FR2819223A1

FR2819223A1 - Control system, for controlling switching on windscreen wipers, headlights of automotive vehicle, has switches actuated by levers placed under steering wheel of vehicle and electronic actuating module actuating wipers or headlights

Info

Publication number: FR2819223A1
Application number: FR0100222A
Authority: FR
Inventors: Carlos Alves; Jean Marc Boutet
Original assignee: TRW France SAS
Current assignee: TRW France SAS
Priority date: 2001-01-09
Filing date: 2001-01-09
Publication date: 2002-07-12
Anticipated expiration: 2021-01-09
Also published as: FR2819223B1

Abstract

The active control device, on a vehicle with the aid of levers placed under the steering wheel, has switches (14,16) for controlling elements, each actuated by a lever (10). At a distance, the vehicle carries an electronic actuating module, for actuating the elements in response to the control of the switches. Members are placed in the base of the levers generating codes representative of the opening or closing of the interrupters and the codes are transmitted to the electronic module by inductive coupling of an antennae associated with these elements, with an antennae (28) connected to the electronic module.

Description

DISPOSITIF DE COMMANDE SOUS VOLANT POUR VEHICULE AUTOMOBILE

La présente invention concerne les dispositifs dits de commande sous volant utilisés dans les véhicules automobiles. On désigne par ces termes un dispositif comportant plusieurs interrupteurs actionnables par le conducteur à l'aide d'une ou de manettes placées sous le volant et généralement portées par la colonne de direction. La commande sous volant permet d'actionner un certain nombre d'éléments du véhicule (mise en marche et arrêt des essuie-glace ; allumage des phares, des feux de croisement et des feux de position ; mise en marche des clignotants, etc). A chaque élément est associé un interrupteur et, selon l'état de l'interrupteur, l'élément est actionné ou non. A l'heure actuelle l'état de chaque interrupteur est transmis à un module électronique par l'intermédiaire d'une connexion filaire. Chaque interrupteur est relié à un fil électrique d'un faisceau d'amenée au module électronique par un contact de connecteur. STEERING CONTROL DEVICE FOR MOTOR VEHICLE

The present invention relates to so-called steering wheel control devices used in motor vehicles. By these terms is meant a device comprising several switches actuatable by the driver using one or more levers placed under the steering wheel and generally carried by the steering column. The steering wheel control makes it possible to activate a certain number of elements of the vehicle (switching on and off of the windscreen wipers; switching on of the headlights, dipped beam and position lights; switching on of the turn signals, etc.). A switch is associated with each element and, depending on the state of the switch, the element is actuated or not. Currently the status of each switch is transmitted to an electronic module via a wired connection. Each switch is connected to an electrical wire of a supply harness to the electronic module by a connector contact.

Cette disposition présente un certain nombre d'inconvénients. Les véhicules d'un même type comportent un nombre différent de lignes de commande, suivant leur niveau d'équipement. Il en résulte que les interfaces mécaniques et électriques sont différents

suivant le modèle, sauf à équiper tous les véhicules de l'interface le plus complexe. Le risque de rupture d'un fil ou de faux contact est d'autant plus élevé que les fils sont nombreux. This arrangement has a number of drawbacks. Vehicles of the same type have a different number of control lines, depending on their level of equipment. As a result, the mechanical and electrical interfaces are different

depending on the model, except to equip all vehicles with the most complex interface. The risk of wire breakage or false contact is higher the greater the number of wires.

La présente invention vise notamment à fournir un dispositif de commande sous volant répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique. The present invention aims in particular to provide a control device under the steering wheel that better meets those previously known to the requirements of practice.

Elle vise notamment à fournir un dispositif permettant à la fois de standardiser l'interface sur tous les véhicules d'un même type, quel que soit le niveau d'équipement, et d'augmenter la fiabilité de la transmission au module électronique. It aims in particular to provide a device making it possible both to standardize the interface on all vehicles of the same type, whatever the level of equipment, and to increase the reliability of the transmission to the electronic module.

Dans ce but l'invention propose notamment un dispositif de commande d'éléments pour véhicule automobile, à l'aide d'une ou de manettes placées sous le volant, comprenant des interrupteurs de commande des éléments actionnables chacun

par une ou la manette et, à distance, un module électronique d'actionnement des éléments en réponse à la commande des interrupteurs, caractérisé en ce qu'il comporte, sous le volant, des moyens de génération de codes représentatifs de l'état (ou du changement d'état) des interrupteurs et des moyens de transmission des codes au module électronique par couplage inductif. To this end, the invention proposes in particular a device for controlling elements for a motor vehicle, using one or more levers placed under the steering wheel, comprising switches for controlling the elements which can each be actuated.

by one or the lever and, remotely, an electronic module for actuating the elements in response to the control of the switches, characterized in that it includes, under the steering wheel, means for generating codes representative of the state ( or change of state) of the switches and of the means of transmitting the codes to the electronic module by inductive coupling.

Cette disposition supprime te besoin de connecteurs ou réduit leur nombre considérablement et permet d'adopter une interface standard sur tous les véhicules d'un même type, quel que soit le nombre d'éléments à commander. La fiabilité est accrue. This arrangement eliminates the need for connectors or reduces their number considerably and makes it possible to adopt a standard interface on all vehicles of the same type, regardless of the number of elements to be controlled. Reliability is increased.

Le couplage inductif s'effectuera généralement entre des antennes en boucle très proche l'une de l'autre, à une fréquence relativement basse (par exemple 125 kHz ou 13,56 MHz, déjà utilisée pour d'autres applications). La puissance émise peut être très faible, de sorte qu'il n'y a pas d'émission radioélectrique perturbatrice. Du fait de la proximité des antennes, le dispositif n'est pas perturbé par l'énergie à fréquence radioélectrique présente dans l'environnement d'un véhicule, qui par ailleurs est surtout concentrée dans des fréquences élevées (par exemple 433 ou 315 MHz en Europe pour d'autres types de commande ou de mesures). Le couplage inductif peut également être utilisé pour transférer l'énergie d'alimentation requise pour le fonctionnement de la partie du dispositif qui comporte les interrupteurs. Inductive coupling will generally take place between loop antennas very close to each other, at a relatively low frequency (for example 125 kHz or 13.56 MHz, already used for other applications). The transmitted power can be very low, so that there is no disturbing radio emission. Due to the proximity of the antennas, the device is not disturbed by the radio frequency energy present in the environment of a vehicle, which moreover is mainly concentrated in high frequencies (for example 433 or 315 MHz in Europe for other types of orders or measures). Inductive coupling can also be used to transfer the supply energy required for the operation of the part of the device that includes the switches.

Avantageusement le dispositif comporte de plus une station de base placée à proximité des moyens de transmission, interposée entre les dits moyens de transmission et le module électronique, munie d'une antenne présentant le couplage inductif avec les moyens de transmission. Advantageously, the device further comprises a base station placed near the transmission means, interposed between said transmission means and the electronic module, provided with an antenna having the inductive coupling with the transmission means.

En général, la manette ou chaque manette est mobile sur une embase fixée à la colonne de direction du véhicule, qui peut contenir une antenne de couplage inductif. In general, the joystick or each joystick is movable on a base fixed to the steering column of the vehicle, which may contain an inductive coupling antenna.

Dans un mode avantageux de réalisation, l'embase contient les interrupteurs, un microcontrôleur ou une logique câblée permettant d'élaborer les codes, et éventuellement un condensateur de stockage d'énergie si cette énergie est fournie par l'intermédiaire du couplage inductif. L'embase peut être reliée mécaniquement au boîtier de verrou de direction. In an advantageous embodiment, the base contains the switches, a microcontroller or a wired logic making it possible to develop the codes, and possibly an energy storage capacitor if this energy is supplied by means of the inductive coupling. The base can be mechanically connected to the steering lock housing.

L'invention présente des avantages supplémentaires lorsqu'elle est utilisée en combinaison avec un dispositif d'anti-démarrage du véhicule intégré au boîtier de la clé de contact et de démarrage, voire même avec un dispositif d'anti-démarrage et de commande des portes tel que celui décrit dans la demande de brevet PCT/FR 00/02159 à laquelle on pourra se reporter. Un tel dispositif d'anti-démarrage comporte un boîtier de verrouillage mécanique de direction qui contient une bobine formant antenne de communication avec la clé de verrouillage mécanique et de contact et un transpondeur de mise en communication avec le module électronique. Ce module électronique peut alors être commun avec celui du dispositif de commande d'éléments actifs. The invention has additional advantages when used in combination with a vehicle immobilizer integrated into the ignition and ignition key housing, or even with an immobilizer and vehicle control device. doors such as that described in patent application PCT / FR 00/02159 to which reference may be made. Such an immobilizer device comprises a mechanical steering locking box which contains a coil forming an antenna for communication with the mechanical locking and ignition key and a transponder for communication with the electronic module. This electronic module can then be common with that of the device for controlling active elements.

Les caractéristiques ci-dessus ainsi que d'autres apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : - la figure 1 est un schéma destiné à montrer les divers constituants d'un dispositif mettant en oeuvre l'invention ; - la figure 2 est un schéma électrique de principe du dispositif ; - la figure 3 montre une disposition possible des composants du dispositif sur la colonne de direction d'un véhicule. The above characteristics as well as others will appear more clearly on reading the following description of a particular embodiment, given by way of nonlimiting example. The description refers to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a diagram intended to show the various components of a device implementing the invention; - Figure 2 is an electrical block diagram of the device; - Figure 3 shows a possible arrangement of the device components on the steering column of a vehicle.

Le dispositif dont la constitution de principe est montrée en figure 1 comporte une manette 10 portée par une embase fixe, constituant un boîtier 12, placée sous le volant de direction 18. En général, cette manette est prévue pour tourner autour de son axe et pour tourner autour de l'embase de façon à définir plusieurs positions correspondant chacune à un état d'un interrupteur. La figure 2 montre, à titre d'exemple, des interrupteurs 141,..., 14n actionnés par la manette 10. The device, the basic structure of which is shown in FIG. 1, comprises a lever 10 carried by a fixed base, constituting a housing 12, placed under the steering wheel 18. In general, this lever is designed to rotate around its axis and to rotate around the base so as to define several positions each corresponding to a state of a switch. FIG. 2 shows, by way of example, switches 141, ..., 14n actuated by the lever 10.

Le boîtier 12 contient un microcontrôleur ou une logique câblée 20 capable de générer des codes particuliers représentatifs des états des divers interrupteurs 141,.... The housing 12 contains a microcontroller or a wired logic 20 capable of generating specific codes representative of the states of the various switches 141, ....

14n (ou de changement d'état de ces interrupteurs). Le boîtier 12 contient également un transpondeur 22 remplissant plusieurs fonctions. Il est apte à moduler une porteuse à fréquence relativement basse (typiquement 125 kHz) suivant le code reçu du microcontrôleur et à appliquer la porteuse modulée à une antenne en boucle 24. Si on souhaite que l'ensemble contenu dans le boîtier 12 soit passif, le transpondeur peut être associé à un ensemble redresseur-condensateur de stockage 26 permettant d'alimenter les composants du boîtier 12 à partir de l'énergie transmise par induction vers l'antenne 24. Comme on le verra plus loin, le transpondeur 22 permet également de scruter l'état des interrupteurs, par interrogation du microcontrôleur 20. Un autre jeu d'interrupteurs 161,..., 16m peut être prévu pour être commandé par une autre manette placée de l'autre côté du volant de direction 18. Cet autre jeu est associé lui aussi à un ensemble du genre qui vient d'être décrit. 14n (or change of state of these switches). The housing 12 also contains a transponder 22 fulfilling several functions. It is able to modulate a carrier at a relatively low frequency (typically 125 kHz) according to the code received from the microcontroller and to apply the modulated carrier to a loop antenna 24. If it is desired that the assembly contained in the housing 12 is passive, the transponder can be associated with a rectifier-storage capacitor assembly 26 making it possible to supply the components of the housing 12 from the energy transmitted by induction to the antenna 24. As will be seen below, the transponder 22 also allows to examine the state of the switches, by interrogating the microcontroller 20. Another set of switches 161, ..., 16m can be provided to be controlled by another lever placed on the other side of the steering wheel 18. This another game is also associated with a set of the genre which has just been described.

L'antenne en boucle 24 est couplée inductivement avec une antenne 28 montée à demeure sur le véhicule. L'ensemble des deux antennes 24 et 28 remplace le connecteur à contacts multiples prévu à l'heure actuelle sur les véhicules. L'antenne 28 est reliée à un étage transpondeur 30 relié à un microcontrôleur ou une logique câblée 34, reliée à son tour à un module électronique de bord 36, généralement placé à The loop antenna 24 is inductively coupled with an antenna 28 permanently mounted on the vehicle. The set of two antennas 24 and 28 replaces the multi-contact connector currently provided on vehicles. The antenna 28 is connected to a transponder stage 30 connected to a microcontroller or wired logic 34, in turn connected to an on-board electronic module 36, generally placed at

distance, ou une unité centrale, assurant les fonctions de commande de commutation de puissance. Le microcontrôleur ou logique câblée 34 et l'étage transpondeur 30 constituent une station de base, portée par une carte. remote, or a central unit, providing the power switching control functions. The microcontroller or wired logic 34 and the transponder stage 30 constitute a base station, carried by a card.

Le microcontrôleur 20 peut être associé avec une mémoire non volatile 21 à lecture et écriture, telle qu'une mémoire EEPROM ou FLASH permettant de conserver une indication sur l'état des interrupteurs et/ou de mémoriser temporairement des informations en cas de collision lors des transmissions d'informations ou en cas de commande simultanée de plusieurs interrupteurs. Par ailleurs, cette mémoire peut contenir un microprogramme de fonctionnement du microcontrôleur. The microcontroller 20 can be associated with a non-volatile memory 21 for reading and writing, such as an EEPROM or FLASH memory making it possible to keep an indication of the state of the switches and / or to temporarily store information in the event of a collision during the transmission of information or in the event of simultaneous control of several switches. Furthermore, this memory can contain an operating firmware of the microcontroller.

Dans le cas illustré sur les figures 1 et 2, la station de base est prévue pour assurer non seulement les fonctions de commande sous volant, mais aussi les fonctions d'anti-démarrage. Pour cette raison, l'étage transpondeur 30 est également relié à une seconde antenne pouvant être constituée par une bobine 38, couplée inductivement à une bobine 40 contenue dans la clé de contact 42. La bobine 38 peut notamment être placée dans une bague 44 entourant le boîtier 46 de verrouillage mécanique de l'arbre de direction. La bobine formant antenne 40 est reliée à un transpondeur 48 placé dans la tête de clé et dont le fonctionnement peut être celui décrit dans la demande PCT/FR 00/02159 déjà mentionnée. Sur les figures, les liaisons de puissance, qui peuvent comporter des connecteurs simples, ne sont pas représentées. In the case illustrated in FIGS. 1 and 2, the base station is designed to provide not only the control functions under the steering wheel, but also the immobilizer functions. For this reason, the transponder stage 30 is also connected to a second antenna which may consist of a coil 38, inductively coupled to a coil 40 contained in the ignition key 42. The coil 38 can in particular be placed in a ring 44 surrounding the housing 46 for mechanical locking of the steering shaft. The antenna coil 40 is connected to a transponder 48 placed in the key head and the operation of which may be that described in application PCT / FR 00/02159 already mentioned. In the figures, the power connections, which may include simple connectors, are not shown.

Le mode de fonctionnement peut être le suivant :
Lorsque la clé de contact 42 est introduite dans le verrou de direction et qu'elle

est tournée d'un cran (venue dans la position qui déclenche l'interrogation en vue de l'autorisation de démarrage), un interrupteur électrique non représenté, placé dans le boîtier de verrou, se ferme. Le module de bord 36, qui constitue une unité centrale, demande alors à la station de base de faire une authentification du transpondeur 48. The operating mode can be as follows:
When the ignition key 42 is inserted into the steering lock and it

is turned by a notch (coming into the position which triggers the interrogation with a view to authorization to start), an electrical switch, not shown, placed in the lock box, closes. The on-board module 36, which constitutes a central unit, then requests the base station to authenticate the transponder 48.

Le microcontrôleur 34 rend alors opérationnelle l'unité centrale 36, ainsi qu'un calculateur de contrôle moteur non représenté, lorsqu'il constate que les données reçues du transpondeur 48 correspondent à un code stocké dans une mémoire protégée. The microcontroller 34 then makes the central unit 36 operational, as well as an engine control computer not shown, when it finds that the data received from the transponder 48 correspond to a code stored in a protected memory.

L'émission de la porteuse par l'étage transpondeur 30 fournit l'énergie nécessaire au fonctionnement des éléments contenus dans l'embase 12. The transmission of the carrier by the transponder stage 30 provides the energy necessary for the operation of the elements contained in the base 12.

A chaque changement d'état d'un interrupteur 14 ou 16, le microcontrôleur ou la logique câblée 20 passe de l'état de sommeil à l'état de veille et génère un code représentatif du changement d'état de l'interrupteur ou de l'état nouveau de l'interrupteur. At each change of state of a switch 14 or 16, the microcontroller or the wired logic 20 passes from the sleep state to the standby state and generates a code representative of the change of state of the switch or the new state of the switch.

On peut notamment utiliser un code sur 8 bits de données, avec un bit de contrôle de One can in particular use a code on 8 bits of data, with a bit of control of

parité et éventuellement des bits supplémentaires de détection d'erreur ou de correction d'erreur. Le microcontrôleur actionne également le transpondeur en vue d'émettre le code, par exemple sous forme de modulation d'amplitude à 2 ou 4 kBauds. On peut notamment utiliser un codage NRZ ou un code biphase Manchester. L'étage transpondeur 30 reçoit et exploite l'information ainsi émise et adresse le code au microcontrôleur ou à la logique câblée 34. Une fois la commande exécutée, un accusé de réception ACK est retourné vers le microcontrôleur 20 pour abaisser un fanion libérant la transmission.

parity and possibly additional bits of error detection or error correction. The microcontroller also activates the transponder in order to transmit the code, for example in the form of amplitude modulation at 2 or 4 kBauds. One can in particular use an NRZ coding or a Manchester biphase code. The transponder stage 30 receives and uses the information thus transmitted and addresses the code to the microcontroller or to the wired logic 34. Once the command has been executed, an acknowledgment of receipt ACK is returned to the microcontroller 20 to lower a flag releasing the transmission .

Plusieurs commandes peuvent être actionnées à la fois, s'il y a deux manettes. Several controls can be operated at the same time, if there are two joysticks.

Des moyens de gestion des collisions peuvent être prévus. Le microcontrôleur de la station de base 34 peut par exemple être prévue pour obliger le microcontrôleur 20 à interrompre une requête en collision avec une autre (ou les deux requêtes en collision) et à ne la reprendre que sur une interrogation émise par le microcontrôleur 34. Collision management means can be provided. The microcontroller of the base station 34 may for example be provided to force the microcontroller 20 to interrupt a request for collision with another (or the two requests for collision) and to only resume it on an interrogation sent by the microcontroller 34.

La disposition mécanique des différents composants peut être celle montrée en figure 3. L'embase 12 est reliée à un boîtier porté par la colonne de direction 50 et qui peut être du même type que celui décrit dans la demande de brevet PCT//00/02159 déjà mentionnée. Les interrupteurs de chaque jeu constituent un bloc 52 porté par un embout 54 sur lequel tourne la manette 10. Les composants 20,21 et 22 à 26 peuvent être prévus sur une carte et reliés à l'antenne en boucle 24. La liaison avec l'unité centrale 36 peut s'effectuer de façon classique par un câble 56. The mechanical arrangement of the various components can be that shown in FIG. 3. The base 12 is connected to a housing carried by the steering column 50 and which can be of the same type as that described in the patent application PCT // 00 / 02159 already mentioned. The switches of each set constitute a block 52 carried by an end piece 54 on which turns the lever 10. The components 20, 21 and 22 to 26 can be provided on a card and connected to the loop antenna 24. The connection with the the central unit 36 can be carried out conventionally by a cable 56.

Claims

1. Device for controlling active elements on a motor vehicle using one or more joysticks (10) placed under the steering wheel, comprising switches for controlling the elements each actuable by one or the joystick and, remotely, one electronic module (36) for actuating the elements in response to the command of the switches, characterized in that it comprises, under the steering wheel, means (20) for generating codes representative of the state of the switches and of the means of transmission of codes to the electronic module by inductive coupling.

2. Device according to claim 1, characterized in that it comprises a base station placed near the transmission means, interposed between said transmission means and the electronic module, provided with an antenna (28) having the coupling inductive with the means of transmission.

3. Device according to claim 1, characterized in that the inductive coupling is carried out by loop antennas (24,28), one of which is fixed on the vehicle and the other is contained in a base of the joystick.

4. Device according to claim 1,2 or 3, characterized in that the electronic module (36) is common with a module of an anti-starting device of the vehicle integrated into the housing of the ignition key and starting the vehicle to form a central unit.

5. Device according to claim 4, characterized in that the immobilizer comprises a mechanical steering locking box (46) which contains a coil forming an antenna for communication with the key (42) mechanical locking and contact and a communication transponder with the electronic module.

6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the code generation means (20) and the code transmission means comprise a microcontroller or wired logic capable of generating particular codes representative of the states various switches or changes of state of these switches and a transponder (22) capable of modulating a carrier at low frequency according to the code received from the microcontroller and applying the modulated carrier to a loop antenna (24).

7. Device according to claim 6, characterized in that the transponder is associated with a rectifier-storage capacitor assembly (26) allowing

to power the components placed under the steering wheel from the energy transmitted by induction to the antenna (24).

8. Device according to claim 1, characterized by collision management means comprising a non-volatile memory (21) interrupting any request for collision with another and capable of providing a subsequent interrogation.