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 2008/0030069A1中描述了示例性的集中式架構(gòu)。
[0003]B⑶解釋來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)器組件耦接至輪的多個(gè)制動(dòng)EMA。EMAC解釋來自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。可以設(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)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電機(jī)控制器；以及制動(dòng)控制單元，所述制動(dòng)控制單元用于生成用于所述EMAC的制動(dòng)力命令信號(hào)；其中所述制動(dòng)控制單元和所述EMAC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。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，與先前的電動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)相比，所述共用LRU使得能夠降低EMA制動(dòng)器的布線復(fù)雜度、減輕重量和節(jié)約成本、以及增強(qiáng)可靠性。
[0008]所述制動(dòng)控制單元可以是以下中至少之一:正常模式制動(dòng)控制單元(B⑶)，所述正常模式B⑶被配置成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)；以及緊急模式制動(dòng)控制單元(eBCU)，所述eBCU被配置成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)。
[0009]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。
[0010]在一系列實(shí)施方式中，系統(tǒng)包括:至少一個(gè)正常模式制動(dòng)控制單元(B⑶)，所述至少一個(gè)正常模式B⑶被配置成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)；以及至少一個(gè)緊急模式制動(dòng)控制單元(eBCU)，所述至少一個(gè)eBCU被配置成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)。在所述共用LRU具有一個(gè)或更多個(gè)BCU而不具有eBCU的實(shí)施方式中，一個(gè)或更多個(gè)eBCU可以被設(shè)置成遠(yuǎn)離所述LRU。在所述共用LRU具有一個(gè)或更多個(gè)eBCU而不具有BCU的另一實(shí)施方式中，一個(gè)或更多個(gè)BCU可以被設(shè)置成遠(yuǎn)離所述LRU。在又一實(shí)施方式中，所述共用LRU具有至少一個(gè)B⑶和至少一個(gè)eB⑶。
[0011]所述EMAC可以包括多個(gè)電機(jī)控制器。在一個(gè)示例中，所述EMAC可以包括用于生成用于所述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所述EMA制動(dòng)器的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二電機(jī)控制器。
[0012]所述第一電機(jī)控制器和所述第二電機(jī)控制器均可以包括用于生成脈寬調(diào)制信號(hào)的硬件。
[0013]所述第一電機(jī)控制器和所述第二電機(jī)控制器可以包括用于生成脈寬調(diào)制信號(hào)的類似硬件。可替選地，所述第一電機(jī)控制器和所述第二電機(jī)控制器可以包括用于生成脈寬調(diào)制信號(hào)的不同硬件，以防止第一電機(jī)控制器和第二電機(jī)控制發(fā)生共同模式故障。
[0014]所述第一電機(jī)控制器和所述第二電機(jī)控制器均可以包括選自由以下各項(xiàng)構(gòu)成的組的類似或不同硬件: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關(guān)電路。
[0015]所述B⑶可以操作于正常制動(dòng)信道，并且所述eB⑶可以操作于緊急制動(dòng)信道。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]例如，正常制動(dòng)信道與正常電機(jī)控制信道可以耦接以形成正常信道，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)行切換的開關(guān)。
[0019]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，并且所述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。
[0020]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)行切換的第二開關(guān)。所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)能夠獨(dú)立地進(jìn)行切換。
[0021]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關(guān)，以用于根據(jù)所選擇的電機(jī)控制信道來切換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)控制信道來控制EMA制動(dòng)器。
[0022]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。
[0023]此外，一種飛行器，包括上述電動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)。
[0024]多個(gè)共用LRU可以與飛行器的受制動(dòng)輪相關(guān)聯(lián)，也就是說，用于起落裝置輪的輪制動(dòng)器組件可以通過多個(gè)EMA制動(dòng)器來致動(dòng)，其中每個(gè)EMA制動(dòng)器形成還具有EMAC和B⑶和/或eB⑶的相應(yīng)共用LRU的一部分。
[0025]在每個(gè)共用LRU的BCU和/或eBCU能夠進(jìn)行操作以執(zhí)行防滑的情況下，防滑控制可以處于不以每個(gè)輪為基礎(chǔ)的EMA制動(dòng)器水平。在多個(gè)共用LRU與飛行器的每個(gè)受制動(dòng)的輪相關(guān)聯(lián)并且防滑處于EMA制動(dòng)器水平的情況下，可以使防滑控制在與相應(yīng)受制動(dòng)的輪相關(guān)聯(lián)的所有EMA制動(dòng)器(LRU)之間同步。所述同步需要在與相應(yīng)受制動(dòng)的輪相關(guān)聯(lián)的EMA制動(dòng)器之間進(jìn)行通信。
[0026]共用LRU可以被配置成經(jīng)由例如數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線處理僅LRU外部的數(shù)據(jù)通信而不處理模擬通信。
[0027]電動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)還可以包括路由器，所述路由器用于在飛行器駕駛艙控制裝置和飛行器航空電子設(shè)備與完全智能的EMA之間路由數(shù)字通信。路由器可以被定位在起落裝置支架的底部，即與起落裝置的軸/滑動(dòng)器相鄰。
【附圖說明】
[0028]現(xiàn)在將參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施方式，其中:
[0029]圖1示出了包括“完全智能”機(jī)電致動(dòng)器(EMA)的完全分布式的電動(dòng)飛行器制動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)的第一實(shí)施方式，所述完全智能EMA包括機(jī)電致動(dòng)器控制器(EMAC)、正常制動(dòng)控制單元(BCU)和緊急制動(dòng)控制單元(eBCU)；
[0030]圖2示出了第一實(shí)施方式中的包括四個(gè)完全智能EMA的起落裝置輪制動(dòng)器中之一的示意圖以及它們的連接；
[0031]圖3示出了第一實(shí)施方式的單個(gè)完全智能EMA的控制的示意圖；
[0032]圖4示出了第一實(shí)施方式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功能的完全智能EMA的示意圖；
[0033]圖5示出了用于圖4中所示的完全智能EMA的控制方案的第一示例；
[0034]圖6示出了用于圖4中所示的完全智能EMA的控制方案的第二示例；
[0035]圖7詳細(xì)示出了在圖5的第一示例完全智能EMA中所使用的不同電機(jī)控制器；
[0036]圖7a詳細(xì)示出了在圖5的第一示例完全智能EMA中所使用的不同電機(jī)控制器的可替選設(shè)置；
[0037]圖8詳細(xì)示出了在圖6的第二示例完全智能EMA中所使用的不同電機(jī)控制器；
[0038]圖8a詳細(xì)示出了在圖6的第二示例完全智能EMA中所使用的不同電機(jī)控制器的可替選設(shè)置；
[0039]圖9示出了完全分布式的電動(dòng)飛行器制動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)的第二實(shí)施方式的單個(gè)完全智能EMA的控制的示意圖，其中所述完全智能EMA包括機(jī)電致動(dòng)器控制器(EMAC)、正常制動(dòng)控制單兀(B⑶)，而不包括緊急制動(dòng)控制單兀(eB⑶)，所述eB⑶被設(shè)直成遠(yuǎn)尚EMA ；
[0040]圖10示出了第二實(shí)施方式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功能的完全智能EMA的示意圖；
[0041]圖11示出了完全分布式的電動(dòng)飛行器制動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)的第三實(shí)施方式的單個(gè)完全智能EMA的控制的示意圖，其中所述完全智能EMA包括機(jī)電致動(dòng)器控制器(EMAC)、緊急制動(dòng)控制單元(eB⑶)，而不包括正常制動(dòng)控制單元(B⑶)，所述正常B⑶被設(shè)置成遠(yuǎn)離EMA ；