FR3076161B1

FR3076161B1 - Dispositif de supervision de defauts d’organe(s) esclave(s) pour un organe maitre d’un reseau multiplexe.

Info

Publication number: FR3076161B1
Application number: FR1762797A
Authority: FR
Inventors: Julien Poussard; Antony Boisserie
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: Stellantis Auto Sas Fr
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-11-15
Anticipated expiration: 2037-12-21
Also published as: CN111512663B; EP3729860A1; FR3076161A1; CN111512663A; WO2019122589A1

Abstract

Un dispositif de supervision (DS) équipe un organe maître (OM) d'un réseau de communication (RC) multiplexé à transmission de trames de données entre l'organe maître (OM) et au moins un organe esclave (OE1-OE3). Ce dispositif (DS) comprend des moyens d'analyse (MA) plaçant dans un premier état un paramètre p(2) associé à un organe esclave (OE2) lorsque ce dernier (OE2) est déclaré présent physiquement sur le réseau (RC), et incrémentant d'une unité une valeur en cours d'un compteur c(2) associé à un organe esclave (OE2) chaque fois que l'organe maître (OM) ne reçoit pas de trame de lecture de cet organe esclave (OE2) alors que le paramètre p(2) associé est dans son premier état, et considérant qu'il existe un défaut confirmé d'un organe esclave (OE2) lorsque le compteur c(2) associé atteint une valeur maximale dans un premier intervalle de temps prédéfini.

Description

DISPOSITIF DE SUPERVISION DE DÉFAUTS DORGANE(S) ESCLAVE(S) POUR UN ORGANE MAÎTRE D’UN RÉSEAU MULTIPLEXE.

L’invention concerne les réseaux de communication multiplexés adaptés à la transmission de trames de données entre un organe maître et au moins un organe esclave dans des créneaux temporels définis dans au moins une table de programmation, et plus précisément la supervision du fonctionnement des organes esclaves de tels réseaux.

Dans les réseaux de communication multiplexés définis ci-avant, comme par exemple ceux dits LIN (« Local Interconnect Network ») ou FLEXRAY, un organe maître et au moins un organe esclave sont agencés de manière à s’échanger des trames de données dans des créneaux temporels qui sont définis dans au moins une table de programmation (ou « schedule table »). De ce fait, ces réseaux sont parfois dits déterministes.

Plus précisément, dans les réseaux multiplexés définis ci-avant, et notamment dans ceux dits LIN et FLEXRAY, l’organe maître transmet des trames de données dites d’écriture (ou « write frames »), composées d’un entête (ou « header ») et d’un message, tandis que chaque organe esclave transmet des trames de données dites de lecture (ou « read frames »), composées d’un entête émis par l’organe maître dans une trame d’écriture et d’un message (de réponse). Ces transmissions se font dans des créneaux temporels (ou slots) qui sont prédéfinis dans au moins une table de programmation dite transversale (il peut en effet y avoir plusieurs tables de programmation transversales pour répondre à des phases de vie ou fonctionnelles particulières).

Les standards des réseaux multiplexés définis ci-avant ne définissent pas de mécanisme permettant de signaler un défaut sur un organe esclave se traduisant par l’absence de réception par l’organe maître de trames de lecture qu’il aurait dû lui adresser en réponse à ses trames d’écriture. En d’autres termes, il n’existe pas de mécanisme permettant de diagnostiquer la liaison de transmission de ces réseaux multiplexés, ce qui rend difficile, voire impossible, la localisation dans un service après-vente des potentielles pannes liées aux organes esclaves.

L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.

Elle propose notamment à cet effet un dispositif de supervision destiné à équiper un organe maître d’un réseau de communication multiplexé adapté à la transmission de trames de données entre l’organe maître et au moins un organe esclave dans des créneaux temporels définis dans au moins une table de programmation.

Ce dispositif de supervision se caractérise par le fait qu’il comprend des moyens d’analyse :

- plaçant dans un premier état un paramètre p(j) associé à un organe esclave lorsque ce dernier est déclaré présent physiquement sur le réseau,

- incrémentant d’une unité une valeur en cours d’un compteur c(j) associé à un organe esclave chaque fois que l’organe maître ne reçoit pas de trame de lecture (requise) de cet organe esclave alors que le paramètre p(j) associé à ce dernier est dans son premier état, et

- considérant qu’il existe un défaut confirmé d’un organe esclave lorsque le compteur c(j) associé à ce dernier atteint une valeur maximale dans un premier intervalle de temps prédéfini.

Ce mécanisme à compteurs c(j) permet avantageusement de superviser tous les organes esclaves, et plus précisément de déterminer celui/ceux qui a/ont un défaut.

Le dispositif de supervision selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :

- ses moyens d’analyse peuvent considérer qu’il existe un défaut confirmé d’un organe esclave lorsque le compteur c(j) associé à ce dernier atteint la valeur maximale dans le premier intervalle de temps prédéfini, après être parti d’une valeur minimale ;

- ses moyens d’analyse peuvent décrémenter d’une unité la valeur en cours du compteur c(j) associé à un organe esclave chaque fois que l’organe maître reçoit une trame de lecture de cet organe esclave alors que le paramètre p(j) associé à ce dernier est dans son premier état, et peuvent considérer qu’une absence de défaut d’un organe esclave est confirmée lorsque le compteur c(j) associé à ce dernier atteint une valeur minimale dans un second intervalle de temps prédéfini ;

> ses moyens d’analyse peuvent considérer qu’une absence de défaut d’un organe esclave est confirmée lorsque le compteur c(j) associé à ce dernier atteint la valeur minimale dans le second intervalle de temps prédéfini, après être parti de la valeur maximale ;

> le second intervalle de temps prédéfini peut être égal au premier intervalle de temps prédéfini ;

- ses moyens d’analyse peuvent ne pas agir sur la valeur en cours du compteur c(j) associé à un organe esclave lorsque le paramètre p(j) associé à ce dernier est dans un second état représentatif de la non déclaration de présence physique de cet organe esclave sur le réseau ;

- il peut comprendre des moyens de stockage stockant une valeur représentative d’un défaut confirmé d’un organe esclave chaque fois que les moyens d’analyse considèrent qu’il existe un tel défaut confirmé.

L’invention propose également un organe maître, d’une part, destiné à faire partie d’un réseau de communication multiplexé adapté à la transmission de trames de données entre l’organe maître et au moins un organe esclave dans des créneaux temporels définis dans au moins une table de programmation, et, d’autre part, comprenant un dispositif de supervision du type de celui présenté ciavant.

L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile et comprenant, d’une part, un réseau de communication multiplexé, comprenant au moins un organe esclave et adapté à la transmission de trames de données dans des créneaux temporels définis dans au moins une table de programmation, et, d’autre part, un organe maître du type de celui présenté ciavant et connecté au réseau de communication.

L’invention est particulièrement bien adaptée, bien que non limitativement, au cas où le réseau de communication est de type LIN ou FLEXRAY.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé, sur lequel la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un véhicule comprenant un réseau de communication auquel sont connectés un organe maître, équipé d’un dispositif de supervision selon l’invention, et trois organes esclaves.

L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif de supervision DS destiné à équiper un organe maître OM propre à être connecté à un réseau de communication RC multiplexé adapté à la transmission de trames de données entre cet organe maître OM et au moins un organe esclave OEj dans des créneaux temporels définis dans au moins une table de programmation dite transversale.

Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que l’organe maître OM et les organes esclaves OEj sont destinés à être connectés à un réseau de communication RC multiplexé de type LIN (« Local Interconnect Network »). Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de réseau de communication multiplexé. D’une manière générale, l’invention concerne tout réseau de communication multiplexé adapté à la transmission de trames de données entre un organe maître et au moins un organe esclave dans des créneaux temporels définis dans au moins une table de programmation. Ainsi, le réseau de communication RC multiplexé pourrait être de type FLEXRAY, par exemple.

Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le réseau de communication RC est destiné à être installé dans un véhicule automobile V, comme par exemple une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à cette application. Elle concerne en effet tout système, installation ou appareil pouvant comprendre au moins un réseau de communication multiplexé adapté à la transmission de trames de données entre un organe maître et au moins un organe esclave dans des créneaux temporels définis dans au moins une table de programmation transversale. Elle concerne donc notamment les véhicules, qu’ils soient de type terrestre, maritime (ou fluvial), ou aérien, les satellites, les installations, éventuellement de type industriel, et les bâtiments.

On a schématiquement représenté sur la figure 1 un véhicule V comprenant un exemple non limitatif de réseau (de communication) RC multiplexé. Dans cet exemple, le réseau RC (de type LIN) comprend un bus auquel sont connectés un organe (ou nœud) maître OM et trois organes (ou nœuds) esclaves OE1 à OE3 (j = 1 à 3). Mais le nombre d’organes esclaves OEj peut prendre n’importe quelle valeur supérieure ou égale à un (1).

L’organe maître OM et les organes esclaves OEj peuvent être de tout type, dès lors qu’ils sont impliqués dans l’acquisition ou l’utilisation de données. Par exemple, dans le cas d’une voiture ils peuvent être choisis parmi un calculateur multimédia ou un capteur ou un actionneur ou encore un écran (éventuellement tactile).

Une fois connectés à un réseau RC, l’organe maître OM et les organes esclaves OEj transmettent des trames de données dans des créneaux temporels (ou slots) qui sont prédéfinis dans au moins une table de programmation transversale, connue seulement par l’organe maître OM.

Comme illustré sur la figure 1, l’organe maître OM comprend notamment une interface de ligne IL qui est propre à être connectée au bus du réseau RC, et un microcontrôleur MC qui est connecté à l’interface de ligne IL.

Il est rappelé que dans les réseaux multiplexés concernés par l’invention, et notamment dans ceux dits LIN et FLEXRAY, l’organe maître OM transmet des trames de données dites d’écriture (ou write frames), composées d’un entête (ou header) et d’un message, tandis que chaque organe esclave OEj transmet des trames de données dites de lecture (ou read frames), composées d’un entête émis par l’organe maître OM dans une trame d’écriture et d’un message (de réponse). Ces transmissions se font dans des créneaux temporels (ou slots) qui sont prédéfinis dans au moins une table de programmation transversale (il peut en effet y avoir plusieurs tables de programmation transversales pour répondre à des phases de vie ou fonctionnelles particulières).

Comme indiqué précédemment, l’invention propose d’équiper l’organe maître OM d’un dispositif de supervision DS destiné à superviser le fonctionnement de chaque organe esclave OEj avec lequel il doit échanger des trames de données.

Un dispositif de supervision DS, selon l’invention, comprend au moins des moyens d’analyse MA. Comme illustré non limitativement, il fait par exemple partie du microcontrôleur MC. Mais, il pourrait également être connecté à ce microcontrôleur MC.

Les moyens d’analyse MA sont agencés de manière à placer dans un premier état un paramètre p(j) qui est associé à un organe esclave OEj chaque fois que ce dernier (OEj) est déclaré présent physiquement sur le réseau RC. Un organe esclave OEj est déclaré présent physiquement sur le réseau RC lorsque l’organe maître OM lui transmet (dans une trame d’écriture) un entête requérant une trame de lecture. On comprendra que chaque organe esclave OEj a un paramètre p(j) qui lui est associé. Dans l’exemple illustré les moyens d’analyse MA utilisent donc trois paramètres p(1) à p(3) (j = 1 à 3) associés respectivement aux organes esclaves OE1 à OE3.

A titre d’exemple le premier état d’un paramètre p(j) est une valeur égale à un (1). Mais il pourrait également s’agir d’une valeur égale à zéro (0), par exemple.

De plus, les moyens d’analyse MA sont agencés de manière à incrémenter d’une unité (« +1 ») une valeur en cours d’un compteur c(j) qui est associé à un organe esclave OEj chaque fois que l’organe maître OM ne reçoit pas de trame de lecture (requise) de cet organe esclave OEj alors que le paramètre p(j) associé à ce dernier (OEj) est dans son premier état. On comprendra que chaque organe esclave OEj a un compteur c(j) qui lui est associé en plus de son paramètre p(j). Dans l’exemple illustré les moyens d’analyse MA entretiennent donc trois compteurs c(1) à c(3) (j = 1 à 3) associés respectivement aux organes esclaves OE1 à OE3.

Enfin, les moyens d’analyse MA sont agencés de manière à considérer qu’il existe un défaut confirmé d’un organe esclave OEj lorsque le compteur c(j) associé à ce dernier (OEj) atteint une valeur maximale Cmax dans un premier intervalle de temps it1 prédéfini. Par exemple, ce qui déclenche le début de ce premier intervalle de temps it1 c’est le fait que l’organe maître OM ne reçoit pas de trame de lecture de l’organe esclave OEj en réponse à sa trame d’écriture dans le créneau temporel prédéfini.

Il est important de noter que la durée du premier intervalle de temps it1 n’est pas obligatoirement une valeur fixe. Il est même préférable pour prendre en compte toutes les situations qu’elle soit comprise dans un intervalle de valeurs [tm1, tm2]. En d’autres termes, les moyens d’analyse MA vont observer si un compteur c(j) atteint sa valeur maximale Cmax entre les instants tm1 et tm2 référencés par rapport au début du premier intervalle de temps it1 en cours. Par exemple, on peut choisir tm1 égale à 1,6 secondes et tm2 égale à 2,4 secondes.

Grâce à ce mécanisme à compteurs c(j) il est désormais possible de superviser tous les organes esclaves OEj, et plus précisément de déterminer celui/ceux qui a/ont un défaut.

En utilisant une valeur maximale Cmax des compteurs c(j) relativement grande, la probabilité que le défaut soit permanent et non pas temporaire est élevée. Par exemple, cette valeur maximale Cmax peut être comprise entre 200 et 255.

De préférence, les moyens d’analyse MA considèrent qu’il existe un défaut confirmé d’un organe esclave OEj lorsque le compteur c(j) associé à ce dernier OEj atteint la valeur maximale Cmax dans le premier intervalle de temps it1 prédéfini, après être parti d’une valeur minimale Cmin. Cette option plus contraignante permet de garantir que le défaut est permanent et non pas temporaire.

Par exemple, cette valeur minimale Cmin peut être égale à zéro (0). Mais cela n’est pas obligatoire.

On notera que les moyens d’analyse MA peuvent être aussi agencés de manière à décrémenter d’une unité (« -1 ») la valeur en cours du compteur c(j) qui est associé à un organe esclave OEj chaque fois que l’organe maître OM reçoit une trame de lecture de cet organe esclave OEj alors que le paramètre p(j) associé à ce dernier (OEj) est dans son premier état. Dans ce cas, les moyens d’analyse MA considèrent qu’une absence de défaut d’un organe esclave OEj est confirmée lorsque le compteur c(j) qui est associé à ce dernier (OEj) atteint la valeur minimale Cmin dans un second intervalle de temps it2 prédéfini.

Ainsi, il est désormais possible de déterminer chaque organe esclave OEj qui n’a plus de défaut, au moins temporairement. On comprendra en effet que si l’on peut décrémenter un compteur c(j) c’est qu’il avait préalablement été incrémenté et donc que l’organe esclave OEj avait présenté un défaut au moins temporairement, mais pas forcément confirmé.

Il est important de noter que la durée du second intervalle de temps it2 n’est pas obligatoirement une valeur fixe. Il est même préférable pour prendre en compte toutes les situations qu’elle soit comprise dans un intervalle de valeurs [tm3, tm4]. En d’autres termes, les moyens d’analyse MA vont observer si un compteur c(j) atteint sa valeur minimale Cmin entre les instants tm3 et tm4 référencés par rapport au début du second intervalle de temps it2 en cours.

On notera également que le second intervalle de temps it2 prédéfini peut, par exemple, être égal au premier intervalle de temps It1 prédéfini. Mais cela n’est pas obligatoire.

De préférence, les moyens d’analyse MA considèrent qu’une absence de défaut d’un organe esclave OEj est confirmée lorsque le compteur c(j) associé à ce dernier OEj atteint la valeur minimale Cmin dans le second intervalle de temps it2 prédéfini, après être parti de la valeur maximale Cmax. Cette option plus contraignante permet de garantir qu’un organe esclave OEj qui présentait un défaut confirmé ne présente désormais plus de défaut.

On notera également que les moyens d’analyse MA peuvent être aussi agencés de manière à ne pas agir sur la valeur en cours du compteur c(j) qui est associé à un organe esclave OEj lorsque le paramètre p(j) associé à ce dernier (OEj) est dans un second état qui est représentatif de la non déclaration de présence physique de cet organe esclave OEj sur le réseau RC. En effet, dans cette situation le problème est du côté de l’organe maître OM (qui n’a pas transmis sa trame de lecture), et donc il ne servirait à rien d’attendre une trame de lecture issue d’un organe esclave OEj pendant son créneau temporel (ou slot) prédéfini dans la table de programmation, alors même que cet organe esclave OEj n’a pas reçu de trame de lecture de l’organe maître OM.

A titre d’exemple le second état d’un paramètre p(j) est une valeur égale à zéro (0). Mais il pourrait également s’agir d’une valeur égale à un (1), par exemple. Elle est en tout cas différente de la valeur du premier état.

On notera également que le dispositif de supervision DS peut aussi comprendre, comme illustré non limitativement sur la figure 1, des moyens de stockage MS chargés de stocker une valeur qui est représentative d’un défaut confirmé d’un organe esclave OEj chaque fois que les moyens d’analyse MA considèrent qu’il existe un tel défaut confirmé. Cela permet en effet de conserver une trace de chaque défaut confirmé d’un organe esclave OEj, et donc de connaître facilement dans un service après-vente, par lecture du contenu des moyens de stockage MS au moyen d’un équipement d’analyse (ou de diagnostic), chaque organe esclave OEj ayant fait l’objet d’un défaut confirmé.

Ces moyens de stockage MS peuvent, par exemple, se présenter sous la forme d’une mémoire, éventuellement de type logiciel.

On notera également que les moyens de stockage MS pourraient être aussi propres à stocker une valeur qui est représentative d’une fin de défaut confirmé chaque fois que les moyens d’analyse MA considèrent (ou déterminent) qu’une absence de défaut d’un organe esclave OEj est confirmée. Ainsi la lecture du contenu des moyens de stockage MS au moyen de l’équipement d’analyse (ou de diagnostic) peut permettre d’attirer l’attention sur un organe esclave OEj ayant un comportement suspect.

On notera également que les moyens d’analyse MA peuvent, par exemple, être réalisés sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou « software ») stockés dans une mémoire de l’organe maître OM, par exemple du microcontrôleur MC. Mais dans une variante ils pourraient être réalisés sous la forme d’une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels, comme c’est par exemple le cas d’un circuit intégré de type FPGA (« Field Programmable Gate Array ») ou ASIC (circuit spécialisé).

On notera également que lorsque l’organe maître OM est mis en fonctionnement (ou alimenté), les moyens d’analyse MA réinitialisent de préférence soit à la valeur Cmin chaque valeur d’un compteur c(j) associé à un organe esclave OEj pour lequel existait une absence de défaut confirmée à la fin de son dernier fonctionnement (c’est-à-dire avant que l’on cesse de l’alimenter), soit à la valeur Cmax chaque valeur d’un compteur c(j) associé à un organe esclave OEj pour lequel existait un défaut confirmé à la fin de son dernier fonctionnement. Cette option est destinée à ne pas confirmer d’emblée un défaut lors d’une mise en fonctionnement si la valeur représentative de ce défaut confirmé avait été stockée avant la fin du dernier fonctionnement de l’organe maître OM.

Grâce à l’invention, la supervision des organes esclaves est indépendante de la configuration du système comprenant le réseau de communication (par exemple un véhicule). Cela résulte du fait que l’on ne se préoccupe que des organes esclaves qui sont présents physiquement (c’est-àdire qui répondent aux entêtes que leur transmet l’organe maître dans ses trames d’écriture). Par conséquent, cela permet de limiter la diversité logicielle dans les organes maîtres. De plus, l’invention n’induit pas de surcoût de matériel.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de supervision (DS) pour un organe maître (OM) d’un réseau de communication (RC) multiplexé adapté à la transmission de trames de données entre ledit organe maître (OM) et au moins un organe esclave (OEj) dans des créneaux temporels définis dans au moins une table de programmation, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens d’analyse (MA) i) plaçant dans un premier état un paramètre p(j) associé à un organe esclave (OEj) lorsque ce dernier (OEj) est déclaré présent physiquement sur ledit réseau (RC), ii) incrémentant d’une unité une valeur en cours d’un compteur c(j) associé à un organe esclave (OEj) chaque fois que ledit organe maître (OM) ne reçoit pas de trame de lecture de cet organe esclave (OEj) alors que ledit paramètre p(j) associé à ce dernier (OEj) est dans son premier état, et iii) considérant qu’il existe un défaut confirmé d’un organe esclave (OEj) lorsque ledit compteur c(j) associé à ce dernier (OEj) atteint une valeur maximale dans un premier intervalle de temps prédéfini.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d’analyse (MA) considèrent qu’il existe un défaut confirmé d’un organe esclave (OEj) lorsque ledit compteur c(j) associé à ce dernier (OEj) atteint ladite valeur maximale dans ledit premier intervalle de temps prédéfini, après être parti d’une valeur minimale.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d’analyse (MA) décrémentent d’une unité ladite valeur en cours du compteur c(j) associé à un organe esclave (OEj) chaque fois que ledit organe maître (OM) reçoit une trame de lecture de cet organe esclave (OEj) alors que ledit paramètre p(j) associé à ce dernier (OEj) est dans son premier état, et considèrent qu’une absence de défaut d’un organe esclave (OEj) est confirmée lorsque ledit compteur c(j) associé à ce dernier (OEj) atteint une valeur minimale dans un second intervalle de temps prédéfini.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d’analyse (MA) considèrent qu’une absence de défaut d’un organe esclave (OEj) est confirmée lorsque ledit compteur c(j) associé à ce dernier (OEj) atteint ladite valeur minimale dans ledit second intervalle de temps prédéfini, après être parti de ladite valeur maximale.
5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit second intervalle de temps prédéfini est égal audit premier intervalle de temps prédéfini.
6. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens d’analyse (MA) n’agissent pas sur la valeur en cours du compteur c(j) associé à un organe esclave (OEj) lorsque ledit paramètre p(j) associé à ce dernier (OEj) est dans un second état représentatif de la non déclaration de présence physique de cet organe esclave (OEj) sur ledit réseau (RC).
7. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de stockage (MS) stockant une valeur représentative d’un défaut confirmé d’un organe esclave (OEj) chaque fois que lesdits moyens d’analyse (MA) considèrent qu’il existe un tel défaut confirmé.
8. Organe maître (OM) propre à faire partie d’un réseau de communication (RC) multiplexé adapté à la transmission de trames de données entre ledit organe maître (OM) et au moins un organe esclave (OEj) dans des créneaux temporels définis dans au moins une table de programmation, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de supervision (DS) selon l’une des revendications précédentes.
9. Véhicule (V) comprenant un réseau de communication (RC) multiplexé, comprenant au moins un organe esclave (OEj) et adapté à la transmission de trames de données dans des créneaux temporels définis dans au moins une table de programmation, caractérisé en ce qu’il comprend un organe maître (OM) selon la revendication précédente, connecté audit réseau de communication (RC).
10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit réseau de communication (RC) est de type LIN ou FLEXRAY.