Brevet FR2513948A1 — publié le 19830408

1.- " Installation électrique pour déclencher des fonctions de commutation dans des véhicules automobiles " ________________ _ L'invention est relative à une installation électrique pour déclencher des fonctions de commutation dans des véhicules automobiles, installation comportant une uni- té centrale engendrant à partir de signaux d'entrée, des signaux de sortie qui leur sont associés pour actionner des commutateurs de charge et comportant une unité de re- dondance. De telles installations deviennent de plus en plus importantes du fait que l'on utilise de plus en plus des microprocesseurs également dans les véhicules automo- biles Dans ce cas, intervient cependant avec une intensité accrue, le problème que lors d'une défaillance de l'unité centrale comprenant en règle générale des microprocesseurs les fonctions de commutation ne peuvent plus être déclen- chées et que le véhicule automobile ne peut plus être uti- lisé Il est certes possible dans ce cas, de prévoir une unité de redondance qui traite tous les signaux d'entrée en parallèle à l'unité centrale proprement dite et de la même manières et qui assume en cas de besoin, la fonction de cette unité En dehors de la dépense importante, ceci né- cessite toutefois une unité de contrôle qui sélectionne à partir des signaux de sortie de l'unité centrale et de l'unité de redondance, le signal de sortie "correct". 2.- Il est en outre connu (périodique "Elektronik" /1981, page 62), de prévoir une surveillance de fonction par l'intermédiaire d'un test de redondance Dans ce cas, tous les raccordements sont reliés directement ensemble pour deux constituants identiques, et une opération contr$- leurpilote est effectuée Dés que les deux constituants ne coïncident pas, le pilote est bloqué instantanément par le contrôleur et un signal d'erreur est engendré On abou- tit ainsi également à une défaillance non souhaitable de la totalité de l'unité centrale. Il est en outre connu à partir de "l'introduction à la technique des microprocesseurs", Texas Instruments 1977, chapitre 14, de répartir l'ensemble des fonctions de commu- tation d'un véhicule automobile en plusieurs zones compor- tant chacune une unité centrale Dans la mesure ohi l'unité centrale est défaillante, il est possible à l'aide d'une unité de commande supplémentaire, de mettre en mesure l'unité centrale d'une autre zone, d'accomplir au moins les fonctions de commutation principales de la zone défail- lante Egalement dans le cas de cette installation, la dépense nécessaire pour les circuits est également impor- tante. L'invention a pour but de créer une installa- tion du type initialement mentionné, dans laquelle, avec une dépense de cir uits relativement réduite, une d 6 faillan- ce totale des fonctions de commutation commandées par l'uni- té centrale, peut être évitée. A cet effet, l'invention concerne une installa- tion caractérisée en ce qu'il est constitué des groupes de fonctions de commutation analogues entre elles, et que, par l'intermédiaire de l'unité de redondance pour chacun de ces groupes, un signal de sortie pour la fonction de commu- tation possédant la plus grande priorité dans ce groupe, est susceptible d'être appliqué aux commutateurs de charge. L'unité de redondance permet en cas d'un défaut 3.- de l'unité centrale, d'assurer la fonction de commutation principale du groupe considéré Ainsi, une exploitation au moins limitée du véhicule automobile reste possible La dépense de circuits nécessaire pour l'unité de redondance est réduite, car l'unité de redondance pour chaque groupe de fonctions de commutation assure uniquement la mise à disposition du signal de sortie pour une fonction de commu- tation unique, et pour la commande de cette unité de redon- dance, il est seulement nécessaire d'avoir une détection de défaut ou bien un décodage du signal d'entrée de l'uni- té centrale. D'autres caractéristiques de l'invention per- mettent d'envisager des formes particulièrement avantageuses de celle-ci. Selon l'une de ces caractéristiques, le signal de sortie de l'unité de redondance est susceptible d'être appliqué lors de la présence d'un signal d'entrée quelcon- que du groupe considéré Selon une autre caractéristique de l'invention au contraire, le signal de sortie de l'unité de redondance n'est susceptible d'être appliqué que lors de la présence du signal d'entrée correspondant L'unité de redondance fonctionne alors seulement lorsque l'unité centrale, lors d'un fonctionnement correct, déclenche;les fonctions de commutation des différents groupes présentant la plus grande priorité Dans ce dernier cas, il est possi- ble, selon une autre caractéristique de l'invention, de dé- livrer en permanence ce signal de sortie de l'unité de re- dondance En cas de fonctionnement normal de l'unité cen- trale, la fonction de commutation est ainsi doublement li- bérée Comme ainsi que cela a été exposé, l'unité de redon- dance du fait de sa complexité réduite présente une fiabilité élevée, il est alors ainsi possible d'appliquer le signal d'entrée considéré uniquement à l'unité de redondance et de décharger ainsi l'unité centrale Dans le cas d'une logique ainsi répartie, l'unité centrale n'assure que déo missions 13948 4.- partielles Le traitement des fonctions de commutation les plus importantes de chaque groupe, peut à l'aide de l'unité de redondance, s'effectuer également par ordinateur Dans ce cas également, une défaillance de l'unité centrale peut se traduire par une exploitation seulement partiellement limitée du véhicule. Bien entendu il est également possible de ne délivrer le signal de sortie de l'unité de redondance que lorsque l'unité centrale fonctionne de façon défectueuse. A cet effet, il se présente différentes possibilités. De façon particulièrement simple, cette déli- vrance peut s'effectuer à l'aide d'un circuit de portes pour le signal de sortie de l'unité de redondance, l'ouver- ture de ce circuit étant commandée par l'unité centrale. Ceci implique qdun fonctionnement défectueux de l'unité centrale soit détecté A cet effet, une possibilité simple réside en un rétro-couplage au moins de la sortie de l'unité centrale qui déclenche la fonction de commutation présentant la plus grande priorité. En variante, l'unité centrale peut également dé- livrer un signal de sortie supplémentaire qui se modifie lors d'un fonctionnement défectueux. Dans les dessins sont représentés des exemples de réalisation de l'invention Ces exemples comportent dif- férentes installations électriques pour déclencher des fonctions de commutation dans des véhicules automobiles, avec une unité centrale et une unité de redondance C'est ainsi que: selon la figure 1, une fonction de commuta- tion principale peut être libérée lors de chaque défaillan- ce de l'unité centrale, selon la figure 2, cette fonction principale ne peut être libérée qu'en cas de fonctionnement défectueux de l'unité centrale, 5._ selon la figure 3 et en variante par rapport à la figure 2, cette fonction de commutation principale peut être engendrée indépendamment d'une défaillance de l'unité centrale, selon la figure 4, cette fonction de commuta- tion peut être déclenchée en permanence uniquement par l'in- termédiaire de l'unité de redondance, selon la figure 5 une variante de la détection de défaut selon la figure 2, peut 9 tre assurée. L'installation électrique pour déclencher les fonctions de commutation dans des véhicules automobiles représentée sur la figure 1, comporte une unité centrale 1 sous la forme d'un microprocesseur, auquel sont appliqués par l'intermédiaire d'un conducteur d'entrée 2, des si- gnaux d'entrée codés Par lintermédiaire d'un conducteur de sortie 3, les signaux de sortie préparés dans l'unité centrale 1 en fonction des signaux d'entrées peuvent être délivrés sous forme codée, ou bien un signal de sortie correspondant peut être délivré respectivement par ilin- termédiaire de plusieurs conducteurs de sortie en paral- lèle,(non représentés) Ces signaux de sortie sont appli- qués à un commutateur de charge 4, représenté schématique- ment sous la forme d'un transistor Un autre conducteur de sortie 5 de l'unité centrale aboutit, d'une part, en retour par l'intermédiaire d'un générateur de rappel 6, à l'unité centrale, et, d'autre part, à une unité de redondance cons- tituée d'un circuit 7 de détection de défaut et dont la sor- tie 8 est raccordée au conducteur de sortie 3. A l'aide de ce branchement, il est possible, lors d'une défaillance de l'unité centrale 1, de déclencher à partir d'un groupe de fonctions de commutation, la fonc- tion de commutation présentant la plus grande priorité, c'- est-à-dire la fonction de commutation principale Si un signal d'entrée est appliqué au conducteur d'entrée, l'uni- té centrale 1 est mise en circuit par l'intermédiaire d'un 6.- montage 9 de maintien de puissance Par l'intermédiaire du conducteur de sortie 5, le générateur-de remise à zéro 6 est commandé et opère une rétrogradation définie de l'unité centrale 1 L'unité centrale 1 délivre désormais sur la base d'une programmation spéciale, un signal rectangulaire, également par lintermédiaire du conducteur de sortie 5, au circuit 7 de détection de défaut, tant que l'unité cen- trale fonctionne Simultanément en cas de fonctionnement dé- fectueux de l'unité centrale 1, le signal de sortie corres- pondant continue à être délivré au commutateur de charge ou bien aux commutateurs de charge. Dans le cas d'une défaillance de l'unité centrale 1, le signal rectangulaire sur le conducteur de sortie 5 est également interrompu De ce fait, le blocage de l'unité de redondance provoqué par ce signal rectangulaire est supprimé. Cette unité de redondance commute désormais à la place de l'unité centrale 1, le commutateur de charge 4 associé à la fonction de commutation de priorité la plus élevée Cet- te commutation s'effectue ainsi indépendamment du signal d'entrée considéré de l'unité centrale 1. De cette façon, on peut par exemple enclencher, en cas d'une défaillance de l'unité centrale, la fonction de commutation la plus importante pour les groupes des fonc- tions de commutation d'éclairage, à savoir l'éclairage en code et l'éclairage de stationnement En cas de défaillance de l'unité centrale 1, cette fonction est enclenchée indé- pendamment du fait que le signal d'entrée soit effective- ment celui prévu pour cette fonction de base La condition à cet effet est uniquement qu'un signal d'entrée des grou- pes des fonctions de commutation d'éclairage, soit présent à l'entrée de l'unité centrale 1. L'installation selon la figure 2 correspond dans une large mesure à celle de la figure 1 Toutefois, contrai- rement à la figure 1, le déclenchement de la fonction de commutation principale lors d'un W défaillance de l'unité 7.- centrale 1, s'effectue dès lors seulement lorsqu'à l'entrée de l'unité centrale 1, est présent le signal d'entrée effec- tivement associé à cette fonction de commutation A cet ef- fet, il est prévu en supplébant un décodeur 10, qui est en- clenché par la branchement de maintien de puissance 9, et auquel sont appliqués les signaux d'entrée, tout comme à l'unité centrale 1. Ce décodeur commande, uniquement lors de la pré- sence du signal d'entrée avec la priorité la plus élevée, un circuit de portes 11 revêtant la forme d'une porte ET- à laquelle est raccordée la sortie 8 du circuit 7 de détec- tion de défaut. Si ce signal d'entrée est présent, le circuit de porte 11 permet alors que le circuit 7 de détection de défaut actionne le commutateur de charge 4 pour cette fonc- tion de commutation lors d'une défaillance de l'unité cen- trale Si, par contre, les signaux d'entrée pour les autres fonctions de commutation sont présents, alors l'unité cen- trale peut uniquement commuter les commutateurs de charge associés à ces signaux Si l'unité centrale 1 présente un défaut, ces fonctions de commutation peuvent, éventuellement, n'être pas déclenchées De façon certaine, ce déclenchement ne s'effectue pas par l'intermédiaire du circuit 7 de détec- tion de défaut, car le circuit de porte 11 est bloqué. L'installation ainsi représentée est judicieuse pour un autre groupe de fonctions de commutation, telle que celle correspondant aux fonctions de lavage et d'essuyage des glaces d'un véhicule La fonction principale est alors le fonctionnement de l'essuie-glace à l'étage 1 Ce fonc- tionnement est déclenché, lors de la présence du signal d'entrée correspondant, par l'unité centrale 1 ou bien en cas d'une défaillance de cette unité centrale, uniquement par le circuit 7 de détection de défaut En cas de présence des signaux d'entrée pour les autres fonctions de commuta- tion de ces groupes, tels que par exemple le lavage avec 8.- ensuite l'essuyage à sec ou bien des essuyages à intervalles avec ou sans occultation d'impulsions de lavage, l'action- nement des commutateurs de charge correspondants s'effectue seulement à l'aide de l'unité centrale 1 Tant que celle- ci fonctionne de façon défectueuse, le déclenchement de ces fonctions de commutation d'une importance réduite ne s'ef- fectue pas. L'installation de la figure 2 peut maintenant être complétée, conformément à la figure 3, pour un traite- ment parallèle des signaux d'entrée pour la fonction de ba- se Tla figure 3 se différencie de la figure 2 en ce que le circuit 7 de détection de défaut et le circuit de porte 11 sont supprimés La fonction de l'unité de redondance est uniquement assurée par le décodeur 10, dont le signal de sortie est directement appliqué par l'intermédiaire du con- ducteur de sortie 3 au commutateur de charge pour la fonc- tion de commutation comportant la plus grande priorité Le déclenchement de cette fonction de commutation s'effectue ainsi en cas de fonctionnement correct de l'unité centrale 1, aussi bien par l'intermédiaire de celle-ci que par l'in- termédiaire du décodeur 10, tandis qu'en cas d'un défaut de l'unité centrale 1, seul le décodeur 10 permet cette fonc- tion de commutation l'installation selon la figure 3, présente la même fiabilité que l'installation selon la fi- gure 2, tandis que la dépense se trouve considérablement ré- duite. Une réduction complémentaire de la dépense peut Otre obtenue dans le cas de l'installation selon la figure 4 Dans cette installation, on applique à l'unité centrale 1, les signaux d'entrée pour toutes les fonctions de commutation d'un groupe, à l'exception du signal d'en- trée pour la fonction de commutation de priorité la plus élevée Ce dernier signal d'entrée est exclusivement uti- lisé à l'aide du décodeur 10 pour le déclenchement de cet- te fonction principale L'unité centrale 1 n'assume en 9.- conséquence que des missions partielles Sa défaillance est sans inconvénient dans la mesure o la fonction de commutation principale dans tous les cas, peut âtre en- gendrée à l'aide du décodeur 10. La constitution de l'installation selon la fi r gure 5, correspond dans une large mesure à celle selon la figure 2 Il est simplement prévu une modification en ce qui concerne la commande du circuit de porte 11 Cette modification consiste en ce que l'unité centrale 1 est directement raccordée au circuit de porte 11 Pour le con- trôle de l'unité centrale 1, le signal de sortie pour les fonctions de commutation de priorité la plus élevée, est rétro-couplé sur l'entrée de l'unité centrale 1 l Dans la mesure o un défaut se produit à l'intérieur de l'unité centrale lors du traitement du signal d'entrée correspon- dant, le circuit de porte Il est ouvert par l'unité centra- le 1, et la fonction de commutation de priorité la plus élevée est déclenchée par le décodeur 10. En se référant aux figures 1 à 5, on peut voir sans difficulté qu'avec une dépense réduite, les fonctions de commutation les plus importantes d'un groupe quelconque de fonctiomode commutation peuvent être déclenchées en cas d'une défaillance de l'unité centrale 1 A cet effet, le signal de sortie pour cette fonction de commutation est ou bien sera, dans le cas des figures 1, 2 et 5, certes préparé, mais ne sera délivré que si l'unité centrale fonc- tionne de façon défectueuse Dans le cas par contre de la figure 3, ce signal de sortie sera également délivré lorsque l'unité centrale 1 fonctionne correctement Dans le cas de la figure 4 enfin, on est également assuré grâce à une logique répartie que malgré un défaut de l'unité centrale, la fonction de commutation de plus grande prio- rité peut être déclenchée. - REVENDICATIONS 1. Installation électrique pour déclencher des fonctions de commutation dans des véhicules automobi- les, installation comportant une unité centrale engendrant à partir de signaux d'entrée, des signaux de sortie qui leur sont associés pour actionner des commutateurs de char- ge, et comportant une unité de redondance, installation ca- ractérisée en ce qu'il est constitué des groupes de fonctions de commutation analogues entre elles, et que, par l'inter- médiaire de l'unité de redondance ( 7; 7, 10; 10) pour cha- cun de ces groupes, un signal de sortie pour la fonction de commutation possédant la plus grande priorité dans ce groupe, est susceptible d'Mtre appliqué aux commutateurs de charge. 2 Installation électrique selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que le signal de sortie de l'uni- té de redondance ( 7; 7, 10; 10) est susceptible d'être ap- pliqué lors de la présence d'un signal d'entrée quelconque du groupe considéré. 3 Installation électrique selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que le signal de sortie de l'uni- té de redondance ( 7; 7, 10; 10) n'est susceptible d'être appliqué que lors de la présence du signal d'entrée corres- pondant. 4 Installation électrique selon la revendica- tion 3, caractérisée en ce que le signal de sortie de l'uni- té de redondance ( 7; 7, 10; 10) est délivré en permanence, 5. Installation électrique selon l'une quelcon- que des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le signal de sortie de l'unité de redondance ( 7; 7, 10; 10) n'est délivré que lors d'un fonctionnement défectueux de l'unité centrale ( 1). 6. Installation électrique selon la revendica- tion 5, caractérisée en ce que l'unité centrale ( 1) délivre par l'intermédiaire d'un circuit de porte ( 11) le signal de 1 1 - sortie de l'installation de reondance ( 7, 10; 10). 7. Installation électrique selon l'une quelcon- que des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que pour le contrôle de l'unité centrale ( 1), le signal de sortie associé à la fonction de commutation présentant la plus grande priorité, est rétrocouplé sur l'entrée de l'unité centrale ( 1). 8. Installation électrique selon l'une queleon- que des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que l'uni- té centrale ( 1) délivre à l'unité de redondance ( 7; 7, 10) un signal de sortie qui se modifie en cas de fonctionnement défectueux de l'unité centrale ( 1).