Brevet FR2658335A1 — publié le 19910816

"Système de calculateur, mis en oeuvre dans des dispo- sitifs de sécurité appliqués aux véhicules automobi- les" L'invention concerne un système de calcula- teur avec au moins deux unités de calcul qui sont reliées par au moins un système de liaison pour per- mettre l'échange de données et/ou de signaux de com- mande ou de contrôle, et qui, lors de la mise en ser- vice, sont initialisées par un signal de remise à l'état initial, ce système de calculateur étant équipé d'au moins un moyen pour détecter des états défectueux des unités de calcul, et au cas o une des unités de calcul est dans un état défectueux, cette unité est remise en service par un signal de remise à l'état initial. Un tel système de calculateur pour commander un paramètre de fonctionnement d'un moteur à combus- tion interne d'un véhicule automobile, est connu par le document DE-OS 3 726 489 Il est proposé dans ce document, un système de calculateur constitué par deux processeurs qui sont reliés par l'intermédiaire d'un système de liaison pour l'échange de données des deux signaux de commande de contrôle Pour la surveillance réciproque des deux processeurs, chaque processeur est équipé de ce que l'on appelle un dispositif de sur- vaillance, qui délivre à un autre calculateur respec- tif, des signaux de contrôle à l'aide desquels cet au- tre calculateur peut vérifier l'aptitude au fonction- nement du calculateur émettant le signal de contrôle. Un second trajet de surveillance est constitué dans le cas d'un tel système à deux calculateurs, par la transmission de données entre les deux processeurs. Cette transmission de données s'effectue cycliquement selon une trame de temps fixe, et, en cas d'absence d'une transmission ou d'une demande de données d'un des deux calculateurs ferme l'autre calculateur au moins sur un défaut de fonctionnement et démarre à nouveau le calculateur défectueux par l'intermédiaire à nouveau d'une impulsion de remise à l'état initial (démarrage à chaud) Lors de la mise en service du système de calculateur, une impulsion d'initialisation commune aux deux calculateurs (power on) est émise et remet simultanément les deux calculateurs à l'état initial pour leur initialisation (démarrage à froid). L'inconvénient d'une telle disposition est que le sys- tème de calculateur ne peut pas être mis en fonction- nement correctement lorsque l'impulsion d'initialisa- tion ou bien le dispositif de circuit produisant cette impulsion, est affecté d'un défaut Si le système de calculateur est utilisé pour contrôler les fonctions critiques de sécurité d'un moteur à combustion interne et/ou d'un véhicule automobile, il existe le risque que dans un tel cas de défaut, on puisse avoir un état de marche critique pour la sécurité. L'invention a en conséquence pour but d'amé- liorer la disponibilité d'un tel système de calcula- teur A cet effet, il est prévu une unité supplémen- taire émettant des signaux, qui élimine au moins une des unités de calcul par une impulsion de remise à l'état initial indépendante du signal de remise à zéro d'initialisation. Dans le document DE-OS 37 90 885 est décrit un dispositif de circuit permettant de produire une impulsion d'initialisation ou bien de remise à l'état initial Ce dispositif de circuit sert, d'une part, à remettre à l'état initial un système de calculateur lors d'une première mise en circuit (power on), et, d'autre part, à remettre à l'état initial le système de calculateur lors d'une sous-tension, c'est-à-dire lors de l'abaissement de la tension de fonctionnement au-dessous d'une valeur prédéfinie En outre, le dis- positif de circuit ainsi proposé engendre un signal de remise à l'état initial qui, lors d'une défaillance d'un calculateur, est déclenché par un calculateur en mesure de fonctionner pour démarrer à nouveau le cal- culateur qui n'est pas en mesure de fonctionner. L'invention présente l'avantage qu'en cas de défaillance du dispositif de circuit engendrant l'im- pulsion d'initialisation ou bien de remise à l'état initial, une mise en service correcte du système de calculateur est rendue possible par une unité supplé- mentaire indépendante de ce dispositif de circuit Une mise en service défectueuse et une situation critique pour la sécurité en résultant, peuvent ainsi être évi- tées efficacement. En combinaison avec le procédé connu par l'état de la technique de surveillance d'un tel systè- me de calculateur, l'unité supplémentaire peut être réalisée d'une façon simple et économique. D'autres avantages de l'invention résultent d'autres caractéristiques de celle-ci en conjonction avec l'exemple de réalisation décrit ci-après. Selon une caractéristique de l'invention, l'impulsion de remise à l'état initial indépendante est délivrée lors de la mise en service du système de calculateur. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, l'unité supplémentaire est en dépendance directe de la tension d'alimentation. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, seule une unité de calcul est alimentée par le signal de remise à l'état initial indépendant. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, l'unité de calcul alimentée par le signal sup- plémentaire de remise à l'état initial détecte un fonctionnement défectueux de l'autre unité et démarre à nouveau celle-ci lorsqu'un fonctionnement défectueux est détecté. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'unité supplémentaire est essentielle- ment constituée par un élément de différentiation, de préférence un élément RC (résistance-capacité). L'invention va être exposée ci-après à l'ai- de d'un exemple de réalisation représenté aux dessins ci-joints. la figure 1 montre un exemple d'un système de deux calculateurs représenté sous forme de schéma par blocs et comportant une unité supplémentaire de remise à l'état initial, la figure 2 est un diagramme fonctionnel d'ensemble de la coopération de la surveillance du calculateur et de l'unité supplémentaire de remise à l'état initial lors de la mise en service du système de calculateur. la figure 3 présente une forme de réalisa- tion simple au point de vue de la technique de bran- chement et économique de l'unité supplémentaire de remise à l'état initial. La figure 1 montre à titre d'exemple, un système à deux calculateurs qui est prévu pour assurer des fonctions déterminées dans le véhicule automobile. Par exemple, de tels systèmes à deux calculateurs peu- vent être mis en oeuvre dans des dispositifs de sécu- rité, tels que des sacs à air ou des tendeurs de cein- tures, ou bien ils peuvent être utilisés pour la com- mande et/ou la régulation de paramètres de fonctionne- ment du moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, par exemple dans une commande électronique de la puissance du moteur. Les deux unités de calcul 10 et 20 sont reliées par l'intermédiaire d'un système de liaison Un tel système de liaison peut comprendre des liaisons pour les données, des liaisons d'adressage et/ou des liaisons de commande Le système de liaison 30 sert à échanger des données, des adresses et/ou des signaux de commande ou de contrôle à l'aide desquels est commandée la communication entre les deux calcula- teurs Les deux unités de calcul 10 et 20 sont équi- pées de ce que l'on appelle des dispositifs de sur- veillance 12, 22 Les deux unités dispositifs de sur- veillance sont reliées entre elles par l'intermédiaire de deux liaisons 32, 33, la liaison 32 acheminant le signal en provenance de l'unité-dispositif de surveil- lance 12 et la liaison 33 celui en provenance de l'unité-dispositif de surveillance 22. La liaison 32 est en outre reliée par l'in- termédiaire d'une unité de circuit 34 à une entrée d'un étage de combinaison 36 Cet étage de combinaison 36 qui correspond à une fonction logique OU, est relié par sa seconde entrée à une sortie 37 de l'unité de calcul 10 La liaison de sortie 38 de l'étage de com- binaison 36 constitue la liaison d'entrée d'un second étage de combinaison 40 dont la seconde entrée est combinée, par l'intermédiaire d'une liaison 41, avec un dispositif de circuit 42 pour la formation d'une impulsion de remise à l'état initial ou impulsion de signalisation La liaison de sortie 43 de l'étage de combinaison 40 assurant également une fonction logique OU est reliée à l'entrée 44 de l'unité de calcul 20. D'une façon analogue, la liaison 33 est reliée par l'intermédiaire d'une unité de commutation 46 avec un troisième étage de combinaison 48, dont la seconde entrée est combinée avec une sortie 50 de l'unité de calcul 20 La liaison de sortie 52 de l'étage de combinaison 48 est reliée à l'entrée 54 d'une unité 56 pour la formation d'une impulsion de remise à l'état initial indépendante A une autre entrée 58, l'unité 56 est reliée par l'intermédiaire de la liaison 41 à l'unité 42 pour la formation d'une impulsion de remise à l'état initial ou impulsion d'initialisation Une troisième entrée 60 de l'unité 56 est alimentée par la liaison 62 qui constitue en même temps la liaison d'entrée de l'unité 42 qui apporte la tension d'alimentation du système La sor- tie 64 de l'unité 56 est enfin reliée à l'entrée 66 de l'unité de calcul 10. Le mode de fonctionnement du système repré- senté à la figure 1, résulte de ce qui suit L'unité 42 forme, en fonction des valeurs de tension d'alimen- tation qui lui sont appliquées par l'intermédiaire de la liaison 62, un signal pulsé qui, par l'intermédiai- re de la liaison 41, de l'étage de combinaison 40 et de la liaison 43, remet à l'état initial le calcula- teur 20 par l'intermédiaire de son entrée 44 de remise a l'état initial Une telle impulsion de remise à l'état initial intervient par exemple lors de la mise en service du système en tant qu'impulsion d'initiali- sation L'impulsion de remise à l'état initial est en outre appliquée, par l'intermédiaire de l'entrée 58 de l'unité 56 et la liaison de sortie 64 de l'unité 56, à l'entrée de remise à l'état initial 66 de l'unité de calcul 10 L'unité de calcul 10 est simultanément démarrée par l'unité de calcul 20 dans les conditions de fonctionnement décrites ci-dessus Dans l'exemple représenté, les calculateurs sont, de préférence, remis à l'état initial par un signal positif "haut". Dans le cas d'initialisation, les sorties 12, 37 ou bien 22, 50 dont à un potentiel "Sas". La surveillance réciproque du fonctionnement des deux calculateurs est effectuée de façon corres- pondante au document initialement mentionné DE-OS 3 726 489 Une première voie de-surveillance peut alors résider dans un échange cyclique de données exploité selon une trame de temps fixe Une des unités de calcul 10 ou 20 attend alors, dans une trame de temps fixe, une demande de données de l'autre unité par l'intermédiaire du système de liaison 30 L'unité de calcul exprimant la demande de données, attend ensuite une transmission de données de l'autre unité. Si l'une de ces réactions est absente, l'unité de cal- cul concernée est identifiée comme défectueuse L'uni- té en mesure de fonctionner démarre alors à nouveau l'unité défectueuse par l'intermédiaire de sa sortie de redémarrage (dans le cas de l'unité de calcul 10, la sortie 37, dans le cas de l'unité de calcul 20, par l'intermédiaire de la sortie 50) L'unité de calcul considéré envoie alors, dans le cas d'un fonctionne- ment défectueux-de l'unité de calcul 20, une impulsion de remise à l'état initial, par l'intermédiaire des étages de combinaison 36 et 40 à l'entrée de remise à l'état initial 44, et pour le cas o l'unité de calcul fait preuve d'un fonctionnement défectueux, par l'intermédiaire de l'étage de combinaison 48 et de l'unité 56 à l'entrée de remise à l'état initial 66 de l'unité de calcul 10 Le nouveau démarrage couronné de succès de l'unité de calcul défectueuse peut être con- trôlé à l'aide du protocole de données décrit ci- dessus ou bien à l'aide du dispositif de surveillance décrit ci-après. Une autre voie de surveillance est donnée par l'échange réciproque de signaux de contrôle du dispositif de surveillance entre les deux unités de calcul Dans ce cas, un signal de contrôle est délivré à partir de l'unité dispositif de surveillance 12 par l'intermédiaire de la liaison 32 à l'unité dispositif de surveillance 22 de l'unité de calcul 20 qui exploi- te ce signal et qui détermine, à l'aide de la forme du signal et/ou de son niveau, la capacité de fonctionne- ment de l'unité de calcul 10 De façon analogue, un signal de contrôle analogue est transmis à partir de l'unité 22 par l'intermédiaire de la liaison 33 à l'unité dispositif de surveillance 12 de l'unité de calcul 10 o il est exploité Les liaisons 32 et 33 sont reliées à des unités de circuit 34 ou bien 46 qui exploitent le signal de contrôle et qui, dans le cas d'un défaut, appliquent une impulsion de remise à l'état initial par l'intermédiaire des étages de com- binaison 36 et 40 à l'entrée de remise à l'état ini- tial 44 de l'unité de calcul 20 dans le cas de la défaillance de l'unité de calcul 10, et qui appliquent ce signal par l'intermédiaire de la liaison de combi- naison 48 et de l'unité 56, à l'entrée de remise à l'état initial 66 de l'unité de calcul 10 en cas de défaut de l'unité de calcul 20, l'unité de calcul res- pectivement défectueuse étant ensuite à nouveau démar- rée par l'autre unité Les étages de combinaison 36, et 48 sont alors réalisés sous la forme de combi- naisons OU pour obtenir une égalité des impulsions de remise à l'état initial de l'unité 42 sur la base d'un signal dispositif de surveillance défectueux ou bien sur la base d'un signal de redémarrage. L'unité 56, dont un exemple de réalisation est représenté à la figure 3, est constituée essen- tiellement par une combinaison logique OU 70 qui garantit une égalité entre les signaux de remise à l'état initial délivrés à partir de l'étage de combi- naison 48 à l'entrée 54 de l'unité 56 par l'intermé- diaire de la liaison 52 et le signal de remise à l'état initial appliqué en cas d'état défectueux de l'unité 42, par l'intermédiaire de la liaison 41 à l'entrée 58 de l'unité 56 Un étage de formation d'im- pulsions 72 fait en outre partie de l'unité 56 A cet étage de formation d'impulsions 72 est appliquée la sortie de la combinaison logique OU 70 et un signal de tension d'alimentation, par l'intermédiaire de la liaison 62 et de l'entrée 60 de l'unité 56, la sortie de l'étage de formation d'impulsions 72 étant reliée à la sortie 64 de l'unité 56 et desservant l'entrée de remise à l'état initial 66 de l'unité de calcul 10. L'étage de formation d'impulsions 72 peut, dans un exemple de réalisation préféré, être réalisé sous la forme d'un élément de différentiation Si l'unité 42 est défaillante pour former un signal de remise à l'état initial lors de la mise en route, l'unité de formation d'impulsions 72 sert alors à for- mer un signal de remise à l'état initial à partir du signal de tension d'alimentation acheminé par l'inter- médiaire de la liaison 62 L'étage 72 délivre, lors de la mise en service du système, à l'entrée de remise à l'état initial 66 de l'unité de calcul 10, une impul- sion de remise à l'état initial qui initialise et démarre cette unité A l'aide de la voie de surveil- lance précédemment décrite, l'unité de calcul 10 peut détecter un fonctionnement défectueux de l'unité 20 et démarrer à nouveau celle-ci, en ce que, par l'intermé- diaire de sa sortie 37, lorsqu'un fonctionnement défectueux de l'unité 20 est détecté, elle applique à l'entrée de remise à l'état initial 44 de cette unité, un signal de remise à l'état initial Ainsi, même en cas de défaillance de l'unité 42, une mise en service correcte du système est garantie. Le concept de l'invention peut également être appliqué à des systèmes comportant un plus grand nombre de calculateurs, et il est en outre également possible, que l'unité 56 soit associée à l'unité de calcul 20. A la figure 2, le concept de l'invention est représenté à l'aide d'un diagramme fonctionnel d'en- semble, qui décline en son principe le déroulement dans l'unité de calcul, qui est associée à l'unité 56, lors de la mise en service du système de calculateur. A l'étape 100, lors de la mise en service du système de calculateur, l'unité de calcul considérée est ini- tialisée par des impulsions de remise à l'état ini- tial Dans le cas d'un fonctionnement sans défaut, ceci s'effectue par l'impulsion d'initialisation déli- vrée par l'unité 42 Si celle-ci est défectueuse, alors l'unité 56 délivre une impulsion supplémentaire à l'unité de calcul qui lui est associée Dans le bloc d'interrogation 102, est vérifié, dans le système à deux calculateurs, l'aptitude au fonctionnement de la deuxième unité de calcul à laquelle n'est pas associée l'unité 56 Si c'est le cas, on peut en conclure qu'une mise en service correcte a eu lieu et, dans le bloc 110, le fonctionnement normal du système de cal- culateur est constaté Mais si l'autre unité de calcul fonctionne de façon défectueuse, cette unité, de façon correspondante au bloc 104, est remise à l'état ini- tial par l'unité de calcul démarrée correctement A l'étape 106, le mode de fonctionnement correct de l'unité de calcul venant d'être démarrée à nouveau, est contrôlé, dans le cas d'un mode de fonctionnement correct, un démarrage correct du système est constaté ( 110), mais si l'unité de calcul à nouveau démarrée fonctionne de façon défectueuse, cette unité de calcul est identifiée comme défectueuse à l'étape 108 est mise hors circuit. La figure 3 montre une forme de réalisation de l'unité 56 Les références utilisées à la figure 1 des entrées ou bien des sorties de l'unité 56, ont été maintenues Une possibilité de réalisation simple et économique est constituée par deux diodes, une résis- tance et un condensateur. L'entrée 54 à laquelle s'applique, éventuel- lement, du fait d'un défaut, un signal du dispositif de surveillance ou bien un signal de redémarrage de l'autre calculateur, est reliée à l'anode d'une diode dont la cathode est reliée à un point de combinai- son 202 L'entrée 58 à laquelle éventuellement s'ap- plique l'impulsion d'initialisation ou impulsion de remise à l'état initial de l'unité 42, est reliée à l'anode d'une seconde diode 204 dont la cathode est également reliée au point de combinaison 202 Les deux diodes constituent alors la combinaison logique OU décrite précédemment, auquel cas, les deux signaux s'appliquant aux entrées 54 et 58 sont transmis dans les mêmes conditions à la sortie 64 qui est directe- ment reliée au point de combinaison 202 Au point de combinaison 202 est en outre raccordé un condensateur qui, par ailleurs, est relié à l'entrée 60 de l'unité 56 Une résistance 208 relie à la masse le point de combinaison 202. Lors de la mise en fonctionnement du système de calculateur, un signal de tension correspondant s'applique à l'entrée 60 de l'unité 56 Le condensa- teur 206 est chargé, de façon correspondante, à la modification du signal de tension, de sorte que la tension du condensateur prend une allure exponentiel- le La modification dans le temps de la tension du condensateur se traduit par une modification corres- pondante, inverse dans le temps, de l'allure du poten- tiel au point de combinaison 202 Cette allure du potentiel représente un signal "haut" en forme d'im- pulsion avec un flanc raide et un flanc tombant cor- respondant à l'allure montante de la tension du con- densateur Le signal pulsé formé de cette façon, est appliqué à la sortie 64 de l'unité 56 et est amené à l'entrée de remise à l'état initial de l'unité de cal- cul associée, grâce à quoi, celle-ci est remise à l'état initial De cette façon, un démarrage correct du système de calculateur est garanti indépendamment du signal de l'unité 42. La façon de procéder conforme à l'invention peut, en principe, s'appliquer également dans le cas de sous tension. REVENDICATIONS 1. Système de calculateur avec au moins deux unités de calcul ( 10-20) qui sont reliées par au moins un système de liaison ( 30) pour permettre l'échange de données et/ou de signaux de commande ou de contrôle, et qui lors de la mise en service, sont initialisées par un signal de remise à l'état initial (power-on-reset), ce système de calculateur étant équipé d'au moins un moyen pour détecter des états défectueux des unités de calcul (dispositif de sur- veillance, protocole d'échange de données) et au cas o une des unités de calcul est dans un état défec- tueux, cette unité est remise en service par un signal de remise à l'état initial (restart), système de cal- culateur caractérisé en ce qu'il est équipé d'une uni- té supplémentaire émettant des signaux, qui élimine au moins une des unités de calcul par une impulsion de remise à l'état initial indépendante du signal de remise à zéro d'initialisation. 2 Système de calculateur selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que l'impulsion de remise à l'état initial indépendante est délivrée lors de la mise en service du système de calculateur. 3. Système de calculateur selon l'une quel- conque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'unité supplémentaire est en dépendance directe de la tension d'alimentation. 4. Système de calculateur selon l'une quel- conque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que seule une unité de calcul est alimentée par le signal de remise à l'état initial indépendant. 5. Système de calculateur selon l'une quel- conque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'unité de calcul alimenté par le signal supplémentai- re de remise à l'état initial détecte un fonctionne- ment défectueux de l'autre unité et démarre à nouveau celle-ci lorsqu'un fonctionnement défectueux est détecté. 6. Système de calculateur selon l'une quel- conque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'unité supplémentaire est essentiellement constituée par un élément de différentiation, de préférence un élément RC (résistance-capacité).