Brevet FR3050584A1 — publié le 20171027

DISPOSITIF ET PROCEDE DE CONNEXION ENTRE APPAREILS NUMERIQUES DE VEHICULE AUTOMOBILE [0001] La présente invention concerne de manière générale un dispositif et un procédé de connexion entre deux appareils numériques montés sur un véhicule automobile, et en particulier des appareils numériques montés sur ou dans une planche de bord, à proximité d'un 5 système de réception d'ondes radio, tel qu'un autoradio. [0002] Il est connu dans l'art antérieur des dispositifs de connexion entre deux appareils numériques montés sur un véhicule automobile. Le document US6879941 divulgue une méthode pour calculer et prévoir de tels dispositifs de connexion, tout en tenant compte des risques 10 d'incompatibilités électromagnétiques entre les câbles du dispositif de connexion. Cependant, en cas d'incompatibilité, ce système propose de dissocier les câbles en question, ce qui multiplie les chemins de câbles, et de surcroît, ce document ne donne aucune indication pour des appareils numériques reliés par un câble d'échange de données à haute fréquence, tel 15 qu'un câble permettant une transmission différentielle basse-tension appelée "Low Voltage Differential Signaling" en anglais, et abrégée ci après "LVDS". [0003] Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un dispositif et un procédé de connexion entre deux 20 appareils numériques montés sur un véhicule automobile, qui permettent de présenter un système global avec une faible sensibilité aux interférences électromagnétiques lorsqu'un câble d'échange de données à haute fréquence, ou câble LVDS, est utilisé pour relier les deux appareils numériques. 3050584 2 [0004] Pour cela, un premier aspect de l'invention concerne un dispositif de connexion entre deux appareils numériques embarqués dans une planche de bord de véhicule automobile, comprenant : - un câble d'échange de données à haute fréquence agencé pour connecter 5 les deux appareils numériques entre eux, - un faisceau d'alimentation électrique agencé pour alimenter au moins les deux appareils numériques, caractérisé en ce que le câble d'échange de données à haute fréquence, sur au moins 80% de sa longueur, suit dans la planche de bord un même chemin 10 que celui du faisceau d'alimentation électrique. [0005] Le dispositif de connexion selon la présente mise en oeuvre permet de réduire notablement la sensibilité aux interférences électromagnétiques car le câble d'échange de données à haute fréquence (ou câble LVDS) suit le même cheminement que le faisceau d'alimentation 15 électrique (autrement dit, le câble d'échange de données à haute fréquence est accouplé, ou côte à côte, ou encore en parallèle avec le faisceau électrique). [0006] En conséquence, le câble d'échange de données à haute fréquence ne peut pas former de boucle avec les brins d'alimentation et/ou 20 de masse de chacun des appareils numériques. Il en résulte un faible niveau de bruit pour les signaux transmis à haute fréquence, en particulier entre 75MHz et 150MHz. En d'autres termes, le câble d'échange de données à haute fréquence est accouplé ou attaché ou encore lié au faisceau d'alimentation électrique, afin de suivre en parallèle ce dernier et d'être au 25 plus près des câbles du faisceau d'alimentation électrique, ce qui supprime la possibilité de former un boucle d'impédance avec le câble d'échange de données à haute fréquence et les câbles du faisceau d'alimentation électrique. [0007] Le câble d'échange de données à haute fréquence suit le 30 faisceau électrique sur 80% de sa longueur, c'est-à-dire qu'il suit le faisceau 3050584 3 électrique sauf au niveau des connecteurs sur les appareils numériques qui peuvent être espacés de quelques centimètres. [0008] Avantageusement, le câble d'échange de données à haute fréquence est un câble permettant une transmission de signaux électriques à une fréquence supérieure à 75MHz, sur une ligne symétrique, de type transmission différentielle, le câble d'échange de données à haute fréquence étant autrement appelé câble LVDS. Un tel câble LVDS est bien adapté pour assurer une transmission de données entre deux appareils numériques d'un véhicule automobile. [0009] Avantageusement, le dispositif de connexion comprend une ligne de transmission d'une longueur prédéterminée inférieure à une longueur du câble d'échange de données à haute fréquence, connectée à un seul des deux appareils numériques, avec une extrémité libre, et cheminant sur sa longueur le long du câble d'échange de données à haute fréquence. Une telle ligne de transmission forme une antenne qui va concentrer les flux magnétiques perturbateurs et réduire ainsi leur impact sur les câbles environnants, tels que le câble d'échange de données à haute fréquence ou câble LVDS. [0010] Avantageusement, la ligne de transmission présente une longueur de 450mm ±100mm. [0011] Avantageusement, le câble d'échange de données à haute fréquence présente une longueur de 1100mm ±150mm. [0012] Avantageusement, le faisceau d'alimentation électrique comprend une ligne d'alimentation et une ligne de masse pour chacun des 25 deux appareils numériques. [0013] Un deuxième aspect de l'invention concerne un dispositif multimédia, comprenant : - deux appareils numériques embarqués dans une planche de bord de véhicule automobile, 30 - un dispositif de connexion selon le premier aspect de l'invention. 3050584 4 [0014] Avantageusement, le câble d'échange de données à haute fréquence, sur au moins 80% de sa longueur, suit dans la planche de bord un même chemin que celui du faisceau d'alimentation électrique. [0015] Avantageusement, un premier des deux appareils 5 numériques est un boîtier télématique, et un deuxième des deux appareils numériques est un écran d'affichage. [0016] Avantageusement, la ligne de transmission est connectée à l'écran d'affichage. L'écran d'affichage génère beaucoup de perturbation électromagnétiques, et y connecter la ligne de transmission 10 permet de limiter les interférences sur le reste du système. [0017] Un troisième aspect de l'invention concerne un véhicule automobile comprenant au moins un dispositif de connexion selon le premier aspect, et/ou un dispositif multimédia selon le deuxième aspect. [0018] Un quatrième aspect de l'invention concerne un procédé 15 de connexion entre deux appareils numériques embarqués dans une planche de bord de véhicule automobile, comprenant les étapes consistant à : - connecter chacun des deux appareils numériques à un même faisceau d'alimentation électrique, - connecter un câble d'échange de données à haute fréquence entre les deux 20 appareils numériques, - imposer un même chemin au faisceau d'alimentation électrique et au câble d'échange de données à haute fréquence entre les deux appareils numériques. [0019] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique d'une planche de bord de véhicule, équipée de deux appareils numériques connectés avec un 30 dispositif de connexion selon la présente invention ; 3050584 5 - la figure 2 représente un exemple de mesure de compatibilité électromagnétique en véhicule sans le dispositif de connexion selon la présente invention ; - la figure 3 un exemple de mesure de compatibilité 5 électromagnétique en véhicule avec le dispositif de connexion selon la présente invention. [0020] La figure 1 représente une partie d'habitacle d'un véhicule automobile, avec une planche de bord qui comprend notamment un autoradio 50, un écran d'affichage 30, un boitier de dérivation d'air 60, un 10 boîtier télématique 40, des compteurs de vitesse, un levier de boîte de vitesse, un volant et des bouches d'aération... Les formes et emplacements de ces divers éléments sur la planche de bord de la figure 1 étant bien entendu variables d'un modèle de véhicule à l'autre. [0021] Les appareils électriques intégrés dans la planche de 15 bord sont connectés à un faisceau d'alimentation électrique 20, et ce dernier comprend par exemple un brin 21, un brin 22, un brin 23 et un brin 24 pour assurer une alimentation ou connexion électrique respectivement avec le boitier de dérivation d'air 60, l'écran d'affichage 30, l'autoradio 50 et les compteurs de vitesse. Bien entendu, d'autres brins peuvent être prévus pour 20 alimenter ou connecter d'autres modules, tel qu'un bloc de commande de clignotant, le volant, etc... [0022] Le faisceau d'alimentation électrique 20 comprend des câbles d'alimentation et de raccordement à la masse du véhicule, mais peut aussi comprendre des câbles de communication pour transporter des 25 informations ou signaux électriques. De plus, le faisceau d'alimentation électrique chemine sous la peau extérieure de la planche de bord de la figure 1 (le faisceau d'alimentation électrique est donc représenté en pointillés pour cette raison), et il suit un chemin prédéfini en fonction des passages prévus dans le parois et des encombrements des organes sous planche de bord. 3050584 6 [0023] Le boîtier télématique 40 est agencé dans la planche de bord, et assure une fonction de calculateur et d'unité de commande pour divers organes, tel que par exemple l'écran d'affichage 30 et l'autoradio 50, tous deux agencés en façade de la planche de bord. 5 [0024] La communication entre le boîtier télématique 40 et l'écran d'affichage 30 nécessite l'échange de grandes quantités d'informations et typiquement, un câble d'échange de données à haute fréquence 10 assure la fonction de connecter ces deux organes. La communication est une transmission différentielle basse-tension appelée 10 "Low Voltage Differential Signaling" en anglais, et abrégée ci après "LVDS", si bien que le câble d'échange de données à haute fréquence 10 est simplement appelé câble LVDS. [0025] L'autoradio 50 peut également être relié à une antenne radio pour capter des ondes radio, l'antenne pouvant être située sur le toit du 15 véhicule ou à l'intérieur de ce dernier. Il est important que le signal radio capté ne soit pas bruité / perturbé lors de son transfert vers l'autoradio 50. [0026] A cet effet, la présente invention prévoit d'imposer au câble d'échange de données à haute fréquence 10 le même cheminement que celui du faisceau d'alimentation électrique 20 entre le boîtier télématique 20 40 et l'écran d'affichage 30. En conséquence, le câble d'échange de données à haute fréquence 10 est situé au plus près des câbles d'alimentation et de raccordement à la masse du boîtier télématique 40 et de l'écran d'affichage 30, ce qui supprime toute possibilité de former une boucle qui provoquerait des interférences sur le système général et sur le signal de l'autoradio 50 25 et/ou de l'écran d'affichage 30 en particulier. [0027] On peut prévoir de solidariser le câble d'échange de données à haute fréquence 10 avec le faisceau d'alimentation électrique de plusieurs manières, notamment avec des brides clipsables, des attaches par bande adhésive, ou tout autre moyen approprié. 3050584 7 [0028] Afin d'améliorer encore cette immunité aux interférences électromagnétiques, l'invention propose au surplus d'intégrer dans le faisceau d'alimentation électrique 20 une ligne de transmission connectée uniquement à l'écran d'affichage 30, d'une longueur limitée, par exemple 5 450mm ±100mm. Une telle ligne de transmission peut aussi être appelée câble "stub" en anglais, et forme alors une antenne qui concentre et canalise les flux électromagnétiques, ce qui limite les interférences sur le reste des câbles. [0029] Les figures 2 et 3 représentent des résultats d'essai de 10 compatibilité électromagnétique en véhicule, avec (figure 3) et sans (figure 2) le dispositif de connexion selon la présente invention. [0030] Sans le câble d'échange de données à haute fréquence 10 lié et suivant le même chemin que le faisceau d'alimentation électrique 20, la figure 2 montre la courbe de mesure du signal en sortie d'antenne du poste 15 autoradio 50 (la courbe supérieure représente les pics et la courbe inférieure représente la moyenne). On constate que cette courbe moyenne dépasse dans la zone des 90MHz à 105MHz une limite S, ce qui indique un signal trop bruité (zone indiquée NOK en abscisse). [0031] Avec le câble d'échange de données à haute fréquence 20 10 lié avec et suivant le même chemin que le faisceau d'alimentation électrique 20, la figure 3 montre la courbe de mesure du signal en sortie d'antenne du poste autoradio 50 (la courbe supérieure représente les pics et la courbe inférieure représente la moyenne). On constate que cette courbe moyenne ne dépasse plus la limite S, ce qui indique un signal correct et 25 suffisamment peu bruité pour satisfaire les critères de qualité. [0032] On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS1. Dispositif de connexion entre deux appareils numériques embarqués dans une planche de bord de véhicule automobile, comprenant : 5 - un câble d'échange de données à haute fréquence (10) agencé pour connecter les deux appareils numériques entre eux, - un faisceau d'alimentation électrique (20) agencé pour alimenter au moins les deux appareils numériques, caractérisé en ce que le câble d'échange de données à haute fréquence (10), 10 sur au moins 80% de sa longueur, suit dans la planche de bord un même chemin que celui du faisceau d'alimentation électrique (20). 2. Dispositif de connexion selon la revendication précédente, dans lequel le câble d'échange de données à haute fréquence (10) est un câble permettant une transmission de signaux électriques à une fréquence 15 supérieure à 75MHz, sur une ligne symétrique, de type transmission différentielle, le câble d'échange de données à haute fréquence (10) étant autrement appelé câble LVDS. 3. Dispositif de connexion selon l'une des revendications précédentes, comprenant une ligne de transmission d'une longueur 20 prédéterminée inférieure à une longueur du câble d'échange de données à haute fréquence (10), connectée à un seul des deux appareils numériques, avec une extrémité libre, et cheminant sur sa longueur le long du câble d'échange de données à haute fréquence (10). 4. Dispositif de connexion selon la revendication précédente, dans 25 lequel la ligne de transmission présente une longueur de 450mm ±100mm. 5. Dispositif de connexion selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le câble d'échange de données à haute fréquence (10) présente une longueur de 1100mm ±150mm. 3050584 9 6. Dispositif de connexion selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le faisceau d'alimentation électrique (20) comprend une ligne d'alimentation et une ligne de masse pour chacun des deux appareils numériques. 7. Dispositif multimédia, comprenant : - deux appareils numériques embarqués dans une planche de bord de véhicule automobile - un dispositif de connexion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le câble d'échange de données à haute fréquence (10), 10 sur au moins 80% de sa longueur, suit dans la planche de bord un même chemin que celui du faisceau d'alimentation électrique (20). 8. Dispositif multimédia selon la revendication précédente, dans lequel un premier des deux appareils numériques est un boîtier télématique (40), et dans lequel un deuxième des deux appareils numériques est un 15 écran d'affichage (30). 9. Véhicule automobile comprenant au moins un dispositif de connexion selon l'une des revendications 1 à 6, et/ou un dispositif multimédia selon l'une des revendications 7 ou 8. 10. Procédé de connexion entre deux appareils numériques 20 embarqués dans une planche de bord de véhicule automobile, comprenant les étapes consistant à : - connecter chacun des deux appareils numériques à un même faisceau d'alimentation électrique (20), - connecter un câble d'échange de données à haute fréquence (10) entre les 25 deux appareils numériques, - imposer un même chemin au faisceau d'alimentation électrique (20) et au câble d'échange de données à haute fréquence (10) entre les deux appareils numériques.