CN101541602B - 用于飞行器电制动系统的自动制动联锁 - Google Patents

用于飞行器电制动系统的自动制动联锁 Download PDF

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Abstract

一种用于飞行器的电自动制动联锁系统包括防止制动的疏忽(未命令的)应用的自动制动电力联锁机制。只要自动制动致动数据没有指明合法的自动制动应用条件，所述自动制动电力联锁就从制动致动器去除操作电力。所述联锁处理与自动制动命令处理并行地发生，使得即使生成了疏忽的自动制动命令，制动致动器也将不能够对疏忽的自动制动命令起作用。在这点上，制动致动器不能自动地应用制动，除非接下来的两个动作并发发生：提供操作电力以使能电制动致动器、以及响应于合法的自动制动应用条件而命令自动制动致动控制。

Description

用于飞行器电制动系统的自动制动联锁
技术领域
本发明的实施例一般涉及用于飞行器(aircraft)的电制动(electric brake)系统。更具体地，本发明的实施例涉及用于飞行器的电制动系统的自动制动联锁(autobrake interlock)系统。
背景技术
许多飞行器利用具有由直接线缆或者液压控制架构所控制的制动机制的制动系统。现代飞行器正开始用电致动且电控制的制动系统来替换传统的线缆致动和液压致动的飞行器制动系统。飞行器制动系统应该被设计为具有防止疏忽制动(即，在没有来自飞行员或自动化飞行器系统的合法制动命令时应用制动)的安全特征。此外，飞行器制动系统应该包括足够的处理冗余以提供可靠的制动控制和稳健性。
发明内容
一种适合用于飞行器的电自动制动联锁系统包括自动制动联锁装置(arrangement)，该自动制动联锁装置用于控制是否将操作电力提供到支配轮制动的电制动致动器(actuator)。所述自动制动联锁装置包括与用于生成制动机制控制信号的基于软件的命令架构并行的、用于管控(regulate)制动机制的操作电力的基于硬件的电力控制架构。在一个实施例中，以独立的方式对多个轮制动(或者对多个轮制动组)采用多个这样的联锁装置，从而提供可靠性和稳健性。所述电自动制动联锁系统利用油门解算器角度(TRA：throttle resolver angle)数据来驱动自动制动联锁，以使能/禁用(enable/disable)自动制动的应用。所述TRA数据由飞行器引擎使用，并且可在飞行器的数字通信系统上获得。实践中，自动制动设计可使用已经存在于飞机(airplane)上的网络架构(可以不添加为专门自动制动使用而添加的数据传输设计元件)。
本发明的上面和其它方面可通过一种用于飞行器的电自动制动联锁系统的控制装置而在一个实施例中完成。所述控制装置包括致动器电力控制架构，该致动器电力控制架构被配置为处理自动制动输入信号并使能/禁用用于电制动系统的制动致动的操作电力。所述控制装置还包括与所述致动器电力控制架构并行的自动制动命令架构。所述自动制动命令架构被配置为处理自动制动输入信号、并响应于电制动系统的自动制动致动数据而生成制动致动控制命令。致动器电力控制架构能够独立于自动制动命令架构来防止制动的致动。相反地，自动制动命令架构能够独立于致动器电力控制架构来防止制动的致动。
本发明的以上和其它方面可通过一种用于提供飞行器的电制动系统的自动制动联锁的方法而在另一实施例中完成。所述方法包括：接收自动制动致动数据；处理所述自动制动致动数据；以及如果所述自动制动致动数据没有指明自动制动应用条件，则管控用于制动机制的操作电力，以暂时地禁用制动机制。与这个电力控制方案并发地且独立地，所述方法处理自动制动致动数据；并且如果所述自动制动致动数据没有指明自动制动应用条件，则所述方法防止制动机制的致动。如果并发发生接下来的两个动作：提供操作电力以使能电制动致动器、和响应于合法的自动制动应用条件来命令制动致动控制，则所述方法提供用于制动机制并具体地用于电制动致动器的致动控制。
本发明的以上和其它方面可通过一种用于飞行器的电自动制动联锁系统的另一实施例而在另一实施例中完成。所述电自动制动联锁系统包括：用于飞行器的一个轮的制动机制、以及与所述制动机制耦接的自动制动控制架构。所述自动制动控制架构包括：自动制动命令控制器，被配置为响应于自动制动致动数据来生成用于制动机制并具体地用于电制动致动器的制动机制命令信号；和联锁机制，被配置响应于自动制动致动数据而管控用于制动机制并具体地用于电制动致动器的操作电力。所述联锁机制与自动制动命令控制器的操作并发地、且独立于自动制动命令控制器进行操作。
提供本发明内容以便引入下面在详细说明中进一步描述的、简化形式的构思选择。本发明内容不是意欲标识所要求保护的主题的关键特征或实质特征，也不是意欲用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
可通过参考在结合接下来的图考虑时的详细描述和权利要求来得出本发明的更完全的理解，在附图中，相同的附图标记始终指的是类似的元件。
图1是飞行器电制动系统的示意表示；
图2是图示了飞行器电制动系统的独立处理信道的图；
图3是飞行器电制动系统的一部分的示意表示；
图4是用于飞行器电制动系统的一部分的电自动制动联锁系统的示意表示；和
图5是图示了用于飞行器电自动制动联锁系统的自动制动联锁处理的流程图。
具体实施方式
接下来的详细说明实质上仅仅是例证性的，并不是意欲限制本发明或应用的实施例以及这些实施例的使用。此外，不意欲受在前面的技术领域、背景技术、发明内容或者接下来的具体实施方式中陈述的任何所表达或隐含的原理所约束。
这里可在功能和/或逻辑块组件以及各种处理步骤方面描述本发明的实施例。应该理解，这样的块组件可以用被配置为执行特定功能的任何数量的硬件、软件、和/或固件组件来实施。例如，本发明的实施例可采用各种集成电路组件(例如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查询表等)，它们可以在一个或多个微处理器或者其他控制设备的控制下运行各种功能。此外，本领域的技术人员将理解，可结合各种不同的飞行器制动系统和飞行器配置来实践本发明的实施例，并且这里描述的系统仅仅是本发明的一个示范实施例。
为了简明，这里可能不详细描述与信号处理、飞行器制动系统、制动系统控制、和系统的其它功能方面(以及系统的各个操作组件)有关的传统技术和组件。此外，在这里包含的各种图中示出的连接线意欲表示各种元件之间的示例功能关系和/或物理耦接。应该理解，可以在本发明的实施例中呈现许多替换例或附加功能关系或物理连接。
接下来的描述指的是被“连接”或“耦接”在一起的元件、或节点、或特征。如这里使用的，除非确切地另外陈述，“连接”意指一个元件/节点/特征直接与另一个元件/节点/特征接合(或直接与另一个元件/节点/特征通信)，并且不一定是机械地。同样，除非确切地另外陈述，“耦接”意指一个元件/节点/特征直接或间接地与另一个元件/节点/特征接合(或直接或间接地与另一个元件/节点/特征通信)，并且不一定是机械地。这样，尽管图1-3描绘了元件的示例安排，但是在本发明的实施例中可能存在附加的居间元件、设备、特征或组件。
这里描述的飞行器采用了电制动系统，该系统可由任何合适的电源来提供电力，所述电源诸如主飞行器电池、或者当(多个)飞行器引擎正在运行时操作的活动(active)飞行器电源。高级的飞机采用自动制动。自动制动是一种在飞行器的制动系统可以通过自动化系统处置时、使飞行员自由地在起飞或着陆期间执行其它任务的自动制动系统。当着陆时，自动制动在自动地处置制动的同时允许飞行员监视其它系统并控制飞机。飞行器在跑道上着地(touchdown)时自动地接通(engage)轮制动。接通自动制动而不是使用脚踏制动的附加优点是通过闭环制动控制算法使得可能进行均匀的减速。可以选择制动的程度、并且自动地调节制动应用，使得飞行器以所选择的等级减速而与诸如飞行器阻力、反推装置(thrust reverser)或扰流板(spoiler)之类的其它减速因素无关。当起飞时，飞行器的自动制动可设置为中断起飞(RTO：rejected takeoff)模式。当处于RTO设置时，飞行器监视特定的状态指示器，并取决于这些指示器来接通RTO制动。例如，如果激活了推力反向、或者如果飞行员将全部两个油门(throttle)返回到“怠速(idle)”位置。电自动制动系统包括作为独立于生成各种制动机制控制信号的自动制动命令特征的联锁特征。联锁特征被适当地配置为通过将致动电力从电制动致动器去除来防止飞行器自动制动的疏忽应用。这样，即使疏忽地命令致动器应用制动，致动电力的缺乏也使得它们不能对疏忽的自动制动命令作出响应。类似地，如果将致动电力供应到致动器，则自动制动命令的缺乏使得它们不能疏忽地应用制动。
图1是飞行器的电制动系统100的示范实施例的示意表示。在图1所示的示范实施例中，飞行器采用被类似地配置的左电制动子系统架构102和右电制动子系统架构104。术语“左”和“右”分别指的是飞行器的左舷(port)和右舷(starboard)。实践中，可以以下面所述的方式独立地控制两个子系统架构102/104。为了简化，下面仅详细说明左电制动子系统架构102。应该理解，接下来的描述也适用于右电制动子系统架构104。
对于这个示例部署，左电制动子系统架构102一般包括：油门杆(throttlelever)106；制动系统控制单元(BSCU)110；外侧电制动致动器控制器(EBAC)112，耦接到BSCU 110；内侧EBAC 114，耦接到BSCU 110；外侧轮组，包括前部轮116和尾部轮118；内侧轮组，包括前部轮120和尾部轮122；电制动机制(图1中未示出)，耦接到EBAC；以及远程数据集中器(附图标记132、134、136和138)。每个电制动机制包括由相应EBAC控制的至少一个电制动致动器(附图标记124、126、128和130)。电制动机制和远程数据集中器对应于左电制动子系统架构102的每个轮。尽管图1中未示出，但是实施例可针对每个轮而具有多于一个电制动机制和多于一个远程数据集中器。
电制动系统100可应用到飞行器的任何数目的电制动配置，并且为了便于描述而以简化方式描绘电制动系统100。所部署的电制动系统100的实施例可包括：任何数目的BSCU、耦接到每个BSCU并受所述BSCU控制的任何数目的EBAC、和每个轮的(或每个轮组的)任何数目的制动机制。在操作中，电制动系统100可为飞行器的每个轮或者并发地为任何轮组独立地生成制动致动器控制信号并应用该制动致动器控制信号。
在左电制动子系统架构102中的元件可使用数据通信总线或者任何合适的互连装置或架构来耦接到一起。例如，一条(或多条)数字数据通信总线可配置为将EBAC控制信号从BSCU 110传递到EBAC，将致动器控制信号从EBAC传递到电制动致动器124/126/128/130等。简言之，BSCU 110对油门杆106/142的操纵作出反应，并生成由EBAC 112/114接收的控制信号。依次地，EBAC 112/114生成由电制动机制并具体地由致动器124/126/128/130接收的制动机制控制信号。依次地，电制动致动器124/126/128/130接通以阻止或防止相应轮的旋转。下面更详细地描述这些特征和组件。
油门杆106和142被配置为提供输入到电制动系统100。飞行员可物理地操纵油门杆106和142，这引起油门杆106和142的旋转或移动(即，一些形式的物理输入)。例如，如果推力杆不是处于怠速，则电制动系统100(并具体地为BSCU 110)可被配置为防止自动制动的应用，如下面结合图4所详细解释的。这个物理旋转或油门解算器角度(TRA)是通过一个或多个推力杆传感器根据它的自然位置来测量的，被转换为BSCU控制信号，并被发送到BSCU 110。BSCU可传递制动致动器124/126/128/130的期望自动制动条件，或者可如下面结合图4详细解释地禁用制动致动器124/126/128/130。
电制动系统100的实施例可使用任何数量的BSCU 110。为了便于描述，这个示例仅包括一个BSCU 110。BSCU 110是具有嵌入式软件的电子控制单元，所述嵌入式软件数字地计算表示制动命令的EBAC控制信号。对于给定的飞行器部署，如果需要，则这个电学和软件实施允许进一步优化和定制制动性能和体验。
BSCU 110可以用被设计为执行这里描述的功能的以下组件来实施或执行：通用处理器、内容可寻址存储器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、任何合适的可编程逻辑设备、离散(discrete)门或晶体管逻辑、离散硬件组件或者其任何组合。处理器可实现为微处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算设备的组合，例如数字信号处理器和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器连同数字信号处理器核心、或者任何其它这样的配置。在一个实施例中，BSCU 110利用主控(host)软件并为软件提供外部接口的计算机处理器(诸如PowerPC 555)来实施。
BSCU 110监视各种飞行器输入以提供控制功能，诸如但不限于：脚踏制动、停放制动、自动化制动和齿轮收缩制动。此外，BSCU 110混合防滑命令(它可相对于BSCU 110而内在地或外在地生成)，以提供增强的制动性能。BSCU 110从制动踏板获得飞行员命令控制信号(图1中未示出)，连同诸如来自油门杆106/42二者的输入之类的附加命令控制信号。BSCU 110还可以从远程数据集中器132/134/136/138接收附加的控制数据(例如，轮速度、旋转方向、轮胎压力等)。BSCU 110处理它的输入信号并生成由EBAC112/114接收的一个或多个EBAC控制信号。实践中，BSCU 110经由数字数据总线而传送EBAC控制信号到EBAC 112/114。在一般化的架构(未示出)中，每个BSCU可生成独立的输出信号以便在它的控制下供任何数目的EBAC使用。
在这个示例中，BSCU 110耦接到EBAC 112/114。每个EBAC 112/114可以以上面针对BSCU 110描述的方式来实施、执行或实现。在一个实施例中，每个EBAC 112/114利用计算机处理器(诸如，PowerPC 555)来实现，所述计算机处理器主控软件、为软件提供外部接口、并包括被配置为进行这里描述的各种EBAC操作的合适处理逻辑。每个EBAC 112/114从BSCU 110获得EBAC控制信号，处理EBAC控制信号，并生成用于它的相关联的电制动机制的制动机制控制信号(制动致动器信号)。
显著地，BSCU 110和EBAC 112/114的功能可组合为基于单个处理器的特征或组件。在这个方面，BSCU 110、EBAC 112、EBAC 114或者其任何组合可被认为是电制动系统100的制动控制架构。这样的制动控制架构包括用于支持这里描述的自动制动控制操作的、合适配置的处理逻辑、功能性、和特征。
每个轮可包括相关联的电制动机制，并且每个制动机制可包括一个或多个电制动致动器。结果，每个轮的制动可由电制动系统100独立地且分别地控制。每个电制动致动器被适当地配置为从它的相应EBAC接收致动器控制信号，其中致动器控制信号影响电制动致动器的调整。在这个实施例中，电制动系统100中的每个电制动致动器耦接到EBAC并由该EBAC来控制。以这个方式，EBAC 112/114控制电制动致动器以应用、释放、调节和另外控制轮制动的应用。在这点上，EBAC 112/114响应于由BSCU 110生成的相应EBAC控制信号来生成制动控制信号。所述制动控制信号被适当地格式化并被安排与飞行器所利用的具体制动系统相兼容。本领域的技术人员熟悉飞行器制动机制和控制制动的一般方式，并且这里将不详细描述这些已知方面。
左电制动子系统架构102可包括适当配置的电力控制子系统140或者与该电力控制子系统140进行协作。电力控制子系统140可耦接到BSCU 110、耦接到EBAC 112/114(和/或电制动系统100的其它组件)。在这个实施例中，在需要时，电力控制子系统140被适当地配置为提供、应用、去除、切换、或另外管控电制动机制和/或电制动致动器的操作电力。例如，电力控制子系统140可在需要时从EBAC 112/114和/或左电制动子系统架构102的其它组件去除电力，以便提供电制动系统100的联锁特征。如下面更详细地描述的，电力控制子系统140可以用以独立方式起作用的左外侧电源单元和左内侧电源单元来实施，以便管控左外侧和左内侧电制动组件的操作电力。
右电制动子系统架构104具有与左电制动子系统架构102类似的结构(这里将不冗余地描述共同的特征、功能、和元件)。对于这个示例部署，如图1中所示的，右电制动子系统架构104包括：与油门杆106分开并区别开的右油门杆142；BSCU 146；内侧EBAC 148；外侧EBAC 150和与电力控制子系统140分开并区别开的电力控制子系统152。电制动系统100的两侧从油门杆106/142二者接收自动制动的制动致动数据。替换地，电制动系统100的两侧可利用其它的分开且区别开的制动致动机制(图1中未示出)。右电制动子系统架构104的这些各种组件耦接在一起，以如上面针对左电制动子系统架构102描述地进行操作，然而，右侧处理优选地独立于左侧处理。
根据飞行器的电制动系统的一个实施例，提供了自动制动联锁机制或特征，来防止轮制动的疏忽应用。电制动系统中的系统或控制机制可设计为实施这样的自动制动联锁特征。例如，电制动系统100可被配置为支持电自动制动联锁系统。
图2是图示了根据本发明实施例配置的飞行器电自动制动联锁系统的独立处理信道的图。具体地，图2描绘了左外侧电力控制信道216、左外侧自动制动命令控制信道214、左内侧电力控制信道220、左内侧自动制动命令控制信道218、右内侧电力控制信道228、右内侧自动制动命令控制信道226、右外侧电力控制信道224、和右外侧自动制动命令控制信道222。这些处理信道可实现在电制动系统100的组件中，例如实现在BSCU、EBAC和电力控制子系统等中。实践中，每个处理信道可包括而不限于：硬件组件、数字逻辑元件、处理逻辑、电路组件、或任何适当配置的架构、装置或特征。此外，每个处理信道被适当地配置为执行这里描述的相应操作。
对于这个示例，左处理信道对应于电制动系统的左侧处理，而右处理信道对应于电制动系统的右侧处理。在这点上，左和右处理电力信道各自可通过左和右TRA传感器离散(具有两个可能状态：高或低的二进制信号)数据模块202/206二者来馈送(feed)。这些TRA传感器离散数据模块202/206被配置为向左和右电力处理信道提供自动制动致动数据。在电制动系统的实施例中，左和右TRA数字数据(二进制数据的字符串)模块210/205二者提供用于左命令处理信道的自动制动致动数据。
左外侧电力控制信道216和左外侧自动制动命令控制信道214协作，以影响左外侧制动机制230的操作，且具体地影响(多个)左外侧制动致动器的操作。在这点上，左外侧电力控制信道216和左外侧自动制动命令控制信道214表示用于电自动制动系统的左外侧架构的控制装置。对于这个示例，左外侧电力控制信道216被适当地配置为例如使用130伏电源(图2中未示出)来提供用于左外侧制动机制230的电制动致动器操作电力。左外侧电力控制信道216起作用以切换左外侧制动机制230。在一个实施例中，左外侧电力控制信道216被适当地配置为管控EBAC的操作电力，该EBAC耦接到左外侧制动机制230并更具体地耦接到(多个)左外侧制动致动器231，如下面结合图4解释的。
左外侧自动制动命令控制信道214与左外侧电力控制信道216并行。因此，它与左外侧电力控制信道216并发且独立地操作。左外侧自动制动命令控制信道214被适当地配置为处理用于左外侧制动机制230的制动机制控制信号。在一个实施例中，左外侧自动制动命令控制信道214被配置为生成制动控制信号，以用于由耦接到左外侧制动机制230并更具体地耦接到左外侧制动致动器231的EBAC运行。显著地，仅仅当向左外侧制动致动器231提供足够的操作电力时，制动控制信号才有效。相应地，如果左外侧电力控制信道216在制动控制信号命令应用一些钳夹力(clamping force)时使能操作电力，则将致动左外侧制动致动器231。相反，如果左外侧自动制动命令控制信道214禁用操作电力或者如果制动控制信号没有命令钳夹力，则左外侧制动致动器231将保留在释放(未致动)状态。
在优选实施例中，电制动系统的处理信道(如果不完全，则)实质上彼此独立。例如，左外侧电力控制信道216被适当地配置为独立于左外侧自动制动命令控制信道214来防止左外侧制动机制230的致动，且更具体地防止左外侧制动致动器231的致动。同样，左外侧自动制动命令控制信道214被适当地配置为独立于左外侧电力控制信道216来防止左外侧制动致动器231的致动。这些处理信道经由独立的路径和/或从单独的数据接口接收不同的致动数据类型。这些自动制动命令处理信道214/218/222/226从TRA传感器数据模块210/205接收TRA数字数据(在图2中仅仅对于外侧自动制动命令控制信道214示出)，并且电力控制信道216/220/224/228各自从TRA传感器离散数据模块202/206接收离散数据。此外，用于左外侧制动机制230并具体用于左外侧制动致动器231的控制装置、用于左内侧制动机制232并具体用于左内侧制动致动器233的控制装置、用于右内侧制动机制234并具体用于右内侧制动致动器235的控制装置、以及用于右外侧制动机制236并具体用于右外侧制动致动器237的控制装置(如果不完全，则)实质上彼此独立。例如，四个控制装置可彼此并发且独立地操作，或者左侧自动制动控制架构可与右侧自动制动控制架构并发且独立地操作。图2中描绘的剩余三个控制装置如上面针对左外侧处理信道描述的那样操作。
图3是根据本发明实施例配置的飞行器电制动系统的一部分的示意表示。具体地，图3描绘了左电制动子系统架构300的组件(如上所述，右电制动子系统架构具有类似的结构)。还可以如上面结合图1和图2描述地配置电制动系统。相应地，这里将不冗余地描述左电制动子系统架构300的特定特征、组件和功能。
左电制动子系统架构300可包括：BSCU 308、外侧电制动电源单元(EBPSU)314、内侧EBPSU 328、外侧EBAC 316、内侧EBAC 330、包括至少一个左外侧制动致动器322的一个或多个外侧制动机制321、以及包括至少一个左内侧制动致动器336的一个或多个内侧制动机制337。子系统架构300被适当地配置为接收或处理来自左TRA传感器数字数据模块306、右TRA传感器数字数据模块307、右TRA传感器离散数据模块302、左TRA传感器离散数据模块304、或者来自图3中未示出的其它(多个)自动制动致动传感器数据模块(组)的自动制动致动数据。
通常如上面针对BSCU 110所描述地配置BSCU 308。BSCU 308可包括：外侧自动制动联锁判决模块312、外侧自动制动命令控制模块310、内侧自动制动命令控制模块324、内侧自动制动联锁判决模块326。在这个示例中，左和右TRA传感器离散数据模块302/304使得TRA自动制动致动离散数据对于外侧和内侧自动制动联锁判决模块312/326的每一个可用。左和右TRA传感器数字数据模块306/307使得所述数字数据对于外侧和内侧自动制动命令控制模块310/324的每一个可用。
每个自动制动联锁判决模块312/326处理自动制动致动数据，并响应于自动制动致动数据来生成制动机制的电源(例如，EBPSU)的相应使能/禁用控制信号。这里，外侧联锁判决模块312生成用于外侧EBPSU 314的一个使能/禁用控制信号，而内侧自动制动联锁判决模块326生成用于内侧EBPSU 328的另一个使能/禁用控制信号。例如，如果自动制动致动数据指明自动制动应用条件，则每个自动制动联锁判决模块312/326将独立地使能用于它的(多个)相应制动机制的操作电力。如这里使用的，“自动制动应用条件”意指意欲引起自动制动的应用的飞行器的任何操作情形、状态、或配置。例如，自动制动应用条件可来自：将所有油门杆放置在怠速位置；将飞行器加速度降低到阈值加速度之下；激活自动制动模式等。另一方面，如果自动制动致动数据没有指明自动制动应用条件，则每个自动制动联锁判决模块312/326将独立地禁用它的(多个)相应制动机制的操作电力。这个特征防止自动制动的疏忽应用，如果通过左电制动子系统架构300传播错误的自动制动命令，则这可能另外发生。
每个自动制动联锁判决模块312/326可使用数字逻辑门和相关电路而以硬件实现，所述数字逻辑门和相关电路用于处理自动制动致动数据以生成相应的使能/禁用控制信号，如下面结合图4所解释的。在这点上，使能/禁用控制信号可以是具有逻辑高和低状态的二进制控制信号。EBPSU 314/328以合适的方式对相应使能/禁用控制信号作出响应。
尽管在这个实施例中，适当地配置左外侧自动制动命令控制器310以响应于自动制动致动数据来生成相应的制动致动命令信号，但还可以适当地配置自动制动命令控制器324以响应于自动制动致动来生成相应的制动致动命令信号。这里，外侧自动制动命令控制器310模块生成用于外侧EBAC 316的制动致动命令信号，其进而控制外侧制动机制321并更具体地控制左外侧制动致动器322，而内侧自动制动命令控制器324生成用于内侧EBAC 330的独立制动致动命令信号，其进而控制内侧制动机制337并更具体地控制内侧制动致动器336。实践中，制动机制控制信号影响制动机制中的电制动致动器的致动(即，电制动致动器所给予的完全钳夹力的百分比)。例如，制动致动命令信号可命令电制动致动器释放或不应用钳夹力，它可命令电制动致动器应用完全钳夹力，或它可命令电制动致动器应用一些中等钳夹力。
外侧自动制动联锁判决模块312和外侧自动制动命令控制器310并发地(仍独立地)对自动制动致动数据进行操作。同样，内侧自动制动联锁判决模块326和内侧自动制动命令控制器324并发地(仍独立地)对自动制动致动数据进行操作。采用这个方式的处理架构的隔离改善了电自动制动联锁系统的可靠性和稳健性。
在这个实施例中，BSCU 308控制EBPSU 314/328以根据需要来使能/禁用制动致动器322/336。每个EBPSU 314/328被配置为将操作电压提供到它的相应EBAC 316/330。如上面结合图2所提及的，用于这个实施例的标称EBAC操作电压大约为130伏。这样，EBPSU可以通过向EBAC提供这个130伏电源电压/从EBAC去除这个130伏电源电压来使能/禁用制动致动器。
外侧EBPSU 314可采用致动器电力路径320和致动器命令路径318。致动器电力路径320表示被配置为将操作电力从外侧EBPSU提供到左外侧制动机制322的结构、信道或架构。致动器命令路径318表示被配置为处理来自BSCU 308的自动制动控制信号并将其传输到外侧制动机制321的结构、信道或架构。内侧EBAC 330还包括类似配置的致动器命令和致动器电力路径。在这个示例中，这四个路径被分开并彼此独立。
图4是根据本发明实施例配置的用于飞行器电制动子系统架构400的一部分(左外侧)的电自动制动联锁系统的示意表示。对于这个示例部署，子系统架构400通常包括：自动制动致动器数据发生器系统438、电力控制处理信道466、自动制动命令处理信道472、BSCU 446、EBAC 464和制动致动器474。还可以如上面结合图1-3描述的来配置子系统架构400。相应地，这里将不冗余地描述子系统架构400的特定特征、组件和功能。
自动制动致动器数据发生器系统438一般包括：右油门杆402、左油门杆416、推进力处理单元405、包括右TRA数据开关436的右网络接口(RNI)432、包括左TRA数据开关442的左网络接口(LNI)433。子系统架构400被适当地配置为经由RNI 432接收或者处理来自右TRA传感器接口406/408的自动制动致动数据、经由LNI 433接收或者处理来自左TRA传感器接口420/422的自动制动致动数据、以及接收或者处理来自网络接口439的制动致动命令输入。
油门杆402/416被配置为提供输入到推进力处理单元405以便向电制动子系统400提供输入，如上面结合图1所解释的。
推进力处理单元405被配置为经由电飞机网络总线430提供TRA输入到RNI/LNI 432/433。只要TRA传感器405/407和419/421值指明怠速(TRA值低于阈值)，都期望用以使能自动制动的、到制动的电力。否则，不将电力提供到制动，以便联锁/禁用自动制动。
RNI/LNI 432/433向BSCU 446提供左TRA传感器值和右TRA传感器值。为了使免于疏忽制动(即，数据错误)，每个RNI/LNI 432/433从推进力单元405接收两个数字TRA位置。例如，右RNI 432接收冗余的右TRA数字值。右RNI 432放行(gateway)右TRA数字值的冗余副本(copy)中的第一有效可用值，而左LNI 433放行左TRA数字值的冗余副本中的第一有效可用值。然后，RNI/LNI 432/433的每一个基于用于指明它们的相应油门处于“怠速”还是“前进(advanced)”的数字离散信号来执行数模转换(图4中未示出)，以获得适合于电力控制处理信道466并具体适合于BSCU 446的操作的模拟离散输出信号(高/低)。LNI/RNI提供左和右TRA的信号高/低值到BSCU 446并具体地到自动制动联锁判决模块448。
经由TRA数据开关436/442将TRA信号高值提供到电力控制处理信道466。显著地，在图4的示范实施例中，TRA数据开关436/442被示出在用以指明TRA传感器值不是怠速的断开位置。当TRA传感器值指明怠速时，TRA数据开关436/442闭合。在这点上，基于TRA传感器值怠速/不怠速，电力处理信道如下面解释地控制到制动的电源。
电力控制处理信道466一般可包括：自动制动联锁判决模块448和EBPSU 462。电力控制处理信道466可实现在电制动子系统架构400的组件中，例如实现在BSCU 446和EBAC 464中。
自动制动联锁判决模块448可使用数字逻辑门和相关电路而以硬件实现，所述数字逻辑门和相关电路用于处理自动制动致动数据以生成相应的使能/禁用控制信号。自动制动联锁判决模块448基于TRA传感器值而提供使能/禁用电力控制信号到EBPSU 462。在这个示范实施例中，自动制动联锁判决模块448包括：“或”(OR)门452、自动制动使能/禁用模块460、和使能/禁用功率控制信号458。EBPSU 462以这里描述的方式来响应相应的使能/禁用电力控制信号458。自动制动联锁判决模块448如上所述从RNI 432/LNI433接收两个输入信号454/456(逻辑高或逻辑低)。输入信号454传达左推力杆416处于“前进”还是“怠速”，而输入信号456传达右推力杆402处于“前进”还是“怠速”。输入信号454/456中的至少一个必须指明“怠速”，以便使BSCU 446并具体地使自动制动使能/禁用模块460输出电力使能信号458到EBPSU 462，从而激活EBAC 464(在这点上，在一个引擎上确保自动制动功能的可用性)。否则，自动制动使能/禁用模块460输出电力禁用信号458到EBPSU 462，以防止致动电力到达EBAC并具体地禁用制动致动器474。在这点上，电力控制处理信道466提供必要的架构来独立于自动制动命令处理信道472而使免于可导致疏忽自动制动应用的任何单个故障。
自动制动命令处理信道472一般可包括自动制动命令控制模块468。自动制动命令处理信道472可实现在电制动子系统架构400的组件中，例如实现在BSCU 446、和EBAC 464中。
自动制动命令控制模块468与自动制动联锁判决模块448独立地(仍并发地)接收来自数字网络接口439的自动制动致动数据，确定是否满足诸如没有制动系统故障和推力杆处于怠速位置之类的自动制动应用条件，并响应于所接收的自动制动致动数据来生成制动控制信号。如果自动制动致动数据没有指明满足自动制动应用条件，则自动制动命令控制模块468将生成大约0％的钳夹力命令(即，没有制动应用)。这样，如果自动制动命令控制模块468疏忽地命令了自动制动，并且自动制动联锁判决模块448输出电力禁用信号，则自动制动命令控制模块468不激活制动。
简言之，电制动子系统架构400利用在飞机网络430上使得可用的右TRA数据和左TRA数据，来以上述的方式产生自动制动联锁使能/禁用控制信号。在这点上，电力控制处理信道466和自动制动命令处理信道472并发地(仍独立地)操作，以使用下面解释的处理来响应于自动制动致动数据来使能/禁用自动制动应用。
图5是图示了适于结合飞行器电制动系统使用的电自动制动联锁处理500的流程图。结合处理500执行的各种任务可以用软件、硬件、固件或者其任何组合来执行。为了图示的目的，接下来的处理500的描述可指的是上面结合图1-4提及的元件。在本发明的实施例中，处理500的各部分可由上述系统的不同元件来执行，例如BSCU、EBAC、EBPSU等。应该理解，处理500可包括任何数目的附加或替换任务，图5中所示的任务不一定按照图示的顺序来执行，并且处理500可合并到具有这里没有描述的附加功能的更复杂的过程或处理中。
结合电自动制动联锁处理500，电自动制动系统以连续或迅速的采样方式接收并处理自动制动致动数据(任务502)。图5描绘了在处理500期间并发发生的两个处理分支。电力联锁处理分支504示出在图5的左边，而自动制动命令处理分支506示出在图5的右边。电力联锁处理分支504分析自动制动致动数据并具体地分析TRA传感器离散数据，以确定它是否指明自动制动应用条件(查询任务508)。如果是，则处理500生成用以使能制动机制的电源的“电源使能”控制信号(任务510)，并具体地生成用以使能电制动致动器的电源的“电源使能”控制信号(任务512)。换言之，制动机制将能够响应制动控制信号。在这个示例中，处理500控制EBPSU以打开它的操作电源，从而将操作电力提供到与EBPSU耦接的EBAC。进而，EBAC将操作电力提供到制动机制，并具体地提供到电制动致动器。
如果查询任务508没有指明自动制动应用条件，则电自动制动联锁处理500将管控用于制动机制的操作电力，以禁用制动致动器。在这点上，处理500生成用以禁用制动机制的电源的“电源禁用”控制信号(任务514)(结果，处理500从制动致动器去除了操作电力-任务516)。换言之，只要没有满足自动制动应用条件，则制动致动器将不能够响应任何制动控制信号，因为它们缺乏足够的操作电力。在这个示例中，处理500控制EBPSU来关断它的操作电源，以便从与EBPSU耦接的EBAC去除操作电力。进而，EBAC不再提供操作电力到制动机制。
与电力联锁处理分支504并发地(且独立地)，自动制动命令处理分支506处理自动制动致动数据并具体地处理TRA数字数据(任务518)。如果自动制动致动数据指明自动制动应用条件(查询任务520)，则处理500在制动机制的控制致动的尝试中响应于自动制动致动数据来生成制动致动控制命令(任务522)。换言之，制动致动控制命令将命令制动致动器以致动指定的量，引起一些制动钳夹力。换言之，制动致动控制命令控制制动机制，并具体控制制动致动器来释放或不应用钳夹力。如果自动制动致动数据没有指明自动制动应用条件(查询任务520)，则在防止制动致动器的致动的尝试中将不生成制动致动控制命令(任务524)。如上所述，如果电力联锁处理分支504已经从制动机制去除了操作电力，则这些制动致动命令将无效。换言之，如果下面的两个动作发生：提供操作电力以使能电制动致动器、和响应于用于指明自动制动应用条件的自动制动致动数据来命令制动致动控制，则处理500提供用于制动机制并具体地用于电制动致动器的致动控制(附图标记256)。
总之，这里描述的电自动制动联锁系统利用具有基于硬件的自动制动联锁路径、和基于软件的处理路径的自动制动控制架构，所述基于硬件的自动制动联锁路径提供了制动机制操作电力的开/关控制、并具体地提供了制动致动器的操作电力的开/关控制，所述基于软件的处理路径生成了用于制动机制的制动致动控制命令。利用这个方式，未命令的自动制动应用的可能性是硬件联锁故障和软件控制故障二者的可能性，这在实践部署中是很低的。共同的组件仅仅是自动制动致动器电机和电机控制(不可能基于它们自身进行命令)以及数字TRA数据的源。
尽管已经在前面的详细描述中呈现了至少一个示范实施例，但是将理解存在大量的变化。也应该理解，这里描述的一个或多个示范实施例不是意欲以任何方式限制本发明的范围、可应用性或者配置。而是，前面的详细描述将向本领域技术人员提供方便的路线图(road map)以实施所描述的一个或多个实施例。应该理解，可以在元件的功能和排列中进行各种变化，而不脱离本发明的范围，其中本发明的范围由在提交这个专利申请时的权利要求(包括已知的等效物和可预见的等效物)来限定。

Claims (20)

1.一种用于飞行器的电制动系统的自动制动联锁的控制装置，所述控制装置包括：
自动制动致动器电力控制架构，被配置为使能/禁用电制动系统的制动机制的操作电力；和
自动制动致动器命令架构，与所述自动制动致动器电力控制架构并行，所述自动制动致动器命令架构被配置为处理制动机制的制动机制命令；其中
所述自动制动致动器电力控制架构能够独立于自动制动致动器命令架构而防止制动机制的致动；和
所述自动制动致动器命令架构能够独立于自动制动致动器电力控制架构而防止制动机制的致动。
2.根据权利要求1的控制装置，其中所述自动制动致动器电力控制架构包括联锁判决模块，该联锁判决模块被配置为处理自动制动致动数据、并响应于该自动制动致动数据而生成用于制动机制的电源的使能/禁用控制信号。
3.根据权利要求2的控制装置，其中所述自动制动致动数据包括：
左油门解算器角度(TRA)传感器数据；和
右TRA传感器数据。
4.根据权利要求2的控制装置，其中所述联锁判决模块被配置为当所述自动制动致动数据指明自动制动应用条件时使能制动机制的操作电力。
5.根据权利要求1的控制装置，其中：
所述电制动系统包括与制动机制耦接的电制动致动器控制器；和
所述自动制动致动器电力控制架构被配置为管控该电制动致动器控制器的操作电力。
6.根据权利要求1的控制装置，其中所述自动制动致动器命令架构包括自动制动命令控制器，所述自动制动命令控制器被配置为响应于自动制动致动数据而生成制动机制命令。
7.根据权利要求6的控制装置，其中所述自动制动致动数据包括：
左油门解算器角度(TRA)传感器数据；和
右TRA传感器数据。 
8.根据权利要求6的控制装置，其中：
所述电制动系统包括与制动机制耦接的电制动致动器控制器；和
所述自动制动命令控制器被配置为生成制动机制命令以由该电制动致动器控制器来执行。
9.一种用于提供飞行器的电制动系统的自动制动联锁的方法，所述电制动系统具有制动机制，所述方法包括：
(a)接收自动制动致动数据；
(b)处理所述自动制动致动数据，其中所述自动制动致动数据包括离散TRA数据；
(c)如果所述离散TRA数据没有指明自动制动应用条件，则管控用于制动机制的操作电力，以暂时地禁用制动机制；
与步骤(b)和(c)并发地且独立地进行以下步骤：
(e)处理所述自动制动致动数据，其中所述自动制动致动数据包括TRA数字数据；
(f)如果TRA数字数据没有指明自动制动应用条件，则防止生成自动制动致动控制命令；和
(g)防止制动机制的致动。
10.根据权利要求9的方法，其中：
所述电制动系统包括与制动机制耦接的电制动致动器；并且
所述管控用于制动机制的操作电力的步骤包括从电制动致动器去除操作电力。
11.根据权利要求10的方法，还包括：如果发生以下情况，则响应于检测自动制动致动条件来控制电制动致动器：
(h)提供操作电力以使能电制动致动器；
(i)生成了制动致动控制命令；以及
(j)电制动致动器接收到制动致动控制命令。
12.根据权利要求10的方法，其中所述离散TRA数据生成用于管控操作电力的使能/禁用控制信号。
13.一种用于飞行器的电自动制动联锁系统，所述自动制动自动地应用制动，所述自动制动联锁系统包括电致动而非液压致动的电制动系统，所述电自动制动联锁系统包括： 
电致动的第一制动机制，用于飞行器的第一轮，所述制动机制接通以阻止相应的相关联的轮的旋转；以及
第一自动制动控制架构，与所述第一制动机制耦接，所述第一自动制动控制架构包括：
第一自动制动命令控制器，被配置为响应于自动制动致动数据来生成用于第一制动机制的制动机制命令信号；和
第一自动制动联锁机制，被配置为与所述第一自动制动命令控制器的操作并发地、且独立于所述第一自动制动命令控制器，来响应于所述自动制动致动数据而管控用于第一制动机制的操作电力；
所述第一制动机制的致动能够通过以下方式避免：通过在没有自动制动应用条件时禁用用于所述第一制动机制的操作电力和/或通过防止在没有所述自动制动应用条件时在响应于所述自动制动致动数据使能和禁用用于所述第一制动机制的操作电力以操作所述第一制动机制的情况下发出自动制动致动器命令。
14.根据权利要求13的系统，还包括：
电致动的第二制动机制，用于飞行器的第二轮，所述制动机制接通以阻止相应的相关联的轮的旋转；以及
第二自动制动控制架构，与所述第二制动机制耦接，所述第二自动制动控制架构包括：
第二自动制动命令控制器，被配置为响应于自动制动致动数据来生成用于第二制动机制的制动机制命令信号；和
第二自动制动联锁机制，被配置为与所述第二自动制动命令控制器的操作并发地、且独立于所述第二自动制动命令控制器，来响应于所述自动制动致动数据而管控用于第二制动机制的操作电力；
所述第二制动机制的致动能够通过以下方式避免：通过在没有自动制动应用条件时禁用用于所述第二制动机制的操作电力和/或通过防止在没有所述自动制动应用条件时在响应于所述自动制动致动数据使能和禁用用于所述第二制动机制的操作电力以操作所述第二制动机制的情况下发出自动制动致动器命令。
15.根据权利要求14的系统，其中所述第二自动制动控制架构与该第一自动制动控制架构并发地、且独立于该第一自动制动控制架构来操作。 
16.根据权利要求13的系统，其中：
所述第一自动制动联锁机制驻留在被配置为使能/禁用第一制动机制的操作电力的自动制动致动器电力控制架构中；以及
所述第一自动制动命令控制器驻留在与所述自动制动致动器电力控制架构并行的自动制动致动器命令架构中，所述自动制动致动器命令架构被配置为处理用于第一制动机制的制动机制控制信号。
17.根据权利要求16的系统，其中：
所述自动制动致动器电力控制架构能够独立于所述自动制动致动器命令架构来防止第一制动机制的致动；和
所述自动制动致动器命令架构能够独立于所述自动制动致动器电力控制架构而防止第一制动机制的致动。
18.根据权利要求16的系统，其中所述自动制动致动器电力控制架构包括被配置为进行以下操作的自动制动联锁判决模块：
处理所述自动制动致动数据；和
响应于所述自动制动致动数据来生成用于第一制动机制的电源的使能/禁用控制信号。
19.根据权利要求18的系统，其中所述联锁判决模块被配置为当所述自动制动致动数据指明自动制动应用条件时使能用于第一制动机制的操作电力。
20.根据权利要求18的系统，其中所述联锁判决模块被配置为当所述自动制动致动数据没有指明自动制动应用条件时禁用用于第一制动机制的操作电力。 
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