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EP2957752B1 - Dispositif complémentaire pour modifier le réglage des paramètres d'un moteur à combustion interne d'un véhicule - Google Patents

Dispositif complémentaire pour modifier le réglage des paramètres d'un moteur à combustion interne d'un véhicule Download PDF

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Publication number
EP2957752B1
EP2957752B1 EP14173117.4A EP14173117A EP2957752B1 EP 2957752 B1 EP2957752 B1 EP 2957752B1 EP 14173117 A EP14173117 A EP 14173117A EP 2957752 B1 EP2957752 B1 EP 2957752B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
microcontroller
engine control
control device
analogue
supplementary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP14173117.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP2957752A1 (fr
Inventor
François Robillard
Frédéric Ancion
Jean-François Wauthy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fr Team International SA
Spancircle Sprl
Original Assignee
Spancircle Scri
Fr Team International SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Spancircle Scri, Fr Team International SA filed Critical Spancircle Scri
Priority to EP14173117.4A priority Critical patent/EP2957752B1/fr
Publication of EP2957752A1 publication Critical patent/EP2957752A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP2957752B1 publication Critical patent/EP2957752B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28—Interface circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/28—Interface circuits
    • F02D2041/281—Interface circuits between sensors and control unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/023—Temperature of lubricating oil or working fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406—Intake manifold pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2200/0602—Fuel pressure
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    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101—Engine speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/11—After-sales modification devices designed to be used to modify an engine afterwards

Definitions

  • the invention relates to a complementary device for controlling a combustion engine.
  • the document FROM 198 36 113 describes, for example, a complementary engine control device which is connected to the fuel injection valves.
  • the injection times determined by the original engine control unit can be extended, resulting in an increase in the amount of fuel injected.
  • a similar device is described in the document FROM 198 37 060 .
  • the document EP 2 143 917 presents an additional engine control device which is connected between the original engine control unit and the injection system.
  • the complementary device intercepts the signals sent by the original engine control unit and intended for the injection system and replaces them with signals which define modified amounts of fuel if the engine speed exceeds a certain threshold. More particularly, beyond a certain engine speed, the quantity of fuel defined by the additional device is reduced compared to that provided by the original control unit. The resulting effect of this intervention is that the driver experiences less dynamic behavior of his car at high engine speeds. He is thus naturally encouraged to change gears and adopt economical and therefore ecological driving.
  • Acting on the injector control signals can cause problems because the original control unit must at least temporarily be disconnected from the injectors and reconnected to replacement loads so that it does not detect an error. .
  • An objective of the present invention is to provide a complementary engine control device that is easy to use.
  • a complementary motor control device comprises a microcontroller having access to data stored in a non-volatile memory (eg a flash memory) connected to the microcontroller, an interface unit, a first analog input and a first analog output.
  • the interface unit is configured to connect the microcontroller to a computer bus, such as for example a CAN bus, and allows the microcontroller to listen and, optionally, to transmit data on the bus.
  • the first analog input is connected to the microcontroller via an analog-to-digital converter and is used to connect the additional engine control device to a first sensor (such as for example a fuel rail pressure sensor or a fuel rail pressure sensor).
  • the first analog output is connected to the microcontroller via a digital-to-analog converter and is used to connect the additional engine control device to a first analog input of the original engine control unit (abbreviated ECU, which is the acronym of the English term "engine control unit").
  • ECU original engine control unit
  • the microcontroller is designed so that it can be put into several operating modes or states. In at least one of these states, the microcontroller is configured to listen for data on the computer bus, calculate a correction for a probe signal applied to the first analog input based on a map stored in memory, and transmit to the first analog output a corrected signal, which corresponds to the probe signal applied to the first analog input but including the correction.
  • the microcontroller and the memory can be integrated on the same chip, so as to form a system chip (in English “system on a chip” or “SoC”).
  • the complementary device can be interposed in a link connecting the first probe to the original engine control unit, intercept the probe signals intended for the original engine control unit and send a signal modified (corrected).
  • the correction or modification applied by the microcontroller depends on data it has listened to on the bus (e.g. data relating to engine speed, accelerator pedal position and / or oil temperature, etc.) and mapping stored in memory.
  • the correction or modification can also depend on other parameters obtained on analog lines to which the complementary device is connected. Expressed another way, the companion device "spoofs" the information from the first probe.
  • the modification of the signals causes compensation by the ECU, which results in a different behavior of the engine.
  • the ECU compares parameters derived from sensor signals (such as the fuel rail pressure signal and / or the manifold pressure signal) with target values. These are defined by maps stored in the ECU and depend on parameters such as the position of the accelerator pedal and the engine speed. If the complementary device intercepts the signal (s) from the probes and transmits modified signals, the ECU detects a deviation from the target value and modifies the injection control signals so as to reduce this deviation. Ultimately, it is possible to obtain an increase or a reduction in engine power without having to directly modify the maps stored in the ECU and without necessarily having to intercept the signals controlling the injectors.
  • sensor signals such as the fuel rail pressure signal and / or the manifold pressure signal
  • a notable advantage of the complementary device according to the invention is that it has an interface unit which makes it possible to connect it to the computer bus of the car. It can thus listen to the data circulating on the bus and, if necessary, send data itself. It is therefore not necessary to detect all the analog lines that carry information that the additional device might need (e.g. engine speed) to determine what operating state it is supposed to go into and what signal correction. it must, if necessary, apply. The installation of the additional device, in particular its connection, is therefore greatly facilitated.
  • the complementary device comprises a double connector, having a first plug (male or female) to be connected to the connector of the ECU and a second plug (female or male) to be connected to the ECU. connector to which all the wires which are to be connected with the ECU end and which is normally plugged into the connector of the ECU or vice versa.
  • the double connector all the contacts of the first socket and the Corresponding contacts of the second socket which carry signals which do not need to be modified by the complementary device are directly connected to each other in pairs.
  • there are links between these contacts and the complementary device so that the latter can monitor the signals (without however modifying them.)
  • the other contacts are connected to the complementary device, so that the latter can intercept the signals. inputs and send corrected signals to the output.
  • the additional engine control device comprises a first electronic switch arranged on a line connecting the first analog input and the first analog output.
  • the first electronic switch is controlled by the microcontroller so that it can be opened or closed by the microcontroller depending on the operating state it is in.
  • the microcontroller can be configured, in at least one of the operating states, to bypass the first analog input and the first analog output by closing the first switch and not output a corrected signal to the first analog output. This configuration allows the direct passage of the signals from the probe to the ECU and is therefore desirable in all modes of operation in which the microcontroller does not apply any correction.
  • the complementary engine control device comprises a second analog input, connected to the microcontroller via an analog-to-digital converter, to connect the complementary engine control device to a second probe, and a second analog output, connected to the microcontroller via a digital-to-analog converter, to connect the additional engine control device to a second analog input of the original engine control unit.
  • the microcontroller is then configured to calculate a correction of a probe signal applied to the second analog input on the basis of a map stored in said memory and to emit to the second analog output a signal corresponding to the signal applied to the second. analog input with inclusion of said correction.
  • the number of analog inputs and outputs depends on the number of analog signals that the complementary device must be able to intercept and modify. This number may vary between different car models.
  • a second electronic switch can be placed on a line connecting the second analog input and the second output analog, the second electronic switch being controlled by the microcontroller and can be opened or closed by the latter depending on the operating state.
  • the complementary device can include other analog inputs and outputs, then called third, fourth, etc. analog input or output. It should be noted that the ordinal numeral adjectives used in this context serve only to distinguish between themselves different entities of the same name; in particular, they do not imply hierarchical order.
  • the interface unit comprises a first connector for connecting the complementary device to a bus interface of the original engine control unit, a second connector for connecting the complementary device to the computer bus, a first transmitter -receiver connecting the microcontroller to the first connector, a second transceiver connecting the microcontroller to the second connector, a branch directly connecting the first and the second connectors to each other, as well as an interrupt device controlled by the microcontroller, making it possible to interrupt or activate said bypass depending on the operating state in which the microcontroller is located.
  • the interrupt device makes it possible to interrupt the connection of the ECU on the computer bus (via the bypass.) All the frames coming from the ECU or from the computer bus must then pass through the microcontroller, which can therefore censor if necessary the information which is exchanged with the ECU. To this end, the microcontroller can eliminate entire frames or modify their content in passing.
  • the microcontroller can switch between its several operating states.
  • the microcontroller is configured to detect predefined events, associated with transitions between operating states, and to pass from one operating state to another in the event of detection of a predefined event.
  • the events can be the presence or absence (or even the appearance or disappearance) of certain data on the computer bus, malfunctions of the complementary device, the presence or absence of an analog signal, etc.
  • the microcontroller is preferably configured, at least in an operating state, to listen on the computer bus for data coming from at least one input device (such as for example a pedal, a button, a rocker, a wheel, lever, keyboard, touch screen, etc.), to detect in the data in from the at least one input member, a predefined data pattern corresponding to a request to switch to a configuration state, and to switch to the configuration state when the predefined data pattern is detected.
  • the microcontroller is configured, at least in the configuration state, to listen on the data bus from the at least one input device and to choose the mapping which is the basis of said correction in based on this data.
  • the microcontroller can monitor, when it sees that the vehicle is stationary, the signals from the accelerator pedal.
  • the microcontroller When it detects an agreed pattern (eg three consecutive short presses on the accelerator pedal), it goes into the configuration state, allowing the driver to choose a map and therefore a behavior of his vehicle.
  • the microcontroller is advantageously configured, at least in the configuration state, to interrupt the bypass in the interface unit to the computer bus and to send data to at least one output device (such as for example a gauge, a screen, a counter, a needle, an indicator light, an acoustic transducer, etc.)
  • at least one output device such as for example a gauge, a screen, a counter, a needle, an indicator light, an acoustic transducer, etc.
  • visual feedback to the driver can eg be provided by means of the fuel gauge.
  • the microcontroller may send a signal indicative of this to the fuel gauge. For example, this signal could cause the gauge to go to the "full” position and return to the "empty” position three times in a row.
  • the driver could then choose the desired map by pressing the accelerator pedal and the chosen map would be displayed to him by the gauge which would go to “1 ⁇ 4”, “2/4” “3/4” or full positions.
  • the microcontroller blocks the signals sent by the ECU to the at least one output member used to dialogue with the driver, in order to avoid erratic behavior of this at least one. minus one output member.
  • the microcontroller can be configured, at least in an operational state, to listen on the bus for update requests coming from a diagnostic connector (eg an OBD or OBD II connector in the passenger compartment of the car ) and to enter a programming state when such a request is detected.
  • a diagnostic connector eg an OBD or OBD II connector in the passenger compartment of the car
  • the microcontroller can be configured to load one or more maps or a new software version (from device connected to the diagnostic connector) and to store these maps or software in the memory of the complementary device.
  • the microcontroller is configured to put itself in a passive state, in which no correction is applied by the complementary device, if the microcontroller detects a motor state incompatible with the application of a correction.
  • a state incompatible with the application of a correction can eg be considered detected if the engine temperature is below a threshold value and / or if the engine speed is below a threshold value. It is thus possible to prevent active regulation of the motor by the additional device in certain circumstances. In particular, it will be possible to prevent the engine from developing too much power when it is still cold or when a maximum authorized engine speed is exceeded.
  • the additional device is linked to a vehicle identification number (VIN).
  • VIN vehicle identification number
  • the microcontroller can then check if the VIN circulating on the computer bus matches the VIN which is stored in the memory.
  • the microcontroller can be configured to go into a passive state if the VIN detected on the computer bus does not match the registered VIN. In this way, it is avoided that the additional device is installed in a car for which it was not intended.
  • the analog data can be easily interpreted on the basis of the measured voltage and the response curve of the sensor.
  • the data circulating on the PT-CAN are digital data organized in frames.
  • the complementary device 10 knows the transmission protocol as well as the encoding conventions.
  • the complementary device 10 is connected to the ECU 12 via a double connector 20, having a first plug (male or female) 22 which is connected to the connector 24 of the ECU 12 and a second plug (female or male) 24 which is connected to connector 26 in which terminate all the electric lines which are normally connected with the ECU 12 (i.e. in the absence of the complementary device 10.)
  • the connector 28 is normally plugged into the connector 24 of the ECU 12 or vice versa and the double connector 20 is interposed therein when the additional device 10 is installed.
  • all the contacts of the first socket 22 and the corresponding contacts of the second socket 26 which carry signals which are of no interest to the complementary device 10 are directly linked together in pairs. In order not to overload the drawing, only the lines which are deviated to the complementary device 10 are shown. Among the lines which are diverted to the complementary device are lines 30 of the PT-CAN as well as lines 32 and 34 going to the pressure sensors 16 and 18, respectively.
  • the ECU 12 calculates, using maps (in the form of correspondence tables) target values for parameters of combustion, which themselves are deductible from measurements made on the engine 14, in particular from the fuel rail pressure and from the intake pressure (of the combustion air).
  • the ECU 12 is programmed so as to reduce the difference between the target values and the empirical values (resulting from the measurements carried out) by acting on the engine 14, in particular on the fuel injectors, and possibly on other actuators such as eg the EGR (exhaust gas recirculization) valve, etc.
  • this control is illustrated schematically by the line 38 going from the ECU 12 to the engine 14.
  • the complementary device 10 intercepts the signal or signals from the sensors 16 and 18 on the lines 32 and 34 and retransmits modified signals.
  • the ECU 12 then notes a deviation between the target values and the empirical values, which is different from the actual deviation.
  • the ECU 12 modifies the engine control signals so as to reduce the observed deviation.
  • the additional device 10 therefore obtains an increase or a reduction in the power of the engine.
  • the correction made by the complementary device 10 to the analog signals from the sensors 16 and 18, respectively, is determined by a map stored in the memory 40 of the complementary device 10.
  • These maps associate a corrected pressure value with two input values which are available on the PT-CAN.
  • the input values are the position of the accelerator pedal 36 and the engine speed.
  • These values are made available in the form of digital data on the PT-CAN by the ECU 12.
  • the complementary device 10 comprises an interface unit 42 connected between the ECU 12 and the CAN gateway. 44, which connects the various CAN buses of the car.
  • the interface unit 42 includes the first socket 22 as the first connector to the bus interface of the ECU 12 and the second socket 26 as the second connector to the CAN bus.
  • the interface unit 42 further comprises a first transceiver 46 connecting the microcontroller 50 of the complementary device 10 to the first connector and a second transceiver 48 connecting the microcontroller 50 to the second connector.
  • a branch 52 connects directly between them the first and second connectors.
  • An interrupt device 54 controlled by the microcontroller makes it possible to interrupt or activate the bypass 52. If the bypass 52 is interrupted, there is no longer a direct link between the ECU 12 and the computer bus. All the frames exchanged by the ECU via the PT-CAN bus must then pass through the microcontroller 50, which allows the latter to eliminate entire frames or modify their content in passing. In most situations, however, lead 52 remains active.
  • the complementary device 10 is then a normal node of the PT-CAN which can listen and transmit data in the same way as the other nodes.
  • the complementary device 10 comprises a first 56 and a second 58 analog inputs, as well as a first 60 and a second 62 analog outputs.
  • the analog inputs 56, 58 are connected internally to the microcontroller 50 via an analog-to-digital converter 64.
  • the analog outputs are connected to the microcontroller 50 via a digital-to-analog converter 66.
  • the first analog input 56 and the first analog output 60 are connected. between them by a line which comprises a first electronic switch 68 controlled by the microcontroller 50.
  • the second analog input 58 and the second analog output 62 are interconnected by a line which includes a second electronic switch 70 controlled by the microcontroller 50 .
  • the figure 2 shows the different operating states of the microcontroller 50 and the most important transitions between the different states.
  • the different states are shown in the table below: Name Brief description " start-up " Status after firmware startup (“firmware.”) "Waiting” “Passive” state, in which the microcontroller monitors data on the PT-CAN and stands ready to react to an external event. "Active setting” In this state, the microcontroller is able to apply modifications to the various analog signals in order to influence the behavior of the motor. "Programming” State, in which the firmware and / or maps can be updated.
  • Configuration State in which the user can configure the operation of the complementary device.
  • fault Terminal state in the event of an unrecoverable software or hardware error
  • the microcontroller 50 enters the “start” state as soon as the additional device 10 is powered up, for example when the doors are unlocked. Unless there is an error during startup, the microcontroller 50 then goes to the “standby” state, in which it monitors the data exchanges on the PT-CAN as well as the signals from the pressure sensors 16, 18. In the “standby” state , direct communication between the ECU 12 and the other components is not interrupted by the additional device 10: the bypass 52 is kept active and the electronic switches 68, 70 are closed. From the "waiting" state, the microcontroller can place itself in different states, depending on the events it detects.
  • the microcontroller 50 When the microcontroller 50 receives, via the PT-CAN, the request to place itself in the "programming" state, resulting for example from a computer connected to the OBD connector 72 in the passenger compartment of the car, it leaves the state. "Wait” and follows up on the request. In the “programming” state, the microcontroller 50 dialogues with the computer connected via the CAN bus and can update its firmware and / or the maps stored in the memory 40 (which is preferably a flash memory). Another event triggering the transition to the programming state is the fact that an external device connected to connector 74 (e.g. USB or mini-USB type) in the housing of the complementary device requests the launch of a programming session. Once the programming session is finished, the microcontroller 50 returns to the “standby” state. "
  • the microcontroller 50 switches to the “active adjustment” or “tuning” state when it detects a) that the engine is running, b) that it has valid maps and c) that valid signals arrive from the sensors 16 and 18. Furthermore, the microcontroller 50 could ensure that certain data is available on the PT-CAN, such as for example the position of the accelerator pedal. The fact that the engine is running is detected by the data concerning the engine speed transmitted by the ECU 12 on the PT-CAN. In our example, an RPM (revolutions per minute) value exceeding 600 is considered indicative that the engine is running. However, it is possible to specify another threshold value or another criterion, eg depending on the type of car.
  • the microcontroller 50 opens the switches 68, 70 and detects the voltages applied to the analog inputs 56, 58.
  • the microcontroller 50 receives data concerning the engine speed, the position of the pedal. accelerator as well as the engine temperature via the PT-CAN.
  • the microcontroller 50 calculates the correction to be applied to each of the analog signals received.
  • Each correction results from one or more maps stored in memory 40. In the example illustrated, there are three maps. The first map gives the voltage correction indicating the intake pressure as a function of the engine speed (v m ) and the requested acceleration (the position of the accelerator pedal, noted a d ).
  • the second map gives the voltage correction indicating the pressure of the fuel rail according to the engine speed and the requested acceleration.
  • a third map defines a limitation of the first and second corrections as a function of the engine temperature (t m ) and the engine speed.
  • the maps are stored in memory in the form of correspondence tables and the calculations are carried out with interpolation (linear or higher order).
  • the microcontroller For each triplet of input data a d , v m , t m , the microcontroller therefore determines a first relative correction value of the inlet pressure p a1 as a function of a d and v m , a first relative correction value of the pressure of the fuel rail p c as a function of a d and v m , and a correction and which results as a function of v m and t m .
  • V pa and V pc are the respective input voltages.
  • the microcontroller can also be placed in the "configuration” state, in which possibilities of interaction with the user (the driver) are given. For safety reasons, access to the "configuration” state is only authorized if the motor is stopped.
  • the user initiates a configuration session by actuating an entry device into the passenger compartment in a manner agreed in advance.
  • the microcontroller monitors the data coming from this input device on the PT-CAN and then places itself in the “configuration” state as soon as it detects the agreed signal (or pattern).
  • the agreed pattern may, for example, be a defined number of short presses on the accelerator pedal 36 within a determined period of time. For the input device, all choices are allowed to the person who implements the invention, provided that the actuation of the device is reflected among the data circulating on the PT-CAN.
  • the microcontroller 50 deactivates the bypass 52, whereby the complementary device is interposed between the ECU and the PT-CAN.
  • the switches 68 and 70 are however closed.
  • the user has the possibility to select between several setting modes, e.g. between economy driving mode, performance optimized driving mode, etc.
  • the choice made by the intermediary of an entry device into the passenger compartment is saved by the microcontroller.
  • the maps corresponding to the driving mode selected are activated or marked to be used during the next passages in the state "setting active.” »The selector can be the same as the input member that the user must activate to open a configuration session. Visual feedback is given to the user via an exit device in the passenger compartment.
  • the microcontroller 50 In order to be able to control the output device, the microcontroller 50 must send it digital data via the CAN. The possibility of being able to interrupt, by the interrupt device 54, the data flow sent by the ECU 12 then becomes interesting. Indeed, if the ECU 12 remains directly connected to the PT-CAN in parallel with the complementary device 10, it is possible that the two try to communicate with the output device. This may result in wobbling or, at worst, apparently erratic behavior of the output organ. In the configuration mode, the microcontroller 50 therefore suppresses, in the frames sent by the ECU, the data which is sent to the output device which the complementary device “abuses” to give feedback to the user.
  • the selection member is again the accelerator pedal 36 and the output member is the fuel gauge 76 of the instrument cluster 78.
  • Different indications of the gauge 76 correspond to the different adjustment modes. available, e.g. as indicated in the following table: Gauge indication Adjustment mode Empty tank Setting disabled 1/4 "Economic / ecological” mode 1/2 "Sport” mode 3/4 "Sport +” mode Full tank “Extreme performance” mode
  • the modes listed in the table are, of course, only examples. In reality, there may be more or less tuning modes or other tuning modes.
  • the accelerator pedal 36 By pressing the accelerator pedal 36, the user can cycle from one selection to another, the gauge 76 indicating which mode is currently selected.
  • Exiting the "configuration" state can be triggered by several events.
  • the microcontroller 50 monitors the time elapsed since the last actuation of the input member by the user. If this time reaches a threshold value, the microcontroller saves the currently selected adjustment mode and closes the configuration session. It is also possible that the microcontroller 50 monitors the appearance of an agreed confirmation signal on the PT-CAN (eg a strong and long press on the accelerator pedal) and returns to the "standby" state. upon detection of this signal. Finally, the microcontroller also exits the "configuration” state if the engine is started. In this case, however, it changes to the state "setting active.” "
  • the microcontroller has an “error” state, to which it is returned each time it notices an unrecoverable malfunction.
  • the transitions to the "error” state exist for each of the other states in the diagram of the figure 2 . However, in order not to overload the diagram only a part of these transitions are shown.
  • the "error” state is a terminal state. A restart is required to exit (at least temporarily) from this state.
  • the microcontroller 50 is configured so as to make the complementary device 10 as “transparent” or passive as possible under the circumstances, in order to prevent its presence from having an influence on the behavior of the device. car.
  • microcontroller 50 can determine if the data it would need to use is still current. If the age of the data exceeds a certain threshold (defined in the software), the microcontroller 50 considers the data to be invalid. It can then go into the "waiting" state until updated data is available.
  • a certain threshold defined in the software

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Description

    Domaine Technique
  • De manière générale, l'invention concerne un dispositif complémentaire de contrôle de moteur à combustion.
    • Arrière-plan technologique
  • 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 (CO2, NOx, suies, etc.) On parle de « personnalisation » automobile (ou encore de « tuning. »)
  • 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 .
  • 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.
  • Les documents GB 2 488 814 A et US 2008/0065313 A1 sont d'autres exemples de dispositif complémentaire de contrôle moteur.
  • 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
  • Un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif complémentaire de contrôle de moteur facile à utiliser.
    • Description générale de l'invention
  • 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 »).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Selon l'invention, 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 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
  • 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 »).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 nœud normal du PT-CAN qui peut écouter et émettre des données à même titre que les autres nœuds.
  • 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.
  • 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 évènement 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. »)
  • 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 évènements qu'il détecte.
  • 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 évènement 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. »
  • 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.
  • 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 (vm) et de l'accélération demandée (la position de la pédale d'accélérateur, notée ad). 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 (tm) 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 ad, vm, tm, le microcontrôleur détermine donc une première valeur de correction relative de la pression d'admission pa1 en fonction de ad et vm, une première valeur de correction relative de la pression de la rampe à carburant pc en fonction de ad et vm, et une correction et qui résulte en fonction de vm et tm. Une valeur de correction relative finale de la pression d'admission pa2 et une valeur de correction relative finale de la pression de rampe à carburant pc2 sont ensuite calculées par : pa2 = pa1·Ct et pc2 = Pd·Ct, respectivement. Les tensions en sortie V'pa et V'pc sont obtenues par V'pa = Vpa·pc2 et V'pc = Vpc·pc2, où Vpa et Vpc 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.
  • 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 nœuds parallèles du PT-CAN.
  • 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 œuvre l'invention, à condition que l'actionnement de l'organe soit reflété parmi les données qui circulent sur le PT-CAN.
  • 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.
  • 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.
  • 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. »
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 tout en restant dans le cadre des revendications ci-jointes. 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.

Claims (14)

  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 ;
    un premier interrupteur électronique étant 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.
  2. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon la revendication 1, 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.
  3. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, 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.
  4. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 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.
  5. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon la revendication 4, 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.
  6. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 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.
  7. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 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.
  8. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon la revendication 7, 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.
  9. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon la revendication 7 ou 8, 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.
  10. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon la revendication 9, 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.
  11. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon la revendication 9 ou 10, si dépendante de la revendication 6, 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.
  12. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, 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.
  13. 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.
  14. Dispositif complémentaire de contrôle de moteur selon la revendication 13, 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.
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