Domaine Technique
[0001] De manière générale, l'invention concerne un dispositif complémentaire de contrôle
de moteur à combustion.
Arrière-plan technologique
[0002] L'état de la technique connaît des dispositifs complémentaires de contrôle de moteur,
qui complètent l'équipement d'origine d'une automobile et qui permettent d'atteindre
une meilleure performance en termes de puissance, de couple moteur, de dynamisme et/ou
d'émissions nocives (CO
2, NO
x, suies, etc.) On parle de « personnalisation » automobile (ou encore de « tuning.
»)
[0003] Le document
DE 198 36 113 décrit, par exemple, un dispositif complémentaire de contrôle de moteur qui est connecté
aux soupapes d'injection de carburant. Ainsi, les durées d'injection déterminées par
l'unité de contrôle de moteur d'origine peuvent être prolongées, ce qui résulte en
une augmentation de la quantité de carburant injectée. Un dispositif similaire est
décrit dans le document
DE 198 37 060.
[0004] Le document
EP 2 143 917 présente un dispositif complémentaire de contrôle moteur qui est connecté entre l'unité
de contrôle de moteur d'origine et le système d'injection. Le dispositif complémentaire
intercepte les signaux envoyés par l'unité de contrôle de moteur d'origine et destinés
au système d'injection et les remplace par des signaux qui définissent des quantités
de carburant modifiées si le régime moteur dépasse un certain seuil. Plus particulièrement,
au-delà d'un certain régime moteur, la quantité de carburant définie par le dispositif
complémentaire est réduite par rapport à celle prévue par l'unité de contrôle d'origine.
L'effet résultant de cette intervention est que le conducteur ressent un comportement
moins dynamique de sa voiture dans les régimes moteurs élevés. Il est ainsi incité
naturellement à changer de vitesse et à adopter une conduite économique et donc écologique.
[0005] Le fait d'agir sur les signaux de contrôle des injecteurs peut engendrer des problèmes
car l'unité de contrôle d'origine doit au moins temporellement être déconnectée des
injecteurs et reconnectée à des charges de remplacement afin qu'elle ne détecte pas
d'erreur.
Problème technique
[0006] Un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif complémentaire
de contrôle de moteur facile à utiliser.
Description générale de l'invention
[0007] Selon un premier aspect de l'invention un dispositif complémentaire de contrôle de
moteur comprend un microcontrôleur ayant accès à des données stockées dans une mémoire
non volatile (p.ex. une mémoire flash) connectée au microcontrôleur, une unité d'interface,
une première entrée analogique et une première sortie analogique. L'unité d'interface
est configurée pour connecter le microcontrôleur à un bus informatique, comme par
exemple un bus CAN, et permet au microcontrôleur d'écouter et, optionnellement, d'émettre
des données sur le bus. La première entrée analogique est reliée au microcontrôleur
via un convertisseur analogique-numérique et sert à connecter le dispositif complémentaire
de commande de moteur à une première sonde (comme par exemple un capteur de la pression
de rampe à carburant ou un capteur de la pression d'admission.) La première sortie
analogique est reliée au microcontrôleur via un convertisseur numérique-analogique
et sert à connecter le dispositif complémentaire de commande de moteur à une première
entrée analogique de l'unité de contrôle de moteur d'origine (abréviée ECU, qui est
l'acronyme du terme anglais « engine control unit »). Le microcontrôleur est conçu
de sorte à pouvoir se mettre dans plusieurs modes ou états de fonctionnement. Dans
au moins un de ces états, le microcontrôleur est configuré pour écouter des données
sur le bus informatique, calculer une correction d'un signal de sonde appliqué à la
première entrée analogique sur la base d'une cartographie stockée dans la mémoire
et émettre à la première sortie analogique un signal corrigé, qui correspond au signal
de sonde appliqué à la première entrée analogique mais incluant la correction. Le
microcontrôleur et la mémoire (et éventuellement d'autres composants) peuvent être
intégrés sur une même puce, de sorte à former une puce-système (en anglais « system
on a chip » ou « SoC »).
[0008] Grâce à cette configuration, le dispositif complémentaire peut être interposé dans
une liaison reliant la première sonde à l'unité de contrôle de moteur d'origine, intercepter
les signaux de sonde destinés à l'unité de contrôle de moteur d'origine et envoyer
un signal modifié (corrigé). La correction ou la modification qu'applique le microcontrôleur
dépend de données qu'il a écoutées sur le bus (p.ex. des données relatives au régime
moteur, à la position de la pédale d'accélérateur et/ou à la température d'huile,
etc.) et de la cartographie stockée en mémoire. En option, la correction ou la modification
peut encore dépendre d'autres paramètres obtenus sur des lignes analogiques auxquelles
le dispositif complémentaire est connecté. Exprimé d'une autre manière, le dispositif
complémentaire « fausse » les informations en provenance de la première sonde. La
modification des signaux provoque une compensation par l'ECU, ce qui résulte en un
comportement différent du moteur. L'ECU compare des paramètres découlant des signaux
de sondes (notamment du signal de pression de rampe à carburant et/ou du signal de
pression d'admission) avec des valeurs cibles. Celles-ci sont définies par des cartographies
stockées dans l'ECU et dépendent de paramètres comme la position de la pédale d'accélérateur
et le régime moteur. Si le dispositif complémentaire intercepte le ou les signaux
des sondes et transmet des signaux modifiés, l'ECU constate un écart par rapport à
la valeur cible et modifie les signaux de contrôle d'injection de sorte à réduire
cet écart. En fin de compte, on peut obtenir une augmentation ou une réduction de
la puissance du moteur sans devoir directement modifier les cartographies stockées
dans l'ECU et sans nécessairement devoir intercepter les signaux contrôlant les injecteurs.
[0009] Un avantage notable du dispositif complémentaire selon l'invention est qu'il dispose
d'une unité d'interface qui permet de le connecter au bus informatique de la voiture.
Il peut ainsi écouter les données circulant sur le bus et, le cas échéant, envoyer
lui-même des données. Il n'est donc pas nécessaire de détecter toutes les lignes analogiques
qui véhiculent des informations dont le dispositif complémentaire pourrait avoir besoin
(p.ex. le régime moteur) pour déterminer dans quel état de fonctionnement il est censé
se mettre et quelle correction de signal il doit, le cas échéant, appliquer. La mise
en place du dispositif complémentaire, notamment sa connexion, est dès lors grandement
facilitée.
[0010] Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif complémentaire
comprend un connecteur double, ayant une première prise (mâle ou femelle) pour être
connectée au connecteur de l'ECU et une deuxième prise (femelle ou mâle) pour être
connectée au connecteur auquel aboutissent tous les fils qui sont à relier avec l'ECU
et qui est normalement enfiché dans le connecteur de l'ECU ou inversement. Dans le
connecteur double, tous les contacts de la première prise et les contacts correspondants
de la deuxième prise qui mènent des signaux qui n'ont pas besoin d'être modifiés par
le dispositif complémentaire sont directement reliés entre eux par paires. Eventuellement,
il existe des liaisons entre ces contacts et le dispositif complémentaire afin que
celui-ci puisse surveiller les signaux (sans toutefois les modifier.) Les autres contacts
sont reliés au dispositif complémentaire, de sorte à ce que celui-ci puisse intercepter
les signaux entrants et envoyer des signaux corrigés en sortie.
[0011] De préférence, le dispositif complémentaire de contrôle de moteur comprend un premier
interrupteur électronique disposé sur une ligne reliant la première entrée analogique
et la première sortie analogique. Le premier interrupteur électronique est contrôlé
par le microcontrôleur afin qu'il puisse être ouvert ou fermé par le microcontrôleur
en fonction de l'état de fonctionnement dans lequel celui-ci se trouve. Le microcontrôleur
peut être configuré, dans au moins un des états de fonctionnement, pour court-circuiter
la première entrée analogique et la première sortie analogique en fermant le premier
interrupteur et ne pas émettre de signal corrigé à la première sortie analogique.
Cette configuration permet le passage direct des signaux de la sonde à l'ECU et est
donc désirable dans tous les modes de fonctionnement dans lesquels le microcontrôleur
n'applique aucune correction.
[0012] Avantageusement, le dispositif complémentaire de contrôle de moteur comprend une
deuxième entrée analogique, reliée au microcontrôleur via un convertisseur analogique-numérique,
pour connecter le dispositif complémentaire de commande de moteur à une deuxième sonde,
et une deuxième sortie analogique, reliée au microcontrôleur via un convertisseur
numérique-analogique, pour connecter le dispositif complémentaire de commande de moteur
à une deuxième entrée analogique de l'unité de contrôle de moteur d'origine. Le microcontrôleur
est alors configuré pour calculer une correction d'un signal de sonde appliqué à la
deuxième entrée analogique sur la base d'une cartographie stockée dans ladite mémoire
et d'émettre à la deuxième sortie analogique un signal correspondant au signal appliqué
à la deuxième entrée analogique avec inclusion de ladite correction. Le nombre d'entrées
et de sorties analogiques dépend du nombre de signaux analogiques que le dispositif
complémentaire doit pouvoir intercepter et modifier. Ce nombre peut varier entre différents
modèles de voitures. Un deuxième interrupteur électronique peut être disposé sur une
ligne reliant la deuxième entrée analogique et la deuxième sortie analogique, le deuxième
interrupteur électronique étant contrôlé par le microcontrôleur et pouvant être ouvert
ou fermé par celui-ci en fonction de l'état de fonctionnement. Le dispositif complémentaire
peut comprendre d'autres entrées et sorties analogiques, alors appelées troisième,
quatrième, etc. entrée ou sortie analogique. Il convient de noter que les adjectifs
numéraux ordinaux utilisés dans ce contexte servent uniquement à distinguer entre
elles différentes entités du même nom ; en particulier, ils n'impliquent pas d'ordre
hiérarchique.
[0013] De préférence, l'unité d'interface comprend un premier connecteur pour connecter
le dispositif complémentaire à une interface de bus de l'unité de contrôle de moteur
d'origine, un deuxième connecteur pour connecter le dispositif complémentaire au bus
informatique, un premier émetteur-récepteur reliant le microcontrôleur au premier
connecteur, un deuxième émetteur-récepteur reliant le microcontrôleur au deuxième
connecteur, une dérivation reliant directement entre eux le premier et le deuxième
connecteurs, ainsi qu'un dispositif d'interruption commandé par le microcontrôleur,
permettant d'interrompre ou d'activer ladite dérivation en fonction de l'état de fonctionnement
dans lequel le microcontrôleur se trouve. Le dispositif d'interruption permet d'interrompre
la liaison de l'ECU sur le bus informatique (via la dérivation.) Toutes les trames
en provenance de l'ECU ou du bus informatique doivent alors passer par le microcontrôleur,
qui peut dès lors censurer au besoin les informations qui sont échangées avec l'ECU.
A cette fin, le microcontrôleur peut éliminer des trames entières ou modifier leur
contenu au passage.
[0014] Le microcontrôleur peut commuter entre ses plusieurs états de fonctionnement. De
préférence, le microcontrôleur est configuré pour détecter des événements prédéfinis,
associés à des passages entre états de fonctionnement, et pour passer d'un état de
fonctionnement à l'autre en cas de détection d'un événement prédéfini. Les événements
peuvent être la présence ou l'absence (ou encore l'apparition ou la disparition) de
certaines données sur le bus informatique, des dysfonctionnements du dispositif complémentaire,
la présence ou l'absence d'un signal analogique, etc.
[0015] Le microcontrôleur est de préférence configuré, au moins dans un état de fonctionnement,
pour écouter sur le bus informatique des données en provenance d'au moins un organe
d'entrée (comme p.ex. une pédale, un bouton, une bascule, une molette, un levier,
un clavier, un écran tactile, etc.), pour détecter dans les données en provenance
de l'au moins un organe d'entrée un motif de données prédéfini correspondant à une
demande de passage dans un état de configuration, et pour passer dans l'état de configuration
lorsque le motif de données prédéfini est détecté. De préférence, le microcontrôleur
est configuré, au moins dans l'état de configuration, pour écouter sur le bus des
données en provenance de l'au moins un organe d'entrée et pour choisir la cartographie
qui est à la base de ladite correction en fonction de ces données. P.ex. le microcontrôleur
peut surveiller, lorsqu'il constate que le véhicule est à l'arrêt, les signaux de
la pédale d'accélérateur. Lorsqu'il détecte un motif convenu (p.ex. trois appuis courts
consécutifs sur la pédale d'accélérateur), il se place dans l'état de configuration,
permettant au conducteur de choisir une cartographie et donc un comportement de son
véhicule. Afin de pouvoir donner un retour sensoriel (p.ex. visuel ou auditif) au
conducteur, le microcontrôleur est avantageusement configuré, au moins dans l'état
de configuration, d'interrompre la dérivation dans l'unité d'interface au bus informatique
et d'émettre des données à destination d'au moins un organe de sortie (comme p.ex.
une jauge, un écran, un compteur, une aiguille, un voyant, un transducteur acoustique,
etc.) Pour rester dans l'exemple donné ci-avant, un retour visuel au conducteur peut
p.ex. être assuré par l'intermédiaire de la jauge à carburant. Au moment où le microcontrôleur
se place dans l'état de configuration, il peut envoyer un signal indicatif de ce fait
à la jauge à carburant. A titre d'exemple, ce signal pourrait amener la jauge à passer
en position « plein » et retourner en position « vide » trois fois de suite. Le conducteur
pourrait alors choisir la cartographie désirée en appuyant sur la pédale d'accélérateur
et la cartographie choisie lui serait affichée par la jauge qui se mettrait en positions
« ¼ », « 2/4 » « 3/4 » ou plein. De préférence, tant que le microcontrôleur est dans
l'état de configuration, il bloque les signaux envoyés par l'ECU à l'au moins un organe
de sortie utilisé pour dialoguer avec le conducteur, afin d'éviter un comportement
erratique de cet au moins un organe de sortie.
[0016] Le microcontrôleur peut être configuré, au moins dans un état de fonctionnement,
pour écouter sur le bus des requêtes de mise à jour en provenance d'un connecteur
diagnostique (p.ex. un connecteur OBD ou OBD II dans l'habitacle de la voiture) et
pour passer dans un état de programmation lorsqu'une telle requête est détectée. Dans
l'état de programmation, le microcontrôleur peut être configuré pour charger une ou
plusieurs cartographies ou une nouvelle version de logiciel (à partir du dispositif
connecté au connecteur diagnostique) et de stocker ces cartographies ou ce logiciel
dans la mémoire du dispositif complémentaire.
[0017] Avantageusement, le microcontrôleur est configuré pour se mettre dans un état passif,
dans lequel aucune correction n'est appliquée par le dispositif complémentaire, si
le microcontrôleur détecte un état de moteur incompatible avec l'application d'une
correction. Un tel état incompatible avec l'application d'une correction peut p.ex.
être considéré détecté si la température du moteur est inférieure à une valeur seuil
et/ou si le régime moteur est inférieur à une valeur seuil. On peut ainsi empêcher
la régulation active du moteur par le dispositif complémentaire dans certaines circonstances.
On pourra éviter, notamment, que le moteur développe trop de puissance lorsqu'il est
encore froid ou qu'un régime moteur maximal autorisé soit dépassé.
[0018] Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le dispositif complémentaire
est lié à un numéro d'identification du véhicule (VIN, vehicle identification number).
Le microcontrôleur peut alors vérifier si le VIN circulant sur le bus informatique
correspond au VIN qui est stocké dans la mémoire. Le microcontrôleur peut être configuré
pour se mettre dans un état passif si le VIN détecté sur le bus informatique ne correspond
pas au VIN enregistré. De cette manière, on évite que le dispositif complémentaire
ne soit installé dans une voiture pour laquelle il n'était pas destiné.
Brève description des dessins
[0019] D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description
détaillée d'un mode de réalisation avantageux présenté ci-dessous, à titre d'illustration,
avec référence aux dessins annexés qui montrent :
Fig. 1: Un diagramme schématique illustrant ce mode de réalisation avantageux de l'invention
;
Fig. 2: Un diagramme des différents états de fonctionnement du microcontrôleur de
la figure 1 ;
Description détaillée d'un mode de réalisation préféré de l'invention
[0020] La figure 1 montre schématiquement comment un dispositif complémentaire de contrôle
de moteur 10 selon un mode de réalisation avantageux de l'invention est connecté à
l'unité de contrôle de moteur d'origine (ECU) 12. Le dispositif complémentaire 10
(ou calculateur complémentaire) a besoin de pouvoir faire l'acquisition de données
afin de connaître l'état du moteur 14, interagir avec l'utilisateur (le conducteur)
et modifier les signaux (typiquement des tensions) des capteurs dont il se sert pour
influer sur le comportement du moteur 14. A cette fin, deux méthodes sont utilisées:
o une mesure analogique des différentes tensions en provenance des sondes (représentées
dans l'exemple par le capteur de pression de charge 16 et le capteur de pression de
la rampe à carburant 18) ; et
o la connexion vers le bus CAN (acronyme du terme anglais « controller area network
») interne au moteur (on parle du « powertrain CAN » ou « PT-CAN »).
[0021] Les données analogiques sont facilement interprétables sur base de la tension mesurée
et la courbe de réponse du capteur. Les données circulant sur le PT-CAN sont des données
numériques organisées en trames. Afin de pouvoir interpréter les données qui l'intéressent,
le dispositif complémentaire 10 connaît le protocole de transmission ainsi que les
conventions d'encodage.
[0022] Le dispositif complémentaire 10 est connecté à l'ECU 12 via un connecteur double
20, ayant une première prise (mâle ou femelle) 22 qui est connectée au connecteur
24 de l'ECU 12 et une deuxième prise (femelle ou mâle) 24 qui est connectée au connecteur
26 dans lequel aboutissent toutes les lignes électriques qui sont normalement reliées
avec l'ECU 12 (c.-à-d. en l'absence du dispositif complémentaire 10.) Le connecteur
28 est normalement enfiché dans le connecteur 24 de l'ECU 12 ou inversement et le
connecteur double 20 y est interposé lorsque le dispositif complémentaire 10 est installé.
Dans le connecteur double 20, tous les contacts de la première prise 22 et les contacts
correspondants de la deuxième prise 26 qui mènent des signaux qui n'ont pas d'intérêt
pour le dispositif complémentaire 10 sont directement reliés entre eux par paires.
Afin de ne pas surcharger le dessin, uniquement les lignes qui sont déviés vers le
dispositif complémentaire 10 sont montrées. Parmi les lignes qui sont déviées vers
le dispositif complémentaire figures les lignes 30 du PT-CAN ainsi que les lignes
32 et 34 allant vers les capteurs de pression 16 et 18, respectivement.
[0023] En fonction de certains paramètres d'entrée comme la position de la pédale d'accélérateur
36 et le régime moteur, l'ECU 12 calcule, à l'aide de cartographies (sous forme de
tables de correspondance) des valeurs cibles pour des paramètres de la combustion,
qui eux sont déductibles de mesures effectuées sur le moteur 14, notamment de la pression
de rampe à carburant et de la pression d'admission (de l'air de combustion). L'ECU
12 est programmé de sorte à réduire l'écart entre les valeurs cibles et les valeurs
empiriques (découlant des mesures effectuées) en agissant sur le moteur 14, en particulier
sur les injecteurs de carburant, et éventuellement sur d'autres actionneurs comme
p.ex. la vanne EGR (« exhaust gas recirculization », recirculation des gaz d'échappement),
etc. Sur la figure 1, ce contrôle est illustré schématiquement par la ligne 38 allant
de l'ECU 12 au moteur 14. Le dispositif complémentaire 10 intercepte le ou les signaux
des capteurs 16 et 18 sur les lignes 32 et 34 et retransmet des signaux modifiés.
L'ECU 12 constate alors un écart entre les valeurs cibles et les valeurs empiriques,
qui est différent de l'écart réel. L'ECU 12 modifie les signaux de contrôle du moteur
de sorte à réduire l'écart constaté. Le dispositif complémentaire 10 obtient dès lors
une augmentation ou une réduction de la puissance du moteur.
[0024] La correction qu'apporte le dispositif complémentaire 10 aux signaux analogiques
des capteurs 16 et 18, respectivement, est déterminée par une cartographie stockée
dans la mémoire 40 du dispositif complémentaire 10. Ces cartographies associent une
valeur de pression corrigée à deux valeurs d'entrée qui sont disponibles sur le PT-CAN.
Dans notre exemple, les valeurs d'entrée sont la position de la pédale d'accélérateur
36 et le régime moteur. Ces valeurs sont mises à disposition sous forme de données
numériques sur le PT-CAN par l'ECU 12. Afin de pouvoir écouter ces données, le dispositif
complémentaire 10 comprend une unité d'interface 42 connectée entre l'ECU 12 et la
passerelle CAN 44, qui relie les différents bus CAN de la voiture.
[0025] L'unité d'interface 42 comprend la première prise 22 comme premier connecteur vers
l'interface de bus de l'ECU 12 et la deuxième prise 26 comme deuxième connecteur vers
le bus CAN. L'unité d'interface 42 comprend en outre un premier émetteur-récepteur
46 reliant le microcontrôleur 50 du dispositif complémentaire 10 au premier connecteur
et un deuxième émetteur-récepteur 48 reliant le microcontrôleur 50 au deuxième connecteur.
Une dérivation 52 relie directement entre eux le premier et deuxième connecteurs.
Un dispositif d'interruption 54 commandé par le microcontrôleur permet d'interrompre
ou d'activer la dérivation 52. Si la dérivation 52 est interrompue, il n'existe plus
de liaison directe entre l'ECU 12 et le bus informatique. Toutes les trames échangées
par l'ECU via le bus PT-CAN doivent alors passer par le microcontrôleur 50, ce qui
permet à celui-ci d'éliminer des trames entières ou modifier leur contenu au passage.
Dans la plupart des situations toutefois, la dérivation 52 reste active. Le dispositif
complémentaire 10 est alors un noeud normal du PT-CAN qui peut écouter et émettre
des données à même titre que les autres noeuds.
[0026] Afin de pouvoir intercepter et retransmettre les signaux des capteurs de pression
16 et 18, le dispositif complémentaire 10 comprend une première 56 et une deuxième
58 entrées analogiques, ainsi qu'une première 60 et une deuxième 62 sorties analogiques.
Les entrées analogiques 56, 58 sont reliées en interne au microcontrôleur 50 via un
convertisseur analogique-numérique 64. Les sorties analogiques sont reliées au microcontrôleur
50 via un convertisseur numérique-analogique 66. La première entrée analogique 56
et la première sortie analogique 60 sont reliées entre elles par une ligne qui comprend
un premier interrupteur électronique 68 contrôlé par le microcontrôleur 50. Pareillement,
la deuxième entrée analogique 58 et la deuxième sortie analogique 62 sont reliées
entre elles par une ligne qui comprend un deuxième interrupteur électronique 70 contrôlé
par le microcontrôleur 50.
[0027] La figure 2 montre les différents états de fonctionnement du microcontrôleur 50 et
les transitions les plus importantes entre les différents états. Les différents états
sont repris dans le tableau ci-dessous :
Désignation |
Description sommaire |
« démarrage » |
Etat suite au démarrage du microprogramme (« firmware. ») |
« attente » |
État « passif », dans lequel le microcontrôleur surveille les données sur le PT-CAN
et se tient prêt pour réagir à un événement extérieur. |
« réglage actif » |
Dans cet état, le microcontrôleur est susceptible d'appliquer des modifications aux
différents signaux analogiques afin d'influer sur le comportement du moteur. |
« programmation » |
Etat, dans lequel le microprogramme et/ou les cartographies peuvent être mis à jour. |
« configuration » |
Etat dans lequel l'utilisateur peut paramétrer le fonctionnement du dispositif complémentaire. |
« erreur » |
Etat terminal en cas d'erreur non récupérable du logiciel ou du matériel (« hardware.
») |
[0028] Le microcontrôleur 50 entre dans l'état « démarrage » dès que le dispositif complémentaire
10 est mis sous tension, p.ex. au moment du déverrouillage des portières. Sauf erreur
au démarrage, le microcontrôleur 50 passe ensuite à l'état « attente », dans lequel
il surveille les échanges de données sur le PT-CAN ainsi que les signaux des capteurs
de pression 16, 18. Dans l'état « attente », la communication directe entre l'ECU
12 et les autres composants n'est pas interrompue par le dispositif complémentaire
10 : la dérivation 52 est maintenue active et les interrupteurs électroniques 68,
70 sont fermés. A partir de l'état « attente », le microcontrôleur peut se placer
dans différents états, en fonction des événements qu'il détecte.
[0029] Lorsque le microcontrôleur 50 reçoit, via le PT-CAN, la requête de se placer dans
l'état « programmation », issue par exemple d'un ordinateur connecté au connecteur
OBD 72 dans l'habitacle de la voiture, il quitte l'état « attente » et donne suite
à la requête. Dans l'état « programmation », le microcontrôleur 50 dialogue avec l'ordinateur
connecté via le bus CAN et peut mettre à jour son microprogramme et/ou les cartographies
stockées dans la mémoire 40 (qui est de préférence une mémoire flash). Un autre événement
déclenchant le passage dans l'état de programmation est le fait qu'un un dispositif
externe connecté au connecteur 74 (p.ex. de type USB ou mini-USB) dans le boîtier
du dispositif complémentaire demande le lancement d'une session de programmation.
Une fois la session de programmation terminée, le microcontrôleur 50 retourne dans
l'état « attente. »
[0030] Le microcontrôleur 50 passe à l'état « réglage actif » ou « tuning » lorsqu'il détecte
a) que le moteur tourne, b) qu'il dispose de cartographies valides et c) que des signaux
valides arrivent depuis les capteurs 16 et 18. En outre, le microcontrôleur 50 pourrait
s'assurer que certaines données sont disponibles sur le PT-CAN, comme par exemple
la position de la pédale d'accélérateur. Le fait que le moteur tourne est détecté
grâce aux données concernant le régime moteur émises par l'ECU 12 sur le PT-CAN. Dans
notre exemple, une valeur RPM (tours par minute) dépassant 600 est considérée comme
indicative du fait que le moteur tourne. Il est toutefois possible de spécifier une
autre valeur seuil ou un autre critère p.ex. en fonction du type de voiture.
[0031] Dans l'état « réglage actif », le microcontrôleur 50 ouvre les interrupteurs 68,
70 et détecte les tensions appliquées aux entrées analogiques 56, 58. En outre, le
microcontrôleur 50 reçoit les données concernant le régime moteur, la position de
la pédale d'accélérateur ainsi que la température du moteur via le PT-CAN. Sur la
base de ces informations, le microcontrôleur 50 calcule la correction à appliquer
à chacun des signaux analogiques reçus. Chaque correction résulte d'une ou de plusieurs
cartographies stockées dans la mémoire 40. Dans l'exemple illustré, il existe trois
cartographies. La première cartographie donne la correction de la tension indiquant
la pression d'admission en fonction du régime moteur (v
m) et de l'accélération demandée (la position de la pédale d'accélérateur, notée a
d). La deuxième cartographie donne la correction de la tension indiquant la pression
de la rampe à carburant en fonction du régime moteur et de l'accélération demandée.
Une troisième cartographie définit une limitation des première et deuxième corrections
en fonction de la température du moteur (t
m) et du régime moteur. En pratique, les cartographies sont déposées en mémoire sous
forme de tables de correspondance et les calculs sont effectués avec interpolation
(linéaire ou d'ordre plus élevé). Pour chaque triplet de données en entrée a
d, v
m, t
m, le microcontrôleur détermine donc une première valeur de correction relative de
la pression d'admission p
a1 en fonction de a
d et v
m, une première valeur de correction relative de la pression de la rampe à carburant
p
c en fonction de a
d et v
m, et une correction c
t qui résulte en fonction de v
m et t
m. Une valeur de correction relative finale de la pression d'admission p
a2 et une valeur de correction relative finale de la pression de rampe à carburant p
c2 sont ensuite calculées par : p
a2 = p
a1·c
t et p
c2 = p
c1·c
t, respectivement. Les tensions en sortie V'
pa et V'
pc sont obtenues par V'
pa = V
pa·p
c2 et V'
pc = V
pc·p
c2, où V
pa et V
pc sont les tensions respectives en entrée. Dans cet exemple, on calcule d'abord des
corrections relatives avant de déterminer les valeurs corrigées en absolu. Il faut
cependant noter que les calculs intermédiaires pourraient également se faire d'une
autre manière.
[0032] On notera que dans l'état « réglage actif », la liaison de l'ECU 12 au PT-CAN reste
ininterrompue, c.-à-d. microcontrôleur 50 maintien le dispositif d'interruption 54
fermé. Cela implique que le dispositif complémentaire 10 et l'ECU 12 sont alors des
noeuds parallèles du PT-CAN.
[0033] A partir de l'état « attente », le microcontrôleur peut également se placer dans
l'état « configuration », dans lequel des possibilités d'interaction avec l'utilisateur
(le conducteur) sont données. Pour des raisons de sécurité, l'accès à l'état « configuration
» n'est autorisé que si le moteur est à l'arrêt. L'utilisateur lance une session de
configuration en actionnant un organe d'entrée dans l'habitacle d'une manière convenue
à l'avance. Le microcontrôleur surveille les données en provenance de cet organe d'entrée
sur le PT-CAN et se place ensuite dans l'état « configuration » dès qu'il détecte
le signal (ou le motif) convenu. Le motif convenu peut, par exemple, être un nombre
défini d'appuis courts sur la pédale d'accélérateur 36 dans un laps de temps déterminé.
Pour l'organe d'entrée, tous les choix sont permis à celui qui met en oeuvre l'invention,
à condition que l'actionnement de l'organe soit reflété parmi les données qui circulent
sur le PT-CAN.
[0034] Dans l'état « configuration », le microcontrôleur 50 désactive la dérivation 52,
ce par quoi le dispositif complémentaire est intercalé entre l'ECU et le PT-CAN. Les
interrupteurs 68 et 70 sont cependant fermés. Dans l'état de configuration, l'utilisateur
a la possibilité de sélectionner entre plusieurs modes de réglage, p.ex. entre un
mode de conduite économique, un mode de conduite optimisé sur la performance, etc.
Le choix qu'il effectue par l'intermédiaire d'un organe d'entrée dans l'habitacle
est sauvegardé par le microcontrôleur. Les cartographies correspondantes au mode de
conduite sélectionné sont activées ou marquées pour être utilisées lors des prochains
passages dans l'état « réglage actif. » L'organe de sélection peut être le même que
l'organe d'entrée que l'utilisateur doit actionner pour ouvrir une session de configuration.
Un retour visuel est donné à utilisateur via un organe de sortie dans l'habitacle.
Afin de pouvoir contrôler l'organe de sortie, il faut que le microcontrôleur 50 lui
envoie des données numériques via le CAN. La possibilité de pouvoir interrompre, par
le dispositif d'interruption 54, le flux de données envoyées par l'ECU 12 devient
alors intéressante. En effet, si l'ECU 12 reste directement connectée au PT-CAN en
parallèle au dispositif complémentaire 10, il est possible que les deux essaient de
communiquer avec l'organe de sortie. Il peut résulter de cette situation un vacillement
ou, au pire, un comportement apparemment erratique de l'organe de sortie. Dans le
mode configuration, le microcontrôleur 50 supprime donc, dans les trames envoyées
par l'ECU, les données qui sont adressées à l'organe de sortie dont le dispositif
complémentaire « abuse » pour donner un retour à l'utilisateur.
[0035] Dans notre exemple illustré, l'organe de sélection est de nouveau la pédale d'accélérateur
36 et l'organe de sortie est la jauge à carburant 76 du combiné d'instruments 78.
Différentes indications de la jauge 76 correspondent aux différents modes de réglage
disponibles, p.ex. comme indiqué dans le tableau suivant :
Indication de la jauge |
Mode de réglage |
Réservoir vide |
Réglage désactivé |
1/4 |
Mode "économique/écologique" |
1/2 |
Mode "sport" |
3/4 |
Mode "sport +" |
Reservoir plein |
Mode "performances extremes" |
Les modes repris dans le tableau ne sont, bien évidemment, que des exemples. En réalité,
il peut y avoir plus ou moins de modes de réglage ou d'autres modes de réglage. En
appuyant sur la pédale d'accélérateur 36, l'utilisateur peut passer cycliquement d'une
sélection à l'autre, la jauge 76 lui indiquant quel mode est actuellement sélectionné.
[0036] La sortie de l'état « configuration » peut être déclenchée par plusieurs événements.
Le microcontrôleur 50 surveille le temps écoulé depuis le dernier actionnement de
l'organe d'entrée par l'utilisateur. Si ce temps atteint une valeur seuil, le microcontrôleur
sauvegarde le mode de réglage actuellement sélectionné et clôture la session de configuration.
Il est également possible que le microcontrôleur 50 surveille l'apparition d'un signal
de confirmation convenu sur le PT-CAN (p.ex. un appui fort et long sur la pédale d'accélérateur)
et retourne à l'état « attente » suite à la détection de ce signal. Finalement, le
microcontrôleur quitte également l'état « configuration » si le moteur est démarré.
Dans ce cas, toutefois, il passe à l'état « réglage actif. »
[0037] Il convient de noter que les passages à l'état « réglage actif » peuvent être interdits
si l'utilisateur a fait le choix correspondant lors de sa session de configuration
la plus récente.
[0038] Finalement, le microcontrôleur possède un état « erreur », vers lequel il est renvoyé
à chaque fois qu'il constate un dysfonctionnement non récupérable. Les transitions
vers l'état « erreur » existent pour chacun des autres états dans le diagramme de
la figure 2. Toutefois, afin de ne pas surcharger le diagramme uniquement une partie
de ces transitions sont montrées. L'état « erreur » est un état terminal. Un redémarrage
est requis pour sortir (au moins temporairement) de cet état. Dans l'état « erreur
», le micro-contrôleur 50 est configuré de sorte à rendre le dispositif complémentaire
10 aussi « transparent » ou passif que possible dans les circonstances, afin d'éviter
que sa présence ait une influence sur le comportement de la voiture.
[0039] Il est intéressant de noter que le microcontrôleur 50 peut déterminer si les données
dont il aurait besoin de se servir sont encore d'actualité. Si l'âge des données dépasse
un certain seuil (défini dans le logiciel), le microcontrôleur 50 considère les données
comme invalides. Il peut alors se placer dans l'état « attente » jusqu'à ce que des
données à jour soient disponibles.
[0040] Alors que des modes de réalisation particuliers viennent d'être décrits en détail,
l'homme du métier appréciera que diverses modifications et alternatives à ceux-là
puissent être développées à la lumière de l'enseignement global apporté par la présente
divulgation de l'invention. Par conséquent, les agencements et/ou procédés spécifiques
décrits ci-dedans sont censés être donnés uniquement à titre d'illustration, sans
intention de limiter la portée de l'invention, qui est déterminée par l'étendue des
revendications rattachées.
1. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur, comprenant un microcontrôleur ;
une mémoire non volatile connectée au microcontrôleur, le microcontrôleur ayant accès
à des données stockées dans la mémoire ;
une unité d'interface configurée pour connecter le microcontrôleur à un bus informatique,
permettant au microcontrôleur d'écouter des données présentes sur ledit bus et, optionnellement,
d'émettre des données sur ledit bus ;
une première entrée analogique, reliée au microcontrôleur via un convertisseur analogique-numérique,
pour connecter le dispositif complémentaire de commande de moteur à une première sonde
;
une première sortie analogique, reliée au microcontrôleur via un convertisseur numérique-analogique,
pour connecter le dispositif complémentaire de commande de moteur à une première entrée
analogique d'une unité de contrôle de moteur d'origine ;
le microcontrôleur comprenant plusieurs états de fonctionnement, le microcontrôleur
étant configuré, au moins dans un des états de fonctionnement, pour écouter des données
sur le bus, calculer une correction d'un signal appliqué à la première entrée analogique
sur la base d'une cartographie stockée dans ladite mémoire et émettre à la première
sortie analogique un signal correspondant au signal appliqué à la première entrée
analogique avec inclusion de ladite correction.
2. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon la revendication 1, comprenant
un premier interrupteur électronique disposé sur une ligne reliant ladite première
entrée analogique et ladite première sortie analogique, le premier interrupteur électronique
étant contrôlé par le microcontrôleur, le premier interrupteur pouvant être ouvert
ou fermé par le microcontrôleur en fonction de l'état de fonctionnement dans lequel
celui-ci se trouve.
3. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon la revendication 1 ou 2, dans
lequel les données écoutées par le microcontrôleur sur le bus comprennent le régime
du moteur, la position de la pédale d'accélérateur et la température d'huile.
4. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon l'une quelconque des revendications
1 à 3, dans lequel le signal appliqué à la première entrée analogique est un signal
indicatif de la pression d'admission et/ou de la pression de rampe à carburant.
5. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon l'une quelconque des revendications
1 à 4, comprenant
une deuxième entrée analogique, reliée au microcontrôleur via un convertisseur analogique-numérique,
pour connecter le dispositif complémentaire de commande de moteur à une deuxième sonde
;
une deuxième sortie analogique, reliée au microcontrôleur via un convertisseur numérique-analogique,
pour connecter le dispositif complémentaire de commande de moteur à une deuxième entrée
analogique de l'unité de contrôle de moteur d'origine ;
le microcontrôleur étant configuré pour calculer une correction d'un signal appliqué
à la deuxième entrée analogique sur la base d'une cartographie stockée dans ladite
mémoire et d'émettre à la deuxième sortie analogique un signal correspondant au signal
appliqué à la deuxième entrée analogique avec inclusion de ladite correction.
6. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon la revendication 5, comprenant
un deuxième interrupteur électronique disposé sur une ligne reliant ladite deuxième
entrée analogique et ladite deuxième sortie analogique, le deuxième interrupteur électronique
étant contrôlé par le microcontrôleur, le deuxième interrupteur pouvant être ouvert
ou fermé par le microcontrôleur en fonction de l'état de fonctionnement dans lequel
celui-ci se trouve.
7. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon l'une quelconque des revendications
1 à 6, dans lequel ladite unité d'interface comprend un premier connecteur pour connecter
le dispositif complémentaire à une interface de bus de l'unité de contrôle de moteur
d'origine, un deuxième connecteur pour connecter le dispositif complémentaire au bus
informatique, un premier émetteur-récepteur reliant le microcontrôleur audit premier
connecteur, un deuxième émetteur-récepteur reliant le microcontrôleur audit deuxième
connecteur, une dérivation reliant directement entre eux le premier et le deuxième
connecteurs, ainsi qu'un dispositif d'interruption commandé par le microcontrôleur,
permettant d'interrompre ou d'activer ladite dérivation en fonction de l'état de fonctionnement
dans lequel le microcontrôleur se trouve.
8. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon l'une quelconque des revendications
1 à 7, dans lequel le microcontrôleur a plusieurs états de fonctionnement entre lesquels
le microcontrôleur peut commuter ; le microcontrôleur étant configuré pour détecter
des événements prédéfinis, associés à des passages entre états de fonctionnement,
et pour passer d'un état de fonctionnement à l'autre en cas de détection d'un événement
prédéfini.
9. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon les revendications 2 et 8, dans
lequel le microcontrôleur est configuré, dans au moins un des états de fonctionnement,
pour court-circuiter la première entrée analogique et la première sortie analogique
en fermant le premier interrupteur et ne pas émettre de signal corrigé à la première
sortie analogique.
10. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon la revendication 8 ou 9, dans
lequel le microcontrôleur est configuré, au moins dans un état de fonctionnement,
pour écouter sur le bus des données en provenance d'au moins un organe d'entrée, pour
détecter dans les données en provenance de l'au moins un organe d'entrée un motif
de données prédéfini correspondant à une demande de passage dans un état de configuration,
et pour passer dans l'état de configuration lorsque le motif de données prédéfini
est détecté.
11. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon la revendication 10, dans lequel
le microcontrôleur est configuré, au moins dans l'état de configuration, pour écouter
sur le bus des données en provenance de l'au moins un organe d'entrée et pour choisir
la cartographie à la base de ladite correction en fonction de ces données.
12. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon la revendication 10 ou 11, si
dépendante de la revendication 7, dans lequel le microcontrôleur est configuré, au
moins dans l'état de configuration, d'interrompre ladite dérivation et d'émettre des
données à destination d'au moins un organe de sortie.
13. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon l'une quelconque des revendications
8 à 12, dans lequel le microcontrôleur est configuré, au moins dans un état de fonctionnement,
pour écouter sur le bus des requêtes de mise à jour en provenance d'un connecteur
diagnostique et pour passer dans un état de programmation lorsqu'une requête de mise
à jour est détectée, et dans lequel le microcontrôleur est configuré, dans l'état
de programmation, de charger une ou plusieurs cartographies ou une nouvelle version
de logiciel et des stocker ces cartographies ou ce logiciel dans ladite mémoire.
14. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon l'une quelconque des revendications
précédentes, dans lequel le microcontrôleur est configuré pour se mettre dans un état
passif, dans lequel aucune correction n'est appliquée par le dispositif complémentaire
de contrôle de moteur, si le microcontrôleur détecte un état de moteur incompatible
avec l'application d'une correction.
15. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon la revendication 14, dans lequel
l'état de moteur incompatible avec l'application d'une correction est détecté si la
température du moteur est inférieure à une valeur seuil et/ou si le régime moteur
est inférieur à une valeur seuil.