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Test d’un alternateur commandé par le calculateur

19.05.2022

La fonction de l’alternateur est de produire de l’électricité dans une voiture à moteur à combustion interne. C’est la source principale d’énergie – la batterie n’a qu’une fonction auxiliaire, lui permettant de démarrer et d’alimenter l’installation lorsque le moteur ne tourne pas. Dès que le moteur démarre, l’alternateur alimente tous les systèmes électriques du véhicule et charge la batterie. Le bon état de l’alternateur est essentiel pour assurer le bon fonctionnement de l’ensemble du système électrique et de la batterie, qui sera la première à ressentir les effets des problèmes de l’alternateur.

Comment fonctionne l’alternateur ?

L’utilisation d’alternateurs dans les véhicules était liée à la demande croissante d’énergie. Les alternateurs à courant continu utilisés précédemment se sont révélés moins efficaces et plus sujets aux pannes. Un alternateur se compose d’un rotor et d’un stator. Le rotor est un électroaimant unique qui, alimenté par deux fils (via des balais), génère un champ magnétique. C’est ce que l’on appelle « le ». circuit d’excitation.

Lorsque le rotor est entraîné, le champ magnétique tournant induit un courant dans les enroulements du stator, où l’électricité est produite. En général, trois enroulements sont utilisés, qui produisent un courant alternatif triphasé (de manière similaire au réseau électrique, sauf que la fréquence n’est pas constante et dépend de la vitesse du moteur).

Redresseur et régulateur

Comment alors utiliser l’alternateur dans le circuit de courant continu qui alimente la voiture ? Un redresseur est nécessaire pour convertir le courant alternatif en courant continu. Un arrangement classique de 6 diodes semi-conductrices est utilisé pour réaliser cette tâche.

Un problème subsiste : le circuit d’alimentation du rotor (qui fournit l’excitation). Il s’avère que ce n’est pas seulement la fréquence qui change avec la rotation, mais aussi les tensions. Le redresseur résout le problème de la fréquence, mais la tension doit rester dans certaines limites. L’alternateur a besoin d’un régulateur de tension pour réguler le courant circulant dans le rotor afin que la tension de sortie soit appropriée. Il s’agit d’un circuit électronique, généralement alimenté par 3 diodes de redressement supplémentaires.

L’alternateur classique a un niveau de tension fixe entre 13,8 et 14,5V. De nombreux régulateurs utilisés augmentent légèrement la tension lorsque la température baisse.

Systèmes de connexion des alternateurs

Le nombre de fils utilisés varie en fonction de la conception de l’alternateur et du type de régulateur de tension utilisé. Les désignations les plus courantes utilisées pour marquer la sortie (certaines désignations de lettres ont des significations différentes selon le fabricant) :

  • B+ est la sortie de l’alternateur, connectée à la borne positive de la batterie.
  • D+, dans le circuit le plus simple, est la sortie vers l’indicateur de charge et est connectée via le commutateur d’allumage, ce qui permet à l’alternateur d’être pré-excité.
  • I, IGN, R (Mazda), 15, IG – interrupteur marche/arrêt du régulateur, alimenté après le commutateur d’allumage (borne 15).
  • L, IL – sortie vers le contrôle.
  • DFM, M (Toyota), LI, GLI, FB, FR, DF, FM – sortie de surveillance de la charge (signal PWM).
  • S, M – entrée de surveillance. Relié par un second fil à la borne de la batterie, il permet de neutraliser l’effet de la chute de tension sur le fil positif de l’alternateur.
  • W – sortie (fréquence) vers le tachymètre.
  • E – poids de la batterie.
  • COM, LIN, BSS – ligne numérique pour le contrôle et la communication avec l’alternateur.
  • C – ordre de réduction de la tension (Honda).
  • RC, SIG, RLO – entrée de contrôle de la tension du régulateur.
  • R (relais) – sortie vers le relais (régulateur de tension externe).

Régulateur de tension contrôlé

La sortie de l’alternateur est directement connectée à la batterie. Dans un tel circuit, le courant de charge n’est pas régulé et n’est limité que par la batterie. Les accumulateurs au plomb peuvent être utilisés en toute sécurité de cette manière – le courant ne sera élevé qu’au début et se limitera de lui-même si la tension est correcte. Pour mieux contrôler ce processus, un circuit a été proposé pour ajuster la tension de manière à ce que le courant soit à la valeur souhaitée. Dans la variante la plus simple, la tension de charge de l’alternateur est réduite sur demande par l’ordinateur de la voiture (versions à terminaison C utilisées sur les véhicules Honda). De nos jours, on utilise de plus en plus des commandes qui permettent une régulation progressive de la tension par l’ECU, réalisée par un signal PWM ou via un bus de données numériques (par exemple, LIN, interfaces BSS).

La capacité de réglage permet de contrôler la charge, ce qui garantit que la batterie est correctement chargée, en tenant compte de l’usure (des pinces spéciales sont souvent utilisées en même temps pour contrôler le courant). La modification de la tension réglée peut également avoir d’autres fonctions : en réduisant la charge, nous diminuons la charge de l’alternateur et disposons donc temporairement de plus de puissance.

Certains véhicules utilisent l’alternateur pour récupérer une partie de l’énergie de freinage. En augmentant soudainement la tension, une charge supplémentaire est créée et l’énergie va dans la batterie (l’alternateur freine la voiture dans une certaine mesure). L’inconvénient de cette solution est qu’il faut maintenir la charge de la batterie à un niveau approximatif. 80 %, ce qui réduit quelque peu sa durée de vie. Une charge incomplète est nécessaire pour pouvoir absorber l’énergie de freinage.

Comment vérifier le régulateur de tension commandé par le calculateur ?

Pour tester un alternateur contrôlé par le contrôleur du moteur, il faut que ce dernier reçoive les signaux de commande appropriés. Pour ce faire, nous avons besoin d’un testeur capable de fournir le bon signal selon une norme donnée. Un tel appareil est l’Altalyzer. Il permet de vérifier les alternateurs montés sur le véhicule et peut également être utilisé sur des bancs d’essai d’alternateurs.

Branchement de l'alternateur dans le véhicule. Le testeur connecté annule les signaux de l'ECU.

Lors du contrôle de l’alternateur du véhicule, il faut le déconnecter de l’unité de contrôle du moteur (ECU). Le testeur est connecté au connecteur de l’alternateur conformément aux instructions de connexion de la variante spécifique. Nous indiquons alors la marque du véhicule dans le menu de l’appareil et nous pouvons commencer le test.

Quand l’alternateur est-il opérationnel ?

Lorsque l’on teste un alternateur, on examine comment la tension de charge dans le circuit testé réagit à la tension réglée par le testeur. Si l’alternateur atteint sans problème les valeurs requises, on peut considérer qu’il est opérationnel. Gardez la charge à l’esprit lors des tests – de nombreux alternateurs à commande électronique fournissent un signal de niveau de charge (DFM). Si vous surchargez l’alternateur à une tension donnée, la tension baisse. Il convient également de noter la lecture correcte de la valeur de la charge. Les alternateurs qui ne parviennent pas à maintenir une tension adéquate peuvent présenter un défaut au niveau des régulateurs eux-mêmes ou d’autres composants de l’alternateur tels que des balais usés.

L'écran du testeur affiche les informations suivantes : tensions (réglées et mesurées) et niveau de charge.

Test des alternateurs à l’extérieur du véhicule

Lorsque vous testez les alternateurs à l’extérieur du véhicule, n’oubliez pas de les connecter correctement. Cela ne s’applique pas seulement aux alternateurs contrôlés électroniquement par l’ECU, mais aussi aux modèles classiques. Ne faites pas fonctionner les alternateurs sur le banc d’essai sans que la borne B+ soit connectée. Si l’alternateur dispose d’une borne de mesure de tension séparée (borne S), il est indispensable de la connecter. La conséquence d’une connexion incorrecte peut, dans un cas défavorable, être une augmentation excessive de la tension, ce qui peut endommager le composant. Parfois, la sortie vers la commande (borne L) agit également comme un interrupteur de régulation ou participe à la régulation de la tension.

Options supplémentaires

Grâce à la connectivité Bluetooth intégrée au testeur Altalyzer, nous avons la possibilité de nous connecter à une application Android dédiée. L’application permet d’enregistrer facilement les résultats des mesures effectuées ainsi que les données relatives à l’alternateur testé ; ces entrées peuvent même être complétées par une photographie du composant testé.

En outre, nous pouvons utiliser une application pour contrôler à distance le parcours d’essai – sans prolonger les câbles, nous pouvons commodément contrôler les récepteurs depuis la cabine, et en même temps régler la tension et lire la valeur de la tension et le niveau de charge.

Auteur : Piotr Libuszowski, ingénieur produit

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Multimètre ou oscilloscope… Que pensez-vous de la QST-5 ?
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Multimètre ou oscilloscope… Que pensez-vous de la QST-5 ?

De nos jours, pour les mécaniciens automobiles, il est essentiel de diagnostiquer avec précision les défauts des véhicules pour pouvoir les réparer avec succès. Il convient de réfléchir au choix d’un outil qui permettra un examen rapide et approfondi des systèmes électriques et électroniques des voitures.

Dans cet article, nous examinons les outils courants utilisés pour le diagnostic – le multimètre et l’oscilloscope – et nous montrons comment utiliser des équipements spécialisés pour tester les capteurs.

Un bon multimètre dans l’atelier

Lors du choix d’un équipement dédié à un atelier automobile, il est important de prêter attention à plusieurs caractéristiques et fonctions importantes qui peuvent faciliter considérablement le travail de diagnostic automobile :

  • Plages de mesure et précision. La majorité des multimètres disponibles ont des plages de tension et de courant suffisantes pour mesurer les systèmes électriques des véhicules. De même, les paramètres de précision de base ne doivent pas être exorbitants : 0,5 % est un niveau satisfaisant dans un atelier. Une résolution plus élevée peut être utile – les multimètres affichant des centièmes d’Ohm sur la plage de résistance s’avéreront particulièrement utiles. La résolution est généralement exprimée en nombre de chiffres du résultat ou en nombre maximal dans lequel les valeurs mesurées sont lues.
  • Fonctions spécialisées. Il est intéressant de rechercher un appareil de mesure doté de fonctions dédiées au diagnostic automobile, telles que la mesure de la fréquence ou le remplissage de signaux PWM. Cette fonction nous permettra de vérifier de manière significative le contrôle des actionneurs tels que les régleurs ou les vannes.
  • Résistance aux conditions de travail: Le multimètre doit être robuste et résister aux conditions de travail dans les ateliers automobiles, telles que les chocs, la poussière, la graisse ou l’humidité.
  • La sécurité. Il est conseillé de choisir un appareil de mesure provenant d’une entreprise réputée et offrant une protection adéquate pour toutes les gammes de courant. Les questions de sécurité deviennent particulièrement importantes lorsque l’on travaille avec des moteurs hybrides et électriques.

multimètre dans l'atelier

Les bons multimètres offrent la possibilité d’effectuer diverses mesures. Il est intéressant de profiter des fonctionnalités dédiées à l’automobile.

A quoi sert un oscilloscope numérique ?

Oscilloscope numérique, tel que oscilloscope DT Scope est un outil de diagnostic indispensable dans l’atelier automobile pour l’analyse précise des signaux électriques dans les véhicules. Lorsque vous choisissez un oscilloscope pour l’atelier, il est utile de vérifier la tension d’entrée qu’il accepte, ainsi que la présence de sondes adaptées et d’accessoires disponibles tels que des pinces ampèremétriques. Dans le cas d’un oscilloscope, la précision des mesures de tension n’est pas du tout le facteur principal caractérisant l’équipement.

Certains préfèrent les oscilloscopes reliés à un ordinateur par USB, tandis que d’autres optent pour des appareils autonomes qui affichent les formes d’onde sur leur propre écran. Il existe des oscilloscopes de table, qui nécessitent une alimentation secteur pour fonctionner, et des appareils portables, alimentés par une batterie intégrée. Deux canaux permettent d’effectuer des mesures typiques ainsi que des mesures plus avancées.

Découvrez la puissance des mesures précises avec un oscilloscope d'atelier moderne ! Cet équipement de mesure avancé offre des capacités inégalées d'analyse des signaux électroniques. Vous voyez ici un oscilloscope d'atelier innovant doté d'un écran haute résolution pour un diagnostic précis des formes d'onde et une analyse détaillée des paramètres électriques. Il est idéal pour les professionnels de l'industrie électronique. Découvrez dès maintenant toutes les caractéristiques de cet oscilloscope d'atelier !

Un oscilloscope est un instrument de mesure qui enregistre et présente un signal dans le temps. Son taux d’échantillonnage dépasse de loin les capacités des compteurs habituels.

Le taux d’échantillonnage pour l’automobile n’est pas la chose la plus importante (à moins que vous n’ayez l’intention de diagnostiquer des bus rapides comme FlexRay ou MOST). Certains oscilloscopes se distinguent par des voies isolées ou différentielles, qui offrent une sécurité de mesure maximale et minimisent le risque d’endommagement des composants.

D’autres fonctions spécialisées telles que l’analyse des protocoles de communication ne trouveront leur utilité que si l’utilisateur sait les utiliser. Les bons oscilloscopes sont ceux que nous utiliserons régulièrement. Plus que la mémoire ou le nombre de passages par seconde, ce sont les interfaces claires et les logiciels faciles à utiliser qui sont les plus importants.

Quels sont les avantages de l’utilisation d’un oscilloscope ?

  • Analyse du signal en temps réel: L’oscilloscope permet d’observer en temps réel les variations de tension, ce qui est indispensable pour diagnostiquer des problèmes électriques complexes.
  • Test des signaux numériques et analogiques: Grâce à sa capacité d’analyse des signaux numériques et analogiques, l’oscilloscope permet un diagnostic complet des véhicules modernes.
  • Détection des interférences et des phénomènes inhabituels: L’oscilloscope permet de détecter des phénomènes anormaux, tels que des impulsions de tension, des fluctuations ou des interférences, qui peuvent être difficiles à détecter avec un multimètre ordinaire.

Qu’est-ce que le QST-5 et à quoi sert-il ?

Le testeur de capteurs QST-5 est un outil de diagnostic permettant de tester différents types de capteurs utilisés dans les applications automobiles. Le testeur prend en charge de nombreux types de capteurs courants utilisés dans les véhicules.  QST-5  peut être utilisé aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur du véhicule, car il fournit sa propre alimentation aux capteurs testés. L’instrument est doté d’un câble qui se termine par trois fils avec des bornes qui permettent la connexion au capteur.

Découvrez l'efficacité du testeur de capteurs ! Outil avancé pour des mesures précises de capteurs dans les applications automobiles. Idéal pour le diagnostic des capteurs dans les ateliers automobiles professionnels.

Le QST-5 permet de tester de nombreux capteurs courants et offre des fonctions supplémentaires pour mesurer la résistance, la capacité ou l’inductance.

 

Exemples pratiques

Les véhicules modernes sont équipés de systèmes électriques et électroniques complexes qui sont responsables du contrôle de presque tous les aspects du fonctionnement de la voiture – de la gestion du moteur et de la sécurité au confort et à la performance.

Les capteurs jouent un rôle essentiel dans ces systèmes : ce sont les yeux et les oreilles des ordinateurs des véhicules, qui surveillent et fournissent en permanence des données sur l’état des différents composants et systèmes. Nous verrons quelles sont les capacités spécifiques des appareils considérés lors de l’examen d’éléments particuliers.

Capteur de température

  • Multimètre – mesurez la résistance du capteur et la tension de sortie pendant le fonctionnement.
  • Oscilloscope – nous obtiendrons la tension sur le capteur pendant le fonctionnement, tout comme un multimètre. Le graphique de tension est si lent que nous devons choisir une échelle de temps d’au moins 10 minutes par tracé pour voir la dynamique du changement.
  • QST-5 – vous obtiendrez la résistance du capteur (similaire à un multimètre) et, si vous sélectionnez une échelle (pour les capteurs typiques), également la valeur de la température du capteur.

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Nous vérifierons également le capteur de température à l’aide d’un multimètre ou d’un oscilloscope. L’écran du QST-5 lit la résistance ainsi que les températures mesurées.

 

Capteur ABS

  • Multimètre – il ne faut pas connecter un multimètre aux capteurs ABS actifs.
  • Oscilloscope – rend visible la forme d’onde du signal des impulsions du capteur – nous pouvons prêter attention à l’uniformité des impulsions générées. Une fois correctement configuré, nous pouvons lire des paramètres tels que la fréquence et d’autres paramètres du signal.
  • QST-5 – nous obtiendrons des informations sur les niveaux de courant qui traversent le capteur. Nous lirons également la valeur instantanée de la fréquence du signal et compterons facilement les impulsions lorsque la roue tourne. L’uniformité des impulsions générées peut être évaluée indirectement en observant le clignotement de la lumière LED

Capteur de vilebrequin (passif)

  • Multimètre – nous allons mesurer la résistance du capteur.
  • Oscilloscope – pour voir la forme d’onde de la tension de sortie pendant le fonctionnement. Nous mesurerons l’amplitude, la fréquence et évaluerons l’uniformité de la forme. Visuellement, nous détectons des problèmes tels que des dents endommagées sur la roue d’impulsion ou sa « sortie » par rapport au capteur.
  • QST-5 – nous allons mesurer la résistance et l’inductance du capteur. Pendant le fonctionnement (tourner le démarreur alors que le contrôleur est déconnecté), nous lirons l’amplitude et la fréquence du signal. Le testeur doit indiquer le nombre d’impulsions (dents) sur la roue de l’émetteur d’impulsions.

Capteur d’arbre à cames

  • Multimètre – il ne faut pas connecter un multimètre aux capteurs de position d’arbre à cames actifs.
  • Oscilloscope – pour voir la forme d’onde de la tension de sortie pendant le fonctionnement. À l’aide d’un oscilloscope, nous mesurerons l’amplitude, la fréquence et évaluerons l’uniformité de la forme.
  • QST-5 – nous déterminerons le brochage et le courant consommé par le capteur. Pendant le fonctionnement (tourner le démarreur alors que le contrôleur est déconnecté), nous mesurerons la fréquence du signal. Visuellement, une DEL évalue la présence et l’uniformité des impulsions.

Comparaison

À l’aide des exemples ci-dessous, nous allons montrer comment les différents dispositifs se comportent dans le cadre du diagnostic des capteurs. Bien qu’il ne s’agisse que d’un fragment des questions de l’atelier, il représente une partie importante des diagnostics et montre ce pour quoi nous utiliserons l’équipement dans la pratique.

Multimètre

+ Polyvalence : mesure de la tension, du courant et de la résistance.

+ Facilité d’utilisation et d’accès.

– Les multimètres sont moins efficaces pour analyser les signaux complexes que les capteurs des véhicules génèrent souvent.

Oscilloscope

+ Diagnostics avancés : permet d’observer les formes d’onde du signal dans le temps, ce qui est important pour diagnostiquer des problèmes électriques complexes.

– Nécessite plus de ressources (prix plus élevé) et l’engagement supplémentaire qu’implique l’acquisition de connaissances.

Testeur QST-5

+ Facilité d’utilisation : conçu pour l’atelier, il présente une interface utilisateur conviviale pour les mécaniciens.

+ Souvent, il n’est pas nécessaire de connaître le schéma de connexion des composants testés.

+ Fournit des informations détaillées sur les performances des capteurs typiques et permet leur évaluation même en dehors du véhicule.

Résumé

Pour un mécanicien automobile sans formation avancée en électricité et en électronique, le QST-5 peut être l’outil le plus facile à utiliser. Il est dédié à une application spécifique – le diagnostic des capteurs – et dispose de nombreux équipements à cet effet.

Le multimètre est plus polyvalent mais présente de nombreuses limites, tandis que l’oscilloscope d’atelier offre de loin les meilleures possibilités de diagnostic. Mais en même temps, c’est le plus difficile à gérer.

Les mécaniciens équipés des bons outils, tels que le testeur QST-5, sont en mesure de diagnostiquer et de réparer rapidement et efficacement les défauts liés aux capteurs, offrant ainsi un service complet et professionnel.

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