VEHICLE FAILURE SYSTEM

VERS UNE SIMULATION AUTOMOBILE PLUS COMPLÈTE

Aujourd’hui, les simulations automobiles atteignent un niveau de réalisme impressionnant : les graphismes produisent des images quasi photoréalistes, tandis que le comportement dynamique des véhicules est reproduit avec une grande fidélité, notamment grâce à une gestion très précise des pneumatiques, de l’aérodynamique et des différents paramètres physiques.

Mais elle reste généralement conçue autour d’un principe simple : le véhicule fonctionne normalement.

Dans la plupart des plateformes de simulation automobile, les défaillances réelles restent peu ou pas représentées. Une crevaison imprévue, une perte d’alimentation électrique, une panne d’alternateur, des ratés de combustion, une limitation d’accélérateur, une dégradation thermique ou encore une coupure moteur ne font généralement pas partie d’un environnement de simulation global et exploitable.

Or, dans le réel, un véhicule ne fonctionne pas toujours dans ses conditions nominales. Une véritable simulation automobile devrait donc pouvoir reproduire non seulement les performances d’un véhicule en bon état, mais également son comportement lorsqu’un système commence à se dégrader ou tombe en panne. C’est précisément le travail que nous avons entrepris avec VEHICLE FAILURE SYSTEM.

UN SYSTÈME POUR INJECTER DES DÉFAILLANCES

ASSETTO CORSA

La plateforme ASSETTO CORSA constitue pour cela une base particulièrement intéressante. Sa conception permet d’accéder à de nombreuses fonctions physiques et de développer des systèmes supplémentaires autour du véhicule. Notre connaissance approfondie de cette plateforme nous permet aujourd’hui d’aller plus loin que la simple modélisation d’un véhicule.

LISTE DES PANNES POSSIBLES

  • PANNE MOTEUR

  • PANNE ÉLECTRIQUE

  • DÉGRADATION THERMIQUE

  • CREVAISON

  • PERTE DE PUISSANCE

  • DÉFAUT DE COMBUSTION

  • PERTE DE TRANSMISSION

VISUEL DANS ASSETTO CORSA

VEHICLE FAILURE SYSTEM

Nos modules de création de pannes diverses dans ASSETTO CORSA

NOS MODULES DE DÉFAUTS MÉCANIQUES

MODULE VEHICLE FAILURE SYSTEM

VEHICLE FAILURE SYSTEM module panne

module système mécanique dans ASSETTO CORSA

PERTE DE PUISSANCE

Dans ce scénario, le moteur conserve son fonctionnement mais sa puissance disponible est réduite. La réduction est directement appliquée au comportement du véhicule et devient immédiatement perceptible en accélération.

COUPURES INTERMITTENTES

Dans ce scénario, le moteur subit des interruptions irrégulières de puissance. Contrairement à une simple réduction permanente, la puissance alterne entre fonctionnement normal et coupure. Le graphe permet de visualiser précisément les différentes interruptions.

RATÉS DE COMBUSTION

Dans ce scénario, le moteur ne coupe pas complètement mais délivre une puissance instable. Le couple disponible fluctue de manière irrégulière afin de reproduire un fonctionnement dégradé pouvant être associé à un problème d’allumage, d’injection ou de combustion.

LIMITATION ACCÉLÉRATEUR

Dans ce scénario, la puissance moteur reste théoriquement disponible, mais la commande d’accélérateur est plafonnée. La différence entre demande accélérateur et accélérateur effectif permet de visualiser clairement la limitation.

DÉFAUT THERMIQUE

Dans ce scénario, le système peut également provoquer une dégradation progressive du refroidissement. La puissance disponible peut être automatiquement réduite lorsque les seuils définis sont dépassés. Les températures d’eau et d’huile augmentent alors progressivement et entraînent différentes phases de protection :

NORMAL

ALERTE

DÉGRADÉ

CRITIQUE

COUPURE

COUPURE MOTEUR

Dans ce scénario, la coupure moteur provoque une suppression complète du couple disponible. Le véhicule poursuit naturellement son déplacement sur son inertie, mais aucune puissance motrice n’est plus transmise.

MODULE MOTEUR

On retrouve les données suivantes

  • régime moteur
  • demande accélérateur
  • accélérateur effectif
  • puissance disponible
  • état moteur

VEHICLE FAILURE SYSTEM module moteur

MODULE REFROIDISSEMENT & HUILE

on retrouve les données suivantes

  • température d’eau
  • température d’huile
  • pression d’huile
  • charge thermique
  • état thermique

VEHICLE FAILURE SYSTEM module huile eau

MODULE TURBO

On retrouve les données suivantes

  • Pression de suralimentation

VEHICLE FAILURE SYSTEM module turbo

MODULE BOITE DE VITESSE

On retrouve les données suivantes

  • régime moteur
  • état de l’embrayage
  • rapports de la boite

VEHICLE FAILURE SYSTEM module vitesse

NOS MODULES DE DÉFAUTS ÉLECTRIQUES

Le système ne se limite pas au fonctionnement mécanique du moteur. Nous avons également développé un modèle électrique simplifié permettant de suivre la batterie, l’état de charge, l’alternateur, l’allumage, la pompe à carburant et l’ECU, afin d’y injecter différents scénarios de panne.

LE MODULE GESTION ÉLECTRIQUE

  • tension batterie
  • état de charge
  • alternateur
  • allumage
  • pompe à carburant
  • ECU

VEHICLE FAILURE SYSTEM module electrique

module système électrique dans ASSETTO CORSA

DÉFAUT ALTERNATEUR

L’alternateur cesse de charger la batterie. La tension diminue progressivement. Lorsque la réserve électrique devient insuffisante, le fonctionnement moteur commence à se dégrader avant d’aboutir à une coupure.

PANNE D’ALLUMAGE

L’alimentation de l’allumage est supprimée et provoque immédiatement l’arrêt du moteur.

PANNE ECU

Une perte d’alimentation du calculateur entraîne une coupure immédiate du moteur.

PANNE DE POMPE À CARBURANT

La perte de la pompe à carburant provoque une diminution progressive de la capacité du moteur à fonctionner, avant extinction complète.

VIDEO POMPE ESSENCE HS DANS ASSETTO CORSA

NOS MODULES DE DÉFAUTS PNEUMATIQUES

LE MODULE DES PNEUS

  • pression des quatre roues
  • température
  • état
  • détection de crevaison

VEHICLE FAILURE SYSTEM module pneu

module des pneus dans ASSETTO CORSA

Un mode de crevaison aléatoire est également disponible. La roue concernée n’est pas simplement déclarée en défaut dans l’interface : la crevaison est directement appliquée à la physique du véhicule. Ses conséquences deviennent alors perceptibles sur la stabilité, la direction, le freinage, les changements d’appui et le comportement général du véhicule. C’est précisément ce type d’événement qui rapproche davantage la simulation d’une situation réelle et imprévisible.

VIDEO D’UNE CREVAISON SOUS ASSETTO CORSA

UN OUTIL DE FAULT INJECTION

VEHICLE FAILURE SYSTEM module panne

Le module qui permet de lancer des pannes mécaniques

L’intérêt du système est surtout de pouvoir reproduire des situations difficiles, coûteuses ou risquées à provoquer volontairement sur un véhicule réel. On peut ainsi travailler sur :

  • le diagnostic
  • l’analyse de défauts
  • la compréhension des conséquences d’une panne
  • la réaction du pilote
  • le comportement dynamique du véhicule
  • la validation de stratégies de protection
  • la formation
  • la répétabilité des essais

Le système constitue également une base pour des scénarios beaucoup plus avancés. À terme, plusieurs modes d’utilisation peuvent être envisagés.

MODE MANUEL

L’ingénieur ou l’opérateur déclenche directement le défaut pendant le roulage.

MODE SCÉNARIO

Le défaut intervient selon une condition prédéfinie :

temps · tour · vitesse · température · position piste · autre événement

MODE ALÉATOIRE

Le pilote ignore quel défaut va apparaître et à quel moment. Cette approche ouvre notamment la possibilité de travailler sur la réaction du pilote face à une situation inattendue.

VIDÉO D’UNE PANNE SUR LA POMPE A EAU

VIDÉO D’UNE PANNE SUR LA BOITE DE VITESSE

VIDÉO DE PLUSIEURS PANNES MOTEUR

DE LA SIMULATION NOMINALE À LA SIMULATION DE DÉFAUTS

Jusqu’à présent, une grande partie de la simulation automobile s’est concentrée sur une question :

COMMENT REPRODUIRE LE PLUS FIDÈLEMENT POSSIBLE UN VÉHICULE LORSQU’IL FONCTIONNE CORRECTEMENT ?

Avec le VEHICLE FAILURE SYSTEM, nous ajoutons progressivement une seconde question :

COMMENT SE COMPORTE CE MÊME VÉHICULE LORSQU’UN DE SES SYSTÈMES COMMENCE À DÉFAILLIR ?

Moteur, alimentation électrique, refroidissement, pneumatiques… L’objectif est progressivement de faire évoluer la simulation d’un modèle purement nominal vers un environnement capable de reproduire également des situations dégradées, des défauts et des pannes physiques. C’est pour nous une nouvelle étape dans le développement de la simulation automobile sur ASSETTO CORSA.

UNE SIMULATION PLUS COMPLÈTE NE DOIT PAS SEULEMENT REPRODUIRE LA PERFORMANCE D’UN VÉHICULE.

ELLE DOIT ÉGALEMENT ÊTRE CAPABLE DE REPRODUIRE SES DÉFAILLANCES.

J3DMODDING : entreprise française spécialisée en modélisation 3D et ingénierie de la performance automobile. Modélisation de circuits automobiles • Modélisation de véhicules • Photogrammétrie et LiDAR • Télémétrie de course