FR2952447A1 - Dispositif de controle electronique de fonctionnement d'un organe de pilotage a surveillance croisee, dispositif de pilotage et aeronef - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement d'un dispositif de pilotage d'aéronef à deux organes de pilotage reliés, comprenant des circuits électroniques de surveillance principale à partir de signaux délivrés par des capteurs associés à l'un des organes de pilotage, et au moins un circuit (52 à 55) électronique de surveillance croisée, de traitement numérique de signaux délivrés par des capteurs (83, 93) associés à l'autre organe de pilotage, adapté pour détecter toute dérive de ces signaux correspondant à un défaut et pour générer un signal représentatif d'un tel défaut. Elle s'étend à un dispositif de pilotage et à un aéronef comprenant un tel dispositif de contrôle électronique de fonctionnement à surveillance croisée.
Description
i DISPOSITIF DE CONTRÔLE ÉLECTRONIQUE DE FONCTIONNEMENT D'UN ORGANE DE PILOTAGE À SURVEILLANCE CROISÉE, DISPOSITIF DE PILOTAGE ET AÉRONEF L'invention concerne un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement d'un organe de pilotage, dit organe de pilotage contrôlé, d'un aéronef comprenant un dispositif de pilotage doté, pour chaque organe de conduite de l'aéronef, de deux tels organes de pilotage reliés (par une chaîne cinématique intégralement mécanique ou de façon au moins partiellement électrique) à cet organe de conduite, de sorte que l'aéronef peut être piloté simultanément par deux personnes : un commandant de bord et un copilote. Dans tout le texte, le terme « pilotage » et ses dérivés désignent, sauf indication contraire, la conduite d'un aéronef par au moins un pilote humain manoeuvrant au moins un organe de pilotage tel qu'un manche, une manette, un palonnier, une pédale... relié à au moins un organe de conduite tel qu'une gouverne ou une commande de gaz de l'aéronef... On a déjà proposé un dispositif de pilotage comprenant un couplage asservi (de façon logique et électronique) d'un manche de pilote et d'un manche de copilote. Des moteurs permettent de simuler la sensation de manches traditionnels mécaniques et le suivi de chaque manche par l'autre. Un tel dispositif pose le problème de sa fiabilité et de la surveillance de l'apparition de défauts éventuels. EP 0 759 585 pose ce problème et rappelle que de tels systèmes aéronautiques doivent être tolérants aux défauts et notamment intégrer des dispositifs redondants. La solution préconisée par ce document consiste à prévoir, pour chaque manche de pilotage, d'une part une redondance complète des moteurs, des capteurs de détection et des circuits de générations de sensations de retour de force, d'autre part des ordinateurs de commande et de surveillance reliés pour « autosurveiller » le signal de commande du moteur associé à ce manche, le comparer à un signal de courant du moteur, et comparer des signaux de tensions mesurées à un signal de référence, l'ordinateur de surveillance surveillant l'ordinateur de commande, les deux ordinateurs étant susceptibles de désactiver le moteur. Une telle solution, traditionnelle dans son principe, est lourde, complexe et coûteuse dans son implémentation et son fonctionnement. En particulier, elle nécessite un ordinateur de surveillance spécifique pour chaque manche. En outre, elle reste imparfaite dans la mesure où certaines pannes susceptibles d'intervenir sur un tel ordinateur de surveillance ne seront pas nécessairement elles-mêmes détectées.
L'invention vise donc à pallier ces inconvénients en proposant un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement de fiabilité améliorée, en particulier permettant de détecter également toute panne susceptible d'intervenir sur un circuit utilisé pour la surveillance du fonctionnement du dispositif, qui reste opérationnel en cas d'apparition d'un défaut sur un quelconque de ses éléments constitutifs, et qui de surcroît soit simple, léger, compact, peu coûteux et compatible avec son implémentation à l'échelle industrielle à bord d'un aéronef quelconque. Plus particulièrement, l'invention vise à proposer un tel dispositif de contrôle de fonctionnement simple, peu coûteux à concevoir, à fabriquer, et dans son fonctionnement, y compris en termes de consommation d'énergie.
Dans tout le texte, le terme « adapté pour » appliqué à un dispositif tel qu'un circuit est utilisé de façon usuelle pour désigner une fonction technique exercée par ce dispositif. L'invention concerne donc un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement d'un organe de pilotage, dit organe de pilotage contrôlé, d'un dispositif de pilotage d'aéronef comprenant deux organes de pilotage reliés tous deux à au moins un même organe de conduite de l'aéronef, ce dispositif de contrôle électronique de fonctionnement comprenant : - des entrées, dites entrées de surveillance principale, de réception de signaux délivrés par des capteurs associés à l'un des organes de pilotage, dit organe de pilotage contrôlé, des circuits électroniques, dits circuits de surveillance principale, de traitement numérique des signaux reçus sur les entrées de surveillance principale, caractérisé en ce qu'il comprend : des entrées, dites entrées de surveillance croisée, de réception de signaux délivrés par des capteurs associés à l'autre organe de pilotage, au moins un circuit électronique, dit circuit de surveillance croisée, de traitement numérique desdits signaux délivrés par des capteurs associés à l'autre organe de pilotage, adapté pour détecter toute dérive de ces signaux correspondant à un défaut et pour générer un signal représentatif d'un tel défaut. Ainsi, un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement selon l'invention permet de réaliser une surveillance croisée et redondante des deux organes de pilotage. La surveillance réalisée est redondante, en ce sens que la panne de l'un quelconque des circuits de surveillance croisée ou d'un tel dispositif de contrôle selon l'invention est nécessairement détectée, et que le dispositif est tolérant à une panne unique. En outre, cette surveillance est obtenue de façon extrêmement simple et économique, sans adjonction d'ordinateur de surveillance spécifique, et en évitant donc les coûts, la complexité, les consommations énergétiques, le poids et l'encombrement d'un tel ordinateur de surveillance supplémentaire. Par ailleurs, avantageusement et selon l'invention, lesdites entrées de surveillance croisée comportent au moins une entrée de réception d'au moins un signal de position de l'autre organe de pilotage, délivré par un capteur de position associé à cet autre organe de pilotage. De préférence, avantageusement et selon l'invention, lesdites entrées de surveillance croisée comportent en outre au moins une entrée de réception d'au moins un signal de vitesse de l'autre organe de pilotage, délivré par un capteur de vitesse associé à cet autre organe de pilotage. De préférence, avantageusement et selon l'invention, lesdites entrées de surveillance croisée comportent en outre au moins une entrée de réception d'au moins un signal d'accélération de l'autre organe de pilotage, délivré par un capteur d'accélération associé à cet autre organe de pilotage. Également, avantageusement et selon l'invention, lesdites entrées surveillance croisée comportent au moins une entrée de réception d'au moins un signal, dit signal d'efforts, représentatif des efforts exercés réellement sur l'autre organe de pilotage, délivré par un capteur d'efforts associé à cet autre organe de pilotage, et ledit circuit de surveillance croisée est adapté pour comparer une valeur, dite valeur mesurée d'efforts, déterminée au moins à partir dudit signal d'efforts, à une valeur de référence prédéterminée et/ou mesurée et/ou calculée. En outre, avantageusement et selon l'invention, ladite valeur de référence est une valeur calculée selon une loi prédéterminée à partir d'au moins un signal de position de l'autre organe de pilotage. De préférence, avantageusement et selon l'invention, ladite valeur de référence est une valeur calculée également selon une loi prédéterminée à partir d'au moins un signal de vitesse de l'autre organe de pilotage et/ou également selon une loi prédéterminée à partir d'au moins un signal d'accélération de l'autre organe de pilotage. De préférence, avantageusement et selon l'invention, ledit circuit de surveillance croisée est adapté pour comparer la différence entre ladite valeur mesurée d'efforts et ladite valeur de référence à une valeur seuil prédéterminée, et pour générer un signal représentatif d'un défaut lorsque cette différence dépasse ladite valeur seuil prédéterminée (en valeur absolue). Avantageusement et selon l'invention, les deux organes de pilotage étant conjugués de façon logique et électronique à l'autre, au moins un circuit de surveillance croisée est adapté pour calculer une somme algébrique de la valeur mesurée d'efforts délivrée par au moins un capteur d'efforts associé à l'organe de pilotage contrôlé et de la valeur mesurée d'efforts délivrée par au moins un capteur d'efforts associé à l'autre organe de pilotage, et pour traiter cette somme et détecter toute dérive de cette somme correspondant à un défaut. Avantageusement et selon l'invention, cette somme est comparée à une somme algébrique de valeurs théoriques calculées selon des lois prédéterminées pour chaque axe de chaque organe de pilotage en fonction des signaux issus de capteur de position et/ou de vitesse et/ou d'accélération.
Par ailleurs, avantageusement et selon l'invention, les deux organes de pilotage étant mobiles selon les mêmes degrés de liberté par rapport à un châssis de l'aéronef, un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement selon l'invention comprend un circuit de surveillance croisée propre à chaque degré de liberté.
Par ailleurs, dans un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement selon l'invention, chaque circuit de surveillance croisée peut être formé principalement d'un microcontrôleur électronique adapté pour réaliser notamment cette surveillance croisée. À ce titre, il est à noter que chaque microcontrôleur électronique formant un circuit de surveillance croisée peut être dédié à cette surveillance croisée, ou au contraire, être utilisé pour d'autres fonctionnalités du dispositif.
Cela étant, avantageusement, un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement selon l'invention comprend, pour chaque degré de liberté de l'organe de pilotage contrôlé et de l'autre organe de pilotage, à titre de circuit de surveillance principale, un premier microcontrôleur électronique pour le traitement numérique des signaux délivrés par les capteurs associés à l'organe de pilotage contrôlé, et, à titre de circuit de surveillance croisée, un autre microcontrôleur électronique traitant les signaux délivrés par les capteurs associés à l'autre organe de pilotage, chaque autre microcontrôleur électronique étant distinct dudit premier microcontrôleur électronique. Ainsi, dans un dispositif selon l'invention, les microcontrôleurs formant les différents circuits de surveillance principale de l'organe de pilotage contrôlé et de surveillance croisée de l'autre organe de pilotage, sont, pour chaque degré de liberté, distincts les uns des autres. Chaque microcontrôleur peut néanmoins être multifonctionnel, c'est-à-dire par exemple réaliser la surveillance principale de l'organe de pilotage contrôlé sur un degré de liberté, et la surveillance croisée de l'autre organe de pilotage sur un autre degré de liberté. L'invention peut s'appliquer à toute paire d'organes de pilotage d'aéronef (palonniers, manches, volants, mini-manches, leviers de commandes moteur...). L'invention s'applique plus particulièrement et avantageusement dans le cas où chaque organe de pilotage est formé d'un manche (ce terme englobant un mini- manche) pivotant de pilotage d'un aéronef. Ainsi, dans un mode de réalisation préférentiel, un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement selon l'invention est aussi caractérisé en ce que les deux organes de pilotage sont des manches mobiles par rapport au châssis de l'aéronef selon un axe horizontal longitudinal de pivotement pour permettre une commande en roulis, et en ce qu'il comprend : - des entrées de surveillance principale en roulis pour la réception de signaux délivrés par au moins un capteur de position angulaire en roulis (et de préférence également au moins un capteur de vitesse angulaire en roulis et/ou au moins un capteur d'accélération angulaire en roulis) de l'organe de pilotage contrôlé, et au moins un capteur d'effort de roulis de l'organe de pilotage contrôlé, des entrées de surveillance croisée en roulis pour la réception de signaux délivrés par au moins un capteur de position en roulis (et de préférence également au moins un capteur de vitesse angulaire en roulis et/ou au moins un capteur d'accélération angulaire en roulis) de l'autre organe de pilotage, et au moins un capteur d'effort de roulis de l'autre organe de pilotage, un circuit de surveillance croisée en roulis adapté pour : û déterminer pour chaque organe de pilotage, une valeur d'effort théorique selon au moins une loi prédéterminée à partir au moins des signaux de position angulaire en roulis de cet organe de pilotage, û comparer cette valeur d'effort théorique à une valeur d'efforts mesurés (notamment la somme algébrique des efforts mesurés en roulis sur les deux organes de pilotage lorsque les deux organes de pilotage sont conjugués électroniquement) délivrée par au moins un capteur d'efforts en roulis d'un organe de pilotage, et générer un signal de défaut si leur différence entre ces valeurs est, en valeur absolue, supérieure à une valeur seuil prédéterminée. De même, avantageusement un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement selon l'invention est aussi caractérisé en ce que les deux organes de pilotage sont des manches mobiles par rapport au châssis de l'aéronef selon un axe horizontal transversal de pivotement pour permettre une commande en tangage, et en ce qu'il comprend : - des entrées de surveillance principale en tangage pour la réception de signaux délivrés par au moins un capteur de position en tangage (et de préférence également au moins un capteur de vitesse angulaire en tangage et/ou au moins un capteur d'accélération angulaire en tangage) de l'organe de pilotage contrôlé, et au moins un capteur d'effort de tangage de l'organe de pilotage contrôlé, des entrées de surveillance croisée en tangage pour la réception de signaux délivrés par au moins un capteur de position en tangage (et de préférence également au moins un capteur de vitesse angulaire en tangage et/ou au moins un capteur d'accélération angulaire en tangage) de l'autre organe de pilotage, et au moins un capteur d'effort de tangage de l'autre organe de pilotage, un circuit de surveillance croisée en tangage adapté pour : û déterminer pour chaque organe de pilotage, une valeur d'effort théorique selon au moins une loi prédéterminée à partir au moins des signaux de position angulaire en tangage de cet organe de pilotage, ù comparer cette valeur d'effort théorique à une valeur d'efforts mesurés (notamment la somme algébrique des efforts mesurés en tangage sur les deux organes de pilotage lorsque les deux organes de pilotage sont conjugués électroniquement) délivrée par au moins un capteur d'efforts en tangage d'un organe de pilotage, et générer un signal de défaut si leur différence entre ces valeurs est, en valeur absolue, supérieure à une valeur seuil prédéterminée. Par ailleurs, selon un mode de réalisation avantageux, un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement selon l'invention est encapsulé dans un boîtier adapté pour pouvoir être monté sur un boîtier de support de l'organe de pilotage contrôlé. Un tel dispositif de contrôle électronique de fonctionnement selon l'invention, peut donc être intégré dans un simple boîtier pouvant être monté directement sur le boîtier électromécanique de support d'un organe de pilotage, et qui est compatible ou peut être rendu aisément compatible avec toutes sortes d'organes de pilotage, par exemple aussi bien avec un manche de pilotage de commandant de bord qu'avec un manche de pilotage de copilote. Il est à noter à ce titre qu'un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement selon l'invention peut être réalisé de façon parfaitement symétrique dans sa connectique et dans son fonctionnement, de sorte qu'il s'applique aussi bien à un manche de pilote qu'à un manche de copilote, sans nécessiter de modifications matérielles ou logicielles. Ainsi, un même boîtier comprenant un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement selon l'invention peut être monté et connecté alternativement aussi bien sur le boîtier électromécanique de support d'un manche de pilote que sur le boîtier électromécanique de support d'un manche de copilote. Il en résulte en particulier des économies considérables en termes de fabrication à l'échelle industrielle. Il est également à noter qu'un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement selon l'invention peut être incorporé à l'intérieur d'un dispositif de contrôle général de l'organe de pilotage, notamment dans une unité de contrôle électronique incorporant une logique de commande ayant pour fonction d'une part d'assurer le couplage de fonctionnement des deux organes de pilotage, d'autre part de réaliser la commande de moteurs associés aux degrés de liberté de l'organe de pilotage de façon à réaliser une sensation variable de retour de force électriquement simulée. L'invention s'étend également à un dispositif de pilotage comprenant deux organes de pilotage reliés tous deux à au moins un même organe de conduite de l'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque organe de pilotage, un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement selon l'invention propre à chaque organe de pilotage. Ainsi, un dispositif de pilotage selon l'invention comprend deux dispositifs de contrôle électronique de fonctionnement selon l'invention, un pour chaque organe de pilotage, et chaque dispositif de contrôle électronique de fonctionnement est associé à l'un des deux organes de pilotage (notamment intégré dans un boîtier monté sur son boîtier électromécanique de support) et réalise une surveillance principale de l'organe de pilotage auquel il est associé et une surveillance croisée de l'autre organe de pilotage. Avantageusement et selon l'invention, les deux dispositifs de contrôle électronique de fonctionnement à surveillance croisée sont identiques. En effet, ils sont symétriques dans leur conception, leur connectique et leur fonctionnement. Il est à noter à ce titre qu'un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement selon l'invention est intégré directement à l'organe de pilotage et fixé à son à son boîtier électromécanique de support, et n'est donc pas formé d'un système externe aux deux organes de pilotage (comme cela serait le cas par exemple d'un dispositif centralisé interposé entre les deux organes de pilotage). L'invention s'applique par ailleurs particulièrement avantageusement au cas d'organes de pilotage dits actifs, c'est-à-dire dotés de moteurs et de circuits de commande générant une sensation de retour de force simulée sur chaque degré de liberté de l'organe de pilotage. En effet, les dispositifs de contrôle électronique de fonctionnement à surveillance croisée selon l'invention peuvent alors réaliser une surveillance particulièrement efficace de ces moteurs et circuits de commande. Ainsi, avantageusement, dans un dispositif de pilotage selon l'invention, chaque organe de pilotage est monté sur un boîtier électromécanique de support comprenant, pour chaque degré de liberté, au moins un moteur d'actionnement de l'organe de pilotage, et un dispositif de commande de chaque moteur d'actionnement adapté pour créer une sensation variable de retour de force électriquement simulée ti 2952447 9 dans l'organe de pilotage. Avantageusement et selon l'invention, les deux organes de pilotage sont conjugués de façon électronique l'un à l'autre, le dispositif de pilotage comprenant au moins une unité de commande apte à réaliser une telle conjugaison électronique par asservissement. L'invention s'applique néanmoins également à un 5 dispositif de pilotage dans lequel des deux organes de pilotage ne sont pas conjugués, mais sont au contraire indépendants l'un de l'autre. L'invention s'étend également à un aéronef caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif de pilotage selon l'invention, notamment un dispositif de pilotage comprenant deux manches de pilotage en roulis et en tangage. Dans un 10 aéronef selon l'invention, chaque organe de pilotage est doté d'un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement à surveillance croisée selon l'invention. L'invention concerne également un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement, un dispositif de pilotage et un aéronef caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. 15 D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui se réfère aux figures annexées représentant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préférentiel de l'invention, et dans lesquelles : la figure 1 est une représentation schématique en perspective partielle de deux 20 organes de pilotage d'un dispositif de pilotage selon l'invention, la figure 2 est une représentation schématique représentant les éléments constitutifs principaux d'un organe de pilotage de la figure 1, - la figure 3 est une représentation schématique en perspective partiellement éclatée d'un organe de pilotage de la figure 1, 25 - la figure 4 est un schéma fonctionnel illustrant l'architecture générale d'une unité de contrôle d'un organe de pilotage incorporant un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement selon l'invention, - la figure 5 est un schéma fonctionnel illustrant les liaisons entre les capteurs et les différentes voies des deux organes de pilotage d'un dispositif de pilotage 30 selon l'invention, 2952447 io la figure 6 est un schéma fonctionnel illustrant les liaisons entre les microcontrôleurs électroniques des deux organes de pilotage d'un dispositif de pilotage selon l'invention, la figure 7 est un schéma logique illustrant un exemple de logique mise en 5 oeuvre pour la surveillance croisée dans un dispositif selon l'invention, la figure 8 est un schéma fonctionnel illustrant l'architecture de fonctionnement normal de l'unité de contrôle électronique d'un organe de pilotage d'un dispositif de pilotage selon l'invention, - la figure 9 est un schéma fonctionnel illustrant les automatismes mis en oeuvre 10 pour le contrôle de fonctionnement d'un organe de pilotage d'un dispositif de pilotage selon l'invention, les figures 10 et 11 sont similaires à la figure 8 et représentent l'architecture de fonctionnement dans le cas d'un défaut d'alimentation électrique ou de fonctionnement du moteur selon un degré de liberté, et, respectivement, dans le 15 cas d'un défaut de fonctionnement de l'un des microcontrôleurs électroniques. La figure 1 représente un dispositif de pilotage selon l'invention qui, dans l'exemple, comprend deux mini-manches 21, 22 pivotants de pilotage d'un aéronef, dont l'un, 21, est destiné à être utilisé par le commandant de bord, et l'autre, 22, est destiné à être utilisé par le copilote. 20 Chaque mini-manche 21, 22 est monté sur un boîtier 23, respectivement 24, électromécanique de support qui intègre (figure 2) en particulier la cinématique de guidage du mini-manche en rotation selon des axes 25 de tangage et 26 de roulis, et, pour chacun de ces axes, au moins des capteurs 27, 28 de position angulaire, de préférence aussi des capteurs 29, 30 de vitesse angulaire (en variante non 25 représentée également des capteurs d'accélération angulaire), et des capteurs 31, 32 d'efforts, des ressorts 33, 34 de rappel associés à des leviers permettant de rappeler le mini-manche en position neutre, et des moteurs d'actionnement (à savoir deux moteurs 35a, 35b et 36a, 36b par axe représentés et référencés collectivement par les références 35, 36 figure 2) permettant notamment d'impartir un couple de rotation au mini- 30 manche en vue de créer une sensation variable de retour de force électriquement simulée. Les capteurs 27, 28 de position angulaire peuvent comprendre des capteurs détectant la position angulaire du mini-manche 21, 22 lui-même et/ou des capteurs détectant la position angulaire de l'arbre d'entraînement d'au moins un -notamment de chaque- moteur 35, 36 d'actionnement. Tous les capteurs sont annoncés pour fournir des signaux en permanence et en temps réel. De tels organes de pilotage et leur boîtier électromécanique de support sont bien connus en eux-mêmes et n'ont pas à être décrits plus en détail. L'invention s'applique d'ailleurs à tous autres types d'organes de pilotage, y compris par exemple des palonniers, des leviers de commande des moteurs de l'aéronef... Elle s'applique à des organes de pilotage pouvant comprendre un nombre quelconque de degrés de liberté choisis parmi les rotations et les translations.
Chaque boîtier 23, 24 électromécanique de support reçoit un deuxième boîtier, dit boîtier de contrôle 37, 38, intégrant une unité 47, 48 de commande/surveillance électronique associée à l'organe de pilotage correspondant 21, respectivement 22. Comme représenté figure 3, ce boîtier de contrôle 37, 38 est directement monté par des vis sur une face verticale du boîtier 23, 24 électromécanique de support, et ces deux boîtiers 37, 38 et 23, 24 sont connectés électriquement l'un à l'autre par l'intermédiaire de connecteurs appropriés 39. Les connecteurs portés par la face verticale du boîtier 23, 24 électromécanique de support sont électriquement reliés aux différents éléments électriques intégrés à l'intérieur de ce boîtier, c'est-à-dire aux capteurs et moteurs susmentionnés.
Chaque boîtier de contrôle 37, 38 est également doté de connecteurs 41 permettant sa liaison le boîtier de contrôle 38, 37 associé à l'autre organe de pilotage (notamment pour la transmission de signaux permettant la surveillance croisée décrite ci-après), et avec différents autres systèmes électriques et/ou informatiques de l'aéronef, notamment un système informatique de pilotage automatique. La figure 4 représente schématiquement l'architecture générale d'une unité 47, 48 de commande/surveillance électronique intégrée dans l'un des boîtiers de contrôle 37, 38. Sur cette figure, le boîtier 23, 24 électromécanique est schématisé sur la droite, et les connecteurs externes 41 sont schématisés sur la gauche.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, chaque unité 47, 48 de commande/surveillance comprend deux voies 42, 43 respectivement 44, 45, et chaque voie 42, 43, 44, 45 comprend principalement un unique microcontrôleur électronique 52, 53, 54, 55. Chaque voie permet de commander l'un des deux moteurs d'actionnement de chaque axe de rotation à 50 % du couple qui doit être produit sur cet axe. Autrement dit, chaque unité 47, 48 de commande/surveillance électronique comprend uniquement deux microcontrôleurs 52, 53, respectivement 54, 55 et chaque microcontrôleur est actif sur les deux axes de rotation, pour commander 50 % du couple sur chaque axe de rotation par l'intermédiaire de l'un des deux moteurs. En outre, chaque microcontrôleur 52, 53, 54, 55 est aussi adapté pour exécuter des fonctions de surveillance de fonctionnement comme décrit plus en détail ci-après.
Comme on le voit figure 4, le microcontrôleur 52, 54 de la première voie 42, 44, fournit, en permanence et en temps réel par l'intermédiaire d'un circuit de formatage 56, des signaux 62 de commande pour le circuit 58 d'alimentation électrique d'un premier moteur d'actionnement accouplé à l'axe de rotation en roulis, et des signaux 63 de commande pour le circuit 59 d'alimentation électrique d'un deuxième moteur d'actionnement accouplé à l'axe de rotation en tangage. Le microcontrôleur 53, 55 de la deuxième voie 43, 45, fournit, en permanence et en temps réel par l'intermédiaire d'un circuit de formatage 57, des signaux 64 de commande pour le circuit 60 d'alimentation électrique d'un troisième moteur d'actionnement accouplé à l'axe de rotation en roulis, et des signaux 65 de commande pour le circuit 61 d'alimentation électrique d'un quatrième moteur d'actionnement accouplé à l'axe de rotation en tangage. Par ailleurs, tous les capteurs sont doublés et le microcontrôleur 52, 54 de la première voie 42, 44 reçoit, par l'intermédiaire du circuit de formatage 56, des signaux 66 issus, pour chaque axe de rotation, d'une première série de capteurs de position angulaire, de vitesse angulaire et/ou d'accélération angulaire, et de capteurs d'efforts, et le microcontrôleur 53, 55 de la deuxième voie 43, 45 reçoit, par l'intermédiaire du circuit de formatage 57, des signaux 67 issus, pour chaque axe de rotation, d'une deuxième série de capteurs de position angulaire, de vitesse angulaire et/ou d'accélération angulaire, et de capteurs d'efforts.
Chaque voie 42, 43, 44, 45 est par ailleurs alimentée en énergie électrique 68, notamment en tension continue, via les connecteurs externes 41. La tension d'alimentation 68 est fournie à un circuit multiplicateur de tension 71, respectivement 72 alimentant les circuits d'alimentation 58, 59, respectivement 60, 61 des moteurs. La tension d'alimentation 68 est également fournie à un convertisseur 73, respectivement 74 de tension alimentant chaque microcontrôleur 52, 53, 54, 55 ainsi que les différents capteurs du boîtier électromécanique 23, 24. De préférence, cette tension d'alimentation 68 est fournie par deux sources de tensions différentes, l'une alimentant le microcontrôleur 52, 54 de la première voie et l'un des moteurs 35, 36 d'actionnement de chaque axe de rotation, l'autre alimentant le microcontrôleur 53, 55 de la deuxième voie et l'autre moteur 35, 36 d'actionnement de chaque axe de rotation. Les connecteurs externes 41 comportent par ailleurs des ports série 75, respectivement 76, par exemple de type RS422, ainsi que des ports d'entrée 77, respectivement 78, et de sortie 79, respectivement 80, ces ports 75 à 80 communiquant avec le microcontrôleur 52, 53, 54, 55 via un circuit 69, respectivement 70 de filtrage et un circuit 88, respectivement 89 de mise en forme des signaux. Les deux voies 42, 44 et, respectivement, 43, 45 sont aussi reliées l'une à l'autre par un bus série interne 97, respectivement 98. La figure 5 représente un exemple de l'architecture d'équipement et de liaison des capteurs. Chaque organe de pilotage 21, 22 est doté, pour chacun des axes 25, 26, de six ensembles de capteurs 27, 28 de position angulaire, 29, 30 de vitesse angulaire, 31, 32 d'efforts à savoir : - pour l'axe 25 de tangage : û un premier ensemble 81 comprenant un capteur de position angulaire, un capteur de vitesse angulaire et un capteur d'efforts, reliés à la première voie 42, 44 de l'organe de pilotage 21, 22 considéré ; û un deuxième ensemble 82 comprenant un capteur de 25 position angulaire, un capteur de vitesse angulaire et un capteur d'efforts, reliés à la deuxième voie 43, 45 de l'organe de pilotage 21, 22 considéré ; û un troisième ensemble 83 comprenant un capteur de position angulaire, un capteur de vitesse angulaire et un capteur d'efforts, reliés à la première voie 44, 42 de l'autre organe de pilotage 22, 21 ; 30 û un quatrième ensemble 84, un cinquième ensemble 85, un sixième ensemble 86 comprenant un capteur de position angulaire et un capteur d'efforts, reliés au système informatique 87 de pilotage automatique de l'aéronef (calculateur de commandes de vol) ; û pour l'axe de roulis 26 : û un premier ensemble 91 comprenant un capteur de 5 position angulaire, un capteur de vitesse angulaire et un capteur d'efforts, reliés à la première voie 42, 44 de l'organe de pilotage 21, 22 considéré ; û un deuxième ensemble 92 comprenant un capteur de position angulaire, un capteur de vitesse angulaire et un capteur d'efforts, reliés à la deuxième voie 43, 45 de l'organe de pilotage 21, 22 considéré ; 10 û un troisième ensemble 93 comprenant un capteur de position angulaire, un capteur de vitesse angulaire et un capteur d'efforts, reliés à la deuxième voie 45, 43 de l'autre organe de pilotage 22, 21 ; û un quatrième ensemble 94, un cinquième ensemble 95, un sixième ensemble 96, comprenant chacun un capteur de position angulaire et un 15 capteur d'efforts, reliés au système informatique 87 de pilotage automatique de l'aéronef (calculateur de commandes de vol). On assure ainsi la redondance permettant de garantir qu'il n'existe pas de panne unique entraînant la perte de la détection d'un paramètre. La figure 6 représente l'architecture des liaisons informatiques 20 des microcontrôleurs électroniques 52, 53, 54, 55 des différentes voies des unités de commande/surveillance électronique 47, 48 des différents organes de pilotage. Les quatre microcontrôleurs 52, 53, 54, 55 sont reliés les uns aux autres deux à deux par six bus série, dont les deux bus série internes 97, 98 et quatre bus série externes 99, 100, 101, 102 reliés aux ports série 75, 76 des connecteurs 41, une paire de tels ports 25 série 75, 76 étant prévue pour chaque microcontrôleur. Un premier bus série externe 99 relie le microcontrôleur 52 de la première voie 42 de l'unité de commande/surveillance électronique 47 associée au mini-manche 21 du commandant de bord, au microcontrôleur 54 de la première voie 44 de l'unité de commande/surveillance électronique 48 associée au mini-manche 22 30 du copilote. Un deuxième bus série externe 100 relie le microcontrôleur 53 de la deuxième voie 43 de l'unité de commande/surveillance électronique 47 associée au mini-manche 21 du commandant de bord, au microcontrôleur 55 de la deuxième voie 45 de l'unité de commande/surveillance électronique 48 associée au mini-manche 22 du copilote. Un troisième bus série externe 101 relie le microcontrôleur 52 de la première voie 42 de l'unité de commande/surveillance électronique 47 associée au mini-manche 21 du commandant de bord, au microcontrôleur 55 de la deuxième voie 45 de l'unité de commande/surveillance électronique 48 associée au mini-manche 22 du copilote. Un quatrième bus série externe 102 relie le microcontrôleur 53 de la deuxième voie 43 de l'unité de commande/surveillance électronique 47 associée au mini-manche 21 du commandant de bord, au microcontrôleur 54 de la première voie 44 de l'unité de commande/surveillance électronique 48 associée au mini-manche 22 du copilote. Par ailleurs, chaque microcontrôleur 52, 53, 54, 55 est de préférence relié à un système informatique central 103 de l'aéronef, de façon à former avec ce dernier un réseau de type CAN.
Les tableaux 1 et 2 ci-après indiquent les principaux signaux associés à chaque microcontrôleur électronique 52, 53, 54, 55, notamment ceux reçus sur leurs entrées de réception en ce qui concerne leurs fonctionnalités vis-à-vis de l'invention, c'est-à-dire de la commande et du contrôle électronique de fonctionnement des organes de pilotage (d'autres signaux non indiqués sur les tableaux peuvent être associés à ces microcontrôleurs, notamment en ce qui concerne certaines fonctions de sécurité ou de commandes de mouvements spécifiques des organes de pilotage pour générer des sensations particulières de retour de force). Chaque tableau indique pour chaque axe (roulis ou tangage) les signaux reçus sur les entrées de réception du microcontrôleur en provenance des capteurs associés au mini-manche contrôlé par l'unité de commande/surveillance électronique à laquelle le microcontrôleur appartient ou à l'autre mini-manche. Comme on le voit, chaque microcontrôleur reçoit en entrée des signaux issus des différents capteurs, y compris pour au moins un axe de l'autre minimanche que le mini-manche contrôlé par l'unité de commande/surveillance électronique à laquelle il appartient. Chacun des microcontrôleurs constitue ainsi à la fois un circuit de surveillance principale de traitement numérique des signaux reçus à partir des capteurs associés du mini-manche contrôlé, et un circuit de surveillance croisée permettant de réaliser le contrôle de fonctionnement de l'autre mini-manche, au moins pour un axe de ce dernier. En pratique, dans l'exemple donné, le premier microcontrôleur 52, 54 réalise d'une part la surveillance principale des axes de roulis et de tangage du mini-manche contrôlé, ainsi que, pour chaque axe, la commande d'un premier moteur associé à cet axe, d'autre part la surveillance croisée de l'axe de tangage de l'autre mini-manche ; et le deuxième microcontrôleur 53, 55 réalise d'une part la surveillance principale des axes de roulis et de tangage du mini-manche contrôlé, ainsi que, pour chaque axe, la commande d'un deuxième moteur associé à cet axe, d'autre part la surveillance croisée de l'axe de roulis de l'autre mini-manche. Il va de soi que cette architecture n'est qu'un exemple et notamment que chaque microcontrôleur peut réaliser la surveillance croisée des deux axes de roulis et de tangage. 20 25 30 PREMIER MICROCONTROLEUR 52, 54 axe mini-manche concerné propriété vis-à-vis de signal l'unité de contrôle électronique tangage mini-manche contrôlé capteur de couple de 81 ENTRÉE tangage mini-manche contrôlé capteur de position de mini-manche de 81 ENTRÉE tangage mini-manche contrôlé capteur de vitesse de mini-manche de 81 ENTRÉE roulis mini-manche contrôlé capteur de couple de 91 ENTRÉE roulis mini-manche contrôlé capteur de position de mini-manche de 91 ENTRÉE roulis mini-manche contrôlé capteur de vitesse de mini-manche de 91 ENTRÉE tangage autre mini-manche capteur de couple de 83 ENTRÉE tangage autre mini-manche capteur de position de mini-manche de 83 ENTRÉE tangage autre mini-manche capteur de vitesse de mini-manche de 83 ENTRÉE roulis mini-manche contrôlé capteur de position moteur de 91 ENTRÉE roulis mini-manche contrôlé courant d'alimentation du moteur ENTRÉE roulis mini-manche contrôlé tension d'alimentation moteur ENTRÉE roulis mini-manche contrôlé signaux de commande PWM du moteur SORTIE tangage mini-manche contrôlé capteur de position moteur de 81 ENTRÉE tangage mini-manche contrôlé courant d'alimentation du moteur ENTRÉE tangage mini-manche contrôlé tension d'alimentation moteur ENTRÉE tangage mini-manche contrôlé signaux de commande PWM du moteur SORTIE tangage et roulis mini-manche contrôlé commande d'engagement du pilote automatique ENTRÉE tangage mini-manche contrôlé commande de position du pilote automatique ENTRÉE roulis mini-manche contrôlé commande de position du pilote automatique ENTRÉE tangage et roulis les deux mini-manches bus série 99 ENTRÉE/SORTIE tangage et roulis les deux mini-manches bus série 101 ou 102 ENTRÉE/SORTIE tangage et roulis mini-manche contrôlé bus série interne 97ou 98 ENTRÉE/SORTIE tangage et roulis mini-manche contrôlé bus CAN ENTRÉE/SORTIE Tableau 1 DEUXIEME MICROCONTROLEUR 53, 55 mini-manche concerné signal propriété vis-à- vis vis de l'unité de contrôle électronique tangage mini-manche contrôlé capteur de couple de 82 ENTRÉE tangage mini-manche contrôlé capteur de position de mini-manche de 82 ENTRÉE tangage mini-manche contrôlé capteur de vitesse de mini-manche de 82 ENTRÉE roulis mini-manche contrôlé capteur de couple de 92 ENTRÉE roulis mini-manche contrôlé capteur de position de mini-manche de 92 ENTRÉE roulis mini-manche contrôlé capteur de vitesse de mini-manche de 92 ENTRÉE roulis autre mini-manche capteur de couple de 93 ENTRÉE roulis autre mini-manche capteur de position de mini-manche de 93 ENTRÉE roulis autre mini-manche capteur de vitesse de mini-manche de 93 ENTRÉE roulis mini-manche contrôlé capteur de position moteur de 92 ENTRÉE roulis mini-manche contrôlé courant d'alimentation du moteur ENTRÉE roulis mini-manche contrôlé tension d'alimentation moteur ENTRÉE roulis mini-manche contrôlé signaux de commande PWM du moteur SORTIE tangage mini-manche contrôlé capteur de position moteur de 82 ENTRÉE tangage mini-manche contrôlé courant d'alimentation du moteur ENTRÉE tangage mini-manche contrôlé tension d'alimentation moteur ENTRÉE tangage mini-manche contrôlé signaux de commande PWM du moteur SORTIE tangage et roulis mini-manche contrôlé commande d'engagement du pilote automatique ENTRÉE tangage mini-manche contrôlé commande de position du pilote automatique ENTRÉE roulis mini-manche contrôlé commande de position du pilote automatique ENTRÉE tangage et roulis les deux mini-manches bus série 100 ENTRÉE/SORTIE tangage et roulis les deux mini-manches bus série 102 ou 101 ENTRÉE/SORTIE tangage et roulis mini-manche contrôlé bus série interne 97ou 98 ENTRÉE/SORTIE tangage et roulis mini-manche contrôlé bus GAN ENTRÉE/SORTIE Tableau 2
19 La figure 7 représente la logique mise en oeuvre par chaque microcontrôleur électronique 52 à 55 pour la surveillance croisée sur l'un des deux axes 25, 26. Pour cet axe 25, 26, le microcontrôleur électronique reçoit les signaux issus des capteurs 27 à 30, à savoir au moins un signal 110 de position (valeur d'angle de rotation 0) du mini-manche contrôlé 21, 22, et un signal 111 de position de l'autre mini-manche 22, 21. Il reçoit également de préférence un signal 112 de vitesse du mini-manche contrôlé et un signal 113 de vitesse de l'autre mini-manche 22, 21. Ces signaux 112, 113 de vitesse peuvent être issus de capteurs de vitesse ou calculés par dérivation par rapport au temps des signaux de position 0(t) issus des capteurs mesurant la position angulaire de chaque mini-manche au cours du temps. Le microcontrôleur électronique reçoit également de préférence un signal 152 représentatif de l'accélération du mini-manche contrôlé 21, 22 et un signal 153 représentatif de l'accélération de l'autre mini-manche 22, 21. Ces signaux 152, 153 d'accélération peuvent être issus de capteurs d'accélération angulaire ou calculés par double dérivation par rapport au temps des signaux de position 0(t) issus des capteurs mesurant la position angulaire de chaque mini-manche au cours du temps À partir de ces signaux, le microcontrôleur électronique 52 à 55 est adapté pour exécuter un module 114 de calcul d'une valeur représentative des efforts théoriques. Ce module 114 de calcul applique des lois prédéterminées (représentées par des données mémorisées, par exemple sous forme de tables) permettant de calculer, pour chaque axe de chaque mini-manche, le couple théorique correspondant à la position angulaire, et, le cas échéant, de préférence aussi le couple théorique correspondant la vitesse angulaire de cet axe et/ou le couple théorique correspondant l'accélération angulaire de cet axe.
Lorsque les deux mini-manches 21, 22 sont conjugués de façon logique et électronique l'un à l'autre par les unités de commande/surveillance électronique 47, 48, le module 114 de calcul calcule, pour chaque axe de chaque mini-manche, une valeur 115 théorique du couple devant être imparti sur l'un des axes pour chaque organe de pilotage 21, 22. Cette valeur 115 théorique est la somme algébrique (tenant compte des signes, c'est-à-dire des sens des couples) des couples théoriques correspondant à la position angulaire, à la vitesse angulaire et à l'accélération angulaire préalablement calculés. Il est à noter que dès lors que les deux mini-manches 21, 22 sont conjugués, la valeur 115 théorique pour l'un des mini-manches est la même que celle obtenue pour l'autre mini-manche. Par ailleurs, le microcontrôleur électronique 52 à 55 reçoit également, pour l'axe considéré, les valeurs issues des capteurs d'efforts 31, 32, c'est-à-dire un signal 116 du couple mesuré sur l'axe pour le mini-manche contrôlé 21, 22, et un signal 117 du couple mesuré sur l'axe pour l'autre mini-manche 22, 21.
Le microcontrôleur électronique 52 à 55 exécute un module 118 réalisant la somme algébrique (tenant compte des signes, c'est-à-dire des sens des couples) des couples mesurés, ce module 118 fournissant une valeur 119 représentative de cette somme algébrique des efforts cumulés mesurés. Le microcontrôleur électronique 52 à 55 exécute un module 120 qui calcule la différence 121 entre la valeur 115 théorique et la valeur 119 représentative de la somme algébrique des efforts mesurés, et un module 122 qui compare cette valeur 121 de différence à une valeur seuil 123 prédéterminée mémorisée. Lorsque la valeur 121 est supérieure en valeur absolue à la valeur seuil 123, le microcontrôleur 52 à 55 émet un signal 124 représentatif de l'existence d'un défaut de fonctionnement. Cette surveillance croisée réalisée par somme algébrique des signaux des couples mesurés des deux organes de pilotage et détection d'une dérive sur cette somme est en effet particulièrement simple et largement suffisante. Rien n'empêche, en variante, d'utiliser toute autre fonction de combinaison des signaux des deux organes de pilotage, notamment sous forme polynomiale ou autre.
Si les deux mini-manches 21, 22 ne sont pas conjugués électroniquement, c'est-à-dire sont indépendants l'un de l'autre, la valeur 115 théorique (qui est encore, pour le mini-manche 21, 22 considéré, la somme algébrique des couples théoriques dus à la position angulaire, à la vitesse angulaire et à l'accélération angulaire, le cas échéant), est comparée à la valeur du signal 116,
21 ou 117, du couple mesuré sur l'axe du mini-manche 21, 22 considéré par le module 120 qui calcule une différence entre ces valeurs, cette différence étant là encore comparée en valeur absolue à une valeur seuil, le microcontrôleur électronique émettant un signal représentatif de l'existence d'un défaut si cette valeur seuil est dépassée. La figure 8 représente l'état de l'une des unités de commande/surveillance électronique 47, 48 en fonctionnement normal. Chaque unité de commande/surveillance électronique 47, 48 fournit les signaux de commande 62, 64 ; 63, 65 simultanément pour les deux moteurs 35, 36 de chaque axe du mini-manche contrôlé. Pour chaque axe, le premier microcontrôleur 52, 54, fournit un signal de commande d'un premier moteur selon 50 % du couple devant être imparti sur cet axe, et le deuxième microcontrôleur 53, 55 fournit un signal de commande d'un deuxième moteur selon 50 % du couple devant être imparti sur cet axe.
En outre, chaque microcontrôleur est multifonctionnel et réalise d'une part des fonctionnalités de commande d'un moteur pour chaque degré de liberté selon des boucles d'asservissement en position et en vitesse pour la génération de sensations de retour de force, et, d'autre part, des fonctionnalités de surveillance des signaux de commande permettant d'éviter les dérives et de détecter les défauts. En fonctionnement normal, lorsque l'un des microcontrôleurs électroniques 52, 54, ou 53, 55 d'une unité de commande/surveillance électronique 47, 48 réalise des fonctions de commande sur l'un des axes du mini-manche contrôlé, l'autre microcontrôleur électronique 53, 55, ou 52, 54 de cette même unité de commande/surveillance électronique 47, 48 réalise des fonctions de surveillance sur cet axe. Par ailleurs, les deux microcontrôleurs électroniques d'une même unité de commande/surveillance électronique 47, 48 sont associés l'un à l'autre de façon à fonctionner en maître/esclave. Le microcontrôleur électronique
22 maître réalise les fonctions de commande et de surveillance du courant de l'un des moteurs sur l'un des axes, et le microcontrôleur esclave réalise des fonctions de surveillance et de contrôle de courant de l'autre moteur du même axe. Lorsqu'un microcontrôleur électronique est maître sur un axe, il est esclave pour l'autre axe.
La figure 9 illustre un exemple de réalisation d'une telle logique de fonctionnement en maître/esclave des microcontrôleurs de l'une des unités de commande/surveillance électronique 47, 48 pour l'un des axes 21, 22. Le fonctionnement en maître est le suivant. Le premier microcontrôleur 52, 54 reçoit les signaux 116, 117 des efforts mesurés sur l'axe, en calcule la somme algébrique et exécute un module 125 permettant d'appliquer la loi prédéterminée susmentionnée reliant la position et le couple, pour fournir une valeur 126 représentative d'une position théorique de référence de l'axe du mini-manche contrôlé. Le module 127 calcule la différence 128 entre cette valeur 126 et la valeur du signal 110 de mesure de la position du mini- manche contrôlé. Cette différence 128 est utilisée par un module 129 de calcul d'une valeur 130 de consigne de couple. Ce module 129 exécute un automatisme prédéterminé, par exemple de type PID (proportionnelle intégrale dérivée). Le premier microcontrôleur 52, 54 réalise donc ainsi une boucle 132 d'asservissement en position à partir des valeurs 116, 117 de couple mesurées.
La valeur de consigne de couple 130 est fournie à un module 131 de détection de défaut, puis à l'entrée d'une boucle 133 d'asservissement en courant de l'un 35a, 36a des moteurs d'actionnement de l'axe. Cette boucle 133 comprend un module 134 comparant la valeur de consigne 130 à une valeur 135 représentative du couple mesuré fourni réellement au moteur par le circuit d'alimentation 58, 60. Cette valeur 135 est par exemple une valeur mesurée d'un courant fourni par le circuit d'alimentation 58, 60. La différence 136 entre la valeur 130 de consigne et la valeur 135 mesurée est fournie à un module 137 exécutant un automatisme (par exemple de type PID) de contrôle en courant délivrant un signal 138 de commande pour le circuit d'alimentation 58, 60 qui alimentent le moteur 35a, 36a en fonction de ce signal 138. Le fonctionnement en esclave est le suivant. Le deuxième microcontrôleur 53, 55 comprend une boucle 139 d'asservissement en position à partir des efforts mesurés 116, 117, cette boucle 139 étant identique à la boucle 132 d'asservissement en position mise en oeuvre par le premier microcontrôleur 52, 54. Cette boucle 139 fournit donc également une valeur 140 de consigne de couple qui est fournie à un module 141 de détection de défaut, puis à l'entrée d'une boucle 143 d'asservissement en courant de l'autre 35b, 36b des moteurs d'actionnement de l'axe. Cette boucle 143 d'asservissement courant est identique à la boucle 133 d'asservissement en courant mise en oeuvre par le premier microcontrôleur électronique 52, 54. Par ailleurs, la valeur 130 de consigne de couple élaborée par le premier microcontrôleur électronique 52, 54 est fournie au deuxième microcontrôleur électronique 53, 55 et utilisée par un module 145 de contrôle de fonctionnement exécuté par ce deuxième microcontrôleur électronique 53, 55 pour la comparer à la valeur 140 de consigne de couple élaborée par ce dernier. Ce module 145 détecte une différence entre ces deux valeurs 130, 140, et compare cette différence, en valeur absolue, à une valeur seuil prédéterminée. Si cette valeur seuil est dépassée, le module 145 génère un signal de défaut utilisé par exemple par le module 141. Ainsi, le deuxième microcontrôleur électronique 53, 55 réalise un contrôle de fonctionnement en esclave du premier microcontrôleur électronique 52, 54. Comme on le voit figure 8, les deux microcontrôleurs échangent les signaux de consigne de couple 130, 140 sur le bus série interne 97, 98 en full duplex, chaque signal ayant un statut maître ou esclave, selon le cas. Sur la figure 8, les blocs 155, respectivement 156 représentant les microcontrôleurs représentent le statut du microcontrôleur vis-à-vis de chaque axe 25, respectivement 26. Un statut de commande en maître est représenté par des hachures, un statut de commande en esclave est représenté par une absence de hachures dans la partie correspondante du bloc 155, 156. Une fonction de contrôle de fonctionnement de l'axe 25, 26 est représentée par l'insertion de la lettre « M » dans le bloc 155, 156. La figure 10 est similaire à la figure 8 mais représente l'état de l'unité de commande/surveillance électronique 47, 48 dans le cas d'un défaut sur au moins un circuit 58 à 61 d'alimentation électrique d'un moteur ou sur au moins un moteur 35, 36. Dans l'exemple représenté, on suppose l'existence d'un tel défaut sur le fonctionnement du deuxième moteur 35b d'actionnement de l'axe de tangage 25 normalement commandé en maître par la deuxième voie 43, 45. Comme on le voit, l'unité de commande/surveillance électronique se reconfigure elle-même de telle sorte que le premier microcontrôleur 52, 54 qui est normalement esclave devienne maître et que le signal de commande 62 pour le premier moteur 35a contrôle 100 % du couple devant être délivré sur cet axe 25. En outre, le deuxième microcontrôleur 53, 55 est aussi reconfiguré pour assurer le contrôle de fonctionnement en esclave sur l'axe de tangage 25. La figure 11 représente l'état de l'unité de commande/surveillance électronique 47, 48 dans le cas d'un défaut sur l'un des microcontrôleurs, à savoir le deuxième microcontrôleur 53, 55 dans l'exemple représenté. L'unité de commande/surveillance électronique 47, 48 se reconfigure elle-même de façon que l'autre microcontrôleur électronique 52, 54 devienne maître dans les commandes sur les deux axes et fournisse 100 % du couple par les signaux de commande 62, respectivement 65. L'invention permet d'assurer une totale résistance du dispositif à une panne unique et ce de façon extrêmement simple, efficace et économique. Elle 25 peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation et applications.
Claims (1)
- REVENDICATIONS1/ - Dispositif de contrôle électronique de fonctionnement d'un organe (21, 22) de pilotage, dit organe de pilotage contrôlé, d'un dispositif de pilotage d'aéronef comprenant deux organes (21, 22) de pilotage reliés tous deux à au moins un même organe de conduite de l'aéronef, ce dispositif de contrôle électronique de fonctionnement comprenant : û des entrées, dites entrées de surveillance principale, de réception de signaux délivrés par des capteurs (27 à 32) associés à l'organe (21, 22) de pilotage contrôlé, û des circuits électroniques, dits circuits (52 à 55) de surveillance principale, de traitement numérique des signaux reçus sur les entrées de surveillance principale, caractérisé en ce qu'il comprend : û des entrées, dites entrées de surveillance croisée, de réception de signaux délivrés par des capteurs (83, 93) associés à l'autre organe (22, 21) de pilotage, û au moins un circuit électronique, dit circuit (52 à 55) de surveillance croisée, de traitement numérique desdits signaux délivrés par des capteurs associés à l'autre organe de pilotage, adapté pour détecter toute dérive de ces signaux correspondant à un défaut et pour générer un signal représentatif d'un tel défaut. 2/ - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites entrées de surveillance croisée comportent au moins une entrée de réception d'au moins un signal (111) de position de l'autre organe (22, 21) de pilotage, délivré par un capteur de position associé à cet autre organe de pilotage. 3/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites entrées de surveillance croisée comportent au moins une entrée de réception d'au moins un signal, dit signal (117) d'efforts, représentatif des efforts exercés réellement sur l'autre organe de pilotage, délivré par un capteur d'efforts associé à cet autre organe (22, 21) de pilotage, et en ce que ledit circuit (52 à 55) de surveillance croisée est adapté pour comparer une valeur, dite valeur mesurée d'efforts, déterminée au moins à partir dudit signal (117) d'efforts, à une valeur (115) de référence prédéterminée et/ou mesurée et/ou calculée. 26 4/ - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite valeur (115) de référence est une valeur calculée selon une loi prédéterminée à partir d'au moins un signal (111) de position de l'autre organe de pilotage. 5/ - Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit circuit (52 à 55) de surveillance croisée est adapté pour comparer la différence (121) entre ladite valeur mesurée d'efforts et ladite valeur (115) de référence à une valeur seuil prédéterminée, et pour générer un signal représentatif d'un défaut lorsque cette différence dépasse ladite valeur seuil prédéterminée. 6/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins un circuit de surveillance croisée est adapté pour calculer une somme algébrique (119) de la valeur mesurée d'efforts délivrée par au moins un capteur d'efforts associé à l'organe (21, 22) de pilotage contrôlé et de la valeur mesurée d'efforts délivrée par au moins un capteur d'efforts associé à l'autre organe (22, 21) de pilotage, et pour traiter cette somme (119) et détecter toute dérive de cette somme correspondant à un défaut. 7/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les deux organes (21, 22) de pilotage étant mobiles selon les mêmes degrés de liberté par rapport à un châssis de l'aéronef, il comprend un circuit de surveillance croisée propre à chaque degré de liberté. 8/ - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque degré de liberté de l'organe (21, 22) de pilotage contrôlé et de l'autre organe (22, 21) de pilotage, à titre de circuit de surveillance principale, un premier microcontrôleur électronique pour le traitement numérique des signaux délivrés par les capteurs associés à l'organe (21, 22) de pilotage contrôlé, et, à titre de circuit de surveillance croisée, un autre microcontrôleur électronique traitant les signaux délivrés par les capteurs associés à l'autre organe de pilotage, chaque autre microcontrôleur électronique étant distinct dudit premiermicrocontrôleur électronique. 9/ - Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les deux organes de pilotage sont des manches mobiles par rapport au châssis de l'aéronef selon un axe (26) horizontal longitudinal de pivotement pour permettre une commande en roulis, et en ce qu'il comprend : û des entrées de surveillance principale en roulis pour la réception de signaux délivrés par au moins un capteur de position angulaire en roulis de l'organe (21, 22) de pilotage contrôlé, et par au moins un capteur d'efforts de roulis de l'organe (21, 22) de pilotage contrôlé, û des entrées de surveillance croisée en roulis pour la réception de signaux délivrés par au moins un capteur de position en roulis de l'autre organe (22, 21) de pilotage, et par au moins un capteur d'efforts de roulis de l'autre organe (22, 21) de pilotage, - un circuit de surveillance croisée en roulis adapté pour : û déterminer pour chaque organe (21, 22) de pilotage, une valeur (115) d'effort théorique selon au moins une loi prédéterminée à partir au moins des signaux de position angulaire en roulis de cet organe de pilotage (21, 22), û comparer cette valeur (115) d'effort théorique à une valeur d'efforts mesurés délivrée par au moins un capteur d'efforts en roulis d'un organe (21, 22) de pilotage, et générer un signal de défaut si leur différence entre ces valeurs est, en valeur absolue, supérieure à une valeur seuil prédéterminée. 10/ - Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les deux organes de pilotage sont des manches mobiles par rapport au châssis de l'aéronef selon un axe (25) horizontal transversal de pivotement pour permettre une commande en tangage, et en ce qu'il comprend : û des entrées de surveillance principale en tangage pour la réception de signaux délivrés par au moins un capteur de position en tangage de l'organe (21, 22) de pilotage contrôlé, et par au moins un capteur d'effort de tangage de l'organe (21, 22) de pilotage contrôlé,û des entrées de surveillance croisée en tangage pour la réception de signaux délivrés par au moins un capteur de position en tangage de l'autre organe (22, 21) de pilotage, et au moins un capteur d'effort de tangage de l'autre organe de pilotage (22, 21), û un circuit de surveillance croisée en tangage adapté pour : û déterminer pour chaque organe (21, 22) de pilotage, une valeur (115) d'effort théorique selon au moins une loi prédéterminée à partir au moins des signaux de position angulaire en tangage de cet organe de pilotage (21, 22), û comparer cette valeur (115) d'effort théorique à une valeur d'efforts mesurés délivrée par au moins un capteur d'efforts en tangage d'un organe (21, 22) de pilotage, et générer un signal de défaut si leur différence entre ces valeurs est, en valeur absolue, supérieure à une valeur seuil prédéterminée. 11/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est encapsulé dans un boîtier (37, 38) adapté pour pouvoir être monté sur un boîtier (23, 24) de support de l'organe (21, 22) de pilotage contrôlé. 12/ - Dispositif de pilotage d'un aéronef comprenant deux organes (21, 22) de pilotage reliés tous deux à au moins un même organe de conduite de l'aéronef caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque organe de pilotage, un dispositif de contrôle électronique de fonctionnement selon l'une des revendications 1 à 11 à surveillance croisée propre à chaque organe de pilotage. 13/ - Dispositif de pilotage selon la revendication 12, caractérisé en ce que les deux dispositifs (47, 48) de contrôle électronique de fonctionnement à surveillance croisée sont identiques. 14/ - Dispositif selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que chaque organe (21, 22) de pilotage est monté sur un boîtier (23, 24) électromécanique de support comprenant, pour chaque degré de liberté, au moins un moteur (35, 36) d'actionnement de l'organe de pilotage, et un dispositif de commande de chaque moteur d'actionnement adapté pour créer une sensationvariable de retour de force électriquement simulée dans l'organe de pilotage. 15/ - Aéronef caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de pilotage selon l'une des revendications 12 à 14.
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