5/7/2018
Une suspension active ZF sMOTION pour voiture autonome
ZF développe une suspension active capable de mieux isoler l’habitacle des irrégularités de la route afin d’améliorer le confort, notamment sur les véhicules autonomes de niveau 4, où les conducteurs peuvent totalement déléguer la conduite et s’abonner à d’autres activités.
Lorsque le conducteur n’est pas au volant, tous les effets de la route se font ressentir de manière plus intense, pouvant aller jusqu’à causer des nausées – ce qui peut également arriver à des passagers qui lisent. Éliminer les mouvements gênants est donc un vrai défi, surtout les voitures autonomes. Afin d’atteindre ce haut niveau de confort, ZF estime que le châssis ne doit plus subir les aspérités de la chaussée mais les anticiper.
Le premier élément est le développement de la suspension active sMOTION, développée à partir des amortisseurs pilotés CDC (Continuous Damping Control). Chaque amortisseur est équipé d’une pompe électrique externe et compacte, intégrant l’électronique de contrôle. La pression qu’elle délivre agit sur un piston qui modifie la longueur de l’amortisseur, et change provisoirement la contrainte sur le ressort de suspension, ce qui corrige les mouvements de caisse à basse fréquence. Pour les hautes fréquences, la fonction amortissement répond par ailleurs à des lois différentes entre les phases de compression et de détente grâce à des circuits séparés pilotés par des électrovannes proportionnelles. La pompe est alimentée par un réseau 48 V qui est actuellement en déploiement dans les voitures de haut de gamme et la force maxi de chaque amortisseur atteint 2,5 kN.
Le second élément est de connecter ensemble les 4 amortisseurs aux données du châssis (accélérations latérales et longitudinales, angle de volant, etc.) afin de supprimer les mouvements de roulis et d’assiette, parfois les deux combinés, qui peuvent être générés dans les virages, lors d'un changement de voie ou pendant un freinage. Il est par exemple possible dans un virage de comprimer les suspensions des roues intérieures et de détendre celles à l’extérieure afin que le véhicule reste pratiquement à l'horizontal.
Le troisième élément est la communication des quatre amortisseurs avec une caméra filmant la route et son logiciel de traitement d’images qui détermine en amont l’état de la route. Par exemple, lorsqu’un nid-de-poule est repéré, le système maintient la roue à la hauteur de la chaussée, au lieu de la laisser s'enfoncer comme le fait une suspension passive. De plus, les données des amortisseurs, envoyées sur un serveur, sont utilisées pour informer les véhicules qui suivent ou sont traitées par les organismes en charge de l’entretien des routes. Le système sMOTION est, en outre, prêt pour l'interconnexion avec le système cubiX de ZF qui coordonne tous les actuateurs actifs et semi-actifs d’un véhicule (direction, freinage, essieu arrière directionnel ou propulsion électrique).
La commercialisation de ce système est prévue vers 2022. L’équipementier travaille notamment à la réduction du bruit par une isolation mécanique, des modifications de la pompe et un pilotage optimisé de son moteur.
Lors de cette présentation organisée pour les constructeurs sur le circuit d’Hockenheim, ZF a également permis l’essai d’un système de modification de hauteur du châssis. Intégré dans chaque amortisseur, l’actionneur eLEVEL agit sur le point d’appui bas du ressort pour faire varier la hauteur de 50 mm. Il permet plusieurs fonctions de confort, de dynamique et de réduction des émissions de CO2 : faciliter l’accès dans le véhicule, le relever en conduite urbaine (changements de pente, obstacles) ou l’abaisser en conduite rapide (baisse du centre de gravité, réduction de la traînée aérodynamique).
Yvonnick Gazeau
Le premier élément est le développement de la suspension active sMOTION, développée à partir des amortisseurs pilotés CDC (Continuous Damping Control). Chaque amortisseur est équipé d’une pompe électrique externe et compacte, intégrant l’électronique de contrôle. La pression qu’elle délivre agit sur un piston qui modifie la longueur de l’amortisseur, et change provisoirement la contrainte sur le ressort de suspension, ce qui corrige les mouvements de caisse à basse fréquence. Pour les hautes fréquences, la fonction amortissement répond par ailleurs à des lois différentes entre les phases de compression et de détente grâce à des circuits séparés pilotés par des électrovannes proportionnelles. La pompe est alimentée par un réseau 48 V qui est actuellement en déploiement dans les voitures de haut de gamme et la force maxi de chaque amortisseur atteint 2,5 kN.
Le second élément est de connecter ensemble les 4 amortisseurs aux données du châssis (accélérations latérales et longitudinales, angle de volant, etc.) afin de supprimer les mouvements de roulis et d’assiette, parfois les deux combinés, qui peuvent être générés dans les virages, lors d'un changement de voie ou pendant un freinage. Il est par exemple possible dans un virage de comprimer les suspensions des roues intérieures et de détendre celles à l’extérieure afin que le véhicule reste pratiquement à l'horizontal.
Le troisième élément est la communication des quatre amortisseurs avec une caméra filmant la route et son logiciel de traitement d’images qui détermine en amont l’état de la route. Par exemple, lorsqu’un nid-de-poule est repéré, le système maintient la roue à la hauteur de la chaussée, au lieu de la laisser s'enfoncer comme le fait une suspension passive. De plus, les données des amortisseurs, envoyées sur un serveur, sont utilisées pour informer les véhicules qui suivent ou sont traitées par les organismes en charge de l’entretien des routes. Le système sMOTION est, en outre, prêt pour l'interconnexion avec le système cubiX de ZF qui coordonne tous les actuateurs actifs et semi-actifs d’un véhicule (direction, freinage, essieu arrière directionnel ou propulsion électrique).
La commercialisation de ce système est prévue vers 2022. L’équipementier travaille notamment à la réduction du bruit par une isolation mécanique, des modifications de la pompe et un pilotage optimisé de son moteur.
Lors de cette présentation organisée pour les constructeurs sur le circuit d’Hockenheim, ZF a également permis l’essai d’un système de modification de hauteur du châssis. Intégré dans chaque amortisseur, l’actionneur eLEVEL agit sur le point d’appui bas du ressort pour faire varier la hauteur de 50 mm. Il permet plusieurs fonctions de confort, de dynamique et de réduction des émissions de CO2 : faciliter l’accès dans le véhicule, le relever en conduite urbaine (changements de pente, obstacles) ou l’abaisser en conduite rapide (baisse du centre de gravité, réduction de la traînée aérodynamique).
Yvonnick Gazeau
