Brevet FR2838001A1 — publié le 20031003

modifications desirables sans sortir pour cela du cadre des présents concepts inventifs et inventions; Etat de la technique L'invention concerne un procédé de transmission de don- nces d'au moins un capteur vers un appareil de commande selon lequel pour chaque capteur on utilise une ligne respective, notamment une ligne à deux conducteurs pour la transmission des donnces, au moins un cap- teur recevant l'énergie électrique nécessaire à son fonctionnement de l'appareil de commande par la ligne respective. Il est déjà connu selon l'article D. Ullmann: " Side Airbag Sensor in Silicon Micromachining >> SAE Technical Paper, Mars l999, de 0 transmettre des données à partir de capteurs déportés dans un véhicule automobile vers un appareil de commande par une ligne de transmission à deux conducteurs. Cela est notamment intéressant pour les systèmes de retenue (systèmes de protection). Dans ce cas, les signaux sont générés par une modulation d'amplitude de courant. L'appareil de commande en t5 voie aux différents capteurs, par cette ligne à deux fls, l'énergie électrique sous la forme d'un courant continu. On a ainsi une ligne de transmission de données assurant en même temps l'alimentation électrique. Pour la transmission de donnces on utilise une trame à 11 bits avec 2 bits de dé- part, 8 bits de donnces et 1 bit de parité. Pour la transmission on utilise le code Manchester. Avantages de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé de transmission de donnces à partir d 'au moins un capteur vers un appa- reil de commande permettant de relier des capteurs différents dans le vé hicule, par exemple un capteur d'accélération, un capteur de pression, un capteur d'angle de braquage, un capteur dé qualité d'huile et des capteurs chimiques à l'appareil de commande. A cet effet l'invention concerne un procédé de transmission du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu 'au moins un capteur, après o réception de l'énergie électrique, transmet une identifcation de capteur, une identification d'état et des valeurs de capteur comme donnces à l'appareil de commande. Le procédé selon l'invention permet ainsi la transmission de donnces à partir d'au moins un capteur vers un appareil de commande. De plus, il est avantageux que les signaux d'un capteur (qui peut égale- ment être un ensemble de capteurs) utilisent plusieurs canaux logiques constitués par exemple par un multiplexage dans le temps. Cela se traduit par l'avantage d'une réduction des moyens et d'une économie par rapport à un système de bus. En outre, cela permet de transmettre en sécurité et de manière fiable des informations telles que le type de capteur, le fabri cant, la plage de mesure, les données de fabrication et le numéro de série. Il est particulièrement avantageux que l'appareil de com s mande vérifie la ligne à deux fils ou la consommation d'énergie d'au moins un capteur avant l'identification du capteur. On assure ainsi que la transmission ou la fonction du capteur soient sans défaut. En cas de dé faut on peut arrêter la transmission pour ne pas solliciter l'appareil de commande avec des données défectueuses. 0 Il est en outre avantageux de transmettre les données d'identification du capteur, le protocole de transmission utilisé, le fabri cant de capteur, le type de capteur et les données de fabrication d'au moins un capteur. Cela permet une identification sans équivoque du cap teur et l'appareil de commande peut en tenir compte lors du traitement s des données des capteurs en ce que par exemple il utilise pour ce capteur, les algorithmes existants. Ces donnces de fabrication des capteurs sont la date de fabrication, le numéro de lot, le numéro de série et les résultats des essais. Il est en outre avantageux que l'identification ou l'identité o du capteur comporte des mots de données précédés chaque fois d'un code d'identification. Cela garantit l'intégrité de l'information transmise dans chaque mot de données. Il est en outre avantageux que les mots de donnces soient regroupés avec le code d'identification correspondant en un bloc s d'identification et que ce bloc d'identification soit répété un nombre pré déterminé de fois. Cela garantit la réception avec une très grande probabi lité, de cette identité de capteur par l'appareil de commande qui peut le traiter. Il est en outre avantageux que la souplesse du procédé se lon l'invention permette de transmettre les valeurs du capteur suivant des ré solutions différentes, de s vitesse s de transmission différente s et des ca naux logiques différents. Cela permet un traitement souple de la trans mission adaptée à la demande. Les canaux logiques peuvent avantageusement être réalisés par un multiplexage dans le temps. 3s Il est en outre avantageux d'utiliser dans les données utiles proprement dites, les deux bits de valeur la plus élevée qui identifient les valeurs du capteur. Enfin, il est avantageux de réaliser un dispositif pour la mise en _uvre du procédé; l'appareil de commande comporte un compo sant de réception pour recevoir les données des différents capteurs par les lignes à deux conducteurs respectives et les capteurs ont chaque fois un composant émetteur permettant la transmission par les lignes à deux conducteurs. Si un capteur assure plus d'un concept de capteur, il s'agit d'une grappe de capteurs et dans ces conditions les différentes donnces de capteurs seront transmises par des canaux logiques différents vers l'appareil de commande. Cela peut se faire par exemple en multiplexage o dans le temps. On peut également envisager un multiplexage en fré quence. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma par blocs du dispositif de l'invention, - la figure 2 est une présentation du procédé de l'invention, - la fgure 3 est un exemple de données d'identification de capteur, - la figure 4 est une alternative pour transmettre des données utiles, o - la figure 5 montre une trame de donnces utiles, - la figure 6 montre le codage des donnces utiles et des signalisations d'état, - la figure 7 montre la transmission de bits en code Manchester. Description des modes de réalisation Pour les capteurs satellites d'un système à coussins gonfla bles, on utilise une interface unidirectionnelle à deux conducteurs pour transmettre des donnce s de s capteurs satellite s de cous sin s gonflable s vers un appareil de commande. Différents fabricants utilisent de telles in terfaces. Pour rendre les interfaces plus souples et permettre une identifi o cation non équivoque des capteurs, l'invention concerne un procédé de transmission de donnces d 'au moins un capteur étendu vers un appareil de commande pour qu'après la réception de l'énergie électrique en prove nance de l'appareil de commande, le capteur transmette son identification (identité) vers l'appareil de commande. Cela permet une identification pré cise de chaque capteur de sorte que l'appareil de commande peut alors traiter les données de ce capteur en fonction précisément de ce capteur. L'appareil de commande peut ainsi avoir les algorithmes pour traiter diffé rents capteurs. Selon l'identité du capteur on utilise un algorithwe cor- respondant, pour traiter les valeurs fournies par chaque capteur. Cette identification de capteur est en outre protégée en ce que les mots de donnces respectifs sont précédés du code d'identification. Par la répétition d'identité du capteur, on augmente la probabilité de réception correcte de l'identité du capteur par l'appareil de commande. Pour les donnces utiles il est possible de transmettre dans différents canaLx logiques et par une ligne à deux conducteurs, par exemple en multi- plexage dans le temps; il est en outre possible d'utiliser une vitesse de to transmission différente ainsi qu'une résolution différente pour les valeurs du capteur. Cela est alors signalé dans l'identification du capteur pour assurer le traitement correct. La figure 1 montre un schéma par blocs du dispositif de l'invention. Un appareil de commande 1 est relié aux capteurs 6, 7 chaque fois par des lignes à deux conducteurs 5. Seulement deux capteurs satel- lites sont représentés. Mais on peut avoir plus de capteurs reliés à l'appareil de commande 1 par des lignes à deux conducteurs respectives. Les capteurs 6, 7 sont désignés ici par capteurs satellites ou grappes de capteurs. Les grappes de capteurs fonctionnent suivant divers concepts de o détection et ils sont alors représentées par les capteurs 13 et 14. Comme un capteur satellite 6, 7 est alimenté en énergie électrique, en courant continu fourni par l'appareil de commande 1 par la ligne à deux fils 5, le capteur satellite 6, 7 commencera immédiatement après la réception de l'énergie électrique et le cas échéant un contrôle des s lignes à deux fils ou de la prise d'énergie, par l'émission de données. Pour cela, le capteur satellite 6 possède uneinterface 9 comme composant d'émission; cette interface sert à transmettre les données par la ligne à deux conducteurs 5. Le capteur satellite 6, 7 comporte en outre un régu- lateur de tension pour le traitement interne, une logique de commande du déroulement d'une opération dans le capteur satellite 6, un traitement de signal pour traiter les données de capteur et les capteurs 13, 14 qui four- nissent les donnces proprement dites. Comme types de capteurs il peut s'agir de capteurs d'accélération, de capteurs d'angle de braquage, de capteurs de pression, de capteurs de qualité duile et de capteurs chimiques. On peut égale- ment envisager d'autres types de capteurs. On dispose de différents con- cepts de détection qui fournissent alors en permanence des donnces de détection par des canaux logiques à l'aide de la ligne à deux conducteurs vers l'appareil de commande 1. L'appareil de commande 1 comporte un composant de ré ception 3 pour recevoir les données des différents capteurs 6 et 7; ce s composant est appelé ici récepteur ASIC. Ce composant 3 est relié par une ligne SPI (interface périphérique série) 4 à un microcontrôleur 2 de l'appareil de commande 1. La ligne SPI 4 est formoe de cinq lignes en pa rallèle permettant l'échange avec le microcontrôleur 2. Le microcontrôleur 2 traite les données d'émission reçues par le composant de réception 3 par o les capteurs 6, 7 dans un algorithme et ici en particulier dans un algo rithme de déclenchement du système de retenue. C'est pourquoi les cap teurs 13, 14 sont des capteurs de chocs, par exemple des capteurs d'accélération ou de pression. L'appareil de commande 1 est relié à un système de retenue non représenté. En cas de déclenchement, l'appareil de commande 1 dé clenche le système de retenue pour protoger les occupants du véhicule. Selon l'invention, lors de la transmission des donnces à partir des capteurs 6, 7 vers l'appareil de commande 1, on utilise un pro cédé permettant la compatibilité différente des capteurs et de l'appareil de o commande 1, ce qui de plus, augmente la sécurité. I1 est ainsi possible de relier différents capteurs de différents fabricants à l'appareil de commande 1. Cela permet alors, par des algorithwes appropriés, de les appeler dans le programme de commande du microcontrôleur 2 en fonction du capteur respectif, pour traiter de manière optimale les données de capteur. s La figure 2 montre le fonctionnement selon l'invention. Tout d'abord le capteur 6, 7 reçoit l'énergie élèctrique par la ligne 5. Cela se produit à l'instant T=O. Dans la phase d'initialisation I on ne transmet pas encore de données des capteurs 6, 7 vers l'appareil de commande 1. L'appareil de commande 1 contrôle ici la réception d'énergie par les différents capteurs 6, 7. Il contrôle également si les lignes 5 conviennent pour la transmission de données. Cette réception d'énergie est importante pour vérifier que le capteur respectif 6 ou 7 fonctionne correctement. Dans la phase d'initialisation II, les capteurs 6 et 7 trans mettent simultanément leur identification de capteur mais avec des lignes séparées 5. L'identification de capteur comprend, comme l'indique la fi gure 2, un bloc d'identification composé des mots de donnces DO...Dn, du code d'identification IDO...IDn, les codes d'identification sont utilisés pour l'intégrité des données. Dans les différents mots de donnces DO...Dn, on a les codes d'identification des capteurs. Le bloc d'identification est répété 32 fois comme représenté à la figure 1. La figure 3 montre à titre d'exemple les données qui peu vent être transmises dans les mots de données DO...Dn. Dans le champ 1 on a une longueur de mots de donnces 1 contenant l'information du for mat de transmission. Cela signifie que l'on transmet le protocole, la lon gueur du bloc d'identification et le bloc d'identification ou le format de lO données utiles. Dans le champ 2 on code de nouveau l'identification du fabricant avec la longueur d'un mot de données, c'est-à-dire le fabricant du capteur ou de la puce. Dans le champ 3 on indique la famille des cap- teurs par la longueur dun mot de donnces. Cela correspond au type de capteur suivant qu'il s'agit d'un capteur d'accélération, d'un capteur de s pression ou d'un capteur d'angle de braquage. Dans le champ 4 on transmet avec un nombre prédétermi- né de mots de données, l'identification du capteur. Cela correspond au type de capteur, c'est-à-dire à la plage de mesure, à l'axe de détection et autres données concernant la mesure. Dans le champ 5 on transmet l'état o du capteur par un nombre prédéterminé de mots de données. Cela indi- que de combien a progressé la fabrication et donne une caractéristique de qualité ou non. Dans le champ 6 on transmet, avec un nombre déterminé de mots de données, l'information-de capteur, c'est-à-dire la date de fabri- cation, le numéro de lot ou un numéro de série. D'autres informations peuvent être codées. La succession des séries et la longueur des informa- tions peuvent être modifées de manière correspondante par des consi- gnes. A la figure 2 on transmet la phase d'initialisation III, le code d'état des capteurs 6 et 7, que les capteurs fonctionnent ou non. Dans le mode de fonctionnement (phase IV) on transmet les donnces de capteur proprement dites recuoillies par les concepts de détection 13 et 14. Selon l 'invention on a le s différentes po s sibilité s de trans- mission. La figure 4 montre une telle alternative. Dans le type A1 on uti- lise seulement un canal et une résolution de 10 bits, ce qui donne une 3s vitesse de transmission de données de 1 kHz. Cela permet un débit de données élevé, par exemple pour des capteurs périphériques d'accélération (PAS 4) ou pour un capteur satellite de pression. Le type B1 utilise égale- ment seulement un canal mais une résolution plus élevée de 12 à 16 bits e pour les donnces utiles si bien que le débit de données est ramené à 2 kHz. Ce cas peut s'appliquer à des capteurs qui nocessitent une résolu- tion élevoe, c'est-à-dire un capteur d'inclinaison ou un capteur de trajet. Dans le type A2 on utilise seulement deux canaux en mul tiplexage dans le temps, ce qui ne permet qu'une résolution de 8 bits et un déhit de donnces de 2 kHz. Cela permet alors la transmission par deux canaux comme cela est le cas ici pour les capteurs 12 et 14 par une ligne à deux conducteurs 5. Le type B2 utilise également deux canaux avec une résolu o tion élevoe de 12 à 16 bits; la contre partie est le déhit de données qui n'est plus que de 1 kEIz. Cela permet une transmission par deux canaux avec une résolution élevée, par exemple si un capteur de vitesse de rota- tion et un capteur de faible accélération sont combinés en une grappe de capteurs. Selon le type A4 on utilise 4 canaux avec une résolution respective de 8 bits et un déhit de donnces de 1 kHz, ce qui permet une transmission par quatre canaux, par exemple pour une grappe de cap teurs servant à mesurer la température, lhumidité et la pression. La figure 5 montre un exemple de trame de données utiles. La trame correspond à une longueur de 13 bits et commence par deux bits de départ S1, S2. Puis on a 10 bits de donnces utiles; les bits de valeur la plus élevoe identifient la nature des données utiles. On termine la trame par un bit de parité. La longueur de la trarne est choisie ici égale à 104 microsecondes. Le débit de donnces est défini par le taux de répétition Trep. La figure 6 montre un exemple de codage des donnces utiles et des informations d'état comprenant également les donnces d'identification, codées avec les codes disponibles sur 8 bits existants. La dimension de la plage de valeur de +/- 480 est utilisce pour le codage des donnces utiles alors que les possibilités de codage restant jusqu'à +/- 512 sont utilisées de manière décimale pour les informations d'état. Les donnces sont transmises ici en code Manchester comme cela est représenté à la figure 7. Le codage Manchester se caractérise en ce que pour la détection de bits on détecte un changement de flanc au milieu 3s de la durce de chaque bit. Ainsi, un état logique O est caractérisé ici par un flanc montant passant d'un niveau bas à un niveau haut alors qu'un état logique 1 est caractérisé par un flanc descendant allant d'un niveau haut à un niveau bas. - = 2838001 REVENDICATIONS 1 ) Procédé de transmission de donnces d'au moins un capteur (6, 7, 8) vers un appareil de commande (l) selon lequel pour chaque capteur (6, 7, 8) on utilise une ligne respective, notamment s une ligne à deux conducteurs (5) pour la transmission des donnces, au moins un capteur (6, 7, 8) recevant l'énergie électrique nocessaire à son fonctionnement de l'appareil de commande (1) par la ligne respective (5), caractérisé en ce qu' au moins un capteur (6, 7, 8), après réception de l'énergie électrique, o transmet une identification de capteur, une identification d'état et des va- leurs de capteur comme donnces à l'appareil de commande (1). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil de commande (l) vérifie la ligne (5) et/ou la réception d'énergie d'au moins un capteur (6, 7, 8) avant d'identifer le capteur. 3 ) Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que comme identification de capteur on transmet le protocole de transmission utilisé, le type de capteur et les donnces de fabrication d'au moins un capteur (6, 7, 8). 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme identification de capteur on trànsmet les mots de donnces (DODn) précédés chaque fois d'un code d'identifcation (IDOIDn). ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' on regroupe les mots de données (DO...Dn) avec le code d'identification (IDO...IDn) correspondant en un bloc d'identification (bloc-ID), et on transmet le bloc d'identification (bloc-ID) en répétant un nombre prédé- terminé de fois vers l'appareil de commande (l). 6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on transmet les valeurs des capteurs suivant une résolution prédéfinie pour chaque capteur. 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on transmet les valeurs des capteurs d 'au moins un capteur (6, 7, 8) en multiplexage dans le temps pour disposer d 'au moins deux canaux logi- ques pour la transmission des valeurs des capteurs. o 8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les valeurs des capteurs ont des champs permettant d'identifier les va- leurs des capteurs. 9 ) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les bits de niveau le plus haut des capteurs sont utilisés comme des champs pour identifier les valeurs des capteurs. 10 ) Dispositif pour la mise en _uvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le dispositif comporte un appareil de commande (1) et au moins un cap teur (6, 7, 8) qui peut être relié à l'appareil de commande (1) par une ligne (5) associce au capteur (6, 7, 8), l'appareil de commande (1) ayant un composant de réception (3) pour la réception des donnces d 'au moins un capteur (6, 7, 8) ou au moins l'un des capteurs comporte un composant d'émission (9) pour transmettre les donnces vers l'appareil de commande (1). 11 ) Capteur avec un dispositif selon la revendication 1O, caractérisé en ce qu' il (6, 7, 8) comporte plus d'un concept de détection (13, 14), dans chaque concept de détection (13, 14) on attribue à l'appareil de commande un ca