Brevet FR2887051A1 — publié le 20061215

SYSTÈME DE COMMANDE ET D'ALIMENTATION ELECTRIQUE POUR SIEGES D'AVION La présente invention concerne un système de commande et 5 d'alimentation électrique pour une pluralité de sièges de passagers d'avion. L'invention concerne notamment les sièges dits "luxe" destinés plus particulièrement aux premières classes et aux classes affaires et économique destinés plus particulièrement aux classes économiques. Ces sièges comprennent d'une part des équipements de motorisation pour régler les différentes parties du siège, et d'autre part des équipements de divertissement tels que vidéo, audio, téléphonie, informatique... Ces équipements prennent une place de plus en plus importante en termes de coûts, de poids et de complexité, de sorte que leur optimisation devient essentielle. Actuellement, ces systèmes d'alimentation électrique et de commande sont généralement réalisés comme représenté à la figure 1. Un premier boîtier 1 est relié, d'une part au bus "avion" 2 d'où il reçoit les données audio, vidéo, Internet..., et d'autre part à une ligne d'alimentation 3 qui lui fournit une tension de 115 V à 400 Hz. Ce boîtier alimente et fournit en données divers équipements de "divertissement" tels qu'un écran 4, un combiné téléphonique 5, un clavier 6 et un casque audio 7. Le boîtier 1 alimente en tension de 115 V à 400 Hz également un convertisseur de tension 8 qui alimente à son tour une prise d'alimentation 9 pour un ordinateur personnel et des éléments de signalisation 10. 2887051 2 Le boîtier 8 alimente en tension de 115 V à 400 Hz également un boîtier 12 de commande des équipements de réglage du siège. Le boîtier 12 est relié aux actionneurs 13, 14, 15 du siège, au dispositif 16 de massage lombaire, au clavier de commande 17 et à la liseuse 18 (éclairage individuel). On constate que les fonctions concernant la circulation des informations (boîtier 1) et le pilotage du système d'actionnement (boîtier 12) sont intégrées dans des boîtiers séparés. Or ces fonctions non seulement font toutes deux appel à du traitement numérique par microprocesseur, mais elles nécessitent leurs propres convertisseurs 400 Hz/CC. On trouve également un autre convertisseur 8 dont la fonction principale est de fournir la tension 115 V-60 Hz nécessaire à l'alimentation d'un ordinateur portable. Accessoirement, ce convertisseur délivre du 12 V-CC pour de la signalisation et sert de relais pour le réseau de bord 115 V400 Hz. Ainsi, le réseau de bord transite du boîtier 1 via un coffret convertisseur 8. Par ailleurs, les différents équipements nécessaires à la motorisation du siège (actionneurs, clavier...) sont reliés au boîtier 12 par autant de câbles qu'il y a d'équipements (liaison multifilaire). Dans une variante, le convertisseur de tension 8 et le boîtier 12 peuvent être alimenté directement par la ligne d'alimentation 3 de l'avion. Dans une variante, une liaison de type RS485 peut être mise en place entre le boîtier 1 et le convertisseur de tension 8 et le boîtier 12 afin d'assurer un contrôle des puissances consommées. 2887051 3 On comprend donc qu'il y a duplication de composants, multiplication de coffrets et de connecteurs, et allongement des câbles de liaison. Cela a pour conséquence d'augmenter de la masse de l'ensemble, de grever le coût, d'accroître le risque de pannes et de compliquer d'autant plus le câblage du boîtier 1 peut desservir trois ou quatre sièges alors que le convertisseur de tension 8 et le boîtier 12 n'en desservent que deux. II faut en outre noter que les équipements ne sont généralement compatibles qu'avec leurs propres électroniques de commande. De plus, les deux systèmes ne sont pas complètement indépendants. Les alimentations peuvent en effet transiter d'un coffret à un autre, et certains équipements tels que les claviers peuvent être communs aux deux systèmes. La présente invention vise à pallier ces inconvénients. À cet effet, l'invention a pour objet un système de commande et d'alimentation électrique pour une pluralité de sièges de 20 passagers d'avion, ce système comprenant au moins: une unité centrale; - des moyens d'alimentation électrique de l'unité centrale; des moyens de connexion de l'unité centrale au bus avion de fourniture de données; - un bus haut débit agencé pour être connecté aux équipements de divertissement; - un bus bas débit agencé pour être connecté aux équipements de confort; chacun desdits bus étant relié à l'unité centrale et 30 comportant des fils pour la transmission de données et deux fils pour l'alimentation électrique et étant agencés pour être reliés; - des périphériques de type media disposant d'une intelligence (communication sur bus, décompression de données vidéo et audio...) ; et 2887051 4 - des périphériques de type confort disposant d'une intelligence (communication sur bus, conversion d'informations analogiques en numériques, commande de puissance... ). Dans un mode de réalisation particulier, l'unité centrale est agencée pour être connectée à un dispositif de contrôle et de commande accessible par le personnel de bord. Également dans un mode de réalisation particulier, la tension 10 dans les fils d'alimentation électrique des deux bus est de 24 V continu. Selon un mode de mise en oeuvre particulier, le (les) bus haut débit est un (sont des) bus Ethernet 10/100/1000BaseT. Dans une variante, le (les) bus bas débit est un (sont des) 15 bus CAN. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens (22) d'alimentation électrique transforment le courant alternatif 115 V de fréquence 360/800 Hz en courant continu de tension 24 V. L'invention se rapporte également à une architecture informatique pour la commande d'une pluralité de sièges de passagers d'avion comprenant: - une alimentation électrique; - deux hubs de réseau; - une sous-unité média comprenant un disque dur et étant reliée à chacun des deux hubs; - une sous-unité confort reliée d'une part à ladite sous-unité média , et d'autre part à des capteurs et actionneurs externes par l'intermédiaire de bus CAN; - l'un des hubs étant reliée à l'extérieur via une interface d'entrée et une interface de sortie; - l'autre hub étant relié à des écrans tactiles intelligents externes. 2887051 5 Selon un mode de réalisation particulier, les deux hubs de réseau sont en Ethernet 10/100/1000BaseT. Selon un mode de réalisation, ladite architecture informatique comporte en outre une pluralité d'écrans intelligents, chacun de ces 5 écrans intelligents étant constitué de: D'un écran d'affichage couleur LCD TFT avec une dalle tactile; D'une mini unité centrale afin d'assurer l'intelligence (communication, décompression vidéo et son) ; D'une sortie son pour le raccordement du casque; D'une liaison pour le raccordement de la mannette de jeu; D'une liaison USB pour le raccordement de périphériques tels que: appareil photo numérique, clavier, téléphone, etc. ; D'une liaison 10/100/1000BaseT pour le dialogue avec l'unité centrale et sur laquelle circuleront différentes informations: Les programmes vidéo sous la forme d'images compressées en MPEG; Les programmes audio; La communication téléphonique; Les ordres du passager via la dalle tactile et à destination de l'unité centrale. Selon un mode de mise en oeuvre particulier, ladite sous-unité média (114) comporte des moyens hertziens (128) de communication (Wifi, Bluethooth, ...) permettant d'assurer des fonctions de communication avec les autres unités centrales et le PC portable pour la maintenance (103). On décrira maintenant à titre d'exemples non limitatifs un mode de réalisation de l'invention en références aux dessins 30 schématiques annexés dans lesquels: la figure 1, déjà décrite, illustre l'art antérieur; la figure 2 est un schéma par blocs d'un système selon l'invention; 2887051 6 la figure 3 illustre un exemple de disposition du système selon l'invention sur un groupe de sièges; - la figure 4 représente l'architecture de l'unité centrale selon la présente invention; et - la figure 5 illustre l'architecture d'un écran intelligent. On voit à la figure 2 une unité centrale 20 reliée au bus "avion" 21 et à l'alimentation de bord 22 115 V-360/800 Hz. L'unité centrale 20 possède par ailleurs en sortie un bus "média" 23 à haut débit et un bus "confort" 24 à bas débit. Le bus 23 est relié notamment à un écran 25, un combiné téléphonique 26, un clavier 27, un casque 28, et des éléments de signalisation 30. Le bus 24 est relié notamment à des actionneurs 31, 32 du siège (dossier, assise, repose-jambes, repose-pieds, repose-tête), au dispositif 33 de massage lombaire, au clavier de commande 34, une prise d'alimentation 29 pour un ordinateur personnel et à la liseuse 35. Chaque bus transporte à la fois des données numériques sur des fils et une tension d'alimentation 24 V-CC sur deux autres fils. Les équipements sont donc conçus pour utiliser ces données et ces tensions d'alimentations. A cet effet, chaque équipement comporte un module électronique le rendant compatible avec celui des deux bus auquel il est raccordé. Ainsi, le câblage est considérablement allégé et on retrouve de manière déportée les modules électroniques qui existent de manière regroupée dans les boîtiers de l'art antérieur. Mais l'adjonction d'un nouveau matériel ne demande plus qu'une modification du logiciel et le câblage d'un connecteur supplémentaire sur l'un des bus. 2887051 7 L'unité centrale 20 a pour fonctions principales: de collecter les signaux disponibles en cabine et de les transformer en données acceptables par les équipements du bus média 23 selon un protocole unique; - de recevoir des données par exemple d'une manette de jeux, du clavier 27, ou de tout autre équipement comme une clé USB, un appareil photo numérique, ou un lecteur de DVD; - d'échanger des données avec un écran tactile affecté à une hôtesse de bord pour présenter la configuration dans laquelle se trouvent les sièges et pour éventuellement commander leur position à distance en cas de défaillance du clavier local; de communiquer avec les équipements du bus confort 24; de mémoriser la durée de fonctionnement de chaque équipement et de dialoguer avec un ordinateur portable lors des opérations de maintenance; - de s'interconnecter avec d'autres unités centrales si le nombre de sièges en cabine rend nécessaires plusieurs de telles unités; - de convertir le réseau de bord en une tension de 24 V- 2o CC pour la distribuer sur les deux bus. Cette tension est ensuite localement convertie en d'autres tensions nécessaires au fonctionnement des différents équipements, éventuellement en 115 V-60 Hz nécessaire à l'alimentation d'un ordinateur portable, la prise pour cette tension étant alors considérée elle-même comme un équipement qui reçoit des consignes propres à limiter sa consommation; - de gérer et partager la puissance disponible entre tous les équipements de manière, soit à ne jamais dépasser la puissance maximale autorisée, soit à économiser l'énergie consommée, soit encore à configurer l'ensemble pour que la consommation soit minimale en mode "secours". Au niveau des claviers, il est possible d'avoir: 2887051 8 Un clavier de commande Média et un clavier Confort séparés Un clavier unique Média et Confort situé sur l'un ou l'autre des bus Le ou les claviers peuvent être tactiles Le téléphone peut être intégré dans le clavier L'écran du passager peut faire office de clavier tactile Tous les périphériques reliés sur les bus disposent d'une intelligence. Pour limiter le nombre de périphériques intelligents au niveau de la partie Périphériques média , il est possible d'avoir une autre architecture. Cette autre architecture est présentée plus loin. Le système peut être proposé avec uniquement une partie média ou confort . La figure 3 illustre un exemple de disposition du système selon l'invention sur un groupe de sièges. Une unité centrale 20 est reliée à des places 91 à 102 par l'intermédiaire de 4 bus Ethernet de type média 23 et de 4 bus CAN de type confort 24. L'unité centrale 20 est reliée à un réseau avion d'alimentation 108 à 115 Volts et 400 Hz par l'intermédiaire d'un boîtier 47 d'interconnexion de puissance de plancher PFDB . De plus, l'unité centrale 20 est reliée un bus avion réseau Ethernet 10/100/1000BaseT transportant de la vidéo en live , des données de téléphonie, des données Internet et par exemple des annonces relie l'unité centrale 90 à un centre de loisirs à bord ( In-flight entertainment centre ) 105 par l'intermédiaire d'un boîtier 45 d'interconnexion de plancher FDB . Le centre de loisirs à bord 40 est relié aux autres périphériques 41 de l'avion, à une caméra 42 et à un réseau de communication par satellite 43. Par ailleurs, un PC portable pour la maintenance 103 peut être connecté, si nécessaire, à l'unité centrale 20. 2887051 9 L'unité centrale alimente un nombre N de place en fonction de: L'implantation des sièges dans l'avion (nombre de rangées, type de sièges (BI, TRI, QUAD),...) Des positions des FDB (boîtier d'interconnexion de plancher) et PFDB (boîtier d'interconnexion de puissance de plancher) Des nombres de périphériques média et confort sur chaque place Des puissances nécessaires sur chaque place Des nombres de ports disponibles sur les bus Le nombre de places est défini par les multiples des plus grands nombres de bus par type. Par exemple, une unité centrale avec 4 bus confort et 2 bus offrent la possibilité d'alimenter: 4, 8, 12, 24, ... en fonction 15 des contraintes ci-dessus. La figure 4 représente l'architecture de l'unité centrale selon la présente invention. L'unité centrale comprend deux interfaces, l'une d'entrée 111 et l'une de sortie 112. L'interface d'entrée 111 est connectée à un boîtier de déconnexion de plancher ou à un boîtier électronique de siège précédent. L'interface de sortie 112 peut être connectée à un boîtier électronique de siège. En interne, les interfaces d'entrée 111 et de sortie 112 sont connectées à un hub 110 par l'intermédiaire de liaisons Ethernet 10/100/1000BaseT. Au premier hub 110 est connectée une sous-unité centrale média 114 qui comporte un disque dur 115. La sous-unité centrale média 114 est connectée à une sous-unité centrale confort 116 d'où partent des bus de type CAN vers les périphériques confort (capteurs et les actionneurs). La sous-unité centrale média 114 est également reliée à un deuxième hub 117 par l'intermédiaire d'une liaison Ethernet 10/100/1000BaseT. Ce hub 117 est relié aux périphériques média (écran tactile intelligent via des liaisons Ethernet 2887051 10 10/100/1000BaseT. L'unité centrale comporte également une alimentation 113 relié à la ligne d'alimentation avion qui lui fournit une tension de 115 V à 400 Hz. L'architecture de l'unité centrale pilote un groupe de sièges tant pour la partie CONFORT que pour la partie MEDIA. Depuis cette unité centrale, partent les bus: Un ou plusieurs Bus CONFORT, sous la forme de plusieurs bus CAN, à destination des périphériques Confort (capteurs, des 10 actionneurs, clavier, ... intelligents). Un ou plusieurs Bus MEDIA, sous la forme de plusieurs liaisons ETHERNET 10/100/1000BaseT, à destination des périphériques Média (Ecrans, clavier, ... intelligents) L'unité centrale dispose de: Une alimentation électrique convertissant le 115V AC en 24V DC Une Sous-Unité Centrale Média 114 avec un Disque Dur 115 assurant les fonctions de: Communications avec les périphériques Média et avec l'avion (IFE Centre) pour acheminer les programmes vidéo live, les consignes de sécurité de l'équipage, le téléphone, etc. Alimentation et gestion de puissance des périphériques Média Stockage de programmes vidéo en mode compressé afin d'assurer une diffusion sur demande pour chaque passager Une Sous-Unité Centrale Confort 116 assurant les fonctions de: Communication et pilotage des périphériques Confort Alimentation et gestion de puissance des périphériques Confort Un lien USB entre 2 unités centrales Confort et Média afin assurer une communication pour: Gestion de puissance Informations clavier. La sous-unité centrale média 114 peut comporter des moyens hertziens 128 de communication (Wifi, Bluethooth,...) permettant d'assurer des fonctions de communication avec les autres unités centrales et le PC portable pour la maintenance 103. Ainsi la maintenance des systèmes et la mise à jour des films sont facilitées. La figure 5 illustre l'architecture d'un écran intelligent. Cette architecture comporte une mini-unité centrale 120 comprenant un processeur, des moyens de décodage vidéo MPEG, des moyens de décodage de son, et un écran couleur LCD TFT 121 muni d'une dalle tactile. Cette architecture comporte également une liaison Ethernet 10/100/1000BaseT 126 vers l'unité centrale précédemment décrite ou vers l'écran intelligent précédent. Elle comporte également une liaison Ethernet 10/100/1000BaseT 124 vers l'écran suivant, une sortie 122 pour un casque audio, une sortie 123 pour une manette de jeu et une entrée USB 125. Les écrans intelligents équipant chaque pax sont constitués de: D'un écran d'affichage couleur LCD TFT avec une dalle tactile; D'une mini unité centrale afin d'assurer l'intelligence (communication, décompression vidéo et son) ; D'une sortie son pour le raccordement du casque; D'une liaison pour le raccordement de la mannette de jeu; D'une liaison USB pour le raccordement de périphériques tels que: appareil photo numérique, clavier, téléphone, etc. ; D'une liaison 10/100/1000BaseT pour le dialogue avec l'unité centrale et sur laquelle circuleront différentes informations: Les programmes vidéo sous la forme d'images compressées en MPEG; 2887051 12 Les programmes audio; La communication téléphonique; Les ordres du passager via la dalle tactile et à destination de l'unité centrale. Le bus MEDIA peut utiliser d'autres formats filaires ou hertziens que le format ETHERNET 10/100/1000BaseT. Le bus CONFORT peut utiliser d'autres formats filaires ou hertziens que le format CAN. o Les bus MEDIA et CONFORT peuvent être fusionnés en un seul et même bus. Les systèmes peuvent utiliser d'autres tensions d'alimentation que le 24 V-CC. 2887051 13 REVENDICATIONS 1. Système de commande et d'alimentation électrique pour 5 une pluralité de sièges de passagers d'avion, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins: - une unité centrale (20); - des moyens (22) d'alimentation électrique de l'unité centrale; - des moyens de connexion de l'unité centrale au bus avion (21) de fourniture de données; - un bus haut débit (23) agencé pour être connecté aux équipements de divertissement; - un bus bas débit (24) agencé pour être connecté aux équipements de 15 confort; chacun desdits bus étant relié à l'unité centrale et comportant des fils pour la transmission de données et deux fils pour l'alimentation électrique et étant agencés pour être reliés; -des périphériques de type media disposant d'une 20 intelligence (communication sur bus, décompression de données vidéo et audio...) ; et -des périphériques de type confort disposant d'une intelligence (communication sur bus, conversion d'informations analogiques en numériques, commande de puissance... ). 2. Système selon la revendication 1, dans lequel l'unité centrale est agencée pour être connecté à un dispositif de contrôle et de commande accessible par le personnel de bord. 3. Système selon la revendication 1, dans lequel l'unité centrale est agencée pour être connecté à un PC portable pour la 30 maintenance. 4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel la tension dans les fils d'alimentation électrique des deux bus est de 24 V continu. 2887051 14 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le (les) bus haut débit (23) est un (sont des) bus Ethernet 10/100/1000BaseT. 6. Système selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que le (les) bus bas débit (24) est un (sont des) bus CAN. 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (22) d'alimentation électrique transforment le courant alternatif 115 V de fréquence 360/800 Hz en courant continu de tension 24 V. 8. Architecture informatique pour la commande d'une pluralité de sièges de passagers d'avion comprenant: - une alimentation électrique (113) ; - deux hubs de réseau (110, 117) ; - une sous-unité média (114) comprenant un disque dur (115) et étant reliée à chacun des deux hubs; - une sous-unité confort (116) reliée d'une part à ladite sous-unité média , et d'autre part à des capteurs et actionneurs externes par l'intermédiaire de bus CAN; - l'un des hubs (110) étant reliée à l'extérieur via une interface d'entrée (111) et une interface de sortie (112) ; - l'autre hub (117) étant relié à des écrans tactiles intelligents externes. 9. Architecture informatique pour la commande d'une pluralité de sièges de passagers d'avion selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les deux hubs de réseau (110, 117) sont en Ethernet 10/100/1000BaseT. 10. Architecture informatique pour la commande d'une pluralité de sièges de passagers d'avion selon l'une quelconque des revendications 8 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une pluralité d'écrans intelligents, chacun de ces écrans intelligents étant constitué de: 2887051 15 É D'un écran d'affichage couleur LCD TFT avec une dalle tactile; É D'une mini unité centrale afin d'assurer l'intelligence (communication, décompression vidéo et son) ; É D'une sortie son pour le raccordement du casque; É D'une liaison pour le raccordement de la mannette de jeu; É D'une liaison USB pour le raccordement de périphériques tels que: appareil photo numérique, clavier, téléphone, etc. ; É D'une liaison 10/100/1000BaseT pour le dialogue avec l'unité centrale et sur laquelle circuleront différentes informations: É Les programmes vidéo sous la forme d'images compressées en MPEG; É Les programmes audio; É La communication téléphonique; É Les ordres du passager via la dalle tactile et à destination de l'unité centrale. 11. Architecture informatique pour la commande d'une pluralité de sièges de passagers d'avion selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que ladite sous-unité média (114) comporte des moyens hertziens (128) de communication (Wifi, Bluethooth,...) permettant d'assurer des fonctions de communication avec les autres unités centrales et le PC portable pour la maintenance (103).