IT9067606A1

IT9067606A1 - Sistema per la trasmissione di segnali, particolarmente a bordo di autoveicoli, e relativo procedimento di funzionamento

Info

Publication number: IT9067606A1
Application number: IT067606A
Authority: IT
Inventors: Roberto Ferrari; Antonella Lanati; Renato Librino; Walter Nesci; Enrico Valacca
Original assignee: Marelli Autronica
Priority date: 1990-07-30
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1992-01-30
Also published as: IT9067606A0; EP0470056A2; IT1240519B; EP0470056A3

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione industriale dal titolo:

"Sistema per la trasmissione di segnali, particolarmente a bordo di autoveicoli, e relativo procedimento di funzionamento"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ai sistemi per la trasmissione di segnali ed è stata sviluppata con particolare attenzione al possibile impiego per la trasmissione di segnali a bordo di autoveicoli.

Nell 'industra automobilistica, l'aumento delle funzioni richieste ed il loro livello di sofisticazione richiedono un aumento delle dimensioni della complessità del sistema elettrico di bordo. La conseguenza immediata è l'aumento dei collegamenti, del peso, del volume, dei costi di materiale e di montaggio, insieme ad un aumento della probabilità di errori di collegamento in fase di montaggio. E' anche riscontrabile una certa tendenza alla perdita di affidabilità a causa dell'aumento del numero dei collegamenti e delle sezioni diverse dell'impianto. E' riscontrabile anche _una certa difficoltà nel sostenere il numero crescente delle funzioni richieste se si desidera continuare ad utilizzare un cablaggio di tipo tradizionale, ossia un cablaggio in cui ciascun organo di comando (ad esempio un pulsante, un commutatore, ecc. ) è direttamente collegato con fili di potenza al corrispondente organo attuatore (ad esempio motore dell'alzacristalli, ecc.).

Per questo motivo è già stato proposto in passato (si veda ad esempio la domanda italiana di brevetto per invenzione industriale 67101-A/85 a cui corrisponde il brevetto statunitense 4.697.094), di realizzare impianti per il collegamento di dispositivi sensori con dispositivi attuatori in cui la complessità del cablaggio viene notevolmente ridotta facendo sì che la funzione di collegamento di più sensori e più attuatori possa essere svolta in modo unificato utilizzando cavi comuni (cosiddetti sistemi multiplex).

Alcune soluzioni note, pur consentendo notevoli semplificazioni rispetto ai cablaggi tradizionali, soffrono ancora di una certa ridondanza nei collegamenti: ad esempio, nella soluzione di cui alla domanda di brevetto italiana ed al corrispondente brevetto statunitense citati in precedenza, è previsto l'impiego di un cavo di collegamento fra i vari dispositivi provvisto di almeno cinque conduttori (suscettibili, in un tipico contesto automobilistico, di diventare sette), il che non consente di ottenere la semplificazione e l'ottimizzazione del sistema

La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire un sistema, ed un relativo procedimento di gestione, suscettibile di fornire una risposta ideale alle esigenze sopra espresse, vale a dire, da un lato, l'esigenza di soddisfare ad un numero sempre crescente di funzioni di bordo di un autoveicolo e, dall'altra parte, la possibilità di semplificare la struttura di cablaggio del sistema.

Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto grazie ad un sistema e ad un procedimento aventi le caratteristiche richiamate in modo specifico nelle rivendicazioni che seguono.

L'invenzione verrà ora descritta, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, nei quali:

- la figura 1 illustra, sotto forma di uno schema a blocchi, una possibile configurazione topologica di un sistema secondo l'invenzione,

- la figura 2 illustra, sotto forma ancora più schematizzata per esigenze di chiarezza di illustrazione, l'architettura del sistema della figura 1,

- le figure 3 e 4 illustrano due diversi protocolli utilizzati per la trasmissione dei messaggi all'interno di un sistema secondo l’invenzione, e

- le figure 5, 6 e 7 illustrano, anche qui sotto forma di schema a blocchi, la possibile configurazione di alcuni degli elementi del sistema di cui alle figure 1 e 2.

Come indicato in precedenza, la figura 1 illustra sotto forma schematica la struttura di un sistema 1 per la trasmissione di segnali a bordo di un autoveicolo A. Si può trattare, ad esempio di una autovettura di classe elevata.

In generale, il sistema si compone di un'unità principale (master 2) collegata attraverso cavi a diverse unità di interfaccia periferiche (slave) 5, 6 associate in generale a dispositivi generatori di segnali di comando, sensori e dispositivi attuatorì.

1 cavi 3 si diramano dall'unità principale 2 secondo una generale configurazione a stella e possono fare capo a un numero qualsiasi di unità periferiche 5, 6.

A titolo di esempio, nello schema della figura 1, si è fatto riferimento alla presenza di cinque cavi 3, uno dei quali è collegato ad un'unità periferica 5, mentre ciascuno degli altri quattro fa capo a due unità periferiche associate alle porte dell'autoveicolo: si tratta, più precisamente, di un'unità periferica 5 associata a un sensore o organo di comando (ad esempio alla pulsantiera, situata sul braccio di una rispettiva porta del veicolo, per il comando dell'alzacristalli di una o più porta del veicolo stesso) e di un'unità 6 associata all'attuatore di bloccaggio/sbloccaggio della serratura di una rispettiva porta del veicolo ste'sso, all'alzacristalli di tale porta e, eventualmente, al dispositivo di orientamento di uno specchio retrovisore esterno.

Ad esempio, nell'ambito del sistema l,si desidera far sì che quando l'unità 6 viene azionata (ad esempio inserendo la chiave nella serratura) la corrispondente serratura (ed anche le altre serrature, nel caso di una funzione di comando centralizzato) vengano rispettivamente sbloccate o bloccate dei rispettivi attuatori.

In generale (si tratta peraltro di una indicazione di carattere preferenziale, non imperativo) le linee 3 possono essere formate sostanzialmente da un conduttore di comunicazione con relativo conduttore di terra insieme ad .un conduttore di alimentazione (a 12 volt) con relativo conduttore di terra (quattro conduttori in tutto).

In alternativa, quando non sia richiesto un ritorno di massa di potenza esse possono essere invece costituite da tre soli conduttori (comunicazione, terra di segnale ed alimentazione) .

Naturalmente lo schema di cablaggio illustrato nella figura 1, volutamente semplificato per chiarezza di illustrazione, costituisce soltanto un possibile esempio di applicazione dell'invenzione: essa è infatti suscettibile di trovare impiego in sistemi comprendenti un numero qualsiasi di unità periferiche 5, 6 collegate su un numero parimenti qualsiasi di linee 3 , il tutto in maniera largamente indipendente dalla natura degli elementi fungenti da sensori/organi di comando e degli elementi destinati a fungere da attuatori.

A questo fine, nella figura 2 è stato rappresentato uno schema a blocchi generalizzato della architettura di sistema di cui alla figura 1.

Caratteristica saliente di tale architettura è la sua natura di architettura master/slave. In un tale sistema, la complessità intrinseca del sistema è concentrata in una unica unità di controllo, l’unità principale 2, che sovrintende alla comunicazione da e verso le unità periferiche 5, 6 per l'esecuzione delle funzioni richieste. Le unità periferiche 5, 6 agiscono come interfacce fra i dispositivi che inviano i comandi (ad esempio pulsanti) e gli attuatori (ad esempio motori elettrici).

Per la trasmissione dei segnali nell'ambito del sistema 1, avente una generale configurazione a stella (suscettibile di essere integrata e/o sostituita, almeno a livello locale, da una struttura diversa, ad esempio una struttura ad anello aperto o chiuso) può essere utilizzato un protocollo del tipo "token passing".

L'unità principale (master) sovrintende alle comunicazioni interrogando un'unità periferica (slave) 5, 6 alla volta su ciascuna linea. Ogni unità periferica 5, 6 viene autorizzata a scambiare informazioni con l'unità principale 2 soltanto dopo aver ricevuto da quest1ultima un corrispondente segnale di abilitazione, rappresentato da un simbolo o "token" (indicato con 10 nelle rappresentazioni schematiche della figura 3 su cui si tornerà nel seguito).

Una volta abilitata, l'unità periferica 5, 6 al momento coinvolta esprime il suo stato sotto forma di una stringa di bit (indicata con 11 nelle figure 3 e 4), che convoglia messaggi, ad esempio, di carattere diagnostico sulle condizioni di funzionamento di un attuatore ovvero, nel caso di una unità periferica agente interfaccia come un dispositivo per l'emissione di segnali di comando (ad esempio un pulsante), messaggi che esprimono una funzione di cui si richiede l'attuazione.Essa allora riceve il necessario comando ovvero un possibile altro messaggio dall'unità principale 2 (stringa di bit indicata con 12 nelle figure 3 e 4).

Fra l'unità principale 2 e l'unità periferica 5, 6 avviene poi lo scambio di uno o più bit di parità di controllo errore (dall'unità centrale 2 verso l'unità periferica 5, 6) ed infine una trasmissione di un messaggio di riconoscimento "acknowledge" (ACK), dall'unità periferica 5, 6 verso l'unità centrale 2 a conferma dell’avvenuta corretta ricezione del messaggio.

La trasmissione del bit di parità e del messaggio di acknowledge è indicato complessivamente con il riferimento 13 nelle rappresentazioni diagrammatiche delle figure 3 e 4. Con riferimento alla topologia di rete, l'unità principale 2 comunica contemporaneamente con tutti i rami (linee 3) interrogando in sequenza le periferiche 5, 6 che si trovano sugli stessi rami.

Quando un'unità periferica (slave) 5,6 riceve un simbolo di "token" (tempo T1 della figura 3)essa comincia a comunicare con l'unità principale 2 e lascia passare verso le unità periferiche 5, 6 situate più a valle soltanto il segnale di sincronismo diffuso comunque dall'unità principale 2 sulla rete, il quale identifica la frequenza di comunicazione. Al termine dello scambio dei dati, del bit di parità e del messaggio di riconoscimento 13, l'unità periferica 5, 6 al momento interessata diviene per cosi dire trasparente, il che è rappresentato in linee a tratti nel diagramma della figura 3 nella riga della figura relativa al tempo T2.

In tali condizioni, l'unità 5, 6 fa si che il successivo token emesso dall'unità centrale 2 (tempo T2 della figura 3) passi all'unità periferica 5, 6 situata immediatamente più a valle nel ramo della rete. A questo punto, tale unità situata più a valle viene abilitata al funzionamento: si realizza pertanto fra di esse l'unità centrale 2 lo scambio di informazioni secondo le modalità descritte in precedenza.

Completato lo scambio delle informazioni con l'unità centrale, l'unità periferica in questione diventa anch'essa trasparente, permettendo il passaggio del token verso una o più eventuali altre unità periferiche 5, 6 situate più a valle nel ramo.

Questo fatto è stato indicato schematicamente nella riga della figura 3 relativa al tempo Tn rappresentando in linea a tratti le trame (frame) che attraversano le unità periferiche resesi trasparenti prima di pervenire alla unità deve essere ancora interrogata per realizzare lo scambio di informazioni con l'unità centrale 2. Il meccanismo sopra descritto per un generico ramo è utilizzato per la comunicazione contemporanea di tutti i rami (linee 3) del sistema 1.

Una volta che l’unità principale 2 ha interrogato tutte le unità periferiche 5,6 essa rimane silente, disimpegnandosi dalla rete per un certo intervallo di tempo.

La durata di questo intervallo di tempo, viene scelta in modo che l'intervallo venga rilevato dalle unità periferiche 5, 6 come ampiamente superiore ad ogni altro intervallo possibile nella comunicazione, per cui le unità stesse possono reiniziaiizzare i loro parametri interni relativi alla gestione delle comunicazioni con l'unità 2 e predisporsi per un nuovo ciclo di interrogazione.

A titolo di riferimento (avendo riguardo ad una tipica applicazione nel settore automobilistico) è possibile pensare di organizzare la comunicazione sulla rete trasmettendo con una frequenza di bit dell'ordine di 2 Kbit/sec. messaggi o freme (10 a 13) comprendenti circa trenta bit ciascuno. Questo significa in pratica che la comunicazione fra l'unità centrale 2 e ciascuna delle unità periferiche 5, 6 si protrae per circa 16 millisecondi, con un ciclo complessivo di interrogazione (polling) delle unità periferiche (5, 6) dell'ordine di circa 35 millisecondi.

Con riferimento a tali parametri (beninteso di natura esemplificativa) la durata dell'intervallo di disimpegno dell'unità centrale 2 dalla rete può essere scelto della durata di 1-10 millisecondi.

Il sistema descritto in precedenza presenta numerosi vantaggi derivanti dalla struttura e dalla relativa forma di attuazione.

In primo luogo, esso permette di realizzare le unità periferiche 5, 6 con una struttura molto semplificata, come meglio si vedrà nel seguito, il che dà origine a costi ridotti e ad una migliore affidabilità.

Le unità periferiche non devono essere identificate da uno specifico indirizzo, per cui le unità periferiche destinate a realizzare lo stesso tipo di funzione sono del tutto intercambiabili.

Questa caratteristica, che si traduce nella possibilità di minimizzare il numero delle parti di ricambio diverse, è stata espressa nelle rivendicazioni che seguono come possibilità di disporre le unità periferiche 5, 6 del sistema secondo l'invenzione in modo "genericamente indifferente".

Naturalmente, per quanto riguarda la possibilità di gestione dei segnali di comando da parte dell'unità principale 2 è possibile provvedere (a livello software, e secondo criteri di per sè noti, che non richiedono di essere richiamati in questa sede) meccanismi di priorità che danno la precedenza temporale o, comunque, gerarchica, ai messaggi di comando provenienti da determinati dispositivi.

Per fare un esempio, nel caso di un attuatone costituito dal comando dell 'alzacristalli di una delle porte del veicolo, è possibile predisporre il sistema 1 in modo che il movimento dell 'alzacristalli possa' essere comandato in modo indifferente agendo su almeno due pulsanti diversi. E1 però possibile programmare l'unità 2 in modo che essa, in caso di comandi contrastanti, attribuisca la priorità al comando proveniente da un determinato pulsante, ad esempio quello associato al posto del guidatore.

Il diagramma della figura 4 rappresenta un ulteriore sviluppo del protocollo di trasmissione descritto in precedenza con riferimento alla figura 3.

In tale variante di attuazione dell'invenzione, il segno di "token" è stato eliminando incorporando in ciascuna unità periferica 5, 6 (come meglio si vedrà nel seguito) un tempori zza tore.

In questo modo è possibile conservare il principio di

funzionamento descritto in precedenza, secondo cui, dopo aver

scambiato le informazioni con l'unità principale 2, ciascuna

unità periferica 5, 6 diventa trasparente rispetto alla comunicazione, rendendo parimenti possibile mantenere normalmente disattivate le unità periferiche 5, 6: questo è stato

rappresentato dalle linee continue 14 che appaiono nella

figura 4.

Ciascuna unità periferica 5, 6 si attiva, predisponendosi allo scambio di informazioni con l'unità principale 2, quando e soltanto quando vede arrivare sulla linea di

comunicazione a cui essa è collegata un messaggio (frame -in questo caso costituito dai soli campi 11 a 13). Questo avviene, infatti, soltanto quando le unità periferiche che si

trovano a monte hanno già scambiato le informazioni con l'unità principale 2, rendendosi quindi trasparenti alla

comunicazione.

In tali condizioni l'unità periferica 5, 6 ha la certezza del fatto che il messaggio in arrivo è destinato proprio a

lei e non ad altre unità periferiche 5, 6.

Realizzato lo scambio delle informazioni con l'unità

principale 2, secondo i criteri descritti in precedenza in

relazione alla figura 3, l'unità periferica coinvolta 5, 6

diventa essa stessa trasparente, facendo sì che i successivi

messaggi emessi dall'unità principale 2 passino verso le3⁄4' unità periferiche 5, 6 situate più a valle. In analogia con la figura 3, anche questo meccanismo è stato rappresentato illustrando con linee a tratti nelle righe dei diagrammi di figura 4 relativi ai tempi T2 e Tn messaggi in transito attraverso unità periferiche 5, 6 resesi trasparenti.

La figura 5 illustra in maggiore dettaglio la struttura interna dell'unità principale 2.

Il cuore dell'unità in questione è costituito da un processore costituito ad esempio da un microcontroller da 8 bit operante ad 8,2 MHz e provvisto di 38 linee di ingresso e uscita (8 delle quali possono essere configurate come ingressi di conversione analogico/digitale} su cinque porte.

Le linee di ingresso e di uscita del microcontrollore 20 sono provviste di interfacce per la comunicazione con gli altri elementi facenti parte dell'unità 2 stessa.

Si tratta, più precisamente, di:

- una unità 21 di supervisione dell'alimentazione, collegata tramite una linea 22 all'impianto elettrico dell'autoveicolo, alla quale fanno capo in uscita le linee di alimentazione 23 (di solito a 12 volt) destinate a confluire nei cavi 3;

- un'ulteriore interfaccia 24 che regola la comunicazione con tastiere o pulsantiere per la immissione di comandi da parte dell'automobilista, eventualmente tramite il telecomando; e

un'ulteriore interfaccia 25 destinata a consentire (secondo principi noti) il collegamento con un organo diagnostico esterno, ad esempio per consentire la trasmissione verso l'esterno di messaggi memorizzati nel microcontrollore 20 ed indicativi dell'erroneo o mancato funzionamento di una o più delle unità periferiche 5, 6 e degli organi ad esso associati.

In generale le linee 3 vengono gestite dal microcontrollore 20 in parallelo fra loro,di preferenza utilizzando la funzione Output Compare provvista nel microcontrollore del tipo sopra specificato attraverso rispettivi circuiti di interfaccia 26.

La gestione dell'unità principale 2, soprattutto per quanto riguarda lo scambio delle comunicazioni con le unità periferiche 5, 6 secondo le modalità in precedenza descritte, è controllata a livello software. Il tutto secondo criteri di per sè noti ai tecnici esperti del settore, che non richiedono quindi di essere richiamati in modo particolareggiato in questa sede.

In particolare, il microcontrollore 20 del tipo sopra esemplificato ha la possibilità di essere disposto a livello software in un particolare stato (stop) in cui il suo oscillatore viene bloccato e il consumo è limitato a valori intorno ad un centinaio di microampere. Questa caratteristica può essere utilmente applicata per controllare la attivazione e la disattivazione dell'intero sistema 1. Queste due funzioni vengono ottenute grazie alla predisposizione del circuito 21 che distribuisce l'alimentazione verso le unità periferiche In particolare, il livello della tensione di alimentazione (tensione di batteria) viene controllato in modo continuo dall’unità principale 2. Quest'ultima rivela il valore di tale tensione, che viene convertito in forma digitale e confrontato con una soglia o una finestra di valori ammessi, disattivando quindi il sistema 1 quando tale tensione è al difuori del campo ammesso.

La possibilità di portare il sistema in stato temporaneo di disattivazione (funzione stop descritta .in.precedenza) contribuisce a rendere particolarmente ridotto l'assorbimento di energia elettrica da parte del sistema. In ogni caso è possibile prevedere che l'applicazione di determinati comandi al sistema (ad esempio il comando di apertura di una o più porte dato introducendo la chiave in una delle serrature o tramite un telecomando) risvegli tutto il sistema per consentirne il funzionamento.

Naturalmente, tutti gli ingressi e le uscite dell'unità principale 2 sono provvisti di circuiti addizionali (noti e non illustrati) e collocati all’interno dei vari moduli di interfaccia, diretti a svolgere una funzione dì protezione contro i cortocircuiti verso massa o verso la tensione di batteria. E' anche prevista una protezione contro le interferenze elettriche (cosiddetto load dump, ecc.) e contro l'inversione di batteria.

Nelle figure 6 e 7 sono schematicamente illustrate, anche qui sotto forma di un diagramma a blocchi, due possibili architetture di realizzazione di unità di interfaccia 5, 6.

Si tratta, più precisamente, di una interfaccia destinata a essere associata ad attuatori di potenza (figura 6) quali ad esempio motori di alzacristalli, serrature, ecc. e di una interfaccia destinata ad essere collegata con moduli di bassa potenza (figura 7) ad esempio pulsantiere.

Secondo una impostazione complessivamente simile a quella dell'unità principale 2 di cui alla figura 5, il nucleo dell'unità periferica 5, 6 è costituito da un microcontrollore 30, di solito avente potenzialità contenute rispetto al microcontrollore 20 dell'unità principale 2.

Si può trattare, nel caso del microcontrollore 30, di un dispositivo su quattro bit operante a 4,194 MHz, con nove porte di ingresso/uscita su 4 bit, almeno un convertitore A/D uno o due contatori con funzione di temporizzatori su 12 bit, un temporizzatore con funzione di watchdog, un'interfaccia seriale e sei livelli di interrupt.

Uno dei temporizzatori in questione è stato indicato esplicitamente con 31.

Si tratta del temporizzatore suscettibile di consentire il funzionamento del sistema secondo le modalità descritte in precedenza con riferimento alla figura 4 (eliminazione del token dal protocollo di trasmissione).

Il controllore 30 è infatti sensibile all'arrivo, nell'interfaccia 32 che gestisce la comunicazione con l’unità principale 2, di un messaggio o frame passato attraverso le unità periferiche 5, 6 situate a monte e resesi trasparenti per effetto della commutazione della rispettiva interfaccia 32al completamento dello scambio delle informazioni con la stessa unità principale 2. Come conseguenza dell'arrivo di tale messaggio il microcontrollore 30 comincia a gestire le comunicazioni ed il suo funzionamento viene cadenzato dal temporizzatore 31.

In analogia con l'unità principale 2, ciascuna unità periferica 5, 6 contiene anche un'unità di regolazione dell'alimentazione 33 a cui fa capo la linea di alimentazione in potenza a 12 volt. Quest'ultima proviene di preferenza in modo diretto dall’unità principale 2 (vedere anche lo schema della figura 5) ed è di conseguenza disattivata quando il sistema non opera. Questo rende pertanto superflua l'adozione, nelle singole unità periferiche 5, 6, di circuiti per la riduzione dell'assorbimento di potenza ovvero di circuiti per la protezione contro il load dump e fenomeni similari.

Così come immediatamente apprezzabile dal confronto degli schemi delle figure 6 e 7, l'unità periferica esemplificata in figura 6 è stata configurata così da poter essere interposta lungo uno dei rami della struttura a stella del sistema. In altre parole, l'unità periferica in essa illustrata è interposta fna l'unità principale 2 ed altre unità periferiche 5, 6 situate a valle nel ramo, con l'eventuale presenza di altre unità periferiche situate a monte.

La unità periferica 5 della figura 7 è invece stata configurata - a titolo esemplificativo - come unità situata più a valle nel rispettivo ramo. Naturalmente, le configurazioni descritte sono del tutto intercambiabili, grazie alla possibilità di collegamento genericamente indifferente delle unità periferiche 5, 6 caratteristiche del sistema secondo l 'invenzione.

In generale, inoltre, al microcontrollore 30 di ciascuna unità periferica 5, 6 sono associate almeno una interfaccia 34 per il collegamento con dispositivi che generano comandi (ad esempio sensori o tastiere o pulsantiere) ed almeno una interfaccia 35 per la gestione degli attuatori collegati all’unità periferica. Nel caso delle unità periferiche di potenza l’interfaccia 35 conterrà circuiti elettronici in grado di fornire la necessaria potenza di attuazione agli attuatori, ad esempio i motori di comando degli alzacristalli di una rispettiva porta del veicolo, ovvero l'attuatore di apertura/chiusura di una serratura.

Oltre a ciò l'interfaccia 35 può essere configurata in modo da raccogliere dati dì carattere diagnostico sul funzionamento degli elementi associati, in vista della trasmissione verso l'unità principale 2.

Naturalmente, la configurazione circuitale descritta si presta a numerose varianti in funzione delle specifiche esigenze di applicazione.

Così, ad esempio, l'interfaccia 34 può mancare in un'unità periferica 5, 6 destinata a fungere esclusivamente da interfaccia di azionamento di un attuatore. In modo complementare, in un’altra unità periferica, destinata a cooperare esclusivamente con un sensore- o con un dispositivo generatore di comandi (ad esempio una pulsantiera), può mancare l'interfaccia di attuazione 35.

Ancora, è possibile collegare le interfacce 34 e 35 presenti in una unità periferica 5, 6 in un generale schema di retroazione. In questo caso l'interfaccia 34 riceve da un sensore associato al dispositivo azionato da un attuatore collegato all'interfaccia 35 un segnale indicativo della effettiva posizione dell'organo comandato dall'attuatore così da poter fornire al microcontrollore 30 un segnale di retroazione destinato ad essere utilizzato per il controllo del-1'attuatore. Questa configurazione può essere adottata, ad esempio, per comandare la movimentazione dei sedili, degli specchi retrovisori oil movimento delle paratie o di .altri organi dell'impianto di climatizzazione del veicolo in funzione di un livello di regolazione impostato selettivamente dall'automobilista.

In tale prospettiva, il microcontrollore 30 può essere configurato in modo da disporre al suo interno di una certa capacità elaborativa cosi da poter fornire verso l'unità periferica 2 dati prelevati da un sensore sottoposti preventivamente ad una pre-elaborazione: ad esempio, nel caso di un'unità 5 associata ad un sensore di livello del combustibile nel serbatoio dell'autoveicolo, il cui segnale di uscita può andare soggetto a fluttuazioni per effetto dello scuotimento del combustibile nel serbatoio, il microcontrollore 30 può realizzare al suo interno (secondo criteri noti) una operazione di media diretta ad eliminare l'influenza delle fluttuazioni istantanee del segnale sul segnale di livello fornito verso l'unità principale 2.

Per quanto riguarda la configurazione dei microcontrollori 20 e 30 a livello software, si può ricordare quanto segue.

In generale, le funzioni realizzate dal microcontrollore 20 dell'unità principale 2 sono:

- il controllo della comunicazione in parallelo sulle linee 3 (invio di messaggi e ricezione dello stato delle unità periferiche, trasmissione bit di parità e ricezione messaggio di acknowledge);

il controllo degli ingressi e delle uscite collegati localmente all'unità principale 2,

- il riconoscimento delle richieste ricevute, la verifica del fatto che le richieste sono corrette e coerenti fra loro, con applicazione di eventuali priorità, elaborazione di nuovi comandi da inviare agli attuatori, eventualmente in dipendenza da segnali diagnostici;

- il rilevamento dello stato della batteria per garantire la corretta alimentazione dell'intero sistema e la disattivazione controllata del sistema 1 stesso quando i valori di tensione cadono all'esterno dei limiti prefissati;

- il filtraggio a livello software degli ingressi locali verso l'unità principale 2 per eliminare possibili rimbalzi.

Dal punto di vista logico, l'unità principale 2 realizza quindi la fase di raccolta e di emissione dei dati da e verso i dispositivi locali e le periferiche, nonché la fase di elaborazione dei dati, mentre le prestazioni della fase del controllo di stato e del filtraggio degli ingressi si realizza contemporaneamente alle altre fasi in maniera da ottenere un controllo continuo: a livello di implementazione, questo tipo di funzione può essere ottenuto attivando la fase di comunicazione e la fase di calcolo in periodi diversi ed attivando periodicamente la terza fase cosi da simulare la sovrapposizione nel tempo.

Per quanto riguarda i microcontrollori 30 delle unità periferiche, le principali funzioni gestite a livello software sono:

- la comunicazione con l'unità principale 2 e la trasmissione dei segnali verso le altre unità periferiche {cosiddetto passaggio in trasparenza dell'unità che ha già comunicato con l'unità principale);

- il filtraggio a livello software degli ingressi locali (in particolare tastiere, con eventuale decodifica e riconoscimento dei comandi da una o più tastiere), e

- il controllo della diagnosi più urgente degli attuatori, ad esempio per quanto riguarda i circuiti di sollevamento degli alzacristalli (fine corsa o rilevazione di ostacoli).

Per quanto riguarda l'emissione dei messaggi di acknowledge (ACK) può essere prevista la seguente procedura.

Se l'unità periferica 5,6 non riconosce il test di parità come corretto, essa invia verso l'unità principale un messaggio di negazione del riconoscimento (NACK) e non trasferisce i comandi di attuazione che ha ricevuto. Alla emissione di tre messaggi NACK consecutivi, l'unità 5,6 trasferisce verso le sue uscite dei valori di guasto, bloccando tutti i movimenti da essa comandati. Nello stesso tempo, la situazione di guasto viene trasferita verso gli attuatori dopo un periodo di inattività sulla linea a due cicli completi di comunicazione nel caso in cui la unità periferica non rilevi un'interruzione delle comunicazioni. Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. - Sistema per trasmettere segnali, in particolare fra dispositivi generatori di segnali di comando, sensori e dispositivi attuatori montati a bordo di autoveicoli (A), caratterizzato dal fatto che comprende: - una pluralità di unità periferiche di interfaccia (5,6) associate ciascuna ad almeno uno di detti dispositivi, - un'unità principale (2) suscettibile di dialogare con dette unità periferiche (5,6), e - linee di comunicazione (3) diramantisi da detta unità centrale (2) verso dette unità periferiche (5,6) e dal fatto che dette unità periferiche (5,6) sono collegate su dette linee di comunicazione (3,) in modo genericamente indifferente (come in precedenza definito).
2. — Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette linee di comunicazione si diramano da detta unità principale (2) secondo una generale configurazione a stella.
3. - Sistema secondo la rivendicazione 1 o la rivendi— cazione 2, caratterizzato dal fatto che dette linee di comunicazione (3) comprendono ciascuna: - un conduttore di alimentazione, - un conduttore per la trasmissione di segnali, e - almeno un conduttore di terra.
4. - Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, caratterizzato dal fatto che almeno alcune di dette unità periferiche (5,6) sono interposte,, su una rispettiva di dette linee di comunicazione (3) fra detta unità principale (2) ed almeno un'altra unità periferica (5,6) e dal fatto che dette almeno alcune fra dette unità periferiche (5,6) comprendono mezzi (32) di collegamento alla rispettiva linea di comunicazione (3) selettivamente commutabili fra un primo stato di funzionamento, in cui essi consentono il dialogo fra la rispettiva unità periferica (5,6) e l’unità principale (2), ed un secondo stato, in cui la rispettiva unità periferica (5,6) risulta trasparente rispetto ai segnali in transito su detta rispettiva linea di comunicazione (3).
5. - Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità principale (2) trasmette verso dette unità periferiche (5,6) un segnale di sincronizzazione in modo sostanzialmente continuo. 6. - Sistema secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che dette unità periferiche (5,6) comprendono mezzi di controllo temporizzati (30, 31) collegati ai mezzi di collegamento (32) dell'unità periferica alla rispettiva linea di comunicazione (3) in vista di produrre l'attivazione della rispettiva unità periferica (5.
6) all'atto della rilevazione di un segnale da parte di detti mezzi di collegamento (32).
7. - Sistema secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che dette linee di comunicazione (3) comprendono un conduttore di alimentazione per le unità periferiche (5,6), per cui l'alimentazione delle unità periferiche (5,6) stesse è controllata da detta unità centrale (2).
8. - Procedimento di gestione del funzionamento di un sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che: - dopo il dialogo con l’unità principale (2), ciascuna unità periferica (5,6) viene resa trasparente rispetto alle comunicazioni, cosi da consentire a detta unità principale (2) di dialogare ciclicamente con tutte le unità periferiche (5.6), - completato il ciclo di interrogazione delle unità periferiche (5,6) l'unità principale (2) viene disimpegnata dal sistema (1) per un intervallo di tempo dato, e - durante detto intervallo di tempo dato le unità periferiche (5,6) vengono ripristinate nel loro stato di capacità di comunicazione con l'unità centrale (2) stessa.
9. - Procedimento secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che comprende l'operazione di disattivare il sistema (1) portandolo verso uno stato (stop) di ridotto assorbimento di energia e di riattivare il sistema (1) stesso, almeno parzialmente, all’emissione di un segnale da parte di almeno uno di detti dispositivi generatori di comandi e/o sensori.
10. - Procedimento per gestire il funzionamento di un sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni l a 7, provvisto di una rispettiva sorgente di alimentazione (22), caratterizzato dal fatto che comprende l'operazione di monitorare (21) il livello di detta sorgente di alimentazione, di confrontare il valore monitorato con un campo di valori di alimentazione ammessi per il funzionamento del sistema e di disattivare il sistema (1) quando il livello di detta sorgente di alimentazione esce al difuori di detto campo di valori ammessi.
11· - Procedimento per gestire il funzionamento di un sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 7, caratterizzato dal fatto che per il dialogo fra detta unità centrale (2) e dette unità periferiche (5,6) viene utilizzato un protocollo del tipo "token passing" (10 a 13).
12. - Procedimento per gestire il funzionamento di un sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-a 7, caratterizzato dal fatto che per le comunicazioni fra detta unità principale (2) e dette unità periferiche (5,6) viene utilizzato un protocollo comprendente: - un campo (11) per le comunicazioni da dette unità periferiche (5,6) detta unità principale (2), e - un campo (12) per le comunicazioni da detta unità principale (2) verso dette unità periferiche (5,6).
13. - Procedimento secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detto protocollo comprende inoltre un campo per la trasmissione da detta unità principale (2) verso dette unità periferiche (5,6) di almeno un simbolo di controllo dell'errore di trasmissione ed almeno un campo per la trasmissione da parte di dette unità periferiche (5,6) verso detta unità principale (2) di un simbolo a conferma della corretta ricezione del messaggio (ACK).
14. - Procedimento secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che comprende l'operazione di verificare la condizione in cui una determinata unità periferica (5,6) ha inviato verso detta unità centrale (2) per un numero predeterminato di volte un messaggio indicativo della mancata corretta ricezione del messaggio (NACK) e di generare, in tale condizione, un segnale di avviso di guasto.
15. - Procedimento secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che detto numero predeterminato di volte è scelto pari a tre.
16. Procedimento secondo la rivendicazione 14 o la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che comprende le operazioni di disattivare gli attuatori associati a detta unità periferica (5,6) in cui si è generato detto segnale di guasto per almeno un ciclo di interrogazione da parte dell'unità centrale (2). Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.