L’étalonnage du capteur ADAS augmente les coûts de réparation

De plus en plus de voitures neuves sont équipées de systèmes avancés d’aide à la conduite (ADAS). Certains des plus courants incluent:

  • Avertissement de collision avant
  • Freinage d’urgence automatique
  • Régulateur de vitesse adaptatif
  • Avertissement de sortie de voie
  • Aide au maintien de voie
  • Surveillance des angles morts
  • Alerte de circulation transversale arrière
  • Aide au stationnement/auto-stationnement
  • Phares adaptatifs qui dirigent avec le véhicule
  • Activation et atténuation automatiques des feux de route des phares

 

Figure 1. Capteurs ADAS typiques. Le LIDAR n’est pas encore utilisé dans les véhicules de production. (Image : Texas Instruments)

Pour faire leur travail, les ADAS s’appuient sur les entrées d’une variété de capteurs qui permettent aux systèmes de « voir » ce qui se passe autour de l’automobile. Les plus courants sont les caméras, les radars et les capteurs à ultrasons. Les capteurs de direction sont également utilisés pour aider à déterminer la direction de déplacement du véhicule. Certains systèmes utilisent les informations d’un seul type de capteur, mais d’autres combinent les informations de plusieurs capteurs – un processus appelé fusion de capteurs – pour obtenir une “vue” plus précise de la situation.

La plupart des capteurs ADAS sont très précisément ciblés et nécessitent un étalonnage si leurs positions sont perturbées de quelque manière que ce soit. Considérez qu’un capteur sur la voiture qui est désaligné d’une fraction de pouce ou même d’un degré sera dirigé vers une zone significativement hors axe à 50 pieds ou plus sur la route. Les capteurs mal orientés résultent souvent de collisions – même une petite cintreuse d’aile peut désaligner les capteurs ADAS. Cependant, l’étalonnage peut également être nécessaire en tant que sous-produit des travaux d’entretien courants tels que le remplacement du pare-brise, la réparation de la suspension ou l’alignement des roues.

Le fait de ne pas étalonner un capteur lorsque cela est nécessaire peut entraîner des informations erronées qui entraîneront un fonctionnement incorrect ou pas du tout de l’ADAS. Une entrée de capteur défectueuse peut entraîner :

  • Un voyant ou un message au tableau de bord
  • Un code de diagnostic (DTC) stocké dans la mémoire de l’ordinateur du véhicule
  • Vibration du volant
  • Traction de direction du véhicule
  • Augmentation de l’effort de direction

Des problèmes comme ceux-ci peuvent amener un conducteur à perdre confiance dans la capacité d’une voiture à fournir un transport sûr. Les défaillances ADAS peuvent également soulever des questions sur la qualité du travail d’un atelier de réparation automobile.

Types de capteur

Les types de capteurs ADAS les plus courants sont les caméras, les radars, les émetteurs à ultrasons et les capteurs d’angle de braquage. Voici plus d’informations sur chacun.

Capteurs de caméra orientés vers l’avant

De nombreux véhicules sont équipés de capteurs de caméra orientés vers l’avant. Ces capteurs sont couramment utilisés pour le freinage d’urgence automatique, le régulateur de vitesse adaptatif, l’avertissement de sortie de voie, l’assistance au maintien de voie et l’activation et la gradation automatiques des feux de route des phares.

Figure 2. Système de double caméra ADAS de Subaru. (Photo : Subaru)

Parce que les caméras sont des appareils optiques qui doivent pouvoir « voir » la route, il est généralement facile d’identifier quand une voiture est équipée de ce type de capteur. De nombreux capteurs de caméra se montent contre l’intérieur du pare-brise dans le cadre d’un ensemble intégré au rétroviseur ; d’autres se fixent à l’intérieur du toit, soit directement, soit dans le cadre d’un boîtier de rétroviseur. Certains constructeurs automobiles, dont Subaru et Land Rover, utilisent deux caméras espacées l’une de l’autre pour améliorer la perception de la profondeur.

Les récepteurs d’images haute définition utilisés dans les capteurs d’appareils photo ne sont pas si différents de ceux que l’on trouve dans d’autres applications d’appareils photo numériques. Ce qui rend les capteurs de caméra ADAS uniques, ce sont les microprocesseurs haute puissance et les algorithmes de traitement de données avancés qui sont intégrés à l’assemblage. Ces composants transforment l’image analogique en constante évolution que la caméra voit en informations numériques qu’ADAS peut utiliser pour contrôler divers systèmes critiques pour la sécurité.

Les capteurs de la caméra « voient » le monde à travers le pare-brise et sont conçus pour des taux spécifiques de transmission de la lumière à travers le verre qui présente un minimum d’imperfections et de distorsion. Un problème dans l’un de ces domaines peut interférer avec la capacité d’un capteur à fournir des informations précises. Pour cette raison, de nombreux constructeurs automobiles spécifient que seul un pare-brise du fabricant d’équipement d’origine (OEM) doit être utilisé si le remplacement est nécessaire sur une voiture avec un capteur de caméra. En fait, certains concessionnaires automobiles refuseront de calibrer un capteur de caméra sur une voiture sur laquelle un pare-brise de rechange est installé.

Autres capteurs de caméra

Certaines voitures plus récentes sont équipées de systèmes de caméras panoramiques à 360 degrés qui utilisent plusieurs petites caméras à l’avant, à l’arrière et sur les côtés du véhicule pour afficher une vue aérienne de la zone immédiate autour du véhicule. Ce sont des caméras plus simples et de résolution inférieure à celles utilisées pour ADAS, bien qu’elles nécessitent également un étalonnage. Les caméras sont généralement situées dans le pare-chocs ou la calandre avant, sous les rétroviseurs latéraux et dans le couvercle du coffre ou le hayon. L’ordinateur contrôlant le système “assemble” les multiples images ensemble pour fournir une vue globale fluide affichée sur l’écran d’infodivertissement dans le tableau de bord.

Capteurs radar orientés vers l’avant

Le régulateur de vitesse adaptatif, l’avertissement de collision avant et le freinage d’urgence automatique sont les ADAS les plus couramment associés aux capteurs radar orientés vers l’avant. Les capteurs radar à ondes millimétriques utilisés sur les véhicules transmettent un signal radio haute fréquence qui se réfléchit sur les objets et revient au capteur. Le temps nécessaire pour recevoir un signal de retour est utilisé pour calculer la distance de la voiture à un objet.

Figure 3. Cette image “voir à travers” montre comment un capteur radar peut être positionné derrière un couvercle en plastique solide dans la calandre. (Photo : Mercedes-Benz)

Les capteurs radar sont généralement montés dans ou derrière le pare-chocs avant ou la calandre. Dans quelques cas, le capteur radar est monté dans le boîtier de la caméra frontale devant le rétroviseur. Les ondes radio peuvent traverser les couvercles de pare-chocs en verre et en plastique ou les matériaux de la grille, et le capteur a généralement un couvercle pour le protéger des pierres et autres débris de la route. Alors que de nombreux capteurs radar sont montés au centre, d’autres sont décalés d’un côté de l’automobile, ce qui affecte le processus d’étalonnage.

Parce qu’ils sont parfois cachés, déterminer si un véhicule est équipé d’un capteur radar peut être plus difficile que d’identifier la présence d’un capteur de caméra. Si une inspection visuelle externe n’indique pas la présence d’un capteur, l’ouverture du capot pourrait en révéler un. Une autre méthode consiste à vérifier les commutateurs de régulateur de vitesse adaptatif à l’intérieur de la voiture (généralement sur le volant) ou un voyant d’avertissement pour un freinage d’urgence automatique et/ou un système de régulateur de vitesse adaptatif qui s’allume sur le tableau de bord comme test lorsque la voiture est démarrée pour la première fois. .

Autres capteurs radar

Certains systèmes d’avertissement de collision arrière et de surveillance des angles morts utilisent de petits capteurs radar montés sous les rétroviseurs latéraux, derrière le couvercle du pare-chocs arrière ou même dans les feux arrière. Les capteurs montés sur les pare-chocs et les feux arrière peuvent également fournir des alertes de circulation transversale arrière lorsque vous sortez des places de stationnement.

Pour éviter les interférences potentielles, la plupart des constructeurs automobiles n’autorisent pas les réparations sur les zones des revêtements de pare-chocs qui se trouvent devant les capteurs radar. Ils recommandent également l’utilisation de couvercles OEM uniquement pour garantir que les matériaux utilisés n’interféreront pas avec les signaux du capteur. Une épaisseur excessive de peinture de couverture de pare-chocs peut également être un problème sur certains véhicules, et les constructeurs automobiles déconseillent de placer des autocollants de pare-chocs n’importe où près des capteurs radar.

Capteurs à ultrasons

Les capteurs à ultrasons sont principalement utilisés pour les systèmes d’aide au stationnement et d’auto-stationnement. Ces capteurs sont installés dans les couvertures de pare-chocs avant et/ou arrière où ils utilisent des ondes sonores à haute fréquence réfléchies (d’une manière similaire au radar) pour détecter les personnes, les voitures et d’autres objets à proximité du véhicule. Des capteurs de ce type sur les côtés des voitures sont utilisés dans certains systèmes d’auto-stationnement et peuvent servir de capteurs supplémentaires dans les systèmes de surveillance des angles morts.

Figure 4. Un capteur à ultrasons sur le bord d’une ouverture de passage de roue. (Image : Wikipédia, Basotxerri, CC BY-SA 4.0)

Les capteurs ADAS à ultrasons ne nécessitent pas d’étalonnage. Cependant, ils sont conçus pour être dans des positions très précises dans la couverture de pare-chocs, ou n’importe où ailleurs où ils sont montés. Pour cette raison, certains constructeurs automobiles n’approuvent pas l’utilisation de pièces de carrosserie du marché secondaire, reconditionnées ou recyclées, qui peuvent être déformées ou manquer de trous pré-percés aux emplacements appropriés pour le montage des capteurs. Bien que la plupart des capteurs à ultrasons diffusent un motif sonore circulaire symétrique, certains génèrent un motif ovale asymétrique qui nécessite qu’ils soient montés avec une orientation spécifique pour fonctionner correctement.

Capteurs d’angle de braquage

Les capteurs d’angle de braquage sont utilisés dans l’avertissement de sortie de voie, le maintien de voie et l’ADAS adaptatif des phares. Les informations qu’ils fournissent sont également utilisées pour d’autres systèmes liés à la sécurité et aux performances, tels que le contrôle électronique de la stabilité et les suspensions adaptatives. Ces capteurs sont généralement intégrés à la colonne de direction et mesurent le degré de rotation du volant.

Étalonnage du capteur

L’étalonnage du capteur ADAS est requis chaque fois que la visée d’un capteur est perturbée de quelque manière que ce soit. Cela peut se produire lors d’une collision, même d’une légère flexion d’aile, ou être un sous-produit de travaux d’entretien courants tels que le remplacement du pare-brise, les réparations de la suspension ou l’alignement des roues. L’étalonnage est également nécessaire chaque fois qu’un capteur ou son support de montage est retiré et remplacé, qu’il y a un changement de taille de pneu, qu’un airbag frontal se déploie et dévie du pare-brise, ou que des réparations sont effectuées sur un toit de voiture sur lequel un support de capteur est monté. ce. Enfin, l’étalonnage du capteur est nécessaire lorsqu’il existe un DTC associé dans la mémoire de l’ordinateur de la voiture ou qu’un constructeur automobile publie un bulletin de service technique avec des instructions pour que l’étalonnage soit effectué dans le cadre d’une autre réparation.

Le remplacement et l’étalonnage des capteurs font souvent partie des réparations après collision. Les constructeurs automobiles recommandent aux ateliers de carrosserie d’effectuer désormais une analyse de diagnostic complète sur chaque véhicule avant le début des réparations, puis à nouveau une fois le travail terminé. Cela aidera l’atelier de carrosserie à mieux comprendre l’étendue de tout problème avant le début des travaux, puis à confirmer que tous les problèmes ont été résolus, que les étalonnages des capteurs ADAS sont terminés et que les systèmes de contrôle du véhicule communiquent correctement avant que la voiture ne soit renvoyée au client.

Figure 5. Un outil d’analyse de diagnostic automobile multifonctionnel de rechange. (Image : encliquetable)

L’étalonnage des capteurs ADAS est un processus de précision souvent complexe et chronophage. Certains capteurs peuvent être calibrés dans un atelier de réparation, d’autres nécessitent qu’un véhicule soit conduit et de nombreux capteurs nécessitent les deux procédures. Le temps nécessaire peut varier de 15 minutes à une heure ou plus, selon les exigences d’étalonnage spécifiques. Lorsque nécessaire, cette main-d’œuvre supplémentaire s’ajoute au coût des réparations.

Préparation de la boutique

En raison des défis à relever, de nombreux ateliers de réparation automobile et installateurs de pare-brise envoient actuellement des voitures au concessionnaire lorsque l’étalonnage du capteur ADAS est requis. Les prestataires de services indépendants qui souhaitent effectuer des étalonnages de capteurs doivent investir considérablement dans ces outils nécessaires :

  • Informations de service qui décrivent l’équipement et les procédures nécessaires pour calibrer les capteurs ADAS sur une année, une marque et un modèle de véhicule donnés. Ces informations peuvent être disponibles sur le marché secondaire, mais doivent parfois être obtenues auprès du constructeur automobile. Les exigences d’étalonnage du capteur ADAS peuvent être déterminées en effectuant une recherche d’exigences d’étalonnage OEM ou en utilisant des liens vers les informations de service OEM . Les deux options entraînent un coût pour l’atelier d’entretien.
  • Un outil d’analyse d’ordinateur de voiture qui prend en charge l’étalonnage du capteur ADAS. Les outils d’analyse d’usine peuvent gérer les opérations nécessaires pour tous les véhicules et capteurs d’un constructeur automobile spécifique. Les capacités des outils d’analyse du marché secondaire varient considérablement, mais certains appareils fonctionneront avec certains véhicules et capteurs d’un certain nombre de constructeurs automobiles différents. Des outils spéciaux conçus exclusivement pour l’alignement des capteurs ADAS sont également disponibles, mais comme pour les outils d’analyse du marché secondaire, l’étendue de la couverture du véhicule varie.
  • Une grande zone intérieure plane et pavée avec un éclairage non éblouissant et une toile de fond exempte d’encombrement (capteurs de caméra) et d’objets métalliques (capteurs radar) qui peuvent interférer avec l’étalonnage. Honda, par exemple, spécifie une zone ouverte de 13 pieds de large, 5 pieds de haut et s’étendant sur au moins 23 pieds devant la voiture. Le processus d’étalonnage du radar Lexus (effectué à l’extérieur) nécessite une grande route ouverte d’au moins 32 pieds de long et 45 pieds de large devant la voiture.
  • Un rack d’alignement des roues. De nombreux constructeurs automobiles exigent ou recommandent qu’un alignement des quatre roues soit effectué avant l’étalonnage du capteur ADAS. Cela garantit que la ligne de poussée du véhicule, une ligne médiane imaginaire tracée dans le sens de la longueur à travers la voiture, pointe droit sur la route lorsque le volant est centré. Les capteurs ADAS sont ensuite calibrés pour être alignés avec la ligne de poussée. L’équipement d’alignement des roues est maintenant disponible avec des capacités d’étalonnage ADAS intégrées, bien qu’un processus de visée statique et/ou dynamique (voir ci-dessous) puisse encore être nécessaire.

Figure 6. Un outil dédié à l’étalonnage du capteur de caméra ADAS. (Image : Pilkington)

 

Préparation du véhicule

Avant d’étalonner un capteur ADAS, un véhicule doit être préparé comme spécifié par le constructeur automobile. Certaines des exigences communes incluent:

• Pas d’objets lourds inutiles dans la voiture ou le coffre
• Pneus gonflés aux pressions recommandées
• Hauteur de conduite avant et arrière du véhicule conforme aux spécifications
• Réservoir de carburant plein
• Pare-brise propre devant le capteur de la caméra (le cas échéant)
• Capot de protection retiré du capteur radar (le cas échéant)
• Alignement des quatre roues effectué (le cas échéant)
Méthodes d’étalonnage

Il existe deux formes d’étalonnage ADAS, statique et dynamique. Des descriptions générales de ces processus sont fournies ci-dessous, mais les procédures exactes varient considérablement d’une marque et d’un modèle de véhicule à l’autre. Dans tous les cas, les procédures et instructions spécifiées par le constructeur automobile doivent être suivies à la lettre.

Étalonnage en magasin (statique)

L’étalonnage du capteur statique commence par l’établissement de la ligne de poussée du véhicule. Les constructeurs automobiles spécifient une variété de méthodes de mesure manuelles et d’outils spéciaux pour effectuer cette partie du processus. Dans de nombreux cas, les outils se fixent ou sont alignés avec les moyeux de roue avant et arrière. Des projecteurs laser sont souvent intégrés aux outils pour assurer un alignement parfait.

Ensuite, une ou plusieurs cibles de visée spéciales sont positionnées à des emplacements précis par rapport à la ligne de poussée et au capteur. Les cibles doivent être à une hauteur spécifiée, et beaucoup sont conçues pour être utilisées avec des supports de montage réglables spéciaux. Lorsqu’un capteur est décalé par rapport à l’axe central de la voiture, les cibles doivent également être décalées en conséquence. Alors qu’au moins un véhicule utilise une cible qui est placée sur le capot, la plupart des emplacements cibles se trouvent à 10 à 20 pieds du véhicule.

Les cibles de visée de la caméra sont généralement des images à motifs en noir et blanc qui sont achetées ou, dans certains cas, peuvent être téléchargées à partir de sites d’informations sur les services. Les cibles qui ont été téléchargées peuvent devoir être redimensionnées à l’aide d’une photocopieuse. Avec certains véhicules, la cible doit être éclairée d’une manière spécifique pour assurer un calibrage correct.

Figure 7. Cibles de visée de caméra ADAS typiques – VAG indique le groupe Volkswagen/Audi. (Image : TEXA)

Les cibles radar peuvent avoir des motifs similaires à ceux des caméras, mais comprennent des éléments métalliques qui réfléchissent les ondes radio vers le capteur. Un autre type de cible radar est un cône métallique dont l’extrémité ouverte est positionnée face au véhicule pour réfléchir les ondes radio vers le capteur.

Figure 8. Un cône de visée réfléchissant pour l’étalonnage du capteur radar. (Image : Honda)

Sur certaines voitures, la prochaine étape de l’étalonnage consiste à niveler mécaniquement le capteur. Volvo utilise un support spécial avec un niveau à bulle qui se fixe au boîtier du capteur de la caméra. FCA, Nissan et certains autres constructeurs automobiles utilisent un outil spécial avec un niveau à bulle qui s’adapte précisément sur le boîtier du capteur radar et est maintenu en place par une ventouse. Avec les deux appareils, un mécanisme à vis est utilisé pour régler la visée horizontale du capteur. Cette procédure nécessite que le véhicule se trouve sur une surface parfaitement plane ; un rack d’alignement est préférable.

Figure 9. Un outil de nivellement horizontal fixé à un capteur radar. (Photo : Nissan)

La dernière étape de l’étalonnage du capteur ADAS statique consiste à lancer le processus de visée à l’aide d’un outil d’analyse d’usine ou d’un équivalent du marché secondaire. Le processus se produit alors automatiquement et l’outil d’analyse indique quand il a été terminé avec succès. Si nécessaire, l’outil d’analyse fournira des instructions pour régler la vis de visée verticale d’un capteur radar.

Après l’étalonnage statique, de nombreux capteurs nécessitent un processus dynamique de suivi comme décrit ci-dessous. Même lorsqu’un étalonnage dynamique n’est pas requis, un essai routier est recommandé pour valider l’étalonnage et s’assurer que l’ADAS ne définit aucun code d’anomalie de diagnostic lorsqu’il est en fonctionnement. Certains systèmes ne définissent pas les DTC ou ne génèrent pas d’autres messages d’erreur tant que la voiture n’a pas parcouru une certaine distance.

Étalonnage sur route (dynamique)

L’étalonnage dynamique du capteur est généralement la méthode préférée pour les capteurs de caméra, et parfois la seule méthode spécifiée. Les capteurs radar, en revanche, nécessitent souvent un réglage statique suivi d’une procédure sur route. L’étalonnage dynamique consiste à lancer le processus avec un outil d’analyse d’usine ou un équivalent du marché secondaire, puis à conduire la voiture sur des routes relativement droites avec des marquages ​​de voie clairs pendant 5 à 30 minutes à des vitesses spécifiées jusqu’à ce que l’outil d’analyse indique que l’étalonnage est terminé. Sur certaines voitures, un voyant d’avertissement ou un message sur le tableau de bord s’éteint lorsque l’étalonnage a réussi.

Certains systèmes se calibrent mieux lorsqu’il y a peu de trafic environnant, mais d’autres se calibrent plus rapidement lorsque de nombreux objets sont détectés par le capteur. Les instructions d’étalonnage du constructeur du véhicule fourniront des informations sur le processus optimal. Souvent, l’étalonnage ne peut pas être effectué si la pluie ou la neige obscurcissent les marquages ​​au sol, ou si d’autres facteurs rendent impossible ou dangereux de conduire aux vitesses requises.

Étalonnage de la caméra panoramique

L’étalonnage des caméras panoramiques est nécessaire lorsqu’une ou plusieurs caméras sont remplacées ou qu’une pièce de montage (calandre, rétroviseur, porte, couvercle de pare-chocs, etc.) est retirée et remplacée. L’étalonnage de la caméra panoramique est généralement une procédure statique en atelier. De grands tapis à motifs sont placés autour du véhicule et un outil d’analyse d’usine est utilisé pour lancer le processus d’étalonnage. Certains systèmes de vision panoramique utilisent un processus dynamique sur route où la voiture roule lentement sur la route dans des conditions de conduite très spécifiques.

Figure 10. Un camion placé entre des tapis d’alignement utilisés pour l’étalonnage de la caméra panoramique. (Image : I-CAR)
Étalonnage du capteur d’angle de braquage

L’étalonnage du capteur d’angle de braquage peut être nécessaire après le déploiement de l’airbag, des réparations structurelles ou l’alignement des roues. Le processus implique normalement de placer la roue dans une position droite, puis d’utiliser un outil d’analyse d’usine, ou un équivalent du marché secondaire, pour mettre à zéro le signal du capteur.

Figure 11. Utilisation d’un outil d’analyse pour calibrer un capteur d’angle de braquage. (Image : VDO)
conclusion

Il ne fait aucun doute qu’ADAS rend la conduite plus facile et plus sûre. Cependant, la complexité supplémentaire de ces systèmes et de leurs capteurs entraîne des coûts supérieurs à leur prix d’achat d’origine. Le simple fait de remplacer un pare-brise ou d’effectuer un alignement des roues sur une voiture moderne avec ADAS peut coûter beaucoup plus cher. Premièrement, parce que toute opération modifiant la visée du capteur nécessite une procédure d’étalonnage de précision chronophage. Et deuxièmement, parce que l’utilisation de pièces OEM, telles que des pare-brise et des couvertures de pare-chocs, peut être spécifiée pour garantir que les capteurs acquièrent des données précises. Ces exigences peuvent augmenter le coût des réparations automobiles, mais doivent être respectées pour assurer une sécurité optimale du véhicule.

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