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Tout sur ... Les capteurs de vitesse

Les capteurs de vitesse de roue servent à donner l'information de la vitesse de roues au calculateur ABS ou ESP (suivant l'équipement) pour anticiper les régulations afin d'éviter le blocage des roues. Pour l'acquisition des vitesses de roues, on utilise des capteurs inductifs, magnéto-résistifs ou à effet Hall, qui mesurent le régime de chaque roue du véhicule sur une roue dentée ou magnétique. Maintenant la question est simple: savez-vous les reconnaître pour utiliser la bonne méthode de vérification?

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By: Ghislain Roy, Formation Technicien Expert
2007-11-01

Les capteurs inductifs monopolaires

Les capteurs inductifs ou magnétiques assurent la mesure sans contact et donc "sans usure" des vitesses de roues et les convertissent en signaux électriques.

1 - Câble électrique.

2 - Boîtier.

3 - Aimant permanent.

4 - Douille.

5 - Tige polaire.

6 - Bobinage.

7 - Fixation.

8 - Roue dentée

Ce type de capteur produit une tension alternative (une onde sinusoïdale) dont l'amplitude varie en fonction de la vitesse de rotation, de la taille de l'entrefer, de la forme de la dent ainsi que des matériaux utilisés. La fréquence est l'image exacte de la vitesse de rotation.

Afin de pouvoir analyser des tensions faibles, une vitesse de rotation minimum est nécessaire, normalement 5 km/h.

Les capteurs inductifs bipolaires

1 - Aimant permanent.

2 - Pièce polaire.

3 - Bobinage.

4 - Corps du capteur.

5 - Roue dentée.

6 - Champ magnétique bouclé => plus grande sensibilité.

Les capteurs bipolaires présentent l'avantage de délivrer un signal électrique plus important qu'un capteur monopolaire et d'être peu sensibles au faux rond. Mise à part la vérification avec l'oscilloscope, qui donnera une tension plus élevée, les vérifications du tableau qui suit seront les mêmes.

Vérification

Ce petit tableau est très général et il ne devrait pas remplacer les vérifications du manufacturier.

Les capteurs actifs (généralités)

On dit qu'un capteur est actif si, pour le faire fonctionner, on a besoin d'une alimentation en tension extérieure. Sans cette alimentation en tension, le capteur ne peut fournir aucun signal. Le capteur est composé d'éléments sensibles qui sont généralement de types Hall ou magnéto-résistifs qui génèrent une tension en fonction du flux magnétique les traversant.

Contrairement au capteur inductif, la tension à évaluer est indépendante de la vitesse de rotation de la roue. Il est donc possible de mesurer la vitesse de la roue jusqu'à son immobilisation totale. Cette tension est ensuite transformée en courant par deux générateurs. La fréquence du courant est proportionnelle à la vitesse de la roue.

Ce mode de transmission de signaux numériques via un seul conducteur est nettement moins soumis aux signaux parasites que les capteurs inductifs.

Les capteurs actifs à effet Hall

Ils se composent :

- d'un élément de Hall (constitué de deux plaquettes).

- d'une partie électronique intégrée.

L'élément de Hall permet de générer une tension qui varie en fonction du flux magnétique le traversant (intensité et orientation).

(Zone A): 2 signaux alternatifs de quelques microvolts.

(Zone B): Transformer en un seul signal.

(Zone C): Le signal est amplifié.

(Zone D): Le signal est calibré et écrêté pour former un signal carré.

(Zone E): Le signal traverse 2 générateurs de courant (7 mA).

Ce capteur est constitué de 2 cellules à effet Hall décalées.

La variation de champ magnétique générée par la rotation de la roue crée deux signaux alternatifs de quelques microvolts (zone A).

Ces signaux sont ensuite soustraits et filtrés dans un différentiel (afin de supprimer les parasites) pour ne former qu'un seul signal (zone B). Ce nouveau signal est amplifié (zone C) et passe ensuite dans un trigger de Schmitt* où il est calibré et écrêté pour former un signal carré (zone D). Le signal passe enfin à travers 2 générateurs de courant montés en parallèle de 7 mA (zone E).

Le premier débite en permanence et définit le niveau bas du signal (7 mA) et le second est commuté pour le niveau haut (7 + 7 = 14 mA). Le but de ces générateurs est d'obtenir un signal « propre » et constant non sensible aux parasites.

Les capteurs actifs magnéto-résistifs

Ils se composent :

- d'un élément magnéto-résistifs.

- d'une partie électronique intégrée.

La variation de la résistance entraîne la variation de la chute de tension de l'élément. Cette chute de tension pilote la partie électronique intégrée placée en aval. La partie électronique intégrée génère un courant de 7 mA ou de 14 mA.

La tension analysée par le calculateur varie proportionnellement au courant de signal de la commande intégrée entre 0,9 V (partie basse du signal) et 1,6 V (partie haute du signal).

Si la résistance de l'élément magnéto-résistif augmente (passage des lignes de champ au travers de l'élément sensible), le courant est au minimum (7 mA).

Si la résistance de l'élément magnéto-résistif diminue (lignes de champ inversées), le courant est au maximum (14 mA).

Étant donné la conception de la cible (alternance de pôles nord et sud), on relève un signal de forme rectangulaire évoluant entre 7 et 14 mA dont la fréquence représente la vitesse de rotation de la roue.

Ce petit tableau (à la droite) est très général et il ne devrait pas remplacer les vérifications du manufacturier. Il est valide pour les deux types de capteur actifs.

On peut monter sur un même véhicule des capteurs actifs à Effet Hall et magnéto-résistifs puisque le signal de sortie est identique (à condition que la conception du capteur le permette).

Voici un exemple de cible magnétique. Les aimants sont inclus dans le roulement de roue et ils ne sont pas apparents!

Photos


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Les capteurs actifs à effet Hall
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Caption: Les capteurs actifs à effet Hall

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Les capteurs inductifs monopolaires
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Caption: Les capteurs inductifs monopolaires

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Les capteurs inductifs bipolaires
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Caption: Les capteurs inductifs bipolaires

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Les capteurs actifs magnéto-résistifs
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Caption: Les capteurs actifs magnéto-résistifs


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