Brevet FR2929242A1 — publié le 20091002

Procédé de freinage amélioré pour un avion L'invention a pour objet un procédé de freinage amélioré pour un avion. Le domaine de l'invention est celui de l'aviation et plus particulièrement celui des avions. Encore plus précisément le domaine de l'invention est celui des systèmes de freinage des avions. Un but de l'invention est d'améliorer la qualité du freinage d'un avion. Ici par qualité on entend aussi bien l'efficacité du freinage que le confort des 10 personnes installées à bord de l'avion en phase de freinage. Un autre but de l'invention est de protéger le train d'atterrissage avant d'un avion. Dans l'état de la technique, lors d'un atterrissage, les roues des trains d'atterrissages principaux d'un avion comportant un train dit � tricyle �, c'est- 15 à-dire les trains arrières, situés en arrière du centre de gravité de l'avion, touchent le sol avant la ou les roues du train avant, et ce avec un décalage temporel plus ou moins important en fonction de l'assiette de l'avion et de la vitesse de l'abattée. Si le pilote effectue une commande de freinage avant le toucher des trains principaux, ou très rapidement après cet instant, la 20 pression peut être commandée dans les freins alors que le train avant n'est pas encore en contact avec le sol. Si ce freinage est soutenu, c'est-à-dire effectué au maximum des capacités de freinage de l'avion, la montée en pression rapide dans les freins peut générer un couple important qui va entraîner une dérotation rapide de 25 l'avion, avec un risque de surcharge sur le train avant, et donc avec un risque d'endommagement du train avant. Cet endommagement peut aller jusqu'à la rupture dans les pires cas. Dans l'invention on résout ce problème en adaptant le freinage de l'avion en fonction de son assiette. Dans l'invention on introduit dans la 30 boucle de commande du freinage une pondération dépendante au moins de l'assiette de l'avion. On garantit ainsi que le freinage maximal ne peut être obtenu que si l'assiette de l'appareil est telle que tous les trains d'atterrissages de l'avion sont en contact avec le sol. L'invention a donc pour objet un procédé de freinage d'un avion 35 comportant, mises en oeuvre par une logique de commande de l'avion : - une étape d'élaboration d'une commande de freinage K, - une étape d'application de la commande à au moins un moyen de freinage, caractérisé en ce que le procédé comporte, mise en oeuvre par la logique de 5 commande de l'avion, une étape d'adaptation de la commande de freinage K, ladite étape d'adaptation comportant les étapes suivantes : - acquisition de l'assiette A de l'avion, - modification de la commande de freinage en une commande de freinage K' en fonction de l'assiette A de l'avion. 10 Dans une variante le procédé selon l'invention est aussi caractérisé en ce que la modification de la commande de freinage n'est réalisée que si l'écart entre l'assiette A et une assiette minimale Amin est supérieure à un écart seuil prédéterminé AS de sorte à retrouver les possibilités de freinage maximum lorsque la roue avant est proche du sol. 15 Dans une variante le procédé selon l'invention est aussi caractérisé en ce que la modification de la commande de freinage est supprimée si le freinage dépasse une durée prédéterminée afin de ne pas diminuer les possibilités de freinage lorsque l'avion est supposé avoir atteint une assiette proche de Amin indépendamment de la valeur mesurée de A. 20 Dans une variante le procédé selon l'invention est aussi caractérisé en ce que la suppression est réalisée de manière dégressive sur une durée prédéterminée. Dans une variante le procédé selon l'invention est aussi caractérisé en ce que la suppression est linéaire dans le temps. 25 Dans une variante le procédé selon l'invention est aussi caractérisé en ce que l'adaptation de la commande de freinage associe, de manière continue, à chaque valeur possible A de l'assiette un coefficient de pondération P(A) d'une commande initiale de freinage, la commande modifiée K' étant alors le produit de la commande initiale K par le coefficient 30 de pondération. Dans une variante le procédé selon l'invention est aussi caractérisé en ce que P(A) prend la valeur un si l'écart entre l'assiette A et l'assiette minimale Amin est inférieur ou égal à un écart seuil AS strictement positif, et P(A) prend une valeur constante strictement inférieure à un dans les autres 35 cas. Dans une autre variante le procédé selon l'invention est aussi caractérisé en ce que P(A) prend la valeur un si l'écart entre l'assiette A et l'assiette minimale est inférieur ou égal à un écart seuil AS qui peut être positif ou nul, et P(A) est une fonction décroissante de A depuis la valeur 1. Dans une variante le procédé selon l'invention est aussi caractérisé en ce que la décroissance est linéaire. Dans une autre variante le procédé selon l'invention est aussi caractérisé en ce que la décroissance est hyperbolique. Le procédé de freinage de l'invention est avantageusement mis en 10 oeuvre par un dispositif de freinage d'un avion comportant des moyens de freinage, lesdits moyens de freinage comportant : - une logique d'élaboration d'une commande de freinage, - un réseau de transmission de la commande de freinage, - un dispositif de freinage commandable, 15 et dans lequel dans la logique d'élaboration, ou dans le réseau de transmission, le dispositif d'adaptation comporte : - des circuits d'acquisition de l'assiette de l'avion, - une logique d'adaptation de la commande de freinage en fonction des données produites par les circuits d'acquisition de l'assiette de l'avion. 20 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles ci sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : Figure 1 : une illustration d'un dispositif selon l'invention. 25 Figure 2 : une illustration d'étapes du procédé selon l'invention. Figure 3 : une illustration de différentes courbes de pondération. La figure 1 est une vue schématique et fonctionnelle de certains éléments d'un avion 101. La figure 1 montre en particulier que l'avion 101 comporte une logique 102 programmé selon des codes instructions 30 enregistrés dans une mémoire 103. La logique 102 programmée est par la suite désigné comme un dispositif 102 de traitements. Le dispositif 102 comporte aussi un microprocesseur 104 et des circuits 105 d'entrées / sorties. Les éléments 103 à 105 sont interconnectés via un bus 106. 35 Le dispositif 102 est désigné, dans la pratique, par le terme calculateur. La mémoire 103 comporte au moins des codes instructions correspondant à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Ces codes instructions sont enregistrés dans une zone 103.1 de la mémoire 103. Les circuits 105 permettent au dispositif 102 d'être connecté avec les autres dispositifs communiquant de l'avion 101. Pour l'invention ces dispositifs communiquant sont au moins : - un dispositif 107 interface de commande du freinage. C'est par ce dispositif 107 qu'un pilote de l'avion 101 commande le freinage dudit avion. - Un dispositif 108 de mesure de l'assiette A de l'avion. L'assiette A de l'avion, lorsque l'avion est en contact avec le sol, varie entre une valeur minimale Amin, en général proche de 0° et de la valeur de l'assiette lorsque l'avion repose sur les différents trains d'atterrissage en position statique, et une valeur d'assiette maximale, le plus souvent une valeur limitée par la géométrie de l'avion en raison de la présence du sol. Il s'agit d'une mesure du tangage de l'avion par rapport au plan formé par une piste d'atterrissage. Dans une variante on considère que l'assiette est minimale dès qu'une pression prédéterminée est atteinte sur le train avant de l'avion. Cette pression est la résultante de l'appuie du train avant sur la piste d'atterrissage. Dans cette variante la mesure de l'assiette est donc obtenue par l'association d'un dispositif de mesure du tangage et d'un dispositif de mesure de la pression sur le train avant de l'avion. - Un système 109 de freinage commandé par le dispositif 102. Dans la pratique le dispositif 102 produit une commande numérique qui est transformée en une commande, par exemple une commande analogique, transmise à au moins une servovalve qui va à son tour délivrer la pression correspondante dans les freins de l'avion. Dans cette description lorsque l'on prête une action à un dispositif cette action est en fait réalisée par un microprocesseur dudit dispositif commandé par des codes instructions enregistrés dans une mémoire de programme dudit dispositif. La figure 1 montre aussi que le dispositif 102 est raccordé à d'autres systèmes de mesures de l'avion. Ces autres systèmes sont, par exemple et de façon non limitative: - mesure de la vitesse longitudinale de l'avion, - mesure de la décélération longitudinale de l'avion, - mesure de la position des trains d'atterrissage de l'avion, - mesure de la vitesse des roues, - mesure de la pression dans les freins, - ... toutes grandeurs pouvant être utilisées dans l'élaboration d'une commande de freinage. La figure 2 montre une étape 201 d'élaboration d'une commande K de freinage, dite commande initiale. Cette commande est élaborée sur les consignes d'un pilote de l'avion qui actionne le dispositif 107. Le dispositif 107 produit alors un signal qui est acheminé jusqu'au dispositif 102 via un bus 110 auquel sont raccordés si ce n'est tous les systèmes électroniques de l'avion, au moins ceux cités jusqu'à présent. Le dispositif 107 est connecté au dispositif 102 via une entrée des circuits 105 et le bus 110. Si le signal produit par le dispositif 107 est analogique, il est convertit en signal numérique par les circuits 105 et mis à disposition du processeur 104. On parle alors du signal Kc de consigne. Le signal Kc varie en fonction de la sollicitation du dispositif 107 par un pilote de l'avion. Dans l'étape 201 le dispositif 102 produit un signal K de commande initiale du dispositif 109 de freinage. Dans l'état de la technique ce signal K est transmis, via le bus 110 au dispositif 109 de freinage. Le dispositif 109 transforme alors cette commande en une pression dans le système de freinage. L'avion ralentit alors. Dans l'invention le dispositif 102 passe de l'étape 201 à une étape 202 d'acquisition de l'assiette de l'avion. Une mesure de cette assiette est obtenue par le dispositif 102 en interrogeant le dispositif 108 via le bus 110. Dans une variante de l'invention le dispositif 108 émet en permanence une mesure de l'assiette qui est reçue et stockée par le dispositif 102 dans une mémoire non représentée. La mesure de l'assiette est donc soit demandée au dispositif 108, soit lue dans une mémoire elle-même régulièrement mise à jour par des données issues du dispositif 108. Le dispositif 102 passe de l'étape 202 à l'étape 203 de modification de la commande initiale K en vue de produire une commande K', dite 35 commande modifiée. Cette modification est du type : K'=p(A).K où A est une mesure de l'assiette et p une fonction de A. Le résultat de p(A) est un nombre de l'intervalle [0, 1]. D'une manière générale, plus A est proche de la valeur Amin, plus p(A) est proche de un. Il existe plusieurs variantes possibles pour la fonction p(A). La figure 3 illustre certaines de ces variantes. La figure 3 montre que dans une variante la fonction p(A) est une fonction en escalier. p(A) prend la valeur � un � lorsqu'un écart entre A et Amin est inférieur à un écart seuil AS. Par exemple AS vaut 2°. Si A-Amin dépasse AS alors p(A) prend une valeur strictement inférieure à 1, par exemple 0.5. Dans la pratique une valeur comprise entre 0.2 et 0.8 est appropriée. La figure 3 montre que dans une variante la fonction p(A) est une 15 fonction présentant une zone de décroissance progressive. p(A) prend la valeur � un � lorsqu'un écart entre A et Amin est inférieur à un seuil AS. Par exemple AS vaut 2°. Puis lorsque l'écart A-Amin est supérieur à AS, p(A) décroît de façon linéaire depuis la valeur 1 jusqu'à la valeur 0 qui est atteinte pour A valant une valeur Amax, par exemple une 20 valeur Amax comprise en 16° et 20° représentative de l'assiette maximale d'un avion au sol. Dans une autre variante la décroissance est hyperbolique. Dans encore une autre variante la décroissance commence dès que A vaut Amin. De l'étape 203 le dispositif 102 passe à une étape 204 dans laquelle il 25 transmet la commande modifiée K' au dispositif 109 comme il aurait transmis la commande initiale K avant l'invention. Dans une variante de l'invention le dispositif 102 comporte une horloge 111 et une mémoire 112 de date. Dans cette variante le dispositif 102 enregistre dans la mémoire 112 la date de début d'un freinage. Un 30 freinage commence dès que le dispositif 102 reçoit une consigne du dispositif 107. Le dispositif 102 considère qu'un freinage est terminé s'il reste un intervalle de temps prédéterminé sans recevoir de consigne du dispositif 107. Cet intervalle de temps prédéterminé est par exemple d'une seconde. Une absence de consigne est équivalente à une consigne nulle. 35 Dans cette variante, à l'étape 203, le dispositif 102 détermine depuis combien de temps a commencé le freinage. Cette détermination est réalisée en calculant la différence entre la date délivrée par l'horloge 111 et la date enregistrée dans la mémoire 112. Si cette différence est supérieure à un seuil ASt prédéterminé, alors l'étape 203 n'est pas mise en oeuvre et alors K'=K Dans un exemple, ASt vaut deux secondes. Dans la pratique ASt est dans l'intervalle [1, 10] secondes. Dans cette variante, pour ne pas risquer un changement brusque de la pression de freinage on prévoit, dans une variante, que la commande initiale K est rétablit progressivement. C'est-à-dire que p(A) n'est plus modifié selon l'assiette, mais selon le temps suivant une loi du type: p(A,t)=p(A,t-1)+(1 -p(A,t-1))/2 En d'autres termes p(A) à la date t est fonction de p(A) lors de sa précédente évaluation à la date M. Il est aussi fonction de l'écart entre sa valeur à sa précédente évaluation et 1. Cela permet de garantir un rétablissement rapide mais non violent du freinage maximal. Dans une variante la loi de retour à la commande initiale K est telle que l'on passe de p(A, ASt) à 1 en un temps prédéterminé. p(A, ASt) est la valeur de p(A) ASt secondes après le début du freinage. Cette remontée de p(A) est linéaire, parabolique, logarithmique, ou autre. L'invention garantit ainsi qu'il n'y aura pas de dérotation rapide de l'avion. Elle garantit aussi que le freinage maximal est disponible au bout d'un temps prédéterminé. REVENDICATIONS1 - Procédé de freinage d'un avion comportant, mises en oeuvre par une logique de commande de l'avion, : - une étape d'élaboration d'une commande de freinage K, - une étape d'application de la commande à au moins un moyen de freinage, caractérisé en ce que le procédé comporte, mise en oeuvre par la logique de commande de l'avion, une étape d'adaptation de la commande de freinage 10 K, ladite étape d'adaptation comportant les étapes suivantes : - acquisition d'une l'assiette A de l'avion, comptée positivement à cabrer, - modification de la commande de freinage en fonction de l'assiette A de l'avion en une commande de freinage K'. 15 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la modification de la commande de freinage n'est réalisée que si un écart entre l'assiette A et une assiette minimale Amin est supérieur à un écart seuil prédéterminé AS. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce 20 que la modification de la commande de freinage est supprimée si le freinage dépasse une durée prédéterminée. 4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la suppression est réalisée de manière dégressive sur une durée prédéterminée. 25 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la suppression est linéaire dans le temps. 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'adaptation de la commande de freinage associe, de manière continue, à chaque valeur possible A de l'assiette un coefficient de pondération P(A) 30 d'une commande initiale de freinage, la commande modifiée étant alors le produit de la commande initiale par le coefficient de pondération. 7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que P(A) prend la valeur � un � Si un écart entre l'assiette A et une assiette minimale Amin est inférieur ou égal à un écart seuil AS strictement positif, et P(A) prend une 35 valeur constante strictement inférieure à un dans les autres cas. 8 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que P(A) prend la valeur � un � Si l'écart entre l'assiette A et une assiette minimale Amin est inférieur ou égal à un écart seuil AS positif ou nul, et P(A) est une fonction décroissante de A depuis la valeur 1. 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la décroissance est linéaire. - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la décroissance est hyperbolique.