通過兩構件組合作用維持壓緊力的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種飛機機電制動系統(tǒng)，包括制動控制裝置（10）和配裝到飛機的至少一個制動輪（3）的至少一個機電制動器（1），制動器（1）配裝有摩擦件（2）和具有推壓件（6）的至少一個機電致動器（4），推壓件（6）適于借助電動機（7）移動，致動器（4）還具有用于將推壓件（6）阻塞就位的阻塞件（8），控制裝置（10）適于使制動系統(tǒng)至少以受控模式或停泊模式運行。根據(jù)本發(fā)明，控制裝置（10）適于使制動系統(tǒng)以稱為“組合”模式的附加制動模式運行，在該“組合”模式中，啟用電動機（7）以將推壓件（6）帶到其施加給定保持力的位置，然后在維持電動機（7）啟用的同時啟用阻塞件（8）以使推壓件（6）能夠產(chǎn)生高于保持力的附加力。
【專利說明】通過兩構件組合作用維持壓緊力的系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飛機機電制動系統(tǒng)，包括制動控制裝置和配裝到飛機的至少一個制動輪的至少一個機電制動器。
【背景技術】
[0002]飛機制動系統(tǒng)的機電制動器傳統(tǒng)上包括摩擦盤的堆疊件和多個機電致動器，每個機電致動器具有適于借助電動機移動以選擇性地將壓緊力施加在盤堆疊件上的推壓件。各致動器還包括用于將推壓件阻塞就位的阻塞件。
[0003]這些機電制動器通常設計成以三種制動模式運行，這里稱為“受控”模式、“停泊”模式、以及“保護”模式。
[0004]在由于飛機駕駛員致動制動踏板或自動制動桿而啟動的受控模式中，與制動器關聯(lián)的制動控制裝置接收受控制動設定點，且它們將電力輸送到制動器的每個致動器的電動機，以使致動器產(chǎn)生對應于設定點的壓緊力。例如，控制裝置包括機電致動器控制器(EMAC)和電子制動控制單元(EBCU)。
[0005]在由于駕駛員致動停泊選擇器而啟動的停泊模式中，控制裝置向電動機輸送電力，從而將推壓件帶入其施加一定壓緊力的位置，且然后它們啟用阻塞件來阻塞推壓件，且它們關掉電動機。當特定段時間內需要防止飛機在地面上運動時，為了保持飛機靜止的目的而在各停泊階段使用停泊模式。給定作為溫度函數(shù)的制動器的各部件(散熱器、扭力管、用于保持散熱器的板等)的尺寸的變量，所要維持的力隨時間變化，且必需提供控制裝置來實施調節(jié)，從而調節(jié)推壓件的位置。
[0006]保護模式使得能夠通過切斷致動器的電動機的電源來保護它們，從而防止電動機的溫度變得過高。然后啟用致動器的阻塞件，并自身作用以維持得到的壓緊力。保護模式通常由于制動系統(tǒng)內部的指令而以對于駕駛員明顯的方式啟用。
[0007]在停泊和保護模式中，壓緊力稱為“保持”力，即僅通過阻塞件在推壓件上的作用而維持的壓緊力。
[0008]業(yè)已發(fā)現(xiàn)在制動器上施加高級別應力的情況下使用停泊和保護模式。
[0009]因此，停泊模式用于在推進發(fā)動機上進行推力測試的同時防止飛機移動。制動器的阻塞件需要能夠維持的保持力非常高。
[0010]當飛行員使用受控模式在跑道停止位置處保持飛機靜止時，飛機使其推進發(fā)動機作用，在長等待時間內，致動器的電動機的溫度可能由于輸送維持力而變得太高。則通過制動系統(tǒng)啟用保護模式，因此需要阻塞件尺寸做成能夠維持可能較大的該保持力。
[0011]阻塞件在停泊和保護模式中的這種使用具有制動系統(tǒng)或制動致動器的設計者通常遇到的兩個技術難點。
[0012]第一個難點涉及當飛機處于停泊階段時用于進行調節(jié)的邏輯。該邏輯涉及致使推壓件的位置被調節(jié)。當保持力變化的方式未知時，通過施加高的力進行調節(jié)，由此趨于使各致動器過早老化。[0013]此外，阻塞件往往根據(jù)使飛機在跑道停止位置處保持靜止或進行推力測試時所需的壓緊力來設定尺寸。因為這些情況所需的保持力遠大于停泊階段期間所需的保持力，阻塞件在停泊階段期間相對于通常所需的尺寸將顯著過大。

【發(fā)明內容】

[0014]本發(fā)明的目的是解決上述技術難點。
[0015]為了實現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供一種飛機機電制動系統(tǒng)，包括制動控制裝置和配裝到飛機的至少一個制動輪的至少一個機電制動器，制動器配裝有摩擦件和具有推壓件的至少一個機電致動器，推壓件適于借助電動機移動，以便選擇性地對摩擦件施加壓緊力，致動器還具有用于將推壓件阻塞就位的阻塞件，控制裝置適于使制動系統(tǒng)至少以受控模式或停泊模式運行，在受控模式中，電動機受控制以響應于制動設定點選擇性地施加壓緊力，在停泊模式中，電動機受控制以將推壓件帶到其對摩擦件施加停泊力的位置，并然后啟用阻塞件并停用電動機。根據(jù)本發(fā)明，控制裝置適于使制動系統(tǒng)以稱為“組合”模式的附加制動模式運行，在該“組合”模式中，啟用電動機以將推壓件帶到其施加給定保持力的位置，然后在維持電動機啟用的同時啟用阻塞件，以使推壓件能夠產(chǎn)生高于保持力的附加力。
[0016]阻塞件和電動機的組合作用使得能夠產(chǎn)生大于阻塞件自身能夠維持的保持力的相對大的力，因此使飛機能夠在跑道停止位置保持靜止，或同時進行發(fā)動機推力測試而無需使阻塞件或電動機尺寸過大(因為其變熱的量受限)。
[0017]此外，通過在停泊階段啟用組合模式，能夠通過觀察電動機消耗的電流來探測由制動器尺寸變化造成的壓緊力的變化，因此能夠更精確地評估調整壓緊力的需要。這避免了過度或太頻繁調整推壓件位置的需要，由此降低致動器過早老化的風險。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]根據(jù)參照附圖給出的以下說明可更好地理解本發(fā)明，附圖中:
[0019].圖1示出裝有包含在本發(fā)明的制動系統(tǒng)中的機電制動器的輪子；
[0020].圖2a示出根據(jù)時間的制動力設定點；
[0021].圖2b示出響應于制動設定點啟動致動器的阻塞件的信號和致動器的電動機消耗的電流；以及
[0022].圖2c示出電動機和阻塞件的組合作用產(chǎn)生的總壓緊力以及電動機和阻塞件對該總壓緊力的貢獻。
【具體實施方式】
[0023]參照圖1，飛機的機電制動器I包括摩擦件，在該實例中是盤堆疊件2，盤堆疊件2交替地包括限制成與輪子3 —起轉動用于制動的盤和在轉動中靜止的盤。
[0024]機電制動器I還具有由致動器承載件5承載的多個致動器4 (示出兩個)，以便延伸成面對盤堆疊件2。每個致動器4具有推壓件6以及阻塞件8，該推壓件6適于借助于電動機7朝向盤堆疊件2移動，從而壓抵盤堆疊件并因此產(chǎn)生壓緊力，阻塞件8使推壓件6能夠阻塞在先前建立的位置。在該實例中，阻塞件8尺寸設置成在停泊階段用于日常使用，且其尺寸不過大以允許在推力測試期間或飛機停在跑道停止位置時使用。[0025]除了類似于制動器I并配裝到飛機的制動輪的機電制動器之外，本發(fā)明的制動系統(tǒng)還具有用于控制制動器的致動器的制動控制裝置10。
[0026]本發(fā)明的制動系統(tǒng)設計成以至少四種制動模式運行:
[0027].稱為“受控”模式的制動模式；
[0028].稱為“停泊”模式的制動模式；
[0029].稱為“保護”模式的制動模式；以及
[0030].稱為“組合”模式的制動模式。
[0031]在受控模式中，控制裝置10接收由于駕駛員致動飛機駕駛艙12中的制動踏板13、或者致動與自動制動配合的稱為自動制動器14的桿而發(fā)出的制動指令，且它們響應于該指令而發(fā)出制動設定點?？刂蒲b置10通過產(chǎn)生并調制輸送到每個致動器4的電動機7的電功率而響應于該設定值。
[0032]在停泊模式中，控制裝置10直接接收由于駕駛員致動停泊選擇器15而發(fā)出的停泊制動指令。然后控制裝置10產(chǎn)生用于每個致動器4的電動機7的電功率，從而使電動機7能夠將致動器的推壓件6帶到其對盤堆疊件2施加停泊力的位置?？刂蒲b置10然后啟用每個致動器4的阻塞件8，從而將推壓件6阻塞就位，且然后它們停用電動機7?？刂蒲b置10定期重復這些步驟，從而調整停泊力，因為停泊力可能已經(jīng)由于制動器部件的尺寸隨溫度變化而改變。
[0033]保護模式由于控制裝置10探測到一個或多個電動機7的溫度超過一定閾值而啟用(當飛機處于靜止時)?？刂蒲b置10然后防止電動機通電，且它們啟用相應致動器4的阻塞件8。阻塞件8能夠自身維持尋求到的壓緊力。
[0034]應觀察到，在以這三種模式中任一種進行制動期間，致動器4的電動機7和阻塞件8不被控制成同時啟動，可能有短的瞬時例外。
[0035]在組合模式中，控制裝置10接收制動指令且它們產(chǎn)生組合制動設定點。控制裝置10然后通過向電動機供電而啟用電動機7，且電動機將推壓件帶到其施加一定壓緊力的位置?？刂蒲b置10然后啟用阻塞件8，從而其將推壓件6阻塞就位。電動機繼續(xù)啟用，使得在電動機7和阻塞件8的組合作用下，推壓件6產(chǎn)生大于由阻塞件8自身施加的保持力的附加力，因此還使得能夠降低電動機的電功率消耗并因此減少其發(fā)熱。
[0036]組合模式用于在對應于兩種主要需求的特定預定義條件下代替停泊模式或保護模式:
[0037].使得能夠維持壓緊力大于停泊構件自身的保持力；以及
[0038].在正常使用停泊模式的情況下(停泊等的同時)監(jiān)測壓緊力的變化。
[0039]在該實例中，由制動系統(tǒng)內部的命令自動產(chǎn)生組合制動指令,產(chǎn)生該組合制動指令是由于:
[0040].探測用于停泊模式和用于發(fā)動機推力的同時命令(在該探測對應于例如正在測試發(fā)動機推力的情況);
[0041].當制動器致動器電動機的溫度太高時探測發(fā)動機推力命令(在這種探測對應于例如使飛機在跑道停止位置保持靜止的情況);以及
[0042].探測需要所要維持的壓緊力大于閾值的停泊模式命令(在這種探測對應于其中所需壓緊力級別較高的停泊階段的情況)。[0043]在推力測試情況下或在使飛機在跑道停止位置保持靜止的情況下，使用組合模式以將大于阻塞裝置自身能夠維持的保持力的相對大的壓緊力施加到盤堆疊件2上。
[0044]因此，如圖2a、2b和2c可見，當控制裝置10在從時間T = TO到T = T2的時段接收指令以執(zhí)行組合模式制動，從而實現(xiàn)目標壓緊力TargForce時，它們產(chǎn)生制動設定點SetP。在T = TO時，控制裝置10通過對電動機7輸送電動機電流頂而對電動機7供電。該電動機電流IM使電動機能夠被控制，使得其移動推壓件，從而產(chǎn)生等于目標壓緊力TargForce的電動機壓緊力MForce。此時阻塞件8停用。由電動機和阻塞件組合作用產(chǎn)生的總力TotForce因此等于力Mforce。
[0045]電動機7被控制成維持力TargForce —段時間，直到時間T = Tl為止。阻塞件8在TO與Tl之間保持停用。
[0046]此后，在T = Tl時，啟用阻塞件8。阻塞件阻塞推壓件并維持保持力HoldForce。由電動機7產(chǎn)生的壓緊力Mforce減小，電動機對總壓緊力TotForce的貢獻變得相對較小。因此，總力TotForce等于力HoldForce與Mforce之和。
[0047]因此，在時間T = Tl與T = T2之間，電動機和阻塞件的組合作用使得能夠產(chǎn)生等于目標力TargForce的總壓緊力TotForce,目標力TargForce大于阻塞件的保持力HoldForce0
[0048]該目標壓緊力可相對大，且其使飛機能夠在停止位置狀態(tài)或發(fā)動機推力測試狀態(tài)或停泊狀態(tài)保持靜止，而無需阻塞件或電動機尺寸過大。
[0049]本發(fā)明制動系統(tǒng)的組合模式對于飛機在停泊階段時調整停泊力也是尤其有利的。
[0050]該調整可實施成精確進行維持目標壓緊力所需的調整次數(shù)。在組合模式，控制裝置10在使電動機7持續(xù)輸送恒定壓緊力的同時使阻塞件8將推壓件6阻塞就位。電動機7因此被持續(xù)供電，因此使得能夠由于電動機消耗的電流的獲取測量值而評估由致動器施加的壓緊力的變化。
[0051]在停泊階段期間的組合模式中，為了控制致動器4的電動機7，定義三個電流閾值，稱為Isat, Smin以及Smax。
[0052]閾值Isat是用于限制停泊階段期間電動機7的電流消耗的電流閾值。該閾值因此使得能夠在給定使用的飛機電池的容量的情況下確保電力消耗不是太大。
[0053]閾值Smin和Smax是用于精確確定需要調整推壓件6的位置的時刻的電流閾值。在制動器I的部件尺寸變化的情況下，所要維持的停泊力變化，由此產(chǎn)生所消耗電流的變化。閾值Smin和Smax尺寸設定成使得如果電動機消耗的電流小于Smin或大于Smax,則意味著必須調整推壓件6的位置，使得所需停泊力維持在可接受限值之間。
[0054]停泊調整由控制目標停泊維持力的控制裝置10觸發(fā)。為此目的，它們控制電動機
7,使其產(chǎn)生電動機制動扭矩，該電動機制動扭矩產(chǎn)生目標壓緊力，然后阻塞件停用。
[0055]然后電動機7自身作用短時瞬間，以維持該目標壓緊力。
[0056]此后，阻塞件8停用且其維持保持力。電動機制動扭矩減小，但維持成使得致動器繼續(xù)產(chǎn)生大于保持力的目標壓緊力。
[0057]然后啟用觸發(fā)器閾值Isat、Smin以及Smax。
[0058]當電動機7消耗的電流變得小于Smin或大于Smax時，控制裝置10進行調整。該調整在于將阻塞件8解除阻塞，將推壓件6定位在其施加目標壓緊力的位置，并然后重新啟用阻塞件8，同時繼續(xù)對電動機7供電。
[0059]應當觀察到，僅在阻塞件不啟用時，啟用高于閾值Smax的電流的探測通道。
[0060]在電流變得小于Smin或大于Smax的每次場合下，在電源可用的時間內，在整個停泊階段重復該調整。
[0061]由于在該停泊階段期間電動機7持續(xù)啟用，由致動器產(chǎn)生的壓緊力用于補償停泊力的少量變化。這避免進行太大的調整或太頻繁且因此無意義的調整，且降低由于致動器過早老化的任何風險，并降低電動機的電力消耗。
[0062]本發(fā)明并不限于上述特定實施例，而是相反涵蓋落入由權利要求書限定的本發(fā)明范圍內的任何變型。
[0063]盡管使用簡化結構來說明本發(fā)明的制動系統(tǒng)，但本發(fā)明當然覆蓋某些其它結構的制動系統(tǒng)，只要其包括控制具有電動機、推壓件和阻塞件的至少一個機電致動器的制動控制裝置。因此規(guī)定使用由一個或多個制動計算機(EBCU)以及一個或多個致動器控制器(EMAC)構成的控制裝置以提供具有某些任意數(shù)量的致動器等的制動器。
[0064]盡管以上陳述了使組合模式由于制動系統(tǒng)探測到特定狀態(tài)而自動運行，但還可設置駕駛艙內的控制件以使駕駛員能夠啟用組合模式。
【權利要求】
1.一種飛機機電制動系統(tǒng)，包括制動控制裝置(10)和配裝到飛機的至少一個制動輪(3)的至少一個機電制動器(1)，所述制動器(I)配裝有摩擦件(2)和具有推壓件(6)的至少一個機電致動器(4)，所述推壓件(6)適于借助電動機(7)移動，以便選擇性地對所述摩擦件(2)施加壓緊力，所述致動器(4)還具有用于將所述推壓件(6)阻塞就位的阻塞件(8)，所述控制裝置(10)適于使所述制動系統(tǒng)至少以受控模式或停泊模式運行，在所述受控模式中，所述電動機(7)受控制以響應于制動設定點選擇性地施加壓緊力，在所述停泊模式中，所述電動機(7)受控制以將所述推壓件(6)帶到其對所述摩擦件(2)施加停泊力的位置，并然后啟用所述阻塞件并停用所述電動機， 所述系統(tǒng)的特征在于，所述控制裝置(10)適于使所述制動系統(tǒng)以稱為“組合”模式的附加制動模式運行，在所述“組合”模式中，啟用所述電動機(7)以將所述推壓件(6)帶到其施加給定保持力的位置，然后在維持所述電動機(7)啟用的同時啟用所述阻塞件(8)，以使所述推壓件(6)能夠產(chǎn)生高于所述保持力的附加力。
2.根據(jù)權利要求1所述的制動系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置(10)適于: ?控制所述電動機(7)以將所述推壓件帶到其施加大于所述保持力的目標壓緊力的位置，所述阻塞件(8)停用； ?當所述推壓件施加等于所述保持力的力時，啟用所述阻塞件(8)以阻塞所述機電致動器(4)的所述推壓件(6); ?減小由所述電動機產(chǎn)生的力；以及 ?維持所述電動機啟用以使所述推壓件(6)能夠產(chǎn)生等于所述目標力的力。
3.根據(jù)權利要求1所述的制動系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置(10)還適于:在組合模式中，當由所述電動機(7)消耗的電流變得大于最大電流閾值(Smax)或小于最小電流閾值(Smin)時，調整所述推壓件的位置。
4.根據(jù)權利要求3所述的制動系統(tǒng)，其特征在于，調整所述推壓件的位置包括: ?停用所述阻塞件(8); ?控制所述電動機(7)以將所述推壓件帶到其施加所述目標壓緊力的位置；以及 ?在維持所述電動機啟用的同時啟用所述阻塞件(8)，從而使所述推壓件(6)能夠產(chǎn)生等于所述目標力的力，并然后減小由所述電動機產(chǎn)生的力。
5.根據(jù)任一前述權利要求所述的制動系統(tǒng)，其特征在于，通過探測與來自飛機的推進發(fā)動機的推力同時的用于在停泊模式中制動的命令、或者通過探測用于停泊制動模式的命令以產(chǎn)生大于預定力閾值的壓緊力、或者通過駕駛員對致動件采取動作而啟用所述組合模式。
6.根據(jù)任一前述權利要求所述的制動系統(tǒng)，其特征在于，所述電動機(7)的電力消耗受到預定電流閾值(Isat)的限制。
【文檔編號】B64C25/44GK103786876SQ201310513461
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權日:2012年10月26日
【發(fā)明者】D·恩夫羅伊, T·列佩奇, F·賽利斯, F·拉戈 申請人:梅西耶-布加蒂-道提公司