Brevet FR3006764A1 — publié le 20141212

SURVEILLANCE DU CLAPET DE COUPURE D'ALIMENTATION EN CARBURANT D'UN MOTEUR DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne la surveillance du clapet de coupure d'alimentation en carburant d'un moteur. Le clapet de coupure d'alimentation en carburant a pour fonction d'autoriser ou d'interdire le carburant à être injecté dans la chambre de combustion à travers la ligne d'injection du moteur. Lorsque le clapet est ouvert, le carburant est injecté dans la chambre de combustion après avoir été dosé par un doseur. Lorsque le clapet est fermé, le carburant ne peut pas être injecté, le moteur s'éteint ou ne s'allume pas. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Il est connu de surveiller un clapet de coupure d'alimentation en carburant à l'aide d'un capteur de position qui permet de connaître la position, et donc l'état d'ouverture ou de fermeture, du clapet. Pour diminuer le coût et le poids du moteur, on souhaite supprimer ce capteur de position. Il faut néanmoins surveiller le clapet de coupure d'alimentation en carburant de manière fiable, pour vérifier le bon fonctionnement du clapet et notamment s'assurer que le clapet permet effectivement la coupure du moteur, afin d'éviter toute panne dormante. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise à résoudre les problèmes de la technique antérieure en fournissant un procédé de test d'un clapet de coupure d'alimentation en carburant d'un moteur, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de : - détection d'une commande de coupure d'alimentation en carburant, - commande de fermeture du clapet de coupure d'alimentation en carburant, - commande de maintien du doseur de carburant en position ouverte pendant une durée prédéterminée, - mesure d'un paramètre de fonctionnement du moteur pendant l'exécution des étapes précédentes, - comparaison du paramètre mesuré avec un seuil prédéterminé. Grâce à l'invention, il est possible de détecter un blocage du clapet de coupure d'alimentation en carburant en position ouverte, sans utiliser de capteur de position. En effet, le résultat de la comparaison permet de discriminer de manière fiable et rapide les cas de fonctionnement nominal et de blocage du clapet. Le capteur de position n'est plus nécessaire, il est donc possible de ne pas l'inclure dans le circuit carburant, ce qui en réduit le coût. Il est à noter que l'invention s'applique aussi bien à un cas où la commande de fermeture du clapet de coupure d'alimentation en carburant entraîne par construction la fermeture du doseur de carburant qu'à un cas où cette commande n'entraîne pas la fermeture du doseur de carburant. Dans le second cas, l'invention permet en outre d'arrêter le moteur par fermeture du doseur, en cas de blocage en position ouverte du clapet de coupure d'alimentation en carburant. Selon une caractéristique préférée, le procédé de test comporte en outre l'étape de : - commande de fermeture du doseur de carburant après la durée prédéterminée. Ainsi, en cas de défaillance du clapet, l'alimentation en carburant sera bien fermée grâce au doseur de carburant. Selon une caractéristique préférée, le paramètre de fonctionnement du moteur est un gradient de régime moteur. Selon une caractéristique préférée alternative, le paramètre de fonctionnement du moteur est un gradient de pression. Ces paramètres peuvent être mesurés facilement et avec une précision suffisante pour fournir des résultats fiables. Selon une caractéristique préférée, le procédé de test comporte en outre l'étape préalable de vérification que des conditions de sécurité sont remplies. Cela permet de s'assurer que la mise en oeuvre du test sera faite dans des conditions optimales pour le fonctionnement du moteur. Selon une caractéristique préférée, lorsqu'il s'agit d'un moteur d'avion, les conditions de sécurité comportent la détection que l'avion est au sol. Selon une caractéristique préférée, le procédé de test comporte en outre l'étape préalable de vérification que des conditions de validité du test sont remplies. Ainsi les résultats du test sont fiables, répétables et comparables d'un test à l'autre. Selon une caractéristique préférée, les conditions de validité du test comportent la vérification que le régime du moteur est au-dessus d'un seuil prédéterminé. L'invention concerne aussi un dispositif de test d'un clapet de coupure d'alimentation en carburant d'un moteur, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens de détection d'une commande de coupure d'alimentation en carburant, - des moyens de commande de fermeture du clapet de coupure d'alimentation en carburant, - des moyens de commande de maintien du doseur de carburant en position ouverte pendant une durée prédéterminée, - des moyens de mesure d'un paramètre de fonctionnement du moteur pendant l'exécution des étapes précédentes, - des moyens de comparaison du paramètre mesuré avec un seuil prédéterminé. Le dispositif selon l'invention présente des avantages analogues à ceux précédemment présentés. Dans un mode particulier de réalisation, les étapes du procédé selon l'invention sont mises en oeuvre par des instructions de programme d'ordinateur. En conséquence, l'invention vise aussi un programme d'ordinateur sur un support d'informations, ce programme étant susceptible d'être mis en oeuvre dans un ordinateur, ce programme comportant des instructions adaptées à la mise en oeuvre des étapes d'un procédé tel que décrit ci-dessus. Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. L'invention vise aussi un support d'informations lisible par un ordinateur, et comportant des instructions de programme d'ordinateur adaptées à la mise en oeuvre des étapes d'un procédé tel que décrit ci-dessus. Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette ou un disque dur. D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet. Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé selon l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préféré donné à titre d'exemple non limitatif, décrit en référence aux figures dans lesquelles : - La figure 1 représente le procédé de test d'un clapet de coupure d'alimentation en carburant d'un moteur, selon l'invention, - La figure 2a représente le régime N2 du moteur en fonction du temps, quand le clapet de coupure d'alimentation en carburant fonctionne correctement, - La figure 2b représente le gradient du régime N2 du moteur en fonction du temps, quand le clapet de coupure d'alimentation en carburant fonctionne correctement, - La figure 3a représente le régime N2 du moteur en fonction du temps, quand le clapet de coupure d'alimentation en carburant ne fonctionne pas correctement, - La figure 3b représente le gradient du régime N2 du moteur en fonction du temps, quand le clapet de coupure d'alimentation en carburant ne fonctionne pas correctement, et - La figure 4 représente un mode de réalisation du dispositif de test d'un clapet de coupure d'alimentation en carburant d'un moteur, selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Selon un mode de réalisation préféré de l'invention représenté en référence à la figure 1, le procédé de test comporte des étapes El à E8. Un axe temporel a été tracé, et des temps TO à T4, dont la signification va être explicitée dans la suite, ont été portés sur cet axe. L'étape El est la détection d'une commande CMD de coupure d'alimentation en carburant du moteur. Cette commande est effectuée par un opérateur. L'invention s'applique à tout type de moteur alimenté par un carburant. Dans la suite on considère le cas d'un avion, c'est alors typiquement le pilote qui effectue la commande de coupure d'alimentation en carburant du moteur. L'étape suivante E2 est un test T pour déterminer si des conditions préalables de sécurité et de validité du test sont remplies. Une condition de sécurité est par exemple que l'avion soit au sol. Cette condition, combinée avec le fait que le test n'est lancé que sur détection d'une commande de coupure d'alimentation en carburant du moteur effectuée par le pilote (étape El), permet de garantir qu'en vol ou lors de coupure de protection par le calculateur, par exemple en cas de survitesse, les coupures vont être correctement effectuée. En effet, ces coupures en vol sont nécessaires pour le bon fonctionnement du moteur tout au long du vol. Mais elles ne sont efficaces que si elles sont réalisées rapidement, donc par fermeture du clapet de coupure d'alimentation en carburant et du doseur carburant. En maintenant le doseur ouvert pendant les coupures en vol, comme cela est effectué dans le cadre de l'invention, il y aurait un risque d'endommager le moteur, par exemple par surchauffe de celui-ci. Une condition de validité du test est par exemple que le régime du moteur soit au-dessus d'un seuil prédéterminé. En effet, le gradient du régime du moteur dépend du régime du moteur. Par exemple, dans un cas où le pilote choisirait de couper l'alimentation en carburant avant que le moteur ait atteint son régime de ralenti, le gradient du régime du moteur pourrait être semblable à celui correspondant à celui d'un mauvais fonctionnement du clapet de fermeture d'alimentation en carburant du moteur, ce qui conduirait à une fausse détection de panne. La condition de validité améliore donc la robustesse du test. Le but de l'étape E2 est d'activer le test uniquement dans un cas nominal de coupure, c'est-à-dire une coupure demandée par le pilote, le moteur étant au ralenti. Cela permet d'une part d'avoir des conditions répétables et donc des situations comparables, ce qui évite d'une part de faire dépendre les résultats obtenus du régime moteur, et d'autre part d'éviter toute activation intempestive du test. L'étape suivante E3 est la commande de fermeture du clapet de coupure d'alimentation en carburant. Cette commande intervient à l'instant t = TO. Selon un premier cas, la commande de fermeture du clapet de coupure d'alimentation en carburant entraîne par construction une réinitialisation du calculateur. Cette réinitialisation dure par exemple 260 ms, soit de l'instant TO à l'instant T2. Pendant cette réinitialisation, un courant nul, dit courant de repli, est envoyé au doseur de carburant. Le doseur de carburant commence alors son repli, c'est-à-dire qu'il commence à se fermer lentement. Ce repli du doseur de carburant pendant 260 ms réduit de manière limitée l'alimentation en carburant. Les inventeurs ont montré expérimentalement que son influence sur la baisse de régime moteur est négligeable. Le repli du doseur de carburant n'a donc pas de conséquence sur la robustesse du test. Lorsque la réinitialisation est terminée à l'instant T2, l'étape suivante E4 est la commande de maintien du doseur de carburant en position ouverte pendant une durée prédéterminée, par exemple de 2 secondes. Le doseur de carburant est donc maintenu dans la position qu'il a atteinte à la fin de la réinitialisation, c'est-à-dire ouvert. Selon un second cas, la commande de fermeture du clapet d'alimentation en carburant n'entraîne pas par construction une réinitialisation du calculateur. L'instant T2 est alors pratiquement confondu avec l'instant T0. L'étape E4 est alors effectuée immédiatement après l'étape E3. Là aussi, cette étape est la commande de maintien du doseur de carburant en position ouverte pendant une durée prédéterminée, par exemple de 2 secondes. En résultat de l'étape E3, le clapet de coupure d'alimentation en carburant termine de se fermer à un instant T3 par exemple égal à 660 ms, dans le cas où il fonctionne correctement. A la fin de la durée prédéterminée, soit à un instant T4, l'étape suivante E5 est la commande de fermeture du doseur. En pratique, la commande de coupure d'alimentation en carburant peut en outre impliquer la fermeture d'une vanne d'arrêt de carburant. Cette vanne se ferme lentement, par exemple en 2 secondes. La commande de fermeture du doseur intervient donc un peu avant la fermeture de la vanne d'arrêt de carburant, ou simultanément. Ainsi l'arrêt du moteur est assuré. Pendant les étapes E3 à E5, et plus particulièrement entre au moins les instants T2 et T4, une étape E6 de mesure d'un paramètre de fonctionnement du moteur est effectuée. Le paramètre mesuré est le gradient de régime du moteur dans un mode préféré de réalisation. En variante, le paramètre mesuré est un gradient de pression. Les mesures constituent une signature de fonctionnement du clapet de coupure d'alimentation en carburant. L'étape E7 est la comparaison en temps réel des mesures effectuées avec un seuil prédéterminé de manière à déterminer si le gradient de régime du moteur correspond ou pas à une coupure d'alimentation en carburant du moteur par fonctionnement normal du clapet de coupure d'alimentation en carburant, c'est-à-dire sa fermeture effective. Le seuil est choisi pour correspondre à une valeur de gradient maximum pour un cas où le clapet de coupure d'alimentation en carburant ne s'est pas fermé. Si le gradient de régime moteur franchit le seuil prédéterminé, alors cela signifie que le clapet de coupure d'alimentation en carburant fonctionne correctement. Dans le cas où le clapet de coupure d'alimentation en carburant du moteur ne s'est pas fermé, cela signifie que le clapet ne fonctionne pas correctement, l'étape E7 est alors suivie de l'étape E8 à laquelle une alarme AL est générée. Les figures 2a et 2b correspondent au cas où le clapet de coupure d'alimentation en carburant fonctionne correctement, et qu'il se ferme en réponse à une commande de fermeture. La figure 2a représente le régime N2 du moteur, exprimé en rpm, en fonction du temps et la figure 2b représente le gradient du régime N2 du moteur, exprimé en rpm/s, en fonction du temps. La commande de fermeture intervient à l'instant t valant 100 secondes. Avant cet instant, le régime moteur est constant et le gradient est nul. A partir de l'instant t, le régime moteur décroit et le gradient du régime moteur également. Les figures 2a et 2b sont à comparer respectivement aux figures 3a et 3b qui correspondent au cas où le clapet de coupure d'alimentation en carburant ne fonctionne pas correctement, et qu'il ne se ferme pas en réponse à une commande de fermeture. La figure 3a représente le régime N2 du moteur, exprimé en rpm, en fonction du temps et la figure 3b représente le gradient du régime N2 du moteur, exprimé en rpm/s, en fonction du temps. La commande de fermeture intervient à l'instant t valant 100 secondes. Avant cet instant, le régime moteur est constant et le gradient est nul. A partir de l'instant t, le régime moteur décroit et le gradient du régime moteur également. Cependant, comparativement aux figure 2a et 2b, on voit que le régime moteur décroit lentement pendant l'ouverture forcée du doseur de carburant, par rapport au cas où le clapet de coupure d'alimentation en carburant du moteur fonctionne. En particulier, la comparaison des gradients de régime moteur entre les instants 100 s et 102 s (correspondant respectivement aux instants TO et T4), dans le cas de fonctionnement nominal (figure 2b) et le cas de panne du clapet de coupure d'alimentation en carburant (figure 3b), permet de mettre en évidence un seuil S1 sensiblement égal à -500 rpm/s. Dans la figure 2b, donc dans le cas d'un fonctionnement nominal, le gradient de régime moteur est largement inférieur au seuil S1, ou supérieur en valeur absolue. A contrario, dans la figure 3b, le gradient de régime moteur ne franchit pas le seuil S1 avant la commande de fermeture du doseur de carburant. Le gradient de régime moteur reste supérieur au seuil S1, ou inférieur en valeur absolue. Cela est significatif d'une panne du clapet de coupure d'alimentation en carburant. La figure 4 représente un mode de réalisation particulier de dispositif de test d'un clapet de coupure d'alimentation en carburant d'un moteur, selon l'invention. Le dispositif de test d'un clapet de coupure d'alimentation en carburant d'un moteur comporte : - des moyens de détection d'une commande de coupure d'alimentation en carburant, - des moyens de commande de fermeture du clapet de coupure d'alimentation en carburant, - des moyens de commande de maintien du doseur de carburant en position ouverte pendant une durée prédéterminée, - des moyens de mesure d'un paramètre de fonctionnement du moteur pendant l'exécution des étapes précédentes, - des moyens de comparaison du paramètre mesuré avec un seuil prédéterminé. Le dispositif de test d'un clapet de coupure d'alimentation en carburant d'un moteur a la structure générale d'un ordinateur. Il comporte notamment un processeur 100 exécutant un programme d'ordinateur mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, une mémoire 101, une interface d'entrée 102 et une interface de sortie 103. Ces différents éléments sont classiquement reliés par un bus 105. L'interface d'entrée 102 est reliée au moteur et est destinée à recevoir les informations nécessaires au test du clapet. Le processeur 100 exécute les traitements précédemment exposés. Ces traitements sont réalisés sous la forme d'instructions de code du programme d'ordinateur qui sont mémorisées par la mémoire 101 avant d'être exécutées par le processeur 100. La mémoire 101 mémorise en outre les valeurs de gradient de régime moteur mesurées. L'interface de sortie 103 est reliée au moteur pour lui envoyer les commandes nécessaires au test du clapet. Elle est également reliée à une interface qui fournit à un opérateur l'alarme qui a été générée en cas de détection d'un mauvais fonctionnement du clapet.25 REVENDICATIONS1. Procédé de test d'un clapet de coupure d'alimentation en carburant d'un moteur, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de : - détection (El) d'une commande de coupure d'alimentation en carburant, - commande (E3) de fermeture du clapet de coupure d'alimentation en carburant, - commande (E4) de maintien du doseur de carburant en position ouverte pendant une durée prédéterminée, - mesure (E6) d'un paramètre de fonctionnement du moteur pendant l'exécution des étapes précédentes, - comparaison (E7) du paramètre mesuré avec un seuil prédéterminé. 2. Procédé de test selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre l'étape de : - commande (E5) de fermeture du doseur de carburant après la durée prédéterminée. 3. Procédé de test selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le paramètre de fonctionnement du moteur est un gradient de régime moteur. 4. Procédé de test selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le paramètre de fonctionnement du moteur est un gradient de pression. 5. Procédé de test selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre l'étape préalable de vérification (E2) que des conditions de sécurité sont remplies. 6. Procédé de test selon la revendication 5, caractérisé en ce que, lorsqu'il s'agit d'un moteur d'avion, les conditions de sécurité comportent la détection que l'avion est au sol. 7. Procédé de test selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre l'étape préalable de vérification (E2) que des conditions de validité du test sont remplies. 8. Procédé de test selon la revendication 7, caractérisé en ce que les conditions de validité du test comportent la vérification que le régime du moteur est au- dessus d'un seuil prédéterminé. 9. Dispositif de test d'un clapet de coupure d'alimentation en carburant d'un moteur, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens de détection d'une commande de coupure d'alimentation en carburant, - des moyens de commande de fermeture du clapet de coupure d'alimentation en carburant, - des moyens de commande de maintien du doseur de carburant en position ouverte pendant une durée prédéterminée, - des moyens de mesure d'un paramètre de fonctionnement du moteur pendant l'exécution des étapes précédentes, - des moyens de comparaison du paramètre mesuré avec un seuil prédéterminé. 10. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur. 11. Support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.