FR3120096A1 - Procédé et dispositif de génération d’alarme pour la surveillance d’un filtre à huile dans un aéronef - Google Patents
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Abstract
Procédé et dispositif de génération d’alarme pour la surveillance d’un filtre à huile dans un aéronef Ce procédé de génération d’alarme est mis en œuvre par un dispositif (10) de génération d’alarme embarqué dans ledit aéronef. Il comporte :- une étape (F10) d’obtention d’une information (POSd) délivrée par un capteur (18) dudit dispositif et représentative d’un débit d’huile à l’intérieur d’un filtre à huile de l’aéronef ;- une étape (F10) d’obtention d’une température (TM) délivrée par un capteur dudit dispositif et représentative d’une température de l’huile à l’intérieur dudit filtre ;- une étape (F10) d’obtention d’une pression différentielle (DP) au niveau dudit filtre ; et- une étape (F50) de génération d’une alarme (Ai) si la pression différentielle (DP) dépasse un seuil d’alarme (SIBi d) obtenu en fonction de ladite information (POSd) et de ladite température (TM, TF). Figure pour l’abrégé : Fig.10.
Description
La présente invention se rapporte au domaine général de l'aéronautique.
Elle concerne plus particulièrement la surveillance d'un filtre à huile installé dans un circuit d'huile d’un moteur d'aéronef.
Un tel filtre capture les particules de polluant présentes dans l’huile grâce à un élément filtrant fabriqué dans un matériau poreux. Cette capture des particules entraîne une modification de la perméabilité du matériau qui se traduit, à conditions de fonctionnement constantes (ex. à débit et viscosité constants de l’huile), par une augmentation de la pression différentielle au niveau du filtre.
La illustre un comportement typique d'évolution de la pression différentielle DP au niveau d’un filtre à huile en fonction de la masse m de particules de polluant contenues dans le filtre. Ce phénomène, appelé colmatage, augmente la résistance du filtre au passage de l’huile et augmente les pertes de charge de celui-ci. Ceci peut prendre plus ou moins de temps en fonction de l'exposition du filtre à la pollution véhiculée par les particules.
Lorsque la pression différentielle atteint la valeur limite pour laquelle le filtre a été conçu, il convient de remplacer l'élément filtrant du filtre.
Conformément aux réglementations en vigueur, en situation avérée de colmatage, lorsque la pression différentielle DP dépasse un seuil SEB de bipasse effectif (en anglais « effective bypass »), un clapet de décharge s’ouvre au travers duquel l’huile s'écoule, limitant le débit passant par le filtre et la montée en pression. Cette ouverture s’accompagne d’une notification à l’équipage. La pression différentielle SEB à partir de laquelle le clapet doit s’ouvrir est une donnée de spécification du filtre.
De façon connue, certains avionneurs souhaitent qu’une ou plusieurs alarmes soient remontées au cockpit pour informer le pilote qu’il convient de changer le filtre, en situation dite de bipasse éminent (en anglais « impending bypass »).
Dans l’exemple de la :
- une première alarme doit être remontée lorsque la masse de particules de polluant contenues dans le filtre atteint une masse critique mc1, et
- une deuxième alarme doit être remontée lorsque la masse de particules de polluant contenues dans le filtre atteint une masse critique mc2.
- une première alarme doit être remontée lorsque la masse de particules de polluant contenues dans le filtre atteint une masse critique mc1, et
- une deuxième alarme doit être remontée lorsque la masse de particules de polluant contenues dans le filtre atteint une masse critique mc2.
Par conséquent, dans l’exemple de la :
-la première alarme est remontée lorsque la pression différentielle DP dépasse un premier seuil d’alarme SIB1 correspondant à la masse critique mc1; et
-une deuxième alarme peut être remontée lorsque la pression différentielle DP dépasse un deuxième seuil d’alarme SIB2correspondant à la masse critique mc2.
-la première alarme est remontée lorsque la pression différentielle DP dépasse un premier seuil d’alarme SIB1 correspondant à la masse critique mc1; et
-une deuxième alarme peut être remontée lorsque la pression différentielle DP dépasse un deuxième seuil d’alarme SIB2correspondant à la masse critique mc2.
Les seuils d’alarme de bipasse éminent SIBisont inférieurs au seuil de bipasse effectif SEB.
Par ailleurs, et comme illustré à la , il est connu que pour un régime moteur donné, un filtre répond différemment à un même niveau d’obstruction selon la température ambiante. Ce phénomène s’explique notamment et principalement par le fait que la température de l’huile moteur est corrélée à la température ambiante, et que la viscosité de l’huile diminue lorsque la température de l’huile augmente.
La illustre par exemple la réponse d’un filtre d’aéronef en régime de décollage un jour chaud et un jour froid pour un régime moteur RMd.
Les courbes de la sont des exemples de courbes de perméabilité du filtre pour ce régime moteur RMd. Sur cette figure, et à titre d’exemple purement illustratif, pour une masse m de particules de polluants contenues dans le filtre, il apparaît que la pression différentielle DP au niveau du filtre à huile est sensiblement deux fois plus importante un jour froid, qu’un jour chaud.
Or, au cours d’un vol, la température ambiante est susceptible de varier fortement, par exemple si l’aéronef décolle d’un pays chaud pour atterrir dans un pays froid.
Il est donc difficile de définir un seuil d’alarme de bipasse éminent SIBi. En effet:
- si le seuil SIBiest fixé relativement bas pour déclencher une alarme suffisamment tôt en jour chaud, des alarmes seront déclenchées beaucoup trop tôt en jour froid ; et
- si le seuil SIBiest fixé relativement suffisamment haut pour ne pas déclencher d’alarme trop tôt en jour froid, le risque est de ne pas déclencher d’alarme en jour chaud.
- si le seuil SIBiest fixé relativement bas pour déclencher une alarme suffisamment tôt en jour chaud, des alarmes seront déclenchées beaucoup trop tôt en jour froid ; et
- si le seuil SIBiest fixé relativement suffisamment haut pour ne pas déclencher d’alarme trop tôt en jour froid, le risque est de ne pas déclencher d’alarme en jour chaud.
L’invention vise un mécanisme d’alarme qui ne présente pas ces inconvénients.
La présente invention répond notamment à ce besoin en proposant un procédé de génération d’alarme dans un aéronef, ce procédé étant mis en œuvre dans un dispositif de génération d’alarme embarqué dans l’aéronef et comportant :
- une étape d’obtention d’une information délivrée par un capteur du dispositif et représentative d’un débit d’huile à l’intérieur d’un filtre à huile de l’aéronef ;
- une étape d’obtention d’une température délivrée par un capteur du dispositif et représentative d’une température de l’huile à l’intérieur du filtre ;
- une étape d’obtention d’une pression différentielle au niveau du filtre ; et
- une étape de génération d’une alarme si la pression différentielle dépasse un seuil d’alarme obtenu en fonction de ladite information et de ladite température.
- une étape d’obtention d’une information délivrée par un capteur du dispositif et représentative d’un débit d’huile à l’intérieur d’un filtre à huile de l’aéronef ;
- une étape d’obtention d’une température délivrée par un capteur du dispositif et représentative d’une température de l’huile à l’intérieur du filtre ;
- une étape d’obtention d’une pression différentielle au niveau du filtre ; et
- une étape de génération d’une alarme si la pression différentielle dépasse un seuil d’alarme obtenu en fonction de ladite information et de ladite température.
Corrélativement, l’invention concerne un dispositif de génération d’alarme dans un aéronef, ce dispositif comportant :
- un module d’obtention d’une information délivrée par un capteur dudit dispositif et représentative d’un débit d’huile à l’intérieur d’un filtre à huile de l’aéronef ;
- un module d’obtention d’une température délivrée par un capteur dudit dispositif et représentative d’une température de l’huile à l’intérieur dudit filtre ;
- un module d’obtention d’une pression différentielle au niveau du filtre ; et
- un module de génération d’alarme configuré pour générer une alarme si la pression différentielle dépasse un seuil d’alarme déterminé en fonction de ladite information et de ladite température.
- un module d’obtention d’une information délivrée par un capteur dudit dispositif et représentative d’un débit d’huile à l’intérieur d’un filtre à huile de l’aéronef ;
- un module d’obtention d’une température délivrée par un capteur dudit dispositif et représentative d’une température de l’huile à l’intérieur dudit filtre ;
- un module d’obtention d’une pression différentielle au niveau du filtre ; et
- un module de génération d’alarme configuré pour générer une alarme si la pression différentielle dépasse un seuil d’alarme déterminé en fonction de ladite information et de ladite température.
Ainsi, et d’une façon générale, l’invention propose de définir des seuils d’alarme variables qui dépendent de paramètres intrinsèques au filtre à huile, à savoir du débit d’huile dans le filtre et de la température de l’huile à l’intérieur du filtre.
Dans un mode de réalisation de l’invention, la température représentative d’une température de l’huile à l’intérieur du filtre est délivrée par un capteur de température apte à mesurer la température de l’huile dans le filtre.
Dans un mode de réalisation de l’invention, la température représentative d’une température de l’huile à l’intérieur du filtre est délivrée par un capteur de température apte à mesurer la température de l’huile dans le circuit mais en dehors du filtre. La température de l’huile mesurée en dehors du filtre peut être différente de la température de l’huile à l’intérieur du filtre.
Dans un mode de réalisation de l’invention, l’information représentative d’un débit d’huile à l’intérieur du filtre à huile est fournie par un débitmètre en entrée du filtre à huile, par exemple une turbine.
Dans un mode de réalisation de l’invention, l’information représentative d’un débit d’huile à l’intérieur du filtre à huile est une position d’une manette délivrant une consigne au moteur de l’aéronef.
Cette consigne est par exemple une consigne de régime ou de poussée ou de puissance.
Dans la présente invention, le mot « capteur » désigne tout type de composant ou d’équipement apte à délivrer une mesure ou un état d’un paramètre de fonctionnement d’un état.
Conformément à l’invention, le dispositif de génération d’alarme ne fait pas de calcul pour déterminer les paramètres intrinsèques du filtre : soit le dispositif dispose de capteurs pour obtenir directement les paramètres intrinsèques du filtre, soit, le dispositif s’affranchit de ces paramètres en utilisant des paramètres de substitution accessibles par des capteurs du dispositif.
Les paramètres obtenus par les capteurs du dispositif de génération d’alarme (paramètres intrinsèques ou paramètres de substitution) permettent au dispositif de déterminer un seuil d’alarme adapté au régime de l’aéronef et aux conditions de température.
Par conséquent, le procédé de génération d’alarme selon l’invention ne nécessite que très peu d’opérations :
- une lecture d’un capteur pour obtenir une température représentative d’une température de l’huile à l’intérieur dudit filtre ;
- une lecture d’un capteur pour obtenir une information représentative du débit d’huile dans le filtre ;
- une lecture dans la mémoire non volatile du dispositif pour déterminer le seuil d’alarme en fonction de ces deux paramètres ;
- une lecture d’un capteur pour obtenir une pression différentielle au niveau du filtre à huile ; et
- une simple comparaison de cette pression différentielle avec le seuil d’alarme pour déterminer s’il convient ou non de déclencher une alarme de bipasse éminent.
- une lecture d’un capteur pour obtenir une température représentative d’une température de l’huile à l’intérieur dudit filtre ;
- une lecture d’un capteur pour obtenir une information représentative du débit d’huile dans le filtre ;
- une lecture dans la mémoire non volatile du dispositif pour déterminer le seuil d’alarme en fonction de ces deux paramètres ;
- une lecture d’un capteur pour obtenir une pression différentielle au niveau du filtre à huile ; et
- une simple comparaison de cette pression différentielle avec le seuil d’alarme pour déterminer s’il convient ou non de déclencher une alarme de bipasse éminent.
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un procédé de création d’un modèle destiné à être utilisé par un dispositif de génération d’alarme embarqué dans un aéronef, ce dispositif de génération d’alarme étant configuré pour générer au moins une alarme lorsqu’une pression différentielle au niveau d’un filtre à huile de l’aéronef dépasse un seuil d’alarme, ce procédé comportant :
- une étape de génération dudit modèle, ce modèle permettant au dispositif d’obtenir ledit seuil d’alarme à partir :
(i) d’une température délivrée par un capteur dudit dispositif et représentative d’une température de l’huile à l’intérieur du filtre ; et
(ii) d’une information délivrée par un capteur dudit dispositif et représentative d’un débit d’huile de l’huile à l’intérieur dudit filtre ; et
- une étape de stockage dudit modèle dans une mémoire non volatile dudit dispositif de génération d’alarme.
- une étape de génération dudit modèle, ce modèle permettant au dispositif d’obtenir ledit seuil d’alarme à partir :
(i) d’une température délivrée par un capteur dudit dispositif et représentative d’une température de l’huile à l’intérieur du filtre ; et
(ii) d’une information délivrée par un capteur dudit dispositif et représentative d’un débit d’huile de l’huile à l’intérieur dudit filtre ; et
- une étape de stockage dudit modèle dans une mémoire non volatile dudit dispositif de génération d’alarme.
Corrélativement, l’invention concerne un dispositif de création d’un modèle destiné à être utilisé par un dispositif de génération d’alarme embarqué dans un aéronef, ce dispositif de génération d’alarme étant configuré pour générer au moins une alarme lorsqu’une pression différentielle au niveau d’un filtre à huile de l’aéronef dépasse un seuil d’alarme, ce dispositif comportant :
- un module de génération dudit modèle, ce modèle permettant au dispositif de génération d’alarme d’obtenir ledit seuil d’alarme à partir :
(i) d’une température délivrée par un capteur dudit dispositif et représentative d’une température de l’huile à l’intérieur du filtre ; et
(ii) d’une information délivrée par un capteur dudit dispositif et représentative d’un débit d’huile de l’huile à l’intérieur dudit filtre ; et
- un module de stockage dudit modèle dans une mémoire non volatile dudit dispositif de génération d’alarme.
- un module de génération dudit modèle, ce modèle permettant au dispositif de génération d’alarme d’obtenir ledit seuil d’alarme à partir :
(i) d’une température délivrée par un capteur dudit dispositif et représentative d’une température de l’huile à l’intérieur du filtre ; et
(ii) d’une information délivrée par un capteur dudit dispositif et représentative d’un débit d’huile de l’huile à l’intérieur dudit filtre ; et
- un module de stockage dudit modèle dans une mémoire non volatile dudit dispositif de génération d’alarme.
Ainsi, tous les calculs complexes de construction du modèle sont réalisés lors d’une phase de conception du système de filtre à huile.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le procédé de création comporte une étape de détermination d’une fonction de transfert thermique permettant d’estimer la température de l’huile à l’intérieur du filtre (intrinsèque) à partir d’une température (de substitution) mesurée par un capteur du dispositif de génération d’alarme en un point d’un circuit d’huile de l’aéronef en dehors du filtre, ladite fonction de transfert thermique étant utilisée pour générer ledit modèle.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le procédé de création comporte une étape de détermination d’une fonction de transfert hydraulique permettant d’estimer le débit d’huile à l’intérieur du filtre à partir de la position d’une manette délivrant une consigne (par exemple de régime, de poussée ou de puissance) au moteur de l’aéronef, ladite fonction de transfert hydraulique étant utilisée pour générer ledit modèle.
La position de la manette peut être obtenue par un capteur.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le procédé de création comporte pour au moins un débit d’huile dans le filtre, une étape de détermination d’une fonction de détermination de la pression différentielle au niveau du filtre en fonction de la température de l’huile dans le filtre et d’une masse de particules d’un polluant contenues dans le filtre, ladite fonction étant utilisée pour générer ledit modèle.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le procédé de création comporte une étape de détermination du seuil d’alarme en fonction d’une masse critique de particules de polluant contenue dans le filtre.
Le choix des points de fonctionnement (ou régimes moteurs) pour lequel on établit un modèle peut être fait en fonction de la performance du capteur de pression différentielle.
Dans un mode particulier de réalisation de l’invention, par exemple si le capteur de pression différentielle est de faible précision, le modèle est obtenu pour une seule position de la manette de consigne, à savoir, dans cet exemple, pour une position correspondant au régime de décollage.
En effet le décollage est la phase du vol dans laquelle la pression différentielle au niveau du filtre est maximale. Elle peut être mesurée avec un capteur de performance moyenne.
En revanche, si le système de filtrage de l’aéronef comporte un capteur de pression différentielle performant, des mesures exploitables peuvent être obtenues même avec une faible perte de charge au niveau du filtre à huile.
Dans ces conditions, il peut être intéressant de mettre en œuvre l’invention, pour d’autres régimes du moteur, par exemple pour le régime de croisière de manière à pouvoir déclencher une alarme pendant le régime de croisière, sans attendre le prochain régime de décollage, si une condition de bipasse éminent est détectée, par exemple suite à la défaillance d’un roulement, sans attendre le prochain décollage.
Dans un mode particulier de réalisation, les différentes étapes du procédé de génération d’alarme et les différentes étapes du procédé de création sont déterminées par des instructions de programmes d’ordinateurs.
En conséquence, l’invention vise aussi un programme d’ordinateur sur un support d’informations, ce programme étant susceptible d’être mis en œuvre dans un système de surveillance ou plus généralement dans un ordinateur, ce programme comportant des instructions adaptées à la mise en œuvre des étapes d'un procédé tel que décrit ci-dessus.
Ce programme peut utiliser n’importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n’importe quelle autre forme souhaitable.
L’invention vise aussi un support d'informations lisible par un ordinateur, et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur tel que mentionné ci-dessus.
Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple un disque dur.
D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.
Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :
la déjà décrite illustre l’évolution de la pression différentielle dans un filtre en fonction de la masse de particules de polluant contenues dans le filtre à un débit d’huile donné;
la déjà décrite représente les réponses d’un filtre à huile en fonction de la température ambiante ;
la représente un dispositif de génération d’alarme conforme à l’invention dans son environnement ;
la représente l’architecture matérielle d’un dispositif de génération d’alarme conforme à l’invention ;
la représente l’architecture matérielle d’un dispositif de création conforme à l’invention ;
la représente, sous forme d’organigramme, les principales étapes d’un procédé de création conforme à l’invention ;
la représente des courbes de perméabilité d’un filtre pour différentes températures d’huile dans un filtre ;
la représente des seuils d’alarme associées aux courbes de perméabilité de la ;
la représente un réseau de courbes définissant des seuils d’alarmes en fonction de la température mesurée dans le moteur ;
la représente, sous forme d’organigramme, les principales étapes d’un procédé de génération d’alarme conforme à l’invention ;
la représente l’architecture fonctionnelle d’un dispositif de génération d’alarme conforme à l’invention ;
la représente l’architecture matérielle d’un dispositif de création conforme à l’invention.
Premier mode de réalisation de l’invention
La représente un dispositif 10 de génération d’alarme conforme à un premier mode de réalisation de l’invention dans son environnement.
Ce dispositif 10 est incorporé dans un calculateur 100 d’un aéronef. Il est configuré pour générer des alarmes Aidestinées au cockpit de l’aéronef lorsqu’il détecte une situation de bipasse éminent d’un filtre à huile 2.
Le filtre à l’huile 2 sert au filtrage de l’huile 3 injectée dans un moteur 4 de l’aéronef par l’intermédiaire d’un circuit 5 comportant notamment un réservoir 6, une pompe d’alimentation 7, un échangeur thermique 8 et des canalisations reliant ces différents équipements.
Dans le mode de réalisation décrit ici, le moteur 4 est un turboréacteur mais aucune limitation n'est attachée au type de moteur considéré.
Dans le mode de réalisation décrit ici, et comme représenté à la , le dispositif de génération d’alarme 10 a l’architecture matérielle d’un ordinateur. Il comporte un processeur 10A, une mémoire vive 10B, une mémoire morte 10C, une mémoire flash non volatile 10D, des moyens d'entrée/sortie 10E ainsi que des moyens de communication 10F.
Ces moyens de communication 10F permettent en particulier au dispositif de génération d’alarme 10 d'obtenir des mesures de différents paramètres de fonctionnement du moteur 4, en particulier une mesure de la pression différentielle DP au niveau du filtre 2, réalisées ici par un capteur de pression différentielle 11, qui, dans cet exemple est un capteur de type pont de jauge installé entre l'entrée et la sortie du filtre 2. Tout autre type de capteur de pression différentielle peut être utilisé.
Dans le mode de réalisation décrit ici, le dispositif de génération d’alarme 10 comporte un capteur de température 12 apte à mesurer la température TM de l’huile à un point du circuit 5.
Dans le mode de réalisation décrit ici, le capteur 12 est placé en entrée du moteur 4, c’est-à-dire au plus froid du circuit 5, en aval de l’échangeur thermique 8. On rappelle en effet que l’huile 3 est réchauffée par le moteur 4 et refroidie par l’échangeur thermique 8.
Dans ce mode de réalisation de l’invention, ce capteur de température 12 n’est pas utilisé que par l’invention. Il peut par exemple être aussi utilisé pour générer une alarme lorsque la température d’huile TM dépasse un seuil.
Les termes « aval » et « amont » s'entendent ici par rapport au sens de circulation du fluide 3 dans le circuit 5.
Le capteur de température 12 ne mesure donc pas directement la température TF au niveau du filtre 2 (température intrinsèque).
Dans le mode de réalisation décrit ici, le dispositif de génération d’alarme 10 comporte un capteur 18 pour obtenir la position POS d’une manette 13 délivrant une consigne au moteur MOT, par exemple une consigne de régime (décollage, ralenti, montée, croisière, descente, …).
Dans le mode de réalisation décrit ici, la mémoire flash non volatile 10D comporte, pour au moins une position POSdde la manette 13, un réseau de courbes RCddéfinissant les seuils d’alarmes SIBi dde déclenchement de l’alarme Ai, en fonction de la température TM mesurée dans le circuit 5 par le capteur 12.
Ces réseaux de courbes RCdont été générés par un dispositif de création 20 conforme à un mode particulier de réalisation de l’invention représenté à la .
Dans le mode de réalisation décrit ici, le dispositif de création 20 a l’architecture matérielle d’un ordinateur. Il comporte un processeur 20A, une mémoire vive 20B, une mémoire morte 20C, une mémoire flash non volatile 20D, des moyens d'entrée/sortie 20E ainsi que des moyens de communication 20F.
La mémoire morte 20C du dispositif de création 20 constitue un support d'enregistrement conforme à l'invention, lisible par le processeur 20A et sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur PROGCconforme à l'invention, comportant des instructions pour l'exécution des étapes E10 à E70 d'un procédé de création PCconforme à l'invention et qui sera décrit en référence à la .
Ce dispositif 20 est configuré pour générer des réseaux de courbes RCdqui sont mémorisés dans la mémoire flash non volatile 10D du dispositif 10 de génération d’alarme embarqué dans l’aéronef.
Dans ce premier mode de réalisation de l’invention, on rappelle:
- que la température (intrinsèque) TF de l’huile dans le filtre 2 ne peut pas être mesurée ; et
- que le débit d’huile (intrinsèque) QF dans le filtre 2 (c’est-à-dire généré par la pompe 7) ne peut pas être mesuré.
- que la température (intrinsèque) TF de l’huile dans le filtre 2 ne peut pas être mesurée ; et
- que le débit d’huile (intrinsèque) QF dans le filtre 2 (c’est-à-dire généré par la pompe 7) ne peut pas être mesuré.
Dans ce premier mode de réalisation, la température TF de l’huile dans le filtre peut être estimée à partir :
- de la température TM de l’huile mesurée en un point du circuit 5 par le capteur 12, en dehors du filtre 2 (température de substitution); et
- d’une fonction de transfert FTT thermique entre la température TM mesurée par le capteur 12 et la température TF d’huile dans le filtre 2.
- de la température TM de l’huile mesurée en un point du circuit 5 par le capteur 12, en dehors du filtre 2 (température de substitution); et
- d’une fonction de transfert FTT thermique entre la température TM mesurée par le capteur 12 et la température TF d’huile dans le filtre 2.
Dans ce premier mode de réalisation de l’invention, le procédé de création comporte une étape E10 de détermination de la fonction de transfert de température FTT, telle que TF=FTT(TM) (équation (1)).
Dans ce premier mode de réalisation, le débit QF d’huile dans le filtre 2 est estimé à partir :
- de la position POS de la manette 13 délivrant une consigne de régime, de poussée ou de puissance au moteur 4 (paramètre de substitution) ; et
- d’une fonction de transfert hydraulique FTQ entre la position POS de la manette 13 et le débit QF d’huile dans le filtre 2.
- de la position POS de la manette 13 délivrant une consigne de régime, de poussée ou de puissance au moteur 4 (paramètre de substitution) ; et
- d’une fonction de transfert hydraulique FTQ entre la position POS de la manette 13 et le débit QF d’huile dans le filtre 2.
Dans ce premier mode de réalisation de l’invention, le procédé de création comporte une étape E20 de détermination de la fonction de transfert hydraulique FTQ, telle que QF=FTQ(POS) (équation (2)).
Dans un autre mode de réalisation, l’estimation du débit d’huile QF peut également prendre en compte la température de l’huile dans la pompe 7. Cette température peut être estimée à partir de la température mesurée par le capteur de température 12.
Dans ce mode particulier de réalisation de l’invention, la fonction de transfert de température FTT (respectivement la fonction de transfert hydraulique FTQ) est déterminée à partir d’un modèle numérique thermique (respectivement à partir d’un modèle numérique hydraulique) prenant en compte les caractéristiques particulières des composants du circuit d’huile 5, ce modèle étant validé, affiné ou ajusté avec des mesures effectives sur un moteur instrumenté pendant la phase de conception.
Dans ce mode de réalisation de l’invention, les ingénieurs en charge de la conception du système de filtrage disposent pour au moins un débit d’huile QFddans le filtre 2, de données permettant d’estimer la pression différentielle DP au niveau du filtre 2 en fonction :
- de la température TF de l’huile dans le filtre 2, et
- de la masse m de particules de polluant contenues dans le filtre 2.
- de la température TF de l’huile dans le filtre 2, et
- de la masse m de particules de polluant contenues dans le filtre 2.
Ces données sont représentées à titre d’exemple par les courbes de perméabilité de la . Pour simplifier, sur cette figure, la pression différentielle DPdest illustrée pour :
- un débit d’huile QFddans le filtre 2 ; et
- quatre températures T1 à T4 d’huile dans le filtre 2.
- un débit d’huile QFddans le filtre 2 ; et
- quatre températures T1 à T4 d’huile dans le filtre 2.
Dans ce mode de réalisation de l’invention, le procédé de création du système d’huile comporte une étape E30 de détermination de la pression différentielle DPdau niveau du filtre 2 en fonction de la température TF d’huile dans le filtre 2 et de la masse m de particules de polluant contenues dans le filtre 2, pour un débit d’huile QFddans le filtre 2.
Dans ce mode de réalisation de l’invention, le procédé de création du système d’huile comporte, pour au moins une position POSdde la manette 13, une étape E40 de détermination d’une fonction fdpermettant d’obtenir la pression différentielle DPdau niveau du filtre 2 en fonction :
- de la température TM de l’huile mesurée par le capteur 12 en dehors du filtre ; et
- de la masse m de particules de polluant contenues dans le filtre 2
DPd= fd(TF, m) (équation (3))
- de la température TM de l’huile mesurée par le capteur 12 en dehors du filtre ; et
- de la masse m de particules de polluant contenues dans le filtre 2
DPd= fd(TF, m) (équation (3))
En effet, en combinant les équations (1) et (3), on obtient :
DPd= fd(FTT(TM), m) (équation (4)).
DPd= fd(FTT(TM), m) (équation (4)).
Il convient par ailleurs de fixer les seuils de pression SIBi dà partir desquels une alarme doit être déclenchée. En pratique, les avionneurs définissent par exemple qu’une alarme Aidoit être déclenchée Hiheures avant que la situation avérée de colmatage ne se produise.
Par exemple il peut être choisi :
- qu’une première alarme A1doit être déclenchée 1000H avant le bipasse effectif (H1= 1000) ; et
- qu’une deuxième alarme A2doit être déclenchée 300H avant le bipasse effectif (H2= 300).
- qu’une première alarme A1doit être déclenchée 1000H avant le bipasse effectif (H1= 1000) ; et
- qu’une deuxième alarme A2doit être déclenchée 300H avant le bipasse effectif (H2= 300).
Dans le mode de réalisation décrit ici, le procédé de création comporte une étape E50 pour déterminer la masse critique mcide particules de polluant contenues dans le filtre à ces instants Hi. Cette masse critique mcipeut par exemple être obtenue par mci= mcEB– Hi x mu, dans laquelle :
- mcEBest la masse critique de polluant à partir de laquelle le bipasse effectif (ouverture du clapet) doit être mis en œuvre ; et
- muest la masse de particules censée se déposer dans le filtre par unité de temps.
- mcEBest la masse critique de polluant à partir de laquelle le bipasse effectif (ouverture du clapet) doit être mis en œuvre ; et
- muest la masse de particules censée se déposer dans le filtre par unité de temps.
On obtient ainsi une table TAB de seuils d’alarme du type :
| Alarme | Masse critique (kg) | Seuil (bar) |
| A1 | mc1 | SIB1 |
| A2 | mc2 | SIB2 |
Des seuils d’alarme SIBid, t pour une masse critique mci sont représentés par exemple à la , dans laquelle ont été reprises les courbes de perméabilité de la (pour quatre températures d’huile moteur TMt, t = 1 à 4) pour une position POSd de la manette 13 correspondant au débit QFd.
Ces courbes permettent d’obtenir, au cours d’une étape E60, les seuils d’alarme SIBi d en fonction de la température TM de l’huile mesurée par le capteur 12 dans le circuit 5, pour une position POSdde la manette 13.
Par exemple, dans le mode de réalisation décrit ici, on obtient ainsi, pour au moins une position POSdde la manette 13, un réseau de courbes RCddéfinissant les seuils d’alarmes SIBi d, en fonction de la température TM mesurée dans le moteur, comme représenté à la .
Dans l’exemple de la , on considère par exemple deux niveaux d’alarme, comme dans l’exemple de la .
Au cours d’une étape E70, ces réseaux de courbes RCdsont enregistrés dans la mémoire flash non volatile 10D du dispositif 10 de génération d’alarme embarqué dans l’aéronef.
La représente les principales étapes d’un procédé d’alarme conforme à l’invention, mis en œuvre par le dispositif d’alarme 10 embarqué dans l’aéronef.
En phase opérationnelle, le dispositif 10 d’alarme obtient en permanence (étape générale F10) :
- la position POSdde la manette 13 ;
- la température TM mesurée par le capteur 12 ; et
- la pression différentielle DP mesurée par le capteur 11.
- la position POSdde la manette 13 ;
- la température TM mesurée par le capteur 12 ; et
- la pression différentielle DP mesurée par le capteur 11.
Au cours d’une étape F20, le dispositif d’alarme 10 détermine s’il existe dans sa mémoire non volatile 10D un réseau de courbes RCdpour la position POSdde la manette 13.
Si tel est le cas, au cours d’une étape F30, le dispositif d’alarme 10 détermine à partir réseau de courbes RCdet de la température TM, le seuil d’alarme SIBi dpour l’alarme Ai.
Au cours d’une étape F40, le dispositif d’alarme 10 compare la pression différentielle DP mesurée par le capteur 11 à la température TM avec le seuil d’alarme SIBi d.
Si le dispositif d’alarme 10 détermine que la pression différentielle DP mesurée par le capteur 11 est supérieure au seuil d’alarme SIBi d, il déclenche l’alarme Aiau cours d’une étape F50.
Comme mentionné précédemment, il est possible de créer un réseau de courbe RCdpour chaque régime moteur, autrement dit pour chaque position POSd de la manette 13 (décollage, ralenti, montée, croisière, descente, …).
Dans un mode particulier de réalisation de l’invention, lors de la phase de conception, le dispositif de création 20 crée un seul réseau de courbes RC1, correspondant au régime de décollage (en anglais « take-off »).
Le décollage est le régime moteur dans lequel le débit dans le filtre 2 est le plus important. Les risques de colmatage sont accrus et il est pertinent de surveiller le filtre pendant cette phase.
Par ailleurs, les inventeurs ont déterminé que ce régime était avantageux car c’est celui dans lequel le capteur 11 mesure une différence de pression DP au niveau du filtre 2 la plus importante. Ce mode de réalisation de l’invention est donc moins sensible aux erreurs de mesure ; il ne requiert pas un capteur 11 de haute précision.
Autres
mode
s
de réalisation de l’invention
Dans le mode de réalisation décrit ici, les seuils d’alarme SIBi dsont représentés sous forme de réseaux de courbes RCd, mais ceci n’est pas limitatif. Toute structure de données, par exemple un tableau, un abaque, … permettant d’exprimer, pour un régime moteur RMddonné, le seuil d’alarme SIBi den fonction de la température mesurée par un capteur du dispositif 10 peut être utilisée en remplacement de ce réseau de courbes.
Dans le premier mode de réalisation décrit précédemment, le dispositif de création 20 estime la température TF de l’huile dans le filtre 2 à partir de la température mesurée par le capteur 12 en entrée du moteur 4.
En variante, la température TF de l’huile dans le filtre 2 peut être estimée à partir d’une température de d’huile mesurée en un autre point du circuit 5.
Une mesure de la température ambiante peut être utilisée pour consolider l’estimation de la température TF.
La température TF peut aussi être mesurée par un capteur de température spécifique apte à mesurer directement la température dans le filtre. Dans ce cas-là, l’étape E10 décrite précédemment n’est pas nécessaire.
Dans le premier mode de réalisation décrit précédemment, le dispositif de création 20 estime le débit QF d’huile dans le filtre 2 à partir de la position de la manette 13 qui fournit les consignes au moteur 4.
Dans un autre mode de réalisation, le circuit 5 comporte un régulateur de débit commandé par le calculateur 100. La commande envoyée par le calculateur pour réguler le débit ou une donnée d’état renvoyée au calculateur 100 par le régulateur peuvent être utilisées pour estimer le débit QF dans le filtre 2.
Dans un autre mode de réalisation, le débit QF d’huile dans le filtre peut être mesuré en entrée du filtre 2, ou à un autre endroit du circuit, par un débitmètre, par exemple par une turbine. Dans ce cas-là, l’étape E20 décrite précédemment n’est pas nécessaire.
La mémoire morte 10C du dispositif d’alarme 10 constitue un support d'enregistrement conforme à l'invention, lisible par le processeur 10A et sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur PROGAconforme à l'invention, comportant des instructions pour l'exécution des étapes F10 à F50 d'un procédé de génération d’alarme conforme à l'invention et qui sera décrit en référence à la .
Le programme d'ordinateur PROGAdéfinit des modules fonctionnels du dispositif d’alarme 10 représentés à la (modules logiciels ici), à savoir notamment :
- un module MF10 configuré pour obtenir :
(i) une information délivrée par un capteur du dispositif et représentative d’un débit d’huile à l’intérieur du filtre 2 (par exemple une position de la manette 13, une commande envoyée par le calculateur à un régulateur pour réguler le débit dans le filtre, une donnée d’état renvoyée au calculateur par le régulateur, une mesure du débit d’huile dans le filtre …) ; ;
(ii) une température délivrée représentative d’une température de l’huile à l’intérieur du filtre 2 (par exemple une température mesurée en un autre point du circuit ou dans le filtre lui-même);
(iii) une pression différentielle DP au niveau du filtre 2 ; et
- un module MF50 de génération d’alarme configuré pour générer une alarme Aisi la pression différentielle DP dépasse un seuil d’alarme SIBi ddéterminé en fonction de l’information (i) et de la température (ii).
- un module MF10 configuré pour obtenir :
(i) une information délivrée par un capteur du dispositif et représentative d’un débit d’huile à l’intérieur du filtre 2 (par exemple une position de la manette 13, une commande envoyée par le calculateur à un régulateur pour réguler le débit dans le filtre, une donnée d’état renvoyée au calculateur par le régulateur, une mesure du débit d’huile dans le filtre …) ; ;
(ii) une température délivrée représentative d’une température de l’huile à l’intérieur du filtre 2 (par exemple une température mesurée en un autre point du circuit ou dans le filtre lui-même);
(iii) une pression différentielle DP au niveau du filtre 2 ; et
- un module MF50 de génération d’alarme configuré pour générer une alarme Aisi la pression différentielle DP dépasse un seuil d’alarme SIBi ddéterminé en fonction de l’information (i) et de la température (ii).
Dans le mode de réalisation décrit ici, le dispositif de création 20 a également l’architecture matérielle d’un ordinateur. Il comporte un processeur 20A, une mémoire vive 20B, une mémoire morte 20C, une mémoire flash non volatile 20D, des moyens d'entrée/sortie 20E ainsi que des moyens de communication 20F.
La mémoire morte 20C du dispositif de création 20 constitue un support d'enregistrement conforme à l'invention, lisible par le processeur 20A et sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur PROGCconforme à l'invention, comportant des instructions pour l'exécution des étapes E10 à E70 d'un procédé de création PCconforme à l'invention tel que décrit en référence à la .
Le programme d'ordinateur PROGCenregistré dans la mémoire morte 20C définit des modules fonctionnels du dispositif de création 20 représentés à la (modules logiciels ici), à savoir notamment :
- un module MGM de génération d’un modèle (réseau de courbes, tableau, abaque, …) permettant au dispositif 10 de génération d’alarme d’obtenir un seuil d’alarme SIBi dà partir :
(i) d’une température délivrée par un capteur dudit dispositif et représentative d’une température de l’huile à l’intérieur du filtre 2 ; et
(ii) d’une information délivrée par un capteur du dispositif 10 et représentative d’un débit d’huile de l’huile à l’intérieur dudit filtre ; et
- un module ME70 de stockage de ce modèle RCddans une mémoire non volatile du dispositif 10 de génération d’alarme.
- un module MGM de génération d’un modèle (réseau de courbes, tableau, abaque, …) permettant au dispositif 10 de génération d’alarme d’obtenir un seuil d’alarme SIBi dà partir :
(i) d’une température délivrée par un capteur dudit dispositif et représentative d’une température de l’huile à l’intérieur du filtre 2 ; et
(ii) d’une information délivrée par un capteur du dispositif 10 et représentative d’un débit d’huile de l’huile à l’intérieur dudit filtre ; et
- un module ME70 de stockage de ce modèle RCddans une mémoire non volatile du dispositif 10 de génération d’alarme.
Claims (16)
- Procédé de génération d’alarme dans un aéronef, ce procédé étant mis en œuvre par un dispositif (10) de génération d’alarme embarqué dans ledit aéronef et comportant :
- une étape (F10) d’obtention d’une information (POSd) délivrée par un capteur (18) dudit dispositif (10) et représentative d’un débit d’huile (QF) à l’intérieur d’un filtre (2) à huile de l’aéronef ;
- une étape (F10) d’obtention d’une température (TM, TF) délivrée par un capteur (12) dudit dispositif (10) et représentative d’une température (TF) de l’huile à l’intérieur dudit filtre (2) ;
- une étape (F10) d’obtention d’une pression différentielle (DP) au niveau dudit filtre (2) ; et
- une étape (F50) de génération d’une alarme (Ai) si la pression différentielle (DP) dépasse un seuil d’alarme (SIBi d) obtenu en fonction de ladite information (POSd) et de ladite température (TM, TF). - Procédé de génération d’alarme selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite température (TM, TF) représentative d’une température (TF) de l’huile à l’intérieur dudit filtre (2) est délivrée par un capteur de température (12) apte à mesurer la température de l’huile en dehors du filtre (2).
- Procédé de génération d’alarme selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite information (POSd) est une position (POSd) d’une manette (13) délivrant une consigne au moteur de l’aéronef.
- Procédé de génération selon la revendication 3 dans lequel ledit modèle (RCd) est obtenu pour une position (POSd) de ladite manette correspondant à un régime de décollage de l’aéronef.
- Dispositif (10) de génération d’alarme dans un aéronef, ce dispositif comportant :
- un module (MF10) d’obtention d’une information (POSd) délivrée par un capteur (18) dudit dispositif (10) et représentative d’un débit d’huile (QF) à l’intérieur d’un filtre (2) à huile de l’aéronef ;
- un module (MF10) d’obtention d’une température (TM, TF) délivrée par un capteur (12) dudit dispositif (10) et représentative d’une température (TF) de l’huile à l’intérieur dudit filtre (2);
- un module (MF10) d’obtention d’une pression différentielle (DP) au niveau dudit filtre (2) ; et
- un module (MF50) de génération d’alarme configuré pour générer une alarme (Ai) si la pression différentielle (DP) dépasse un seuil d’alarme (SIBi d) déterminé en fonction de ladite information (POSd) et de ladite température (TM, TF). - Procédé de création d’un modèle (RCd) destiné à être utilisé par un dispositif (10) de génération d’alarme embarqué dans un aéronef, ledit dispositif de génération d’alarme (10) étant configuré pour générer au moins une alarme (Ai) lorsqu’une pression différentielle (DP) dans un filtre (2) à huile de l’aéronef dépasse un seuil d’alarme (SIBi d), ce procédé comportant :
- une étape de génération dudit modèle, ce modèle permettant au dispositif (10) d’obtenir ledit seuil d’alarme (SIBi d) à partir :
(i) d’une température (TM, TF) délivrée par un capteur (12) dudit dispositif (10) et représentative d’une température (TF) de l’huile à l’intérieur du filtre (2) ; et
(ii) d’une information (POSd) délivrée par un capteur (18) dudit dispositif (10) et représentative d’un débit d’huile (QFd) de l’huile à l’intérieur dudit filtre ; et
- une étape (E70) de stockage dudit modèle (RCd) dans une mémoire non volatile (10D) dudit dispositif (10) de génération d’alarme. - Procédé de création selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’il comporte une étape (E10) de détermination d’une fonction de transfert thermique (FTT) permettant d’estimer la température (TF) de l’huile à l’intérieur du filtre (2) à partir d’une température (TM) mesurée par un capteur (12) du dispositif de génération d’alarme (10) en un point d’un circuit d’huile (5) de l’aéronef en dehors du filtre (2), ladite fonction de transfert thermique (FTT) étant utilisée pour générer ledit modèle (RCd).
- Procédé de création selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu’il comporte une étape (E20) de détermination d’une fonction de transfert hydraulique (FTQ) permettant d’estimer le débit d’huile (QF) à l’intérieur du filtre (2) à partir d’un capteur (18) de la position (POSd) d’une manette (13) délivrant une consigne au moteur de l’aéronef, ladite fonction de transfert hydraulique (FTQ) étant utilisée pour générer ledit modèle (RCd).
- Procédé de création selon la revendication 8 dans lequel ledit modèle (RCd) est obtenu pour une position (POSd) de ladite manette correspondant à un régime de décollage de l’aéronef.
- Procédé de création selon l’une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu’il comporte pour au moins un dit débit d’huile (QFd) dans le filtre (2), une étape (E30) de détermination d’une fonction (fd) de détermination de ladite pression différentielle (DPd) en fonction de ladite température (TF) de l’huile dans le filtre (2) et d’une masse (m) de particules d’un polluant contenues dans le filtre (2), ladite fonction (fd) étant utilisée pour générer ledit modèle (RCd).
- Procédé de création selon l’une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu’il comporte une étape (E50) de détermination dudit seuil d’alarme (SIBi d) en fonction d’une masse critique (mci) de particules de polluant contenue dans le filtre (2).
- Dispositif (20) de création d’un modèle (RCd) destiné à être utilisé par un dispositif (10) de génération d’alarme embarqué dans un aéronef, ledit dispositif de génération d’alarme (10) étant configuré pour générer au moins une alarme (Ai) lorsqu’une pression différentielle (DP) au niveau d’un filtre (2) à huile de l’aéronef dépasse un seuil d’alarme (SIBi d), ce dispositif (20) comportant :
- un module (MGM) de génération dudit modèle, ce modèle permettant au dispositif (10) de génération d’alarme d’obtenir ledit seuil d’alarme (SIBi d) à partir :
(i) d’une température (TM, TF) délivrée par un capteur (12) dudit dispositif (10) et représentative d’une température (TF) de l’huile à l’intérieur du filtre (2) ; et
(ii) d’une information (POSd) délivrée par un capteur (18) dudit dispositif (10) et représentative d’un débit d’huile (QFd) de l’huile à l’intérieur dudit filtre ; et
- un module (ME70) de stockage dudit modèle (RCd) dans une mémoire non volatile (10D) dudit dispositif (10) de génération d’alarme. - Programme d’ordinateur (PROGA) comportant des instructions pour l’exécution des étapes du procédé de génération d’alarme selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur.
- Programme d’ordinateur (PROGC) comportant des instructions pour l’exécution des étapes du procédé de création selon l’une quelconque des revendications 6 à 11 lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur.
- Aéronef comportant un dispositif (10) de génération d’alarme selon la revendication 5.
- Support (10C, 20C) comportant un programme d’ordinateur selon la revendication 13 ou selon la revendication 14.
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| FR2101796A FR3120096A1 (fr) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | Procédé et dispositif de génération d’alarme pour la surveillance d’un filtre à huile dans un aéronef |
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| CN202280016859.4A CN116888354A (zh) | 2021-02-24 | 2022-02-18 | 用于生成用于监测航空器中的油过滤器的警报的方法和装置 |
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