Brevet FR2998261A1 — publié le 20140523

L'invention concerne un mini-manche destiné à équiper un aéronef tel qu'un hélicoptère ou un avion, pour le piloter et pour commander des actionneurs, des équipements et/ou des calculateurs de cet aéronef. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Un tel mini-manche comporte un élément mobile relié à un socle par une liaison de type rotule, de sorte que le pilote de l'aeronef dirige son appareil par l'inclinaison qu'il donne à l'élément mobile, le mini-manche étant équipé de capteurs de l'inclinaison de cet élément mobile. L'élément mobile est équipé d'une série d'organes de commande, par exemple de type boutons poussoirs ou bien potentiomètres, qui permettent au pilote de comman- der des équipements et/ou des actionneurs de l'appareil lorsqu'il agit sur l'un ou l'autre de ces organes de commande. Un tel mini-manche est équipé de deux systèmes redondants pour transmettre l'état de chaque organe de commande, vers les équipements de l'appareil. Chaque sys- tème comporte une série de capteurs, et l'ensemble est agencé de sorte que chaque organe de commande agit sur un capteur du premier système et sur un capteur du second système. Chaque système comporte une série de câbles par lesquels chaque capteur est relié à une unité de contrôle de l'appareil, et l'élément mobile peut être équipé de dix organes de commande, de sorte que le toron des câbles correspondant aux capteurs associés à ces organes de com- mande est massif et rigide. Comme par ailleurs, un tel mini-manche est équipé d'actionneurs de retour d'effort, la rigidité du toron de ces fils ou câbles pénalise la mobilité de l'élément mobile par rapport à son embase, et nécessite de surdimen- sionner les actionneurs de retour d'effort qui sont eux- mêmes perturbés par la rigidité qu'introduit le toron dans la liaison de type rotule. OBJET DE L'INVENTION Le but de l'invention est de proposer une solu- tion pour remédier à cet inconvénient. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, l'invention a pour objet un mini- manche pour aéronef, comportant un élément mobile solida- risé à un socle par une liaison de type rotule, cet élé- ment mobile étant équipé de plusieurs organes de commande permettant à un utilisateur ayant l'élément mobile en main d'activer des commandes de l'aéronef, ce mini-manche comportant plusieurs systèmes redondants destinés chacun à transmettre l'état de chaque organe de commande à une unité de contrôle correspondante équipant l'aéronef, cha- que système incluant une série de capteurs, chaque organe de commande agissant sur un capteur de chaque système pour faire changer d'état ces capteurs lorsque l'organe de commande change d'état, caractérisé en ce que chaque système comporte une unité électronique montée dans l'élément mobile, chaque unité électronique étant agencée pour numériser les états de tous les capteurs du système auquel elle est associée, chaque unité électronique étant agencée pour envoyer les états de tous les capteurs du système dont elle fait partie sur un bus de transfert de données qui lui est propre et qui relie cette unité électronique à l'unité de contrôle correspondante. L'invention concerne également un mini-manche tel que défini ci-dessus, comprenant une cartouche électroni- que montée de manière amovible dans l'élément mobile du mini-manche, cette cartouche électronique intégrant les différentes unités électroniques de chaque système. L'invention concerne également un mini-manche tel que défini ci-dessus, comportant deux systèmes de trans- mission de l'état de chaque organe de commande. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION L'idée à la base de l'invention est une architec- ture où la redondance de la transmission des états de chaque organe de commande est assurée en équipant chaque organe de commande de plusieurs capteurs redondants, mais en transmettant les états de ces capteurs non pas directement au moyen de câble, mais au contraire conjointement sur plusieurs bus de données, le nombre de bus de données étant conditionné par le degré de redondance souhaité. Le mini-manche selon l'invention comporte ainsi un élément mobile, qui constitue le manche en tant que tel dans le jargon, qui est solidarisé à un socle par l'intermédiaire d'une liaison de type rotule, ce socle étant destiné quant à lui à être rigidement solidarisé à une partie fixe de l'aéronef. L'élément mobile est équipé de plusieurs organes de commande pouvant être des boutons poussoirs, des potentiomètres ou autres. Ces organes peuvent être dans différents états possibles, typiquement un état activé et un état désactivé lorsqu'il s'agit d'interrupteurs, et une valeur de rotation lorsqu'il s'agit de potentiomètres. Il peut également s'agir d'une valeur de pression ou toute autre information analogique. Lorsqu'il s'agit de boutons poussoir, leur enfoncement correspond à un état activé, alors que leur relâchement correspond à un état de désactivation. A titre d'ordre de grandeur, un mini manche d'aé- ronef, qu'il s'agisse d'un avion ou d'un hélicoptère peut ainsi comporter jusqu'à dix organes de commande. L'élément mobile comporte encore deux capteurs pour chaque organe de commande, agencés de telle manière que chaque organe de commande coopère mécaniquement avec les deux capteurs qui lui sont dédiés. Lorsqu'un bouton poussoir est enfoncé, les deux interrupteurs électriques qui lui sont associés se ferment, et de manière analogue, lorsque le bouton poussoir est relâché, les deux interrupteurs électriques auxquels il est mécaniquement lié s'ouvrent. Dans le cas d'un organe potentiométrique, l'organe en lui même est un élément rotatif qui est lié à deux potentiomètres constituant les capteurs de cet organe. Ces deux potentiomètres changent d'état lorsque le pilote fait pivoter l'organe de commande correspondant. Ces différents organes de commande équipant l'élément mobile se divisent en une première série et une seconde série, comportant chacune autant de capteurs qu'il y a d'organes de commande. La première et la seconde série correspondent respectivement à un premier système de transmission des états des organes de commande et à un second système de transmission des états des or- ganes de commande de l'élément mobile. Autrement dit, chaque organe de commande coopère avec un capteur du premier système et avec un capteur du second système, et ces deux capteurs lui sont tous deux spécifiquement dédiés. l'élément mobile est encore équipé d'une première unité électronique et d'une seconde unité électroniques, qui sont elles-mêmes reliées, respectivement, à une pre- mière et à une seconde unité de contrôle qui équipent l'aéronef, via deux bus de transfert de données distinc- ts. Ces deux unités de contrôle sont elles-mêmes redon- dantes, c'est-à-dire qu'elles permettent chacune de commander tous les actionneurs de l'aéronef qui correspondent aux organes de commande de l'élément mobile. La première unité électronique est reliée à tous les capteurs de la première série, et elle numérise les états électriques de ces premiers capteurs pour les envoyer sur le premier bus de données, à destination de la première unité de contrôle de commande de l'aéronef. De manière analogue, et indépendante, la seconde unité électronique est reliée à tous les capteurs de la seconde série, et elle numérise elle aussi les états électriques (ouvert ou fermé) de ces seconds capteurs pour les envoyer sur le second bus de données, à destina- tion de la seconde unité de commande de l'aéronef. Comme on l'aura compris, d'une part la première série de capteurs avec la première unité de commande et le premier bus de transfert de données constituent un premier système de transmission de l'état des différents organes de commande équipant l'élément mobile. Et de ma- nière analogue, la seconde série de capteurs avec la seconde unité de commande et le second bus de transfert de données constituent un second système de transmission de l'état des différents organes de commande équipant l'élé- ment mobile. Chaque bus porte ainsi l'information représentative de l'état de chacun des organes de commande équipant l'élément mobile, et cette information est sécurise, c'est-à-dire redondée, par la redondance des bus. Chaque bus se présente physiquement sous forme par exemple d'une paire de câble reliant une unité électronique montée dans l'élément mobile, à une unité de contrôle correspondante de l'aéronef, montée sur une partie fixe de l'aéronef et reliée aux différents action- neurs de celui-ci. Chacune des deux unités de contrôle de l'aéronef reçoit ainsi les informations représentatives de l'état de chaque organe de commande qui équipent l'élément mobile, et chacune de ces unités de contrôle est configurée pour piloter chaque actionneur de l'aéronef correspondant à un organe de commande de l'élément mobile. En fonctionnement, le dispositif exploite par exemple le premier système de transmission de données qui constitue alors le système principal. Et il comprend des moyens additionnels de diagnostic pour identifier un éventuel dysfonctionnement de ce premier système, ou système principal. En cas de défaillance du système principal, le dispositif commute sur le système secondaire, ce qui permet de continuer de bénéficier de la commande de chaque actionneur malgré une défaillance du système prin- cipal de transmission. Le dispositif peut ainsi avoir un degré de redon- dance valant un comme dans l'exemple ci-dessus, mais il est également possible de prévoir une architecture analo- gue ayant un degré de redondance valant deux ou trois, voire plus. Dans le cas d'un dispositif ayant un degré de re- dondance valant deux on prévoit ainsi d'une manière ana- logue, trois série de capteurs au lieu de deux, avec trois capteurs dédiés à chaque organe de commande, ainsi que trois unités électroniques reliées chacune à tous les capteurs d'une série, et trois bus de transfert de données distincts. En fonctionnement, lorsque le dispositif identi- fie que l'un des différents systèmes est défaillant, il le disqualifie et utilise uniquement les autres systèmes valides qui restent. Il est par ailleurs avantageux de prévoir que les deux unités électroniques intégrées à l'élément mobile numérisent les états des capteurs de façon différentes, pour accroître encore la sécurité de fonctionnement du dispositif. D'une manière générale, l'élément mobile comporte avantageusement un corps monté mobile par rapport au so- cle, et qui est agencé pour recevoir une cartouche élec- tronique montée dans ce corps de manière amovible. Cette cartouche électronique embarque alors les unités électroniques de chaque système de transmission, et elle est connectée aux différents capteurs équipant le corps de l'élément mobile par un connecteur dédié dans lequel elle s'emboîte lorsqu'elle est engagée dans son logement. Il est également possible de prévoir que la car- touche intègre également les capteurs des différents sys- tèmes de transmission. Dans ce cas, chaque organe de com- mande agit mécaniquement sur deux capteurs situés dans la cartouche, via une interface mécanique telle qu'une touche mobile ou autre portée par la cartouche. D'une manière générale, l'invention offre une ar- chitecture qui est basée sur la numérisation des états des organes de commande équipant l'élément mobile qui se fait au plus près de ces organes, ce qui permet de diminuer la rigidité de la liaison de type rotule liant l'élément mobile au socle en diminuant la rigidité du toron de câbles traversant cette liaison par réduction du nombre de câbles composant ce toron. Dans ces conditions, les actionneurs de retour d'effort équipant le mini-manche ne sont plus perturbés par la rigidité introduite par le toron, ce qui permet d'améliorer la qualité du retour d'effort, voire de ré- duire le dimensionnement des actionneurs de retour d'ef- fort. REVENDICATIONS1. Mini-manche pour aéronef, comportant un élé- ment mobile solidarisé à un socle par une liaison de type rotule, cet élément mobile étant équipé de plusieurs or- ganes de commande permettant à un utilisateur ayant l'élément mobile en main d'activer des commandes de l'aéronef, ce mini-manche comportant plusieurs systèmes redondants destinés chacun à transmettre l'état de chaque organe de commande à une unité de contrôle correspondante équipant l'aéronef, chaque système incluant une série de capteurs, chaque organe de commande agissant sur un capteur de chaque système pour faire changer d'état ces capteurs lorsque l'organe de commande change d'état, carac- térisé en ce que chaque système comporte une unité élec- tronique montée dans l'élément mobile, chaque unité électronique étant agencée pour numériser les états de tous les capteurs du système auquel elle est associée, chaque unité électronique étant agencée pour envoyer les états de tous les capteurs du système dont elle fait partie sur un bus de transfert de données qui lui est propre et qui relie cette unité électronique à l'unité de contrôle correspondante. 2. Mini-manche selon la revendication 1, compre- nant une cartouche électronique montée de manière amovi- ble dans l'élément mobile du mini-manche, cette cartouche électronique intégrant les différentes unités électroniques de chaque système. 3. Mini-manche selon la revendication 1 ou la re- vendication 2, comportant deux systèmes de transmission de l'état de chaque organe de commande.