BR102023017370A2

BR102023017370A2 - TEMPORARY BACKUP CONTROL METHODOLOGY FOR VEHICLE INCEPTOR

Info

Publication number: BR102023017370A2
Application number: BR102023017370-5A
Authority: BR
Inventors: Marco Paulo Fonseca
Original assignee: Gulfstream Aerospace Corporation
Priority date: 2022-09-21
Filing date: 2023-08-28
Publication date: 2024-04-02

Abstract

São divulgados aqui um sistema de bordo de um veículo, uma aeronave e um método de controle de acionamento de uma superfície de controle móvel de um veículo. Um método operacional envolve: obter uma medição de força e uma medição de deflexão responsiva à manipulação de um inceptor para a superfície de controle móvel; determinar um problema associado ao inceptor, com base nas medições de força e deflexão obtidas e nos dados do veículo que caracterizam o comportamento operacional esperado do veículo sob as condições operacionais atuais; e, em resposta à determinação, ativar um modo de controle de backup temporário para a superfície de controle móvel. Enquanto o modo temporário está ativo, os sinais de acionamento da superfície de controle são gerados com um sistema integrado que desconsidera as medições de deflexão e processa as medições de força do inceptor. Enquanto o modo temporário está ativo, os sinais de acionamento da superfície de controle gerados são comunicados a um sistema de acionamento que é acoplado à superfície de controle móvel do veículo.Disclosed herein are an on-board system of a vehicle, an aircraft and a control method of actuating a mobile control surface of a vehicle. An operational method involves: obtaining a force measurement and a deflection measurement responsive to manipulation of an inceptor to the movable control surface; determine a problem associated with the inceptor, based on obtained force and deflection measurements and vehicle data characterizing the expected operational behavior of the vehicle under current operating conditions; and, in response to the determination, activating a temporary backup control mode for the mobile control surface. While temporary mode is active, control surface drive signals are generated with an integrated system that disregards deflection measurements and processes force measurements from the inceptor. While the temporary mode is active, the generated control surface drive signals are communicated to a drive system that is coupled to the vehicle's movable control surface.

Description

TECHNICAL FIELD

[001] As modalidades da matéria aqui descrita referem-se geralmente a sistemas de controle de veículos e seus sensores e instrumentação relacionados. Mais particularmente, as modalidades do assunto referem-se a um sistema inceptor adequado para uso com aeronaves e a uma metodologia para controlar aeronaves usando tal sistema inceptor.[001] Embodiments of the subject matter described herein generally refer to vehicle control systems and their related sensors and instrumentation. More particularly, embodiments of the subject matter relate to an inceptor system suitable for use with aircraft and a methodology for controlling aircraft using such an inceptor system.

BACKGROUND

[002] Veículos como aeronaves utilizam sensores, instrumentos, sistemas e/ou dispositivos de bordo para medir várias quantidades, parâmetros, dados de status do veículo, condições ambientais e similares e para permitir que um operador (um piloto, copiloto, motorista etc.) controle o veículo. A este respeito, uma aeronave pode incluir um ou mais sistemas de iniciação que permitem que um piloto controle a inclinação e rotação (pitch and roll) da aeronave. Os sistemas inceptores de controle ativo modernos empregam sensores para detectar a manipulação física do inceptor, que pode ser implementado como um controlador de joystick, um controlador de sidestick, um balancim ou semelhante. Para esse fim, os sensores podem medir a quantidade de força aplicada ao inceptor, juntamente com a quantidade de deflexão ou deslocamento do inceptor. A força medida e a deflexão podem ser processadas por um computador de controle de voo para gerar comandos correspondentes ou sinais de controle que acionem uma ou mais superfícies de controle de aeronave (por exemplo, elevadores, estabilizadores, ailerons, spoilers) conforme necessário.[002] Vehicles such as aircraft utilize on-board sensors, instruments, systems and/or devices to measure various quantities, parameters, vehicle status data, environmental conditions and the like and to allow an operator (a pilot, co-pilot, driver, etc.) ) control the vehicle. In this regard, an aircraft may include one or more initiation systems that allow a pilot to control the pitch and roll of the aircraft. Modern active control inceptor systems employ sensors to detect physical manipulation of the inceptor, which may be implemented as a joystick controller, a sidestick controller, a rocker, or the like. To this end, sensors can measure the amount of force applied to the inceptor, along with the amount of deflection or displacement of the inceptor. The measured force and deflection may be processed by a flight control computer to generate corresponding commands or control signals that actuate one or more aircraft control surfaces (e.g., elevators, stabilizers, ailerons, spoilers) as needed.

[003] A operação dos sistemas do inceptor deve ser tão precisa e confiável quanto possível. Consequentemente, é desejável ter um sistema e metodologia relacionada para monitorar e verificar o desempenho de um sistema inceptor de bordo de um veículo, como uma aeronave. Além disso, outros recursos e características desejáveis se tornarão evidentes a partir da descrição detalhada subsequente e das Reivindicações anexas, tomadas em conjunto com os desenhos anexos e o campo técnico e antecedentes anteriores.[003] The operation of the inceptor systems must be as accurate and reliable as possible. Accordingly, it is desirable to have a system and related methodology for monitoring and verifying the performance of an on-board inceptor system of a vehicle, such as an aircraft. Furthermore, other desirable features and characteristics will become apparent from the subsequent detailed description and the attached Claims, taken in conjunction with the attached drawings and the prior technical field and background.

BRIEF SUMMARY

[004] Um método de controle de acionamento de uma superfície de controle móvel de um veículo é divulgado aqui. As modalidades exemplificativas do método envolvem: obter pelo menos uma medição de força e pelo menos uma medição de deflexão em resposta à manipulação de um inceptor para a superfície de controle móvel; determinar um mau funcionamento potencial, estado de falha ou condição de erro associados ao inceptor, com base em pelo menos uma medição de força obtida, pelo menos uma medição de deflexão obtida e dados do veículo que caracterizam o comportamento operacional esperado do veículo sob as condições operacionais atuais; e, em resposta à etapa de determinação, ativar um modo de controle de backuptemporário para a superfície de controle móvel. Enquanto o modo de controle de backuptemporário está ativo, o método gera sinais de acionamento da superfície de controle com um sistema de computador de bordo que desconsidera as medições de deflexão do inceptor e processa as medições de força do inceptor. Enquanto o modo de controle de backuptemporário está ativo, o método comunica os sinais de acionamento da superfície de controle gerados para um sistema de acionamento que é acoplado à superfície de controle móvel do veículo.[004] A control method of actuating a mobile control surface of a vehicle is disclosed herein. Exemplary embodiments of the method involve: obtaining at least one force measurement and at least one deflection measurement in response to manipulation of an inceptor to the movable control surface; determine a potential malfunction, failure state, or error condition associated with the inceptor, based on at least one obtained force measurement, at least one obtained deflection measurement, and vehicle data characterizing the expected operational behavior of the vehicle under the conditions current operational; and, in response to the determination step, activating a temporary backup control mode for the mobile control surface. While the temporary backup control mode is active, the method generates control surface drive signals with an on-board computer system that disregards inceptor deflection measurements and processes inceptor force measurements. While the temporary backup control mode is active, the method communicates the generated control surface drive signals to a drive system that is coupled to the vehicle's movable control surface.

[005] Também é divulgado aqui um sistema de bordo de um veículo com uma superfície de controle móvel. As modalidades exemplificativas do sistema incluem: um inceptor configurado para controlar o movimento da superfície de controle móvel; pelo menos um sensor de força acoplado ao inceptor; pelo menos um sensor de deflexão acoplado ao inceptor; um sistema de computador de bordo compreendendo pelo menos um processador; e pelo menos um meio legível por processador associado a pelo menos um processador. Pelo menos um meio legível por processador armazena instruções executáveis por processador configuráveis para serem executadas por pelo menos um processador para realizar um método de controle de acionamento da superfície de controle móvel. Certas modalidades do método envolvem: obter dados do sensor de força fornecidos por pelo menos um sensor de força e dados do sensor de deflexão fornecidos por pelo menos um sensor de deflexão, em resposta à manipulação do inceptor; determinar um mau funcionamento potencial, estado de falha ou condição de erro associados ao inceptor, com base nos dados do sensor de força obtidos, nos dados do sensor de deflexão obtidos e nos dados do veículo que caracterizam o comportamento operacional esperado do veículo sob as condições operacionais atuais; e, em resposta à etapa de determinação, ativar um modo de controle de backuptemporário para a superfície de controle móvel. Enquanto o modo de controle de backuptemporário estiver ativo, o método gera sinais de acionamento da superfície de controle com o sistema de computador de bordo, em que o uso dos dados do sensor de deflexão é limitado durante a geração dos sinais de acionamento da superfície de controle. Enquanto o modo de controle de backuptemporário estiver ativo, o método comunica os sinais de acionamento da superfície de controle gerados para um sistema de acionamento que é acoplado à superfície de controle móvel.[005] Also disclosed herein is a vehicle on-board system with a movable control surface. Exemplary embodiments of the system include: an inceptor configured to control movement of the movable control surface; at least one force sensor coupled to the inceptor; at least one deflection sensor coupled to the inceptor; an on-board computer system comprising at least one processor; and at least one processor-readable medium associated with at least one processor. The at least one processor-readable medium stores processor-executable instructions configurable to be executed by the at least one processor to perform a control method of actuating the movable control surface. Certain embodiments of the method involve: obtaining force sensor data provided by at least one force sensor and deflection sensor data provided by at least one deflection sensor, in response to manipulation of the inceptor; determine a potential malfunction, fault state, or error condition associated with the inceptor, based on the obtained force sensor data, the obtained deflection sensor data, and vehicle data that characterize the expected operating behavior of the vehicle under the conditions current operational; and, in response to the determination step, activating a temporary backup control mode for the mobile control surface. While the temporary backup control mode is active, the method generates control surface drive signals with the on-board computer system, wherein the use of deflection sensor data is limited during generation of the control surface drive signals. control. While the temporary backup control mode is active, the method communicates the generated control surface drive signals to a drive system that is coupled to the movable control surface.

[006] Também é divulgada aqui uma modalidade exemplificativa de uma aeronave tendo: uma superfície de controle móvel; um sistema de acionamento acoplado à superfície de controle móvel; um inceptor configurado para controlar o movimento da superfície de controle móvel; pelo menos um sensor de força acoplado ao inceptor; pelo menos um sensor de deflexão acoplado ao inceptor; um sistema de computador de controle de voo compreendendo pelo menos um processador; e pelo menos um meio legível por processador associado a pelo menos um processador. Pelo menos um meio legível por processador armazena instruções executáveis por processador configuráveis para serem executadas por pelo menos um processador para realizar um método de controle de acionamento da superfície de controle móvel. Modalidades exemplificativas do método envolvem: determinar um mau funcionamento potencial, estado de falha ou condição de erro associados ao inceptor, com base nos dados do sensor de força fornecidos por pelo menos um sensor de força, dados do sensor de deflexão fornecidos por pelo menos um sensor de deflexão e dados do veículo que caracterizam o comportamento operacional esperado do veículo nas condições atuais de operação; e, em resposta à etapa de determinação, ativar um modo de controle de backuptemporário para a superfície de controle móvel. Enquanto o modo de controle de backup temporário estiver ativo, o método gera sinais de acionamento da superfície de controle com o sistema de computador de controle de voo, em que a geração desconsidera os dados do sensor de deflexão e gera os sinais de acionamento da superfície de controle com base nos dados do sensor de força. Enquanto o modo de controle de backuptemporário estiver ativo, o método comunica os sinais de acionamento da superfície de controle gerados ao sistema de acionamento.[006] Also disclosed herein is an exemplary embodiment of an aircraft having: a movable control surface; a drive system coupled to the movable control surface; an inceptor configured to control movement of the movable control surface; at least one force sensor coupled to the inceptor; at least one deflection sensor coupled to the inceptor; a flight control computer system comprising at least one processor; and at least one processor-readable medium associated with at least one processor. The at least one processor-readable medium stores processor-executable instructions configurable to be executed by the at least one processor to perform a control method of actuating the movable control surface. Exemplary embodiments of the method involve: determining a potential malfunction, fault state, or error condition associated with the inceptor, based on force sensor data provided by at least one force sensor, deflection sensor data provided by at least one deflection sensor and vehicle data characterizing the expected operational behavior of the vehicle under current operating conditions; and, in response to the determination step, activating a temporary backup control mode for the mobile control surface. While the temporary backup control mode is active, the method generates control surface actuation signals with the flight control computer system, wherein the generation disregards deflection sensor data and generates the surface actuation signals. control based on force sensor data. While the temporary backup control mode is active, the method communicates the generated control surface drive signals to the drive system.

[007] Este sumário é fornecido para introduzir uma seleção de conceitos de uma forma simplificada que são descritos abaixo na descrição detalhada. Este resumo não se destina a identificar os principais recursos ou características essenciais do objeto reivindicado, nem deve ser usado como um auxílio para determinar o escopo do objeto reivindicado.[007] This summary is provided to introduce a selection of concepts in a simplified form that are described below in the detailed description. This summary is not intended to identify key features or essential characteristics of the claimed subject matter, nor should it be used as an aid in determining the scope of the claimed subject matter.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[008] Uma compreensão mais completa do assunto pode ser derivada referindo-se à descrição detalhada e Reivindicações quando consideradas em conjunto com as figuras a seguir, em que números de referência semelhantes se referem a elementos semelhantes ao longo das figuras.[008] A more complete understanding of the subject matter can be derived by referring to the detailed description and Claims when considered in conjunction with the following figures, wherein similar reference numbers refer to similar elements throughout the figures.

[009] A FIG. 1 é uma representação esquemática em vista superior de uma aeronave que é configurada de acordo com as modalidades exemplificativas da invenção;[009] FIG. 1 is a schematic top view representation of an aircraft that is configured in accordance with exemplary embodiments of the invention;

[0010] A FIG. 2 é um diagrama de blocos que representa vários sistemas e componentes de bordo de uma aeronave que é configurada de acordo com as modalidades exemplificativas da invenção;[0010] FIG. 2 is a block diagram representing various on-board systems and components of an aircraft that is configured in accordance with exemplary embodiments of the invention;

[0011] A FIG. 3 é um diagrama de blocos de uma modalidade exemplificativa de um dispositivo baseado em computador; e[0011] FIG. 3 is a block diagram of an exemplary embodiment of a computer-based device; It is

[0012] A FIG. 4 é um fluxograma que ilustra uma modalidade exemplificativa de um processo para acionar uma superfície de controle de um veículo, como uma aeronave.[0012] FIG. 4 is a flowchart illustrating an exemplary embodiment of a process for actuating a control surface of a vehicle, such as an aircraft.

DETAILED DESCRIPTION

[0013] A seguinte descrição detalhada é meramente ilustrativa por natureza e não se destina a limitar as modalidades do assunto ou a aplicação e usos de tais modalidades. Conforme usado neste documento, a palavra “exemplificativa” significa “servir como exemplo, instância ou ilustração”. Qualquer implementação aqui descrita como exemplificativa não deve necessariamente ser interpretada como preferida ou vantajosa em relação a outras implementações. Além disso, não há intenção de ficar vinculado a qualquer teoria expressa ou implícita apresentada no campo técnico anterior, histórico, breve sumário ou descrição detalhada a seguir.[0013] The following detailed description is merely illustrative in nature and is not intended to limit the embodiments of the subject matter or the application and uses of such embodiments. As used in this document, the word “exemplary” means “to serve as an example, instance, or illustration.” Any implementation described here as exemplary should not necessarily be interpreted as preferred or advantageous over other implementations. Furthermore, it is not intended to be bound by any express or implied theory presented in the foregoing technical field, history, brief summary or detailed description that follows.

[0014] Técnicas e tecnologias podem ser descritas neste documento em termos de componentes de blocos funcionais e/ou lógicos e com referência a representações simbólicas de operações, tarefas de processamento e funções que podem ser executadas por vários componentes ou dispositivos de computação. Tais operações, tarefas e funções às vezes são chamadas de executadas por computador, computadorizadas, implementadas por software ou implementadas por computador. Deve ser tido em consideração que os vários componentes de bloco mostrados nas figuras podem ser realizados por qualquer número de componentes de hardware, software e/ou firmware configurados para executar as funções especificadas. Por exemplo, uma modalidade de um sistema ou componente pode empregar vários componentes de circuito integrado, por exemplo, elementos de memória, elementos de processamento de sinal digital, elementos lógicos, tabelas de consulta ou semelhantes, que podem realizar uma variedade de funções sob o controle de um ou mais microprocessadores ou outros dispositivos de controle.[0014] Techniques and technologies may be described in this document in terms of functional and/or logic block components and with reference to symbolic representations of operations, processing tasks and functions that can be performed by various computing components or devices. Such operations, tasks, and functions are sometimes called computer-performed, computerized, software-implemented, or computer-implemented. It should be noted that the various block components shown in the figures may be realized by any number of hardware, software and/or firmware components configured to perform the specified functions. For example, one embodiment of a system or component may employ various integrated circuit components, e.g., memory elements, digital signal processing elements, logic elements, lookup tables, or the like, that may perform a variety of functions under the control of one or more microprocessors or other control devices.

[0015] Quando implementados em software ou similares, vários elementos dos sistemas e dispositivos aqui descritos são essencialmente os segmentos de código ou instruções que fazem com que um ou mais dispositivos processadores executem as várias tarefas. Em certas modalidades, o programa ou segmentos de código são armazenados em pelo menos um meio legível por processador tangível, que pode incluir qualquer meio que possa armazenar ou transferir informações. Exemplos de um meio não transitório e legível por processador incluem um circuito eletrônico, um dispositivo de memória semicondutora, uma ROM, uma memória flash, uma ROM apagável (EROM), um disquete, um CD-ROM, um disco óptico, um disco rígido ou algo semelhante.[0015] When implemented in software or the like, various elements of the systems and devices described herein are essentially the code segments or instructions that cause one or more processing devices to perform the various tasks. In certain embodiments, the program or code segments are stored on at least one tangible processor-readable medium, which may include any medium that can store or transfer information. Examples of a non-transitory, processor-readable medium include an electronic circuit, a semiconductor memory device, a ROM, a flash memory, an erasable ROM (EROM), a floppy disk, a CD-ROM, an optical disk, a hard disk or something similar.

[0016] Por uma questão de brevidade, as técnicas convencionais relacionadas a sistemas de controle e navegação de aeronaves, hardware do sistema inceptor e lógica de controle, joysticks ou sidesticks ativos, processamento de sensor de força, sensor de deflexão e outros dados de sensores de bordo de uma aeronave e outros aspectos funcionais dos sistemas (e os componentes operacionais individuais dos sistemas) podem não ser descritos em detalhes aqui. Além disso, as linhas de conexão mostradas nas várias figuras aqui contidas destinam- se a representar relações funcionais exemplificativas e/ou acoplamentos físicos entre os vários elementos. Deve-se notar que muitas relações funcionais alternativas ou adicionais ou conexões físicas podem estar presentes em uma modalidade do objeto.[0016] For the sake of brevity, conventional techniques relating to aircraft control and navigation systems, inceptor system hardware and control logic, joysticks or active sidesticks, force sensor processing, deflection sensor and other sensor data of an aircraft and other functional aspects of the systems (and the individual operational components of the systems) may not be described in detail here. Furthermore, the connection lines shown in the various figures contained herein are intended to represent exemplary functional relationships and/or physical couplings between the various elements. It should be noted that many alternative or additional functional relationships or physical connections may be present in one embodiment of the object.

[0017] Um sistema baseado em veículo e metodologias operacionais relacionadas são divulgados neste documento. De acordo com certas modalidades não limitativas, o sistema é implantado de bordo de uma aeronave, como um avião. No entanto, deve ser tido em consideração que as modalidades do sistema divulgado podem ser utilizadas para outras aplicações de veículos, incluindo, sem limitação: trens; helicópteros; automóveis; embarcação; submarinos; monotrilhos; parques de diversões; sistemas de transporte; espaçonave; ou semelhante.[0017] A vehicle-based system and related operational methodologies are disclosed in this document. According to certain non-limiting embodiments, the system is deployed onboard an aircraft, such as an airplane. However, it should be borne in mind that embodiments of the disclosed system may be used for other vehicle applications, including, without limitation: trains; helicopters; automobiles; vessel; submarines; monorails; amusement parks; transport systems; spaceship; or similar.

[0018] Aeronaves modernas podem ser fornecidas com um ou mais inceptores de controle ativo, como um controlador de sidestick de controle ativo que é configurado e operado para controlar a inclinação e rotação da aeronave. Certas modalidades de um sistema de sidestick de controle ativo usam sensores de força e sensores de deflexão para detectar/medir o movimento do sidestick quando manipulado pelo piloto. Um sistema de sidestick de controle ativo pode empregar certas salvaguardas e medidas para lidar com possíveis problemas de mau funcionamento ou hardware associados ao sidestick. Por exemplo, o sistema pode utilizar a lógica interna que detecta quando o sidestick está fisicamente preso de forma que seu movimento seja restrito ou limitado. Nesse cenário de congestionamento, o sistema pode transferir o controle de voo do controlador do sidestick potencialmente preso para outro controlador do sidestick (por exemplo, um usado pelo copiloto). Embora a transferência de controle dessa maneira seja eficaz e segura em muitas situações, salvaguardas adicionais ou metodologias de controle de backup podem ser implementadas para melhorar o desempenho, a confiabilidade e a segurança. Maior segurança e mitigação são desejáveis em algumas condições críticas ou extremas, como o flare de pouso final, decolagem ou manobras evasivas.[0018] Modern aircraft may be provided with one or more active control inceptors, such as an active control sidestick controller that is configured and operated to control the pitch and roll of the aircraft. Certain embodiments of an active control sidestick system use force sensors and deflection sensors to detect/measure movement of the sidestick when manipulated by the pilot. An active control sidestick system may employ certain safeguards and measures to address potential malfunctions or hardware problems associated with the sidestick. For example, the system may utilize internal logic that detects when the sidestick is physically secured so that its movement is restricted or limited. In this congestion scenario, the system may transfer flight control from the potentially stuck sidestick controller to another sidestick controller (e.g., one used by the copilot). While transferring control in this manner is effective and secure in many situations, additional safeguards or backup control methodologies can be implemented to improve performance, reliability, and security. Greater safety and mitigation are desirable in some critical or extreme conditions, such as final landing flare, takeoff or evasive maneuvers.

[0019] Para este fim, o assunto aqui apresentado refere-se a um sistema e metodologia operacional correspondente associada à detecção e mitigação de condições de congestionamento do inceptor de bordo de um veículo, como uma aeronave. Em resposta à detecção de um estado de congestionamento do inceptor, um esquema de controle de aeronave temporário é utilizado para fornecer algum nível de controle da aeronave com base nos dados do sensor de força do inceptor em vez dos dados do sensor de deflexão do inceptor. Em certas modalidades, a metodologia de controle baseada em força temporária usa comandos de inclinação e rotação de autoridade limitada, que são processados pelo sistema inceptor e/ou pelo sistema de computador de controle de voo da aeronave. A metodologia de controle temporário pode permanecer ativa até que a condição de congestionamento seja resolvida ou até que o controle da aeronave seja assumido por outro dispositivo ou sistema inceptor de bordo da aeronave. Os limites reais da metodologia de controle temporário são uma função da célula e de seu projeto de lei de controle para fornecer controle suficiente no curto espaço de tempo necessário para que um sistema de controle redundante ou de backup assuma a responsabilidade.[0019] To this end, the subject matter presented herein relates to a system and corresponding operational methodology associated with detecting and mitigating congestion conditions from the onboard inceptor of a vehicle, such as an aircraft. In response to the detection of an inceptor congestion state, a temporary aircraft control scheme is utilized to provide some level of aircraft control based on inceptor force sensor data rather than inceptor deflection sensor data. In certain embodiments, the temporary force-based control methodology uses limited authority pitch and roll commands, which are processed by the inceptor system and/or the aircraft flight control computer system. The temporary control methodology may remain active until the congestion condition is resolved or until control of the aircraft is assumed by another device or inceptor system on board the aircraft. The actual limits of the temporary control methodology are a function of the cell and its control bill to provide sufficient control in the short time required for a redundant or backup control system to assume responsibility.

[0020] A metodologia divulgada também pode ser implantada em veículos legados ou subsistemas que não utilizam sistemas de controle ativo do inceptor. Em tais implantações, a funcionalidade desejada pode ser fornecida adicionando sensores de força ao sistema inceptor e meios para calcular e executar a lógica de detecção/transferência do modo de controle.[0020] The disclosed methodology can also be implemented in legacy vehicles or subsystems that do not use active inceptor control systems. In such deployments, the desired functionality can be provided by adding force sensors to the inceptor system and means for calculating and executing control mode detection/transfer logic.

[0021] Fazendo referência aos desenhos, a figura 1 é uma representação esquemática de vista superior de uma modalidade exemplificativa de uma aeronave 100 tendo um ou mais sistemas de aeronave de bordo 102, que podem incluir, sem limitação, qualquer um dos seguintes em combinação e em qualquer número de iterações ou múltiplos: um sistema de computador de controle de voo; um sistema inceptor, que pode incluir ou cooperar com um inceptor (dispositivo de controle), pelo menos um sensor de força e pelo menos um sensor de deflexão; um sistema de exibição; um sistema de indicação de alerta; um sistema de mensagens ou notificação para a tripulação de voo; e vários sensores inerciais. A figura 1 representa os vários sistemas de bordo da aeronave 102 como um único bloco, mas deve ser entendido que uma modalidade da aeronave 100 implementará os sistemas de bordo da aeronave 102 com uma variedade de diferentes componentes físicos, lógicos e implementados por computador.[0021] Referring to the drawings, Figure 1 is a top view schematic representation of an exemplary embodiment of an aircraft 100 having one or more on-board aircraft systems 102, which may include, without limitation, any of the following in combination and in any number of iterations or multiples: a flight control computer system; an inceptor system, which may include or cooperate with an inceptor (control device), at least one force sensor and at least one deflection sensor; a display system; an alert indication system; a messaging or notification system for flight crew; and various inertial sensors. 1 represents the various on-board systems of aircraft 102 as a single block, but it should be understood that one embodiment of aircraft 100 will implement the on-board systems of aircraft 102 with a variety of different physical, logical and computer-implemented components.

[0022] Conforme mencionado acima, os sistemas de bordo da aeronave 102 incluem pelo menos um sistema inceptor (não representado separadamente na figura 1) que é utilizado para controlar o acionamento de pelo menos uma superfície de controle móvel 104 da aeronave 100. A aeronave 100 pode incluir várias superfícies de controle móveis diferentes 104 incluindo, sem limitação: ailerons; um leme; elevadores; estabilizadores; e spoilers. O sistema inceptor inclui um inceptor (por exemplo, um controlador de vareta (como controlador de joystick ou controlador de sidestick) ou um balancim) que pode ser fisicamente manipulado por um piloto conforme necessário para gerar sinais de acionamento da superfície de controle, que são comunicados a um sistema de acionamento acoplado a uma ou mais das superfícies de controle móveis 104. Em outras palavras, o inceptor é configurado para controlar o movimento de uma superfície de controle móvel 104 da aeronave 100. A figura 1 ilustra esquematicamente dois caminhos de comunicação 106 que conduzem dos sistemas de aeronave 102 para as superfícies de controle móveis 104 (os ailerons). Esses caminhos de comunicação 106 representam canais de comunicação de dados físicos e/ou sem fio que são adequadamente configurados, mantidos e operados para fornecer os sinais de acionamento aos sistemas de acionamento da aeronave 100. Para simplicidade e facilidade de ilustração, a figura 1 representa os caminhos de comunicação 106 para os ailerons. Embora apenas dois caminhos de comunicação 106 sejam mostrados na figura 1, a aeronave 100 pode suportar qualquer número de caminhos de comunicação 106 conforme necessário para controlar as várias superfícies de controle da aeronave.[0022] As mentioned above, the onboard systems of the aircraft 102 include at least one inceptor system (not separately depicted in Figure 1) that is used to control the actuation of at least one mobile control surface 104 of the aircraft 100. The aircraft 100 may include several different movable control surfaces 104 including, without limitation: ailerons; a rudder; elevators; stabilizers; and spoilers. The inceptor system includes an inceptor (e.g., a stick controller (such as a joystick controller or sidestick controller) or a rocker) that can be physically manipulated by a pilot as needed to generate control surface drive signals, which are 1 schematically illustrates two communication paths. 106 leading from aircraft systems 102 to movable control surfaces 104 (the ailerons). These communication paths 106 represent physical and/or wireless data communication channels that are suitably configured, maintained and operated to provide drive signals to aircraft drive systems 100. For simplicity and ease of illustration, Figure 1 depicts the communication paths 106 to the ailerons. Although only two communication paths 106 are shown in Figure 1, the aircraft 100 may support any number of communication paths 106 as necessary to control the aircraft's various control surfaces.

[0023] A figura 2 é um diagrama de blocos que representa vários sistemas e componentes que podem estar de bordo da aeronave 100. De fato, os sistemas de bordo da aeronave 102 mostrados na figura 1 pode incluir alguns dos sistemas e componentes representados na figura 2. A modalidade ilustrada inclui os seguintes sistemas e componentes: um inceptor 202; pelo menos um sensor de força 204 acoplado ao inceptor 202; pelo menos um sensor de deflexão 206 acoplado ao inceptor 202; um sistema de computador de controle de voo de bordo 208 (ou qualquer tipo de sistema de computador) tendo pelo menos um processador; um banco de dados 210 acoplado ou de outra forma associado ao sistema de computador de controle de voo 208; um sistema de acionamento da superfície de controle 212 em comunicação com o sistema de computador de controle de voo 208; e uma superfície de controle móvel 214 acoplada ao sistema de acionamento 212. Uma implementação implantada da aeronave 100 pode incluir alguns ou todos esses sistemas e componentes, sistemas e componentes adicionais (conforme necessário ou desejado) e/ou sistemas e componentes alternativos (conforme necessário ou desejado). A figura 2 é apenas um exemplo ilustrativo que descreve certos sistemas e componentes que suportam a matéria inventiva aqui descrita.[0023] Figure 2 is a block diagram representing various systems and components that may be on board aircraft 100. In fact, the systems on board aircraft 102 shown in Figure 1 may include some of the systems and components depicted in Figure 2. The illustrated embodiment includes the following systems and components: an inceptor 202; at least one force sensor 204 coupled to the inceptor 202; at least one deflection sensor 206 coupled to the inceptor 202; an onboard flight control computer system 208 (or any type of computer system) having at least one processor; a database 210 coupled or otherwise associated with the flight control computer system 208; a control surface drive system 212 in communication with the flight control computer system 208; and a movable control surface 214 coupled to the drive system 212. A deployed implementation of the aircraft 100 may include some or all of these systems and components, additional systems and components (as needed or desired), and/or alternative systems and components (as needed or desired). Figure 2 is only an illustrative example that describes certain systems and components that support the inventive subject matter described herein.

[0024] Embora não representado separadamente na figura 2, a aeronave 100 inclui ou coopera com pelo menos uma rede de comunicação de dados que facilita a comunicação entre os vários componentes, sistemas e lógica de bordo da aeronave 100. Por exemplo, a rede de comunicação de dados pode ser utilizada para comunicar dados do sensor, medições, alertas, mensagens, comandos de controle de voo e similares. A este respeito, a rede de comunicação de dados pode ser utilizada para transferir dados do sensor de força e dados do sensor de deflexão do(s) sensor(es) de força 204 e do(s) sensor(es) de deflexão 206 para o sistema de computador de controle de voo 208. Além disso, a rede de comunicação de dados pode ser utilizado para comunicar sinais de acionamento da superfície de controle 216 do sistema de computador de controle de voo 208 para o sistema de acionamento 212 conforme necessário.[0024] Although not depicted separately in Figure 2, aircraft 100 includes or cooperates with at least one data communications network that facilitates communication between the various on-board components, systems and logic of aircraft 100. For example, the Data communications can be used to communicate sensor data, measurements, alerts, messages, flight control commands, and the like. In this regard, the data communication network can be used to transfer force sensor data and deflection sensor data from the force sensor(s) 204 and the deflection sensor(s) 206 to the flight control computer system 208. Additionally, the data communication network may be used to communicate drive signals from the control surface 216 of the flight control computer system 208 to the drive system 212 as needed.

[0025] O inceptor 202 na figura 2 é realizado como um controlador de joystick (por exemplo, um dos dois controladores de sidestick de bordo de uma aeronave tendo um controlador de sidestick para o piloto e um controlador de sidestick redundante para o copiloto). Um controlador do sidestick deste tipo pode ser fisicamente manipulado para frente e para trás para controlar a inclinação da aeronave e lateralmente para controlar a rotação da aeronave. A figura 2 também representa outro inceptor que pode ser usado da maneira descrita em mais detalhes abaixo, por exemplo, um balancim 222.[0025] The inceptor 202 in Figure 2 is realized as a joystick controller (e.g., one of two on-board sidestick controllers of an aircraft having a sidestick controller for the pilot and a redundant sidestick controller for the co-pilot). A sidestick controller of this type can be physically manipulated forward and backward to control the aircraft's pitch and sideways to control the aircraft's roll. Figure 2 also represents another inceptor that can be used in the manner described in more detail below, for example, a rocker arm 222.

[0026] O(s) sensor(es) de força 204 geram dados de força em resposta ao movimento do inceptor 202 causado pela manipulação física por um usuário. Os dados de força podem ser fornecidos ao sistema de computador de controle de voo 208 para obter medições de força correspondentes à interação do usuário com o inceptor 202. Consequentemente, o sistema inceptor inclui pelo menos um sensor de força 204 que pode detectar e medir a força aplicada em cada direção possível de viajar, por exemplo, para frente, para trás, para a esquerda e para a direita (para um controlador de sidestick). Da mesma forma, o(s) sensor(es) de deflexão 206 geram dados de deflexão em resposta ao movimento do inceptor 202 causado pela manipulação física por um usuário. Os dados de deflexão podem ser fornecidos ao sistema de computador de controle de voo 208 para obter medições de deflexão correspondentes à interação do usuário com o inceptor 202. Consequentemente, o sistema inceptor inclui pelo menos um sensor de deflexão 206 que pode detectar e medir a deflexão ou deslocamento em cada direção possível de deslocamento, por exemplo, para frente, para trás, para a esquerda e para a direita (para um controlador de sidestick). Sob condições operacionais normais e esperadas, a manipulação do inceptor 202 por um piloto da aeronave gera dados de força com dados de deflexão associados, em que uma determinada quantidade de força aplicada ao inceptor 202 resulta em uma quantidade correspondente de deflexão do inceptor 202.[0026] The force sensor(s) 204 generate force data in response to movement of the inceptor 202 caused by physical manipulation by a user. Force data may be provided to the flight control computer system 208 to obtain force measurements corresponding to the user's interaction with the inceptor 202. Accordingly, the inceptor system includes at least one force sensor 204 that can detect and measure the force applied in each possible direction of travel, for example, forward, backward, left, and right (for a sidestick controller). Likewise, the deflection sensor(s) 206 generate deflection data in response to movement of the inceptor 202 caused by physical manipulation by a user. Deflection data may be provided to flight control computer system 208 to obtain deflection measurements corresponding to user interaction with inceptor 202. Accordingly, the inceptor system includes at least one deflection sensor 206 that can detect and measure the deflection or displacement in each possible direction of travel, for example, forward, backward, left, and right (for a sidestick controller). Under normal and expected operating conditions, manipulation of the inceptor 202 by an aircraft pilot generates force data with associated deflection data, wherein a given amount of force applied to the inceptor 202 results in a corresponding amount of deflection of the inceptor 202.

[0027] O sistema de computador de controle de voo 208 regula a maneira pela qual a aeronave 100 responde a comandos manuais, automatizados ou fly-by-wire. Os sistemas de computador de controle de voo são bem conhecidos por aqueles familiarizados com aviônicos modernos e sistemas de controle de aeronaves, e não precisam ser descritos em detalhes aqui. Pelo menos um sistema de computador de controle de voo 208 de bordo da aeronave 100 suporta operação fly-by-wire, que gera sinais de controle eletrônico em resposta à interação do piloto com dispositivos físicos de controle de voo (inceptores) ou recursos. A operação fly-by-wiretambém pode alavancar os dados do sensor e os dados de medição fornecidos por vários sistemas de bordo que permitem que o sistema de computador de controle de voo 208 tenha consciência precisa e em tempo real das condições operacionais atuais da aeronave 100. Conforme explicado em mais detalhes abaixo, o sistema de computador de controle de voo 208 da aeronave 100 suporta pelo menos dois modos de controle diferentes para superfícies de controle móveis: um modo de controle normal ou padrão; e um modo de controle de backuptemporário. O modo de controle de backup temporário pode ser caracterizado como um modo degradado de operação que fornece controle seguro, mas menos desejável, da aeronave 100 por um período de tempo muito breve. Durante o modo de controle de backuptemporário, o sistema de computador de controle de voo 208 emite sinais de acionamento da superfície de controle de curto prazo 216 para os sistemas de acionamento da superfície de controle 212.[0027] Flight control computer system 208 regulates the manner in which aircraft 100 responds to manual, automated, or fly-by-wire commands. Flight control computer systems are well known to those familiar with modern avionics and aircraft control systems, and do not need to be described in detail here. At least one flight control computer system 208 on board the aircraft 100 supports fly-by-wire operation, which generates electronic control signals in response to the pilot's interaction with physical flight control devices (inceptors) or resources. Fly-by-wire operation may also leverage sensor data and measurement data provided by various on-board systems that allow the flight control computer system 208 to have accurate, real-time awareness of the current operating conditions of the aircraft 100 As explained in more detail below, the flight control computer system 208 of the aircraft 100 supports at least two different control modes for moving control surfaces: a normal or standard control mode; and a temporary backup control mode. The temporary backup control mode may be characterized as a degraded mode of operation that provides safe but less desirable control of the aircraft 100 for a very brief period of time. During the temporary backup control mode, the flight control computer system 208 outputs short-term control surface drive signals 216 to the control surface drive systems 212.

[0028] O banco de dados 210 pode ser integrado ao sistema de computador de controle de voo 208 ou pode ser parte de um sistema de banco de dados remoto que se comunica com o sistema de computador de controle de voo 208. Em certas modalidades, o banco de dados 210 é utilizado para armazenar, manter, e fornecer acesso aos dados da aeronave que caracterizam o comportamento operacional esperado da aeronave 100 nas condições operacionais atuais. O banco de dados 210 pode ser preenchido com dados de comportamento operacional persistente ou pode ser atualizado de acordo com uma programação ou de maneira dinâmica e contínua para caracterizar continuamente o comportamento operacional da aeronave 100. A este respeito, um determinado estado operacional ou condição da aeronave 100 pode ser caracterizada usando qualquer um ou todos os seguintes dados ou medições, sem limitação: velocidade no ar; altitude; taxas e acelerações inerciais; cabeçalho; atitude; trajetória; uma trajetória de voo prevista; estado ou posição das superfícies de controle móveis; peso estimado; nível de combustível; e temperatura externa. O banco de dados 210 também pode incluir dados relacionados ao inceptor que correspondem a diferentes objetos de dados que caracterizam o comportamento operacional da aeronave. Em outras palavras, para um estado operacional de aeronave específico (ou uma “faixa” de estados operacionais que são substancialmente semelhantes ou essencialmente idênticos para fins da metodologia descrita aqui), o banco de dados 210 pode manter medições de força (dados de força) e/ou deflexão medições (dados de deflexão) correspondentes ao comportamento normal ou esperado dos inceptores integrados. Conforme explicado em mais detalhes abaixo, os dados de comportamento operacional da aeronave e os dados de força e deflexão associados mantidos no banco de dados 210 podem ser utilizados para prever ou estimar a melhor forma de atuar as superfícies de controle da aeronave enquanto o modo de controle de backuptemporário estiver ativo.[0028] Database 210 may be integrated with flight control computer system 208 or may be part of a remote database system that communicates with flight control computer system 208. In certain embodiments, database 210 is used to store, maintain, and provide access to aircraft data that characterize the expected operational behavior of aircraft 100 under current operating conditions. Database 210 may be populated with persistent operational behavior data or may be updated on a schedule or in a dynamic and continuous manner to continually characterize the operational behavior of aircraft 100. In this regard, a particular operational state or condition of the aircraft 100 may be characterized using any or all of the following data or measurements, without limitation: airspeed; altitude; inertial rates and accelerations; header; attitude; trajectory; a predicted flight path; state or position of movable control surfaces; estimated weight; fuel level; and external temperature. Database 210 may also include inceptor-related data that correspond to different data objects that characterize the operational behavior of the aircraft. In other words, for a specific aircraft operating state (or a “range” of operating states that are substantially similar or essentially identical for purposes of the methodology described herein), database 210 may maintain force measurements (force data). and/or deflection measurements (deflection data) corresponding to the normal or expected behavior of the integrated inceptors. As explained in more detail below, aircraft operational behavior data and associated force and deflection data maintained in database 210 may be used to predict or estimate how best to actuate aircraft control surfaces while the mode of temporary backup control is active.

[0029] De acordo com certas modalidades, o(s) sistema(s) de aeronave 102 representado(s) na figura 1, e um ou mais dos itens representados na figura 2 pode ser implementado como pelo menos um dispositivo, sistema ou equipamento baseado em computador ou baseado em processador. A este respeito, a figura 3 é uma representação simplificada do diagrama de blocos de uma modalidade exemplificativa de um dispositivo baseado em computador 300, que pode ser usado para implementar certos dispositivos ou sistemas de bordo da aeronave 100.[0029] According to certain embodiments, the aircraft system(s) 102 depicted in Figure 1, and one or more of the items depicted in Figure 2 may be implemented as at least one device, system or equipment computer-based or processor-based. In this regard, Figure 3 is a simplified block diagram representation of an exemplary embodiment of a computer-based device 300, which may be used to implement certain devices or systems on board aircraft 100.

[0030] O dispositivo 300 geralmente inclui, sem limitação: pelo menos um processador 302; pelo menos um dispositivo de armazenamento de memória, mídia de armazenamento ou elemento de memória 304; um display 306; pelo menos uma interface de comunicação (rede) 308; e dispositivos de entrada e saída (E/S) 310, tais como uma interface de entrada, um ou mais dispositivos de saída, um ou mais elementos de interface homem/máquina ou semelhantes. Na prática, o dispositivo 300 pode incluir componentes, elementos e funcionalidades adicionais que podem ser de natureza convencional ou não relacionados com a aplicação particular e metodologias aqui descritas.[0030] Device 300 generally includes, without limitation: at least one processor 302; at least one memory storage device, storage media, or memory element 304; a display 306; at least one communication (network) interface 308; and input and output (I/O) devices 310, such as an input interface, one or more output devices, one or more human/machine interface elements, or the like. In practice, device 300 may include additional components, elements, and functionalities that may be conventional in nature or unrelated to the particular application and methodologies described herein.

[0031] Um processador 302 pode ser, por exemplo, uma unidade de processamento central (CPU), uma matriz de portas programável em campo (FPGA), um microcontrolador, um circuito integrado específico de aplicação (ASIC) ou qualquer outro dispositivo lógico ou combinação dos mesmos. Um ou mais elementos de memória 304 são acoplados de forma comunicativa ao pelo menos um processador 302 e podem ser implementados com qualquer combinação de memória volátil e não volátil. O elemento de memória 304 tem instruções não transitórias legíveis por processador e executáveis por processador (código de programa) 312 armazenadas nele, em que as instruções 312 são configuráveis para serem executadas por pelo menos um processador 302 conforme necessário. Quando executadas por pelo menos um processador 302, as instruções 312 fazem com que pelo menos um processador 302 execute as tarefas, processos e operações associadas definidas pelas instruções 312. Claro, o elemento de memória 304 também pode incluir instruções associadas a um sistema de arquivos do dispositivo host 300 e instruções associadas a outros aplicativos ou programas. Além disso, o elemento de memória 304 pode servir como uma unidade de armazenamento de dados para o dispositivo host 300. Por exemplo, o elemento de memória 304 pode fornecer armazenamento 314 para dados da aeronave, dados de navegação, dados do sensor, medições, imagem e/ou conteúdo de vídeo, configurações ou dados de configuração para a aeronave e similares.[0031] A processor 302 may be, for example, a central processing unit (CPU), a field-programmable gate array (FPGA), a microcontroller, an application-specific integrated circuit (ASIC), or any other logical device or combination thereof. One or more memory elements 304 are communicatively coupled to the at least one processor 302 and may be implemented with any combination of volatile and non-volatile memory. The memory element 304 has non-transitory processor-readable and processor-executable instructions (program code) 312 stored therein, wherein the instructions 312 are configurable to be executed by at least one processor 302 as needed. When executed by at least one processor 302, instructions 312 cause at least one processor 302 to execute the associated tasks, processes, and operations defined by instructions 312. Of course, memory element 304 may also include instructions associated with a file system of the host device 300 and instructions associated with other applications or programs. Additionally, the memory element 304 may serve as a data storage unit for the host device 300. For example, the memory element 304 may provide storage 314 for aircraft data, navigation data, sensor data, measurements, etc. image and/or video content, settings or configuration data for the aircraft and the like.

[0032] O display 306 (se implantado com a modalidade particular do dispositivo 300) pode ser integrado ao dispositivo 300 ou acoplado de forma comunicativa ao dispositivo 300 como um componente periférico ou acessório. O formato, tamanho, resolução e tecnologia do display 306 serão apropriados para a implementação particular do dispositivo 300. O display 306 pode ser realizado como um monitor, tela sensível ao toque ou outro display eletrônico convencional capaz de apresentar dados graficamente e/ou informações fornecidas pelo dispositivo 300.[0032] Display 306 (if deployed with the particular embodiment of device 300) may be integrated with device 300 or communicatively coupled to device 300 as a peripheral or accessory component. The shape, size, resolution, and technology of display 306 will be appropriate for the particular implementation of device 300. Display 306 may be realized as a monitor, touch screen, or other conventional electronic display capable of graphically presenting data and/or information provided by device 300.

[0033] A interface de comunicação 308 representa o hardware, software e lógica de processamento que permite que o dispositivo 300 suporte a comunicação de dados com outros dispositivos. Na prática, a interface de comunicação 308 pode ser adequadamente configurada para suportar protocolos de comunicação de dados sem fio e/ou com fio conforme apropriado para a modalidade particular. Por exemplo, a interface de comunicação 308 pode ser projetada para suportar um protocolo de comunicação celular, um protocolo sem fio de curto alcance (como o protocolo de comunicação BLUETOOTH) e/ou um protocolo WLAN. Como outro exemplo, se o dispositivo 300 for um computador desktop ou laptop, a interface de comunicação pode ser projetada para suportar o protocolo de comunicação BLUETOOTH, um protocolo WLAN e um protocolo de comunicação LAN (por exemplo, Ethernet). De acordo com certas aplicações de aeronaves, a interface de comunicação 308 é projetada e configurada para suportar um ou mais protocolos de rede de bordo usados para a comunicação de informações entre dispositivos, componentes e subsistemas da aeronave 100.[0033] Communication interface 308 represents the hardware, software, and processing logic that allows device 300 to support data communication with other devices. In practice, communication interface 308 may be suitably configured to support wireless and/or wired data communication protocols as appropriate for the particular embodiment. For example, the communication interface 308 may be designed to support a cellular communication protocol, a short-range wireless protocol (such as the BLUETOOTH communication protocol), and/or a WLAN protocol. As another example, if device 300 is a desktop or laptop computer, the communication interface may be designed to support the BLUETOOTH communication protocol, a WLAN protocol, and a LAN communication protocol (e.g., Ethernet). In accordance with certain aircraft applications, communication interface 308 is designed and configured to support one or more on-board network protocols used for communicating information between devices, components, and subsystems of aircraft 100.

[0034] Os dispositivos de E/S 310 permitem que um usuário do dispositivo 300 interaja com o dispositivo 300 conforme necessário. Na prática, os dispositivos de E/S 310 podem incluir, sem limitação: uma interface de entrada para receber dados para manipulação pelo dispositivo 300; um alto-falante, um transdutor de áudio ou outro componente de feedback de áudio; um dispositivo de feedbackháptico; um microfone; um mouse ou outro dispositivo apontador; um dispositivo touchscreen ou touchpad; um teclado; um joystick; um sensor ou leitor biométrico (como leitor de impressão digital, scanner de retina ou íris, leitor de impressão palmar ou veia palmar etc.); uma câmera; um sensor lidar; ou qualquer dispositivo periférico convencional. Neste contexto, um display de tela sensível ao toque 306 pode ser classificado como um dispositivo de E/S 310. Além disso, um display de tela sensível ao toque 306 pode incorporar ou ser controlado para funcionar como um scanner de impressão digital ou palmar. Um dispositivo de feedbackháptico pode ser controlado para gerar uma quantidade variável de feedbacktátil ou físico, como vibrações, uma força, batida ou sensação de colisão, um movimento detectável ou semelhante. Dispositivos de feedbackháptico e esquemas de controle relacionados são bem conhecidos e, portanto, não serão descritos em detalhes aqui.[0034] I/O devices 310 allow a user of device 300 to interact with device 300 as needed. In practice, I/O devices 310 may include, without limitation: an input interface for receiving data for manipulation by device 300; a speaker, audio transducer or other audio feedback component; a haptic feedback device; a microphone; a mouse or other pointing device; a touchscreen or touchpad device; a keyboard; a joystick; a biometric sensor or reader (such as a fingerprint reader, retina or iris scanner, palm print or palm vein reader, etc.); a camera; a lidar sensor; or any conventional peripheral device. In this context, a touchscreen display 306 may be classified as an I/O device 310. Additionally, a touchscreen display 306 may incorporate or be controlled to function as a fingerprint or palm print scanner. A haptic feedback device may be controlled to generate a variable amount of tactile or physical feedback, such as vibrations, a force, knock or bump sensation, a detectable movement, or the like. Haptic feedback devices and related control schemes are well known and therefore will not be described in detail here.

[0035] O assunto aqui apresentado refere-se a um método de controle de acionamento de uma superfície de controle móvel de uma aeronave durante um breve período de tempo após a determinação de que o sistema inceptor ligado à superfície de controle móvel não está funcionando de maneira normal e esperada. Em vez de desabilitar o sistema inceptor potencialmente suspeito ou ignorar sua saída, a metodologia de controle aqui descrita ainda alavanca a saída do sistema inceptor, mas de maneira limitada ou restrita. A metodologia de controle de backuptemporário processa os dados do sensor de força do sistema inceptor potencialmente suspeito para acionar a superfície de controle associada de acordo com um resultado estimado ou previsto que também é baseado na condição operacional atual da aeronave. O modo de controle de backuptemporário fornece maior segurança e previsibilidade durante um curto período de tempo que permite que o sistema de computador de controle de voo e/ou os pilotos se recuperem de maneira segura e eficiente.[0035] The subject matter presented herein relates to a control method of actuating a mobile control surface of an aircraft for a brief period of time after determining that the inceptor system connected to the mobile control surface is not functioning properly. normal and expected way. Rather than disabling the potentially suspicious inceptor system or ignoring its output, the control methodology described here still leverages the inceptor system's output, but in a limited or restricted manner. The temporary backup control methodology processes force sensor data from the potentially suspect inceptor system to actuate the associated control surface in accordance with an estimated or predicted result that is also based on the current operating condition of the aircraft. The temporary backup control mode provides increased safety and predictability over a short period of time that allows the flight control computer system and/or pilots to recover in a safe and efficient manner.

[0036] A figura é um fluxograma que ilustra uma modalidade exemplificativa de um processo 400 para acionar uma superfície de controle de um veículo, tal como uma aeronave. As várias tarefas realizadas em conexão com o processo 400 podem ser realizadas por software, hardware, firmware ou qualquer combinação dos mesmos. Para fins ilustrativos, a seguinte descrição do processo 400 pode se referir aos elementos mencionados acima em conexão com as figuras 13. Deve ser tido em consideração que o processo 400 pode incluir qualquer número de tarefas adicionais ou alternativas, as tarefas mostradas na figura 4 não precisam ser executadas na ordem ilustrada e o processo 400 pode ser incorporado a um procedimento ou processo mais abrangente com funcionalidade adicional não descrita em detalhes neste documento. Além disso, uma ou mais das tarefas mostradas na figura 4 pode ser omitido de uma modalidade do processo 400, desde que a funcionalidade geral pretendida permaneça intacta.[0036] The figure is a flowchart illustrating an exemplary embodiment of a process 400 for activating a control surface of a vehicle, such as an aircraft. The various tasks performed in connection with process 400 may be performed by software, hardware, firmware, or any combination thereof. For illustrative purposes, the following description of process 400 may refer to the elements mentioned above in connection with Figures 13. It should be noted that process 400 may include any number of additional or alternative tasks, the tasks shown in Figure 4 do not need to be performed in the order illustrated and process 400 may be incorporated into a more comprehensive procedure or process with additional functionality not described in detail in this document. Furthermore, one or more of the tasks shown in Figure 4 may be omitted from an embodiment of process 400, as long as the intended overall functionality remains intact.

[0037] Embora nem sempre seja necessário, esta descrição assume que a aeronave hospedeira inclui um sistema de sidestick de controle ativo que inclui um sidestick de controle ativo para o piloto e outro sidestick de controle ativo para o copiloto. O processo 400 pode ser executado de maneira contínua durante a operação da aeronave, incluindo operação no solo, taxiamento e decolagem. O processo 400 monitora e registra as condições operacionais atuais ou o status da aeronave de maneira contínua ou com a frequência desejada (tarefa 402). O monitoramento que ocorre durante a tarefa 402 pode observar, registrar e/ou armazenar qualquer um dos dados da aeronave mencionados acima com referência ao banco de dados 210. Esta descrição assume que o piloto (ou copiloto) aciona um controlador lateral com a intenção de ajustar a posição de pelo menos uma superfície de controle móvel da aeronave. Consequentemente, o processo 400 obtém dados do sensor de força fornecidos por pelo menos um sensor de força e dados do sensor de deflexão fornecidos por pelo menos um sensor de deflexão, em que os dados do sensor obtidos são gerados em resposta à manipulação do inceptor para uma superfície de controle móvel (tarefa 404). Os dados do sensor de força representam ou estão associados a pelo menos uma medição de força correspondente à manipulação do inceptor, e os dados do sensor de deflexão representam ou estão associados a pelo menos uma medição de deflexão correspondente à manipulação do inceptor.[0037] Although not always necessary, this description assumes that the host aircraft includes an active control sidestick system that includes an active control sidestick for the pilot and another active control sidestick for the co-pilot. Process 400 may be performed continuously during operation of the aircraft, including ground operation, taxiing, and takeoff. Process 400 monitors and records the current operating conditions or status of the aircraft on a continuous basis or as frequently as desired (task 402). Monitoring that occurs during task 402 may observe, record and/or store any of the aforementioned aircraft data with reference to database 210. This description assumes that the pilot (or co-pilot) actuates a side controller with the intention of adjust the position of at least one movable control surface of the aircraft. Accordingly, process 400 obtains force sensor data provided by at least one force sensor and deflection sensor data provided by at least one deflection sensor, wherein the obtained sensor data is generated in response to manipulation of the inceptor to a movable control surface (task 404). The force sensor data represents or is associated with at least one force measurement corresponding to manipulation of the inceptor, and the deflection sensor data represents or is associated with at least one deflection measurement corresponding to manipulation of the inceptor.

[0038] O processo 400 continua verificando a precisão, integridade e/ou confiabilidade dos dados de medição gerados pelo sistema inceptor. Em certas modalidades, o processo 400 analisa dados de força com seus dados de deflexão correspondentes para determinar se a deflexão detectada do inceptor é consistente com a quantidade detectada de força aplicada ao inceptor. Por exemplo, o banco de dados 210 pode manter valores que indicam uma faixa esperada de deslocamento ou deflexão para uma determinada força aplicada e/ou uma faixa esperada de força aplicada para uma determinada quantidade de deslocamento ou deflexão. Adicionalmente ou alternativamente, o processo 406 pode analisar os dados de força obtidos, os dados de deflexão obtidos e os dados da aeronave que caracterizam o comportamento operacional esperado da aeronave sob as condições operacionais atuais (tarefa 406). Se os dados ou medições revisadas indicarem comportamento normal ou esperado do inceptor (a ramificação “Sim” da tarefa de consulta 408), então o processo 400 manipula os dados de força e deflexão obtidos como de costume para acionar a superfície de controle móvel de acordo com um esquema de controle padrão ou normal, modo ou algoritmo (tarefa 410). Se os dados ou medições revisadas indicarem um comportamento anormal ou inesperado do inceptor (o ramo “Não” da tarefa de consulta 408), então o processo 400 determina, sinaliza ou declara um mau funcionamento potencial, estado de falha ou condição de erro associado ao inceptor (tarefa 412). A determinação feita na tarefa 412 é baseada na medição de força obtida (ou dados de força), a medição de deflexão obtida (ou dados de deflexão) e pelo menos alguns dos dados da aeronave que caracterizam o comportamento operacional esperado da aeronave sob as condições operacionais atuais. Como um exemplo não limitativo, um mau funcionamento potencial, estado de falha ou condição de erro pode estar relacionado à existência de um atolamento físico, obstrução e/ou problema mecânico que inibe o movimento ou percurso do inceptor. Em tal cenário, a determinação na tarefa 412 pode determinar ou detectar que uma medição de deflexão é menor do que o esperado para uma medição de força correspondente. A este respeito, um inceptor fisicamente bloqueado ou impedido exibirá menos deflexão (do que o normal) para uma determinada quantidade de força aplicada. O processo 400 analisa os dados obtidos para detectar rapidamente quando um inceptor pode estar em um estado bloqueado.[0038] Process 400 continues to verify the accuracy, integrity and/or reliability of the measurement data generated by the inceptor system. In certain embodiments, process 400 analyzes force data with its corresponding deflection data to determine whether the detected deflection of the inceptor is consistent with the detected amount of force applied to the inceptor. For example, database 210 may maintain values that indicate an expected range of displacement or deflection for a given applied force and/or an expected range of applied force for a given amount of displacement or deflection. Additionally or alternatively, process 406 may analyze the obtained force data, the obtained deflection data, and the aircraft data that characterize the expected operational behavior of the aircraft under current operating conditions (task 406). If the revised data or measurements indicate normal or expected behavior of the inceptor (the “Yes” branch of query task 408), then process 400 manipulates the obtained force and deflection data as usual to actuate the movable control surface accordingly. with a standard or normal control scheme, mode or algorithm (task 410). If the reviewed data or measurements indicate abnormal or unexpected behavior of the inceptor (the “No” branch of query task 408), then process 400 determines, flags, or declares a potential malfunction, fault state, or error condition associated with the inceptor (task 412). The determination made in task 412 is based on the obtained force measurement (or force data), the obtained deflection measurement (or deflection data), and at least some of the aircraft data that characterize the expected operational behavior of the aircraft under the conditions current operations. As a non-limiting example, a potential malfunction, fault state or error condition may be related to the existence of a physical jam, obstruction and/or mechanical problem that inhibits the movement or path of the inceptor. In such a scenario, the determination in task 412 may determine or detect that a deflection measurement is less than expected for a corresponding force measurement. In this regard, a physically blocked or impeded inceptor will exhibit less deflection (than normal) for a given amount of applied force. Process 400 analyzes the obtained data to quickly detect when an inceptor may be in a blocked state.

[0039] Esta descrição assume que o processo 400 detecta algum tipo de resposta ou comportamento anormal do inceptor. Consequentemente, em resposta à determinação na tarefa 412, o processo 400 ativa, inicia ou transita para um modo de controle de backuptemporário para a superfície de controle móvel (tarefa 414). Em vez de desabilitar o inceptor potencialmente suspeito ou ignorar os dados do sensor fornecidos pelo inceptor potencialmente suspeito, a aeronave pode utilizar e manter o modo de controle de backup temporário por um período de tempo desejado. Em certas modalidades, o modo de controle de backuptemporário é mantido como ativo até que alguma forma de ação corretiva seja tomada pelo sistema de computador de controle de voo de bordo. Alternativa ou adicionalmente, o modo de controle de backuptemporário pode ser mantido como ativo até que alguma forma de ação corretiva seja tomada por um operador da aeronave, por exemplo, o copiloto. Alternativa ou adicionalmente, o modo de controle de backuptemporário pode ser mantido ativo apenas por um período de tempo predeterminado ou calculado (por exemplo, um curto período de tempo definido ou determinado pela próxima ação de mitigação de um operador da aeronave, como transferência de comando do piloto para o copiloto), ou até que o sistema de computador de controle de voo tenha verificado que a operação precisa, confiável e segura pode continuar com pouco ou nenhum envolvimento do inceptor potencialmente suspeito.[0039] This description assumes that process 400 detects some type of abnormal response or behavior from the inceptor. Accordingly, in response to the determination in task 412, process 400 activates, initiates, or transitions to a temporary backup control mode for the mobile control surface (task 414). Rather than disabling the potentially suspect inceptor or ignoring sensor data provided by the potentially suspect inceptor, the aircraft may utilize and maintain temporary backup control mode for a desired period of time. In certain embodiments, the temporary backup control mode is maintained as active until some form of corrective action is taken by the onboard flight control computer system. Alternatively or additionally, the temporary backup control mode may be maintained as active until some form of corrective action is taken by an operator of the aircraft, e.g. the co-pilot. Alternatively or additionally, the temporary backup control mode may be kept active only for a predetermined or calculated period of time (e.g., a short period of time defined or determined by an aircraft operator's next mitigating action, such as command transfer). pilot to copilot), or until the flight control computer system has verified that accurate, reliable, and safe operation can continue with little or no involvement of the potentially suspect inceptor.

[0040] Enquanto o modo de controle de backuptemporário estiver ativo, o sistema de computador de bordo (por exemplo, o sistema de computador de controle de voo) ainda controla o acionamento de pelo menos uma superfície de controle móvel da aeronave em resposta a pelo menos alguns dos dados de medição obtidos do inceptor problemático. Em certas modalidades, o processo 400 gera sinais de acionamento da superfície de controle apropriados com o sistema de computador de bordo, por meio de um algoritmo de controle ou metodologia que desconsidera (ou limita o uso de) os dados do sensor de deflexão obtidos do inceptor problemático, enquanto ainda usa e processa os dados do sensor de força obtidos do inceptor problemático (tarefa 416). Uma ou mais proteções, restrições ou limites adicionais também podem ser implementados quando o modo de controle de backuptemporário estiver ativo. Por exemplo, a geração na tarefa 416 pode ser realizada de maneira apropriada para gerar os sinais de acionamento da superfície de controle como comandos de autoridade limitada para a(s) superfície(s) de controle desejada(s). Nesse contexto, a “autoridade limitada” fornece capacidade de comando suficiente para permitir a operação segura da aeronave no modo de controle de backup temporário, limitando a exposição a características indesejadas de manuseio causadas pela falta de feedback de deslocamento aos comandos do piloto. O esquema particular, limites e/ou restrições utilizados em conexão com comandos de autoridade limitada podem variar de acordo com a fase do voo e/ou características da aeronave.[0040] While the temporary backup control mode is active, the on-board computer system (e.g., the flight control computer system) still controls the actuation of at least one movable control surface of the aircraft in response to at least one minus some of the measurement data obtained from the problematic inceptor. In certain embodiments, process 400 generates appropriate control surface drive signals with the on-board computer system through a control algorithm or methodology that disregards (or limits the use of) deflection sensor data obtained from the problematic inceptor, while still using and processing the force sensor data obtained from the problematic inceptor (task 416). One or more additional protections, restrictions, or limits may also be implemented when temporary backup control mode is active. For example, generation in task 416 may be performed in a manner appropriate to generate the control surface drive signals as commands of limited authority for the desired control surface(s). In this context, “limited authority” provides sufficient command capability to permit safe operation of the aircraft in temporary backup control mode while limiting exposure to undesirable handling characteristics caused by the lack of displacement feedback to the pilot's commands. The particular scheme, limits and/or restrictions used in connection with limited authority commands may vary according to the phase of flight and/or characteristics of the aircraft.

[0041] Enquanto o modo de controle de backuptemporário estiver ativo, os sinais de acionamento da superfície de controle podem ser gerados em resposta aos dados de força obtidos do inceptor problemático e ainda em resposta a pelo menos alguns dos dados da aeronave mantidos no banco de dados 210 (vide figura 2). Os dados que caracterizam o comportamento operacional esperado da aeronave sob as condições operacionais atuais, juntamente com os dados que caracterizam a deflexão/resposta de força normal e esperada do inceptor, podem ser processados para prever, calcular ou estimar a resposta pretendida do inceptor à força medida como realmente aplicada ao inceptor. O sistema ainda trata os dados de força fornecidos pelo inceptor problemático como dados válidos para fins de cálculo de sinais de acionamento. A resposta de deflexão prevista, calculada ou estimada pode ser utilizada para gerar comandos seguros e confiáveis para acionar a(s) superfície(s) de controle móvel enquanto a aeronave estiver operando no modo de controle de backuptemporário. Os sinais de acionamento da superfície de controle gerados na tarefa 416 são comunicados ao sistema de acionamento que está acoplado à superfície de controle móvel que deve ser movida (tarefa 418). O sistema de acionamento responde aos sinais de acionamento acionando e movendo a superfície de controle pela quantidade comandada (tarefa 420).[0041] While the temporary backup control mode is active, control surface drive signals may be generated in response to force data obtained from the problematic inceptor and further in response to at least some of the aircraft data held in the database. data 210 (see figure 2). Data characterizing the expected operational behavior of the aircraft under current operating conditions, together with data characterizing the normal and expected force deflection/response of the inceptor, may be processed to predict, calculate or estimate the intended force response of the inceptor measured as actually applied to the inceptor. The system still treats the force data provided by the problematic inceptor as valid data for the purposes of calculating drive signals. The predicted, calculated or estimated deflection response can be used to generate safe and reliable commands to actuate the mobile control surface(s) while the aircraft is operating in temporary backup control mode. The control surface drive signals generated in task 416 are communicated to the drive system that is coupled to the movable control surface that is to be moved (task 418). The drive system responds to drive signals by actuating and moving the control surface by the commanded amount (task 420).

[0042] Na prática, um inceptor de controle pode ser suscetível a problemas, incluindo congestionamentos físicos e outros modos. A maioria das operações de aeronaves utiliza dois pilotos, e a transferência de controle para o segundo piloto é o meio tradicional de mitigação de possíveis riscos causados por tais problemas. Se algo acontecer durante uma fase de voo que exija reação imediata do piloto, ou seja, transições de decolagem e pouso, prevenção de colisões etc., o tempo gasto transferindo a responsabilidade de controle para o segundo em comando é suficiente para aumentar os resultados potencialmente perigosos. Ao utilizar os sensores e a capacidade de computação de um controlador de sidestick ativo, a metodologia divulgada aproveita suas capacidades gerando uma entrada de controle limitada/temporária para o sistema de controle da aeronave com base apenas nas forças aplicadas pelo piloto, ignorando a necessidade de deflexão adequada para definir a entrada da vareta como válida e fornecendo entrada suficiente para as superfícies de controle para permitir que o piloto no comando voe para fora da fase crítica de voo. As entradas de controle baseadas em forças iniciais geralmente não são ideais para fornecer qualidades de manuseio adequadas para o voo geral e, portanto, a autoridade máxima das entradas fornecidas por esta implementação pode ser limitada ao mínimo necessário para permitir o controle fora da fase de voo perigosa, reduzindo a exposição do piloto às características de manuseio não ideais do esquema de controle de backup.[0042] In practice, a control inceptor may be susceptible to problems, including physical congestion and other modes. Most aircraft operations utilize two pilots, and transferring control to the second pilot is the traditional means of mitigating potential risks caused by such problems. If something happens during a phase of flight that requires immediate reaction from the pilot, i.e. takeoff and landing transitions, collision avoidance, etc., the time spent transferring control responsibility to the second in command is enough to potentially increase results. dangerous. By utilizing the sensors and computing power of an active sidestick controller, the disclosed methodology takes advantage of its capabilities by generating a limited/temporary control input to the aircraft control system based solely on the forces applied by the pilot, bypassing the need for adequate deflection to define the stick input as valid and providing sufficient input to the control surfaces to allow the pilot in command to fly out of the critical phase of flight. Control inputs based on initial forces are generally not ideal for providing handling qualities suitable for general flight, and therefore the maximum authority of the inputs provided by this implementation may be limited to the minimum necessary to allow control outside of the flight phase dangerous, reducing the pilot's exposure to the non-optimal handling characteristics of the backup control scheme.

[0043] Em certas modalidades, o processo 400 também inicia pelo menos uma ação corretiva adicional de bordo da aeronave (tarefa 422). A ação corretiva é iniciada em resposta à determinação do mau funcionamento potencial, estado de falha ou condição de erro. A(s) ação(ões) corretiva(s) são executadas além de ativar o modo de controle de backuptemporário. Deve-se considerar que qualquer número de ações corretivas pode ser tomado isoladamente ou em qualquer combinação. Um tipo de ação corretiva envolve anunciar um alerta de bordo do veículo (aeronave) e/ou em outro local. Um alerta desse tipo pode ser anunciado como qualquer um dos seguintes, sem limitação: uma mensagem de áudio incluindo fala humana; um som indicador, sinal ou padrão de áudio; display de texto indicando a natureza do alerta; ou feedbacktátil. Outro tipo de ação corretiva envolve a exibição de um indicador de bordo do veículo (aeronave) e/ou em outro local. Um indicador desse tipo pode incluir qualquer um dos seguintes, sem limitação: um ícone exibido, texto, cor, formato ou gráfico; uma luz ou lâmpada iluminada com uma cor distinguível, padrão intermitente, intensidade ou característica visível; ou um componente ou dispositivo de hardware acionado mecanicamente, como uma bandeira, um botão ou sinal. Outro tipo de ação corretiva envolve o ajuste de pelo menos um modo operacional, recurso ou função do veículo (aeronave), se apropriado e conforme necessário. Conforme mencionado acima, esse tipo de ação corretiva pode envolver o ajuste, sintonização, modificação ou configuração de um sistema de controle de voo da aeronave. Como outro exemplo, esse tipo de ação corretiva pode envolver o ajuste, sintonização, modificação ou configuração de um sistema de navegação da aeronave. Ainda como outro exemplo, esse tipo de ação corretiva pode fazer com que um ou mais sistemas da aeronave limitem, restrinjam ou inibam o uso de outros dados ou informações do sensor que, de outra forma, seriam considerados pelo sistema de computador de controle de voo.[0043] In certain embodiments, process 400 also initiates at least one additional corrective action onboard the aircraft (task 422). Corrective action is initiated in response to the determination of the potential malfunction, fault state, or error condition. The corrective action(s) are performed in addition to activating the temporary backup control mode. It should be considered that any number of corrective actions may be taken alone or in any combination. One type of corrective action involves announcing an alert onboard the vehicle (aircraft) and/or elsewhere. An alert of this type may be announced as any of the following, without limitation: an audio message including human speech; an indicator sound, signal, or audio pattern; text display indicating the nature of the alert; or tactile feedback. Another type of corrective action involves displaying an indicator on board the vehicle (aircraft) and/or in another location. An indicator of this type may include any of the following, without limitation: a displayed icon, text, color, format or graphic; an illuminated light or lamp with a distinguishable color, flashing pattern, intensity, or visible characteristic; or a mechanically driven hardware component or device, such as a flag, button, or signal. Another type of corrective action involves adjusting at least one operating mode, feature, or function of the vehicle (aircraft), if appropriate and as necessary. As mentioned above, this type of corrective action may involve adjusting, tuning, modifying, or configuring an aircraft flight control system. As another example, this type of corrective action may involve adjusting, tuning, modifying, or configuring an aircraft navigation system. As yet another example, this type of corrective action may cause one or more aircraft systems to limit, restrict, or inhibit the use of other sensor data or information that would otherwise be considered by the flight control computer system. .

[0044] A metodologia de controle de backuptemporário destina-se a ser uma medida de salvaguarda de curto prazo que fornece pelo menos um nível de linha de base de controle para acionar com segurança a(s) superfície(s) de controle de aeronave desejada(s) até que o sistema de computador de controle de voo possa reagir automaticamente ao condições potencialmente problemáticas e/ou até que um piloto possa engajar um inceptor redundante ou de backup que esteja funcionando como pretendido. Por exemplo, se um dos dois controladores do sidestick no cockpit da aeronave estiver fisicamente bloqueado, o processo 400 continuará a considerar os dados do sensor de força fornecidos por esse controlador do sidestick para acionar a(s) superfície(s) de controle de acordo com um algoritmo de controle modificado. O algoritmo de controle modificado pode ser utilizado até que um operador assuma o controle da aeronave usando o segundo controlador lateral. Depois disso, o acionamento da(s) superfície(s) de controle pode ser controlado com o segundo controlador do sidestick. Consequentemente, se o sistema determinar que o modo de controle de backuptemporário deve sair (o ramo “Sim” da tarefa de consulta 424), então a acionamento da superfície de controle móvel é controlada de acordo com o modo de controle normal ou padrão (tarefa 410). Caso contrário, a acionamento da superfície de controle móvel continua a ser controlada de acordo com o algoritmo de controle modificado (seguindo o ramo “Não” da tarefa de consulta 424).[0044] The temporary backup control methodology is intended to be a short-term safeguard measure that provides at least a baseline level of control to safely actuate the desired aircraft control surface(s). (s) until the flight control computer system can react automatically to potentially problematic conditions and/or until a pilot can engage a redundant or backup inceptor that is functioning as intended. For example, if one of the two sidestick controllers in the aircraft cockpit is physically locked, process 400 will continue to consider force sensor data provided by that sidestick controller to actuate the control surface(s) accordingly. with a modified control algorithm. The modified control algorithm can be used until an operator takes control of the aircraft using the second side controller. After this, the actuation of the control surface(s) can be controlled with the second sidestick controller. Consequently, if the system determines that the temporary backup control mode should exit (the “Yes” branch of query task 424), then the actuation of the mobile control surface is controlled in accordance with the normal or standard control mode (task 410). Otherwise, the actuation of the movable control surface continues to be controlled according to the modified control algorithm (following the “No” branch of the query task 424).

[0045] Em certas modalidades exemplificativas, o processo 400 é realizado pelo sistema de computador de controle de voo, que obtém e processa os dados do sensor de força, os dados do sensor de deflexão e os dados da aeronave conforme necessário e emite os sinais de acionamento apropriados para controlar o movimento das superfícies de controle da aeronave. Em implementações alternativas, no entanto, algumas ou todas as tarefas de processamento e operações executadas por computador podem ser executadas por um ou mais processadores integrados com o hardware do inceptor ou o módulo do sistema inceptor. Da mesma forma, algumas ou todas as tarefas de processamento e operações executadas por computador podem ser executadas por um ou mais processadores associados a outros dispositivos ou sistemas implementados por computador de bordo do veículo hospedeiro.[0045] In certain exemplary embodiments, process 400 is performed by the flight control computer system, which obtains and processes force sensor data, deflection sensor data, and aircraft data as necessary and outputs the signals appropriate actuation devices to control the movement of the aircraft control surfaces. In alternative implementations, however, some or all of the processing tasks and operations performed by the computer may be performed by one or more processors integrated with the inceptor hardware or the inceptor system module. Likewise, some or all of the processing tasks and operations performed by the computer may be performed by one or more processors associated with other devices or systems implemented by the host vehicle's on-board computer.

[0046] Embora pelo menos uma modalidade exemplificativa tenha sido apresentada na descrição detalhada anterior, deve ser tido em consideração que existe um grande número de variações. Também deve ser tido em consideração que a modalidade ou modalidades exemplificativas aqui descritas não se destinam a limitar o escopo, aplicabilidade ou configuração do assunto reivindicado de forma alguma. Em vez disso, a descrição detalhada anterior fornecerá aos versados na técnica um roteiro conveniente para implementar a modalidade ou modalidades descritas. Deve ser entendido que várias alterações podem ser feitas na função e disposição dos elementos sem sair do escopo definido pelas Reivindicações, que inclui equivalentes conhecidos e equivalentes previsíveis no momento do depósito deste pedido de patente.[0046] Although at least one exemplary embodiment has been presented in the previous detailed description, it must be taken into account that there are a large number of variations. It should also be borne in mind that the exemplary embodiment or embodiments described herein are not intended to limit the scope, applicability or configuration of the claimed subject matter in any way. Instead, the foregoing detailed description will provide those skilled in the art with a convenient roadmap for implementing the described embodiment or modalities. It should be understood that various changes can be made to the function and arrangement of the elements without departing from the scope defined by the Claims, which includes known equivalents and foreseeable equivalents at the time of filing this patent application.

Claims

1. Method for Controlling Vehicle Mobile Control Surface Drive, characterized in that the method comprises: obtaining at least one force measurement and at least one deflection measurement in response to manipulating an inceptor to the mobile control surface; determine a potential malfunction, failure state, or error condition associated with the inceptor, based on at least one obtained force measurement, at least one obtained deflection measurement, and vehicle data characterizing the expected operational behavior of the vehicle under the conditions current operational; in response to the determination step, activating a temporary backup control mode for the mobile control surface; while the temporary backup control mode is active, generating control surface drive signals with an on-board computer system that disregards inceptor deflection measurements and processes inceptor force measurements; and while the temporary backup control mode is active, communicating the generated control surface drive signals to a drive system that is coupled to the vehicle's movable control surface.

2. Method for Controlling Vehicle Mobile Control Surface Drive, according to Claim 1, characterized in that the generation step generates the control surface drive signals as limited authority commands.

3. Method for Controlling Vehicle Mobile Control Surface Drive, according to Claim 1, further comprising: maintaining the temporary backup control mode as active until a corrective action is taken by the on-board computer system.

4. Method for Controlling Vehicle Mobile Control Surface Drive, according to Claim 1, further comprising: maintaining the temporary backup control mode as active until corrective action is taken by a vehicle operator.

5. Method for Controlling Vehicle Mobile Control Surface Drive, according to Claim 1, characterized in that it further comprises: maintaining the temporary backup control mode as active only for a period of time defined by a next mitigation action a vehicle operator.

6. Method for Controlling Vehicle Mobile Control Surface Drive, according to Claim 1, characterized in that: the potential malfunction, fault state or error condition is related to a jam or physical obstruction that inhibits the movement of the inceptor; and the determination step determines that a deflection measurement is less than expected for a corresponding force measurement.

7. Method for Controlling Vehicle Mobile Control Surface Drive, according to Claim 1, characterized in that: the obtaining step obtains at least one force measurement from at least one force sensor coupled to the inceptor; and the obtaining step obtains at least one deflection measurement from at least one deflection sensor coupled to the inceptor.

8. Method for Controlling Vehicle Mobile Control Surface Actuation, according to Claim 1, characterized in that it further comprises the step of: initiating at least one corrective action on board the vehicle, wherein the initiation is carried out in response to the determining the potential malfunction, fault state or error condition and in which initiation is performed in addition to activating the temporary backup control mode.

9. Vehicle On-Board System, with movable control surface, characterized in that the system comprises: an inceptor configured to control the movement of the movable control surface; at least one force sensor coupled to the inceptor; at least one deflection sensor coupled to the inceptor; an on-board computer system comprising at least one processor; and at least one processor-readable medium associated with the at least one processor, at least one processor-readable medium storing processor-executable instructions configurable to be executed by the at least one processor to perform a control method of actuating the movable control surface, the method comprising: obtaining force sensor data provided by the at least one force sensor and deflection sensor data provided by the at least one deflection sensor, in response to manipulation of the inceptor; determine a potential malfunction, fault state, or error condition associated with the inceptor, based on the obtained force sensor data, the obtained deflection sensor data, and vehicle data that characterize the expected operating behavior of the vehicle under the conditions current operational; in response to the determination step, activating a temporary backup control mode for the mobile control surface; while the temporary backup control mode is active, generating control surface drive signals with the on-board computer system, wherein the use of deflection sensor data is limited during generation of the control surface drive signals; and while the temporary backup control mode is active, communicating the generated control surface drive signals to a drive system that is coupled to the movable control surface.

10. Vehicle On-Board System, according to Claim 9, characterized in that the generation step generates the control surface actuation signals as commands of limited authority.

11. Vehicle On-Board System, according to Claim 9, characterized in that: the potential malfunction, fault state or error condition is related to a jam or physical obstruction that inhibits the movement of the inceptor; and the determination step determines that a deflection measurement is less than expected for a corresponding force measurement.

12. Vehicle On-Board System, according to Claim 9, characterized in that the method executed by at least one processor further comprises the step of: initiating at least one corrective action on-board the vehicle, wherein the initiation is carried out in response to determining the potential malfunction, fault state, or error condition and in which initiation is performed in addition to activating the temporary backup control mode.

13. Vehicle On-Board System, according to Claim 9, characterized in that the generation step disregards the deflection sensor data and generates the control surface actuation signals based on the force sensor data.

14. Aircraft, characterized in that it comprises: a movable control surface; a drive system coupled to the movable control surface; an inceptor configured to control movement of the movable control surface; at least one force sensor coupled to the inceptor; at least one deflection sensor coupled to the inceptor; a flight control computer system comprising at least one processor; and at least one processor-readable medium associated with the at least one processor, at least one processor-readable medium storing processor-executable instructions configurable to be executed by the at least one processor to perform a control method of actuating the movable control surface, the method comprising: determining a potential malfunction, fault state or error condition associated with the inceptor, based on force sensor data provided by at least one force sensor, deflection sensor data provided by at least one force sensor, deflection and vehicle data comprising the expected operational behavior of the vehicle under current operating conditions; in response to the determination step, activating a temporary backup control mode for the mobile control surface; while the temporary backup control mode is active, generate control surface actuation signals with the flight control computer system, wherein the generation disregards deflection sensor data and generates the control surface actuation signals with based on force sensor data; and while the temporary backup control mode is active, communicate the generated control surface drive signals to the drive system.

15. Aircraft, according to Claim 14, characterized in that the generation stage generates the control surface actuation signals as commands of limited authority.

16. Aircraft according to Claim 14, characterized in that: the potential malfunction, failure state or error condition is related to a jam or physical obstruction that inhibits the movement of the inceptor; and the determination step determines that a deflection measurement is less than expected for a corresponding force measurement.

17. Aircraft, according to Claim 14, characterized in that the method carried out by at least one processor further comprises the step of: initiating at least one corrective action on board the aircraft, wherein the initiation is carried out in response to the determination of the potential malfunction, fault state, or error condition and in which initiation is performed in addition to activating the temporary backup control mode.

18. Aircraft according to Claim 14, characterized in that the inceptor comprises a rod controller.

19. Aircraft according to Claim 14, characterized in that the inceptor comprises a rocker arm.