Haldex réduit de 50 % le temps de développement de ses systèmes de freinage et de stabilité grâce à MathWorks Consulting Services - MATLAB & Simulink

Haldex réduit de 50 % le temps de développement de ses systèmes de freinage et de stabilité grâce à MathWorks Consulting Services

« Les outils MathWorks nous ont permis de simplifier notre processus de design en apportant un environnement intégré de création de fonctionnalités techniques innovantes que nos clients souhaitent. »

Challenge

Développer un système de contrôle de la stabilité du véhicule dans un délai court sans s'appuyer sur des prototypes physiques coûteux

Solution

Utiliser les produits MathWorks et MathWorks Consulting pour développer un modèle de la dynamique du véhicule et concevoir, simuler et optimiser les stratégies de contrôle

Résultats

  • Processus de design amélioré
  • Temps de développement réduit de moitié
  • Coûts réduits
Test du système de freinage et de stabilité.

Les renversements de véhicules articulés sont à l’origine de centaines d’accidents de la circulation chaque année, mais le développement de systèmes de sécurité essentiels pour aider à prévenir les renversements est coûteux et difficile. Les exigences législatives évoluent rapidement et le temps disponible pour développer et intégrer de nouvelles fonctionnalités de sécurité complexes pour les véhicules commerciaux ne cesse de diminuer.

Haldex a développé des algorithmes de contrôle de stabilité pour son logiciel de contrôle du système de freinage afin de détecter les transferts de charge et réduire la vitesse du véhicule dans le but de maintenir la stabilité latérale du véhicule. En collaboration avec MathWorks Consulting, Haldex a utilisé les produits MathWorks et l’approche Model-Based Design pour développer et évaluer des stratégies de contrôle sans utiliser de véhicules d'essai jusqu'à la fin du projet.

« Les outils MathWorks nous ont permis de réduire notre dépendance lors du développement de stratégies de contrôle dans les véhicules cibles, réduisant ainsi le temps, le coût et les ressources nécessaires pour mener à bien la tâche », explique Laurence Lane, ingénieur senior chez Haldex.

Challenge

Haldex avait besoin de développer des algorithmes de contrôle de stabilité qui utiliseraient le système de freinage permettant de ralentir le véhicule lors de manœuvres critiques pour éviter les retournements. Les algorithmes identifieraient les manœuvres dangereuses à l’aide de signaux provenant de capteurs de vitesse de roue et d’accéléromètres, puis appliqueraient progressivement les freins pour maintenir le véhicule en dessous du seuil de retournement.

La stabilité des véhicules articulés étant un domaine nouveau pour Haldex, les stratégies de contrôle ont dû être développées à partir de zéro. De plus, un délai de production extrêmement agressif a radicalement raccourci le temps de développement.

Tester des systèmes de sécurité sur des véhicules modifiés et sur des terrains d'essai est dangereux ; le véhicule d'essai peut se retourner à grande vitesse lors de tests de développement de routine. De plus, les tests complets des contrôleurs Haldex sont difficiles et coûteux car leurs produits sont utilisés sur une large gamme de véhicules et la disponibilité des installations de test appropriées est limitée.

Pour relever ces défis, Haldex avait besoin d’un logiciel lui permettant d’utiliser la simulation pour tester les stratégies de contrôle tout au long du processus de développement. Les ingénieurs avaient également besoin d’un environnement de développement unique permettant à plusieurs équipes de collaborer et de partager le travail sur leurs projets.

Solution

Haldex a utilisé Simulink®, Stateflow®, et Simulink Control Design™ pour développer ses algorithmes de contrôle de freinage. Les ingénieurs ont optimisé la performance de ces algorithmes pour une large gamme de véhicules et de manœuvres, à l’aide de modèles de la dynamique des véhicules et des actionneurs de freinage.

En collaboration avec MathWorks Consulting, Haldex a utilisé Simulink et Simscape Multibody™ pour développer une bibliothèque de blocs de modélisation de véhicules permettant de simuler la dynamique d'accélération, de freinage et de virage pour des unités simples et des véhicules lourds articulés. Grâce à ces blocs, les ingénieurs Haldex assemblent désormais facilement des modèles de véhicules pour simuler la large gamme de véhicules sur lesquels leurs produits sont utilisés.

« Avec nos « véhicules virtuels » et en évaluant les stratégies de contrôle dans l'environnement sécurisé de Simulink, nous avons réduit le rôle des véhicules réels à la validation du système », explique Lane. « De plus, Simscape Multibody nous a permis de créer rapidement des modèles de véhicules et d'éviter le processus fastidieux et sujet aux erreurs consistant à dériver les équations des véhicules à la main. »

Compte tenu des différentes configurations de modèles et des résultats que les ingénieurs Haldex devaient examiner pour terminer leur design, Haldex a fait appel à MathWorks Consulting. Les consultants ont utilisé MATLAB® pour créer une interface utilisateur permettant aux ingénieurs de modifier les paramètres du véhicule et de visualiser et analyser les résultats de simulation, avec une seule interface utilisateur.

Après des essais sur modèle et des évaluations sur piste, le système de stabilité a été testé sur une flotte de véhicules et a reçu des commentaires positifs de la part des gestionnaires de flotte. Le produit est désormais en production, se vend bien et rencontre un grand succès auprès des clients. Haldex travaille à établir ses fonctionnalités de test hardware-in-the-loop qui intègrent des modèles en temps réel. Cela permettra d'effectuer une grande partie de la validation de ses logiciels et de son hardware avant de passer à la phase de test.

Grâce à ce projet, chez Haldex, les produits MathWorks sont désormais des outils essentiels dans le développement de projets de nouvelle génération pour EBS, ABS et stabilité, y compris pour la deuxième génération du système de stabilité EB+.

« Ce projet a renforcé l'importance de l’approche Model-Based Design et des outils MathWorks pour Haldex », note Lane. « Simulink est désormais un outil essentiel dans le développement de nos futurs produits. »

Résultats

  • Processus de design amélioré. En utilisant les outils MathWorks pour l’approche Model-Based Design, Haldex a combiné plusieurs activités de design en un seul processus tout en permettant à plusieurs équipes de travailler simultanément sur différentes parties du projet.

  • Temps de développement réduit de moitié. « Sans les outils MathWorks, nous aurions rencontré tous les problèmes habituels de l’ingénierie simultanée », explique Lane. « En développant des méthodologies de contrôle en abstraction du développement hardware et des tests sur véhicule, nous avons besoin de moins de ressources et réduisons le temps de développement d'environ 50 %, soit deux ans. »

  • Coûts réduits. « Nous avons terminé le travail en deux fois moins de temps qu'il nous aurait fallu avec nos méthodes traditionnelles, et les économies ont été considérables », note Lane. « Cela est dû au fait que de plus en plus de projets de développement Haldex impliquent des produits MathWorks. »