FR2975015A1

FR2975015A1 - Procede de surveillance d'un filtre

Info

Publication number: FR2975015A1
Application number: FR1154132A
Authority: FR
Inventors: Bruno Robert Gaully
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2012-11-16
Anticipated expiration: 2031-05-12
Also published as: FR2975015B1

Abstract

Procédé de surveillance d'un filtre (2) d'un circuit (1) de fluide d'un moteur d'aéronef, comprenant : - lorsque du fluide circule à travers le filtre, une étape d'obtention d'une première valeur d'un signal de mesure (ΔP ) fourni par un capteur de pression différentielle (3) mesurant la pression différentielle (ΔP) à travers le filtre (2), et - une étape d'estimation d'un degré de colmatage du filtre (2) en fonction au moins de la première valeur. Ce procédé est remarquable en ce qu'il comprend : - une étape de détection de l'absence de circulation du fluide à travers le filtre pendant une durée prédéterminée, et ensuite - lorsque le fluide ne circule pas à travers le filtre, une étape d'obtention d'une deuxième valeur dudit signal de mesure (ΔP ), le degré de colmatage du filtre (2) étant estimé en fonction d'une différence entre la première valeur et la deuxième valeur.

Description

Arrière-plan de l'invention La présente invention se rapporte à la surveillance d'un filtre d'un circuit de carburant ou d'un circuit de lubrification d'un moteur d'aéronef. Un filtre installé dans un circuit de fluide (huile ou carburant) d'un moteur d'aéronef capture les particules présentes dans le fluide grâce à un élément filtrant poreux. Cette capture entraîne une modification de la porosité de l'élément filtrant qui se traduit à conditions de fonctionnement constantes, par une augmentation de la pression différentielle à travers le filtre en fonction du temps. Ce phénomène, appelé colmatage, augmente la résistance du filtre au passage du fluide. Ceci peut prendre plus ou moins de temps en fonction de l'exposition du filtre à la pollution. Lorsque la pression différentielle atteint la valeur limite pour laquelle le filtre et le circuit ont été conçus, il convient de remplacer l'élément filtrant du filtre. Il est donc connu de mesurer la pression différentielle à travers le filtre, d'estimer un degré de colmatage du filtre en fonction de la pression différentielle mesurée, et d'en déduire le besoin ou non de remplacer l'élément filtrant. Le document FR 2 949 352 donne un exemple de la surveillance d'un filtre basé sur la mesure de la pression différentielle.

Pour estimer précisément le degré de colmatage du filtre et détecter suffisamment tôt la nécessité de remplacer l'élément filtrant, la pression différentielle doit être mesurée de manière précise. Or, la précision du capteur de pression différentielle résulte de plusieurs postes d'imprécision, En partieuher, la dérNie de zéro (également appelée décalage de ou offset - en anglais c'est-à-dire le fait qu'ap[d,i,s un certain 5 1 capteur fournit une erandeur représentative d'une pression ndle u or` nue ,Inn mes est part du 11] i~f l'hystérésis thermique, l'hystérésis en pression et le décalage de performance. Pour vérifier une exigence de précision donnée, il est donc nécessaire de mettre en oeuvre des techniques de compensation : compensation thermique pour limiter l'imprécision due à l'hystérésis thermique, compensation en pression pour limiter l'imprécision due à l'hystérésis en pression, choix de la technologie du capteur pour limiter l'imprécision de linéarité, de décalage de performance ou de décalage de zéro. Ces techniques ont toutefois un impact important sur le coût et la complexité du capteur. Ainsi, le constructeur du moteur est amené à choisir un compromis entre d'une part un capteur dont la dérive de zéro est limitée et qui peut donc être conservé longtemps, mais dont le coût est élevé, et d'autre part un capteur dont la dérive de zéro est plus élevée et qui doit donc être changé plus rapidement, mais dont le coût est plus faible. Il existe donc un besoin d'une amélioration du rapport coût/précision de la mesure de la pression différentielle à travers un filtre d'un circuit de fluide d'un moteur d'aéronef.

Objet et résumé de l'invention L'invention propose de répondre à ce besoin en proposant un procédé de surveillance d'un filtre d'un circuit de fluide d'un moteur d'aéronef, comprenant : - lorsque du fluide circule à travers le filtre, une étape d'obtention d'une première valeur d'un signal de mesure fourni par un capteur de pression différentielle mesurant la pression différentielle à travers le filtre, et - une étape d'estimation d'un degré de colmatage du filtre en fonction au moins de la première valeur. Ce procédé est remarquable en ce qu'il comprend : - une étape de détection de absence de circulation du fluide à travers le filtre pendant une durée prédéterminée, et ensuite - :or sque le fluide ne cupule pas d travers le Utre, une étape d'obtention d'une i,enle duelt ae e, , du en 1~ on ("Hui Ftlui, mo- t 1 I^ Ill'.35 Corrélativement, l'invention propose également une unité électronique destinée à la surveillance d'un filtre d'un circuit de fluide d'un moteur d'aéronef, comprenant : - des moyens d'obtention d'une première valeur d'un signal de mesure fourni par un capteur de pression différentielle mesurant la pression différentielle à travers le filtre, activés lorsque du fluide circule à travers le filtre, et - des moyens d'estimation d'un degré de colmatage du filtre en fonction au moins de la première valeur.

Cette unité électronique est remarquable en ce qu'elle comprend : - des moyens de détection de l'absence de circulation du fluide à travers le filtre pendant une durée prédéterminée, et - des moyens d'obtention d'une deuxième valeur dudit signal de mesure, 15 activés lorsque le fluide ne circule pas à travers le filtre après les moyens de détection, le degré de colmatage du filtre étant estimé en fonction d'une différence entre la première valeur et la deuxième valeur. La deuxième valeur représente le décalage de zéro du capteur 20 de pression différentielle, et la première valeur représente la pression différentielle entachée d'une erreur due au décalage de zéro. Ainsi, la différence entre la première valeur et la deuxième valeur représente la valeur du signal de mesure corrigée de l'erreur de décalage de zéro. Autrement dit, cette différence représente la pression différentielle, avec 25 le niveau de précision résultant des postes d'imprécision autres que le décalage de zéro. Ainsi, si l'on souhaite une précision donnée sur la mesure de la pression différentielle, on peut choisir un capteur de pression différentielle dont la somme des différents postes d'imprécisions autres que le décalage 30 de zéro correspond â la précision souhaitée. Il peut donc s'agir d'un capteur moins couteus que si l'imprécision due au décalage_ de zéro était pris en compte. L"in,,entien permet donc un rapport plus J\,antaeu.,, entre le coût (-in i précis Jet, i ut nc tien vicinal L'étape de détection peut comprendre un test de l'absence de commande de démarrage du moteur. Dans un mode de réalisation, le moteur comprend un organe qui présente une position de repos lorsque le moteur est à l'arrêt et une position de fonctionnement, l'étape de détection comprenant le fait de tester si l'organe est dans sa position de repos. Dans un mode de réalisation, le circuit comprend une pompe destinée à faire circuler le fluide, l'étape de détection comprenant le fait de tester si la pompe est à l'arrêt.

Le procédé de surveillance peut comprendre : - une étape de comparaison de la deuxième valeur avec un seuil prédéterminé, et - une étape d'émission d'un avis de maintenance lorsque la deuxième valeur est supérieure audit seuil prédéterminé.

L'invention vise aussi un programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution des étapes d'un procédé de surveillance conforme à l'invention lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur. Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. L'invention vise aussi un support d'enregistrement ou support d'informations lisible par un ordinateur, et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur tel que mentionné ci-dessus. Les supports d'enregistrement mentionnés ci-avant peuvent être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy cils ou un disque dur. livuun part, supports d'enn Ethument peuvent dr un support -rn,rll r-r et_ tel ,TU I(rrlr-31 r lr_r(lrldll<r35 radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet. Alternativement, les supports d'enregistrement peuvent correspondre à un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.

Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 10 ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures : - la figure 1 est un schéma d'un filtre de fluide, dans son environnement, et 15 - la figure 2 représente les principales étapes d'un procédé de surveillance du filtre de la figure 1.

Description détaillée d'un mode de réalisation La figure 1 représente un circuit de fluide 1 comprenant un 20 filtre 2. Le circuit de fluide 1 est par exemple un circuit de lubrification ou un circuit de carburant d'un moteur d'aéronef. Sur la figure 1, on note : - Q, le débit de fluide traversant le filtre 2, et - AP, la pression différentielle à travers le filtre 2 résultant du débit Q. 25 Un capteur de pression différentielle 3 mesure la pression différentielle AP. La réalisation d'un tel capteur est connue de l'homme du métier et ne sera donc pas décrite en détail. On note APmes le signal de mesure fourni par le capteur de pression différentielle 3. Lorsque le débit Q est nul, la pression différentielle AP est 30 également nulle. Dans ce cas, le capteur de pression différentielle 3 fourni normalement un signal de mesure AP eç de valeur nulle Cepenrient, un capteur de pression différentielle 3 use peut fournir un signal mesure AP valeur non nulle lorsque RI pression différentielle AP est nulle C`; ph ,)WC ne JPP, de rl Le signal de mesure APmes est fourni à une unité électronique 4. L'unité électronique 4 met en oeuvre un procédé de surveillance du filtre 2, qui consiste essentiellement à estimer un degré de colmatage du filtre 2, noté C, en fonction de la pression différentielle P. Lorsque le degré de colmatage C atteint un seuil prédéterminé, l'unité électronique 4 émet un message de maintenance. La détermination d'un degré de colmatage C en fonction de la pression différentielle .àP est connue de l'homme du métier, notamment par le document cité en introduction. Ci-après, on décrit plus précisément les étapes du procédé de surveillance qui permettent de tenir compte de la dérive de zéro pour améliorer la précision de la mesure de la pression différentielle P. Dans le mode de réalisation représenté, l'unité électronique 4 présente l'architecture matérielle d'un ordinateur et comprend notamment un microprocesseur 5, une mémoire non-volatile 6, une mémoire volatile 7 et une interface 8. Dans ce mode de réalisation, le procédé de surveillance du filtre 2 correspond à l'exécution, par le microprocesseur 5, d'un programme Pl mémorisé dans la mémoire non-volatile 6, en utilisant la mémoire volatile 7. La valeur du signal de mesure APmes est obtenue par l'interface 8. Dans une variante non représentée, au moins certaines étapes du procédé de surveillance sont réalisées par un ou plusieurs circuits matériels spécifiques, par exemple un circuit logique programmable. L'unité électronique 4 peut être une unité spécifique à la surveillance du filtre 2, ou peut réaliser d'autres fonctions, par exemple la surveillance d'autres éléments du moteur et/ou la commande d'éléments du moteur. La figure 2 représente les principales étapes du procédé de surveillance mis en oeuvre par l'unité électronique 4.

A l'étape El, on teste si le débit de fluide Q à travers le filtre 2 est nul pendant une durée AT. Concrètement, le test de l'étape El peut etre réalisé en fonction d'un signai fournit par un capteur de débit intégré ClrCUlti Toutefois, complemeni en variante, toute varia -)ie l'un (. bit nui peu r utilisée. Par <erre 1.1 LIU vanne d'air de démarreur, peuvent avoir une position de repos lorsque le moteur est à l'arrêt et une position de fonctionnement. Ainsi, on peut tester si un tel organe est dans sa position de repos. La circulation du fluide dans le circuit 1 peut être provoquée par une pompe. Ainsi, on peut tester si la pompe est à l'arrêt. La durée AT permet d'attendre, après un arrêt du moteur, que les effets de l'hystérésis thermique du capteur de pression différentielle 3 soient négligeables. Après l'étape El, lorsque le débit de fluide Q et donc la pression différentielle AP sont nuls, on obtient et mémorise la valeur APO du signal de mesure APmes. La valeur APO représente le décalage de zéro du capteur de pression différentielle 3. Ensuite, lors du fonctionnement du moteur, détecté à l'étape E3, c'est-à-dire lorsque le débit de fluide Q et donc la pression différentielle AP ne sont plus nuls, on obtient la valeur ,àPl du signal de mesure APmes (étape E4). La valeur AP1 représente la pression différentielle AP, entachée d'une erreur due au décalage de zéro. Ainsi, à l'étape E5, on calcule la différence entre la valeur API et la valeur APO : APcorr = API - APO. La valeur APcorr représente la valeur du signal de mesure APmes corrigée de l'erreur de décalage de zéro. Autrement dit, valeur APcorr représente à la pression différentielle AP, avec le niveau de précision résultant des postes d'imprécision autres que le décalage de zéro. Le degré de colmatage C peut alors être calculé à l'étape E6 en fonction de la valeur APcorr. Le calcul du degré de colmatage C n'est pas entaché de l'erreur de décalage de zéro. Si l'on souhaite une précision donnée sur la mesure de la pression différentielle AP, on peut choisir un capteur de pression différentielle 3 dont la somme des différents postes d'imprécisions autres que le décalage de zéro (la linéarité de la mesure, hystérésis thermique, hystérésis en pression, décalage de performance) correspond à la précision souhaitée. Il peut donc s'agir d'un capteur moins couteux que si 111-1p' on au ph o compte, L'in,.«rntinn Guet Ûonc un rort plus Jn:jq(,, ltlL l: coût du capt(_u et la iii ,q Dans un mode de réalisation non représenté, le procédé de surveillance comprend également une étape de comparaison de la valeur APO avec un seuil prédéterminé, et une étape d'émission d'un avis de maintenance lorsque la valeur APO est supérieure à ce seuil prédéterminé. Cela permet de signaler un capteur de pression différentielle dont le décalage de zéro est devenu hors spécifications.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de surveillance d'un filtre (2) d'un circuit (1) de fluide d'un moteur d'aéronef, comprenant : - lorsque du fluide circule à travers le filtre, une étape (E4) d'obtention d'une première valeur (API) d'un signal de mesure (APmes) fourni par un capteur de pression différentielle (3) mesurant la pression différentielle à travers le filtre (2), et - une étape (E6) d'estimation d'un degré de colmatage (C) du filtre (2) en fonction au moins de la première valeur (AP1), caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape (El) de détection de l'absence de circulation du fluide à travers le filtre pendant une durée prédéterminée, et ensuite - lorsque le fluide ne circule pas à travers le filtre, une étape (E2) d'obtention d'une deuxième valeur (AM) dudit signal de mesure (APmes), le degré de colmatage (C) du filtre (2) étant estimé en fonction d'une différence (APoerr) entre la première valeur (API) et la deuxième valeur (AM.
2. Procédé de surveillance selon la revendication 1, dans lequel ladite étape (El) de détection est réalisée en fonction d'un signal fourni par un capteur de débit intégré au circuit (1).
3. Procédé de surveillance selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel ladite étape (El) de détection comprend un test de l'absence de commande de démarrage du moteur.
4. Procédé de surveillance selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le moteur comprend un organe qui présente une position de repos lorsque le moteur est à Vouet et une position de fonctionnement, ladite étape (El) de clqtectir)n comprenant le fait de tester si lorgane est dans sa pos ban de repos.35fluide, ladite étape (El) de détection comprenant le fait de tester si la pompe est à l'arrêt. 6. Procédé de surveillance selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant : - une étape de comparaison de la deuxième valeur (APO) avec un seuil prédéterminé, et - une étape d'émission d'un avis de maintenance lorsque la deuxième valeur (APO) est supérieure audit seuil prédéterminé. 7. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution des étapes d'un procédé de surveillance selon l'une des revendications 1 à 6 lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur. 8. Support d'enregistrement lisible par un ordinateur, et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur selon la revendication 7. 20 9. Unité électronique (4) destinée à la surveillance d'un filtre (2) d'un circuit (1) de fluide d'un moteur d'aéronef, comprenant : - des moyens d'obtention d'une première valeur (API) d'un signal de mesure (APmes) fourni par un capteur de pression différentielle (3) mesurant la pression différentielle (AP) à travers le filtre (2), activés 25 lorsque du fluide circule à travers le filtre, et - des moyens d'estimation d'un degré de colmatage (C) du filtre (2) en fonction au moins de la première valeur (API), caractérisée en ce qu'elle comprend : - des moyens de détection de l'absence de circulation du fluide à travers le 30 filtre pendant une durée prédéterminée, et - des moyens d'obtention d'une deuxième valeur (APO) dudit signal cie mesure (AP activ lorsque le fluide ne circule pas à travers le filtre e5 los moyens de dé tec Lion, egi ( rilfie imé tlefiee ^ H( 10 15 35 3iti( / 'HP