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MODULE DIAGNOSTIC AUTOMOBILE−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

LES CAPTEURS AUTOMOBILE

MECATRONIQUE AUTOMOBILE−−−−−−−−−−−−−−−−−−

Abdelwahab MAHDHII.S.E.T de Djerba

−−−−−−−−−−−−−−−−−−Département de Génie Mécanique

−−−−−−−−−−−−−−−−−−[email protected]

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novembre-décembre 2008

Abdelwahab MAHDHI

DIAGNOSTIC AUTO : Les capteurs Automobile 1

Plan du cours

• 1.1 ⇒ Introduction;


Plan du cours


• 1.2 ⇒ Les capteurs;


Plan du cours



• 1.3 ⇒ Les capteurs résistifs;


Plan du cours




• 1.4 ⇒ Les capteurs inductifs;


Plan du cours





• 1.5 ⇒ Les capteurs de position du papillon des gaz;


Plan du cours






• 1.6 ⇒ Les capteurs Piezo-électrique;


Plan du cours







• 1.7 ⇒ Sonde à oxygène;


Plan du cours







• 1.7 ⇒ Sonde à oxygène;Abdelwahab MAHDHI ISET Djerba


Introduction

En automobile, tout devient électronique, l’injection, l’allumage,la climatisation, l’indicateur de vitesse du véhicule, la positiondes sièges, le freinage...

Tout cela est géré par des calculateurs qui ne sont autres que devéritables ordinateurs.

Cependant, pour fonctionner, ces calculateurs ont besoind’informations qui sont prélevées sur le moteur, la boite devitesses, les roues...

Abdelwahab MAHDHI ISET Djerba


Introduction (suite)

C’est le rôle des capteurs . Les capteurs sont utilisésnotamment dans les trois domaines suivants :

• Sécurité (p.ex. système ESP, système ABS et airbag)





• Groupe motopropulseur (p.ex. sonde lambda, capteur d’arbreà cames et capteurs de cliquetis)






• Confort (p.ex. capteur de pluie, capteur pour le système deconditionnement d’air et récepteur de télécommande deportes)






• Confort (p.ex. capteur de pluie, capteur pour le système deconditionnement d’air et récepteur de télécommande deportes)



EXEMPLES DE CONFIGURATIONS

• Configuration A ⇒ Système RED avec pompe VE.E Bosch




• Configuration B ⇒ Système avec injecteurs pompes





• Configuration C ⇒ Système RED avec pompe PE.H Bosch






• Configuration D ⇒ Système common rail Bosch






• Configuration D ⇒ Système common rail Bosch

(Plan du cours)



Système RED avec pompe VE.E Bosch

(Exemples de configurations)Abdelwahab MAHDHI ISET Djerba


Système avec injecteurs pompes



Système RED avec pompe PE.H Bosch



Système common rail Bosch



Les capteurs

Ce sont des sondes, des détecteurs qui sont utilisés dans denombreuses applications. Sur les automobiles actuelles lecontacteur est très peu utilisé car les calculateurs ont besoins decapteurs "évolués " dont on va présenté quelques un:

1. Capteur résistif


Les capteurs



2. Capteur type inductif


Les capteurs




3. Capteurs spécifiques


Les capteurs





4. Le capteur Piezo-électrique


Les capteurs





4. Le capteur Piezo-électrique

(Plan du cours)Abdelwahab MAHDHI ISET Djerba


Les capteurs résistifs

Ce type de capteur est très utilisé. Il peut être construit sur leprincipe d’un potentiomètre (résistance variable) comme c’estsouvent le cas pour la jauge à carburant ou pour relever laposition du papillon des gaz, soit sous la forme d’unethermistance CTN, CTP.

1. Exemple 1 ⇒ Capteur de température du liquide derefroidissement;





2. Commande ⇒ Commande d’une thermistance;






3. Exemple 2 ⇒ Capteur de température d’air;






3. Exemple 2 ⇒ Capteur de température d’air;



Capteur de température du liquide de refroidissement

(a)

(c)

(b)

(d)

(Les capteurs résistifs)Abdelwahab MAHDHI ISET Djerba


Commande d’une thermistance

(a)

(c)

(b)

(d)

(Les capteurs résistifs)Abdelwahab MAHDHI ISET Djerba


Capteur de température d’air

Une température basse produit unerésistance élevée tandis qu’unetempérature élevée produit unerésistance faible. L’unité de commandedétermine la température d’air, ensurveillant la tension par le biais ducapteur.

• tension d’alimentation: 5 V

• résistance: 2 000 - 3 000 ohm / 20o C

• résistance: 200 - 300 ohm / 90o C(Les capteurs résistifs)



Les capteurs inductifs

Ils sont utilisés pour détecter un moment précis, synchroniserdes informations, déterminer des vitesses, compter le nombre detours. Souvent, ils détectent le passage d’une cible. On cite deuxexemples de capteurs inductifs sont :

1. types ⇒ Exemple capteur magnétique sur vilbrequin;





2. Exemple 1 ⇒ Capteur magnétique sur vilbrequin;






3. Exemple 2 ⇒ Le capteur à effet Hall;






3. Exemple 2 ⇒ Le capteur à effet Hall;

(Plan du cours)



Exemple capteur magnétique sur vilbrequin

(a) Différents capteursmagnétiques

(b) Capteur survilbrequin Opel Astra

G (Z16XE)

(Les capteurs inductifs)Abdelwahab MAHDHI ISET Djerba


Capteur magnétique sur vilbrequin

• A=aimant permanent ;

• B=noyau en fer doux ;

• C=bobine ;

• D=roue dentée.La capteur de plateau magnétique est constitué d’un aimantpermanent et d’une bobine enroulée autour d’un noyau en métal.Une roue dentée en fer est montée sur le vilebrequin. Dès que laroue dentée en fer tourne, elle modifie le champ magnétique àl’intérieur de la bobine et génère une tension dans la bobine ducapteur



Branchement d’un capteur magnétique

(a)

(c)

(b)

(d)



Image d’un capteur magnétique

(a) (b)

a) L’image d’oscilloscope d’un capteur à plateau magnétiqueavec une dent manquante sur la roue dentée (sans tensiond’alimentation sur le fil de signal),b) L’image d’oscilloscope d’un capteur à plateau magnétiqueavec une dent manquante sur la roue dentée (avec tensiond’alimentation sur le fil de signal)



Le capteur à effet Hall

(a)

(c)

(b)

(d)



Forme des cibles en fonction des capteurs

Forme des cibles en fonction des capteurs.

(Les capteurs inductifs)



Les capteurs de position du papillon des gaz





1. Exemples ⇒ Capteurs de position du papillon des gaz;





2. Premier type ⇒ Potentiomètre simple;






3. Deuxième type ⇒ Potentiomètre double;






3. Deuxième type ⇒ Potentiomètre double;

(Plan du cours)



Exemple de capteurs de position du papillon des gaz

(a) Mono Motronic pour Golf 3

(c) Multec S(F) pour Astra

(b) Magneti Marelli pour Peugoet607

(d) Magneti Marelli pour Clio

(Les capteurs de position du papillon des gaz)Abdelwahab MAHDHI ISET Djerba


Potentiomètre simple

Schéma de câblage d’un potentiomètre simple etvue éclatée de la plaque du potentiomètre.



Potentiomètre simple

Image d’oscilloscope d’un potentiomètre desoupape du papillon des gaz et les caractéristiques

correspondantes.



Potentiomètre double

Schéma de câblage pour potentiomètre à doubledoubles.



Potentiomètre double

2 images d’oscilloscope de deux capteurs deposition de papillon des gaz largement ouverts et

complètement fermés.



Les capteurs Piezo-électrique

La piézo-électricité est un phénomène propre à certains typesde cristaux (le quartz est le plus connu) ou de céramiquesanisotropes.




• (effet "direct") : application d’une pression ⇒ Chargesélectriques





• (effet "inverse") : Application d’une tension électrique ⇒Modification des dimensions des cristaux.






Il y a là un moyen de transformer un signal électrique endéformation mécanique et réciproquement.






Il y a là un moyen de transformer un signal électrique endéformation mécanique et réciproquement.



Les capteurs Piezo-électrique (suite)

Ce sont aussi des capteurs capables " d’écouter " unefréquence et de transmettre une image sous forme d’un signalélectrique (capteur de cliquetis).




1. Localisation ⇒ Capteur MAP;





2. Exemple 1 ⇒ Exemple capteur MAP;






3. Exemple 2 ⇒ Capteur cliquetis;






3. Exemple 2 ⇒ Capteur cliquetis;

(Plan du cours)



Capteur MAP

Caractéristiques techniquestension d’alimentation: 5 Vtension de sortie: 0 - 5 V

(a) CLIO II 1.2 16V (D4F-712) (b) ASTRA G 1.6 16V (Z 16 XE)

(Les capteurs Piezo-électrique (suite))



Exemple capteur MAP

(a) (b)

Capteur de pression absoluea) Clio;b) Opel

(Les capteurs Piezo-électrique (suite))Abdelwahab MAHDHI ISET Djerba


Capteur cliquetisLe capteur de détonation détecte les cognements du moteur et

envoie un signal à l’unité de commande qui créera un retard àl’allumage jusqu’à ce que les cognements cessent.

(a) CLIO II 1.2 16V (D4F-712)

(b) signal de tension de sortie quandon frappe le capteur avec un petit

marteau

(Les capteurs Piezo-électrique (suite))



Sonde à oxygèneLa sonde à oxygène est un capteur spécifique aux dispositifs

d’injection.

Noir = (+) signalBlancs = fils chauffageGris = (-) signal



Sonde à oxygène

Les éléments d’une sonde à oxygène sont :

Support de lSupport de l’é’élléémentmentZirconiumZirconium

ÉÉlléément Titanement TitaneConnecteurConnecteur

Gaine protectriceGaine protectrice

Tube protecteurTube protecteur

JointJointdd’é’étanchtanchééititéé

11 àà 4 fils4 fils

JointJointdd’é’étanchtanchééititéé



Sonde à oxygène

Elle fonctionne comme une pile à concentration d’oxygène.Placée dans les gaz d’échappement, elle fournit un signald’environ 1000 MV (1 volt) en absence d’oxygène (mélange tropriche) et de 100 MV en sa présence (mélange trop pauvre)

Tension capteur (U)Volts (V)

RICHERICHE STOECHIO.STOECHIO. PAUVREPAUVRE

UU



Bibliographie

• Logiciel WorkshopData ATI;

• NGK :La sonde à oxygène;

• Moteur diesel : Diagnostics et mises au point, Edition :FOUCHER, Bernard Vieux.


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