À mesure que les voitures évoluent vers des ordinateurs roulants, des innovations telles que des suspensions capables de s'adapter de manière indépendante aux conditions de la route et des moteurs d'une précision inégalée permettent de nouvelles capacités.

MOZA, développeur de cardans et d'équipements de simulation de course, contribue à cette évolution. S'appuyant sur sa connaissance du retour haptique de précision, MOZA s'est lancé dans des technologies au cœur des transmissions directes et des automobiles modernes.

Depuis 2018, l'entreprise investit dans le développement d'un système de suspension active utilisant des actionneurs indépendants pour améliorer la qualité et la stabilité de conduite. Ce système est désormais appliqué à des domaines émergents comme la conduite autonome. Par ailleurs, MOZA est un pionnier des moteurs à entraînement direct, des rotors et des logiciels de retour de force avancés pour le marché de la simulation.

Grâce aux avancées en science des matériaux ainsi qu’en ingénierie matérielle et logicielle, MOZA se positionne à l’intersection de la mobilité durable et d’un métavers immersif.

Les avantages de la technologie Direct Drive

Les systèmes à entraînement direct offrent des avantages significatifs par rapport aux transmissions traditionnelles par courroie et par engrenages. Le couplage direct du moteur à l'arbre de sortie évite toute distorsion mécanique ni dispersion de puissance. Cela permet une précision de couple inégalée et des temps de réponse mesurés en microsecondes plutôt qu'en millisecondes.

Plus précisément, examinons la base MOZA Direct Drive :

S'appuyant sur une gamme d'innovations exclusives allant des matériaux avancés aux logiciels, les bases à entraînement direct MOZA libèrent tout le potentiel de cette technologie.

Leurs servomoteurs phares R21, R16 et R12 génèrent des couples de sortie soutenus de pointe de 21 Nm, 16 Nm et 12 Nm respectivement. Les performances brutes sont ensuite affinées grâce aux avancées en matière de conception du rotor et d'algorithmes de contrôle.

Voici quelques-unes des principales caractéristiques des bases à entraînement direct MOZA :

Systèmes moteurs de précision à couple élevé

Les servomoteurs à entraînement direct de MOZA atteignent des couples remarquablement élevés grâce à l'optimisation des sous-systèmes électromagnétiques et mécaniques. Les rotors à aimant permanent néodyme à intérieur incliné de 12 à 36 pôles présentent une segmentation oblique brevetée pour minimiser l'encoche et assurer une distribution fluide du couple.

Associé à des modules de capteurs de qualité aérospatiale et à des bobinages en cuivre concentré profilé, le couple est délivré sur toute la plage de fonctionnement, de 0 à 350 tr/min. L'approche électromécanique unifiée permet une précision réactive inégalée par ses homologues.

C'est cette technologie que l'on retrouve dans la Tesla Model S, permettant au véhicule d'atteindre 60 miles par heure en moins de deux secondes avec plus de 1 000 chevaux.

Blindage du rotor en fibre de carbone

Pour éviter une dégradation progressive des performances due à la surchauffe du rotor, MOZA utilise un manchon en fibre de carbone dans ses moteurs de simulation à entraînement direct de haute précision. Avec un module de traction plus de 70 fois supérieur à celui des non-tissés classiques, ce matériau aérospatial préserve l'intégrité structurelle sur des millions de tours à grande vitesse, permettant ainsi la puissance soutenue nécessaire aux courses virtuelles immersives.

Le stratifié en fibre de carbone unidirectionnel présente également une faible conductivité électrique, ce qui permet d'obtenir une géométrie de champ magnétique uniforme et optimale, sans altérer la densité du flux ni induire de courants de Foucault, contrairement aux boîtiers métalliques traditionnels, qui altèrent les performances. Cela permet une précision dynamique et une puissance soutenue pour des expériences de course virtuelle immersives.

Le matériau préimprégné en fibre de carbone personnalisé présente des rapports résistance/poids exceptionnels, 5 fois plus résistants que l'acier, tout en minimisant les interférences avec les composants électromagnétiques inclus.

Technologie des poteaux inclinés

En 2021, le monde de la simulation de course a connu une avancée majeure avec la première implémentation de la technologie de pointe des pôles inclinés dans les moteurs. La technologie brevetée du moteur à pôles inclinés MOZA R21 a permis d'améliorer la précision de l'entraînement direct, établissant une nouvelle norme, suivie par les MOZA R16 et R12.

La technologie des pôles inclinés, ou conception à pôles obliques, s'écarte de l'uniformité traditionnelle des rotors de moteurs. Plus précisément, le rotor du moteur MOZA R21 présente une conception innovante, segmenté en portions irrégulières, chacune inclinée selon un angle précis. Cette approche unique de la structure du rotor réduit considérablement le couple de cogging, l'ondulation de couple, les vibrations électromagnétiques et le niveau sonore général du moteur.

Micrologiciel propriétaire NexGen Force Feedback

Les MOZA R21, R16 et R12 se distinguent par leur transmission directe robuste et leur support logiciel complet. Pour simuler des sensations de conduite réalistes, un contrôle logiciel en temps réel avancé est nécessaire. Pour y parvenir, le micrologiciel NexGen Force 2.0 du MOZA utilise un processeur de 280 MHz capable de fournir plus de 10 000 paramètres de couple par seconde, garantissant une communication de retour de force quasi simultanée, avec un délai de réponse dynamique quasi nul.

Un noyau temps réel déterministe permet une planification précise de l'acquisition des capteurs, du traitement du signal, de la modélisation physique et des paquets de sortie haptique en quelques microsecondes. Cette optimisation extrême produit un retour de force organique indiscernable de celui d'un véhicule réel. Accessible sur toutes les bases MOZA grâce à des mises à jour pratiques du firmware, cette innovation élimine le besoin de remplacement du matériel.

Réconciliation des signaux en plusieurs étapes

La conversion de la physique simulée en sensations haptiques nécessite l'extraction des signaux à partir du bruit. Le micrologiciel NexGen applique un traitement numérique du signal multi-débit pour décoder la texture de la route et les événements de perte de traction à partir du spectre vibratoire.

Le traitement numérique du signal en plusieurs étapes isole les distorsions électriques et mécaniques avant qu'un filtre adaptatif ne réconcilie les données d'entrée avec la physique logicielle du véhicule pour un retour de force synchronisé et réaliste. Cette approche en plusieurs étapes préserve les détails haute fréquence comme les décalages latéraux, tout en lissant le son pour une meilleure jouabilité.

Algorithmes de contrôle prédictif de modèles

La conversion d'un signal vibratoire réconcilié en retour haptique réaliste nécessite une simulation physique et une optimisation. Le firmware NexGen crée un modèle de véhicule virtuel qui prédit le comportement réel grâce à la télémétrie des capteurs.

Un contrôleur prédictif calcule ensuite les signaux de couple optimaux correspondant à la réponse attendue, en manipulant des vecteurs en temps réel, tels que l'amortissement variable en fonction de la vitesse et les effets d'inertie sans latence. Les joueurs peuvent personnaliser entièrement les paramètres, allant de la taille du retour de force de base, de l'amortissement, de la friction et de l'inertie naturelle à la courbe de retour de force unique de MOZA, en passant par l'égaliseur de sensations de route, l'amortissement dépendant de la vitesse et la protection mains libres.

MOZA s'aventure dans la conduite intelligente avec des systèmes de technologie de suspension active

S'appuyant sur son expertise en systèmes électromécaniques de précision et en cinétique immersive, MOZA a récemment dévoilé un prototype de technologie de suspension active pour l'industrie automobile. Ce système innovant est équipé d'actionneurs hydrauliques à commande électronique distincts pour chaque roue, permettant un réglage en temps réel de la qualité de conduite.

Des capteurs d'accélération/position intégrés, associés à des algorithmes prédictifs, manipulent les actionneurs pour optimiser le confort et la stabilité. Grâce à des fonctionnalités telles que la réduction du roulis et la prévention du mal des transports, cette plateforme de contrôle dynamique du châssis vise à améliorer la sécurité et à personnaliser l'expérience de conduite.

Systèmes de suspension de véhicules

À mesure que les véhicules évoluent pour s'adapter activement à la route plutôt que de réagir passivement, les technologies de suspension deviennent de plus en plus avancées. Plutôt que de simples ressorts et amortisseurs, de nouveaux systèmes permettent de contrôler indépendamment et en temps réel les niveaux d'absorption et de rigidité de chaque roue, permettant ainsi des avancées majeures en termes de qualité de conduite, de maniabilité et de confort des passagers.

Les systèmes de suspension de base ont connu des innovations relativement progressives, passant progressivement d'un amortissement fixe à des amortisseurs à réglage manuel. Mais avec l'émergence de matériaux avancés et de commandes électroniques, des changements plus radicaux sont désormais possibles.

Voici quelques types :

Suspensions passives

Les systèmes de suspension les plus basiques utilisent des ressorts hélicoïdaux à raideur fixe et des amortisseurs passifs pour absorber les chocs. Conçus pour offrir un compromis entre souplesse de roulement et maniabilité, les systèmes passifs ne peuvent s'adapter aux variations des conditions routières ou des scénarios de conduite.

Suspensions semi-actives

Les suspensions semi-actives plus avancées utilisent des amortisseurs réglables capables d'amortir le mouvement des roues de manière variable. En modulant les niveaux de dissipation, elles offrent une adaptation en temps réel. Cependant, sans possibilité de contrôler la rigidité indépendamment, les gains de performances sont limités.

Suspensions entièrement actives

Les systèmes de suspension active les plus performants remplacent les ressorts passifs par des actionneurs électroniques capables d'amortir et de dynamiser le mouvement des roues selon les besoins. Cela permet un réglage fin et indépendant des facteurs de qualité de conduite tels que le roulis, le tangage, l'affaissement et la plongée.

Audi et Mercedes

Suspension électromécanique entièrement active d'Audi
Le système Audi A8 48V, connu sous le nom de système de suspension électromécanique entièrement actif, entraîne individuellement les quatre roues, en utilisant un moteur dédié pour chaque roue.

Contrôle électronique de la carrosserie 48 V de Mercedes-Benz
Le nouveau Mercedes-Benz GLE a introduit le système de suspension active 48V E-ACTIVE BODY CONTROL, offrant un contrôle précis de l'amortissement de chaque roue pour contrer les vibrations, les rebonds et la compression pendant le mouvement du véhicule.

Les systèmes de suspension active s'adaptent en temps réel en contrôlant indépendamment les niveaux de compression et d'amortissement de chaque roue grâce à des actionneurs électroniques. Parmi les principaux avantages, on peut citer :

Douceur de conduite : assure un déplacement confortable sur un terrain accidenté grâce à un réglage précis des valves.

Stabilité améliorée : Réduit le roulis, l'accroupissement et la plongée de la carrosserie en neutralisant les forces agissant sur le châssis.

Confort de mouvement : Soulage le mal des transports grâce au filtrage des fréquences et à des ajustements subtils.

Intégration du divertissement : pendant que vous conduisez, découvrez en toute sécurité tous les films dynamiques 4D pour une expérience de divertissement ultime.

S'appuyant sur son expertise dans les systèmes électromécaniques de précision, MOZA a développé un prototype de suspension active avancé démontrant de nouvelles possibilités de contrôle numérique du châssis.

Sous-système d'actionnement en temps réel

Au cœur du système, des actionneurs hydrauliques à commande électronique distincts pour la compression et l'amortissement permettent un contrôle totalement indépendant de chaque roue. Associés à un ensemble de capteurs d'accélération, de débattement de suspension et d'inertie, les mouvements du véhicule peuvent être ajustés en quelques millisecondes. Cette technologie innovante équipe actuellement une gamme de véhicules courants pesant entre 1,2 et 3,5 tonnes.

Algorithmes de contrôle prédictif de modèles

Des simulations physiques avancées et des algorithmes d'apprentissage par renforcement profond manipulent les actionneurs de roue pour optimiser la sensation de conduite en temps réel. Qu'il s'agisse d'adapter l'amortissement aux terrains tout-terrain ou de contrer le roulis dans les virages serrés, l'architecture active de MOZA optimise les performances, le confort et la sécurité.

Au-delà de la simulation de course, la technologie de châssis numérique de MOZA s'étend à des domaines tels que la conduite autonome, la conduite téléopérée et la formation intelligente des conducteurs. La plateforme de conduite à distance, développée en collaboration avec un constructeur automobile renommé, a été officiellement présentée à l'Exposition universelle de Shanghai 2023.

Ancrer une ère de percées

Depuis plus de dix ans, MOZA s'est imposé comme un fournisseur de solutions de stabilisateurs de caméra et d'écosystèmes de simulation de course, en misant sur l'excellence technique et une conception centrée sur l'utilisateur. Cet ADN fondateur, basé sur un réalisme et un contrôle absolus, perdure même avec l'expansion de l'entreprise vers des technologies complémentaires.

Les récents investissements en R&D démontrent l’engagement de MOZA en faveur de l’amélioration continue en traduisant les avancées émergentes en matière de mobilité en expériences de simulation améliorées.

Loin de diluer son attention, l'avancée parallèle de MOZA dans la mobilité simulée et réelle complète sa mission d'offrir une immersion sans précédent. L'évolution des transports s'accompagnera de celle des expériences demandées par les clients. Alors que le marché des véhicules électriques devrait atteindre mille milliards de dollars , la croissance est inéluctable.

En consolidant son expertise à cette intersection, MOZA assure sa réputation continue en tant que choix d'élite pour les coureurs professionnels à la recherche de la dernière milliseconde de performance et pour les navetteurs cherchant à se détendre pendant que leur voiture se faufile dans la circulation.

De l'e-sport aux voitures autonomes, les humains attendent de plus en plus de la technologie qu'elle élargisse leurs horizons. En tant que pionnier reconnu, MOZA entend ancrer ces nouvelles ères en apportant les bases fondamentales qui propulseront des capacités révolutionnaires en matière de mobilité et d'immersion dans le métavers. Tout comme chaque petite amélioration s'accumule avec le temps dans le sport automobile, une innovation durable positionnera MOZA favorablement à mesure que ces transformations s'accélèrent.