CN101508340B - 用于运输工具的轮子制动器和对用于运输工具的轮子制动器的不可逆致动器的电力供应进行管理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于特别是飞行器的运输工具的轮子制动器，该制动器包括接纳至少一个机电致动器(1)的支承结构(2)，致动器(1)装配有面对摩擦元件(3)的推压器(8)，推压器(8)在电动机(6)的驱动作用下可动以有选择地在摩擦元件上施加制动力。根据本发明，致动器是不可逆的，从而施加在推压器上的反作用力无法使电动机旋转；并且，致动器与用于有选择地切断对电动机的电力供应的装置(30、31、32、33、34)相关联，这些装置在正常情况下允许将电力输送给致动器，而若出现以下情况则切断所述电力：电动机的实测转速(ω_mes)下降到低于第一预定阈值(S₁)；且电动机的命令转速(<overscore>ω</overscore>)下降到低于第二预定闽值(S₂)。

Description

用于运输工具的轮子制动器和对用于运输工具的轮子制动器的不可逆致动器的电力供应进行管理的方法

技术领域

本发明涉及对用于特别是飞行器的运输工具的制动器的不可逆机电致动器进行管理的方法。

背景技术

已知飞行器的轮子制动器包括接纳至少一个机电致动器的支承结构，该机电致动器装配有可动推压器，推压器面对摩擦元件以有选择地对其施加制动力。一般来说，致动器是可逆的且装配有阻挡构件，该阻挡构件用于将推压器阻挡在位以使推压器对摩擦元件施加力的同时可被阻挡住。

阻挡构件用于提供驻车功能，该功能是在飞行器静止和切断电力时对摩擦元件施加力。为此目的，至少一个致动器工作以使其推压器在摩擦元件上施加力，启动阻挡构件以将推压器阻挡在位，并且切断对致动器的电动机的电力供应。实际上，阻挡构件是一故障保护制动器，它在阻挡构件通电时松开推压器而在阻挡构件不再通电时阻挡住推压器。然后可以断开飞行器的电力供应，即便致动器和阻挡构件的电动机自身不再通电也可提供驻车力。

在正常情况下，即便没有制动，致动器构件也是通电的，结果致动器就会消耗电能。

尽管如此，也有即便没有对飞行器供电，也能启动阻挡构件的另一些情况。而在正常情况下，阻挡构件是通电的以让推压器可自由移动，当飞行器静止且飞行员踩压在制动器踏板上相当长时间时可能会有上述情况，致动器的电动机会不必要地热起来。因此，特别是从文献FR 2 880 602中已知：当启动阻挡构件，即当切断其电力供应时，自动转入驻车模式。然后，将致动器的推压器阻挡在位，并且随后还可切断对推压器的电动机的电力供应。在这样的情况下，致动器不再消耗电力，但同时仍在摩擦元件上保持作用力。

发明目的

本发明想要提出一种新型的机电致动器制动器，它能降低电能消耗，并且与现有致动器相比既可降低复杂度又可降低电能消耗。

发明内容

本发明提供一种用于特别是飞行器的运输工具的轮子制动器，该制动器包括接纳至少一个机电致动器的支承结构，该致动器装配有面对摩擦元件的推压器，该推压器在电动机的驱动作用下可动以有选择地在摩擦元件上施加制动力，其中，致动器是不可逆的，从而施加在推压器上的反作用力无法使电动机旋转；并且，致动器与用于有选择地切断对电动机的电力供应的装置相关联，这些装置在正常情况下允许将电力输送到致动器，而若出现以下情况则切断所述电力：

·电动机的实测转速下降到低于第一预定阈值；且

·电动机的指令转速下降到低于第二预定阈值。

无论以力或以位置来伺服控制致动器一般都需要执行内部速度反馈循环。因此，可利用该循环来执行对指令速度和实测速度的测试，指令速度作为速度循环的输入来提供，而实测速度作为转动传感器测量的速度来提供，上述转动传感器也可在电动机中找到，用于对电动机的电力供应进行控制。因此对电动机伺服控制内部的参数进行测试，且因此可独立于伺服控制致动器的方式(位置或力)来进行这些测试。

借助于这两个测试，首先可确保无需要移动推压器，其次该推压器确实是静止的，此时可切断对致动器的电力供应，从而推压器由于致动器的不可逆性而保持被阻挡在位。

如果发出移动推压器的命令，就需要电动机有一转速，从而指令速度信号就回升到相关阈值之上。用于切断电力供应的条件就不再被满足，这样就重新形成对致动器的电动机的电力供应。在一变化形式中，可以决定选择不同于切断电力的条件的重新接通电力供应的条件。具体来说，超过其就重新接通电力供应的受控速度阈值无需与用于切断电力供应所用的阈值相同。

附图说明

参照唯一的附图可以更好地理解本发明，该附图是包括本发明的电力供应管理的对机电制动器致动器的伺服控制图。

具体实施方式

图1示出安装在支承结构2上的机电致动器1，该致动器面对摩擦元件3延伸，这些摩擦元件在这里是包括转子盘的一叠盘，它们与所要制动的轮子一起转动并与不随所要制动的轮子一起转动的定子盘交替设置。致动器1包括本体5，电动机6位于该本体5中作动(经由如图所示的传动机构或直接地)来驱动螺钉-螺母连接结构7的可转动部分，其中不可转动的部分可线性移动并形成适于响应制动命令有选择地压抵在盘叠3上的推压器8。

根据本发明，致动器是不可逆型的，即电动机6产生的转矩驱动推压器8线性移动，但盘3施加在推压器8上的反作用力无法使推压器8线性移动也无法使电动机6转动。为了使制动器不可逆，可以使用不可逆电动机6，例如高转矩压电电动机。还可以采用在电动机6与推压器8之间的不可逆传动装置来实现这样的不可逆性，例如采用经由小螺距滚子螺杆的传动装置。

有利的是，使用这样一种传动装置，其中与可逆电动机相关联的在逆向上的效率很低，但尽管不为零。因此，对于不超过给定限值力的反作用力来说是将推压器阻挡住的，而对于等于或大于所述限值力的反作用力来说推压器则会逆向运动。这样，致动器在它未通电时就像力限制器那样工作，直到限制力为止是不可逆的，但超过该限制力就是可逆的。

由变换器10来对电动机6供电，该变换器10接受来自飞行器电力网络的电，并根据响应位置设定点

产生的指令11来调制输送至电动机6的电力。更准确地说，将位置设定点

输送至比较器20的正输入，而比较器20的负输入接受估算位置信号x_est。来自比较器20的输出是被输送到第一控制器21的位置误差ε_x，该第一控制器可呈传统的方式而包括比例积分微分(PID)阶段、过滤器构件、饱和度构件等。来自第一控制器21的输出是电动机6的转速设定点

它也被称作指令转速。

将指令转速

输送到比较器23的正输入，而比较器23的负输入接受来自转动传感器24的实测转速信号ω_mes，转动传感器24设置在电动机6上以直接测量其转速。应该可以看到，在本例中，估算位置信号x_est由积分器25基于实测转速ω_mes来产生。比较器23的输出是转速误差ε_ω，它被输送到产生施加于变换器10的指令11的第二控制器26。

根据本发明，变换器10经由受控开关30来通电，该开关是常闭的以使变换器10通电，但在以下情况中会打开。用于受控开关30的指令31施加到具有以下两个输入的“与”门32：

·比较电动机6的实测转速ω_mes与第一阈值S₁的第一比较器33的输出，如果实测转速小于第一阈值S₁，则该输出等于1；和

·比较电动机6的指令转速

与第一阈值S₂的第二比较器34的输出，如果指令转速小于第二阈值S₂，则该输出等于1。

因此，受控开关仅在以下两种情况都满足时才打开：

·实测转速小于第一阈值S₁；且

·指令转速小于第二阈值S₂。

在这样的情况下，变换器10并因此电动机6就不再通电，从而机电致动器1就因为它是不可逆的而被阻挡住。这些条件对应于没有指令推压器移动和没有发生推压器移动的情形。

中断的电力供应可产生明显的能量节省，因为致动器不再通电直至需要它工作为止。此外，致动器不包括任何特殊的阻挡构件，因此就无需消耗任何电来使推压器保持在电动机的驱动作用下自由移动。

在本例中，基于内部速度循环的参数来进行导致电力供应中断的测试。实际上，用于这种应用的电动机包括转速传感器，从而使有关实测转速的信息就是现成可获得的。此外，电动机转速通常就是伺服控制的，且因此包含在内部控制循环中，只要控制推压器的加速和减速或其停靠在盘上时的接近速度，那么指令速度信号也是可获得的。

因此，对于现有致动器，无论它是以位置或力来进行伺服控制的，都可十分容易地根据本发明来对致动器的电力供应进行管理。

以已知的方式，比较器33、34可与确认电路相关联，该确认电路只有当相关比较器的实施保持为1预定时间段，例如几秒时，才具有切换到1的相应输出。在一变化形式中，确认电路可以位于“与”门32和受控开关30之间。这样就可以避免在根据本发明已检测到会导致电力供应切断的情况之后很快(例如比确认时间短的一段时间中)就指令推压器移动的状况下切断电力供应。这种设置可避免无意义地使构成受控开关30的电力部件疲劳地工作。

实际上，在给定污染受控和实测速度信号的噪音水平的情况下，所用的阈值S₁和S₂有利地选择成尽可能低。当然，还可以对那些信号进行过滤以从其去除噪音。

本发明并不局限于上述实施例，而相反地涵盖使用等效手段来再现如上具体所述的本发明关键特征的任何变化形式。

具体来说，尽管本文陈述的是借助于设置在通到电动机且在其上游的电力供应线路上的电力开关来切断或接通电力供应的，但也可以采用有选择地迫使对电动机供电的逆变器的开关进入打开位置的指令之类的其它措施来有选择地切断电力。

Claims (2)

1.一种用于运输工具的轮子制动器，所述制动器包括接纳至少一个机电致动器(1)的支承结构(2)，所述致动器(1)装配有面对摩擦元件(3)的推压器(8)，所述推压器(8)在电动机(6)的驱动作用下可动，以有选择地在所述摩擦元件上施加制动力，所述制动器的特征在于，所述致动器是不可逆的，从而施加在所述推压器上的反作用力至少在所述反作用力低于给定限值力时无法使所述电动机旋转；并且，所述致动器与用于有选择地切断对所述电动机的电力供应的装置(30、31、32、33、34)相关联，所述有选择地切断对所述电动机的电力供应的装置在正常情况下允许将电力输送给所述致动器，而若出现以下情况则切断所述电力：

·所述电动机的实测转速(ω_mes)下降到低于第一预定阈值(S₁)；且

·所述电动机的指令转速

下降到低于第二预定阈值(S₂)。

2.一种对用于运输工具的轮子制动器的不可逆机电致动器的电力供应进行管理的方法，所述机电致动器装配有面对摩擦元件(3)的推压器(8)，所述推压器(8)在电动机(6)的驱动作用下可动，以有选择地对所述摩擦元件上施加制动力，所述方法包括若出现以下情况则切断对所述致动器的电力供应的步骤：

·所述电动机的实测转速(ω_mes)下降到低于第一预定阈值(S₁)；且

·所述电动机的指令转速

下降到低于第二预定阈值(S₂)。

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