Brevet FR2724742A1 — publié le 19960322

La présente invention concerne un système de gestion du fonctionnement d'organes fonctionnels d'un véhicule automobile. Plus particulièrement, la présente invention concerne un système de gestion du fonctionnement d'organes raccordés par un réseau de transmission d'informations numériques. L'apparition de nouvelles technologies et la miniaturisation récente et importante de l'ensemble des systèmes électroniques et informatiques, autorisent actuellement l'intégration de systèmes électroniques et l'introduction de systèmes informatiques à bord des véhicules automobiles. Grâce à cette évolution, des services de plus en plus complexes et performants sont imaginés pour augmenter le confort du conducteur et des passagers d'un véhicule. Ces nouvelles applications qui voient le jour, telles que l'intégration de systèmes de radiotéléphone, de systèmes de navigation et/ou de guidage des véhicules, etc.., sont confrontés du fait de leurs performances et complexités techniques, à différents problèmes et en particulier à un problème de simplicité d'utilisation. Ces différents systèmes répartis dans le véhicule ont en effet besoin d'être pilotés par un utilisateur. Ceci suppose, par conséquent, qu'un calculateur soit capable de centraliser des informations provenant de différents organes du véhicule pour restituer des informations utiles sur, par exemple, un organe de visualisation quelconque. Inversement, sur sollicitation de l'utilisateur, ce calculateur doit diffuser les commandes sur les organes fonctionnels concernés. Les aspects indépendants de ces systèmes imposent une vision modulaire de l'architecture. Dans un souci de prendre en compte dès l'origine les problèmes de diversité de gamme liés à l'industrie automobile, il semble donc intéressant de dissocier l'aspect matériel d'un organe de son aspect fonctionnel. Parallèlement à cette tendance, le développement d'une architecture réseau pour véhicules automobiles a mis en évidence le besoin de faire communiquer des organes sans cesse plus intelligents en augmentant la rapidité et la fiabilité de transmission tout en réduisant la câblage nécessaire. Cependant, ce développement se heurte dans l'industrie automobile à différents problèmes concernant notamment la transmission des informations, dans la mesure où un véhicule automobile constitue un environnement très fortement perturbé et au vu des différentes configurations possibles d'organes fonctionnels raccordés au réseau. Pour illustrer ces différentes difficultés il est possible de prendre l'exemple d'un organe de visualisation. Le choix de cet exemple est dicté par le fait qu'il représente une fonction embarquée complexe qui peut présenter des informations visuelles de toute nature variant beaucoup d'un système à un autre et d'un véhicule à un autre. De plus, il permet bien de mettre en évidence le problème de la diversité de gamme. En effet, le monde de l'informatique de bureau a montré que de multiples solutions sont envisageables pour piloter des écrans graphiques de différentes technologies et de différentes caractéristiques, à savoir de taille, de couleur, etc... Mais contrairement aux conditions d'utilisation classiques de ce type de matériel, l'implantation d'un écran à bord d'un véhicule automobile ne peut, dans la plupart des cas, être faite à proximité du calculateur qui le pilote. Cette contrainte d'intégration rend difficile la maîtrise des problèmes d'immunité de transmission, problèmes d'autant plus importants que les perturbations à bord d'un véhicule automobile sont très importantes. Ce problème d'implantation qui s'impose à tout constructeur de véhicules automobiles, rend plus que probable une disposition lointaine dans le véhicule, d'un écran et de son calculateur de pilotage. Cet impératif risque d'orienter les équipementiers vers des solutions coûteuses pour permettre la propagation d'un signal de contrôle vidéographique à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Par ailleurs, un écran représente un tel potentiel informatif que sa banalisation dans l'automobile s'accompagnera sans nul doute d'applications de plus en plus nombreuses et variées. Cela laisse apparaître qu'un écran peut être vu comme une ressource commune utilisée par plusieurs calculateurs et autorisant donc une gestion par des sources multiples. Lorsque l'on connaît l'importance de l'interface homme-machine pour une application qui touche le grand public, il faut donc tendre vers la recherche de solutions simples et industrielles. Le domaine de l'aide à la navigation des véhicules a été le premier à mettre en évidence le besoin de dissocier un système de navigation de celui de la présentation des informations de guidage. En effet, le calculateur chargé de l'ensemble des opérations invisibles de l'utilisateur, à savoir le calcul d'itinéraire, la corrélation cartographique, etc.., possède un aspect universel et sa tâche est totalement indépendante de sa fonction de présentation des informations de guidage. Celle-ci peut être faite aussi bien à l'aide d'un système de synthèse vocale que d'un écran ou d'un afficheur quelconque. C'est le cas pour un certain nombre de véhicules de développement dans lesquels l'utilisateur bénéficie simultanément d'informations orales, d'informations symboliques affichées sur des afficheurs à cristaux liquides ou à visée dite tête haute, etc.., ou d'informations plus complexes telles que des cartes simplifiées et orientées sur un écran. Les informations de guidage visuelles qui répondent le mieux aux critères de sécurité sont évidem- ment celles qui présentent l'information la plus réduite et la plus synthétique possible, c'est à dire typiquement les afficheurs symboliques sur lesquels un carrefour est représenté par un ensemble de segments et la direction à suivre par des flèches. D'autres informations supplémentaires peuvent y être rajoutées telles que des distances, des recommandations de circulation, etc. Cependant, le calculateur de navigation peut également apporter de multiples services dans les domaines informatifs ou touristiques en rendant au moins l'équi- valent de services que peut apporter la consultation de cartes. I1 faut donc prendre en compte tous ces cas, du plus simple au plus compliqué, pour aboutir à une solution universelle optimisant les cas les plus courants mais autorisant également toutes les autres possibilités. La multiplication de ces moyens d'affichage souvent dispersés dans l'habitacle (console centrale, combiné, etc...), la duplication parfois nécessaire (affichage de l'information pour les passagers arrières) ainsi que la diversité des informations à afficher, ont été à l'origine de l'idée de piloter l'ensemble de ces moyens de nature différente par un seul ou plusieurs calculateurs en utilisant les possibilités de transmission des réseaux numériques. Cependant, ceci n'a pas permis de résoudre tous les problèmes évoqués précédemment à propos des pertur bations et de la diversité des organes fonctionnels pouvant être raccordés au réseau. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes en proposant un système de gestion qui soit simple et fiable. A cet effet l'invention a pour objet un système de gestion du fonctionnement d'organes fonctionnels d'un véhicule automobile, raccordés par un réseau de transmission d'informations numériques, caractérisé en ce qu'au moins certains des organes fonctionnels comportent un processeur de données associé à des moyens de stockage d'une table de références et des codes d'exécution des fonctions remplies par l'organe et à des moyens de reconnaissance parmi les informations circulant sur le réseau de transmission d'informations, d'un ordre d'activation d'une fonction remplie par cet organe et des arguments de contrôle relatifs à celle-ci pour la mettre en oeuvre. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faisant référence au dessin annexé qui représente un schéma synoptique illustrant la structure d'un système de gestion selon l'invention. En fait dans ce système de gestion, on procède à un découpage en modules standards des fonctions embarquées à bord du véhicule pour faciliter l'implantation d'organes fonctionnels interchangeables et de gammes différentes. On reprendra ci-dessous l'illustration de ce concept à l'aide d'un système d'affichage. Cependant, il va de soi que le concept évoqué peut être étendu à n'importe quel autre organe fonctionnel connecté sur un réseau de transmission de véhicule automobile. Ainsi un autoradio et un système de climatisation sont-ils confrontés aux mêmes problèmes d'interchangeabilité et de diversité qu'un écran dans un véhicule. En fait dans le système de gestion selon l'invention, au moins certains des organes fonctionnels raccordés au réseau comporte un processeur de données associé à des moyens de stockage d'une table de références et des codes d'exécution des fonctions remplies par l'organe et à des moyens de reconnaissance parmi les informations circulant sur le réseau de transmission d'informations, d'un ordre d'activation d'une fonction remplie par cet organe et des arguments de contrôle relatifs à celle-ci pour la mettre en oeuvre. En fait, cette architecture oblige évidemment à greffer une "intelligence" de traitement et de calcul au niveau des organes décentralisés mais cette répartition de l'intelligence est une étape nécessaire pour conforter la standardisation de certains éléments. Son but est donc de permettre de s'affranchir de la configuration matérielle lors du développement logiciel. Pour reprendre l'exemple précédent du moyen d'affichage, il devient, dans un tel environnement, facile de piloter un afficheur quelconque (écran noir et blanc ou couleur, afficheur à cristaux liquides etc...) en associant simplement une bibliothèque de programmes à ce type de module d'interface Homme-machine. Cette couche de logiciel est chargée de mettre en forme la couche de communication standard entre les organes du véhicule pour ne traiter que les cas de figure que l'organe correspondant est capable de satisfaire. Pratiquement cela revient à recenser l'ensemble des opérations élémentaires (graphiques pour un écran par exemple) à effectuer sur l'organe fonctionnel et à les associer à des références uniques. Ces références permettent d'activer des séquences de codes d'exécution correspondantes sur le processeur pilotant l'organe. Celles-ci peuvent être par exemple être identifiées par des numéros d'actions uniques. On établit alors une table de références contenant l'ensemble des fonctions à effectuer, chaque fonction étant caractérisée par le type et le nombre d'arguments de contrôle utiles. I1 suffit alors de passer simplement par l'intermédiaire du réseau de transmission d'informations, la référence de la fonction à utiliser associée à ses arguments de contrôle . Par exemple, une fonction simple de type affichage d'un rectangle sur un écran pourrait attendre cinq arguments entiers, quatre d'entre eux imposant les coordonnées du rectangle, le dernier imposant la couleur d'affichage. Bien entendu, les fonctions sont prédéfinies et peuvent être beaucoup plus évoluées en permettant des gestions d'icônes, des affichages de menus, etc. On conçoit que la transmission des informations qui s'établit entre deux organes n'est alors plus basée sur des signaux physiques de gestion vidéographique ou des primitives de bas niveau mais sur un protocole permettant d'effectuer des opérations graphiques prédéfinies et ne comprend que l'identification de la fonction et ses paramètres de contrôle. Les différentes informations émises sur le réseau peuvent être émises soit par une unité centrale de traitement d'informations telle qu'un calculateur central de gestion du fonctionnement du véhicule ou encore par un autre organe fonctionnel, raccordé au réseau de transmission d'informations et adapté pour renvoyer sur le réseau certaines informations relatives à son fonctionnement. La structure générale d'un organe fonctionnel entrant dans la constitution d'un système de gestion selon l'invention est illustrée sur la figure annexée sur laquelle on reconnait un réseau de transmission d'informations numériques désigné par la référence générale 1. Ce réseau de transmissions d'informations numériques court le long du véhicule et différents organes fonctionnels sont raccordés sur celui-ci. Dans l'exemple de réalisation décrit en regard de cette figure, l'organe fonctionnel est un moyen d'affichage quelconque désigné par la référence générale 2 et comportant un afficheur 3. Cet organe fonctionnel comporte un processeur de données 4 constitué par tout processeur graphique approprié associé à des moyens de stockage d'une table de références 5 et de codes d'exécution 6 des fonctions remplies par l'organe fonctionnel. Par ailleurs, ce processeur de données est également associé à des moyens de reconnaissance 7, parmi les informations circulant sur le réseau de transmission d'informations, d'un ordre d'activation d'une fonction remplie par cet organe et des arguments de contrôle relatifs à celle-ci pour la mettre en oeuvre. Ces moyens comportent en fait des moyens de détection des informations à destination de l'organe correspondant pour activer une fonction remplie par celuici. Pour respecter des recommandations de notions de gamme, il est intéressant de recenser, non pas les fonctions élémentaires, qui sont dépendantes de l'organe traité, par exemple dans le cadre d'un afficheur, tracer un cercle ne correspond pas à une figure réalisable sur un afficheur alphanumérique, mais l'action à effectuer, à savoir par exemple proposer un menu, activer ou désactiver un article du menu, afficher une destination par un moyen de visualisation ou augmenter ou diminuer le volume pour un autoradio, etc. Ainsi, en augmentant le niveau d'abstraction utilisé dans les échanges d'informations, il devient possible de conserver une interface commune entre ces modules pour ne changer que les traitements associés et dépendant du matériel utilisé. L'utilisation d'un tel concept facilite également l'extension à une configuration matérielle d'un organe recevant des commandes de plusieurs calculateurs. Par exemple, un calculateur peut être capable d'envoyer des messages graphiques différents à deux écrans distincts sur un même réseau ou bien de collecter des informations de différents moyens d'entrée à la disposition des utilisateurs. On conçoit alors que le pilotage d'une fonction remplie par un organe fonctionnel raccordé au réseau de transmission se fait par émission sur ce réseau d'un ordre d'activation de la fonction correspondante et des arguments de contrôle relatifs à celle-ci et que l'organe fonctionnel correspondant et plus particulièrement le processeur de données de celui-ci déclenche l'exécution de cette fonction dans la mesure où il dispose des codes d'exécution de celle-ci. Cette gestion permet de résoudre les différents problèmes mentionnés précédemment à propos des perturbations et de la diversité des gammes d'organes fonctionnels pouvant être raccordés au réseau. I1 suffit en effet de gérer le réseau en y faisant circuler les ordres d'activation et les paramètres de contrôle des fonctions remplies par les différents organes fonctionnels raccordés à celui-ci. REVENDICATIONS 1. Système de gestion du fonctionnement d'organes fonctionnels d'un véhicule automobile, raccordés par un réseau de transmission d'informations numériques (1), caractérisé en ce qu'au moins certains des organes fonctionnels (2) comporte un processeur de données (4) associé à des moyens de stockage (5,6) d'une table de références et des codes d'exécution des fonctions remplies par l'organe et à des moyens (7) de reconnaissance parmi les informations circulant sur le réseau de transmission d'informations d'un ordre d'activation d'une fonction remplie par cet organe et des arguments de contrôle relatifs à celle-ci pour la mettre en oeuvre. 2. Système de gestion du fonctionnement d'organes fonctionnels d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ordres d'activation et les arguments de contrôle sont émis sur le réseau par une unité centrale de traitement d'informations. 3. Système de gestion du fonctionnement d'organes fonctionnels d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ordres d'activation et les arguments de contrôle sont émis sur le réseau par un organe fonctionnel. 4. Système de gestion du fonctionnement d'organes fonctionnels d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'un des organes fonctionnels comporte des moyens d'affichage (3), en ce que le processeur de données (4) est un processeur graphique et en ce que les fonctions remplies par celui-ci sont des opérations graphiques prédéfinies.