FR3109800A1 - Système et procédé de contrôle d’une vanne de dosage de moteur - Google Patents
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Abstract
Un système de contrôle (4) d’une vanne de dosage (3) de moteur, le système de contrôle (4) comprenant un premier module (40) et un deuxième module (41) distants spatialement, ledit premier module (40) comprenant un dispositif de mesure (1) configuré pour déterminer un signal de mesure (M) du débit (Q) de fluide (C) dosé par la vanne de dosage (3) et une étiquette RFID (10) configurée pour stocker un paramétrage de calibration (P) du dispositif de mesure (1) et fixée audit dispositif de mesure (1), ledit deuxième module (41) comprenant un lecteur RFID (20) configuré pour lire le paramétrage de calibration (P), et un dispositif de pilotage (2), relié au dispositif de mesure (1) et au lecteur RFID (20), configuré pour déterminer, à partir du signal de mesure (M) et du paramétrage de calibration (P), un signal de commande optimisé (S*) pour contrôler la vanne de dosage (3). Figure de l’abrégé : Figure 2
Description
La présente invention concerne le domaine du contrôle d’une vanne de dosage de moteur.
De manière connue, en référence à la figure 1, un aéronef comprend un ou plusieurs turbomoteurs comprenant chacun une chambre de combustion 300 dans laquelle entrent de l’air A et du carburant C configurés pour réagir ensemble suivant une réaction de combustion, de manière à dégager l’énergie nécessaire à la poussée de l’aéronef. L’air A provient de l’extérieur du turbomoteur et est guidé vers la chambre de combustion 300 par une veine d’air 500 tandis que le carburant C provient d’un circuit de carburant 100 débouchant dans la chambre de combustion 300.
De manière connue, le circuit de carburant 100 est alimenté par des réservoirs de carburant C. Par la suite, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens de circulation du carburant C dans le circuit de carburant 100. En référence à la figure 1, le circuit de carburant 100 comprend une vanne de dosage 101 d’un débit massique Q de carburant C et un ou plusieurs injecteurs 103 pour pulvériser le débit massique Q dosé dans la chambre de combustion 300. Le carburant refoulé Cr par la vanne de dosage 101 est quant à lui réinjecté dans le circuit de carburant 100 en amont.
Dans les faits, le débit massique Q injecté doit être tel que les quantités de matière de carburant C et d’air A dans la chambre de combustion 300 soient dans des proportions dites « stœchiométriques » pour optimiser la réaction de combustion, et ce afin de maintenir un fonctionnement optimal de l’aéronef tout en maîtrisant la consommation de carburant C et la quantité de carburant C embarquée dans les réservoirs. Pour permettre un dosage précis, la vanne de dosage 101 est reliée à un dispositif de pilotage 200, lui-même relié à un dispositif de mesure 102 du débit massique Q dosé par la vanne de dosage 101. Le dispositif de mesure 102 et le dispositif de pilotage 200 forment ensemble un système de contrôle 400 de la vanne de dosage 101. Le dispositif de pilotage 200 permet, à partir d’un signal de mesure M fourni par le dispositif de mesure 102 et d’un débit massique théorique souhaité, de fournir un signal de commande S du degré d’ouverture de la vanne de dosage 101 de sorte que le débit massique Q soit le plus proche possible du débit massique théorique souhaité. Le dispositif de mesure 102 comprend à titre d’exemple une turbine volumétrique comprenant une hélice dont la vitesse de rotation permet d’obtenir un signal de mesure M du débit massique Q, conjointement à une mesure de température et de permittivité.
Suite à sa fabrication, chaque dispositif de mesure 102 possède des caractéristiques propres et il est nécessaire de calibrer chaque dispositif de mesure 102 avant d’être monté dans l’aéronef. Lors d’une calibration, on définit des paramètres de calibration qui sont propres à chaque dispositif de mesure 102. Lors de l’utilisation, ces paramètres de calibration sont lus par le dispositif de pilotage 200 afin de fournir un signal de commande S qui tient compte du signal de mesure M et des paramètres de calibration du dispositif de mesure 102.
Il est connu dans l’art antérieur par le brevet US7204076B2 d’associer une mémoire au dispositif de mesure 102 afin de stocker ses paramètres de calibration. Lors du montage, la mémoire est reliée de manière filaire au dispositif de pilotage 200 afin que ce dernier puisse lire les paramètres de calibration pour fournir un signal de commande S qui tient compte du signal de mesure M et des paramètres de calibration du dispositif de mesure 102. Une telle solution présente l’inconvénient d’augmenter l’encombrement au sein de l’aéronef et de multiplier les interfaces physiques avec le dispositif de pilotage 200. En outre, lors d’un éventuel remplacement, il est nécessaire de déconnecter/reconnecter le dispositif de mesure 102 mais il est également nécessaire de déconnecter/reconnecter la mémoire associée au dispositif de pilotage, ce qui est chronophage et source d’erreur de reconnexion.
De manière incidente, il est connu, via la demande de brevet EP1956216A1, de stocker des informations d’identification d’une pièce, notamment d’aéronef, dans un élément passif d’identification par radiofréquence intégré à la pièce, connu de l’homme du métier sous le terme « d’étiquette passive RFID (Radio Frequence Identification) ». Il est nécessaire de prévoir une antenne dédiée pour chaque pièce qui est montée au plus près de l’étiquette RFID pour lire ces informations d’identification et les communiquer de manière filaire à un calculateur. Une telle solution présente les mêmes inconvénients que précédemment.
L’invention vise ainsi un système et un procédé de contrôle d’une vanne de dosage de moteur, qui permettent un contrôle précis, fiable et peu encombrant de la vanne de dosage tout en autorisant une maintenance ou un remplacement aisé du système de contrôle.
PRESENTATION DE L’INVENTION
L’invention concerne un système de contrôle d’une vanne de dosage d’un débit de fluide d’un moteur, le système de contrôle comprenant un premier module et un deuxième module distants spatialement,
- ledit premier module comprenant au moins un dispositif de mesure configuré pour déterminer un signal de mesure du débit de fluide dosé par la vanne de dosage et au moins une étiquette RFID configurée pour stocker au moins un paramétrage de calibration du dispositif de mesure et fixée audit dispositif de mesure,
- ledit deuxième module comprenant un lecteur RFID, configuré pour lire au moins le paramétrage de calibration stocké dans l’étiquette RFID, et au moins un dispositif de pilotage, relié au dispositif de mesure et au lecteur RFID, configuré pour déterminer, à partir du signal de mesure et du paramétrage de calibration, un signal de commande optimisé pour contrôler la vanne de dosage.
Grâce à l’invention, une vanne de dosage de moteur est contrôlée de manière fiable et précise, en prenant en compte le paramétrage de calibration dudit dispositif de mesure du débit dosé. De manière avantageuse, un tel système de contrôle ne comprend pas de connexion filaire pour transmettre le paramétrage de calibration entre les modules, ce qui limite l’encombrement et les interfaces avec le dispositif de pilotage. En outre, lors d’un remplacement du dispositif de mesure, il n’est pas nécessaire pour l’opérateur de fournir manuellement le paramétrage de calibration du nouveau dispositif de mesure au dispositif de pilotage. En effet, comme l’étiquette RFID est fixée audit dispositif de mesure, le dispositif de pilotage peut automatiquement lire le paramétrage de calibration de l’étiquette RFID grâce à son lecteur RFID, ce qui représente un gain de temps et limite les risques d’erreur. Enfin, la séparation spatiale du premier module et du deuxième module permet de protéger le premier module des vibrations et des hautes températures induites par le moteur.
Selon un aspect de l’invention, le premier module et le deuxième module sont distants d’au moins 10cm, de préférence d’au moins 1m. Une telle séparation offre avantageusement une souplesse dans l’agencement et l’intégration du moteur, qui correspond à un environnement complexe et de volume restreint. Il est en outre possible de protéger le premier module des vibrations et hautes températures induites par le moteur.
Selon un aspect de l’invention, le lecteur RFID comprend au moins une antenne configurée pour émettre et recevoir des ondes radio à des fréquences comprises entre 100kHz et 10GHz, de préférence des ultra hautes fréquences comprises entre 860MHz et 900MHz. De manière préférée, l’étiquette RFID comprend au moins une antenne configurée pour recevoir et émettre des ondes radio à des fréquences comprises entre 100kHz et 10GHz, de préférence des ultra hautes fréquences comprises entre 860MHz et 900MHz. L’utilisation de hautes fréquences, voire de très hautes fréquences, permet avantageusement une bonne communication du lecteur RFID et de l’étiquette RFID malgré la distance les séparant. Cela s’oppose aux communications basses fréquences applicables uniquement lorsque le lecteur RFID et l’étiquette RFID sont proches l’une de l’autre.
De préférence, l’étiquette RFID se présente sous la forme d’une étiquette passive RFID. Avantageusement, une telle étiquette RFID est exempte d’organe d’alimentation électrique propre ou à laquelle elle est reliée, étant alimentée à distance par le lecteur RFID, et plus précisément par les ondes radio qu’il émet. Une telle étiquette RFID présente ainsi une structure élémentaire et un volume très faible, qui facilitent sa fixation sur le dispositif de mesure.
Selon un aspect préféré, le lecteur RFID est intégré au dispositif de pilotage pour réduire au maximum l’encombrement et les interfaces de connexion.
Selon un autre aspect préféré, le lecteur RFID et le dispositif de pilotage sont distants de moins de 10cm, de préférence voisins. Ceci permet avantageusement d’utiliser un dispositif de pilotage de l’art antérieur sans modification de son architecture.
L’invention concerne également l’ensemble d’une vanne de dosage de moteur et d’un système de contrôle tel que décrit précédemment, dans lequel la vanne de dosage est configurée pour doser un débit de fluide et est reliée fluidiquement au dispositif de mesure.
L’invention concerne aussi l’ensemble d’un circuit de fluide de moteur comprenant une vanne de dosage d’un débit de fluide et d’un système de contrôle tel que décrit précédemment, le dispositif de mesure étant monté sur le circuit de fluide et configuré pour fournir un signal de mesure du débit de fluide dosé par la vanne de dosage.
Selon un aspect, le fluide est du carburant. Un tel système de contrôle de la vanne de dosage de carburant d’un moteur permet un contrôle précis et fiable du carburant injecté dans la chambre de combustion, et donc une maîtrise de la consommation de carburant et une optimisation du fonctionnement du moteur.
Selon un autre aspect, le fluide est de l’huile. Un tel système de contrôle de la vanne de dosage d’huile d’un moteur permet d’optimiser la quantité d’huile nécessaire pour lubrifier le moteur, le protéger de la corrosion et le refroidir suffisamment notamment.
Selon un autre aspect, le fluide est un fluide de refroidissement. Un tel système de contrôle de la vanne de dosage de fluide de refroidissement d’un moteur permet d’optimiser la quantité de fluide de refroidissement nécessaire pour assurer le refroidissement du moteur.
L’invention concerne en outre un moteur comprenant l’ensemble d’un circuit de fluide et d’un système de contrôle tel que décrit précédemment. Selon un aspect préféré, le moteur se présente sous la forme d’un turbomoteur d’aéronef. Selon un autre aspect préféré, le moteur se présente sous la forme d’un moteur d’un véhicule de transport routier thermique quelconque, notamment une voiture thermique.
L’invention concerne par ailleurs un procédé de contrôle d’une vanne de dosage de moteur au moyen du système de contrôle tel que décrit précédemment, procédé dans lequel :
- le lecteur RFID lit le paramétrage de calibration du dispositif de mesure stocké dans l’étiquette RFID et le transmet (étape E1) au dispositif de pilotage,
- le dispositif de mesure détermine (étape E2) un signal de mesure du débit de fluide dosé par la vanne de dosage et
- le dispositif de pilotage détermine (étape E3), à partir du signal de mesure et du paramétrage de calibration, un signal de commande optimisé pour la vanne de dosage, de manière à optimiser le contrôle de la vanne de dosage de moteur.
De manière avantageuse, un tel procédé de contrôle est simple et pratique à mettre en œuvre et peut être reproduit aussi souvent que nécessaire. En outre, l’étape E1 de transmission du paramétrage de calibration au dispositif de pilotage ne nécessite d’être mise en œuvre qu’une unique fois, le dispositif de pilotage stockant le paramétrage de calibration pour les procédés de contrôle suivants.
De préférence, lorsque le paramétrage de calibration du dispositif de mesure ne peut pas être lu par le lecteur RFID, le dispositif de pilotage détermine (étape E3), à partir du signal de mesure et d’un paramétrage de calibration par défaut, un signal de commande dégradé pour la vanne de dosage. Ceci permet avantageusement de pallier à une erreur ou une compromission de la valeur du paramétrage de calibration. De manière préférée, le paramétrage de calibration par défaut est stocké dans la base de données.
L’invention concerne par ailleurs un procédé d’utilisation d’un moteur tel que présenté précédemment, procédé dans lequel :
- lors du démarrage du moteur, le lecteur RFID lit le paramétrage de calibration du dispositif de mesure stocké dans l’étiquette RFID et le transmet (étape E1) au dispositif de pilotage,
- le dispositif de mesure détermine (étape E2) un signal de mesure du débit de fluide dosé par la vanne de dosage et
- le dispositif de pilotage détermine (étape E3), à partir du signal de mesure et du paramétrage de calibration, un signal de commande optimisé pour la vanne de dosage, de manière à optimiser le contrôle de la vanne de dosage de moteur.
De manière préférée, le dispositif de pilotage ayant enregistré lors du démarrage du moteur le paramétrage de calibration dans une base de données du dispositif de pilotage, après le démarrage, au cours de l’utilisation du moteur en régime de croisière, le dispositif de pilotage détermine, à partir du signal de mesure et du paramétrage de calibration stocké dans la base de données, le signal de commande optimisé pour la vanne de dosage.
De manière avantageuse, la transmission du paramétrage de calibration est mise en œuvre lors du démarrage du moteur afin de ne pas utiliser l’étiquette RFID en présence de hautes températures. Autrement dit, après le démarrage, seul le paramétrage de calibration stocké dans la base de données du dispositif de pilotage est utilisé.
PRESENTATION DES FIGURES
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple, et se référant aux figures suivantes, données à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables.
Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
En référence à la figure 2, comme décrit dans le préambule, un aéronef comprend un ou plusieurs turbomoteurs comprenant chacun une chambre de combustion 300 dans laquelle entrent de l’air A et du carburant C configurés pour réagir ensemble suivant une réaction de combustion, de manière à dégager l’énergie nécessaire à la poussée de l’aéronef. L’air A provient de l’extérieur du turbomoteur et est guidé vers la chambre de combustion 300 par une veine d’air 500 tandis que le carburant C provient d’un circuit de carburant 100 débouchant dans la chambre de combustion 300.
Comme décrit dans le préambule, le circuit de carburant 100 est alimenté par des réservoirs de carburant C. Par la suite, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens de circulation du carburant C dans le circuit de carburant 100. Toujours en référence à la figure 2, le circuit de carburant 100 comprend une vanne de dosage 3 d’un débit massique Q de carburant C et un ou plusieurs injecteurs 103 pour pulvériser le débit massique Q dosé dans la chambre de combustion 300. Le carburant refoulé Cr par la vanne de dosage 3 est quant à lui réinjecté dans le circuit de carburant 100 en amont.
Toujours en référence à la figure 2, selon l’invention, le turbomoteur d’aéronef comprend un système de contrôle 4 de la vanne de dosage 3 comprenant un premier module 40 et un deuxième module 41 distants spatialement, en pratique d’au moins 10cm, de préférence de plus d’1m. Le premier module 40 comprend :
- un dispositif de mesure 1 monté sur le circuit de carburant 100 et configuré pour déterminer un signal de mesure M du débit Q du carburant C dosé par la vanne de dosage 3 et
- une étiquette RFID (Radio Frequence Identification) 10, également connue sous le terme « d’élément passif d’identification par radiofréquence », configurée pour stocker un paramétrage de calibration P du dispositif de mesure 1 et fixée audit dispositif de mesure 1,
Le deuxième module 41 comprend quant à lui :
- un lecteur RFID 20, configuré pour lire le paramétrage de calibration P stocké dans l’étiquette RFID 10 et
- un dispositif de pilotage 2 relié au dispositif de mesure 1 et au lecteur RFID 20, configuré pour déterminer, à partir du signal de mesure M et du paramétrage de calibration P, un signal de commande optimisé S* pour contrôler la vanne de dosage 3 du turbomoteur d’aéronef.
A titre d’exemple, le paramétrage de calibration P comprend un ou plusieurs des éléments suivants : la désignation exacte du dispositif de mesure 1, connue sous le terme anglais « part number », son fabricant et sa date de fabrication, connus sous le terme anglais « serial number », les résultats d’essais de réception au banc du dispositif de mesure 1, etc. Il va de soi que le paramétrage de calibration P ne se limite pas exclusivement aux exemples cités. Le paramétrage de calibration P est propre au dispositif de pilotage 2 et permet de le caractériser de manière précise.
Un tel système de contrôle 4 de la vanne de dosage 3 du circuit de carburant 100 permet avantageusement d’injecter un débit précis et fiable de carburant C, en pratique très proche d’un débit massique théorique souhaité, dans la chambre de combustion 300 du turbomoteur d’aéronef. Il en résulte une optimisation de la réaction de combustion au sein de la chambre de combustion 300 et le maintien d’un fonctionnement optimal de l’aéronef tout en maîtrisant la consommation de carburant C et la quantité de carburant C embarquée dans les réservoirs.
Un tel système de contrôle 4 présente en outre un encombrement réduit et limite au maximum les interfaces de connexion entre le dispositif de mesure 1 et le dispositif de pilotage 2. En pratique, outre les connexions filaires existantes entre le dispositif de pilotage 2 et, d’une part le dispositif de mesure 1 et, d’autre part la vanne de dosage 3, le système de contrôle 4 ne nécessite pas de connexion filaire supplémentaire pour relier le premier module 40 et le deuxième module 41. Ceci présente un intérêt particulier lors d’une maintenance ou un remplacement du dispositif de mesure 1, en ce que l’étiquette RFID et le lecteur RFID ne nécessitent pas d’être déconnectés et reconnectés, ce qui offre un gain de temps et évite les risques d’erreur de reconnexion. Par ailleurs, la séparation du premier module 40 et du deuxième module 41 permet avantageusement de protéger le premier module 40 des vibrations et des hautes températures du turbomoteur d’aéronef, notamment à proximité du circuit de carburant 100.
A noter qu’il a été présenté dans l’exemple de la figure 2 un système de contrôle 4 d’une vanne de dosage 3 de circuit de carburant 100 de turbomoteur d’aéronef. Il va cependant de soi que le système de contrôle 4 de l’invention est adapté pour le contrôle d’une vanne de dosage d’un circuit de fluide quelconque de turbomoteur d’aéronef, en particulier un circuit d’huile ou un circuit de fluide de refroidissement. En outre, si le circuit de carburant 100 de l’exemple de la figure 2 alimente la chambre de combustion 300, il va de soi que l’invention est adaptée pour un circuit de carburant C alimentant un système de réchauffe configuré pour réaliser une post-combustion en aval de la chambre de combustion 300. Par ailleurs, il va de soi que le système de contrôle 4 est adapté pour être monté sur un moteur quelconque, en particulier sur un moteur de véhicule de transport routier thermique, tel qu’une voiture thermique, pour contrôler la vanne de dosage d’un circuit de carburant C, d’huile ou de fluide de refroidissement. La description qui suit s’applique ainsi à un système de contrôle d’une vanne de dosage de circuit de fluide quelconque monté sur un moteur quelconque.
Par ailleurs, il a été présenté dans l’exemple de la figure 2 un système de contrôle 4 comprenant un unique dispositif de mesure 1 sur lequel est fixée une unique étiquette RFID 10 associée à un unique lecteur RFID 20, et ce pour limiter au minimum l’encombrement et les interfaces de connexion. Il va cependant de soi que le système de contrôle 4 pourrait comprendre plusieurs dispositifs de mesure 1 d’une unique vanne de dosage 3 et/ou de plusieurs vannes de dosage 3 différentes. Une ou plusieurs étiquette(s) RFID 10 pourraient par ailleurs fixées sur chaque dispositif de mesure 1. Chaque étiquette RFID 10 communique de préférence avec le même lecteur RFID 20 mais il va de soi que l’utilisation de plusieurs lecteurs RFID 20 rentre dans le cadre de l’invention.
On décrit par la suite plus précisément le premier module 40 puis le deuxième module 41 du système de contrôle 4.
En référence à la figure 2 et comme décrit précédemment, le premier module 40 comprend un dispositif de mesure 1 sur lequel est fixée, par exemple par collage, une étiquette RFID 10. Le dispositif de mesure 1 comprend à titre d’exemple une turbine volumétrique comprenant une hélice dont la vitesse de rotation est fonction du débit volumique de carburant C et permet d’obtenir un signal de mesure M du débit massique Q du carburant C. Le dispositif de mesure 1 comprend également de préférence un thermomètre et des électrodes pour mesurer respectivement la température et la permittivité du carburant C, afin d’obtenir le signal de mesure M. Un tel dispositif de mesure 1 est connu de l’homme du métier et ne sera pas décrit davantage.
En référence à la figure 3, l’étiquette RFID 10 comprend un calculateur 11 et une mémoire de stockage 12 du paramétrage de calibration P, se présentant traditionnellement sous la forme d’une puce électronique à mémoire intégrée, reliée à une antenne 13. L’antenne 13 est configurée pour recevoir et émettre des ondes radio, de préférence à des fréquences comprises entre 100kHz et 10GHz, de préférence des ultra hautes radiofréquences comprises entre 860MHz et 900MHz. L’antenne 13 comprend en outre de préférence une ouverture angulaire importante, de préférence sensiblement égale à 360°. L’antenne 13 est ainsi adaptée pour recevoir et émettre des ondes radio en provenance et à destination du lecteur RFID 20 à une portée maximale de 15m.
De préférence, l’étiquette RFID 10 se présente sous la forme d’une étiquette passive RFID, c’est-à-dire qu’elle est exempte d’organe d’alimentation électrique propre ou à laquelle elle est reliée, et ce afin de simplifier au maximum sa structure et son installation sur le dispositif de mesure 1. La puce électronique 11, 12 est ainsi alimentée par l’énergie des ondes radio qu’elle reçoit, en particulier du lecteur RFID 20, et configurée pour établir une onde radio comprenant le paramétrage de calibration P. De préférence, la puce électronique 11, 12 utilise le protocole d’échange standard ISO 18000-63, afin d’éviter toute interception, utilisation et/ou corruption de l’onde radio comprenant le paramétrage de calibration P, afin de garantir la confidentialité du paramétrage de calibration P transmis. Il va cependant de soi que la puce électronique 11, 12 pourrait utiliser un autre protocole d’échange. Le fonctionnement d’une étiquette RFID 10 est connu de l’homme du métier et ne sera pas décrit davantage.
En référence aux figures 4A, 4B et 4C et comme décrit précédemment, le deuxième module 41 comprend quant à lui un dispositif de pilotage 2 et un lecteur RFID 20. Dans l’exemple de la figure 4A, le lecteur RFID 20 est intégré au dispositif de pilotage 2 pour limiter au maximum l’encombrement du deuxième module 41. Dans l’exemple des figures 4B et 4C, le lecteur RFID 20 est relié au dispositif de pilotage 2, respectivement sans fil et de manière filaire, ce qui permet d’utiliser un dispositif de pilotage 2 de l’art antérieur sans modifier sa structure. De préférence, le lecteur RFID 20 et le dispositif de pilotage 2 sont distants de moins de 10cm, de préférence voisins dans l’exemple des figures 4B et 4C.
Toujours en référence aux figures 4A, 4B et 4C, le lecteur RFID 20 comprend un calculateur 22, se présentant traditionnellement sous la forme d’un processeur, et une antenne 21. Le lecteur RFID 20 comprend en outre un organe d’alimentation électrique propre ou est alternativement alimenté par le dispositif de pilotage 2. De manière analogue à l’antenne 13 de l’étiquette RFID 10, l’antenne 21 est configurée pour émettre et recevoir des ondes radio, de préférence à des fréquences comprises entre 100kHz et 10GHz, de préférence des ultra hautes radiofréquences comprises entre 860MHz et 900MHz. L’antenne 21 comprend en outre de préférence une ouverture angulaire importante, de préférence sensiblement égale à 360°. L’antenne 21 est ainsi à même d’émettre et de recevoir des ondes radio de l’étiquette RFID 10 à une portée maximale de 15m. Le processeur 22 est quant à lui configuré pour établir et lire une onde radio selon le même protocole d’échange que l’étiquette RFID 10, notamment le standard ISO 18000-63. Le fonctionnement d’un lecteur RFID 20 est connu de l’homme du métier et ne sera pas décrit davantage.
Le dispositif de pilotage 2 comprend quant à lui notamment un calculateur 24 et une base de données 23, afin de stocker le paramétrage de calibration P transmis par le lecteur RFID 20 et pour déterminer le signal de commande optimisé S* de la vanne de dosage 3. La base de données 23 est de préférence robuste à un éventuel redémarrage en vol du dispositif de pilotage 2, afin de conserver stockée le paramétrage de calibration P. Comme cela sera présenté par la suite, le paramétrage de calibration P est enregistré au démarrage du turbomoteur afin d’être utilisé jusqu’à son prochain démarrage.
Pour résumer, le système de contrôle 4 permet un contrôle précis et fiable d’une vanne de dosage 3 en prenant en compte le paramétrage de calibration P du dispositif de mesure 1, qui est communiqué sans connexion filaire, à distance et de manière sécurisée entre une étiquette RFID 10 et un lecteur RFID 20.
En référence à la figure 5, on décrit par la suite un procédé de contrôle de la vanne de dosage 3 au moyen du système de contrôle 4, dans lequel :
- le lecteur RFID 20 lit le paramétrage de calibration P du dispositif de mesure 1 stocké dans l’étiquette RFID 10 et le transmet (étape E1) au dispositif de pilotage 2,
- le dispositif de mesure 1 détermine (étape E2) un signal de mesure M du débit Q de carburant C dosé par la vanne de dosage 3 et
- le dispositif de pilotage 2 détermine (étape E3), à partir du signal de mesure M et du paramétrage de calibration P, un signal de commande optimisé S* pour la vanne de dosage 3.
En pratique, l’étape E1 de transmission du paramétrage de calibration P est mise en œuvre lors du démarrage du turbomoteur d’aéronef. Ceci permet d’utiliser l’étiquette RFID 10 uniquement en présence de faibles températures, de préférence inférieures à 85°C, et ainsi de permettre une transmission optimale du paramétrage de calibration P.
De manière avantageuse, le dispositif de pilotage 2 comporte une base de données 23 permettant le stockage du paramétrage de calibration P, notamment robuste à un éventuel redémarrage du dispositif de pilotage 2 au cours du vol de l’aéronef. L’étape E1 de transmission du paramétrage de calibration P est ainsi mise en œuvre une unique fois lors du démarrage. Seules l’étape E2 de détermination d’un signal de mesure M et l’étape E3 de détermination d’un signal de commande optimisé S* sont reproduites aussi souvent que nécessaires lors du vol de l’aéronef, le signal de commande optimisé S* étant déterminé à partir du paramétrage de calibration P stocké.
Lorsque le paramétrage de calibration P du dispositif de mesure 1 ne peut pas être lu par le lecteur RFID 20, du fait d’une erreur ou d’une compromission, le dispositif de pilotage 2 détermine (étape E3), à partir du signal de mesure M et d’un paramétrage de calibration par défaut, un signal de commande dégradé pour la vanne de dosage 3. De manière préférée, le paramétrage de calibration par défaut est stocké dans la base de données 23.
En cas de défaillance, le dispositif de mesure 1 peut être déconnecté de manière pratique du dispositif de pilotage 2 puis un nouveau dispositif de mesure 1 peut être monté en lieu et place. Il n’est pas nécessaire pour l’opérateur de réaliser des opérations pour transmettre le nouveau paramétrage de calibration P au dispositif de pilotage 2 étant donné que celui-ci est lu de manière automatique et à distance sur l’étiquette RFID 10 qui est fixée sur le nouveau dispositif de mesure 1. Lors du prochain démarrage du turbomoteur d’aéronef, celui-ci bénéficiera d’un paramétrage de calibration P mis à jour et adapté au nouveau dispositif de mesure 1.
Claims (10)
- Système de contrôle (4) d’une vanne de dosage (3) d’un débit (Q) de fluide (C) d’un moteur, le système de contrôle (4) comprenant un premier module (40) et un deuxième module (41) distants spatialement,
- ledit premier module (40) comprenant au moins un dispositif de mesure (1) configuré pour déterminer un signal de mesure (M) du débit (Q) de fluide (C) dosé par la vanne de dosage (3) et au moins une étiquette RFID (10) configurée pour stocker au moins un paramétrage de calibration (P) du dispositif de mesure (1) et fixée audit dispositif de mesure (1),
- ledit deuxième module (41) comprenant un lecteur RFID (20), configuré pour lire au moins le paramétrage de calibration (P) stocké dans l’étiquette RFID (10), et au moins un dispositif de pilotage (2), relié au dispositif de mesure (1) et au lecteur RFID (20), configuré pour déterminer, à partir du signal de mesure (M) et du paramétrage de calibration (P), un signal de commande optimisé (S*) pour contrôler la vanne de dosage (3).
- Système de contrôle (4) selon la revendication 1, dans lequel le premier module (40) et le deuxième module (41) sont distants d’au moins 10cm, de préférence d’au moins 1m.
- Système de contrôle (4) selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel le lecteur RFID (20) comprend au moins une antenne (21) configurée pour émettre et recevoir des ondes radio de fréquences comprises entre 100kHz et 10GHz, de préférence des ultra hautes radiofréquences comprises entre 860MHz et 900MHz.
- Ensemble d’une vanne de dosage (3) de moteur et d’un système de contrôle (4) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la vanne de dosage (3) est configurée pour doser un débit (Q) de fluide (C) et est reliée fluidiquement au dispositif de mesure (1).
- Ensemble d’un circuit (100) de fluide (C) de moteur comprenant une vanne de dosage (3) d’un débit (Q) de fluide (C) et d’un système de contrôle (4) selon l’une des revendications 1 à 3, le dispositif de mesure (1) étant monté sur le circuit (100) de fluide (C) et configuré pour fournir un signal de mesure (M) du débit (Q) de fluide (C) dosé par la vanne de dosage (3).
- Ensemble selon la revendication 5, dans lequel le fluide (C) est du carburant.
- Ensemble selon la revendication 5, dans lequel le fluide (C) est de l’huile.
- Procédé de contrôle d’une vanne de dosage (3) de moteur au moyen du système de contrôle (4) selon l’une des revendications 1 à 3, procédé dans lequel :
- le lecteur RFID (20) lit le paramétrage de calibration (P) du dispositif de mesure (1) stocké dans l’étiquette RFID (10) et le transmet (étape E1) au dispositif de pilotage (2),
- le dispositif de mesure (1) détermine (étape E2) un signal de mesure (M) du débit (Q) de fluide (C) dosé par la vanne de dosage (3) et
- le dispositif de pilotage (2) détermine (étape E3), à partir du signal de mesure (M) et du paramétrage de calibration (P), un signal de commande optimisé (S*) pour contrôler la vanne de dosage (3).
- Procédé d’utilisation d’un moteur comprenant l’ensemble selon la revendication 5, procédé dans lequel :
- lors du démarrage du moteur, le lecteur RFID (20) lit le paramétrage de calibration (P) du dispositif de mesure (1) stocké dans l’étiquette RFID (10) et le transmet (étape E1) au dispositif de pilotage (2),
- le dispositif de mesure (1) détermine (étape E2) un signal de mesure (M) du débit (Q) de fluide (C) dosé par la vanne de dosage (3) et
- le dispositif de pilotage (2) détermine (étape E3), à partir du signal de mesure (M) et du paramétrage de calibration (P), un signal de commande optimisé (S*) pour la vanne de dosage (3), de manière à optimiser le contrôle de la vanne de dosage (3) de moteur.
- Procédé d’utilisation d’un moteur selon la revendication 9, dans lequel :
- le dispositif de pilotage (2) ayant enregistré lors du démarrage du moteur le paramétrage de calibration (P) dans une base de données (23) du dispositif de pilotage (2),
- après le démarrage, au cours de l’utilisation du moteur en régime de croisière, le dispositif de pilotage (2) détermine, à partir du signal de mesure (M) et du paramétrage de calibration (P) stocké dans la base de données (23), le signal de commande optimisé (S*) pour la vanne de dosage (3).
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| US7204076B2 (en) | 2003-07-25 | 2007-04-17 | Goodrich Control Systems Ltd. | Engine fuel control |
| US20070114280A1 (en) * | 2005-09-20 | 2007-05-24 | Coop William P | System and methods for tracking aircraft components |
| EP1956216A1 (fr) | 2007-02-09 | 2008-08-13 | Hispano-Suiza | Installation de commande de turbomachine équipée d'un système de vérification d'équipement à puce passive d'identification par radiofréquence |
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