Freinage à assistance électrique Bosch iBooster pour tous types de véhicules
Bosch iBooster
Le servofrein procure une assistance en utilisant la dépression créée dans le circuit d’admission du moteur à essence lors de la levée de l’accélérateur. Cette dépression n’est pas toujours disponible ou suffisante et c’est le cas dans un nombre grandissant de voitures : Diesel, essence à injection directe, hybrides et forcément électriques. Une pompe à dépression est alors nécessaire.
Bosch vient de mettre au point l’iBooster qui remplace le besoin en dépression par une assistance électrique. L’apport de puissance est créé par un moteur électrique qui vient s’ajouter à la force donnée à la pédale, de la même façon qu’un moteur d’une direction électromécanique vient aider la rotation du volant. Le couple du moteur est transmis à l’émetteur via une double démultiplication et la course de la tige de poussée est mesurée par un capteur. Le taux d’assistance est programmable électroniquement de la même façon que le diamètre du servofrein était choisi dans cet optique. Par contre, un programme modifiant la sensation à la pédale pourra également être sélectionnée par le conducteur et s’ajouter aux autres agissant sur la direction, l’accélérateur ou la transmission.
Bosch iBooster testé sur Opel Ampera
L’iBooster apporte par ailleurs trois nouvelles fonctions. Si le véhicule est équipé d’un système de freinage automatique d’urgence, la pression sera plutôt générée par l’iBooster car il peut la produire en seulement 120 millisecondes, soit trois fois plus vite que la pompe de l’ESP. En cas de défaut dans le bloc ESP, l’iBooster peut également alimenter directement les étriers en pression. Enfin, l’iBooster s’adapte facilement aux véhicules hybrides et électriques qui ont besoin de maximiser la récupération d’énergie au freinage. Dans ce cas, il est combiné au bloc ESP Bosch HAS hev qui peut assurer le découplage des freins jusqu’à 0,3 g. Le ressenti à la pédale reste dans ce cas progressif car la pression dans l’émetteur n’est pas celle dans les étriers mais celle d’un simulateur (voir pour cela notre dossier Les systèmes de freinage régénératif des voitures hybrides et électriques). L’essai que nous avons réalisé sur une voiture thermique modifiée a montré que l’iBooster procurait des sensations équivalentes à la monte d’origine avec pompe à dépression et le test d’une Opel Ampera modifiée a révélé une meilleure progressivité et gestion des passages entre freinage électrique et mécanique.
Commande de soupapes Camcon déconnectée du vilebrequin
Les moteurs modernes à allumage commandé dispose de plus en plus souvent d’un déphaseur d’arbre à cames et parfois même de plusieurs profiles de levée de soupapes (notre dossier Les distributions à levées et durées d’ouverture variables). Cette variabilité permet à la fois d’améliorer le couple à très bas régime et faire en conséquence du downspeeding, de réduire le pompage et d’accroître l’EGR. Cependant, tous les systèmes aujourd’hui commercialisés font appel à l’arbre à cames, ce qui limite les progrès. La société Camcon Automotive a développé un actionneur appelé iAV (Intelligent Valve Actuation) capable d’actionner chaque soupape totalement indépendamment de la position du vilebrequin.
Le système utilise toujours un arbre à cames mais celui-ci est entraîné par un moteur électrique sous 12 volts. Le déphasage est réalisé par un contrôle ultra rapide de ce moteur qui permet de retarder ou d’avancer indépendamment les points d’ouverture et de fermeture de chaque soupape. La commande est de type desmodromique – pair de cames pour la levée et la descente de la soupape – pour contrer les très fortes accélérations et décélérations.
Roger Stone, directeur technique de Camcon, avance que ce système offre de nouvelles libertés de commande : « Il sera simple de passer le moteur en cycle 2 temps pour accroître la puissance sur une courte période, de faire un contrôle de la combustion HCCI en pilotant aussi les soupapes d’échappement ou de commuter en cycle Miller. » Ce dispositif est encore en développement et un prototype physique tourne sur un banc moteur.
L’embrayage piloté eClutch de Bosch permet de nouvelles fonctions
Le pilotage de l’embrayage des boîtes de vitesses manuelles a eu un petit succès à la fin des années 90, notamment sur la Renault Twingo Easy ou sur la Saab 900 Turbo. Le conducteur pouvait ainsi passer les rapports sans avoir à débrayer pour plus de facilité de conduite et sans risque de caler le moteur. Bosch remet au goût du jour ce principe en y apportant de nouvelles fonctions.
L’embrayage est toujours commandé par un récepteur hydraulique. Côté émetteur, la pression est générée par un moteur électrique déplaçant un piston. L’équipementier propose toujours ce système en combinaison avec une pédale. Celle-ci est totalement électromécanique et donne un retour de force équivalent à celle d’un diaphragme d’embrayage.
Ce développement permet de répondre à plusieurs demandes des constructeurs :
Les moteurs délivrant des couples toujours plus élevés, l’eClutch réduit l’effort à la pédale (maxi 100 N pour rester dans les ressentis habituels des consducteurs).
L’opération d’embrayage peut être automatique sur les deux premiers rapports afin de faciliter la conduite urbaine ou dans un bouchon (Stop-and-go).
La transmission peut être protégée des fort à-coups si la prédale est relâchée trop rapidement.
l’eClutch permet la fonction « coasting » lorsque l’accélérateur est relâché à moyenne et haute vitesse. Dans ce cas, l’embrayage s’ouvre et le véhicule n’est plus ralentit par le frein moteur. Cette possibilité permet réduire la consommation et les ingénieurs estiment que l’embrayage peut être ouvert pendant 7 à 10% du temps lors d’un cycle WLTC.
2èmes Rencontres Entreprises de la Filière Automobile de l’Allier, du Cher, de la Creuse et de la Nièvre
Les départements de l’Allier, du Cher, de la Creuse et de la Nièvre organisent le Vendredi 28 Juin 2013, à l’ISAT de Nevers, les 2èmes Rencontres Entreprises de la filière automobile. Cet événement sera présidé par Michel ROLLIER, Président de la Plateforme de la Filière Automobile et Président du Conseil de Surveillance de Michelin.
L’objectif de la 2èmes Rencontres Entreprises de la Filière Automobile est mettre en valeur leurs atouts, de montrer leur créativité, leur capacité d’innovation, et ainsi faire changer le regard porté sur des territoires aux richesses trop souvent méconnues. Différents domaines de coopération ont été identifiés et s’inscrivent dans deux catégories distinctes : les domaines qui concourent à l’aménagement territorial et aux grands équipements (infrastructures routière, ferroviaire, numérique,..) et les domaines qui relèvent de l’exercice de leurs compétences (politique de soutien à l’économie, politique d’accueil de nouvelles populations, enseignement supérieur...).
Au programme :
Une conférence sur les axes de recherche et les domaines d’avenir de la filière industrielle
Trois ateliers réunissant témoins et experts autour de thèmes qui collent à l’actualité : l’innovation et le nouveau modèle économique de la filière, les gains de productivité et l’optimisation des flux entre fournisseurs et donneurs d’ordres, les achats
Plus que jamais orientée vers les besoins de l’entreprise, cette seconde édition proposera des rendez-vous d’affaires préprogrammés aux participants
Les entreprises présenteront, dans le hall d’accueil, leurs produits et savoir-faire.
Le bus CAN est le protocole de transmission des données le plus répandu des systèmes multiplexés automobile. Il est connu pour sa fiabilité et son bon rapport coût/débit. La quantité d’information ne cessant d’augmenter, les constructeurs cherchent maintenant des systèmes à plus haut débit, ce qui explique l’arrivée du FlexRay et bientôt de l’attrayant Ethernet. En alternative, Bosch propose une version du CAN qui peut répondre en partie à la demande tout en restant à un coût abordable : le CAN FD (Flexible Data-rate). Ce bus à débit variable permet d’amener le débit en phase données à plus de 1 Mbit/s et de passer de 8 à 64 octets de long. Selon le système, il est ainsi possible de réduire le temps de chargement des logiciels ou d’accélérer la communication sur des lignes très longues.
La standardisation du CAN FD en tant qu’extension d’ISO 11898-1 est déjà en cours. Il a été fourni à plusieurs fabricants de puces électroniques et plusieurs outils d’analyse l’ont déjà intégré, notamment chez Vector ou ETAS. Les premiers microcontrôleurs avec support CAN FD seront disponibles à partir de fin 2013.
La polymérisation sous faisceau d'électrons EBC pour le durcissement des vernis
Les premières expériences menées autour des faisceaux d'électrons l'ont été déjà en 1920 aux États-Unis, mais ce n'est qu'en 1960 que l'on a tenté pour la première fois de faire durcir des vernis par le procédé EBC (Electron Beam Curing). La société suisse RadTech Europe souhaite montrer à l'industrie la qualité et la valeur ajoutée intrinsèques de cette solution.
Le procédé EBC présente un certain nombre d'avantages significatifs par rapport aux peintures humides et aux vernis en poudre. Il ne fait intervenir absolument aucun solvant, organique ou autre, ce qui le rend respectueux de l'environnement, sans émissions de CO2. Un autre avantage est la faible consommation d’énergie. Si des questions comme le refroidissement interviennent dans les calculs, les différences sont considérables. Les émissions de CO2 sont également plusieurs fois moindres.
En outre, les réactions de réticulation avec le procédé EBC sont rapides et complètes. Les autres avantages sont notamment la résistance aux rayures, la résistance chimique et la solidité des couleurs.
Les électrons sont générés par conduction d'un courant électrique à travers un filament de tungstène, puis accélération de celui-ci dans un champ électrique appliqué. Cette opération s'effectue dans une enceinte sous vide, fermée par une fenêtre en feuille en titane, perméable aux électrons. Le champ électrique à haute tension qui est appliqué détermine l'énergie des électrons, et dès lors, leur profondeur de pénétration dans l'encre ou le vernis à durcir. Pour les vernis et les encres, une tension de 70 kV à 300 kV est généralement adéquate. Elle donne une profondeur de pénétration d'environ 15 et 500 µm respectivement, encore que celle-ci dépende aussi de la densité du coating.
Les coûts initiaux qu'il implique restent un obstacle important à la conversion au procédé EBC. Ceux-ci sont liés à la chambre à vide, à l'alimentation haute tension et à l'obligation de créer une atmosphère inerte. Mais les avantages pris en compte, des questions comme la consommation d'énergie et l'absence de production d'eaux usées et d'émissions gazeuses vont peser d'un poids toujours plus lourd à l'avenir. Cette solution sera présentée au congrès-exposition bisannuel de RadTech Europe, qui se tient cette année du 15 au 17 octobre à Bâle (Suisse).
Au printemps 2013, Bosch a fabriqué plus d’un million radar à bande de fréquence 77 GHz. S’il a fallu 13 années pour atteindre ce chiffre, l’équipementier allemand estime qu’un second million sera atteint en seulement un peu plus d’un an, ce qui montre bien l’intérêt de la demande et les progrès techniques réalisés. La version longue portée LRR3 est la plus performante de la gamme avec une portée de 250 m sur un angle de 30°. C’est également le premier radar à utiliser la technologie silicium-germanium qui permet de réduire par deux les coûts de fabrication.
L’augmentation des ventes sera probablement obtenue avec l’introduction d’un radar moyenne portée (MRR) à moindre coût et poids (200 g. contre 280 g.). En cas d’utilisation à l'avant du véhicule, la portée du capteur peut atteindre 160 mètres pour un angle d’ouverture de 45°. Ce capteur permettra d’assurer les fonctions de freinage d’urgence automatique sur une plage de vitesse limitée et de régulateur adaptatif de vitesse jusqu’à 150 km/h. A partir de 2014, une version de radar arrière (100 m, 150°) pourra détecter l’approche des autres véhicules et alerter le conducteur en cas de changement de voie à risque.
Tous ces radars fonctionnent dans une bande de fréquence de 77 GHz car, selon Bosch, leurs capacités de discrimination des objets est trois fois supérieures et leur précision de mesure de la vitesse et de la distance est trois à cinq fois plus élevée que ceux à 24 GHz.
Notre dossier Les nouvelles assistances d’urgence et leurs capteurs.
Nombreuses innovations au symposium de la mécatronique de MMT
La mécatronique, omniprésente en automobile, est la science qui permet de commander des mouvements mécaniques à partir de signaux électroniques et informatiques. Il est ainsi possible de contrôler des systèmes complexes et puissants. Moving Magnet Technologies (MMT), société experte en électromagnétisme et qui fournit des solutions sous licence pour capteurs de position, moteurs électriques et actionneurs directs, organise à ce titre depuis 2011 un symposium sur la mécatronique au service du groupe motopropulseur automobile. La troisième édition du MMT Tech days a montré des futures applications et des résultats de recherches particulièrement intéressants.
PSA Peugeot Citroën était présent pour expliquer une des innovations scrutée par toute l’industrie automobile en ce moment : l’Hybrid Air. La présentation a notamment comparé cette hybridation à stockage pneumatique aux concepts électriques plus classiques et a dévoilé quelque peu la transmission du couple entre la voie totalement mécanique et celle en dérivation de puissance selon la vitesse. Le dispositif « hybride abordable » à 48 volts de Valeo, qui cible une baisse de la consommation de 13 à 15%, apportera également de nouvelles fonctions : coupure/redémarrage du moteur jusqu’à 70 km/h et compensation du temps de réponse du turbo à bas régime. Le module léger d’admission d’air de Mann Hummel gère un circuit EGR basse pression avec un seul actionneur.
Générateur haute vitesse en développement chez MMT
Un générateur capable de tourner à 75'000 tr/min a été présenté par MMT. Il est prévu pour équiper une turbine de récupération d’énergie à l’échappement. Le générateur est de type synchrone à aimants permanents. Le rotor est constitué d’une enveloppe en titane qui enferme seulement deux pôles alors que le rotor dispose de six bobines. Le rendement du prototype actuel atteint 90% à son régime le plus élevé et la puissance produite est à ce stade de 1 kW. L’objectif est de dépasser les 93% de rendement à partir de 20'000 tr/min et de délivrer 2,5 kW. La société Sonceboz, maison mère de MMT, a mis au point un modèle de moteur à courant alternatif sans balais (BLDC) capable de remplacer un autre à commutation mécanique. Cette solution « EasyPlug » avance les avantages du moteur BLDC et ajoute une connexion aux calculateurs aussi simple que celle des moteurs à balais. Le système « EasyPlug » testé sur un déphaseur d’arbre à cames Nissan réduit le poids et l’encombrement – la longueur passant de 106 mm à 70 mm – alors que la compatibilité électromagnétique est améliorée.
Capteur intégré de MMT
Plusieurs sessions étaient consacrées au développement de nouveaux capteurs. AMS a présenté un capteur pour direction à assistance électrique. Sa technologie spécifique 3D à effet Hall permet de mesurer une position absolue sur plusieurs tours. Un capteur compact, développé par MMT, peut être intégré dans un mécanisme, par exemple dans l’axe d’un piston d’une commande pneumatique de soupape de régulation de pression (wastegate) pour effectuer une mesure directe de la position.
Enfin, une revue passionnante de l’histoire des moteurs électriques a été exposée par le consultant Jim Hendershot. Il a ainsi été montré si le moteur électrique peut être classé en différentes familles (continu ou alternatif, synchrone ou asynchrone, avec ou sans balais), une multitude de technologies a été inventée et l’industrie automobile enrichie cette aventure.
Derniers développements du système de frein by-wire de Brembo
A plusieurs reprises nous avons traité le sujet du freinage by-wire. S’il n’y a pas d’application en vue à court terme, le nombre de développements montre que cette technologie permet de résoudre quelques problématiques à venir dans différents domaines : amélioration du comportement dynamique, réduction de la traînée, découplage de pédale pour les voitures hybrides et électriques, etc.
Brembo travaille ce sujet depuis 2001 où une version sous 42 volts avait été développée et la génération II de 2007 a marqué le retour au 12 volts. Le spécialiste italien met actuellement au point la troisième génération destinée à des voitures de haut de gamme et sportives. Une version en cours de développement a été présentée lors du symposium MMT Tech days 2013. Les roues avant conservent des étriers à commande hydraulique mais leur pression est générée par deux modules électro-hydrauliques logés dans le compartiment moteur. Ce choix permet de délivrer une puissance élevée dans un espace réduit.
Les roues arrière reçoivent des étriers électromécaniques, l’organe le plus complexe d’un freinage by-wire. L’actionneur est un moteur sans balais, légèrement déporté de l’étrier afin de limiter le transfert de chaleur. Son électronique de commande est placée directement au-dessus de l’actionneur et reçoit un isolement thermique.
L’actionneur de pédale peut recevoir un système de retour d’effort passif (ex. : ressort) mais un système actif permet de personnaliser le ressenti selon les cahiers de charges des constructeurs et par exemple d’informer de l’entrée en fonction de l’ABS.
PSA et 5 partenaires académiques créent un OpenLab Vibro-Acoustic-Tribology
En partenariat avec le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), l'Ecole Centrale de Lyon (ECL), l'École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE), l'Institut National des Sciences Appliquées (INSA) de Lyon et l'Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), PSA Peugeot Citroën a inauguré officiellement l'OpenLab "Vibro-Acoustic-Tribology@Lyon" (VAT@Lyon).
Cette cérémonie a été l'occasion d'officialiser le tournant qu'ont pris en 2012, avec la création de ce "laboratoire ouvert", les relations partenariales entre PSA Peugeot Citroën et les principaux laboratoires de recherche scientifique lyonnais actifs dans le domaine de l'acoustique, des vibrations et de la tribologie (science des frottements, usure et lubrification).
Le programme scientifique de l'OpenLab "VAT@Lyon" est structuré autour de 9 axes de recherche et d'innovation, transversaux aux différentes équipes de recherche. Ils permettent de couvrir le champ applicatif, potentiellement très large, des disciplines scientifiques en jeu.
Sont ainsi concernées les problématiques de :
réduction des pertes d'énergie par frottement dans les moteurs,
réduction des vibrations via des pièges à ondes de conception originale,
maîtrise et contrôle vibro-acoustique des machines tournantes (moteurs, boîtes de vitesses, transmissions à engrenages…)
modélisation physique de systèmes automobiles complexes (ayant, par exemple, des comportements chaotiques),
optimisation de la conception des nouvelles formes (en rupture) des véhicules, jusqu'aux problématiques sensorielles touchant à l'audition des automobilistes et au bruit d'origine aérodynamique.
Première détection des défauts de la chaussée sur la Mercedes Classe S
Outre ses innombrables fonctions ADAS innovantes, la nouvelle Mercedes Classe S est la première voiture au monde à détecter des bosses et nids de poule de la chaussée. Lorsque la fonction ROAD SURFACE SCAN détecte un défaut, le système d'amortissement adaptatif Plus, ou la version améliorée de la suspension pneumatique AIRMATIC, adapte le programme d’amortissement. La suspension peut ainsi absorber l’irrégularité pour ne pas la retransmettre aux occupants de la voiture. Ce système de suspension est disponible en option pour les modèles à huit cylindres.
Fonction ROAD SURFACE SCAN de la nouvelle Mercedes Classe S
L’état de la route est surveillé par une caméra stéréo, monté derrière le pare-brise, qui filme la route jusqu'à 15 mètres à l'avant du véhicule. Les images sont analysées en permanence et, si nécessaire, une commande est envoyée au calculateur de la suspension pour intégrer la meilleure stratégie d’amortissement. Une quantité d’information élevée devant être transmises rapidement, le constructeur a opté pour un Bus FLEXRAY de transmission des données.
La détection des irrégularités de la chaussée avait été présentée en 2007 sous le nom de Pre-Scan sur le concept-car F700, mais utilisait 2 capteurs laser logés dans le pare-chocs avant.
Livraison des 15 premiers Hyundai ix35 Fuel Cell en Europe
Hyundai Motor Company vient de livrer à la ville de Copenhague, au Danemark, ses premiers ix35 Fuel Cell. Les voitures ont été remises à la ville par Hyundai Motor Europe, filiale européenne de Hyundai Motor, à l’occasion de la cérémonie d'inauguration de la première infrastructure à hydrogène du Danemark.
Ces quinze Hyundai ix35 Fuel Cell sont les premières voitures à pile à hydrogène, fabriquées en série, à être introduites en Europe. « Hyundai Motor est persuadé que l'hydrogène est le carburant du futur pour l'Europe. La livraison de ces ix35 Fuel Cell est la preuve que nous disposons d'une solution répondant aux besoins de mobilité durable. » a annoncé M. Byung Kwon Rhim, Président de Hyundai Motor Europe.
Hyundai ix35 Fuel Cell
Depuis 2011, Hyundai Motor a conçu plusieurs prototypes de troisième génération de l'ix35 Fuel Cell, dans le cadre d'une série d'initiatives destinées à sensibiliser un large public aux avantages de l'hydrogène, mais aussi à favoriser l’émergence d'un réseau européen d'infrastructures à hydrogène. Le but est de démontrer l'utilisation pratique de ces voitures aux organisations publiques et privées. Hyundai prévoit de produire dans son usine d'Ulsan, située également en Corée, 1 000 ix35 Fuel Cell d'ici 2015.
L’ix35 Fuel Cell est équipé d'un moteur électrique de 100 kW (136 ch) et peut atteindre une vitesse maxi de 160 km/h. Les deux réservoirs de stockage d'hydrogène d'une capacité totale de 5,64 kg sont situés au centre de l'essieu arrière et permettent à la voiture de parcourir 594 km avec un plein. Le remplissage des réservoirs ne prend que quelques minutes.
Le Range Rover Sport indique la profondeur d’un gué
Le nouveau Range Rover Sport bénéficie d’une innovation exclusive : le système « Wade Sensing » qui indique au conducteur la profondeur d’un gué. Cette information est d’autant plus utile que ce modèle peut maintenant franchir des gués de 850 mm, soit 150 mm de plus qu’auparavant.
Le « Wade Sensing » utilise des capteurs dans les rétroviseurs extérieurs pour informer le conducteur quand il passe dans l’eau, particulièrement utile en cas de mauvaise visibilité ou la nuit. Un affichage et des alarmes alertent le conducteur de la montée de l’eau autour du véhicule. La caméra est également utilisée pour trois assistances à la conduite : l’avertisseur de changement de voie, la reconnaissance des panneaux de signalisation et l’assistance de phares automatique. Mais ce modèle
Le nouveau Range Rover Sport est le premier véhicule de son segment à être doté d’une structure tout aluminium. Combiné à des suspensions légères, son poids est 420 kg moindre à la version remplacée. Parmi les innovations favorisant l’allègement, figure l’utilisation, pour la première fois dans l'automobile, d’aluminium AC300 à haute résistance au sein de la structure. Autre première, les flancs de la carrosserie sont emboutis à partir d’un bloc d’aluminium - réduisant ainsi le nombre de joints et éliminant les assemblages complexes dans un souci de renforcement de l’intégrité structurelle.
