Les systèmes embarqués dans l’automobile Chapitre I: Les Fonctions Fondamentales d’Électroniques Embarquées dans l’Automobile Filière: 1ère année TIA Pr. A. SALBI 1 Système Embarqué en Générale 2 Défini t i on -Unsys t èmeembarquées tunapparei l l agerempl i ss ant unemi ssi on spéci fiqueenut i l i santunoupl us i eurs mi croprocesseurs( boî t enoi re) . - Él ect roni quenuméri que,mi croprocesseurs, cal cul at eurs. - Logi ci el s. - Prot ocol edecommuni cat i onent rel escal cul at eurs. - Unsys t èmeembarquénéces si t edel ’ aut onomi e: - Def onct i onnement( process eur+ent rées/sort i es+ l ogi ci el ) . - D’ énergi e. 3 Défini t i on Ébauc hed’ unedé fini t i o n:c ’ es tun s ys t è meél ec t r oni quee t i nf o r mat i que aut onome qui e s t dédi é à une t âc he par t i c ul i èr ee tc ont e nuedansuns ys t èmee ngl obant .I ln’ es t «génér al ement»paspr o gr ammabl e . Pasd’ E/ Ss t andar ds Mat ér i ele tappl i c at i oni nt i mementl i és Logi c i elenf oui… no yédansl emat ér i el… pasf ac i l ement di s c er nabl ec ommedansunPC. I ls ontpar t o ut; Radi o / r éve i l Mac hi neàc af é Té l évi s i o n/t él éc ommande Mo ye ndet r ans por t Té l épho nepor t abl e…. 3 4 Quel quesexempl es 5 Caract éri s t i quesdess ys t èmesembarqués Uns ys t èmeembarqué: desr es s our c esl i mi t é es Sy s t èmepr i nc i pal ementnumér i que Lemo i nsc herpos s i bl e Unep ui s s anc edec al c ull i mi t ée Pa sdec ons ommat i o nd’ éner gi ei nut i l e Ex éc ut i o ndel ogi c i eldédi éauxf o nc t i onnal i t éss pé c i al es Unec apac i t édec o mmuni c at i onl i mi t ée Nep os s èdepast o uj our sdes ys t èmedefic hi e r s 6 Caract éri s t i quesdess ys t èmesembarqués Fa i bl ecoût : So l ut i onopt i mal eent r el epr i xe tl aper f or manc e Àl apor t éedet o ut eper s onne Pa rc ons é que nt ,l esr es s our c esut i l i s ée ss o ntmi ni mal es Uns ys t èmeembar quén’ aquepe udemémoi r e Exempl e: 7 Caract éri s t i quesdess ys t èmesembarqués Fa i bl econs ommat i on: Ut i l i s at i ond’ unebat t e r i edel ’ e mmagas i nas s i onsd’ é ner gi e Gér erl ac ons ommat i onpourr es t eraut onomel epl usPos s i bl e Pasdec ons ommat i o ne xc es s i ve,mo i nsdepr i xe tdesbat t er i es def ai bl ec apac i t és Fa i bl eencomrement /poi ds: Mi ni mi s e rl at ai l l ee tl epoi dspo uruns ys t è me e mbar qué Lesc ompos ant sél ec t r oni que s( anal ogi quee t / o u numér i que)doi ventc ohabi t e rs urunef ai bl es ur f ac e. 8 Caract éri s t i quesdessys t èmesembarqués Fonct i onnementent empsréel : Lesappl i c at i onsembar qué esdoi ventr épondr e r api dementauxévènement si nt e r ne soue xt er nes . Né c es s ai r edansl e sappl i c at i onsdes ys t èmede c ont r ôl es Ler és ul t atpeutê t r enéf as t es il es ys t èmener é agi tpasà l ’ i mmédi atàuné vènementdus ys t ème Exempl es: Sys t èmedef r ei nage; Gui dageaut omat i que( véhi c ul e/ avi on. . . e t c ); Sys t èmedel o c al i s at i o n( GPS) . . . 9 Caract éri s t i quesdess ys t èmesembarqués Envi ronnement : Uns ys t èmee mbar quées ts oumi sàdesnombr euxc o nt r ai nt e s d’ envi r onnement I ldoi ts ’ adapt ere tf o nc t i onneraveceux. Ex empl e: Lat empé r at ur e L ’ humi di t é L e svi br at i o ns L e sc ho c s L e svar i at i o nsd’ al i ment at i o n,l e si nt e r f é r e nc e sRF,l e sr adi at i o ns … e t c 10 L’ embarquéenQuel quesChi ffres En1999,i laét évendu: Marchédusys t èmeembarqué: 1, 3mi l l i ar dsdepr o c es s e ur s4bi t s 1 , 4mi l l i ar dsdepr o c es s e ur s8bi t s 3 75mi l l i onsdepr oc es s eur s16bi t s 1 27mi l l i onsdepr oc es s eur s32bi t s 3, 2mi l l i onsdepr o c e s s eur s64bi t s . Marché duPC : 1 08mi l l i o nsdepr o c e s s e ur s 9 11 L’ embarquéenQuel quesChi ffres En2004: 1 4mi l l i ar dsdepr oc es s eur spourl ’ embar qué ( mi c r opr oc e s s eur ,mi c r oc ont r ôl e ur ,DSP,e t c . ) 2 60mi l l i onsdepr oc es s e ur sPC. Moi nsde2% desproces s eursvendus ont pourl esPC cont re98% pourl ’ embarqué Pri xmoyend’ unmi crocont rôl eur6$al ors qu’ unprocesseur PC coût e300$. 9 12 Archi t ect ured’ unSys t èmeEmbarqué Tr o i s c ouc hes : Chaquec ouc heal amêmef onc t i onnal i t équ’ un s ys t èmenor malavecquel quesdi ffér enc esdes ous c ompos ant sdec haquec ouc he Deuxpr emi èr esc ouc hes par t i es of t Tr oi s i èmec ouc he par t i ehar d Ens embl edesél ément sphys i que sc ohabi t ants urune f ai bl es ur f ac e Tr ai t ementdedonné es Compos ant smat ér i el sl i mi t é s Compos ant sdédi é sàdest r ai t ement ss péc i fiques ( s uppl ément ai r e) 10 13 Archi t ect ured’ unSys t èmeEmbarqué Lat opol ogi egénér al ed’ uns ys t èmeembar qué: I HM Aut r es Ent r é es / s o r t i es Uni t é Cent r al e ( CPU+Mém) Mé moi r e de mas s e 14 Ré s eau 11 Archi t ect ured’ unSys t èmeEmbarqué Équi pement sper mane nt s : CPU:mi c r opr oc e s s e ur( s )oude smi c r oc ont r ô l eur s ROM : Mé moi r emor t e( pr o gr amme ) RAM: mé moi r evi ve( e xé c ut i o n) Équi pement ss uppl ément ai r es : Mé moi r edemas s e: Di s quedur Mé moi r eflas h( e xp:Fl as hDi s k,Di s kOnChi p,SDCar d, …) Ut i l i s at i ondeROM ( e xp;Di s quevi r t uelCD,DVD) Di s queàdi s t anc e( e xp;NFS,FTP) 12 15 Archi t ect ured’ unSys t èmeEmbarqué Équi pement ss uppl ément ai r es : Ent r ée s : Lesc apt eur s / c onver t i s s eur s( pr es s i on,audi o, t e mpér at ur e, . . ) L ec l avi er ,bout o nspous s oi r sout é l éc ommandes ( i nf r ar ouge,Bl ue t oo t h,r adi o, . . ) L esl ec t eur sdec odesbar r es So r t i e s : Leséc r anse taffic heur sLCD Sys t è med’ al ar meous ynt hès evoc al e I mpr i mant ee nt ousgenr esc ommepapi er ,é t i que t t e,pho t os , . . ) I HM: Communi c at i onent r el ’ humai ne tl amac hi ne Ex p;éc r anavecl esdi s pos i t i f s«t ouc hSc r een» 16 13 Les systèmes embarqués dans l’automobile 17 Défini t i on Sys t èmeembarquédansl ’ aut omobi l e: Sys t ème él ec t r oni que r empl aç ant ou as s i s t ant un c ompos ant mé c ani que ou hydr aul i que ( augment ant l a s oupl ess e e tl a préci si on del ’ ac t i one xéc ut ée ) .Soni nt er vent i ones tl apl upar tdu t empsi nvi s i bl e. Les ys t èmeembar quées tamenéàs et r ouverdanst out esl espar t i es duvéhi c ul e:f rei nage,mot eur,suspens i on,di rect i on,conf ort à bor d, él ément s pol l uant s, i nt er vent i o ns de sécuri t é, comport ements url ar out e,as s i s t anc eaupi l ot age,… De f ai t , des modul es de pl us en c ompl e xes e t di ver s i fiés t appar ai s s entauc œurduvéhi c ul e.I l sdoi ventdepl uss ’ i nt er f ac ere c o mmuni quer avec un nombr ec r oi s s antd’ él ément se xt é r i eur s: GPS, GSM,capt eursdeper c ept i o n del ar out eou desvéhi c ul es voi s i ns ,voi rI nt ernet ,haut es f r é quenc es ,… e t bi en ent endu, l ’ ut i l i s at eur . 18 Fonct i onsdess ys t èmesembarqués Auj our d’ hui , un véhi c ul e c ont i ent une gr ande quant i t é d’ él ec t r oni quee td’ i nf or mat i que: Onr e t r ouvepl usde100capt eurs,30à80cal cul at eurss el onl e t ypedevé hi c ul ee tpar f oi spr èsd’ unmi l l i onde l i gnesdec odespour l esvé hi c ul esdel ader ni èr egé nér at i on.Ce t t eévo l ut i on s ’ e xpl i que parl esdemandese xi geant esde sc ons ommat eur se tl ’ e nvi edel a di ffé r enc i at i ondesc onc ur r ent ss url emar c hédel ’ aut omobi l e. S’ aj out eà c el al esc ont r ai nt esé c ono mi quese téc ol ogi quesà quoi l ’ él e c t r oni queembar quépeutr é po ndr e. Denouve l l esf onc t i onnal i t é si mpl i quentpar f o i sunei nt é gr at i onde l ’ él e c t r oni que e t de l ’ i nf or mat i que par l e bi ai s d’ un s ys t ème embar qué. 19 Fonct i onsdess ys t èmesembarqués Voi c iuner epr és ent at i ondess ys t èmesi nt égr ésd’ unvéhi c ul emoder ne: 20 Cl assi ficat i ondesf onct i ons des sys t èmesembarquésdansl ’ aut omobi l e Tout esc esf onc t i onss ec at é gor i s ents e l onl eurdo mai ned’ ac t i o n: Mo t eur/Tr ans mi s s i on( c o nt r ô l ei nj ec t i on,c o mmandeboi t ede vi t es s es …) Séc ur i t é( ABS,Ai r bags ,ESP,r adarder ec ul …) Habi t ac l e/Conf or t( c l i mat i s at i on,s i ègec hauffant ,al l umage aut omat i quedesf eux…) 21 Lages t i ondesf onct i ons dessys t èmes embarquésdansl ’ aut omobi l e Tout e sc esf onc t i onss ontgér éesparde suni t ésél ec t r oni que sde c ont r ôl eouECUs( El ec t r oni cCont r olUni t )quir epr és ent e ntl e s c al c ul at eur s pr és ent s dans l es véhi c ul es .Ce s o nt de pe t i t s boî t i er snoi r sayantc hac unl eur ss péc i fic i t ése tl eur sr ôl esl i ésà desc apt eur se tdesac t i onne ur s . I l l us t r at i ond’ unc al c ul at eurmo t eur 22 Exempl ed’ unECU ( El ect roni c Cont rolUni t ) :cal cul at eurmot eur Cel ui c i es t dédi é uni quement au c ont r ôl emo t eur ,mai sdenombr e ux aut r es c al c ul at eur s( ou ECU)s ont pr és ent s dans l e véhi c ul e po uvant ai ns igér erd’ aut r esf onc t i ons . Tousl esECUss ontr el i ésàdesc apt eur se tdesac t i onneur sl eur per me t t ant d’ envo yer e t de t r ai t er l e si nf or mat i ons . Une c ommuni c at i on es tdonc pr és ent e ent r et o us c es c ompos ant s él ec t r oni ques vi a des bus de c ommuni c at i on. Tout ec e t t e c ompos i t i onf o r mel ’ él ec t r o ni queembar quéduvéhi c ul e . 23 Lesdi fférent st ypesd’ ECU dans l ’ aut omobi l e 24 Lenombredecal cul at eursd’ ECU Chaquef onc t i one s t«as s ur é e»parunc al c ul at eurECU dans l equels onti mpl ant éesdesl i gnesdec odes . - 1919 : Citroën type A : Aucun ! - Citroën C4 Picasso : 30 calculateurs. - Peugeot 508 RXH : 50 calculateurs. - Cer t ai nsvéhi c ul espos s èdentj us qu’ à80c al c ul at eur s avecpr èsde1mi l l i ondel i gne sde c odes . 25 Lacont rai nt epri mordi al edansl e sect eurdel ’ aut omobi l e Let empsréel : Les s ys t èmes embar qués s ont s oumi s à des c o nt r ai nt es di ffér ent ess el onl eurdomai ned’ ut i l i s at i on.Etbi en,l et emps r éeles tl ’ unedesc ont r ai nt e spr i mor di al esdansl es e c t eurde l ’ aut omobi l eau ni veau del a per f or manc emai ss ur t outau ni veaudel as éc ur i t é. De vantunor di nat eurc l as s i que,quel quesmi nut esdel at e nc e ne pour r ontaffec t erque l ’ humeurde l ’ ut i l i s at eur ,s urun s ys t èmeembar quéd’ aut omobi l es eul squel quess ec ondesde l at enc e s uffis ent à pr o voquer un ac c i dent ave c des c ons équenc est er r i bl es . 26 Lacont rai nt epri mordi al edansl e sect eurdel ’ aut omobi l e Let empsréel : Le t emps r éeles tl ef ai td’ ê t r ec o ns t amme nten adéquat i on t empor el l eavecl ar éal i t é.Uns ys t èmeent empsr ée les tuns ys t ème quidoi t ,non s eul e ment ,pr o dui r eun r és ul t atj us t emai sdansune dur ée l i mi t ée,s ansquoic er és ul t atde vi endr ai ter r oné.Ai ns i ,l e s ys t èmeent empsr éeldoi tf o ur ni runr é s ul t atavecunec ont r ai nt ede t emps .Let empses tdé t er mi néparl ’ envi r onneme ntdansl e quels e t r ouvel es ys t è me,c el ui c idoi tavoi rl ’ i magel apl usr éal i s t edec el l e des one nvi r onne mente xt er nequiévo l uel uimêmeavecl et emps . 27 Lacont rai nt epri mordi al edansl e sect eurdel ’ aut omobi l e Let empsréel : L’ éc hel l edet empsdépenddel ’ envi r o nneme ntdansl equell es ys t ème es tut i l i s é,i lpeutvar i er de quel ques mi l l i s e c ondes à pl us i e ur s heur es .Lor s quenouss ommesdansno t r evéhi c ul e,i les tpr é f ér abl e de voi rl ’ al l ur eà l aquel l e no us r oul ons aux mi l l i s ec ondes pr és , l ’ affic hagedel avi t es s eàquel quesmi nut esd’ i nt er val l esr endr ai tl es donnéesc o mpl è t ementf aus s es . 28 Composi t i ond’ uns ys t èmeembarqué aut omobi l e 1.Cal cul at eur: Le c al c ul at eur es tl ’ él ément pr i nc i pal d’ un s ys t ème embar qué aut omobi l e où r égi tl a mémo i r e, l ac ar t emè r e ou e nc o r el e t r ai t e mentl ogi c i el .Chac undesc al c ul at eur saut o mobi l e ss ontdédi és au pi l o t age d’ une ou c er t ai nes t âc hes bi en pr éc i s es , ai ns i de nombr euxc al c ul at eur ss ontpr és ent sdansl e svéhi c ul esf or mants on s ys t èmeél ec t r oni que. Le c al c ul at eur c or r es pond à un bo i t i er c ont enant des br oc hes é l ec t r i que sdo t é esdenombr euxpo r t sd’ ent r ée se tdes or t i e safinde per me t t r eàl ages t i ondesi ns t r ume nt sdebor d. 29 Composi t i ond’ unsys t èmeembarqué aut omobi l e 1.Cal cul at eur: Nouspouvo nsl esqual i fierdes ys t ème s«i nt el l i gent s»dueàl eur c apac i t édepr i s ededéc i s i onenf onc t i ondespar amè t r esd’ ent r éesvi a desc apt eur s( ous ondeur s ) . Dansl ec asd’ unc al c ul at eurmo t eur ,s o nbutpr éc i ss e r ad’ as s ur erl es f onc t i ons de pi l o t age d’ un mo t e uren aj us t ante nt emps r ée ll es bes oi nsdu mo t eur .En r ec e vantdess i gnauxél e c t r i quesdel apar t des c apt eur s( s onde de t empé r at ur e,c apt e ur de pr es s i on…) ,l e c al c ul at eurpeutt r ai t erc esi nf or mat i onspourl e st r ans f or mere n ac t i o nsparl ’ i nt er médi ai r ed’ ac t i onne ur s( i nj ec t eur ,vanneEGR…) . 30 Compos i t i ond’ uns ys t èmeembarqué aut omobi l e 1.Cal cul at eur: Exempl ed’ uncal cul at eurmot eurets esi nt eract i ons 31 Composi t i ond’ uns ys t èmeembarqué aut omobi l e 2. Capt eurs: Lesc apt eur ss ontdesél ément ses s ent i e l sauf onc t i onne mentde s c al c ul at eur spui s quec es ontc esc ompo s ant squis onte nc har gede t r ans me t t r el ’ i nf or mat i onafind’ ê t r et r ai t éedemani èr eopt i mal e. Leurpr i nc i palobj ec t i fes tdo ncder ens ei gnerl ec al c ul at e urqui vapouvoi ragi rent empsr éelavecl ’ e nvi r onne ment ,c ’ es tpo ur quoi , c es c apt eur s envoi entde f aç on c ons t ant e de si nf o r mat i ons e n c ont i nuauc al c ul at eurr el i é . Depl usenpl usdec apt eur ss ontél abor ésdueàl as ophi s t i c at i o n desnouveauxvéhi c ul es . 32 Compos i t i ond’ uns ys t èmeembarqué aut omobi l e 2. Capt eurs: Pr éc i s ément ,l es t âc hes de sc apt eur sc ons i s t ent à pouvoi r t r ans f o r merunegr andeurphys i que( t empér at ur e,pr es s i on…)e n uns i gnalél ec t r i queafindel et r ans me t t r eauc al c ul at eur .Ene ffe t , desi nt er r upt eur speuventê t r ec ons i dér ésc omme desc apt eur s pui s que l es i nf or mat i ons quir és ul t ent de l ’ ac t i on émi s e par l ’ ut i l i s at eurs ontdi r ec t ementt r ans mi s esauc al c ul at eur . 33 Composi t i ond’ unsys t èmeembarqué aut omobi l e 2. Capt eurs: Exempl esdecapt eurs : 34 Composi t i ond’ uns ys t èmeembarqué aut omobi l e 3. Act i onneurs: Lor s que l et r ai t ement es tr éal i s é par l ec al c ul at eur ,un s i gnal él ec t r i que es tt r ans mi s aux ac t i onneur s per me t t ant une ac t i on phys i ques url evéhi c ul e. Lesac t i onneur s( ou ac t uat eur s )t r ans f or mentl es i gnalél e c t r i que r eç ue néner gi eméc ani que.Ce t t et r ans f or mat i ond’ éner gi epeutê t r e r éal i s éeparmo t eur ,def aç onmagné t i que ,hydr aul i queouopt i que. 35 Compos i t i ond’ uns ys t èmeembarqué aut omobi l e 3.Act i onneurs: Exempl esd’ act i onneurs : 36 Composi t i ond’ uns ys t èmeembarqué aut omobi l e 4. Communi cat i on: Tousc esc ompos ant séc hangentent r eeuxparl ’ i nt er médi ai r ede f ai sceaux,i l sc or r es ponde ntà de pe t i t scâbl es per me t t antl a t r ans mi s s i on dess i gnauxél e c t r i quesc o nt enantl esi nf o r mat i ons r ec uei l l i ese tàt r ans me t t r e . Lafigur es ui vant ei l l us t r el ac ommuni c at i o ne tl eséc hangesent r e l ec al c ul at e ur e ts es ac t i onneur se tc apt eur s . En ver t ,l es i nt er ac t i onsavecl esac t i onneur sc ommel ac ommanded’ al l umage e tenr ouge,l esi nt er ac t i o nsavecl esc apt eur s ,c or r es po ndantt ous àdesf ai s c eauxél ec t r i ques . 37 Composi t i ond’ uns ys t èmeembarqué aut omobi l e 4. Communi cat i on: Exempl esde l a communi cat i on etl eséchangesent re l e cal cul at eurets esact i onneursetcapt eurs: 38 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 1. Lages t i ondubl ocmot eur: Hi s t o r i quement , l ’ él ec t r oni que es t d’ abor d appar ue dans l ’ aut omobi l eauni veaudel ages t i ondel ’ i nj e c t i on( Bo s c h,1965) . Schéma de s i t uat i on des di fférent s capt eurs cont rôl ant l e f onct i onnementd’ unmot euract uel . At outi ns t ant ,l ec al c ul at euraj us t el a quant i t é de c ar bur antà i nj ec t e r ,enf onc t i ondur égi memo t e ur ,del ac har gedemandéeparl e pi l o t e( pos i t i ondupapi l l onl i éeàl ’ appuis url ’ ac c él ér at eur ,vi t es s e duvéhi c ul ee tr appor tdebo i t eengagé) ,e tdel ac o mpos i t i ondesgaz d’ éc happement . L’ i ns t antc onvenabl epourl ’ i nj ec t i ondansunc yl i ndr ees tl i éeàl a pos i t i ondupi s t onc or r es pondant( r ô l educ apt e urdePMH) . 39 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 1. Lages t i ondubl ocmot eur: 40 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 1. Lages t i ondubl ocmot eur: Lages t i onduc ont r ôl emo t eurper me tl ’ i nj ec t i one tl ’ i nflammat i o n d’ une quant i t é pr éc i s e de c ar bur ant dans l a c hambr e de c ombus t i on. PMH PMB Admi s s i on Compr e s s i on happement Al l umage / Éc Dé t ent e 41 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 1. Lages t i ondubl ocmot eur: • Capt eurdeposi t i ondevi l ebrequi n( capt eurdePMH)etde vi t essederot at i on: Lec apt eur PMH ( Poi nt Mort Haut ) , égal ement appel é «capt eurder égi me»ou«capt eurvi l ebr equi n» ,es tunél ément él ec t r oni que,s onr ôl ees td' i nf or me rl ec al c ul at eurs url apos i t i o n des pi s t ons du mo t eur du véhi c ul e afin que c el ui c i adapt e l ' i nj ec t i onduc ar bur ant / l ’ al l umage. C’ es t un c apt eur i nduc t i f pl ac ée nr egar d d’ une r oue de nt ée s ol i dai r edu vi l ebr equi n.I lmanque2 dent sà c e t t er oue ,c equi per me tder epér erl epoi ntmo r thaut( voi rc i des s ous ) . 42 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 1. Lages t i ondubl ocmot eur: • Capt eur de posi t i on de vi l ebrequi n( capt eur de PMH)etde vi t essederot at i on: Cependant pour un moteur fonctionnant en quatre temps (admission, compression, explosion et échappement), un piston positionné en point mort haut (PMH) peut être soit en phase de compression, soit en phase d’échappement selon le cycle de combustion. Pour déterminer cette information, le calculateur s’appuie sur le capteur de l’arbre à cames qui lui fournit cette donnée. 43 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 1. Lages t i ondubl ocmot eur: 44 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 1. Lages t i ondubl ocmot eur: • Capt eurdecl i quet i s Lec apt eurdec l i que t i ses té gal ementappel é«kno c ks ens or».I ls er t ài dent i fierl esbrui t spr o venantdesvi br at i onspr o vo quéesparune mauvai s e c ombus t i on du mél ange ai r/ carburant dans l es c hambr esde c ombus t i on.Un e xc èsde c hal eurr i s quer ai te n effe t d’ endo mmagerl ehautdespi s t ons ,l ess oupape se tl ac ul as s e.I le s t donces s ent i elde pouvoi rc ont r ôl e ren pe r manenc el ’ avanc ee tl e r e t ar dàl ’ al l umage,afin de mo di fie rl e ur c our be pour évi t er l a dé t ér i or at i ondec esc ompos ant s . 45 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 1. Lages t i ondubl ocmot eur: • Capt eurdecl i quet i s Evolution de la pression dans le cylindre 46 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 2. Lages t i ond’ i nj ect i on: Sys t ème d’ al i ment at i on en c ar bur antd’ un mo t eurà c ombus t i on i nt er ne dans l equel des i nj e c t eur s de c ar bur ant ,c o mmandés él ec t r oni quement , vapori sent dans c hac un de sc yl i ndr es des quant i t és dé t er mi née s de c ar bur ant ,en f onc t i on de c our bes pr éé t abl i es . Parr appor taux c ar bur at eur s ,l ess ys t èmesd’ i nj ec t i o n moder nes c ommandés par pr oc es s eur f our ni s s ent davant age de pui s s anc e, di mi nuent l apol l ut i on,amé l i o r entl ac ons o mmat i o n,e tpr oc ur ent un f onc t i onnement pl us r é gul i er . L’ i nj ec t i o n de c ar bur ant a c ommenc éàr e mpl ac erl ec ar bur at eurdansl esannéesquat r evi ngt; c ’ es t dés or mai sl es ys t ème d’ al i ment at i on que l ’ on t r ouve s ur pr at i quementt out esl esvoi t ur esneuve s .L’ i nj ec t i ondec ar bur anta t ouj our sé t él emoded’ al i ment at i o ns t andar ddesmot eursDi esel . 47 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 2. Lages t i ond’ i nj ect i on: • Composant s Uns ys t èmed’ i nj ec t i onél ec t r oni quec o mpr end: • Des i nj ec t e ur s , qui at omi s ent l ec ar bur ant ( c ’ es t àdi r e, l e vapor i s e ntenunnuagedemi nus c ul esgout t el e t t e s ) . • Une pompe,quiamène l ec ar bur antaux i nj ec t eur s depui s un r és er vo i rdes t oc kage. • Un pr oc es s eur ,génér al ementdés i gnés ousl enom de«c ent r al e él ec t r oni que» . 48 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 2. Lages t i ond’ i nj ect i on: • Composant s • Des c apt eur s quimes ur ent l es di ver s par amè t r es r el at i f s au mo t eurc omme,l at r ans mi s s i o n,l ’ admi s s i ond’ ai r ,l ’ éc happe ment ,l a c ul e,l edébi tdec ar bur ant ,e td’ aut r esf ac t eur squi vi t es s edu véhi affec t entl esper f o r manc esdumo t eur . Lac ent r al eél ec t r oni queut i l i s ec esi nf or mat i onspo urcommander l ’ al i ment at i onenc ar bur ant ,e trégl erl emome ntpr éc i sdel ’ i nj e c t i on e tl e mél ange du c ar bur ant e t de l ’ ai r dans l es c hambr es de c ombus t i on. Les c ent r al es él ec t r oni que s moder ne sc ommandent égal ementl es ys t èmed’ al l umage,quidéc l e nc hel ’ i nflammat i on du mé l angedansl ac hambr edec ombus t i onàl ’ i ns t antvoul upourune effic ac i t éopt i mal edumo t eur . 49 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 2. Lages t i ond’ i nj ect i on: 50 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 3. Sys t èmedef rei nage( ABS) : L’ ABS ( Ant iBl oc k Sys t e m)es tun s ys t ème per me t t antdedébl oquerl e sr ouesl or sd’ un f r ei naged’ ur genc e.Cedébl oc ageper me tai ns i de di mi nuer l a di s t anc e de gl i s s ement du véhi c ul ee t de r endr e pos s i bl el ec ont r ôl e di r ec t i onnelduvéhi c ul eparl ec o nduc t eur . Ces ys t èmenéc es s i t el apr és enc edec apt e ur s pour r ec uei l l i r l es i nf or mat i ons , d’ un c al c ul at eurpourl est r ai t ere td’ unac t i onneur pour me t t r e en mar c he l e s ys t è me d’ ant i bl oc age . 51 Les systèmes embarqués et l’automobile Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 3. Sys t èmedef rei nage( ABS) : Schéma simplifié : 52 Les systèmes embarqués et l’automobile Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 3. Sys t èmedef rei nage( ABS) : Explicitation du système hydraulique : 53 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 3. Sys t èmedef rei nage( ABS) : Quat r ec apt eur sdemes ur es ontpl ac ésdansl evéhi c ul e,unau ni veau dec haquer oue.Cesc apt eur si ndus c t i f sper me t t entde s ’ ac c or derà une r oue dent ée fixée di r ec t eme ntà l ar oue du véhi c ul e.Unet r ans mi s s i on del avi t es s edel ar ouedent éees t doncémi s eparfluxmagné t i queauc apt eurpr opor t i onnel l eàl a vi t es s edel ar oue . 54 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 3. Sys t èmedef rei nage( ABS) : Cal culducoeffici entdegl i ss ementduvéhi cul e: Cesc apt eur séme t t entdoncen c ont i nu au c al c ul at eurABS l a vi t es s eder o t at i ondec haquer o ue.Cel ui c iapo urbutdet r ai t er l es i nf or mat i ons r eç ues afin de f ai r e appelaux ac t i o nneur s l or s quel evéhi c ul enéc es s i t eunei nt e r vent i onABS.Pourc ef ai r e , l ec al c ul at eur va c ons t amment c al c ul er ,vi as on l ogi c i elde t r ai t ement ,l ec o effic i ent de gl i s s eme nt du véhi c ul e quies t dé t er mi nés url abas edel avi t es s eduvéhi c ul ee tdel avi t es s ede l ar o t at i ondesr oues . 55 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 3. Sys t èmedef rei nage( ABS) : Fonct i onnementdusys t èmedel ’ él ect rovanne: Ce s ys t ème d’ él ec t r o vanne es t as s o c i é au maî t r ec yl i ndr e qui r epr és ent el api èc edet r ans mi s s i ondespr es s i onsdef r ei nageau t r aver sdec anal i s at i onshydr aul i ques .Enfin,el l esc ommuni quent égal ementavecl ’ é t r i erdef r ei n,parl ’ i nt er médi ai r ed’ unc yl i ndr e r éc ept eur ,quiper me t de r éal i s er l ’ ac t i o n méc ani que s ur l es pl aque t t esdef r ei n. 56 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 3. Sys t èmedef rei nage( ABS) : Fonct i onnementdusys t èmedel ’ él ect rovanne: 57 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 3. Sys t èmedef rei nage( ABS) : Fonct i onnementducycl edet roi sphasesdel ’ él ect rovanne: L’ él ec t r o vanne f onc t i onne e n un c yc l e de t r oi s phas es . La pr e mi èr ec ons i s t eà l ai s s e rc ommuni que rent r e eux l e mai t r ec yl i ndr ee tl ’ é t r i erdef r ei nr és ul t antd’ unf r ei nage«c l as s i que»où l a pr es s i on def r ei nager es t een c ons t ant eaugment at i o n.Dans c e t t ephas e,l es ys t èmeABSn’ es tpase nf onc t i o n.Dèsl or squ’ une dé t ec t i on debl oc agedesr oueses tc ons t at ée,l ac ommuni c at i on ent r el e mai t r ec yl i ndr ee tl ’ é t r i erde f r ei n es tc oupée f ai s ant s t agnerl a pr es s i on de f r e i nage s url ’ é t r i er .Cec ir epr és e nt el e dur c i s s ementdel apédal edef r ei ne tl ac ons t anc edef r e i nage. Enfin,l ader ni èr ephas ec ons i s t eàme t t r eenr el at i o nl ec yl i ndr e r éc ept eurl i éà l ’ é t r i eravecune pompe de r ef oul ement .Ce t t e pompeal er ôl ei nver s edumai t r e c yl i ndr epui s qu’ e l l eper me tl a di mi nut i ondel apr es s i onde58 f r ei nage. Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 4. Sys t èmededét ect i ondepl ui e: Cont r ai r ementàl ’ ABS,l es ys t èmededét ect i on de pl ui ee s t c at égor i s éc ommeunsys t èmedeconf orte tdoi tê t r eac t i vépar l ec onduc t eurduvéhi c ul eafindedéc l enc hers onf onc t i o nneme nt . Enc or eunef oi s ,c es ys t èmenéc es s i t el a pr és enc ed’ un c apt eur afinder éc ol t erl esi nf or mat i onsàt r ai t er .Dansc ec asdefigur e , c ’ es t un c apt eur de dé t ec t i o n de pl ui e quies t ut i l i s é.I le s t c ompos édepl us i eur sél ément s: Uneou pl us i eur sdi odesél e c t r ol umi nes c ent es:Cesdi odes per me t t entd’ envo yerdess i gnauxl umi neux. Unpr i s me:Cel ui c iper me tl ar éfle xi ondel al umi èr e. Unepho t odi o de:Cel ui c ir é c ept i onnel ess i gnauxl umi ne ux. 59 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 4. Sys t èmededét ect i ondepl ui e: Unf ai s c eaul umi neuxes tc ons t amme ntenvo yéparl adi ode él ec t r ol umi nes c ent e au par ebr i s e par l ’ i nt er mé di ai r e d’ un pr i s medepl e xi gl as .Cepr i s meper me tder é fléc hi rl al umi èr e envo yéeaupar ebr i s e,l or sd’ unevi t r es èc he,c es i gnall umi neux es tent i èr ementr éfléc hie tr éc ept i onnéparl apho t odi ode. Dèsl o r squedesgout t esd’ eaus edéver s es url epar ebr i s e, l ar éfle xi ondupr i s medéc r oî te tl aquant i t édel umi no s i t ér e ç ue parl a pho t odi ode es ti nf ér i e urà l a quant i t é envo yée parl a di o de éme t t r i c e duesaux r ayonsl umi neux di ffr ac t ésparl es gout t es . 60 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 4. Sys t èmededét ect i ondepl ui e: Représent at i ondel adi ffract i ond’ unsi gnall umi neux: 61 Exempl esdesf onct i onsd’ él ect roni ques embarquéesdansl ’ aut omobi l e 4.Sys t èmededét ect i ondepl ui e: Le c apt eur i dent i fie l a di ffé r enc e de l umi nos i t é envo yée e t t r ans f or me c e t t e donné e phys i que en un s i gnalé l ec t r i que.Ce s i gnalenvo yéenc ont i nuauc al c ul at eurd’ habi t ac l eparf ai s c eaux él ec t r i que c ont i ent ,non s eul e ment ,l a pr é s e nc e ou non d’ une di ffr ac t i onl umi neus emai ss ur t o utdes o ndegr é. Avecc esi nf or mat i o ns ,l ec al c ul at euràhabi t ac l epeutt r ans me t t r e au mo t euràe s s ui egl ac e ,r e pr és e nt antl ’ ac t i onneurdus ys t ème, l avi t es s edebal ayagedeses s ui egl ac es . 62
