. La plateforme d’essai standard KEYEN assure le contrôle du système, tout en acquérant en temps réel les données d’essai et en les affichant sur l’interface, avec une combinaison flexible des relations entre courbes.
Domaines de solutions et de conception :
– Solutions de test de performance des systèmes de direction par câble ;
– Solutions de test de durabilité des systèmes de direction par câble ;
– Solutions de test des systèmes de direction à roues arrière ;
– Solutions de test de torsion statique des boîtes de direction ;
– Solutions de test d’impact des boîtes de direction ;
– Solutions de test de durabilité environnementale ;
– Système intelligent d’essai et d’analyse des moteurs <<-MT ;
– Machine spéciale de torsion servo <<-STM100.
7.2 Solutions de test des systèmes de freinage automobile
Avec la montée en puissance des véhicules électriques et l’essor de la conduite autonome, les servomoteurs à vide disparaissent progressivement du marché. Les systèmes de freinage hydrauliques électroniques (EHB) sont désormais devenus des équipements de série dans les automobiles, tandis que les systèmes de freinage mécaniques électroniques (EMB) font également l’objet de développements actifs. Pour répondre aux besoins d’essais de performance et de durabilité des EHB, KTS a participé à l’élaboration de plusieurs normes sectorielles et a mis au point une série de solutions d’essai standardisées.
7.3 Solutions d’essai des systèmes de suspension automobile
Avec le développement rapide de l’intelligence et de l’électrification des véhicules, la suspension pneumatique, la suspension active électromagnétique et les systèmes adaptatifs basés sur l’IA deviennent des tendances majeures de l’industrie. Les systèmes de suspension passent d’une “ réponse passive ” à une “ prédiction intelligente ”. KTS propose des solutions d’essai complètes, adaptées aux caractéristiques des technologies de suspension de nouvelle génération, aidant ainsi l’industrie à valider avec précision les performances des produits.
Points forts de la solution :
– Essais dynamiques multi‑modes : Intègre des tables vibrantes de haute précision et une technologie de contrôle des données en boucle fermée pour simuler divers scénarios complexes, permettant un étalonnage dynamique des paramètres de raideur et d’amortissement de la suspension à l’échelle de la milliseconde.
– Conception intelligente de compatibilité : Prend en charge l’analyse des signaux et les essais de durabilité pour de nouvelles architectures, telles que les ressorts pneumatiques, les électrovannes CDC et les suspensions actives par câble.
– Simulation de charges sur véhicule réel : Réalise l’application des charges de suspension au moyen de masses fixes ou de vérins électriques, afin de reproduire des conditions proches de celles d’un véhicule réel.
Cette solution a été appliquée avec succès dans de nombreux projets de développement OEM et Tier‑1 concernant les systèmes de direction, de freinage et de châssis à commande par câble, améliorant considérablement l’efficacité des essais et la profondeur de la validation dans des domaines tels que la cohérence dynamique du système et la vérification de la sécurité.
7.4 Co‑essais au niveau système et HIL
Afin de valider correctement le Système Sous Test (SUT), le simulateur Hardware‑in‑the‑Loop utilisé pour les essais doit offrir une précision, une exactitude et une bande passante accrues, ainsi qu’une latence réduite, afin de reproduire fidèlement les scénarios réels pour le SUT.
Avec le développement rapide des technologies intelligentes de châssis, les systèmes de direction automobile évoluent également vers une orientation “ électrifiée, commandée par câble, intelligente et allégée ”. Pour les essais de conduite autonome au stade du laboratoire, la simulation HIL est devenue encore plus exigeante. Elle requiert des modèles mathématiques plus complexes, un contrôle en temps réel plus rapide et une simulation des charges se rapprochant davantage des états réels du véhicule, afin de reproduire parfaitement les conditions de validation.
Les tests actuels de simulation HIL doivent répondre aux problématiques suivantes :
– Synchronisation multicanal des signaux : Non seulement la simulation des capteurs, mais aussi la synchronisation avec d’autres signaux numériques ;
– Réponse analogique précise : Les entrées/sorties analogiques doivent être capables d’accepter et de reproduire des signaux plus complexes ;
– Complexité des modèles : Intégration d’effets d’ordre supérieur dans les modèles ;
– Réduction de la latence analogique : Une latence importante est inacceptable lors des essais HIL.
La voie vers un avenir automobile entièrement électrique : fourniture de solutions d’essai et de mesure pour les véhicules électriques.
