En route vers l’ordinateur roulant
Avec l’architecture zonale, cap sur le véhicule défini par logiciel
Les véhicules autonomes et réseautés sont l’étape suivante dans l’évolution de l’automobile. Pour en faire une réalité, de nombreux constructeurs misent sur un nouvel agencement de l’électronique automobile, l’architecture zonale ou en zones : au lieu d’équiper les véhicules en électronique de manière orientée sur le hardware, selon des fonctions (architecture de domaine), des zones sont formées qui s’orientent sur la position dans le véhicule. L’avantage : moins de câblage et moins d’appareils de commande (ECU), ainsi qu’une plus forte standardisation. Les véhicules actuels architecturés à l’ancienne contiennent jusqu’à 120 ECU différents ; entre-temps, le faisceau de câbles est devenu le deuxième composant le plus lourd après le moteur.
Moins de câbles
Le groupement de fonctions en zones réduit les frais d’appareils et de câblage, il prépare simultanément la voie au véhicule défini par logiciel et réseauté (SDN : software-defined networking). Dans l’architecture basée sur des zones, qui selon la société conseil S&P se rencontrait déjà en 2024 sur environ 38 % des véhicules construits dans le monde, un ordinateur central est relié avec des contrôleurs de zones performants qui pilotent les circuits sensoriels et les actionneurs. Les pionniers, en l’occurrence, sont surtout les constructeurs de véhicules électriques.
Pour pouvoir exploiter un tel réseau, il faut une grande puissance de calcul, de larges bandes de fréquence et une latence réduite. Pour la conduite autonome, il faut en plus des techniques réseau aptes à fonctionner en temps réel telles que l’Automotive Ethernet TSN (Time Sensitive Networking selon IEEE 802.1AS-2020). Au niveau des bus de terrain sont également appliquées des normes perfectionnées ou nouvellement développées comme les CAN FD et CAN XL, LIN (Local Interconnect Network) et PCIe (Peripheral Component Interconnect Express).
Plus de standardisation
Les architectures zonales requièrent la standardisation de véhicules, pour que de nouveaux modules et fonctions se laissent intégrer plus facilement et que des faisceaux de câbles (plus courts) puissent être fabriqués de façon automatisée. En outre, avec le véhicule défini par logiciel, les mises à jour du firmware et d’autres actualisations de logiciel peuvent avoir lieu « over-the-air » (OTA), donc par radio, avec en condition préalable une haute sécurité fonctionnelle selon ISO 26262.
Du côté du matériel sont nécessaires surtout des contrôleurs de zone et des passerelles entre zones performants (Edge Computing), qui opèrent avec des circuits hautement intégrés (SoC : System-on-Chip). Il faut en outre un système d’exploitation propre ainsi qu’un middleware ainsi nommé. Un middleware est un logiciel en mesure de servir d’intermédiaire entre différents applicatifs et systèmes, p. ex. des caméras, circuits sensoriels et la chaîne cinématique, et d’organiser l’échange de données entre eux.
Quel que soit le résultat de la conception concrète, il existe aussi, précisément dans la phase transitoire, des formes mixtes entre l’architecture de domaine et l’architecture zonale, et les faisceaux de câbles qui y participent doivent être intensément testés. Car plus les fonctions incorporées sont complexes, plus elles sont interconnectées en réseau et plus les pannes sont lourdes de conséquences.
Pour ces raisons, les tests des faisceaux de câbles sont vastes et diversifiés, et c’est là que l’expertise d’INGUN entre en jeu : le domaine d’affaires Wire Harness propose des solutions adaptées à différents scénarios et exigences.
Les tests suivants sont typiquement réalisés:
- Test de présence: Pour vérifier si des composants sont présents ou correctement positionnés, des pointes de détection (SKS) sont fréquemment mises en œuvre, qui suivant le scénario émettent le retour souhaité (capteur, générateur de signaux, etc.). Les SKS (switch probes en anglais) sont disponibles en différentes trames ainsi que comme contacts de repos ou de travail.
- Test de continuité (test de liaison): Le test de la continuité électrique peut avoir lieu avec des pointes de test enfichées ; toutefois, il est fréquemment réalisé avec des pointes de test à visser. Ces pointes garantissent la retenue sûr de la pointe de test dans la douille de contact enfichable pendant le test, ce qui est recommandable en particulier dans les applications incluant des vibrations ou des forces transversales et longitudinales inopinées.
- Test de position: Ce test sert à vérifier si les bornes de contact sont correctement positionnées dans le connecteur. Ici sont mises en œuvre des pointes de test à assiette également appelées pointes à tête en T ou aiguilles à assiette. Elles sont disponibles en différentes variantes.
- Test de poussée: Le contrôle de poussée sert à vérifier en plus si les bornes de contact sont correctement encrantées dans le connecteur enfichable, afin d’établir durablement le contact électrique. Ici, INGUN propose des pointes de poussée spéciales (push back probes en anglais) permettant de détecter un glissement indésirable des bornes de contact hors du connecteur.
- Test des cosses de câbles: La mise en contact des connecteurs enfichables comportant des bornes de contact d’une géométrie spécifique – c’est le cas des cosses de câbles – requiert un soin particulier. Pour éviter un endommagement, il faut que la pointe entre en contact frontalement avec la cosse de câble, sans pénétrer dedans. Les pointes de test INGUN sécurisées anti-torsion garantissent l’orientation précise ainsi qu’un test fiable réalisé avec ménagement.
- Test sur des connecteurs enfichables coaxiaux et de données: Les connecteurs enfichables coaxiaux comme les FAKRA possèdent un conducteur pour les signaux et un autre, extérieur, pour le blindage. Lors du contrôle de continuité, il faut s’assurer de la conductivité des deux conducteurs mais sans provoquer de court-circuit. Le test sous haute tension (Hipot-Test) sert à vérifier en plus l’isolation pour détecter précocement des erreurs ou défauts de production. Ces procédés valent également pour des connecteurs enfichables de données comme les H-MTD. Pour le test, des pointes dipolaires spéciales sont mises en œuvre, en option aussi pour les hautes tensions jusqu’à plusieurs kilovolts.
- Test d’étanchéité: Lors de la mise en œuvre de faisceaux de câbles à l’extérieur, par exemple dans le compartiment moteur, une protection sûre contre l’eau, la poussière et les facteurs environnementaux est décisive. Cette protection est obtenue par des moyens d’étanchéité sous forme de rubans, d’œillets passe-câbles (grommets) ou de connecteurs enfichables spécialement étanchés. Le test d’étanchéité (test de fuite) sert à vérifier leur efficacité, en générant via des pointes de test une surpression ou dépression dans des douilles étanches à l’air. Suivant la version, les douilles soit sont fermées soit elles présentent un alésage ensuite obturé par soudure.
L’architecture zonale rapproche l’industrie automobile du véhicule défini par logiciel, ce qui réduit les frais de câblage et standardise les interfaces. Afin que les nouveaux concepts soient mis en œuvre de manière fiable, il faut aussi que les éléments fondamentaux, dont les faisceaux de câbles, répondent aux normes qualité les plus sévères. Des tests poussés et précis veillent à ce que la sécurité, la connectivité et la durabilité soient garanties. INGUN propose à cette fin une vaste gamme de technologies de test qui seconde les fabricants dans toutes les phases de transformation, du véhicule classique architecturé en domaines à son homologue moderne en zones. De la sorte, la vision de l’ordinateur roulant devient progressivement une réalité.