Les calculateurs dans les voitures : guide complet

Plan de l'article :

A quoi ressemblent-ils ?
ECU ?
Calculateurs moteur
Calculateurs liés à l'anti-pollution
Calculateurs liés à la sécurité et la conduite autonome
Calculateurs liés au contrôle de la voiture
Calculateurs liés à la transmission
Calculateurs liés aux fonctions de confort (habitacle)
Calculateurs liés aux interfaces Homme / machine
Calculateurs liés aux dispositifs de châssis actif
Calculateurs de voitures hybrides et électriques

Les voitures modernes sont équipées comme vous le savez d'un nombre croissant de calculateurs électroniques, aussi appelés ECU (Electronic Control Unit), qui gèrent divers aspects de leur fonctionnement. Ces systèmes sont devenus indispensables avec l'évolution des technologies embarquées, notamment pour améliorer la sécurité et l'efficience des moteurs. Voici un aperçu des principaux calculateurs que l'on trouve dans les véhicules actuels, ainsi que quelques explications sur leur utilité et leurs évolutions.

A quoi ressemblent-ils ?

Les calculateurs sont souvent dotés d'une protection thermique car ils sont souvent intégrés dans le compartiment moteur plus généralement dans des environnements qui peuvent devenir très chauds. Ils ont donc une enveloppe thermique qui s'apparente à du métal nu.

A lire : les capteurs et sondes d'une voiture moderne

ECU ?

C'est un terme générique pour parler de calculateur / boîtier électronique : Electronic Control Unit. Attention toutefois, car il sert aussi parfois à nommer le calculateur moteur : Engin Control Unit ...
Notez qu'il faut distinguer le calculateur (hardware) des algorithmes (software).

Un calculateur est un composant matériel ^hysique (hardware) qui exécute les différentes fonctions électroniques dans une voiture, tandis que les algorithmes représentent le logiciel (software) qui permet à ce calculateur de prendre des décisions complexes basées sur les données reçues de divers capteurs (reprogrammer consiste à modifier les fonctions / algorithme écris en mémoire). Un seul calculateur peut intégrer plusieurs algorithmes, chacun étant dédié à une tâche spécifique. Par exemple, un calculateur moteur (ECU) gère à la fois l'injection de carburant et la régénération du filtre à particules (FAP) grâce à des algorithmes distincts mais fonctionnant de manière harmonisée dans un seul boîtier.

Cependant, il arrive que certains systèmes soient gérés par des calculateurs dédiés à une seule fonction, par exemple un calculateur dédié au système ABS ou au torque vectoring. Historiquement, dans les années 90, il y avait souvent un calculateur par fonction, entraînant une multiplication des boîtiers électroniques. Avec le temps, la tendance est à la centralisation : les calculateurs modernes deviennent plus puissants et polyvalents, capables de gérer plusieurs fonctions simultanément. Cela permet de réduire le nombre de calculateurs dans les véhicules, simplifiant ainsi la conception et réduisant les coûts, tout en augmentant la sophistication.

Notez donc qu'il est difficile de lister les calculateurs sachant que parfois certaines fonctions sont regroupées dans un seul et même calculateur et parfois non ... Leur nombre dépendra donc de ce facteur, et on listera ici avant tout les fonctions logicielles qui seront réparties dans un nombre plus ou moins important de calculateurs.

Les calculateurs sont liés à un boîtier central (lui-même un calculateur) qu'on appelle BSI (boîtier de servitude intelligent) ou encore sous d'autres noms selon les marques. Plus d'informations sur le sujet ici.

Calculateurs moteur

L'ECU (ou calculateur moteur) est au cœur de la gestion électronique du moteur, supervisant l'injection, l'allumage et les émissions pour optimiser les performances tout en respectant les normes antipollution. Les véhicules modernes embarquent une multitude de calculateurs spécialisés, bien plus évolués que ceux des années 90. Par exemple, le calculateur d'injection gère précisément (injection directe) le carburant pour maximiser l'efficacité, tandis que le calculateur de suralimentation régule la pression du turbo. D'autres calculateurs, comme ceux en charge du calage variable des soupapes ou de la gestion Start & Stop, contribuent à la performance et à la réduction de la consommation. Ces systèmes interconnectés permettent une gestion fine et polyvalente (selon contexte) du moteur.

Approfondissez le sujet sur la page dédiée aux calculateurs moteur.

Calculateurs liés à l'anti-pollution

Le calculateur du FAP (Filtre à Particules) joue un rôle crucial dans la réduction des émissions polluantes des moteurs diesel en surveillant et en contrôlant les cycles de régénération du filtre. Ce dispositif permet de capturer les particules fines avant de les brûler lors de ces régénérations. De plus, le calculateur NOx (AdBlue) gère l'injection d'AdBlue dans le système d'échappement, un processus clé pour réduire les oxydes d'azote (NOx) et respecter les normes d'émissions actuelles. Ces fonctions sont souvent intégrées au calculateur moteur.

Approfondissez le sujet sur la page dédiée aux calculateurs anti-pollution.

Calculateurs liés à la sécurité et la conduite autonome

Le calculateur ABS/ESP assure la gestion du freinage antiblocage et de la stabilité en surveillant les paramètres tels que la vitesse des roues et l'angle de braquage, garantissant la stabilité du véhicule en toutes circonstances (bien qu'il puisse malgré tout être mis en défaut, les pertes de contrôles existent encore). Le calculateur d'Aide au Freinage d'Urgence (AFU) amplifie automatiquement la force de freinage en cas de situation critique, souvent en lien avec l'ABS. De son côté, le calculateur d'airbag et de prétensionneur gère le déploiement des airbags et le serrage des ceintures lors d'une collision. D'autres calculateurs, comme celui du freinage d'urgence autonome, interviennent pour éviter ou réduire les collisions imminentes, tandis que le calculateur de maintien dans la voie et celui de surveillance des angles morts aident à éviter les écarts de trajectoire et les dangers invisibles.

Approfondissez le sujet sur la page dédiée aux calculateurs liés aux aides à la conduite.

Calculateurs liés au contrôle de la voiture

Le calculateur de direction assistée asservie à la vitesse ajuste automatiquement la force d'assistance en fonction de la vitesse. Le calculateur ABS/ESP veille à la stabilité du véhicule en gérant le freinage antiblocage et le contrôle électronique de la stabilité, prévenant ainsi les pertes d'adhérence. De son côté, le calculateur de motricité (TCS) régule la traction en surveillant la rotation des roues, corrigeant les pertes d'adhérence en ajustant la puissance moteur ou en appliquant les freins de manière ciblée.

Approfondissez le sujet sur la page dédiée aux calculateurs liés au contrôle de la voiture.

Calculateurs liés à la transmission

Le TCU (Transmission Control Unit) gère la boîte de vitesses automatique ou robotisée, sélectionnant les rapports en fonction de la vitesse du véhicule, de l'accélération et des conditions de conduite, pour assurer des transitions fluides. Le PCM (Powertrain Control Module) regroupe souvent les fonctions du moteur et de la transmission, garantissant une coordination optimale entre ces deux systèmes. Quant au calculateur de contrôle du différentiel, il répartit le couple entre les roues, améliorant la motricité, surtout sur les véhicules équipés de transmission intégrale ou de différentiel actif.

Approfondissez le sujet sur la page dédiée au calculateurs liés à la transmission.

Calculateurs liés aux fonctions de confort (habitacle)

Le BCM (Body Control Module) supervise diverses fonctions de confort non liées à la conduite, telles que l’éclairage, le verrouillage centralisé, l’antidémarrage et parfois la gestion des sièges électriques. Le calculateur de climatisation automatique régule la température intérieure en contrôlant les flux d’air, le chauffage et la climatisation.

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Calculateurs liés aux interfaces Homme / machine

Le calculateur de l'infodivertissement gère toutes les fonctions multimédia, telles que la navigation, les commandes vocales, et la connectivité (Bluetooth, Wi-Fi) pour offrir une expérience utilisateur fluide et moderne à bord. De son côté, le calculateur de combiné d'instruments contrôle l'affichage des informations essentielles pour le conducteur, comme la vitesse, le niveau de carburant, ou les alertes.

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Calculateurs liés aux dispositifs de châssis actif

Le calculateur d'amortissement piloté ajuste en continu la fermeté des amortisseurs pour optimiser à la fois le confort et la tenue de route, selon les conditions de conduite. Le calculateur de suspension pneumatique modifie la hauteur du véhicule pour améliorer l'aérodynamisme ou la garde au sol, selon la vitesse et le mode de conduite. Le calculateur TVD (Torque Vectoring Differential) répartit le couple entre les roues arrière pour maximiser la maniabilité en virage, principalement sur les véhicules sportifs haut de gamme.

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Calculateurs de voitures hybrides et électriques

Le BMS (Battery Management System) gère la batterie des véhicules électriques et hybrides en surveillant son état de santé, équilibrant les cellules pour assurer une recharge optimale et prolonger sa durée de vie. Le calculateur moteur électrique ajuste la puissance envoyée au moteur pour contrôler l'accélération, tout en gérant le freinage régénératif et la répartition de la puissance dans les véhicules équipés de plusieurs moteurs. Le CCME (Combined Charging and Motor Electronics) regroupe la gestion de la recharge et le contrôle du moteur électrique, simplifiant ainsi l'architecture des systèmes électriques pour une meilleure efficacité.

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