Brevet FR2982433A1 — publié le 20130510

Dispositif de raccordement d'équipements électroniques, installation de contrôle et véhicule correspondants La présente invention concerne un dispositif de raccordement d'équipements électroniques d'un véhicule à un calculateur dudit véhicule, chacun desdits équipements comprenant au moins un câble électrique de connexion destiné à être électriquement relié audit calculateur. Elle s'applique en particulier aux systèmes embarqués dans des véhicules de transport en commun tels que des autobus, autocars ou tramway, et des véhicules de transport de marchandises. De tels véhicules intègrent un système informatique embarqué de gestion du véhicule comportant au moins un ordinateur central relié à une interface homme/machine disposée en cabine, auquel sont connectés un certain nombre d'équipements du véhicule. Ces équipements sont très divers, et comprennent par exemple des calculateurs dédiés à des fonctions spécifiques du véhicule, tels que par exemple un calculateur de contrôle moteur ou un calculateur de boîte de vitesses, associés à des capteurs et à des actionneurs. Ces équipements comprennent également des équipements de sonorisation, des cameras vidéo, des dispositifs d'affichage à destination de passagers du véhicule, des dispositifs de compostage de tickets... L'interface homme/machine est formée, par exemple, d'un écran d'ordinateur, avec dalle tactile ou clavier, permettant la mise à disposition d'informations auprès du conducteur et permettant de recueillir des consignes de celui-ci. Les équipements du véhicule sont reliés à l'ordinateur central au moyen de câbles électriques et de connecteurs spécifiques branchés sur cet ordinateur, et communiquent avec l'ordinateur central au moyen d'interfaces de réception et d'émission intégrées à cet ordinateur. De tels systèmes souffrent d'un manque de standardisation, en raison notamment de l'intégration à l'ordinateur central des connecteurs et des interfaces de liaison aux équipements, et de la grande diversité des équipements susceptibles d'être connectés. De fait, un ordinateur donné ne peut être intégré à un véhicule que s'il possède les interfaces nécessaires. Par ailleurs, les pannes d'un tel système sont très fréquemment dues aux interfaces de liaison entre les équipements et le calculateur de l'ordinateur central. Or, lorsqu'une telle panne survient, il est nécessaire de démonter l'ordinateur central qui comprend ces interfaces, donc de débrancher l'ensemble des équipements qui lui sont connectés. Dans ce contexte, l'invention a pour but d'améliorer la standardisation et l'adaptabilité de tels systèmes embarqués, et d'en faciliter la maintenance. A cette fin, l'invention a pour objet un dispositif du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend : - un panneau de connexion desdits équipements, comprenant au moins un premier connecteur et des moyens de connexion de chaque câble de connexion à un point dudit connecteur, - un panneau d'interface entre lesdits équipements et ledit calculateur, comprenant au moins un deuxième connecteur, complémentaire dudit premier connecteur, des moyens d'interface entre les équipements et le calculateur, électriquement reliés audit deuxième connecteur, et des moyens de connexion desdits moyens d'interface audit calculateur, et en ce que ledit panneau d'interface est propre à être accouplé audit panneau de connexion par enfichage desdits premier et deuxième connecteurs, et à être désaccouplé dudit panneau de connexion par désenfichage desdits premier et deuxième connecteurs. Selon d'autres aspects de l'invention, le dispositif de raccordement comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - ledit panneau de connexion comprend une plaque de circuit imprimé sur laquelle est fixé ledit premier connecteur ; - lesdits moyens de connexion comprennent des pistes métalliques de ladite plaque de circuit imprimé, adaptées pour relier électriquement chaque câble de connexion à un point dudit premier connecteur ; - lesdits moyens de connexion comprennent au moins un bornier de connexion comprenant une pluralité de bornes de connexion d'un câble ; - ledit panneau d'interface comporte une carte électronique sur laquelle est fixé ledit deuxième connecteur ; - lesdits moyens d'interface comprennent des interfaces de communication adaptées auxdits équipements. L'invention a également pour objet une installation de contrôle d'équipements électroniques d'un véhicule, comprenant un calculateur, des moyens d'interface homme- machine et au moins un dispositif de raccordement desdits équipements électroniques audit calculateur selon l'invention. L'invention a en outre pour objet un véhicule comprenant une pluralité d'équipements électroniques et au moins une installation de contrôle selon l'invention. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 est un schéma synoptique représentant un véhicule comprenant un dispositif de raccordement selon un mode de réalisation de l'invention, - la Figure 2 est un schéma synoptique représentant de manière détaillée le dispositif de raccordement de la Figure 1. On a en effet représenté sur la Figure 1, de manière schématique, un dispositif 1 de raccordement selon l'invention, réalisant l'interface dans une installation 2 de contrôle d'un véhicule 3 entre des équipements électroniques 5 du véhicule 2 et un ordinateur 6 de gestion de ce véhicule. Le véhicule 3 est par exemple un véhicule de transport en commun tel qu'un autobus, un autocar ou un tramway, un véhicule de transport de marchandises, ou tout type de véhicule léger. L'installation 2 de contrôle d'équipements 5 électroniques comprend ainsi l'ordinateur 6 de gestion, le dispositif 1 de raccordement et des moyens 7 d'interface homme-machine, par exemple un écran tactile. L'ordinateur 6 est propre à mettre en oeuvre des applications informatiques de gestion du véhicule 3, à partir d'informations transmises par les équipements 5, et à émettre des ordres à destination de ces équipements 5. Notamment, l'ordinateur 6 comprend un processeur, des mémoires, et des contrôleurs tels que des contrôleurs audio, vidéo et Ethernet. Les équipements 5 comprennent des calculateurs dédiés à des fonctions spécifiques du véhicule, par exemple un calculateur de contrôle moteur 5a, un calculateur de boîte de vitesses 5b, un calculateur ABS 5c et des calculateurs d'habitacle. Ces calculateurs sont associés à des capteurs et à des actionneurs. Les équipements 5 comprennent également des équipements 5e de sonorisation et de mise à disposition d'informations. Ces équipements 5e comprenant par exemple des entrées et sorties audio telles qu'un amplificateur audio relié à des haut-parleurs et un microphone, des entrées et sorties vidéo telles que des cameras vidéo extérieures et intérieures et des dispositifs d'affichage à destination de passagers du véhicule. Les équipements 5 comprennent par ailleurs un système d'identification du conducteur et des dispositifs de compostage de tickets si le véhicule 3 est un véhicule de transport en commun. Les équipements 5 comprennent en outre des équipements 5f de communication tels qu'une antenne GPS, une antenne radio, une antenne wifi etc., et des capteurs 5g tels qu'un capteur de température dans le véhicule. Les équipements 5 sont disjoints de l'ordinateur 6, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas intégrés à celui-ci. Ils communiquent selon des liaisons spécifiques avec l'ordinateur 6, par l'intermédiaire de câbles électriques 8 de connexion, pour la transmission d'informations et éventuellement l'alimentation électrique des équipements, et par l'intermédiaire d'interfaces spécifiques. Le nombre de câbles électriques 8 reliant un équipement 5 à l'ordinateur 6 et l'interface nécessaire à leur communication dépend en effet du type de liaison dont l'équipement 5 est muni. Notamment, les calculateurs de contrôle moteur et d'habitacle sont adaptés pour communiquer avec l'ordinateur 6 via une liaison série, telle qu'une liaison RS232, RS485, RS422 ou IBIS, ou une liaison série rapide telle qu'un bus CAN (pour « Control Area Network ») ou une liaison Ethernet. Par exemple, dans le cas d'un bus CAN, ces calculateurs sont destinés à être électriquement reliés à l'ordinateur 6 au moyen de deux câbles électriques 8, par l'intermédiaire d'une interface CAN. D'autres équipements sont adaptés pour communiquer avec l'ordinateur 6 par l'intermédiaire de liaisons logiques, analogiques, audio ou vidéo, et d'interfaces adaptées. Par exemple, les équipements audio comprennent trois câbles d'entrée/sortie, l'antenne GPS comprend deux câbles correspondant au signal GPS et à la masse, et les capteurs transmettent des informations sur deux câbles, dans le cas d'un capteur analogique, ou un seul câble, dans le cas d'un capteur numérique Le dispositif 1 de raccordement est adapté pour relier électriquement les équipements 5 à l'ordinateur 6 et pour réaliser l'interface physique et logicielle entre ces équipements 5 et l'ordinateur 6, c'est-à-dire pour permettre la communication entre les équipements 5 et l'ordinateur 6. Le dispositif 1 de raccordement comprend ainsi un panneau 15 de connexion, effectuant la connexion électrique entre les équipements 5 et l'ordinateur 6, et un panneau 17 d'interface, réalisant l'interface physique et logicielle. Comme représenté sur la Figure 2, le panneau 15 de connexion comporte une carte électronique 18 comprenant un connecteur multipoint 19 et des moyens 20 de connexion de chaque câble 8 à un point du connecteur 19. Les moyens 20 de connexion comprennent plusieurs borniers 23 de connexion, fixés sur la plaque 18. Les borniers 23 sont par exemple des borniers à vis, ou à insertion nulle. Chaque bornier 23 comprend une pluralité de bornes 25, propres à recevoir une extrémité d'un câble électrique 8 issu d'un équipement 5. Dans l'exemple représenté, le nombre de borniers 23 est de quatre, et chacun des borniers 23 comprend dix bornes. Chacune des bornes 25 est associée à un signal ou une liaison donnée. Par exemple, cinq bornes sont associées à des signaux et deux à une liaison RS232, c'est-à- dire sont destinées à recevoir les câbles électriques 8 issus d'autres équipements, dont certains communiquent suivant cette liaison. Avantageusement, chaque borne 25 est identifiée, par exemple au moyen d'indications écrites sur le bornier 23, indiquant quel câble de quelle liaison doit être relié à cette borne. Les moyens 20 pour établir une connexion électrique comprennent en outre des pistes métalliques 29 du circuit imprimé, reliant électriquement les borniers 23 au connecteur 19. Sur la Figure 2, seule une partie de ces pistes 29 a été représentée. La plaque 18 de circuit imprimé comprend ainsi une pluralité de pistes métalliques 29, gravées sur la plaque 18. Chacune de ces pistes 29 s'étend entre une borne 25 d'un bornier 23 et un point de connexion du connecteur 19. Ainsi, chaque câble électrique 8 issu d'un équipement 5 connecté au panneau 15 est électriquement relié à un point de connexion du connecteur 19. Le connecteur 19 est fixé sur l'un des bords de la carte électronique. Le connecteur 19 est par exemple un connecteur mâle. Il est avantageusement choisi de telle sorte que le nombre total de bornes 25 des borniers 23 soit égal au nombre de points de connexion du connecteur 19. Dans l'exemple représenté, le connecteur 19 comprend ainsi quarante points de connexion. Le panneau 17 d'interface réalise l'interface entre les équipements 5 et l'ordinateur 6. Il est ainsi relié d'une part au panneau 15 de connexion, et d'autre part à l'ordinateur 6. Le panneau 17 d'interface comporte une carte électronique 30 comprenant des moyens de connexion électrique au panneau 15, des moyens 33 de connexion à l'ordinateur 6, et des moyens 35 d'interface entre les équipements 5 et l'ordinateur 6. Les moyens de connexion électrique au panneau 15 comprennent un connecteur multipoints d'entrée 37. Le connecteur d'entrée 37 est fixé sur l'un des bords de la carte électronique 30. Il est complémentaire du connecteur 19. Ainsi, si le connecteur 19 est un connecteur mâle comprenant quarante points de connexion, le connecteur d'entrée 37 est un connecteur femelle comprenant le même nombre de points de connexion. Le panneau 17 d'interface peut donc être relié au panneau 15 par connexion des connecteurs 19 et 37. Inversement, le panneau 17 d'interface peut être séparé du panneau 15 de connexion par déconnexion des connecteurs 19 et 37. Le panneau 17 d'interface peut donc être accouplé au panneau 15 de connexion par enfichage des connecteurs 19 et 37 et peut être désaccouplé de ce panneau 15 par désenfichage des connecteurs 19 et 37. Ainsi, lorsque les connecteurs 19 et 37 sont connectés, chaque point du connecteur d'entrée 37 est électriquement relié à un câble d'un équipement 5. Les moyens 35 d'interface comprennent des composants électroniques, par exemple un microcontrôleur, montés sur la carte électronique 30. Les moyens 35 d'interface sont adaptés pour réaliser une interface de communication entre les équipements 5 et l'ordinateur 6. Les moyens 35 d'interface traduisent ainsi les données venant des différents équipements 5 à destination de l'ordinateur 6, et à l'inverse préparent les données émises par l'ordinateur 6 à destination d'un équipement 5, les transfèrent vers cet équipement, et contrôlent le flux de données entre l'ordinateur 6 et les équipements 5. Les moyens 35 d'interface comprennent ainsi des interfaces de communication adaptées aux équipements 5 du véhicule 3, et notamment des interfaces CAN, des interfaces USB, des interfaces audio et vidéo, des interfaces liaisons série RS232, 485, 422, des entrées sorties numériques ou analogiques, etc.... Les moyens 35 d'interface comprennent une pluralité de bornes d'entrée 40, chacune de ces bornes 40 étant destinée à être électriquement reliée à un câble électrique 8 spécifique d'un type de liaison donné. Les moyens 35 d'interface sont ainsi électriquement reliés au connecteur d'entrée 37, au moyen de pistes métalliques 42 de la carte électronique 30. Seule une partie de ces pistes 42 a été représentée sur la Figure 2. Chacune des pistes 42 relie un point de connexion du connecteur d'entrée 37 à une borne d'entrée 40 des moyens 35 d'interface, de telle sorte que chaque point du connecteur d'entrée 37 connecté à un câble d'un équipement 5 soit relié à une borne d'entrée 40 dédiée à la réception de ce câble. Par exemple, un équipement audio connecté par deux câbles électriques à deux bornes 25 associées à une liaison audio est électriquement relié à deux bornes d'entrée 40 des moyens 35 d'interface dédiées à la réception d'une liaison audio. Ainsi, chaque équipement 5 connecté au panneau 15 de connexion est électriquement relié à des entrées adaptées des moyens 35 d'interface. Les signaux électriques émis par un équipement 5 sont reçus par les moyens 35 d'interface pour y être interprétés et transmis vers l'ordinateur 6. Les moyens 35 d'interface comprennent ainsi une pluralité de bornes de sortie 44, destinées à être reliées à l'ordinateur 6 pour permettre l'échange de données entre les moyens 35 d'interface et l'ordinateur 6. Les moyens de connexion à l'ordinateur 6 comprennent un connecteur de sortie 33, par exemple un connecteur mâle. Le connecteur 33 est par exemple fixé sur le bord de la carte électronique 30 opposé au connecteur d'entrée 37. Le connecteur 33 est relié aux bornes de sortie 44 des moyens 35 d'interface par des pistes métalliques 46 de la carte électronique 30. Seule une partie des pistes 46 a été représentée sur la Figure 2. Le connecteur 46 comprend une pluralité de bornes adaptées pour permettre l'échange de signaux entre l'ordinateur central et le dispositif 1 de raccordement, et notamment l'alimentation véhicule, le contact véhicule, des entrées/sorties, une liaison USB, des signaux audio etc. Il s'agit par exemple d'un connecteur SUB-D 25 comprenant vingt-cinq bornes. Il est propre à être relié à l'ordinateur 6 par un câble électrique 48, visible sur la Figure 1, muni à une extrémité d'un connecteur complémentaire du connecteur 46. Le dispositif 1 de raccordement est ainsi relié d'une part aux équipements 5, et d'autre part à l'ordinateur 6. Il permet à l'ordinateur 6 de communiquer avec ces équipements 5 pour recueillir des informations sur le véhicule 3 et d'envoyer des ordres de commande vers ces équipements 5 pour qu'ils réalisent une fonction particulière. Ainsi réalisé, le dispositif 1 de raccordement permet à la fois de simplifier le câblage du véhicule 3, d'en faciliter la maintenance, et d'accroître l'adaptabilité de l'installation 2 de contrôle. En effet, puisque les câbles électriques 8 issus des équipements 5 sont directement connectés au panneau 15 de connexion, le montage de connecteurs spécifiques aux extrémités de ces câbles n'est pas nécessaire. En outre, la correction d'erreurs de câblage est facilitée, car une telle correction n'implique plus de reprise de câbles mais seulement un déplacement des câbles concernés vers les bornes appropriées. L'adaptabilité et la standardisation de l'installation 2 de contrôle est accrue du fait de l'intégration d'une grande partie des composants susceptibles de varier, c'est-à-dire des ports de communication et interfaces, dans un panneau d'interface indépendant de l'ordinateur 6, cet ordinateur 6 n'intégrant que des fonctions standards identiques d'une installation à une autre. Ainsi, en cas d'ajout d'un nouvel équipement 5 non prévu, seul le panneau 17 d'interface est éventuellement à modifier pour prendre en compte cet équipement. Le démontage de ce panneau 17 d'interface du véhicule 3 est par ailleurs facilité, puisqu'il nécessite uniquement le désenfichage des connecteurs 19 et 37 et le débranchement du câble électrique 48 reliant ce panneau 17 à l'ordinateur. Par ailleurs, une grande majorité des pannes constatées sur une installation de contrôle d'un véhicule est imputable aux interfaces, soumises aux manipulations, à des chocs électriques ou d'autres perturbations. La dissociation de ces interfaces de l'ordinateur 6 permet ainsi de réduire les temps d'immobilisation et de remise en service et les coûts d'intervention en cas de pannes. En effet, une panne de l'installation 2 imputable à une interface peut être réparée en démontant uniquement le panneau 17 d'interface, sans qu'il soit nécessaire de débrancher les équipements 3 du panneau 15 de connexion. Bien entendu d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. Notamment, le nombre de borniers, de bornes de connexion et de connecteurs peut évidemment être différent de celui représenté à titre d'exemple. En outre, le dispositif selon l'invention peut être mis en oeuvre avec d'autres types d'équipements et d'interfaces que ceux mentionnés.10 REVENDICATIONS1.- Dispositif (1) de raccordement d'équipements électroniques (5) d'un véhicule (3) à un calculateur (6) dudit véhicule (3), chacun desdits équipements (5) comprenant au moins un câble électrique (8) de connexion destiné à être électriquement relié audit calculateur (6), ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend : - un panneau (15) de connexion desdits équipements (5), comprenant au moins un premier connecteur (19) et des moyens (20) de connexion de chaque câble (8) de connexion à un point dudit connecteur (19), - un panneau (17) d'interface entre lesdits équipements (5) et ledit calculateur (6), comprenant au moins un deuxième connecteur (37), complémentaire dudit premier connecteur (19), des moyens (35) d'interface entre les équipements (5) et le calculateur (6), électriquement reliés audit deuxième connecteur (37), et des moyens (33) de connexion desdits moyens (35) d'interface audit calculateur (6), et en ce que ledit panneau (17) d'interface est propre à être accouplé audit panneau (15) de connexion par enfichage desdits premier (19) et deuxième (37) connecteurs, et à être désaccouplé dudit panneau (15) de connexion par désenfichage desdits premier (19) et deuxième (37) connecteurs. 2.- Dispositif (1) de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit panneau (15) de connexion comprend une plaque (18) de circuit imprimé sur laquelle est fixé ledit premier connecteur (19). 3.- Dispositif (1) de raccordement selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens (20) de connexion comprennent des pistes métalliques de ladite plaque (18) de circuit imprimé, adaptées pour relier électriquement chaque câble (8) de connexion à un point dudit premier connecteur (19). 4.- Dispositif (1) de raccordement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens (20) de connexion comprennent au moins un bornier (23) de connexion comprenant une pluralité de bornes (25) de connexion d'un câble (8). 5.- Dispositif (1) de raccordement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit panneau (17) d'interface comporte une carte électronique (30) sur laquelle est fixé ledit deuxième connecteur. 6.- Dispositif (1) de raccordement selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens (35) d'interface comprennent des interfaces de communication adaptées auxdits équipements (5). 7.- Installation (2) de contrôle d'équipements électroniques (5) d'un véhicule (3), comprenant un calculateur (6), des moyens (7) d'interface homme-machine et au moins un dispositif (1) de raccordement desdits équipements électroniques (5) audit calculateur (6) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8.- Véhicule comprenant une pluralité d'équipements électroniques (5) et au moins une installation (2) de contrôle selon la revendication 7.