Les amortisseurs : réglage actif du châssis

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Les amortisseurs : réglage actif du châssis

12 octobre 2018 upsa-agvs.ch –Afin de résoudre l’éternel dilemme opposant confort et sécurité routière optimale, des systèmes de châssis actifs munis d’amortisseurs variables sont utilisés depuis de nombreuses années. La quatrième génération d’amortisseurs CDC (régulation électronique en continu) est disponible désormais sur les véhicules de tourisme de catégories moyenne et compacte. Par Andreas Schranz, auto & savoir.


Fig. 1. CDC1XL, l’amortisseur à régulation électronique en continu est destiné à l’essieu arrière.

Le bon comportement de suspension et d’oscillation d’un véhicule résulte de l’équilibre parfait entre les masses suspendues et non suspendues, les pneus, la suspension et l’amortisseur. Les ressorts transforment les irrégularités de la chaussée en oscillations. Les amortisseurs réduisent les oscillations des ressorts de suspension situées entre les masses en convertissant cette énergie en chaleur. La phase de compression de l’amortisseur est généralement conçue pour être plus souple que la phase de détente (fig. 2). Lors du débattement, la phase de détente la plus dure doit par ailleurs garder l’énergie des ressorts précontraints sous contrôle.

Dans cet article, nous traiterons de manière générale des amortisseurs « CDC » (Continuous Damping Control). La société ZF-Sachs, qui a marqué ce nom de son empreinte, n’est pas la seule à produire des amortisseurs CDC. Les fabricants automobiles emploient des noms différents pour leurs propres systèmes CDC : Volkswagen désigne son système sous le nom de « DCC », BMW a baptisé le sien « EDC » et Opel l’appelle IDSPLUS. Et comme si ce n’était pas encore assez compliqué, pour prendre l’exemple du système EDC de BMW, les amortisseurs CDC sont fabriqués par des fournisseurs différents et intègrent des fonctions de vannes différentes selon les modèles.

Sans interconnexion
ZF-Sachs propose depuis 2014 la solution la moins coûteuse avec seulement deux amortisseurs CDC sans interconnexion aux périphériques présents dans le véhicule (capteurs, boîtiers électroniques ou systèmes de bus). Les amortisseurs de la figure 1 ont été développés spécialement pour les petites voitures, les vans, break, véhicules utilitaires et les essieux centraux des bus articulés. Lorsque l’on charge le véhicule, la masse suspendue augmente au niveau de l’essieu arrière et les ressorts progressifs hélicoïdaux ou pneumatiques réagissent à cette charge par une précontrainte plus importante. Les amortisseurs doivent en conséquence adopter une courbe caractéristique notablement plus dure.

Cela permet d’absorber de manière optimale les oscillations modifiées et de garantir la sécurité sur route. Au-delà de la sécurité routière et de l’amortissement des mouvements de la suspension, le confort de conduite s’améliore sensiblement par l’ajustement des amortisseurs CDC.

Réglage en temps réel 
Cette sécurité accrue sur route se traduit par exemple par une réduction significative du roulis et du tangage lors d’un changement de voie de circulation, en virage, lors d’une accélération ou lors d’un freinage, grâce à des amortisseurs plus fermes.

Le véhicule sera par exemple mieux soutenu sur le côté extérieur du virage, grâce à une phase de compression plus ferme. Dans la mesure où la dureté de l’amortisseur augmente lors de la conduite d’un véhicule chargé, comme c’est le cas pour un amortisseur Nivomat ou Vario, le confort se dégrade. Les amortisseurs devraient en effet pouvoir rester souples sur une chaussée plate, même avec un véhicule chargé.

Le système de réglage en temps réel du CDC maîtrise parfaitement ce compromis entre sécurité et confort. Pour des raisons de confort, l’amortisseur peut adopter un comportement aussi souple qu’un amortisseur conventionnel durant la conduite sur autoroute et devenir sensiblement plus dur lors d’un changement de voie ou lorsque le sol devient irrégulier, cela pour des raisons de sécurité (fig. 2).

«Crochet fixé dans le ciel»
Avec quatre amortisseurs CDC, il devient possible de viser une « stratégie de régulation Skyhook ». La stratégie de régulation Skyhook vise à maintenir le niveau d’assiette du véhicule à une position médiane et aussi stable que possible, indépendamment de la charge, de la conduite et du type de route, comme si la carrosserie était suspendue à un « crochet fixé dans le ciel » (skyhook). Les forces d’amortissement contrebalancent immédiatement chaque mouvement divergeant de cette position médiane. Des capteurs d’accélération sont installés à cet effet sur la partie inférieure de l’amortisseur (souvent uniquement au niveau de l’essieu avant) et sur le châssis. La quatrième génération du système CDC voit l’abandon des capteurs de vitesse extérieurs à la structure. Grâce à l’interconnexion (capteur-cluster) avec le système de bus du véhicule, toutes les données concernant le mouvement de la structure peuvent désormais être transmises au système de réglage des amortisseurs, directement depuis les capteurs présents dans le véhicule.

Fig. 3. Suspension sport avec vanne proportionnelle externe DDC Plug & Play.

Normal, sport et confort 
Le conducteur peut influencer la dureté des amortisseurs en choisissant l’un des deux à trois modes à l’aide d’un bouton. Ces modes portent les noms suivants : normal, sport et confort. 
Le mode sport présuppose que le conducteur part faire une balade sur un circuit avec des amortisseurs sport. Bizarrement, d’après l’expérience de pilotes d’essai de magazines automobiles renommés, les disques intervertébraux sont un peu plus sollicités en mode sport, mais les temps au tour sur piste d’essai sont plus rapides dans les modes prétendument plus souples. 

On combine aujourd’hui ce type de mode sportif avec des cartographies modifiées du moteur, de l’accélérateur électronique et de la transmission.

Si l’on veut vraiment faire quelque chose pour augmenter la sportivité du châssis sur un véhicule équipé d’amortisseurs CDC, le fabricant KW Suspensions propose par exemple le module de contrôle du châssis DDC Plug & Play pour la Scirocco, la Golf VI et la Passat chez Volkswagen et pour la BMW série 3 (fig. 3).

Cette suspension modifiée permet d’exploiter les systèmes électroniques du CDC à leur plein potentiel – avec tous les avantages que procurent, en termes de performances, un kit combiné fileté et un amortisseur sportif adapté à une courbe caractéristique plus dure.

Vanne proportionnelle
La présence d’une vanne proportionnelle n’est pas l’unique changement se distinguant à l’intérieur de l’amortisseur CDC par rapport à un amortisseur de série. La différence la plus importante réside dans les soupapes de l’amortisseur. Ces dernières sont par exemple essentiellement conçues comme des clapets antiretour à l’extérieur de l’amortisseur CDC-e (fig. 4 / B). 

C’est la vanne proportionnelle Uniflow qui assume le travail d’amortissement à proprement parler (fig. 4 / 4). Le clapet antiretour de la phase de compression est intégré au piston de travail (fig. 4 / 1), quant au clapet antiretour de la phase de détente, il est incorporé à la « soupape inférieure » (fig. 4 / 2).

Une soupape de sécurité optionnelle (fig. 4 / 5) empêche les pics de pression importants dans la chambre de travail de l’amortisseur. Le schéma simplifié de l’amortisseur CDC-e n’est pas totalement fidèle à sa structure réelle. Sur l’amortisseur CDC-e, le tuyau représenté en bleu se situe en réalité dans l’espace annulaire entre la chambre de travail et la chambre de compensation.

Le liquide hydraulique s’écoule dans la vanne proportionnelle du CDC-e en suivant toujours la même direction lors de la compression et de la détente (Uniflow, flèche de couleur olive sur la fig. 4 / 4), en raison du mouvement entrant de la tige de piston ainsi que du verrouillage du clapet antiretour dans la « soupape inférieure » lors de la phase de compression et à cause du clapet antiretour du piston de travail, fermé lors de la phase de détente.


La vanne proportionnelle fonctionne avec un courant de travail de 0,24 A à 2,0 A. L’amortissement est d’autant plus dur que l’intensité du courant est élevée. Avec une intensité de courant élevée, le ressort du cône de soupape de la vanne proportionnelle de l’amortisseur CDC-i est précontraint avec plus de force (fig. 5 / 1). Le flux d’huile de contournement est alors bloqué (fig. 5 / 2) et l’amortisseur devient plus dur. 
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