Comprendre les capteurs : capteur d’angle de braquage

À compter de l’année modèle 2012, la National Highway Traffic Safety Administration a exigé que tous les véhicules de tourisme neufs vendus aux États-Unis soient équipés d’un système de contrôle électronique de la stabilité pour améliorer la sécurité générale. Le contrôle électronique de la stabilité (ESC) repose sur une série de capteurs qui fonctionnent avec un ordinateur afin d’améliorer la stabilité du véhicule en détectant et en réduisant la perte d’adhérence. Les principaux capteurs du système ESC sont les suivants :

• Capteur de vitesse de lacet
• Capteur d’accélération latérale
• Capteur de vitesse de roue
• Capteur d’angle du volant/de couple de direction

Ces capteurs dépendent les uns des autres pour transmettre au module ESC, qui fait généralement partie du module ABS, des renseignements précis établissant le lien entre le volant et les roues, comme la vitesse de braquage ou les données d’antipatinage. Comme les capteurs doivent transmettre des renseignements précis, il est important de réinitialiser ou de réétalonner le capteur d’angle du volant chaque fois qu’une modification est apportée au système de direction.

De nos jours, de nombreux véhicules sont équipés d’une direction assistée à effort variable, d’une direction assistée électrique (EPS) et de systèmes avancés d’aide à la conduite (ADAS), comme le suivi de voie et les systèmes de conduite semi-autonome, qui dépendent de renseignements précis provenant du capteur d’angle de braquage/de couple de direction.

Fonctionnement des capteurs d’angle de braquage et de couple de direction

Le capteur d’angle de braquage (SAS) détermine la direction dans laquelle le conducteur souhaite aller en faisant correspondre la position du volant à celle des roues du véhicule. Situé dans la colonne de direction, le capteur d’angle de braquage regroupe toujours plusieurs capteurs dans une même unité afin d’assurer la redondance, la précision et le diagnostic. 

Les capteurs analogiques utilisent les différences de tension pour déterminer l’angle et le sens de braquage, tandis que les capteurs numériques utilisent une DEL pour mesurer l’angle de la commande de direction. Le capteur lit ensuite au moins deux signaux, souvent déphasés, et les transmet au module ESC, qui utilise alors un algorithme pour s’assurer que le braquage transmis du volant aux roues est précis.

Le capteur SAS fournit également des renseignements sur la vitesse à laquelle le volant est tourné. Il est normal de tourner rapidement le volant lorsque le véhicule roule à basse vitesse, mais pas lorsqu’il roule à vitesse d’autoroute. Si le conducteur tourne rapidement le volant à vitesse d’autoroute, le système ESC interprétera ce geste comme un signe que le véhicule a perdu la maîtrise de sa trajectoire prévue.

Sur les véhicules équipés d’un système ESC et d’une direction assistée électrique (EPS), un capteur de couple de direction peut également mesurer la force exercée par le conducteur sur le volant.  Il fonctionne comme une barre de torsion en se tordant très légèrement lorsque le conducteur tourne le volant ou l’arbre de direction.

Fonctionnement du contrôle électronique de la stabilité

Les renseignements que le module ESC reçoit du capteur de lacet, de l’accéléromètre latéral, du capteur SAS, des capteurs de couple de direction et des capteurs de vitesse de roue sont ensuite comparés aux données du logiciel du module ESC. Si les renseignements présentent des irrégularités, le système ESC aide à corriger la trajectoire du véhicule afin que le conducteur puisse en conserver la maîtrise.

Par exemple, lorsque le système ESC détecte une perte de maîtrise de la direction, il demande automatiquement au module de commande du moteur de réduire le couple moteur. Sur la plupart des véhicules dotés d’un boîtier papillon électronique, cette réduction s’effectue en diminuant l’angle d’ouverture du papillon. Si la réduction du couple ne permet pas de rétablir la maîtrise du véhicule, le module ESC/ABS serre les freins aux roues appropriées afin d’aider le véhicule à retrouver la trajectoire voulue.

Si le capteur SAS du véhicule n’est pas réétalonné après un réglage de la géométrie ou l’installation d’une pièce de remplacement, le conducteur devra constamment lutter contre le système ESC. Cela peut entraîner la désactivation du système ESC si l’écart angulaire est trop important ou, pire encore, provoquer un changement de direction inattendu lorsque le volant est tourné.  Sur certains véhicules, le capteur SAS peut même devoir être réinitialisé après le débranchement de la batterie.

Symptômes d’un capteur d’angle de braquage défectueux ou en voie de défaillance

Les capteurs d’angle de braquage font rarement défaut, car ils sont conçus pour durer toute la vie du véhicule, mais certains facteurs indépendants de la volonté de la plupart des propriétaires peuvent parfois entraîner leur usure ou leur défaillance complète. Heureusement, deux signes d’avertissement indiquent qu’une pièce est défectueuse ou en voie de le devenir et permettent au conducteur de savoir quand remplacer le capteur d’angle de braquage.

• Le témoin d’antipatinage ou le témoin d’anomalie du moteur s’allume

Lorsqu’un capteur commence à faire défaut, les renseignements qu’il recueille ou transmet sont probablement inexacts. S’il tombe complètement en panne, aucun renseignement n’est recueilli. Si les renseignements transmis par le capteur SAS au système ESC présentent des irrégularités, un code d’erreur est envoyé au module de commande du moteur, lequel allume alors un témoin d’avertissement au tableau de bord. Sur la plupart des voitures, il s’agit du témoin d’antipatinage, mais certaines affichent plutôt, ou également, le témoin d’anomalie du moteur. Ces témoins avertissent le conducteur que le système ESC du véhicule a été désactivé et que le véhicule doit être conduit à un centre de réparation.

• Jeu ou mouvement irrégulier du volant, particulièrement après un réglage de la géométrie ou le remplacement d’une pièce de direction

Lorsque le capteur est mal installé, endommagé ou défectueux, les renseignements qu’il recueille et transmet au module ESC sont inexacts. Le module de direction assistée électrique (EPS) peut alors intervenir ou apporter des corrections au mauvais moment, ce qui augmente généralement le jeu du volant ou donne l’impression que celui-ci est lâche. Cela se produit parce que les commandes de direction que vous transmettez ne sont pas fidèlement communiquées aux roues. Si vous avez l’impression qu’il y a un décalage entre le volant et la direction réelle de la voiture, vous devez faire inspecter le véhicule dans un centre de réparation.

Il n’est pas rare que les ateliers de réparation automobile oublient de réinitialiser ou de réétalonner le capteur d’angle de braquage après un réglage de la géométrie, le remplacement d’un composant de direction ou le débranchement ou le remplacement de la batterie. Assurez-vous de le vérifier auprès du technicien avant de conduire le véhicule sur la route.

Réinitialisation du capteur d’angle de braquage

Plus de 40 millions de véhicules actuellement en circulation sont équipés de systèmes ESC qui nécessitent un réétalonnage du capteur d’angle de braquage après un réglage de la géométrie ou l’installation d’une pièce de suspension ou de direction, conformément aux instructions du fabricant d’origine. Selon le véhicule, il existe deux façons de réinitialiser le capteur d’angle de braquage :

• Autoétalonnage

Certains véhicules peuvent étalonner automatiquement le capteur SAS en tournant simplement le volant d’une butée à l’autre, puis en le ramenant au centre. Sur certains véhicules, il faut également exécuter une série de commandes pour lancer l’étalonnage. Les véhicules récents équipés de capteurs de vitesse de roue plus évolués peuvent réinitialiser automatiquement leur capteur SAS la prochaine fois qu’ils roulent en ligne droite pendant une période déterminée, généralement quelques secondes seulement à vitesse d’autoroute.

• Réinitialisation à l’aide d’un analyseur-contrôleur

Sur certains véhicules, il faut utiliser un analyseur-contrôleur pour réétalonner le capteur SAS. Certains types d’équipement de réglage de la géométrie intègrent même la fonction de réinitialisation du capteur SAS d’un analyseur-contrôleur, ce qui évite au technicien d’avoir à en utiliser un pour réinitialiser le capteur après le réglage de la géométrie.

Veuillez noter que la plupart des fabricants recommandent d’étalonner le capteur SAS lorsque le véhicule est au sol plutôt que sur un pont élévateur. En cas de doute, consultez toujours le manuel d’entretien du fabricant pour connaître la méthode appropriée de réinitialisation du capteur d’angle de braquage du véhicule.

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