飛行器電制動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于飛行器的電動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)正逐步取代許多商業(yè)和軍事飛行器上的液壓系統(tǒng)。當(dāng)前的“線控制動(dòng)”飛行器系統(tǒng)可以具有總體集中式架構(gòu)，其中對(duì)飛行員輸入進(jìn)行解釋并且命令和監(jiān)控信號(hào)經(jīng)由數(shù)據(jù)總線、作為模擬/離散信號(hào)通信至制動(dòng)控制單元(B⑶)。在US 2008/0030069 Al中描述了示例性的集中式架構(gòu)。
[0003]B⑶解釋來(lái)自飛行器駕駛艙控制裝置和航空電子設(shè)備的命令，并且計(jì)算用于飛行器的每個(gè)受致動(dòng)的起落裝置輪的制動(dòng)力命令。這可以包括快速循環(huán)防滑控制。
[0004]每個(gè)制動(dòng)輪將具有用于向用于該輪的制動(dòng)器提供夾緊力的至少一個(gè)機(jī)電致動(dòng)器(EMA)，所述制動(dòng)輪將夾緊力轉(zhuǎn)換成制動(dòng)力矩。機(jī)電致動(dòng)器控制器(EMAC)可以設(shè)置在起落裝置艙內(nèi)并且可以電連接至與輪和制動(dòng)器組耦接的多個(gè)制動(dòng)EMA。典型地，每個(gè)輪和制動(dòng)器組包括經(jīng)由制動(dòng)組件耦接至輪的多個(gè)制動(dòng)EMA。EMAC解釋來(lái)自B⑶的制動(dòng)力命令，并且接收電力，以提供驅(qū)動(dòng)EMA的電力。
[0005]典型地提供至少兩個(gè)B⑶?？梢栽O(shè)置多個(gè)B⑶以用于冗余和/或故障容差。在冗余配置中，可以將BCU分配給特定的側(cè)，例如飛行器航空電子設(shè)備網(wǎng)側(cè)或電力網(wǎng)側(cè)。EMAC可以因此接收來(lái)自任意BCU的制動(dòng)力命令。為了使部件的通用性最大化，EMAC可以全部相同，以使部件的設(shè)計(jì)、制造、安裝、維修、更換等的成本和復(fù)雜性最小化。因此存在若干EMAC同時(shí)發(fā)生故障從而導(dǎo)致制動(dòng)控制的部分喪失或全部喪失的可能性，這是不期望的。EMAC可以被認(rèn)為是“復(fù)雜”部件，也就是說(shuō)EMAC是不完全可測(cè)試的，如在ARP4754中所限定的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種用于飛行器的電動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，包括:機(jī)電制動(dòng)致動(dòng)器(EMA制動(dòng)器)，靠近飛行器的輪，所述EMA制動(dòng)器包括電機(jī)；機(jī)電致動(dòng)器控制器(EMAC)，所述EMAC包括用于生成用于EMA制動(dòng)器的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第一電機(jī)控制器和用于生成用于EMA制動(dòng)器的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二電機(jī)控制器，其中，所述第一電機(jī)控制器與所述第二電機(jī)控制器不同以防止第一電機(jī)控制器和第二電機(jī)控制器發(fā)生共同模式故障。
[0007]第一電機(jī)控制器和第二電機(jī)控制器中的每個(gè)均可以包括用于生成脈寬調(diào)制信號(hào)的硬件。
[0008]第一電機(jī)控制器和第二電機(jī)控制器中的每個(gè)均可以包括選自自由以下各項(xiàng)構(gòu)成的組的不同硬件:微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器、專用集成電路、可編程邏輯器件、復(fù)雜可編程邏輯器件、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列以及基于晶體管的分立電子開(kāi)關(guān)電路。
[0009]所述電動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)還可以包括:制動(dòng)控制單元(B⑶)，所述B⑶用于在正常操作模式期間生成用于所述EMAC的制動(dòng)力命令信號(hào)；以及緊急制動(dòng)控制單元(eBCU)，所述eBCU用于在緊急操作模式期間生成用于所述EMAC的制動(dòng)力命令信號(hào)。
[0010]所述B⑶和/或所述eB⑶可以連同所述EMAC —起被設(shè)置在共用線路可更換單元(LRU)中，或者可以被設(shè)置成遠(yuǎn)離EMAC。
[0011]所述B⑶可以被設(shè)置在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器(RDC)中，并且可選地所述eB⑶也可以被設(shè)置在所述RDC中，所述RDC被配置成安裝在飛行器的起落裝置的輪或軸區(qū)域中。
[0012]所述EMAC可以連同所述EMA制動(dòng)器一起被設(shè)置在共用線路可更換單元(LRU)中，或者可以被設(shè)置成遠(yuǎn)離EMA制動(dòng)器。
[0013]所述B⑶可以操作于正常制動(dòng)信道，所述eB⑶可以操作于緊急制動(dòng)信道，所述第一電機(jī)控制器可以操作于正常電機(jī)控制信道，并且所述第二電機(jī)控制器可以操作于緊急電機(jī)控制信道。所述BCU可以被配置成與第一電機(jī)控制器進(jìn)行通信而不與第二電機(jī)控制器進(jìn)行通信，并且所述eBCU可以被配置成與所述第二電機(jī)控制器進(jìn)行通信而不與所述第一電機(jī)控制器進(jìn)行通信。
[0014]例如，正常制動(dòng)信道與正常電機(jī)控制信道可以稱接以形成正常信道,并且緊急制動(dòng)信道與緊急電機(jī)控制信道可以耦接以形成緊急信道，并且所述系統(tǒng)還可以包括用于在正常信道與緊急信道之間進(jìn)行切換的開(kāi)關(guān)。
[0015]可替選地，所述B⑶可以被配置成與第一電機(jī)控制器或第二電機(jī)控制器進(jìn)行通信，并且eB⑶可以被配置成與第一電機(jī)控制器或第二電機(jī)控制器進(jìn)行通信。
[0016]可以設(shè)置用于在正常制動(dòng)信道與緊急制動(dòng)信道之間進(jìn)行切換的第一開(kāi)關(guān)，并且可以設(shè)置用于在正常電機(jī)控制信道與緊急電機(jī)控制信道之間進(jìn)行切換的第二開(kāi)關(guān)。所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)能夠獨(dú)立地進(jìn)行切換。
[0017]可以在正常電機(jī)控制信道和緊急電機(jī)控制信道與EMA制動(dòng)器之間在操作上耦接源開(kāi)關(guān)，以用于根據(jù)所選擇的電機(jī)控制信道來(lái)切換EMA制動(dòng)器控制。可替選地，可以在正常電機(jī)控制信道和緊急電機(jī)控制信道與EMA制動(dòng)器之間在操作上耦接或(OR)門，以用于根據(jù)在操作的電機(jī)控制信道來(lái)控制EMA制動(dòng)器。
[0018]所述B⑶可以包括冗余制動(dòng)控制信道，每個(gè)冗余制動(dòng)控制信道均經(jīng)由相應(yīng)的數(shù)據(jù)總線與飛行器駕駛艙控制裝置和航空電子設(shè)備進(jìn)行通信。
[0019]所述B⑶和/或所述eB⑶能夠進(jìn)行操作以執(zhí)行防滑制動(dòng)控制。
[0020]此外，一種飛行器，包括上述電動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]現(xiàn)在將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，其中:
[0022]圖1示出了以集中式航空電子設(shè)備為特征的電動(dòng)飛行器制動(dòng)系統(tǒng)的第一實(shí)施方式；
[0023]圖2示出了第一實(shí)施方式的單個(gè)EMA的控制的示意圖；
[0024]圖3示出了具有不同的正常電機(jī)控制器和緊急電機(jī)控制器的第一實(shí)施方式中所使用的EMAC的不意圖；
[0025]圖4示出了用于圖3中所示的EMAC的控制方案的第一示例；
[0026]圖5示出了用于圖3中所示的EMAC的控制方案的第二示例；
[0027]圖6詳細(xì)示出了在圖4的第一示例EMAC中所使用的不同電機(jī)控制器；
[0028]圖6a詳細(xì)示出了在圖4的第一示例EMAC中所使用的不同電機(jī)控制器的可替選設(shè)置；
[0029]圖7詳細(xì)示出了在圖5的第二示例EMAC中所使用的不同電機(jī)控制器；
[0030]圖7a詳細(xì)示出了在圖5的第二示例EMAC中所使用的不同電機(jī)控制器的可替選設(shè)置；
[0031]圖8示出了以集中式航空電子設(shè)備和“智能’?ΜΑ為特征的電動(dòng)飛行器制動(dòng)系統(tǒng)的第二實(shí)施方式；
[0032]圖9示出了第二實(shí)施方式的單個(gè)智能EMA的控制的示意圖；
[0033]圖10示出了在第二實(shí)施方式中所使用的、具有不同的正常電機(jī)控制器和緊急電機(jī)控制器的智能EMA的示意圖,所述智能EMA使用了與圖4至圖7a中所示的控制方案相同的控制方案；
[0034]圖11示出了以分布式航空電子設(shè)備為特征的、具有“智能”EMAC的電動(dòng)飛行器制動(dòng)系統(tǒng)的第三實(shí)施方式；
[0035]圖12示出了第三實(shí)施方式的單個(gè)EMA的控制的示意圖；
[0036]圖13示出了在第三實(shí)施方式中所使用的、具有不同的正常電機(jī)控制器和緊急電機(jī)控制器以及集成B⑶和eB⑶功能的“智能” EMAC的示意圖；
[0037]圖14示出了用于在圖13所示的智能EMAC的控制方案的第一示例；
[0038]圖15示出了用于圖13中所示的智能EMAC的控制方案的第二示例；
[0039]圖16示出了以分布式航空電子設(shè)備為特征的、具有“智能^EMAC和獨(dú)立的緊急BCU功能的電動(dòng)飛行器制動(dòng)系統(tǒng)的第四實(shí)施方式；
[0040]圖17示出了第四實(shí)施方式的單個(gè)EMA的控制的示意圖；
[0041]圖18示出了在第四實(shí)施方式中所使用的、具有不同的正常電機(jī)控制器和緊急電機(jī)控制器以及集成BCU功能的“智能” EMAC的示意圖；
[0042]圖19示出了以全分布式航空電子設(shè)備為特征的電動(dòng)飛行器制動(dòng)系統(tǒng)的第五實(shí)施方式，所述電動(dòng)飛行器制動(dòng)系統(tǒng)具有“智能” EMA和具有集成BCU和eBCU功能的“智能”輪/ 軸 RDC ；
[0043]圖20示出了第五實(shí)施方式的單個(gè)智能EMA的控制的示意圖；
[0044]圖21示出了在第五實(shí)施方式中所使用的、具有不同的正常電機(jī)控制器和緊急電機(jī)控制器的智能EMA的示意圖；
[0045]圖22示出了第五實(shí)施方式的以B⑶和eB⑶功能為特征的智能輪/軸RDC的示意圖；
[0046]圖23示出了用于圖21中所示的智能EMA的控制方案的第一示例；
[0047]圖24示出了用于圖21中所示的智能EMA的控制方案的第二示例；
[0048]圖25示出了以全分布式航空電子設(shè)備為特征的電動(dòng)飛行器制動(dòng)系統(tǒng)的第六實(shí)施方式，所述電動(dòng)飛行器制動(dòng)系統(tǒng)具有“智能” EMA和具有集成BCU功能的“智能”輪/軸RDC以及獨(dú)立的eBCU功能；
[0049]圖26示出了第六實(shí)施方式的單個(gè)智能EMA的控制的示意圖；
[0050]圖27示出了在第五實(shí)施方式中所使用的、具有不同的正常電機(jī)控制器和緊急電機(jī)控制器的智能EMA的示意圖；
[0051]圖28示出了第六實(shí)施方式的以BCU功能為特征的智能輪/軸RDC的示意圖；
[0052]圖29示出了用于完全分布式電動(dòng)飛行器制動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)的、具有集成BCU和eBCU功能的完全智能EMA ；
[0053]圖30示出了用于完全分布式電動(dòng)飛行器制動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)的、具有集成BCU功能的智能 EMA ；
[0054]圖31示出了用于完全分布式電動(dòng)飛行器制動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)的、具有集成eBCU功能的智能EMA ；
[0055]圖32示出了用于圖29所示的完全智能EMA的控制方案的第一示例；
[0056]圖33示出了用于圖29所示的完全智能EMA的控制方案的第二示例；以及
[0057]圖34中的表I列出了附圖中所示的功能塊的簡(jiǎn)要描述。
【具體實(shí)施方式】
[0058]在圖1所示的第一實(shí)施方式的電動(dòng)飛行器制動(dòng)系統(tǒng)100被配置成用于具有兩個(gè)受制動(dòng)主起落裝置的飛行器，其中一個(gè)受制動(dòng)主起落裝置在飛行器中心線的任一側(cè)。然而，將要理解的是，本文中所描述的本發(fā)明涉及具有制動(dòng)輪的任何飛行器配置，包括具有兩個(gè)以上的主起落裝置和/或受制動(dòng)前端起落裝置的飛行器。
[0059]制動(dòng)系統(tǒng)100以集中式航電子設(shè)備為特征。制動(dòng)系統(tǒng)包括雙幾余制動(dòng)控制單兀(B⑶)121、122，B⑶121、122被分配至特定側(cè)，例如飛行器航空電子設(shè)備網(wǎng)側(cè)或電力網(wǎng)側(cè)(側(cè)1、側(cè)2等)。B⑶121、122經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)總線111接收來(lái)自飛行器駕駛艙控制裝置和航空電子設(shè)備110的輸入以及模擬和/或離散信號(hào)112 (例如來(lái)自制動(dòng)踏板發(fā)射器單元(BPTU)，表示制動(dòng)踏板角度)。注意，在附圖中未示出所有的信號(hào)路徑，以免使本發(fā)明的描述的清晰度變得模糊。
[0060]B⑶121、122解釋來(lái)自飛行器駕駛艙控制裝置和航空電子設(shè)備110的信號(hào)并且向機(jī)電致動(dòng)器控制器(EMAC) 141、142、143、144發(fā)出基于每個(gè)輪的制動(dòng)力命令。在圖1中所示出的飛行器配置中存在