WO2021191149A1 - Dispositif avionique d'assistance au contrôle d'au moins un système automatisé d'aéronef - Google Patents

Dispositif avionique d'assistance au contrôle d'au moins un système automatisé d'aéronef Download PDF

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WO2021191149A1
WO2021191149A1 PCT/EP2021/057272 EP2021057272W WO2021191149A1 WO 2021191149 A1 WO2021191149 A1 WO 2021191149A1 EP 2021057272 W EP2021057272 W EP 2021057272W WO 2021191149 A1 WO2021191149 A1 WO 2021191149A1
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WO
WIPO (PCT)
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aircraft
automated system
display
instruction
avionics
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/057272
Other languages
English (en)
Inventor
Yannick Le Roux
Jean-Marc Lacoste
Original Assignee
Thales
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Publication date
Application filed by Thales filed Critical Thales
Priority to US17/914,116 priority Critical patent/US20240208666A1/en
Publication of WO2021191149A1 publication Critical patent/WO2021191149A1/fr

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C23/00—Combined instruments indicating more than one navigational value, e.g. for aircraft; Combined measuring devices for measuring two or more variables of movement, e.g. distance, speed or acceleration
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0017—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information
    • G08G5/0021—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information located in the aircraft
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0047—Navigation or guidance aids for a single aircraft
    • G08G5/0052—Navigation or guidance aids for a single aircraft for cruising
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0073—Surveillance aids
    • G08G5/0086—Surveillance aids for monitoring terrain

Definitions

  • TITLE Avionics device to assist in the control of at least one automated aircraft system
  • the present invention relates to an avionics device for assisting in the control of at least one automated aircraft system.
  • the present invention also relates to an aircraft.
  • the present invention also relates to a method of assisting in the control of at least one automated aircraft system.
  • the present invention also relates to a computer program comprising software instructions which, when executed by a computer, implement such a method of assisting in the control of at least one automated aircraft system.
  • the present invention relates to the control of one or more automated aircraft system (s).
  • automated system is understood hereinafter in particular to mean an automated system or else an automation corresponding to a state machine or even to an automatic device, the action of which has direct consequences on the behavior of the aircraft such as an automatic pilot, a flight management system or FMS (English Flight Management System), a system for monitoring and / or knowledge of the current flight situation such as an avionics system for warning and avoiding the terrain of the aircraft (TAWS or HTAWS standing for Terrain Awareness & Warning System or Helicopter Awareness & Warning System), a weather radar, an avionics equipment management system such as: hydraulic equipment, electrical avionics equipment, dedicated fuel equipment, de-icing equipment, pressurization equipment, flight controls configured to automatically control avionics units such as airfoil management equipment to control slats, flaps, aircraft landing gear, etc.
  • automated systems are equipped with a man-machine interface, to enable them to be controlled, corresponding to control stations including, in particular, push or rotary control buttons and alphanumeric displays.
  • a crew member corresponding for example to a pilot, enters the instructions to be followed by the automated system.
  • the pilot sets the speed, heading, altitude and climb gradient instructions, then engages the modes for following these instructions or engages the operating modes managed by another dedicated automated system such as for example the management system flight.
  • mode is meant a state or a set of inseparable states (ie forming only one) of the automated system considered.
  • the autopilot is a particular automated system by virtue of its criticality with regard to the behavior of the aircraft, its upstream links with other complex automated systems (ie automatisms) whose outputs feed it, and by the existence of multiple axes of control by the pilot.
  • the current man-machine interfaces of automated aircraft systems generally include a selection button making it possible to select a unit of value of the instructions.
  • a selection button making it possible to select a unit of value of the instructions.
  • US 2017/291691 A1 relates in particular to an assistance method for helping the navigation of an aircraft with restriction, via a control limiter, the possibilities of adjusting the flight parameters as a function of the context, and a device corresponding.
  • US 2017/291691 A1 aims to adapt / restrict, upstream of the entry of the instruction by a pilot, the range of selectable instructions as a function of the current flight context and of a capacity approach.
  • the aim of the invention is therefore to provide an avionics device and an associated method which make it possible to improve the control of an automated aircraft system by relieving the load on the crew.
  • the invention relates to an avionics device for assisting in the control of at least one automated aircraft system, the device being connectable, via an avionics network, to said at least one automated system and to a plurality of sources. avionics, and / or via a non-avionics network to a plurality of non-avionics sources, separate from the automated system, said device being configured for:
  • the avionics device for assisting the control of at least one automated aircraft system is then able to take into account sources, avionics and / or non-avionics, of information external to the automated system in order to automatically assess whether an instruction entered manually within said device and intended for the automated system is reachable or not in the context of current flight, and this according to data classified and analyzed according to the predetermined properties to be restored of the automated system considered, and previously obtained from sources separate from the automated system considered.
  • the present invention aims, downstream from the entry of the instruction by a pilot, to determine whether after entering this instruction remains attainable or not, and not upstream as disclosed in the document US 2017/291691 A1 to be adapted / restricted, in upstream of the entry of a setpoint by a pilot, the range of setpoints selected as a function of the current flight context.
  • the present invention makes it possible to facilitate decision-making and control on any automated system whose action has direct consequences on the behavior of the aircraft.
  • the avionics device for assisting in the control of at least one automated aircraft system comprises one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination:
  • the device is configured for:
  • the device is further configured for: - provide a crew member with an indication representative of the possible or impossible achievement of the instruction, and / or,
  • the device is configured to build and display a universal user interface matrix, independent of the type of said at least automated system or of the type of source (s), the user interface matrix comprising at least two lines and at least as many columns that of predetermined property (s) to be restored from said at least one automated system, said at least two rows being respectively dedicated to display by property:
  • the device is configured to display the target instruction using two distinct indicators associated respectively with a state of acquisition and maintenance of the target instruction by the automated system, and with a state of progress of the aircraft, via the system automated, to the target setpoint;
  • the device is configured to display the line dedicated to the display of said at least one target instruction being executed by the automated system of the aircraft, in the center of the user interface matrix and / or with a color dedicated and distinct from the display color from the display color of the other lines of the user interface matrix;
  • the user interface matrix further comprises at least one additional line dedicated to the display by property, of at least one possible setpoint that can be activated / inactivated as an alternative to the target setpoint being executed in order to reach / maintain the same state target of the aircraft, and / or in which the line dedicated to the display, by property, of at least one following setpoint entered manually for execution from the current state of the aircraft comprises at least one dedicated field the display of at least one pre-selection instruction which can be activated / deactivated on the basis of the current state of the aircraft and of the data classified and analyzed, and / or in which the user interface matrix further comprises at at least one additional line dedicated to the display by property of at least one following instruction, to be activated, and automatically suggested to said crew member by said device; - From the current state of the aircraft and from the classified and analyzed data, the device is further configured to determine and display, by property, in the line or lines dedicated to the display of said at least one following instruction , a result forecast associated with said next setpoint and / or information representative
  • the device is further configured to determine and display, by property:
  • the subject of the invention is also an aircraft comprising at least one automated system, the aircraft further comprising an avionics device for assisting in the control of said at least one automated system as described above.
  • the subject of the invention is also a method for assisting in the control of at least one automated aircraft system, said method being implemented by a device for assisting in the control of at least one automated aircraft system, the device being connectable, via an avionics network, to said at least one automated system and to a plurality of avionics sources, and / or via a non-avionics network to a plurality of non-avionics sources, distinct from the automated system, the method comprising the steps following:
  • the subject of the invention is also a computer program comprising software instructions which, when they are executed by a computer, implement a method for assisting in the control of at least one automated aircraft system as defined. above.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an avionics device for assisting in the control of at least one automated aircraft system according to the present invention
  • Figure 2 illustrates the interactions between the avionics control assistance device, a plurality of automated aircraft systems, a plurality of contributors, and the aircraft crew.
  • Figures 3 and 4 illustrate different parts and variants of an example of a universal user interface matrix according to the present invention associated with a given automated system corresponding to an automatic pilot,
  • FIG. 5 illustrates various examples of specific exchanges to be implemented by the avionics control assistance device according to the present invention.
  • aircraft is understood to mean a mobile vehicle piloted by a pilot and able to fly in particular in the terrestrial or extraterrestrial atmosphere, such as an airplane, a helicopter, a space vehicle, etc.
  • the aircraft 10 is for example an airplane capable of being operated by at least one pilot.
  • the aircraft 10 comprises a plurality of N automated systems Ai, A 2 , A 3 , ..., A ,, ... AN with N integer.
  • Ai is an automatic pilot
  • a 2 is a flight management system or FMS (English Flight Management System)
  • a 3 is an avionics equipment management system such as: hydraulic equipment, electrical avionics equipment, equipment dedicated to fuel oil, de-icing equipment, pressurization equipment, flight controls configured to automatically control avionics units such as airfoil management equipment to control slats, flaps, landing gear aircraft etc.
  • A corresponds to a system for monitoring and / or knowing the current flight situation such as an avionics system for warning and avoiding the terrain of the aircraft (TAWS or HTAWS of the aircraft).
  • a N corresponds to a weather radar.
  • the aircraft 10 further comprises an avionics device 12 for assisting in the control of at least one of the automated systems Ai, A 2 , A 3 , ..., A ,, ... AN d ' aircraft 10, the device 12 being connectable, via an avionics network, to said at least one automated system and to a plurality of avionics sources, not shown, and / or via a non-avionics network to a plurality of non-avionics sources, distinct from the system automated considered.
  • the device 12 is disembarked from the aircraft 10 and / or associated with one or more automated systems disembarked, for example on the ground, and suitable (s) for transmitting critical commands to the aircraft. 'aircraft.
  • Such an avionics device 12 for assisting in the control of at least one of the automated systems Ai, A2, A3, ..., A ,, ... A N comprises, in relation to the example of FIG. 1, a first module 14 collection configured to collect avionic and / or non-avionic data supplied by the plurality of sources and supplied by said at least one automated system, for example Ai.
  • a collection module 14 is a module for receiving and storing avionic and / or non-avionic data supplied by the plurality of sources and supplied by said at least one automated system, for example Ai.
  • the device 12 further comprises a second module 16 configured to classify and analyze the data collected as a function of each predetermined “operational” property to be restored and controlled of said at least one considered automated system, for example Ai.
  • the second module 16 is configured to classify and analyze the data collected by the collection module 14 according to the operational properties corresponding to at least three axes of movement of the corresponding aircraft. with a vertical axis, a lateral axis and a longitudinal speed axis.
  • avionics equipment such as: hydraulic equipment, electrical avionics equipment, equipment dedicated to fuel oil, de-icing equipment, pressurization equipment, pressure controls.
  • flights configured to automatically control avionics units such as the airfoil surface management equipment for controlling the slats, flaps and gear of the aircraft.
  • the associated manual control actions being the insulation of the tanks and / or the emptying of these tanks, the role of the dedicated fuel equipment being to ensure the '' balancing the tanks throughout the flight,
  • the associated manual control action possibly being the forced manual activation of the defrost
  • the role of the defrosting equipment being, in the presence of icing conditions on the wings and on the engines, activate the heating systems
  • the states of the airfoils for the airfoil surface management equipment to manage the automatic entries and exits of the slats, flaps, landing gear of the aircraft
  • the associated manual control actions being the immediate entries and exits, or the modification of entry / exit speeds
  • the role of the airfoil management equipment being to exit or retract the airfoils according to the phase of flight and the airspeed of the aircraft.
  • the device 12 further comprises a third module 18 configured to determine, from the classified and analyzed data and from a current state of the aircraft, whether an avionics instruction, entered manually within said device, is reachable by means of of said at least one automated system.
  • the device 12 further comprises an additional abstraction module 20 configured to classify and analyze the collected data by transforming at least one collected data into standardized (ie universal) data independent of the type of said at least one automated system or of the type of source (s), and / or configured to transform a setpoint entered manually within said device into at least one order suited to the type of said at least one automated system.
  • an additional abstraction module 20 configured to classify and analyze the collected data by transforming at least one collected data into standardized (ie universal) data independent of the type of said at least one automated system or of the type of source (s), and / or configured to transform a setpoint entered manually within said device into at least one order suited to the type of said at least one automated system.
  • type is meant in particular the model of the automated system used, for example, different aircraft models, which moreover are from different manufacturers, respectively use autopilots of different types from one aircraft to another.
  • such an abstraction module 20 is suitable for bringing together the multiple inputs and outputs of any automated aircraft system while freeing itself from the complexity inherent in the automated system considered as detailed below in relation with figures 5 to 7.
  • the device 12 further comprises an additional module 22 configured to provide a crew member with an indication representative of the possible or impossible achievement of the set point, and / or, in the presence of a reachable setpoint, configured to determine and provide the crew member with at least one instruction for reaching the setpoint, said at least one instruction being to be transmitted to the automated system.
  • an additional module 22 configured to provide a crew member with an indication representative of the possible or impossible achievement of the set point, and / or, in the presence of a reachable setpoint, configured to determine and provide the crew member with at least one instruction for reaching the setpoint, said at least one instruction being to be transmitted to the automated system.
  • the achievement instruction indicates directly to the pilot what he must do in view of the navigation context to reach the instruction entered manually within said device via the automated system.
  • the present invention aims to collect a set of avionics or non-avionics data in order to propose a suggestion of an anticipatory, complementary or substitution instruction in order to put the device (ie the aircraft) in a state compatible with the achievement of the target. instruction previously filled in by the pilot.
  • the module 22 is configured to provide a crew member with an indication representative of the possible or impossible achievement of the instruction by display and optionally by sound feedback (i.e. feedback).
  • the device 12 further comprises an additional module 24 configured to construct a universal user interface matrix, independent of the type of said at least automated system or of the type of source (s), the user interface matrix comprising at least two rows and at least as many columns as there are predetermined property (s) to be restored from said at least one automated system, said at least two rows being respectively dedicated to display by property:
  • a "target set point” is linked to a first state of the aircraft 10 to be reached or to be maintained, while a “next set point” is linked to a second state of the aircraft to be reached after the first state.
  • the device 12 further comprises an additional module 26 suitable for configuring the display of such a matrix as detailed below in relation to FIGS. 3 and 4 on a display screen, not shown, of the device. 12.
  • such an additional module 26 is also able to configure the display of the target setpoint by using two distinct indicators associated respectively with a state of acquisition and maintenance of the target setpoint by the automated system, and in a state of progress of the aircraft, via the automated system, towards the target instruction.
  • such an additional module 26 is also able to configure the display of the line dedicated to the display of said at least one target instruction being executed by the automated system of the aircraft 10, in the center of the user interface matrix and / or with a dedicated color, for example pink, and distinct from the display color of the other lines of the user interface matrix.
  • the complementary module 24 for constructing the matrix is also able to construct the user interface matrix so that it further comprises at least one additional line dedicated to the matrix. 'display by property, of at least one possible setpoint that can be activated / inactivated as an alternative to the target setpoint during execution in order to reach / maintain the same target state of the aircraft,
  • the line dedicated to the display, by property, of at least one following setpoint entered manually for execution from the current state of the aircraft comprises at least one field dedicated to the display of at least one pre-selection instruction which can be activated / deactivated from the current state of the aircraft and from the classified and analyzed data,
  • the user interface matrix further comprises at least one additional field dedicated to the display by property of at least one following setpoint, to be activated, is automatically suggested to said crew member by said device in order to put the device in a state compatible with reaching the instruction previously entered by the pilot.
  • the device 12 is further configured to determine and display via the complementary module 26, by property, in the line or lines dedicated to the display of said at least one next setpoint, a result forecast associated with said next setpoint (entered by the user or automatically suggested) and / or information representative of a reason for activating / deactivating said next setpoint.
  • the device 12 is further configured to determine and display via the complementary module 26, by property:
  • the avionics device 12 for assisting in the control of at least one of the automated systems Ai, A2, A3,, A ,, ... AN of the aircraft 10 comprises a processing unit information 28, formed for example of a memory 30 associated with a processor 32 such as a processor of CPU type (standing for Central Processing Unit).
  • the module 16 configured to classify and analyze the collected data
  • the module 18 configured to determine, from the classified and analyzed data and from a current state of the aircraft, whether a Avionics instruction, entered manually within said device, can be reached by means of said at least one automated system, and optionally, the additional abstraction module 20, or else the additional module 22 configured to provide a crew member with a representative indication of the possible or impossible achievement of the instruction, and / or, in the presence of an achievable instruction, configured to determine and provide the crew member with at least one instruction for reaching the instruction, said at least one instruction being to be transmitted to the automated system, or the additional module 24 configured to build a universal user interface matrix, or the additional module 26 suitable for configuring the display of such a matrix are each made in the form of software executable by the processor 32.
  • the memory 30 of the information processing unit 28 is then able to store a first software configured to classify and analyze the collected data, a second software configured to determine, from the classified and analyzed data and from a current state of the aircraft, if an avionics instruction, entered manually within said device, can be reached by means of said at least one automated system, optionally a third abstraction software, a fourth software configured to provide a crew member an indication representative of the possible or impossible achievement of the instruction, and / or, in the presence of an achievable instruction, configured to determine and provide the crew member with at least one instruction for reaching the instruction, said at least an instruction being to be transmitted to the automated system, a fifth software configured to build a universal user interface matrix, and a sixth software specific to con figure the display of such a matrix.
  • the processor 32 is then able to execute the aforementioned software.
  • the module 16 configured to classify and analyze the collected data
  • the module 18 configured to determine, from the classified and analyzed data and from a current state of the aircraft, whether an avionics instruction, entered manually within said device, is reachable by means of said at least one automated system, and optionally, the additional abstraction module 20, or else the additional module 22 configured to provide a crew member with an indication representative of the possible or impossible achievement of the instruction, and / or, in the presence of an achievable instruction, configured to determine and provide the crew member with at least one instruction for reaching the instruction, said at least one instruction being to be transmitted to the automated system, or the additional module 24 configured to build a universal user interface matrix, or the additional module 26 suitable for configuring the display of such a matrix are each produced in the form of a component programmable logic, such as an FPGA (Field Programmable Gâte Array), or in the form of a dedicated integrated circuit, such as an ASIC (English Application Specifies Integrated Circuit).
  • a component programmable logic such as an FPGA (Field Programmable
  • the avionics device 12 for assisting in the control of at least one of the automated systems Ai, A 2 , A 3 , ..., A ,, ... A N of the aircraft 10 is produced in the form of one or more software, that is to say in the form of a computer program, it is also capable of being recorded on a medium, not shown, readable by computer.
  • the computer readable medium is, for example, a medium capable of storing electronic instructions and of being coupled to a bus of a computer system.
  • the readable medium is an optical disc, a magneto-optical disc, a ROM memory, a RAM memory, any type of non-volatile memory (for example EPROM, EEPROM, FLASH, NVRAM), a magnetic card or an optical card.
  • a computer program comprising software instructions is then stored on the readable medium.
  • FIG. 2 illustrates the interactions between the avionics control assistance device 12, a plurality of automated aircraft systems, a plurality of contributors, and the crew of the aircraft.
  • the management and control of at least one of the automated systems Ai, A 2 , A 3 , ..., A ,, ... A N is specifically at a level of abstraction different from the conventional control of such automated systems Ai, A 2 , A 3 , ..., A ,, ... A N.
  • the conventional control of such automated systems Ai, A 2 , A 3 , ..., A ,, ... A N via a man-machine interface HMI devoid or almost devoid of logical processing of adaptation of management as needed by the user generally consists of a simple display of values or states of the automated system in question by making a direct “pass-through” between this automated system and the user.
  • the abstraction module 20 constitutes the rallying of the multiple inputs and outputs to GIHM of the display configuration module 26 while freeing itself from the complexity implemented within each automated system.
  • such an abstraction module 20 is configured to support all of the composition processing operations between the inputs / outputs of the device 12 (not shown in this FIG. 2 but comprising the abstraction module 20).
  • the abstraction module 20 comprises a plurality of tools 34, 36, 38 and 40 for adapting the inputs / outputs with, as illustrated, the automated system Ai, the system automated A ,, a contributor Ci, and a contributor C k .
  • contributor is meant any avionics source and / or any non-avionic source of data collected by the collection module 14; not shown in FIG.
  • the avionics and / or non-avionics source being distinct from the automated system considered and possibly corresponding to a secure system of the aircraft 10 distinct from the automated system considered or even to a less secure source (ie integrated) than 'an avionics system such as a non-avionics source from the “outside world” corresponding to a non-avionics computer or to a data supplier of observations and setpoint proposals (ie of suggestion) coming from algorithms executed outside the aircraft.
  • aircraft eg on the ground
  • such a non-avionic source being connectable to the device 12 via a non-avionic network not shown or via a dedicated link not shown.
  • the tool 34 of the abstraction module 20 is suitable for implementing a predetermined ad hoc adaptation (ie a data conversion) of the input / output data associated specifically with the automated system Ai according to a specific predetermined configuration.
  • the automated system Ai corresponding to the definition of inputs and outputs, types of data, units, field of use (ie terminals), data validity.
  • the tool 36 of the abstraction module 20 is suitable for implementing a predetermined ad hoc adaptation (ie a data conversion) of the input / output data associated specifically with the automated system A, according to a predetermined configuration. 37 specific to the automated system A ,.
  • the tool 38 of the abstraction module 20 is suitable for implementing a predetermined ad hoc adaptation (ie data conversion) of the input / output data associated specifically with the contributor Ci and also for transmitting at least one piece of data representative of this adaptation to tools 34 and 36.
  • a predetermined ad hoc adaptation ie data conversion
  • the processing implemented respectively by the tool 34 and by the tool 36 is able to also take into account the adaptation data provided by the tool 38.
  • the tool 40 is suitable for implementing a predetermined ad hoc adaptation (ie data conversion) of the input / output data associated specifically with the contributor C k and also for transmitting at least one piece of data representative of this adaptation. to the tool 36 associated with the automated system A ,.
  • the tools 34, 36, 38 and 40 for adapting the abstraction module 20 and the predetermined internal exchanges according to an ad hoc operation between these tools within the abstraction module 20 make it possible to classify and analyze the data collected.
  • automated system Ai, automated system A ,, a contributor Ci, and a contributor C k by transforming (ie converting) at least one data item collected into standardized data (ie universal) independent of the type of said at least one automated system or of the type source (s) (ie contributor) in order to provide I ⁇ HM (ie the pilot control interface) of the display configuration module 26 with the current modes and states of the automated systems considered independently of the type of automated system used.
  • the abstraction module makes it possible, for an identical flight context, to provide I ⁇ HM of the display configuration module 26, according to the upward arrow between the abstraction module 20 and I ⁇ HM of the display configuration module 26, the same information as the automated system Ai, corresponding to an automatic pilot, that is to say that specific to an Airbus A330 or to an Airbus A380.
  • the tools 34, 36, 38 and 40 for adapting the abstraction module 20 and the predetermined internal exchanges according to an ad hoc operation between these tools within the abstraction module 20 allow, according to the downward arrow of I ⁇ HM of the display configuration module 26 to the abstraction module 20, to transform a setpoint entered manually within said device 12 into at least one order suited to the type of said at least one automated system, the setpoint being for example identical for the user , in particular a pilot that the automated system Ai, corresponding to an automatic pilot, that is to say that specific to an Airbus A330 or to an Airbus A380.
  • the abstraction module 20 is suitable for implementing an adaptation between the multiple functional capacities of an automated system and a virtual control HMI interface, for example a control panel of the Automatic Pilot VAPCP (from the English Virtual Auto Pilot Control Panel), of the display configuration module 26.
  • a virtual control HMI interface for example a control panel of the Automatic Pilot VAPCP (from the English Virtual Auto Pilot Control Panel), of the display configuration module 26.
  • Such an abstraction module 20 makes it possible to synthesize the capacities of each automated system to which it is connected, to merge predetermined sub-functions according to the automated system considered and to d '' automate processes that are also predetermined according to the automated system considered while matching the possibilities available in the control interface with the available commands of any type of automated system considered for example for any type of autopilot.
  • FIG. 3 and 4 illustrate different parts and variants of an example of a universal user interface matrix constructed according to a particular aspect of the present invention by the module 24 for, for example, the automated system corresponding to an automatic pilot.
  • a construction module 24 is in particular suitable for receiving the same information determined by the abstraction module 20 as that transmitted to the display configuration module 26, or in a manner not shown, is suitable for receiving the information from the module of abstraction 20 in place of the display configuration module 26, to construct the universal user interface matrix transmitted to the display configuration module 26 which subsequently displays it.
  • such a universal user interface matrix of any type of automatic pilot comprises for example two parts 42 and 44 suitable for being displayed one below the other vertically as shown in FIG. 3, or of manner not shown, one next to the other horizontally.
  • Part 42 restores the characteristics associated with two properties Pi and P 2 of the automatic pilot, the property Pi corresponding to the longitudinal displacement speed axis of the aircraft 10 and the property P 2 corresponding to the lateral displacement axis of aircraft 10.
  • Part 44 restores the characteristics associated with two other properties P3 and P4 of the automatic pilot, associated with the vertical movement of the aircraft, the property P3 corresponding to the altitude of movement of the aircraft 10 and the property P4 corresponding to the speed vertical movement of the aircraft 10.
  • such a matrix comprises for example here for each property three lines, an upper line, a central line and a lower line.
  • the central line comprises, for each property, fields dedicated to the display of the current target instructions that the automated system corresponding to an automatic pilot is in the process of following.
  • such target instructions are suitable for being displayed subsequently by the display configuration module 26 with a dedicated color distinct from that used for the other instructions and / or the other lines, which makes it possible to make it easier for the user to understand.
  • a property P2 corresponds to a navigation heading H DG (standing for English heading) of 022 ° towards a point of navigation named DENUT with a constrained altitude property P3 of 2400ft towards the DENUT navigation point towards which the flight plan management system FMS navigates vertically.
  • the construction module 24 and / or the display configuration module 26 are suitable for adding indicators corresponding to visual display artifacts to indicate whether the target setpoint is being acquired (ie a state of progression of the aircraft towards the target instruction), for example with brackets as illustrated in FIG. 3, or if the target instruction is acquired and the automatic pilot maintains the aircraft 10 on the target which is the case for the altitude of 2400ft shown partially framed.
  • the universal user interface matrix makes it possible to simplify the representation of what the automated system does, corresponding here to an automatic pilot, disregarding the processing internal to this automated system, forgetting the notion of mode in order to concentrate on the notion of target or objective, which can then be either in the process of being acquired or acquired and maintained.
  • such a matrix specific to the automated system Ai corresponding to the automatic pilot, via the abstraction module 20, is suitable for integrating information coming from another automated system distinct from the automatic pilot in question, namely the automated system A 2 corresponding to the flight or FMS management system (English flight management system).
  • FMS management system English flight management system
  • the user interface matrix illustrated by FIG. 3 comprises an upper line whose fields are dedicated to the display, by property, of instructions.
  • alternatives that can be envisaged in the context of the application of the tactical plan of the aircraft 10, based on the current state of the aircraft and the data classified and analyzed.
  • Such possible alternative instructions are provided by “trusted” contributors located within the avionics equipment of the aircraft.
  • the line dedicated to the display, by property, of possible alternative instructions is a row of the matrix separate from that dedicated to the target instructions during execution and not necessarily the top line as illustrated in the figure. 3 above.
  • the user can activate the automatic management of the longitudinal speed Pi, which would initially accelerate the aircraft 10 to 280 kt, because of a constraint on the navigation point DENUT, activate, for the lateral displacement property P2, the management of automatic navigation, firstly causing the aircraft to pass through the DENUT navigation point.
  • the VNAV (24000ft) DENUT is for example automatically deactivated, due to the current context namely, for example, here the fact that we are not in LNAV, this explanation (ie causal link explaining the deactivation) being optionally clean to also be displayed.
  • Such a deactivation is displayed by means of a deactivation color, for example grayed out via the display configuration module 26.
  • this upper row (or another row of the matrix distinct from that dedicated to the target instructions being executed) comprises a field dedicated to the display of the reason for deactivation of an inactivable instruction from the current state of the aircraft 10.
  • the determination and accessibility of these possible alternative instructions is managed either directly by the automated system if it has this capability, or by the abstraction module 20 by completing the specific configuration 35 associated with the system.
  • the tactical scope of this command, its necessarily immediate consideration and its proximity semantics and operational with the automatic pilot make it relevant for integration within the processing implemented by the tool 34 of the abstraction module 20.
  • the user interface matrix illustrated in Figure 3 includes a lower line whose fields are dedicated to the display of at least one following setpoint entered manually for execution from the current state.
  • the line dedicated to the display, by property, of at least one following setpoint entered manually for execution from the current state is a row of the matrix separate from that dedicated to the current target setpoints. execution or that dedicated to the possible alternative instructions and not necessarily the lower line as illustrated in Figure 3 above.
  • a "target set point” is linked to a first state of the aircraft 10 to be reached or to be maintained, while a “next set point” is linked to a second state of the aircraft to be reached after the first state.
  • the matrix presents a reserved space for control by the pilot who has at his disposal fields allowing manual intervention directly and efficiently on each of the properties of the automated system considered to which the universal user interface matrix is associated.
  • the user eg the pilot
  • the user thus has the ability to interrupt at any time (by pressing a means physical control or by a secure interaction (for example a predetermined gesture) the behavior of the considered automated system which will, as far as possible, stabilize the aircraft on the current property, namely the current value of the considered axis.
  • this reserved space for pilot control is configured to allow the following target instruction to be set / entered in advance, in particular on the recommendation of ATC air traffic control (from English Air Traffic Control).
  • a following target instruction can be displayed as a pre-selection, which can be activated by pressing on a physical control means or by a secure interaction.
  • the present invention proposes to systematize the use of a pre-selection, and this for each property of the automated system by offering the user the possibility of preparing in advance a next setpoint and of being able to easily hire him if necessary:
  • Such an aspect implies the need to have to validate the following target instruction before it is actually taken into account by the considered automated system in order to secure its activation and the fact that this aspect is systematized for all properties, which makes it possible to rapidly develop the capacities of the automated systems thus controlled by means of the device 12 according to the present invention.
  • such an aspect offers the ability to anticipate, that is to say to prepare a preselection, then to activate it at the appropriate time, and the ability to preview what the automated system will do if one explicitly commits the next new target setpoint.
  • the dynamic preparation without immediate commitment of a trajectory makes it possible to judiciously refine it and intuitively understand what will happen at the start, and to avoid unpleasant surprises linked to unanticipated behavior of the automated system considered.
  • the fields, dedicated to the display of at least one following setpoint entered manually for execution from the current state, created by the module 24 configured to build the interface matrix can be reconfigured in terms of setpoint unit (s) and / or in terms of setpoint mode, which makes it possible to apply a change of mode / unit only to the pilot preselection (i.e. to the next setpoint entered by the pilot before its effective activation), and not to the current target setpoint, the main interest being to avoid surprises during these mode / unit changes by previewing the potential next target.
  • the device 12 according to the present invention thus makes it possible to bring together (or even to unify and simplify) in a universal user interface matrix all the relevant information for controlling the automatic pilot and making it possible to understand the behavior of the aircraft, thus than the possible alternatives.
  • the present invention proposes to disregard the current modes specific to each type of automated system, for example the target capture modes, to stick to the single distinction “in the process of being acquired” or “acquired”, by possibly specifying the way of acquiring the target if this has an operational meaning, for example on the acquisition of a heading, the direction of turn could also be specified according to the present invention).
  • such a universal user interface matrix is homogeneous and allows complete unification of all the control means of the automated system associated with the matrix, to quickly and efficiently acquire a perception of all the properties of the automated system. (no sub-page, no refinement essential for understanding), and the contextual taking into account of the capacities and constraints on the various properties of the automated system.
  • the device 12 is capable of integrating, analyzing, representing, suggesting and manipulating alternative propositions of target values for the different properties of the automated system considered in order to put the device in a state compatible with reaching the setpoint previously entered by the pilot.
  • FIG. 4 illustrates variants of FIG. 3 showing an example of a universal user interface matrix according to the present invention.
  • the parts 46 and 48 are two distinct variants of the part 44 restoring the property P 3 of the automatic pilot corresponding to the altitude of displacement of the aircraft 10 and the property P 4 corresponding to the vertical speed of displacement of l. aircraft 10.
  • the current target setpoint on the center line is a hold at the acquired altitude of 19800ft, as returned in particular by means of a complete framing of this value of 19800ft, and for example in addition restored with a specific color specific to the current target setpoint, for example in pink
  • the upper line indicates an altitude constraint of 24000ft on the target navigation point DENUT (the aircraft 10 must be precisely at this altitude on this point, by published procedure or air traffic control instruction) and is returned in blank
  • the lower line dedicated to entering a following instruction indicates that the instruction entered in advance by the pilot before activation is 22000ft with a rate of climb Negative FPA (Flight Path Angle) of -0.8 ° which is inconsistent with an increase in the current altitude from 19800ft to 22000ft.
  • Negative FPA Fluor Append Angle
  • Such a lower line comprising an inconsistency for example detected by the complementary module 24 configured to build a universal user interface matrix, and / or by the complementary module 26 suitable for configuring the display of such a matrix would then for example be restored. with a color dedicated to the restitution of inconsistency, for example orange.
  • the complementary module 24 configured to build a universal user interface matrix is, according to a particular aspect, suitable for indicating the limits accessible by the aircraft. For example, for the automated flight control system, in its current context, taking into account the current speed and the engine reserve, the airplane's climbing capacity is a maximum of 6.5 ° and any higher request cannot be accepted. , or taking into account the aircraft weight (fuel), the attainable altitude ceiling is suitable for being displayed in a dedicated field within the matrix with, if applicable, an associated climb assistance instruction to reach it .
  • the complementary module 24 configured to build a universal user interface matrix and / or the complementary module 26 suitable for configuring the display of such a matrix are advantageously suitable for signaling to the pilot any inconsistency between this ceiling / floor and the behavior of the vertical flight management system, while preventing the activation of such inconsistencies.
  • the construction module 24 is able to detect an inconsistency between the value of this ceiling / floor and the behavior of the vertical flight management system and to continuously transmit its detection result to the display configuration module 26 which, in the presence of inconsistency, select the predetermined display color dedicated to alerting to the presence of inconsistency, such as orange.
  • the construction module 24 of the universal user interface matrix is further configured to integrate within this matrix at least one additional dedicated line, or even at least one. additional field dedicated, to the display by property of at least one following instruction, to be activated, and automatically suggested to said crew member by said device.
  • a suggested instruction comes for its part from services and contributors, in particular non-avionics, of the “open world” distinct from the “trusted” contributors capable of providing, in advance, the aforementioned alternative instructions in order to put the aircraft in a safe environment. state compatible with reaching the setpoint previously entered by the pilot.
  • the construction module 24 of the universal user interface matrix makes it possible to clearly differentiate the suggestions from the non-avionics open world by associating them with a dedicated line / field, so that they are not applied. blindly, but after a conscious validation of the pilots.
  • the device 12 is configured to suggest, via the user interface matrix and from the avionic and / or non-avionic data collected beforehand, the adoption of a different speed or else a different speed. reduction of the turn in progress in order to put the aircraft in a condition for reaching this target altitude according to all the flight parameters and the capabilities of the aircraft.
  • a suggestion on the vertical axis of 8000ft is provided to the pilot automatically by means of the construction module 24 and the display configuration module 26 of the device 12, in order to be directly evaluated, and possibly activated by the pilot, without having to make a manual entry, in other words without the pilot having to determine it mentally.
  • the avionics device 12 for assisting in the control of at least one of the automated systems Ai, A2, A3, ..., A ,, ... AN of the aircraft 10 allows the '' integration (ie grouping) into a single interface of all the relevant elements relating to the management of the tactical behavior of the aircraft and coming from different sources, in connection with the automated system considered, for example the automatic pilot in order to have a complete and coherent perception of it.
  • the matrix representation of the interface of the automatic pilot Ai on each property is suitable for understanding, as previously described, a level (or a line or even a dedicated display field) for the current state, a level (or a line or a dedicated display field) for the representation of the avionics suggestions (alternatives), a level (or a line or even a dedicated display field) for the expression "free" of the pilot, one or n possible levels for suggestions coming from other, less secure sources, for example from the “outside world” to the aircraft.
  • Such an aspect also allows the systematization of the use of a preselection for all the properties / axes of the automated system considered, the direct interaction on this same interface to activate a target suggested or entered manually, the representation of the dynamic links between the properties of the automated system considered, while being applicable / derivable to any automated system of an aircraft.
  • the aim here is to rationalize the monitoring and control interface of an automated system, such as for example an automatic pilot, with the aim of simplifying the handling, understanding and decision-making concerning the tactical behavior of the aircraft. aircraft 10.
  • FIGS. 5 to 7 illustrate various examples of exchanges suitable for being implemented by the avionics control assistance device according to the present invention and make it possible to specify the operation of the abstraction module 20.
  • the data handled by the automated systems Ai, A 2 , A 3 ,, A ,, ... A N of the aircraft 10 generally correspond to an operational meaning such as the heading, to a domain or a range of d '.
  • setpoint such as a range [0- 359], or again from [-179 to 180] for example to indicate a setpoint in degrees, in a unit such as degrees or radians, feet, meters, etc., to a control mode such as relative incremental or decremental +1 / - 1 mode, absolute positioning, relative positioning, etc., to peculiarities such as the use of the direction of rotation indicating the direction of turn, etc., these definitions varying from one automated system to another.
  • the objective of the abstraction module 20 proposed according to the present invention is to ignore the definitions specific to each automated system in order to provide a common definition and capabilities, regardless of the aircraft (i.e. the carrier).
  • Such an abstraction module is composed of multiple ad hoc algorithms depending on the data, modes, capabilities, and constraints of the automated systems.
  • the automated system corresponding to an automatic pilot of a first type transmits a mode 50, for example A, to the tool 34 of the abstraction module 20 which translates it into an ascent state 52 implemented by the automated system and the abstraction module notifies the display configuration module 26 to display the value 54 "ascent" in the dedicated field of the universal user interface matrix.
  • the automated system A j corresponding to an automatic pilot of a second type, distinct from the type of automatic pilot A ⁇ transmits a mode 56, for example a to the tool 34 of the abstraction module 20 which also translates it into a state 58 of ascent implemented by the automated system A j and the abstraction module informs the display configuration 26 that the value 60 “ascent” must be displayed in the dedicated field of the universal user interface matrix.
  • two modes A and a delivered by two automatic pilots of different types, respectively and A j lead to the display for the pilot of the same "ascent" mode (this view is entirely theoretical since the automated systems and A j are generally exclusive on the same aircraft).
  • the pilot's learning does not have to be repeated since the abstraction module 20 makes it possible to overcome the particularities of each type of automated system.
  • a pilot interaction 62 is suitable for being transmitted differently via the abstraction module 20 to the automated systems according to their properties.
  • this interaction 62 corresponding for example to a heading instruction at 120 ° and to a left turn instruction is transmitted to the conversion tool 34 of the abstraction module 20 dedicated to the automated system A ⁇ corresponding to a to the automatic pilot A ⁇ of a first type which transforms it into decremental heading instructions intended for the automatic pilot A ⁇ of the first type so that, starting from the current heading, the heading of 120 ° is reached by means of a plurality of decreases 66, 68, 70 with a value of 1 °, and according to arrow 64 this interaction 62 corresponding for example to a heading instruction at 120 ° and to a left turn instruction is transmitted to the conversion tool 36 of the abstraction module 20 dedicated to the automated system A j corresponding to an automatic pilot A ⁇ of a second type which transforms it into two separate instructions 74 and 76 for turning to the left and
  • FIG. 7 illustrates the suggestion to the pilot 78 of target mode or data coming from a contributor Ci such as a fuel consumption optimization service suitable for suggesting a new flight level (reducing fuel consumption, all being relevant given the current mass of the aircraft).
  • a contributor Ci determines a suggestion 80, for example an altitude value and transmits it to the tool 38 of the abstraction module 20 dedicated to the contributor Ci who ensures, as represented by the arrow 82, with of the conversion tool 34 of the abstraction module 20 dedicated to the automated system A ⁇ , of the possibility of implementing such a suggestion, such a suggestion being suitable for placing the device (ie the aircraft) in a state compatible with reaching the setpoint previously entered by the pilot.
  • the tool 38 of the abstraction module transmits, as illustrated by the arrow 84, this suggestion for display to the display configuration module 26.
  • pilot 78 accepts such a suggestion.
  • the display configuration module 26 transmits the activation request 88, entered via its interface, to the abstraction module 20 which redirects it according to the arrow 90 to the conversion tool 34 of the dedicated abstraction module 20 to the automated system Ai.
  • the conversion tool 34 of the abstraction module 20 dedicated to the automated system translates it into two instructions making it possible to reach such an instruction, namely an ascent instruction 92 and an instruction for the target altitude originally suggested automatically by the contributor Ci .
  • the abstraction module 20 makes it possible to disregard as seen by the user both the contributor Ci (and his mode of suggestion) and the type of automated system for which this suggestion is ultimately intended.
  • the operation of the avionics device 12 for assisting in the control of at least one of the automated systems Ai, A 2 , A 3 , ..., A ,, ... A N of the aircraft 10 will now be described.
  • avionics device 12 which can be connected, via an avionics network, to said at least one automated system and to a plurality of sources avionics, and / or via a non-avionics network to a plurality of non-avionics sources, distinct from the automated system, the avionics device 12, via the collection module 14, collects avionics and / or non-avionics data supplied by the plurality of sources and provided by said at least one automated system.
  • such an avionics device 12 implements, via the second module 16, a classification and an analysis of the data collected as a function of each predetermined property to be restored of said at least one automated system.
  • such an avionics device 12 implements, via the module 18, a determination, from the data classified and analyzed and from of a current state of the aircraft, the chances of reaching an avionics setpoint by means of said at least one automated system.
  • such a method comprises additional complementary and optional steps corresponding to the complementary and optional modules / tools / aspects described above in relation to the avionics device 12, such as in particular an abstraction step implemented.
  • work by the abstraction module 20 described above making it possible to adapt / convert each input received by the abstraction module 20 of automated systems, from contributor into a universal output independent of the type of automated system or of the type of contributor and reciprocally allowing adapt / convert any universal input entered by a crew member at an output adapted (ie an order) to the type of automated system for which the universal input is intended.
  • such a method comprises a construction step and a display step of a universal user interface matrix implemented respectively by the complementary modules 24 and 26.
  • the avionics device 12 like the method for assisting in the control of at least one associated automated aircraft system, simplify the control of an automated aircraft system, in particular in terms of perception of its state. of operation and in terms of designation of the setpoint since this eliminates the need for the type of automated system implemented or the type of aircraft (ie carrier). Decision-making and control over such automated systems controlled by means of the device 12 and the method according to the present invention is therefore facilitated.
  • the avionics device 12 like the method for assisting in the control of at least one associated automated aircraft system, allow the perception of the alternatives (ie suggestion) available to the pilots with regard to these various instructions, of standardize the control management of the automated system regardless of the control mode used, translate the technical capacity potential of an automated system to adapt it to a graphical control interface.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif avionique (12) d'assistance au contrôle d'au moins un système automatisé (A1, A2, A3, …, Ai, …AN) d'aéronef (10), le dispositif (12) étant connectable, via un réseau, audit au moins un système automatisé et à une pluralité de sources distinctes du système automatisé. Selon l'invention ledit dispositif (12) est configuré pour : - collecter des données avioniques fournies par la pluralité de sources et fournies par ledit au moins un système automatisé, - classer et analyser les données collectées en fonction de chaque propriété prédéterminée à restituer dudit au moins un système automatisé, - déterminer, à partir des données classées et analysées et à partir d'un état courant de l'aéronef (10), si une consigne avionique, saisie manuellement au sein dudit dispositif, est atteignable au moyen dudit au moins un système automatisé.

Description

TITRE : Dispositif avionique d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé d’aéronef
La présente invention concerne un dispositif avionique d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé d’aéronef.
La présente invention concerne également un aéronef.
La présente invention concerne également un procédé d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé d’aéronef.
La présente invention concerne aussi un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un tel procédé d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé d’aéronef.
La présente invention concerne le contrôle d’un ou de plusieurs système(s) automatisé(s) d’aéronef. Par système automatisé, on entend notamment par la suite un système automatisé ou encore un automatisme correspondant à une machine à état ou encore à un automate dont l’action a des conséquences directes sur le comportement de l’aéronef tel qu’un pilote automatique, un système de gestion de vol ou FMS (de l’anglais Flight Management System), un système de surveillance et/ou de connaissance de la situation de vol en cours tel qu’un système avionique d’avertissement et d’évitement du relief de l’aéronef (TAWS ou HTAWS de l’anglais Terrain Awareness & Warning System ou Helicopter Awareness & Warning System), un radar météorologique, un système de gestion d’équipements avioniques tels que : les équipements hydrauliques, les équipements avioniques électriques, l’équipement dédié au fuel, l’équipement de dégivrage, l’équipement de pressurisation, des commandes de vols configurées pour commander automatiquement des organes avioniques tels que l’équipement de gestion des surfaces de voilures pour commander becs, volets, trains de l’aéronef, etc.
Actuellement, les systèmes automatisés sont munis d’une interface homme machine, pour permettre de les contrôler, correspondant à des postes de commandes comprenant notamment des boutons de commandes poussoirs ou rotatifs et des afficheurs alphanumériques.
Au moyen de cette interface, un membre d’équipage, correspondant par exemple à un pilote, saisit les consignes à suivre par le système automatisé.
Par exemple, lorsque le système automatisé correspond à un pilote automatique, le pilote règle des consignes de vitesse, de cap, d’altitude et de pente de montée, puis enclenche les modes de suivi de ces consignes ou engage des modes de fonctionnement gérés par un autre système automatisé dédié tel que par exemple le système de gestion de vol. Par mode, on entend un état ou un ensemble d’états indissociables (i.e. ne formant qu’un) du système automatisé considéré.
Ainsi le pilote automatique est un système automatisé particulier de par sa criticité vis-à-vis du comportement de l’aéronef, ses liens amonts avec d’autres systèmes automatisés complexes (i.e. automatismes) dont les sorties l’alimentent, et de par l’existence de multiples axes de contrôle par le pilote.
En outre, les interfaces homme machine actuelles de systèmes automatisés d’aéronef comprennent généralement un bouton de sélection permettant de sélectionner une unité de valeur des consignes. Une telle sélection s’avère malheureusement être une source d’erreur dans la compréhension et l’anticipation du comportement du système automatisé avec des conséquences parfois fâcheuses pour la sécurité de l’aéronef et de ses passagers.
La demande de brevet US 2017/291691 A1 concerne notamment un procédé d'assistance pour aider la navigation d'un aéronef avec restriction, via un limiteur de commande, des possibilités d'ajustement des paramètres de vol en fonction du contexte, et un dispositif correspondant. Autrement dit, US 2017/291691 A1 vise à adapter/restreindre, en amont de la saisie de consigne par un pilote, la plage de consignes sélectionnables en fonction du contexte de vol courant et d’une approche capacitaire.
Cependant, les interfaces homme machine actuelles de systèmes automatisés, notamment l’interface décrite dans la demande de brevet US 2017/291691 A1 ne permettent pas d’expliciter en amont le résultat d’une sélection par le pilote et encore moins de ce qui est impliqué par l’activation d’un mode géré par un autre système automatisé dédié.
Une telle absence d’explication en temps réel est actuellement palliée par l’équipage qui est formé à connaître au préalable les algorithmes de fonctionnement du système automatisé pour anticiper l’activation d’une consigne ou d’un mode de fonctionnement et confirmer la concordance de l’attendu et de l’observé.
Le but de l’invention est alors de proposer un dispositif avionique et un procédé associé qui permettent d’améliorer le contrôle d’un système automatisé d’aéronef en soulageant la charge de l’équipage.
A cet effet l’invention a pour objet un dispositif avionique d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé d’aéronef, le dispositif étant connectable, via un réseau avionique, audit au moins un système automatisé et à une pluralité de sources avioniques, et/ou via un réseau non avionique à une pluralité de sources non avioniques, distinctes du système automatisé, ledit dispositif étant configuré pour :
- collecter des données avioniques et/ou non avioniques fournies par la pluralité de sources et fournies par ledit au moins un système automatisé,
- classer et analyser les données collectées en fonction de chaque propriété prédéterminée à restituer dudit au moins un système automatisé
- déterminer, à partir des données classées et analysées et à partir d’un état courant de l’aéronef, si une consigne avionique saisie manuellement au sein dudit dispositif est atteignable au moyen dudit au moins un système automatisé.
Le dispositif avionique d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé d’aéronef est alors propre à prendre en compte des sources, avioniques et/ou non avioniques, d’informations externes au système automatisé pour automatiquement évaluer si une consigne saisie manuellement au sein dudit dispositif et destinée au système automatisé est atteignable ou non dans le contexte de vol courant, et ce en fonction de données classées et analysées en fonction des propriétés prédéterminées à restituer du système automatisé considéré, et préalablement issues de sources distinctes du système automatisé considéré.
Ainsi, la présente invention vise, en aval de la saisie de consigne par un pilote, à déterminer si après saisie cette consigne reste atteignable ou non, et non en amont comme divulgué dans le document US 2017/291691 A1 à adapter/restreindre, en amont de la saisie de consigne par un pilote, la plage de consignes sélectionnâmes en fonction du contexte de vol courant.
Autrement dit, la présente invention permet de faciliter la prise de décision et de commande sur tout système automatisé dont l’action à des conséquences directes sur le comportement de l’aéronef.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le dispositif avionique d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé d’aéronef comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le dispositif est configuré pour :
- classer et analyser les données collectées en transformant au moins une donnée collectée en une donnée standardisée (i.e. universelle) indépendante du type dudit au moins un système automatisé ou du type de source(s), et/ou
- transformer une consigne saisie manuellement au sein dudit dispositif en au moins un ordre adapté au type dudit au moins un système automatisé ;
- le dispositif est en outre configuré pour : - fournir à un membre d’équipage une indication représentative de l’atteinte possible ou impossible de la consigne, et/ou,
- en présence d’une consigne atteignable, déterminer et fournir au membre d’équipage au moins une instruction d’atteinte de la consigne, ladite au moins une instruction étant à transmettre au système automatisé ;
- le dispositif est configuré pour construire et afficher une matrice d’interface utilisateur universelle, indépendante du type dudit au moins système automatisé ou du type de source(s), la matrice d’interface utilisateur comprenant au moins deux lignes et au moins autant de colonnes que de propriété(s) prédéterminée à restituer dudit au moins un système automatisé, lesdites au moins deux lignes étant respectivement dédiées à l’affichage par propriété :
- d’au moins une consigne cible en cours d’exécution par le système automatisé l’aéronef,
- d’au moins une consigne suivante saisie manuellement pour exécution à partir de l’état courant de l’aéronef ;
- le dispositif est configuré pour afficher la consigne cible en utilisant deux indicateurs distincts associés respectivement, à un état d’acquisition et de maintien de la consigne cible par le système automatisé, et à un état de progression de l’aéronef, via le système automatisé, vers la consigne cible ;
- le dispositif est configuré pour afficher la ligne dédiée à l’affichage de ladite au moins une consigne cible en cours d’exécution par le système automatisé de l’aéronef, au centre de la matrice d’interface utilisateur et/ou avec une couleur dédiée et distincte de la couleur d’affichage de la couleur d’affichage des autres lignes de la matrice d’interface utilisateur ;
- la matrice d’interface utilisateur comprend en outre au moins une ligne additionnelle dédiée à l’affichage par propriété, d’au moins une consigne envisageable activable/inactivable alternative à la consigne cible en cours d’exécution pour atteindre/maintenir un même état cible de l’aéronef, et/ou dans lequel la ligne dédiée à l’affichage, par propriété, d’au moins une consigne suivante saisie manuellement pour exécution à partir de l’état courant de l’aéronef comprend au moins un champ dédié à l’affichage d’au moins une consigne de pré-sélection activables/inactivables à partir de l’état courant de l’aéronef et des données classées et analysées, et/ou dans lequel la matrice d’interface utilisateur comprend en outre au moins une ligne additionnelle dédiée à l’affichage par propriété d’au moins une consigne suivante, à activer, et suggérée automatiquement audit membre d’équipage par ledit dispositif ; - à partir de l’état courant de l’aéronef et des données classées et analysées, le dispositif est en outre configuré pour déterminer et afficher, par propriété, dans la ou les lignes dédiées à l’affichage de ladite au moins une consigne suivante, une prévision de résultat associé à ladite consigne suivante et/ou une information représentative d’une raison d’activation/désactivation de ladite consigne suivante ;
- à partir de l’état courant de l’aéronef et des données classées et analysées, le dispositif est en outre configuré pour déterminer et afficher, par propriété :
- une liste d’unités de mesure de valeur de consigne respectivement associées, et/ou
- au moins une valeur limite de consigne dans la ligne dédiée à l’affichage par propriété de ladite au moins une consigne suivante saisie manuellement pour exécution à partir de l’état courant de l’aéronef.
L’invention a également pour objet un aéronef comprenant au moins un système automatisé, l’aéronef comprenant en outre un dispositif avionique d’assistance au contrôle dudit moins un système automatisé tel que décrit précédemment.
L’invention a également pour objet un procédé d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé d’aéronef, ledit procédé étant mis en œuvre par un dispositif d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé d’aéronef, le dispositif étant connectable, via un réseau avionique, audit au moins un système automatisé et à une pluralité de sources avioniques, et/ou via un réseau non avionique à une pluralité de sources non avioniques, distinctes du système automatisé, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- collecte des données avioniques et/ou non avioniques fournies par la pluralité de sources et fournies par ledit au moins un système automatisé,
- classement et analyse des données collectées en fonction de chaque propriété prédéterminée à restituer dudit au moins un système automatisé
- détermination, à partir des données classées et analysées et à partir d’un état courant de l’aéronef, des chances d’atteindre une consigne avionique au moyen dudit au moins un système automatisé.
L’invention a également pour objet un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un procédé d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé d’aéronef tel que défini ci-dessus.
Ces caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - [Fig 1] la figure 1 est une représentation schématique d’un dispositif avionique d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé d’aéronef selon la présente invention ;
- [Fig 2] la figure 2 illustre les interactions entre le dispositif avionique d’assistance au contrôle, une pluralité de systèmes automatisés d’aéronefs, une pluralité de contributeurs, et l’équipage de l’aéronef.
- [Fig 3] [Fig 4] les figures 3 et 4 illustrent différentes parties et variantes d’un exemple de matrice d’interface utilisateur universelle selon la présente invention associée à un système automatisé donné correspondant à un pilote automatique,
- [Fig 5] [Fig 6] [Fig 7] les figures 5 à 7 illustrent différents exemples d’échanges propres à être mis en œuvre par le dispositif avionique d’assistance au contrôle selon la présente invention.
Par la suite, on entend par « aéronef », un véhicule mobile piloté par un pilote et apte à voler notamment dans l’atmosphère terrestre ou extraterrestre, tel qu’un avion, un hélicoptère, un véhicule spatial, etc.
Dans l’exemple de réalisation de la figure 1, l’aéronef 10 est par exemple un avion apte à être exploité par au moins un pilote.
Sur la figure 1, l’aéronef 10 comprend une pluralité de N systèmes automatisés Ai, A2, A3, ... , A,, ... AN avec N entier. Par exemple,
Figure imgf000008_0001
est un pilote automatique, A2 est un système de gestion de vol ou FMS (de l’anglais Flight Management System), A3 est un système de gestion d’équipements avioniques tels que : les équipements hydrauliques, les équipements avioniques électriques, l’équipement dédié au fuel, l’équipement de dégivrage, l’équipement de pressurisation, des commandes de vols configurées pour commander automatiquement des organes avioniques tels que l’équipement de gestion des surfaces de voilures pour commander becs, volets, trains de l’aéronef etc., A, correspond à un système de surveillance et/ou de connaissance de la situation de vol en cours tel qu’un système avionique d’avertissement et d’évitement du relief de l’aéronef (TAWS ou HTAWS de l’anglais Terrain Awareness & Warning System ou Helicopter Awareness & Warning System), ou encore AN correspond à un radar météorologique.
Selon la présente invention, l’aéronef 10 comprend en outre un dispositif 12 avionique d’assistance au contrôle d’au moins un des systèmes automatisés Ai, A2, A3, ... , A,, ... AN d’aéronef 10, le dispositif 12 étant connectable, via un réseau avionique, audit au moins un système automatisé et à une pluralité de sources avioniques, non représentées, et/ou via un réseau non avionique à une pluralité de sources non avioniques, distinctes du système automatisé considéré. Selon un aspect alternatif, non représenté, le dispositif 12 est débarqué de l’aéronef 10 et/ou associé à un ou plusieurs systèmes automatisé(s) débarqués, par exemple au sol, et propre(s) à transmettre des commandes critiques à l’aéronef.
Un tel dispositif 12 avionique d’assistance au contrôle d’au moins un des systèmes automatisés Ai, A2, A3, ... , A,, ...AN comprend en relation avec l’exemple de la figure 1 un premier module 14 de collecte configuré pour collecter des données avioniques et/ou non avioniques fournies par la pluralité de sources et fournies par ledit au moins un système automatisé, par exemple Ai. Autrement dit, un tel module de collecte 14 est un module de réception et de stockage des données avioniques et/ou non avioniques fournies par la pluralité de sources et fournies par ledit au moins un système automatisé, par exemple Ai.
Le dispositif 12 comprend en outre un deuxième module 16 configuré pour classer et analyser les données collectées en fonction de chaque propriété « opérationnelle » prédéterminée à restituer et à contrôler dudit au moins un système automatisé considéré, par exemple Ai.
Par exemple, pour le système automatisé correspondant à un pilote automatique, le deuxième module 16 est configuré pour classer et analyser les données collectées par le module de collecte 14 en fonction des propriétés opérationnelles correspondant à au moins trois axes de déplacement de l’aéronef correspondant à un axe vertical, un axe latéral et un axe de vitesse longitudinale.
Selon un autre exemple, on considère le système A3 de gestion d’équipements avioniques tels que : les équipements hydrauliques, les équipements avioniques électriques, l’équipement dédié au fuel, l’équipement de dégivrage, l’équipement de pressurisation, des commandes de vols configurées pour commander automatiquement des organes avioniques tels que l’équipement de gestion des surfaces de voilures pour commander becs, volets, trains de l’aéronef.
Pour un tel système automatisé A3, les propriétés opérationnelles à restituer et à contrôler sont :
- le volume de fuel des réservoirs pour l’équipement dédié au fuel, les actions manuelles de contrôle associées étant l’isolation des réservoirs et/ou la vidange de ces réservoirs, le rôle de l’équipement dédié au fuel étant d’assurer l’équilibrage des réservoirs au long du vol,
- les modes des équipements de dégivrage (i.e. éteints ou allumés) pour l’équipement de dégivrage, l’action manuelle de contrôle associée pouvant être l’activation manuelle forcée du dégivrage, le rôle de l’équipement de dégivrage étant, en présence de conditions givrantes sur les ailes et sur les moteurs, d’activer les systèmes de réchauffage, - les états des voilures pour l’équipement de gestion des surfaces de voilures pour gérer les entrées et sorties automatiques des becs, volets, trains de l’aéronef, les actions manuelles de contrôle associées étant les entrées et sorties immédiates, ou la modification des vitesses d’entrées/sorties, le rôle de l’équipement de gestion des surfaces de voilures étant de sortir ou rentrer les voilures en fonction de la phase de vol et de la vitesse-air de l’aéronef.
Le dispositif 12 comprend en outre un troisième module 18 configuré pour déterminer, à partir des données classées et analysées et à partir d’un état courant de l’aéronef, si une consigne avionique, saisie manuellement au sein dudit dispositif, est atteignable au moyen dudit au moins un système automatisé.
Un tel classement et une telle analyse, des données avioniques et/ou des données non avioniques collectées, en fonction de chaque propriété à restituer du système automatisé, et une telle détermination, à partir des données classées et analysées et également à partir d’un état courant de l’aéronef, du fait qu’une consigne avionique, manuellement saisie au sein dudit dispositif 12 est atteignable au moyen dudit au moins un système automatisé, n’est pas divulguée ni suggérée par le document US 2017/291691 A1 qui ne cherche pas, en aval de la saisie de consigne par un pilote, à déterminer si après cette saisie, cette consigne reste atteignable ou non, mais cherche uniquement à adapter/restreindre, en amont de la saisie de consigne par un pilote, la plage de consignes sélectionnâmes en fonction du contexte de vol courant.
En complément facultatif, le dispositif 12 comprend en outre un module complémentaire 20 d’abstraction configuré pour classer et analyser les données collectées en transformant au moins une donnée collectée en une donnée standardisée (i.e. universelle) indépendante du type dudit au moins un système automatisé ou du type de source(s), et/ou configuré pour transformer une consigne saisie manuellement au sein dudit dispositif en au moins un ordre adapté au type dudit au moins un système automatisé.
Par « type » on entend notamment le modèle de système automatisé utilisé, par exemple, des modèles d’avions différents, qui plus est de constructeurs différents, utilisent respectivement des pilotes automatiques de types distincts d’un aéronef à l’autre.
Autrement dit, un tel module d’abstraction 20 est propre à opérer le ralliement des multiples entrées et sorties d’un quelconque système automatisé d’aéronef en s’affranchissant de la complexité inhérente au système automatisé considéré tel que détaillé par la suite en relation avec les figures 5 à 7.
En complément facultatif, le dispositif 12 comprend en outre un module complémentaire 22 configuré pour fournir à un membre d’équipage une indication représentative de l’atteinte possible ou impossible de la consigne, et/ou, en présence d’une consigne atteignable, configuré pour déterminer et fournir au membre d’équipage au moins une instruction d’atteinte de la consigne, ladite au moins une instruction étant à transmettre au système automatisé.
Autrement dit, l’instruction d’atteinte (ou encore suggestion) indique directement au pilote ce qu'il doit faire au vu du contexte de navigation pour atteindre la consigne saisie manuellement au sein dudit dispositif via le système automatisé. Ainsi, la présente invention vise à collecter un ensemble de données avioniques ou non avioniques pour proposer une suggestion de consigne anticipatrice, complémentaire ou de substitution afin de mettre l’appareil (i.e. l’aéronef) dans un état compatible avec l’atteinte de la consigne préalablement renseignée par le pilote.
En particulier, le module 22 est configuré pour fournir à un membre d’équipage une indication représentative de l’atteinte possible ou impossible de la consigne par affichage et optionnellement par retour restitution (i.e. retour) sonore.
Selon un aspect particulier, le dispositif 12 comprend en outre un module complémentaire 24 configuré pour construire une matrice d’interface utilisateur universelle, indépendante du type dudit au moins système automatisé ou du type de source(s), la matrice d’interface utilisateur comprenant au moins deux lignes et au moins autant de colonnes que de propriété(s) prédéterminée à restituer dudit au moins un système automatisé, lesdites au moins deux lignes étant respectivement dédiées à l’affichage par propriété :
- d’au moins une consigne cible en cours d’exécution par le système automatisé l’aéronef,
- d’au moins une consigne suivante saisie manuellement pour exécution à partir de l’état courant de l’aéronef.
Plus précisément, une « consigne cible » est liée à un premier état de l’aéronef 10 à atteindre ou à maintenir, tandis qu’une « consigne suivante » est liée à un deuxième état de l’aéronef à atteindre après le premier état.
En complément, le dispositif 12 comprend en outre un module complémentaire 26 propre à configurer l’affichage d’une telle matrice tel que détaillé par la suite en relation avec les figures 3 et 4 sur un écran d’affichage, non représenté, du dispositif 12.
Selon une première option, un tel module complémentaire 26 est en outre propre à configurer l’affichage de la consigne cible en utilisant deux indicateurs distincts associés respectivement, à un état d’acquisition et de maintien de la consigne cible par le système automatisé, et à un état de progression de l’aéronef, via le système automatisé, vers la consigne cible.
Selon une deuxième option en complément ou indépendante de la première option précitée, un tel module complémentaire 26 est en outre propre à configurer l’affichage de la ligne dédiée à l’affichage de ladite au moins une consigne cible en cours d’exécution par le système automatisé de l’aéronef 10, au centre de la matrice d’interface utilisateur et/ou avec une couleur dédiée, par exemple rose, et distincte de la couleur d’affichage des autres lignes de la matrice d’interface utilisateur.
Selon une troisième option en complément ou indépendante des deux options précédentes, le module complémentaire 24 de construction de la matrice est en outre propre à construire la matrice d’interface utilisateur de sorte qu’elle comprenne en outre au moins une ligne additionnelle dédiée à l’affichage par propriété, d’au moins une consigne envisageable activable/inactivable alternative à la consigne cible en cours d’exécution pour atteindre/maintenir un même état cible de l’aéronef,
Selon une quatrième option en complément ou indépendante des trois options précédentes, la ligne dédiée à l’affichage, par propriété, d’au moins une consigne suivante saisie manuellement pour exécution à partir de l’état courant de l’aéronef comprend au moins un champ dédié à l’affichage d’au moins une consigne de pré-sélection activables/inactivables à partir de l’état courant de l’aéronef et des données classées et analysées,
Selon une cinquième option en complément ou indépendante des trois options précédentes et/ou dans lequel la matrice d’interface utilisateur comprend en outre au moins un champ additionnel dédié à l’affichage par propriété d’au moins une consigne suivante, à activer, est suggérée automatiquement audit membre d’équipage par ledit dispositif afin de mettre l’appareil dans un état compatible avec l’atteinte de la consigne préalablement renseignée par le pilote.
Selon une variante optionnelle, à partir de l’état courant de l’aéronef et des données classées et analysées, le dispositif 12 est en outre configuré pour déterminer et afficher via le module complémentaire 26, par propriété, dans la ou les lignes dédiées à l’affichage de ladite au moins une consigne suivante, une prévision de résultat associé à ladite consigne suivante (saisie par l’utilisateur ou suggérée automatiquement) et/ou une information représentative d’une raison d’activation/désactivation de ladite consigne suivante.
En complément facultatif, à partir de l’état courant de l’aéronef et des données classées et analysées, le dispositif 12 est en outre configuré pour déterminer et afficher via le module complémentaire 26, par propriété:
- une liste d’unités de mesure de valeur de consigne respectivement associées, et/ou
- au moins une valeur limite de consigne dans la ligne dédiée à l’affichage par propriété de ladite au moins une consigne suivante saisie manuellement pour exécution à partir de l’état courant de l’aéronef 10. Dans l’exemple de la figure 1 , le dispositif avionique 12 d’assistance au contrôle d’au moins un des systèmes automatisés Ai, A2, A3, , A,, ...AN de l’aéronef 10 comprend une unité de traitement d’informations 28, formée par exemple d’une mémoire 30 associée à un processeur 32 tel qu’un processeur de type CPU (de l’anglais Central Processing Unit).
Dans l’exemple de la figure 1 , le module 16 configuré pour classer et analyser les données collectées, le module 18 configuré pour déterminer, à partir des données classées et analysées et à partir d’un état courant de l’aéronef, si une consigne avionique, saisie manuellement au sein dudit dispositif, est atteignable au moyen dudit au moins un système automatisé, et optionnellement, le module complémentaire 20 d’abstraction, ou encore le module complémentaire 22 configuré pour fournir à un membre d’équipage une indication représentative de l’atteinte possible ou impossible de la consigne, et/ou, en présence d’une consigne atteignable, configuré pour déterminer et fournir au membre d’équipage au moins une instruction d’atteinte de la consigne, ladite au moins une instruction étant à transmettre au système automatisé, ou encore le module complémentaire 24 configuré pour construire une matrice d’interface utilisateur universelle, ou encore le module complémentaire 26 propre à configurer l’affichage d’une telle matrice sont réalisés chacun sous forme d’un logiciel exécutable par le processeur 32.
La mémoire 30 de l’unité de traitement d’informations 28 est alors apte à stocker un premier logiciel configuré pour classer et analyser les données collectées, un deuxième logiciel configuré pour déterminer, à partir des données classées et analysées et à partir d’un état courant de l’aéronef, si une consigne avionique, saisie manuellement au sein dudit dispositif, est atteignable au moyen dudit au moins un système automatisé, optionnellement un troisième logiciel d’abstraction, un quatrième logiciel configuré pour fournir à un membre d’équipage une indication représentative de l’atteinte possible ou impossible de la consigne, et/ou, en présence d’une consigne atteignable, configuré pour déterminer et fournir au membre d’équipage au moins une instruction d’atteinte de la consigne, ladite au moins une instruction étant à transmettre au système automatisé, un cinquième logiciel configuré pour construire une matrice d’interface utilisateur universelle, et un sixième logiciel propre à configurer l’affichage d’une telle matrice.
Le processeur 32 est alors apte à exécuter, les logiciels précités.
En variante non représentée, le module 16 configuré pour classer et analyser les données collectées, le module 18 configuré pour déterminer, à partir des données classées et analysées et à partir d’un état courant de l’aéronef, si une consigne avionique, saisie manuellement au sein dudit dispositif, est atteignable au moyen dudit au moins un système automatisé, et optionnellement, le module complémentaire 20 d’abstraction, ou encore le module complémentaire 22 configuré pour fournir à un membre d’équipage une indication représentative de l’atteinte possible ou impossible de la consigne, et/ou, en présence d’une consigne atteignable, configuré pour déterminer et fournir au membre d’équipage au moins une instruction d’atteinte de la consigne, ladite au moins une instruction étant à transmettre au système automatisé, ou encore le module complémentaire 24 configuré pour construire une matrice d’interface utilisateur universelle, ou encore le module complémentaire 26 propre à configurer l’affichage d’une telle matrice sont réalisés chacun sous forme d’un composant logique programmable, tel qu’un FPGA (de l’anglais Field Programmable Gâte Array), ou encore sous forme d’un circuit intégré dédié, tel qu’un ASIC (de l’anglais Application Spécifie Integrated Circuit).
Lorsqu’au moins une partie du dispositif avionique 12 d’assistance au contrôle d’au moins un des systèmes automatisés Ai, A2, A3, ... , A,, ...AN de l’aéronef 10 est réalisée sous forme d’un ou plusieurs logiciels, c’est-à-dire sous forme d’un programme d’ordinateur, il est en outre apte à être enregistré sur un support, non représenté, lisible par ordinateur. Le support lisible par ordinateur est par exemple, un médium apte à mémoriser des instructions électroniques et à être couplé à un bus d’un système informatique. A titre d’exemple, le support lisible est un disque optique, un disque magnéto-optique, une mémoire ROM, une mémoire RAM, tout type de mémoire non volatile (par exemple EPROM, EEPROM, FLASH, NVRAM), une carte magnétique ou une carte optique. Sur le support lisible est alors mémorisé un programme d’ordinateur comprenant des instructions logicielles.
La figure 2 illustre les interactions entre le dispositif 12 avionique d’assistance au contrôle, une pluralité de systèmes automatisés d’aéronefs, une pluralité de contributeurs, et l’équipage de l’aéronef.
Selon la présente invention, la gestion et commande d’au moins un des systèmes automatisés Ai, A2, A3, ... , A,, ...AN est spécifiquement à un niveau d’abstraction différent du contrôle classique de tels systèmes automatisés Ai , A2, A3, ... , A,, ... AN.
En effet, le contrôle classique de tels systèmes automatisés Ai, A2, A3, ... , A,, ...AN via une interface homme-machine IHM, dépourvue ou quasi-dépourvue de traitement logique d’adaptation de la gestion au besoin utilisateur, consiste généralement en un simple affichage de valeurs ou d’états du système automatisé considéré en faisant directement « passe-plat » entre ce système automatisé et l’utilisateur. Il en est de même pour les requêtes émises, vers le système automatisé considéré, par l’utilisateur depuis des moyens de saisie (i.e. intéracteurs tels que boutons, rotacteurs, ... ) des interfaces homme-machine IHM existantes représentées de manière semblable à la capacité technique associée, ce qui requiert un lourd apprentissage par les utilisateurs. Au contraire, selon la présente invention, le module d’abstraction 20 constitue le ralliement des multiples entrées et sorties à GIHM du module de configuration d’affichage 26 en s’affranchissant de la complexité mise en œuvre au sein de chaque système automatisé. Comme illustré par la figure 2, un tel module d’abstraction 20 est configuré pour supporter l’ensemble des traitements de composition entre les entrées/sorties du dispositif 12 (non représenté sur cette figure 2 mais comprenant le module d’abstraction 20).
Plus précisément, comme illustré par la figure 2, le module d’abstraction 20 comprend une pluralité d’outils 34, 36, 38 et 40 d’adaptation des entrées/sorties avec, tel qu’illustré, le système automatisé Ai, le système automatisé A,, un contributeur Ci, et un contributeur Ck. Par « contributeur » on entend toute source avionique et/ou toute source non avionique de donnée collectée par le module de collecte 14 ; non représenté sur la figure 2, la source avionique et/ou non avionique étant distincte du système automatisé considéré et pouvant correspondre à un système sécurisé de l’aéronef 10 distinct du système automatisé considéré ou encore à une source moins sécurisée (i.e. intègre) qu’un système avionique tel qu’une source non avionique du « monde extérieur » correspondant à un calculateur non avionique ou à un fournisseur de donnée d’observations et de propositions consignes (i.e. de suggestion) provenant d’algorithmes exécutés en dehors de l’aéronef (e.g. au sol), une telle source non avionique étant connectable au dispositif 12 via un réseau non avionique non représenté ou via une liaison dédiée non représentée.
La prise en compte de contributeurs non avioniques n’est pas divulguée ni suggérée par le document US 2017/291691 A1 .
Plus précisément, l’outil 34 du module d’abstraction 20 est propre à mettre en œuvre une adaptation (i.e. une conversion de données) ad hoc prédéterminée des données d’entrée/sortie associées spécifiquement au système automatisé Ai selon une configuration prédéterminée 35 spécifique au système automatisé Ai, correspondant à la définition des entrées et sorties, des types de données, des unités, du domaine d’usage (i.e. bornes), les validités des données.
De manière similaire, l’outil 36 du module d’abstraction 20 est propre à mettre en œuvre une adaptation (i.e. une conversion de données) ad hoc prédéterminée des données d’entrée/sortie associées spécifiquement au système automatisé A, selon une configuration prédéterminée 37 spécifique au système automatisé A,.
L’outil 38 du module d’abstraction 20 est propre à mettre en œuvre une adaptation (i.e. conversion de données) ad hoc prédéterminée des données d’entrée/sortie associées spécifiquement au contributeur Ci et à transmettre en outre au moins une donnée représentative de cette adaptation aux outils 34 et 36. Autrement dit, le traitement mis en œuvre respectivement par l’outil 34 et par l’outil 36 est propre à prendre en compte en outre des données d’adaptation fournie par l’outil 38.
De même, l’outil 40 est propre à mettre en œuvre une adaptation (i.e. conversion de données) ad hoc prédéterminée des données d’entrée/sortie associées spécifiquement au contributeur Ck et à transmettre en outre au moins une donnée représentative de cette adaptation à l’outil 36 associé au système automatisé A,.
Autrement dit, les outils 34, 36, 38 et 40 d’adaptation du module d’abstraction 20 et les échanges internes prédéterminés selon un fonctionnement ad hoc entre ces outils au sein du module d’abstraction 20 permettent de classer et analyser les données collectées système automatisé Ai, le système automatisé A,, un contributeur Ci, et un contributeur Ck en transformant (i.e. convertissant) au moins une donnée collectée en une donnée standardisée (i.e. universelle) indépendante du type dudit au moins un système automatisé ou du type de source(s) (i.e. contributeur) afin de fournir à IΊHM (i.e. l’interface de contrôle pilote) du module de configuration d’affichage 26 les modes et états courants des systèmes automatisés considérés indépendamment du type de système automatisé utilisé. Autrement dit, le module d’abstraction permet, pour un contexte de vol identique, de fournir à IΊHM du module de configuration d’affichage 26, selon la flèche ascendante entre le module d’abstraction 20 et IΊHM du module de configuration d’affichage 26, les mêmes informations que le système automatisé Ai, correspondant à un pilote automatique, soit celui propre à un Airbus A330 ou à un Airbus A380.
Réciproquement, les outils 34, 36, 38 et 40 d’adaptation du module d’abstraction 20 et les échanges internes prédéterminés selon un fonctionnement ad hoc entre ces outils au sein du module d’abstraction 20 permettent, selon la flèche descendante de IΊHM du module de configuration d’affichage 26 au module d’abstraction 20, de transformer une consigne saisie manuellement au sein dudit dispositif 12 en au moins un ordre adapté au type dudit au moins un système automatisé, la consigne étant par exemple identique pour l’utilisateur, notamment un pilote que le système automatisé Ai, correspondant à un pilote automatique, soit celui propre à un Airbus A330 ou à un Airbus A380.
Ainsi, le module d’abstraction 20 est propre à mettre en œuvre une adaptation entre les multiples capacités fonctionnelles d’un système automatisé et une interface IHM de contrôle virtuelle, par exemple un panneau de contrôle du Pilote Automatique VAPCP (de l’anglais Virtual Auto Pilot Control Panel), du module de configuration d’affichage 26. Un tel module d’abstraction 20 permet de synthétiser les capacités de chaque système automatisé auquel il est relié, de fusionner sous-fonctions prédéterminées en fonction du système automatisé considéré et d’automatiser des traitements également prédéterminés en fonction du système automatisé considéré tout en faisant correspondre les possibilités disponibles dans l’interface de contrôle avec les commandes disponibles de n’importe quel type de système automatisé considéré par exemple pour n’importe quel type de pilote automatique. Cette « adaptation » entre capacité technique d’un système automatisé et les besoins réels d’un humain consiste à contrôler le système automatisé considéré non pas avec une multitude de boutons pour activer telle ou telle fonctionnalité propre à un système automatisé particulier mais plutôt à l’aide d’une interface intuitive adaptée à la volonté et au besoin opérationnel de l’utilisateur.
Le fonctionnement du module d’abstraction 20 est par la suite reprécisé en relation avec les figures suivantes 3 à 7. Les figures 3 et 4 illustrent différentes parties et variantes d’un exemple de matrice d’interface utilisateur universelle construite selon un aspect particulier de la présente invention par le module 24 pour, par exemple, le système automatisé
Figure imgf000017_0001
correspondant à un pilote automatique. Un tel module 24 de construction est notamment propre à recevoir les mêmes informations déterminées par le module d’abstraction 20 que celles transmises au module de configuration d’affichage 26, ou de manière non représentée, est propre à recevoir les informations du module d’abstraction 20 à la place du module de configuration d’affichage 26, pour construire la matrice d’interface utilisateur universelle transmise au module de configuration d’affichage 26 qui l’affiche par la suite.
Pour le système automatisé
Figure imgf000017_0002
correspondant à un pilote automatique, une telle matrice d’interface utilisateur universelle de tout type de pilote automatique comprend par exemple deux parties 42 et 44 propres à être affichées l’une en dessous l’autre verticalement comme représenté sur la figure 3, ou de manière non représentée, l’une à côté de l’autre horizontalement.
La partie 42 restitue les caractéristiques associées à deux propriétés Pi et P 2 du pilote automatique, la propriété Pi correspondant à l’axe de vitesse longitudinale de déplacement de l’aéronef 10 et la propriété P 2 correspondant à l’axe latéral de déplacement de l’aéronef 10.
La partie 44 restitue les caractéristiques associées à deux autres propriétés P3 et P4 du pilote automatique, associées au déplacement vertical de l’aéronef, la propriété P3 correspondant à l’altitude de déplacement de l’aéronef 10 et la propriété P4 correspondant à la vitesse verticale de déplacement de l’aéronef 10.
Comme illustré sur les figures 3 et 4, une telle matrice comprend par exemple ici pour chaque propriété trois lignes, une ligne supérieure, une ligne centrale et une ligne inférieure. Selon un aspect particulier de l’invention, la ligne centrale comprend, pour chaque propriété, des champs dédiés à l’affichage des consignes cibles courantes que le système automatisé correspondant à un pilote automatique est en train de suivre.
A titre d’alternative ou de manière cumulative de telles consignes cibles sont propres à être affichée ultérieurement par le module de configuration d’affichage 26 avec une couleur dédiée distincte de celle utilisée pour les autres consignes et/ou les autres lignes ce qui permet de faciliter la compréhension de l’utilisateur.
Par exemple, sur la figure 3, le système automatisé
Figure imgf000018_0001
correspondant à un pilote automatique est en cours d’application d’une propriété Pi de vitesse longitudinale de 271 kt, d’une propriété P2 correspond à un cap de navigation H DG (de l’anglais heading) de 022° vers un point de navigation nommé DENUT avec une propriété P3 d’altitude contrainte de 2400ft vers le point de navigation DENUT vers lequel navigue verticalement le système de gestion de plan de vol FMS.
Selon un aspect particulier, le module 24 de construction et/ou le module de configuration d’affichage 26 sont propres ajouter des indicateurs correspondant à des artefacts visuels d’affichage pour indiquer si la consigne cible est en cours d’acquisition (i.e. un état de progression de l’aéronef vers la consigne cible), par exemple avec des crochets tel qu’illustré sur la figure 3, ou si la consigne cible est acquise et que le pilote automatique maintient l’aéronef 10 sur la cible ce qui est le cas pour l’altitude de 2400ft représentée partiellement encadrée.
Autrement dit, pour cet exemple d’application au système automatisé A^ correspondant à un pilote automatique, la matrice d’interface utilisateur universelle permet une simplification de la représentation de ce que fait le système automatisé correspondant ici à un pilote automatique en faisant abstraction du traitement interne à ce système automatisé en oubliant la notion de mode pour se concentrer sur la notion de cible ou d’objectif, qui peut être alors soit en cours d’acquisition soit acquise et tenue.
De plus, selon la présente invention, une telle matrice propre au système automatisé Ai correspondant au pilote automatique, via le module d’abstraction 20, est propre à intégrer des informations issues d’un autre système automatisé distinct du pilote automatique considéré, à savoir le système automatisé A2 correspondant au système de gestion de vol ou FMS (de l’anglais Flight Management System). Une telle intégration est spécifiquement mise en œuvre selon la présente invention là où auparavant certaines informations se trouvaient accessibles dans l’équipement de gestion du pilote automatique et d’autres se trouvaient uniquement sur les écrans avioniques en tête basse.
De plus, la matrice d’interface utilisateur illustrée par la figure 3 comprend une ligne supérieure dont les champs sont dédiés à l’affichage, par propriété, de consignes alternatives envisageables dans le cadre de l’application du plan tactique de l’aéronef 10, à partir de l’état courant de l’aéronef et des données classées et analysées. De telles consignes alternatives envisageables sont fournies par des contributeurs de « confiance » localisés au sein des équipements avioniques de l’aéronef.
A titre d’alternative, la ligne dédiée à l’affichage, par propriété, de consignes alternatives envisageables est une ligne de la matrice distincte de celle dédiée aux consignes cibles en cours d’exécution et pas nécessairement la ligne supérieure comme illustré par la figure 3 ci-dessus.
Ainsi, sur l’exemple de la figure 3, l’utilisateur peut activer la gestion automatique de la vitesse longitudinale Pi, qui ferait dans un premier temps accélérer l’aéronef 10 à 280kt, à cause d’une contrainte sur le point de navigation DENUT, activer, pour la propriété de déplacement latéral P2, la gestion de la navigation automatique, faisant dans un premier temps passer l’aéronef par le point de navigation DENUT.
De même au sein de la ligne supérieure de la partie verticale 44, dans lequel il est possible d’afficher les consignes alternatives envisageables notamment en termes de vitesse verticale, LVL OFF signifiant qu’il est possible d’annuler la vitesse verticale, ou en termes d’altitude, ici la VNAV (24000ft)DENUT est par exemple désactivée automatiquement, du fait du contexte courant à savoir, par exemple, ici le fait que l’on ne soit pas en LNAV, cette explication (i.e. lien de causalité expliquant la désactivation) étant optionnellement propre à également être affichée. Une telle désactivation est affichée au moyen d’une couleur de désactivation, par exemple grisée via le module de configuration d’affichage 26.
Selon un aspect particulier, cette ligne supérieure (ou une autre ligne de la matrice distincte de celle dédiée aux consignes cibles en cours d’exécution) comprend un champ dédié à l’affichage de la raison de désactivation d’une consigne inactivable à partir de l’état courant de l’aéronef 10.
Selon la présente invention, la détermination et l’accessibilité de ces consignes alternatives envisageables est gérée soit directement par le système automatisé s’il dispose de cette capacité, ou par le module d’abstraction 20 par complétion de la configuration spécifique 35 associée au système automatisé
Figure imgf000019_0001
ou par un traitement ad hoc prédéterminé mis en œuvre par l’outil 34 de la figure 2, un tel traitement étant propre à proposer des alternatives tactiques complémentaires, tel que la mise à disposition d’une commande avionique de sortie de « holding pattern classiquement mise à disposition par l’interface associée au système de gestion du plan de vol FMS et non par celle associée au pilote automatique via le module d’abstraction 20 proposé selon la présente invention. La portée tactique de cette commande, sa prise en compte nécessairement immédiate et sa proximité sémantique et opérationnelle avec le pilote automatique la rende pertinente pour intégration au sein du traitement mis en œuvre par l’outil 34 du module d’abstraction 20.
De plus, la matrice d’interface utilisateur illustrée par la figure 3 comprend une ligne inférieure dont les champs sont dédiés à l’affichage d’au moins une consigne suivante saisie manuellement pour exécution à partir de l’état courant.
A titre d’alternative, la ligne dédiée à l’affichage, par propriété, d’au moins une consigne suivante saisie manuellement pour exécution à partir de l’état courant est une ligne de la matrice distincte de celle dédiée aux consignes cibles en cours d’exécution ou de celle dédiée aux consignes alternatives envisageables et pas nécessairement la ligne inférieure comme illustré par la figure 3 ci-dessus.
Plus précisément, une « consigne cible » est liée à un premier état de l’aéronef 10 à atteindre ou à maintenir, tandis qu’une « consigne suivante » est liée à un deuxième état de l’aéronef à atteindre après le premier état.
Autrement dit, la matrice présente un espace réservé de contrôle par le pilote qui a à sa disposition des champs permettant manuellement d’intervenir directement et efficacement sur chacune des propriétés du système automatisé considéré à laquelle la matrice d’interface utilisateur universelle est associée.
Par exemple, dans le cas où le système automatisé est en cours d’acquisition d’une consigne cible sur un axe), l’utilisateur (e.g. le pilote) a ainsi la capacité d’interrompre à tout moment (en appuyant sur un moyen physique de contrôle ou par une interaction sécurisée (par exemple une gestuelle prédéterminée) le comportement du système automatisé considéré qui va, autant que faire se peut, stabiliser l’aéronef sur la propriété courante, à savoir la valeur courante de l’axe considéré.
De plus, cet espace réservé de contrôle par le pilote est configuré pour permettre de régler/saisir à l’avance une consigne cible suivante, notamment sur recommandation du contrôle de la circulation aérienne ATC (de l’anglais Air T raffic Control). Avantageusement, une telle consigne cible suivante est affichable en tant que pré-sélection, activable par appui sur un moyen physique de contrôle ou par une interaction sécurisée.
Ainsi, selon cet aspect la présente invention propose de systématiser l’usage d’une pré-sélection, et ce pour chaque propriété du système automatisé en offrant à l’utilisateur la possibilité de préparer à l’avance une prochaine consigne et de pouvoir facilement l’engager au besoin :
Un tel aspect implique la nécessité de devoir valider la consigne cible suivante avant qu’elle ne soit effectivement prise en compte par le système automatisé considéré afin d’en sécuriser l’activation et du fait que cet aspect est systématisé pour l’ensemble des propriétés, ce qui permet de développer rapidement les capacités des systèmes automatisés ainsi contrôlés au moyen du dispositif 12 selon la présente invention.
Avantageusement, un tel aspect offre la capacité à anticiper, c’est-à-dire de préparer une présélection, puis de l’activer au moment opportun, et la capacité à pré-visualiser ce que va faire le système automatisé si on engage explicitement la nouvelle consigne cible suivante. En effet la préparation dynamique sans engagement immédiat d’une trajectoire permet de judicieusement l’affiner et comprendre intuitivement ce qui va se passer à l’engagement, et d’éviter de mauvaises surprises liées à un comportement non anticipé du système automatisé considéré.
Par ailleurs, selon un aspect complémentaire facultatif, les champs, dédiés à l’affichage d’au moins une consigne suivante saisie manuellement pour exécution à partir de l’état courant, créé par le module 24 configuré pour construire la matrice d’interface, sont reconfigurables en termes d’unité(s) de consigne et/ou en termes de mode de consigne, ce qui permet d’appliquer, un changement de mode/unité uniquement à la présélection du pilote (i.e. à la consigne suivante saisie par le pilote avant son activation effective), et non pas à la consigne cible courante, l’intérêt principal étant d’éviter les surprises lors de ces changements de modes/unité en pré visualisant la cible suivante potentielle.
Le dispositif 12 selon la présente invention permet ainsi de rassembler (ou encore d’unifier et de simplifier) dans une matrice d’interface utilisateur universelle toutes les informations pertinentes pour commander le pilote automatique et permettant de comprendre le comportement de l’aéronef, ainsi que les alternatives possibles.
Ainsi, la présente invention propose de faire abstraction des modes courants propres à chaque type de systèmes automatisés, par exemple les modes de captures de cibles, pour s’en tenir à la seule distinction « en cours d’acquisition » ou « acquise », en précisant éventuellement la façon d’acquérir la cible si cela à un sens opérationnel, par exemple sur l’acquisition d’un cap, le sens de virage pourra être également précisé selon la présente invention).
Par ailleurs, une telle matrice d’interface utilisateur universelle est homogène et permet une unification complète de l’ensemble des moyens de contrôle du système automatisé associé à la matrice, pour acquérir rapidement et efficacement une perception de l’ensemble des propriétés du système automatisé (pas de sous page, pas de raffinement indispensable à la compréhension), et la prise en compte contextuelle des capacités et contraintes sur les différentes propriétés du système automatisé.
Ainsi, le dispositif 12 selon la présente invention est capable d’intégrer, d’analyser, de représenter, de suggérer et de manipuler des propositions alternatives de valeurs de cibles pour les différentes propriétés du système automatisé considéré afin de mettre l’appareil dans un état compatible avec l’atteinte de la consigne préalablement renseignée par le pilote.
La figure 4 illustre des variantes de la figure 3 représentant un exemple de matrice d’interface utilisateur universelle selon la présente invention. En particulier, les parties 46 et 48 sont deux variantes distinctes de la partie 44 restituant la propriété P3 du pilote automatique correspondant à l’altitude de déplacement de l’aéronef 10 et la propriété P4 correspondant à la vitesse verticale de déplacement de l’aéronef 10.
Ces deux parties 46 et 48 permettent d’illustrer un filet de sauvegarde non ambigu fourni au pilote par le dispositif 12 selon l’invention via le module complémentaire 24 configuré pour construire une matrice d’interface utilisateur universelle, et le module complémentaire 26 propre à configurer l’affichage d’une telle matrice, qui restituent une logique d’organisation des consignes envisageables alternatives dans une interface unique et complète et permettent d’indiquer au pilote des liens existants entre les propriétés des système automatisés d’aéronef, et donc par la même occasion, en explicitant précisément notamment l’ordre des actions liées à suivre pour atteindre une cible souhaitée, ou encore en signalant, le cas échéant, les incohérences entre ces propriétés liées, par exemple en deux temps en indiquant en cours d’édition les incohérences à résoudre, puis en refusant les consignes saisie incohérentes, tout en mettant en évidence le ou les paramètres bloquants, à corriger pour une prise en compte correcte. C’est le cas par exemple entre une consigne d’altitude et un taux de montée : si le taux de montée est positif, l’altitude cible suivante doit nécessairement être au-dessus de l’altitude courante.
Sur la partie 46 de la figure 4, la consigne cible courante sur la ligne centrale est un maintien à l’altitude acquise de 19800ft, tel que restitué notamment au moyen d’un encadrement complet de cette valeur de 19800ft, et par exemple en outre restituée avec une couleur spécifique propre à la consigne cible courante, par exemple en rose, la ligne supérieure indique une contrainte d’altitude de 24000ft sur le point de navigation cible DENUT (l’aéronef 10 devant être précisément à cette altitude sur ce point, par procédure publiée ou consigne du contrôle aérien) et est restituée en blanc, et la ligne inférieure dédiée à la saisie d’une consigne suivante indique que la consigne saisie à l’avance par le pilote avant activation est de 22000ft avec un taux de montée FPA (de l’anglais Flight Path Angle) négatif de -0,8°ce qui est incohérent avec une augmentation de l’altitude courante 19800ft à 22000ft. Une telle ligne inférieure comprenant une incohérence par exemple détectée par le module complémentaire 24 configuré pour construire une matrice d’interface utilisateur universelle, et/ou par le module complémentaire 26 propre à configurer l’affichage d’une telle matrice serait alors par exemple restituée avec une couleur dédiée à la restitution d’incohérence par exemple l’orange. De manière non représentée, avec la même logique de filet de sauvegarde non ambigu, le module complémentaire 24 configuré pour construire une matrice d’interface utilisateur universelle est, selon un aspect particulier, propre à indiquer les limites accessibles par l’aéronef. Par exemple, pour le système automatisé de commandes de vol, dans son contexte courant, compte tenu de la vitesse courante et de la réserve moteur, la capacité à monter de l’avion est de maximum 6.5° et toute demande supérieure ne peut être acceptée, ou compte tenu de la masse avion (fuel), le plafond d’altitude atteignable est propre à être affiché dans un champ dédié au sein de la matrice avec, le cas échéant une consigne associée d’assistance à la montée pour l’atteindre.
De la même manière, il est courant dans les opérations de l’aéronef de « seconder », (i.e. d’assurer) le comportement vertical du système de gestion du vol FMS en fixant une altitude plafond et/ou planché que l’avion ne traversera pas « tout seul » sans intervention du pilote, et selon un aspect particulier, le module complémentaire 24 configuré pour construire une matrice d’interface utilisateur universelle et/ou le module complémentaire 26 propre à configurer l’affichage d’une telle matrice sont propres avantageusement à signaler au pilote toute incohérence entre ce plafond/planché et le comportement du système de gestion verticale du vol, tout en empêchant l’activation de telles incohérences. Par exemple, le module de construction 24 est propre à détecter une incohérence entre la valeur ce plafond/planché et le comportement du système de gestion verticale du vol et à transmettre en continu son résultat de détection au module 26 de configuration d’affichage qui, en présence d’incohérence, sélection la couleur d’affichage prédéterminée et dédiée à alerter sur la présence d’incohérence, tel que l’orange.
Sur la partie 48 de la figure 4, selon un aspect particulier, le module de construction 24 de la matrice d’interface utilisateur universelle est en outre configuré pour intégrer au sein de cette matrice au moins une ligne additionnelle dédiée, ou encore au moins un champ additionnel dédié, à l’affichage par propriété d’au moins une consigne suivante, à activer, et suggérée automatiquement audit membre d’équipage par ledit dispositif. Une telle consigne suggérée est issue quant à elle de services et contributeurs, notamment non avioniques, du « monde ouvert » distincts des contributeurs « de confiance » propres à fournir, par anticipation, les consignes alternatives envisageables précitées afin de mettre l’appareil dans un état compatible avec l’atteinte de la consigne préalablement renseignée par le pilote. Autrement dit, selon cet aspect optionnel, le module de construction 24 de la matrice d’interface utilisateur universelle permet de différentier clairement les suggestions du monde ouvert non avionique en leur associant une ligne/ un champ dédié, afin qu’elles ne soient pas appliquées aveuglément, mais après une validation consciente des pilotes. Par exemple, lorsque l’utilisateur va demander l’atteinte d’une altitude de vol cible (i.e. saisir manuellement une consigne d’altitude de vol cible), qui est hors du domaine actuellement possible compte tenu de l’état courant de l’appareil, alors, selon cet aspect particulier, le dispositif 12 est configuré pour suggérer, via la matrice d’interface utilisateur et à partir des données avioniques et/ou non avioniques collectées au préalable, l’adoption d’une vitesse différente ou bien une réduction du virage en cours afin de mettre l’appareil en condition de l’atteinte de cette altitude cible selon l’ensemble des paramètres de vol et des capacités de l’aéronef.
Un tel aspect permet de suggérer au pilote ce qu’il « pourrait faire », autrement dit ce qu’il faudrait activer dans le système automatisé considéré selon une stratégie présélectionnée par ailleurs, des exemples de suggestions sont notamment décrits au sein du brevet FR 3 046 225 au nom de la demanderesse qui porte sur un affichage de données météorologiques dans un aéronef et non sur l’assistance au contrôle d’un système automatisé tel que visé selon la présente invention intégrant de telles suggestions.
Sur la partie 48 de la figure 4 une suggestion sur l’axe vertical de 8000ft est fournie au pilote automatiquement au moyen du module de construction 24 et du module de configuration d’affichage 26 du dispositif 12, afin d’être directement évaluée, et éventuellement activée par le pilote, sans avoir de saisie manuelle à réaliser, autrement dit sans que le pilote n’ait à la déterminer mentalement.
Autrement dit, un tel aspect permet l’intégration de ces suggestions pour prise en compte efficace par le pilote et possible activation par les mêmes principes d’interactions sécurisées (gestuelle) que cité précédemment.
On conçoit ainsi que, selon cet aspect, le dispositif avionique 12 d’assistance au contrôle d’au moins un des systèmes automatisés Ai, A2, A3, ... , A,, ... AN de l’aéronef 10 permet l’intégration (i.e. le regroupement) dans une interface unique de tous les éléments pertinents afférents à la gestion du comportement tactique de l’aéronef et provenant de différentes sources, en lien avec le système automatisé considéré, par exemple le pilote automatique
Figure imgf000024_0001
afin d’en avoir une perception complète et cohérente. La représentation matricielle de l’interface du pilote automatique Ai sur chaque propriété, est propre à comprendre tel que décrit précédemment un niveau (ou une ligne ou encore un champ d’affichage dédié) pour l’état courant, un niveau (ou une ligne ou encore un champ d’affichage dédié) pour la représentation des suggestions (des alternatives) avioniques, un niveau (ou une ligne ou encore un champ d’affichage dédié) pour l’expression « libre » du pilote, un ou n niveaux éventuels pour des suggestions venant d’autres sources moins sécurisées par exemple du « monde extérieur » à l’aéronef. Un tel aspect permet en outre la systématisation de l’usage d’une présélection pour toutes les propriétés/axes du système automatisé considéré, l’interaction directe sur cette même interface pour activer une cible suggérée ou saisie manuellement, la représentation des liens dynamiques entre les propriétés du système automatisé considéré, tout en étant applicable/dérivable à tout système automatisé d’un aéronef.
On vise ici à rationaliser l’interface de surveillance et de contrôle d’un système automatisé, tel que par exemple un pilote automatique, dans le but de simplifier la prise en main, la compréhension et la prise de décision concernant le comportement tactique de l’aéronef 10.
Les figures 5 à 7 illustrent différents exemples d’échanges propres à être mis en œuvre par le dispositif avionique d’assistance au contrôle selon la présente invention et permettent de préciser le fonctionnement du module d’abstraction 20.
Les données manipulées par les système automatisés Ai, A2, A3, , A,, ...AN de l’aéronef 10 correspondent en général à une signification opérationnelle telle que le cap, à un domaine ou une plage de d’usage ou de variation de consigne telle qu’une plage [0- 359], ou encore de [-179 à 180] par exemple pour indiquer une consigne en degré, à une unité telle que les degrés ou les radian, les pieds, les mètres, etc., à un mode de contrôle tel qu’un mode incrémental ou décrémentai relatif +1 /- 1 , un positionnement absolu, un positionnement relatif, etc., à des particularités telles que l’usage du sens de rotation indiquant le sens de virage, etc, ces définitions variant d’un système automatisé à l’autre.
L’objectif de module d’abstraction 20 proposé selon la présente invention est de faire fi des définitions propres à chaque système automatisé pour proposer une définition et des capacités communes, quel que soit l’aéronef (i.e. le porteur).
Un tel module d’abstraction est composé de multiples algorithmes ad hoc selon les données, les modes, les capacités, et les contraintes des systèmes automatisés.
Ainsi selon l’exemple de la figure 5, le système automatisé
Figure imgf000025_0001
correspondant à un pilote automatique d’un premier type transmet un mode 50, par exemple A, à l’outil 34 du module d’abstraction 20 qui le traduit en un état 52 d’ascension mis en œuvre par le système automatisé
Figure imgf000025_0002
et le module d’abstraction informe le module de configuration d’affichage 26 qu’il faut afficher la valeur 54 « ascension » dans le champ dédié de la matrice d’interface utilisateur universelle.
Le système automatisé Aj correspondant à un pilote automatique d’un deuxième type, distinct du type de pilote automatique A^ transmet un mode 56, par exemple a à l’outil 34 du module d’abstraction 20 qui le traduit également en un état 58 d’ascension mis en œuvre par le système automatisé Aj et le module d’abstraction informe le module de configuration d’affichage 26 qu’il faut afficher la valeur 60 « ascension » dans le champ dédié de la matrice d’interface utilisateur universelle.
Autrement dit, selon la présente invention, deux modes A et a délivrés par deux pilotes automatiques de types différent, respectivement
Figure imgf000026_0001
et Aj conduisent à l’affichage pour le pilote du même mode « ascension » (cette vision est toute théorique puisque les systèmes automatisés
Figure imgf000026_0002
et Aj sont généralement exclusifs sur un même aéronef). Ainsi, en cas de changement du type d’un système automatisé sur un aéronef, l’apprentissage du pilote n’a pas à être réitéré puisque le module d’abstraction 20 permet de s’affranchir des particularités de chaque type de système automatisé.
Réciproquement, dans un autre cas d’usage tel qu’illustré par la figure 6, une interaction 62 pilote est propre à être transmise différemment via le module d’abstraction 20 aux systèmes automatisés selon leurs propriétés. Selon la flèche 64 cette interaction 62 correspondant par exemple à une instruction de cap à 120° et à une instruction de virage à gauche est transmise à l’outil de conversion 34 du module d’abstraction 20 dédié au système automatisé A^ correspondant à un au pilote automatique A^ d’une premier type qui la transforme en instructions décrémentales de cap destinée au pilote automatique A^ du premier type pour que partant du cap courant le cap de 120° soit atteint au moyen d’une pluralité de diminutions 66, 68, 70 de valeur de 1 °, et selon la flèche 64 cette interaction 62 correspondant par exemple à une instruction de cap à 120° et à une instruction de virage à gauche est transmise à l’outil de conversion 36 du module d’abstraction 20 dédié au système automatisé Aj correspondant à un au pilote automatique A^ d’un deuxième type qui la transforme en deux instructions distinctes 74 et 76 de virage à gauche et de cap égal à 120° respectivement.
La figure 7 illustre la suggestion au pilote 78 de mode ou de données cibles provenant d’un contributeur Ci tel qu’un service d’optimisation de la consommation de fuel propre à suggérer un nouveau niveau de vol (diminuant la consommation de fuel, tout en étant pertinent étant donné la masse courante de l’aéronef). Selon cet exemple le contributeur Ci détermine une suggestion 80, par exemple une valeur d’altitude et la transmet à l’outil 38 du module d’abstraction 20 dédié au contributeur Ci qui s’assure, tel que représenté par la flèche 82, auprès de l’outil de conversion 34 du module d’abstraction 20 dédié au système automatisé A^, de la possibilité de mise en œuvre d’une telle suggestion, une telle suggestion étant propre à mettre l’appareil (i.e. l’aéronef) dans un état compatible avec l’atteinte de la consigne préalablement renseignée par le pilote. Dans l’affirmative, tel qu’illustré par la figure 7, l’outil 38 du module d’abstraction transmet, tel qu’illustré par la flèche 84, cette suggestion pour affichage au module de configuration d’affichage 26. Selon la flèche 86, le pilote 78 accepte une telle suggestion. Selon la flèche 88, le module de configuration d’affichage 26 transmet la demande d’activation 88, saisie via son interface, au module d’abstraction 20 qui la redirige selon la flèche 90 à l’outil de conversion 34 du module d’abstraction 20 dédié au système automatisé Ai. Puis, l’outil de conversion 34 du module d’abstraction 20 dédié au système automatisé
Figure imgf000027_0001
la traduit en deux instructions permettant d’atteindre une telle consigne à savoir une instruction d’ascension 92 et une instruction de l’altitude cible suggérée à l’origine automatiquement par le contributeur Ci.
Ainsi le module d’abstraction 20 selon la présente invention permet de faire abstraction vu de l’utilisateur à la fois du contributeur Ci (et de son mode de suggestion) et du type de système automatisé à qui est destiné au final cette suggestion.
Le fonctionnement du dispositif avionique 12 d’assistance au contrôle d’au moins un des systèmes automatisés Ai , A2, A3, ... , A,, ... AN de l’aéronef 10 va être à présent décrit.
Selon une première étape principale du procédé d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé d’aéronef mis en œuvre par un tel dispositif avionique 12 connectable, via un réseau avionique, audit au moins un système automatisé et à une pluralité de sources avioniques, et/ou via un réseau non avionique à une pluralité de sources non avioniques, distinctes du système automatisé, le dispositif avionique 12, via le module de collecte 14, collecte des données avioniques et/ou non avioniques fournies par la pluralité de sources et fournies par ledit au moins un système automatisé.
Selon une deuxième étape principale du procédé d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé d’aéronef, un tel dispositif avionique 12 met en œuvre, via le deuxième module 16, un classement et une analyse des données collectées en fonction de chaque propriété prédéterminée à restituer dudit au moins un système automatisé.
Selon une troisième étape principale du procédé d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé d’aéronef, un tel dispositif avionique 12 met en œuvre, via le module 18, une détermination, à partir des données classées et analysées et à partir d’un état courant de l’aéronef, des chances d’atteindre une consigne avionique au moyen dudit au moins un système automatisé.
Il est à noter que de manière complémentaire et facultative un tel procédé comprend des étapes additionnelles complémentaires et facultatives correspondant aux modules/outils/aspects complémentaires et facultatifs décrits précédemment en relation avec le dispositif avionique 12, telle que notamment une étape d’abstraction mise en œuvre par le module d’abstraction 20 précédemment décrit permettant d’adapter/convertir chaque entrée reçue par le module d’abstraction 20 de systèmes automatisés, de contributeur en une sortie universelle indépendante du type de système automatisé ou du type de contributeur et permettant réciproquement d’adapter/convertir toute entrée universelle saisie par un membre d’équipage en une sortie adaptée (i.e. un ordre) au type de système automatisé à laquelle l’entrée universelle est destinée.
De même, un tel procédé comprend une étape de construction et une d’affichage d’une matrice d’interface utilisateur universelle mises en œuvre respectivement par les modules complémentaires 24 et 26.
On conçoit ainsi que le dispositif avionique 12, comme le procédé d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé d’aéronef associé, permettent une simplification du contrôle d’un système automatisé d’aéronef notamment en termes de perception de son état de fonctionnement et en termes de désignation de consigne puisqu’on s’affranchit du type de système automatisé mis en œuvre ou encore du type d’aéronef (i.e. porteur). La prise de décision et de commande sur de tels systèmes automatisés contrôlés au moyen du dispositif 12 et du procédé selon la présente invention est en conséquence facilitée.
En effet, la compréhension de ce que fait le système automatisé, la compréhension de ce que va faire le système automatisé sans action pilote, la transmission de consignes au système automatisé par les pilotes et la compréhension du potentiel du système automatisé dans le contexte courant sont simplifiés selon la présente invention et permettent une meilleure anticipation de la conséquence associée à la consigne saisie manuellement par l’utilisateur.
De plus, le dispositif avionique 12, comme le procédé d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé d’aéronef associé, permettent la perception des alternatives (i.e. suggestion) s’offrant aux pilotes quant à ces différentes consignes, d’homogénéiser la gestion du contrôlé du système automatisé quel que soit le mode contrôle utilisé, de traduire un potentiel capacitaire technique d’un système automatisé pour l’adapter à une interface graphique de commande.
Par rapport à la demande de brevet US 2017/291691 A1 , qui vise à adapter/restreindre, en amont de la saisie de consigne par un pilote, la plage de consignes sélectionnâmes en fonction du contexte de vol courant, la présente invention est mise en œuvre en aval de la saisie de consigne par un pilote et vise à déterminer, à partir de données collectées avioniques et/ou non avioniques, si après saisie cette consigne reste atteignable ou non afin de mieux anticiper le comportement de l’aéronef, voire à suggérer au pilote des actions et/ou consignes supplémentaire à saisir pour atteindre la consigne déjà saisie manuellement.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif avionique (12) d’assistance au contrôle d’au moins un système automatisé (Ai, A2, A3, A,, ...AN) d’aéronef (10), le dispositif (12) étant connectable, via un réseau avionique, audit au moins un système automatisé et à une pluralité de sources avioniques, et/ou via un réseau non avionique à une pluralité de sources non avioniques, distinctes du système automatisé, caractérisé en ce que ledit dispositif (12) est configuré pour :
- collecter des données avioniques et/ou non avioniques fournies par la pluralité de sources et fournies par ledit au moins un système automatisé,
- classer et analyser les données collectées en fonction de chaque propriété prédéterminée à restituer dudit au moins un système automatisé,
- déterminer, à partir des données classées et analysées et à partir d’un état courant de l’aéronef (10), si une consigne avionique, saisie manuellement au sein dudit dispositif, est atteignable au moyen dudit au moins un système automatisé.
2. Dispositif (12) selon la revendication 1 , dans lequel le dispositif (12) est configuré pour :
- classer et analyser les données collectées en transformant au moins une donnée collectée en une donnée standardisée indépendante du type dudit au moins un système automatisé ou du type de source(s), et/ou
- transformer une consigne saisie manuellement au sein dudit dispositif en au moins un ordre adapté au type dudit au moins un système automatisé.
3. Dispositif (12) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le dispositif (12) est en outre configuré pour :
- fournir à un membre d’équipage une indication représentative de l’atteinte possible ou impossible de la consigne, et/ou
- en présence d’une consigne atteignable, déterminer et fournir au membre d’équipage au moins une instruction d’atteinte de la consigne, ladite au moins une instruction étant à transmettre au système automatisé.
4. Dispositif (12) selon la revendication 3, dans lequel le dispositif (12) est configuré pour construire et afficher une matrice d’interface utilisateur universelle, indépendante du type dudit au moins système automatisé ou du type de source(s), la matrice d’interface utilisateur comprenant au moins deux lignes et au moins autant de colonnes que de propriété(s) prédéterminée à restituer dudit au moins un système automatisé, lesdites au moins deux lignes étant respectivement dédiées à l’affichage par propriété :
- d’au moins une consigne cible en cours d’exécution par le système automatisé l’aéronef,
- d’au moins une consigne suivante saisie manuellement pour exécution à partir de l’état courant de l’aéronef.
5. Dispositif (12) selon la revendication 4, dans lequel le dispositif (12) est configuré pour afficher la consigne cible en utilisant deux indicateurs distincts associés respectivement, à un état d’acquisition et de maintien de la consigne cible par le système automatisé, et à un état de progression de l’aéronef, via le système automatisé, vers la consigne cible.
6. Dispositif (12) selon la revendication 4 ou la revendication 5, dans lequel le dispositif (12) est configuré pour afficher la ligne dédiée à l’affichage de ladite au moins une consigne cible en cours d’exécution par le système automatisé de l’aéronef, au centre de la matrice d’interface utilisateur et/ou avec une couleur dédiée et distincte de la couleur d’affichage de la couleur d’affichage des autres lignes de la matrice d’interface utilisateur.
7. Dispositif (12) selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel la matrice d’interface utilisateur comprend en outre au moins une ligne additionnelle dédiée à l’affichage par propriété, d’au moins une consigne envisageable activable/inactivable alternative à la consigne cible en cours d’exécution pour atteindre/maintenir un même état cible de l’aéronef, et/ou dans lequel la ligne dédiée à l’affichage, par propriété, d’au moins une consigne suivante saisie manuellement pour exécution à partir de l’état courant de l’aéronef comprend au moins un champ dédié à l’affichage d’au moins une consigne de pré-sélection activables/inactivables à partir de l’état courant de l’aéronef et des données classées et analysées, et/ou dans lequel la matrice d’interface utilisateur comprend en outre au moins une ligne additionnelle dédiée à l’affichage par propriété d’au moins une consigne suivante, à activer, et suggérée automatiquement audit membre d’équipage par ledit dispositif.
8. Dispositif (12) selon la revendication 7, dans lequel, à partir de l’état courant de l’aéronef et des données classées et analysées, le dispositif (12) est en outre configuré pour déterminer et afficher, par propriété, dans la ou les lignes dédiées à l’affichage de ladite au moins une consigne suivante, une prévision de résultat associé à ladite consigne suivante et/ou une information représentative d’une raison d’activation/désactivation de ladite consigne suivante.
9. Dispositif (12) selon l’une quelconque des revendications 4 à 8, dans lequel, à partir de l’état courant de l’aéronef (10) et des données classées et analysées, le dispositif (12) est en outre configuré pour déterminer et afficher, par propriété :
- une liste d’unités de mesure de valeur de consigne respectivement associées, et/ou
- au moins une valeur limite de consigne dans la ligne dédiée à l’affichage par propriété de ladite au moins une consigne suivante saisie manuellement pour exécution à partir de l’état courant de l’aéronef.
10. Aéronef (10) comprenant au moins un système automatisé caractérisé en ce que l’aéronef comprend en outre un dispositif (12) avionique d’assistance au contrôle dudit moins un système automatisé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.
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