Brevet FR2823866A1 — publié le 20021025

B 13894.3 DB L'invention concerne un dispositif de commande électronique permettant l'intégration dans un système mécanique, comprenant, en tant qu'éléments constitutifs essentiels, une unité centrale assistée par microprocesseur, une mémoire de données, une mémoire de programme contenant un programme de fonctionnement et des interfaces servant à la communication avec des dispositifs de programmation et d'introduction de données et avec le système mécanique à commander. Pour l'arrière-plan de l'invention, il convient d'indiquer que l'utilisation de co mma nd es électroniq ues à base de microprocesseu rs da ns d es systèmes mécaniques se trouve de plus en plus répandue. Les fonctions de la commande électronique pour le fonctionnement du système mécanique sont essentiellement déposées sous forme de programme de fonctionnement dans le dispositif de commande. On utilise de plus en plus ce qu'il est convenu d'appeler des "commandes intégrées" pour lesquelles le dispositif de commande électronique est directement intagré dans le système macanique. Il n'est réalisé qu'un nombre réduit d'interfaces externes servant à la communication vers l'extérieur, au moyen desquelles les paramètres de la commande présents en nombre limité et librement programmables peuvent être fixés et modifiés. Plus précisément dans l'utilisation en grande série de telles commandes intégrées, pour des raisons de rationalité et du fait des avantages de coût qui en résultent dans le développement, la fabrication et la logistique des produits, on est alors astreint d'utiliser des composants électroniques de plus en plus identiques pour différentes tâches suffisamment analogues. Les différentes exigences imposées à la façon de fonctionner sont alors réalisées exclusivement au moyen d'une variante de programme propre à la tâche et orientée sur l'application. C'est plus précisément cette manière de procéder qui, dans le cas de command es i ntég rces en combinaison avec d es stru ctu res de programme actuellement usuelles qui sont utilisées dans la pratique, constitue un problème dans la mesure o, du fait de la programmation du dispositif de commande au moyen d'un logiciel de fonctionnement fixe, une variante de fonctions est associée d'une manière inséparable au dispositif de commande électronique lors du déroulement de la fabrication. Ensuite, le dispositif de commande est mis en place dans un "environnement macanique", en étant par exemple monté dans une bo^tte de vitesses, seules les interfaces externes défl n ies passant a lors en core vers l'extérieu r. Bien qu 'au moyen de celles-ci, une programmation/reprogrammation du programme de fonctionnement proprement dit puisse encore être exécutée au moyen du logiciel de base conformément à un processus déterminé spécifique à des variantes, une mod iflcatio n du log iciel de base lu i- même dans u n e comma nde q u i est intégrée dans un module mécanique et la détermination d'un processus de reprogrammation qui y est lise ne sont plus possibles. Une association obtenue pour une variante de fonction n'est donc plus réversible. Cette association irréversible d'une variante de fonction signifle alors, en tout état de cause, que, du fait du montage de la commande, mettant en oeuvre la variante de fonction, dans un module mécanique déterminé, ce dernier devient pratiquement un type de dispositif déterminé qui se distingue d'un module mécanique comportant un dispositif de commande utilisant un autre logiciel de base. Si l'on considère les modules mécaniques, avec pour chacun le dispositif de commande électronique respectif, comme constituant un tout, il se présente ainsi différentes variantes de dispositif qu'il n'est plus possible de modifier au cours de la durée de service de produit du dispositif. Partant du problème ainsi exposé, I'invention a pour but de permettre, au moyen du programme de fonctionnement, une association spécifique aux variantes qui soit réversible pendant la durée de service de produit d'une commande intégrée. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif électronique de commande, du type générique défini en introduction, dans lequel le programme de fonctionnement est articulé d'une manière hiérarchique en plusieurs plans de programme, à savoir: = un programme de commande central, installé d'une manière durable et non reprogrammable, qui commande la programmabilité de base du dispositif de commande au moyen d'un programme de commande de base, = ledit programme de commande de base, qui commande des fonctions de principe en relation avec le système mécanique à commander et est reprogrammable, et = un programme de commande de fonction spécifique au dispositif, qui commande les fonctions individuelles du système mécanique équipé du dispositif de commande électronique et est également reprogrammable. L'invention prévoit donc un programme qui ne peut plus être modiflé au cours de la durée de service de produit et qui, du fait de cette propriété de celui-ci peut être considéré dans la caractérisation et la logistique de produit comme étant un élément constitutif de matériel informatique, donc comme un "matériel de société" ("firmware"). Le programme de commande central fixe alors de préférence au moyen d'une interface de communication déterminée, le fait que le dispositif de commande puisse être programmé et reprogrammé d'une manière définie. Dans cette mesure, sur la base du programme de commande central, le dispositif de commande peut être équipé d'un autre programme, à savoir le programme de commande de base, au moyen duquel une variante de fonction déterminée du dispositif de commande doit être établie d'une manière spécifique pour l'utilisateur ultérieur de la commande intagrée. De prétérence, sont contenues dans le programme de commande de base les fonctions spécifiques de variante au moyen desquelles une reprogrammation, conforme à la définition, du programme de commande de fonction a lieu en fonction de la variante chaque fois considérée. Le processus de la programmation du programme de commande de base est totalement réversible en utilisant le programme de commande central, de sorte qu'on obtient une affectation de fonction totalement flexible pour le dispositif de commande électronique et la commande intégrée qui en est pourvue, sur l'étendue de la durée de service de produit. Finalement, une réalisation présentant une flexibilité supplémentaire est fournie par l'aptitude à reprogrammer le programme de commande de fonction proprement dit, qui est spécifique au dispositif. Grâce au plan hiérarchique intermédiaire du programme de commande de base, il est ici possible d'obtenir la reprogrammation au moyen d'un processus de communication fixé par le programme de commande de base et spécifique à l'utilisateur. En résumé, I'avantage central de l'invention réside dans l'association de fonction, à tout instant réversible, du dispositif de commande, même dans le cas de commandes intégrées. Même des variantes n'existant pas encore au moment de la fabrication du dispositif et développées ultérieurement peuvent également être introduites en programmation a posteriori, ce qui assure en outre la flexibilité et la possibilité d'utilisation, variable dans l'ensemble, du dispositif de commande sur l'étendue de sa durée de service de produit. Le dispositif de commande électronique conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - dans le programme de commande centrale, ce sont des fonctions d'initialisation générales déterminantes, des fonctions servant à la communication concernant un protocole standard eVou des fonctionnalités de programmation de principe qui sont mises en oeuvre, - dans le programme de commande de base, ce sont des fonctions servant à la communication concernant des protocoles spécifiques à I'utilisateur et/ou des fonctions de reprogrammation spécifiques à l'utilisateur qui sont mises en oeuvre, - le programme de commande central est introduit en programmation avant la mise en place du dispositif de commande dans le système mécanique spécifique à l'utilisateur, - le programme de commande de base peut être introduit en programmation en fonction d'exigences spécifiques à l'utilisateur avant ou après la mise en place du dispositif de commande dans le système mécanique, - le programme de commande de fonction est introduit en programmation après la mise en place du dispositif de commande dans le système mécanique. D'autres pa rticula rités, détails et avantag es de l'invention ressortent de la description suivante dans laquelle le concept de l'invention est exposé en détail en regard des dessins annexés. On voit: à la figure 1, un schéma de déroulement de la durée de service de produit d'un dispositif de commande électronique classique et, à la figure 2, un schéma de déroulement d'une durée de service de produit d'un dispositif de commande électronique pourvu d'un programme de fonctionnement articulé d'une manière hiérarchique. Pour mieux comprendre la présente invention, on ne peut pas se dispenser d'exposer brièvement la durée de service de produit classique conforme à l'état de la technique, ce qui s'effectue à l'aide de la figure 1. Sur celle-ci, on part d'un dispositif de commande électronique 1 qui est pourvu d'une unité centrale 2 assistée par microprocesseur, d'une mémoire de donnces 3, d'une mémoire de programme 4 et d'interfaces S servant à la communication avec des dispositifs externes de programmation et d'introduction de données, non représentés en détail, ainsi que des systèmes mécaniques à commander. Dans la réalisation d'une commande intégrce, un tel dispositif de commande électronique 1 reçoit, par l'intermédiaire des interfaces 5, un programme de fonctionnement 6 déterminé spécifique à l'utilisateur et à une fonction, comportant les variantes 6a, 6b, 6c, de sorte qu'à partir du dispositif de commande électronique 1, on obtient un dispositif de commande 1a, 1b, 1c chaque fois spécifique. Celui-ci est mis en place dans un module mécanique 7a, 7b ou 7c correspondant. Ainsi, la commande intégrée correspondante comporte un schéma de fonctionnalité parfaitement déterminé qu'il n'est possible de faire varier que dans les limites de paramètres de fonction limités. Les pas de reprogrammation correspondants sont indiqués à la figure 1 par les flèches 8. Pour exposer l'invention, on se reporte maintenant à la figure 2. Là encore, on part d'un dispositif de commande électronique 1 qui comprend une unité centrale 2, une mémoire de données 3 et une mémoire de programme 4. Pendant la réalisation du dispositif de commande 1, on introduit en programmation, dans un processus irréversible, un programme de commande central 9 qui ne peut plus varier sur l'étendue du cycle de service de produit. Ce logiciel contient essentiellement les fonctions d'initialisation générales déterminantes, les fonctions servant à la communication concernant un protocole standard et des fonctionnalités de programmation supplémentaires. Le protocole stand a rd est indépendant des variantes et d es utilisateu rs. Le dispositif de commande 1 pourvu du programme de commande central 9 peut être mis en place d'une manière universelle et ainsi être considéré comme une partie commune. Chez l'utilisateur, par exemple le fabricant d'un système mécanique, un programme de commande de base respectivement 10a, 10b ou 10c est introduit en mémoire dans le dispositif de commande 1 au moyen du programme de commande central 9. Ce programme de commande de base 10 est spécifique à l'utilisation et à la fonction et contient essentiellement les fonctions servant à la communication concernant des protocoles spécifiques à l' util isateu r et d es fonction nal ités de reprogra mmation spécifiques à l'utilisateur, comme par exemple des modifications dans le programme de fonctionnement proprement dit et la mise en mémoire de données de réglage et d'historique. Des dispositifs de commande électronique 1 a, 1 b, 1 c différents peuvent alors recevoir chacun, d'une manière spécifique à l'utilisation, des programmes de commande de fonction différents respectifs spécifiques aux dispositifs à l'aide du programme de commande de base 10a, 10b, 10c respectif, de sorte qu'après la mise en place du dispositif de commande électronique 1 a, 1 b, 1 c chaque fois considéré dans des systèmes mécaniques, il se présente des modules mécaniques 7a, 7b, 7c respectifs différents. Les propriétés de ces modules 7a, 7b, 7c peuvent alors être modifiées d'une manière très variable. C'est ainsi que - comme déjà dans l'état de la technique - chaque module mécanique 7a, 7b, 7c peut être pourvu, au moyen du programme de commande de base, d'un nouveau programme de commande de fonction 11 a, 1 1 b, 11 c spécifique au dispositif, de sorte que les modules peuvent être modifiés pour des fonctions de commande modifiées, telles que le traitement de signal de capteur, la commande de l'ensemble des actionneurs, les fonctions de commande et de régulation, la stratégie de conduite et la gestion de diagnostic dans le cas de bo^'tes de vitesses de véhicule automobile, à titre d'exemple pour un module mécanique 7. En outre, au moyen du programme de commande central 9, il est possible de modifier également le programme de commande de base 10, de sorte que celui-ci est reprogrammable d'une manière réversible et avec une flexibilité totale sur ce plan. Ceci signifie qu'à partir d'un module mécanique 7a, il est possible, au moyen d'une reprogrammation, de réaliser un module mécanique 7b ou 7c au cours de la durée de service de produit. Dans cette mesure, des buts d'utilisation totalement nouveaux peuvent par exemple être associés à des modules retournés après des essais pratiques. En tant qu'exemple pour un module mécanique, on peut faire appel à une bo^te de vitesses. A cet égard, un fabricant compétent dans le domaine électrotechnique réalise le dispositif de commande électronique 1 et n'y introduit en programmation que le programme de commande central 9. Les parties communes de matériel informatique ainsi obtenues sont livrées à un fabricant de bo^tes de vitesses qui équipe de dispositifs de commande convenables les bo^'tes de vitesses qu'il fabrique et il ies commercialise à différents fabricants automobiles Etant donné que les fabricants automobiles imposent des exigences extrêmement différentes pour la fonctionnalité du système commandé intégré "bo^'te de vitesses", il se présente, dans les commandes, différentes variantes qui ont une influence sur le programme de commande, y compris les données de commande de celui-ci. Les fabricants automobiles définissent également des standards de communication propres en vue de la reprogrammation. Pour tenir compte des conditions qui précèdent, il est possible, dans la structure de reprogrammation conforme à l'invention, que le fabricant de bo^tes de vitesses introduise en programmation ou reprogramme d'une manière appropriée, dans chaque partie commune, un programme de co mmand e de base corres pondant aux exigences chaque fois co nsidérces, sur la base du programme de commande central 9. A un moment ultérieur, il est alors possible, grâce à la possibilité de reprogrammation, d'introduire de nouvelles variantes du programme de commande de base et du programme de commande de fonction associé sans que le programme de commande central 9 doive être modifié. En résumé, grâce à la généralité de la fourniture de parties communes, il se présente, dans la durée de service de produit du dispositif de commande électronique, des avantages considérables à la fois chez le fabricant du dispositif de commande et chez le fabricant du système mécanique chaque fois considéré, sur le plan du développement, de la fabrication et de la logistique de produit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande électronique permettant l'intogration dans un système mécanique, comprenant - une unité centrale (2) assistée par microprocesseur, - une mémoire de données (3) - une mémoire de programme (4), contenant un programme de fonctionnement (6), et - des interfaces (5) servant à la communication avec des dispositifs de programmation et d' i ntroduction de don nées et avec le système mécaniqu e (7) à commander, caractérisé en ce que - le prog ramme de fonctionnement (6) est articu lé d' u ne man ière hiérarchique en plusieurs plans de programme, à savoir: = un programme de commande central (9), installé d'une manière durable et non reprogrammable, qui commande la programmabilité de base du dispositif de commande (1) au moyen d'un programme de commande de base (1 o), = ledit programme de commande de base (10), qui commande des fonctions de principe en relation avec le système mécanique (7) à commander et est reprogrammable, et = un programme de commande de fonction (11) spécifique au dispositif, qui commande les fonctions individuelles du système mécanique (7) équipé du dispositif de commande électronique (1) et est également reprogrammable. 2. Dispositif de commande électronique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le programme de commande centrale (9), ce sont des fonctions d'initialisation générales déterminantes, des fonctions servant à la communication concernant un protocole standard et/ou des fonctionnalités de programmation de principe qui sont mises en oeuvre. 3. Dispositif de commande électronique suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, dans le programme de commande de base (10), ce sont des fonctions servant à la communication concernant des protocoles spécifiques à l'utilisateur eVou des fonctions de reprogrammation spécifiques à l'utilisateur qui sont mises en oeuvre. 4. Dispositif de commande électronique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le programme de commande central (9) est introduit en programmation avant la mise en place du dispositif de commande (1) dans le système mécanique (7) spécifique à l'utilisateur. 5. Dispositif de commande électronique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le programme de commande de base (10) peut être introduit en programmation en fonction d'exigences spécifques à l'utilisateur avant ou après la mise en place du dispositif de commande (1) dans le système mécanique (7). 6. Dispositif de commande électronique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le programme de commande de fonction (11) est introduit en programmation après la mise en place du