飛機(jī)的高升力系統(tǒng)的監(jiān)控的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了飛機(jī)的高升力系統(tǒng)的監(jiān)控。在一種配置中，用于監(jiān)控高升力系統(tǒng)的方法包括監(jiān)控高升力系統(tǒng)的第一驅(qū)動站的第一電流消耗，以及監(jiān)控高升力系統(tǒng)的第二驅(qū)動站的第二電流消耗。該方法進(jìn)一步包括比較第一電流消耗和第二電流消耗以確定第一電流消耗和第二電流消耗之間的差值是否超過閾值，并且如果第一電流消耗和第二電流消耗之間的差值超過閾值則生成故障信號。
【專利說明】飛機(jī)的高升力系統(tǒng)的監(jiān)控

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及固定機(jī)翼飛機(jī)的高升力系統(tǒng)的領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]高升力系統(tǒng)被利用在飛機(jī)的機(jī)翼上以增加在將起飛或著陸期間的升力或拖拽。一種類型的高升力系統(tǒng)使用機(jī)翼的尾緣上的襟翼。襟翼是可移動的表面，其可以在起飛和著陸期間延伸，并且在巡航速度下可縮回。
[0003]存在多種用于延伸和縮回機(jī)翼上的尾緣襟翼的致動系統(tǒng)。一種特定類型的致動系統(tǒng)使用在襟翼的每側(cè)上的驅(qū)動站。當(dāng)驅(qū)動站被安裝在襟翼的任一側(cè)時，在驅(qū)動站之間沒有機(jī)械作用，這種類型的致動系統(tǒng)指的是“分布式”致動系統(tǒng)。驅(qū)動站包括馬達(dá)、齒輪系和驅(qū)動螺桿，驅(qū)動螺桿通過致動器臂連接到襟翼。驅(qū)動站中的馬達(dá)(例如電動馬達(dá))通過齒輪系以向前的或反方向的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動螺桿。驅(qū)動螺桿將馬達(dá)以及齒輪系的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性運(yùn)動以施加運(yùn)動到致動器臂。隨著致動器臂被驅(qū)動螺桿推或拉，連接到致動器臂的襟翼被延伸或縮回。它也有可能是具有帶有旋轉(zhuǎn)輸出而不是線性輸出的旋轉(zhuǎn)配置的致動器布置。
[0004]當(dāng)驅(qū)動站在襟翼的一側(cè)斷開并且不再能夠施加運(yùn)動到襟翼上時機(jī)械故障可出現(xiàn)。在該故障出現(xiàn)后，襟翼的一側(cè)上的驅(qū)動站可以承載保持襟翼在選擇的位置中的全部負(fù)載。例如，當(dāng)飛機(jī)正在起飛或著陸時，襟翼被保持在所選擇的位置(例如，完全延伸或部分地延伸)以增加拖拽或升力。當(dāng)襟翼在一側(cè)正被保持在位置中時，襟翼可以在足夠空氣負(fù)載下實際上扭曲。該狀況被稱為“慣性滑行歪斜”故障。
[0005]如果當(dāng)故障出現(xiàn)時襟翼正被主動延伸或縮回(例如，在驅(qū)動站內(nèi)的阻礙或斷開)，然后襟翼將僅從一側(cè)被驅(qū)動，這可以造成襟翼的扭曲。該狀況被稱為“動力歪斜”故障。這兩種故障狀況都可以損壞飛機(jī)的高升力系統(tǒng)。
[0006]因此，有考慮上述的一個或更多個問題以及其它可能問題的一種方法將是有利的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本文所描述的結(jié)構(gòu)提供用于監(jiān)控故障的高升力系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。在一種配置，方法包括監(jiān)控高升力的第一驅(qū)動站的第一電流消耗，以及監(jiān)控高升力的第二驅(qū)動站的第二電流消耗。該方法進(jìn)一步包括比較第一電流消耗和第二電流消耗以確定第一電流消耗和第二電流消耗之間的差值是否超過閾值，并且如果第一電流消耗和第二電流消耗之間的差值超過閾值則生成故障信號。第一驅(qū)動站和第二驅(qū)動站可以是飛機(jī)的相反側(cè)，或者在相同襟翼上。該方法允許慣性滑行歪斜故障的檢測。
[0008]另一種結(jié)構(gòu)包括監(jiān)控飛機(jī)上的高升力系統(tǒng)的方法，該飛機(jī)具有安裝在襟翼的第一側(cè)上的第一驅(qū)動站以及在襟翼的第二側(cè)上的第二驅(qū)動站。該方法包括監(jiān)控用于致動襟翼的第一驅(qū)動站的電流消耗，識別驅(qū)動站的期望的電流消耗，以及比較第一驅(qū)動站的監(jiān)控的電流消耗與期望的電流消耗，以確定監(jiān)控的電流消耗和期望的電流消耗之間的差值是否超過閾值。如果該差值超過閾值，然后方法可包括生成故障信號。該方法允許動力歪斜故障的檢測。
[0009]另一種結(jié)構(gòu)包括監(jiān)控飛機(jī)的高升力系統(tǒng)的方法。該方法包括監(jiān)控用于致動襟翼的驅(qū)動站中的馬達(dá)的馬達(dá)位置，以及基于馬達(dá)位置計算襟翼的位置。該方法進(jìn)一步包括監(jiān)控驅(qū)動站中的傳感器的位置，從而確定襟翼的實際位置。該方法進(jìn)一步包括比較襟翼的實際位置和計算的襟翼的位置，從而確定實際位置和計算的襟翼的位置之間的差值是否超過閾值，以及如果該差值超過閾值則生成故障信號。該方法允許動力歪斜故障的檢測。
[0010]已經(jīng)討論的特征、功能和優(yōu)點能夠在本公開的各種實施例中獨(dú)立地或者可以結(jié)合其它實施例被實現(xiàn)，其中進(jìn)一步細(xì)節(jié)可以通過參考下面的描述和附圖被看見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]現(xiàn)在本公開的一些結(jié)構(gòu)僅以示例方式并且參照附圖被描述。在所有附圖上相同的參考標(biāo)記表示相同的部件或者相同類型的元件。
[0012]圖1是示例性配置中飛機(jī)的俯視圖。
[0013]圖2是飛機(jī)的在示例性配置中高升力系統(tǒng)的示意圖。
[0014]圖3圖示說明了在示例性配置中驅(qū)動站。
[0015]圖4是圖示說明監(jiān)控在示例性配置中慣性滑行歪斜故障的高升力系統(tǒng)的方法的流程圖。
[0016]圖5是用于檢測在示例性配置中慣性滑行歪斜故障的邏輯框圖。
[0017]圖6是用于檢測在示例性配置中慣性滑行歪斜故障的另一邏輯框圖。
[0018]圖7是用于檢測在示例性配置中慣性滑行歪斜故障的另一邏輯框圖。
[0019]圖8是圖示說明監(jiān)控用于在示例性配置中動力歪斜故障的高升力系統(tǒng)的方法的流程圖。
[0020]圖9是用于檢測在示例性配置中動力歪斜故障的邏輯框圖。
[0021]圖10是圖示說明監(jiān)控用于在示例性配置中動力歪斜故障的高升力系統(tǒng)的方法的流程圖。
[0022]圖11是用于檢測在示例性配置中動力歪斜故障的邏輯框圖。

【具體實施方式】
[0023]附圖和以下描述圖示說明了具體的示例性結(jié)構(gòu)。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠想到體現(xiàn)本文所描述的原則和被包括在本說明書的權(quán)利要求書的設(shè)想的范圍內(nèi)的各種布置，盡管沒有在本文中明確地描述或示出。此外，本文所描述的任意示例旨在幫助理解本公開的原則，并且將被構(gòu)建為非限制。因此，本公開不限于下面描述的具體結(jié)構(gòu)或示例，但受到權(quán)利要求和其等同方案的限制。
[0024]圖1是示例性配置中飛機(jī)100的俯視圖。飛機(jī)100包括細(xì)長機(jī)身102，在機(jī)身102的左側(cè)和右側(cè)分別具有機(jī)翼104-105。機(jī)翼104-105均具有可延伸的襟翼114-115，當(dāng)從機(jī)翼的尾緣延伸時其能夠增加拖拽/阻力或升力。襟翼114-115是飛機(jī)100中的實施的高升力系統(tǒng)的部分。盡管在每個機(jī)翼104-105上圖示說明了一個襟翼，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解多個襟翼可以被安裝在每個機(jī)翼104-105上。
[0025]本文所描述的結(jié)構(gòu)提供用于監(jiān)控飛機(jī)100的高升力系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法，從而識別故障，例如慣性滑行歪斜故障和動力歪斜故障。圖2是在一個示例性配置中飛機(jī)100的高升力系統(tǒng)200的示意圖。高升力系統(tǒng)200包括襟翼114-115，其分別地被附接到機(jī)翼104-105(也見圖1)。驅(qū)動站被安裝在襟翼114-115的各側(cè)上。例如，驅(qū)動站201被安裝在襟翼114的外側(cè)上，并且驅(qū)動站202被安裝在襟翼114的內(nèi)側(cè)上。驅(qū)動站203被安裝在襟翼115的外側(cè)上，并且驅(qū)動站204被安裝在襟翼115的外側(cè)上。由于驅(qū)動站被安裝在襟翼114-115的各側(cè)上而在驅(qū)動站之間沒有機(jī)械的連接，所以高升力系統(tǒng)200的致動結(jié)構(gòu)在這些配置被認(rèn)為“分布式”。
[0026]高升力系統(tǒng)200包括高升力控制器210，其與驅(qū)動站201-204通信?？刂破?10控制高升力系統(tǒng)的整個運(yùn)行以響應(yīng)來自飛行員、飛行控制系統(tǒng)等的輸入延伸或縮回襟翼114-115?？刂破?10能夠為每個驅(qū)動站201-204提供電能以致動驅(qū)動站(電能也可以通過飛機(jī)電能系統(tǒng)被提供)。本文中所使用的驅(qū)動站201-204是電控制的，并且因此可以指的是電-機(jī)致動器(EMA)?？刂破?10還能夠通過集成在驅(qū)動站201-204內(nèi)的一個或更多個傳感器監(jiān)控驅(qū)動站201-204的運(yùn)行。
[0027]圖3圖示說明示例性配置中的驅(qū)動站。圖3中的驅(qū)動站可以代表如圖2中的驅(qū)動站201-204的結(jié)構(gòu)。在該配置中，驅(qū)動站包括電動馬達(dá)301、齒輪系302以及驅(qū)動螺桿303。響應(yīng)于自控制器210的信號，馬達(dá)301能夠順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)301的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動使齒輪系302內(nèi)的一系列齒輪旋轉(zhuǎn)，其通常用于減慢馬達(dá)301的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。齒輪系302依次施加旋轉(zhuǎn)運(yùn)動到驅(qū)動螺桿303上。驅(qū)動螺桿303包括諸如球狀螺母和萬向節(jié)的連接構(gòu)件310，其隨著驅(qū)動螺桿303旋轉(zhuǎn)，沿圖3中的驅(qū)動螺桿303向上或向下運(yùn)動。因此，驅(qū)動螺桿303將馬達(dá)301和齒輪系302的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)檫B接構(gòu)件310的線性運(yùn)動。盡管在圖3中未示出，連接構(gòu)件310被設(shè)置成附接到致動器臂(未示出)的一端，同時致動器臂的另一端連接到襟翼的一側(cè)。因此，當(dāng)連接構(gòu)件310在驅(qū)動螺桿303上上下運(yùn)動時，該運(yùn)動施加移動到致動器臂上以延伸或縮回襟翼。
[0028]圖3中的驅(qū)動站進(jìn)一步包括“無回(no-back)”設(shè)備320。無回設(shè)備320起制動器作用以在驅(qū)動站變成與襟翼斷開時確保襟翼的不可逆性。例如，如果馬達(dá)301中存在故障，然后無回設(shè)備320將接合以阻止襟翼運(yùn)動。
[0029]圖3中的驅(qū)動站進(jìn)一步包括集成的位置傳感器322。位置傳感器322被安裝在無回設(shè)備320和襟翼之間，并且監(jiān)控驅(qū)動站的輸出位置(例如，驅(qū)動螺桿303的旋轉(zhuǎn)角度)。位置傳感器322可以替代地被安裝在連接構(gòu)件310處，和/或直接附接到襟翼。由于傳感器包含到驅(qū)動站中，所以圖3中的位置傳感器是優(yōu)選的位置，其降低安裝時間和維護(hù)成本。
[0030]圖3中的驅(qū)動站進(jìn)一步包括馬達(dá)傳感器封裝包324。馬達(dá)傳感器封裝包324能夠監(jiān)控馬達(dá)301上的電流消耗或負(fù)載。馬達(dá)傳感器封裝包324還能夠監(jiān)控馬達(dá)301的位置。馬達(dá)301的位置可以使用霍爾效應(yīng)傳感器或旋轉(zhuǎn)類型的傳感器通過沿向前或反方向的轉(zhuǎn)動的次數(shù)被指示。這些類型的傳感器本身被用于控制無刷直流類型馬達(dá)(brushless DC-typemotor)，并且還可以被用于感測馬達(dá)旋轉(zhuǎn)和馬達(dá)位置。
[0031]在圖2中，高升力系統(tǒng)200的控制器210進(jìn)一步包括監(jiān)控系統(tǒng)230。監(jiān)控系統(tǒng)230可通信地聯(lián)接到驅(qū)動站201-204以及驅(qū)動站201-204內(nèi)的傳感器，例如位置傳感器322和/或馬達(dá)傳感器封裝包324。監(jiān)控系統(tǒng)230被配置為監(jiān)控高升力系統(tǒng)200的運(yùn)行以檢測故障。
[0032]由監(jiān)控系統(tǒng)230可檢測的第一種類型故障是慣性滑行歪斜故障。當(dāng)襟翼114-115被兩個驅(qū)動站中的僅一個保持時可出現(xiàn)慣性滑行歪斜故障。
[0033]圖4是圖示說明的監(jiān)控在示例性配置中慣性滑行歪斜故障的高升力系統(tǒng)的方法400的流程圖。方法400的步驟將關(guān)于圖2的監(jiān)控系統(tǒng)230被描述，盡管本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解在本文中所描述的方法可以通過未示出的其它設(shè)備或系統(tǒng)被執(zhí)行。本文所描述的方法的步驟并不是包括所有的，而可以包括未示出的其它步驟。本文所示出的流程圖的步驟還可以以替代的順序被執(zhí)行。
[0034]對于方法400，監(jiān)控系統(tǒng)230比較來自于高升力系統(tǒng)的兩個驅(qū)動站的電流消耗。例如，在步驟420中，監(jiān)控系統(tǒng)230監(jiān)控第一驅(qū)動站的電流消耗(或負(fù)載)。為了監(jiān)控驅(qū)動站的電流消耗，監(jiān)控系統(tǒng)230可以接收來自馬達(dá)傳感器封裝包324的信號，該信號指示在給定的時間的馬達(dá)301的電流消耗(見圖3)。在步驟404中，監(jiān)控系統(tǒng)230監(jiān)控第二驅(qū)動站的電流消耗。
[0035]然后監(jiān)控系統(tǒng)230比較第一驅(qū)動站的電流消耗和第二驅(qū)動站的電流消耗，從而確定電流消耗之間的差值是否超過閾值(步驟406)。在步驟406中的比較的結(jié)果可以被濾波以避免由于由飛機(jī)操縱或其它混亂造成的瞬變(transient)的偶然錯誤。然后如果該差值超過閾值，監(jiān)控系統(tǒng)230在步驟408中生成故障信號。生成故障信號經(jīng)受任意濾波或延遲，所述濾波或延遲用于確保檢測到故障，而不是由飛機(jī)操縱或其它混亂所引起的瞬變。
[0036]圖4中的方法允許監(jiān)控系統(tǒng)230檢測用于慣性滑行歪斜故障的條件。當(dāng)兩個驅(qū)動站的電流消耗之差值大于閾值量時，該條件指示一個驅(qū)動站變成與襟翼斷開。由于驅(qū)動站是斷開的，所以襟翼將僅通過襟翼的另一側(cè)上的驅(qū)動站被保持在位，其能夠造成慣性滑行歪曲故障。方法400可以比較高升力系統(tǒng)200內(nèi)的不同組的驅(qū)動站的電流消耗，其在圖5到圖7中進(jìn)一步地描述。
[0037]圖5是示例性配置中檢測慣性滑行歪斜故障的邏輯框圖。圖5中，監(jiān)控系統(tǒng)230比較在飛機(jī)100的相反側(cè)上的驅(qū)動站的電流消耗。驅(qū)動站的電流消耗與驅(qū)動站正在驅(qū)動的負(fù)載成比例，該負(fù)責(zé)是當(dāng)襟翼被延伸或縮回時是襟翼上的空氣負(fù)載。在正常運(yùn)行沒有故障期間，襟翼114-115以及每個驅(qū)動站201-204上的負(fù)載關(guān)于飛機(jī)100的中心線對稱。因此，襟翼114的外側(cè)上的空氣負(fù)載與襟翼115的外側(cè)上的空氣負(fù)載是對稱的。同樣，襟翼114的內(nèi)側(cè)上的空氣負(fù)載與襟翼115的內(nèi)側(cè)上的空氣負(fù)載是對稱的。因此，驅(qū)動站201的電流消耗應(yīng)當(dāng)是大致等于驅(qū)動站203的電流消耗，并且驅(qū)動站202的電流消耗應(yīng)當(dāng)是大致等于驅(qū)動站204的電流消耗。
[0038]為了檢測故障，監(jiān)控系統(tǒng)230比較驅(qū)動站201的電流消耗(Il)和相反的驅(qū)動站203的電流消耗(13),從而確定電流消耗之差值是否超過閾值。監(jiān)控系統(tǒng)230還比較驅(qū)動站202的電流消耗(12)和驅(qū)動站204的電流消耗(14)，從而確定電流消耗之差值是否超過閾值。外側(cè)和內(nèi)側(cè)的閾值取決于本地驅(qū)動站的具體的許用限度可以是不同的。如果任一的差值超過閾值，然后監(jiān)控系統(tǒng)230檢測到高升力系統(tǒng)中的故障，并且生成故障信號。
[0039]作為一個示例，驅(qū)動站201-204上的電流消耗在正常運(yùn)行下將關(guān)于飛機(jī)100的中心線對稱，因此11=13且12=14。假設(shè)機(jī)械的故障出現(xiàn)在無回設(shè)備320和襟翼114之間的驅(qū)動站中(也見圖3)。當(dāng)這種故障出現(xiàn)時，驅(qū)動站201中的馬達(dá)301將與襟翼114斷開，并且將在無負(fù)載條件下運(yùn)行。因為馬達(dá)301上無負(fù)載，馬達(dá)301的電流消耗(Il)將比驅(qū)動站203 (其依然正保持襟翼115)中的馬達(dá)的電流消耗(13)小很多。因此，Il和13之間的差值將比閾值更大，且監(jiān)控系統(tǒng)230將檢測到慣性滑行歪斜故障。
[0040]圖6是用于檢測示例性配置中慣性滑行歪斜故障的另一邏輯框圖。圖6中，監(jiān)控系統(tǒng)230比較相同襟翼上的驅(qū)動站的電流消耗。如果襟翼上的每一個驅(qū)動站上的負(fù)載大致相同，則圖6中的邏輯將最有效地工作。為了檢測故障，監(jiān)控系統(tǒng)230比較驅(qū)動站201的電流消耗和驅(qū)動站202的電流消耗，從而確定兩個驅(qū)動站之間的電流消耗差值是否超過閾值。監(jiān)控系統(tǒng)230還比較驅(qū)動站203的電流消耗和驅(qū)動站204的電流消耗，從而確定這兩個驅(qū)動站之間的電流消耗差值是否超過閾值。圖6中的閾值可以隨著飛機(jī)100的空速而變化。如果任一之差值超過閾值，然后監(jiān)控系統(tǒng)230檢測到高升力系統(tǒng)200中的故障，并且生成故障信號。
[0041]作為一個示例，假設(shè)驅(qū)動站201-204上的電流消耗在正常條件下是大致相同的，因此11=12=13=14。同樣假設(shè)機(jī)械故障出現(xiàn)在無回設(shè)備320和襟翼114之間的驅(qū)動站201中(還參見圖3)。當(dāng)該故障出現(xiàn)時，驅(qū)動站201中的馬達(dá)301將與襟翼114斷開，并且將在無負(fù)載條件下運(yùn)行。在無負(fù)載下，馬達(dá)301的電流消耗(Il)將比驅(qū)動站202中的馬達(dá)的電流消耗(12)小很多。因此，Il和12之間的差值將大于閾值，并且監(jiān)控系統(tǒng)230將檢測到慣性滑行歪斜故障。
[0042]圖7是用于檢測示例性配置中慣性滑行歪斜故障的另一邏輯框圖。圖7中的邏輯是圖5到圖6中的邏輯的組合。因此，監(jiān)控系統(tǒng)230比較飛機(jī)100的相反側(cè)上的驅(qū)動站的電流消耗，并且還比較在相同襟翼上的驅(qū)動站的電流消耗以檢測故障。
[0043]由監(jiān)控系統(tǒng)230可檢測的另一類型故障是動力歪斜故障。動力歪斜故障可在襟翼正主動地由在襟翼的僅一側(cè)上的驅(qū)動站延伸或縮回時出現(xiàn)。該類型的故障可以是由驅(qū)動站中的阻礙引起或者驅(qū)動站的內(nèi)部的故障(例如軸的故障)引起。
[0044]圖8是圖示說明監(jiān)控用于示例性配置中動力歪斜故障的高升力系統(tǒng)200的方法800的流程圖。方法800的步驟將相對于圖2中的監(jiān)控系統(tǒng)230被描述，盡管本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解本文所描述的方法可以通過未示出的其它設(shè)備或系統(tǒng)被執(zhí)行。
[0045]在步驟802中，監(jiān)控系統(tǒng)230監(jiān)控在致動襟翼時驅(qū)動站的電流消耗(即實際電流消耗)。在步驟804中，監(jiān)控系統(tǒng)230識別在致動襟翼時驅(qū)動站的期望的電流消耗。期望的電流消耗是當(dāng)在正常條件下移動襟翼時的驅(qū)動站的通常的電流消耗?；隍?qū)動站的歷史的或測試的數(shù)據(jù)，可以在監(jiān)控系統(tǒng)230中預(yù)先規(guī)定期望的電流消耗。在步驟806中，監(jiān)控系統(tǒng)230比較驅(qū)動站的電流消耗和期望的電流消耗，從而確定電流消耗差值是否超過閾值。監(jiān)控系統(tǒng)230還可以在步驟808中監(jiān)控驅(qū)動站的馬達(dá)轉(zhuǎn)速。例如，監(jiān)控系統(tǒng)230可以接收指示馬達(dá)301 (見圖3)轉(zhuǎn)速的來自于馬達(dá)傳感器封裝包324的信號。在步驟810中，如果驅(qū)動站的馬達(dá)轉(zhuǎn)速為零、如果驅(qū)動站的電流消耗與期望的電流消耗之間的差值超過閾值、或者二者同時，則監(jiān)控系統(tǒng)230可以生成故障信號。
[0046]圖8中的方法允許監(jiān)控系統(tǒng)230檢測用于動力歪斜故障的條件。當(dāng)驅(qū)動站的電流消耗大于期望的電流消耗和/或驅(qū)動站的馬達(dá)轉(zhuǎn)速為零時，該條件指示在驅(qū)動站中出現(xiàn)阻礙。由于驅(qū)動站被阻礙，襟翼將僅被襟翼的另一側(cè)上的驅(qū)動站所驅(qū)動，這能夠造成動力歪斜故障。
[0047]圖9是用于檢測示例性配置中動力歪斜故障的邏輯框圖。對于圖9，假設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)230正在監(jiān)控襟翼114上的驅(qū)動站201-202。監(jiān)控系統(tǒng)230測量用于致動襟翼114的驅(qū)動站201的電流消耗(II)，并且比較驅(qū)動站201的電流消耗與期望的電流消耗。監(jiān)控系統(tǒng)230還確定驅(qū)動站201的馬達(dá)轉(zhuǎn)速(ω I)。如果驅(qū)動站201的實際電流消耗大于期望的電流消耗，以及驅(qū)動站201的馬達(dá)轉(zhuǎn)速為零，則監(jiān)控系統(tǒng)230生成故障信號。當(dāng)這兩種條件存在時，阻礙已經(jīng)出現(xiàn)在驅(qū)動站201中，其可以/將導(dǎo)致動力歪斜故障。監(jiān)控系統(tǒng)230還以相似方式監(jiān)控驅(qū)動站202以檢測故障。
[0048]圖9中的邏輯允許監(jiān)控系統(tǒng)230檢測由于驅(qū)動站201-202中的一個中的阻礙而造成的動力歪斜故障。在正常條件下，驅(qū)動站201的實際電流消耗將大致等于期望的電流消耗，并且驅(qū)動站201的馬達(dá)轉(zhuǎn)速將大于零，這是由于驅(qū)動站201中的馬達(dá)301正在旋轉(zhuǎn)以致動襟翼114。如果阻礙出現(xiàn)在驅(qū)動站201中，例如，驅(qū)動站201的馬達(dá)轉(zhuǎn)速將變?yōu)榱闱因?qū)動站201的電流消耗將突然上升。驅(qū)動站201的實際電流消耗將大于期望的電流消耗，并且驅(qū)動站201的馬達(dá)轉(zhuǎn)速將為零。因此，監(jiān)控系統(tǒng)230能夠檢測到故障。
[0049]圖10是圖示說明監(jiān)控用于示例性配置中動力歪斜故障的高升力系統(tǒng)200的方法1000的流程圖。方法1000的步驟將相對于圖2中的監(jiān)控系統(tǒng)230被描述，盡管本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解本文所描述的方法可以通過未示出的其它設(shè)備或系統(tǒng)被執(zhí)行。
[0050]這種類型的動力歪斜是由于機(jī)械故障而使驅(qū)動站內(nèi)部斷開的結(jié)果。如果該類型的故障出現(xiàn)，然后馬達(dá)301不再連接到連接構(gòu)件310并且馬達(dá)301不再延伸或縮回襟翼(見圖3)。無回設(shè)備320的存在將阻止驅(qū)動螺桿303由于自襟翼的負(fù)載旋轉(zhuǎn)。
[0051]在方法1000的步驟1002中，監(jiān)控系統(tǒng)230監(jiān)控用于致動襟翼的驅(qū)動站中的馬達(dá)的馬達(dá)位置。例如，監(jiān)控系統(tǒng)230可以接收指示馬達(dá)301 (見圖3)的位置的來自馬達(dá)傳感器封裝包324的信號。在步驟1004中，基于馬達(dá)位置，監(jiān)控系統(tǒng)230計算或估計襟翼或連接構(gòu)件310的位置。觀察圖3，馬達(dá)301的位置和用于襟翼的連接構(gòu)件310的位置之間存在關(guān)系。馬達(dá)和馬達(dá)傳感器通過齒輪減速器被機(jī)械地連接到連接構(gòu)件310。因此，基于在任意給定的時間下的馬達(dá)301的位置，監(jiān)控系統(tǒng)230能夠估計連接構(gòu)件310和/或襟翼的輸出位置。
[0052]在步驟1006中，監(jiān)控系統(tǒng)230監(jiān)控在驅(qū)動站中的位置傳感器322，從而確定襟翼(見圖3)的實際位置。盡管位置傳感器322被集成在驅(qū)動站內(nèi)，但它能夠確定連接構(gòu)件310和/或襟翼的輸出位置。在步驟1008中，監(jiān)控系統(tǒng)230比較襟翼的實際位置和襟翼的估計位置，從而確定實際位置和估計位置之間的差值是否超過閾值。在步驟1010中，如果該差值超過閾值，則監(jiān)控系統(tǒng)230生成故障信號。
[0053]圖10中的方法允許監(jiān)控系統(tǒng)230檢測用于動力歪斜故障的條件。當(dāng)襟翼的實際位置與襟翼的計算位置不同時(基于馬達(dá)位置)，該條件指示驅(qū)動站已經(jīng)發(fā)生由機(jī)械斷開引起的內(nèi)部故障。由于無回設(shè)備320正保持故障的驅(qū)動站的位置，所以襟翼將被襟翼的另一側(cè)上的驅(qū)動站所驅(qū)動，其可以造成動力歪斜故障。
[0054]圖11是用于檢測示例性配置中動力歪斜故障的邏輯框圖。對于圖11，再次假設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)230正針對動力歪斜故障監(jiān)控襟翼114上的驅(qū)動站201-202。監(jiān)控系統(tǒng)230監(jiān)控當(dāng)致動襟翼114時驅(qū)動站201中的馬達(dá)301的馬達(dá)位置。由于馬達(dá)301通過齒輪系302移動襟翼114，所以基于馬達(dá)位置和齒輪系302的傳動比，監(jiān)控系統(tǒng)230計算襟翼114的位置。監(jiān)控系統(tǒng)230還監(jiān)控驅(qū)動站201中的位置傳感器322，從而確定連接構(gòu)件310或襟翼114的實際位置。監(jiān)控系統(tǒng)230比較基于位置傳感器322的襟翼114的實際位置和基于馬達(dá)位置的襟翼114的估計的位置，從而確定差值。如果在襟翼114的實際位置和襟翼114的計算位置之間的差值超過閾值，然后監(jiān)控系統(tǒng)230生成故障信號。監(jiān)控系統(tǒng)230同樣以相似的方式監(jiān)控驅(qū)動站202，從而檢測故障。盡管在圖10或圖11中未示出，不過除了馬達(dá)位置和輸出位置之外還能夠監(jiān)控電流以確認(rèn)故障狀態(tài)。在該情況下，來自于驅(qū)動站201的電流消耗可以與來自于驅(qū)動站203的電流消耗相比較。
[0055]上述監(jiān)控過程有利的確認(rèn)高升力系統(tǒng)200的故障。該過程能夠使用被集成在驅(qū)動站里的傳感器監(jiān)控高升力系統(tǒng)200。因此，這里沒有必要在襟翼自身上安裝傳感器以用于故障的監(jiān)控。然而，如果由于其它原因有傳感器安裝在襟翼上，這將用于確認(rèn)故障或檢查傳感器故障。
[0056]圖示或本文所描述的任意各種元件可以被實施作為硬件、軟件、固件或者它們的組合。例如，元件可以被實施作為專用硬件。專用硬件元件可以被稱為“處理器”、“控制器”或一些類似的術(shù)語。當(dāng)被處理器提供時，可以由單個專用處理器、由單個共享處理器或由多個單獨(dú)的處理器(該多個單獨(dú)的處理器中的一些處理器可以是共享的)來提供該功能。此外，不應(yīng)當(dāng)將術(shù)語“處理器”或“控制器”的明確使用解釋為排他性地能夠執(zhí)行軟件的硬件，而是可以隱含地包括但不限于數(shù)字信號處理器(DSP)硬件、網(wǎng)絡(luò)處理器、專用集成電路(ASIC)或其他電路、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、用于存儲軟件的只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)訪問存儲器(RAM)、非易失性存儲器、邏輯或一些其他物理硬件組件或模塊。
[0057]同樣，可以將元件實現(xiàn)為由處理器或計算機(jī)執(zhí)行指令，以用于執(zhí)行該元件的功能。指令的一些示例是軟件、程序代碼和固件。當(dāng)由處理器執(zhí)行該指令時，該指令可操作來指導(dǎo)處理器執(zhí)行該元件的功能?？梢詫⒃撝噶畲鎯υ诳捎商幚砥髯x取的存儲設(shè)備上。存儲設(shè)備的一些實例是數(shù)字或固態(tài)存儲器、磁存儲介質(zhì)(如磁盤和磁帶)、硬盤驅(qū)動器、或者光可讀數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲介質(zhì)。
[0058]此外，該公開包括根據(jù)以下條款的實施例:
[0059]1.一種監(jiān)控飛機(jī)上的高升力系統(tǒng)的方法，該方法包括:
[0060]監(jiān)控高升力系統(tǒng)的第一驅(qū)動站的第一電流消耗；
[0061]監(jiān)控高升力系統(tǒng)的第二驅(qū)動站的第二電流消耗；
[0062]比較第一電流消耗和第二電流消耗，從而確定第一電流消耗和第二電流消耗之間的差值是否超過第一閾值；以及
[0063]如果第一電流消耗和第二電流消耗之間的差值超過第一閾值，則生成故障信號。
[0064]2.根據(jù)條款I(lǐng)的方法,其中比較第一電流消耗和第二電流消耗包括:
[0065]比較來自于左機(jī)翼襟翼的外側(cè)上的第一驅(qū)動站的第一電流消耗和來自于右機(jī)翼襟翼的外側(cè)上的第二驅(qū)動站的第二電流消耗。
[0066]3.根據(jù)條款2的方法，進(jìn)一步包括:
[0067]監(jiān)控左機(jī)翼襟翼的內(nèi)側(cè)上的第三驅(qū)動站的第三電流消耗；
[0068]監(jiān)控右機(jī)翼襟翼的內(nèi)側(cè)上的第四驅(qū)動站的第四電流消耗；
[0069]比較第三電流消耗和第四電流消耗,從而確定第三電流消耗和第四電流消耗之間的差值是否超過第二閾值；以及
[0070]如果第三電流消耗和第四電流消耗之間的差值超過第二閾值，則生成故障信號。
[0071]4.根據(jù)條款3的方法，進(jìn)一步包括:
[0072]比較左機(jī)翼襟翼的外側(cè)上的第一驅(qū)動站的第一電流消耗和左機(jī)翼襟翼的內(nèi)側(cè)上的第三驅(qū)動站的第三電流消耗，從而確定第一電流消耗和第三電流消耗之間的差值是否超過第三閾值；
[0073]比較右機(jī)翼襟翼的外側(cè)上的第二驅(qū)動站的第二電流消耗和右機(jī)翼襟翼的內(nèi)側(cè)上的第四驅(qū)動站的第四電流消耗，從而確定第二電流消耗和第四電流消耗之間的差值是否超過第四閾值；以及
[0074]如果所述差值中的一個超過閾值，則生成故障信號。
[0075]5.根據(jù)條款I(lǐng)的方法,其中比較第一電流消耗和第二電流消耗包括:
[0076]比較來自于左機(jī)翼襟翼的外側(cè)上的第一驅(qū)動站的第一電流消耗和來自于左機(jī)翼襟翼的內(nèi)側(cè)上的第二驅(qū)動站的第二電流消耗。
[0077]6.根據(jù)條款5的方法，進(jìn)一步包括:
[0078]監(jiān)控右機(jī)翼襟翼的外側(cè)上的第三驅(qū)動站的第三電流消耗；
[0079]監(jiān)控右機(jī)翼襟翼的內(nèi)側(cè)上的第四驅(qū)動站的第四電流消耗；
[0080]比較第三電流消耗和第四電流消耗從而確定第三電流消耗和第四電流消耗之間的差值是否超過第二閾值；以及
[0081]如果第三電流消耗和第四電流消耗之間的差值超過第二閾值，則生成故障信號。
[0082]7.根據(jù)條款6的方法，其中:
[0083]第一閾值和第二閾值隨空氣速度而變化。
[0084]8.一種監(jiān)控飛機(jī)上的高升力系統(tǒng)的方法，該飛機(jī)具有安裝在襟翼的第一側(cè)上的第一驅(qū)動站和安裝在襟翼的第二側(cè)上的第二驅(qū)動站，該方法包括:
[0085]監(jiān)控用于致動襟翼的第一驅(qū)動站的電流消耗；
[0086]識別第一驅(qū)動站的期望的電流消耗；
[0087]比較第一驅(qū)動站的監(jiān)控的電流消耗與第一驅(qū)動站的期望的電流消耗，從而確定監(jiān)控的電流消耗和期望的電流消耗之間的差值是否超過第一閾值；以及
[0088]如果監(jiān)控的電流消耗和期望的電流消耗之間的差值超過第一閾值，則生成故障信號。
[0089]9.根據(jù)條款8的方法，進(jìn)一步包括:
[0090]監(jiān)控第一驅(qū)動站的馬達(dá)轉(zhuǎn)速；以及
[0091]如果監(jiān)控的電流消耗和期望的電流消耗之間的差值超過第一閾值，以及第一驅(qū)動站的馬達(dá)轉(zhuǎn)速為零，則生成故障信號。
[0092]10.根據(jù)條款9的方法，進(jìn)一步包括:
[0093]監(jiān)控用于致動襟翼的第二驅(qū)動站的第二電流消耗；
[0094]識別第二驅(qū)動站的第二期望的電流消耗；
[0095]比較第二驅(qū)動站的第二監(jiān)控的電流消耗與第二驅(qū)動站的第二期望的電流消耗，從而確定第二監(jiān)控的電流消耗和第二期望的電流消耗之間的差值是否超過第二閾值；以及
[0096]如果第二監(jiān)控的電流消耗和第二期望的電流消耗之間的差值超過第二閾值，則生成故障信號。
[0097]11.根據(jù)條款11的方法，進(jìn)一步包括:
[0098]監(jiān)控第二驅(qū)動站的第二馬達(dá)轉(zhuǎn)速；以及
[0099]如果第二監(jiān)控的電流消耗和第二期望的電流消耗之間的差值超過第二閾值，以及第二驅(qū)動站的第二馬達(dá)轉(zhuǎn)速為零，則生成故障信號。
[0100]12.一種監(jiān)控飛機(jī)的高升力系統(tǒng)的方法，該方法包括:
[0101]監(jiān)控用于致動襟翼的驅(qū)動站中的馬達(dá)的馬達(dá)位置；
[0102]基于馬達(dá)位置計算襟翼的位置；
[0103]監(jiān)控驅(qū)動站中的位置傳感器，從而確定襟翼的實際位置；
[0104]比較襟翼的實際位置和襟翼的計算位置，從而確定實際位置和計算的位置之間的差值是否超過閾值；以及
[0105]如果差值超過閾值，則生成故障信號。
[0106]13.根據(jù)條款12的方法，其中基于馬達(dá)位置計算襟翼的位置包括:
[0107]基于馬達(dá)位置和基于齒輪系的傳動比計算襟翼的位置，該齒輪系連接在馬達(dá)和襟翼之間。
[0108]14.根據(jù)條款12的方法，其中:
[0109]位置傳感器被集成于驅(qū)動站，并且被安裝在無回設(shè)備和襟翼之間。
[0110]盡管具體結(jié)構(gòu)在本文中被描述，但是范圍并不限于那些具體的結(jié)構(gòu)。然而，本范圍由所附權(quán)利要求以及它們的任意等同方案所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)控飛機(jī)(100)上的高升力系統(tǒng)(200)的方法,該方法包括: 監(jiān)控所述高升力系統(tǒng)的第一驅(qū)動站(例如:201、202、203或204)的第一電流消耗(例如:11、12、13 或 14)； 監(jiān)控所述高升力系統(tǒng)的第二驅(qū)動站(例如:201、202、203或204)的第二電流消耗(例如:11、12、13 或 14)； 比較所述第一電流消耗和所述第二電流消耗，從而確定所述第一電流消耗和所述第二電流消耗之間的差值是否超過第一閾值；以及 如果所述第一電流消耗和所述第二電流消耗之間的所述差值超過所述第一閾值，則生成故障信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中比較所述第一電流消耗和所述第二電流消耗包括: 比較來自于左機(jī)翼襟翼(114)的外側(cè)上的所述第一驅(qū)動站(201)的所述第一電流消耗(Il)和來自于右機(jī)翼襟翼(115)的外側(cè)上的所述第二驅(qū)動站(203)的所述第二電流消耗(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括: 監(jiān)控所述左機(jī)翼襟翼(114)的內(nèi)側(cè)上的第三驅(qū)動站(202)的第三電流消耗(12)； 監(jiān)控所述右機(jī)翼襟翼(115)的內(nèi)側(cè)上的第四驅(qū)動站(204)的第四電流消耗(14)； 比較所述第三電流消耗和所述第四電流消耗，從而確定所述第三電流消耗和所述第四電流消耗之間的差值是否超過第二閾值；以及 如果所述第三電流消耗和所述第四電流消耗之間的所述差值超過所述第二閾值，則生成所述故障信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括: 比較所述左機(jī)翼襟翼(114)的外側(cè)上的所述第一驅(qū)動站(201)的所述第一電流消耗(Il)和所述左機(jī)翼襟翼的內(nèi)側(cè)上的所述第三驅(qū)動站(202)的所述第三電流消耗(12)，從而確定所述第一電流消耗和所述第三電流消耗之間的差值是否超過第三閾值； 比較所述右機(jī)翼襟翼(115)的外側(cè)上的所述第二驅(qū)動站(203)的所述第二電流消耗(13)和所述右機(jī)翼襟翼的內(nèi)側(cè)上的所述第四驅(qū)動站(204)的所述第四電流消耗(14)，從而確定所述第二電流消耗和所述第四電流消耗之間的差值是否超過第四閾值；以及如果所述差值中的一個超過所述閾值，則生成所述故障信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中比較所述第一電流消耗和所述第二電流消耗包括: 比較來自于左機(jī)翼襟翼(114)的外側(cè)上的所述第一驅(qū)動站(201)的所述第一電流消耗(II)和來自于所述左機(jī)翼襟翼(114)的內(nèi)側(cè)上的所述第二驅(qū)動站(202)的所述第二電流消耗(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括: 監(jiān)控右機(jī)翼襟翼(115)的外側(cè)上的第三驅(qū)動站(203)的第三電流消耗(13)； 監(jiān)控所述右機(jī)翼襟翼(115)的內(nèi)側(cè)上的第四驅(qū)動站(204)的第四電流消耗(14)； 比較所述第三電流消耗和所述第四電流消耗，從而確定所述第三電流消耗和所述第四電流消耗之間的差值是否超過第二閾值；以及如果所述第三電流消耗和所述第四電流消耗之間的所述差值超過所述第二閾值，則生成所述故障信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中: 所述第一閾值和所述第二閾值隨空速而變化。
8.—種監(jiān)控飛機(jī)(100)上的高升力系統(tǒng)(200)的方法，所述飛機(jī)(100)具有安裝在襟翼(例如:114或115)的第一側(cè)上的第一驅(qū)動站(例如:201、202、203或204)和安裝在襟翼的第二側(cè)上的第二驅(qū)動站(例如:201、202、203或204)，所述方法包括: 監(jiān)控用于致動所述襟翼的所述第一驅(qū)動站的電流消耗(例如:11、12、13、14)； 識別所述第一驅(qū)動站的期望的電流消耗； 比較所述第一驅(qū)動站的監(jiān)控的電流消耗與所述第一驅(qū)動站的期望的電流消耗，從而確定所述監(jiān)控的電流消耗和所述期望的電流消耗之間的差值是否超過第一閾值；以及 如果所述監(jiān)控的電流消耗和所述期望的電流消耗之間的所述差值超過所述第一閾值，則生成所述故障信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括: 監(jiān)控所述第一驅(qū)動站(201)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速(ω I);以及 如果所述監(jiān)控的電流消耗和所述期望的電流消耗之間的所述差值超過所述第一閾值，以及所述第一驅(qū)動站的所述馬達(dá)轉(zhuǎn)速為零，則生成所述故障信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括: 監(jiān)控用于致動所述襟翼的所述第二驅(qū)動站(202)的第二電流消耗(12)； 識別所述第二驅(qū)動站的第二期望的電流消耗； 比較所述第二驅(qū)動站的所述第二監(jiān)控的電流消耗與所述第二驅(qū)動站的所述第二期望的電流消耗，從而確定所述第二監(jiān)控的電流消耗和所述第二期望的電流消耗之間的差值是否超過第二閾值；以及 如果所述第二監(jiān)控的電流消耗和所述第二期望的電流消耗之間的所述差值超過所述第二閾值，則生成所述故障信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括: 監(jiān)控所述第二驅(qū)動站(202)的第二馬達(dá)轉(zhuǎn)速(ω 2);以及 如果所述第二監(jiān)控的電流消耗和所述第二期望的電流消耗之間的所述差值超過所述第二閾值，以及所述第二驅(qū)動站的所述第二馬達(dá)轉(zhuǎn)速為零，則生成所述故障信號。
12.—種監(jiān)控飛機(jī)(100)的高升力系統(tǒng)(200)的方法，所述方法包括: 監(jiān)控用于致動襟翼(例如:114或115)的驅(qū)動站(例如:201、202、203或204)中的馬達(dá)(例如301)的馬達(dá)位置； 基于所述馬達(dá)位置計算所述襟翼的位置； 監(jiān)控所述驅(qū)動站中的位置傳感器(例如:322)，從而確定所述襟翼的實際位置； 比較所述襟翼的實際位置和所述襟翼的計算位置，從而確定所述實際位置和所述計算位置之間的差值是否超過閾值；以及 如果所述差值超過所述閾值，則生成所述故障信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中基于所述馬達(dá)位置計算所述襟翼(例如:114或115)的位置包括:基于所述馬達(dá)位置和基于齒輪系(例如:302)的傳動比計算所述襟翼的位置，所述齒輪系連接在所述馬達(dá)和所述襟翼之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求12-13中任意權(quán)利要求所述的方法，其中: 所述位置傳感器(例如:322)被集成于所述驅(qū)動站(例如:201、202、203或204)，并且所述位置傳感器被安裝 在無回設(shè)備(例如:320)和所述襟翼(例如:114或115)之間。
【文檔編號】B64C13/50GK104071330SQ201410123039
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月28日
【發(fā)明者】G·莫伊, P·A·帕迪利亞 申請人:波音公司