CN102556340B - 飞机防滑刹车控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种飞机防滑刹车控制系统及控制方法。所述飞机防滑刹车控制系统中2个机轮速度传感器分别用于飞机的左机轮和右机轮。机轮速度传感器与电子防滑控制盒的输入端相连。电液伺服阀分别与刹车阀、刹车装置、电液伺服阀和电子防滑控制盒连接。电子防滑控制盒的输入端口与机轮速度传感器连接。电子防滑控制盒的输出端口与电液伺服阀连接。本发明中，电子防滑控制盒通过对被判断机轮速度信号与该机轮不同时刻的速度进行比较，或者将两个机轮的速度信号进行比较，对接收到的机轮速度信号的真伪进行判断，从而根据所得到的判断为真的机轮的速度信号进行防滑控制，并通过电液伺服阀根据接收到的控制指令调节机轮刹车压力，实现机轮安全、可靠刹车。

Description

飞机防滑刹车控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种飞机防滑刹车控制方法和系统，具体是涉及一种具有失效安全功能的飞机防滑刹车控制方法和系统。

背景技术

飞机刹车系统是现代飞机起落装置的构成部分，主要用以保证飞机着陆后直线运动缩短滑跑距离，尽快使飞机停止下来，同时防止刹爆轮胎。电子防滑刹车系统的基本构成包括机轮速度传感器、电子防滑控制盒和电液伺服阀三项附件。机轮速度传感器与刹车机轮机械联系，用以检测机轮旋转速度，向电子防滑控制盒提供机轮速度信号，反映机轮的运动状态。电子防滑控制盒收到机轮速度信号后，将它与飞机基准速度进行比较，以判断机轮是否打滑或即将出现打滑。如果判断机轮发生打滑，电子防滑控制盒立即向电液伺服阀发出松刹控制电流信号，根据打滑程度释放相应大小的液压压力，使该机轮恢复转动，避免刹爆轮胎。实际使用中，由于某些因素，诸如机械联系部分失效，机轮速度传感器本身故障，电气连线故障等，总会造成某一个机轮速度传感器(左轮或右轮仅一个机轮速度传感器)输出信号失常，例如，没有速度信号，或速度信号近似一个常数。在这种虚假错误信号情况下，电子防滑控制盒自然不能正确地进行防滑刹车控制，甚至可能导致严重后果。例如，一个机轮速度总是为零，电子防滑控制盒将误认为该机轮被刹死，要解除其刹车。实际上，该机轮运转完好，并未出现打滑或锁死，但失常信号进入电子防滑控制盒后的作用使得该机轮不能实施正常刹车，飞机将向有刹车效果的一侧转向，贻误刹车时机，甚至冲出跑道，造成事故。因此，如何辨识机轮速度信号的真伪是飞机设计师需要面对解决的问题。

发明内容

为克服现有技术中存在的由于虚假错误信号，使电子防滑控制盒不能正确地进行防滑刹车控制，甚至可能导致严重后果的不足，本发明提出了一种飞机防滑刹车控制系统及控制方法

本发明提出的飞机防滑刹车控制系统包括机轮速度传感器、电子防滑控制盒和电液伺服阀；其中，机轮速度传感器有2个，分别用于飞机的左机轮和右机轮。所述的机轮速度传感器固定安装在飞机轮轴上或刹车壳体上；机轮速度传感器的信号输出线与电子防滑控制盒的输入端相连；所述电液伺服阀的进油管嘴通过液压管路与刹车阀的输出端口相连；电液伺服阀的液压部分的出油管嘴，通过液压管路与刹车装置进油管嘴连接；电液伺服阀的液压部分的回油管嘴通过液压管路与刹车系统油箱相连；电液伺服阀的电气部分的接线端通过导线与电子防滑控制盒的输出端相连；电子防滑控制盒固定安装在飞机附件舱内；电子防滑控制盒的输入端口与机轮速度传感器通过导线连接；电子防滑控制盒的输出端口与电液伺服阀通过导线连接。

本发明还提出了一种飞机防滑刹车控制系统及控制方法，其具体步骤是：

步骤1，机轮速度检测；通过机轮速度传感器对一侧机轮速度进行检测，并将采集到的一侧刹车机轮的速度信号输入到电子防滑控制盒速度级，作为防滑控制的输入；

步骤2，判断机轮速度信号真伪；判断机轮速度信号时，或者以被判断机轮速度信号与该机轮不同时刻的速度进行比较，或者将两个机轮的速度信号进行比较；

a.以被判断机轮速度信号与该机轮不同时刻的速度进行比较时：

首先通过电子防滑控制盒对接收到的该机轮速度信号的真伪进行分析和判断；如果判断结果是真，则进入步骤3，左机轮的速度信号作为有效信号输出至电子防滑控制盒的控制级，由电子防滑控制盒的控制级进行防滑控制；反之，判断结果是假，则将另一侧机轮的速度信号作为有效信号输出至电子防滑控制盒的控制级，并以该另一侧机轮的速度信号作为机轮防滑控制的输入量，由电子防滑控制盒的控制级进行防滑控制；在判断机轮速度信号的真伪时，采用对该机轮不同时刻的速度进行比较的方法进行判断，具体过程是，将该机轮不同时刻分别记为t₁，t₂，......t_n，相对应各时刻的机轮速度分别记为v₁，v₂，......v_n，在不同的时间间隔内，如果机轮的速度信号值不变，则说明该机轮速度传感器输出信号失常，判断该机轮速度传感器输出信号为伪；所述的时间间隔根据控制精度确定，时间间隔Δ_t＝t_n-t₁；t_n-t_n-1

b.将两个机轮的速度信号进行比较时：

首先通过电子防滑控制盒对接收到的左机轮速度信号的真伪进行分析和判断；如果判断结果是真，则进入步骤3，以一侧机轮的速度信号作为有效信号输出至电子防滑控制盒的控制级，由电子防滑控制盒的控制级进行防滑控制；反之，判断结果是假，则将右机轮的速度信号作为有效信号输出至电子防滑控制盒的控制级，并以右机轮的速度信号作为机轮防滑控制的输入量，由电子防滑控制盒的控制级进行防滑控制；在判断机轮速度信号的真伪时，将一侧机轮与另一侧机轮同一时刻的速度进行比较，具体判断过程是，首先将一侧机轮和另一侧机轮不同时刻分别记为t₁，t₂，...t_n，相对应各时刻的左机轮速度分别记为v₁，v₂，......v_n，将右机轮相对应各时刻的机轮速度分别记为v₁′，v₂′，......v_n′；对一侧机轮和另一侧机轮同一时刻的机轮速度进行比较，若一侧机轮速度值小于另一侧机轮速度值70％以上，则判定一侧机轮速度传感器输出信号失常；当判定一侧机轮速度传感器输出信号失常后，则将另一侧机轮的速度信号作为有效信号输出至电子防滑控制盒的控制级，并以另一侧机轮的速度信号作为机轮防滑控制的输入量，由电子防滑控制盒的控制级进行防滑控制；

步骤3，实施防滑控制；电子防滑控制盒根据所得到的判断为真的机轮的速度信号进行防滑控制；

步骤4，调节机轮刹车压力；电子防滑控制盒向电液伺服阀发出控制指令，电液伺服阀根据接收到的控制指令调节机轮刹车压力，实现机轮刹车的防滑控制。

本发明中，机轮速度检测由机轮速度传感器附件完成。防滑控制由电子防滑控制盒完成。电液伺服阀响应电子防滑控制盒的控制电流信号，调节机轮的刹车压力。机轮速度真伪判断采用比较法进行。有两种方法，一种是将本机轮速度与本机轮不同时刻的速度信号进行比较，如果速度信号没有变化，恒为零或近似为某个常数，则认为本机轮速度信号失常；一种是将本机轮速度与另一机轮同一时刻的速度信号进行比较，如果在某一时刻，二者有显著差异，则认为该机轮速度信号失常。如果判断该机轮速度信号失常，该信号被悬空，控制程序将向电子防滑控制盒输入另一机轮速度信号，作为该机轮的速度信号，继续正常对该机轮进行刹车防滑控制。在飞机直线运动过程中，防滑刹车控制系统中的轮间保护功能能够使飞机运动方向保持在一定角度范围内。为了不妨碍轮间保护功能的实现，本发明在采用第二种比较法判断机轮速度信号真伪时，所选定的机轮速度差值与轮间保护速度差值大得多。飞机在地面转弯时，由于此时速度低，防滑功能失效，因此，本发明不会妨碍飞机地面差动刹车转弯功能的实现。

在飞机刹车过程中，如果地面湿滑，轮胎与跑道的结合系数将减小，机轮旋转速度将与飞机运动速度失配，机轮将发生打滑现象。机轮速度传感器检测到此时的机轮速度，提供给电子防滑控制盒，电子防滑控制盒按照预定的控制规则，例如，根据与飞机速度形成的速度差，进行防滑控制。电子防滑控制盒向电液伺服阀发出控制电流信号，相应地减小输往该机轮的刹车压力，使机轮恢复转动，避免刹爆轮胎。当机轮转速恢复到与飞机速度匹配时，控制电流信号减小以至消失，机轮刹车压力又逐渐增大恢复正常。由于跑道状态实际上是变化着的，这个过程是不断循环进行的。

本发明所述的飞机防滑刹车控制方法简便易行，对于数字式防滑刹车电子防滑控制盒，只需要对机轮速度信号采集处理单元软件做适当修改，即可在现有电子防滑刹车控制系统中应用。采用本发明所述的飞机防滑刹车控制方法和系统，能显著提高飞机在起飞、着陆滑跑中刹车系统运行的效能和使用安全。本发明所述的飞机防滑刹车控制方法和系统，既适用于新机研制，也适用于现役机型的改装。

附图说明

图1是一种电子防滑刹车系统示意图。

图2是飞机防滑刹车控制流程。

具体实施方式

实施例一

本实施例是一种飞机防滑刹车控制系统。包括机轮速度传感器、电子防滑控制盒和电液伺服阀。其中，机轮速度传感器有2个，分别用于飞机的左机轮和右机轮，本实施例以其中的左机轮加以描述。

所述的机轮速度传感器固定安装在飞机轮轴上或刹车壳体上，本实施例中，所述的机轮速度传感器安装在飞机轮轴上，通过位于轮毂上的传动销带动该机轮速度传感器转动。机轮速度传感器的信号输出线与电子防滑控制盒的输入端相连。本实施例中的电液伺服阀安装在飞机附件舱内。所述电液伺服阀的进油管嘴通过液压管路与刹车阀的输出端口相连；电液伺服阀的液压部分的出油管嘴，通过液压管路与刹车装置进油管嘴连接；电液伺服阀的液压部分的回油管嘴，通过液压管路与刹车系统油箱相连。电液伺服阀的电气部分的接线端通过导线与电子防滑控制盒的输出端相连，用于接收电子防滑控制盒的输出的控制电流信号。电子防滑控制盒固定安装在飞机附件舱内，通过飞机的电源系统提供该电子防滑控制盒所需的电源。电子防滑控制盒的输入端口与机轮速度传感器通过导线连接，用于接收机轮速度传感器提供的刹车机轮的速度电信号；电子防滑控制盒的输出端口与电液伺服阀通过导线连接，向电液伺服阀的电气部分输出控制电流。

实施例二

本实施例提出了一种利用实施例所述飞机防滑刹车控制系统进行飞机防滑刹车控制的方法，其具体过程包括以下步骤：

步骤1，机轮速度检测。采用常规方法，通过机轮速度传感器对左机轮速度进行检测，并将采集到的左机轮的速度信号输入到电子防滑控制盒速度级，作为防滑控制的输入。

步骤2，判断机轮速度信号真伪。首先通过电子防滑控制盒对接收到的左机轮速度信号的真伪进行分析和判断。如果判断结果是真，则进入步骤3，左机轮的速度信号作为有效信号输出至电子防滑控制盒的控制级，由电子防滑控制盒的控制级进行防滑控制。反之，判断结果是假，则将右机轮的速度信号作为有效信号输出至电子防滑控制盒的控制级，并以右机轮的速度信号作为机轮防滑控制的输入量，由电子防滑控制盒的控制级进行防滑控制。在判断机轮速度信号的真伪时，采用对该机轮不同时刻的速度进行比较的方法进行判断，具体过程是，将该机轮不同时刻分别记为t₁，t₂，......t_n，相对应各时刻的机轮速度分别记为v₁，v₂，......v_n，在不同的时间间隔内，如果机轮的速度信号值不变，则说明该机轮速度传感器输出信号失常，判断该机轮速度传感器输出信号为假。所述的时间间隔根据控制精度确定，时间间隔Δ_t＝t_n-t₁，t_n-t_n-1。本实施例中，时间间隔Δ_t为3ms。

步骤3，实施防滑控制。通过电子防滑控制盒，采用现有技术实施对机轮刹车防滑控制。电子防滑控制盒根据所得到的判断为真的机轮的速度信号进行防滑控制。

步骤4，调节机轮刹车压力。电子防滑控制盒向电液伺服阀发出控制指令，电液伺服阀根据接收到的控制指令调节机轮刹车压力，实现机轮刹车的防滑控制。

实施例三

本实施例提出了一种利用实施例所述飞机防滑刹车控制系统进行飞机防滑刹车控制的方法，其具体过程包括以下步骤：

步骤1，机轮速度检测。采用常规方法，通过机轮速度传感器对左机轮速度进行检测，并将采集到的左机轮的速度信号输入到电子防滑控制盒速度级，作为防滑控制的输入。

步骤2，判断机轮机轮速度信号真伪。首先通过电子防滑控制盒对接收到的左机轮速度信号的真伪进行分析和判断。如果判断结果是真，则进入步骤3，左机轮的速度信号作为有效信号输出至电子防滑控制盒的控制级，由电子防滑控制盒的控制级进行防滑控制。反之，判断结果是假，则将右机轮的速度信号作为有效信号输出至电子防滑控制盒的控制级，并以右机轮的速度信号作为机轮防滑控制的输入量，由电子防滑控制盒的控制级进行防滑控制。在判断机轮速度信号的真伪时，将左机轮与右机轮同一时刻的速度进行比较，具体判断过程是，首先将左机轮和右机轮不同时刻分别记为t₁，t₂，......t_n，相对应各时刻的左机轮速度分别记为v₁，v₂，.......v_n，将右机轮相对应各时刻的机轮速度分别记为v₁′，v₂′，......v_n′。对左机轮和右机轮同一时刻的机轮速度进行比较，若左机轮速度值小于右机轮速度值70％以上，则判定左机轮速度传感器输出信号失常。当判定左机轮速度传感器输出信号失常后，则将右机轮的速度信号作为有效信号输出至电子防滑控制盒的控制级，并以右机轮的速度信号作为机轮防滑控制的输入量，由电子防滑控制盒的控制级进行防滑控制。

步骤3，实施防滑控制。通过电子防滑控制盒，采用现有技术实施对机轮刹车防滑控制。电子防滑控制盒根据所得到的判断为真的机轮的速度信号进行防滑控制。

步骤4，调节机轮刹车压力。电子防滑控制盒向电液伺服阀发出控制指令，电液伺服阀根据接收到的控制指令调节机轮刹车压力，实现机轮刹车的防滑控制。

Claims (2)

1.一种飞机防滑刹车控制系统，包括机轮速度传感器、电子防滑控制盒和电液伺服阀；其中,机轮速度传感器有2个,分别用于飞机的左机轮和右机轮；其特征在于，所述的机轮速度传感器固定安装在飞机轮轴上或刹车壳体上；机轮速度传感器的信号输出线与电子防滑控制盒的输入端相连；所述电液伺服阀的进油管嘴通过液压管路与刹车阀的输出端口相连；电液伺服阀的液压部分的出油管嘴，通过液压管路与刹车装置进油管嘴连接；电液伺服阀的液压部分的回油管嘴通过液压管路与刹车系统油箱相连；电液伺服阀的电气部分的接线端通过导线与电子防滑控制盒的输出端相连；电子防滑控制盒固定安装在飞机附件舱内；电子防滑控制盒的输入端口与机轮速度传感器通过导线连接；电子防滑控制盒的输出端口与电液伺服阀通过导线连接。

2.一种如权利要求1所述飞机防滑刹车控制系统的控制方法，其特征在于，具体步骤是：

步骤1,机轮速度检测；通过机轮速度传感器对一侧机轮速度进行检测，并将采集到的一侧刹车机轮的速度信号输入到电子防滑控制盒速度级，作为防滑控制的输入；

步骤2,判断机轮速度信号真伪；判断机轮速度信号时，或者以被判断机轮速度信号与该机轮不同时刻的速度进行比较，或者将两个机轮的速度信号进行比较；

a.以被判断机轮速度信号与该机轮不同时刻的速度进行比较时：

首先通过电子防滑控制盒对接收到的该机轮速度信号的真伪进行分析和判断；如果判断结果是真，则进入步骤3，左机轮的速度信号作为有效信号输出至电子防滑控制盒的控制级,由电子防滑控制盒的控制级进行防滑控制；反之，判断结果是假，则将另一侧机轮的速度信号作为有效信号输出至电子防滑控制盒的控制级，并以该另一侧机轮的速度信号作为机轮防滑控制的输入量，由电子防滑控制盒的控制级进行防滑控制；在判断机轮速度信号的真伪时,采用对该机轮不同时刻的速度进行比较的方法进行判断,具体过程是,将该机轮不同时刻分别记为t₁,t₂,......t_n,相对应各时刻的机轮速度分别记为v₁,v₂,......v_n，在不同的时间间隔内,如果机轮的速度信号值不变,则说明该机轮速度传感器输出信号失常,判断该机轮速度传感器输出信号为伪；所述的时间间隔根据控制精度确定,时间间隔△_t=t_n-t₁；t_n-t_n-1

b.将两个机轮的速度信号进行比较时：

首先通过电子防滑控制盒对接收到的左机轮速度信号的真伪进行分析和判断；如果判断结果是真，则进入步骤3，以一侧机轮的速度信号作为有效信号输出至电子防滑控制盒的控制级,由电子防滑控制盒的控制级进行防滑控制；反之,判断结果是假，则将右机轮的速度信号作为有效信号输出至电子防滑控制盒的控制级,并以右机轮的速度信号作为机轮防滑控制的输入量，由电子防滑控制盒的控制级进行防滑控制；在判断机轮速度信号的真伪时,将一侧机轮与另一侧机轮同一时刻的速度进行比较，具体判断过程是，首先将一侧机轮和另一侧机轮不同时刻分别记为t₁,t₂，...t_n,相对应各时刻的左机轮速度分别记为v₁,v₂,......v_n，将右机轮相对应各时刻的机轮速度分别记为v₁′,v₂′,......v_n′；对一侧机轮和另一侧机轮同一时刻的机轮速度进行比较，若一侧机轮速度值小于另一侧机轮速度值70%以上，则判定一侧机轮速度传感器输出信号失常；当判定一侧机轮速度传感器输出信号失常后，则将另一侧机轮的速度信号作为有效信号输出至电子防滑控制盒的控制级,并以另一侧机轮的速度信号作为机轮防滑控制的输入量，由电子防滑控制盒的控制级进行防滑控制；

步骤3，实施防滑控制；电子防滑控制盒根据所得到的判断为真的机轮的速度信号进行防滑控制；

步骤4，调节机轮刹车压力；电子防滑控制盒向电液伺服阀发出控制指令，电液伺服阀根据接收到的控制指令调节机轮刹车压力，实现机轮刹车的防滑控制。

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