Brevet FR2745101A1 — publié le 19970822

l Etat de la technique: L'invention concerne une installation pour remettre à l'état initial un élément de calcul faisant partie d'une ins- tallation de commande susceptible d'être mise en marche et d'être arrêtée, comprenant un circuit appliquant au moins un signal de remise à l'état initial à l'élément de calcul. Selon le document DE-A-42 20 247, on connaît une installation de commande du moteur d'entraînement d'un véhicule automobile, comprenant au moins deux éléments de calcul. Pour garantir l'aptitude au fonctionnement de l'installation de com- mande, on surveille le premier élément de calcul par le second. De plus, les éléments de calcul sont munis d'installations qui leur sont propres pour surveiller leur fonctionnement, par exemple des circuits de " chien de garde ". Pour de telles com- mandes électroniques de moteur d'entraînement, en cas de dé- faillance d'au moins l'un des éléments de calcul, on génère un signal de remise à l'état initial qui remet à l'état initial l'un ou les deux éléments de calcul et les redémarre à zéro. De plus, les signaux de remise à l'état initial sont générés en cas de sous-tension ou lorsqu'on branche la tension d'alimenta- tion. De même, il est prévu de couper, en cas de défaut, un élément de puissance de l'étage de sortie commandant le groupe d'entraînement du véhicule. Selon le document DE-A-37 00 986 (US-A-4 881 227), en liaison avec un système à deux calculateurs, il est connu que les calculateurs échangent des signaux de remise à l'état initial et des signaux de " chien de garde " par l'intermé- diaire d'un circuit logique. De plus, on génère un signal de remise à l'état initial lors du branchement de la tension d'alimentation et ce signal est appliqué aux deux calculateurs. Le signal de remise à l'état initial lors du branchement de l'alimentation, le signal de remise à l'état initial de chaque autre calculateur, et le signal de sortie de son circuit de " chien de garde ", sont réunis en un seul signal de remise à l'état initial d'un calculateur par l'intermédiaire d'un cir- cuit logique. Les moyens qui vont au-delà, en particulier pour la combinaison dans le temps de ces signaux de remise à l'état initial, leur réalisation et la garantie de leur disponibilité, ne sont pas proposées. La présente invention a pour but de créer une ins- tallation pour remettre à l'état initial un élément de calcul, qui combine de manière efficace, sans nécessiter de circuit im- portant, les signaux de remise à l'état initial de sources dif- férentes. A cet effet, l'invention concerne une installation caractérisée en ce que le circuit est relié à une tension d'alimentation qui ne peut être coupée lors de l'arrêt de l'installation de commande, et le circuit applique à l'élément de calcul au moins un signal de remise à l'état initial à la fois de manière non retardée et de manière retardée. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - le circuit se compose d'au moins deux portes logiques ET, - l'installation comprend au moins deux éléments de calcul, le second élément de calcul générant un signal de remise à l'état initial pour le premier élément de calcul et le pre- mier élément de calcul générant un signal de remise à l'état initial pour le second élément de calcul, - le circuit comprend au moins deux portes ET, la première re- cevant les signaux de remise à l'état initial pour les appli- quer par sa sortie, comme signal non retardé de remise à l'état initial, à l'élément de calcul, et ce signal est éga- lement appliqué avec retard à l'entrée de la seconde porte ET dont la sortie fournit un signal de remise à l'état initial, retardé, pour l'élément de calcul, - la temporisation est faite par un élément RC, pour une erreur propre, l'élément de calcul émet un signal de remise à l'état initial qui verrouille à la fois les étages de puissance de sortie correspondants, et remet à l'état ini- tial le second élément de calcul, - l'installation comprend un régulateur de tension pour alimen- ter l'installation de commande avec une tension stabilisée qui génère un signal de remise à l'état initial en cas de sous-tension ou lors de la mise en marche, ce signal de re- mise à l'état initial étant appliqué à l'élément de calcul d'une part de manière non retardée et d'autre part de manière retardée, - l'installation de commande est une installation de commande pour commander la puissance d'entraînement d'un véhicule au- tomobile, comprenant un premier élément de calcul et un se- cond élément de calcul surveillant le premier élément, la commande de la puissance se faisant par un élément de réglage de l'étage de sortie, - le circuit est une porte ET-quadruple en circuit intégré, en technique CMOS, - le circuit de sortie peut être verrouillé et activé par au moins un élément de calcul, le signal correspondant étant également appliqué au circuit. Avantages de l'invention: La solution selon l'invention constitue une instal- lation pour remettre à l'état initial un élément de calcul, permettant de combiner d'une manière prédéterminée les diffé- rents signaux de remise à l'état initial provenant de sources différentes, et cela sans augmenter les circuits mis en oeuvre. La disponibilité est améliorée en alimentant l'un des circuits traitant les signaux de remise à l'état initial, par une alimentation permanente indépendante de la marche et de l'arrêt des éléments de calcul. Cela garantit un fonctionnement optimum de l'installation de commande équipée des éléments de calcul, même en phase de branchement ou de coupure. Il est particulièrement avantageux d'utiliser des composants HCMOS du commerce qui présentent une très grande sé- curité de fonctionnement et consomment peu de courant (seulement quelques gA). L'utilisation de composants intégrés réduit avanta- geusement le nombre de composants, le coût et l'encombrement. La solution de l'invention convient ainsi tout particulièrement pour des unités de commande fortement intégrées. Il est particulièrement avantageux d'utiliser la solution de l'invention dans le cas d'une unité de commande de la puissance d'une unité d'entraînement, en particulier d'un moteur à combustion interne, comprenant deux éléments de cal- cul, à savoir un calculateur de fonction et un calculateur de sécurité qui le surveille. Dans ce contexte, il est avantageux que la solution de l'invention permette de fournir au calcula- teur de fonction, deux signaux de remise à l'état initial à partir d'un signal de remise à l'état initial, le premier si- gnal servant de signal de présignalisation pour introduire des programmes de sauvegarde correspondants et l'autre signal, re- tardé, déclenchant l'opération proprement dite de remise à l'état initial et le nouveau démarrage dans le calculateur de fonction. Dessins: La présente invention sera décrite ci-après de ma- nière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation représen- tés schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'ensemble, par blocs, d'une unité de commande d'un groupe d'entraînement correspondant à un exemple de réalisation préférentiel; la figure 2 montre la solution de l'invention à l'aide d'un exemple de circuit; et - les figures 3 à 5 montrent le fonctionnement du circuit à l'aide de chronogrammes. Description des exemples de réalisation: La figure 1 montre une unité de commande 10 de la puissance d'un groupe d'entraînement d'un véhicule automobile. L'installation de commande 10 comprend deux micro-ordinateurs 12, 14 indépendants, reliés par un bus 16 pour l'échange réci- proque d'informations et de données. Les lignes d'entrée 18-20 qui peuvent faire partie du système de bus 16 fournissent au micro- ordinateur 12 les paramètres de fonctionnement du groupe d'entraînement et/ou du véhicule, à partir des installations de mesure 22-24. Ces paramètres de fonctionnement représentent par exemple la vitesse de rotation du moteur, une grandeur pour la charge du moteur, la position de la pédale d'accélérateur, la position de l'élément de réglage de puissance du groupe d'en- traînement etc. En outre, le micro-ordinateur 12 reçoit par une ligne 26 une tension d'alimentation stabilisée fournie par un régulateur de tension 28. Le régulateur de tension 28 est relié par la ligne et la clé de contact 32 actionnée par le conducteur, au pôle positif 34 du réseau embarqué du véhicule. Par au moins une li- gne de sortie 36 et un étage de puissance 38, le micro- ordinateur 12 commande, par la ligne de sortie 40 de l'instal- lation de commande 10, un élément de réglage 42 influençant la puissance du moteur; dans l'exemple de réalisation préféren- tiel, cet élément de réglage est le volet d'étranglement du mo- teur à combustion interne. Le second micro-ordinateur 14 est également alimen- té par le régulateur de tension 28, par une ligne 44, avec une tension d'alimentation stabilisée. En outre, le micro- ordinateur 14 reçoit par les lignes d'entrée 46-48 qui font également partie du système de bus 16, des installations de me- sure 50-52, les paramètres de fonctionnement du groupe d'en- traînement et/ou du véhicule. Ces paramètres de fonctionnement, et ainsi les installations de mesure selon l'exemple de réali- sation préférentiel, sont en partie identiques à ceux du micro- ordinateur 12. Ainsi, dans l'exemple de réalisation préféren- tiel, le micro-ordinateur 14 reçoit la position de la pédale d'accélérateur (la consigne du conducteur) et la position de l'élément de réglage de puissance 42 à des fins de sur- veillance. Il est en outre prévu un circuit 54 pour coordonner les opérations de remise à l'état initial. Le circuit 54 reçoit une première ligne 56 et une seconde ligne 58 du régulateur de tension 28 ainsi qu'une ou plusieurs lignes 60, 62 des micro- ordinateurs 14 et 12. Par la première ligne, une tension d'ali- mentation commutée (5V, de la borne 15 par la ligne 30) lui est appliquée, alors que la ligne 58 reçoit le courant d'alimenta- tion d'une alimentation positive permanente (5V, borne positive 30 par la seconde liaison du régulateur 28 vers le pôle posi- tif). Les lignes de sortie du circuit 54 sont constituées par une ligne 64 vers l'étage de puissance 38 ainsi que des lignes vers les micro-ordinateurs 12 et 14; ces lignes sont schémati- sées par les doubles flèches sur les lignes 60 et 62. Dans un exemple de réalisation préférentiel, les micro-ordinateurs 12 et 14 sont également reliés à des pôles positifs permanents. En fonctionnement normal, le micro-ordinateur 12 commande, suivant la consigne du conducteur déduite de la posi- tion de pédale d'accélération et le cas échéant en fonction d'autres paramètres de fonctionnement, la puissance du groupe moteur dans le sens de la consigne du conducteur. A l'aide de paramètres de fonctionnement choisis et des grandeurs internes, le micro-ordinateur 14 contrôle le fonctionnement du micro- ordinateur 12 et, en cas de défaut reconnu dans le micro- ordinateur 12, génère un signal de remise à l'état initial pour le microordinateur 12 ainsi qu'un signal de verrouillage de l'étage de sortie 38. En outre le micro-ordinateur 12 comporte au moins un système à " chien de garde " interne qui contrôle le fonctionnement interne du microprocesseur 12. Lorsque ce circuit reconnaît un défaut au niveau du micro-ordinateur 12, il génère un signal de remise à l'état initial qui remet à l'état initial non seulement le micro-ordinateur 12 mais égale- ment le micro-ordinateur 14, et verrouille l'étage de puissance 54. Le micro-ordinateur 14 génère de façon correspondante, lorsqu'il reconnaît un défaut interne, des signaux de remise à l'état initial et de verrouillage pour le micro-ordinateur 12 et l'étage de puissance 54. En outre, lorsqu'on branche l'ins- tallation de commande ou en cas de sous-tension, il est prévu que le régulateur de tension 28 génère un signal de remise à l'état initial correspondant transmis par la ligne 54 à desti- nation des microordinateurs 12 et 14 et de l'étage de puis- sance 54.25 La figure 2 montre le circuit 54 correspondant à un exemple de réalisation préférentiel représenté de manière plus détaillée. On utilise un composant 100 comprenant quatre portes logiques ET. Par son branchement VCC, le composant 100 est re- lié à la tension d'alimentation permanente VSTBY de l'installa- tion de commande; par son branchement GND, il est relié à la masse. La première porte logique ET 100a est reliée à une ligne 101 du régulateur de tension 28 qui transmet le signal RESET de sous-tension et de remise à l'état initial lors du branchement de l'alimentation; du microprocesseur 12 part une ligne d'en-35 trée 102 utilisée par le signal de remise à l'état initial RSTOUTFR du micro-ordinateur 12 en cas d'erreur interne ou de défaut de fonctionnement. La ligne de sortie 104 de la première porte logique ET 100a est reliée à l'entrée RSTINSR du micro- ordinateur 14. Une ligne 106 relie la ligne 101 à la première entrée de la seconde porte ET 100b. Sa seconde entrée est re- liée à la ligne 108 du microprocesseur 14 qui transmet le si- gnal de remise à l'état initial SWRSTSR du micro-ordinateur 14 en cas de défaut interne ou de défaut de fonctionnement. La sortie de cette porte ET est une ligne 110 reliée à l'entrée NMIFR du micro-ordinateur 12. Une résistance Rl est branchée entre la ligne 110 et le condensateur Cl, jusqu'à la masse. En- tre la résistance R1 et le condensateur Ci, on a une ligne 112 reliée aux deux entrées de la troisième porte ET 100c. La ligne de sortie 114 de cette porte est reliée à l'entrée RSTINFR du micro-ordinateur 12. La quatrième porte logique ET 100d com- porte, comme lignes d'entrée, la ligne 116 venant de la ligne 104 ainsi qu'une ligne 118 venant de la sortie ESENSR du micro- ordinateur 14 conduisant un signal de verrouillage pour l'étage de puissance en cas de défaut. La ligne de sortie de la qua- trième porte ET 120 est reliée à l'entrée ESV du circuit d'étage de sortie 38. Selon l'exemple de réalisation préférentiel, le composant 100 est un circuit intégré CMOS par exemple le compo- sant standard HCMOS de référence 74HC08. Lorsqu'on branche l'allumage, le régulateur de ten- sion 28 génère un signal de remise à l'état initial RESET comme dans le cas d'une sous-tension. Dans l'exemple de réalisation préférentiel, le niveau du signal de la ligne de sortie du ré- gulateur de tension 28 passe ainsi d'une valeur élevée à une valeur faible (voir figure 3a). Cette " remise à l'état initial lors de la mise en marche " ou ce signal de remise à l'état initial pour sous-tension, déclenche, par l'intermédiaire de la seconde porte ET et de la ligne 110, un changement de niveau à l'entrée NMIFR du micro-ordinateur 12 (voir également figure 3b). Ce signal sert au micro-ordinateur 12 pour présignaler une remise à l'état initial qui se produira après une temporisation prédéterminée. Le micro-ordinateur 12 a ainsi la possibilité d'exécuter des programmes importants. La réalisation de la tem- porisation est assurée par le montage RC qui transmet à la li- gne 110 un signal variant du niveau haut au niveau bas. La temporisation de cette variation de signal dans l'élément RC rend celle-ci active, par la ligne 112, à la troisième jonction ET, avec du retard, pour avoir une alternance de niveau de si- gnal sur la ligne 114 par rapport à l'alternance de niveau de signal sur la ligne 110, avec temporisation (voir figure 3c).5 Le changement de niveau de signal sur la ligne 114 déclenche l'opération de remise à l'état initial proprement dite du mi- cro-ordinateur 12, c'est-à-dire la remise à l'état initial du microordinateur et un nouveau démarrage (nouvelle initialisa- tion). La " remise à l'état initial lors de la mise en marche "10 ou le signal de remise à l'état initial pour sous-tension, con- duit en outre, par la ligne 101, à un changement de niveau de signal sur la ligne 104, c'est-à-dire la ligne de sortie de la première porte ET. Cela génère une variation de signal corres- pondante dans la ligne 120 par l'intermédiaire de la ligne 11615 pour la quatrième porte ET (voir figure 3e); ce qui déver- rouille l'étage de sortie. En outre, le changement de niveau de signal sur la ligne 104 est appliqué directement à l'entrée RSTINSR du microordinateur 14 (voir figure 3d) qui est remis à l'état initial pour être redémarré. A côté des " remises à l'état initial à la mise en marche " ou des remises à l'état initial en cas de sous- tension, dans l'installation de commande préférentielle, à par- tir des surveillances qui sont effectuées, le micro-ordinateur 14 génère un signal de remise à l'état initial en cas de com- portement non plausible du micro-ordinateur 12 ou s'il y a une erreur propre. Par la sortie SWRSTR et la ligne 108, un signal correspondant est appliqué par un changement de niveau de si- gnal passant du niveau haut au niveau bas (voir figure 4a). Ce signal est appliqué à la seconde porte ET qui génère le signal de pré- avertissement NMIFR non retardé (figure 4b) et le signal de remise à l'état initial retardé décrit ci-dessus RSTINFR pour le micro-ordinateur 12 (voir figure 4c). Un changement de niveau de signal correspondant à la sortie ESENSR du micro- ordinateur 14, assure le déverrouillage de l'étage de sortie par la quatrième porte ET et la ligne 120 (voir figure 4d). Une autre possibilité pour remettre à l'état ini- tial l'installation de commande, est celle d'un état de défaut directement dans le micro-ordinateur 12. Lorsque le circuit de " chien de garde " de ce micro-ordinateur ou la surveillance de fonctionnement intégrée à ce micro-ordinateur, constate un dé- faut, le micro-ordinateur génère un signal correspondant de re- mise à l'état initial. Celui-ci est émis par la sortie RSTOUTSR pour remettre à l'état initial le calculateur de fonction (voir figure 5a). Le signal de sortie est appliqué à la première porte ET qui génère, par sa ligne de sortie 114, un changement de niveau de signal à la fois à l'entrée RSTINSR du micro- ordinateur 14 et sur la ligne 116 pour la quatrième porte ET (voir les figures 5b et 5c). Le changement de niveau de signal à l'entrée RSTINSR remet le micro-ordinateur 14 à l'état ini- tial; le changement de niveau de signal sur la quatrième porte ET verrouille, par la ligne 120, l'étage de sortie 38. Le verrouillage de l'étage de sortie à la fin des séquences de remise à l'état initial et d'initialisation, par un changement correspondant du niveau du signal sur les lignes de remise à l'état initial du microordinateur ou du régulateur de tension, est alors de nouveau libéré. Pour toute les opérations de remise à l'état ini- tial déclenchées par les composants, le micro-ordinateur 12 re- çoit sans retard un premier signal de remise à l'état initial comme signal de pré-avertissement et, de façon retardée, un se- cond signal constituant le signal proprement dit de remise à l'état initial, qui déclenche la remise à l'état initial et un nouveau démarrage. La durée de la temporisation AT se règle par la constante de temps de l'élément RC constitué de la ré- sistance R1 et du condensateur Cl. Selon un exemple de réalisa- tion préférentiel, on a une temporisation de 10 gsec. A la place de la temporisation du signal NMIFR par la porte ET, selon un exemple de réalisation avantageux, on commute directement le signal NMIFR par un élément RC ou sim- plement par un circuit tampon, pour l'appliquer à l'entrée de remise à l'état initial (Reset). R E V E N D I CATIONS 1 ) Installation pour remettre à l'état initial un élément de calcul faisant partie d'une installation de commande suscepti- ble d'être mise en marche et d'être arrêtée, comprenant un cir- cuit appliquant au moins un signal de remise à l'état initial à l'élément de calcul, caractérisée en ce que le circuit est relié à une tension d'alimentation qui ne peut être coupée lors de l'arrêt de l'installation de commande, et le circuit applique à l'élément de calcul au moins un signal de remise à l'état initial à la fois de manière non retardée et de manière retardée. ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit se compose d'au moins deux portes logiques ET. ) Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'installation comprend au moins deux éléments de calcul, le second élément de calcul générant un signal de remise à l'état initial pour le premier élément de calcul et le premier élément de calcul générant un signal de remise à l'état initial pour le second élément de calcul. 4 ) Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le circuit comprend au moins deux portes ET, la première rece- vant les signaux de remise à l'état initial pour les appliquer par sa sortie, comme signal non retardé de remise à l'état ini- tial, à l'élément de calcul, et ce signal est également appli- qué avec retard à l'entrée de la seconde porte ET dont la sortie fournit un signal de remise à l'état initial, retardé, pour l'élément de calcul. ) Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la temporisation est faite par un élément RC. 6 ) Installation selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce que pour une erreur propre, l'élément de calcul émet un signal de remise à l'état initial qui verrouille à la fois les étages de puissance de sortie correspondants, et remet à l'état initial le second élément de calcul. 7 ) Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'installation comprend un régulateur de tension pour alimenter l'installation de commande avec une tension stabilisée qui gé- nère un signal de remise à l'état initial en cas de sous- tension ou lors de la mise en marche, ce signal de remise à l'état initial étant appliqué à l'élément de calcul d'une part de manière non retardée et d'autre part de manière retardée. 8 ) Installation selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce que l'installation de commande est une installation de commande pour commander la puissance d'entraînement d'un véhicule auto- mobile, comprenant un premier élément de calcul et un second élément de calcul surveillant le premier élément, la commande de la puissance se faisant par un élément de réglage de l'étage de sortie. 9 ) Installation selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce que le circuit est une porte ET-quadruple en circuit intégré, en technique CMOS. ) Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le circuit de sortie peut être verrouillé et activé par au moins un élément de calcul, le signal correspondant étant éga- lement appliqué au circuit.