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Interview : Tests mécaniques

Matthias Deter est Responsable du Groupe Ingénierie, chargé des projets clients comportant des bancs d’essais mécaniques, chez dSPACE à Paderborn, en Allemagne.

Dans certains scénarios de test Hardware-In-the-Loop (HIL), l’accès au calculateur ne peut être assuré au travers de ses interfaces électriques. Un accès mécanique devient dès lors indispensable pour des tâches telles que :

  • L’application de charges mécaniques sur un moteur électrique
  • La stimulation physique des capteurs intégrés dans le cas de calculateurs mécatroniques
  • La stimulation mécanique d’interfaces homme-machine

Applications typiques :

  • Développement et test de fonctions
  • Tests de réception automatisés des nouvelles versions logicielles
  • Etude de comportement en cas d'erreur
  • Validation de concept
  • Tests d'endurance mécanique
  • Mesures en vue de la caractérisation du système sous test

Grâce à la technologie HIL, il est aisé d’intégrer et de tester des calculateurs (tels que des calculateurs de contrôle de la direction avec toutes leurs interfaces) et des bus automobiles. Les valeurs de référence pour les machines de charge sont fournies en temps réel par des modèles de simulation temps réel. Un véritable fonctionnement en boucle fermée entre les composants du banc d'essais, les calculateurs et la simulation est atteint au moyen d'interfaces E/S adaptées. Il est ainsi possible de créer des scénarios de charge réalistes pour les composants mécaniques et électroniques en couplant le banc d'essais avec un simulateur HIL. Différentes machines de charges sont utilisées en fonction des exigences et des applications : entraînements rotatifs, actionneurs à tige, moteurs linéaires haute dynamique, etc.

Voici quelques domaines d’application typiques pour ces bancs d’essais :

  • Systèmes de direction, tels que :
    • Les directions assistées électriques
    • Les directions à superposition
    • Les pompes électriques pilotées, p.ex. à carburant et hydrauliques
  • Calculateurs mécatroniques avec capteurs et actionneurs intégrés, tels que :
    • Les unités de contrôle de boîte de vitesses avec capteurs de vitesse intégrés
    • Le calculateur de contrôle du frein de stationnement avec capteur d'inclinaison intégré
    • L’ESP avec capteur de vitesse et d’accélération angulaires intégré
    • L’actionnement de pédale pour le test des servofreins électriques
    • Le contrôle du retour de force dans les applications de simulation de conduite

Selon le cas d'utilisation, les exigences consistent en :

  • Des actionneurs dynamiques et puissants
  • Un couplage rapide entre l’actionneur et le système HIL, comme p.ex. avec la solution dSPACE Twin Sync Solution qui permet de raccorder un convertisseur LTi Servo One à un simulateur HIL dSPACE
  • Une combinaison des capteurs adéquats avec des algorithmes de contrôle-commande adaptés afin d’atteindre une qualité et une précision élevées de la régulation
  • Un couplage entre le banc d’essais et le modèle de simulation
  • Des exigences haptiques, p.ex. dans le cadre de l’association d’un banc d’essais et d’un simulateur de conduite

  • Conseil avant-vente
  • Bancs d’essais spécifiques, clés en main et modulaires, incluant des ASM (Automotive Simulation Models), des pièces mécaniques, des capteurs, des moteurs électriques et de l’ingénierie du contrôle-commande
  • Intégration des composants réels ou des modèles de simulation du client dans le système de test
  • Maintenance du banc d’essais

Conception, construction et contrôle de bancs d’essais avec les principaux domaines d’application suivants :

  • Banc d’essais de direction assistée électrique : test du calculateur et du moteur de la direction assistée électrique, ainsi que du système de direction électrique complet
  • ESP avec capteurs intégrés
  • Frein de stationnement électrique
  • Essieu arrière directeur
  • Intégration d’un moteur de charge selon le cas d'utilisation
  • Simulation d’une charge rotative avec des moteurs de différentes classes de puissance
  • Simulation de charge translationnelle au moyen de moteurs linéaires et d’actionneurs à vis à billes
  • Systèmes de taille adaptable allant du petit banc d’essais de rotation (p.ex. intégré dans une armoire 19”) au banc d'essais étendu pour le test d’un système de direction complet

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