FR2933054A3

FR2933054A3 - Architecture de reseau de communication amelioree pour vehicule

Info

Publication number: FR2933054A3
Application number: FR0854256A
Authority: FR
Inventors: Jean Yves Stineau
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2010-01-01

Abstract

L'invention concerne une architecture de réseau de communication pour la gestion des fonctionnalités au sein d'un véhicule dont le dispositif comprend : une première pluralité de calculateurs (30) connectés dans un premier réseau (31), chaque calculateur comprenant au moins une fonctionnalité; une deuxième pluralité (34) de calculateurs connectée dans un deuxième réseau (33), chaque calculateur comprenant au moins une fonctionnalité; des moyens de passerelle destinés à relier les deux réseaux ; des moyens de supervision (32) intégrant au moins certaines fonctionnalités des calculateurs de deuxième pluralité de calculateurs, les moyens de supervision étant destinés à acquérir, traiter et envoyer des informations au premier et/ou au second réseau.

Description

L'invention concerne le domaine des architectures de réseau de communication pour véhicule, par exemple les bus CAN ou LIN. Le bus CAN (en anglais : ControllerArea Network) est un système de réseau de communication série généralement utilisé dans les véhicules automobiles. Les réseaux de communication au sein d'un véhicule ont pour but la gestion des différentes fonctionnalités par l'échange et le traitement d'information par des calculateurs correspondant aux dites fonctionnalités. Ce système de réseau de communication a été développé afin de 10 répondre à une limitation des systèmes de réseau de communication précédemment utilisés. En effet, auparavant les organes de commande (ou calculateurs) des véhicules échangeaient des données par l'intermédiaire de lignes dédiées. L'augmentation du nombre de calculateurs embarqués, 15 notamment due à une multiplication des fonctionnalités des véhicules, a contraint les équipementiers automobiles à développer une nouvelle architecture de réseaux de communication sur la base de bus réseau. Ainsi, avec un bus CAN, les fonctionnalités sont implémentées dans des stations (organes de commande, capteurs ou actionneurs) ayant 20 généralement les mêmes droits et reliées par un bus série. Ainsi, l'échange d'informations entre les différentes stations (ou calculateurs) d'un même véhicule ne nécessite plus qu'un seul bus de communication. De plus, l'ajout d'un nouveau calculateur est alors simplifié par sa seule connexion audit bus CAN. 25 Une première limitation des bus CAN réside dans le fait que le protocole de communication limite à 16 le nombre de calculateurs connectés au bus (abonnés).

Afin de résoudre une telle problématique, le document WO 2007/054567 propose un dispositif de communication par bus réseau, basé sur des dispositifs noeuds interconnectés via un bus système. Ainsi, chaque noeud peut être connecté à un bus CAN particulier, permettant de cette manière d'augmenter le nombre d'abonnés (calculateurs) du véhicule. De tels noeuds sont donc destinés à relier plusieurs réseaux distincts entre eux, et transmettre si nécessaire un message émis par une station d'un premier réseau, destiné à une station d'un second réseau, les deux réseaux étant reliés par ledit noeud, réalisant ainsi une fonction passerelle. Un tel système de noeuds de communication pose cependant la problématique d'un rallongement des temps de communication. En effet, la fonction passerelle transmettant les messages d'un réseau à un autre représente ici une perte de temps dans la transmission des données, ce qui peut être problématique dans le cas, par exemple, de données à but sécuritaire. Afin de résoudre une telle problématique, l'état de l'art prévoit de rassembler sur un même réseau les calculateurs dédiés aux fonctionnalités relatives à un même domaine, par exemple, le contrôle moteur. Une telle architecture de réseau de communication permet alors de rassembler par domaine d'application et/ou par priorité les fonctionnalités du véhicule. Ainsi, les messages prioritaires ne seront généralement transmis qu'au sein d'un même réseau, évitant ainsi les pertes de temps liées à la fonction de transmission de messages entre les réseaux. Une autre problématique rencontrée se situe lors de l'ajout de nouvelles fonctionnalités sur le véhicule. En effet, selon la spécificité, le domaine d'application et la priorité de cette fonctionnalité, l'ajout d'une station dédiée à celle-ci peut remettre en cause une majeure partie de l'organisation du système de réseau. Notamment, lors de l'hybridation d'un véhicule, voir de son électrisation complète (ajout d'un moteur électrique complémentaire ou remplacement du moteur thermique par un ou des moteurs électriques), l'ajout des nouvelles fonctionnalités associées, nécessaires à une telle modification, a généralement de très lourdes conséquences sur l'architecture globale de réseau de communication du véhicule. De plus, cette modification dépend, pour une grosse majorité, du type de véhicule considéré. Il est difficile d'intégrer dans l'architecture initiale, un ensemble de nouvelles fonctionnalités sur le réseau CAN du véhicule, notamment limité par le nombre de stations connectées (abonnées) dudit réseau.

De plus, la transversalité est difficile sur l'ensemble des architectures électroniques des véhicules (interopérabilité entre différents types de véhicules). La transversalité est également complexe à mettre en oeuvre sur les organes électro-techniques car nécessitant une modification du réseau selon les organes ajoutés.

Il existe une difficulté liée aux coûts de garantie après-vente généralement élevés à cause de la complexité précitée. Ainsi, un but de l'invention est de proposer un dispositif de réseau de communication pour véhicules, ainsi qu'un procédé de modification de l'architecture de réseau de communication d'un véhicule permettant de résoudre les problématiques citées précédemment.

A cet effet, l'invention propose une architecture de réseau de communication pour la gestion de fonctionnalités au sein d'un véhicule, le réseau comprenant : une première pluralité de calculateurs connectés dans un premier réseau chaque calculateur comprenant au moins une fonctionnalité une deuxième pluralité de calculateurs connectés dans un deuxième réseau chaque calculateur comprenant au moins une fonctionnalité des moyens de passerelle destinés à relier les réseaux ; des moyens de supervision intégrant au moins certaines fonctionnalités des calculateurs de deuxième pluralité de calculateurs, les moyens de supervision étant destinés à acquérir, à traiter et à envoyer des informations au premier et/ou au second réseau. L'invention concerne également un procédé de modification d'une architecture de communication pour la gestion de fonctionnalités au sein d'un véhicule, l'architecture comprenant initialement une pluralité de calculateurs connectés dans un premier réseau chaque calculateur 20 comprenant au moins une fonctionnalité, le procédé comprenant les étapes suivantes : a) mise en place d'une seconde pluralité de calculateurs, connectés dans un second réseau, chaque calculateur comprenant au moins une fonctionnalité, 25 b) mise en place de moyens de passerelle entre le premier et le deuxième réseau, c) mise en place d'un moyen de supervision intégrant au moins certaines fonctionnalités des calculateurs du deuxième 10 15 réseau, et destiné à acquérir et à envoyer des informations au premier et/ou au second réseau. Ainsi, une telle architecture n'a besoin que de la présence d'un réseau CAN véhicule disposant d'une place (abonné) disponible.

Ainsi, une modification d'une architecture de véhicule (par exemple lors d'une hybridation du véhicule) consiste simplement à ajouter, sur le réseau de communication bus CAN déjà présent au sein du véhicule, un dispositif intégrant les fonctions passerelle et supervision telles que décrites précédemment, et à connecter un deuxième réseau regroupant les nouvelles fonctions associées à l'hybridation du véhicule, audit dispositif noeud. Le dispositif de supervision étant dans le même réseau CAN, les problèmes liés aux temps de transmission des messages d'un réseau à l'autre sont résolus. Une telle architecture permet également une plus grande transversalité. En effet, en fonction du type de véhicule sur lequel est rajouté le deuxième réseau, il suffit simplement de modifier l'implémentation du dispositif de supervision. Avantageusement mais facultativement l'invention comporte au moins l'une des caractéristiques suivantes : les réseaux sont choisis indépendamment de type CAN ou LIN, les moyens de supervision intègrent également au moins certaines fonctionnalités des calculateurs de la première pluralité de calculateurs, le moyen de supervision comprend un moyen d'adaptation de messagerie au véhicule, l'architecture de réseau de communication comprend un moyen de transition entre plusieurs stratégies de contrôle, 25 le moyen de supervision et le moyen de passerelle sont confondus au sein d'un même organe, au moins une partie des calculateurs du deuxième réseau sont des actionneurs.

L'invention concerne également un procédé d'hybridation et/ou d'électrisation d'un véhicule comprenant un procédé de modification de l'architecture de communication d'un véhicule. L'invention concerne également une architecture de réseau de communication.

D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : la figure 1 est une représentation schématique d'un réseau de communication CAN selon l'art antérieur, la figure 2 est une représentation schématique d'une architecture de réseau de communication selon l'art antérieur, la figure 3 est une représentation schématique d'un dispositif selon une réalisation possible de l'invention. En référence à la figure 1, un réseau de communication d'un véhicule comprend une pluralité de calculateurs 2 (appelés également stations) connectés à un bus série 1 appelé bus can . Ce bus peut également être d'un tout autre prototype de communication, par exemple, 25 un réseau LIN. 20 Un tel réseau de communication permet de limiter à un seul bus les voies de transmission de données entre les différentes stations d'un même véhicule mais limite le nombre de stations à 16. En référence à la figure 2, un réseau de communication d'un véhicule peut comprendre un dispositif noeud 20 reliant plusieurs réseaux (ici 21 et 22) entre eux. Ainsi, une telle architecture permet d'augmenter le nombre de calculateurs au sein du véhicule, ledit dispositif noeud 20 comprenant une fonction de transmission des messages d'un réseau à l'autre. Une telle fonction passerelle est bien connue de l'état de l'art et n'est pas plus détaillée. En référence à la figure 3 et selon une réalisation possible de la présente invention, le véhicule comprend une pluralité de calculateurs 30 déjà présents dans le véhicule. Lesdits calculateurs étant reliés sur un même réseau 31 (par exemple, réseau bus CAN). Un dispositif de supervision 32 est connecté audit réseau 31. Ce dispositif noeud est également connecté à un second réseau 33. Ce second réseau comprend une pluralité d'autres calculateurs 34 intégrant d'autres fonctionnalités dudit véhicule.

Le dispositif de supervision 32 comprend une fonctionnalité passerelle telle que précédemment décrite. Le dispositif comprend également une fonction de supervision. Cette fonction regroupe l'ensemble des fonctionnalités des calculateurs 34 du réseau 33. Ainsi, un message provenant d'un calculateur 30 circulant dans le bus 31 et destiné à une fonctionnalité d'un calculateur 34 du réseau 33, n'est pas transmis au réseau 33 mais est directement traité au niveau du dispositif noeud 32, évitant ainsi la perte de temps liée à la fonction passerelle. Le dispositif 32 acquière, traite et renvoi donc l'ensemble des données à destination du réseau 33. Préférentiellement, les calculateurs 34 du réseau 33 sont donc réduits à un rôle d'actionneur, traitant les données provenant du dispositif de supervision 32. Ainsi, l'ensemble des calculateurs 34 du réseau 33 conservent leur rôle d'actionneurs. Si ledit message provenant d'un calculateur 30 concerne un ordre d'actionnement destiné à l'un des calculateurs 34, le dispositif de supervision 32 transmettra alors l'ordre à l'actionneur correspondant, situé sur le réseau 33. Il est bien évident qu'un tel dispositif de supervision 32 doit être d'une puissance nécessaire à pouvoir intégrer et gérer les fonctionnalités de l'ensemble du réseau 33, ainsi que pour traiter rapidement les données des réseaux 31 et 33. C'est pourquoi ce dispositif de supervision 32 est préférentiellement d'une puissance supérieure aux calculateurs rencontrés généralement dans le milieu automobile. En contrepartie, la puissance demandée par les calculateurs 34 est beaucoup plus faible, ce qui permet de choisir des calculateurs moins puissants et donc meilleur marché. Le second réseau peut être d'un tout autre protocole que le premier réseau. Par exemple, il peut être d'un protocole LIN. L'avantage d'une telle architecture selon l'invention est de pouvoir intégrer plusieurs stratégies de gestion du véhicule sans pour autant modifier l'architecture de réseau de communication du véhicule.

En effet, l'ensemble des fonctionnalités étant gérées au sein d'un même dispositif, il suffit simplement de changer l'implémentation du dispositif 32 sans changer les calculateurs 34. De plus, le dispositif de supervision 32 intègre un adaptateur de messages apte à modifier le message d'un premier réseau à un second réseau, les deux réseaux étant de protocoles de communication différents. Une telle fonctionnalité permet une très grande flexibilité du dispositif. Selon une réalisation possible de la présente invention, lors d'une modification du réseau de communication du véhicule, par exemple lors d'une hybridation du véhicule ou de son électrisation (remplacement total des moyens thermiques par des moyens électriques), il est prévu de ne pas modifier un premier réseau déjà présent dans le véhicule (réseau 31 avec les calculateurs 30). La modification consiste à ajouter sur le réseau 31 un dispositif de 15 supervision 32 intégrant l'ensemble des nouvelles fonctionnalités et stratégies associées correspondant à la modification considérée. La modification comprend alors une autre étape d'installation des calculateurs/actionneurs 34 nécessaires aux nouvelles fonctionnalités (par exemple actionneurs liés aux nouveaux moteurs électriques) ; les 20 calculateurs/actionneurs 34 étant reliés sur un même réseau, et le réseau étant relié audit dispositif de supervision 32. Selon une réalisation possible de la présente invention, le dispositif de supervision 32 comprenant les fonctions supervision et passerelle précédemment décrites peut être réalisé à partir de deux dispositifs 25 distincts, un premier dispositif comprenant la fonction passerelle et un deuxième dispositif comprenant la fonction supervision.

Ainsi, le dispositif supervision comprend une sortie de commande du dispositif passerelle destinée à transmettre les messages du réseau 31 vers le réseau 33. Selon une réalisation possible de la présente invention, le dispositif passerelle est apte à reconnaître des messages de type commande directement applicables au calculateur actionneur 34 du réseau 33, et transmet directement lesdits messages, sans ordre du dispositif de supervision. Selon une réalisation possible de la présente invention, le dispositif de supervision 32 intègre également des fonctionnalités des calculateurs du réseau 31, permettant ainsi de raccourcir le temps de traitement de certaines informations ( par exemple à but sécuritaire) en supprimant le temps nécessaire à la transmission du réseau 33 vers le réseau 31. Eventuellement, cela permet de réduire, si nécessaire, un calculateur du réseau 31 à simple actionneur.

Claims

REVENDICATIONS1. Architecture de réseau de communication pour la gestion des fonctionnalités au sein d'un véhicule, le dispositif comprenant : une première pluralité de calculateurs (30) connectés dans un premier réseau (31), chaque calculateur comprenant au moins une fonctionnalité, une deuxième pluralité (34) de calculateurs connectée dans un deuxième réseau (33), chaque calculateur comprenant au moins une fonctionnalité, des moyens de passerelle destinés à relier les deux réseaux (31,33), des moyens de supervision (32) intégrant au moins certaines fonctionnalités des calculateurs de deuxième pluralité de calculateurs, les moyens de supervision (32) étant destinés à acquérir, traiter et envoyer des informations au premier et/ou au second réseau (31,33).
2. Architecture de réseau de communication selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier réseau (31) est un 20 réseau CAN
3. Architecture de réseaux de communication selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le deuxième réseau (33) est un réseau CAN ou un réseau LIN.
4. Architecture de réseau de communication selon l'une des 25 revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de supervision (32) comprend un moyen d'adaptation de messagerie au véhicule.
5. Architecture de réseau de communication selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de transition entre plusieurs stratégies de contrôle.
6. Architecture de réseau de communication selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen de supervision et le moyen de passerelle sont confondus.
7. Architecture de réseau de communication selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les calculateurs (34) du deuxième réseau sont des actionneurs.
8. Procédé de modification d'une architecture de communication par la gestion de fonctionnalités au sein d'un véhicule, l'architecture comprenant initialement une pluralité de calculateurs connectés dans un premier réseau (31), chaque calculateur comprenant au moins une fonctionnalité, le procédé comprenant les étapes suivantes : a) mise en place d'une seconde pluralité de calculateurs (34), connectés dans un second réseau (33), chaque calculateur comprenant au moins une fonctionnalité, b) mise en place de moyens de passerelle entre le premier et le second réseau, c) mise en place d'un moyen de supervision (32) intégrant au moins certains fonctionnalités des calculateurs du deuxième réseau (33) et destiné à acquérir et envoyer des informations au premier et/ou au second réseau (31,33).
9. Procédé d'hybridation et/ou d'électrisation d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un procédé de modification de l'architecture de communication d'un véhicule selon la revendication 8.
10. Véhicule caractérisé en ce qu'il comprend une architecture de réseau de communication selon l'une des revendications 1 à 7.