Calculateurs électroniques pour véhicules modernes équipés de phares LED

Des connaissances utiles et de précieux conseils sur le thème des calculateurs électroniques embarqués sur les véhicules modernes équipés de phares LED.

La digitalisation des phares et la complexité technologique sans cesse croissante des fonctionnalités, entraînent des exigences toujours plus élevées pour l'électronique d'éclairage. La commande ciblée des LED permet une répartition et une intensité lumineuse optimale, offrant au conducteur la meilleure visibilité possible sur la route dans toutes les situations. De plus, la précision de la commande évite de gêner les autres usagers de la route dans leur environnement.

Consigne de sécurité importante Les informations techniques, les conseils et astuces pratiques compilés ci-après ont été rédigés par HELLA afin de fournir une aide professionnelle aux ateliers de réparation automobile dans le cadre de leurs activités. Toutes les informations mises à disposition sur ce site sont destinées à être exploitées uniquement par des professionnels dûment qualifiés.

 

Structure et fonction des calculateurs électroniques pour véhicules modernes équipés de phares LED: Structure

Outre les emplois déjà connus des LED, notamment dans les feux diurnes, les feux de position, les feux arrière ou les clignotants, les fonctions de feux de croisement et de feux de route en version LED se sont entre-temps démocratisées dans l'éclairage extérieur des véhicules. Pour que ces fonctions puissent être assurées, d'autres calculateurs sont nécessaires.

 

Le rôle principal de ces calculateurs d’éclairage consiste à commander et à contrôler les différentes fonctions d'éclairage du projecteur. Outre la commande centrale de toutes les fonctions d'éclairage, des tâches de coordination supplémentaires, comme l'adaptation dynamique de la répartition lumineuse dans le cas des systèmes d'éclairage adaptatifs, sont effectuées individuellement en fonction de la situation de conduite. Sur les véhicules équipés d'un assistant de feux de route, les calculateurs reliés au système gèrent la commande des différentes LED de chaque phare en fonction de la situation et des besoins. Ainsi, l'intensité de la lumière est réglée individuellement.

 

Les projecteurs LED les plus modernes des dernières générations, comme ceux de la VW Touareg, de l'Audi A8 ou de l'Audi A7, sont de plus en plus commandés par logiciel.

 

Selon le véhicule et le système, plusieurs types de calculateurs différents peuvent être utilisés. Les calculateurs sont généralement montés directement sur le boîtier du projecteur.

 

Disposition des calculateurs (modules de puissance) représentée à titre d'exemple sur un projecteur Matrix LED.

CALCULATEUR HELLA POUR L’AUDI A7

Sur l'Audi A7, les variantes de projecteurs LED utilisent un calculateur au concept évolutif à 4, 6 ou 8 canaux, conçu de manière optimale pour commander les différentes fonctions d'éclairage des projecteurs LED. Les 32 diodes électroluminescentes du module HD Matrix LED se laissent ainsi piloter indépendamment les unes des autres. Qui plus est, le calculateur met en scène la signature lumineuse des feux de jour qui se compose de douze segments lumineux sur l'A7. Ici, les projecteurs présentent une "chorégraphie lumineuse" après le déverrouillage des portes. L'animation se déroule en sens inverse à la fin du trajet. Le calculateur pilote également le défilement du clignotant. Le calculateur est aussi équipé d’un mode de sécurité intégrée. Ce mode garantit un éclairage suffisant en cas de défaut.

Caractéristiques techniques
Dimensions88 x 130 x 25 mm (L x l x h)
Poids300g
Plage de température de fonctionnement-40 °C à 105 °C
Canaux LED8
Sorties LED3 – 8 Tension 2 - 60 V Courant 100 - 1 400 mA Puissance 40 W par canal / 90,120 ou 150 W maxi
Indice de protectionIP6K9K2
Fonctions
  • Matrix Beam
  • Feux longue portée
  • Feux de croisement (champ proche, portée)
  • (dynamique) Feux de jour
  • (dynamique) Clignotants voir ci-dessus
  • (dynamique) Feux de position voir ci-dessus
  • Correcteur de niveau dynamique
  • Commande de moteurs pas à pas
Interface véhicule
  • Alimentation en tension borne 30
  • Masse
  • Bus CAN
Particularités
  • Communication CAN vers module de contrôle de carrosserie (BCM)
  • Possibilité de commander la charge LED en parallèle avec les deux canaux
  • Interface de diagnostic, y compris la surveillance des erreurs avec CAN
  • Communication LIN avec d'autres calculateurs

Structure calculateur LED: Structure

Le circuit imprimé avec les composants électroniques est monté directement sur la moitié inférieure du carter. Pour garantir une dissipation optimale de la chaleur, on utilise ici un carter métallique doté d’ailettes de refroidissement.

 

Une tôle de blindage est également placée au-dessus du circuit imprimé afin d'éviter qu’il soit impacté par des perturbations électromagnétiques ou de haute fréquence pouvant affecter le fonctionnement du calculateur. L'écran métallique absorbe les signaux parasites et les dissipe via une connexion à la masse correspondante. La partie supérieure du carter est constituée d'un cache en plastique qui est clipsé et vissé à la partie inférieure du carter. De plus, un joint est placé tout autour de la fiche de connexion pour éviter l’infiltration d’impuretés ou d'humidité entre le calculateur et le boîtier de projecteur.

Un autre type de calculateur d’éclairage HELLA est utilisé pour les projecteurs LED, par ex. sur des véhicules de la marque Porsche.

 

Ce calculateur permet de réaliser les fonctionnalités suivantes.

 

  • Alimentation des feux de croisement, feux de route et feux diurnes
  • Alimentation des périphériques internes +5 V et +12 V (3 transformateurs)
  • Détection du sens de circulation droite/gauche
  • Commande de fonctions supplémentaires (par ex. éclairage adaptatif)
  • Commande des ventilateurs dans le projecteur
  • Intégration de jusqu'à sept entrées de signaux pour le codage de la température ou des classes d'éclairage

Architecture matériel: Structure

La commande des projecteurs LED modernes nécessite un calculateur répondant aux exigences spécifiques de la technologie LED et à la grande diversité des applications.

 

Le calculateur LMS HELLA (projecteur module LED) est conçu de manière à offrir un maximum de flexibilité grâce à l'adaptation du jeu de données en fonction du projecteur et des composants embarqués.

 

Les fonctionnalités Matrix Beam avec des transitions et animations (par ex. les fonctions coming home / leaving home) peuvent être configurées par le jeu de données, ce qui permet de souligner les caractéristiques d'identification typiques du véhicule. Le calculateur peut être également configuré selon des niveaux d'extension de matériel échelonnés.

 

La commande du calculateur dans le système du véhicule s'effectue via le bus CAN, qui fournit les entrées essentielles en plus de l'alimentation électrique. L’appareil reçoit toutes les informations du calculateur de réseau de bord via l'entrée de données. À la sortie, on dispose de jusqu'à 8 canaux LED, lesquels sont tous atténués par modulation de largeur d'impulsion (MLI / PWM) et pouvant, dans certains cas, commander plusieurs fonctions d'éclairage par canal. L’appareil dispose en outre de plusieurs sorties de pilotes haute-tension, ainsi que d'une commande de ventilateur, souvent nécessaire dans les phares,afin de réduire les contraintes thermiques. Les températures apparaissant sur les platines LED sont détectées par des capteurs et converties en fonctions d’atténuation pour protéger les LED.

 

Un bus CAN physique à la sortie relie les interfaces aux gestionnaires Matrix LED largement utilisés sur les platines LED. L'alimentation électrique des modules LMM est également mise à disposition. L'appareil dispose également de sorties de bus LIN pour mettre à disposition des interfaces de communication supplémentaires dansle projecteur.

Intégration du système dans le véhicule

La communication embarquée avec d’autres interfaces BUS s’effectue par la mise en réseau des calculateurs de projecteur avec le calculateur de réseau de bord et les calculateurs des systèmes d'assistance à la conduite. Les calculateurs d'éclairage communiquent via un bus de données et reçoivent ainsi des données qui sont converties en permanence et de manière fiable en la répartition lumineuse requise. Selon le modèle de véhicule et le système, les aperçus de mise en réseau représentés peuvent différer des autres modèles de véhicules.

Contrôle et diagnostic: Dépannage

Contrôle et diagnostic

La surveillance du fonctionnement du projecteur LED et donc des calculateurs d'éclairage est assurée par des calculateurs hiérarchiquement supérieurs dans le système de réseau de bord. Les défauts qui surviennent sont enregistrés dans la mémoire des défauts des calculateurs et peuvent être lus à l'aide d'un appareil de diagnostic approprié. Sur certains modèles de véhicules, un avertissement supplémentaire apparaît sur l'afficheur du combiné d'instruments, alertant le conducteur d'un défaut de système.

 

Dans le cadre du diagnostic d’un projecteur LED par lecture des calculateurs, les fonctions suivantes peuvent être appliquées pour le dépannage en fonction du type d’appareil de diagnostic utilisé.

 

  • Code défaut (lire, évaluer et effacer les entrées de la mémoire des défauts)
  • Paramètres (représentation de valeurs de mesure individuelles)
  • Test des actionneurs (commande des fonctions d'éclairage via l'appareil de diagnostic)
REMARQUE

Avant d'effectuer un diagnostic de panne avec l'appareil de diagnostic, il convient de procéder à un contrôle visuel des différents composants du système car, de cette manière, certaines pannes peuvent déjà être détectées et corrigées.

Réparation et réglage

Le constructeur automobile ne prévoit pas de réparation des calculateurs d’éclairage. Si l’atelier diagnostique un défaut sur un des calculateurs, ils doivent être remplacés.

 

Causes pouvant engendrer un dysfonctionnement ou la panne :

  • Tension d'alimentation manquante ou incorrecte (+/-)
  • Courts-circuits internes, faux contact au niveau des connexions
  • Dommages mécaniques (par ex. accident)
  • Conditions environnementales (eau, sel, etc.)

 

Après remplacement d'un calculateur ou d'un projecteur LED, il peut s'avérer nécessaire de procéder à un réglage sur le véhicule par le biais des portails OEM disponibles.

 

En fonction du constructeur du véhicule, du type de projecteur et du calculateur correspondant, il faut dans ce cas effectuer des travaux de maintenance supplémentaires avec un outil de diagnostic approprié afin de garantir le fonctionnement correct du système d'éclairage.

 

Dans les instructions de réparation des constructeurs automobiles, on parle ici de codage, de programmation ou de flashage. Ce que cela signifie en détail est expliqué ci-après à titre d'exemple, sans présentation de processus détaillés issus de la microélectronique.

IMPORTANT !

Lors de tous travaux de réparation sur les projecteurs LED, notamment lors du remplacement de calculateurs ou d'autres composants électroniques, une protection ESD doit être absolument garantie car les composants électroniques, en particulier les platines ou les calculateurs, peuvent être endommagés par des décharges électrostatiques (ESD = Electrostatic Discharge).

Codage

Par codage d'un calculateur sur un véhicule automobile, on entend généralement la définition de certaines fonctions qui sont déjà enregistrées au préalable dans le logiciel.

 

Il est ainsi possible d'attribuer certaines fonctions d'éclairage à des sorties physiques ou de définir des valeurs de consigne ou des valeurs limites. Il est donc possible de procéder ultérieurement à des réglages spécifiques au véhicule. Cette fonction est également appelée "codage variantes" par certains constructeurs.

 

Par exemple, il y a des fonctions d'éclairage pouvant être adaptées aux exigences spécifiques en vigueur dans le pays concerné.

 

Conditions d'allumage des feux de jour

  • Feux de jour allumés
  • Feux de jour éteints
  • Feux de jour allumés + feux de position arrière allumés

Programmation

La programmation consiste à modifier le logiciel existant. Il s'agit de réécrire le programme de travail de base du calculateur. Dans ce cas, les modifications apportées au matériel d'un phare, par exemple dans le cadre d’un lifting, peuvent être adaptées au niveau logiciel.

Flashage

De nos jours, tous les calculateurs modernes sont équipés d'une mémoire programmable électroniquement. Ces composants, également appelés Flash-EEPROM, contiennent le système d'exploitation (firmware) des calculateurs. Ce firmware peut être mis à jour par voie logicielle en situation embarquée. Ce processus est également appelé programmation de mise à jour ou programmation en flash.

  Comme la plupart des calculateurs doivent être réglés en ligne, les différentes options de réglage se mélangent ici, si bien que le terme "flasher" s'est imposé dans le quotidien des ateliers.

 

Dans de nombreuses opérations en flash, la programmation et le codage sont effectués simultanément. Mais en fin de compte, le seul facteur décisif est qu'un réglage soit effectué et que le système d'éclairage du véhicule fonctionne parfaitement.

Exemple de réparation Mercedes Benz

Dans le cadre de la réparation d'un dommage causé par un accident, le phare LED droit d'une W212 a été remplacé. Pour cela, les anciens calculateurs ont été montés sur les nouveaux phares. Une fois la réparation terminée, un appareil de diagnostic a été branché pour le réglage du QR-code LED et une prise en main à distance macsRemote Services a été effectuée.  Pour la mise en service, les calculateurs des phares gauche et droit ont d'abord été programmés sur une nouvelle version de logiciel, puis le phare droit a été codé à l'aide du QR-code LED.

IMPORTANT !

La programmation, le codage ou encore le flashage doivent être effectués avec un appareil de diagnostic approprié et une connexion réseau stable au serveur du constructeur automobile !

CONSEILS POUR LA RÉPARATION !

Veuillez respecter les consignes de réparation et de sécurité du fabricant du système ou du constructeur automobile concerné ! Lors du remplacement de composants électroniques dans le phare, la norme de propreté est de mise. Les mesures de sécurité pour se protéger contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent également être respectées. Seul des réparateurs spécialisés et qualifiés sont habilités à intervenir sur les systèmes d’éclairage véhicule. Toute intervention inappropriée peut conduire à la panne du système et causer de graves dommages corporels dans le pire des cas.