Diagnostic de capteurs à effet hall pour vilebrequin et arbre à cames
Ces dernières années, les capteurs à effet Hall ont remplacé les capteurs inductifs dans les moteurs des véhicules car ils émettent, à faible régime moteur, un signal à onde carrée qui n’a désormais plus besoin d’être traité dans l’unité de commande. Avec la prépondérance actuelle des systèmes d’arrêt et redémarrage automatique, il est avantageux de pouvoir compter sur un démarrage plus rapide du moteur.
Structure
Le capteur à effet Hall est un capteur doté d’une alimentation électrique. Il s’utilise dans les moteurs à essence et diesel pour mesurer le régime du moteur et la position du vilebrequin ou de l’arbre à cames. Un capteur à effet Hall se compose d’un élément Hall doté d’un aimant permanent intégré et d’une roue codeuse en acier (Fig. 1) ou d’un élément Hall doté d’une roue codeuse magnétique permanente (Fig. 2).
Fonction
Quand les dents de la roue codeuse passent dans le capteur, le champ magnétique est déformé. La tension de l’élément à effet Hall change. Le système électronique du capteur fait ensuite passer une tension de signal dans la masse, qui est envoyée
de l’unité de commande au capteur (Fig. 3). Une tension à onde carrée est générée avec l’impulsion des dents de l’encodeuse, qui peut être mesurée et comparée à la masse du signal (Fig. 4-6). Un capteur à effet Hall a donc trois connexions. L’alimentation est fournie par 2 broches avec une tension de 5 à 12 volts. La troisième broche du signal S reçoit 5 à 12 volts de la part de l’unité de commande et est cadencée par le capteur via la masse connectée.
Erreurs possibles
La plupart des moteurs ne démarrent pas après une défaillance du capteur de vilebrequin ou d’arbre à cames. Si le capteur de vilebrequin tombe en panne pendant la conduite, le moteur s’arrête. En cas de défaillance du capteur de l’arbre à cames, le moteur continue à tourner mais ne peut pas être redémarré après l’arrêt. Certains moteurs, comme les moteurs à injecteur-pompe du groupe VAG, peuvent aussi démarrer avec un capteur d’arbre à cames défectueux. L’unité de commande teste alors le premier cylindre en réalisant l’injection à son PMH et attend la réaction du moteur. Quand le moteur démarre, elle utilise le capteur du vilebrequin pour déterminer la position des autres cylindres. Si le moteur ne démarre pas, elle essaye de nouveau après un tour. Dans de nombreux moteurs, si le capteur du vilebrequin tombe en panne, aucun code de panne n’est enregistré en mémoire car l’unité de commande estime que le moteur est arrêté. Si vous soupçonnez une défaillance du capteur de vilebrequin, affichez le régime moteur et le régime de l’arbre à cames dans la liste des données à l’aide du testeur. Pendant le processus de démarrage, le régime du moteur doit afficher un régime de démarrage compris entre 200 tr/min et 300 tr/min. Le régime du capteur d’arbre à cames doit être de la moitié du régime du vilebrequin. Si un régime de 0 tr/min est affiché pendant le processus de démarrage, vous pouvez être sûr que le capteur correspondant a été endommagé. Réalisez les mesures suivantes pour isoler l’erreur :
• Utilisez une jauge d’épaisseur ou une jauge de profondeur pour vérifier la distance entre le capteur et la roue du capteur (valeur guide 1,0 mm1,2 mm) *. Si la distance est trop courte, les dents risquent d’endommager le capteur. Sur certains moteurs Peugeot (ex. DW10), la distance entre le capteur et la roue codeuse peut être réglée.
• Vérifiez la tension avec un voltmètre dans la plage CC au niveau des broches du capteur (Figure 2 : + et -) (Valeur guide pour le contact mis : 5 à 12 V)*. S’il n’y a pas de tension, vérifiez les câbles entre le capteur et l’unité de commande pour y détecter une éventuelle continuité, un court-circuit à la masse ou un court-circuit entre eux. Si aucune tension n’est présente aux broches correspondantes de l’unité de commande malgré le fait que les câbles sont intacts, il est probable qu’il faudra remplacer ou réparer l’unité de commande.
• Ensuite, connectez le voltmètre à la broche de signal S et à la masse de signal. Lorsque la prise est débranchée et le contact est mis, une tension comprise entre 5 V et 12 V* doit être appliquée. Si le résultat de la mesure est 0 V, vérifiez le câble de signal entre le capteur et l’unité de commande pour y détecter une éventuelle continuité, un court-circuit à la masse ou un court-circuit entre eux. Si le câble de signal est en bon état et qu’aucune tension n’est présente au niveau de la prise de l’unité de commande, l’unité de commande doit être remplacée ou réparée.
Si la prise est branchée, la tension de signal peut être de 5 V, de 12 V ou de 0 V, selon la roue codeuse. Si vous faites tourner le vilebrequin maintenant, la tension affichée par le voltmètre doit changer après un certain temps. Quand vous testez un capteur d’arbre à cames avec seulement une broche pour le cylindre 1, ceci peut nécessiter 2 tours de vilebrequin. Si la tension du signal ne change pas, le capteur à effet Hall est défectueux. Certains constructeurs automobiles requièrent un processus d’apprentissage lors de l’installation d’un nouveau capteur. Pour un résultat plus probant, il est conseillé de réaliser la mesure de la tension de signal avec un oscilloscope. Ainsi, vous pouvez non seulement évaluer le niveau de tension mais aussi reconnaître si une roue codeuse est endommagée grâce à la forme du signal (Fig. 4-6). Les roues codeuses peuvent être endommagées lors de l’installation de la boîte de vitesse ou lors du remplacement de la courroie. Les roues codeuses avec magnétisation permanente sont particulièrement sensibles (Fig. 2). Si un aimant permanent (ex. une tige magnétique pour la récupération d’une vis tombée ou une lampe torche munie d’un aimant permanent) entre en contact avec la roue codeuse, il endommagera sa magnétisation alternative de manière irréversible.
*Avant de réaliser une réparation, veuillez vous informer des valeurs cibles du constructeur du véhicule.
L’unité de commande envoie souvent l’erreur de « synchronisation vilebrequin/arbre à cames » à cause de la « marque de référence » supplémentaire qui en découle. Le moteur ne démarre pas. Vous pouvez aussi vérifier la magnétisation à l’aide d’une carte magnétique (Figs. 7 et 8). La même erreur se déclare pour un dommage qui se produit de plus en plus fréquemment ces dernières années. Les chaînes de distribution s’allongent tant que la synchronisation du vilebrequin avec l’arbre à cames n’est plus possible. On reconnaît aussi fréquemment cette erreur grâce au cliquetis émis par la chaîne de distribution. Pour confirmer l’erreur, vous pouvez utiliser un oscilloscope à deux canaux pour enregistrer le signal émis par le capteur du vilebrequin et le capteur de l’arbre à cames (Fig. 9). Au ralenti, les signaux des deux capteurs sont constamment décalé l’un par rapport à l’autre à cause du battement de la chaîne de distribution. C’est le dernier signal d’avertissement avant que le moteur ne s’arrête.
