Depuis un certain nombre d’années, les technologies et assistances à la conduite s’accumulent dans les automobiles, permettant ainsi d’automatiser un certain nombre d’actions faisant partie intégrante de l’expérience de la conduite, afin d’améliorer le confort et la sécurité des automobilistes. C’est notamment le cas des capteurs de pluie, des aides à la conduite capables de détecter la présence de gouttes de pluie sur un pare-brise, et d’activer de leur propre chef les balais d’essuie-glace du véhicule.

Qu'est-ce qu'un capteur de pluie?

Le capteur de pluie est un dispositif d’aide à la conduite dédié à favoriser le confort de l’automobiliste lorsque celui-ci circule, en activant automatiquement et à la fréquence adéquate les balais d’essuie-glace lorsque le système détecte la présence de gouttes de pluie sur le pare-brise.

Présentation du capteur de pluie

Le capteur de pluie, aussi appelé détecteur de pluie, est un petit dispositif électronique ayant fait son apparition dans les véhicules motorisés durant les années 1990. Installé au niveau de l’embase du rétroviseur intérieur, ce dispositif est dirigé vers l’extérieur, ce qui lui permet de capter l’état des conditions météorologiques et leur impact sur le pare-brise de l’automobile, tout en ne gênant pas le champ visuel du conducteur.

Fonctionnement du détecteur de pluie

Généralement couplé avec le détecteur de luminosité, le capteur de pluie permet de détecter la présence de précipitations sur le pare-brise d’une automobile grâce à une mesure de la luminosité pouvant être réalisée à l’aide d’une technologie infrarouge.

Les détecteurs de pluie à infrarouge

Les détecteurs de pluie à infrarouge intègrent une diode électroluminescente, un prisme de réfraction et des photodiodes. Par temps sec, le rayon lumineux généré par la diode électroluminescente va traverser le prisme, puis va être dévié par le pare-brise avant de toucher la diode réceptrice. Par temps de pluie cependant, le rayon généré par la diode ne sera pas entièrement reflété par le pare-brise, mais sera dévié par les gouttes de pluie. Dans ce cas de figure, la diode réceptrice verra qu’elle ne reçoit plus suffisamment de lumière, et un calculateur enverra un signal électrique afin d’ordonner aux balais d’essuie-glace du véhicule de s’activer, et sélectionnera même la vitesse de battement de l’équipement afin d’optimiser l’évacuation de la pluie.

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Couplage avec le détecteur de luminosité

La plupart des détecteurs de pluie installés dans l’habitacle des automobiles sont également équipés d’un détecteur de luminosité, qui permet d’activer automatiquement l’allumage des différents feux du véhicule en fonction de la luminosité extérieure.

Utilité du capteur de pluie

Comme un grand nombre d’aides à la conduite, les capteurs de pluie sont avant toute chose des équipements de confort. Lorsqu’ils sont activés, ces dispositifs sont capables de détecter efficacement la présence de pluie sur le pare-brise, et de lancer d’eux-mêmes le fonctionnement des essuie-glaces à des vitesses différentes. Tout ceci permet de réduire les interactions entre l’usager, qui peut mieux se concentrer sur la route, et la commande d’essuie-glace du véhicule.

Diagnostic d’un capteur de pluie défectueux

Si lors d’un contrôle simple du capteur de pluie réalisé par le conducteur en simulant la chute de précipitations sur le pare-brise, l’usager se rend compte que les balais d’essuie-glace ne se mettent pas en marche automatiquement ou qu’ils ne s’adaptent pas correctement à la fréquence des précipitations, alors cela signifie que le capteur de pluie est défectueux.

L’automobiliste devra alors faire réaliser un contrôle de son véhicule chez son garagiste, qui utilisera un boîtier de diagnostic afin de vérifier l’intégrité des calculateurs supérieurs de chute de pluie et de luminosité.

Fonctionnement technique du capteur de pluie

Le capteur de pluie est un système d'assistance à la conduite qui soulage le conducteur en activant automatiquement le système d'essuie-glace en cas de pluie ce qui augmente considérablement la sécurité et le confort dans le véhicule. Le capteur de pluie est monté dans les véhicules depuis le milieu des années 1990 et depuis, il fait partie intégrante de l'électronique moderne du véhicule.

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  1. Le capteur de pluie, initialement intégré à l'embase de rétroviseur, est installé en dehors du champ de vision sur la face intérieure du pare-brise.
  2. Le capteur détecte dans la zone du capteur qu'il pleut et transmet ses informations à l'électronique de commande de l'essuie-glace.
  3. En position Cycle de balayage automatique, cela permet d'adapter automatiquement la fréquence de balayage à l'intensité de la pluie.
  4. Une intervention manuelle de la part du conducteur n'est quasiment plus nécessaire.

Le capteur de pluie détecte les précipitations sur le pare-brise grâce à la méthode de mesure optoélectronique. L'élément capteur comprend une ou plusieurs diodes électroluminescentes (émetteur), un prisme et une photodiode (récepteur). Un faisceau lumineux créé par la diode électroluminescente atteint le pare-brise en passant par un prisme et est réfléchi plusieurs fois par la surface de la vitre, puis transmis à la photodiode.

Plus l'intensité de la pluie est forte, moins il y a de lumière qui atteint la photodiode. Au moyen de l'intensité du rayonnement, l'électronique d'évaluation calcule la quantité de pluie actuelle sur la vitre et transmet les informations requises par l'électronique de l'essuie-glace pour déterminer la vitesse de balayage. Grâce aux mesures permanentes du capteur, le comportement de balayage est adapté individuellement en fonction du volume des précipitations. Si une pluie intense ou des embruns d'un véhicule précédents sont détectés, le système passe automatiquement de la position d'intervalles à la position de balayage le plus rapide.

Mesure des conditions lumineuses extérieures

La mesure des conditions lumineuses extérieures se fait par un détecteur optoélectronique. Grâce à un verre filtrant monté devant le capteur, celui-ci capte des longueurs d'ondes spécifiques pour pouvoir faire la différence entre la lumière artificielle et la lumière du jour. La luminosité ambiante et l'éclairage de la zone avant sont mesurés avec deux capteurs à fonctionnement indépendant.

Il est alors nécessaire que la caractéristique de réception du capteur soit adaptée à la situation de montage. À l'aide des données des capteurs et en prenant en compte d'autres informations de l'électronique du véhicule, un algorithme spécifique reconnait les différentes conditions de luminosité (jour, nuit, crépuscule ou passage dans un tunnel ou sous un pont) et allume ou éteint les feux diurnes.

Dans la génération actuelle de capteurs de pluie et de luminosité, la structure modulaire permet d'intégrer jusqu'à cinq fonctions.

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  • Le capteur d'embuage transmet l'humidité relative et la température, mesurées sur la face intérieure du pare-brise, au climatiseur. Ces informations sont analysées par le calculateur de climatisation pour commander la climatisation de l'intérieur du véhicule, par ex. l'aération automatique du pare-brise.
  • Le capteur d'ensoleillement détecte le rayonnement solaire qui agit sur le conducteur et le passager à travers le pare-brise et transmet cette valeur au calculateur de climatisation. Cette information est analysée par le calculateur et utilisée pour commander la climatisation de l'intérieur du véhicule.
  • Un capteur supplémentaire (affichage tête haute) détecte l'intensité lumineuse dans la zone avant du véhicule. La caractéristique de réception de ce capteur de l'affichage tête haute est, en comparaison avec la caractéristique du capteur de zone avant, réglée à une valeur plus faible et comparable à l'angle de vision du conducteur. Si un affichage tête haute est installé dans le véhicule, cette information peut servir à adapter l'intensité lumineuse de l'affichage projeté sur le pare-brise.

Le capteur de pluie s'adapte en permanence à l'état actuel du pare-brise dans la zone du capteur. Les modifications du signal dues à l'usure par des rayures ou des encrassements sont prises en compte par le logiciel du capteur ou du calculateur.

Le capteur ne peut pas détecter les différences entre cette zone et la zone du pare-brise qui se trouve dans le champ de vision du conducteur/passager.

De plus, un chauffage intégré dans l'élément capteur permet d'éviter de mauvaises interprétations en cas de condensation. Le capteur n'est pas en mesure de distinguer la neige et la glace de la pluie.

En cas de chutes de neige, le comportement du capteur, c.-à-d. du balayage, est comparable à celui en cas de grosses gouttes d'eau. En cas de glace sur le pare-brise, le balayage est supprimé en fonction de la température extérieure lorsque le véhicule est à l'arrêt.

La vue d'ensemble du système montre à titre d'exemple une des façons dont le capteur communique avec les autres composants du système du véhicule via l'interface LIN. Le capteur est activé et alimenté en tension par le calculateur supérieur. Le capteur met uniquement à disposition des informations au système mais n'intervient pas lui-même directement dans le système ou sur les actuateurs.

En cas de dysfonctionnement du capteur de pluie, le module des essuie-glace du véhicule concerné se charge de la commande de l'intervalle. Indépendamment de la fonction du capteur, il est toujours possible de commander manuellement les essuie-glace via le commodo. En cas de défaillance du capteur de luminosité, l'éclairage diurne est allumé en mode sûr « Éclairage allumé ». Les feux peuvent être allumés et éteints manuellement à l'aide du commodo indépendamment du fonctionnement du capteur.

Consignes de réparation importantes relatives au remplacement du capteur de pluie et de luminosité

  1. La zone de montage sur le pare-brise doit être exempt d'impuretés telles que des filaments ou de la graisse et être sec. Si ce n'est pas le cas, la zone doit être nettoyée avec un produit nettoyant à base d'alcool.
  2. Le milieu de couplage doit être intact, propre et sans inclusions d'air. En cas d'endommagement, il est nécessaire de remplacer le milieu de couplage, ou si besoin tout le capteur.
  3. Positionner le capteur dans la zone de montage en appuyant légèrement sur les deux pinces à ressort sur le cadre-support. Faire encliqueter maintenant la pince de ressort en augmentant en alternance d'abord la pression sur le bras du ressort droit, puis sur le bras du ressort gauche. Veiller alors à ce que le capteur ne se coince pas en s'inclinant. Ne pas encliqueter les deux bras du ressort en même temps !
  4. Effectuer ensuite un contrôle visuel de l'encliquetage sur l'élément de fixation. Bloquer la fiche de raccordement électrique dans le boîtier de connecteur et vérifier qu'elle est correctement positionnée.
  5. Une fois le montage terminé, procéder à un contrôle visuel du pare-brise dans la zone du capteur. Entre le pare-brise et le milieu de couplage, des inclusions d'air d'un diamètre maximal de 1 mm sont autorisées immédiatement après le montage.

Le capteur optique est fixé sur le pare-brise à l'aide d'un milieu de couplage qui forme une couche lisse sur le capteur optique. Le milieu de couplage (gel) compense les inégalités entre le capteur optique et la vitre de façon à obtenir une interface optique définie. Un montage incorrect peut occasionner des dysfonctionnements ou la défaillance du capteur. En fonction du constructeur automobile, différents éléments de fixation peuvent être utilisés. Veuillez toujours respecter les consignes de montage du constructeur !

Les essuie-glace doivent alors se mettre en marche et la fréquence de balayage doit s'adapter automatiquement à l'« intensité de pluie » simulée. Les différentes fonctions du capteur de pluie et de luminosité sont surveillées par les calculateurs respectifs supérieurs.

Cette fonction permet de consulter et de supprimer les codes d'erreur sauvegardés dans la mémoire d'erreurs. Cette fonction permet de programmer le capteur sur le calculateur.

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