FR3112860A1 - Dispositif de détection automatique de couplage entre dispositifs électroniques - Google Patents
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Abstract
Calculateur (4) électronique comprenant une première broche (4_1) de calculateur, une deuxième broche (4_2) de calculateur, une troisième broche (4_3) de calculateur, caractérisé en ce qu’il comporte une première résistance (110) et une seconde résistance (120) couplées en série entre la première broche (4_1) de calculateur et la deuxième broche (4_2) de calculateur, et en ce qu’un transistor (130) est couplé entre une première broche (110_1) de première résistance et une seconde broche (110_2) de première résistance. Figure 4
Description
La présente invention se rapporte de manière générale au couplage de dispositifs électronique. L'invention trouve des applications, en particulier, dans le domaine automobile. Elle peut être mise en œuvre, par exemple dans un calculateur électronique.
Un véhicule automobile comporte de nos jours de plus en plus d’électronique embarquée comme, par exemple, des capteurs couplés à des calculateurs électronique. Cette électronique embarquée nécessite une connectique plus ou moins complexe dans le véhicule automobile.
Dans le cas d’un moteur à combustion interne des capteurs sont utilisés et couplés à au moins un calculateur électronique tel un calculateur de contrôle moteur pour assurer le bon fonctionnement dudit moteur à combustion interne et permettre ainsi une meilleure maîtrise de la consommation en carburant et donc une maîtrise de l’émission de polluants dans l’atmosphère.
Pour réaliser ces capteurs, il est connu de l’art antérieur d’utiliser un capteur de type source de tension positionné face à une cible crantée mobile. Ledit capteur présente de façon générale trois broches de capteur pour transférer un signal de détection sous la forme d’une variation de tension vers le calculateur de contrôle moteur.
Depuis quelques années, une nouvelle technologie de capteur a été développée, ce sont des capteurs de type source de courant. Ces capteurs délivrent une information sous forme d’une variation en courant.
En fonction du type de capteur utilisé, il existe au niveau du calculateur de contrôle moteur une interface hardware dédiée et différente permettant le couplage dudit capteur audit calculateur de contrôle moteur. Cette interface permet, entre autre, avec une électronique adaptée (dans le calculateur électronique) de générer et recevoir des signaux électriques adéquats pour gérer dans le cas d’espèce le moteur à combustion interne.
Ainsi, il est nécessaire, lors de la conception du calculateur de contrôle moteur, de modifier son interface hardware en fonction du type de capteur connecté, c'est-à-dire un capteur de type source de tension ou un capteur de type source de courant. Par conséquent, il n’est plus possible une fois le choix du capteur réalisé de changer de type de capteur, par exemple durant la vie du véhicule, car l’interface hardware n’est pas adaptative.
L’invention propose un calculateur électronique comprenant une première broche de calculateur, une deuxième broche de calculateur, une troisième broche de calculateur. Le calculateur comporte en outre, une première résistance et une seconde résistance couplées en série entre la première broche de calculateur et la deuxième broche de calculateur, et en ce qu’un transistor est couplé entre une première broche de première résistance et une seconde broche de première résistance.
Avantageusement, il est possible de sélectionner une impédance sur les broches du calculateur électronique compatible avec le type de capteur connecté.
Par exemple, le transistor comporte une première broche de transistor couplée à la première broche de première résistance, et une deuxième broche de transistor couplée d’une part à une première broche de seconde résistance et d’autre part à la seconde broche de première résistance permettant la sélection d’une ou plusieurs résistances.
En variante, le transistor est adapté pour court-circuiter la première résistance afin d’obtenir une impédance moindre aux bornes du calculateur électronique permettant la connexion avec un capteur de type source de courant.
Dans un exemple de réalisation, le transistor est un transistor de type MOS, ou bien un transistor de type IGBT permettant une optimisation de l’intégration dans le calculateur électronique.
Dans une autre variante, le transistor est un transistor bipolaire ou un relais.
Un exemple préféré de réalisation de l’invention va maintenant être décrit en référence aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 illustre un capteur 2 de type source de tension de l’art antérieur couplé par exemple à un calculateur 4 de contrôle moteur. Le capteur 2 de type source de tension est par exemple un capteur dédié à la détection du positionnement d’un arbre à cames d’un moteur à combustion interne à travers le passage de dents de ladite cible devant ledit capteur 2 de type source de tension. Un tel capteur 2 de type source de tension comporte généralement trois broches avec une première broche 2_1 de capteur couplée, par exemple à une première broche 4_1 de calculateur et adaptée pour alimenter ledit capteur 2 de type source de tension en énergie électrique ; une deuxième broche 2_2 de capteur couplée à une deuxième broche 4_2 de calculateur dédiée à la réception d’un signal représentatif de la position de l’arbre à cames ; et enfin une troisième broche 2_3 de capteur couplée à une troisième broche 4_3 de calculateur qui est généralement couplée à une masse électrique du véhicule automobile. La structure interne du capteur 2 de type source de tension est bien connue de l’homme de l’art elle ne sera pas présentée en détail ici.
Le calculateur 4 de contrôle moteur présente une interface hardware 6 comportant par exemple un module d’alimentation de capteur 8 et un module de traitement de signal 10.
Le module d’alimentation de capteur 8 est adapté pour alimenter en énergie électrique le capteur 2 de type source de tension. Pour ce faire, il présente une première broche 8_1 de module d’alimentation de capteur adaptée pour générer ladite alimentation en énergie électrique vers ledit capteur 2 de type source de tension à travers la première broche 4_1 de calculateur. Par exemple, l’alimentation en énergie électrique présente une valeur de 5V. La structure interne du module d’alimentation de capteur 8 est bien connue de l’homme de l’art et de nombreuses variantes sont à disposition de celui-ci.
Dans un exemple de réalisation, le module d’alimentation de capteur 8 comporte une alimentation en énergie électrique qui peut être une alimentation interne du calculateur 4 de contrôle moteur et une résistance 12 dite de « pull-up ». Ladite résistance 12 de pull-up a pour rôle de polariser le capteur 2 de type source de tension. La résistance 12 de pull-up comporte une première broche 12_1 de résistance couplée d’une part à l’alimentation en énergie électrique et d’autre part à la première broche 8_1 de module d’alimentation de capteur. Elle comporte en outre, une seconde broche 12_2 de résistance couplée à une seconde broche 8_2 de module d’alimentation en énergie électrique.
Le module de traitement de signal 10 est adapté pour mettre en forme et/ou filtrer un signal provenant du capteur 2 de type source de tension. Pour ce faire, le module de traitement de signal 10 comporte une première broche 10_1 de module de traitement de signal, une deuxième broche 10_2 de module de traitement de signal et une troisième broche 10_3 de module de traitement de signal.
Par exemple, la première broche 10_1 de module de traitement de signal est couplée à la deuxième broche 4_2 de calculateur et également à la troisième broche 10_3 de module de traitement de signal. La deuxième broche 10_2 de module de traitement de signal est couplée à la troisième broche 4_3 de calculateur et la troisième broche 10_3 de module de traitement de signal est couplée à la seconde broche 8_2 de module d’alimentation en énergie électrique. Une quatrième broche 10_4 de module de traitement de signal est adaptée pour générer un signal filtré vers au moins une autre fonction du calculateur 4 de contrôle moteur.
En outre, la structure interne du module de traitement de signal 10 peut comporter une première capacité 14 présentant une première broche 14_1 de première capacité et une seconde broche 14_2 de première capacité. La seconde broche 14_2 de première capacité est couplée à la masse électrique et la première broche 14_1 de première capacité est couplée d’une part à une première broche 16_1 de résistance et d’autre part à la troisième broche 10_3 de module de traitement de signal. En outre, la troisième broche 10_3 est couplée à la première broche 10_1. Le module de traitement de signal 10 présente en outre, une résistance 16 présentant une seconde broche 16_2 de résistance. La seconde broche 16_2 de résistance est couplé à la quatrième broche 10_4 de module de traitement de signal. Les valeurs des différents éléments, comme les résistances et la capacité sont bien connues de l’homme de l’art et par conséquent ne sont pas données ici.
La figure 2 présente un exemple de capteur 20 de type source de courant de l’art antérieur. Ce capteur 20 de type source de courant fonctionne et est couplé au calculateur 4 de contrôle moteur. Le capteur 20 de type source de courant délivre une information sous la forme d’une variation de courant nécessitant une interface hardware 6 différente au niveau du calculateur 4 de contrôle moteur pour pouvoir détecter des niveaux de courant proches provenant du capteur 20 de type source de courant.
Pour ce faire, il peut être utilisé une résistance 30 nommée par l’homme de l’art résistance de shunt comportant une première broche 30_1 de résistance et une seconde broche 30_2 de résistance. La première broche 30_1 de résistance est couplée à l’alimentation électrique dudit calculateur 4 de contrôle moteur, la seconde broche 30_2 de résistance est couplée d’une part à la deuxième broche 4_2 de calculateur et d’autre part à une première broche 32_1 de dispositif de conversion. Le dispositif de conversion 32 est adapté pour comparer et adapter la tension appliquée sur la seconde broche 30_2 de résistance et la tension de référence appliquée sur la deuxième broche 32_2 de dispositif de conversion.
Le dispositif 32 de conversion est dans un exemple de réalisation un montage comparateur réalisé à l’aide d’un amplificateur opérationnel. Le dispositif 32 de conversion présente en outre, une deuxième broche 32_2 de dispositif de conversion couplée à une tension de référence. La valeur de la tension de référence peut être par exemple 4,5V. En outre, le dispositif 32 de conversion présente une troisième broche 32_3 de dispositif de conversion couplée à des fonctions internes du calculateur 4 de contrôle moteur. Cette dernière est donc adaptée pour générer un signal électrique sous forme d’au moins deux niveaux de tension représentatifs du courant traversant la résistance 30 de shunt. Préférentiellement, la résistance 30 de shunt présente une valeur relativement faible de l’ordre par exemple de 10 Ohms.
Comme mentionné plus haut dans le texte de la description, pour chaque type de capteur 2 ou 20 il est donc nécessaire en amont de modifier la structure interne de l’interface hardware 6.
La figure 3 montre une interface hardware 6 permettant le couplage soit d’un capteur de type source de tension ou un capteur de type source de courant sans modifier en amont la structure interne de l’interface hardware 6.
Pour ce faire, l’interface hardware 6 comporte un module d’adaptation 50 et un module de traitement 60 permettant de connecter indifféremment au calculateur 4 de contrôle moteur un capteur 2 de type source de tension ou un capteur 20 de type source de tension sans modifier l’interface interne dudit calculateur 4 de contrôle moteur.
Le module d’adaptation 50 présente dans un mode de réalisation de l’invention, une première broche 50_1 de module d’adaptation, une deuxième broche 50_2 de module d’adaptation, une troisième broche 50_3 module d’adaptation couplées respectivement, à la première broche 4_1 de calculateur, à la deuxième broche 4_2 de calculateur à la troisième broche 4_3 de calculateur. Le module d’adaptation 50 présente en outre, au moins une quatrième broche 50_4 de module d’adaptation.
La première broche 50_1 de module de détection de capteur, la deuxième broche 50_2 de module de détection de capteur et la troisième broche 50_3 de module de détection de capteur sont adaptées pour recevoir des signaux provenant d’un capteur 2, 20 couplé audites broches.
Ainsi, par exemple, lorsque le capteur 2, 20 couplé au calculateur 4 de contrôle moteur est un capteur 2 de type source de tension, alors le module d’adaptation 50 sélectionne entre les broches dudit calculateur 4 (couplées au capteur 2) une résistance avec une impédance élevée de l’ordre de 1000 Ohms. Le circuit électronique équivalent dans ce mode de réalisation est alors le circuit représenté à la figure 1. Le fonctionnement du module d’adaptation 50 dans ce mode de réalisation est également semblable à celui du circuit électronique de la figure 1 présentée précédemment.
Dans le cas où le capteur 20 est un capteur de type source de courant alors le module d’adaptation 50 sélectionne entre les broches dudit calculateur 4 (couplées au capteur 20) une résistance avec une impédance relativement faible de l’ordre de 10 Ohms. Par exemple, le circuit électronique équivalent dans ce mode de réalisation est le circuit représenté à la figure 2 ; le fonctionnement est également identique à celui de la figure 2.
La figure 4 présente un exemple de réalisation du module d’adaptation 50 ainsi que du module de traitement 60 qui sont rassemblés dans une interface hardware 100 permettant le couplage soit d’un capteur 2 de type source de tension soit d’un capteur 20 de type source de courant sans modifier en amont la structure interne de l’interface hardware 100.
Pour ce faire, astucieusement, il est proposé une interface hardware 100 adaptée pour connecter indifféremment au calculateur 4 de contrôle moteur un capteur 2 de type source de tension ou un capteur 20 de type source de courant sans aucun besoin de modification de l’interface hardware 100 dudit calculateur 4 de contrôle moteur. Ainsi, avantageusement, l’interface hardware 100 est compatible avec les deux types de capteurs 2, 20.
L’interface hardware 100 comporte dans un mode de réalisation préféré, une première entrée 100_1 d’interface hardware, une deuxième entrée 100_2 d’interface hardware, une troisième entrée 100_3 d’interface hardware couplées respectivement à la première broche 4_1 de calculateur à la deuxième broche 4_2 de calculateur et à la troisième broche 4_3 de calculateur. L’interface hardware 100 comporte, en outre, une première sortie 100_4 d’interface hardware couplée à des dispositifs internes et/ou externes du calculateur 4 de contrôle moteur.
L’interface hardware 100 comporte une première résistance 110, une seconde résistance 120, un transistor 130, et un comparateur 140.
La première résistance 110 comporte une première broche 110_1 de première résistance et une seconde broche 110_2 de première résistance. La seconde résistance 120 comporte une première broche 120_1 de seconde résistance et une seconde broche 120_2 de seconde résistance 120. La première broche 110_1 de première résistance est couplée d’une part à la première broche 100_1 d’interface hardware et d’autre part à une première broche 130_1 de transistor. La seconde broche 110_2 de première résistance est couplée d’une part à la première broche 120_1 de seconde résistance et d’autre part à une deuxième broche 130_2 de transistor. En outre, le transistor 130 comporte une troisième broche 130_3 de transistor correspondant dans le cas d’un transistor 130 de type MOS pour Métal Oxyde Semiconducteur à la grille comme le sait l’homme de l’art.
La seconde broche 120_2 de seconde résistance est couplé d’une part à la deuxième broche 100_2 d’interface hardware et d’autre part à une seconde entrée 140_2 de comparateur. Le comparateur 140 comporte en outre, une première entrée 140_1 couplée à une tension de référence qui peut présenter dans un exemple de réalisation une valeur de 4,5V. La première sortie 140_3 de comparateur est couplée à la première sortie 100_4 d’interface hardware. La troisième entrée 100_3 d’interface hardware est couplée à une masse du véhicule automobile.
Avantageusement, grâce à l’interface hardware 100 selon l’invention et plus précisément grâce à la combinaison du couplage de la première résistance 110, de la seconde résistance 120 et du transistor 130 il est possible de sélectionner une valeur d’impédance faible correspondant à la valeur de la seconde résistance 120 ou une valeur d’impédance importante correspondant à la valeur de la première résistance 110 ajoutée à la valeur de la seconde résistance 120 entre la première broche 100_1 d’interface hardware et la deuxième broche 100_2 d’interface hardware. Il est entendu par valeur d’impédance faible une valeur de l’ordre de la dizaine d’Ohms et par valeur d’impédance importante une valeur de l’ordre du millier d’Ohms. Ainsi, avantageusement, grâce à la sélection de la valeur d’impédance il est possible de connecter aux bornes du calculateur 4 indifféremment un capteur 2 de type source de tension ou un capteur 20 de type source de courant sans modification de l’interface hardware 100.
Avantageusement, grâce à l’invention, la détection du type de capteur 2, 20 est réalisée instantanément avant par exemple le démarrage du moteur à combustion interne. En outre, il est grâce à l’invention possible de changer le capteur 2, 20 et aussi changer de type de capteur sans réaliser de calibration logicielle.
Ainsi, grâce à l’invention, il est maintenant possible de coupler indifféremment à un calculateur de contrôle moteur un capteur de type source de tension ou de type source de courant sans calibration au préalable. En outre, astucieusement, aucune calibration logicielle n’est nécessaire.
Dans une variante de réalisation, il est également utilisé dans l’interface hardware un module d’enregistrement (non représenté sur les figures) permettant, après la détection du type de capteur, d’enregistrer le type de capteur connecté audit calculateur de contrôle moteur. Ainsi, il est astucieusement réalisé à chaque démarrage une réinitialisation du type de capteur couplé audit calculateur de contrôle moteur.
Dans une autre variante, l’interface hardware comporte un module de détection des dents sur le signal délivré par le capteur.
Claims (6)
- Calculateur (4) électronique comprenant une première broche (4_1) de calculateur, une deuxième broche (4_2) de calculateur, une troisième broche (4_3) de calculateur, caractérisé en ce qu’il comporte une première résistance (110) et une seconde résistance (120) couplées en série entre la première broche (4_1) de calculateur et la deuxième broche (4_2) de calculateur, et en ce qu’un transistor (130) est couplé entre une première broche (110_1) de première résistance et une seconde broche (110_2) de première résistance.
- Calculateur (4) électronique selon la revendication 1 dans lequel, le transistor (130) comporte une première broche (130_1) de transistor couplée à la première broche (110_1) de première résistance, et une deuxième broche (130_2) de transistor couplée d’une part à une première broche (120_1) de seconde résistance et d’autre part à la seconde broche 110_2 de première résistance.
- Calculateur (4) électronique selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2 dans lequel le transistor (130) est adapté pour court-circuiter la première résistance (110).
- Calculateur (4) électronique selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel le transistor (130) est un transistor de type MOS.
- Calculateur (4) électronique selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel le transistor (130) est un transistor de type IGBT.
- Calculateur (4) électronique selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel le transistor (130) est un transistor de type bipolaire.
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