FR2821932A1 - Procede et dispositif de detection de defaillance pour un reseau de capteurs - Google Patents
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Abstract
Un réseau de capteurs (1) comporte une pluralité de résistances (R) reliées à des lignes de rangées (2a) et des lignes de colonnes (2b) en une matrice. Une résistance de surveillance (Rd) est reliée entre les extrémités de deux lignes de rangées adjacentes (2a). Une première des lignes de rangées (2a) est reliée à une résistance d'excursion haute (Rp) et l'autre ligne de rangée est mise à la masse afin de former un circuit série. Lorsqu'une tension (Vcc) est appliquée au circuit série, une tension aux bornes de la résistance de surveillance (Rd) est appliquée en entrée à une unité ECU 10. Si le circuit se trouve dans l'état de court-circuit, la tension aux bornes de la résistance de surveillance (Rd) vaut 0. Si le circuit se trouve dans l'état de circuit ouvert, la tension est égale à la tension appliquée au circuit. Si aucune défaillance n'est présente dans le circuit série, la tension est égale à la tension divisée [Rd x Vcc/ (Rd + Rp)]. Une détection de défaillance dans les lignes de colonnes (2b) est exécutée de la même manière que pour les lignes de rangées (2a).
Description
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PROCEDE ET DISPOSITIF DE DETECTION DE DEFAILLANCE POUR UN RESEAU
DE CAPTEURS Description
La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de détection de défaillance pour un réseau de capteurs où une pluralité de capteurs sensibles à la pression est reliée en une matrice.
DE CAPTEURS Description
La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de détection de défaillance pour un réseau de capteurs où une pluralité de capteurs sensibles à la pression est reliée en une matrice.
Dans un réseau de capteurs de détection de passager destiné à un véhicule, l'état du câblage qui relie chaque capteur sensible à la pression à une unité de commande électronique (ECU) doit être surveillé pour une opération de détection de passager appropriée. Un procédé destiné à surveiller le réseau de capteurs en matrice est représenté sur la figure 7. Une ligne 120 destinée à surveiller des lignes de rangées 100 par l'unité ECU est reliée à chaque ligne de rangée 100 (#1 à #3), et une résistance 130 est reliée entre chaque ligne de rangée 100 et sa ligne correspondante 120. Pour la surveillance des lignes de colonnes 110 (#A à #C), les lignes 120 et les résistances 130 sont reliées de la même manière que les rangées. Il en résulte que les circuits série sont conçus de sorte que le caractère opérationnel des lignes 100 et 110 est surveillé en appliquant un courant de test par l'unité ECU.
Cependant, afin de détecter des défaillances (état de circuit ouvert et/ou court-circuit) dans un circuit en matrice qui contient m rangées et n colonnes, un certain nombre de lignes autant que m x 2 + n x 2 est requis même si une pluralité de capteurs sensibles à la pression est reliée en une matrice afin de réduire le câblage.
La présente invention a de ce fait pour but de réaliser un procédé et un dispositif de détection de défaillance pour un réseau de capteurs nécessitant moins de câblage en vue d'une opération de surveillance.
Conformément à la présente invention, un dispositif de surveillance tel qu'une résistance est relié aux extrémités de deux lignes de rangées ou de deux lignes de colonnes afin de former un circuit série avec une résistance d'excursion haute.
Une tension est appliquée au circuit série afin de contrôler le caractère opérationnel de ces lignes sur la base des variations de tension ou de courant dans le circuit série. Si aucune
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défaillance n'est présente dans le circuit série, la tension divisée correspondant au rapport de la valeur ohmique de la résistance d'excursion haute et d'une valeur ohmique d'un capteur est développée. Si le circuit série se trouve dans l'état court-circuité, la tension aux bornes du dispositif de surveillance est de 0 V. Si le circuit série se trouve dans l'état de circuit ouvert, la tension est égale à la tension appliquée au circuit série.
Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus de la présente invention ainsi que d'autres deviendront plus évidents d'après la description détaillée qui suit, réalisée en faisant référence aux dessins annexés. Dans les dessins :
La figure 1 est un schéma de circuit représentant un système de détection de passager comportant un réseau de capteurs auquel des résistances de surveillance sont reliées,
La figure 2 est un schéma simplifié représentant un réseau de capteurs auquel des résistances de surveillance sont reliées d'une autre façon,
La figure 3 est un schéma simplifié représentant un réseau de capteurs auquel des résistances de surveillance sont reliées encore d'une autre manière,
La figure 4 est un schéma représentant un état du circuit durant une opération de détection de passager,
La figure 5 est un schéma représentant un état du circuit durant une opération de détection de défaillance dans les lignes de rangées,
La figure 6 est un schéma représentant un état du circuit durant une opération de détection de défaillance dans les lignes de colonnes, et
La figure 7 est un schéma simplifié représentant un réseau de capteurs auquel des résistances de surveillance sont reliées dans une technique apparentée.
La figure 1 est un schéma de circuit représentant un système de détection de passager comportant un réseau de capteurs auquel des résistances de surveillance sont reliées,
La figure 2 est un schéma simplifié représentant un réseau de capteurs auquel des résistances de surveillance sont reliées d'une autre façon,
La figure 3 est un schéma simplifié représentant un réseau de capteurs auquel des résistances de surveillance sont reliées encore d'une autre manière,
La figure 4 est un schéma représentant un état du circuit durant une opération de détection de passager,
La figure 5 est un schéma représentant un état du circuit durant une opération de détection de défaillance dans les lignes de rangées,
La figure 6 est un schéma représentant un état du circuit durant une opération de détection de défaillance dans les lignes de colonnes, et
La figure 7 est un schéma simplifié représentant un réseau de capteurs auquel des résistances de surveillance sont reliées dans une technique apparentée.
Les modes de réalisation préférés de la présente invention seront expliqués en faisant référence aux divers modes de réalisation.
Comme représenté sur la figure 1, un système de détection de passager comprend un réseau de capteurs 1 installé à l'intérieur d'un siège de véhicule (au-dessous des sièges). Le réseau de capteurs 1 comporte une pluralité de capteurs sensibles à la pression R (Rll à Rmn) reliés entre des lignes de rangées 2a et
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des lignes de colonnes 2b. Ces capteurs sensibles à la pression R sont reliés en une matrice (m x n). Une extrémité de chaque ligne de rangée 2a peut être reliée à une unité ECU 10 ou à la masse par l'intermédiaire d'un multiplexeur 3, de même que l'est une extrémité de chaque ligne de colonne 2b par l'intermédiaire d'un multiplexeur 4. Chaque capteur sensible à la pression R comporte des électrodes supérieure et inférieure imprimées sur un film (non représenté). Ces électrodes sont reliées aux lignes 2a et 2b. Lorsqu'une charge (pression) est appliquée au capteur R, la valeur ohmique entre les électrodes varie lorsque leur surface de contact varie.
Les multiplexeurs 3 et 4 représentent des commutateurs comportant trois canaux. Il sélectionne un capteur sensible à la pression R devant être détecté en commutant de façon appropriée ces canaux sous la commande de l'unité ECU 10. Une tension Vcc est appliquée aux bornes du capteur sensible à la pression R par l'intermédiaire d'une résistance d'excursion haute Rp. La tension Vcc est divisée par le capteur sensible à la pression R et la résistance d'excursion haute Rp. La tension divisée [R x Vcc/(R + Rp)] est appliquée en entrée dans l'unité ECU 10 en tant qu'information de capteur.
Un circuit tampon 5 est relié entre l'unité ECU 10 et les multiplexeurs 3 et 4 de manière à empêcher une circulation de courant dans les lignes autres que les lignes utilisées pendant qu'une opération de détection de passager est exécutée par l'unité ECU 10. Le circuit tampon 5 est un circuit suiveur de tension comprenant un amplificateur opérationnel. Il est configuré pour fournir en sortie une tension égale à une tension aux bornes du capteur sensible à la pression R qui se trouve dans une opération de détection de passager. Ainsi, le système détecte si un passager est assis ou non, ou bien si un passager est un adulte ou un enfant lorsque la présence d'un passager est détectée.
Le système comporte également une fonction de détection de défaillance qui détecte une défaillance, circuit ouvert ou court-circuit, du câblage 2 (lignes de rangées 2a et lignes de colonnes 2b). Deux des lignes de rangées 2a sont reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une résistance de surveillance Rd afin de former un circuit série pour la fonction de détection de défaillance. La détection de défaillance est une fonction en vue
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de surveiller le caractère opérationnel du câblage 2 sur la base de la tension aux bornes de la résistance de surveillance Rd. Lors de l'opération de surveillance, une première extrémité de ces deux lignes de rangées 2a est reliée à la résistance Rp et l'autre extrémité est mise à la masse par le multiplexeur 3. Une tension est appliquée au circuit série afin de contrôler le caractère opérationnel des lignes 2a sur la base de la tension aux bornes de la résistance Rd. Le caractère opérationnel des lignes de colonnes 2b est contrôlé de la même manière que pour les lignes de rangées 2a.
Comme indiqué sur les figures 2 et 3, les résistances de surveillance Rd peuvent en variante être reliées entre les deux extrémités des deux lignes de rangées 2a et des deux lignes de colonnes 2b, respectivement.
Ensuite, le fonctionnement de ce mode de réalisation est décrit.
[Opération de détection de passager]
Il est supposé qu'un capteur sensible à la pression Rll relié entre une ligne de rangée 2a (#1) et une ligne de colonne 2b (#A) se trouve dans une opération de détection de passager.
Il est supposé qu'un capteur sensible à la pression Rll relié entre une ligne de rangée 2a (#1) et une ligne de colonne 2b (#A) se trouve dans une opération de détection de passager.
Des canaux des multiplexeurs 3 et 4 sont commutés comme indiqué sur la figure 4 de sorte qu'un courant circule depuis la résistance d'excursion haute Rp dans le capteur Rll par l'intermédiaire de la ligne de rangée #1 et de la ligne de colonne #A. La tension divisée [Rll x Vcc/(Rll + Rp)] est appliquée en entrée à l'unité ECU 10 en tant qu'information du capteur Rll, c'est-à-dire, en tant que charge appliquée au capteur Rll. Du fait que la tension de sortie du circuit tampon 5 est appliquée au reste des lignes 2a et 2b, depuis une seconde ligne de rangée #2 vers la dernière ligne de rangée #m et depuis la seconde ligne de colonne #B vers la dernière ligne de colonne #n, aucun courant ne circule vers ces lignes.
[Détection de défaillance dans les lignes de rangées 2a]
Lors de la détection d'une défaillance dans le câblage 2 entre les lignes de rangées #1 et #2, les canaux du multiplexeur 3 sont commutés comme indiqué sur la figure 5. De ce fait, les extrémités des lignes de rangées #1 et #2 sont reliées au côté à potentiel plus bas de la résistance d'excursion haute Rp et à la masse, respectivement. Ainsi, la tension Vcc est appliquée pour introduire un courant de test à travers la résistance Rp vers le
Lors de la détection d'une défaillance dans le câblage 2 entre les lignes de rangées #1 et #2, les canaux du multiplexeur 3 sont commutés comme indiqué sur la figure 5. De ce fait, les extrémités des lignes de rangées #1 et #2 sont reliées au côté à potentiel plus bas de la résistance d'excursion haute Rp et à la masse, respectivement. Ainsi, la tension Vcc est appliquée pour introduire un courant de test à travers la résistance Rp vers le
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circuit série comprenant la résistance de surveillance Rd relié en série par l' intermédiaire des lignes de rangées #1 et #2. La même tension est appliquée au reste du câblage par l'intermédiaire du circuit tampon 5 de sorte qu'aucun courant ne circule vers l'autre câblage (autres circuits série). Une tension aux bornes de la résistance Rd est appliquée en entrée à l'unité ECU 10.
Si le circuit série se trouve dans l'état de court-circuit, la tension aux bornes de la résistance Rd appliquée en entrée à l'unité ECU 10 vaut 0. Si le circuit se trouve dans l'état de circuit ouvert, la tension appliquée en entrée à l' unité ECU 10 est égale à la tension Vcc appliquée au circuit série. Si aucune défaillance n'est présente dans le circuit série, la tension divisée [Rd x Vcc/(Rd + Rp)] est appliquée en entrée à l'unité ECU 10. L'unité ECU 10 détecte ainsi le caractère opérationnel des lignes de rangées 2a en réponse à la tension appliquée en entrée à celles-ci.
[Détection de défaillance dans les lignes de colonnes 2b]
Lors de la détection d'une défaillance dans le câblage entre les lignes de colonnes #A et #B, chaque canal du multiplexeur 4 est commuté comme indiqué sur la figure 6. De ce fait, les extrémités des lignes de colonnes #A et #B sont reliées au côté à potentiel plus bas de la résistance d' excursion haute Rp et à la masse, respectivement. Le circuit série où une tension est appliquée pour introduire un courant de test comporte les résistances Rp et Rd reliées en série par l'intermédiaire des lignes de colonnes #A et #B. La même tension est appliquée au reste du câblage 2 par l'intermédiaire du circuit tampon 5 de sorte qu'aucun courant ne circule vers l'autre câblage. La tension aux bornes de la résistance Rd est appliquée en entrée à l'unité ECU 10.
Lors de la détection d'une défaillance dans le câblage entre les lignes de colonnes #A et #B, chaque canal du multiplexeur 4 est commuté comme indiqué sur la figure 6. De ce fait, les extrémités des lignes de colonnes #A et #B sont reliées au côté à potentiel plus bas de la résistance d' excursion haute Rp et à la masse, respectivement. Le circuit série où une tension est appliquée pour introduire un courant de test comporte les résistances Rp et Rd reliées en série par l'intermédiaire des lignes de colonnes #A et #B. La même tension est appliquée au reste du câblage 2 par l'intermédiaire du circuit tampon 5 de sorte qu'aucun courant ne circule vers l'autre câblage. La tension aux bornes de la résistance Rd est appliquée en entrée à l'unité ECU 10.
Si le circuit série se trouve dans l'état de court-circuit, la tension aux bornes de la résistance Rd appliquée en entrée à l'unité ECU 10 vaut 0. Si le circuit se trouve dans l'état de circuit ouvert, la tension appliquée en entrée à l' unité ECU 10 est égale à la tension Vcc appliquée au circuit série. Si aucune défaillance n'est présente dans le circuit série, la tension divisée [Rd x Vcc/(Rd + Rp)] est appliquée en entrée à l'unité ECU 10. L'unité ECU 10 détecte ainsi le caractère opérationnel
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des lignes de colonnes 2b en réponse à la tension appliquée en entrée à celles-ci.
Dans ce mode de réalisation, le circuit série, où la résistance de surveillance Rd est reliée en série aux lignes de rangées 2a ou aux lignes de colonnes 2b, est formé. En appliquant le courant de test au circuit série, la tension aux bornes de la résistance Rd est surveillée pour détecter une défaillance dans le câblage 2. En d'autres termes, une défaillance quelconque dans le réseau de capteurs 1 peut être détectée sans câblage supplémentaire autre que les lignes de rangées 2a et les lignes de colonnes 2b reliées aux capteurs R.
De plus, la dimension du circuit de détection PCB n'a pas besoin d'être augmentée du fait qu'aucun câblage supplémentaire en vue d'une surveillance n'est requis.
La présente invention ne doit pas être limitée au mode de réalisation précédemment décrit et représenté sur les figures, mais peut être mise en oeuvre de différentes manières sans s'écarter de l'esprit de l'invention. Par exemple, des diodes ou des condensateurs peuvent être utilisés en tant que variante aux résistances de surveillance Rd. La résistance d'excursion haute Rp peut être remplacée par une résistance reliée au côté de masse. Le réseau de capteurs 1 peut être utilisé pour divers buts autres que la détection de passager.
Claims (10)
1. Procédé de détection de défaillance pour un réseau de capteurs en matrice (1) comprenant les étapes suivantes : la connexion-d'une pluralité de capteurs sensibles à la pression (R) à des lignes de rangées (2a) et des lignes de colonnes (2b) en une matrice, chaque capteur (R) faisant varier une résistance de celui-ci selon une pression appliquée à celui-ci, caractérisé par : la connexion d'un dispositif de surveillance (Rd) à au moins un ensemble parmi des extrémités de deux lignes de rangées (2a) et des extrémités de deux lignes de colonnes (2b) afin de former un circuit série, l'application d'une tension (Vcc) au circuit série, et le contrôle d'une tension du circuit série afin de détecter une défaillance du réseau de capteurs en matrice (1).
2. Procédé de détection de défaillance pour un réseau de capteurs en matrice (1) selon la revendication 1, caractérisé par : la connexion d'une première extrémité du circuit série à une résistance d'excursion haute (Rp) et une mise à la masse de l'autre extrémité, l'application de la tension (Vcc) au circuit série par l'intermédiaire de la résistance d'excursion haute (Rp), et le contrôle de la tension aux bornes du dispositif de surveillance (Rd).
3. Procédé de détection de défaillance pour un réseau de capteurs en matrice (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par l'application d'une même tension à la totalité des lignes de rangées (2a) et des lignes de colonnes (2b) autres que les deux lignes de rangées (2a) et les deux lignes de colonnes (2b) du circuit série.
4. Procédé de détection de défaillance pour un réseau de capteurs en matrice (1) selon la revendication 1,2 ou 3, caractérisé en ce que le dispositif de surveillance (Rd) est un élément parmi une résistance et une diode.
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5. Procédé de détection de défaillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre l'étape consistant à : sélectionner en séquence au moins un ensemble parmi les ensembles de deux' lignes de rangées (2a) et de deux lignes de colonnes (2b) afin de modifier le circuit série auquel la tension (Vcc) est appliquée en vue d'une détection de défaillance.
6. Dispositif de détection de défaillance comprenant : un réseau de capteurs en matrice (1) comportant des lignes de rangées (2a) et des lignes de colonnes (2b), et une pluralité de capteurs sensibles à la pression (R) reliés aux lignes de rangées (2a) et aux lignes de colonnes (2b) en une matrice, chaque capteur (R) faisant varier les caractéristiques électriques de celui-ci selon une pression appliquée, un dispositif de surveillance (Rd) relié aux extrémités d'au moins un ensemble parmi les ensembles de deux lignes de rangées (2a) et de deux lignes de colonnes (2b) afin de former un circuit série, et une source de tension (Vcc) reliée au circuit série afin de détecter une défaillance sur la base des variations de la sortie du dispositif de surveillance (Rd).
7. Dispositif de détection de défaillance selon la revendication 6, comprenant en outre : une résistance d'excursion haute (Rp) reliée à une première extrémité du circuit série, où l'autre extrémité du circuit série est mise à la masse.
8. Dispositif de détection de défaillance selon la revendication 6 ou 7, comprenant en outre : un circuit tampon (5) destiné à appliquer une même tension à la totalité des lignes de rangées (2a) et des lignes de colonnes (2b) autres que les deux lignes de rangées (2a) et les deux lignes de colonnes (2b) du circuit série.
9. Dispositif de détection de défaillance selon la revendication 6,7 ou 8, dans lequel le dispositif de
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surveillance (Rd) est un élément parmi une résistance ou une diode.
10. Dispositif de détection de défaillance selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, comprenant en outre : des multiplexeurs (3,4) reliés aux lignes de rangées (2a) et aux lignes de colonnes (2b) en vue de sélectionner en séquence le au moins un ensemble parmi les ensembles de deux lignes de rangées (2a) et de deux lignes de colonnes (2b) afin de modifier le circuit série auquel la source de tension (Vcc) est reliée en vue d'une détection de défaillance.
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