Brevet FR3049416A1 — publié le 20170929

ORGANE DE COMMUNICATION D'UN RÉSEAU CAN, À IMPÉDANCE SPÉCIFIQUE L'invention concerne les réseaux de communication de type CAN (« Controller Area Network »), et plus précisément les organes de communication (ou noeuds) qui sont connectés aux bus de tels réseaux de communication. On notera que l'invention concerne tous les réseaux de communication de type CAN définis par la norme ISO 11898, et notamment ses parties ISO 11898-1, ISO 11898-2, ISO 11898-5 et ISO 11898-6 (ou CAN HS (« Controller Area Network High Speed »)). Par conséquent, elle concerne également les réseaux de type CAN FD (« Controller Area Network Flexible Data-rate »). Comme le sait l'homme de l'art, tous les réseaux (de communication de type) CAN comprennent un bus auquel sont connectés en parallèle, via deux fils électriques dits CAN_H et CAN_L, des organes de communication (ou noeuds). Plus précisément, un organe de communication (ou noeud) maître est connecté à une première extrémité du bus, au moins un organe de communication (ou noeud) esclave est connecté à une partie intermédiaire du bus, et un organe de communication (ou noeud) esclave est connecté à une seconde extrémité du bus (opposée à la première extrémité). Les échanges de données entre organes de communication (ou noeuds) se font via le bus, au moyen de trames de données numériques multiplexées. De tels réseaux sont utilisés dans de nombreux domaines, et notamment dans les véhicules (éventuellement de type automobile), les avions et les bateaux. La norme ISO 11898 impose que dans un réseau CAN les organes de communication qui sont connectés aux deux extrémités opposées du bus, à savoir l'organe de communication maître et le dernier organe de communication esclave, appliquent aux fils électriques CAN_H et CAN_L une impédance spécifique (prédéterminée (typiquement basse, c'est-à-dire de 3049416 2 l'ordre de quelques dizaines d'ohms)) via leurs bornes de connexion. Les organes de communication esclaves intermédiaires (c'est-à-dire qui sont connectés au bus entre l'organe de communication maître et le dernier organe de communication esclave) ne doivent pas appliquer de telles 5 impédances spécifiques aux fils électriques CAN_H et CAN_L. Par conséquent, on est actuellement obligé de fabriquer des organes de communication esclaves intermédiaires d'un premier type et des derniers organes de communication esclaves d'un second type, ce qui induit une diversité de fabrication qui augmente les coûts, complexifie la gestion des 10 stocks et peut parfois entraîner des erreurs dues à des interversions. L'invention a notamment pour but d'améliorer la situation. Elle propose notamment à cet effet un organe de communication, destiné à équiper un réseau de type CAN et comportant un bus comprenant un premier fil dit CAN_H et un second fil dit CAN_L, et comprenant des 15 première et seconde bornes principales propres à être connectées respectivement aux premier et second fils. Cet organe de communication se caractérise par le fait qu'il comprend également : - des moyens de terminaison propres à définir des première et seconde 20 impédances spécifiques, et - des première et seconde bornes auxiliaires connectées aux moyens de terminaison afin d'être placées respectivement aux première et seconde impédances spécifiques, et propres, lorsque l'organe est installé en dernière position au sein du réseau, à être couplées respectivement aux 25 premier et second fils afin d'appliquer à ces derniers respectivement les première et seconde impédances spécifiques. Grâce à cette adjonction de moyens de terminaison et de bornes auxiliaires à chaque organe de communication (et en particulier aux esclaves), on n'a plus besoin de prévoir des organes de communication 30 esclaves de deux types différents. Ces derniers étant désormais tous identiques (quand ils assurent la même fonction), il n'y a plus qu'à coupler les bornes auxiliaires du tout dernier aux fils CAN_H et CAN_L pour qu'ils 3049416 3 appliquent à ces derniers des impédances spécifiques conformément à ce que requiert la norme ISO 11898. L'organe de communication selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et 5 notamment : les impédances spécifiques peuvent être comprises entre vingt ohms et cinquante ohms ; - ses moyens de terminaison peuvent comprendre, d'une première part, un premier composant résistif comprenant une première borne de connexion 10 connectée à la première borne auxiliaire et une seconde borne de connexion, d'une deuxième part, un second composant résistif comprenant une première borne de connexion connectée à la seconde borne auxiliaire et une seconde borne de connexion connectée à la seconde borne de connexion de la première résistance, et, d'une troisième part, un 15 composant capacitif comprenant une première borne de connexion connectée aux secondes bornes de connexion des premier et second composants résistifs et une seconde borne de connexion connectée à la masse ; - le premier composant résistif peut présenter une résistance comprise 20 entre 58 ohms et 66 ohms ; - le second composant résistif peut présenter une résistance comprise entre 58 ohms et 66 ohms ; - le composant capacitif peut présenter une capacité comprise entre 90 nF et 110 nF. 25 L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant, d'une part, un réseau de type CAN et comportant un bus comprenant un premier fil dit CAN_H et un second fil dit CAN_L, et, d'autre part, au moins deux organes de communication du type de celui présenté ci-avant, l'un de ces organes de communication étant placé à une 30 extrémité du réseau en ayant ses première et seconde bornes auxiliaires connectées respectivement aux premier et second fils. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à 3049416 4 l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d'un réseau de communication de type CAN et auquel sont 5 connectés un organe de communication maître et quatre organes de communication esclaves selon l'invention, et la figure 2 illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d'un organe de communication esclave selon l'invention. L'invention a notamment pour but de proposer des organes de 10 communication (ou noeuds) esclaves Oj destinés à équiper un réseau de communication RC de type CAN. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le réseau de communication CAN RC fait partie d'un véhicule automobile. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type d'application. Elle concerne en effet tout 15 type de système, équipement, dispositif, ou installation pouvant héberger au moins un réseau de communication CAN, et notamment les véhicules terrestres, les bateaux, les avions, les installations, éventuellement de type industriel, et les bâtiments. On a schématiquement illustré sur la figure 1 un exemple non limitatif 20 de réseau (de communication CAN) RC comprenant un bus BU comportant des premier CH et second CL fils électriques, respectivement dits « CAN_H » et « CAN _L », et auxquels sont connectés un organe de communication maître OM et quatre organes de communication esclaves Oj (j = 1 à 4). Mais le réseau RC pourrait comporter plus ou moins de quatre organes (de 25 communication) esclaves Oj. Il doit en effet comporter au moins deux organes (de communication) esclaves Oj. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que l'organe (de communication) maître OM et les organes (de communication) esclaves Oj sont tous des calculateurs. Mais cela n'est pas obligatoire. En 30 effet, un organe maître OM ou un organe esclave Oj peut se présenter sous n'importe quelle forme dès lors qu'il constitue un équipement communicant propre à échanger des trames de données numériques avec d'autres organes via le bus BU du réseau RC. 3049416 5 Par exemple, le premier organe esclave 01 peut être dédié à la porte avant gauche, le deuxième organe esclave 02 peut être dédié à la porte avant droite, le troisième organe esclave 03 peut être dédié à la porte arrière gauche, et le quatrième et dernier organe esclave 04 peut être dédié à la 5 porte arrière droite. Comme illustré sur la figure 2, chaque organe esclave Oj comprend classiquement au moins un générateur de fréquence GF, un émetteur/récepteur T1 et un contrôleur de réseau de type CAN C1. Le générateur de fréquence GF est agencé pour produire une 10 fréquence prédéfinie Fl qui est adaptée à l'organe maître OM et aux organes esclaves Oj. L'émetteur/récepteur T1 est un module (ou étage) chargé d'assurer l'interface physique de son organe esclave Oj avec le réseau RC. Il est plus précisément agencé pour détecter sur le bus BU chaque tension différentielle 15 Vd existant entre ses premier CH (CAN_H) et second CL (CAN_L) fils, et pour imposer sur le bus BU entre ses premier CH et second CL fils une tension différentielle Vd (= VH - VL) représentant un état récessif E2 ou un état dominant lent E1. Afin de mettre en oeuvre ses fonctionnalités, l'émetteur/récepteur T1 20 comprend tout d'abord des première et seconde entrées/sorties couplées respectivement à des première BP1 et seconde BP2 bornes principales de son organe esclave Oj. Ces première BP1 et seconde BP2 bornes principales sont destinées à être respectivement connectées aux premier CH (CAN_H) et second CL (CAN_L) fils du bus BU. Par ailleurs, l'émetteur/récepteur T1 25 comprend également une entrée couplée au contrôleur de réseau C1, afin de recevoir de ce dernier (C1) un signal représentatif d'une tension différentielle Vd devant être imposée entre les premier CH et second CL fils, et une sortie couplée au contrôleur de réseau C1, afin de fournir à ce dernier (C1) un signal représentatif d'une tension différentielle Vd détectée sur le bus BU et égale à 30 la différence de tensions (VH - VL) entre les premier CH et second CL fils. Bien que cela n'apparaisse pas sur la figure 2, il est également connecté, d'une part, à une borne placée sous une tension choisie, par exemple égale à + 12 V, et, d'autre part, à une masse électrique du réseau RC. Cette borne 3049416 6 est par exemple couplée à la batterie du véhicule. Le contrôleur de réseau Cl est chargé d'assurer le pilotage et l'arbitrage de son organe esclave Oj. Pour ce faire, il est alimenté par le générateur de fréquence GF avec la fréquence Fl et agencé pour utiliser 5 localement chaque signal représentatif d'une tension différentielle Vd détectée par l'émetteur/récepteur T1 sur le bus BU, et notamment pour déterminer s'il représente un état récessif E2 ou un état dominant lent E1, et pour fournir à l'émetteur/récepteur T1 un signal qui est représentatif de chaque tension différentielle Vd, représentative d'un état récessif ou dominant 10 lent, devant être imposée. La fonction d'arbitrage est chargée de déterminer en permanence l'état du réseau RC (et plus précisément de son bus BU). Comme illustré sur les figures 1 et 2, l'invention propose d'adjoindre à chaque organe esclave Oj des moyens de terminaison MT et des première BA1 et seconde BA2 bornes auxiliaires. 15 Les moyens de terminaison MT sont agencés de manière à définir des première Z1 et seconde Z2 impédances spécifiques. Les première BA1 et seconde BA2 bornes auxiliaires sont connectées aux moyens de terminaison MT afin d'être placées respectivement aux première et seconde impédances spécifiques. De plus, elles (BA1 et BA2) 20 sont propres, lorsque leur organe esclave Oj est installé en dernière position au sein du réseau RC, à être couplées respectivement aux premier CH et second CL fils afin d'appliquer à ces derniers (CH, CL) respectivement les première Z1 et seconde Z2 impédances spécifiques définies par les moyens de terminaison MT. 25 On comprendra que dans chaque organe esclave Oj qui n'est pas installé en dernière position au sein du réseau RC, les première BA1 et seconde BA2 bornes auxiliaires ne sont pas utilisées et donc ne sont pas connectées respectivement aux premier CH et second CL fils. Dans l'exemple illustré, le dernier organe esclave du réseau RC est 04. 30 Ainsi, on n'a plus besoin de prévoir des organes de communication esclaves de deux types différents. Ils (Oj) comportent tous en effet, désormais, des moyens de terminaison MT et des première BA1 et seconde 3049416 7 BA2 bornes auxiliaires qui sont ou non utilisés selon qu'ils sont placés en dernière position ou dans une position intermédiaire dans le réseau RC. Cela permet de réduire les coûts de fabrication, de simplifier la gestion des stocks et d'éviter les erreurs d'installation dues à des interversions. 5 De préférence, les impédances spécifiques sont comprises entre vingt ohms et cinquante ohms. Par exemple, elles peuvent être égales à environ 30 ohms. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 2, les moyens de terminaison MT peuvent comprendre des premier CR1 et second 10 CR2 composants résistifs et un composant capacitif CC couplés entre eux. Le premier composant résistif CR1 comprend une première borne de connexion connectée à la première borne auxiliaire BA1 et une seconde borne de connexion. Le second composant résistif CR2 comprend une première borne de connexion connectée à la seconde borne auxiliaire BA2 et une seconde 15 borne de connexion connectée à la seconde borne de connexion de la première résistance R1. Le composant capacitif CC comprend une première borne de connexion connectée aux secondes bornes de connexion des premier CR1 et second CR2 composants résistifs et une seconde borne de connexion connectée à la masse (ici celle du véhicule). Les premier CR1 et 20 second CR2 composants résistifs fonctionnent ainsi en pont diviseur. On notera que les premier CR1 et second CR2 composants résistifs peuvent être de simples résistances ou bien peuvent être constitués d'au moins un composant électronique offrant une résistance. De même, le composant capacitif CC peut être un simple condensateur ou bien peut être 25 constitué d'au moins un composant électronique offrant une capacité. De préférence, le premier composant résistif CR1 peut présenter une résistance comprise entre 58 ohms et 66 ohms. Par exemple, cette résistance peut être égale à 62 ohms. Par ailleurs, ce premier composant résistif CR1 peut, par exemple, être choisi de manière à dissiper une puissance 30 supérieure ou égale à 0,25 W. Egalement de préférence, le second composant résistif CR2 peut présenter une résistance comprise entre 58 ohms et 66 ohms. Par exemple, cette résistance peut être égale à 62 ohms. Par ailleurs, ce second 3049416 8 composant résistif CR2 peut, par exemple, être choisi de manière à dissiper une puissance supérieure ou égale à 0,25 W. Egalement de préférence, le composant capacitif CC peut présenter une capacité comprise entre 90 nF et 110 nF. Par exemple, cette capacité 5 peut être égale à 100 nF. On notera que les première Z1 et seconde Z2 impédances produites par les moyens de terminaison MT peuvent être identiques ou bien très légèrement différentes. Par conséquent, les premier CR1 et second CR2 composants résistifs peuvent présenter des résistances identiques ou bien io très légèrement différentes. On notera également que les première BA1 et seconde BA2 bornes auxiliaires peuvent être couplées respectivement aux premier CH et second CL fils via des petites sections de fils électriques (ou de barrettes conductrices) d'interconnexion. Les extrémités opposées de ces fils 15 électriques d'interconnexion peuvent, par exemple, être soudées respectivement, d'une part, aux première BA1 et seconde BA2 bornes auxiliaires, et, d'autre part, soit aux premier CH et second CL fils (comme illustré), soit aux première BP1 et seconde BP2 bornes principales. REVENDICATIONS1. Organe de communication (Oj) pour un réseau (RC) de type CAN et comportant un bus (BU) comprenant un premier fil dit CAN_H (CH) et un second fil dit CAN _L (CL), ledit organe (Oj) comprenant des première (BPI) et seconde (BP2) bornes principales propres à être connectées respectivement auxdits premier (CH) et second (CL) fils, caractérisé en ce qu'il comprend en outre i) des moyens de terminaison (MT) propres à définir des première et seconde impédances spécifiques, et ii) des première (BA1) et seconde (BA2) bornes auxiliaires connectées auxdits moyens de terminaison (MT) afin d'être placées respectivement auxdites première et seconde impédances spécifiques, et propres, lorsque ledit organe (Oj) est installé en dernière position au sein dudit réseau (RC), à être couplées respectivement auxdits premier (CH) et second (CL) fils afin d'appliquer à ces derniers (CH, CL) respectivement lesdites première et seconde impédances spécifiques. 2. Organe selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites impédances spécifiques sont comprises entre vingt ohms et cinquante ohms. 3. Organe selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de terminaison (MT) comprennent i) un premier composant résistif (CR1) comprenant une première borne de connexion connectée à ladite première borne auxiliaire (BA1) et une seconde borne de connexion, ii) un second composant résistif (CR2) comprenant une première borne de connexion connectée à ladite seconde borne auxiliaire (BA2) et une seconde borne de connexion connectée à ladite seconde borne de connexion de la première résistance (R1), et iii) un composant capacitif (CC) comprenant une première borne de connexion connectée auxdites secondes bornes de connexion des premier (CR1) et second (CR2) composants résistifs et une seconde borne de connexion connectée à la masse. 4. Organe selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit premier composant résistif (CR1) présente une résistance comprise entre 58 ohms et 66 ohms. 5. Organe selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que 3049416 10 ledit second composant résistif (CR2) présente une résistance comprise entre 58 ohms et 66 ohms. 6. Organe selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ledit composant capacitif (CC) présente une capacité comprise entre 90 nF et 5 110 nF. 7. Véhicule comprenant un réseau (RC) de type CAN et comportant un bus (BU) comprenant un premier fil dit CAN_H (CH) et un second fil dit CAN_L (CL), caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins deux organes de communication (Oj) selon l'une des revendications précédentes, 10 l'un de ces organes de communication (Oj) étant placé à une extrémité dudit réseau (RC) en ayant ses première (BA1) et seconde (BA2) bornes auxiliaires couplées respectivement auxdits premier (CH) et second (CL) fils. 8. Véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.