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Comment construire un meilleur actionneur de parc avancé pour simplifier l’adoption des transmissions de nouvelle technologie



Stoneridge, Inc. a conçu un actionneur Park suffisamment solide pour être installé à l’intérieur des transmissions de voiture.

Les transmissions automatiques planétaires traditionnelles comprennent un cliquet « Park », qui sert d’engrenage stationnaire pour maintenir la voiture en place lorsqu’elle est arrêtée. Mais la prolifération d’alternatives de transmission, notamment les transmissions à double embrayage, les transmissions à variation continue et les transmissions à une vitesse pour véhicules électriques, a compliqué les solutions pour mettre une voiture en stationnement.

Nous avons lancé un appel au fournisseur de modules de parc Stoneridge, Inc. pour savoir comment cette catégorie d’actionneurs évolue en réponse à ces nouveaux développements sur le marché automobile. Ils ont fourni le responsable de la gamme de produits pour les actionneurs de dispositifs de contrôle, Scott Skelton, pour nous renseigner.

Design News : Quelles sont les lacunes actuelles des modules de parc et des actionneurs de transmission ?

Scott Skelton: Alors que les équipementiers et les fabricants de transmissions conçoivent la prochaine génération de transmissions, y compris les boîtes de vitesses électriques, le système de changement de vitesse subit une perturbation majeure. Et, bien que cette transformation soit répandue dans toutes les technologies de propulsion, elle est particulièrement évidente dans les véhicules électrifiés où les fournisseurs de transmission non traditionnels doivent se conformer aux exigences du système de parc FMVSS 114.

Un thème commun au sein de l’industrie est d’utiliser des actionneurs montés à l’extérieur pour actionner la fonction de verrouillage de stationnement. Dans une telle conception, une tringlerie passe de l’extérieur vers l’intérieur de la transmission, et les véhicules peuvent rencontrer des problèmes de fuite ou de contamination. En raison du montage externe, les actionneurs peuvent générer des bruits ou des vibrations notables. Un inconvénient supplémentaire de nombreux actionneurs de transmission est que la vitesse d’actionnement est relativement lente, ce qui limite la manière dont l’actionneur peut être utilisé.

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Stoneridge, Inc. Responsable de la gamme de produits pour les actionneurs de dispositifs de contrôle, Scott Skelton.

DN : Comment réduire la complexité et améliorer la fiabilité ?

Scott Skelton : Stoneridge remet en question les normes acceptées dans l’architecture des systèmes de transmission, offrant aux OEM de nouvelles opportunités de flexibilité de conception et d’optimisation de l’emballage pour réduire la complexité des composants et du système. Notre équipe apporte des connaissances au niveau des véhicules, des systèmes et des composants à chaque développement, permettant des solutions évolutives, flexibles et puissantes.

Par exemple, lorsque le levier de vitesses traditionnel d’un véhicule est simplifié en une série de boutons ou un cadran de changement de vitesse, les câbles reliant le levier de vitesses à la transmission sont supprimés.

En conséquence, le système autrefois purement mécanique est remplacé par un système électronique. En plus d’augmenter la fiabilité, il augmente également la capacité. Cela inclut des fonctionnalités automatisées, telles que l’aide au stationnement et la conduite automatisée, car elles nécessitent des capacités « par fil ». De plus, la sécurité du véhicule et du système augmente, car cela permet au système de s’assurer que le stationnement est activé lorsque le conducteur sort du véhicule au lieu de se fier à l’opération manuelle du conducteur.

De plus, l’actionneur de verrouillage de stationnement est un élément essentiel au fonctionnement sûr du véhicule. Le module de stationnement intégré (IPM) de Stoneridge est une extension du mécanisme de stationnement et de verrouillage de stationnement, ce qui peut entraîner des forces importantes transmises à l’actionneur lorsque le véhicule est placé en stationnement alors qu’il est en mouvement. Les forces élevées nécessitent une conception mécanique extrêmement robuste, une conception plus sophistiquée que celle généralement requise pour un actionneur de verrouillage de parc externe.

DN : Comment avez-vous surmonté les défis techniques de durcissement du module pour l’installation à l’intérieur de la transmission ?

Scott Skelton : Le développement de l’IPM de Stoneridge a été un exploit majeur en matière de développement de matériel et de système. Il a fallu l’intégration d’une complexité électronique et mécanique de haut niveau pour garantir que le système fonctionne de manière sûre et fiable tout en ayant une exigence de durabilité pour garantir que l’IPM survivra à la transmission.

Bien qu’il s’agisse d’un formidable défi, placer ce système à l’intérieur d’une transmission a ajouté une autre dimension d’obstacles techniques. En conséquence, le développement de l’électronique et du moteur était beaucoup plus exigeant que pour un actionneur externe, et l’invention était nécessaire pour répondre à ces préoccupations. Pourtant, l’installation à l’intérieur de la transmission en présence de liquide de transmission était un avantage en raison de la nature lubrifiante et anticorrosive du liquide.

Spécifiquement à l’IPM, il y avait quatre principaux défis à relever :

  • Matériaux : Certains matériaux, tels que certains types de plastiques, ne sont pas compatibles avec le liquide de transmission. Par conséquent, nous avons dû sélectionner spécifiquement des qualités de plastiques compatibles.
  • Moteur : Nous n’avons pas pu mettre en œuvre le type de moteur traditionnellement utilisé pour ce type d’actionneur en raison de la présence de liquide de transmission. En conséquence, nos ingénieurs ont été chargés de trouver des matériaux et des méthodes pour fournir une puissance suffisante sans être vulnérables aux conditions environnementales présentes dans la transmission. Cela a abouti à une conception de moteur entièrement nouvelle et unique capable de répondre aux exigences de température, de durabilité et de fiabilité.
  • Électronique : Comme le moteur, l’électronique n’est pas durable en présence de liquide de transmission. Comme nous n’avons pas scellé l’actionneur, nous avons dû trouver un revêtement qui survivrait en tant que barrière entre le liquide de transmission et l’électronique. Cela a pris une quantité importante de R&D pour développer et tester un revêtement qui survivrait.
  • Intégration : Les actionneurs de transmission sont souvent choisis tard dans le cycle de développement. Il en résulte qu’ils sont sous-optimisés en ce qui concerne les exigences d’emballage et d’intégration. En travaillant avec les clients dès le début du processus de développement, nous avons prouvé notre capacité à optimiser les capacités de l’actionneur et du système.

Bien que les défis ne manquaient pas dans ce développement, Stoneridge a tiré parti de nos connaissances approfondies au niveau des véhicules, des systèmes et des composants pour surmonter systématiquement les obstacles techniques rencontrés pendant le développement.

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Le module de parc interne de Stoneridge.

DN : Cette solution a-t-elle des implications en termes de coût ou de facilité d’entretien ?

Scott Skelton : Les solutions d’actionneurs mécaniques sont souvent complexes et souffrent de problèmes de fiabilité et de qualité en raison de leurs liaisons mécaniques. En éliminant ces liaisons et en les remplaçant par une solution Stoneridge – électronique et logicielle – nous sommes en mesure d’obtenir des avantages de robustesse et de fiabilité au niveau du système.

La nature interne d’un produit au sein de la transmission a des implications sur la maintenance au niveau des composants, mais cette robustesse et fiabilité améliorées au niveau du système est une caractéristique difficile à atteindre autrement.

DN : Quels fournisseurs de transmissions ou équipementiers automobiles ont manifesté leur intérêt, ou lesquels fournissez-vous actuellement des produits antérieurs ?

Scott Skelton : Stoneridge est depuis longtemps à la pointe des technologies d’actionnement de la transmission et de la transmission, fournissant des systèmes indépendants de la propulsion qui peuvent être exploités dans les véhicules ICE, hybrides et électriques. Grâce à une connaissance inégalée de l’intégration de systèmes et des architectures de groupes motopropulseurs, nous sommes en mesure de concevoir et de fournir des solutions plus efficaces et flexibles.

Stoneridge est actuellement en production avec trois grands équipementiers pour ses solutions Internal Park Module et Shift-by-Wire, y compris pour cinq plates-formes de véhicules électriques – trois en production et deux en développement.

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