Brevet FR2791504A1 — publié le 20000929

L'invention concerne un dispositif de transmission de données qui est disposé dans un véhicule automobile et qui est équipé de deux batteries produisant des tensions différentes et donc de deux réseaux de bord de tension d'alimentation, par exemple de 12 V et 42 V. De telles architectures de réseau de bord équipées de deux batteries sont exposées dans "VDI Berichte" (Comptes rendus VDI), n 1287, 1996, pages 295 à 317. En général, dans les véhicules automobiles, une liaison de données est nécessaire entre les appareils coopérant d'une manière fonctionnelle qui se trouvent embarqués, comme par exemple entre des appareils de commande ou entre un appareil de commande et des capteurs et/ou organes d'actionnement associés (par exemple dispositif de commande de blocage de conduite avec les éléments constitutifs associés; dispositif de contrôle d'accès; dispositif de protection des occupants; et analogues). La communication de données est habituellement réalisée au moyen d'un bus de données raccordé aux appareils à relier l'un à l'autre. Par DE 197 33 866 Al, on connaît un procédé de transmission de données selon lequel un poste satellite est alimenté en énergie par un poste central au moyen d'une ligne de transmission de données commune qui est utilisée pour la transmission de données et l'alimentation en énergie. Toutefois, une seule ligne est utilisée pour la transmission d'énergie et de données, à savoir la ligne de transmission de données. Une telle transmission de données est très sujette aux défaillances. L'invention a pour but de fournir un dispositif de transmission de données pour véhicule automobile qui permette une communication de données fiable, même lors de l'apparition de défaillances. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de transmission de données pour un véhicule automobile dans lequel il est prévu deux lignes de tension d'alimentation portées à des potentiels différents, s'écartant du potentiel de masse, et plusieurs appareils qui sont raccordés aux lignes de tension d'alimentation et entre lesquels des données doivent être transmises, au moins deux des appareils étant l'objet d'un couplage par l'intermédiaire d'organes de couplage avec les deux lignes de tension d'alimentation en vue d'émettre et/ou de recevoir des données, tandis que des données à transmettre sont transmises sur les deux lignes de tension d'alimentation. Dans le même but, l'invention a également pour objet un procédé de transmission de données dans un véhicule automobile selon lequel le véhicule automobile comprend deux lignes de tension d'alimentation portées à des tensions différentes, s'écartant du potentiel de masse, et au moins deux appareils qui émettent ou reçoivent des données et qui sont reliés aux deux lignes de tension d'alimentation, les données à transmettra entre les appareils étant appliquées sur les deux lignes de tension d'alimentation. Le dispositif de transmission de données conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - chacun des organes de couplage contient des filtres de fréquence ou filtres passe-bande respectifs, - au moins l'un des appareils contient un modulateur, servant à moduler des données à envoyer, et/ou un démodulateur servant à démoduler des données reçues, qui sont l'objet d'un couplage avec les deux lignes de tension d'alimentation, - il comprend un commutateur au moyen duquel une entrée du démodulateur, réalisé sous forme de modem, peut faire l'objet d'un couplage sélectif avec l'une des lignes de tension d'alimentation, - il comprend un coupleur de lignes qui est connecté entre les lignes de tension d'alimentation et qui assure un découplage des lignes de tension d'alimentation sur le plan courant continu, mais assure une transmission du signal de données modulé, présent sur une ligne de tension d'alimentation, à l'autre ligne de tension d'alimentation, - au moins l'un des appareils comporte une entrée de tension d'alimentation qui est reliée aux deux lignes de tension d'alimentation, - il comprend des organes de découplage, notamment des diodes, qui sont connectés entre l'entrée de tension d'alimentation et les deux lignes de tension d'alimentation et qui bloquent des action en retour de la tension continue entre les deux lignes de tension d'alimentation, il comprend un régulateur de tension qui est raccordé à l'entrée de tension d'alimentation et produit une tension de fonctionnement régulée pour l'appareil associé. Dans le dispositif, conforme à l'invention, de transmission de données pour véhicule automobile, les données à transmettre sont envoyées sur deux lignes de tension d'alimentation des deux batteries. Cela apporte plusieurs avantages. D'une part, la double utilisation des lignes de tension d'alimentation non seulement pour l'alimentation en énergie, mais également pour la transmission de données permet de ne pas avoir à faire appel à un bus de données séparé, de sorte que les moyens de câblage et de ligne sont réduits. D'autre part, l'utilisation des deux lignes de tension d'alimentation pour faire passer en même temps les données chaque fois à transmettre permet d'obtenir un agencement redondant, d'une manière telle que, même en cas de défaillance de l'une des lignes, par exemple en raison d'un défaut ou d'un court-circuit, une communication de données fiable reste maintenue au moyen de l'autre ligne. Pour le couplage des données sur les lignes de tension d'alimentation et le découplage de ces données vis-à-vis de ces lignes, séparés sur le plan courant continu, il est de préférence prévu des filtres de fréquence, par exemple des filtres passe-haut ou de préférence des filtres passe bas accordés sur les fréquences de transmission des données, d'une manière telle qu'un rapport signal/bruit suffisamment élevé soit assuré avec un bon découplage sur le plan courant continu. Les données peuvent être transmises directement sous forme d'une suite de bits sur les lignes de tension d'alimentation. Toutefois, les appareils communiquant entre eux sont de préférence équipés respectivement d'un modulateur pour le côté émission et d'un démodulateur pour le côté réception, ceux-ci pouvant être assemblés de façon à former un modem dans une réalisation avantageuse. Si cependant des appareils individuels devaient n'être conçus que pour l'émission ou que pour la réception, il suffirait respectivement d'un modulateur ou d'un démodulateur pour de tels appareils. De ce fait, les données peuvent être respectivement transformées en une gamme de fréquences pouvant être transmise sans perturbation ou être retransformées à partir de celle-ci. Les modems peuvent présenter une conception classique, tels qu'on en utilise également en téléphonie analogique. De préférence, lors de l'opération d'émission, les données modulées à transmettre font en même temps l'objet d'un couplage sur les deux lignes de tension d'alimentation. Par contre, lors de la réception, il est possible de prévoir de ne soumettre l'entrée du récepteur à un couplage sélectif, au moyen d'un commutateur, qu'avec une ligne, afin d'éviter des interférences mutuelles des signaux de modulation, pour le reste identiques, qui passent éventuellement avec certains déphasages sur les deux tensions d'alimentation. Le commutateur n'est commuté sur l'autre ligne qu'au plus tard lorsque le récepteur constate qu'aucune donnée n'est envoyée, étant donné que cela est un signe d'une transmission de données perturbée sur la ligne jusque- là utilisée. Le commutateur peut également être commuté d'une manière cyclique ou acyclique, afin de vérifier chaque fois sur quelle ligne de tension d'alimentation on obtient la meilleure réception de données. Il est de préférence prévu, entre les deux lignes de tension d'alimentation, au moins un coupleur de lignes, de préférence sous forme d'un filtre passe-bande accordé sur les fréquences de transmission de données ou sur les fréquences de signaux de modulation. Cela donne l'assurance que des données ou des signaux de modulation transmis sur l'une des lignes font également l'objet d'un couplage sur l'autre ligne, même lorsque l'appareil qui émet dans chaque cas devrait n'appliquer les données que sur une ligne en raison d'une perturbation ou du fait de la conception. De préférence, l'alimentation de tension des appareils électroniques chaque fois raccordés est disponible d'une manière commune sur les deux lignes de tension d'alimentation, étant donné que les entrées de tension des appareils sont raccordées aux deux lignes. Pour le découplage des deux lignes sur le plan potentiel, il est prévu des organes de découplage, notamment des diodes. Même si une ligne devait être l'objet d'une défaillance en raison d'un court-circuit ou d'un autre défaut, l'alimentation de tension des appareils électroniques raccordés aux deux lignes sur le plan données et courant continu est assurée demeurer inchangée. Par conséquent, des perturbations, amortissements, interruptions, courts-circuits ou autres influences perturbant une ligne de tension d'alimentation ne nuisent par à la capacité de fonctionnement des appareils électroniques raccordés, étant donné que l'alimentation de ceux-ci en tension et leur communication de données (émission de données et/ou réception de données, ainsi que traitement interne de données) et autres types de fonctionnement restent totalement maintenus sur l'autre ligne. Le procédé de transmission de données conforme à l'invention se caractérise également par les avantages et particularités de fonctionnement qui sont exposés ci- apres. L'invention est décrite ci-après en détail à l'aide d'un exemple de réalisation en regard de la figure unique du dessin. L'exemple, représenté au dessin, de réalisation du dispositif d'alimentation en tension et de transmission de données pour véhicule automobile est équipé, comme réseau de bord à deux batteries, d'une première batterie 1, à laquelle une ligne de tension d'alimentation 3 est raccordée en passant par un fusible 2, et d'une seconde batterie 4 à laquelle une ligne de tension d'alimentation 6 est raccordée en passant par un fusible 5. La batterie 1 produit une tension d'alimentation, mesurée vis- à-vis du potentiel de masse, de par exemple 12 V, tandis que la batterie 4 produit une tension d'alimentation plus élevée, de par exemple 42 V. Des appareils électroniques 7 et 8 sont raccordés aux deux lignes de tension d'alimentation 3 et 6, ces appareils communiquant, sur le plan données, l'un avec l'autre ou avec d'autres appareils électroniques non représentés, mais également raccordés aux lignes de tension d'alimentation 3 et 6. Les appareils électroniques peuvent être de types différents et par exemple être des appareils de commande électronique servant à la commande de la direction électrique, de la boîte de vitesses, du système de frein, d'un dispositif de protection des occupants, d'une fonction de blocage de conduite ou analogue, mais ils peuvent également être réalisés sous forme d'appareils qui ne sont conçus que pour l'émission ou que pour une réception, ainsi que cela peut être le cas pour des capteurs ou des organes de réglage. Dans l'exemple de réalisation représenté, les deux appareils 7 et 8 sont réalisés d'une manière identique sur le plan de la technique des circuits et sont reliés par des lignes de connexion 9 et 10 séparées aux deux lignes de tension d'alimentation 6 et 3. Les deux lignes de connexion 9 et 10 sont reliées en commun, en faisant l'objet d'un découplage mutuel au moyen de diodes 11 et 13, à l'entrée de tension d'alimentation 14 d'une unité électronique de commande 15 (ECU = unité centrale) de chaque appareil respectivement 7 ou 8. L'unité de commande exécute les fonctions de commande et de traitement prévues pour l'appareil concerné et est équipée, d'une manière interne, d'un régulateur de tension qui est raccordé à l'entrée de tension 14 et qui, indépendamment de la valeur de la tension d'entrée respectivement appliquée (12 V ou 42 V), produit une tension d'alimentation régulée, de par exemple + 5 V, servant à l'alimentation en tension de l'unité de commande 15 et/ou d'autres composants prévus dans l'appareil respectif. En cas de besoin, le régulateur de tension peut également être conçu, indépendamment de l'unité de commande 15, sous forme de composants indépendants. Si la ligne de tension d'alimentation 6 est intacte, c'est sa tension (plus élevée) de 42 V qui est présente à l'entrée de tension 14. Par contre, si la tension sur la ligne 6 devait s'effondrer en raison d'un défaut, d'un court-circuit ou d'une défaillance de la batterie 4, l'alimentation de tension serait alors prise en charge par la ligne 3, de sorte que les appareils continueraient de fonctionner correctement. Les appareils 7 et 8 sont en outre équipés d'un modem (modulateur/démodulateur) 16 qui est relié à une borne de données (entrée de données et/ou sortie de données) 17 de l'unité de commande 15. Les modems 16 sont ici des modems tels qu'on en utilise également en téléphonie analogique. Le modem 16 est relié d'une manière sélective, par l'intermédiaire de deux organes de couplage 18 et 19 séparés, aux deux lignes de connexion 9 et 10 et donc aux deux lignes de tension d'alimentation 6 et 3. Les organes de couplage 18 et 19 sont ici conçus sous forme de filtres passe-bande qui laissent passer les fréquences du signal de données modulé produit, ou devant être reçu, par le modem 16, mais bloquent des fréquences plus élevées et plus basses à l'exception de la tension continue. Les deux filtres passe-bande 18 et 19 sont raccordés aux deux bornes séparées du modem 16 sur lesquelles des signaux de modulation identiques sont délivrés lorsque l'unité de commande 15 émet. A cet effet, le signal démodulé produit de manière interne peut être délivré en étant dupliqué sur les deux bornes reliées aux filtres passe-bande 18 et 19. Lors d'une réception de données, les signaux reçus sont alors appliqués en même temps sur ces deux bornes du modem 16. Le modem 16 peut d'abord réunir ces deux signaux d'entrée parallèles d'une manière additive avant la démodulation. En variante, il est prévu un commutateur interne, d'une manière telle que ce n'est à chaque fois qu'un seul des signaux de modulation reçus, de préférence le signal de modulation le plus fort, qui est interrogé et transmis à la section de démodulateur. Une commutation cyclique ou acyclique du commutateur interne permet de vérifier, par exemple par comparaison d'amplitude, quel est le signal d'entrée qui est le mieux reçu, c'est-à-dire reçu le plus fort ou sans perturbation. Le commutateur est alors chaque fois commuté sur cette entrée. Dans le présent exemple de réalisation, l'appareil 8 présente une réalisation identique à l'appareil 7 sur le plan de la technique des circuits, même s'il commande une autre fonction. Une description plus précise de l'appareil 8 est donc superflue. Si par exemple l'appareil 7 voulait émettre vers l'appareil 8 ou vers un autre appareil, non représenté, l'unité de commande 15 délivre au modem 16 le signal de données à émettre, lequel est transformé par le modem 16 en un signal modulé, par exemple un signal haute fréquence. Ce signal modulé est appliqué d'une manière modulée sur les deux lignes de tension d'alimentation 6 et 3 en passant par les deux filtres passe-bande 18 et 19 et les lignes de connexion 9 et 17 et est ainsi à la disposition de tous les appareils raccordés aux lignes 3 et 6. En général, le signal de données à transmettre est pourvu d'un champ d'adresse qui représente l'adresse de l'appareil auquel le signal de données est destiné, et éventuellement également l'adresse de l'émetteur. Si l'appareil objet de l'adresse est l'appareil 8, l'unité de commande électronique de celui-ci reconnaît, en présence du signal appliqué sur son entrée de données reliée au modem, sa propre adresse et reçoit par conséquent le signal de données en vue de l'analyser. Pour sa part, le modem de l'appareil 8 a reçu ce signal par l'intermédiaire des deux filtres passe-bande qui sont reliés aux deux lignes de tension d'alimentation 6 et 3 par les lignes de connexion 9 et 10. Si, inversement, l'appareil 8 voulait émettre vers l'appareil 7, il produirait lui-même un signal de données comportant l'adresse de réception représentant l'appareil 7, ce signal étant alors transmis à cet appareil 7 par l'intermédiaire du modem et des deux filtres passe- bande, ainsi que des lignes de transmission de données 3 et 6. Ainsi qu'il ressort du dessin, il est prévu, connecté entre les lignes de tension d'alimentation 3 et 6, un coupleur de lignes 20 qui est de préférence réalisé sous forme d'un filtre passe-bande et qui peut être accordé sur la même gamme de fréquences que les filtres passe-bande 18 et 19. Le coupleur de lignes 20 assure un couplage des lignes de tension d'alimentation 3 et 6 sur le plan des données, en maintenant un découplage sur le plan courant continu. Le coupleur de lignes 20 donne l'assurance que des signaux de données passant sur une ligne de tension alimentation, éventuellement à l'état modulé, sont appliqués également sur l'autre ligne. Même si la liaison de données entre un appareil qui émet et l'une des lignes de tension d'alimentation devait être interrompue, par exemple en raison d'un contact défectueux, et donc si cette ligne ne recevait pas, sous la forme appliquée initialement, le signal de données à transmettre, on aurait au moins l'assurance, grâce au coupleur de lignes , que le signal de données serait également envoyé, par l'intermédiaire de celui-ci, sur cette ligne. Dans la forme de réalisation représentée, le coupleur de lignes 20 est disposé au voisinage des fusibles 2 et 5, entre ceux- ci et les appareils 7 et 8 raccordés, d'une manière telle qu'il se forme une ligne en anneau sur le plan données. Dans les gammes de fréquences qui ne sont pas requises pour la transmission de données ou de signaux de modulation, les passe-bande 18 et 19 et le coupleur de lignes 20 possèdent un amortissement suffisamment fort pour que, outre un découplage complet sur le plan courant continu, on obtienne également suffisamment d'absence de diaphonie pour les signaux utiles. Si des appareils individuels raccordés aux deux lignes de tension d'alimentation 3 et 6 doivent être agencés uniquement pour l'émission ou uniquement pour la réception, ceux-ci peuvent être équipés, à la place d'un modem 16, uniquement respectivement d'un modulateur ou d'un démodulateur. Toutefois, pour le reste, la structure de base des appareils 7 et 8 est également adoptée pour de tels appareils. La structure représentée peut également être utilisée pour la transmission de signaux vidéo et de signaux audio qui constituent alors les données à transmettre. La configuration présentée se caractérise par une fiabilité élevée de fonctionnement, les moyens de ligne supplémentaires étant très réduits, étant donné qu'aucune ligne de transmission de données indépendante ne doit être prévue. En outre, il en résulte également un gain de poids et des économies sur les coûts et une réduction des moyens de câblage. l1 REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission de données pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il prévu, dans le véhicule automobile, deux lignes de tension d'alimentation (3, 6) portées à des potentiels différents, s'écartant du potentiel de masse, et plusieurs appareils (7, 8) qui sont raccordés aux lignes de tension d'alimentation (3, 6) et entre lesquels des données doivent être transmises, au moins deux des appareils (7, 8) étant l'objet d'un couplage par l'intermédiaire d'organes de couplage (18, 19) avec les deux lignes de tension d'alimentation (3, 6) en vue d'émettre et/ou de recevoir des données, tandis que des données à transmettre sont transmises sur les deux lignes de tension d'alimentation (3, 6). 2. Dispositif de transmission de données pour véhicule automobile suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des organes de couplage contient des filtres de fréquence ou filtres passe- bande (18, 19) respectifs. 3. Dispositif de transmission de données pour véhicule automobile suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins l'un des appareils (7, 8) contient un modulateur, servant à moduler des données à envoyer, et/ou un démodulateur servant à démoduler des données reçues, qui sont l'objet d'un couplage avec les deux lignes de tension d'alimentation (3, 6). 4. Dispositif de transmission de données pour véhicule automobile suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un commutateur au moyen duquel une entrée du démodulateur, réalisé sous forme de modem (16), peut faire l'objet d'un couplage sélectif avec l'une des lignes de tension d'alimentation (3, 6). 5. Dispositif de transmission de données pour véhicule automobile suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un coupleur de lignes (20) qui est connecté entre les lignes de tension d'alimentation (3, 6) et qui assure un découplage des lignes de tension d'alimentation (3, 6) sur le plan courant continu, mais assure une transmission du signal de données modulé, présent sur une ligne de tension d'alimentation, à l'autre ligne de tension d'alimentation. 6. Dispositif de transmission de données pour véhicule automobile suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins l'un des appareils (7) comporte une entrée de tension d'alimentation (14) qui est reliée aux deux lignes de tension d'alimentation (3, 6). 7. Dispositif de transmission de données pour véhicule automobile suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des organes de découplage, notamment des diodes (11, 13), qui sont connectés entre l'entrée de tension d'alimentation (14) et les deux lignes de tension d'alimentation (3, 6) et qui bloquent des actions en retour de la tension continue entre les deux lignes de tension d'alimentation. 8. Dispositif de transmission de données pour véhicule automobile suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comprend un régulateur de tension qui est raccordé à l'entrée de tension d'alimentation (14) et produit une tension de fonctionnement régulée, pour l'appareil (7, 8) associé. 9. Procédé de transmission de données dans un véhicule automobile, caractérisé en ce que le véhicule automobile comprend deux lignes de tension d'alimentation (3, 6) portées à des tensions différentes, s'écartant du potentiel de masse, et au moins deux appareils (7, 8) qui émettent ou reçoivent des données et qui sont reliés aux deux lignes de tension d'alimentation, les données à transmettra entre les appareils étant appliquées sur les deux lignes de tension d'alimentation.