Systèmes embarqués automobiles M.A.DAYMI/N.ROKBANI Cours Systèmes embarqués dédiés au transport MPSE2 M.A.Daymi/N.ROKBANI1.

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1 Systèmes embarqués automobiles M.A.DAYMI/N.ROKBANI Cours Systèmes embarqués dédiés au transport MPSE2 M.A.Daymi/N.ROKBANI1

2 Contraintes du transport.  Sécurité,  Confort,  Rentabilité,  Poids,  Rapidité. M.A.Daymi/N.ROKBANI2

3 3 Automobile/Système Embarqué Coût des systèmes électroniques embarqués  37 000 M$ (1995)  60 000 M$ (2000) Production de véhicules  40 millions (1998)  60 millions (2010) Coût de l’électronique embarquée Coût du véhicule > 20% Logiciel  1,1 KBytes (1980)  2MBytes (2000)  10MBytes (2004)

4 M.A.Daymi/N.ROKBANI4 Automobile/Système Embarqué 0 5 10 15 20 25 19202000198019602010 Électricité de base Génèse de l’électronique automobile Prolifération de l’électronique Lampes, radio, démarreur, dynamo Allumage électronique Alternateur Injection électronique Régulateur de vitesse Multimédia, Soupapes électromagnétiques Intégration et maturité des systèmes électriques & électroniques % du coût de l ’électronique dans le véhicule Multiplexage, ABS 30 35 1940 Télématique, alternodémarreur Gestion d’énergie Extrait de la présentation de Joseph Beretta / PSA - 16 et 17 Juin 2003 – http://www.systemes-critiques.org/SECC/

5 M.A.Daymi/N.ROKBANI5 Automobile/Système Embarqué Lois sur le niveau d’émission de gaz d’échappement Demande du client final Demande du constructeur Technologie logicielle –Confort –Sécurité –Coût –Time to market –Coût nouveaux services développés facilement 90% innovation par l’électronique embarquée chez Daimler Chrysler

6 6 Automobile/Système Embarqué coût des composants et matériels performance et fiabilité des composants et matériels – domaine automobile versus composants électroniques M.A.Daymi/N.ROKBANI

7 7 Automobile/Système Embarqué Composants électroniques et le contexte automobile GHz 1 0,1 1992200020042008 3,4GHz 56MHz mm 300 100 1992200020042008  m  m Puissance des processeursTaille des circuits imprimés Composants électroniques Composants électroniques dans l’automobile M.A.Daymi/N.ROKBANI

8 8 Automobile/Système Embarqué Émergence des réseaux et instruments de terrain – Réduction de câblage 40% poids pour une portière Mercedes 41% de longueur de câble entre les Peugeot 306 et 307 – Partage des capteurs – Amélioration des fonctions disponibilités d’informations sur l’état des autres systèmes embarqués évolutivité des systèmes embarqués (« plug and play ») M.A.Daymi/N.ROKBANI

9 9 Complexité architecturale Airbags Doors Steering Wheel -ctl ABS Power Train A-C Radio... Amplifier Chassis - Power Train Network Chassis - Power Train Network ISU Comfort Network Comfort Network Body Network Body Network Architecture de communication complexe Calculateurs Fonctions critiques PSA communication service

10 M.A.Daymi/N.ROKBANI10 Complexité architecturale – Nombre de réseaux 3 (voiture de gamme moyenne)  10 (VW Phaeton) – Nombre de calculateurs ~30 (voiture de gamme moyenne), 61 (VW Phaeton), 70 (BMW Séries 7)  80 dans les modèles haut de gamme – Nombre d’informations échangées au sein du véhicule ~2500 (VW Phaeton) PSA communication service

11 M.A.Daymi/N.ROKBANI11 Complexité architecturale 1970 Taille mémoire CX Citroën = 1,1 Ko. Automobile. MULTIMEDIA A320 = 5 Mo Airbus 1Mo 1980 199020002010 10Mo 100Ko 10Ko 1Ko A300 = 23 Ko A340 = ?? A330 = 12 Mo 607 Peugeot = 2 Mo. Augmentation de la taille du code Extrait de la présentation de Joseph Beretta / PSA 16 et 17 Juin 2003 http://www.systemes-critiques.org/SECC/

12 Système complet de contrôle moteur, M.A.Daymi/N.ROKBANI12

13 Principe. M.A.Daymi/N.ROKBANI Un contrôle electronique totale du système. Centraliser toute la commande en un seul dispositif. Assurer une optimalité globale du fonctionnement. Répartir les fonctions vitales sur des contrôleurs locaux. Synchroniser l’ensemble de la solution par un RLI (CAN). Gérer la sécurité de fonctionnement locale en mode répartit. 13

14 Synoptique du système M.A.Daymi/N.ROKBANI14

15 Exemple de contrôleur répartie “Régulateur/Limiteur de vitesse.” M.A.Daymi/N.ROKBANI15

16 Fonctionnement de la régulation de vitesse. Une entrée analogique : retour pédale d’accélération. Une entrée TOR : retour de la pédale de frein. Une entrée TOR (2) : retour de la pédale d’embrayage. Les entrées de commande de la console du conducteur. (généralement TOR) L’ensemble est câblé sur un circuit programmable(µC) M.A.Daymi/N.ROKBANI16

17 Fonctionnement de la régulation de vitesse. Le système suit une consigne de vitesse introduite par l’utilisateur. Le système optimise ainsi la consommation en éliminant les variations du régime moteur. Le système doit tenir compte d’une variation brusque de consigne ( dépassement, freinage, changement de rapport). Optimiser les commandes utilisateur/ sécurité et l’optimalité du système. M.A.Daymi/N.ROKBANI17

18 Exemple de contrôleur répartie “Contrôleur du système d’alimentation” M.A.Daymi/N.ROKBANI18

19 Principe de fonctionnement C’est un contrôleur dit d’habitacle. Il gère : – La sécurité de la mise en marche. – La sécurité de l’habitacle : éclairage, contrôle de la fermeture des portes, contrôle des ceintures de sécurités… etc. – Le système de génération d’énergie. – Le système de recharge de la batterie. M.A.Daymi/N.ROKBANI19

20 Exemple de contrôleur répartie “Le Système de freinage avec ABS + ESP”, M.A.Daymi/N.ROKBANI20

21 Principe Eviter le blocage des roues lors du freinage. Corriger la consigne de direction en fonction de la vitesse. Optimisation de la réduction de l’angle de braquage. Ajustement dynamique de la stabilité (contrôle différentiel des couples moteurs /roue). M.A.Daymi/N.ROKBANI21

22 Synoptique du système M.A.Daymi/N.ROKBANI22

23 Synoptique du système M.A.Daymi/N.ROKBANI23

24 M.A.Daymi/N.ROKBANI Système de freinage avec ABS + ESP. Système d’action différentiel (PO) 24

25 Exemple de contrôleur répartie “Système de protection airbags”. M.A.Daymi/N.ROKBANI25

26 Schéma Synoptique M.A.Daymi/N.ROKBANI26

27 Principe Détection de choc « différentiel de l’accélération ». Le système ouvre des vannes d’aire comprimé. L’aire gonfle les coussins de protections  blocage du passager au niveau des sièges  réduction des effets de chocs sur les passagers. Pour les chocs latéraux des capteurs spécifiques sont installées. Dans certain modèle : – Le système lance un cycle de freinage ( Volvo). – Bloque l’arrivée du carburant. – Déclenche une balise de détresse. M.A.Daymi/N.ROKBANI27

28 FIN Aux questions……….!!!!!! M.A.Daymi/N.ROKBANI28