CALLAS : Le modèle de véhicule avancé pour la simulation

Pour tester et valider les systèmes automobiles et/ou réaliser des recherches sur les facteurs humains, les ingénieurs et chercheurs utilisent depuis des années la simulation. La simulation et les tests réels sont complémentaires ; elle permet d’émuler les équipements/modèles (par exemple, la chaîne cinématique, les capteurs, l’éclairage, etc.) présents dans les véhicules pour générer de nouvelles données dans des environnements intéressants qui pourraient être difficiles à créer dans le monde réel. La dynamique du véhicule est au cœur de la simulation automobile. Il s’agit de transformer les mouvements réels d’un véhicule en un modèle numérique pour tester/valider les équipements/modèles et garantir la continuité entre le modèle numérique et le véhicule réel.
Aujourd’hui, nos véhicules ne se composent plus seulement de pièces mécaniques, mais aussi de pièces mécaniques et électroniques. Cependant, les objectifs des ingénieurs automobiles restent les mêmes tout en évoluant. L’augmentation du niveau de sécurité de conduite, combinée à une demande croissante de confort de conduite ainsi qu’au développement des fonctions de conduite automatisée, nécessite des composants et des systèmes de châssis puissants et surtout sûrs. Cela implique un effort de développement énorme et un grand nombre de scénarios de test pour trouver la meilleure configuration pour les systèmes de suspension, de direction et de contrôle du châssis afin d’optimiser le confort de conduite global et l’expérience de conduite en fonction des préférences individuelles.
Chez AVSimulation, l’innovation est dans notre ADN et constitue le cœur de tout ce que nous faisons. AVSimulation joue un rôle essentiel dans l’industrie du transport en tant que concepteur de systèmes à forte valeur ajoutée. Faisant partie du groupe Sogeclair, nous opérons sur 27 sites d’ingénierie, de production et de services. Nous sommes présents dans 10 pays sur 5 continents. Au cours des 30 dernières années, notre équipe de plus de 100 experts s’est consacrée au développement et à la livraison de fonctionnalités de simulation de dynamique de véhicule pour répondre aux besoins automobiles et réduire le temps de mise sur le marché. Nous avons créé l’une des chaînes d’outils de simulation les plus grandes et les plus efficaces au monde : « SCANeR » et nous nous efforçons d’être les meilleurs dans la fourniture de plateformes de validation complètes et efficaces à nos clients. Bénéficiant de l’expérience unique de SERA-CD, AVSimulation est fier d’offrir CALLAS Vehicle Dynamics entièrement intégré dans SCANeR. Il est désormais compatible avec les applications en temps réel pour un processus complet de test et de validation tout au long du cycle V (au sein de la simulation) : de MiL à ViL.

Couplé À La Limite de l’Adhérence au Sol

Innovate > Simulate > Accelerate

En tant que modèle haut de gamme utilisé pour les simulateurs de conduite et l’ingénierie automobile de haut niveau, CALLAS couvre une gamme complète d’applications : camions, bus, voitures, sports motorisés, machines, tracteurs, remorques et véhicules militaires (comme les véhicules chenillés). CALLAS est un modèle non linéaire offrant des dynamiques verticales, latérales et longitudinales. Les degrés de liberté varient de 16 pour une voiture simple à plus de 100 pour des camions très détaillés (sans limitation), la complexité du modèle dépend des fonctionnalités activées par les ingénieurs. Son groupe motopropulseur peut être électrique ou à combustion, avec une gamme complète de schémas de transmission. Les types de suspension peuvent adopter toutes les géométries existantes : essieux rigides, roues indépendantes, chenilles, trains de traction hybrides, et plus encore. Peu importe votre application, CALLAS est toujours un mélange de modélisation fonctionnelle et multi-corps. L’objectif du concept de modélisation fonctionnelle est de fournir une méthode flexible pour configurer toute solution technologique ; cela est nécessaire durant le projet préliminaire. L’avantage de cette solution est d‘augmenter la vitesse de calcul sans impact sur la validité de la simulation. La description de chaque composant peut être :

  • Mesures / fiches techniques des fabricants.
  • Résultats issus de logiciels spécialisés de simulation / conception.
  • Modèle client (plug-in, logiciel externe, etc.).

La simulation multi-corps avec liens fonctionnels est un excellent compromis entre la modélisation multi-corps classique, qui est limitée à une architecture technologique et conduit à de longs temps de simulation, et la description fonctionnelle complète, qui est très rapide mais nécessite de nombreuses données. Chaque composant possède 3 niveaux de détail de modélisation pour s’adapter aux informations disponibles :

  • Simplifié : Le solveur CALLAS convertit les propriétés des composants en un modèle avancé.
  • Avancé : remplissage des tableaux à partir des mesures / fiches techniques des fabricants
  • Externe : modèle externe provenant de MATLAB/Simulink, FMI/FMU, et autres

Une API puissante permet aux utilisateurs de créer et d’externaliser leurs propres composants de véhicule (chaîne cinématique, suspensions, etc.). Elle est disponible en C/C++, MATLAB/Simulink ou FMI/FMU. Elle prend en charge la co-simulation ou l’interface plugin. Grâce à cette flexibilité, CALLAS est utilisé tout au long du cycle V, de MiL à ViL (statique ou dynamique).

CALLAS en un coup d’œil

  • 30 ans de recherche et de développement
  • Modéliser tout type de véhicule : sports motorisés, militaires, conduite routière, tout-terrain, et plus encore
  • Fonctionne sur tout type de plateforme : compatible avec les cibles en temps réel
  • Connecter tout type de Système Sous Test : de MiL à ViL
  • Modèle non linéaire : dynamiques verticales, latérales et longitudinales
  • Modélisation fonctionnelle et multi-corps : 3 niveaux de modélisation par équipement
  • Équipements complets : aérodynamique, transmission, pneus, moteur, suspensions, et plus encore
  • Outils intégrés complets pour :
    • Comparaison des modèles : rapport détaillé en format HTML
    • Bibliothèques de composants : équipements prêts à l’emploi pour un réglage personnalisé
    • Banc d’essai virtuel : pour chaque composant (cartographie moteur, courbes cinématiques, et plus)
    • Exploration paramétrique : générer, simuler, valider
    • Analyse : tracer des graphiques synchronisés, vues caméra, sons, exporter les données en CSV, et plus encore
  • Entièrement intégré dans SCANeR : bénéficie de l’édition de terrain, du générateur de surface de roulement, du concepteur de scénarios, des modèles de trafic et de conducteur, du créateur de storyboard, du sport motorisé, et plus encore
  • Entièrement optimisé pour SCANeR : retour de force optimal (volant, mouvement, etc.)
Focus sur les pneus
Capacités : Modèles et phénomènes supplémentaires
Modélisation de l’adhérence dans le modèle CALLAS

  • Modèle interne « CALLAS »
  • Modèles Pacejka
  • Externe

Définition de la géométrie

  • Dimensions du pneu
  • Masse et inertie

Paramètres des phénomènes supplémentaires

  • Rayon sous charge et rayon de roulement
  • Résistance au roulement
  • Système anti-crevaison
Modélisation interne de l’adhérence dans CALLAS

  • Longitudinal : Mu, Raideur de traction, Ratio de glissement optimal, Kx
  • Transversal : Tau, Raideur en virage, Angle de dérapage, Ky

Modélisation de l’adhérence avec Pacejka : Support de plusieurs modèles Pacejka

  • MF Tire 5.1, MF Tire 5.2
  • Michelin 93, Michelin 96
  • Pacejka 89, Pacejka 94
  • Flexibilité horizontale du pneu
  • Prise en compte de la largeur du pneu
  • Lecture volumétrique du sol
Surface de roulement : Motorsport

Sol meuble (Analytique, IRI) : Fonctionnel, Terramécanique

  • Profil de vitesse : évaluer les performances d’un véhicule dans des conditions réelles
  • Tour dynamique : évaluer le meilleur emplacement de freinage pendant la course, en tenant compte des contraintes de stabilité, avec un modèle de véhicule dynamique
  • Tour dynamique avec profil de vitesse : réaliser le meilleur temps au tour sur un circuit pour un véhicule défini
Conditions initiales : Éditeur de courbes
Personnaliser les conditions initiales des composants du véhicule : température de l’eau, de l’huile, etc. Lorsque les données sont une carte ou une courbe, elles peuvent être modifiées directement à l’aide de la souris sur les courbes ou avec un accès direct aux données numériques dans un tableur.

Un peu d’histoire

Propulsé par SCANeR, CALLAS aide les ingénieurs automobiles depuis plus de 30 ans à innover dans la dynamique des véhicules, à accélérer le processus d’itération pour améliorer les performances et la sécurité, et à réduire le temps de mise sur le marché de leurs solutions.

CALLAS est au cœur de plus de 500 publications scientifiques et est utilisé par 150 clients dans le monde avec plus de 2000 licences. Depuis 2009, SCANeR est conçu pour une utilisation optimale avec CALLAS (retours haptiques, performances, etc.) et inclut une offre complète de fonctionnalités pour corréler les tests au plus près de la réalité. La propriété intellectuelle de SCANeR et donc de CALLAS appartient entièrement à AVSimulation, ce qui nous permet de garantir à nos clients une intégration de nos solutions adaptée aux besoins de leurs écosystèmes.

Rédigé par Sylvain Philippe.

Nos principales références

Développement de nouveaux systèmes et produits intelligents dans le domaine du sport automobile
Simulation de mouvement pour la conduite militaire émissions de CO2

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