Le secteur automobile continue à améliorer la facilité de conduite et à rendre les trajets plus confortables, et la technologie de la suspension est cruciale pour y parvenir. Les systèmes de suspension ont longtemps été équipés d’une configuration classique à ressort hélicoïdal et amortisseur. L’évolution a fait un bond en avant, passant des systèmes conventionnels de ressorts à lames et hélicoïdaux aux innovants systèmes de suspension pneumatique, et des amortisseurs hydrauliques classiques aux systèmes d’amortissement adaptatif très avancés qui peuvent être associés à la fois aux systèmes de suspension hélicoïdaux et aux systèmes de suspension pneumatique. Toutes les innovations ont été adoptées pour optimiser la conduite et le maniement du véhicule en fonction des différentes conditions de conduite. Dans cet article, Arnott va expliquer comment fonctionnent les systèmes d’amortissement adaptatif, pour mieux vous faire comprendre cette technologie de suspension.
Composants du système
Un système de commande de conduite adaptative moderne typique comprend les composants suivants : des amortisseurs adaptatifs, une unité de commande électronique (ECU), un ensemble de capteurs et un interrupteur de préférence du conducteur. L’ensemble de capteurs est habituellement une combinaison d’accéléromètres placés sur la carrosserie et de capteurs de position situés près de la suspension aux quatre angles du véhicule. La plupart des véhicules équipés d’un système d’amortissement adaptatif sont dotés d’un interrupteur de préférence du conducteur. Il s’agit d’un bouton au tableau de bord permettant de sélectionner le mode de conduite préféré, comme Confort ou Sport.
Dans ce bulletin d’information technique, « l’amortisseur adaptatif » peut être n’importe quel amortisseur réglable à commande électronique (y compris de type Magnetic Ride), parce que les principes de base du fonctionnement du système sont les mêmes.
Fonctionnement du système
Les systèmes d’amortissement adaptatif ont commencé par utiliser des amortisseurs variables avec deux ou plusieurs réglages discrets. Plus récemment, les systèmes adaptatifs plus modernes utilisent plutôt des amortisseurs « variables en continu ». Le principe de fonctionnement pour un réglage discret (plus ancien) et un réglage en continu (plus moderne) est essentiellement le même. La différence réside dans le fait que, avec un amortisseur à réglage discret, la vanne est ON/OFF (entièrement ouverte ou entièrement fermée), tandis qu’une vanne variable en continu permet de régler la valeur de l’amortisseur sur n’importe quelle valeur entre les limites préétablies de réglage ferme et souple.
L’ECU de commande de conduite est le cerveau du système d’amortissement adaptatif. L’ECU est reliée aux capteurs situés sur la carrosserie et la suspension aux quatre angles du véhicule. De plus, l’ECU est également reliée au bus de données principal du véhicule, pour obtenir des données comme la vitesse du véhicule, la position du papillon, l’angle de braquage et l’utilisation de la boîte de vitesses et des freins.
L’ECU reçoit ces différents flux de données et les utilise comme intrants pour un algorithme qui calcule constamment la magnitude et la direction des mouvements de la carrosserie du véhicule (soulèvement, tangage, roulis et lacet), ainsi que le mouvement de chaque roue par rapport à la carrosserie. Les résultats du calcul du mouvement sont alors utilisés pour déterminer la force d’amortissement requise à chaque angle du véhicule pris individuellement afin de fournir les caractéristiques de conduite et de maniement souhaitées, telles que définies par l’algorithme et la position de l’interrupteur de préférence du conducteur.
Une fois que la force d’amortissement idéale a été calculée, l’ECU fournit la quantité de courant électrique adéquate à chaque amortisseur pour obtenir la caractéristique d’amortissement souhaitée. Ce processus se déroule entièrement en quelques millisecondes, plus qu’assez vite pour réagir à n’importe quelle donnée en provenance de la route !
Sauf dans le cas des systèmes Magnetic Ride, la force d’amortissement des amortisseurs adaptatifs est commandée plus ou moins de la même manière. Si vous voulez en savoir plus sur le fonctionnement du système Magnetic Ride, vous pouvez en lire plus à ce sujet ici. Revenons aux amortisseurs adaptatifs : les limites de force d’amortissement ferme et souple sont commandées par des piles de cales installées dans des passages de flux séparés à l’intérieur de l’amortisseur. Le réglage de la force d’amortissement est habituellement obtenue en ouvrant ou fermant une vanne de commande de débit de fluide, afin de réguler la quantité de fluide passant par chaque passage de flux.
Par exemple, si un amortissement plus souple est nécessaire avec un amortisseur adaptatif variable en continu, la vanne de commande de débit va être réglée de manière à ce que plus de fluide s’écoule à travers la pile de cales qui définit le réglage souple et moins de liquide s’écoule à travers le passage contenant la pile pour le réglage ferme.
Technologie eRide d’Arnott
L’équipe de recherche et développement Arnott pour l’eRide aux États-Unis se focalise sur une collaboration parfaite avec les systèmes de commande de conduite variables en continu actuellement utilisés par les différents constructeurs automobiles. Il est assez délicat d’y parvenir, parce que la stratégie de commande électronique et son exécution doivent combiner les exigences des constructeurs automobiles et les offres des fournisseurs. En réalité, chaque conception d’ECU fonctionne un petit peu différemment et les algorithmes peuvent être significativement différents, même si la même conception d’amortisseur est utilisée.
Pour concevoir et mettre en œuvre une telle technologie pour le marché secondaire, il était crucial pour Arnott de rendre la conception de la vanne eRide fonctionnelle et de travailler en conformité avec la variété de configurations d’ECU et de conceptions de vanne. Par exemple, la vitesse du changement – qui est le temps de réaction pour passer d’un réglage de l’amortisseur à l’autre – peut fortement varier. Une modification apportée pour la vitesse de changement d’une application particulière peut améliorer ce modèle spécifique, mais pourrait en réalité entraîner des problèmes de performance sur d’autres véhicules. La technologie eRide d’Arnott peut être utilisée pour remplacer tout amortisseur variable en continu avec vanne interne. D’autres vannes aux conceptions alternatives sont actuellement en développement et Arnott lancera les solutions eRide correspondantes à un stade ultérieur.
L’engagement continu et le travail ardu de toutes les équipes ont permis une conception de vanne qui permet d’égaler ou même de dépasser les caractéristiques de conduite et de maniement de l’équipement d’origine des différentes applications !