FR2882483A1 - Systeme d'echange d'informations entre differents composants electriques et/ou electroniques embarques a bord d'un vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Ce système d'échange d'informations entre différents composants électriques et/ou électroniques (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12) embarqués à bord d'un véhicule automobile, dans lequel les composants sont raccordés à des moyens formant réseau multiplexé de transmission d'informations ( 8, 9) et à une ligne d'alimentation en énergie électrique (13), est caractérisé en ce qu'au moins certains (1, 4, 10) des composants électriques et/ou électroniques, comportent également des moyens d'émission/réception d'informations par courant porteur (16, 17, 18) sur la ligne d'alimentation en énergie électrique (13).

Description

La présente invention concerne un système d'échange d'informations entre

différents composants électriques et/ou électroniques embarqués à bord d'un véhicule automobile.

On sait que dans les systèmes actuellement embarqués à bord des véhicules automobiles, ces composants sont raccordés à des moyens formant réseau multiplexé de transmission d'informations et à une ligne d'alimentation en énergie électrique.

Différents types de réseaux multiplexés de transmission d'informations peuvent être envisagés, tels que par exemple les réseaux CAN, LIN, etc...

Les transmissions d'informations sont alors optimisées pour un usage opérationnel, c'est-à-dire pour assurer la transmission d'informations opérationnelles entre des composants actifs.

Or, les véhicules automobiles intègrent de plus en plus de systèmes dits mécatroniques ou encore des boîtiers de servitude intelligents, incorporant des systèmes électroniques de contrôle/commande pilotés par un ou plusieurs circuits logiques et/ou processeurs, munis de logiciels correspondants.

Chacun de ces organes ou boîtiers intelligents est alors relié à un bus de communication pour échanger des données avec son environnement et à une ligne d'alimentation pour recevoir de l'énergie électrique.

Lorsque le véhicule n'est pas utilisé, ces organes ou boîtiers intelligents doivent se mettre dans un mode particulier de fonctionnement appelé mode de veille , afin de limiter leur consommation électrique.

Dans ce mode de veille, le maximum de composants électroniques est isolé de l'alimentation et les entrées/sorties de communication de ceux-ci sont 25 inactives.

En mode de veille, la communication avec les différents composants du système embarqué n'est donc plus possible.

Actuellement, les mises en veille et les réveils de ces organes ou boîtiers sont effectués en coupant les alimentations électriques de ceuxci, sauf pour ceux qui ont besoin d'une alimentation permanente, ou ceux qui doivent pouvoir se réveiller indépendamment ou avant les autres.

Pour que certains boîtiers intelligents puissent se réveiller mutuellement, on utilise également un mode de fonctionnement particulier d'un bus de communication de données, par exemple un composant VAN avec un mode de réveil ou une ligne spéciale pour un réveil commandé à distance, également appelée ligne RCD , pour ligne de réveil commandé à distance.

Ces arrêts et ces démarrages des organes ou boîtiers intelligents sont donc au global du véhicule, particulièrement complexes car ils mettent en oeuvre à la fois des alimentations et des bus de communication dans une chronologie complexe.

Ainsi par exemple, dans les nouvelles architectures, le nombre d'organes ou de boîtiers intelligents à gérer peut atteindre 60 ou plus et chacun a alors des spécificités de mise en veille ou de réveil liées aux fonctionnalités du véhicule et doit gérer un ou plusieurs bus de communication.

Par ailleurs, en cas de panne, afin d'éviter l'arrêt du véhicule tout en préservant la sécurité de fonctionnement de celui-ci, des reconfigurations en mode dégradé sont nécessaires. Leur mise en oeuvre est également de plus en plus complexe.

Enfin, pour la maintenance et la réparation, le besoin en capacité de diagnostic s'accroît et nécessite des outillages de plus en plus complexes dans les stations de service après-vente.

En fait, les moyens formant réseau multiplexé de transmission d'informations implantés jusqu'à présent, ne sont pas optimisés pour gérer ces différents modes de fonctionnement qui commencent à apparaître dans les véhicules automobiles. Ceci est lié à la complexité croissante du système électrique et électronique embarqué, cette complexité étant elle-même liée à l'inflation du nombre d'innovations fonctionnelles, d'options et de variantes, de technologies mises en oeuvre, etc.., le tout étant mis en oeuvre avec des interactions entre des systèmes de plus en plus nombreux et dans des situations de plus en plus complexes.

Dans le même temps, les fonctionnalités mises en oeuvre requièrent des exigences de sécurité de plus en plus importantes et la définition des modes de fonctionnement et la supervision de l'ensemble du système électrique et électronique embarqué, deviennent ainsi primordiales et nécessitent la mise en place de ressources de communication spécifiques.

Le but de l'invention est de résoudre ces problèmes en proposant un tel système d'échange d'informations.

A cet effet, l'invention a pour objet un système d'échange d'informations entre différents composants électriques et/ou électroniques embarqués à bord d'un véhicule automobile, dans lequel les composants sont raccordés à des moyens formant réseau multiplexé de transmission d'informations et à une ligne d'alimentation en énergie électrique, caractérisé en ce qu'au moins certains des composants électriques et/ou électroniques, comportent également des moyens d'émission/réception d'informations par courant porteur sur la ligne d'alimentation en énergie électrique.

Suivant d'autres caractéristiques: - les moyens d'émission/réception d'informations par courant porteur sont mis en oeuvre seuls ou en combinaison avec le réseau multiplexé de transmission d'informations; les informations émises/reçues par courant porteur sont des informations de gestion du mode de fonctionnement des composants; -les composants présentent des modes de fonctionnement de veille, de réveil, dégradé et de diagnostic; - les informations émises/reçues sont des informations de veille/réveil d'un composant; - les informations émises/reçues sont des informations de 20 fonctionnement du composant en mode dégradé ; - les informations émises/reçues sont des informations de diagnostic du composant; - au moins certains des composants sont raccordés à un bus de diagnostic; - au moins certains des composants sont raccordés à une ligne de réveil commandé à distance; et - les moyens d'émission/réception d'informations par courant porteur comprennent des moyens d'émission/réception d'un signal d'informations codé et superposé sur le signal de tension de la ligne d'alimentation.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé, qui représente un schéma synoptique illustrant la structure générale d'un système d'échange d'informations selon l'invention.

On a en effet illustré sur cette figure, un exemple de réalisation d'un système d'échange d'informations entre différents composants électriques et/ou électroniques, embarqués à bord d'un véhicule automobile.

Ces composants peuvent par exemple être des calculateurs, tels que des calculateurs désignés par les références 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7, illustrés sur cette figure, le calculateur 7 étant par exemple un calculateur constituant un noeud de communication et étant raccordé aux autres composants du système par l'intermédiaire par exemple, de moyens formant réseau multiplexé de transmission d'informations désignés par les références générales 8 et 9 sur cette figure.

L'un de ces moyens formant réseau peut par exemple être constitué par un réseau de transmission d'informations de type CP,N 8 et l'autre, par un réseau de transmission d'informations de type LIN 9.

Ces réseaux sont bien connus dans l'état de la technique et ne seront pas décrits plus en détail par la suite.

D'autres composants, tels que par exemple des organes de type capteur, actionneur, etc.., désignés par les références générales 10, 11 et 12 sur cette figure, peuvent également être implantés dans un tel système.

Tous ces composants électriques et électroniques sont raccordés à une ligne d'alimentation en énergie électrique désignée par la référence générale 13 sur cette figure, raccordée par exemple à une batterie d'alimentation en énergie du véhicule, soit directement, soit au travers d'un calculateur comme c'est le cas par exemple pour les organes 11 et 12.

Au moins certains des composants, tels que par exemple le calculateur désigné par la référence générale 7, peut également être relié à un bus de diagnostic désigné par la référence générale 14 sur cette figure.

De même, au moins certains composants, tels que par exemple le calculateur 7, le calculateur 5 et le calculateur 3, peuvent être reliés par une ligne de réveil commandé à distance, dite ligne RCD , désignée par la référence générale 15 sur cette figure.

Selon l'invention, au moins certains des composants électriques et/ou électroniques du système comportent également des moyens d'émission/ réception d'informations, par courant porteur, sur la ligne d'alimentation en énergie électrique 13.

Ainsi, par exemple, sur la figure, on a illustré trois composants équipés de tels moyens d'émission/réception d'informations par courant porteur.

Le calculateur 1 est en effet équipé par exemple de tels moyens d'émission/réception d'informations désignés par la référence générale 16 sur cette figure, de même que l'organe 10 équipé de moyens d'émission/réception 17 et le calculateur 4, équipé de moyens d'émission/réception 18.

Ces moyens d'émission/réception d'informations par courant porteur sur la ligne d'alimentation en énergie électrique peuvent présenter n'importe quelle structure classique, bien connue dans l'état de la technique.

En fait, ces moyens d'émission/réception d'informations par courant porteur peuvent être mis en oeuvre seuls ou en combinaison avec le réseau multiplexé de transmission d'informations et ils peuvent alors être utilisés pour assurer la transmission et la réception d'informations, par exemple de gestion du mode de fonctionnement des composants.

Ainsi, de tels moyens peuvent être utilisés pour permettre à la ligne d'alimentation en énergie électrique 13, à laquelle sont naturellement connectés tous les composants du système électrique et électronique embarqué à bord du véhicule, de former un support de transmission d'informations permettant de gérer les différents modes de fonctionnement de ce système électrique et électronique.

A cet effet, et en fonction des besoins de gestion des modes de fonctionnement du système, au moins certains composants de ce système, sont équipés de tels moyens d'émission/réception d'informations par courant porteur.

Dans ce cas, ces moyens d'émission/réception d'informations peuvent comporter des moyens d'émission/réception d'un signal d'informations codé et superposé sur le signal de tension de la ligne d'alimentation, utilisant par exemple une modulation en tension sur le réseau d'alimentation et mettant en oeuvre différents principes déjà connus et différents modes de couplage, de ou des fréquences utilisées, du ou des types de codage mis en oeuvre, etc...

D'une manière générale, de tels moyens ne nécessitent donc pas de modification de la structure de la ligne d'alimentation en énergie électrique des composants et sont complètement indépendants du ou des réseaux multiplexés de transmission d'informations.

Seuls des moyens de couplage et de découplage et de codage et de décodage d'informations sont nécessaires, en interface avec la ligne d'alimentation.

En fait, tous les moyens permettant de superposer à la tension d'alimentation des composants, un signal porteur d'une information peuvent être utilisés.

Cette information peut par exemple également être de différentes natures.

En effet, et comme cela sera décrit plus en détail par la suite, ces informations peuvent par exemple être des informations de gestion du mode de fonctionnement des composants, se présentant par exemple sous la forme d'informations de veille/réveil des composants, de gestion du fonctionnement de ces composants en mode dégradé, ou encore de gestion du diagnostic de ces composants.

En fait, ceci permet alors à tous les composants de communiquer à travers une telle ligne, indépendamment du protocole de communication par ailleurs mis en oeuvre à travers les réseaux de transmission d'informations multiplexés.

A titre d'exemple d'utilisation, on peut citer la mise en oeuvre d'une telle communication pour transmettre des informations à des fins d'acquisition ou de contrôle/commande dans le cadre d'une application fonctionnelle possible comme par exemple l'installation et la commande de feux de brouillard additionnels sur un véhicule ou l'installation et le transfert d'un signal vidéo à partir d'une caméra ou encore des communications point à point entre un composant à l'avant du véhicule et un composant à l'arrière de celui-ci.

Comme cela a été indiqué précédemment, une application possible de ce système concerne la gestion du mode de veille/réveil d'un composant qui consiste à réduire au maximum la consommation électrique du véhicule, lorsque celui-ci est à l'arrêt, tout en permettant de remettre facilement et rapidement en route toutes les fonctionnalités.

Dans ce cadre, .une application très particulière est l'utilisation de tels moyens d'émission/réception d'informations par courant porteur, pour le réveil rapide d'un calculateur d'habitacle et éventuellement d'autres calculateurs de gestion de l'accès au véhicule, cet accès étant dit accès main libre , car utilisant un identificateur radiofréquence.

Dans ce cas, les moyens d'émission/réception d'informations par courant porteur ne sont donc pas utilisés pour assurer l'échange de données opérationnelles, mais uniquement pour assurer la gestion de la mise en veille et du réveil des calculateurs.

De ce fait, on n'utilise plus pour assurer cette mise en veille/réveil, le bus de communication, mais uniquement la ligne d'alimentation électrique, soit pour commuter ces lignes d'alimentation afin de limiter la consommation comme c'est déjà le cas, soit pour envoyer un signal de réveil par la ligne d'alimentation, qui est alors utilisée soit pour remplacer la ligne dite (ligne RCD de réveil commandé à distance, soit pour diffuser des signaux de réveil des composants concernés par la demande de réveil, ce qui est actuellement assuré par les moyens formant réseau de transmission d'informations multiplexé.

Ainsi, l'ensemble des messages de mise en route entre les boîtiers de servitude et/ou les organes mécatroniques lors des phases d'initialisation après le réveil, peut se faire sans passer par les bus de transmission d'informations qui sont eux-mêmes en phase d'initialisation.

De même, on n'a plus non plus besoin d'une ligne spécifique telle que la ligne de réveil commandé à distance.

Dans l'application d'accès au véhicule, dit accès main libre utilisant un identificateur radiofréquence, la porte correspondante doit être déverrouillée automatiquement pendant que l'utilisateur actionne la palette de porte, c'est-à-dire dans un temps total de moins de 150 millisecondes.

Dans ce laps de temps, l'action de tirer la palette de porte, réveille le calculateur en charge des ouvrants du véhicule et celui-ci prend ensuite en charge l'identification d'un badge porté par l'utilisateur et commande le déverrouillage du véhicule.

Pour effectuer le réveil alors que le véhicule se trouve dans une veille profonde, tous les bus de communication étant désactivés, une ligne spécifique est généralement utilisée, ce qui augmente les interconnexions dans le passage de porte qui est par ailleurs déjà chargé. L'utilisation d'un système d'échange selon l'invention ne nécessite au contraire aucune connexion supplémentaire.

En fait, la ligne d'alimentation en énergie électrique est utilisée pour assurer la transmission des informations de veille/réveil. De plus, il peut être envisagé d'inclure dans ces informations, des informations de différentiation selon le côté où la porte d'accès est ouverte, afin de n'autoriser un déverrouillage partiel que d'un seul côté du véhicule.

Ceci permet alors de simplifier la stratégie de mise en veille/réveil des calculateurs et d'obtenir une meilleure garantie de déterminisme dans les phases de réveil des calculateurs, grâce à l'utilisation du canal de courant porteur dédié à la gestion des modes de fonctionnement.

Ceci permet également une réduction du coût de la fonction par suppression d'un réseau spécifique de ligne de réveil commandé à distance, en raison de la simplification du câblage, une réduction du nombre de messages sur les bus intersystèmes et les autres bus et enfin une réduction de la charge générale sur ces bus.

Une autre application possible d'un tel système concerne la gestion des modes dégradés ou de tout autre mode spécifique de fonctionnement des composants, lesquels nécessitent des moyens de communication autres que ceux liés au fonctionnement opérationnel en mode normal.

Ainsi par exemple, ceci peut concerner l'un des boîtiers de servitude et/ou les organes mécatroniques qui peuvent être gérés dans un mode de fonctionnement dégradé par le même dispositif en utilisant des communications au travers de la ligne d'alimentation.

Ceci est particulièrement utile pour constituer une redondance en cas de défaillance de communication. Dans ce cas, les informations transitant par courant porteur sur la ligne d'alimentation en énergie électrique, sont des informations de fonctionnement du composant en mode dégradé.

Si l'on considère un système électrique et électronique comportant par exemple un réseau LIN, au sein du réseau de communication du véhicule, ce réseau LIN se raccorde sur une entrée LIN du calculateur noeud de communication avec les autres réseaux de communication du véhicule. En cas de panne du composant d'entrée LIN au sein du calculateur noeud de communication, la situation actuelle conduit à l'isolement des calculateurs de ce réseau LIN.

Pour résoudre ce problème, le système selon l'invention permet une communication à travers la ligne d'alimentation en énergie électrique.

Ceci permet alors d'éviter l'isolement complet du réseau défaillant.

La mise en oeuvre d'un tel mode de fonctionnement dégradé permet alors d'assurer des fonctionnalités minimales, par exemple jusqu'à un dépannage en service après-vente.

Ceci permet ainsi d'éviter une panne totale du système. Ce résultat est atteint sans mettre en oeuvre des duplications onéreuses sur l'ensemble des moyens de communication, tout en apportant une robustesse au système vis-à- vis d'un dysfonctionnement ou d'une panne.

Ainsi, par exemple, en cas de présence d'un champ magnétique pouvant perturber les communications sur le bus CAN, sur simples paires filaires, la communication sur la ligne d'alimentation en énergie électrique n'est pas susceptible de la même façon, d'être perturbée par ce champ, en raison du fait qu'elle utilise un dispositif de couplage physique très différent de celui du bus.

Une autre application encore d'un tel système peut concerner le mode de diagnostic d'un composant. Ainsi par exemple, les informations de diagnostic de fonctionnement d'un composant peuvent être collectées à travers la ligne d'alimentation en énergie électrique au cours du fonctionnement opérationnel du véhicule, par exemple par un calculateur chargé de rassembler ces informations et de les mémoriser en attente de leur déchargement, par exemple en service après-vente.

Ceci permet alors de remplacer les lignes de diagnostic standard actuellement connues, telles que par exemple la ligne K. Un autre avantage est que tous les organes, capteurs ou actionneurs, qui n'ont pas de connexion prévue pour un tel diagnostic, mais qui sont raccordés à la ligne d'alimentation en énergie électrique, peuvent être diagnostiqués de cette façon.

De plus, le câblage des organes, capteurs et actionneurs, qui disposent déjà d'une telle connexion de diagnostic, peut être simplifié en évitant l'utilisation d'un bus spécifique de diagnostic.

Enfin, en cas de diagnostic automatique, dans le cas par exemple de l'absence de réponse d'un composant au travers d'un bus qui le relie à un autre composant, l'analyse de l'émission/réception d'informations par courant porteur sur la ligne d'alimentation permet de lever le doute encre une panne de ce composant, une panne du bus de communication au départ de ce composant et une panne du bus de communication dans le récepteur de ce composant.

Pour le travail en service après-vente, un branchement avec une simple pince au niveau de la batterie, évite le raccordement avec une connectique spéciale et simplifie l'accès physique.

Bien entendu, d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Système d'échange d'informations entre différents composants électriques et/ou électroniques (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12) embarqués à bord d'un véhicule automobile, dans lequel les composants sont raccordés à des moyens formant réseau multiplexé de transmission d'informations ( 8, 9) et à une ligne d'alimentation en énergie électrique (13), caractérisé en ce qu'au moins certains (1, 4, 10) des composants électriques et/ou électroniques, comportent également des moyens d'émission/réception d'informations par courant porteur (16, 17, 18) sur la ligne d'alimentation en énergie électrique (13).

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'émission/réception d'informations par courant porteur (16, 17, 18) sont mis en oeuvre seuls ou en combinaison avec le réseau multiplexé de transmission d'informations (8, 9).

3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les informations émises/reçues par courant porteur sont des informations de gestion du mode de fonctionnement des composants.

4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les composants présentent des modes de fonctionnement de veille, de réveil, dégradé et de diagnostic.

5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les informations émises/reçues sont des informations de veille/réveil d'un composant.

6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les informations émises/reçues sont des informations de 25 fonctionnement du composant en mode dégradé.

7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les informations émises/reçues sont des informations de diagnostic du composant.

8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins certains des composants (7) sont raccordés à un bus de diagnostic (14).

9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins certains des composants (3, 5, 7) sont raccordés à une ligne de réveil commandé à distance (15).

10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'émission/réception d'informations par courant porteur comprennent des moyens d'émission/réception (16, 17, 18) d'un signal d'informations codé et superposé sur le signal de tension de la ligne d'alimentation (13).