Brevet FR2746945A1 — publié le 19971003

La présente invention a trait d'une façon générale à la communication entre deux organes électriques ou électroniques d'un véhicule automobile. D'une façon générale, lorsqu'un véhicule est équipé d'un alternateur à régulation électronique et d'un calculateur de gestion du fonctionnement du moteur, on doit prévoir entre ces deux organes deux liaisons distinctes; la première permet d'acheminer de l'alternateur vers le calculateur un signal logique binaire, typiquement un signal rectangulaire, représentatif du taux d'excitation de l'alternateur; la seconde permet d'acheminer du calculateur vers l'alternateur une information, également logique, (par exemple codée par modulation de largeur d'impulsion, modulation delta, etc...) représentative de la tension sur laquelle doit s'effectuer la régulation, ou d'une variation requise de cette tension. Ainsi la figure 1 des dessins annexés représente deux organes A, B reliés tous deux à la masse et reliés ensemble en outre, pour cette communication, par deux conducteurs distincts L1 et L2. Par ailleurs, on cherche constamment à simplifier et à réduire le coût des réseaux de bord des véhicules automobiles en diminuant le nombre ou la longueur des différentes liaisons électriques qui le constituent. Toutefois, dans la mesure où cette diminution du nombre de conducteurs aboutit à une complication sensible des équipements connectés, elle perd son intérêt économique. La présente invention vise à proposer un système de communication permettant à deux organes d'échanger de façon bidirectionnelle simultanée des informations logiques sur un même conducteur, tout en conservant au niveau de chaque organe des moyens d'émission-réception suffisamment simples et économiques. Ainsi la présente invention propose, selon un premier aspect, un système de communication entre deux organes électriques ou électroniques d'un véhicule automobile, reliés tous deux à un potentiel commun tel que la masse du véhicule, système destiné à faire circuler de façon bidirectionnelle simultanée entre lesdits organes des informations logiques binaires ayant alternativement un niveau haut et un niveau bas, caractérisé en ce qu'il comprend un conducteur unique entre les deux organes, dans chaque organe, un circuit de décodage apte à combiner un signal logique binaire à transmettre à l'autre organe avec la tension présente sur le conducteur unique, ladite tension pouvant prendre à un instant donné l'un parmi trois niveaux, à savoir un niveau haut, un niveau bas et un niveau intermédiaire, de manière à reconstituer en sortie, en temps réel, le signal transmis par l'autre organe. Des aspects préférés, mais non limitatifs, de ce système sont les suivants - chaque organe comprend une résistance sur une première borne de laquelle est appliqué le signal logique binaire à transmettre à l'autre organe, et dont l'autre borne est reliée audit conducteur unique. - les valeurs des résistances dans chacun des deux organes sont identiques. - le circuit de décodage comprend des moyens comparateurs à double seuil recevant la tension présente sur le conducteur unique et un circuit à portes logiques. - les moyens comparateurs à double seuil délivrent deux signaux logiques, variant selon la valeur de la tension présente sur le conducteur unique par rapport aux deux seuils, et le circuit à portes logiques comprend une première porte recevant lesdits signaux logiques délivrés par les moyens comparateurs, et une seconde porte recevant le signal de sortie de la première porte et le signal à transmettre. - le premier organe du véhicule constitue un circuit régulateur de la tension de charge d'une batterie par un alternateur, le second organe du véhicule constitue un calculateur de gestion du fonctionnement du moteur thermique du véhicule, le signal à émettre par le premier organe est un signal représentatif du taux d'excitation de l'alternateur, et le signal à émettre par le second organe est un signal représentatif de la tension à réguler ou d'une variation de la tension à réguler. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un organe électrique ou électronique de véhicule automobile, relié à un potentiel de référence tel que la masse du véhicule et destiné à échanger de façon bidirectionnelle simultanée des informations logiques binaires avec un organe distant dudit véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend une borne pour la connexion d'un conducteur unique de liaison avec l'organe distant, une résistance sur une première extrémité de laquelle est appliqué un signal logique binaire à transmettre à l'organe distant, et dont l'autre extrémité est reliée à ladite borne de connexion, un circuit de décodage apte à combiner la tension présente sur la borne de connexion avec le signal à transmettre, de manière à reconstituer en sortie un signal transmis par l'organe distant. Des aspects préférés, mais non limitatifs, de cet organe sont les suivants - le circuit de décodage comprend également des premiers moyens de détection de la coupure du conducteur unique. - les premiers moyens de détection comprennent un moyen pour combiner le signal de sortie du circuit de décodage et le signal à transmettre, et un moyen temporisateur. - le circuit de décodage comprend également des second moyens de détection de la mise en court-circuit du conducteur unique sur la masse. - les seconds moyens de détection comprennent un moyen pour combiner un signal fourni par les moyens comparateurs à double seuil avec le signal à transmettre. - le circuit de décodage comprend également des troisièmes moyens de détection de la mise en court-circuit du conducteur unique sur un potentiel positif. - les troisièmes moyens de détection comprennent un moyen pour combiner un signal fourni par les moyens comparateurs à double seuil avec un signal dérivé du signal à transmettre. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est un schéma général de deux organes électriques ou électroniques reliés selon l'art antérieur par deux conducteurs, en plus de la masse, la figure 2 est un schéma général de deux organes électriques ou électroniques reliés selon l'invention par un conducteur unique, en plus de la masse, la figure 3 est un schéma-bloc de l'ensemble de la figure 2, sur lequel sont illustrés des circuits de décodage des deux organes électriques ou électroniques, la figure 4 est un schéma détaillé du circuit de codage-décodage de l'un des organes électriques ou électroniques, la figure 5 est un schéma détaillé d'une partie de circuit de décodage selon une variante de réalisation de l'invention, et la figure 6 est un schéma du circuit incorporant dans son circuit de décodage cette variante de réalisation de l'invention. En référence tout d'abord à la figure 2, on a illustré deux organes A et B électriques, électroniques ou électro mécaniques d'un véhicule automobile. I1 peut s'agir par exemple, respectivement, d'un circuit de régulation prévu sur un alternateur ou à son voisinage pour réguler la tension de charge d'une batterie par cet alternateur, et d'un calculateur destiné à la gestion électronique du moteur thermique du véhicule. Ces deux organes A et B sont, classiquement, reliés quelque part au potentiel de masse du véhicule. Selon l'invention, et grâce à des moyens que l'on va expliciter plus loin, ces deux calculateurs peuvent échanger des informations de type binaire, de façon bidirectionnelle simultanée, à l'aide d'une liaison monoconducteur L. En référence maintenant à la figure 3, on prévoir dans chaque calculateur une résistance, respectivement R1 et R'1. Dans le calculateur A, ce dernier applique à une première borne de la résistance R1 un signal logique binaire à émettre, noté E, tandis que l'autre borne de R1, notée F (de même que le signal correspondant par raison de commodité) est directement reliée à une première extrémité de la liaison L. De façon analogue, dans le calculateur B, ce dernier applique à une première borne de la résistance R'1 un signal logique binaire à émettre, noté E', tandis que l'autre borne de R'1, notée F' (de même que le signal correspondant par raison de commodité) est directement reliée à l'autre extrémité de la liaison L. On comprend que les valeurs de F et F' sont en permanence identiques, à la résistance de la liaison près (négligeable). Chaque signal E et E' peut prendre par exemple une valeur égale soit à zéro volt, soit à 5 volts, les valeurs logiques correspondantes étant notées dans la suite "0" et Sa 1 . De préférence, les valeurs ohmiques de R1 et R'1 sont identiques, sans que ceci ne soit impératif. Ainsi la liaison L se trouve à un potentiel qui varie en fonction des valeurs des signaux E et E', en pouvant prendre l'une parmi trois valeurs, et plus précisément si les signaux E et E' sont à zéro volt, alors les signaux F et F' sont à la même valeur; si les signaux E et E' sont à 5 volts, alors les signaux F et F' sont à la même valeur; si l'un des signaux E et E' est à zéro volt, tandis que l'autre est à 5 volts, alors les signaux F et F' sont à 2,5 volts (le signal logique correspondant étant noté "1/2"), les résistances R1 et R'1 jouant le rôle d'un pont diviseur. Ceci peut être résumé dans le tableau suivant E E' F F' 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1/2 1/2 1 0 1/2 1/2 Selon un aspect de l'invention, on utilise dans chaque calculateur A ou B un circuit décodeur, respectivement DEC et DEC', qui utilise la valeur du signal émis, respectivement E ou E', pour décoder le signal présent sur la liaison L (point F ou F', respectivement) et reconstituer le signal, E' ou E, que l'autre calculateur a émis. Plus précisément, si l'on appelle S et S' les signaux décodés dans les calculateurs respectifs A et B, et si l'on souhaite obtenir S = E' et S' = E, alors on constate que pour le calculateur A S' = E = E' si F = E S = E = E' si F = 1/2 pour le calculateur B S = E' = E si F' = E' S = E' = E si F' = 1/2 Ainsi l'on comprend qu'en effectuant une combinaison logique appropriée des signaux E et F dans le décodeur DEC du calculateur A, et E' et F' dans le décodeur DEC' du calculateur B, on peut reconstituer en temps réel le signal logique émis dans le calculateur distant. La figure 4 représente un exemple de circuit de décodage DEC du calculateur A. Un circuit identique est prévu dans le calculateur B. Les trois résistances d'entrée R2, R3, R4 constituent un pont diviseur branché entre une tension d'alimentation continue Ualim, par exemple de +5 volts, et la masse. Ce pont définit trois plages de tensions, respectivement U2, U3 et U4, permettant de détecter respectivement les niveaux logiques 1, 1/2 et 0. Deux amplificateurs opérationnels Al et A2, montés en comparateurs, reçoivent sur leur entrée respectivement noninverseuse et inverseuse la tension présente sur la liaison L, c'est-à-dire au point F. L'entrée inverseuse de Al est par ailleurs reliée au point commun entre R2 et R3, tandis que l'entrée noninverseuse de A2 est reliée au point commun entre R3 et R4. Une porte logique NON-OU désignée par Norl reçoit sur ses deux entrées les sorties Q1 et Q2 de Al et A2. La sortie Q3 de la porte Norl est appliquée à une entrée d'une porte OU-EXCLUSIF désignée par Ouexl, dont l'autre entrée reçoit le signal E destiné à être transmis au calculateur distant B via la résistance R1, comme on l'a expliqué plus haut. Cette porte Ouexl délivre en sortie le signal S. La partie de circuit ci-dessus décrite fonctionne de la façon suivante - lorsque le potentiel de la liaison L est situé dans la plage U3 (valeur 1/2), les signaux de sortie Q1 et Q2 de Al et A2 sont au niveau logique 0, et la sortie Q3 de Norl est donc au niveau logique 1. I1 en résute que la porte Ouexl joue le rôle d'un inverseur logique du signal E, et on obtient par conséquent S = E = E' - lorsque le potentiel de la liaison L est situé dans l'une des plages U2 (valeur 1) et U4 (valeur 0), alors l'un des comparateurs Al et A2 a sa sortie au niveau logique 1, tandis que l'autre a sa sortie au niveau logique 0. La sortie Q3 de Norl est donc au niveau 0, et la porte Ouexl reproduit donc à sa sortie le signal E. On obtient donc S = E = E' Ainsi la partie de circuit telle que décrite ci-dessus permet donc, en combinant la valeur de F avec la valeur de E, de reconstituer sur sa sortie S la valeur de E' émise dans le calculateur distant. Le circuit de la figure 4 comporte également des moyens de gestion de certains modes dégradés de fonctionnement, ces moyens étant destinés à signaler au calculateur correspondant une anomalie. Ainsi le circuit comprend tout d'abord une deuxième porte OU-EXCLUSIF Ouex2 dont une entrée reçoit le signal de sortie de Ouexl et dont l'autre entrée reçoit le signal E. La sortie de Ouex2 attaque une entrée de remise à zéro d'un temporisateur T1 constitué en l'espèce par un compteur logique cadencé par un signal d'horloge CK. L'un des bits de la sortie parallèle du compteur est pris comme signal de sortie D1. Cette partie de circuit permet de détecter une coupure de la liaison monofil L. En effet, lors d'une telle compure, le potentiel au point F est en permanence ramené à une valeur pratiquement égale à celle du potentiel de E via la résistance R1. Dans ce cas, on a en permanence la relation S=E car la valeur de F est toujours soit dans la plage U2 (valeur 1), soit dans la plage U4 (valeur 0). Lorsque cette situation se produit, la sortie de la porte Ouex2 reste en permanence à zéro, si bien que le temporisateur T1 n'est jamais remis à zéro et le comptage dans celui-ci finit par faire basculer la sortie D1 sur le niveau logique 1. Ce passage au niveau logique 1, après l'écoulement de la temporisation dont la valeur est choisie en fonction de la cadence des changements de niveau obligatoires attendus sur la liaison L, permet donc de signaler au calculateur la rupture de la liaison. I1 est également prévu une porte NON-ET désignée par Nandl, destinée à détecter le fait que la liaison L se trouve accidentellement à la masse. Ainsi la porte Nandl reçoit sur une entrée le signal Q2 délivré par le comparateur A2, et son autre entrée le signal logique E. En l'absence de défaut, F est au potentiel de masse seulement si E et E' sont au niveau logique 0. Dans ce cas, la porte Nandl reçoit sur une entrée la valeur Q2 égale à 1, et sur l'autre entrée la valeur de E, égale à zéro. Sa sortie est donc à 1. Lorsque la ligne L est accidentellement forcée à la masse, le signal Q2 reste en permanence à la valeur 1, tandis que la valeur de E peut se trouver indifféremment à 0 ou à 1. Dès que la valeur de E est à 1, la porte Nandl bascule et délivre sur sa sortie D2 une valeur zéro, ce qui signale la mise en court-circuit sur la masse de la liaison L. I1 est également prévu des moyens pour détecter la mise en court-circuit de la liaison L sur un potentiel positif, par exemple sur la tension Ualim ou sur la tension du réseau de bord du véhicule, par exemple +12 volts. A cet effet, une porte NON-ET Nand2 reçoit sur une entrée le signal Q1 en sortie de Al, et un inverseur logique I4 applique sur son autre entrée la valeur logique du signal E après inversion. En l'absence de défaut, F est au potentiel compris dans la plage U2 si et seulement si les valeurs de E et de E' sont toutes deux à 1. Dans cette situation, la porte Nand2 reçoit sur une entrée une valeur 1 (niveau de Q1) et sur son autre entrée une valeur zéro (inverse de E), et délivre en sortie une valeur 1. Si le défaut existe, le niveau de Q1 reste à 1 même si la valeur de E passe à zéro. Dans cette situation, la porte Nandl reçoit une valeur 1 sur chacune de ses entrées, et sa sortie D3 bascule sur la valeur zéro, ce qui signale la mise en court-circuit de la liaison L sur un potentiel positif. En référence maintenant à la figure 5, on a représenté une variante de réalisation de la partie de circuit destinée à produire les signaux Q1 et Q2 en fonction de la valeur de la tension au point F. Dans cette variante, les deux comparateurs Al et A2 sont remplacés par trois inverseurs logiques constitués par des paires respectives de transistors MOS, respectivement M11, M12; M21, M22 et M31, M32. Ces inverseurs basculent généralement sur une valeur de seuil égale à la moitié de la tension d'alimentation Ualim, et pour obtenir les deux niveaux de basculement (le premier entre U2 et U3, et le second entre U3 et U4), on décale ces seuils de basculement à l'aide de résistances R21, R31, R32 et R41. Ainsi la paire de transistors M31, M32, qui formera l'inverse du signal Q1, bascule pour une valeur égale par exemple à 2/3 de la tension Ualim, tandis que la paire de transistors M21, M22, qui formera directement le signal Q2, bascule pour une valeur égale à 1/3 de la tension Ualim. Pour obtenir ces valeurs, on peut choisir R21 et R41 égales à environ 50 kQ, et R31, R32 égales à environ 16 kQ. La paire de transistors M11, M12 a quant à elle pour objet d'inverser le signal délivré par M31, M32 pour former le signal Q1. La figure 6 illustre un circuit de décodage et de gestion de modes dégradés analogue à celui de la figure 4, dans lequel le circuit de la figure 5 a été incorporé en remplacement des résistances R2 à R4 et des comparateurs Al et A2, en étant représenté avec une symbolique simplifiée. Ainsi les inverseurs I1, I2 et I3 de cette figure correspondent respectivement aux paires de transistors M11, M12, M21, M22 et M31, M32 de la figure 5. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et représentées, mais l'homme de l'art saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit. REVENDICATIONS 1. Système de communication entre deux organes électriques ou électroniques (A, B) d'un véhicule automobile, reliés tous deux à un potentiel commun tel que la masse du véhicule, système destiné à faire circuler de façon bidirectionnelle simultanée entre lesdits organes des informations logiques binaires ayant alternativement un niveau haut et un niveau bas, caractérisé en ce qu'il comprend un conducteur unique (L) entre les deux organes, dans chaque organe, un circuit de décodage (DEC, DEC') apte à combiner un signal logique binaire (E, E') à transmettre à l'autre organe avec la tension (F, F') présente sur le conducteur unique avec le signal logique binaire à transmettre, ladite tension pouvant prendre à un instant donné l'un parmi trois niveaux, à savoir un niveau haut, un niveau bas et un niveau intermédiaire, de manière à reconstituer en sortie (S, S'), en temps réel, le signal transmis par l'autre organe. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque organe (A, B) comprend une résistance (R1, Rut1) sur une première borne de laquelle est appliqué le signal logique binaire à transmettre à l'autre organe, et dont l'autre borne est reliée audit conducteur unique (L). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les valeurs des résistances (R1, Rut1) dans chacun des deux organes (A, B) sont identiques. 4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit de décodage (DEC, DEC') comprend des moyens comparateurs à double seuil (Al, A2; I1 I3) recevant la tension (F) présente sur le conducteur unique et un circuit à portes logiques (Norl, Ouexl). 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens comparateurs à double seuil délivrent deux signaux logiques (Q1, Q2), variant selon la valeur de la tension (F) présente sur le conducteur unique (L) par rapport aux deux seuils, et en ce que le circuit à portes logiques comprend une première porte (Norl) recevant lesdits signaux logiques délivrés par les moyens comparateurs, et une seconde porte (Ouexl) recevant le signal de sortie (Q3) de la première porte et le signal à transmettre (E). 6. Système selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le premier organe (A) du véhicule constitue un circuit régulateur de la tension de charge d'une batterie par un alternateur, en ce que le second organe (B) du véhicule constitue un calculateur de gestion du fonctionnement du moteur thermique du véhicule, en ce que le signal (E) à transmettre par le premier organe est un signal représentatif du taux d'excitation de l'alternateur, et en ce que le signal (E') à transmettre par le second organe est un signal représentatif de la tension à réguler ou d'une variation de la tension à réguler. 7. Organe électrique ou électronique (A; B) de véhicule automobile, relié à un potentiel de référence tel que la masse du véhicule et destiné à échanger de façon bidirectionnelle simultanée des informations logiques binaires (E; E') avec un organe distant dudit véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend une borne (F) pour la connexion d'un conducteur unique (L) de liaison avec l'organe distant, une résistance (R1) sur une première extrémité de laquelle est appliqué un signal logique binaire (E) à transmettre à l'organe distant, et dont l'autre extrémité est reliée à ladite borne de connexion, un circuit de décodage (DEC) pour combiner la tension présente sur la borne de connexion avec le signal à transmettre, de manière à reconstituer en sortie un signal transmis par l'organe distant. 8. Organe selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de décodage comprend des moyens comparateurs à double seuil (Al, A2; I1-I3) recevant la tension présente sur la borne de connexion (F) et un circuit à portes logiques (Norl, Ouexl). 9. Organe selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens comparateurs à double seuil délivrent deux signaux logiques (Q1, Q2), variant selon la valeur de la tension présente sur ladite borne de connexion par rapport aux deux seuils, et en ce que le circuit à portes logiques comprend une première porte (Norl) recevant lesdits signaux logiques délivrés par les moyens comparateurs, et une seconde porte (Ouexl) recevant le signal de sortie (Q3) de la première porte et le signal à transmettre. 10. Organe selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le circuit de décodage comprend également des premiers moyens de détection (Ouex2, T1) de la coupure du conducteur unique (L). 11. Organe selon la revendication 10, caractérisé en ce que les premiers moyens de détection comprennent un moyen (Ouex2) pour combiner le signal de sortie (S) du circuit de décodage et le signal à transmettre (E), et un moyen temporisateur (T1). 12. Organe selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que le circuit de décodage comprend également des second moyens de détection (Nandl) de la mise en court-circuit du conducteur unique (L) sur la masse. 13. Organe selon la revendication 12 prise en combinaison avec l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les seconds moyens de détection comprennent un moyen (Nandl) pour combiner un signal (Q2) fourni par les moyens comparateurs à double seuil avec le signal à transmettre (E). 14. Organe selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que le circuit de décodage comprend également des troisièmes moyens de détection (Nand2) de la mise en court-circuit du conducteur unique (L) sur un potentiel positif. 15. Organe selon la revendication 14 prise en combinaison avec l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les troisièmes moyens de détection comprennent un moyen (Nand2) pour combiner un signal (Q1) fourni par les moyens comparateurs à double seuil avec un signal (E) dérivé du signal à transmettre.