Capteurs de direction assistée électrique

Les systèmes de direction assistée électrique (EPS) ou de direction assistée électrique (EPAS) continuent de gagner en popularité parmi les constructeurs automobiles. Diagnostiquer ces systèmes peut être un défi. Il existe différents types de systèmes EPS. Certains montent les moteurs sur la colonne de direction, sur l'arbre de pignon contre la crémaillère de direction ou sur un pignon secondaire de l'autre côté de la crémaillère de direction. Malgré leurs différences, ils fonctionnent tous dans le même but : assister le conducteur à chaque fois qu'il tourne le volant.

Examinons de plus près les capteurs qui composent ces systèmes et leur fonctionnement.

Les systèmes EPS appliquent une force d'assistance de direction basée uniquement sur l'entrée du conducteur. Le système utilise les données d'entrée d'une multitude de capteurs du véhicule pour déterminer la force d'assistance à la direction requise. Le plus souvent, le problème finit par être un capteur, un fil ou une connexion défectueux quelque part dans le système.

Le système EPS est connecté au CAN-BUS du groupe motopropulseur et communique avec un certain nombre de systèmes.Figure 1 montre le CAN-BUS du groupe motopropulseur sur un modèle récent de Volkswagen. Vous pouvez voir que l'unité de contrôle EPS n'est qu'une partie du réseau de capteurs et d'unités de contrôle.

Cette connectivité présente de sérieux avantages. Le module EPS n'est pas connecté directement aux capteurs de vitesse de roue, mais l'unité de contrôle ABS est capable de transmettre ces données sur le BUS. Il est important de comprendre à quel point les systèmes interconnectés peuvent être sur les véhicules modernes.

Le capteur d'angle de braquage est sans doute le capteur le plus important du système ; c'est pourquoi il est le premier sur la liste. Il est situé entre la colonne de direction et le volant et, dans de nombreux cas, fait en fait partie d'un groupe de capteurs. Cela est dû à l'importance des données qu'il produit. Une lecture défectueuse du capteur d'angle de braquage peut faire la différence entre prendre un virage ou entrer en collision avec un autre véhicule. Le fait d'avoir plusieurs capteurs à bord pour mesurer la même chose offre une redondance intégrée et permet à l'unité de contrôle de confirmer les données en temps réel.

Le fonctionnement du capteur varie d'un fabricant à l'autre, il est donc recommandé de toujours vérifier les informations de service OEM avant de commencer le diagnostic. Prenons l'exemple d'une VW Golf Alltrack 2019. Le capteur se compose de deux anneaux : l'anneau absolu (extérieur) et l'anneau incrémental (intérieur). Chaque anneau est divisé en segments, qui sont lus par un ensemble de barrière lumineuse (Figure 2).

Lorsque vous regardez les PID de données, vous devriez voir au moins une lecture de capteur d'angle de braquage, mesurée en degrés. Balayez le volant d'avant en arrière pour confirmer que le capteur lit le changement.

Le deuxième capteur de notre liste est le capteur de force de direction, également appelé capteur de couple de direction ou capteur de moment de direction. Ce capteur est généralement monté sur ou à l'intérieur de la crémaillère de direction et connecté au pignon (figure 3 ). Il est utilisé pour mesurer la quantité de force de direction appliquée par le conducteur, puis l'unité de commande calcule la force d'assistance de direction nécessaire et l'applique à l'aide du moteur électrique.

Encore une fois, le fonctionnement du capteur variera d'un fabricant à l'autre, mais nous utiliserons à nouveau la VW Golf Alltrack 2019 comme exemple. L'arbre d'entrée de direction et le pignon sont reliés par une barre de torsion. Un anneau magnétique est fixé à l'arbre d'entrée et des stators sont fixés au pignon (Figure 4 ). Lorsque l'arbre d'entrée tourne, la barre de torsion se tord et l'anneau magnétique se déplace par rapport aux stators (Figure 5 ). Lorsqu'un champ magnétique se forme, les capteurs Hall linéaires mesurent le signal électrique et calculent la quantité de force appliquée.

Lorsque vous regardez les PID de données, vous verrez probablement deux lectures de force/couple distinctes, mesurées en lb-pi. ou Nm. Tourner la direction devrait faire monter ces PID.

L'unité de contrôle EPS surveille un certain nombre de capteurs supplémentaires pour s'assurer que le système fonctionne efficacement et ne surchauffe pas. Cela inclut, mais sans s'y limiter, la vitesse et la puissance absorbée du moteur électrique, la température de l'unité de commande et du moteur électrique, la vitesse des roues et la vitesse du moteur. Tous ces PID et bien d'autres peuvent être surveillés par un outil d'analyse et peuvent être inestimables lorsque vient le temps de diagnostiquer un système EPS qui se comporte mal.

Inutile de dire que vous aurez besoin d'un outil d'analyse capable de contrôle bidirectionnel pour ce type de travail, un simple lecteur de code ne suffira pas ici. Vous devrez scanner le système pour les DTC stockés, puis afficher les données en temps réel (PID) des capteurs embarqués.

Vérifiez les informations de service OEM pour voir s'il existe un logiciel mis à jour pour les modules ; cela peut dissiper les inquiétudes du client. Vous voudrez également vous familiariser avec le fonctionnement de chacun des capteurs sur cette application particulière. Portez une attention particulière aux bulletins de service ou aux notes du fabricant. Cela peut vous éviter (ainsi qu'à votre client) de sérieux maux de tête !

Le capteur d'angle de braquage doit être réinitialisé ou recalibré chaque fois que la batterie a été déconnectée, qu'un alignement a été effectué ou que le volant a été retiré. Assurez-vous que les roues pointent droit devant après avoir effectué un alignement. Si cela n'est pas fait correctement, le système peut être amené à croire que le véhicule sort de la voie et pourrait tenter d'effectuer une correction inutile. Suivez les procédures de service OEM à la lettre, car le fait de ne pas calibrer correctement les capteurs pourrait entraîner des problèmes sur la route.