Brevet FR3160766A1 — publié le 20251003

Architecture électronique (AE2) de véhicule automobile (VHL) comportant un système embarqué de navigation automobile (NAV) ; ledit système de navigation (NAV) comportant un nombre déterminé de sous-systèmes de navigation (SD1-SD7) gérant respectivement un nombre déterminé de fonctionnalités en lien avec la navigation automobile ; chaque sous-système englobant un nombre déterminé de fonctions allouées au sous-système correspondant ; ladite architecture (AE2) comportant un premier module électronique (MD1) implémentant, parmi le nombre déterminé de sous-systèmes (SD1-SD7) un sous-système (SD1) de géolocalisation du véhicule (VHL) et au moins un deuxième module électronique (MD2) implémentant les autres sous-systèmes déterminés (SD2-SD7) parmi le nombre déterminé de sous-systèmes (SD1-SD7) ; et ladite architecture (AE2) comportant en outre un lien physique (GTW) reliant le premier module électronique (MD1) au deuxième module électronique (MD2) en utilisant un réseau de communication interne (RES) du véhicule (VHL). (Figure 2) Architecture électronique modulable d’un véhicule automobile pour un système de navigation embarqué dans le véhicule La présente invention concerne de manière générale les architectures électroniques de véhicules automobiles et se rapporte plus particulièrement à une architecture électronique modulable d’un véhicule automobile pour un système de navigation embarqué dans le véhicule. Les architectures électroniques des véhicules automobiles désignées également par architectures EE (EE pour électronique et électrique) doivent pouvoir supporter et gérer un grand nombre de systèmes électroniques embarqués dans le véhicule et coopérer avec d’autres systèmes extérieurs au véhicule avec lesquels le véhicule est connecté notamment par la voie des ondes. Chaque système électronique embarqué comporte un ou plusieurs calculateurs généralement désignés par l’acronyme anglosaxon ECU (Electronic Central Unit). Ces calculateurs sont reliés entre eux par un réseau de communication interne généralement filaire de type CAN, ETHERNET, … La conception de systèmes électroniques est un processus long et complexe car de nombreux facteurs sont à prendre en compte dont celui de l’évolution de tels systèmes électroniques et de leur contexte d’application. Les véhicules sont de plus en plus connectés et comportent pour cela un système de communication comprenant par exemple une ou plusieurs antennes de communication reliées à un système télématique comprenant une unité de contrôle télématique, dite TCU (de l’anglais « Telematic Control Unit ») (aussi appelée boitier BTA (« Boitier Télématique Autonome ») ou encore boitier BSRF (« Boitier de Servitudes Radio Fréquence »), elle-même reliée à un ou plusieurs calculateurs d’un système embarqué du véhicule, par exemple un système IVI (de l’anglais « In-Vehicle Infotainment » ou en français « Infodivertissement embarqué »), ou encore tout autre calculateur de systèmes embarqués du véhicule. La ou les antennes, l’unité TCU et le ou les calculateurs forment par exemple une architecture multiplexée pour la réalisation de différents services utiles pour le bon fonctionnement du véhicule et pour assister le conducteur et/ou les passagers du véhicule dans le contrôle du véhicule. Le ou les calculateurs et l’unité TCU communiquent et échangent des données entre eux par l’intermédiaire d’un ou plusieurs bus de données, par exemple un bus de communication interne de type bus de données CAN (de l’anglais « Controller Area Network » ou en français « Réseau de contrôleurs »), CAN FD (de l’anglais « Controller Area Network Flexible Data-Rate » ou en français « Réseau de contrôleurs à débit de données flexible »), FlexRay (selon la norme ISO 17458) ou Ethernet (selon la norme ISO/IEC 802-3). Parmi les nombreux systèmes électroniques embarqués dans un véhicule, la présente invention s’intéresse plus particulièrement à un système de navigation du véhicule mettant en œuvre une pluralité de fonctionnalités en rapport avec la navigation automobile. Un système de navigation automobile exploite diverses informations dont une cartographie, une information de positionnement du véhicule en dynamique (fonction « positioning ») et coopère généralement avec un système d’aide à la conduite, également désigné par « ADAS », acronyme anglosaxon pour « Advanced Driver Assistance System ». Le système de navigation du véhicule, également désigné par système GPS (acronyme anglosaxon pour « Global Positioning System ») et le système ADAS appartiennent à, ou sont en lien avec, le système d’infodivertissement du véhicule IVI. La fonction « positioning » permet de fournir un positionnement précis, fiable, en temps réel et en continu d’un véhicule embarquant un tel système, à partir de signaux ou ondes émises par des réseaux satellitaires qui sont reçus et traités par un ou des récepteurs de géolocalisation par satellites, embarqués dans le véhicule, également désignés par récepteurs « GNSS » (de l’anglais « Global Navigation Satellite System ») ainsi que d’autres signaux issus de capteurs embarqués dans, ou sur, le véhicule désignés également par « capteurs véhicule » mesurant principalement des caractéristiques dynamiques du véhicule. Aujourd’hui, l’architecture fonctionnelle d’un système de navigation est constituée de blocs fonctionnels alloués respectivement à deux modules, ou boitiers, électroniques physiques majeurs : le boitier télématique/ système IVI et le boitier « VSM » acronyme anglosaxon pour « Vehicle Supervisor Module » ou module de supervision en français. Le module de supervision, ou calculateur de supervision, peut être compris (notamment en tant que simple module logiciel) au sein d’un boitier électronique, tel que par exemple le BSI, pour boitier de servitude intelligent. Dans cette architecture fonctionnelle, la fonction de navigation, dite fonction Navigation, ne peut être implémentée que dans les modules, ou boitiers, électroniques cités ci-dessus et sur une architecture physique EE spécifique. Cela signifie que l’architecture fonctionnelle actuelle de la fonction Navigation du véhicule n’est pas « flexible » : elle ne permet pas une flexibilité d'allocation de la fonction Navigation sur d’autres calculateurs (ECUs) présents dans une architecture EE physique plus complexe, notamment pour une architecture EE dites « haut de gamme », dans laquelle les boitiers télématique/IVI et VSM (ou plateforme IVI et VSM) sont remplacés par un unique boitier que l’on nomme HPC (High-Performance Computer) gérant un nouveaux type de calculateurs (ECUs) répartis dans les quatre coins cardinaux (quatre zones d’angle) du véhicule que l’on nomme également par l’acronyme anglosaxon ZCU (Zone Control Units) organisés à la manière d’une architecture de type SBC (Server-Based Computing), architecture agencée autour d’un serveur. L’objectif de la présente invention est d’apporter une solution à ce problème en mettant en place un nouveau découpage des blocs fonctionnels de la fonction Navigation afin de donner une flexibilité d’allocation de cette fonction sur différents modules, ou boitiers électroniques du véhicule, en fonction de l’architecture physique EE de ce dernier. Ce nouveau découpage permet également de considérer une montée en gamme des architectures physiques EE pour un même type de véhicule. La présente invention permet également de pouvoir continuer à allouer la fonction Navigation sur un seul module, ou boitier électronique comme dans une architecture EE traditionnelle. A cet effet, l’invention a pour premier objet une architecture électronique de véhicule automobile comportant un système embarqué de navigation automobile ; ledit système de navigation comportant un nombre déterminé de sous-systèmes de navigation gérant respectivement un nombre déterminé de fonctionnalités en lien avec la navigation automobile ; chaque sous-système englobant un nombre déterminé de fonctions allouées au sous-système correspondant ; ladite architecture comportant un premier module électronique implémentant, parmi le nombre déterminé de sous-systèmes, un sous-système de géolocalisation du véhicule, et au moins un deuxième module électronique implémentant les autres sous-systèmes déterminés parmi le nombre déterminé de sous-systèmes, et ladite architecture comportant en outre un lien physique reliant le premier module électronique au deuxième module électronique en utilisant un réseau de communication interne du véhicule. Selon une caractéristique, le système de navigation comporte sept sous-systèmes de navigation : un premier sous-système gérant la géolocalisation, un deuxième sous-système gérant l’aide à la conduite et l’horizon électronique, un troisième sous-système gérant le guidage, un quatrième sous-système gérant la cartographie, un cinquième sous-système gérant les alertes véhicule en lien avec une action sur le système de navigation, un sixième sous-système gérant les paramètres de configuration du système de navigation et un septième sous-système gérant l’analyse des données utilisateurs. Selon une première configuration d’architecture, le premier module électronique comporte au moins un premier calculateur d’un boitier télématique du véhicule implémentant le premier sous-système de navigation, et le deuxième module électronique comporte au moins un deuxième calculateur, haute performance de type HPC, appartenant au véhicule, implémentant les deuxième, troisième, quatrième, cinquième, sixième et septième sous systèmes de navigation. Selon une deuxième configuration d’architecture, le premier module électronique comporte au moins un premier calculateur d’un boitier télématique du véhicule implémentant le premier sous-système de navigation et les autres sous-systèmes déterminés, parmi le nombre déterminé de sous-systèmes, sont répartis entre le deuxième module électronique et au moins un troisième module électronique relié par un lien physique aux premier et deuxième modules électroniques utilisant le réseau de communication interne du véhicule. Selon une autre caractéristique, le deuxième module électronique implémente les troisième, quatrième, sixième et septième sous-systèmes de navigation et le troisième module implémente les deuxième et cinquième sous-systèmes. Selon une autre caractéristique, le deuxième module électronique comporte au moins un deuxième calculateur, haute performance de type HPC, du véhicule, et le troisième module électronique comporte au moins un troisième calculateur de type ZCU appartenant au véhicule. Selon une autre caractéristique, le réseau de communication interne est de type CAN ou ETHERNET. La présente invention a pour deuxième objet, un véhicule automobile comportant une architecture électronique telle que décrite ci-dessus. D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention, pourront ressortir plus clairement de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins dans lesquels : FIG. 1 illustre un schéma fonctionnel d’un premier exemple d’une architecture EE selon l’invention, dans une première configuration d’allocation de la fonction Navigation ; et FIG. 2 illustre un schéma fonctionnel d’un deuxième exemple d’une architecture EE selon l’invention, dans une deuxième configuration d’allocation de la fonction Navigation. Comme illustré aux figures 1 et 2, l’architecture EE modulaire selon l’invention, se base sur un découpage d’un système de navigation NAV d’un véhicule automobile VHL, en sept sous-systèmes de navigation SD1-SD7 ; ces sept sous-systèmes SD1-SD7 étant considérés pouvoir couvrir l’ensemble des besoins en navigation tant du point de vue clients/utilisateurs, constructeurs automobiles que produits ou services liés à la navigation. Les sept sous-systèmes SD1-SD7 du système de navigation NAV du véhicule VHL sont décrits et nommés ci-dessous : Un premier sous-système SD1 gère la géolocalisation du véhicule VHL : SD_POSITIONING ; Un deuxième sous-système SD2 gère le système d’aide à la conduite ADAS et l’horizon électronique (E Horizon) du véhicule VHL : SD_EHORIZON ; Un troisième sous-système SD3 gère le guidage du véhicule VHL : SD_GUIDANCE ; Un quatrième sous-système SD4 gère la cartographie : SD_MAP ; Un cinquième sous-système SD5 gère les alertes « véhicule » en lien avec une action de navigation : SD_NAVIGATION_ALERT ; Un sixième sous-système SD6 gère les paramètres de configuration du système de navigation NAV ou « settings » en terminologie anglosaxonne : SD_CONFIGURATION_NAVIGATION ; et Un septième sous-système SD7 gère les analyses « clients » (études/statistiques basées sur les habitudes d’utilisation des clients/utilisateurs), et les données « clients » fournies par le « big data » : SD_NAVIGATION_ANALYTICS. Chaque sous-système SD1-SD7 englobe un ensemble de fonctions FA allouées au sous-système et qui correspondent respectivement à des applicatifs, ou contextes, spécifiques en lien avec le sous-système. Ces fonctions FA sont ensuite mises en œuvre par un ou des composants déterminés du véhicule VHL et gérées de manière indépendante. Les fonctions FA allouées à chaque sous-systèmes SD1-SD7 sont nommées et décrites ci-dessous : Le premier sous-système SD1, SD_POSITIONING, englobe les fonctions FA suivantes : FA ACQUISION POSITIONING : cette fonction traite l’acquisition des grandeurs/signaux physiques (capteurs véhicule VHL) et signaux GNSS ; FA COMPUTE POSITIONING : Cette fonction traite la compilation des signaux acquis pour donner la position du véhicule VHL en dynamique. Le deuxième sous-système SD2, SD_EHorizon, englobe les fonctions FA suivantes : FA MANAGE ADASIS : cette fonction gère le protocole ADASIS, acronyme anglosaxon pour « Advanced Driver Assistance System Interface Specification », pour la gestion des fonctionnalités ADAS embarquées dans le véhicule VHL ; FA MANAGE SLI : cette fonction gère la fonction SLI acronyme anglosaxon pour « Speed Limit Information », affichage de la vitesse maximale autorisée, en français, en lien avec la navigation embarquée. Le troisième sous-système SD3, SD_GUIDANCE, englobe les fonctions FA suivantes : FA MANAGE SEARCH : cette fonction gère la recherche d’un POI (acronyme anglosaxon pour « Point Of Interest »), Point d’intérêt en français, à partir d’une base de données cartographiques embarquée ou fourni à partir d’un fournisseur de données cartographiques distant ; FA ENGINE NAVIGATION : cette fonction traite l’ensemble des applicatifs fournis, par exemple, par un fournisseur de données de navigation distant : mode démonstration, aide au stationnement en milieu urbain ou hors voirie, gestion des alertes POI, affichage plein écran, affichage clavier, recommandations, zones à faible émission de CO2, avertissement d’approche de frontières, habitudes utilisateur, réglementation française, … FA COMPUTE ROUTE : cette fonction traite les calculs d’itinéraire ; FA ELECTRICAL VEHICULE ROUTING : cette fonction traite la planification de trajets pour les véhicules électriques ; FA ACQUISION DESTINATION : cette fonction traite les étapes et destinations par d’autres biais que le clavier affiché sur l’écran du système navigation NAV : touche raccourci, commande vocale, application « Send to navigation » (ou « send to nav »), agenda, carnet d’adresses, … Le quatrième sous-système SD4, SD_MAP, englobe les fonctions FA suivantes : FA MAP CLUSTER HUD : Cette fonction traite des informations de navigation envoyées dans le combiné d’instrumentation ou sur un dispositif d’affichage tête haute (HUD : Head Up Display), vision tête haute en français, du véhicule VHL ; FA MAP DISPLAY MANAGEMENT : Cette fonction gère l’affichage de la fonction Navigation ; FA MAP AUGMENTED REALITY : Cette fonction gère l’affichage de la fonction Navigation en réalité augmentée ; FA DYNAMIC RANGE MAPPING : cette fonction gère des calculs en fonction de l’autonomie du véhicule VHL. Le cinquième sous-système SD5, SD NAVIGATION ALERT, englobe les fonctions FA suivantes : FA MANAGE CAR POI ALERT : cette fonction gère l’ensemble des alertes véhicule : rejoindre un garage, niveau minimal de carburant, faire une pause, … FA MANAGE NOTIFICATION : cette fonction gère des notifications : perte de connexion, accès restreint, service disponible par abonnement, … Le sixième sous-système SD6, SD_CONFIGURATION_NAVIGATION, englobe les fonctions FA suivantes : FA ADMIN CONNECTED SERVICE : cette fonction gère des services connectés accessibles par certificat et abonnement client : spécification de plaques géographiques : Japon, USA, …, accès à des services d’information : circulation, météo, places de parking disponibles, prix des carburants/KW par station-service/station de recharge, calculs d’itinéraires, disponibilité des stations de recharge, informations voirie, affichage radar, événements, publicité, … FA NAVIGATION SETTINGS : cette fonction gère les paramètres de configuration de la navigation ; FA UPDATED : cette fonction gère les mises à jour : cartographie, moteur de navigation, base de données des POIs, … ; FA USER PROFIL (Mode « privacy ») : cette fonction gère les profils utilisateurs en mode d’accès restreint ; FA VOICE RECO : cette fonction gère la reconnaissance vocale ; et Le septième sous-système SD7, SD_NAVIGATION_ANALYTICS (« Big data) », englobe les fonctions FA suivantes : FA PROVIDE NAVIGATION USES : cette fonction fournit des informations sur les habitudes de navigation des utilisateurs ; FA PROVIDE NAVIGATION DATA : cette fonction fournit des informations sur les données de navigation : destinations, trajets domicile-travail, estimation d’un horaire d’arrivée par rapport à une position donnée, guidage du dernier Km, … Avec un tel découpage fonctionnel de la fonction Navigation, la présente invention permet le traitement complet de la fonction Navigation du véhicule VHL de manière plus flexible du fait de la gestion indépendante des différentes fonctions FA par les sept sous-systèmes de navigation SD1-SD7. La présente invention permet d’allouer les différents sous-systèmes SD1-SD7 implémentant la fonction Navigation à différents modules électroniques, ou boitiers électroniques, du véhicule VHL en fonction de l‘architecture EE du véhicule VHL, tout en permettant également de conserver une allocation à un seul module électronique. Un premier exemple d’une architecture EE selon l’invention est illustré schématiquement à la FIG. 1 , dans une première configuration d’allocation AE1 de la fonction Navigation. Dans cette première configuration AE1, la fonction Navigation est allouée entre un premier module électronique MD1 : un boitier télématique BTM d’un véhicule VHL, et un deuxième module électronique MD2 du véhicule VHL comportant un calculateur de type HPC (High Performance Computer). Dans cet exemple, et de manière similaire aux anciennes architectures EE, le premier sous-système SD1 gérant la géolocalisation du véhicule VHL : SD_POSITIONING, est alloué au boitier télématique BTM (premier module MD1) comportant un premier calculateur EC1 du véhicule VHL et les autres sous-systèmes SD2-SD7 sont alloués au deuxième module électronique MD2 comportant un deuxième calculateur EC2 de type HPC. Le deuxième module électronique MD2 (calculateur EC2) est relié au boitier télématique BTM (calculateur EC1) par un lien physique GTW par exemple un dispositif de passerelle de type « Gateway » qui est apte à gérer le flux de données transitant sur le réseau de communication physique, interne du véhicule VHL par exemple un réseau CAN ou Ethernet, RES. Un deuxième exemple d’une architecture EE selon l’invention est illustré schématiquement à la FIG. 2 , dans une deuxième configuration d’allocation AE2 de la fonction Navigation Dans ce deuxième exemple, c’est toujours le premier module électronique MD1 (le boitier télématique BTM) qui héberge le premier sous-système SD1, SD_POSITIONING. Le deuxième module MD2 héberge quant à lui, les troisième, quatrième, sixième et septième sous-systèmes SD3, SD4, SD6 et SD7, et un troisième module électronique MD3 héberge les deuxième et cinquième sous-systèmes SD2, SD5. L’architecture AE2 comporte un troisième module MD3 comportant un troisième calculateur EC3, de type ZCU, disposé dans une zone du véhicule VHL correspondant par exemple à l’angle avant droit du véhicule VHL. Le troisième module électronique MD3 (calculateur EC3) est relié aux premier et deuxième modules électroniques MD1 et MD2, par un lien physique GTW, par exemple un dispositif de passerelle de type « Gateway » qui est apte à gérer le flux de données transitant sur le réseau de communication physique, interne du véhicule VHL par exemple un réseau CAN ou Ethernet, RES. Architecture électronique (AE1 ; AE2) de véhicule automobile (VHL) comportant un système embarqué de navigation automobile (NAV) ; ledit système de navigation (NAV) comportant un nombre déterminé de sous-systèmes de navigation (SD1-SD7) gérant respectivement un nombre déterminé de fonctionnalités en lien avec la navigation automobile ; chaque sous-système englobant un nombre déterminé de fonctions allouées au sous-système correspondant ; ladite architecture (AE1 ; AE2) comportant un premier module électronique (MD1) implémentant, parmi le nombre déterminé de sous-systèmes (SD1-SD7), un sous-système (SD1) de géolocalisation du véhicule (VHL), et au moins un deuxième module électronique (MD2) implémentant les autres sous-systèmes déterminés (SD2-SD7) parmi le nombre déterminé de sous-systèmes (SD1-SD7) ; et ladite architecture (AE1 ; AE2) comportant en outre un lien physique (GTW) reliant le premier module électronique (MD1) au deuxième module électronique (MD2) en utilisant un réseau de communication interne (RES) du véhicule (VHL). Architecture électronique (AE1 ; AE2) selon la revendication précédente, dans laquelle le système de navigation (NAV) comporte sept sous-systèmes de navigation (SD1-SD7) : un premier sous-système (SD1) gérant la géolocalisation un deuxième sous-système (SD2) gérant l’aide à la conduite et l’horizon électronique, un troisième sous-système (SD3) gérant le guidage, un quatrième sous-système (SD4) gérant la cartographie, un cinquième sous-système (SD5) gérant les alertes véhicule (VHL) en lien avec une action sur le système de navigation (NAV), un sixième sous-système (SD6) gérant les paramètres de configuration du système de navigation (NAV) et un septième sous-système (SD7) gérant l’analyse des données utilisateurs. Architecture électronique (AE1) selon les revendications 1 et 2, dans laquelle le premier module électronique (MD1) comporte au moins un premier calculateur (EC1) d’un boitier télématique (BTM) du véhicule (VHL) implémentant le premier sous-système de navigation (SD1), et dans lequel le deuxième module électronique (MD2) comporte au moins un deuxième calculateur, haute performance de type HPC (EC2), appartenant au véhicule (VHL) implémentant les deuxième, troisième, quatrième, cinquième, sixième et septième sous systèmes de navigation (SD2-SD7). Architecture électronique (AE2) selon la revendication 1, dans laquelle le premier module électronique (MD1) comporte au moins un premier calculateur (EC1) d’un boitier télématique (BTM) du véhicule (VHL) implémentant le premier sous-système de navigation (SD1), et dans laquelle les autres sous-systèmes déterminés (SD2-SD7), parmi le nombre déterminé de sous-systèmes (SD1-SD7), sont répartis entre le deuxième module électronique (MD2) et au moins un troisième module électronique (MD3) relié par un lien physique (GTW) aux premier et deuxième modules électroniques (MD1, MD2) utilisant le réseau de communication interne (RES) du véhicule (VHL). Architecture électronique (AE2) selon les revendications 1, 2 et 4, dans laquelle le deuxième module électronique (MD2) implémente les troisième, quatrième, sixième et septième sous-systèmes de navigation (SD3, SD4, SD6 et SD7) et le troisième module (MD3) implémente les deuxième et cinquième sous-systèmes (SD2, SD5). Architecture électronique (AE2) selon la revendication précédente, dans laquelle le deuxième module électronique (MD2) comporte au moins un deuxième calculateur, haute performance de type HPC (EC2), du véhicule (VHL), et le troisième module électronique (MD3) comporte au moins un troisième calculateur (EC3) de type ZCU appartenant au véhicule (VHL). Architecture électronique (AE1 ; AE2) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le réseau de communication interne (RES) est de type CAN ou ETHERNET. Véhicule automobile (VHL) comportant une architecture électronique (AE1 ; AE2) selon l’une des revendications précédentes. .