FR2969711A1 - Procede de gestion d'un vehicule automobile - Google Patents

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Joachim Schenk
Matthias Bindseil
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Abstract

Procédé de gestion d'un véhicule automobile (10) consistant à détecter et exploiter la vitesse d'actionnement (15) d'un élément d'entrée demandant de la puissance (12) tel que la pédale d'accélérateur (12). Selon le procédé on fait dépendre le couple de trainée de la grandeur d'actionnement saisie ; si à la fois la vitesse d'actionnement (15) est inférieure à une valeur limite et la position (13) de l'élément d'entrée (12) est supérieure à zéro et si l'élément d'entrée de puissance (12) a été actionné dans le sens d'une réduction de puissance, on applique au moins une mesure influençant le couple de trainée.

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de gestion d'un véhicule automobile selon lequel on détecte et on exploite la vitesse d'actionnement d'un élément d'entrée de demande de puissance tel que la pédale d'accélérateur et on influence le couple de trainée selon la grandeur d'actionnement saisie. La présente invention se rapporte également à un produit de programme d'ordinateur pour exécuter un tel procédé et une installation de commande et/ou de régulation d'un moteur à combustion in- terne. Etat de la Technique Les moteurs entraînant les véhicules sont usuellement commandés à partir de la pédale d'accélérateur, c'est à dire qu'avec la pédale d'accélérateur on entre une demande de puissance ou de couple moteur que doit fournir le moteur. I1 est connu de transformer la position angle de la pédale d'accélérateur en un signal électrique. Ce signal est saisi par l'appareil de commande ou de gestion du moteur pour commander le moteur en-traînant le véhicule. Ce principe est appliqué par exemple dans le cas des moteurs à essence ou des moteurs diesel, les entraînements hybrides et des moteurs électriques. I1 est en outre reconnu d'utiliser des grandeurs représentant la position de la pédale d'accélérateur pour exploiter par exemple le comportement du conducteur ou commander en plus le moteur d'entraînement.
On connaît dans ce domaine les documents suivants : WO09144064A, US4805751A, US4848544A, DE 102005002265A et US4830155A. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un pro- cédé de gestion d'un véhicule automobile permettant d'utiliser de manière particulièrement efficace la position et l'actionnement de l'élément d'entrée de demande de puissance tel que la pédale d'accélérateur. Exposé et avantage de l'invention A cet effet l'invention a pour objet un procédé du type dé-35 fini ci-dessus caractérisé en ce qu'on applique au moins une mesure
2 qui influence le couple de trainée si à la fois la vitesse d'actionnement est inférieure à une valeur limite et la position de l'élément d'entrée est supérieure à zéro et si l'élément d'entrée de puissance a été actionné dans le sens d'une réduction de la puissance.
Le procédé selon l'invention à l'avantage qu'en fonction de la position de l'élément d'entrée de demande de puissance et de la vitesse d'actionnement de cet élément, on utilise ces informations d'une manière particulièrement efficace pour commander l'entraînement du véhicule, ce qui permet de protéger l'environnement et d'économiser du carburant ou de l'énergie motrice. Pendant le fonctionnement du véhicule automobile on détecte en continu et on exploite la position de l'élément d'entrée de de-mande de puissance. A partir de la position ainsi définie, on peut déterminer la vitesse d'actionnement de l'élément d'entrée par exemple avec des opérations mathématiques, et cela en amplitude et en signe algébrique. L'élément d'entrée est actionné dans le sens de la réduction de puissance de sorte que l'on peut en déduire une mesure qui influence le couple de trainée fourni par le moyen d'entraînement. Le moyen d'entraînement est par exemple un moteur diesel, un moteur à essence, un moteur hybride ou un moteur électrique. Le moyen ou la mesure qui influence le couple de trainé peut se choisir par exemple pour soutenir particulièrement bien la demande du conducteur quant au mouvement du véhicule ; cette demande se détermine à partir de la vitesse d'actionnement. En même temps les grandeurs d'actionnement d'entraînement ou du véhicule pourront être modifiées pour avoir en-suite une poursuite du mouvement du véhicule particulièrement économe en énergie. Si l'élément d'entrée de demande de puissance tel que par exemple la pédale d'accélérateur est relâchée par le conducteur dans l'intention de réduire la puissance, cela permet d'en déduire l'intention correspondant à deux effets différents. Dans le premier cas on peut souhaiter un mode dit de croisière selon lequel le véhicule ne doit pas continuer à être accéléré mais doit poursuivre son parcours relativement longtemps avec une accélération légèrement négative ou encore le cas échéant il faut même maintenir la vitesse. Dans le second
3 cas on peut souhaiter faire passer le véhicule en mode de poussée consistant à réduire en plus la vitesse de circulation en appliquant un couple de trainée par le moteur (frein moteur). Cela repose sur l'idée que si l'entraînement du véhicule n'est pas alimenté en énergie, l'effet du frottement exerce un freinage supplémentaire ce qui ralentit le véhicule avec une accélération négative relativement forte. Selon l'invention, la vitesse d'actionnement de la pédale d'accélérateur est aussi utilisée pour distinguer entre les deux cas en comparant la vitesse d'actionnement actuelle de la pédale d'accélérateur à une ou plusieurs valeurs limites. L'invention est également utile dans le cadre des systèmes de réglage automatique de la distance ou de l'intervalle entre deux véhicules, systèmes qui sont utilisés de plus en plus et qui sont généralement fondés sur une mesure de distance par rapport aux véhi- cules qui précèdent, cette mesure se faisant à l'aide d'un radar. Dans ce cas l'élément d'entrée de puissance peut être plutôt « virtuel » c'est à dire par exemple une grandeur de commande d'une installation de commande et de régulation, grandeur obtenue par exemple en tenant compte des signaux de mesure de distance.
Il est notamment prévu que le moyen consiste au moins à réduire la quantité de carburant injectée et de préférence à terminer l'injection de carburant et à influencer la position d'un volet d'étranglement du moteur à combustion interne qui entraîne le véhicule automobile. En terminant (ou du moins en réduisant) l'injection de car- burant on assure que pendant l'application de cette mesure on n'utilisera pas d'énergie pour l'entraînement ou on n'utilisera que peu d'énergie pour cela. A l'aide de la position du volet d'étranglement on peut influencer en plus le comportement de l'entraînement ou du véhicule par la commande intentionnelle des pertes par étranglement.
Selon un développement du procédé, lorsque l'injection est coupée on ouvre complètement le volet d'étranglement. On soutient ainsi d'une manière particulièrement efficace le mode de circulation en croisière du véhicule. Plus le volet d'étranglement est ouvert et plus faibles seront les pertes par étranglement produites par le volet et ainsi on minimise le couple de trainée (ou frein moteur) engendré par le mo-
4 teur à combustion interne non-entraîné. Il en résulte une circulation en mode de croisière relativement longue du véhicule sans consommation de carburant. Selon un autre développement on modifie la position du volet d'étranglement pour que la vitesse du véhicule reste au moins égale. Cela permet de régler de manière différenciée le comportement du véhicule en mode de croisière. A titre d'exemple dans une descente, le véhicule atteindra une vitesse sensiblement constante. Pour cela on pourra utiliser la position du volet d'étranglement comme frein sensible supplémentaire évitant par exemple d'atteindre une vitesse trop élevé dans une descente. Le mode de croisière du véhicule est particulièrement efficace dans le cas où le moyen consiste à ouvrir l'embrayage reliant les roues du véhicule au moteur qui les entraîne. Cela permet de maintenir à un niveau particulièrement bas les pertes par frottements résiduels et la consommation de carburant ou d'énergie. En complément, le moteur sous la forme d'un moteur à combustion interne peut fonctionner au ralenti si son embrayage est ouvert. On garantit ainsi que les parties principales de l'entraînement sont découplées des roues et que le moteur fonctionne alors avec particulièrement peu d'énergie sans qu'il ne soit nécessaire de le redémarrer ensuite. Le procédé s'applique d'une manière particulièrement efficace du mode de croisière, si le moyen consistant à générer le couple moteur est un moteur électrique. En particulier dans le cas d'un entraînement hybride ou électrique, on pourra maintenir la vitesse sensible-ment constante et arriver à une fin de roulage particulièrement longue. Le couple moteur généré par le moteur électrique sert dans ces conditions simplement à compenser les pertes résiduelles par frottement.
Selon un développement du procédé, si la vitesse d'actionnement est supérieure à une vitesse limite et si la position de l'élément d'entrée est réduite à zéro, on injectera le carburant et on applique au moins une mesure augmentant le couple de trainée. Le dépassement vers le bas de la valeur limite est utilisé dans ce cas comme critère pour déceler le souhait du conducteur de fonctionner en mode de poussée. Cela signifie que le véhicule ne continue pas à être accéléré ni à continuer à circuler à vitesse constante mais que bien plus le véhicule sera freiné relativement rapidement par rapport au mode de croisière. Pour cela on n'injecte pas de carburant 5 ou très peu de carburant et le moyen d'entraînement ne sera plus alimenter en énergie et d'autre part comprend une mesure augmentant le couple de trainée. Pour cela il est proposé que le moteur électrique ou le générateur génèrent un couple qui augmente le couple de trainée.
L'énergie de mouvement du véhicule peut ainsi se contrôler et pourra être réduite encore plus. Cela est notamment avantageux pour des en-traînements hybrides ou électriques par lesquels l'énergie générée alimente l'accumulateur ce qui réduit globalement la consommation d'énergie.
En variante et/ ou en complément, le moyen qui augmente le couple de trainée consiste à fermer le volet d'étranglement du moteur à combustion interne entraînant le véhicule. Cela correspond à une mesure efficace pour un moteur à combustion interne, usuelle pour freiner plus le véhicule.
Le procédé selon l'invention s'applique de manière plus souple si le choix de la ou des mesures prises dépend du tracé de la route et/ou de l'état de la circulation. Cela permet de prendre en compte la pente de la route ainsi que d'autres caractéristiques de la route, la vitesse du véhicule, le tracé de la route et/ ou l'état de la circu- lation. L'état de la circulation peut se déterminer par exemple à partir des grandeurs de fonctionnement du moteur d'entraînement ou du véhicule ou du mouvement du véhicule détecté antérieurement. En complément le procédé selon l'invention prévoit de dé-terminer le tracé de la route à partir des données du système GPS et/ ou d'un capteur de vitesse de lacet. Le système GPS permet de déterminer d'une manière particulièrement précise le tracé de la route. En complément on peut déterminer le mouvement du véhicule à l'aide d'un détecteur ou capteur d'accélération et/ou de vitesse de lacet. Ainsi à partir de la position et de la vitesse d'actionnement de la pédale d'accélérateur on
6 pourra prendre des mesures différenciées pour commander le moteur à combustion interne ou le moyen d'entraînement. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de procédé de gestion d'un véhicule automobile et le dispositif pour sa mise en oeuvre, représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels les différents éléments ou éléments de mème fonction portent les mêmes références. Ainsi : la figure 1 est un schéma simplifié d'un véhicule automobile équipé d'un, moteur à combustion interne, la figure 2 est un schéma simplifié d'un véhicule automobile équipé d'un entraînement hybride, la figure 3 est un schéma simplifié d'un véhicule automobile équipé d'un moteur électrique, la figure 4 montre un ordinogramme d'exécution du procédé sous forme d'un programme d'ordinateur par une installation de commande et/ ou de régulation du véhicule automobile. Description de mode de réalisation de l'invention La figure 1 montre un schéma simplifié d'un véhicule automobile 10. Dans les dessins, de la gauche vers la droite, on a représenté les éléments suivants : une pédale d'accélérateur 12, une installation de commande et/ ou de régulation 14 avec une mémoire contenant un programme d'ordinateur 11, un moteur à combustion interne 16, un embrayage 18, une transmission 20 et des roues 22 entraînées par la transmission 20. Le moteur à combustion interne 16 est de préférence à quatre cylindres 24a - 24d «équipés d'injecteurs 26a - 26d associés aux cylindres 24a - 24d. Les injecteurs 26a - 26d sont commandés par l'installation de commande et/ou de régulation 14 reliée par des lignes de commande 28. Dans la partie inférieure du dessin du moteur à combustion interne 16 on a représenté symboliquement un volet d'étranglement 30 qui règle l'alimentation en air des quatre cylindres 24a - 24d. On a également prévu des lignes de commande 32 partant de l'installation de
7 commande et de régulation 14 pour régler le volet d'étranglement 30, l'embrayage 18 à actionner et au moins à découpler si nécessaire. Lorsque le véhicule automobile 10 fonctionne, l'installation de commande et/ou de régulation 14 détermine en perma- nence la position 13 de la pédale d'accélérateur 12, la vitesse d'actionnement de la pédale d'accélérateur 12 et le sens de l'actionnement 15 de la pédale d'accélérateur 12, c'est à dire s'il s'agit d'une augmentation de puissance ou d'une réduction de puissance. En fonction des grandeurs obtenues, l'installation de commande et/ou de régulation 14 effectuera au moins une mesure influençant le couple de trainée du moteur à combustion interne 16. Si l'installation de commande et/ou de régulation 14 constate que la vitesse d'actionnement 15 de la pédale d'accélérateur 12 est inférieure à une valeur limite 58 et qu'en mème temps la position 13 de la pédale d'accélérateur 12 est supérieure à zéro et qu'en même temps également la pédale d'accélérateur 12 a été actionnée dans le sens d'une réduction de la puissance demandée, alors l'installation de commande et/ou de régulation 14 termine ou réduit l'injection de carburant par les injecteurs 26a - 26d et cela au moins provisoirement. En même temps le volet d'étranglement 30 sera complètement ouvert. En variante l'embrayage 18 est réglé pour couper la liaison de la transmission de force entre le moteur à combustion interne 16 et la transmission 20. En plus le moteur à combustion interne 16 fonctionne au ralenti. Dans les deux cas on règle le mode de croisière dans lequel le véhicule 10 qui continue aussi longtemps que possible avec ou sans apport d'énergie aussi longtemps que possible même avec une vitesse qui diminue. En complément de ces données, un GPS 33 (système de positionnement) représenté dans la zone de gauche du dessin et un dé- tecteur de vitesse de lacet 35 sont exploités pour déterminer le profil routier et l'installation actuelle de la circulation. Dans la mesure où les données recueillies montrent que le véhicule 10 se trouve dans une descente, la position du volet d'étranglement 30 sera modifiée de façon à ce que la vitesse du véhicule 10 reste au moins sensiblement cons- tante.
8 Si dans un autre cas l'installation de commande et/ ou de régulation 14 constate que la vitesse d'actionnement 15, la pédale d'accélérateur 12 est supérieure à la valeur limite 58 et qu'en même temps la position 13 de la pédale d'accélérateur 12 est réduite à zéro, alors l'injection de carburant par les injecteurs 26a - 26d dans les cylindres 24a - 24d sera terminée provisoirement ou sera réduite. En même temps le moteur à combustion interne 16 exercera un couple de trainée (frein moteur) plus grand. Pour cela on ferme le volet d'étranglement 30 du moteur à combustion interne 16. On génère ainsi un couple de trainée particulièrement important ce qui réduit relative- ment rapidement la vitesse de circulation du véhicule 10. La figure 2 montre un véhicule automobile analogue à ce-lui de la figure 1 mais le véhicule 10 de la figure 2 comporte un entraînement hybride. En complément, le véhicule 10 est ainsi équipé d'un moteur électrique 40, d'un accumulateur 42 et de lignes de commande 44 pour commander le moteur électrique 40 par l'installation de commande et/ ou de régulation 14. Le moteur électrique 40 qui peut égale-ment fonctionner comme générateur est relié mécaniquement à la transmission 20 et électriquement à l'accumulateur 42.
En fonctionnement du véhicule 10 sur la figure 2, en complément des mesures décrites à propos de la figure 1 on pourra appliquer ici d'autres mesures en liaison avec le moteur électrique 40. En mode de croisière du moteur à combustion interne 16, le moteur électrique 40 assiste ce mode de fonctionnement en fournissant une puis- sance d'entraînement relativement faible et pour maintenir constante la vitesse de circulation du véhicule 10 ou allonger d'une manière particulièrement importante la fin de fonctionnement du véhicule 10. En mode de poussée du véhicule 10, le moteur électrique 40 peut fonctionner comme générateur et prélever de la puissance mé- canique à la transmission 20 pour la transformer en puissance électrique pour l'accumulateur 42. Pour cela l'embrayage 18 est de préférence ouvert. La figure 3 montre une autre variante de réalisation du véhicule automobile 10 avec un entraînement électrique. Les grandeurs 13 et 15 liées à la pédale d'accélérateur 12 sont déterminées en perma- 9 nence par l'installation de commande et de régulation 14 pour commander l'entraînement qui utilise ici un moteur électrique 40. Le moteur électrique 40 agit sur les roues 22. En mode de fonctionnement comme moteur, le moteur électrique 40 reçoit de l'énergie électrique de s l'accumulateur 42 ; en mode générateur, le moteur électrique 40 fournit de l'énergie électrique à l'accumulateur 42. Si du fait des grandeurs reliées à la pédale d'accélérateur 12 l'installation de commande et/ ou de régulation 14 règle le mode de croisière, alors selon une première alternative on pourra fournir de 10 l'énergie électrique à partir de l'accumulateur 42 d'une manière ininterrompue au moteur électrique 40 et le véhicule automobile 10 pourra ainsi terminer sa course avec une vitesse qui diminue de façon continue. En variante, on peut également utiliser pour cela le moteur électrique 40 et l'accumulateur 42 pour maintenir la vitesse du véhicule 10 15 sensiblement à un niveau constant ou mode de croisière. Dans le cas d'un profil de route pratiquement plat ou montant, le moteur électrique 40 prend l'énergie de l'accumulateur 42 pour maintenir constante la vitesse du véhicule automobile 10. Dans le cas d'une descente on peut utiliser le moteur 20 électrique 40 pour générer un couple de trainée et maintenir constante la vitesse de circulation du véhicule 10. Le moteur électrique 40 fonctionne alors comme générateur et fournit de l'énergie électrique à l'accumulateur 42. Si l'installation de commande et/ou de régulation 14 25 règle le mode de poussée, alors le moteur électrique 40 fonctionne comme générateur et l'énergie prélevée sur les roues 22 peut être avantageusement transformée en énergie électrique stockée dans l'accumulateur 42. L'amplitude du couple de trainée peut ainsi être modifiée par les grandeurs électriques. 30 La figure 4 montre un ordinogramme fortement simplifié pour exécuter le programme d'ordinateur 11 correspondant au procédé décrit ci-dessus. Le traitement se fait sous le dessin essentiellement de haut en bas. L'ordinogramme présent est destiné à la gestion d'un véhicule automobile 10 selon la figure 1. La procédure commence par un 35 bloc de départ 46.
10 Dans le bloc 48 correspondant à une requête, on détermine la position 13 et la vitesse d'actionnement 15, la pédale d'accélérateur 12 et on exploite ces informations. Si l'angle d'actionnement 15 est positif dans le sens d'une demande d'accélération pour le véhicule 10 ou si la vitesse d'actionnement 15 est nulle et en même temps la position 13 la pédale d'accélérateur 12 est supérieure à zéro, on passe dans le bloc de fin 54 et on contourne le procédé non dé-taillé à la figure 4. A l'aide de l'unité d'entraînement on peut maintenir constante la puissance motrice fournie par le moteur à combustion in-terne 16 ou on peut l'augmenter. Dans les autres cas, on passe au bloc de requête 62. Dans le bloc de requête 62 on vérifie si la vitesse d'actionnement 15 est inférieure ou supérieure à une valeur limite 58 et si aussi la position 13 de la pédale d'accélérateur 12 est supérieure à 0.
15 Si la vitesse d'actionnement 15 est supérieure à la vitesse limite 58 on passe au bloc 64. Si la vitesse d'actionnement 15 est inférieure à la vitesse limite 58 on passe au bloc 68. Dans le bloc 64 on réduit fortement l'injection de carburant dans les chambres de combustion du moteur à combustion interne 20 16 et on règle le ralenti pour le moteur à combustion interne 16. De plus, on modifie la position du volet d'étranglement 30 et/ou on ouvre l'embrayage 18 pour que la vitesse du véhicule ne diminue que lente-ment ou qu'elle reste pratiquement constante dans le cas d'une descente. Cela correspond à un mode de fonctionnement en croisière du 25 véhicule automobile 10. Puis on poursuit le traitement de l'ordinogramme en aval du bloc de départ 46. Dans le bloc 68 on réduit également fortement l'injection de carburant ou même on termine l'injection et on applique une mesure qui augmente le couple de trainée. Dans le cas présent, on ferme éga- 30 lement le volet d'étranglement 30. Cela correspond au véhicule 10 en mode de poussée. Puis on poursuit le traitement de l'ordinogramme également en aval du bloc de démarrage 46. 35 ii NOMENCLATURE 10 Véhicule automobile 11 Programme d'ordinateur 12 Pédale d'accélérateur 13 Position de la pédale d'accélérateur 14 Installation de commande et/ ou de régulation 15 Vitesse d'actionnement de la pédale d'accélérateur 16 Moteur à combustion interne 18 Embrayage 20 Transmission 22 Roue 24a - 24d Cylindres 26a - 26d Injecteurs 28 Ligne de commande 30 Volet d'étranglement 32 Ligne de commande 33 GPS 40 Moteur électrique 42 Accumulateur 44 Lignes de commande 48, 58, 64, 68 Etapes du procédé de gestion25

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS1» Procédé de gestion d'un véhicule automobile (10) selon lequel on détecte et on exploite la vitesse d'actionnement (15) d'un élément d'entrée de demande de puissance (12) tel que la pédale d'accélérateur (12) et on influence le couple de trainée selon la grandeur d'actionnement saisie, procédé caractérisé en ce qu' on applique au moins une mesure qui influence le couple de trainée si à la fois la vitesse d'actionnement (15) est inférieure à une valeur limite (58) et la position (13) de l'élément d'entrée (12) est supérieure à zéro et si l'élément d'entrée de puissance (12) a été actionné dans le sens d'une réduction de la puissance. 2» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure consiste au moins à réduire la quantité de carburant injectée, de préférence à terminer l'injection de carburant et influencer la position du vol et d'étranglement (30) du moteur à combustion interne (16) qui entraîne le véhicule (10). 3» Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le volet d'étranglement (30) est complètement ouvert. 4» Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' on modifie la position du volet d'étranglement (30) pour que la vitesse du véhicule (10) soit au moins sensiblement nulle. 5» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'application de la mesure comprend l'ouverture de l'embrayage (18) reliant les roues (22) du véhicule (10) à son moteur d'entraînement.356» Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' un moteur à combustion interne (16) réalisé comme moteur d'entraînement fonctionne au ralenti pendant le fonctionnement à em-5 brayage ouvert (18). 7» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'application de la mesure consiste à générer un couple moteur par un 10 moteur électrique (40). 8» Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu' on injecte aucun carburant et on exécute au moins une mesure aug- 15 mentant le couple de trainée si la vitesse d'actionnement (15) est supérieure à une valeur limite (58) et si la position (13) de l'élément d'entrée (12) est réduite à zéro. 9» Procédé selon la revendication 8, 20 caractérisé en ce que le couple de trainée, augmenté, est fourni par un moteur électrique (40) ou un générateur. 10» Procédé selon la revendication 8 à 9, 25 caractérisé en ce que comme mesure augmentant le couple de trainée, on ferme complète-ment le volet d'étranglement (30) du moteur à combustion interne (16) entraînement le véhicule automobile (10). 30 11°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le choix de la ou des mesures dépend du tracé routier et/ou l'état de la circulation. 35512» Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le profil routier est déterminé à partir des données fournies par un système GPS (33) et/ou un capteur de vitesse de lacet (35). 13» Programme d'ordinateur (11), caractérisé en ce qu' il est conçut pour exécuter un procédé selon au moins l'une des revendications 1 à 12. 10 14» Installation de commande et/ ou de régulation (14) d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu' il comporte une mémoire contenant le programme d'ordinateur (11) se-15 lon la revendication 13. 20
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