Brevet FR2737870A1 — publié le 19970221

PROCEDE POUR FNAIRE FONCTIONNER UN SYSTEME DE COMMANDE POUR LA COMMANDE DE COMPOSANTS DE VEHICULE AUTOMOBILE L'invention concerne un procédé pour faire fonctionner un système de commande pour la commande de composants de véhicule automobile à commande électrique, par exemple des fermetures de portes de véhicules automobiles, la serrure du coffre à bagages, la serrure du hayon, la serrure de la boîte à gants, la serrure du bouchon de réservoir, les lève-vitres, les rétroviseurs extérieurs, I'installation d'alarme et d'antivol et analogues, le système de commande comprenant un processeur central ainsi que des processeurs satellites associés aux composants du véhicule, les processeurs satellites étant reliés au processeur central par l'intermédiaire d'un bus multiplex unifilaire, et les signaux de commande et de contrôle étant transmis de manière bidirectionnelle entre le processeur central et les processeurs satellites. - Pour des raisons de confort, mais aussi pour des raisons de sécurité et notamment de protection contre le vol, les véhicules automobiles sont équipés de plus en plus d'une multiplicité de composants de véhicule automobile à commande électrique, l'énumération ci-dessus étant donnée à titre d'exemple et n'étant pas définitive et/ou obligatoire. D'autres composants de véhicule automobile à commande électrique sont par exemple l'éclairage intérieur, l'éclairage du coffre à bagages, la lunette arrière chauffante et analogues. En câblage électrotechnique classique, il faudrait câbler chaque composant de véhicule automobile, y compris les éléments de commande électrique (commutateur ou touche) séparément, ce qui est extrêmement coûteux compte tenu du grand nombre de composants de véhicule automobile, mais aussi générateur de perturbations. C'est pourquoi on a mis au point des systèmes de commande du genre précité pour minimiser les dépenses de câblage. Il va alors de soi qu'au processeur 2 2737870 central sont reliés des éléments de commande électriques à l'aide desquels un opérateur peut actionner les composants de véhicule automobile par l'intermédiaire du système de commande. Les éléments de commande électriques fonctionnent sur ce point d'une manière analogue à un clavier de micro-ordinateur. Mais des éléments de commande électriques locaux peuvent également être reliés, en supplément, aux processeurs satellites, par exemple dans le cas des lève-vitres. Les processeurs satellites sont généralement disposés à proximité et parfois même à l'intérieur des composants de véhicule automobile qui leur sont associés. Un processeur satellite peut commander un seul composant de véhicule automobile ou aussi plusieurs composants de véhicule automobile ensemble. Un processeur satellite peut alors commander aussi différentes fonctions d'un composant de véhicule automobile individuel, dans le cas d'une fermeture de porte de véhicule automobile, par exemple le verrouillage et le déverrouillage, I'activation et la désactivation de l'antivol ainsi que l'ouverture et l'aide à la fermeture. Pour des fonctions de commande complexes comme dans le cas des fermetures de portes de véhicule automobile, il va de soi que les composants de véhicule automobile comprennent également des détecteurs, par exemple des détecteurs de position réalisés sous la forme de détecteurs Hall, au moyen desquels les positions de fonctionnement respectives peuvent être déterminées et qui sont reliés au processeur satellite associé. Un bus multiplex unifilaire est un dispositif pour la transmission série d'informations numériques, la transmission ne nécessitant qu'un seul conducteur du câble, et qui fonctionne généralement en modulation d'impulsions en durée. Ce mode de fonctionnement permet de renoncer à des lignes séparées dites cadencées. Le pôle opposé du conducteur de câble du bus multiplex unifilaire est la masse du véhicule. Le cas échéant, un conducteur de mise à la masse peut être prévu, par exemple comme blindage. En plus du bus multiplex unifilaire, il suffit d'amener une ligne d'alimentation électrique aux composants de véhicule automobile. Un signal de commande est une information numérique qui provoque une activation ou une désactivation d'un composant de véhicule. Un signal de contrôle peut par exemple être une information numérique sur l'état momentané d'un composant de véhicule automobile, mais aussi un signal de contrôle d'erreur pour le renvoi d'un signal de retour en cas de transmission défectueuse ou incomplète. Sur ce point, le bus multiplex unifilaire permet un dialogue bidirectionnel. Un procédé du genre précité est décrit dans EP-A-0 470 056. Dans le procédé bien connu, le processeur central fonctionne comme " maître ", tandis que les processeurs satellites sont des " esclaves ". Un maître peut délivrer de lui-même des signaux de commande ou de contrôle au bus multiplex unifilaire. Un esclave ne 3 2737870 peut délivrer au bus multiplex unifilaire des signaux de commande ou de contrôle que s'il a été adressé par le maître (enabling). De plus, le procédé bien connu fonctionne sans adresses, c'est-à-dire que les signaux de commande ou de contrôle ne sont pas spécialement adressés au processeur central ou à l'un des processeurs satellites. Au contraire, pour chaque processeur satellite est prévu un circuit d'interface que traverse en quelque sorte le bus unifilaire. Un premier circuit d'interface ne laisse passer des signaux de commande ou de contrôle subséquents vers un second circuit d'interface en aval que lorsque le processeur satellite associé au premier circuit d'interface aura exécuté certaines routines etc. Ainsi, les processeurs satellites ne sont pas connectés en parallèle, dans le sens de même rang, au bus multiplex unifilaire. Le procédé bien connu est donc compliqué, lent et soumis à des perturbations lorsque la fréquence de service est augmentée en vue de l'accélération. Un fonctionnement considérable du bus est nécessaire pour amener un processeur satellite de rang inférieur, c'est-à-dire placé loin du processeur central, à activer le composant de véhicule automobile qui lui est associé. Au contraire, le problème technique à la base de l'invention est d'indiquer un procédé pour faire fonctionner un système de commande pour la commande de composants de véhicules automobiles à commande électrique, qui fonctionne de manière simple et fiable. Pour résoudre ce problème technique, I'invention enseigne un procédé pour faire fonctionner un système de commande pour la commande de composants de véhicules automobiles à commande électrique, par exemple les fermetures de portes de véhicules automobiles, la serrure du coffre à bagages, la serrure du capot, la serrure de la boîte à gants, la serrure du bouchon de réservoir, les lève-vitres, les rétroviseurs extérieurs, I'installation d'alarme et d'antivol et analogues, le système de commande comprenant un processeur central ainsi que des processeurs satellites associés aux composants de véhicule, les processeurs satellites étant reliés au processeur central par l'intermédiaire d'un bus multiplex unifilaire, des signaux de commande et de contrôle numériques à modulation d'impulsions en durée étant transmis de manière bidirectionnelle par l'intermédiaire du bus multiplex unifilaire entre le processeur central et les processeurs satellites, le processeur central aussi bien que les processeurs satellites fonctionnant en tant que maîtres avec chacun sa propre adresse, le processeur central ou l'un des processeurs satellites émettant, après une transmission d'un signal de commande et/ou de contrôle, un signal de commande et/ou de contrôle avec une priorité réglable par l'intermédiaire de temps d'accès au bus, et un signal de contrôle d'erreur étant émis avec le temps d'accès au bus le plus court et la priorité la plus élevée, et des signaux de commande et/ou de 4 2737870 contrôle de priorité décroissante étant émis avec un temps d'accès au bus progressivement plus long. - L'invention repose tout d'abord sur la découverte que lors du fonctionnement du processeur central aussi bien que des processeurs satellites en tant que maître, les processeurs peuvent être connectés avec le même rang et réellement en parallèle au bus multiplex unifilaire, et qu'il est ainsi possible d'établir un dialogue direct et donc peu important entre le processeur central et un ou plusieurs processeurs satellites. A cet effet, il faut que des adresses propres soient associées au processeur central et aux processeurs satellites, un code-adresse général déterminé qui diffère des adresses individuelles pouvant être prévu pour une transmission générale a tous les processeurs récepteurs. De même, il est possible de prévoir des codes-adresses pour des groupes de processeurs. L'invention repose également sur la découverte que lors du fonctionnement de tous les processeurs en tant que maîtres, il est possible d'obtenir un fonctionnement du bus particulièrement bien adapté au fonctionnement du système de commande en agençant dans les processeurs des priorités fixées par programme de la manière habituelle pour des types ou des groupes de signaux de commande et/ou de contrôle déterminés et en réglant les priorités par l'intermédiaire des temps d'accès au bus. On entend par temps d'accès au bus un intervalle de temps entre la fin d'une. transmission et le début d'une transmission suivante. De ce fait, un signal de commande ou de contrôle plus prioritaire, dans le cas d'un signal de contrôle d'erreur de la priorité la plus élevée, arrive sur le bus multiplex unifilaire avant qu'un autre processeur puisse délivrer au bus multiplex unifilaire un signal de commande ou de contrôle moins prioritaire. L'autre processeur doit alors attendre jusqu'à ce que le dialogue plus prioritaire soit terminé, et ce n'est qu'après qu'il peut transmettre ses signaux de commande ou de contrôle au bus multiplex unifilaire. L'échelonnement des priorités permet de commander les composants de véhicule automobile d'une manière particulièrement avantageuse d'après des hiérarchies fonctionnelles; par exemple, à une fonction de verrouillage ou de déverrouillage peut être associée une priorité supérieure à celle d'une fonction de réglage de rétroviseur. Dans un mode de réalisation de l'invention auquel la préférence a été accordée, chaque signal de commande et chaque signal de contrôle présentent une impulsion de départ ainsi que 8 impulsions de bit formant un octet. Les 8 impulsions de bit se composent alors de trois impulsions d'adresse et de cinq impulsions d'information. Une fiabilité particulièrement grande est obtenue si chaque signal de commande et/ou chaque signal de contrôle est transmis trois fois en tant que triplet avec des éléments de triplet identiques, une pause étant ménagée entre les éléments 2737870 de triplet, la durée de la pause étant plus courte que le temps d'accès au bus prévu pour l'émission d'un signal de contrôle d'erreur, les éléments de triplet étant comparés entre eux dans un processeur central ou dans un processeur satellite recevant le triplet, et le processeur central ou le processeur satellite récepteur émettant un signal de contrôle d'erreur en l'absence de concordance d'au moins deux éléments de triplet Autrement dit, un processeur récepteur devient actif dès la réception de deux éléments de triplet concordants. Une distorsion ou un brouillage d'un seul élément de triplet, par exemple à la suite d'interférences électromagnétiques ou analogues, est inoffensif en service. Il est avantageux que la durée de l'impulsion de départ soit utilisée pour la synchronisation du processeur central ou des processeurs satellites entre eux. Pour compenser des fréquences de service différentes des processeurs satellites et/ou du processeur central, une fenêtre de temps peut être prévue pour le flanc de début de chaque impulsion. Une fiabilité particulièrement grande est également obtenue eu égard aux variations des tensions de service du véhicule automobile si le bus multiplex unifilaire est maintenu, à l'état inactif, à un niveau haut et qu'un seuil de commutation vers le niveau bas est adapté de manière dynamique en fonction de la tension momentanée du niveau haut. En procédant ainsi, un fonctionnement fiable de l'installation de commande est possible même avec une batterie presque déchargée 2 0 du véhicule. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure I représente, schématiquement, un système de commande 2 5 bien approprié pour le procédé selon l'invention; la figure 2 représente, schématiquement, un processeur satellite; la figure 3 représente, à titre d'exemple, un circuit pour le branchement du processeur satellite sur le bus multiplex unifilaire; les figures 4a, b représentent la forme d'impulsion d'un bit pour différents états logiques et pour la modulation d'impulsions en durée; la figure 5 représente un octet d'un signal de commande et/ou de contrôle; les figures 6a à c représentent, schématiquement, des dialogues de bus pour des signaux de commande ou de contrôle de différentes pdorités; la figure 7 représente, schématiquement, un signal de commande ou de contrôle réalisé sous la forme d'un triplet; la figure 8 représente un schéma fonctionnel pour l'interprétation d'un signal de commande ou de contrôle conformé en triplet, et 6 2737870 la figure 9 représente un graphique pour le déplacement dynamique du seuil de commutation entre le niveau haut et le niveau bas. Dans le système de commande représenté dans la fig. 1, on remarque tout d'abord un processeur central 9 et des processeurs satellites 10 A-E associés aux composants de véhicule automobile, les processeurs satellites 10 A-E étant reliés au processeur central 9 par l'intermédiaire d'un bus multiplex unifilaire 11. Dans l'exemple de réalisation, les composants de véhicule automobile à commande électrique sont les fermetures de portes de véhicule automobile 1, la serrure du coffre à bagages 2, la serrure du capot 3, la serrure de la boîte à gants 4, la serrure du bouchon de réservoir 5, les lève-vitres 6, les rétroviseurs extérieurs 7, l'installation d'alarme et d'antivol 8, l'éclairage intérieur 17, la lunette arrière chauffante 19, l'avertisseur sonore 20 et l'éclairage du coffre à bagages 21. Sont branchés sur le processeur central 9, des éléments de commande électriques 12 qui, selon la fonction à réaliser, sont conformés en commutateurs ou en touches. Est également relié au processeur central 9, un détecteur de collision 16 qui peut être utilisé par exemple pour le déverrouillage automatique des fermetures de portes 1 du véhicule automobile. Par ailleurs, le processeur central 9 est relié au processeur de commande du moteur 15 pour la commande des différentes fonctions du moteur à combustion interne. Sur le bus multiplex unifilaire 11 est connecté, en supplément, un récepteur de commande à distance 13. Le récepteur de commande à distance 13 peut être commandé, au moyen d'un émetteur de commande à distance 14, par la transmission modulée et éventuellement codée d'ondes lumineuses (IR) ou d'ondes radioélectriques (HF). Sur ce point, I'émetteur de commande à distance 14 assume en fin de compte une fonction correspondant à une fonction d'un élément de commande électrique 12. Sur le bus multiplex unifilaire 11, des signaux de commande S et des signaux de contrôle K numériques à modulation d'impulsions en durée sont transmis de manière bidirectionnelle entre le processeur central 9 et les processeurs satellites ainsi que le récepteur de commande à distance 13. Cela est indiqué dans la fig. 1 par des flèches sur le bus multiplex unifilaire 11. Le processeur central 9 aussi bien que les processeurs satellites 10 fonctionnent en tant que maîtres avec à chaque fois leur adresse propre. Ce n'est qu'ainsi que le branchement en parallèle, c'est-à-dire de même niveau, du processeur central 9 et des processeurs satellites 10 sur le bus multiplex unifilaire 11 peut être réalisé de la manière représentée. Il en est de même pour le récepteur de commande à distance 13. Dans la fig. 2, on remarque que chaque processeur satellite 10 comprend au centre un micro-contrôleur 22 et un émetteur-récepteur 23. Si le processeur satellite 10 est associé par exemple à une fermeture de porte du véhicule 7 2737870 automobile, il comprend en supplément un circuit d'attaque de moteur 24 pour la commande de servomoteurs 25 ainsi que des détecteurs de position 26. Du fait de l'utilisation du circuit d'attaque de moteur à la place de relais et de détecteurs réalisés par exemple sous la forme de détecteurs Hall à la place de microrupteurs, la fiabilité du système de commande est considérablement accrue. La fig. 3 représente à titre d'exemple un montage discret qui montre en détail le branchement du micro- contrôleur 22 sur le bus multiplex unifilaire 11. Les fig. 4a, b représentent la transmission de bits à l'aide de la modulation d'impulsions en durée. On remarque tout d'abord que le bus multiplex unifilaire 11 est maintenu, à l'état inactif, au niveau haut H. Chaque bit commence par un flanc de début descendant. Il ressort d'un examen comparé des fig. 4a, b qu'un bit présente l'état logique " zéro " si le taux d'impulsion est d'environ 50 % (fig. 4a) et au contraire l'état logique " un " si le taux d'impulsion n'est que d'environ 25 % (fig. 4b). Il ressort également des fig. 4a, b que pour le flanc de début de chaque impulsion, 1.5 une fenêtre de temps At est prévue pour la compensation de fréquences de service variables des processeurs satellites 10 A-E et/ou du processeur central 9. Cela permet, même pour des faibles différences entre les fréquences de service des processeurs, une différenciation certaine entre les états logiques "- zéro " et " un ". La fig. 5 montre que chaque signal de commande S et chaque signal de contrôle K comprend une impulsion de départ St ainsi que 8 impulsions de bit Bi à B8 formant un octet. En détail, trois des 8 impulsions de bit B. à B8 sont des impulsions d'adresse, alors que les cinq autres sont des impulsions d'information. La fig. 6 montre schématiquement que le processeur central 9 pour l'un des processeurs satellites 10 A-E émet, après une transmission d'un signal de commande et/ou de contrôle S, K, un signal de commande ou de contrôle S, K dont les priorités peuvent être réglées par l'intermédiaire des temps d'accès au bus Pl, P2, P3 et qu'un signal de contrôle d'erreur F est émis avec le temps d'accès au bus Pl le plus court et le niveau de priorité le plus élevé (fig. 6a). Au fur et à mesure que le temps d'accès au bus augmente P2, P3, des signaux de commande et/ou de contrôle S, K d'un niveau de priorité décroissant sont émis (fig. 6b, c). Il ressort de la fig. 7 que chaque signal de commande S et/ou chaque signal de contrôle K est transmis trois fois en tant que triplet T avec des éléments de triplet Tl, T2, T3 identiques, une pause Po étant intercalée entre les éléments de triplet T1, T2, T3, la durée de la pause P0 étant plus courte que le temps d'accès au bus Pl prévu pour l'émission d'un signal de contrôle d'erreur F, les éléments de triplet Tl, T2, T3 étant comparés entre eux dans un processeur central 9 ou un processeur satellite recevant le triplet T, et le processeur central 9 ou le processeur satellite 10 A-E 8 2737870 récepteur émettant, en l'absence de concordance d'au moins deux éléments de triplet Tl, T2, T3, un signal de contrôle d'erreur F. En ce qui concerne la comparaison des éléments de triplet T, T2, T3 entre eux, il est notamment fait référence également au schéma fonctionnel de la fig. 8 dans lequel un programme approprié pour l'interprétation d'un triplet T est indiqué de manière schématique. Dans le schéma fonctionnel de la fig. 8, le signal de contrôle d'erreur F est un signal qui déclenche la répétition d'une émission d'un triplet T. Enfin, il ressort de la fig. 9 qu'un seuil de commutation TH pour la différenciation entre un niveau haut H et un niveau bas L est adapté de manière dynamique en fonction de la tension de bord momentanée UH du véhicule automobile. Il n'est pas représenté que le système de commande comprend une prise d'appareil de diagnostic pour le branchement d'un appareil de diagnostic. En cas de branchement d'un appareil de diagnostic, des composants individuels du véhicule automobile peuvent être adressés et contrôlés en raison du mode de fonctionnement avec des adresses. De même, l'appareil de diagnostic permet de détecter facilement que, à la suite d'un dysfonctionnement, un processeur satellite émet en permanence un signal de contrôle d'erreur F avec son adresse d'expéditeur. En plus d'un fonctionnement particulièrement simple et fiable,. le procédé selon l'invention se distingue ainsi également par une maintenance simple. Le fonctionnement fiable est dû au fait qu'un système de commande tel que celui de l'exemple de réalisation de la fig. I peut fonctionner avec un taux de transmission de données de seulement 1000 bits par seconde sans qu'un opérateur constate des retards notables dans les réactions. 9 2737870 REVENDICATIONS 1. - Procédé pour faire fonctionner un système de commande pour la commande de composants de véhicule automobile à commande électrique, par exemple des fermetures de portes de véhicule automobile (1), la serrure du coffre à bagages (2), la serrure du capot (3), la serrure de la boîte à gants (4), la serrure du bouchon de réservoir (5), les lève- vitres (6), les rétroviseurs extérieurs (7), I'installation d'alarme et d'antivol (8) et analogues, caractérisé en ce que le système de commande comprend un processeur central (9) ainsi que des processeurs satellites (10 A-E) associés aux composants du véhicule, que les processeurs satellites (10 A-E) sont reliés au processeur central (9) par l'intermédiaire d'un bus multiplex unifilaire (11), que des signaux de commande (S) et des signaux de contrôle (K) modulés en durée d'impulsion sont transmis de manière bidirectionnelle sur le bus multiplex unifilaire (11) entre le processeur central (9) et les processeurs satellites (10 A-E), que le processeur central (9) aussi bien que les processeurs satellites (1 È A-E) fonctionnent en tant que maîtres ayant respectivement leur adresse propre, que le processeur central (9) ou l'un des processeurs satellites (10 A-E) émet, après une transmission d'un signal de commande et/ou de contrôle (S, K), un signal de commande et/ou de contrôle (S, K) dont la priorité peut être réglée par l'intermédiaire des temps d'accès au bus (Pl, P2, P3), qu'un signal de contrôle d'erreur (F) est émis avec le temps d'accès au bus le plus court (Pl) et le niveau de priorité le plus élevé, et qu'au fur et à mesure que le temps d'accès au bus augmente (P2, P3), des signaux de commande et/ou de contrôle (S, K) sont émis avec des niveaux de priorité décroissants. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque signal de commande (S) et chaque signal de contrôle (K) comprend une impulsion de départ (St) ainsi que 8 impulsions de bit (Bi à Bs) formant un octet et que les 8 impulsions de bit (Bi à B8) se composent de trois impulsions d'adresse et de cinq impulsions d'information. 3. - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque signal de commande (S) et/ou chaque signal de contrôle (K) est transmis trois fois en tant que triplet (T) avec des éléments de triplet (T,, T2, T3) identiques, une pause (Po) étant ménagée entre les éléments de triplet (Tl, T2, T3), la durée de la 2737870 pause (Po) étant plus courte que le temps d'accès au bus (Pl) prévu pour l'émission d'un signal de contrôle d'erreur (F), les éléments de triplet (Ti, T2, T3) étant comparés dans un processeur central (9) ou processeur satellite (10 A-E) recevant le triplet (T), et le processeur central (9) ou processeur satellite (10 A-E) récepteur émettant, en l'absence de concordance d'au moins deux éléments de triplet (T,, T2, T3), un signal de contrôle d'erreur (F). 4. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la durée de l'impulsion de départ est utilisée pour la synchronisation mutuelle du processeur central (9) et des processeurs satellites (10 A-E). 5. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que pour le flanc de début de chaque impulsion, une fenêtre de temps (At) est prévue pour la compensation des fréquences de service variables des processeurs satellites (10 A-E) et/ou du processeur central (9). 6. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bus multiplex unifilaire (11) est maintenu, à l'état inactif, au niveau haut (H) et qu'un seuil de commutation (TH) sur le niveau bas (L) est adapté de manière dynamique en fonction de la tension momentanée (UH) du niveau haut (H).