Tendances actuelles
L’avenir : steer-by-wire
26 mars 2024 agvs-upsa.ch – Les directions n’ont connu que peu d’innovations visibles au cours des dernières décennies. On remarque surtout le passage des systèmes de direction assistée hydraulique aux équivalents électromécaniques, les directions à superposition et l’arrivée des quatre roues motrices. À l’avenir, la colonne de direction sera supprimée. Il en résulte de nouveaux degrés de liberté pour les développeurs, notamment pour les véhicules à conduite autonome. Andreas Senger
La direction des futurs véhicules en tant que solution steer-by-wire permettra une plus grande interconnexion avec les autres systèmes de contrôle du châssis et les systèmes d’assistance à la conduite. Photo : ZF
La direction étant un élément essentiel de la sécurité, elle est réglementée par le législateur et les innovations et les nouveaux développements nécessitent d’abord des adaptations en matière de réglementation. Jusqu’à présent, la norme ECE-R-79 exigeait qu’il y ait une liaison mécanique entre le volant et le boîtier de direction afin de garantir une intervention sur la direction en cas de défaillance des systèmes électroniques et électriques. Il y a environ 35 ans, l’introduction en série des quatre roues motrices était donc de nature purement mécanique. En 1987, un arbre de direction supplémentaire de l’essieu avant à l’essieu arrière a permis à la Honda Prelude, en cas de faible braquage de l’essieu avant, de braquer les roues de l’essieu arrière dans le même sens afin d’avoir un effet stabilisateur lors des changements de voie et de réduire les réactions de changement de charge. En cas de braquage plus important pour manœuvrer, les roues arrière braquaient en sens inverse de l’essieu avant afin de raccourcir virtuellement l’empattement et de faciliter le stationnement du véhicule. Mitsubishi comme Mazda ont par la suite construit un système similaire. Les systèmes mécaniques ont été remplacés depuis longtemps par des directions d’essieu arrière actionnées par des moteurs électriques. Alors que les premières applications autorisaient des angles de ±3°, les angles actuels sont d’environ ±10° ou plus.
La suppression de l’assistance de direction hydraulique a également favorisé la possibilité d’utiliser la force d’assistance non seulement en fonction de la vitesse, mais aussi de beaucoup plus de paramètres. Ceux qui se souviennent savent que les premières aides de direction électromécaniques présentaient une sensation de retour synthétique. Un feedback des roues avant était à peine possible. Les systèmes d’assistance à la direction, stigmatisés pour leur manque de sensibilité, ont toutefois été continuellement améliorés et atteignent aujourd’hui un niveau qui non seulement procure une sensation et un toucher de direction directs, mais permet également de programmer des forces de rappel variables et d’adapter individuellement le système au caractère du modèle de véhicule.
Le développement des systèmes de direction a ensuite abouti aux systèmes de direction à superposition. Au moyen d’un renvoi d’angle ou d’un engrenage planétaire, un angle de braquage supplémentaire pouvait être généré dans la colonne de direction par un moteur électrique ou la direction pouvait être conçue de manière plus indirecte en supprimant l’angle de braquage. Ces systèmes étaient toutefois très compliqués et les clients devaient d’abord s’habituer à amener les roues à leur angle de braquage maximal en un demi-tour de volant à basse vitesse. L’avantage : lors des manœuvres, de faibles angles de braquage suffisaient. À grande vitesse, une manœuvre de direction brusque ne permettait qu'un angle de braquage des roues réduit. Mais cette idée ne s’est pas imposée et, dans les départements de développement, on ne s’est pas acharné sur l’idée de la direction par superposition, car on s’est attaqué à l’étape suivante, le steer-by-wire. Depuis plusieurs années, les équipementiers et les constructeurs automobiles ont travaillé sur le découplage du volant et du boîtier de direction, et les systèmes ont été développés jusqu’à la production en série.
Cliquez ici pour lire le rapport complet [PDF].
La direction des futurs véhicules en tant que solution steer-by-wire permettra une plus grande interconnexion avec les autres systèmes de contrôle du châssis et les systèmes d’assistance à la conduite. Photo : ZF
La direction étant un élément essentiel de la sécurité, elle est réglementée par le législateur et les innovations et les nouveaux développements nécessitent d’abord des adaptations en matière de réglementation. Jusqu’à présent, la norme ECE-R-79 exigeait qu’il y ait une liaison mécanique entre le volant et le boîtier de direction afin de garantir une intervention sur la direction en cas de défaillance des systèmes électroniques et électriques. Il y a environ 35 ans, l’introduction en série des quatre roues motrices était donc de nature purement mécanique. En 1987, un arbre de direction supplémentaire de l’essieu avant à l’essieu arrière a permis à la Honda Prelude, en cas de faible braquage de l’essieu avant, de braquer les roues de l’essieu arrière dans le même sens afin d’avoir un effet stabilisateur lors des changements de voie et de réduire les réactions de changement de charge. En cas de braquage plus important pour manœuvrer, les roues arrière braquaient en sens inverse de l’essieu avant afin de raccourcir virtuellement l’empattement et de faciliter le stationnement du véhicule. Mitsubishi comme Mazda ont par la suite construit un système similaire. Les systèmes mécaniques ont été remplacés depuis longtemps par des directions d’essieu arrière actionnées par des moteurs électriques. Alors que les premières applications autorisaient des angles de ±3°, les angles actuels sont d’environ ±10° ou plus.
La suppression de l’assistance de direction hydraulique a également favorisé la possibilité d’utiliser la force d’assistance non seulement en fonction de la vitesse, mais aussi de beaucoup plus de paramètres. Ceux qui se souviennent savent que les premières aides de direction électromécaniques présentaient une sensation de retour synthétique. Un feedback des roues avant était à peine possible. Les systèmes d’assistance à la direction, stigmatisés pour leur manque de sensibilité, ont toutefois été continuellement améliorés et atteignent aujourd’hui un niveau qui non seulement procure une sensation et un toucher de direction directs, mais permet également de programmer des forces de rappel variables et d’adapter individuellement le système au caractère du modèle de véhicule.
Le développement des systèmes de direction a ensuite abouti aux systèmes de direction à superposition. Au moyen d’un renvoi d’angle ou d’un engrenage planétaire, un angle de braquage supplémentaire pouvait être généré dans la colonne de direction par un moteur électrique ou la direction pouvait être conçue de manière plus indirecte en supprimant l’angle de braquage. Ces systèmes étaient toutefois très compliqués et les clients devaient d’abord s’habituer à amener les roues à leur angle de braquage maximal en un demi-tour de volant à basse vitesse. L’avantage : lors des manœuvres, de faibles angles de braquage suffisaient. À grande vitesse, une manœuvre de direction brusque ne permettait qu'un angle de braquage des roues réduit. Mais cette idée ne s’est pas imposée et, dans les départements de développement, on ne s’est pas acharné sur l’idée de la direction par superposition, car on s’est attaqué à l’étape suivante, le steer-by-wire. Depuis plusieurs années, les équipementiers et les constructeurs automobiles ont travaillé sur le découplage du volant et du boîtier de direction, et les systèmes ont été développés jusqu’à la production en série.
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