FR2966878A1 - Systeme de surveillance d'une chaine de mesure de temperature d'un turboreacteur - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé et un système de surveillance de la validité d'au moins une chaîne (3) de mesure de température des gaz d'échappement d'un turboréacteur (7) d'aéronef, comportant : - des moyens d'acquisition (23) configurés pour recueillir au cours du temps un ensemble de mesures temporelles relatives audit turboréacteur comprenant des mesures de température des gaz d'échappement (T495) et de température d'entrée d'air (T12) ; - des moyens de traitement (25) configurés pour calculer une température réduite (T495r) des gaz d'échappement correspondante à ladite chaîne (3) à partir dudit ensemble de mesures ; - des moyens de traitement (25) configurés pour calculer au moins un indicateur de détection d'anomalie (T495cr) relatif à ladite chaîne en fonction de la température réduite correspondante ; - des moyens de traitement (25) configurés pour appliquer au moins un test statistique sur ledit indicateur de détection d'anomalie ; et - des moyens de traitement (25) configurés pour analyser les résultats desdits tests statistiques afin d'évaluer la validité de ladite chaîne.

Description

SYSTÈME DE SURVEILLANCE D'UNE CHAÎNE DE MESURE DE TEMPÉRATURE D'UN TURBORÉACTEUR

DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine de systèmes de surveillance d'un moteur d'aéronef et plus particulièrement, d'un système de surveillance des chaînes de mesure de température des gaz d'échappement d'un turboréacteur d'aéronef.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE La température des gaz d'échappement d'un turboréacteur T495 ou EGT (Exhaust Gas Temperature) est une des mesures les plus critiques et la plus généralement utilisée à différents buts, incluant le contrôle moteur, le diagnostic, la surveillance et la mesure des performances. Plus particulièrement, le vieillissement du turboréacteur entraîne une perte de rendement moteur qui est compensée par une augmentation du débit carburant qui génère à son tour une augmentation de la température EGT. Cependant, au-delà d'un certain seuil la poussée doit être réduite pour maintenir une EGT limitée à une valeur de protection du turboréacteur d'où l'importance de la mesure EGT. Ainsi, des chaînes de mesure EGT sont installées sur les turboréacteurs de l'aéronef en liaison avec les calculateurs. Toutefois, des pannes liées aux chaînes de mesure peuvent entraîner un fonctionnement non optimal du turboréacteur.

Actuellement, il existe des tests d'intégrité électrique au niveau de l'automate, qui testent les entrées du calculateur afin de détecter des courts-circuits ou circuits ouverts sur les équipements de mesure. Il existe aussi des tests de vraisemblance réalisés au niveau logiciel du calculateur qui teste les entrées pour vérifier si la mesure est non aberrante. Une mesure est considérée comme aberrante si par exemple, sa valeur est plus petite que la sensibilité du capteur ou plus grande que la limite physique du capteur. Ainsi, le calculateur vérifie si la valeur est comprise entre des bornes supérieure et inferieure prédéterminées et sinon, vérifie si la fausse valeur persiste au-delà d'une période prédéterminée. Plus particulièrement, le calculateur réalise les tests de vraisemblance sur les entrées après leur validation préalable par les tests d'intégrité.

Cependant, ces tests peuvent dépendre du contexte et ne permettent pas de détecter toutes les pannes non prévues liées aux chaînes de mesures. Ceci peut impliquer qu'une anomalie soit signalée par erreur ou qu'un élément de la chaîne de mesure soit en défaut sans que l'événement soit décelé. L'objet de la présente invention est de proposer un système de surveillance de la validité des chaînes de mesure de température des gaz d'échappement d'un turboréacteur permettant de définir un environnement de modélisation qui soit indépendant du contexte applicatif et de faciliter la maintenance en anticipant les défaillances. EXPOSE DE D'INVENTION La présente invention est définie par un système 5 de surveillance de la validité d'au moins une chaîne de mesure de température des gaz d'échappement d'un turboréacteur d'aéronef, comportant - des moyens d'acquisition configurés pour recueillir au cours du temps un ensemble de mesures temporelles 10 relatives audit turboréacteur comprenant des mesures de température des gaz d'échappement et de température d'entrée d'air ; - des moyens de traitement configurés pour calculer une température réduite des gaz d'échappement 15 correspondante à ladite chaîne à partir dudit ensemble de mesures ; - des moyens de traitement configurés pour calculer au moins un indicateur de détection d'anomalie relatif à ladite chaîne en fonction de 1a température réduite 20 correspondante ; - des moyens de traitement configurés pour appliquer au moins un test statistique sur ledit indicateur de détection d'anomalie ; et - des moyens de traitement configurés pour analyser les 25 résultats desdits tests statistiques afin d'évaluer la validité de ladite chaîne. Ce système permet de réduire le nombre de fausses alarmes en améliorant l'efficacité des chaînes sans modification matérielle et sans intervention manuelle 30 en exploitation. En outre, il permet d'observer l'évolution des perturbations des défauts sur chacune 3 des chaînes au cours de son cycle de vie tout en compensant les influences des paramètres environnants ou paramètres de contexte. Ainsi, le système permet d'anticiper la détection des pannes sur la mesure de température des gaz d'échappement afin d'éviter l'élévation de température. Avantageusement, lesdits moyens de traitement sont configurés pour calculer ledit indicateur de détection d'anomalie en standardisant ladite température réduite par rapport à des moments statistiques de références. Ceci permet de réaliser la surveillance de manière identique sur toutes les chaînes quelles que soient les conditions d'acquisition. En effet, la température réduite permet déjà de supprimer les dépendances de la température brute vis-à-vis des paramètres environnants et l'indicateur de détection permet en plus de standardiser les conditions d'acquisition des mesures pour chaque chaîne quelque soit le cycle de surveillance. Plus particulièrement, l'indicateur de détection permet de masquer les écarts de températures entre les chaînes dus à un mélange non-homogène du flux thermique au niveau du turboréacteur évitant ainsi toute fausse interprétation de la surveillance. Selon un aspect de la présente invention, ledit ensemble de mesures relatives audit turboréacteur comprend des mesures de régime moteur N1. Ceci permet d'affiner l'invariance de la température réduite vis-à-vis du contexte.

Avantageusement, lesdits moyens de traitement sont configurés pour identifier au moins une phase stabilisée dudit turboréacteur en fonction dudit régime moteur N1 et de ladite température des gaz d'échappement T495. Ceci permet de stabiliser la surveillance en réduisant encore d'avantage l'influence des paramètres environnants. Selon un premier mode de réalisation, ledit au moins test statistique comporte un test statistique de type Wald configuré pour détecter tout dépassement d'un premier seuil d'alerte prédéterminé et/ou d'un second seuil de confirmation prédéterminé. Ceci permet une détection précoce de toute défaillance de type biais. En effet, le test de Wald détecte les déviations de la moyenne et de la variance des indicateurs de détection de différentes chaînes. Selon un deuxième mode de réalisation, lesdits tests statistiques comportent un test statistique de type Student. Le test de Student détecte tout changement de pente de l'indicateur et permet donc une détection précoce de toute défaillance de type dérive. Avantageusement, le système est configuré pour surveiller la validité d'une pluralité de chaînes de mesure de température. Le système permet ainsi de surveiller simultanément et efficacement plusieurs chaînes de mesure du turboréacteur. Avantageusement, lesdits moyens de traitement sont configurés pour diagnostiquer l'anomalie et localiser 1a ou les chaîne(s) de mesure de température concernée(s) par l'anomalie.

Ainsi, le système peut détecter les éventuelles dégradations aux niveaux des chaînes et de connaître la voie concernée par la dégradation. Avantageusement, lesdits moyens de traitement sont configurés pour transmettre un message de maintenance sur l'état de la ou les chaîne(s) présentant une anomalie. Avantageusement, lesdits moyens de traitement sont configurés pour diagnostiquer l'état opérationnel des chaînes de mesures. Ceci permet de diagnostiquer la durée de vie de chacune des chaînes. L'invention vise également un procédé dé surveillance de la validité d'au moins une chaîne de mesure de température des gaz d'échappement d'un turboréacteur d'aéronef, comportant les étapes suivantes - recueillir au cours du temps un ensemble de mesures temporelles relatives audit turboréacteur comprenant des mesures de température des gaz d'échappement et de température d'entrée d'air ; - calculer une température réduite des gaz d'échappement correspondante à ladite chaîne à partir dudit ensemble de mesures ; - calculer au moins un indicateur de détection 25 d'anomalie relatif à ladite chaîne en fonction de la température réduite correspondante ; - appliquer au moins un test statistique sur ledit indicateur de détection d'anomalie ; et - analyser les résultats desdits tests statistiques 30 afin d'évaluer la validité de ladite chaîne.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La Fig. 1 illustre de manière schématique des chaînes de mesure reliées à un calculateur contrôlant un turboréacteur d'aéronef ; La Fig. 2 illustre de manière schématique un système de surveillance de la validité d'au moins une chaîne de mesure de température des gaz d'échappement du turboréacteur, selon l'invention ; et La Fig. 3 est un organigramme illustrant les 10 étapes fonctionnelles d'un mode de réalisation d'un procédé de surveillance, selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS L'idée à la base de l'invention consiste à 15 surveiller les défauts spécifiques d'une chaîne de mesure d'un turboréacteur à l'aide d'un système expert de suivi des résidus. A titre d'exemple non limitatif, la Fig. 1 illustre un dispositif de mesure constitué de quatre 20 chaînes (ou secteurs) de mesure 3 reliées à un calculateur (FADEC) 5 contrôlant un turboréacteur 7. Chaque chaîne de mesure 3 comporte deux sondes 9 (capteurs T495) reliées à un premier harnais 11 par l'intermédiaire d'un premier connecteur 13, le premier 25 harnais 11 étant relié via un second connecteur 15 à un deuxième harnais 17 qui est relié à son tour via un troisième connecteur 19 au calculateur 5. Les pannes peuvent être causées par des microcoupures dans les chaînes 3 engendrées par des 30 vibrations importantes et/ou par une faible force de

rétention. D'autres pannes peuvent être causées par des résistances parasites engendrées par une oxydation d'un fil conducteur, et/ou une présence de pollution, et/ou une corrosion à un point de connexion. Ces différentes pannes peuvent produire des défauts de type biais, dérive, bruit, intermittence, ou parasite sur le signal de mesure de la chaîne de mesure 3 incriminée. Ces défauts ont pour effet une augmentation de la température des gaz d'échappement EGT.

Ainsi, l'invention a pour objet d'anticiper la détection de ces pannes avant leur confirmation par le calculateur 5 et de répertorier l'ensemble de ces défauts sur un cycle d'utilisation en utilisant des boucles itératives identifiant ces défauts et répertoriant leurs caractéristiques (durée, temps, amplitude, occurrences). Ceci permet de définir des variables représentatives du niveau de perturbation de la chaîne 3. Ces variables peuvent être stockées dans une base de données pour être par la suite recompilées dans une optique d'analyse de tendance (trending) pour déterminer la distribution de ces variables autour de zéro afin d'évaluer l'état de dégradation de chacune des chaînes 3. La Fig. 2 illustre un système de surveillance de la validité d'au moins une chaîne de mesure de température des gaz d'échappement d'un turboréacteur d'aéronef, selon l'invention. Les quatre chaînes de mesure correspondent à celles illustrées sur la Fig. 1. Plus particulièrement, deux premières chaînes ou secteurs Sla et S2a (secteur S1 voie a et secteur S2 voie a) sont connecté à un premier calculateur 5a et deux deuxièmes chaînes ou secteurs S1b et S2b (secteur S1 voie b et secteur S2 voie b) sont connecté à un second calculateur 5b de redondance. Ce système 21 comporte des moyens d'acquisition 23 pour acquérir des données concernant le turboréacteur 7 et son environnement et des moyens de traitement 25 de l'information (par exemple, ordinateur) pour l'exécution d'un ou de plusieurs programmes d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme, stockés dans des moyens de stockage 27 et conçus pour mettre en oeuvre la surveillance 11 d'une chaîne 3 de mesure. Plus particulièrement, les moyens d'acquisition 23 sont configurés pour recueillir au cours du temps un ensemble de mesures temporelles délivrées par le calculateur (FADEC) 5, relatives au turboréacteur 7 et à son environnement. Cet ensemble de mesures comprend essentiellement des mesures de température des gaz d'échappement T495 et de température d'entrée d'air T12. En outre, l'ensemble de mesures peut aussi comporter des mesures de régime moteur N1 et d'humidité. L'ensemble de ces mesures est enregistré dans les moyens de stockage 27. On notera que la surveillance des mesures de 25 température des gaz d'échappement T495 commence par une phase d'acquisition et de prétraitement. La phase d'acquisition permet d'enregistrer les caractéristiques de l'essai (référence moteur et essai, conditions extérieures, données de commande, etc.). 30 Elle permet aussi de charger les données des capteurs T495 à surveiller, les données de régime N1, et les données de température d'entrée T12. Afin d'optimiser les ressources matérielles, le chargement de données peut être réalisé par un mode de déclenchement logiciel. En outre, la phase de prétraitement permet d'éliminer les données aberrantes pouvant induire en erreur la décision. Le traitement des données aberrantes peut être réalisé par suppression, interpolation, ou extrapolation en utilisant un outil générique. La phase de prétraitement permet aussi de mettre les données sous la fréquence d'échantillonnage requise par le système 21 de surveillance. Les données sont ré-échantillonnées au cas où la fréquence d'échantillonnage des essais ne correspond pas à la fréquence désirée. outre, les moyens de traitement 25 sont configurés pour calculer une température réduite T495r correspondante à chaque chaîne 3 à partir des mesures appartenant à l'ensemble de mesures délivrées par le calculateur (FADEC) 5. La température réduite T495r compense l'influence de certains paramètres environnants ou de contexte. En effet, les mesures de températures brutes peuvent être légèrement influencées par, par exemple, la modification de 1a température extérieure ou le régime moteur N1. Ainsi, pour chacune des chaînes 3 de mesure, la température réduite T495r peut être calculée de manière simple à partir des mesures brutes de la température des gaz d'échappement T495 et des mesures de la XN12r = Nl 7'12 288,15 température saine d'entrée d'air T12 selon la formule suivante : T495r- T412 288,15 Avantageusement, la température réduite T495r reste constante et indépendante du contexte à un même régime réduit XN12r du moteur donné par la formule suivante : où .

T495r : température T495 réduite en °K, XN12r : régime moteur basse pression BP réduit en rpm, N1 : régime moteur BP en rpm, et T12 : température saine d'entrée d'air (fan) en °K. Pour encore plus de précision, on peut prendre en compte l'influence de l'humidité dans l'expression de la température réduite. On notera par ailleurs, qu'au niveau du turboréacteur 7, même dans le cas d'une configuration saine du moteur, des écarts de températures pourraient exister entre les différentes chaînes (secteurs) 3 de mesure T495. Ces écarts sont dus principalement au mélange non-homogène du flux thermique au niveau de la turbine. Afin d'éviter que le système 21 de surveillance 25 interprète cette situation comme un état de dégradation au niveau de la chaîne 3 d'acquisition, il est avantageux de masquer ces écarts. La solution consiste à centrer et réduire les températures réduites autour des paramètres de référence (moyenne et variance) propres à chaque secteur. Ces températures « corrigées et normalisées » sont centrées sur zéro et peuvent être exploitées en tant qu'indicateurs de suivi pour la détection d'anomalie. En effet, les moyens de traitement 25 sont configurés pour calculer au moins un indicateur de détection d'anomalie T495cr relatif à chacune des chaînes 3 en fonction de la température réduite T495r correspondante. Ainsi, l'indicateur de détection d'anomalie T495cr peut être calculé en standardisant la température réduite T495r correspondante par rapport aux moments statistiques de références (moyenne et variance de la température réduite T495r) préalablement enregistrés.

Il est avantageux de générer les indicateurs T495cr lors d'une phase stabilisée du vol (par exemple, phase de croisière ou phase de ralentie au sol). En effet, afin d'écarter la possibilité que le système 21 de surveillance puisse interpréter un changement de régime comme une présence d'anomalie, il est avantageux d'identifier les phases stabilisées du vol. Cette détection peut être basée sur le suivi du régime moteur N1 et d'une température sélectionnée T495se1 des gaz d'échappement.

Ainsi, les moyens de traitement 21 peuvent être configurés pour identifier au moins une phase stabilisée du turboréacteur en fonction du régime moteur Nl et de la température des gaz d'échappement T495. Après la génération des indicateurs de détection d'anomalie T495cr, les moyens de traitement 25 peuvent être configurés pour appliquer au moins un test statistique sur ces indicateurs. Selon un premier exemple, on peut utiliser un test statistique d'écart de type Wald configuré pour détecter tout dépassement d'un premier seuil d'alerte prédéterminé et/ou d'un second seuil de confirmation prédéterminé. En particulier, le test de Wald permet une détection précoce de toute défaillance de type biais.

Selon un autre exemple, on peut utiliser un test statistique de type Student qui détecte tout changement de pente de l'indicateur permettant ainsi de détecter les défaillances de type dérive. En effet, la détermination de la pente par un modèle de régression linéaire suit une distribution de Student. Avantageusement, on peut utiliser les deux tests de Wald et de Student et éventuellement d'autres tests statistiques pour détecter toute sorte de défaillance. Les résultats des tests statistiques sont ensuite analysés par les moyens de traitement 25 afin de détecter la dégradation et donc d'évaluer la validité de chacune des chaînes 3. Ainsi, les moyens de traitement 25 analysent les résultats des différents tests de détection et de diagnostic pour indiquer de façon précise l'état de chaque chaîne 3 de mesure en confirmant la dégradation si le défaut détecté est un défaut établi. Ceci permet d'informer sur l'état dégradé de la chaîne 3 en cas de défaut confirmé ou éventuellement, l'arrêt du système 21 de surveillance au cas où un état sain est confirmé (c'est-à-dire, si aucun défaut n'est détecté au bout d'un certain temps). Plus particulièrement, les moyens de traitement 25 sont configurés pour diagnostiquer l'anomalie et localiser la ou les chaîne(s) 3 de mesure de température concernée(s) par l'anomalie. La localisation peut être réalisée grâce à la distinction des résidus de localisation et des résidus de détection. Ceci consiste d'abord à conserver uniquement les localisations détectées puis à calculer des coefficients de consolidation permettant après détection, de connaître la voie concernée par la dégradation. En outre, les moyens de traitement 25 sont configurés pour diagnostiquer l'état opérationnel ou la durée de vie de chacune des chaînes 3 de mesures. Cette phase de diagnostic capitalise à la fois les résultats de la détection, de la localisation et l'apport d'un modèle de connaissance de la dégradation des chaînes 3 pour fournir un diagnostic de l'état opérationnel des chaînes 3 de mesure avec les recommandations de maintenance. Ainsi, les moyens de traitement 25 peuvent transmettre à la maintenance via des moyens de sortie 31 (par exemple, visuels et/ou sonores) un message d'alerte, une indication de maintenance, ou un diagnostic sur l'état de santé des chaînes 3.

Un outil de décision peut être développé pour gérer les résultats de détection sous forme de règles de décision. Cet outil de dérision analyse l'historique des résultats et agit suivant les évènements.

Par exemple, si aucun défaut n'est détecté pendant une certaine durée de fonctionnement du turboréacteur 7, alors un état de fonctionnement sain du moteur est confirmé et le système 21 peut suspendre l'exécution de la surveillance.

Si un défaut de biais, de bruit ou de contacts intermittents est détecté pendant une durée supérieure à un certain temps de confirmation, alors le système 21 de surveillance déclare l'état de la chaîne 3 défaillante et envoie un message de panne à la maintenance. En outre, si un défaut de dérive est détecté, alors le système 21 de surveillance estime le temps restant avant le franchissement d'un seuil critique. Ceci permet d'évaluer la dégradation progressive de la chaîne 3 et donc de planifier la maintenance. La Fig. 3 est un organigramme illustrant les étapes fonctionnelles d'un mode de réalisation d'un procédé de surveillance de la validité d'une pluralité de chaînes de mesure de température des gaz d'échappement d'un turboréacteur d'aéronef, selon l'invention. La gestion des différentes fonctions de l'organigramme peut être assurée par les moyens de traitement 25 qui contrôlent le séquencement temporel de toutes les étapes du procédé de surveillance.

Plus particulièrement, la Fig. 3 illustre un mode d'exploitation de surveillance. Auparavant, on réalise un mode d'apprentissage ou de calibration comportant la définition d'un modèle de calibration sur la base d'une distribution statistique des indicateurs. On notera que lors du mode d'apprentissage, les moyens de traitement 25 enregistrent des paramètres et constantes de référence dans les moyens de stockage 27. Ces paramètres comportent des moments statistiques (moyenne et variance des variables statistiques), des seuils de détection et de localisation, un nombre d'échantillons initial, etc. On définie aussi les données d'entrée et données de sortie pour chaque étape.

Par exemple, les données d'entrées relatives aux chaines de mesure de la Fig. 2 qui sont composées de quatre secteurs ; Sla (secteur S1 voie a), S2a (secteur S2 voie a), S1b (secteur S1 voie b), et Sn (secteur S2 voie b), comportent les signaux suivants : - la mesure T49.5_S1 voie a : T49.5_Sla, - la mesure T49.5_S2 voie a : T49.5_S2a, - la mesure T49.5_S1 voie b : T49.5_Slb, - 1a mesure T49.5_S2 voie b : T49.5_S2b, - la mesure de température d'entrée d'air T12, 25 - la mesure de température sélectionnée T495se1, - la mesure du régime moteur NI, et - le vecteur d'indices temporels : Time. Les signaux ci-dessus sont simultanément acquis 30 par le système 21 de surveillance en provenance du FADEC 5 relié au turboréacteur 7. 5 10 Par ailleurs, les données de sorties sont des paramètres exploitables dans le système 21 de surveillance comportant les données suivantes : dérivée lissée du régime N1 : NU dl, température sélectionnée : T495se1, et les indicateurs (ou températures réduites normalisées) comprenant: T495cr 1= T495r 1-M°' V° si T495cr 2= T495r 2-mS2 ° S2 T495cr 3= T495r-3-MS3 N/VS03 T495er 4=T495r 4-m° S4 \I° Vs4 Où : T495r 1'T495_Sla 288,15 T495r 2 = T495 - Slb T12 T12 15 288,15 T495 S2a T495r 3= T12 288,15 T495r 4 = T495-S2b T12 288,15 0 0 0 0 0 Et M0 S1 MS2 MS3 MS4 VS1 VS2 S3 V0S4 correspondent à des paramètres de référence (moyenne et 5 variance) pour chacun des secteurs Sla à S2b en configuration saine. En outre, on définit dans le mode d'apprentissage des constantes classées selon des niveaux de spécification comportant : des spécifications 10 générales, spécifications d'initialisation, spécifications de la chaîne (capteur T495), spécifications d'identification d'une phase stabilisée, et spécifications de diagnostic de pannes. Les spécifications générales comportent : - valeurs limites de mesures des signaux NI, T12, T495se1, T49.5_Sla, T49.5_S1b, T49.5 S2a, et T49.5 S2b selon les bornes des capteurs respectifs, et - paramètres du test de stabilité « commune » des signaux N1 et T495se1 : B durée minimale d'un segment stable (en nombre de points HTR), et B plage maximale de variation d'un segment stable (en rpm). 18 15 20

Les spécifications d'initialisation du processus de diagnostic comportent : seuil de détection TBC, fenêtre d'identification de dérive de la mesure T495 (en nombre de points HTR), pente d'une dérive tolérée de la mesure T495, fenêtre historique de test de saut de variance (en nombre de points HTR), facteur de compensation des seuils de IO détection de saut de variance (en log-vraisemblance), et - facteur de compensation des seuils de détection de saut de moyenne (en log-vraisemblance). 15 Les spécifications du capteur T495 comportent - taux de confiance du capteur T495, et - précision de mesure du capteur T495. Les spécifications d'identification de la phase de croisière comportent : 20 valeur minimale du signal N1 d'un segment constant d'une phase stable (par exemple, phase de croisière), et - valeur maximale du signal N1 d'un segment constant de la phase stable. 25 Les spécifications du diagnostic de pannes comportent : - taux de détection d'une panne du capteur T495, et

taux de fausse alarme. En outre, pour chaque mode de défaillance identifiable, des paramètres de décision sont spécifiés conformément aux indicateurs de décision correspondant. Ces paramètres de décision comportent : fenêtre de confirmation (en nombre de points HTR), seuil de pronostic, - pente admissible de l'indicateur de décision (valeur dans [0 1]), fenêtre historique de dérive, seuil d'alerte du mode de défaillance (en valeur z score), horizon de pronostic du mode de défaillance (en nombre de points HTR), et fenêtre historique du pronostic. Après l'enregistrement des données spécifiées ci-avant en mode de calibrage, le système 21 de surveillance peut être utilisé en mode d'exploitation. 20 L'étape El en mode d'exploitation, concerne l'activation et l'initialisation du système 21 de surveillance qui peut être déclenché par exemple après la rentrée du train d'atterrissage. En effet, l'activation du procédé de surveillance 25 déclenche une étape d' initialisation où on charge tous les paramètres de référence et les constantes (séquence de vol utilisé, moments statistiques M, seuils de détection et de localisation S, nombre d'échantillons initial n0, etc.) déterminés précédemment en mode 15 d'apprentissage et enregistrés dans les moyens de stockage 27. Pour le chargement des données spécifiques à chaque fonction du procédé, on se base sur une variable appelée « mode de déclenchement » qui indique à chaque étape quels paramètres doivent être chargés au préalable pour exécuter les fonctions associées. Ceci permet d'assurer la gestion de la base de données et le déclenchement des fonctions.

L'étape E2 concerne l'acquisition et le prétraitement de données d'entrée. L'acquisition des données T495 peut être réalisée par lot « batch » et les données sont archivées conformément aux paramètres spécifiées ci-avant. En particulier, les données d'entrée comportent les mesures brutes T495 des différents secteurs, la mesure de température T12, la mesure de température T495se1, la mesure du régime N1, et le vecteur d'indices temporels. Le prétraitement de données assure la conformité 20 des données ainsi que la fourniture des données aux bonnes fréquences d'échantillonnages. L'étape E3 concerne la détection d'une ou des phase(s) stabilisée(s) (par exemple, phase de croisière). Cette étape consiste à réaliser les 25 opérations consécutives suivantes : - détection des segments stables du signal N1, et - identification des segments stabilisés. L'étape E4 concerne la génération des indicateurs T495cr en corrigeant, centrant et en 30 réduisant la température brute T495 de chaque secteur suivant les formules précédemment définies.

Pour mettre en place un état de référence sur lequel on applique les tests d'hypothèses de détection de défauts, certains paramètres sont calculés au préalable sur des données de références. Ils remplissent une mémoire tampon (buffer) d'initialisation du processus de diagnostic, de taille équivalente à la fenêtre d'initialisation du procédé. La fonction d'initialisation fournit pour la construction des indicateurs les moments statistiques (moyennes et variances) suivants moyennes des températures de chaque secteur en m si o configuration saine Mrsl, nS2 , s et M(S4 n T495r 1(i) Ms% = T495r 2(i) 1" -1 T495r 3(i) n n m o S4 =---1 T495r 4(i)

n,=1 _ variances des températures de chaque secteur en 0 0 o o configuration saine Vsi , VS2 , VS3 et VS4 -= o mS3 0 V S1 - 2 n n(T495r 1(i) -Ms°, ) 2 (T495r 2(i) -Ms% ) 2 (T495r 3(i)-Ms% ) 2 (T495r 4(i) -Ms% ) 2 n v0 - S2 =- v s3 10 - T495cr 2(n) = T495r 1(n) -Ms, G T495r 2(n) -MS2 Vso2 _ T495cr 3(n) _ T495r 3(n) -MS3 T495cr _4(n) = T495cr 1(n) = Vsos T495r _ 4(n) -MS4 VIVSo4 5 Pour le calcul des résidus, les données d'entrées sont les températures réduites ou corrigées T495r 1 , T495r 2 , T495r°3 et T495r _4 et les données de sorties sont les indicateurs de détection et de localisation. Les indicateurs de détection et de localisation jouent le rôle de variables de décision dans les outils statistiques de surveillance et comportent les indicateurs suivants : oü n représente le dernier échantillon acquis. 15 L'étape E5 concerne la détection d'anomalie. Les données d'entrées spécifiées ici sont les indicateurs calculés à l'étape précédente E4. La donnée de sortie comporte la probabilité d'un état défaillant variant entre 0 et 1 et indiquant la probabilité de présence 20 d'une anomalie sur les secteurs S1 et S2 des voies a et b. La détection d'anomalie est basée sur les tests statistiques de Wald et/ou de Student. Par exemple, pour détecter la présence d'anomalies, trois tests sont lancés en parallèle sur les indicateurs définis précédemment : - test de suivi de moyenne (détection des déviations de la moyenne des indicateurs), - test de suivi de variance (détection d'une augmentation de la variance), et - test de suivi de pente (détection d'un changement de pente). Les deux premiers tests (tests de Wald sur le saut de moyenne et de variance) peuvent être réalisés par un premier module générique et le troisième test (test de Student sur le changement de pente) peut être réalisé par un autre module générique. En outre, il existe une fonction de localisation qui sert à identifier le secteur concerné par l'anomalie. En effet, compte tenu de la méthode de construction des indicateurs de suivi, ces derniers renseignent à la fois sur l'état de santé et l'identifiant du secteur défaillant.

L'étape E6 concerne l'identification d'anomalie qui sert à déterminer la nature de l'anomalie. Les données d'entrées ici sont les sorties de l'étape précédente E5 de détection d'anomalies (probabilité de saut de moyenne, de variance et de 25 changement de pente pour chaque secteur). La fonction d'identification peut être paramétrée par une matrice de classification de pannes et d'équipements. Elle met en évidence les relations entre les types d'anomalies et les probabilités résultant des 30 trois tests de détection.

Les données de sortie sont les probabilités P d'appartenance à chaque type d'anomalie. Ces types d'anomalies comportent les anomalies suivantes : biais, dérive, contacts intermittents, ou bruit.

A titre d'exemple, l'étape d'identification peut être réalisée de la manière suivante : - exploitation des probabilités issues des trois tests de détection relatifs aux quatre indicateurs, - évaluation des probabilités de classification pour chaque type de pannes à chaque observation et pour chaque indicateur, et mise en oeuvre du principe de confirmation de panne sur chacun des résultats de probabilité de classification (targets). Par ailleurs, l'étape E7 concerne la prise de décision qui a pour objectif d'émettre des indicateurs de décision (messages d'alertes et indications de maintenance).

Plus particulièrement, cette étape comporte une analyse de tendance (trending), un pronostic, et une décision et sont avantageusement réalisés au vol à vol. Les indicateurs de décision comportent des indicateurs d'émission d'alertes, indicateurs d'évolution de la défaillance, et indicateurs de pronostic. Pour un indicateur d'émission d'alerte correspond quatre indicateurs de décision ou d'alerte : - moyenne des probabilités de confirmation du BRUIT,

- moyenne des probabilités de confirmation des INTERMITTENCES, - moyenne des probabilités de confirmation du BIAIS, et - moyenne des probabilités de confirmation de DÉRIVE. Pour un indicateur d'évolution de la défaillance correspond : _ une pente seuil d'évolution, et une fenêtre historique de dérive. Pour un indicateur de pronostic correspond : un modèle de prédiction, un critère de décision sous forme de seuil en zscore, et un horizon de pronostic. Par exemple, afin de décider une panne consolidée, les indicateurs de décision mis en oeuvre sont les suivants : - moyenne du Chi2 zscore global (par vol), et - pour chacun des quatre indicateurs, une moyenne par vol : m moyenne des probabilités de confirmation du BRUIT, m moyenne des probabilités de confirmation des INTERMITTENCES, m moyenne des probabilités de confirmation du BIAIS, et m moyenne des probabilités de confirmation de DÉRIVE. 30 La confirmation est appliquée à chaque vol aux quatre indicateurs de décision cités précédemment. Elle 25

présente un intérêt relatif à la minimisation du taux de fausses alarmes. Le trending est appliqué à un historique donné (n derniers vols disponibles de la chaîne d'acquisition) sur le Chi2 zscore global. L'évolution de la tendance des indicateurs de décision équivaut au score de leurs vitesses de dérive. Cette vitesse de dérive est suivie par la pente instantanée des indicateurs.

Le pronostic est appliqué à un historique donné (n derniers vol disponibles de la chaîne d'acquisition) sur le Chi2 zscore global. La probabilité de dépassement du seuil de décision, à horizon défini, est calculée par cette fonction générique.

La décision s'appuie sur l'état des différents éléments de l'étape de décision. Au niveau de l'algorithme, la décision équivaut à la transmission d'un message à destination de l'utilisateur.

Les règles de décision pour les modes de défaillance sont les suivantes : - une décision est prise lorsque le seuil de décision est dépassé par un des indicateurs de décision sur un historique défini, - une décision est prise lorsque le seuil d'évolution est dépassé par l'indicateur Chi2 zscore global sur un historique défini, - une décision est prise lorsque la probabilité de pronostic, sur l'indicateur Chi2 zscore global, sur un historique défini, est supérieure ou égale à un seuil de probabilité défini. Ainsi, la présente invention exploite tous les défauts répertoriés par les experts sur toutes les chaînes. De plus, elle utilise l'historique des défauts à travers la nouvelle variable (représentatif du niveau de perturbation dans le temps) au lieu d'utiliser une méthode ponctuelle.

En outre, l'invention met en oeuvre la technique du « trend monitoring et s'appuie à la fois sur les mesures et sur les modèles capteurs. Cette complémentarité converge vers une robustesse accrue du diagnostic et renforce la confiance.15

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Système de surveillance de la validité d'au moins une chaîne (3) de mesure de température des gaz d'échappement d'un turboréacteur (7) d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens d'acquisition (23) configurés pour recueillir au cours du temps un ensemble de mesures temporelles relatives audit turboréacteur comprenant des mesures de température des gaz d'échappement (T495) et de température d'entrée d'air (T12) ; - des moyens de traitement (25) configurés pour calculer une température réduite (T495r) des gaz d'échappement correspondante à ladite chaîne (3) à partir dudit ensemble de mesures ; - des moyens de traitement (25) configurés pour calculer au moins un indicateur de détection d'anomalie (T495cr) relatif à ladite chaîne en fonction de la température réduite correspondante ; - des moyens de traitement (25) configurés pour appliquer au moins un test statistique sur ledit indicateur de détection d'anomalie ; et - des moyens de traitement (25) configurés pour analyser les résultats desdits tests statistiques afin d'évaluer la validité de ladite chaîne.
2. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (25) sont configurés pour calculer ledit indicateur de détection d'anomalie en standardisant ladite température réduite par rapport à des moments statistiques de références.
3. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit ensemble de mesures relatives audit turboréacteur comprend des mesures de régime moteur (NI) et d'humidité.
4. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (25) sont configurés pour identifier au moins une phase stabilisée dudit turboréacteur en fonction dudit régime moteur (Nl) et de ladite température des gaz d'échappement (T495).
5. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit au moins test statistique comporte un test statistique de type Wald configuré pour détecter tout dépassement d'un premier seuil d'alerte prédéterminé et/ou d'un second seuil de confirmation prédéterminé.
6. 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits tests statistiques comportent un test statistique de type Student.
7. 7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est configuré pour surveiller la validité d'une pluralité de chaînes (3) de mesure de température. 30
8. 8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 â 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (25) sont configurés pour diagnostiquer l'anomalie et localiser la ou les chaîne(s) de mesure de température concernée(s) par l'anomalie.
9. 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (25) sont configurés pour transmettre un message de maintenance sur l'état de la ou des chaîne(s) présentant une anomalie.
10. 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (25) sont configurés pour diagnostiquer l'état opérationnel des chaînes de mesures.
11. 11. Procédé de surveillance de la validité d'au moins une chaîne (3) de mesure de température des gaz d'échappement d'un turboréacteur (7) d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes - recueillir au cours du temps un ensemble de mesures temporelles relatives audit turboréacteur comprenant des mesures de température des gaz d'échappement (T495) et de température d'entrée d'air (T12) ; - calculer une température réduite (T495r) des gaz d'échappement correspondante à ladite chaîne (3) à 30 partir dudit ensemble de mesures ;- calculer au moins un indicateur de détection d'anomalie (T495cr) relatif à ladite chaîne en fonction de la température réduite correspondante ; - appliquer au moins un test statistique sur 5 ledit indicateur de détection d'anomalie ; et analyser les résultats desdits tests statistiques afin d'évaluer la validité de ladite chaîne.