Brevet FR3064859A1 — publié le 20181005

SYSTEME DE GESTION D'UN ETAT D'UN CALCULATEUR ESCLAVE 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 3064859 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 émettre un message de demande d'état du réseau, ledit calculateur maître étant configuré pour confirmer ou infirmer ladite demande d'état du réseau, ledit calculateur maître et ledit au moins un 20 calculateur esclave étant reliés par une liaison filaire bidirectionnelle, ledit système de gestion étant configuré pour commander l'état d'un calculateur esclave 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] Un tel système de gestion permet avantageusement de commander l'état d'un 25 calculateur esclaves du réseau Ethernet à partir de messages reçus et émis par l'un des calculateurs du réseau via le réseau Ethernet. [0011] La liaison filaire bidirectionnelle permet au calculateur esclave de demander le réveil du réseau de communication, permettant avantageusement au calculateur maître de commander l'état du réseau Ethernet, via le réseau de communication. 3064859 3 [0012] De manière avantageuse, le système de gestion comprend un compteur de réveils, de manière à inhiber une demande de réveil du calculateur esclave lorsque le calculateur maître ne transmet pas un message de confirmation. [0013] Avantageusement, le système de gestion est configuré pour placer le calculateur 5 esclave dans un état d'attente de réveil lorsque le compteur de réveils présente un nombre de réveils inférieur à un nombre maximal de réveils autorisé. [0014] De manière préférée, le système de gestion est configuré pour placer le calculateur esclave dans un état d'attente de réveil pendant un temps d'attente de réveil prédéterminé. 10 [0015] De manière avantageuse, le système de gestion est configuré pour placer le calculateur esclave dans un état de fonctionnement dégradé lorsqu'aucune commande n'est transmise pendant une durée de perte de communication prédéterminée. [0016] Avantageusement, le système de gestion est configuré pour placer le calculateur esclave dans un état de veille au terme d'un temps de mise en veille prédéterminé. 15 [0017] De manière avantageuse, le système de gestion est configuré pour placer le calculateur esclave dans un état de réveil au terme d'un temps d'attente de réveil prédéterminé. [0018] L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un réseau de communication Ethernet, un calculateur maître et au moins un calculateur esclave tel que 20 décrit précédemment, ledit calculateur maître et ledit au moins un calculateur esclave étant en outre reliés par une liaison filaire bidirectionnelle. [0019] 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 : 25 - la figure 1, une représentation schématique d'un réseau Ethernet de calculateurs d'un véhicule, comprenant un calculateur maître et quatre calculateurs esclaves, et - la figure 2, une représentation schématique des états d'un calculateur esclave ainsi que des transitions entre chaque état. 3064859 4 [0020] 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 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. 5 [0021] 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 moteur. De tels calculateurs, désignés calculateurs esclaves, permettent, lorsqu'ils sont activés, d'actionner une commande du véhicule, par exemple la mise en fonctionnement 10 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. [0022] 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 15 commander chacun des calculateurs esclaves. [0023] 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 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 20 chaque calculateur (maître et esclave) du réseau. [0024] 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 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 25 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 par exemple en état de veille. Un tel passage dans un état de veille permet de limiter la consommation d'énergie du véhicule. 30 [0025] 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 3064859 5 calculateurs esclaves 20 par une liaison filaire bidirectionnelles 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 5 calculateurs esclaves 20. [0026] 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. Un calculateur esclave peut également être placé dans un état de fonctionnement dégradé ou d'attente de réveil. Chaque état sera décrit plus en détails par la suite. 10 [0027] 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 a émis un message de demande de réveil du réseau W via la liaison filaire bidirectionnelle 15 L. Cependant, un calculateur maître 10 présente un système de gestion des changements d'état différent d'un calculateur esclave 20. [0028] Dans cet exemple, le calculateur esclave 20 comprend un système de gestion, communément désigné automate, permettant de gérer l'état du calculateur esclave 20 et donc du réseau W Ethernet. En référence à la figure 2, un tel système de gestion est 20 configuré pour placer le calculateur esclave 20 dans l'un des états précités : état de veille, de réveil, de fonctionnement nominal, de mise en veille, d'arrêt de communication, de fonctionnement dégradé ou d'attente de réveil. 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 25 autorisée. De même, aucun calculateur du réseau W Ethernet n'émet de messages fonctionnels. Le calculateur esclave 20 est alors à l'état SLEEP ; 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 permet l'initialisation de la phase de fonctionnement nominal active. Le calculateur 30 esclave 20 est alors à l'état WAKE-UP ; 3064859 6 l'état de fonctionnement nominal décrit l'état dans lequel les messages fonctionnels habituellement transmis sont émis par chaque calculateur. L'émission du message du réveil est alors désactivée. Le calculateur esclave 20 est à l'état NORMAL ; l'état de mise en veille est un état dans lequel l'émission des messages 5 fonctionnels est stoppée. Tous les calculateurs du réseau Ethernet sont en attente du message de veille. Le calculateur esclave 20 est alors à l'état GOTOSLEEP ; 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 10 fonction nécessitant de la place sur le réseau afin de permettre sa finalisation rapide (comme par exemple le téléchargement d'une donnée par l'un des calculateurs). Le calculateur esclave 20 est alors à l'état COMOFF et est configuré pour transmettre cet état au calculateur maître 10 en vue de commander cet état à l'ensemble des calculateurs esclaves 20 du réseau W ; 15 l'état de fonctionnement dégradé (LIMP HOME MODE) décrit l'état dans lequel l'émission de messages fonctionnels est autorisée, mais l'émission de message de réveil ne l'est pas. Le calculateur esclave 20 est généralement configuré pour se placer dans un tel état lors de défaut de communication par exemple avec le calculateur maître 10 du réseau W ; 20 l'état d'attente de réveil (WAIT WAKEUP) décrit un état pendant lequel au cours d'un temps d'attente de réveil, la réception d'un message de mise en veille n'a pas d'effet. Un tel état d'attente de veille permet au calculateur esclave 20 de ne pas passer immédiatement dans un état de veille, permettant d'attendre le changement d'état effectif du calculateur maître 10. 25 [0029] En référence à la figure 2, le système de gestion du calculateur esclave 20 du réseau W Ethernet est configuré pour permettre une pluralité de transitions permettant le passage d'un état à un autre du calculateur esclave 20. Ainsi, un tel système de gestion est configuré pour permettre les transitions A à N décrites ci-après : - la transition A permet l'entrée du calculateur esclave 20 dans un état de veille 30 SLEEP, 3064859 7 - la transition B permet le passage d'un état de veille SLEEP à un état de réveil WAKEUP, - la transition C permet le passage d'un état de réveil WAKEUP à un état de mise en veille GOTOSLEEP, 5 - la transition D permet l'entrée du calculateur esclave 20 dans un état de fonctionnement nominal NORMAL, - la transition E permet l'entrée du calculateur esclave 20 dans un état de mise en veille GOTOSLEEP, - la transition F permet le passage d'un état de mise en veille GOTOSLEEP à un 10 état de veille SLEEP, - la transition G permet le passage d'un état de mise en veille GOTOSLEEP à un état de réveil WAKEUP, - la transition H permet l'entrée du calculateur esclave 20 dans un état d'arrêt de communication 00M OFF, 15 la transition I permet l'entrée du calculateur esclave 20 dans un état de fonctionnement nominal NORMAL, un état de mise en veille GOTOSLEEP ou un état d'arrêt de communication 00M OFF, - La transition J permet le passage d'un état de mise en veille GOTOSLEEP à un état d'attente de réveil WAIT WAKEUP, 20 - La transition K permet le passage d'un état d'attente de réveil WAIT WAKEUP à un état de réveil WAKEUP, - La transition L permet l'entrée du calculateur esclave 20 dans un état de fonctionnement dégradé LIMP HOME MODE, La transition M permet le retour du calculateur esclave 20 dans un état de 25 fonctionnement nominal NORMAL, un état de mise en veille GOTOSLEEP, un état de réveil WAKEUP ou un état d'arrêt de communication COM OFF, et - La transition N permet le passage d'un état de fonctionnement dégradé LIMP HOME MODE à un état de veille SLEEP. 3064859 8 [0030] De telles transitions sont initiées par des messages comprenant des informations relatives à un changement d'état transmis par le calculateur 10 aux calculateurs esclaves 20 du réseau W. La liaison filaire bidirectionnelle L permet à chaque calculateur maître 10 ou esclave 20 de demander le réveil du réseau W lors celui-ci est à l'état SLEEP. 5 [0031] L'exemple décrit dans cette invention présente un système de gestion d'un calculateur esclave 20. La liaison filaire bidirectionnelle L permet au système de gestion du calculateur esclave 20 de se réveiller suite à une demande de réveil initié par le calculateur maître 10 ou l'un des calculateurs esclaves 20 du réseau W. Le système de gestion envoie ensuite un message de réveil comprenant une identification de la cause du 10 réveil, par exemple l'ouverture de la porte ou l'allumage d'un équipement intérieur de confort, comme la radio par exemple. [0032] Afin de permettre le changement d'état du calculateur esclave 20 et ainsi l'émission par exemple d'un message de réveil à l'ensemble du réseau, le système de gestion du calculateur esclave 20 est configuré pour permettre chaque transition décrite 15 comme suit : [0033] La transition A, c'est-à-dire le passage dans un état de veille initial, est réalisée lorsque l'ensemble des états du calculateur esclave 20 est initié. Autrement dit le système de gestion est configuré pour initier l'ensemble des états du calculateur esclave 20 et placer ce dernier dans un état de veille SLEEP. 20 [0034] La transition B s'effectue en cas d'envoi d'un message de réveil par le calculateur esclave 20 au calculateur maître 10, un tel message de réveil étant confirmé par le calculateur maître 10. Au cours de la transition B, le système de gestion du calculateur esclave 20 est ainsi configuré pour recevoir la confirmation du signal de réveil et placer le calculateur esclave 20 dans un état de réveil WAKEUP. 25 [0035] La transition C s'effectue lors de la demande de mise en veille du calculateur esclave 20 par le calculateur maître 10, le système de gestion de ce dernier est alors configuré pour incrémenter un compteur de réveils et initier l'état de mise en veille GOTOSLEEP. Un tel compteur de réveils permet d'inhiber les demandes de réveil du calculateur esclave 20 lorsqu'une telle demande n'est pas validée par le calculateur maître 30 10. 3064859 9 [0036] La transition D s'effectue à la réception d'une commande, par le calculateur maître 10, de mise en état de fonctionnement nominal du calculateur esclave 20, le système de gestion du calculateur esclave 20 est alors configuré pour initier l'état de fonctionnement nominal NORMAL et pour réinitialiser le compteur de réveils précité. 5 [0037] La transition E s'effectue lorsque la commande vers un état de mise en veille a été initiée par le calculateur maître 10. Le système de gestion du calculateur esclave 20 est ainsi configuré pour placer le calculateur esclave 20 dans un état de mise en veille GOTOSLEEP. [0038] La transition F s'effectue lorsque la commande vers un état de veille a été initiée 10 par le calculateur maître 10. Le système de gestion du calculateur esclave 20 est ainsi configuré pour placer le calculateur esclave 20 dans un état de veille SLEEP. [0039] La transition G s'effectue lorsque la commande vers un état de réveil a été initiée par le calculateur maître 10. Le système de gestion du calculateur esclave 20 est alors configuré pour initier un état de réveil WAKE UP du calculateur esclave 20. 15 [0040] La transition H s'effectue lorsque la commande vers un état d'arrêt de communication a été initiée par le calculateur maître 10. Le système de gestion du calculateur esclave 20 est ainsi configuré pour placer le calculateur esclave 20 dans un état d'arrêt de communication 00M _OFF. [0041] La transition I s'effectue lorsque le calculateur esclave 20 se trouve dans un état 20 de mise en veille, d'arrêt de communication ou de fonctionnement nominal et qu'une commande vers l'un de ces états a été initiée par le calculateur maître 10. Le système de gestion du calculateur esclave 20 est ainsi configuré pour placer le calculateur esclave 20 dans un état de mise en veille GOTOSLEEP, de fonctionnement nominal NORMAL ou d'arrêt de communication 00M _OFF. 25 [0042] La transition J s'effectue lorsque le compteur de réveils présente un nombre de réveils inférieur à un nombre maximal de réveils prédéterminé et que le calculateur esclave 20 se trouve dans un état de mise en veille. Le système de gestion du calculateur esclave 20 est ainsi configuré pour placer ce dernier dans un état d'attente de réveil (WAIT WAKEUP) ainsi que pour incrémenter le compteur de réveils et activer le signal de 30 réveil. 3064859 10 [0043] La transition K s'effectue lorsque la commande de réveil a été initiée par le calculateur maître 10 ou après un temps d'attente de réveil prédéterminé. Le système de gestion du calculateur esclave 20 est alors configuré pour initier un état de réveil WAKEUP du calculateur esclave 20. 5 [0044] La transition L s'effectue lorsque le calculateur esclave 20 ne reçoit pas de commande pendant une durée de perte de communication du réseau W Ethernet. Lorsque le système de gestion du calculateur esclave 20 ne reçoit aucune communication pendant une telle durée, celui-ci est configuré pour initier un état de fonctionnement dégradé LIMP HOME MODE du calculateur esclave 20. 10 [0045] La transition M s'effectue lorsque le calculateur esclave 20 se trouve dans un état de fonctionnement dégradé et que celui-ci reçoit une commande de changement d'état. A la réception d'une telle commande de changement d'état, le système de gestion du calculateur esclave 20 est alors configuré pour placer le calculateur esclave 20 dans un état de mise en veille GOTOSLEEP, de fonctionnement nominal NORMAL ou d'arrêt de 15 communication 00M _OFF. [0046] Enfin la transition N s'effectue lorsque le calculateur esclave 20 se trouve dans un état de fonctionnement dégradé pendant un temps de mise en veille prédéterminé et que celui-ci ne reçoit aucune commande de réveil. Le système de gestion du calculateur esclave 20 est alors configuré pour initier un état de veille du calculateur esclave 20. 20 [0047] Un tel système de gestion du calculateur esclave 20 permet de demander, via une liaison filaire bidirectionnelle L, le réveil du réseau W, permettant au calculateur maître 10 de commander les différents états des calculateurs 10, 20 du réseau W Ethernet équipant un véhicule, permettant ainsi une mise en veille, permettant une économie d'énergie par exemple. 25 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 demandé, et au moins un calculateur esclave (20), configuré pour émettre un message de demande d'état du réseau (W), ledit calculateur maître (10) étant configuré pour confirmer ou infirmer ladite demande d'état du réseau (W), 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 d'un calculateur esclave (20) 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, comprenant un compteur de réveils, de manière à inhiber une demande de réveil du calculateur esclave (20) lorsque le calculateur maître (10) ne transmet pas de message de confirmation. 3. Système de gestion selon la revendication précédente, configuré pour placer le calculateur esclave (20) dans un état d'attente de réveil (WAIT WAKEUP) lorsque le compteur de réveils présente un nombre de réveils inférieur à un nombre maximal de réveils autorisé. 4. Système de gestion selon l'une des revendications précédentes, configuré pour placer le calculateur esclave (20) dans un état d'attente de réveil (WAIT WAKEUP) pendant un temps d'attente de réveil prédéterminé. 5. Système de gestion selon l'une des revendications précédentes, configuré pour placer le calculateur esclave (20) dans un état de fonctionnement dégradé (LIMP HOME MODE) lorsqu'aucune commande n'est transmise pendant une durée de perte de communication prédéterminée. 3064859 12 6. Système de gestion selon l'une des revendications précédentes, configuré pour placer le calculateur esclave (20) dans un état de veille (SLEEP) au terme d'un temps de mise en veille prédéterminé. 7. Système de gestion selon l'une des revendications précédentes, configuré pour placer 5 le calculateur esclave (20) dans un état de réveil (WAKEUP) au terme d'un temps d'attente de réveil prédéterminé. 8. Véhicule automobile comprenant un réseau (W) de communication Ethernet, un calculateur maître (10) et au moins un calculateur esclave (20) selon l'une des revendications précédentes, ledit calculateur maître (10) et ledit au moins un 10 calculateur esclave (20) étant en outre reliés par une liaison filaire bidirectionnelle (L).