WO2017198954A1 - Reseau multiplexe avec gestion de perte de trame d'etat - Google Patents

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power failure
management
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Julien POUSSARD
Gregory CARDON
Antony Boisserie
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Psa Automobiles S.A.
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems

Definitions

  • the invention relates to the field of multiplexed networks, including networks used in industrial installations and in automobiles. These can include networks such as CAN (acronym for "Controller Area Network”) or LIN (acronym for "Local Interconnected Network”).
  • networks such as CAN (acronym for "Controller Area Network") or LIN (acronym for "Local Interconnected Network”).
  • ра ⁇ н ⁇ е как ⁇ ии are connected to each other by a connection bus.
  • These organs comprise a management organ, or master organ, which determines the finite state of the other organs, called slave organs.
  • Finite state means the states relating to a life phase of the organs, such as in particular a normal operating state and a standby state.
  • This status command is operated by control frames on the network bus. But in case of network failure, these frames no longer circulate.
  • the organs other than the master member then no longer receive the state control frame of said organs. In the absence of reception of this frame, some of these bodies see their power off, which can cause functional failures, such as in particular the loss of data and / or actuator immobilized in a non-nominal position. It may be a wiper immobilized in the middle of the windshield.
  • the published patent document FR 2852 755 A1 relates to a state management system of a multiplexed network.
  • a master device transmits status frames defining the status of the slave members among standby states, wake up, normal operation, standby or communication stop on the network. It provides that at least one of the slave organs can enter degraded operating mode in case of non-reception of the state frame.
  • It can be self-powered (type 1), that is to say, which continue to operate in the absence of a state control frame, as well as of the power-off type ( type 3), that is to say which are electrically powered by the master member according to the state of the bus ,.
  • the degraded mode is however not detailed in this teaching.
  • this type of cut-off device goes into standby mode when the bus power disappears. This teaching did not foresee a situation where this type of organ can be in a faulty configuration during its forced standby.
  • the invention aims to overcome at least one of the disadvantages of the state of the art mentioned above. More particularly, the invention aims to limit failures of certain members of a multiplex network in the event of a network failure.
  • the subject of the invention is a method for managing a multiplexed network, in particular for a motor vehicle, the network comprising a management member and at least one slave member electrically powered according to the state of the network and having a finite state, one of a normal operating state and a standby state is controlled by a status control frame transmitted by the management unit; characterized in that the method comprises the following steps: detection of imminent failure of the network supply; and, in the presence of said detection, passage for the slave member to a state of preparation for a power failure of said member.
  • the state of preparation for a power failure includes a data backup of the organ.
  • the state of preparation for a power failure comprises positioning in the neutral position of one or more actuators controlled by the member.
  • the state of preparation for a power failure comprises displaying on a functional body of the screen type information relating to said cut.
  • the imminent failure detection of the power supply of the network corresponds to a loss of reception by the functional element of the state control frame.
  • the transition to the state of preparation for a power failure occurs after a loss of reception by the slave member of the state control frame for a period of time greater than a predetermined value, said predetermined value being preferentially greater than 0.3 seconds and / or less than 5 seconds.
  • the finished state of the or at least one of the slave members further comprises a state of standby and an alarm state.
  • the network is of the CAN, LIN or LVDS Bidir type.
  • the invention also relates to a computer program comprising program code instructions for executing the steps of the method according to the invention when said program is executed on a computer.
  • the computer is advantageously part of the vehicle management system.
  • the invention also relates to a motor vehicle comprising a network multiplexed with a management member and at least one slave member powered electrically according to the state of the network and having a finite state, among a normal operating state and a state standby, is controlled by a status control frame issued by the management unit; remarkable in that said network is configured to execute the method according to the invention
  • the measurements of the invention are interesting in that they make it possible to avoid sudden shutdowns of slave devices in the event of network failure. The consequences of the network failure are thus minimized.
  • FIG. 1 schematically represents the architecture of a multiplexed network according to the invention
  • FIG. 2 is a state graph of an organ of the network according to the invention.
  • FIG. 3 is an operating diagram of an organ of the network according to the invention.
  • Figure 1 schematically illustrates a multiplex network according to the invention.
  • the network 2 comprises a management member 4, called master (“manager”), connected to slave members 6 by a communication bus 8.
  • Each of the management member and the slave members comprises an electronic control unit (ECU1 , ECU2, ECUn, where ECU is the acronym of "Electronic Control Unit") of the microcontroller type able to manage a binary communication with the other organs via the communication bus 8.
  • the communication bus can be of the CAN type (acronym for "Controller Area Network"), LIN (acronym for "Local Interconnected Network”) or LVDS Bidir (acronym for "Low Voltage Differential Signaling Bidirectional").
  • the management member 4 is master and the slave members in that the management member 4 determines the state of the slave members 6. To do this, it sends status frames on the network, these frames being received by the organs and determining the state of life phase that these organs must take.
  • these states one can count a normal state of operation and a state in standby. These states can also have a sleep state and wake state.
  • the slave organs some may be of a first type with a permanent power supply and others of a second type with a switched power supply.
  • the organ or organs of the first type are electrically powered permanently, regardless of the state of the network. These can be organs for security functions that must always be insured.
  • the body or bodies of the second type are electrically powered according to the state of the network by the master member. This means that, in the event of a network failure, they may no longer be powered and therefore shut down.
  • Figure 2 is a state graph of an organ of the second type, according to the invention.
  • the normal state (NORMAL) can be reached in particular following the power supply of the body via the network. From this state 10, it can go to a state of standby 12 (GO_TO_SLEEP) following the reception of a corresponding frame sent by the management unit (4, Figure 1). Still from this normal state 10 the member can also go to a state of preparation for a power failure 14 (LIMP_HOME_MODE) following a loss of reception by the member in question of the control frame issued by the management body (4, Figure 1).
  • This state can comprise various actions, such as in particular that of storing the data during processing and / or the control of one or more actuators towards one or more neutral or nominal positions. For example, this may be the storage of the destination data entered in a GPS navigation system. It may also be the movement of one or more window wipers towards one or more nominal positions where they do not interfere with the driver's view.
  • the loss of reception of the state frame by the slave organs or the second type is indeed heralding a network failure and, therefore, an imminent power failure.
  • HEADER a first field sent by the master to a slave
  • RESPONSE a second field, called RESPONSE, is sent by the data producer (the master in the case of a control frame and the slave in the case of a state frame).
  • the master knows the slaves on the network using configuration data. He therefore knows which slaves are normally present on the network. So when the master sends the HEADER of a state frame and the slave does not produce the RESPONSE field, the master increments a counter. When the counter has reached a maximum value, the slave in question is declared absent on detection of absence of receipt of state frame.
  • the transition to the state of preparation for a power failure can also include the display on a functional organ, of the screen type, of information relating to said cut.
  • FIG. 3 is a logic diagram expressing the logic of operation of an organ of the second type according to the states of the graph of FIG. 2. It comprises a first step 16 of verification of reception of the state frame (COMMANDE_PHASE_VIE). In case of reception of this frame, this one is detected in steps 18 and 22 to then go to the state corresponding to steps 20 and 24, respectively.
  • the operating logic also comprises a step 26 for checking the absence of reception of the state frame LIFE_PHASE_CON for a period of time greater than a predetermined value To and, when this condition is fulfilled, a step 28 of passage for the organ goes to the state LIMP_HOME_MODE preparing for a power failure.
  • the To value can be between 0.3 and 5 seconds.
  • the organ remains in its initial state or goes to another state depending on the received frame.
  • This logic operates in a loop so that it can change state at any time, in particular to go into the state of preparation for a power failure.
  • Figures 2 and 3 illustrate, except the state of preparation for a power failure, two states NORMAL and GO_TO_SLEEP. It should be noted, however, that other states such as the waking and waking states can also be provided.
  • second type devices in a multiplexed network i.e., the switched power type
  • these organs can be put in standby state to minimize their power consumption.
  • they do not potentially require specific cabling for their power supply.
  • the ability for these bodies to move towards the state of preparation for a power failure can limit the negative consequences of the failure of the network, mainly in that the bodies in question prepare their power failure. This avoids the inconvenience of a sudden cut when the bodies in question are de-energized while they are in operation.

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Abstract

L'invention a trait à un procédé de gestion d'un réseau multiplexé, notamment pour véhicule automobile, le réseau comprenant un organe de gestion et au moins un organe esclave alimenté électriquement en fonction de l'état du réseau et dont un état fini, parmi un état normal de fonctionnement (10) et un état de veille (12), est commandé par une trame de commande d'état émise par l'organe de gestion. Le procédé comprend les étapes suivantes de détection de défaillance imminente de l'alimentation du réseau; et, en présence de ladite détection, de passage pour l'organe esclave à un état (14) de préparation à une coupure d'alimentation dudit organe. L'invention a trait également à un programme d'ordinateur correspondant et à un véhicule automobile pourvu d'un réseau correspondant.

Description

RESEAU MULTIPLEXE AVEC GESTION DE PERTE DE TRAME D'ETAT.
L'invention a trait au domaine des réseaux multiplexés, notamment les réseaux utilisés dans les installations industrielles et dans les automobiles. Il peut notamment s'agir de réseaux du type CAN (acronyme de « Controller Area Network ») ou LIN (acronyme de « Local Interconnected Network »).
Dans ces réseaux, différents organes sont raccordés entre eux par un bus de connexion. Ces organes comprennent un organe de gestion, ou organe maître, qui détermine l'état fini des autres organes, dits organes esclaves. Par état fini, on entend les états relatifs à une phase de vie des organes, comme notamment un état normal de fonctionnement et un état de veille. Cette commande d'état est opérée par des trames de commande sur le bus du réseau. Or en cas de défaillance du réseau, ces trames ne circulent plus. Les organes autres que l'organe maître ne reçoivent alors plus la trame de commande d'état des dits organes. En l'absence de réception de cette trame, certains de ces organes voient leur alimentation coupée, ce qui peut occasionner des défaillances fonctionnelles, comme notamment la perte de données et/ou un actionneur immobilisé dans une position non nominale. Il peut s'agir d'un essuie-vitre immobilisé au milieu du pare-brise.
Le document de brevet publié FR 2852 755 A1 a trait à un système de gestion d'état d'un réseau multiplexé. Dans ce système, un organe maître émet des trames d'état définissant l'état des organes esclaves parmi des états de veille, de réveil, de fonctionnement normal, de mise en veille ou d'arrêt de communication sur le réseau. Il prévoit qu'au moins un des organes esclaves puisse passer en mode de fonctionnement dégradé en cas de non-réception de la trame d'état. Il peut s'agit d'organes du type autoalimenté (type 1 ), c'est-à-dire qui continuent à fonctionner en l'absence de trame de commande d'état, ainsi que d'organes du type à alimentation coupée (type 3), c'est-à-dire qui sont alimentés électriquement par l'organe maître en fonction de l'état du bus,. Le mode dégradé n'est cependant pas détaillé dans cet enseignement. De plus, ce type d'organe à alimentation coupée passe en mode veille lors de la disparition de l'alimentation par le bus. Cet enseignement n'a ainsi pas prévu une situation où ce type d'organe peut être dans une configuration défaillante lors de sa mise en veille forcée.
L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'état de la technique susmentionnée. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de limiter les défaillances de certains organes d'un réseau multiplexé en cas de défaillance du réseau.
L'invention a pour objet un procédé de gestion d'un réseau multiplexé, notamment pour véhicule automobile, le réseau comprenant un organe de gestion et au moins un organe esclave alimenté électriquement en fonction de l'état du réseau et dont un état fini, parmi un état normal de fonctionnement et un état de veille, est commandé par une trame de commande d'état émise par l'organe de gestion ; caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : détection de défaillance imminente de l'alimentation du réseau ; et, en présence de ladite détection, passage pour l'organe esclave à un état de préparation à une coupure d'alimentation dudit organe.
Selon un mode avantageux de l'invention, l'état de préparation à une coupure d'alimentation comprend une sauvegarde de données de l'organe.
Selon un mode avantageux de l'invention, l'état de préparation à une coupure d'alimentation comprend un positionnement en position neutre d'un ou plusieurs actionneurs commandés par l'organe.
Selon un mode avantageux de l'invention, l'état de préparation à une coupure d'alimentation comprend l'affichage sur un organe fonctionnel du type écran d'une information relative à ladite coupure.
Selon un mode avantageux de l'invention, la détection de défaillance imminente de l'alimentation du réseau correspond à une perte de réception par l'organe fonctionnel de la trame de commande d'état.
Selon un mode avantageux de l'invention, le passage à l'état de préparation à une coupure d'alimentation a lieu après une perte de réception par l'organe esclave de la trame de commande d'état durant un laps de temps supérieur à une valeur prédéterminée, ladite valeur prédéterminée étant préférentiellement supérieure à 0.3 seconde et/ou inférieure à 5 secondes.
Selon un mode avantageux de l'invention, l'état fini du ou d'au moins un des organes esclaves comprend, en outre, un état de mise en veille et un état de réveil.
Selon un mode avantageux de l'invention, le réseau est du type CAN, LIN ou LVDS Bidir.
L'invention a également pour objet un programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé selon l'invention lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. L'ordinateur fait avantageusement partie du système de gestion du véhicule.
L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un réseau multiplexé avec un organe de gestion et au moins un organe esclave alimenté électriquement en fonction de l'état du réseau et dont un état fini, parmi un état normal de fonctionnement et un état de veille, est commandé par une trame de commande d'état émise par l'organe de gestion ; remarquable en ce que ledit réseau est configuré pour exécuter le procédé selon l'invention
Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent d'éviter des mises à l'arrêt brutales des organes esclaves en cas de défaillance du réseau. Les conséquences de la défaillance du réseau sont ainsi minimisées.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels :
- La figure 1 représente de manière schématique l'architecture d'un réseau multiplexé conforme à l'invention ;
- La figure 2 est un graphe d'état d'un organe du réseau conforme à l'invention ;
- La figure 3 est un logigramme de fonctionnement d'un organe du réseau conforme à l'invention. La figure 1 illustre schématiquement un réseau multiplexé conforme à l'invention. Le réseau 2 comprend un organe de gestion 4, dit maître (« manager »), relié à des organes esclaves 6 par un bus de communication 8. Chacun de l'organe de gestion et des organes esclaves comprend une unité électronique de contrôle (ECU1 , ECU2, ECUn, où ECU est l'acronyme de « Electronic Control Unit ») du type microcontrôleur apte à gérer une communication binaire avec les autres organes via le bus de communication 8. Le bus de communication peut être du type CAN (acronyme de « Controller Area Network »), LIN (acronyme de « Local Interconnected Network ») ou encore LVDS Bidir (acronyme pour « Low Voltage Differential Signaling Bidirectional »). L'organe de gestion 4 est maître et les organes esclaves en ce que l'organe de gestion 4 détermine l'état des organes esclaves 6. Pour ce faire il émet de trames d'état sur le réseau, ces trames étant reçues par les organes esclaves et déterminant l'état de phase de vie que ces organes doivent prendre. Parmi ces états, on peut compter un état normal de fonctionnement et un état en veille. Ces états peuvent également compter un état de mise en veille et un état de réveil.
Parmi les organes esclaves certains peuvent être d'un premier type avec une alimentation permanente et d'autres d'un deuxième type à alimentation commutée. Le ou les organes du premier type sont alimentés électriquement en permanence, indépendamment de l'état du réseau. Il peut s'agit d'organes pour des fonctions sécuritaires qui doivent toujours être assurées. A l'inverse, le ou les organes du deuxième type sont alimentés électriquement en fonction de l'état du réseau par l'organe maître. Cela signifie qu'en cas de défaillance du réseau, ils peuvent ne plus être alimentés et, partant, mis à l'arrêt brutalement.
La figure 2 est un graphe d'état d'un organe du deuxième type, conformément à l'invention. L'état normal 10 (NORMAL) peut être atteint notamment suite à l'alimentation électrique de l'organe via le réseau. A partir de cet état 10, il peut passer à un état de veille 12 (GO_TO_SLEEP) suite à la réception d'une trame correspondante émise par l'organe de gestion (4, figure 1 ). Toujours à partir de cet état normal 10 l'organe peut aussi passer à un état de préparation à une coupure d'alimentation 14 (LIMP_HOME_MODE) suite à une perte de réception par l'organe en question de la trame de commande émise par l'organe de gestion (4, figure 1 ). Cet état peut comprendre différents actions, comme notamment celle de stocker les données en cours de traitement et/ou la commande d'un ou plusieurs actionneurs vers une ou des positions neutres ou nominales. A titre d'exemple, il peut s'agir du stockage des données de destination entrées dans un système de navigation GPS. Il peut également s'agir du déplacement d'un ou plusieurs essuies-vitre vers une ou des positions nominales où ils ne gênent pas la vue du conducteur.
La perte de réception de la trame d'état par le ou les organes esclaves du deuxième type est en effet annonciatrice d'une défaillance du réseau et, partant, d'une coupure imminente de l'alimentation électrique.
Une trame comporte deux champs :
- un premier champ, appelé HEADER, est envoyé par le maître vers un esclave,
- un deuxième champ, appelé RESPONSE est envoyé par le producteur de donnée (le maître dans le cas d'une trame de commande et l'esclave dans le cas d'une trame d'état).
Le maître connaît les esclaves présents sur le réseau grâce à des données de configuration. Il sait donc quels sont les esclaves normalement présents sur le réseau. Ainsi lorsque le maître envoie le HEADER d'une trame d'état et que l'esclave ne produit pas le champ RESPONSE, le maître incrémente un compteur. Lorsque le compteur a atteint une valeur maximale, l'esclave en question est déclaré absent sur détection d'absence de réception de trame d'état.
Le passage à l'état de préparation à une coupure d'alimentation peut également comprendre l'affichage sur un organe fonctionnel, du type écran, d'une information relative à ladite coupure.
La figure 3 est un logigramme exprimant la logique de fonctionnement d'un organe du deuxième type suivant les états du graphe de la figure 2. Elle comprend une première étape 16 de vérification de réception de la trame d'état (COMMANDE_PHASE_VIE). En cas de réception de cette trame, celle-ci est détectée aux étapes 18 et 22 pour ensuite passer à l'état correspondant aux étapes 20 et 24, respectivement. La logique de fonctionnement comprend également un étape 26 de vérification d'absence de réception de trame d'état COMMANDE_PHASE_VIE durant un laps de temps supérieur à une valeur prédéterminée To et, lorsque cette condition est remplie, une étape 28 de passage pour l'organe passe à l'état LIMP_HOME_MODE de préparation à une coupure d'alimentation. La valeur To peut être comprise entre 0.3 et 5 secondes. Si la trame d'état revient avant l'expiration de ce laps de temps, l'organe reste dans son état initial ou passe à un autre état en fonction de la trame reçue. Cette logique fonctionne en boucle de manière à pouvoir à tout moment changer d'état, en particulier passer à l'état de préparation à une coupure d'alimentation.
Les figures 2 et 3 illustrent, hormis l'état de préparation à une coupure d'alimentation, deux états NORMAL et GO_TO_SLEEP. Il est toutefois à noter que d'autres états comme notamment les états de veille et de réveil peuvent être également prévus.
L'utilisation d'organes du deuxième type dans un réseau multiplexé, c'est-à-dire du type à alimentation commutée, est intéressante du point de vue de la consommation électrique et du point de vue câblage. En effet, ces organes peuvent être mis en état de veille en vue de minimiser leur consommation électrique. De plus, ils ne requièrent potentiellement pas de câblage spécifique pour leur alimentation électrique. La possibilité pour ces organes de passer vers l'état de préparation à une coupure d'alimentation permet de limiter les conséquences négatives de la défaillance du réseau, essentiellement en ce que les organes en question préparent leur coupure d'alimentation. Cela évite les désagréments d'une coupure brutale lorsque les organes en question sont mis hors tension alors qu'ils sont en fonction.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de gestion d'un réseau multiplexé (2), notamment pour véhicule automobile, le réseau comprenant un organe de gestion (4) et au moins un organe esclave (6) alimenté électriquement en fonction de l'état du réseau (2, 8) et dont un état fini, parmi un état normal de fonctionnement et un état de veille, est commandé par une trame de commande d'état émise par l'organe de gestion (4) ; caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes :
- détection (16) d'une perte de réception par l'organe esclave(6) de la trame de commande d'état, ladite perte annonçant une défaillance de l'alimentation du réseau ; et,
- en présence de ladite détection, passage (28) pour l'organe esclave à un état (14) de préparation à une coupure d'alimentation dudit organe.
Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'état (14) de préparation à une coupure d'alimentation comprend une sauvegarde de données de l'organe (6).
Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'état (14) de préparation à une coupure d'alimentation comprend un positionnement en position neutre d'un ou plusieurs actionneurs commandés par l'organe (6).
Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'état (14) de préparation à une coupure d'alimentation comprend l'affichage sur un organe esclave du type écran d'une information relative à ladite coupure.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le passage (28) à l'état (14) de préparation à une coupure d'alimentation a lieu après une perte de réception (26) par l'organe esclave de la trame de commande d'état durant un laps de temps supérieur à une valeur prédéterminée (To), ladite valeur prédéterminée (To) étant préférentiellement supérieure à 0.3 seconde et/ou inférieure à 5 secondes.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'état fini du ou d'au moins un des organes esclaves (6) comprend, en outre, un état de mise en veille et un état de réveil.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le réseau (2) est du type CAN, LIN ou LVDS Bidir.
8. Programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 7 lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. 9. Véhicule automobile comprenant un réseau multiplexé (2) avec un organe de gestion (4) et au moins un organe esclave (6) alimenté électriquement en fonction de l'état du réseau (2, 8) et dont un état fini, parmi un état normal de fonctionnement et un état de veille, est commandé par une trame de commande d'état émise par l'organe de gestion (4) ; caractérisé en ce que ledit réseau (2) est configuré pour exécuter le procédé selon l'une des revendications 1 à 7.
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