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#1 05-09-2015 22:14:19

Audi-Tech
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[Audi A6 C6] Sécurité, protection des occupants

Protection des occupants

Système de sécurité

Un système de protection au top niveau : la barre a été placée encore plus haut que le niveau de sécurité déjà très élevé de la flotte Audi actuelle.
Répondre aux exigences des législations actuelles ainsi qu’à celles des tests de consommateurs pour lesquelles la nouvelle Audi A6 doit se positionner tout en haut de l’échelle ne représentait qu’une partie des exigences de sécurité exhaustives. Il n’est pas rare que des exigences internes à Audi posent de nouveaux défis à l’équipe de développeurs.
Une attention particulière a été accordée au potentiel de protection élevé en cas d’accident réel et à la compatibilité. La philosophie de la définition des véhicules Audi en termes de technique de sécurité est complétée par les connaissances issues d’accidents réels et de leurs conséquences. Le service d’accidentologie d’Audi (AARU - Audi Accident Research Unit) étudie pour ce faire les accidents dans lesquels sont impliqués des véhicules Audi récents. La tâche de l’équipe de recherche consiste à analyser les accidents, les reconstruire et en tirer des potentiels d’amélioration. Le service AARU procède en complément à une évaluation des banques de données d’accidentologie.

Le système de sécurité de l’Audi A6 se compose des éléments connus :
– calculateur d’airbag
– airbags conducteur et passager, à deux niveaux de déclenchement
– airbags latéraux avant
– sideguards (airbags rideaux)
– capteurs de détection de collision latérale
– rétracteurs de ceinture avant

De nouveaux équipements sont venus s’y ajouter sur l’Audi A6 :
– capteurs de collision pour airbags avant ou «capteurs Upfront» pour détection d’une collision frontale
– relais de coupure de batterie
– capteurs de détection de collision latérale dans les portes
– contacteurs dans les serrures de porte avant
– détection d’occupation du siège du passager

En option, le véhicule peut être équipé d’airbags latéraux arrière et d’une commande à clé pour désactivation de l’airbag frontal côté passager avec témoin correspondant. Le système de sécurité de l’Audi A6 est parachevé par les appuie-tête actifs équipant les sièges avant.

La nouvelle A6 représente ainsi un exemple réussi de développement global d’un véhicule dans le but de protéger ses occupants.
En raison des exigences variées et des différences des législations en vigueur que les marchés imposent aux constructeurs automobiles, l’équipement peut varier d’un pays à l’autre, dans le cas notamment des Etats-Unis.

/!\ Avant toute intervention sur les airbags, prière de tenir compte des directives de sécurité figurant dans les Manuels de réparation !

protection-des-occupants-schema.jpg

protection-des-occupants-legende_20150904-0543.jpg


Calculateur d’airbag J234

L’électronique d’airbag a pour fonction d’enregistrer la décélération du véhicule et de l’évaluer de façon à détecter avec certitude une collision du véhicule. Le calculateur est en mesure de détecter les impacts frontaux, latéraux et arrière. Par ailleurs, il a pour tâche d’activer les systèmes de retenue correspondants (airbags / rétracteurs de ceinture) en fonction du type et de la gravité de la collision et d’activer la sortie de collision.

L’électronique d’airbag remplit essentiellement les fonctions suivantes :
– Détection d’une collision (frontale, latérale, arrière)
– Déclenchement des airbags, rétracteurs de ceinture et coupure de la batterie
– Déclenchement défini du second niveau de déclenchement des airbags frontaux
– Exploitation de toutes les informations d’entrée
– Surveillance permanente du système d’airbags global
– Alimentation indépendante en énergie via un condensateur pendant une période définie (env. 150 ms)
– Affichage de défaut par un témoin d’alerte
– Mémorisation des informations de défaut et de collision
– Communication d’une collision à d’autres composantes du système via CAN Propulsion ou sortie de collision discrète (câblage classique)
– Activation de l’alerte d’oubli de la ceinture

Pour la saisie de la décélération du véhicule durant une collision, il est fait appel aux capteurs internes du calculateur ainsi qu’aux détecteurs de collision externes. Ce n’est que lorsque toutes les informations des détecteurs sont exploitées par l’électronique du calculateur que l’électronique est en mesure de décider quels composants de sécurité doivent être activés et quand ils doivent l’être.
En cas de remplacement d’un calculateur d’airbag, il faut procéder à son codage et son adaptation au véhicule. Ces fonctions ne peuvent être exécutées qu’en mode Dépannage avec un contrôleur de diagnostic autorisant une utilisation en ligne. Le personnel SAV exécutant a besoin d’un accès avec mot de passe à la base de données FAZIT d’Audi. Si le codage ou l’adaptation n’ont pas été effectués correctement, des dysfonctionnements peuvent se produire dans d’autres systèmes du véhicule, au niveau par exemple du programme électronique de stabilité (ESP).

Calculateur-dairbag-J234.jpg

Témoin d’airbag K75

Le pilotage du témoin d’airbag, logé dans le porteinstruments J285, s’effectue sur le bus CAN. En l’absence du message de données du calculateur d’airbag, le témoin est automatiquement allumé par le porte-instruments.

Détection d’une collision arrière
En cas de collision arrière, le calculateur d’airbag exploite les informations du détecteur de collision interne et des détecteurs de collision pour airbag frontal G283 et G284. Si les signaux de ces détecteurs dépassent une valeur définie, les rétracteurs de ceinture sont amorcés et le relais de coupure de batterie activé.


Echange de données

Le calculateur d’airbag est intégré dans le CAN Propulsion. Le calculateur d’airbag transmet les informations suivantes au CAN Propulsion :
– Pilotage du témoin K75
– Activation de l’alerte d’oubli de la ceinture
– Données de diagnostic
– Signal de collision
– Informations relatives à la collision pour test des actionneurs
– Données ESP
– Airbag avant côté passager désactivé (uniquement USA)

Le calculateur d’airbag exploite les informations suivantes depuis le bus de données :
– recouvrement du témoin d’inactivation de l’airbag côté passager (Passenger Airbag Off)


Capteurs

Détecteur de collision (intégré au calculateur)
La disposition des détecteurs d’accélération permet à la fois d’enregistrer la décélération dans l’axe longitudinal du véhicule (axe x) et la décélération dans l’axe transversal du véhicule (axe y).

Detecteur-de-collision.jpg

Contacteur de sécurité (intégré au calculateur)

Dans le calculateur d’airbag de l’Audi A6 05, le capteur Safing mécanique a été remplacé par un capteur d’accélération micromécanique. Ce capteur détecte également la décélération du véhicule dans le sens de marche (axe x) et transmet l’information à l’électronique du calculateur en vue d’un contrôle de plausibilité.

Contacteur-de-securite.jpg

Détecteurs de collision pour airbag frontal G283 et G284 (Détecteurs Upfront sur l’avant du véhicule)

En fonction de la gravité de l’accident, le signal envoyé par le détecteur de collision pour airbag frontal au calculateur d’airbag varie. Suivant le signal, il y a activation de l’abaissement du seuil dans le calculateur d’airbag, ce qui améliore la détection de la collision, permettant un amorçage plus précoce de l’airbag. Un amorçage plus précoce de l’airbag peut se traduire par une meilleure protection.

Detecteurs-de-collision-pour-airbag-frontal-G283-et-G284.jpg

Détecteurs de collision pour airbag latéral G179 et G180 (dans les portes AV)

Des détecteurs de pression équipent pour la première fois les deux portes AV. La déformation du véhicule en cas de collision latérale provoque au sein de la porte une brève augmentation de la pression de l’air. Cette augmentation de pression est enregistrée par le détecteur et transmise au calculateur d’airbag.

Detecteurs-de-collision-pour-airbag-lateral-G179-et-G180.jpg

Détecteurs de collision pour airbag latéral arrière G256 et G257 (Montant C)

Les deux détecteurs de collision pour airbag latéral G256 et G257, implantés dans la zone des montants C gauche et droit sont des capteurs d’accélération de type classique, tels que ceux équipant déjà le précédent modèle Audi A6.

Fonctionnement des détecteurs de collision
Un détecteur de collision se compose essentiellement d’un boîtier, d’une électronique d’exploitation, et d’un capteur d’accélération micromécanique. Le capteur d’accélération est, pour l’exprimer de manière simplifiée, conçu comme un condensateur. Certaines des plaques du condensateur sont fixes. Leurs homologues sont mobiles et agissent comme une masse séismique. Lorsqu’en cas d’accident, la masse séismique est déplacée dans le sens de l’enregistrement, la capacité du condensateur varie. Cette information est traitée et convertie en données numériques par l’électronique d’exploitation, qui transmet ces données au calculateur d’airbag. Les capteurs de pression réagissent pour leur part aux variations des conditions de pression. La résistance de l’unité de capteurs micromécanique fait l’objet d’une surveillance et d’une exploitation

Fonctionnement-des-detecteurs-de-collision.jpg


Alerte d’oubli de la ceinture

La nouvelle Audi A6 inaugure une fonction de signalisation d’oubli de la ceinture pour le conducteur et le passager.
Après avoir mis le contact d’allumage, le calculateur d’airbag procède à une évaluation du contacteur de ceinture côté conducteur et de celui côté passager en liaison avec le capteur d’occupation du siège côté passager. Le calculateur détecte si le siège du passager est occupé à l’appui des valeurs de résistance du capteur d’occupation du siège.
Si le conducteur ou le passager n’ont pas bouclé leur ceinture, leur attention est attirée sur cet oubli par un témoin de dispositif d’alerte des ceintures de sécurité K19 dans le porte-instruments et un signal acoustique.

Diagramme temporel de l’alerte d’oubli de ceinture

Alerte-oubli-ceinture-1.jpg

Alerte-oubli-ceinture-2.jpg

L’alerte est réactivée en cas de modification de l’état de la ceinture avec la «borne 15 activée».


Airbag

Détonateurs d’airbag côté conducteur N95 et N250

L’airbag côté conducteur est constitué par un générateur de gaz à deux niveaux de déclenchement.
Le déploiement radial du sac gonflable et un amorçage décalé dans le temps des charges explosives ont permis de réduire les sollicitations exercées sur le conducteur en cas d’accident. Suivant la gravité et le type d’accident, l’intervalle entre les deux détonations peut aller d’env. 5 ms à 50 ms. Le déploiement radial et le déclenchement à deux niveaux de l’airbag frontal offre des avantages particuliers lorsque la distance entre le volant et le thorax est insuffisante.
En règle générale, il y a toujours amorçage des deux charges. Cela évite qu’une charge reste active après déclenchement de l’airbag. Le générateur à gaz de l’airbag côté conducteur est monté de façon flottante dans un anneau caoutchouc. Cela permet de réduire des oscillations éventuelles au niveau du volant de direction, le générateur de gaz jouant le rôle de masse antivibratoire.

airbag.jpg

Détonateurs d’airbag côté passager avant N131 et N132

Comme l’airbag côté conducteur, l’airbag côté passager est équipé d’un générateur de gaz à deux niveaux de déclenchement. A la différence de l’airbag côté conducteur, le générateur de gaz de l’airbag passager fonctionne suivant le principe de la technique des gaz hybrides. Le générateur de gaz se compose de deux charges pyrotechniques et d’une bouteille de gaz sous pression. Le calculateur d’airbag amorce la première charge. La pression générée accélère un piston qui ouvre le réservoir de gaz sous pression. Le gaz qui s’échappe déploie et remplit l’airbag. La combustion de la seconde charge explosive assure l’alimentation du sac gonflable avec un volume de gaz supplémentaire.

Detonateurs-dairbag-cote-passager-avant-N131-et-N132.jpg

detonateurs-2.jpg

detonateurs-3.jpg

Détonateurs d’airbag latéral N199 et N200

Les airbags latéraux sont, de par leur fonction et leur architecture, des modules identiques à ceux équipant les autres modèles Audi. Ils ont toutefois été adaptés à la nouvelle Audi A6 05. Les véhicules destinés au marché nord-américain sont dotés d’airbags latéraux avant répondant aux exigences spécifiques de ce marché.

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Détonateurs d’airbags rideaux N251 et N252 «Sideguards»

La philosophie du sideguard est, comme sur tous les véhicules Audi, de couvrir toute la zone latérale de la glace. L’Audi A6 inaugure une nouvelle génération d’airbags rideaux. Le générateur à gaz hybride n’est plus, sur ces modules, intégré dans la zone du montant C, mais dans la zone supérieure du montant B. La position centrée du générateur de gaz permet de garantir un remplissage homogène du sac gonflable. La lance à gaz a également pu être supprimée. Ainsi, le poids total a non seulement pu être réduit d’env. 50 %, mais cela a créé de la place pour les composants électroniques voisins.

Detonateurs-dairbags-rideaux-N251-et-N252.jpg

Commande à clé pour désactivation de l’airbag côté passager E224

La désactivation de l’airbag passager s’effectue à l’aide d’une commande à clé, dont le principe est représenté ci-contre. Le témoin d’airbag inactivé côté passager K145 allumé (PASSENGER AIRBAG OFF) signale la désactivation de l’airbag. La disposition de trois résistances, dont deux sont toujours montées en série, permet de reconnaître de manière univoque la position de la commande. Lorsque le diagnostic détecte un dysfonctionnement de la commande à clé, le défaut est mémorisé dans la mémoire de défauts. Il est également signalé par le clignotement du témoin d’airbag inactivé côté passager.

Commande-a-cle-desactivation-airbag.jpg

Ceintures de sécurité et rétracteurs de ceinture N153 et N154

Les rétracteurs compacts éprouvés équipent les sièges avant de l’Audi A6 05. Les systèmes de rétracteur à déclenchement électrique sont de type «prétensionneur à billes». Le déclenchement des rétracteurs de ceinture a lieu avant celui des airbags frontaux. Afin que les occupants n’aient pas à supporter de trop importantes sollicitations, les enrouleurs automatiques de ceinture sont équipés de limiteurs d’effort de ceinture. Ce limiteur d’effort donne du lest à la sangle à partir d’un niveau de sollicitation défini et autorise la plongée de l’occupant dans l’airbag préalablement déployé. En cas de collision latérale avec déclenchement de l’airbag latéral, le rétracteur de ceinture correspondant est également déclenché.

Contacteurs de ceinture E24 et E25 (dans les verrous de ceinture)

Une interrogation du verrou de ceinture côté conducteur et passager avant est prévue. Une mesure de la résistance permet de déterminer la position du contacteur. La résistance mesurée indique au calculateur d’airbag si la ceinture de sécurité est bouclée ou non.

contacteur-ceinture-1.jpg

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Appuie-tête actifs

Les sièges avant de l’Audi A6 05 sont équipés d’appuie-tête actifs.
Ce système fait en sorte qu’en cas de collision par l’arrière, les appuie-tête soient décalés vers l’avant en vue de réduire la distance de la tête par rapport à l’appuie-tête. Le risque de blessures de la colonne vertébrale est fortement réduit par diminution de l’accélération relative entre l’épaule et la tête.
En raison de la masse plus faible de l’appuie-tête, il a été possible de renoncer au blocage du mécanisme en cas de collision frontale, comme sur l’Audi A8 03. En cas de collision par l’arrière, l’occupant est repoussé contre le dossier. Cette force est transmise via le rembourrage du dossier à l’appui lombaire intégré au dossier. L’appui lombaire est lié à l’unité fonctionnelle «appuie-tête actif» de la partie supérieure du dossier via un mécanisme de levier. Lorsque l’appui lombaire est déplacé vers l’arrière, l’appuie-tête est automatiquement décalé vers l’avant.

Appuie-tete-actifs-1.jpg

Appuie-tete-actifs-2.jpg


Relais de coupure de batterie J655

Comme l’Audi A8 03, l’Audi A6 05 possède une coupure de la batterie en cas de collision. En cas de collision, le relais de coupure de batterie a pour tâche de séparer les câbles du démarreur et de l’alternateur de la batterie du véhicule, logée dans le coffre à bagages. Cela permet d’éviter des courtscircuits risquant de provoquer l’incendie du véhicule. Après déclenchement par le calculateur d’airbag, le voyant affiche non plus une bobine, mais un champ blanc. Le calculateur d’airbag se charge de la surveillance du diagnostic et mémorise les défauts qui se sont produits. Le relais de coupure de batterie est activé à chaque déclenchement d’airbag ainsi qu’en cas de détection d’une collision par l’arrière. Après déclenchement, les relais de coupure de batterie doivent systématiquement être remplacés. Mi 2004, le relais électrique de coupure de batterie sera remplacé par un relais pyrotechnique.

Relais-de-coupure-de-batterie-J655.jpg

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Détection d’occupation du siège, sauf USA

Le capteur d’occupation du siège côté passager G128 est un film en matière plastique qui s’étend sur toute la zone arrière du siège du passager. Il comporte plusieurs capteurs de pression individuels. Cela garantit la saisie de la partie de l’assise considérée. Le capteur d’occupation du siège côté passager réagit à la pression ; sa résistance varie en fonction de la sollicitation. Si le capteur d’occupation du siège côté passager G128 est sollicité par un poids supérieur à env. 5 kg, le calculateur d’airbag détecte «siège occupé». Tant que le siège du passager avant n’est pas occupé, la résistance du capteur d’occupation du siège est élevée. Une fois le siège occupé, la résistance diminue. Si la résistance dépasse 480 ohms, le calculateur d’airbag détecte une coupure et mémorise un défaut dans la mémoire de défauts. Le calculateur d’airbag utilise les informations du capteur d’occupation du siège et du contacteur de verrou de ceinture pour la détection du port de la ceinture.

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Détection d’occupation du siège (marché US-américain)

En vue de répondre aux exigences de la législation dans ce pays, un système distinct a été développé. Les fonctions de ce système consistent à désactiver l’airbag frontal côté passager dans certaines circonstances. Si le siège du passager avant n’est pas équipé ou si un siège pour enfant est détecté, l’airbag frontal côté passager avant est inactivé par le calculateur d’airbag. La désactivation de l’airbag frontal côté passager est signalée aux occupants du véhicule par le témoin d’airbag inactivé côté passager (PASSENGER AIRBAG OFF) et un message en texte clair dans le porte-instruments. C’est la première fois que ce type de détection d’occupation du siège est mise en oeuvre sur l’Audi A6 aux USA.
Le système se compose des éléments suivants :
– coussin de siège
– tapis de détection d’occupation du siège
– détecteur de pression pour capteur d’occupation du siège G452
– calculateur pour détection d’occupation du siège J706
– contacteur de ceinture AV D E25
– détecteur de force de la ceinture pour détection d’occupation du siège G453
– témoin d’airbag inactivé côté passager K145 (PASSENGER AIRBAG OFF)
– calculateur d’airbag J234

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Détecteur de pression pour détection d’occupation du siège G452

Le détecteur de pression pour détection d’occupation du siège G452 est relié de façon fixe via un flexible au tapis de détection d’occupation du siège. Le tapis rempli d’un gel de type silicone est monté sous le coussin de siège. Lorsque le siège du conducteur, une pression s’exerce sur ce tapis. A l’appui de la pression, le détecteur de pression pour détection d’occupation du siège G452 génère un signal de tension analogique. Le calculateur pour détection d’occupation du siège alimente le détecteur de pression avec une tension de 5 volts. Le signal généré par le détecteur de pression varie, selon la sollicitation du siège, entre 0,2 et 4,3 vols. Plus la sollicitation est élevée, plus la tension est faible.

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Détecteur de force de la ceinture pour détection d’occupation du siège G453

L’élément de capteur est implanté entre le verrou de ceinture et la fixation du verrou de ceinture, vissée sur l’armature du siège. Il se compose de deux éléments coulissant l’un dans l’autre. Un ressort défini maintient les deux éléments en position de repos. Le détecteur de force de la ceinture fonctionne avec un transmetteur de Hall. Le bouclage correct de la ceinture de sécurité exerce une traction sur le verrou de ceinture. Le détecteur mesure la course de déplacement réciproque des éléments. Lorsque la force de traction augmente, la course du décalage des éléments augmente. Il s’ensuit une variation du signal du détecteur. Cette information est évaluée par le calculateur pour détection d’occupation du siège situé sous le siège. Une butée mécanique évite que l’élément de capteur ne soit arraché en cas de collision.

detecteur-force.jpg

Contacteurs de ceinture AV G E24 et AV D E25

Le contacteur de ceinture est directement monté dans le verrou de ceinture. Deux résistances sont intégrées dans le contacteur. Suivant la position du contacteur, la mesure s’effectue via une ou via les deux résistances. La résistance mesurée indique au calculateur d’airbag que la ceinture de sécurité a été attachée.

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contacteurs-ceintures-AV-2.jpg


Calculateur pour détection d’occupation du siège J706

Le calculateur exploite les signaux qu’il reçoit du détecteur de pression et du détecteur de force de la ceinture. A l’appui des informations que le calculateur pour détection d’occupation du siège reçoit du détecteur de force de la ceinture, il est en mesure de détecter quelle est la force de traction appliquée à la ceinture de sécurité. Le signal de tension du détecteur de pression renseigne sur le poids exerçant une sollicitation sur le siège du passager AV. Si la sollicitation est inférieure à env. 20 kg et qu’une force de la ceinture faible à nulle est détectée, le calculateur identifie un siège pour enfant et le signale au calculateur d’airbag. L’airbag frontal côté passager avant est inactivé. Si la charge sur le siège est d’env. 25 kg et que la force de la ceinture dépasse une valeur définie, le calculateur détecte que via la ceinture de sécurité, le siège pour enfant est également comprimé sur le coussin de siège. Le calculateur détecte le siège pour enfant et le calculateur d’airbag inactive l’airbag frontal côté passager. A partir d’une sollicitation d’env. 25 kg et d’une faible force sur la ceinture, l’appareil de commande part de l’hypothèse qu’il s’agit d’un adulte et l’airbag frontal côté passager avant reste activé.

calculateur-occupation-siege.jpg

L'échange de données entre le calculateur pour détection d’occupation du siège et d’autres systèmes du véhicule est assuré via le calculateur d’airbag sur le bus LIN. Le calculateur d’airbag joue par conséquent le rôle de maître et le calculateur pour détection d’occupation du siège J706 un rôle d’esclave. Le diagnostic est réalisé via le calculateur d’airbag.
Les positions des composants montés sont définies et ne doivent en aucun cas être modifiées.

Il n’est pas non plus autorisé d’échanger des composants individuels du système. Le système, se composant du calculateur, du détecteur de pression, du tapis pressiométrique et du coussin de siège est calibré individuellement d’usine pour chaque siège. C’est pourquoi le câble de liaison entre le calculateur et le détecteur de pression est équipé à chacune de ses extrémités de sceaux prouvant son intégrité. Le tapis de pression et la mousse sont également reliés par un clip dont le retrait est destructif.

En cas de défaut de l’un des composants, le remplacement de l’ensemble des éléments s’impose. Il existe pour cela des kits Service précalibrés. Le montage incorrect des éléments peut provoquer des défauts, nuisant au fonctionnement fiable du système global de détection d’occupation du siège. Des cartographies mémorisées dans l’électronique du calculateur autorisent une prise en compte du vieillissement des différents éléments.


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