Dans le milieu des courses automobiles, Colin Chapman est considéré comme un visionnaire. Ses deux réalisations notables dans la stratosphère technologique de la Formule 1 sont « l’effet de sol » et la « suspension active ». Ces deux technologies ont été bannies de la F1, mais adoptées et développées pour les voitures de tourisme.
Dès les premiers essais routiers, la suspension active de Chapman a démontré des gains importants par rapport aux suspensions semi-actives.
Les premiers systèmes Lotus, qui utilisaient des vérins hydrauliques pour déplacer les roues, coûtaient des milliers de dollars, ajoutaient 150 kilos et exigeaient environ quatre kilowatts pour entraîner la pompe hydraulique du système à 140 bars. De plus, le système ne réagissait pas assez rapidement pour atténuer les trous et bosses qui envahissent la plupart des routes.
Le développement de suspensions actives repose sur une mesure précise de la pression
L’optimisation des systèmes de suspensions hydrauliques interconnectées repose sur le contrôle et la réponse des vérins qui régulent le mouvement des roues. Ceux-ci doivent non seulement générer les forces nécessaires au soutien de la voiture sur terrains accidentés et dans les courbes, mais ils doivent aussi réagir en une fraction de seconde. Les éléments clés sont la pression de fonctionnement du système et la manière de la contrôler.
Pour atteindre ces objectifs de performance et de réactivité les ingénieurs ont dû relever plusieurs défis, notamment :
- Le fluide hydraulique utilisé dans le système n’est jamais à une température et une viscosité constantes, ce qui a un impact sur les pressions de refoulement.
- Le contrôle de la pression repose sur une mesure de pression de ligne en temps réel et extrêmement précise, avec compensation de température.
Les capteurs de pression utilisés pendant le développement devaient répondre à des normes de laboratoire strictes et offrir une excellente réactivité aux changements de pression. Même aujourd’hui, seuls quelques fabricants sont capables de fabriquer ces composants selon les normes requises par l’industrie.
Bien que les améliorations des suspensions actives hydromécaniques aient été exponentielles, les coûts de développement pour améliorer les temps de réponse étaient énormes, limitant ainsi les systèmes à quelques voitures de sport et de luxe haut de gamme.
Les contrôleurs électroniques inaugurent des suspensions intelligentes
Rapidement, les fabricants se sont tournés vers les processeurs électroniques et les unités de commande pour pouvoir contrôler précisément le système hydraulique qui commande les vérins. Cela a finalement permis aux ingénieurs de contrôler avec précision la pression acheminée vers chaque vérin, améliorant ainsi le temps de réponse et les performances dans une large gamme de conditions de fonctionnement.
C’est exactement ce qu’offre la technologie « Magic Body Control » (MBC) de Mercedes Benz. Une caméra située en haut du pare-brise balaie la route, analyse ses défauts et ses imperfections, et transmet directement ces données à l’unité de contrôle du système « Active Body Control » (ABC). La caméra balaie la zone située entre 4,5 et 13,5 mètres devant la voiture et peut détecter et mesurer des imperfections aussi petites que 10 mm. Ce faisant, le système connaît avec précision la surface de contact avec les pneus, quelques fractions de seconde avant le contact. Cela permet au contrôleur de suspension active de préparer la suspension au mode de conduite approprié.
À l’aide des caméras, le MBC peut même « rétracter » une roue avant impact avec un nid-de-poule, empêchant ainsi la roue de tomber complètement dans le trou. Cela contribue à réduire l’impact et à améliorer la qualité de roulement.
Bien que la technologie de suspension active soit intégrée à l’architecture d’aide à la conduite automobile (ADAS), de nombreux systèmes reposent toujours sur un contrôle précis de la pression de la ligne hydraulique pour obtenir la conduite et la tenue de route souhaitées. Pour développer cette technologie, des capteurs de pression de haute qualité ont fourni aux ingénieurs des données précises, sur lesquelles ils ont pu baser les algorithmes qui contrôlent les systèmes actuels de suspension active.
