Brevet FR3064862A1 — publié le 20181005

SYSTEME DE GESTION D'UN ETAT D'UN CALCULATEUR MAITRE D'UN VEHICULE [1] L'invention concerne, de façon générale, le domaine des réseaux de communication embarqués dans un véhicule. L'invention vise plus particulièrement un système de gestion d'un état d'un réseau Ethernet de véhicule automobile. [2] De manière générale, un véhicule automobile comprend une pluralité de calculateurs embarqués permettant la commande des différentes fonctions du véhicule, telles que les commandes d'allumage du moteur, les commandes sécuritaires, comme les airbags ou les feux de signalisation par exemple, ou bien encore les commandes de confort accessibles depuis l'habitacle du véhicule, comme le chauffage ou la fermeture et l'ouverture des vitres par exemple. [3] De manière connue, chaque calculateur est dédié à un ensemble de fonctions (fonctions du moteur, fonctions de sécurité ou fonctions de confort dans l'exemple cité ci-dessus) et relié à un calculateur désigné « calculateur maître », configuré pour commander chacun des calculateurs embarqués désignés « calculateurs esclaves ». [4] Pour ce faire, le calculateur maître communique avec l'ensemble des calculateurs esclaves via un réseau de communication locale désigné réseau multiplexé, par exemple un réseau de type CAN, signifiant « Controller Area Network » en langue anglaise et décrivant une voie de communication unique reliée en série à une pluralité d'unités de communication. Tous les calculateurs du véhicule sont ainsi reliés les uns aux autres de manière à permettre la coordination des actions de chacun. [5] De manière connue, un tel réseau de calculateurs est contrôlé pour être mis en veille ou « réveillé » selon les besoins du véhicule ou du conducteur, de manière à permettre une économie d'énergie du véhicule par exemple. De tels passages dans un état de veille ou de réveil doit être synchronisé entre tous les calculateurs du réseau afin de limiter les pertes de données. [6] A ce titre, le document FR2852755 décrit un système de gestion de l'état d'un réseau multiplexé de transmissions de type CAN d'un véhicule. Un tel système, permettant la gestion de l'état d'un réseau de stations de communication du véhicule, comprend une station de gestion adaptée pour émettre sur le réseau un signal d'état à destination d'une 3064862 2 pluralité de stations secondaires. L'émission d'un tel signal permet de définir l'état du réseau, par exemple un état de veille, de réveil, ou de fonctionnement nominal. [7] De nos jours, le réseau de type CAN est de plus en plus remplacé par un réseau de type Ethernet. En effet un tel réseau Ethernet est plus rapide et permet un débit de 5 données plus élevé. Cependant pour de tels réseaux Ethernet, l'état de la technique ne propose pas de système permettant la gestion de l'état du réseau comme la mise en veille ou le réveil de l'ensemble des calculateurs du réseau par exemple, ce qui présente un inconvénient majeur. [8] L'invention vise donc à pallier au moins en partie ces inconvénients en proposant 10 un système simple et efficace permettant la gestion de l'état d'un réseau de communication d'un véhicule de type Ethernet. [9] Plus précisément, pour parvenir à ce résultat, la présente invention concerne un système de gestion d'un état d'un calculateur de véhicule, notamment de véhicule automobile, ledit calculateur étant intégré à un réseau de communication multiplexé du 15 véhicule de type Ethernet, ledit réseau de communication multiplexé Ethernet comprenant un calculateur maître, configuré pour transmettre un message relatif à un état du réseau demandé, et au moins un calculateur esclave, configuré pour recevoir ledit message relatif audit état du réseau demandé, ledit calculateur maître et ledit au moins un calculateur esclave étant reliés par une liaison filaire bidirectionnelle, ledit système de gestion étant 20 configuré pour commander l'état du calculateur maître dans l'un des états suivants : un état de veille, un état de réveil, un état de fonctionnement nominal, un état de mise en veille, et un état d'arrêt de communication. [0010] Une telle liaison filaire bidirectionnelle permet au calculateur maître de demander le réveil du réseau de communication, permettant avantageusement au système de 25 gestion du calculateur maître de commander l'état du réseau Ethernet à partir de messages reçus et émis via le réseau de communication. [0011] De manière avantageuse, le système de gestion est configuré pour transmettre audit réseau de communication Ethernet, un message de réveil via ledit réseau de communication, suite à la transmission d'un message de demande de réveil au calculateur 30 maître via la liaison filaire bidirectionnelle, permettant le passage du calculateur maître dans un état de réveil. 3064862 3 [0012] Avantageusement, le système de gestion est configuré pour transmettre, lorsque ledit calculateur maître est dans un état de réveil, un message de confirmation de réveil après un temps de réveil prédéterminé. [0013] De manière préférée, le système de gestion est configuré pour transmettre un 5 message de confirmation de réveil et ainsi placer le calculateur maître dans un état de fonctionnement nominal, permettant l'émission de messages fonctionnels. [0014] De manière avantageuse, le système de gestion est configuré pour placer le calculateur maître dans un état de mise en veille pendant un temps de mise en veille prédéterminé, permettant l'attente d'un nouveau message de réveil. 10 [0015] Avantageusement, le système de gestion est configuré pour placer le calculateur maître dans un état de veille, au terme d'un temps de mise en veille prédéterminé. [0016] L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un réseau de communication Ethernet, un calculateur maître tel que décrit précédemment et au moins un calculateur esclave, ledit calculateur maître et ledit au moins un calculateur esclave 15 étant en outre reliés par une liaison filaire bidirectionnelle. [0017] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des formes de réalisation de l'invention, données à titre d'exemple uniquement, et en référence aux dessins qui montrent : - la figure 1, une représentation schématique d'un réseau Ethernet de calculateurs 20 d'un véhicule, comprenant un calculateur maître et quatre calculateurs esclaves, et - la figure 2, une représentation schématique des états d'un calculateur maître ainsi que des transitions entre chaque état. [0018] Dans ce qui va suivre, les formes de réalisation décrites s'attachent plus particulièrement à l'installation d'un système de gestion d'un calculateur selon l'invention 25 au sein d'un véhicule automobile. Cependant, toute installation dans un contexte différent, en particulier dans tout type de véhicule, est également visée par la présente invention. [0019] Comme cela est connu, un véhicule automobile comprend une pluralité de calculateurs embarqués, chacun desdits calculateurs étant dédié à un ensemble de fonctions du véhicule, par exemple des fonctions de sécurité ou des commandes du 30 moteur. De tels calculateurs, désignés calculateurs esclaves, permettent, lorsqu'ils sont 3064862 4 activés, d'actionner une commande du véhicule, par exemple la mise en fonctionnement de la climatisation ou l'abaissement d'une vitre électrique. L'actionnement d'une commande est réalisé par exemple par l'émission d'un message, désigné « message fonctionnel » reçu par l'équipement concerné par la commande. 5 [0020] Pour ce faire, de tels calculateurs esclaves sont reliés à un calculateur maître via un réseau multiplexé de communication. Un tel calculateur maître est ainsi configuré pour commander chacun des calculateurs esclaves. [0021] Le réseau de communication décrit dans cette invention est un réseau de type Ethernet, qui présente l'avantage d'être un réseau local à haut débit de transfert de 10 données. Selon une forme de réalisation de l'invention, en référence à la figure 1, le réseau W Ethernet comprend une liaison filaire bidirectionnelle L additionnelle reliant chaque calculateur (maître et esclave) du réseau. [0022] Un tel calculateur maître est configuré pour transmettre un message via le réseau W Ethernet, permettant de gérer l'état du réseau, c'est-à-dire de commander chaque 15 calculateur esclave afin de les placer dans un état précis. Une telle gestion du réseau Ethernet permet avantageusement de n'utiliser les calculateurs reliés au réseau que lorsque ceci est nécessaire. En effet, lorsque le conducteur d'un véhicule, équipé d'un réseau Ethernet, n'a pas l'utilité de certaines fonctions, le système de gestion décrit dans ce document permet avantageusement de placer l'ensemble du réseau de calculateurs 20 par exemple en état de veille. Un tel passage dans un état de veille permet de limiter la consommation d'énergie du véhicule. [0023] En référence à la figure 1, le réseau W de communication Ethernet comprend un calculateur maître 10, désigné communément calculateur de type 0 (TO), et par exemple quatre calculateurs esclaves 20, de type 1 (11). Le calculateur maître 10 est ici relié aux 25 calculateurs esclaves 20 par une liaison filaire bidirectionnelle L additionnelle. Le calculateur maître 10 transmet un message à l'ensemble des calculateurs esclaves 20. Un tel message comprend l'état du réseau demandé par le calculateur maître 10. Il va de soi que le réseau W de communication Ethernet pourrait comprendre un nombre différent de calculateurs esclaves 20. 30 [0024] Dans cet exemple, l'état d'un calculateur peut être un état de veille, de réveil, de fonctionnement nominal, de mise en veille ou d'arrêt de communication. Chaque état sera décrit plus en détails par la suite. 3064862 5 [0025] De tels changements d'état sont initiés par le calculateur maître 10, adapté pour émettre alors un message comprenant une information relative aux changements d'état du réseau W. L'émission d'un tel message de changement d'état initié par le calculateur maître 10 est réalisée lorsque le calculateur maître 10 ou l'un des calculateurs esclaves 20 5 a émis un message de demande de réveil du réseau W via la liaison filaire bidirectionnelle L. Cependant, un calculateur maître 10 aura un système de gestion des changements d'état différent d'un calculateur esclave 20. [0026] Dans cet exemple, le calculateur maître 10 comprend un système de gestion, communément désigné automate, permettant de gérer l'état du calculateur maître 10 et 10 donc du réseau W Ethernet. En référence à la figure 2, un tel système de gestion est configuré pour placer le calculateur maître 10 dans l'un des états précités : état de veille, de réveil, de fonctionnement nominal, de mise en veille ou d'arrêt de communication. Chaque état est décrit de la manière suivante : l'état de veille est un état dans lequel l'émission d'un message de réveil n'est pas 15 autorisée. De même, aucun calculateur du réseau Ethernet n'émet de messages fonctionnels. On dit que le calculateur maître 10 est à l'état SLEEP et est configuré pour commander cet état à l'ensemble des calculateurs esclaves 20 du réseau ; l'état de réveil est un état dans lequel l'émission périodique d'un message de réveil est activée. Un tel message à destination de l'ensemble des calculateurs du réseau 20 W permet l'initialisation de la phase de fonctionnement nominal active. Le calculateur maître 10 est alors à l'état WAKE-UP et est configuré pour commander cet état à l'ensemble des calculateurs esclaves 20 du réseau ; l'état de fonctionnement nominal décrit l'état dans lequel les messages fonctionnels habituellement transmis sont émis par chaque calculateur 10, 20. L'émission du 25 message du réveil est alors désactivée. Le calculateur maître 10 est à l'état NORMAL et est configuré pour commander cet état à l'ensemble des calculateurs esclaves 20 du réseau ; l'état de mise en veille est un état dans lequel l'émission des messages fonctionnels est stoppée. Tous les calculateurs 10, 20 du réseau W Ethernet sont 30 en attente du message de veille. Le calculateur maître 10 est alors à l'état GOTOSLEEP et est configuré pour commander cet état à l'ensemble des calculateurs esclaves 20 du réseau ; 3064862 6 l'état d'arrêt de communication décrit l'état dans lequel l'émission des messages fonctionnels est également stoppée. Un tel état est temporaire et permet généralement de libérer de la bande passante, permettant l'actionnement d'une fonction nécessitant de la place sur le réseau W afin de permettre sa finalisation 5 rapide (comme par exemple le téléchargement d'une donnée par l'un des calculateurs). Le calculateur maître 10 est alors à l'état 00M _OFF et est configuré pour commander cet état à l'ensemble des calculateurs esclaves 20 du réseau. [0027] En référence à la figure 2, le système de gestion du calculateur maître 10 du réseau W Ethernet est configuré pour permettre une pluralité de transitions permettant le 10 passage d'un état à un autre du calculateur maître 10. Ainsi, un tel système de gestion est configuré pour permettre les transitions A à I décrites ci-après : - la transition A permet l'entrée du calculateur maître 10 dans un état de veille SLEEP, - la transition B permet le passage d'un état de veille SLEEP à un état de réveil 15 WAKEUP, - la transition C permet le passage d'un état de réveil WAKEUP à un état de mise en veille GOTOSLEEP, - la transition D permet le passage d'un état de réveil WAKEUP à un état de fonctionnement nominal NORMAL, 20 - la transition E permet le passage d'un état de fonctionnement nominal NORMAL à un état de mise en veille GOTOSLEEP, - la transition F permet le passage d'un état de mise en veille GOTOSLEEP à un état de veille SLEEP, - la transition G permet le passage d'un état de mise en veille GOTOSLEEP à un 25 état de réveil WAKEUP, - la transition H permet le passage d'un état de fonctionnement nominal NORMAL à un état d'arrêt de communication 00M OFF, et - la transition I permet le passage d'un état d'arrêt de communication 00M _OFF à un état de fonctionnement nominal NORMAL. 3064862 7 [0028] De telles transitions sont initiées par des messages comprenant des informations relatives à un changement d'état transmis par le calculateur maître 10 à chaque calculateur esclaves 20 du réseau W Ethernet. La liaison filaire bidirectionnelle L permet à chaque calculateur maître 10 ou esclave 20 de demander le réveil du réseau W lors celui- 5 ci est à l'état SLEEP. [0029] L'exemple décrit dans cette invention présente un système de gestion d'un calculateur maître 10. La liaison filaire bidirectionnelle L permet au système de gestion du calculateur maître 10 de demander le réveil des calculateurs esclaves 20 du réseau W. Après le réveil du réseau W, le calculateur 10 peut envoyer un ou plusieurs message(s) de 10 changement d'état à l'ensemble des calculateurs esclaves 20 du réseau W. [0030] Afin de permettre le changement d'état du calculateur maître 10 et ainsi l'émission par exemple d'un message de réveil à l'ensemble du réseau W, le système de gestion du calculateur maître 10 est configuré pour permettre chaque transition décrite comme suit : 15 [0031] La transition A, c'est-à-dire le passage dans un état de veille initial, est réalisée lorsque l'ensemble des états du calculateur maître 10 est initié. Autrement dit le système de gestion est configuré pour initier l'ensemble des états du calculateur maître 10 et placer ce dernier dans un état de veille SLEEP. [0032] La transition B s'effectue lors de la demande de réveil du calculateur maître 10 ou 20 lors de la détection de l'activation d'un signal de réveil. Au cours de la transition B, le système de gestion du calculateur maître 10 est ainsi configuré pour activer le signal de réveil et placer le calculateur maître 10 dans un état de réveil WAKEUP. [0033] La transition C s'effectue après un temps de réveil prédéterminé, au terme duquel aucune confirmation de réveil n'a été transmise par le calculateur maître 10, le système de 25 gestion de ce dernier est alors configuré pour désactiver le signal de réveil et initier l'état de mise en veille GOTOSLEEP. [0034] La transition D s'effectue après un temps de réveil prédéterminé au terme duquel le calculateur maître 10 confirme le réveil du réseau W Ethernet, le calculateur maître 10 est alors configuré pour initier l'état de fonctionnement nominal NORMAL. 30 [0035] La transition E s'effectue lorsque la commande de transition vers un état de mise en veille a été initiée ou qu'au moins l'un des calculateurs 10, 20 du réseau W a transmis 3064862 8 un message fonctionnel. Le système de gestion du calculateur maître 10 est ainsi configuré pour désactiver le signal de réveil et placer le calculateur maître 10 dans un état GOTOSLEEP. [0036] La transition F permet le passage du calculateur maître 10 dans l'état de veille, 5 lorsque ce dernier a été placé dans l'état de mise en veille pendant un temps prédéterminé de mise en veille. Autrement dit après un temps de mise en veille prédéterminé, le système de gestion du calculateur maître 10 est configuré pour placer ce dernier dans un état de veille SLEEP. [0037] La transition G s'effectue lorsque le calculateur maître 10 a confirmé une 10 demande de réveil pendant le temps de réveil précité. Le système de gestion du calculateur maître 10 est alors configuré pour détecter une nouvelle activation d'un signal de réveil et pour activer à nouveau le signal de réveil. Le système de gestion est configuré pour initier un état de réveil WAKEUP du calculateur maître 10. [0038] La transition H s'effectue lorsque le calculateur maître 10 est dans un état de 15 fonctionnement nominal et que le message fonctionnel émis par l'un des calculateurs esclaves 20 du réseau W nécessite une bande passante plus importante par exemple du fait du téléchargement de données importantes et volumineuses. Le système de gestion du calculateur maître 10 est alors configuré pour émettre une commande de transition vers l'état d'arrêt de communication 00M _OFF. 20 [0039] Enfin la transition I s'effectue lorsque le calculateur maître 10 dans un état d'arrêt de communication ne nécessite plus de bande passante supplémentaire. Le système de gestion du calculateur maître 10 est alors configuré pour émettre une commande de transition vers le mode de fonctionnement nominal NORMAL. [0040] Un tel système de gestion permet de commander, via une liaison filaire 25 bidirectionnelle L, les différents états du calculateur maître 10 du réseau W Ethernet équipant un véhicule, permettant ainsi une mise en veille, permettant une économie d'énergie par exemple. REVENDICATIONS: 1. Système de gestion d'un état d'un calculateur de véhicule, notamment de véhicule automobile, ledit calculateur étant intégré à un réseau (W) de communication multiplexé du véhicule Ethernet, ledit réseau (W) de communication multiplexé Ethernet comprenant un calculateur maître (10), configuré pour transmettre un message relatif à un état du réseau (W) demandé, et au moins un calculateur esclave (20), configuré pour recevoir ledit message relatif audit état du réseau (W) demandé, ledit calculateur maître (10) et ledit au moins un calculateur esclave (20) étant reliés par une liaison filaire bidirectionnelle (L), ledit système de gestion étant configuré pour commander l'état du calculateur maître (10) dans l'un des états suivants : un état de veille (SLEEP), un état de réveil (WAKEUP), un état de fonctionnement nominal (NORMAL), un état de mise en veille (GOTOSLEEP), et un état d'arrêt de communication (00M _OFF). 2. Système de gestion selon la revendication précédente, configuré pour transmettre audit réseau (W) de communication Ethernet, un message de réveil via ledit réseau (W) de communication, suite à la transmission d'un message de demande de réveil au calculateur maître (10) via la liaison filaire bidirectionnelle (L), permettant le passage du calculateur maître (10) dans un état de réveil (WAKEUP). 3. Système de gestion selon l'une des revendications précédentes, configuré pour transmettre, lorsque ledit calculateur maître (10) est dans un état de réveil (WAKEUP), un message de confirmation de réveil après un temps de réveil prédéterminé. 4. Système de gestion selon l'une des revendications précédentes, configuré pour transmettre un message de confirmation de réveil et ainsi placer le calculateur maître (10) dans un état de fonctionnement nominal (NORMAL). 5. Système de gestion selon l'une des revendications précédentes, configuré pour placer le calculateur maître (10) dans un état de mise en veille (GOTOSLEEP) pendant un temps de mise en veille prédéterminé. 3064862 10 6. Système de gestion selon l'une des revendications précédentes, configuré pour placer le calculateur maître (10) dans un état de veille, au terme d'un temps de mise en veille prédéterminé. 7. Véhicule automobile comprenant un réseau (W) de communication Ethernet, un 5 calculateur maître (10) selon l'une des revendications précédentes et au moins un calculateur esclave (20), ledit calculateur maître (10) et ledit au moins un calculateur esclave (20) étant en outre reliés par une liaison filaire bidirectionnelle (L).