FR2984275A1 - Systeme de commande de l'energie d'un vehicule a interface unique - Google Patents

Abstract

Système de commande d'énergie d'un véhicule caractérisé en ce qu'il comporte: - une interface de commande (10), ladite interface de commande comportant un élément mobile (12) configuré pour se déplacer selon une course (13), ladite course définissant au moins deux portions de course (14, 17) respectivement associées à au moins deux combinaisons d'actionneurs agissant sur l'énergie dudit véhicule, et - une unité de contrôle configurée pour générer une consigne en énergie en fonction d'une commande associée à une position courante dudit élément mobile dans l'une desdites au moins deux portions de course, à destination de la combinaison d'actionneurs associée.

Description

La présente invention concerne un système de commande de l'énergie d'un véhicule comme par exemple un aéronef. L'énergie d'un véhicule peut s'entendre comme l'énergie mécanique du véhicule, c'est-à-dire la somme de son énergie cinétique et de son énergie potentielle. Typiquement, cette énergie est commandée via la poussée des moyens de propulsion du véhicule comme par exemple ses moteurs. La présente description prend l'exemple de l'aéronautique. Typiquement, l'énergie d'un avion peut être modifiée par l'équipage de l'avion en utilisant des actionneurs tels que par exemple : - les moteurs de l'avion qui créent une force positive (c'est-à-dire qui augmente l'énergie de l'avion) en vol et au sol, voire une force négative (c'est-à-dire qui diminue l'énergie de l'avion) une fois l'avion au sol sous l'effet des inverseurs de poussée (« reverses » en terminologie anglo-saxonne), - les aérofreins (ou tout autre dispositif de traînée, ou de destruction de portance) qui créent une traînée supplémentaire, et/ou - les freins qui créent une force de freinage négative. La commande de chacun de ces actionneurs se fait classiquement via des organes de pilotage spécifiquement dédiés. En d'autres termes, chaque actionneur est associé à un organe de pilotage propre.

Typiquement, une manette de poussée permet d'agir sur la poussée des moteurs, une autre manette permet de contrôler les aérofreins, une autre manette permet de contrôler le niveau d'inversion de poussée (cette manette étant habituellement intégrée à la manette de poussée) et des pédales de frein permettent de contrôler le niveau de freinage des roues.

Chaque organe de pilotage permet d'agir sur un seul actionneur à la fois de manière continue ou discrète. Lorsque l'avion est au sol (lors du taxi) l'objectif opérationnel que se fixe l'équipage est de contrôler la vitesse ou l'accélération à l'avion. Pour cela il doit agir sur au moins deux organes de pilotage différents : - la manette de poussée pour accélérer, et - les pédales de frein pour ralentir.

Lors de la commande de ces organes, l'équipage doit veiller à une gestion adaptée du freinage pour ne pas les chauffer excessivement (car cela les rend moins efficaces et peut dégrader les performances au décollage, notamment celles liées au RTO (« Rejected Take Off » ou annulation de 5 décollage) et à une gestion adaptée de la poussée des moteurs pour ne pas consommer trop de carburant. Cette gestion optimale de ces deux actionneurs nécessite donc un bon entrainement de l'équipage et une mise en pratique appropriée à la situation. Lorsque l'avion est en vol, l'objectif de pilotage pour l'équipage est 10 de maintenir une vitesse ou une accélération/décélération. Pour cela, il doit agir sur au moins deux organes différents : - la manette de poussée pour accélérer ou décélérer, et - la manette de contrôle des aérofreins pour accroître la décélération ou maintenir une vitesse constante en descente. 15 Lorsque l'avion est en descente, il est parfois nécessaire d'utiliser les aérofreins pour maintenir une vitesse constante ou diminuer la vitesse. Mais lorsque l'avion fait ensuite un palier, le système d'auto-poussée (ou l'équipage) ajuste la poussée, mais doit aussi rétracter les aérofreins ce qui suppose une action sur les deux organes. 20 Un risque existe pour que l'équipage oublie l'actionneur de commande des aérofreins, provoquant ainsi une augmentation de la poussée des moteurs dans le but de compenser la traînée inutilement créée par les aérofreins et provoquant ainsi une surconsommation de carburant. Lorsque l'avion est au sol, lors de la phase de décélération après un 25 atterrissage, l'équipage dispose de plusieurs moyens pour gérer l'énergie de l'avion. Il peut agir sur: - les pédales de frein, - la manette d'inversion de poussée, et/ou - éventuellement, les aérofreins. 30 Les freins ont une efficacité différente suivant l'état de la piste (qui peut notamment être sèche, mouillée, enneigée ou contaminée par de la gomme ou autre) alors que l'efficacité des inverseurs de poussée n'est pas affectée par l'état de la piste. Ces derniers ont toutefois une dynamique dans le temps (le temps de sortie du mécanisme) et provoquent du bruit, une consommation supplémentaire et une usure des moteurs accrue. La gestion optimale de ces deux actionneurs présente donc aussi un enjeu opérationnel et nécessite une bonne connaissance du comportement de l'avion par le pilote. Il existe donc plusieurs cas où le contrôle manuel de l'énergie de l'avion (énergie cinétique au sol et énergie cinétique et potentielle en vol) par l'équipage nécessite un bon entraînement de celui-ci, en particulier s'il cherche à optimiser l'utilisation des actionneurs.

Pour accroître ou diminuer la vitesse, ou pour moduler l'accélération de l'avion sur sa trajectoire, il est parfois nécessaire de passer d'un actionneur à l'autre. Ceci rend la tâche du membre d'équipage plus délicate dans la mesure où celui-ci doit passer d'un organe de pilotage à un autre. Si l'équipage oublie l'un des actionneurs dans une position intermédiaire, il peut alors arriver le cas où les actionneurs « forcent » entre eux inutilement, un des actionneurs venant compenser l'effort de l'actionneur dont l'organe de contrôle a été oublié par l'équipage dans une mauvaise position. Ceci implique des cas de sous-optimalité au sens opérationnel (consommation accrue, fatigue de la structure, précision du pilotage amoindrie). Par exemple, l'équipage peut, par inadvertance, laisser un frein activé alors qu'il commande une accélération. Dans ce cas, l'accélération doit compenser l'effet du frein et ce dernier risque d'être usé inutilement. La multiplicité des moyens de commande de l'énergie de l'avion font que, dans certains cas, le pilotage de l'avion n'est pas aisé. Le contrôle de ces moyens spécifiques est une tâche nécessitant une bonne connaissance par l'équipage de l'avion et l'utilisation optimale des différents actionneurs incombe à l'équipage. Il existe donc un besoin pour améliorer les systèmes de commande de l'énergie des véhicules.

La présente invention s'inscrit dans ce cadre.

A cet effet, selon un premier aspect de l'invention, on propose un système de commande d'énergie d'un véhicule caractérisé en ce qu'il comporte: - une interface de commande, ladite interface de commande comportant un élément mobile configuré pour se déplacer selon une course, ladite course définissant au moins deux portions de course respectivement associées à au moins deux combinaisons d'actionneurs agissant sur l'énergie dudit véhicule, et - une unité de contrôle configurée pour générer une consigne en 10 énergie en fonction d'une commande associée à une position courante dudit élément mobile dans l'une desdites au moins deux portions de course, à destination de la combinaison d'actionneurs associée. L'énergie du véhicule correspond par exemple à son énergie cinétique, son énergie potentielle ou à la somme de ces deux énergies. 15 L'énergie cinétique du véhicule varie notamment selon sa vitesse, et l'énergie potentielle du véhicule varie notamment selon son altitude. La variation de l'énergie du véhicule peut être contrôlée via son bilan propulsif, correspondant à la différence entre la poussée appliquée au véhicule par ses moteurs et la traînée aérodynamique du véhicule. 20 Par exemple, pour commander la variation de l'énergie du véhicule, et la vitesse de cette variation, on commande notamment la poussée des moteurs, les éléments aérodynamiques de l'avion (aérofreins ou autre). Une combinaison d'actionneurs peut ne comporter qu'un seul actionneur. Un même actionneur peut faire partie de deux combinaisons 25 d'actionneurs différentes et associées à deux portions de course respectives. Par exemple, en vol, pour augmenter l'énergie de l'avion, il est possible d'augmenter la poussée des moteurs et simultanément diminuer la traînée en réduisant l'effet des aérofreins. Pour diminuer l'énergie, il est possible de réduire la poussée des moteurs et augmenter la traînée en 30 augmentant l'effet des aérofreins. Ainsi, en fonction de la course du levier, différentes combinaisons d'actionneurs sont mises en oeuvre.

En fonction de la position courante de l'élément mobile de l'interface, différentes combinaisons distinctes desdits actionneurs peuvent être mises en oeuvre (par exemple, la poussée des moteurs peut prendre différentes valeurs comprises entre le ralenti (IDLE) et la poussée maximale, les aérofreins peuvent être disposés selon plusieurs configurations possibles, ou autre). Par exemple, au sol, une combinaison d'actionneurs peut comporter des moteurs, des freins, et/ou des moteurs de roues adaptés à la navigation aéroportuaire. Le système selon l'invention permet de s'affranchir des inconvénients des systèmes de l'art antérieur car l'équipage peut gérer la commande de l'énergie du véhicule au moyen d'une interface unique. L'équipage ne manipule qu'une seule et même interface qui permet de commander plusieurs actionneurs selon la position de l'élément mobile et éventuellement en fonction de la phase de déplacement du véhicule, de critères d'optimisation, de conditions de vol et d'éventuelles pannes connues. En outre, l'interface permet d'éviter la commande simultanée de combinaisons d'actionneurs ayant des effets inverses. Par exemple, si une portion de course est associée à un moteur et une portion de course est associée à un frein, ces deux actionneurs peuvent ne pas être commandés simultanément. La course de l'élément mobile peut comporter deux portions de course ou plus. Cette course peut avoir diverses formes (rectiligne, curviligne ou des portions des deux types). Un système selon le premier aspect de l'invention permet de faciliter 25 le pilotage en assurant par un même mouvement de l'élément mobile de l'interface, la commande de différents actionneurs ou groupes d'actionneurs. Les portions de course peuvent être associées à un ou plusieurs actionneurs. Cette association peut être statique, c'est-à-dire que chaque portion de course est associée de manière unique à un actionneur ou un 30 groupe d'actionneurs. Alternativement, cette association évolue au cours du temps, en fonction de paramètres de vol, le système se chargeant d'employer de manière optimale les actionneurs disponibles grâce à des modèles embarqués d'efficacité. La présente invention permet de réduire les risques de mauvaise manipulation par un membre d'équipage en réduisant le nombre d'interfaces à 5 actionner pour commander les actionneurs et en rassemblant la commande de ces actionneurs dans une même interface. Selon des modes de réalisation, l'unité de contrôle est configurée pour générer ladite consigne en énergie en fonction d'une phase de déplacement courante du véhicule. 10 Cette phase de déplacement correspond par exemple à une accélération, une décélération, une manoeuvre d'urgence ou autre. Pour un aéronef, cette phase correspond par exemple à une phase de vol ou une phase au sol. Ainsi, il est possible d'associer une même portion de course à 15 différents actionneurs en fonction de cette phase de vol. L'interface peut par exemple comporter un élément de sélection de ladite phase de déplacement courante, comme par exemple une touche sur l'interface. Selon des modes de réalisation, l'interface est une interface 20 mécanique. Par exemple, l'élément mobile comporte un levier, lesdites combinaisons d'actionneurs étant associées à des portions de course du levier. Ainsi, l'interface est intuitive pour les équipages habitués aux commandes par levier. 25 Selon des modes de réalisation, l'interface est une interface graphique. Par exemple, un curseur est affiché sur un écran tactile et le membre d'équipage peut le déplacer en touchant l'écran. Ce type d'interface peut répondre au besoin de diminution de 30 l'encombrement dans les postes de pilotage tels que les cockpits. En outre il évite l'usure mécanique des pièces et nécessite un entretien moins important.

Selon des modes de réalisation, l'interface combine des éléments mécaniques et graphiques. Par exemple, un curseur est affiché à l'écran et le membre d'équipage appuie sur des touches directionnelles pour déplacer le curseur.

Les combinaisons d'actionneurs associés aux portions de course peuvent par exemple comporter des organes moteurs du véhicule (moteur, réacteur ou autre), et/ou des organes de freinage (freins, aérofreins ou autre). Selon des exemples de réalisation, pour déterminer la consigne à générer, le système accède à une ou plusieurs tables d'allocation stockant pour 10 au mois deux positions respectives dans lesdites au moins deux portions de course, la commande et la combinaison d'actionneurs associées. Ainsi, il est possible de définir les consignes générées en fonction de chaque position de l'élément dans les portions de course et/ou en fonction de conditions ou de phases de vol prédéfinies. En outre, le système peut 15 sélectionner parmi une pluralité de tables, la table pertinente en fonction des conditions de vol, de la phase de vol ou autre. Un deuxième aspect de l'invention concerne un aéronef comportant un système selon le premier aspect, par exemple un avion. Un troisième aspect de l'invention concerne un procédé de 20 commande de l'énergie d'un véhicule. Un quatrième aspect de l'invention concerne un programme d'ordinateur ainsi qu'un produit programme d'ordinateur et un support de stockage pour de tels programme et produit, permettant la mise en oeuvre d'un procédé selon le troisième aspect lorsque le programme est chargé et exécuté 25 par un processeur d'un système de commande d'énergie d'un véhicule. Les objets selon les deuxième, troisième et quatrième aspects de l'invention procurent au moins les mêmes avantages que ceux procurés par le système selon le premier aspect. Les objets selon les troisième et quatrième aspects peuvent mettre en oeuvre des étapes correspondant à des 30 caractéristiques optionnelles du système selon le premier aspect.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la présente description détaillée qui suit, à titre d'exemple non limitatif, et des figures annexées parmi lesquelles : - les figures 1, 2 et 5 illustrent des interfaces mécaniques selon des modes de réalisation ; les figures 3a et 3b sont des graphiques représentant l'évolution dans le temps de consignes en fonction du déplacement de l'élément mobile de l'interface ; - la figure 4 illustre une table d'allocation selon un mode de réalisation; - les figures 6a et 6b illustrent des interfaces graphiques selon des modes de réalisation ; - la figure 7 illustre une architecture globale d'un système de commande selon un mode de réalisation ; - la figure 8 est un organigramme d'étapes d'un procédé selon un mode de réalisation; et la figure 9 illustre schématiquement un système de commande selon un mode de réalisation. L'invention propose un système de commande de l'énergie d'un véhicule, tel qu'un aéronef, par l'équipage du véhicule, au moyen d'un unique organe de pilotage. Le système comporte une unité de contrôle pour générer une consigne en énergie sur laquelle est asservi le paramètre courant en énergie du véhicule et un élément mobile dont la décomposition de la cinématique permet de générer des consignes sur les différents actionneurs agissant sur l'énergie du véhicule.

Le paramètre en énergie peut par exemple être : - la pente totale traduisant le bilan propulsif de l'appareil (grandeur homogène à la variation en énergie de l'appareil), - l'accélération de l'avion sur la trajectoire (grandeur homogène à la variation de la vitesse de l'appareil), - la vitesse cible asservie par le système d'auto-poussée (grandeur homogène à la variation de la vitesse de l'appareil), - un paramètre hybride basé sur le régime moteur et la déflection des aérofreins, - un paramètre hybride basé sur le régime moteur et la pression de freinage des roues, ou - une combinaison de paramètres cités ci-dessus. Le paramètre en énergie peut éventuellement varier en fonction de la phase de vol courante (décollage, atterrissage, vol stationnaire, descente, montée ou autre). Le système peut par exemple faire partie d'un dispositif d'assistance au contrôle de l'accélération sur trajectoire d'un avion en vol et au sol. Le système permet par exemple de commander, au moyen d'un élément unique de l'interface : - en vol, les moteurs assurant la propulsion de l'avion et les dispositifs d'aérofreins modulant la traînée de l'avion, et - au sol, les moteurs et les freins des roues. Bien entendu, le nombre et le type d'actionneurs commandés ne sont pas limités à ceux présentés ci-dessus. La figure 1 illustre une interface selon un mode de réalisation. Cette interface comporte un levier 10 qui peut pivoter selon un axe de rotation 11 orthogonal au plan de la figure et dont l'extrémité libre 12 (mobile) peut suivre une course 13. Cette course comporte une première portion de course 14 entre une première position extrémale plein arrière 15 (AR) et une position intermédiaire 16 (INTER) et une deuxième portion de course 17 entre la position intermédiaire et une deuxième position extrémale plein avant 18 (AV).

Par exemple, lorsque l'extrémité libre du levier se trouve dans la première portion de course, l'interface permet de commander les freins ou les aérofreins et lorsque l'extrémité libre du levier se trouve dans la deuxième portion de course, l'interface permet de commander les moteurs de l'avion. Dans la première portion de course, afin de déterminer lesquels des 30 aérofreins ou des freins sont commandés, le système peut recevoir un signal d'un capteur configuré pour déterminer si l'avion est au sol (auquel cas ce sont les freins qui sont commandés) ou s'il est en vol (auquel cas ce sont les aérofreins qui sont commandés). Alternativement, l'interface peut comporter une touche (bouton) 19 permettant au pilote d'indiquer au système si l'avion est en vol ou au sol. Cette touche peut par exemple se trouver sur le levier, au niveau de l'extrémité libre, comme représenté sur la figure 1. Afin de permettre au pilote de trouver la position intermédiaire, l'interface peut comporter, au niveau de la position intermédiaire, un cran intermédiaire 20 comme représenté sur la figure 2.

La figure 2 reprend les éléments de la figure 1 avec les mêmes signes de référence. Ce cran intermédiaire permet au pilote, grâce à une sensation physique d'effort, de retrouver aisément le point médian de passage de la commande d'un actionneur à un autre. La course de l'extrémité mobile du levier est par exemple mesurée avec un paramètre b variant de 0 à 100%. Pour la première position extrémale 15 (AR) le paramètre vaut 0%, pour la deuxième position extrémale 18 (AV) le paramètre vaut 100%. Le paramètre varie proportionnellement à l'angle formé entre l'axe du levier et l'axe passant par la première position extrémale plein arrière et coupant l'axe de rotation du levier. Ainsi, pour la position intermédiaire 16 (INTER) le paramètre vaut par exemple 50%. La position intermédiaire pourrait être associée à une autre valeur, il s'agit ici d'un exemple non limitatif. Selon la position de l'extrémité libre du levier, une consigne est générée à destination d'un actionneur. Cette consigne peut également dépendre de l'état de l'avion (au sol ou en vol).

La figure 3a illustre l'évolution des consignes en fonction de la valeur du paramètre ô, lorsque l'avion est en vol. Lorsque l'avion est en vol et que l'extrémité libre du levier est déplacée entre la position intermédiaire (6=50%) et la position plein avant (6=100%), la consigne générée correspond à la commande de la poussée (THRST) des moteurs (par exemple le paramètre N1, c'est-à-dire un paramètre relatif au régime de rotation). Cette poussée est à son minimum (moteurs au ralenti) pour b entre 0 et 50% puis elle croît jusqu'à son maximum pour b entre 50% et 100%. Lorsque l'avion est en vol et que l'extrémité libre du levier est déplacée entre la position plein arrière (6=0%) et la position intermédiaire (6=50%), la consigne générée correspond à la commande de la déflection (DEFL) des aérofreins (par exemple l'angle de déflection). Cette déflection est complète pour 6=0% puis elle décroît jusqu'à être nulle pour 6=50%, elle garde ensuite cette valeur jusqu'à 6=100%. La figure 3b illustre l'évolution des consignes en fonction de la valeur du paramètre ô, lorsque l'avion est au sol. Lorsque l'avion est au sol et que l'extrémité libre du levier est déplacée entre la position intermédiaire (6=50%) et la position plein avant (6=100%), la consigne générée correspond à la commande de la poussée (THRST) des moteurs (par exemple le paramètre N1). Cette poussée est à son minimum (moteurs au ralenti) pour 6 entre 0 et 50% puis elle croît jusqu'à son maximum pour ô entre 50% et 100%. Lorsque l'avion est au sol et que l'extrémité libre du levier est déplacée entre la position plein arrière (6=0%) et la position intermédiaire (6=50%), la consigne générée correspond à la commande de la pression des (Pr) des freins. Cette pression est maximale pour 6=0% puis elle décroît jusqu'à être nulle pour 6=50%, elle garde ensuite cette valeur jusqu'à 6=100%. Les commandes peuvent dépendre du point de vol afin de faciliter le pilotage en énergie. Ainsi, si le membre d'équipage déplace le levier dans une position plein avant, il commande l'accélération maximale de l'avion (moteur pleine poussée et aérofreins rentrés) et ce, par un seul mouvement. Ceci n'est pas le cas sur les avions de l'art antérieur dans lesquels la commande des aérofreins et des moteurs se fait séparément, au travers de deux interfaces spécifiques distinctes.

Il peut être prévu un dispositif extérieur capable de déterminer si l'avion se situe en phase d'approche et/ou en conditions particulièrement turbulentes, avec risque fort de cisaillement de vent (« windshear » en terminologie anglo-saxonne). Dans ce cas, le système de commande peut par exemple être configuré pour recevoir de la part de ce dispositif un signal représentatif de cette information. Alternativement, l'équipage peut indiquer au système qu'il considère l'approche difficile du fait des turbulences fortes ou du fait de la présence fréquente sur le terrain en question de phénomènes de cisaillement de vent (indication basée sur l'expérience pilote) au moyen d'un bouton prévu à cet effet. Pour déterminer la commande à générer et l'actionneur vers qui envoyer la commande, le système de commande peut avoir accès à une ou plusieurs tables d'allocation. Une telle table d'allocation 40 est représentée sur la figure 4. Pour différentes valeurs du paramètre Ô, chaque actionneur (frein, aérofrein, moteur ou autre) pouvant être commandé via le système a une valeur de son paramètre de consigne stockée dans la table. Dans la table 40 représentée sur la figure 4, pour la valeur Ô=1%, le frein, qui a pour paramètre de consigne la pression de freinage, est associé à la valeur Pr1. Pour la valeur '5=99%, ce paramètre de consigne est à la valeur Pr99. L'aérofrein, qui a pour paramètre de consigne l'angle de déflection est également associé à différentes valeurs DEFLO, DEFL1, DEFL99, DEFL100 en fonction de la valeur du paramètre Ô. Chaque moteur peut être associé à un paramètre de consigne propre (par exemple le paramètre N1), alternativement il est possible d'envisager un paramètre associé à l'ensemble des moteurs de l'avion, ce ou ces paramètre(s) sont associées à des valeurs THRSTO, THRST1, THRST99, THRST100 en fonction de la valeur du paramètre Ô. La table 40 peut contenir d'autres informations concernant d'autres actionneurs. Dans l'exemple de la figure 4, les valeurs du paramètre sont données avec un pas de 1%, il est possible d'envisager d'autres pas, ou de stocker des valeurs de paramètre de consigne pour des plages de valeur du paramètre Ô. Pour le cas où les valeurs de paramètre de consigne dépendent de la phase de vol de l'avion, ou d'un ou plusieurs autres paramètres, la table peut stocker, pour une même valeur du paramètre Ô, plusieurs valeurs. Par exemple, pour le moteur, et pour 6=1%, la table peut stocker une valeur THRST1_sol et une valeur THRST1_vol que le système de commande utilise selon que l'avion est respectivement au sol ou en vol. Alternativement, plusieurs tables correspondant respectivement aux différentes conditions de vol, phases de vol ou autres indications fournies au 5 système de commande par l'équipage ou par des capteurs, sont stockées et le système de commande utilise la table pertinente. Les tables d'allocation peuvent être stockées de manière statique sans modification au cours du déplacement de l'avion. Il est aussi possible d'envisager une évolution dynamique de ces tables pour adapter les valeurs 10 stockées dans la ou les tables en fonction d'évènements tels qu'une panne ou des conditions de vol particulières. Il est alors possible d'envisager de réduire ou augmenter les valeurs de paramètre de consigne selon des règles prédéterminées. Par exemple, lors d'une approche, il est possible d'envisager de 15 maintenir les moteurs à un niveau plus élevé que le régime réduit du fait d'une déflection des aérofreins, les moteurs venant compenser la traînée occasionnée par les aérofreins. Ainsi, en cas de cisaillement de vent, l'équipage peut déplacer le levier unique de commande en énergie pour commander une pleine poussée des moteurs, ainsi qu'une rentrée immédiate des dispositifs 20 d'aérofreins. De manière avantageuse, les moteurs sont auparavant stabilisés sur un niveau nettement au-dessus du niveau de ralenti pour réduire leur temps de réaction pour atteindre la pleine poussée. Dans une variante, on peut considérer que l'objectif de haut niveau (pente totale, accélération sur trajectoire, etc.) conduise à une utilisation 25 simultanée de plusieurs actionneurs de manière à tirer bénéfice des actionneurs les plus rapides. Dans une variante du mode de réalisation décrit précédemment, le levier peut être associé à un ressort créant une force de rappel. Lorsque le levier est relâché, celui-ci revient alors dans une position initiale de repos. 30 L'information de commande ô est alors déterminée par intégration de la valeur de déflection du levier (à un coefficient de conversion près). Il s'agit alors d'une cinématique linéaire. D'autres types de cinématiques sont envisageables. 2 9842 75 14 La figure 5 représente un tel levier. La figure 5 reprend les éléments de la figure 1 avec les mêmes signes de référence. Cette fois, le levier est rappelé vers la position intermédiaire par un ressort de rappel 50. Ce ressort peut être couplé à un amortisseur (non représenté) pour éviter des oscillations lors du retour du levier en position intermédiaire. L'angle formé entre l'axe du levier et l'axe passant par la position intermédiaire et coupant l'axe de rotation du levier représente la vitesse de variation du paramètre commandant l'actionneur associé à la portion de course dans laquelle l'extrémité libre du levier se trouve. Ainsi, plus cet angle est grand plus la consigne commande une variation rapide du paramètre. Si l'angle est positif, cette variation est une augmentation et si l'angle est négatif, cette variation est une diminution. Dans la position de repos, la consigne est nulle. En maintenant le levier dans une position, le pilote maintient la vitesse de variation du paramètre constante.

Les figures 1, 2 et 5 représentent des interfaces mécaniques avec le déplacement d'un levier. La présente invention ne se limite pas à ce type d'interface. D'autres types d'interfaces mécaniques sont possible comme par exemple une molette ou autre. Il est également possible d'envisager une interface graphique comportant un écran tactile affichant l'élément mobile selon l'invention. Le pilote déplace alors l'élément mobile en touchant l'écran. Une telle interface graphique 60 est représentée sur la figure 6a. Cette interface comporte une jauge verticale 600 dans laquelle peut se déplacer un curseur mobile 601 entre une position extrémale haute 602 (AV) et une position extrémale basse 603 (AR), la position intermédiaire 604 (INTER) est marquée par une ligne horizontale. La course 605 du curseur est dans cet exemple rectiligne et se décompose en une première portion de course 606 entre la position intermédiaire 604 et la position extrémale haute 602 et en une deuxième portion de course 607 entre la position extrémale basse 603 et la position intermédiaire 604. Le paramètre b varie alors de 0% à 100% lorsque le curseur se déplace de la position 603 vers la position 602. Pour permettre au pilote de connaître les actionneurs commandés par l'interface, des indicateurs 608 et 609 peuvent être affichés au niveau des portions de course 606 et 607. Ainsi, le pilote peut voir, si la phase de vol change, que par exemple dans la portion la portion 607 le système ne commande plus le frein mais commande désormais l'aérofrein. Les afficheurs 608 et 609 peuvent également comporter une touche 5 tactile permettant au pilote de configurer l'interface et choisir lui-même l'actionneur qu'il souhaite commander. Par exemple, lorsqu'il appuie sur un afficheur, une liste déroulante s'affiche puis il choisit l'actionneur dans la liste. Un autre type d'interface graphique 61 est représentée sur la figure 6b. Cette interface comporte une jauge curviligne 610 dans laquelle peut se 10 déplacer un curseur mobile 611 entre une position extrémale gauche 612 (AR) et une position extrémale droite 613 (AV). Dans cet exemple, la jauge comporte deux positions intermédiaires 614 (INTER1) et 615 (INTER2). Ces positions sont marquées par des lignes sensiblement verticales. La course 616 du curseur est dans cet exemple curviligne et se décompose en une première 15 portion de course 617 entre la position extrémale gauche 612 et la première position intermédiaire 614, en une deuxième portion de course 618 entre la première position intermédiaire 614 et la deuxième position intermédiaire 615, et en une troisième portion de course 619 entre la deuxième position intermédiaire 615 et la position extrémale droite 613. Le paramètre b varie alors 20 de 0% à 100% lorsque le curseur se déplace de la position 612 vers la position 613. Pour permettre au pilote de se rendre compte des actionneurs commandés par l'interface, des indicateurs 620, 621 et 622 peuvent être affichés au niveau des portions de course 617, 618 et 619. Comme pour 25 l'interface de la figure 6a, les afficheurs peuvent également comporter une touche tactile permettant au pilote de configurer l'interface et choisir lui-même l'actionneur qu'il souhaite commander. Par exemple, lorsqu'il appuie sur un afficheur, une liste déroulante s'affiche puis il choisit l'actionneur dans la liste. Il convient de noter que la présence de trois portions de course n'est 30 pas limitée à l'exemple de la course curviligne. Il est possible de définir, dans l'exemple de la figure 6a, deux, trois, quatre portions de course rectiligne, voire plus. Il convient également de noter la possibilité de combiner plusieurs formes de course et par exemple combiner des portions de course rectiligne et curviligne. Il est également possible de définir plusieurs portions de course pour des interfaces mécaniques telles que représentées sur les figures 1, 2 et 5. Enfin, il convient de noter que des interfaces mécaniques peuvent avoir des éléments mobiles ayant des courses rectilignes ou curvilignes ou des courses combinant les deux types. Les interfaces graphiques peuvent également comporter une ou plusieurs touches tactiles pour sélectionner une phase de déplacement de l'avion (par exemple en vol, au sol ou autre).

La figure 7 représente une architecture globale d'un système de commande selon un mode de réalisation de l'invention. Cette architecture se décompose en trois modules 700, 701 et 702. Le premier module 700 fait partie du cockpit de l'avion. Il comporte un ensemble d'afficheurs 703 pour afficher des données de contrôle de l'avion aux membres de l'équipage dans le cockpit. Ainsi, l'équipage dispose de retours d'information sur l'état de l'avion dont, entre autres, le bilan propulsif (aussi appelé pente totale de l'avion et désignant la variation instantanée de la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle de l'avion), de la pente de l'avion (c'est-à-dire l'angle entre le vecteur vitesse instantanée de l'avion et le plan horizontal), du niveau de poussée courant des moteurs et du niveau de poussée des moteurs commandé, ou d'autres informations relatives à d'autres actionneurs (freins, aérofreins ou autre). Ces informations peuvent être affichées notamment sur un écran tête haute (ou « Head Up Display » en terminologie anglo-saxonne), sur un écran de navigation (ou « Navigation Display » en terminologie anglo-saxonne), sur l'écran de pilotage (ou « Primary Flight Display » en terminologie anglo-saxonne), sur un écran dédié à l'état des actionneurs, ou autre. Le module 700 comporte également une interface 704 d'un système selon l'invention. Ainsi, un membre de l'équipage, par exemple le pilote, prend connaissance des données affichées et prend des décisions quant à l'évolution de l'énergie de l'avion, il agit ensuite sur l'interface 704 (par exemple un levier) pour donner des ordres de diminution ou d'augmentation de l'énergie de l'avion.

Le module 700 est connecté à une unité de contrôle 701. L'unité de contrôle reçoit en entrée, une valeur de la commande de l'interface 704 (par exemple la position angulaire d'un levier de commande). L'unité de contrôle 701 est par exemple un calculateur embarqué configuré pour convertir la valeur de commande de l'interface, par exemple la valeur d'angle, en consigne en énergie de l'avion. Cette consigne peut par exemple correspondre à un ordre de variation de la poussée des moteurs pour faire varier la vitesse de l'avion (et donc son énergie cinétique) ou pour faire varier l'altitude de l'avion (et donc son énergie potentielle). En fonction de la position de l'élément mobile de l'interface, le module 701 détermine la consigne en énergie à générer et détermine l'actionneur vers qui transmettre la consigne. Par exemple, l'unité de contrôle utilise une table d'allocation comme présentée ci-avant. Alternativement, cette association évolue au cours du temps, en 15 fonction de paramètres de vol, le système se chargeant d'employer de manière optimale les actionneurs disponibles grâce à des modèles embarqués d'efficacité. L'unité de contrôle délivre une consigne en énergie à une unité 702 comportant les différents actionneurs 705, 706, 707 pouvant être commandés 20 via l'interface 704. La consigne en énergie est dirigée vers l'actionneur concerné. Cet actionneur agit alors sur la dynamique de l'avion représentée par un bloc 708. Une unité de mesure 709 relève alors un certain nombre d'informations concernant les actionneurs et la dynamique de l'avion (vitesse, altitude, position des aérofreins, puissance actuelle des moteurs ou autre) pour 25 les délivrer à l'unité de contrôle 701 et pour les afficher sur les afficheurs 703. Dans l'exemple précédent, le paramètre de contrôle correspond à la poussée des moteurs, toutefois, il peut en être différemment et le paramètre contrôle peut être un paramètre de haut niveau comme l'accélération ou la variation d'énergie totale de l'avion (celle-ci est donnée par le bilan propulsif ou 30 la pente totale) de l'avion. 2 9842 75 18 La figure 8 est un organigramme d'étapes d'un procédé de commande d'énergie d'un véhicule selon un mode de réalisation. Ce procédé peut par exemple être mis en oeuvre par un système selon la figure 7. Lors d'une étape S80, un système de commande de l'énergie 5 détermine la position courante de l'élément mobile de l'interface de commande. Une fois la position de l'élément mobile connue, il est déterminé lors d'une étape S81 la phase de déplacement dans laquelle se trouve le véhicule. Dans l'exemple de l'avion, il est déterminé si l'avion est au sol ou en vol (par exemple par réception d'un signal de la part d'un élément de l'interface que le 10 pilote peut utiliser pour indiquer la phase de déplacement ou d'un capteur spécifique). Ainsi, il peut être déterminé, lors d'une étape S82, à quelle combinaison d'actionneurs chaque portion de course est associée. Il est rappelé qu'une combinaison d'actionneurs peut ne comporter qu'un seul actionneur.

Une consigne est ensuite générée lors d'une étape S83 en fonction de la phase de déplacement et de la position de l'élément mobile. Par exemple, cette consigne est générée par accès à une table d'allocation comme représentée sur la figure 5. Le procédé peut alors comporter une étape (non représentée) de sélection de la table d'allocation pertinente en fonction de la phase de vol et/ou d'autres paramètres (conditions de vol ou autre). La consigne générée lors de l'étape S83 peut comporter plusieurs sous-consignes respectivement destinées à des actionneurs d'une combinaison d'actionneurs. Une fois générée, lors d'une étape S84, la consigne est transmise aux actionneurs (ou à l'actionneur) de la combinaison d'actionneurs associée à la position de l'élément et à la phase de vol. Un programme d'ordinateur pour la mise en oeuvre d'un procédé selon un mode de réalisation de l'invention peut être réalisé par la personne du métier à la lecture de l'organigramme de la figure 8 et de la présente description détaillée.

La figure 9 illustre un système de commande selon un mode de réalisation. Le système 900 comporte une unité de mémoire 901 (MEM). Cette unité de mémoire comporte une mémoire vive pour stocker de manière non durable des données de calcul utilisées lors de la mise en oeuvre d'un procédé selon un mode de réalisation. L'unité de mémoire comporte par ailleurs une mémoire non volatile (par exemple du type EEPROM) pour stocker par exemple un programme d'ordinateur selon un mode de réalisation pour son exécution par un processeur (non représenté) d'une unité de traitement 902 (PROC) du système. La mémoire peut également stocker une ou plusieurs tables d'allocation comme représenté sur la figure 5. Le dispositif comporte par ailleurs une unité de communication 903 (COM) pour mettre en oeuvre des communications, notamment avec des actionneurs tels que des moteurs, des aérofreins ou autre. L'unité de communication peut également servir à recevoir des données de mise à jour des tables d'allocation ou des signaux désignant une phase de vol courante. Le système comporte également une unité de régulation 904 (CTRL) similaire à l'unité 701 décrite en référence à la figure 7 et une interface 905 15 (INTERF) avec un élément mobile comme décrit précédemment. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites, d'autres variantes et combinaisons de caractéristiques sont possibles. La description d'une caractéristique dans un mode de réalisation n'exclut pas la possibilité d'utiliser cette caractéristique dans un autre mode de 20 réalisation. La présente invention a été décrite et illustrée dans la présente description détaillée et dans les figures. La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation présentées. D'autres variantes et modes de réalisation peuvent être déduits et mis en oeuvre par la personne du métier à la 25 lecture de la présente description et des figures annexées. Dans les revendications, le terme "comporter" n'exclut pas d'autres éléments ou d'autres étapes. L'article indéfini « un » n'exclut pas le pluriel. Un seul processeur ou plusieurs autres unités peuvent être utilisées pour mettre en oeuvre l'invention. Les différentes caractéristiques présentées et/ou 30 revendiquées peuvent être avantageusement combinées. Leur présence dans la description ou dans des revendications dépendantes différentes, n'excluent pas cette possibilité. Les signes de référence ne sauraient être compris comme limitant la portée de l'invention.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Système de commande d'énergie d'un véhicule caractérisé en ce qu'il comporte: - une interface de commande (10, 60, 61, 704, 905), ladite interface de commande comportant un élément mobile (12, 601, 619) configuré pour se déplacer selon une course (13, 600, 610), ladite course définissant au moins deux portions de course (14, 17, 606, 607, 617, 618, 619) respectivement associées à au moins deux combinaisons d'actionneurs (705, 706, 707) agissant sur l'énergie dudit véhicule, et - une unité de contrôle (701, 904) configurée pour générer une consigne en énergie en fonction d'une commande associée à une position courante dudit élément mobile dans l'une desdites au moins deux portions de course, à destination de la combinaison d'actionneurs associée.
2. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de contrôle est configurée pour générer ladite consigne en énergie en fonction d'une phase de déplacement courante du véhicule.
3. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'interface comporte un élément de sélection (19) de ladite phase de déplacement courante.
4. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'interface est une interface graphique.
5. 5. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément mobile comporte un levier (10), lesdites combinaisons d'actionneurs étant associées à des portions de course du levier.
6. 6. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une desdites au moins deux combinaisons d'actionneurs comporte un organe moteur du véhicule.
7. 7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une desdites au moins deux combinaisons d'actionneurs comporte un organe de freinage du véhicule.
8. 8. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de contrôle est en outre configurée pour, lors de la génération de la consigne, accéder à une table d'allocation (40) stockant pour au mois deux positions respectives dans lesdites au moins deux portions de course, la commande et la combinaison d'actionneurs associées.
9. 9. Aéronef comportant un système selon l'une quelconque des revendications précédentes.
10. 10. Procédé de contrôle d'un système de commande d'énergie d'un véhicule comportant les étapes suivantes de : - détermination (S80) d'une position courante d'un élément mobile d'une interface de commande du système configuré pour se déplacer selon une course, ladite course définissant au moins deux portions de course respectivement associées à au moins deux combinaisons d'actionneurs agissant sur l'énergie dudit véhicule, et - génération (S83) d'une consigne en énergie en fonction d'une commande associée à une position courante dudit élément mobile dans l'une desdites au moins deux portions de course, à destination de la combinaison d'actionneurs 25 associée.
11. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite consigne en énergie est générée en fonction d'une phase de déplacement courante du véhicule. 30
12. 12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une desdites au moins deux combinaisons d'actionneurs comporte un organe moteur du véhicule.
13. 13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une desdites au moins deux combinaisons d'actionneurs comporte un organe de freinage du véhicule.
14. 14. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce la génération de la consigne comporte l'accès à une table d'allocation stockant pour chaque état de l'interface la commande et la combinaison d'actionneurs associées.
15. 15. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 10 à 14, lorsqu'il est chargé et exécuté par un processeur d'un système de commande d'énergie d'un véhicule.