Brevet FR2900637A1 — publié le 20071109

DISPOSITIF ET PROCEDE POUR GERER L'ACTIVATION OU LA DESACTIVATION DES ALIMENTATIONS ELECTRIQUES DES SYSTEMES ELECTRIQUES A BORD D'UN AERONEF DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un dispositif et un procédé pour gérer l'activation ou la désactivation des alimentations électriques (protections) des systèmes électriques à bord d'un aéronef. Dans la suite, pour simplifier la description, on considère un aéronef de type avion. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Aujourd'hui dans les dispositifs de l'art connu, toute modification de la configuration des protections électriques d'un avion nécessite : soit l'activation manuelle d'une protection par disjonction, cette protection comportant ou non un électronique de détection de surcourant et de commande, et le téléchargement des bases de données associées à l'unité gérant les charges électriques, soit le téléchargement de toutes les bases de données des éléments de protection/commutation électroniques du système de distribution électrique. Ces protections électriques peuvent être de différents types : I2t (protection des surcourants), GFI ( Ground Fault Interruption ou interruption pour court-circuit à la masse), AFD ( Arc Fault Detection ou détection d'un arc de court-circuit). La fonction basique du système de distribution électrique d'un avion est, en effet, de distribuer l'énergie d'une source de puissance jusqu'à une charge électrique et de protéger l'intégrité du câblage entre cette source et cette charge contre des échauffements dus à des surcourants excédant la consommation électrique de cette charge à partir de laquelle la protection a été calculée. Une telle protection est réalisée par un composant de type fusible, si il est non ré-armable, ou un composant de type disjoncteur, si il est ré-armable. Sur les avions de dernière génération, on utilise des disjoncteurs électroniques. Une électronique de mesure et détection de surcourant spécifique peut alors intégrer des logiques de commande et de disjonction complexes et être connectée à un réseau de communication partagé dans tout l'avion. Une électronique de disjonction peut être réalisée soit par des composants de type relais pour les charges à forte consommation (supérieure à 15A), un tel composant étant alors un élément de protection/commutation électronique de type RCCB ( Remote Controlled Circuit Breaker ) aussi nommée CPD ( Commutation and Protection Device ), soit par des composants électroniques de puissance à base de transistors, un tel composant étant alors un élément de protection/commutation électronique de type SSPC ( Solid State Power Controller ). Ces éléments de protection/commutation électroniques sont concentrés et intégrés dans les coeurs de distribution (équivalent à des armoires électriques) de l'avion. Dans chacun de ces coeurs de distribution électrique, chacun de ces éléments de protection/commutation électroniques est programmé par logiciel au travers d'une base de données définissant les paramètres essentiels à son fonctionnement tels que notamment les règles de définition du surcourant par rapport à la consommation de la charge concernée (calibre), le nom de la charge alimentée, son emplacement dans le coeur électrique, son état (fermé/ouvert), son état d'installation (charge présente sur avion ou non), ses logiques de commande. Les tâches de maintenance liées à la configuration d'un élément de protection/commutation électronique lors de l'installation d'un nouvel équipement nécessitent de modifier le câblage et le téléchargement des bases de données du système de distribution électrique et des systèmes adjacents. Une telle modification entraîne une série de tâches lourdes, et onéreuses qui nécessitent d'immobiliser l'avion et de faire appel aux services support constructeur et/ou fournisseur, du fait d'une activité de conception complémentaire. L'invention a pour objet de résoudre un tel problème technique en permettant l'activation ou la désactivation des alimentations électriques des systèmes électriques liés à l'utilisation d'éléments protection/commutation électroniques, sans appliquer de procédures de téléchargement de logiciel embarqué associé à une configuration globale avion. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention concerne un dispositif pour gérer l'activation et/ou la désactivation des alimentations électriques des systèmes électriques à bord d'un aéronef, comprenant des éléments de protection/commutation électroniques afin d'installer et/ou désinstaller au moins un équipement, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de configuration électroniques de ces éléments de protection/commutation électroniques au travers de fichiers de configuration téléchargés dans les électroniques de commande de ces systèmes électriques. Avantageusement un état d'installation est codé en dur dans chacun des fichiers de configuration, pour chacune des charges électriques. Avantageusement chaque charge électrique est identifiée comme configurable normal ou configurable plug and fly dans une base de données de configuration de l'avion, un état d'installation par défaut étant affecté à chaque charge au travers d'un fichier de configuration. Avantageusement pour une charge identifiée comme configurable normal , l'état d'installation est fixé à une valeur fixe qui est la valeur par défaut. Pour une charge identifiée comme configurable plug and fly , l'état d'installation est un paramètre variable fonction de la commande venant d'une interface et fonction de la valeur par défaut. Avantageusement le dispositif de l'invention comprend une interface composée d'une 4 partie terminal, qui permet l'affichage et la saisie d'informations, et d'une partie intelligence, qui permet de commander les états électriques des éléments de protection/commutation électroniques. Cette interface comprend des moyens d'envoi d'au moins une commande d'installation ou de désinstallation, qui permet de modifier en dynamique un état d'installation programmé. Avantageusement l'aéronef est un avion. L'invention concerne également un procédé pour gérer l'activation et/ou la désactivation des alimentations électriques des systèmes électriques à bord d'un aéronef, comprenant des éléments de protection/commutation électroniques afin d'installer et/ou désinstaller au moins un équipement, caractérisé en ce qu'on configure des éléments de protection/commutation électroniques au travers de fichiers de configuration téléchargés dans les électroniques de commande de ces systèmes électriques. Avantageusement un état d'installation est codé en dur dans chacun des fichiers de configuration, pour chacune des charges électriques. Chaque charge électrique est identifiée comme configurable normal ou configurable plug and fly . Avantageusement un état d'installation par défaut est affecté à chaque charge. Pour une charge identifiée comme configurable normal , l'état d'installation est fixé à une valeur fixe qui est la valeur par défaut. Pour une charge identifiée comme 30 configurable plug and fly , l'état d'installation est un paramètre variable fonction de la commande 25 venant de l'interface et fonction de la valeur par défaut. Avantageusement l'interface émet une commande d'installation/désinstallation : - Si la charge est identifiée dans la base de donnée comme Configurable normal , l'interface n'autorise pas l'accès à une page de commande d'installation/désinstallation et en avertit l'opérateur. Si la charge est identifiée comme Configurable Plug and Fly , l'interface propose l'accès à une page de commande permettant de modifier l'état d'installation de la protection électrique. L'invention concerne également un aéronef comportant un tel dispositif, et un aéronef comportant un dispositif susceptible de mettre en oeuvre un tel procédé. L'invention permet de réaliser un pré- câblage. Elle permet d'activer les systèmes électriques et les données de communication qui leur sont associées, via une interface homme machine spécifique, selon le besoin client. L'invention permet, de plus, de réduire les coûts de maintenance, notamment au niveau client/utilisateur avion. Elle permet, en effet, une immobilisation plus courte de l'avion et une indépendance du client par rapport au support constructeur et/ou fournisseur. L'invention permet, enfin, d'éviter des erreurs d'installation puisqu'elle ne nécessite pas d'intervenir au niveau matériel sur l'avion. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 illustre un système de distribution électrique d'un avion qui met en oeuvre le dispositif de l'invention. La figure 2 illustre le système interface 10 et les coeurs de distribution dans le dispositif de l'invention. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS La figure 1 illustre le système de 15 distribution électrique d'un avion, qui a pour fonction d'alimenter en puissance électrique toutes les charges (équipements) électriques, ou consommateurs, de l'avion. Ce système comprend un système de distribution électrique primaire 10 et un système de distribution 20 électrique secondaire 11. Le système de distribution primaire 10 est alimenté par des générateurs 12, 13, 14 et 15, et éventuellement par une source auxiliaire 16. Le système de distribution secondaire 11 25 est alimenté par ce système de distribution primaire 10. Chacun de ces systèmes de distribution 10 et 11 alimente des charges électriques : respectivement des charges électriques à forte consommation 18, et des charges électriques à faible consommation 19. 30 Dans chacun de ces deux systèmes, conformément à l'invention, est représenté un fichier de configuration, respectivement FC1 et FC2, qui est issu des outils de gestion de configuration de l'avion. Le système de distribution électrique primaire 10 a, ainsi, pour fonction de : - gérer le réseau électrique général de l'avion en fonction de la disponibilité des générateurs de puissances électriques 12, 13, 14 et 15 au travers de contacteurs/commutateurs de puissance, - distribuer la puissance électrique vers les gros consommateurs de l'avion, tels que les pompes à kérosène, les actionneurs de commandes de vol, grâce aux éléments électriques de protection/commutation de type RCCB, qui sont des composants électromécaniques configurables et commandables par électronique dédiée, distribuer la puissance électrique vers le système de distribution électrique secondaire 11. Le système de distribution secondaire 11 a, ainsi, pour fonction de : - distribuer la puissance électrique vers toutes les charges électriques à faible consommation de l'avion (tels que les calculateurs avioniques) à travers une forte densité de ligne de distribution grâce à l'utilisation d'éléments de protection/commutation électronique de type SSPC, qui sont des composants purement électroniques configurables et commandables par électronique dédiée, commander ces éléments de protection/commutation électroniques afin d'alimenter ou non les charges électriques en fonction d'une logique pré-établie. Selon l'invention, les éléments de protection/commutation électroniques sont configurés électroniquement au travers de fichiers de configuration FC1 et FC2. Ces fichiers de configuration FC1 et FC2 sont des bases de données téléchargées dans les électroniques de commandes des systèmes secondaire et primaire 10 et 11, qui permettent d'attribuer à chaque élément de protection/commutation électronique les caractéristiques qui vont lui permettre de gérer la ligne d'alimentation électrique associée. L'état d'installation d'un élément de protection/commutation électronique est une caractéristique configurante de l'avion. Comme illustré sur la figure 2, l'interface homme machine utilisée pour mettre en oeuvre l'invention est une interface composée d'une partie terminal 20, qui permet l'affichage et la saisie d'informations, et d'une partie intelligence 21, qui permet de commander les états électriques des éléments de protection/commutation électroniques des coeurs de distribution électrique 22 au travers d'un bus de communication bi-directionnel 23. L'invention permet ainsi d'activer ou de désactiver les alimentations électriques et les fonctions électriques associées (fonction interne d'autodiagnostic de chaque équipement dite BITE ou Build In Test Equipment , détection de déclenchement, fonction de commutation, alarmes cockpit, etc...) sans avoir à effectuer de lourdes tâches de maintenance, en installant les nouveaux éléments de protection/commutation électroniques et le téléchargement de base de données modifiées pour tous les équipements. Exemple d'un mode de réalisation Dans l'invention, chaque charge électrique est identifiée comme configurable normal ou comme Configurable Plug and Fly dans la base de données de configuration de l'avion, un état d'installation par défaut lui étant affecté au travers du fichier de configuration. Le concept de Plug and Fly , de manière analogue au concept Plug and Play informatique, permet d'utiliser une charge électrique nouvellement connectée au réseau électrique en l'installant physiquement et en réalisant le minimum d'intervention de reconfiguration du système de distribution électrique et de modification du câblage. Les éléments de protection/commutation électroniques sont ainsi pré-installés dans les systèmes de distribution électrique et pré-programmés par rapport à la charge que le système est sensé alimenter. L'activation de la ligne de distribution électrique ne nécessite pas de maintenance lourde mais uniquement une activation logicielle via l'interface permettant de communiquer des commandes et de récupérer des informations des coeurs de distribution électrique. Pour chaque charge électrique de type Configurable Plug and Fly , le coeur de distribution électrique considéré calcule l'état d'installation de l'élément de protection/commutation associé à partir d'un état par défaut défini dans le fichier de configuration et des commandes reçues depuis l'interface. Le coeur électrique peut ensuite communiquer cet état d'installation à l'ensemble des systèmes électriques intéressés. Pour chaque charge électrique de type configurable normal , le coeur de distribution électrique considéré prend uniquement en compte l'état par défaut pour établir l'état d'installation de l'élément de protection/commutation associé. Les éventuelles commandes d'installation provenant de l'interface pour cette charge sont ignorées. Dans les systèmes de distribution électrique on code en dur un état d'installation, i . e . installé / non-installé , dans chacun des fichiers de configuration des charges de la façon suivante : - Une valeur par défaut de l'état d'installation de chaque charge électrique est définie dans les fichiers de configuration générés par les outils de gestion de configuration de l'avionneur. - Pour chaque charge électrique identifiée comme configurable normal , l'état d'installation est figé à une valeur fixe qui est la valeur par défaut. - Pour chaque charge électrique identifiée comme Configurable Plug and Fly , l'état d'installation est un paramètre variable avec une valeur attribuée en fonction de la commande venant de l'interface et en fonction de la valeur par défaut. Lorsqu'un état d'installation est configuré à non installé , la protection est forcée à l'ouverture par le coeur de distribution électrique. L'interface, illustrée permet de commander les protection/commutation électroniques sécuriser en position ouverte. Ceci permet de couper l'alimentation électrique en aval pour que l'opérateur puisse travailler en toute sécurité. L'interface permet également de ré-armer ( reset ) une protection/commutation électronique lorsque sa fonction de protection en surcourant ( trip ) lui a imposé de s'ouvrir. Cette interface dispose d'une fonction supplémentaire permettant d'envoyer une commande d'installation ou de désinstallation pour modifier en dynamique l'état d'installation programmé dans la base de données des coeurs électriques. Les fichiers de configuration de l'interface contiennent également le type de la charge électrique associée à la protection du coeur de distribution électrique, à savoir Configurable normal ou Configurable Plug and Fly . L'état d'installation électrique des éléments de protection/commutation électroniques de la base de donnée de l'interface est renseigné dynamiquement par une communication provenant des coeurs de distribution électrique. Le fonctionnement de l'interface permettant l'émission de la commande d'installation /désinstallation de la protection électrique est le suivant . - si la charge est identifiée dans la base de donnée comme Configurable normal , l'interface sur la figure 2, éléments de afin de les n'autorise pas l'accès à une page de commande d'installation/désinstallation et en avertit l'opérateur. En parallèle, l'intelligence de commande de l'interface interdit toute commande d'installation. si la charge est identifiée comme Configurable Plug and Fly , l'interface propose l'accès à une page de commande permettant de modifier l'état d'installation de la protection électrique. En parallèle l'intelligence de commande de l'interface permet l'envoi d'une commande d'installation ou de désinstallation. La possibilité de modifier l'état d'installation d'un élément de protection/commutation d'une charge Plug and Fly n'est offerte que lorsque l'avion est au sol, les conséquences sécuritaires d'une désinstallation arbitraire d'un grand nombre d'éléments de protection/commutation électroniques pouvant être importantes. Variantes de réalisation L'invention peut s'appliquer à toutes les charges électriques de l'avion protégées par des protections électroniques dans le cas d'une contrainte de précaution de développement fort : redondance de fonction, vérification d'intégrité logicielle permanente pour éviter des modes panne communs. L'invention peut s'appliquer à des technologies de protection dites conventionnelles non associées à l'intégration de logiciel. Les logiques de ce fait sont réalisées par câblage et par relais. L'invention peut aussi s'appliquer à l'activation de fonctions pour les logiques d'alimentation intégrées dans les bases de données. Cela permet l'inhibition ou l'activation automatique de fonctions selon les missions considérées ou choisies pour l'avion. On peut par exemple choisir d'activer ou non les logiques d'alimentation associées à l'utilisation des charges électriques pour assurer une mission avion par exemple du type alimentation en vol ( Air to Air Refuelling , Aerial delivery , ...) . L'invention peut aussi s'appliquer à l'activation ou à la désactivation des fonctions de protection spécifiques (GFI, AFD) aux protections SSPC et RCCB en fonction du besoin de l'équipement connecté. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour gérer l'activation et/ou la désactivation des alimentations électriques des systèmes électriques à bord d'un aéronef, comprenant des éléments de protection/commutation électronique afin d'installer et/ou désinstaller au moins un équipement, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de configuration électroniques de ces éléments de protection/commutation électroniques au travers de fichiers de configuration (FC1, FC2) téléchargés dans les électroniques de commande de ces systèmes électriques. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel un état d'installation est codé en dur dans chacun des fichiers de configuration, pour chacune des charges électriques. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel chaque charge électrique est identifiée comme configurable normal ou configurable plug and fly dans une base de données de configuration de l'avion. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel un état d'installation par défaut est affecté à chaque charge au travers d'un fichier de configuration.30 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel, pour une charge identifiée comme configurable normal , l'état d'installation est fixé à une valeur fixe qui est la valeur par défaut. 6. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel, pour une charge identifiée comme configurable plug and fly , l'état d'installation est un paramètre variable fonction de la commande venant d'une interface et fonction de la valeur par défaut. 7. Dispositif selon la revendication 1, qui comprend une interface composée d'une partie terminal (20), qui permet l'affichage et la saisie d'informations, et d'une partie intelligence (21), qui permet de commander les états électriques des éléments de protection/commutation électroniques. 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel cette interface comprend des moyens d'envoi d'au moins une commande d'installation ou de désinstallation permettant de modifier en dynamique un état d'installation programmé. 9. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'aéronef est un avion. 10. Procédé pour gérer l'activation et/ou 30 la désactivation des alimentations électriques des systèmes électriques à bord d'un aéronef, comprenantdes éléments de protection/commutation électronique afin d'installer et/ou désinstaller au moins un équipement, caractérisé en ce que l'on configure des éléments de protection/commutation électroniques au travers de fichiers de configuration (FC1, FC2) téléchargés dans les électroniques de commande de ces systèmes électriques. 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel un état d'installation est codé en dur dans chacun des fichiers de configuration, pour chacune des charges électriques. 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel chaque charge électrique est identifié comme configurable normal ou configurable plug and fly . 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel un état d'installation par défaut est affecté à chaque charge. 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel, pour une charge identifiée comme configurable normal , l'état d'installation est fixé à une valeur fixe qui est la valeur par défaut. 15. Procédé selon la revendication 13, dans lequel, pour une charge identifiée comme configurable plug and fly , l'état d'installation est un paramètrevariable fonction de la commande venant d'une interface et fonction de la valeur par défaut. 16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel l'interface émet une commande d'installation/désinstallation : - Si la charge est identifiée dans la base de donnée comme Configurable normal , l'interface n'autorise pas l'accès à une page de commande d'installation/désinstallation et en avertit l'opérateur. Si la charge est identifiée comme Configurable Plug and Fly , l'interface propose l'accès à une page de commande permettant de modifier l'état d'installation de la protection électrique. 17. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'aéronef est un avion. 18. Aéronef comportant un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 19. Aéronef comportant un dispositif susceptible de mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 17.