A quoi sert un calculateur d'injection ?
Un calculateur récupère des informations provenant de capteurs pour commander des actionneurs. Pour cela, ses composants d'entrée (transistors ou ASIC) capturent et mettent en forme les données; son microcontrôleur les traite puis, vie des composants de puissance (transistors ou ASIC), transmet des ordres aux actionneurs. Un calculateur d'injection d'un moteur à essence moderne pilote ainsi quatre grands types d'actionneurs :
| o les injecteurs qui envoient le carburant dans le conduit d'admission d'air du moteur, ou directement dans le cylindre lorsqu'il s'agit d'injection directe; |
| o le boitier papillon électrique motorisé qui module la quantité d'air nécessaire au moteur en fonction de la puissance qui lui est demandée; |
| o le système qui permet de réinjecter des gaz d'échappement recyclés dans le moteur pour augmenter la pression de l'air admis et améliorer le mélange air-carburant; |
| o l'allumage des bougies pour enflammer le mélange air-carburant. |
Le microcontrôleur du système calcule en permanence quand et comment faire intervenir ces actionneurs pour que le moteur soit performant à tous les régimes tout en consommant le moins possible : quelle quantité de carburant injecter, à quelle pression, à quel moment ? Quelle quantité d'air, quand ? etc. Pour définir ainsi la meilleure stratégie à tenir, il utilise de nombreuses données en provenance de divers capteurs :
| o la position de la pédale d'accélérateur; |
| o la température de l'air admis dans les cylindres; |
| o la la pression de l'air à l'entrée du collecteur d'admission; |
| o la composition des gaz d'échappement avant et après le pot catalogue; |
| o la température de l'eau du circuit de refroidissement du moteur; |
| o la vitesse de rotation du vilebrequin (qui transforme le mouvement linéaire du piston et de la bielle en mouvement rotatif) et la position du cylindre. |
Pour accomplir sa tache, le calculateur d'injection utilise aussi des données en provenance d'autres calculateurs la vitesse du véhicule, les codes de sécurité nécessaires au démarrage du moteur, l'information signalant que le réservoir de carburant est presque vide, etc. Celles-ci sont transportées par un système appelé bus CAN, qui relie différents calculateurs pour qu'ils puissent communiquer entre eux.
Chiffres clés :
1958 : c'est la date de naissance du premier circuit intégré. Il a été inventé par un ingénieur de la firme américaine Texas Instruments.
256 ko : c'est, aujourd'hui, la taille du programme qu'exécute le microcontrôleur d'un calculateur automobile actuel (celle de sa mémoire). Il y a quinze ans, elle n'était que de 8 ko. Par comparaison, la mémoire vive d'un PC peut stocker jusqu'à 1 giga-octet (1 milliard d'octets).
50 MHz : c'est la fréquence d'horloge maximale d'un calculateur automobile. Celle d'un PC va de 500 MHz à plus de 1,5 GHz (gigahertz).
30 volts par mètre : c'est le champ électromagnétique auquel doit résister un calculateur automobile pour éviter tout dysfonctionnement lorsque le véhicule passe près d'équipements comme les émetteurs de radio ou de télévision. Il est de seulement 3 volts par mètre pour un PC.
Moins de 50 exemplaires d'un modèle de calculateur donné sur 1 million risquent de subir une défaillance à la sortie d'usine des véhicules. Un niveau de fiabilité très élevé comparé à celui de l'électronique grand public : pour les lecteurs de DVD, par exemple, la moyenne est de 2 000.
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Réalisé d'après R&D magazine