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REGULATION DES ALTERNATEURS : Quelles sont les différents protocoles de communication sur le marché ?

Franck, ingénieur électrotechnique chez INTITEK TMA, nous explique les principales différences entres les solutions modernes de régulation d’alternateurs :

Un alternateur est un système électrique qui fournit l’énergie nécessaire au fonctionnement des différents systèmes du véhicule et charge la batterie. Pour assurer ces fonctions, la tension de l’alternateur doit être constamment supérieure à la tension de la batterie, ce qui est le résumé simplifié du principe de régulation.

Franck TMA engineer

Avec les anciennes technologies d’alternateurs, la régulation était faite par un régulateur intégré (ou externalisé) qui était directement lié à la tension de batterie. Désormais, la régulation est conduite par l’ordinateur de bord du véhicule (CPU) qui collecte les informations de l’ensemble du véhicule et « commande » l’énergie nécessaire à l’alternateur.

Dans l’industrie automobile actuelle, il existe une variété importante de protocoles de communication. Ces protocoles envoient des « messages » à l’alternateur pour piloter la tension de régulation.

Nous pouvons diviser ces protocoles en 3 catégories :

+    Les protocoles “Simples”
+    Les protocoles “Avancés”
+    Les protocoles “Intelligents”

1 – Les protocoles “Simples”

Article protocol simple regulationCette famille utilise un protocole « C-TERM » de chez Toyota et Honda. L’alternateur régule à environ 14V. Quand le terminal « C » est mis à la terre, la tension de régulation tombe à 12,8V.
Cette fonctionnalité est utilisée quand le moteur du véhicule demande beaucoup de puissance. En abaissant la tension de régulation, la charge mécanique est réduite et le moteur est libéré.
Ce protocole est dit « simple » car nous pouvons choisir entre deux tensions de régulations : 12,8V ou 14V.

Article protocol simple wave forme
Signal carré

2 – Les Protocoles « avancés »

Cette famille représente la majorité des protocoles existants sur les alternateurs modernes.

Nous pouvons lister parmi eux ::

+    PCM sur les véhicules Européens FORD et LAND ROVER
+    RVC sur les véhicules GM
+    RLO sur les véhicules TOYOTA
+    P&D sur les véhicules MAZDA, KIA ou MITSUBISHI

Article protocol advanced regulationDans ce cas, nous pouvons parler de protocoles « avancés » car la tension de régulation est totalement contrôlée et définit par le CPU.
Ces protocoles utilisent un codage PWM (Pulse Width Modulation = modulation d’impulsion). La largeur d’impulsion du signal envoyé par l’ordinateur de bord à l’alternateur détermine la tension de régulationfournie.

Exemple:
Pour une largeur d’impulsion de 55%, le protocol PCM donne une régulation de 14,2V.
L’impulsion est appelée rapport cyclique. Cela correspond au pourcentage de la durée du signal en état « haut » par rapport à la période (voir image ci-dessous) :

Article protocol advanced wave forme
Forme du signal carré (largeur d’impulsion = 55%)

Les protocoles de cette famille se différencient par :

+    La fréquence de leur signal
+    L’amplitude du signal de tensio
+    Leur ratio de transformation

3 –  Les protocoles « Intelligents »

Article protocol COM regulationLa dernière famille, la plus compliquéé et la plus avancée des technologies, est composée des protocoles LIN et des BSS avec leurs dérivées : Lin1, Lin2, Lin3, BSS1, BSS2..
Ces protocoles sont dits “intelligents” car ils contrôlent et définissent bien plus que la tension de régulation. Par exemple, le Lin permet de définir le temps de réponse, les modes de défaut
La communication entre le CPU et l’alternateur est à double-sens. L’alternateur est à même de répondre aux questions du CPU, et ces réponses sont des messages contenant différentes informations comme les pannes, les températures, la tension de régulation, etc.

Les protocoles de cette famille se différentient par :

+    Leur vitesse de communication
+    Leur méthode de codage
+    L’amplitude du signal de tension

Lin frame example
Exemple d’une trame Lin

Pour plus d’information sur les protocoles LIN, regarder cet article : LE LIN POUR LES NULS

CONCLUSION :

La complexité et la diversité des différentes technologies de communication pour réguler les alternateurs entrainent une grande difficulté pour tester les alternateurs sans un outil moderne.  Si le protocole utilisé n’est pas le bon, l’alternateur ne régule par correctement, et parfois ne débite pas du tout de courant (surtout avec Protocol LIN).

TMA a développé une gamme de machines de test, ONYX et TITANE, capables de reconnaitre automatiquement quel protocole le régulateur utilise (simple, avancé ou intelligent). Ces bancs de test automatiques peuvent simuler la communication entre l’ordinateur de bord et l’alternateur, et ainsi procéder à une analyse complète. Les bancs vérifient un par un les différents protocoles de communication existants sur le marché, jusqu’à ce que l’alternateur régule correctement.

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