FR2956225A1 - Dispositif de commande d'un equipement embarque, incorporant un moteur piezoelectrique - Google Patents

Dispositif de commande d'un equipement embarque, incorporant un moteur piezoelectrique Download PDF

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Abstract

Dispositif de commande d'un équipement, ledit dispositif comportant un bâti (1) sur lequel est articulée au moins une manette (2) d'entraînement mobile entre deux positions extrêmes, le dispositif comprenant un moteur (9) piézoélectrique reliant la manette au bâti et relié à une unité de commande (10) agencée pour commander le moteur de manière qu'il forme soit un organe à friction offrant une résistance au mouvement de la manette soit un moyen de déplacement de la manette.

Description

La présente invention concerne un dispositif de commande, notamment à retour d'effort, d'un équipement par exemple embarqué sur un véhicule, par exemple un dispositif de commande d'un moteur d'aéronef.
Un tel dispositif de commande comprend généralement un bâti sur lequel sont montées pour pivoter une roue codeuse ainsi qu'une manette principale, dite manette de gaz, agencée pour entraîner en rotation la roue codeuse. La ma-nette de gaz est mobile par rapport au bâti entre une posi- tion de repos et une position d'actionnement maximal. L'ergonomie et le confort d'utilisation du dispositif de commande par le pilote sont des critères à prendre en compte dans la conception de ce type de dispositif. Il est en effet utile que le pilote ait un ressenti de l'effort lors de la manipulation de l'équipement, qui commande le moteur en l'occurrence, quand il déplace la ma-nette de gaz vers la position d'actionnement maximal. C'est la raison pour laquelle il est généralement prévu que le dispositif de commande soit équipé de moyens de freinage par frottement, habituellement mécaniques, destinés à s'opposer de façon contrôlée aux mouvements imposés à la manette de gaz par le pilote. Ces moyens de freinage par frottement peuvent être des systèmes utilisant deux éléments en contact frottant l'un avec l'autre, reliés l'un à la manette des gaz et l'autre au bâti, offrant ainsi une résistance à l'effort imposé audit dispositif par le pilote. Ces systèmes à frottement sont efficaces, ils donnent une bonne sensation de rendu d'effort au pilote et ils sont fiables. Toutefois, ils ne sont pas dénués d'inconvénients : ils s'usent dans le temps, et doivent donc être périodiquement remplacés ou à tout le moins vérifiés. Ils sont sensibles à des variations de température, ils donnent au pilote une sensation de frottement qui peut être améliorée et, enfin, leur ré- ponse dépend de la vitesse d'actionnement du dispositif de commande par le pilote.
La structure de ces dispositifs de commande, en particulier dans l'application à la commande des moteurs d'aéronefs, est rendue un peu plus complexe encore par la présence d'un moteur électrique commandé pour déplacer la manette des gaz lors des phases de vol en pilotage automatique. Dans ces phases de vol, le moteur de l'aéronef est commandé directement par le pilote automatique et le moteur électrique déplace la manette des gaz dans la position correspondant au régime moteur imposé par le pilote automati- que afin de permettre à tout moment une reprise de pilotage par le pilote. Le but de l'invention est de fournir un moyen améliorant le confort d'utilisation d'un dispositif de commande d'un aéronef par un opérateur, et qui puisse notam- ment pallier au moins un des inconvénients des systèmes existants précités, tout en garantissant le même niveau de fiabilité et de sureté. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un dis-positif de commande d'un équipement embarqué, ledit dispo- sitif comportant un bâti sur lequel est articulée au moins une manette d'entraînement mobile entre deux positions extrêmes, le dispositif comprenant un moteur piézoélectrique reliant la manette au bâti et relié à une unité de commande agencée pour commander le moteur de manière qu'il forme soit un organe à friction offrant une résistance au mouvement de la manette soit un moyen de déplacement de la ma-nette. Ainsi, le moteur piézoélectrique assure une double fonction, à savoir déplacer la manette pour recopier les instructions du pilote automatique et résister au déplace- ment de la manette manipulée par l'opérateur pour offrir à celui-ci un rendu d'effort. Ceci permet de simplifier la structure du dispositif de commande. En outre, en cas d'interruption de la commande du moteur piézoélectrique, les frottements internes au moteur exercent une résistance au déplacement de la manette par l'opérateur même en pré- sence de vibrations ou sous l'effet de l'accélération du véhicule sur lequel le dispositif serait monté. Ceci permet un fonctionnement sécurisé du dispositif de commande. De plus, le couple de freinage exercé par un tel moteur n'est pas, ou que très peu, sensible aux différences de température et, de même, n'est pas, ou que très peu, dépendant de la vitesse d'actionnement du dispositif de commande par l'opérateur. Et, enfin, il s'est avéré que la sensation d'effort de déplacement ressentie par l'opérateur est plus agréable qu'avec les systèmes à bande de frottement, car plus souple, plus douce. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention. Il sera fait référence à la figure unique annexée qui est une vue schématique latérale d'un dispositif de commande d'un équipement conforme à l'invention. La figure est très schématiques et ne respecte pas nécessairement l'échelle entre les différents éléments représentés, afin d'en faciliter la lecture. Les références pour un même élément sont conservées dans l'ensemble de la description. Le dispositif de commande des gaz auquel s'applique l'invention, et décrit ci-après, est agencé pour commander la poussée d'un moteur d'aéronef à l'aide d'une manette de gaz. La figure 1 représente un dispositif de commande 1 comprenant un bâti 1 sur lequel est montée une manette de gaz 2 apte à être manoeuvrée manuellement entre deux positions extrêmes par pivotement autour d'un axe X par rapport au bâti 1. Un tel dispositif de commande comprend générale-ment une manette d'inversion de poussée montée sur la ma-nette de gaz 2 pour pivoter entre une position d'actionnement maximum et une position de repos. Un secteur denté 3 est monté sur le bâti 1 pour pi- voter autour de l'axe X. Le secteur denté 3 est relié, de façon connue en elle-même, par une bielle 4 à la manette de gaz 2 pour être entrainée par celle-ci et par une bielle 5 à une roue codeuse 6 pour entraîner celle-ci en rotation.
La roue codeuse 6 engrène avec des détecteurs de position angulaire 7. Le secteur denté 3 engrène avec une roue dentée 8 solidaire de l'arbre de sortie d'un moteur 9 solidaire du bâti 1 et relié à une unité de commande symbolisée en 10.
L'arbre de sortie est parallèle à l'axe X. Le moteur 9 est un moteur piézoélectrique, de structure connue en elle-même, dit à onde progressive. Le moteur 9 est par exemple destiné à être alimenté par un courant alternatif ayant une tension comprise entre 28 V et 270 V et supérieure à 25 kHz, par exemple 130 V. L'unité de commande 10 est reliée à une source d'alimentation en énergie électrique et comprend un circuit de puissance relié au moteur 9 et à un circuit de commande comportant un processeur programmé pour : - engendrer un effort résistant prédéterminé au dé-placement de la manette des gaz 2 par le pilote lors des phases de vol piloté, - déplacer la manette des gaz 2 dans les positions correspondant aux commandes moteur du pilote automatique 25 lors des phases de vol automatique. L'effort résistant prédéterminé peut être constant sur toute la plage de déplacement de la manette de gaz 2 ou s'accroître ponctuellement dans cette plage de déplacement pour définir des crans ou points durs. Dans ce dernier cas, 30 l'unité de commande 10 est reliée directement ou indirecte-ment aux détecteurs de position angulaire 7 pour connaitre la position angulaire de la manette de gaz 2 et commander l'effort résistant exercé par le moteur en fonction de cette position. Il peut ainsi être défini par exemple 3 35 crans correspondant à 25%, 50% et 75% de la poussée maxi-male du moteur.
En cas d'interruption de l'alimentation électrique, le moteur 9 présente des frottements internes exerçant un effort résistant au déplacement de la manette des gaz 2 par le pilote Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, d'autres applications sont envisa- geables pour le dispositif de commande de l'invention qui n'est nullement cantonnée à la commande d'un moteur d'aéronef ni aux applications aux aéronefs et autres véhicules, même si elle est particulièrement avantageuse appliquée aux aéronefs.
Le moteur peut être lié à la manette d'une manière différente de celle décrite et avoir un arbre de sortie qui ne soit pas parallèle à l'axe X ou au contraire qui s'étende coaxialement à la manette. L'unité de commande peut être agencée pour comman-20 der un effort croissant et/ou décroissant sur tout ou partie de la course de la manette. En variante, l'unité de commande peut être agencée pour commander un effort variant selon le domaine de vol, jusqu'à implémenter une fonction « shacker » (produire des 25 vibrations) à la manette de gaz pour signifier un décrochage de l'avion ou un problème sur le moteur. La vibration peut être engendrée directement sur la manette par le moteur en absence de tout déplacement de la manette par le pilote ou résulter de la formation de crans très rapprochés 30 qui procurent une sensation de vibrations lorsque le pilote déplace la manette. La structure du dispositif de commande peut être différente de celle décrite et par exemple : le dispositif peut être dépourvu de bielle, la manette pouvant être re- 35 liée de manière plus directe à la roue codeuse.

Claims (5)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de commande d'un équipement, ledit dispositif comportant un bâti (1) sur lequel est articulée au moins une manette (2) d'entraînement mobile entre deux positions extrêmes, caractérisé en ce que le dispositif comprend un moteur (9) piézoélectrique reliant la manette au bâti et relié à une unité de commande (10) agencée pour commander le moteur de manière qu'il forme soit un organe à friction offrant une résistance au mouvement de la manette soit un moyen de déplacement de la manette.
  2. 2. Dispositif de commande selon la revendication précédente, dans lequel l'unité de commande (10) est agencée pour commander le moteur (9) de telle manière qu'il exerce un effort résistant variable sur une plage de déplacement de la manette (2).
  3. 3. Dispositif de commande selon la revendication précédente, dans lequel l'unité de commande (10) est reliée à au moins un détecteur de position angulaire (7) de la ma- nette (2) pour commander l'effort résistant exercé par le moteur (9) en fonction de cette position.
  4. 4. Dispositif de commande selon la revendication précédente, agencé pour la commande d'un moteur embarqué de véhicule, dans lequel l'unité de commande (10) est agencée pour commander le moteur (9) de telle manière qu'il exerce un effort variable dans tout ou partie d'un domaine d'utilisation du moteur ou du véhicule.
  5. 5. Dispositif de commande selon la revendication précédente, dans lequel l'unité de commande (10) est agen- cée pour commander le moteur (9) de telle manière qu'il imprime une vibration à la manette.
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