Brevet FR3017094A1 — publié le 20150807

L'invention concerne un procédé de surveillance consistant à comparer une valeur de courant représentative du courant d'alimentation d'un actionneur électromécanique de freinage avec une valeur de courant de réfé- rence estimée à partir des courants d'alimentation d'autres actionneurs. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Un frein électromécanique d'aéronef comprend en général au moins un actionneur électromécanique compor- tant classiquement un poussoir et un moteur électrique adapté à déplacer le poussoir en regard d'organes de friction du frein (une pile de disques de carbone par exemple), de manière à exercer sur les organes de friction un effort de freinage tendant à ralentir l'aéronef. Pour réaliser la fonction de freinage de parc, c'est-à- dire l'immobilisation de l'aéronef sans que le pilote n'ait à appuyer continuellement sur les pédales de frein, l'actionneur électromécanique est muni d'un organe de blocage qui permet d'immobiliser sélectivement le pous- soir de l'actionneur électromécanique en position. Un tel actionneur électromécanique est alimenté électriquement et commandé par des moyens de commande externes ou internes qui reçoivent une consigne de freinage et déterminent un effort de freinage à appliquer sur les organes de frictions. Cet actionneur électromécanique doit être associé à des moyens de surveillance efficaces destinés à vérifier régulièrement que l'actionneur électromécanique fonctionne correctement. Il est en effet fondamental pour la sécurité de l'aéronef d'assurer, d'une part, que l'effort de freinage commandé est bien appliqué, et d'autre part, qu'un effort de freinage n'est pas appliqué de manière intempestive. Il est aussi fondamental de connaître l'état réel de l'organe de blocage de l'actionneur électromécanique, et de détecter un éventuel dysfonction- nement de cet organe de blocage, par exemple un verrouillage accidentel de celui-ci. La mise en oeuvre des moyens de surveillance existants conduit souvent à une augmentation de masse non né- gligeable de l'actionneur électromécanique ou à l'ajout de capteurs additionnels associés à l'actionneur électromécanique. De plus, les moyens de surveillance existant sont souvent sensibles à des perturbations environnementales (thermiques, électromagnétiques, etc.) que subis- sent les actionneurs électromécaniques. OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet un procédé de surveillance d'actionneurs électromécaniques de freinage très peu sensible aux perturbations environnementales et pou- vaut être mis en oeuvre sans augmentation de masse. RESUME DE L'INVENTION L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit en référence aux figures des dessins annexés parmi lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement une ar- chitecture d'un système de freinage d'un aéronef dans lequel le procédé de surveillance de l'invention est mis en oeuvre ; - la figure 2 est un schéma fonctionnel représen- tant le procédé de surveillance de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS En vue de la réalisation de ce but, on propose un procédé de surveillance d'au moins deux actionneurs électromécaniques de freinage de roue d'aéronef, chaque ac- tionneur électromécanique étant alimenté au moyen d'un courant d'alimentation pour appliquer sélectivement un effort de presse sur des organes de friction. Le procédé de surveillance comporte l'étape d'activer les actionneurs électromécaniques, et, pour chaque actionneur élec- tromécanique, les étapes de : - déterminer une valeur de courant représentative du courant d'alimentation de l'actionneur électromécanique ; - déterminer une valeur de courant de référence estimée à partir des courants d'alimentation d'au moins un autre actionneur électromécanique ; - comparer la valeur de courant représentative et la valeur de courant de référence ; - détecter un fonctionnement anormal de l'actionneur électromécanique lorsque la différence entre la valeur de courant représentative et la valeur de courant de référence est supérieure à un seuil prédéterminé. Ainsi, le fonctionnement anormal de l'actionneur électromécanique est détecté par détermination puis par analyse de la valeur de courant représentative de son courant d'alimentation et de la valeur de courant de référence, lesdites déterminations et analyse pouvant être réalisées grâce à des moyens préexistants (capteurs de courant, etc.). La mise en oeuvre du procédé de surveil- lance de l'invention ne nécessite donc pas l'utilisation d'équipements additionnels et peut donc être réalisée sans augmentation de masse. Si un fonctionnement anormal de l'actionneur électromécanique est détecté, le système de freinage est ainsi capable d'avertir le pilote de l'aéronef et/ou de générer un message de panne. Le système de freinage peut alors se reconfigurer pour tenter de remettre l'actionneur électromécanique dans des conditions de fonctionnement normales. De plus, comme la détection du fonctionnement anormal des actionneurs est basée sur l'analyse de la différence entre la valeur de courant représentative et la valeur de courant de référence, on réduit fortement l'influence sur la détection de perturbations environne- mentales en comparant des courants d'alimentation de mo- teurs d'actionneurs qui sont soumis de la même manière ou presque à ces perturbations environnementales, notamment à la température (actionneurs d'un même frein ou de freins de deux roues proches, ou actionneurs alimentés par un même contrôleur, etc.). DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, l'invention est ici mise en oeuvre sur un aéronef 1 comportant deux atterrisseurs principaux 2 portant chacun deux roues 3 équipées de freins électromécaniques 4. Chaque frein électroméca- nique 4 comporte quatre actionneurs électromécaniques de freinage 5a, 5b, 5c, 5d. Les freins 4 des roues 3 de l'aéronef 1 sont actionnés par un système de freinage qui, outre les action- neurs électromécaniques 5, comporte deux pédales de frein 6, un levier de freinage de parc 7, un unique calculateur de freinage 8 et quatre contrôleurs de freinage 9. Chaque contrôleur de freinage 9 comporte quatre modules de puissance 10a, 10b, 10c, 10d connectés chacun à un actionneur électromécanique 5a, 5b, 5c, 5d du frein 4 d'une même roue 3. Chaque actionneur électromécanique 5 comporte un moteur électrique 11, un poussoir 12 entraîné par le moteur électrique 11 et un organe de blocage 13 adapté à bloquer en position de poussoir 12. Le poussoir 12 est actionné par le moteur électrique 11 pour appliquer sélectivement un effort de freinage commandé sur des organes de friction du frein 4 associé, en l'occurrence sur une pile de disques 15. Cet effort de freinage commandé induit des efforts de fric- tion entre des rotors et des stators de la pile de disques 15 et contribue à ralentir la rotation de la roue 3 associée et donc à freiner l'aéronef 1. L'organe de blocage 13 est ici un frein à manque de courant qui, lorsqu'il est alimenté, laisse libre le poussoir 12 de l'actionneur électromécanique 5 de se déplacer sous l'action du moteur électrique 11 mais, lorsqu'il n'est plus alimenté, bloque le poussoir 12 en position. Les freins 4 des roues 3 de l'aéronef 1 sont donc commandables pour freiner l'aéronef 1 lorsque l'aéronef 1 est au sol, et sont adaptés à mettre en oeuvre un mode de freinage commandé et un mode de freinage de parc. Le freinage de l'aéronef 1 en mode commandé est activé soit par l'action d'un pilote de l'aéronef 1 sur les pédales de frein 6, soit en réponse à une sélection par le pilote d'un niveau de décélération déterminé (fonction « autobrake »). Le calculateur de freinage 8 génère alors une consigne de freinage Cons transmise à chaque contrôleur de freinage 9 et transformée en une commande d'effort de freinage Comm elle-même transmise aux modules de puissance 10 des contrôleurs de freinage 9. Chaque module de puissance 10a, 10b, 10c, 10d fournit en fonction de cette commande de freinage Comm un courant d'alimentation la a, la b, la c, la d au moteur électrique 11 de l'actionneur électromécanique 5a, 5b, 5c, 5d auquel il est connecté, de sorte que les freins 4 génèrent un effort de freinage permettant de freiner et de ralentir l'aéronef 1. Le freinage de l'aéronef 1 en mode de parc est activé par l'action du pilote sur le levier de freinage de parc 7. Dans le mode de freinage de parc, le poussoir 12 est commandé pour exercer sur la pile de disques 15 un effort de parc, puis est bloqué en position par l'organe de blocage 13. Dans le mode de réalisation décrit ici, le procédé de surveillance de l'invention vise à détecter un verrouillage accidentel d'un organe de blocage 13 d'un actionneur électromécanique 5 du frein 4 d'une roue 3 en comparant le courant d'alimentation la du moteur électri- que 11 de cet actionneur électromécanique 5 avec les courants d'alimentation la des autres moteurs électriques 11 des autres actionneurs électromécaniques 5 de la même roue 3. On décrira donc le procédé de l'invention en ré- férence à une unique roue 3 équipé d'un frein 4 comportant quatre actionneurs électromécaniques 5a, 5b, 5c, 5d, cette description étant aussi applicable aux autres roues 3 de l'aéronef 1. En référence à la figure 2, le procédé de sur- veillance de l'invention peut être mis en oeuvre suite à une commande de freinage ou au cours d'un test fonctionnel. Le procédé de surveillance comporte tout d'abord une étape El au cours de laquelle les actionneurs électromé- caniques 5 de la roue 3 sont activés. Puis, le procédé de surveillance de l'invention comporte un certain nombre d'étapes réalisées pour chaque actionneur électromécanique 5a, 5b, 5c, 5d l'un après l'autres, et destinées à vérifier que l'organe de blocage 13 dudit actionneur électromécanique 5a, 5b, 5c, 5d n'est pas anormalement verrouillé. Ainsi, pour l'actionneur électromécanique 5a, le procédé de surveillance de l'invention comporte une étape E2 consistant à déterminer une valeur de courant repré- sentative Ivr a du courant d'alimentation la a du moteur électrique 11 de l'actionneur électromécanique 5a. Cette valeur représentative Ivr a est ici une va- leur absolue d'une estimation le a du courant d'alimentation la a du moteur électrique 11 de l'actionneur électromécanique 5a. L'estimation le a du courant d'alimentation la a du moteur électrique 11 de l'actionneur électromécanique 5a est ici une valeur moyenne sur une certaine période T du courant d'alimentation la a mesuré par un capteur de courant 18 (visible sur la figure 1) connecté au moteur 11 de l'actionneur électromécanique 5a. Chaque moteur 11 de chaque actionneur électromécanique 5 de chaque frein 4 de chaque roue 3 est ainsi connecté à un capteur de courant 18. Le procédé de l'invention comporte ensuite une étape E3 consistant à déterminer une valeur de courant de référence Ir a estimée à partir des courants d'alimentation la d'au moins un autre moteur électrique 11 d'un autre actionneur électromécanique 5. En l'occurrence, la valeur de courant de référence Ir a est ici estimée à partir des courants d'alimentation la b, la c, la d des moteurs 11 des actionneurs électromécaniques 5b, 5c, 5d. Cette valeur de courant de référence Ir a est ici une moyenne de valeurs absolues d'estimations le b, le c, le d des courants d'alimentation des moteurs 11 des actionneurs électromécaniques 5b, 5c, 5d. Les estimations le b, le c, le d sont ici des valeurs moyennes sur la certaine période T des courants d'alimentation la b, la c, la d mesurés par les capteurs de courant 18 asso- ciés. Le procédé de l'invention comporte ensuite une étape E4 au cours de laquelle la valeur de courant représentative Ivr a et la valeur de courant de référence Ir a, c'est-à-dire en l'occurrence la valeur absolue de l'estimation le a et la moyenne des valeurs absolues des estimations le b, le c, le d, sont comparées. Si la différence entre la valeur de courant représentative Ivr a et la valeur de courant de référence Ir a est supérieure à un seuil de courant prédéterminé Is, alors un verrouil- lage accidentel de l'organe de blocage 13 de l'actionneur électromécanique 5a est détecté. Dans ce cas, l'actionneur électromécanique 5a est identifié et son fonctionnement anormal est signalé. Une action de re- configuration du système de freinage ou une action de correction peuvent être commandées, pour tenter de corriger le verrouillage accidentel de l'organe de blocage 12 et pour remettre l'actionneur électromécanique 5a dans des conditions de fonctionnement normales. Si l'action de reconfiguration ou l'action de correction ne permettent pas de remettre l'actionneur électromécanique 5a dans les conditions de fonctionnement normales, l'actionneur électromécanique 5a est désactivé, un message de panne est envoyé et une opération de maintenance est commandée, la- dite opération de maintenance consistant à effectuer di- rectement un test sur l'actionneur électromécanique 5a ou à remplacer celui-ci.Si la différence entre la valeur de courant représentative Ivr a et la valeur de courant de référence Ir a est inférieure ou égale au seuil de cou- rant prédéterminé Is, un fonctionnement normal de l'actionneur électromécanique 5a est détecté. Les étapes qui viennent d'être décrites sont ensuite effectuées pour chaque autre actionneur électromécanique 5b, 5c, 5d. On note que, dans le cas du procédé de surveil- lance décrit ici, où le fonctionnement anormal de l'actionneur électromécanique 5 détecté est un verrouillage accidentel de l'organe de blocage 12 dudit actionneur électromécanique 5, il est préférable, pour chaque actionneur électromécanique 5 surveillé, de définir la valeur de courant représentative Ivr et la valeur de courant de référence Ir à partir de courants d'alimentation la mesurés au cours de phases de fonctionnement à vide de l'actionneur électromécanique 5. Une phase de fonctionne- ment à vide correspond à un mouvement d'approche ou à un mouvement d'éloignement du poussoir 12 de la pile de disques 15, au cours desquels le poussoir 12 se déplace vers la pile de disques 15 ou s'éloigne de la pile de disques 15 sans être en contact avec celle-ci. Lors de tels mou- vements d'approche ou d'éloignement, le courant d'alimentation la du moteur électrique 11 de l'actionneur électromécanique 5 concerné est sensiblement constant et faible, la vitesse du poussoir 12 est stable, sensiblement constante, et la position du poussoir 12 varie li- néairement. L'invention n'est pas limitée au mode de mise en oeuvre particulier qui vient d'être décrit, mais, bien au contraire, couvre toute variante entrant dans le cadre de l'invention telle que définie par les revendications. Bien que l'on ait décrit l'invention dans un aé- ronef comportant un système de freinage présentant une certaine architecture, l'invention peut bien sûr être mise en oeuvre dans un aéronef comportant un système de freinage conçu différemment. Bien que, dans le procédé de surveillance décrit ici, on ait pris l'exemple d'un frein à manque de courant comme organe de blocage de l'actionneur électromécanique, l'invention peut s'appliquer à tout type d'organe de blocage. Bien que, dans le procédé de surveillance décrit ici, on compare un courant d'alimentation d'un moteur d'un actionneur électromécanique aux courants d'alimentation des moteurs des autres actionneur électromécaniques de la même roue ou à la moyenne des courants d'alimentation de tous les actionneurs de la roue, il est possible de comparer un courant d'alimentation d'un moteur d'un actionneur avec celui d'un moteur d'un actionneur d'une autre roue. Le procédé de surveillance est ainsi par exemple applicable à un système de freinage d'un véhicule quelconque comportant deux roues équipées chacune d'un frein comportant un seul actionneur électromécanique. Bien que l'on ait indiqué que les valeurs d'estimations le a, le b, le c, le d des courants d'alimentations des moteurs sont des valeurs moyennes sur une certaine période T, ces valeurs d'estimation peuvent aussi être des valeurs instantanées des courants d'alimentation ou tout autre type de valeur permettant d'estimer ces courants d'alimentation. Bien que l'on ait indiqué ici que le fonctionne- ment anormal de l'actionneur électromécanique détecté est un verrouillage accidentel de l'organe de blocage, le fonctionnement anormal détecté peut être différent (blocage accidentel du poussoir, grippage ou usure interne à l'actionneur, etc.). REVENDICATIONS1. Procédé de surveillance d'au moins deux actionneurs électromécaniques (5) de freinage de roue d'aéronef, chaque actionneur électromécanique (5) étant alimenté au moyen d'un courant d'alimentation (Ia) pour appliquer sélectivement un effort de freinage sur des organes de friction (15), le procédé de surveillance comportant l'étape d'activer les actionneurs électromécani- ques (5), et, pour chaque actionneur électromécanique (5), les étapes de : - déterminer une valeur de courant représentative (Ivr) du courant d'alimentation de l'actionneur électromécanique ; - déterminer une valeur de courant de référence (Ir) estimée à partir des courants d'alimentation d'au moins un autre actionneur électromécanique (5) ; - comparer la valeur de courant représentative et la valeur de courant de référence ; - détecter un fonctionnement anormal de l'actionneur électromécanique (5) lorsque la différence entre la valeur de courant représentative et la valeur de courant de référence est supérieure à un seuil prédéterminé (Is). 2. Procédé de surveillance selon la revendication 1, dans lequel la valeur de courant représentative (Ivr) est une valeur absolue d'une estimation du courant d'alimentation de l'actionneur électromécanique (5). 3. Procédé de surveillance selon l'une des reven- dications précédentes, dans lequel la valeur de courant de référence (Ir) est une moyenne de valeurs absolues d'estimations des courants d'alimentations concernés. 4. Procédé de surveillance selon les revendications 2 et 3, dans lequel les estimations des courants d'alimentation sont des valeurs moyennes ou des valeursinstantanées des courants d'alimentation. 5. Procédé de surveillance selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la valeur de courant représentative (Ivr) et la valeur de courant de référence (Ir) sont obtenues à partir de courants d'alimentation mesurés au cours de phases de fonctionnement à vide des actionneurs électromécaniques (5). 6. Procédé de surveillance selon l'une des revendications précédentes comportant en outre, suite à la dé- tection d'un fonctionnement anormal d'un actionneur élec- tromécanique, les étapes de : - identifier l'actionneur électromécanique présentant le fonctionnement anormal ; - signaler le fonctionnement anormal de l'actionneur électromécanique ; - effectuer une action de correction ou de reconfiguration pour tenter de remettre l'actionneur électromécanique dans des conditions de fonctionnement normales ; - désactiver l'actionneur électromécanique pré- sentant un fonctionnement anormal si l'action de correction ou de reconfiguration ne permet pas de remettre l'actionneur électromécanique dans les conditions de fonctionnement normales.25