D'UNE UNITE ELECTRONIQUE DE COMMANDE DANS UN

VEHICULE AUTOMOBILE

La présent<e invention est applicable de manière générale dans le domaine automobile.

Plus particulièrement, l'invention concerne une combinaison d'un système comportant au moins une machine électrique tournante et un circuit intégré de commande et d'une unité électronique de commande, le système étant embarqué dans un véhicule automobile, le circuit intégré de commande du système comportant une mémoire vive et étant reliée à l'unité électronique de commande à travers une liaison de communication de données, et l'unité électronique de commande comportant une mémoire réinscriptible.

Comme montré à la Fig.2, dans les machines électriques tournantes 5 actuelles, utilisées dans le domaine automobile, il est connu de prévoir un circuit intégré de commande interne 50 pour gérer leur fonctionnement à partir d'instructions fournies par une unité électronique de commande externe 6 telle qu'une unité de contrôle moteur.

Le circuit intégré de commande 50 est généralement construit autour d'un composant électronique spécifique ASIC. L'unité électronique de commande externe 6 comprend un composant logiciel 60 prévu pour la gestion de la machine électrique 10. L'unité électronique de commande externe 6 et le circuit intégré de commande 50 communiquent à travers une liaison de communication 7. A travers cette liaison de communication 7, l'unité électronique de commande externe 6 transmet des instructions pour commander le fonctionnement de la machine électrique 5.

Comme montré à la Fig.2, le circuit intégré de commande 50 comporte une mémoire morte ROM contenant habituellement des instructions de programme et une table de paramètres. Cette architecture classique de l'état de la technique pose des problèmes de flexibilité et de coût lors de la mise au point des applications.

Ainsi, par exemple, dans le cas d'une machine électrique 5 sous la forme d'un alterno-démarreur, la stratégie de pilotage de la machine est exécutée par le circuit intégré de commande 50.

Cette stratégie de pilotage dépend de certains paramètres spécifiques qui sont programmés dans des tables contenues dans la ROM de l'ASIC formant le cœur du circuit intégré de commande 50. La table de paramètres est sélectionnée en fonction de l'application, du moteur à combustion interne du véhicule et de la machine électrique. Ceci impose que tous les paramètres soient connus lors de la fabrication du silicium de l'ASIC, hors c'est souvent incompatible avec les plannings des essais de mise au point pour définir ces paramètres. De plus, le silicium de ASIC est spécifique à l'application et chaque nouvelle application nécessite la fabrication d'un nouveau silicium.

Pour éviter de relancer une nouvelle version de silicium à chaque nouvelle application, une solution consisterait à programmer la table de paramètres dans une mémoire de type OTP (pour « On-Time

Programming» en terminologie anglaise) par exemple à la fin de l'assemblage de la machine électrique. Cependant, le coût des mémoires OTP est prohibitif au-delà de quelques octets et une telle solution n'est pas envisageable.

L'invention propose une combinaison d'un système comportant au moins une machine électrique tournante et un circuit intégré de commande et d'une unité électronique de commande, le système étant embarqué dans un véhicule automobile, le circuit intégré de commande du système comportant une mémoire vive et étant reliée à l'unité électronique de commande à travers une liaison de communication de données, et l'unité électronique de commande comportant une mémoire réinscriptible.

Conformément à l'invention, la combinaison comporte un stockage permanent de données de configuration du système dans la mémoire réinscriptible ainsi qu'un téléchargement des données de configuration dans la mémoire vive lors d'une phase de configuration du système. Outre le fait de résoudre les problèmes exposés plus haut de la technique antérieure, la combinaison de l'invention autorise une standardisation du circuit intégré de commande de la machine électrique tournante du fait que les données de configuration ne sont plus écrites dans une mémoire morte mais résident dans une mémoire vive de ce circuit.

Selon une forme de réalisation particulière, les données de configuration comprennent au moins une table de paramètres et/ou un composant logiciel de commande. Selon une autre caractéristique, une détection d'erreur est effectuée sur les données de configuration téléchargées dans le circuit intégré de commande après téléchargement de celles-ci.

Selon encore une autre caractéristique, des données de configuration par défaut sont utilisées par le circuit intégré de commande en cas de détection d'une erreur.

Selon encore une autre caractéristique, les données de configuration par défaut sont les dernières données de configuration valides utilisées par le circuit intégré de commande.

Selon encore une autre caractéristique, de nouvelles données de configuration par défaut sont téléchargées dans la mémoire vive du circuit intégré de commande en cas de détection d'une erreur. Selon encore une autre caractéristique, une durée de téléchargement des données de configuration est masquée par une commande anticipée de la mise en service du système.

Selon encore d'autres caractéristiques : - le circuit intégré de commande qui est réalisé autour d'un ASIC ;

- la machine électrique tournante est un alterno-démarreur ; et

- la machine électrique tournante est un alternateur et le circuit intégré de commande est un régulateur de l'alternateur.

D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-dessous de plusieurs formes de réalisation particulières en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

- la Fig.1 est un bloc-diagramme général montrant une forme de réalisation particulière d'un système à alterno-démarreur selon l'invention; et

- la Fig.2 montre une combinaison d'une machine électrique tournante, d'une unité électronique de commande et d'une liaison de communication, combinaison faisant partie de la technique antérieure.

Comme montré à la Fig.1 , dans cette forme de réalisation particulière, le système à alterno-démarreur 1 selon l'invention comprend essentiellement une machine électrique tournante 10 sous la forme d'un alterno-démarreur, un convertisseur alternatif-continu (AC/DC) réversible

11 , une unité capacitive de stockage d'énergie électrique 12, un convertisseur de tension continu-continu (DC/DC) 13 et un circuit intégré de commande 14.

Le système à alterno-démarreur 1 est relié à un réseau de bord bi-tension du véhicule capable de fournir une tension continue basse Vb et une tension continue haute flottante Vb+X.

La tension continue basse Vb est généralement celle de 12 V d'une batterie au plomb 2 équipant le véhicule. De préférence, la tension

Vb pourra être utilisée pour alimenter dans le véhicule des consommateurs demandant une valeur de tension relativement stable, tels que les dispositifs d'éclairage et de signalisation.

Dans cette forme particulière de réalisation particulière, la tension continue Vb+X varie par exemple entre 12 et 60 V et est disponible aux bornes de l'unité capacitive de stockage d'énergie 12 dont la charge en tension est dépendante notamment du fonctionnement en freinage récupératif de la machine électrique tournante 10.

La tension Vb+X peut être utilisée prioritairement pour alimenter des consommateurs acceptant une tension variable tels que par exemple un dispositif de dégivrage. Cependant, dans certaines applications, la tension Vb+X pourra aussi être utilisée pour alimenter, à travers un convertisseur DC-DC dédié (non représenté), un consommateur demandant une tension continue stable, par exemple un dispositif autoradio alimenté sous 12 V. De plus, la tension Vb+X dans certaines applications est aussi utilisable pour alimenter avec une tension supérieure à 12 V la machine électrique tournante 10 fonctionnant en mode démarreur ou moteur.

Comme cela est représenté à la Fig.1 , la machine électrique tournante 10 est couplée mécaniquement, liaison 101 , à un moteur à combustion interne MT du véhicule. Outre les modes de fonctionnement en démarreur et en alternateur, dans ce système 1 , la machine 10 est apte à fonctionner également en mode de freinage récupératif et en mode d'assistance en couple.

Dans le mode de freinage récupératif, la tension de sortie délivrée par la machine 10 est variable, typiquement entre 16 et 60 volts dans cette forme de réalisation.

Dans le mode d'assistance en couple, la machine 10 fournit un couple mécanique additionnel pour la traction du véhicule, en complément de celui fourni par le moteur à combustion interne MT. Le convertisseur AC/DC 11 est un dispositif réversible et permet, lorsque la machine électrique tournante 10 doit fonctionner en mode moteur/démarreur, une alimentation de la machine 10 avec des tensions alternées triphasées obtenues à partir d'une tension continue présente aux bornes de l'unité capacitive de stockage d'énergie 12, et, lorsque la machine électrique tournante 10 doit fonctionner en mode alternateur, un redressement sous la forme d'une tension continue redressée des tensions triphasées fournies par la machine 10. Cette tension continue redressée charge l'unité capacitive de stockage d'énergie 12 et, à travers le convertisseur DC-DC 13, la batterie 2.

L'unité capacitive de stockage d'énergie 12 est ici formée essentiellement d'un pack de supercondensateurs équipés de circuits électroniques appropriés. Pour des raisons de commodité, l'unité capacitive de stockage d'énergie 12 peut aussi être désignée « pack de supercondensateurs » dans la suite de la description.

Le pack de supercondensateurs 12 autorise, en se chargeant à la tension continue délivrée par le convertisseur AC/DC 11 , un stockage d'énergie électrique lorsque la machine électrique tournante 10 fonctionne en mode de freinage récupératif ou en mode alternateur. L'énergie stockée dans le pack de supercondensateurs 12 peut être restituée sur le réseau de tension Vb+X pour alimenter différents consommateurs et, dans certains cas, sur le réseau de tension Vb, à travers le convertisseur DC/DC 13, par exemple lorsque la machine 10 ne débite pas et que la batterie 2 est incapable de répondre à une sollicitation de pic de courant sur le réseau de tension Vb. De plus, l'énergie stockée dans le pack de supercondensateurs 12, comme déjà indiqué plus haut, peut être utilisée pour un démarrage du moteur à combustion interne ou une assistance en couple de celui-ci sous une tension Vb+X qui peut être très sensiblement supérieure aux 12 V classiques, facilitant ainsi une fourniture par la machine tournante 10 de couples mécaniques importants requis dans le cas de gros moteurs thermiques.

Le convertisseur DC/DC 13 est un dispositif réversible et permet, d'une part, un transfert d'énergie vers le réseau de tension Vb pour alimenter les consommateurs et charger la batterie 2 et, d'autre part, un transfert d'énergie dans le sens inverse à partir de la tension 12V de la batterie 2 pour charger le pack de supercondensateurs 12 si nécessaire et alimenter le convertisseur AC/DC 11 lorsque la machine tournante 10 fonctionne en moteur / démarreur. Le circuit intégré de commande 14 gère le fonctionnement du système à alterno-démarreur 1 à partir d'informations représentatives de l'état interne du système à alterno-démarreur 1 et de l'état du véhicule. Le circuit intégré de commande 14 est construit autour d'un composant ASIC. Un module logiciel de commande (non représenté) est implémenté dans le circuit intégré de commande 14 de manière à piloter le système à alterno-démarreur 1. Des informations d'état et des commandes peuvent être échangées entre le circuit intégré de commande 14 et différents éléments fonctionnels du système à alterno- démarreur 1 à travers des liaisons d'échange de signaux. Des liaisons d'échange de signaux L1 , L2, L3 et L4 entre le circuit intégré de commande 14 et les éléments 10, 11 , 12 et 13 sont représentées à la Fig.1. Conformément à l'invention, dans le circuit intégré de commande

14, le module de stratégie de pilotage fait appel pour commander le fonctionnement du système 1 à une ou plusieurs tables de paramètres 141 qui résident dans une mémoire RAM du circuit intégré de commande 14. De préférence, cette mémoire RAM est celle de l'ASIC autour duquel est construit le circuit intégré de commande 14.

Les tables de paramètres sont téléchargées dans la mémoire RAM 140 lors d'une phase d'initialisation du système à alterno- démarreur 1 , phase d'initialisation intervenant à la mise en marche du système 1.

Dans certaines applications, un ou plusieurs composants logiciels de commande 142 du module logiciel de commande sont téléchargés aussi dans la mémoire RAM, de même que la table de paramètres 141 , et sont exécutés par une unité de traitement (non représentée) du circuit intégré de commande 14.

Les données formées des tables de paramètres 141 et des composant logiciels de commande 142 sont téléchargées à partir d'une unité électronique de commande (ECU) 4, à travers une liaison de communication 3. Dans cette forme de réalisation, l'unité électronique de commande 4 est par exemple l'unité de contrôle moteur du véhicule. La liaison de communication est une liaison de type LIN, cependant d'autres standards peuvent être utilisés, par exemple, un bus CAN. Comme montré aussi à la Fig.1 , l'unité électronique de commande 4 comporte un composant logiciel de pilotage 40 prévu pour le pilotage du système 1. Pendant le fonctionnement du système 1 , des informations telles qu'un appui sur la pédale de frein ou sur la pédale d'accélérateur peuvent ainsi être transmises au système à alterno- démarreur 1 par l'unité électronique de commande 4 à travers à travers la liaison 3 ou un autre bus de communication de données (non représenté).

Conformément à l'invention, lors de la phase d'initialisation à la mise en service du système 1 , le composant logiciel de pilotage 40 procède au téléchargement des tables de paramètres et/ou composants logiciels de commande dans la RAM 140. Dans l'unité électronique de commande 4, ces tables de paramètres et/ou composants logiciels de commande portent les repères 410 et 411 respectivement.

Conformément à cette forme de réalisation, les tables de paramètres 410 et les composants logiciels de commande 411 sont stockés en permanence dans une mémoire réinscriptible 41 de type FLASH. Avantageusement, ces tables de paramètres 410 et composants logiciels de commande 411 peuvent donc être aisément modifiés (calibrés) pendant une phase de mise au point de l'application. Les essais effectués par l'entité inventive montrent que les tables de paramètres 410 et composants logiciels de commande 411 sous la forme de 200 octets de données peuvent être téléchargés en 350 ms à travers une liaison 3 de type LIN. On notera ici que ce temps de téléchargement intervenant à la mise en service du système 1 peut être masqué par une commande anticipée de cette mise en service (par exemple, anticipation par détection d'une séquence d'ouverture/fermeture de la porte du véhicule, par détection d'un appui sur la pédale d'embrayage, etc.). Par ailleurs, toujours dans l'objectif de masquer le temps de téléchargement des données de configuration, dans certaines applications de l'invention, le système est mis en service avec les dernières données de configuration valides et ces données sont rafraîchies ultérieurement par téléchargement de nouvelles données de configuration pendant une phase d'inactivité du système, autrement dit à un moment où le système n'est pas sollicité.

Pour des raisons de sûreté de fonctionnement, l'intégrité des données téléchargées peut, dans certaines applications, être vérifiée par une somme de contrôle de type CRC (pour «Cyclic Redundancy Check» en anglais) ou par une tache logicielle (en tache de fond).

De préférence, lorsqu'une erreur consécutive au téléchargement est détectée, les données téléchargées 141 et 142 pourront être remplacées par des données par défaut 143 (Fig.1 ) pour mettre la machine dans un état sécuritaire, avec éventuellement aussi un basculement de la stratégie de pilotage du système 1.

Eventuellement ces données par défaut sont les dernières données valides utilisées par le système. Dans d'autres applications, le circuit intégré de commande du système peut, en cas de détection d'une erreur, requérir un téléchargement rapide, par exemple, au moyen de trames de données de haute priorité telles que définies dans l'architecture AUTOSAR (pour «Automotive Open System Architecture» en anglais). Ce qui permet de réduire la durée d'utilisation des données par défaut.

L'invention s'applique principalement à des alternateurs et à des systèmes à alterno-démarreur tels que celui décrit ci-dessus en référence à la Fig.1.

Dans le cas d'un alternateur, la mémoire RAM dans laquelle sont téléchargées les données est la mémoire RAM d'un ASIC formant le cœur d'un régulateur de l'alternateur le cas d'une application de l'invention.

Un autre système à alterno-démarreur dans lequel l'invention peut avantageusement être mis en œuvre est un système à alterno- démarreur équipé d'une fonctionnalité d'arrêt/relance automatique du moteur à combustion interne. Dans un tel cas, les éléments 12 et 13, montrés à la Fig.1 , sont absents et le module logiciel de pilotage comporte cette fonctionnalité.