EP1882244B1 - Telecommande d'engin mobile, en particulier engin de travaux publics, engin agricole ou de manutention - Google Patents

Telecommande d'engin mobile, en particulier engin de travaux publics, engin agricole ou de manutention Download PDF

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EP1882244B1
EP1882244B1 EP06743647A EP06743647A EP1882244B1 EP 1882244 B1 EP1882244 B1 EP 1882244B1 EP 06743647 A EP06743647 A EP 06743647A EP 06743647 A EP06743647 A EP 06743647A EP 1882244 B1 EP1882244 B1 EP 1882244B1
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EP
European Patent Office
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signal
processing unit
remote control
test signal
processing
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EP06743647A
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Yves Marie Breton
Didier Merletti
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Bosch Rexroth DSI SAS
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Bosch Rexroth DSI SAS
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C25/00—Arrangements for preventing or correcting errors; Monitoring arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a remote control, especially for mobile machinery, especially public works machinery, agricultural machinery or handling.
  • a mobile device remote control comprises, in known manner, a handle movable in at least one degree of freedom with respect to a support, the movement of this handle allowing an operator to control at least one receiving device outside the remote control, called also client device.
  • Such a remote control includes a sensor of the position of the handle, and a sensor signal processing unit, for generating a control signal to the client device.
  • the sensors may be small in size, since the redundancy of these sensors does not significantly complicate the structure of the remote control, it appears that the installation of two processing in the remote control significantly complicates the realization of the remote control, and also increases its cost significantly.
  • the present invention aims to provide a remote control in which the malfunctions due to the processing unit can be detected without requiring the establishment of two processing units within the remote control.
  • the set of information, transmitted in response to the test signal further comprises at least one control signal corresponding to the signal processing of the sensors by the processing unit.
  • the test signal is a digital signal.
  • the processing unit comprises at least one analog / digital converter.
  • the means for transmitting a signal to the filtering means from the test signal comprise means for generating a pulse width modulation type signal.
  • the filtering means comprise a low-pass filter.
  • the remote control comprises at least two sensors for each degree of freedom of the handle.
  • the set of information further comprises at least one signal corresponding to the signal processing of the sensors by the processing unit.
  • the set of information transmitted by the remote control is expected within a specified time interval after transmission of the test signal.
  • the method comprises a step, at the level of the processing unit, of multiplexing the sensor signals and signals derived from the test signal, and processing the multiplexed signal with processing means, in particular to carry out a conversion. analog / digital.
  • the detection of the position of the handle is performed by two separate sensors.
  • At least part of the treatment is performed, within the processing unit, redundantly by at least two routines whose instructions and / or data are recorded in two memory areas separate from the processing unit.
  • a first routine processes the signals of a first sensor and the signal derived from the test signal
  • a second routine processes the signals of a second sensor and the signal derived from the test signal
  • control signals are transported via communication means 9, consisting for example of a CAN bus-type fieldbus to a client device 10 comprising at least supervision means 12.
  • the remote control 1 for mobile gear comprises, as described in the document FR 2,857,489 , for each degree of freedom of the handle 3, two pushers 13, 13R slidably mounted in the body 4,
  • the handle 3 is pivotally mounted relative to the body 4, and controls, via a transverse skirt 14 in simple support on the upper end of the pushers 13, 13R, the back and forth movements of these two pushers 13, 13R located on either side of the handle 3.
  • First elastic return means 15 urge each pusher 13, 13R towards its extended position so that they have a proper upward movement, and follow the movements of the handle in all its tilting positions, between a depressed position and an output position of the pusher 13, 13R.
  • the sensors 5, 5R detect the position of each of the pushers 13, 13R, which allows to know the position of the handle.
  • the sensors 5, 5R are sensors without mechanical contact of the Hall effect sensor type, mounted in the body 4 of the remote control.
  • Each pusher comprises a foot comprising a magnet 16, moving opposite the sensor between the depressed and output positions of each pusher 13, 13R.
  • Each sensor 5, 5R provides, as a function of the position of the handle 3 and therefore the pusher with which it is associated, a signal S1, S1R.
  • This signal S1, S1R can for example be given in the form of a voltage signal whose value is between two extreme terminals of 0.5 and 5 V, a median value of 2.5 V corresponding to the neutral position of the handle.
  • This signal S1, S1R, indicating precisely the position of the handle 3, is sent to the processing unit 6.
  • the signal S1 is 4.5 V while the signal S1R is 0.5 V.
  • the two sensors 5, 5R deliver the same value of the signals S1, S1R, equal to 2.5 V.
  • ranges of values above 4.5 V and below 0.5 V can detect causes of malfunction such as wear, circuit breakage or short circuit.
  • the processing unit 6 is constituted by a part of an electronic card 17, in particular by a microcontroller 6.
  • the microprocessor CPU is connected to the other components by internal communication means of the microcontroller 6, bus type.
  • the actuator 7 is constituted by an ID interface driver, which notably allows amplification of the signals provided by the interface controller IC.
  • the signal level at the output of the interface controller is of the order of 1 mA, and the interface driver amplifies the level of this signal up to 20 mA, to communicate it over the bus 9.
  • the actuator 7 is connected to the bus in transmission and in reception by two CANH and CANL links represented at 23 and 24.
  • the signals S1 and S1R are received at the analog / digital converter ADC at 18, by two inputs ADC1 and ADC4, referenced at 25 and 26.
  • the signals S1 and S1R are thus transformed from analog in digital signals S1d and S1Rd.
  • the microprocessor CPU makes it possible to perform complementary processing on the signals, for example to set up ramps or signal curves.
  • the output signals S1s and S1Rs thus obtained are then supplied to the interface controller IC, which transmits them to the actuator 7, itself transmitting this signal, constituting a control signal to the client device 10 by the communication means 9. , constituted by the CAN field bus.
  • the entire card is powered by a power source through an input 27, connected for example to a voltage regulator REG, shown at 28.
  • this regulator 28 makes it possible to verify that the power supply of the microcontroller 6 is carried out in a 5V band of voltage.
  • the card has a common reference of electric potential 29.
  • the microcontroller 6 furthermore comprises a set of test means making it possible to deduce a response signal RT from a test setpoint value T.
  • the digital test setpoint value T is communicated by the supervision means 12 of the client system via the communication bus 9.
  • This setpoint value T is received by the actuator 7, which transmits it to the interface controller IC, and is then routed by the microprocessor CPU to the test means.
  • a second input group 34 of the analog / digital converter ADC of which two inputs ADC2 and ADC3, represented at 35 and 36, take the value of the analog signal at the output of the filter 33.
  • the filter 33 may for example consist of a resistor 37 in series between the terminals of the filter and a shunt to the common reference comprising a capacitor 38.
  • test means thus make it possible to provide an analog signal value coming from the filtering, treated as a signal value coming from a sensor, by the ADC converter, then during the processing carried out by the microprocessor CPU, and during the transfer by the IC interface controller and actuator.
  • the signal obtained corresponding to a response signal RT is then sent back to the supervisory means 12 of the client device 10 with the control signals of the sensors, S1 and S1R, via the IC interface controller, again. actuator 7, then the communication bus 9, as we will detail below.
  • the figure 4 illustrates the organization of the processing performed on the signals present at the input of the ADC analog / digital converter, up to the formatting of data frames that can be transmitted to the client system by the interface controller IC and the actuator 7.
  • a first step E1 all of these signals S1, S1R, T are multiplexed by a multiplexing component 42 to be subject to the same analog / digital conversion processing by the ADC converter.
  • the multiplexing can be operated by a dedicated component or by the microprocessor 19.
  • a second operation E2 the conversion of the multiplexed signal is performed by the ADC converter.
  • a third step E3 in the microprocessor 19 the additional processing is performed on the digital data obtained from the signals S1, T, S1R.
  • These processes are performed by two redundant calculating routines R1 and R1R, the identical instructions of which are stored in two parts of the memory of the separate CPU microprocessor, RAM1 and RAM2.
  • the routine R1 processes the data from the signals S1 and T, coming from the inputs ADC1 and ADC2 of the converter, and the routine R1 R processes the data coming from the signals S1R and T, coming from the inputs ADC4 and ADC3 of the converter.
  • a fourth step E4 the data obtained in E3 are formatted in the form of a SAF frame, for sending to the client system, by the interface controller IC and the interface driver of the actuator 7.
  • the frame further comprises a cyclic counter CC for identifying it with respect to the preceding and following frames.
  • the communication protocol between the supervision means 12 of the client device 10 and the processing unit constituted by the microcontroller 6 is of the master / slave type.
  • the supervisory means 12 of the client device constitute the master, and the processing unit 6 of the remote control is the slave.
  • the supervisory means 12 send a synchronous request in the form of a master request frame MRF, and wait for a response in the form of a slave response frame SAF, in a given time window, from the transmission of the request. query frame.
  • the described synchronous mode makes it possible to avoid communication errors and avoids confusion between two replies to two transmitted request frames.
  • the master request frame MRF comprises the test setpoint value T
  • the slave response frame SAF comprises the data of the signals RT, S1, INVS1, RTR, S1R, INVSR as detailed above.
  • the Figures 7 and 8 describe an exemplary structure for these frames.
  • the supervision means of the client device to compare the test setpoint value T sent with the received RT and RTR values, to identify whether the operation of the microcontroller is satisfactory, the received signals RT and RTR having been processed by all the components of the microcontroller 6, comprising redundant elements.

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Description

  • La présente invention a pour objet une télécommande, destinée notamment aux engins mobiles, en particulier engins de travaux publics, engins agricoles ou de manutention.
  • Une télécommande d'engin mobile comporte, de façon connue, une poignée mobile selon au moins un degré de liberté par rapport à un support, le mouvement de cette poignée permettant à un opérateur de commander au moins un dispositif récepteur extérieur à la télécommande, appelé également dispositif client.
  • Une telle télécommande comprend un capteur de la position de la poignée, et une unité de traitement des signaux du capteur, permettant de générer un signal de commande à destination du dispositif client.
  • De tels types de dispositifs donnent satisfaction pour la commande d'organes récepteurs dans les conditions normales d'utilisation.
  • Il est cependant souhaitable de fournir des moyens de sécurisation de la télécommande, en garantissant la redondance des informations. En particulier, cette redondance permet d'identifier des informations erronées dans le cas d'un dysfonctionnement d'un capteur et/ou de l'unité de traitement.
  • En conséquence, il est connu notamment du document WO 2005/015031 A de prévoir au moins deux capteurs de la position de la poignée, ce qui permet de sécuriser les informations provenant des capteurs. Ainsi, lorsque les informations données par les deux capteurs ne sont pas cohérentes, un dysfonctionnement est détecté.
  • Il est également connu de prévoir deux unités de traitement, afin de sécuriser les signaux de commande provenant de ces unités. Ainsi, lorsque les informations données par les deux unités de traitement ne sont pas cohérentes, un dysfonctionnement est détecté.
  • Il est à noter que les composants de la télécommande doivent respecter des contraintes d'encombrement minimal et de simplicité de montage sur la télécommande.
  • Si les capteurs peuvent être de taille restreinte, la redondance de ces capteurs ne compliquant pas sensiblement la structure de la télécommande, il apparaît en revanche que la mise en place de deux unités de traitement dans la télécommande complique de façon importante la réalisation de la télécommande, et augmente également son coût de façon significative.
  • En conséquence; la présente invention a pour but de fournir une télécommande dans laquelle les dysfonctionnements dus à l'unité de traitement peuvent être détectés, sans nécessiter la mise en place de deux unités de traitement au sein de la télécommande.
  • A cet effet, la présente invention concerne une télécommande d'engin mobile, en particulier engin de travaux publics, engin agricole ou de manutention, destinée à générer des signaux de commande vers un dispositif client, par l'intermédiaire de moyens de communication, la télécommande comprenant :
    • une poignée de commande mobile selon au moins un degré de liberté par rapport au corps de la télécommande,
    • au moins un capteur de la position de la poignée de commande,
    • une unité de traitement des signaux émis par l'au moins un capteur,
    • un actionneur, destiné à transmettre des signaux de commande, traités par l'unité de traitement au dispositif client,
    caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de test destinés à introduire un signal dérivé d'un signal de test émis par le dispositif client en entrée de l'unité de traitement, et en ce qu'elle est agencée pour émettre, vers le dispositif client, un ensemble d'informations, en réponse au signal de test, comprenant au moins un signal de réponse, correspondant au traitement du signal dérivé du signal de test par l'unité de traitement.
  • Ces dispositions permettent de vérifier le fonctionnement de l'unité de traitement, au niveau du dispositif client, en comparant le signal de test émis et le signal correspondant au traitement du signal de test par l'unité de traitement, sans nécessiter la présence de deux unités de traitement, mais de simples moyens de test constituant une boucle en entrée des moyens de traitement.
  • Ces dispositions permettent de sécuriser les informations provenant de la télécommande en conservant une structure simple de celle-ci. Elles permettent de tirer profit de la présence de moyens de supervision au niveau du dispositif client, ce dispositif n'étant pas soumis aux mêmes contraintes concernant son encombrement.
  • Ces dispositions permettent de respecter les normes de type IEC61508N concernant la télécommande, en particulier son volet SIL2.
  • Avantageusement, l'ensemble d'informations, émis en réponse au signal de test, comporte de plus au moins un signal de commande correspondant au traitement du signal des capteurs par l'unité de traitement.
  • Avantageusement, le signal de test est un signal numérique.
  • Selon un mode de réalisation, les moyens de test comprennent :
    • des moyens d'émission d'un signal analogique à partir du signal de test
    • des moyens de filtrage du signal analogique émis.
  • Avantageusement, l'unité de traitement comprend au moins un convertisseur analogique/numérique.
  • Selon un mode de réalisation, les moyens d'émission d'un signal vers les moyens de filtrage à partir du signal de test comportent des moyens de génération d'un signal de type à modulation de largeur d'impulsion.
  • Avantageusement, les moyens de filtrage comportent un filtre passe-bas.
  • Selon un mode de réalisation, la télécommande comporte des moyens de contrôle additionnels de l'unité de traitement, comprenant :
    • un composant de vérification de la tension d'alimentation de l'unité, et/ou
    • un composant de vérification de la fréquence de cadencement des opérations dans l'unité de traitement.
  • Avantageusement, la télécommande comporte au moins deux capteurs pour chaque degré de liberté de la poignée.
  • La présente invention concerne également un procédé de vérification du fonctionnement d'une unité de traitement d'une télécommande d'engin mobile, en particulier engin de travaux publics, engin agricole ou de manutention, destinée à générer des signaux de commande vers un dispositif client, par l'intermédiaire de moyens de communication, la télécommande comprenant :
    • une poignée de commande mobile selon au moins un degré de liberté par rapport au corps de la télécommande,
    • au moins un capteur de la position de la poignée de commande,
    • une unité de traitement des signaux émis par l'au moins un capteur,
    • un actionneur, destiné à transmettre des signaux de commande, traités par l'unité de traitement au dispositif client,
    procédé comprenant les étapes consistant à,
    au niveau d'un dispositif client :
    • émettre un signal de test à destination de l'unité de traitement, au niveau de la télécommande :
    • produire un signal dérivé du signal de test émis par le dispositif client
    • introduire le signal dérivé en entrée de l'unité de traitement,
    • traiter le signal dérivé du signal de test comme un signal de capteur au niveau de l'unité de traitement,
    • émettre un ensemble d'informations, comprenant au moins un signal correspondant au traitement par l'unité de traitement, du signal dérivé du signal de test, vers le dispositif client, et au niveau du dispositif client :
    • comparer le signal de test et le signal de réponse. Avantageusement, le signal de test est un signal numérique.
  • Selon un mode de mise en oeuvre, la production d'un signal dérivé du signal de test est réalisée en :
    • dérivant un signal analogique à partir du signal de test
    • filtrant le signal analogique ainsi émis.
  • Selon un mode de mise en oeuvre, l'ensemble d'informations comprend de plus, au moins un signal correspondant au traitement du signal des capteurs par l'unité de traitement.
  • Avantageusement, au niveau du dispositif client, l'ensemble d'informations émis par la télécommande est attendu dans un intervalle de temps déterminé après émission du signal de test.
  • Avantageusement, le procédé comporte une étape, au niveau de l'unité de traitement, consistant à multiplexer les signaux de capteur et des signaux dérivés du signal de test, et à traiter le signal multiplexé avec des moyens de traitement, notamment pour réaliser une conversion analogique/numérique.
  • Selon un mode de mise en oeuvre, la détection de la position de la poignée est réalisée par deux capteurs distincts.
  • Avantageusement, au moins une partie du traitement est réalisé, au sein de l'unité de traitement, de façon redondante par au moins deux routines dont les instructions et/ou les données sont enregistrées dans deux zones de mémoires distinctes de l'unité de traitement.
  • Selon un mode de mise en oeuvre, une première routine traite les signaux d'un premier capteur et le signal dérivé du signal de test, et une seconde routine traite les signaux d'un second capteur et le signal dérivé du signal de test.
  • De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation d'une télécommande selon l'invention.
    • La figure 1 est une vue en coupe partielle d'une télécommande selon un mode de réalisation.
    • La figure 2 est une représentation schématique d'un système formé d'une télécommande et d'un dispositif client reliés par des moyens de communication.
    • La figure 3 est une représentation de la caractéristique du signal de sortie des capteurs de la télécommande de figure 1, en fonction de la position de la poignée.
    • La figure 4 est un schéma bloc des composants de traitement de la télécommande de figure 1.
    • La figure 5 est un organigramme des traitements effectués par l'unité de traitement de la télécommande de figure 1.
    • La figure 6 est un schéma de l'ordonnancement temporel de la communication entre la télécommande de figure 1 et un dispositif client.
    • La figure 7 est un tableau décrivant une trame de donnée envoyée par un dispositif client à la télécommande de figure 1.
    • La figure 8 est un tableau décrivant une trame de donnée envoyée par la télécommande de figure 1 à un dispositif client.
  • Selon un mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 8, une télécommande 2 d'engin mobile selon l'invention comprend :
    • une poignée de commande 3 mobile selon au moins un degré de liberté par rapport au corps 4 de la télécommande,
    • deux capteurs de position 5, 5R de la position de la poignée de commande 3.
    • une unité de traitement 6 des signaux émis par les capteurs 5, 5R,
    • une partie d'actionnement ou actionneur 7, destinée à transmettre des signaux de commande au système client.
  • Les signaux de commande sont transportés par l'intermédiaire de moyens de communication 9, constitués par exemple d'un bus de terrain de type bus CAN vers un dispositif client 10 comprenant au moins des moyens de supervision 12.
  • Pour la partie mécanique, représentée sur la figure 1, la télécommande 1 pour engins mobiles comprend, ainsi que décrit dans le document FR 2 857 489 , pour chaque degré de liberté de la poignée 3, deux poussoirs 13, 13R montés coulissant dans le corps 4,
  • La poignée 3 est montée basculante par rapport au corps 4, et commande, par l'intermédiaire d'une jupe transversale 14 en appui simple sur l'extrémité supérieure des poussoirs 13, 13R, les mouvements de va-et-vient de ces deux poussoirs 13, 13R situés de part et d'autre de la poignée 3.
  • Des premiers moyens de rappel élastique 15 sollicitent chaque poussoir 13, 13R vers sa position sortie de manière à ce que ceux-ci possèdent un mouvement ascendant propre, et suivent les mouvements de la poignée dans toutes ses positions de basculement, entre une position enfoncée et une position sortie du poussoir 13, 13R.
  • Ces dispositions permettent de convertir le mouvement de basculement de la poignée 3 en un mouvement linéaire de chaque poussoir 13, 13R.
  • Les capteurs 5, 5R détectent la position de chacun des poussoirs 13, 13R, ce qui permet de connaître la position de la poignée.
  • De préférence, les capteurs 5, 5R sont des capteurs sans contact mécanique du type capteur à effet Hall, montés dans le corps 4 de la télécommande. Chaque poussoir comporte un pied comprenant un aimant 16, se déplaçant en regard du capteur entre les positions enfoncée et sortie de chaque poussoir 13, 13R.
  • Il est à noter qu'il suffit d'un seul poussoir et d'un seul capteur pour connaître la position de la poignée dans toutes ses positions de basculement.
  • La présence de deux poussoirs et de deux capteurs permet donc d'obtenir une information redondante pour un axe ou un degré de liberté donné.
  • Chaque capteur 5, 5R, fournit, en fonction de la position de la poignée 3 et donc du poussoir auquel il est associé, un signal S1, S1R.
  • Ce signal S1, S1R peut par exemple être donné sous forme de signal de tension électrique, dont la valeur est comprise entre deux bornes extrêmes de 0, 5 et 5 V, une valeur médiane de 2,5 V correspondant à la position neutre de la poignée.
  • Ce signal S1, S1R, indiquant précisément la position de la poignée 3, est envoyé à l'unité de traitement 6.
  • Il est bien entendu possible d'appliquer ces dispositions à une télécommande 2 comprenant plus d'un degré de liberté. En particulier, pour une télécommande comportant une poignée à deux axes, quatre poussoirs et quatre capteurs sont utilisés, fournissant ainsi quatre signaux S1, S1R, S2, S2R.
  • Nous illustrerons par la suite le comportement du système pour un seul degré de liberté, mais il est évident que celui-ci peut être utilisé pour un nombres de degrés de liberté quelconque.
  • Etant donné la disposition des poussoirs de part et d'autre de la poignée pour un axe donné, deux signaux croisés sont obtenus, ainsi que représenté sur la figure 3, pour un premier axe, correspondant aux signaux S1 et S1R.
  • Par exemple, on constate que pour une position de la poignée orientée à 100% dans une première direction, le signal S1 a pour valeur 4,5 V alors que le signal S1R a pour valeur 0,5 V.
  • Lorsque la poignée est dans sa position neutre, les deux capteurs 5, 5R délivrent une même valeur des signaux S1, S1R, égale à 2,5 V.
  • Il est à noter que des plages de valeurs au dessus de 4,5 V et en dessous de 0,5 V, permettent de détecter des causes de dysfonctionnement telles que l'usure, la coupure du circuit ou un court-circuit.
  • Ainsi que représenté sur la figure 4, l'unité de traitement 6, est constitué par une partie d'une carte électronique 17, en particulier par un microcontrôleur 6.
  • Ce microcontrôleur 6 comporte :
    • un convertisseur analogique/numérique ADC, destiné à recevoir les signaux en provenance des capteurs par un premier groupe d'entrées, représenté en 18.
    • un microprocesseur CPU, représenté en 19, destiné au traitement et au routage des informations sur le microcontrôleur,
    • un contrôleur d'interface IC, représenté en 20, destiné à la communication avec l'actionneur 7.
  • Le microprocesseur CPU est relié aux autres composants par des moyens de communication internes du microcontrôleur 6, de type bus.
  • L'actionneur 7 est constitué par un pilote d'interface ID, qui permet notamment une amplification des signaux fournis par le contrôleur d'interface IC. Par exemple, le niveau du signal en sortie du contrôleur d'interface est de l'ordre de 1 mA, et le pilote d'interface amplifie le niveau de ce signal jusqu 'à 20 mA, pour le communiquer par le bus 9.
  • L'actionneur 7 est relié au bus en émission et en réception par deux liaisons CANH et CANL représentées en 23 et 24.
  • Grâce aux éléments reçus ci-dessus, les signaux S1 et S1R sont reçus au niveau du convertisseur analogique/numérique ADC en 18, par deux entrées ADC1 et ADC4, référencées en 25 et 26. Les signaux S1 et S1R sont ainsi transformés d'analogique en signaux numériques S1d et S1Rd.
  • Le microprocesseur CPU permet d'effectuer des traitements complémentaires sur les signaux, par exemple pour mettre en place des rampes ou des courbes de signal.
  • Les signaux de sortie S1s et S1Rs ainsi obtenus sont ensuite fournis au contrôleur d'interface IC, qui les transmet à l'actionneur 7, lui-même transmettant ce signal, constituant un signal de commande au dispositif client 10 par les moyens de communication 9, constitués par le bus de terrain CAN.
  • L'ensemble de la carte est alimenté par une source de puissance par une entrée 27, reliée par exemple à un régulateur de tension REG,représenté en 28. Par exemple, ce régulateur 28 permet de vérifier que l'alimentation du microcontrôleur 6 est effectuée dans une bande de 5V de tension.
  • D'autre part, la carte présente une référence commune de potentiel électrique 29.
  • Selon une caractéristique de l'invention, le microcontrôleur 6 comporte de plus un ensemble de moyens de test, permettant de déduire un signal de réponse RT à partir d'une valeur de consigne de test T.
  • La valeur de consigne numérique de test T est communiquée par les moyens de supervision 12 du système client, par l'intermédiaire du bus 9 de communication.
  • Cette valeur de consigne T est reçue par l'actionneur 7, qui la transmet au contrôleur d'interface IC, et est ensuite routée par le microprocesseur CPU vers les moyens de test.
  • Les moyens de test comportent notamment :
    • des moyens de génération d'un signal de type à modulation de largeur d'impulsion PWM, représenté en 30, sur une sortie 32 du microcontrôleur 6, à partir d'une valeur de consigne numérique de test T, et
    • un filtre 33, par exemple de type passe bas, permettant de générer un signal continu à partir du signal à modulation de largeur d'impulsion.
  • Un second groupe d'entrée 34 du convertisseur analogique/numérique ADC, dont deux entrées ADC2 et ADC3, représentées en 35 et 36, prennent la valeur de signal analogique en sortie du filtre 33.
  • Le filtre 33 peut par exemple être constitué d'une résistance 37 en série entre les bornes du filtre et d'une dérivation vers la référence commune comprenant un condensateur 38.
  • Les moyens de test permettent ainsi de fournir une valeur de signal analogique provenant du filtrage, traitée comme une valeur de signal provenant d'un capteur, par le convertisseur ADC, puis lors des traitements effectués par le microprocesseur CPU, et lors du transfert par le contrôleur d'interface IC et l'actionneur.
  • Le signal obtenu correspondant à un signal de réponse RT est ensuite renvoyé au moyens de supervision 12 du dispositif client 10 avec les signaux de commande des capteurs, S1 et S1R, par l'intermédiaire à nouveau du contrôleur d'interface IC, de l'actionneur 7, puis du bus 9 de communication, comme nous le détaillerons ci-dessous.
  • La carte électronique 17 comprend également des moyens de vérification complémentaires du fonctionnement du microcontrôleur 6 formant l'unité de traitement 6, constitués par :
    • un composant SUP, portant la référence 39 de vérification de la tension d'alimentation du microcontrôleur 6 et
    • un composant EWD, portant la référence 40, de vérification de la fréquence de cadencement des opérations dans le microcontrôleur 6.
  • Ces composants sont susceptibles de stopper le fonctionnement de l'actionneur 7 si une anomalie est constatée concernant les paramètres vérifiés.
  • La figure 4 permet d'illustrer l'organisation des traitements opérés sur les signaux présents en entrée du convertisseur analogique/numérique ADC, jusqu'à la mise en forme de trames de donnée susceptible d'être transmises au système client par le contrôleur d'interface IC et l'actionneur 7.
  • Les signaux S1, S1R, T provenant respectivement d'un premier et d'un second capteur 5, 5R, et du filtre 33 sont présents sur les entrées suivantes du convertisseur analogique/numérique ADC :
    • ADC1, pour S1,
    • ADC2 et ADC3 pour T, et
    • ADC4 pour S1R.
  • Dans une première étape E1, l'ensemble de ces signaux S1, S1R, T sont multiplexés par un composant de multiplexage 42 pour faire l'objet d'un même traitement de conversion analogique/numérique par le convertisseur ADC. Le multiplexage peut être opéré par un composant dédié ou par le microprocesseur 19.
  • Dans une seconde opération E2, la conversion du signal multiplexé est opéré par le convertisseur ADC.
  • Dans une troisième étape E3, au sein du microprocesseur 19, les traitements additionnels sont effectués sur les données numériques obtenues à partir des signaux S1, T, S1R. Ces traitements sont effectués par deux routines de calcul R1 et R1R, redondantes, dont les instructions identiques sont stockées dans deux parties de la mémoire du microprocesseur CPU séparées, RAM1 et RAM2.
  • La routine R1 traite les données issues des signaux S1 et T, provenant des entrées ADC1 et ADC2 du convertisseur, et la routine R1 R traite les données issues des signaux S1R et T, provenant des entrées ADC4 et ADC3 du convertisseur.
  • En sortie, la routine R1 fournit des données numériques dérivées des signaux :
    • T
    • S1, et
    • Un signal INVS1, correspondant à une inversion numérique de S1 bit à bit.
  • La routine R1R des données numériques dérivées des signaux :
    • T, que nous noterons TR, pour marquer la différence avec le signal obtenu par la routine R1
    • S1R,
    • Un signal INVS1R, correspondant à une inversion numérique de S1R bit à bit.
  • Dans une quatrième étape E4, les données obtenues en E3 sont formatées sous forme d'une trame SAF, pour un envoi vers le système client, par le contrôleur d'interface IC et le pilote d'interface de l'actionneur 7.
  • Cette trame comprend les données suivantes :
    • S1 : la valeur du signal provenant d'un premier capteur 5, après traitement
    • INVS1 : l'inversion numérique de S1 bit à bit.
    • S1 R : la valeur du signal provenant d'un second capteur redondant 5R, après traitement
    • INVS1R: l'inversion numérique de S1R bit à bit.
    • RT : la valeur de réponse, correspondant à la valeur dérivée de T, mesurée en ADC2, et obtenue après les traitements par l'unité de traitement.
    • RTR : la valeur de réponse, correspondant à la valeur dérivée de T, mesurée en ADC3, et obtenue après les traitements par l'unité de traitement.
  • La trame comporte de plus un compteur cyclique CC permettant d'identifier celle-ci par rapport aux trames précédentes et suivantes.
  • Le protocole de communication entre les moyens de supervision 12 du dispositif client 10 et l'unité de traitement constituée par le microcontrôleur 6 est de type maître/esclave. Les moyens de supervision 12 du dispositif client constituent le maître, et l'unité de traitement 6 de la télécommande est l'esclave.
  • Les moyens de supervision 12 envoient une requête synchrone sous forme d'une trame de requête maître MRF, et attendent une réponse sous forme d'une trame de réponse esclave SAF, dans une fenêtre de temps déterminée, à partir de l'émission de la trame de requête.
  • Un exemple d'ordonnancement des transmissions de trame est illustré sur la figure 6. Il apparaît dans cet exemple que la réponse de l'unité de traitement doit parvenir dans les 0,5 ms aux moyens de supervision du dispositif client, et que les trames de requêtes sont envoyées par ces moyens de supervision à un intervalle compris entre 5 et 25 ms.
  • Le mode synchrone décrit permet d'éviter les erreurs de communications et évitent les confusions entre deux réponses à deux trames de requête émises.
  • La trame de requête maître MRF comprend la valeur de consigne de test T, et la trame de réponse esclave SAF comprend les données des signaux RT, S1, INVS1, RTR, S1R, INVSR telles que détaillées ci-dessus. Les figures 7 et 8 décrivent un exemple de structure pour ces trames.
  • Il est ainsi possible pour les moyens de supervision du dispositif client de comparer la valeur de consigne de test T envoyée avec les valeurs RT et RTR reçues, pour identifier si le fonctionnement du microcontrôleur est satisfaisant, les signaux reçus RT et RTR ayant été traités par tous les composants du microcontrôleur 6, comprenant des éléments redondants.
  • Il est également possible de comparer les valeurs de S1 et INVS1, respectivement de S1R et INVS1R, afin de contrôler le bon fonctionnement des opérations réalisées par les routines de calcul.
  • Enfin la comparaison des signaux S1 et S1R permettent de contrôler le bon fonctionnement des capteurs 5, 5R.
  • Comme il va se soi, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation préférentielles décrite ci-dessus, à titre d'exemple non limitatif ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes.

Claims (18)

  1. Télécommande (2) d'engin mobile, en particulier engin de travaux publics, engin agricole ou de manutention, destinée à générer des signaux de commande (S1, S1R) vers un dispositif client (10), par l'intermédiaire de moyens de communication (9), la télécommande comprenant :
    - une poignée de commande (3) mobile selon au moins un degré de liberté par rapport au corps de la télécommande (4),
    - au moins un capteur (5, 5R) de la position de la poignée de commande (3),
    - une unité de traitement, ou microcontrôleur, (6) des signaux émis par l'au moins un capteur (5, 5R),
    - un actionneur, (7), destiné à transmettre des signaux de commande (S1, S1R), traités par l'unité de traitement (6) au dispositif client (10),
    caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de test (30, 33, 34) destinés à introduire un signal dérivé d'un signal de test (T) émis par le dispositif client (10) en entrée (ADC2, ADC3) de l'unité de traitement (6), et en ce qu'elle est agencée pour émettre, vers le dispositif client (10), un ensemble d'informations (SAF), en réponse au signal de test (T), comprenant au moins un signal de réponse (RT), correspondant au traitement du signal dérivé du signal de test (T) par l'unité de traitement (6).
  2. Télécommande (2) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble d'informations (SAF), émis en réponse au signal de test (T), comporte de plus, au moins un signal de commande correspondant au traitement du signal des capteurs par l'unité de traitement (6).
  3. Télécommande (2) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le signal de test (T) est un signal numérique.
  4. Télécommande selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens de test comprennent :
    - des moyens d'émission (30) d'un signal analogique à partir du signal de test (T)
    - des moyens de filtrage (33) du signal analogique émis.
  5. Télécommande (2) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'unité de traitement (6) comprend au moins un convertisseur analogique/numérique (18, 34).
  6. Télécommande (2) selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que les moyens d'émission d'un signal vers les moyens de filtrage (33) à partir du signal de test (T) comportent des moyens de génération d'un signal de type à modulation de largeur d'impulsion (30).
  7. Télécommande (2) selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que les moyens de filtrage comportent un filtre passe-bas (33).
  8. Télécommande (2) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de contrôle additionnels de l'unité de traitement, comprenant :
    - un composant de vérification de la tension d'alimentation de l'unité (39), et/ou
    - un composant de vérification de la fréquence de cadencement des opérations dans l'unité de traitement (40).
  9. Télécommande (2) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux capteurs (5, 5R) pour chaque degré de liberté de la poignée (3).
  10. Procédé de vérification du fonctionnement d'une unité de traitement (6) d'une télécommande d'engin (2) mobile, en particulier engin de travaux publics, engin agricole ou de manutention, destinée à générer des signaux de commande (S1, S1R) vers un dispositif client (10), par l'intermédiaire de moyens de communication (9), la télécommande comprenant :
    - une poignée de commande (3) mobile selon au moins un degré de liberté par rapport au corps de la télécommande (4),
    - au moins un capteur (5, 5R) de la position de la poignée de commande (3),
    - une unité de traitement (6) des signaux émis par l'au moins un capteur (5, 5R),
    - un actionneur (7), destiné à transmettre des signaux de commande (S1, S1R), traités par l'unité de traitement (6) au dispositif client (10),
    procédé comprenant les étapes consistant à,
    au niveau d'un dispositif client (10) :
    - émettre un signal de test (T) à destination de l'unité de traitement (6),
    au niveau de la télécommande :
    - produire un signal dérivé du signal de test (T) émis par le dispositif client (10)
    - introduire le signal dérivé en entrée (ADC2, ADC3) de l'unité de traitement (6),
    - traiter le signal dérivé du signal de test (T) comme un signal de capteur au niveau de l'unité de traitement (6),
    - émettre un ensemble d'informations (SAF), comprenant au moins un signal de réponse (RT) correspondant au traitement par l'unité de traitement, du signal dérivé du signal de test (T), vers le dispositif client (10),
    au niveau du dispositif client :
    - comparer le signal de test (T) et le signal de réponse (RT).
  11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le signal de test (T) est un signal numérique.
  12. Procédé selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que la production d'un signal dérivé du signal de test est réalisée en :
    - dérivant un signal analogique à partir du signal de test (T)
    - filtrant le signal analogique ainsi émis.
  13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'ensemble d'informations (SAF) comprend de plus, au moins un signal (S1, S1R, INVS1, INV S1R) correspondant au traitement du signal des capteurs par l'unité de traitement (6).
  14. Procédé selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que, au niveau du dispositif client (10), l'ensemble d'informations (SAF) émis par la télécommande est attendu dans un intervalle de temps déterminé après émission du signal de test (T).
  15. Procédé selon l'un des revendications 11 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte une étape, au niveau de l'unité de traitement, consistant à multiplexer les signaux de capteur (S1, S1R) et des signaux dérivés du signal de test (T), et à traiter le signal multiplexé avec des moyens de traitement (18), notamment pour réaliser une conversion analogique/numérique.
  16. Procédé selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la détection de la position de la poignée (3) est réalisée par deux capteurs distincts (5, 5R).
  17. Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'au moins une partie du traitement est réalisé, au sein de l'unité de traitement, de façon redondante par au moins deux routines (R1, R1 R) dont les instructions et/ou les données sont enregistrées dans deux zones de mémoires (RAM1, RAM2) distinctes de l'unité de traitement (6).
  18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'une première routine (R1) traite des signaux d'un premier capteur (S1) et le signal dérivé du signal de test (T), et une seconde routine (R1R) traite des signaux d'un second capteur (S1R) et le signal dérivé du signal de test (TR).
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