CN102803031A

CN102803031A - 管理装有电控机械制动器的飞机制动系统的方法

Info

Publication number: CN102803031A
Application number: CN2011800136237A
Authority: CN
Inventors: J·蒂博; E·科林; S·莫德瑞
Original assignee: Messier Bugatti Dowty SA
Current assignee: Safran Landing Systems SAS
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: EP2544931B1; FR2957319A1; CN102803031B; FR2957319B1; EP2544931A1; CA2792788A1; WO2011110363A1; BR112012022099B1; JP5432388B2; JP2013522093A; BR112012022099A2; CA2792788C; US8688341B2; US20130006447A1

Abstract

本发明涉及一种具有包括特定量的电控机械传动装置（2）的电控制动器的飞机制动系统，该系统包括：递送针对传动装置的一个或多个控制器（10）的正常制动设定点的制动控制单元（20），以及用于使制动系统以多种模式操作的选择装置（15），这些模式包括：正常制动模式，期间制动控制单元针对控制器生成正常制动设定点（21）；极限制动模式，其优先级优于正常制动模式，该模式响应于制动控制元件的致动来应用，并且其中传动装置被控制成响应于停车控制元件的致动来施加力，但其中这些传动装置并未被闭锁到位；以及停车制动模式，其响应于停车控制元件的致动且仅当飞机静止时施加，其中传动装置被控制成响应于正被致动的停车控制元件来施加力、然后闭锁到位。

Description

管理装有电控机械制动器的飞机制动系统的方法

本发明涉及管理具有电控机械制动器的飞机制动系统的方法。

发明的技术背景

飞机制动系统通常设计成以数种模式操作：

·正常模式：期间制动控制单元针对向制动传动装置传递定量电力的电力输送元件（用于液压制动的压力伺服阀、用于电控机械制动的控制器）生成制动设定点；

·备选模式，其中主电源电路失效且从第二电源电路获取电力；

·紧急模式，其中制动控制单元已失效，且制动命令从踏板直接传输到配电元件，由此没有任何防滑保护；一般而言，制动器上可用的电力被谨慎地限制，以便于防止机轮锁定；以及

·最终，作为最后一着，是使用停车制动来使飞机减速的极限制动模式。

应当知道，在液压制动飞机中，停车制动包括使制动器孔腔与蓄能器连通，其中该蓄能器中的压力足以递送足够大的停车制动力来防止飞机移动。停车制动（和由此的极限制动）具有优于其它制动模式的优先级，并且实际上此优先级通过梭阀极为简单地实现，该梭阀配置在制动器的上游以使制动器或者与制动蓄能器的出口连通，或者与制动控制单元所控制的压力伺服阀的出口连通。为了确保遵循该优先级，停车蓄能器中的压力一般较高，从而即使压力伺服阀尝试施加其自己的压力，停车蓄能器也迫使梭阀切换。应当观察到：在梭阀的上游，两个控制系统（使用制动控制单元或制动选择器）完全独立，从而确保最大可能的隔离。

在具有电控制动器的飞机中，情况就不那么简单了。停车制动是通过使电控机械制动传动装置施加力、然后使这些传动装置闭锁到位来获得。

如同液压制动系统一样，其尝试将停车制动用作为使飞机能在所有其它制动手段都变得不可用时减速的极限制动的手段。然而，如果出于任何原因已导致被用作极限制动的停车制动的事件应当消失（例如成功地重新引导制动控制单元以使其再次变得可运行），则传动装置的闭锁就会有问题。出于隔离原因，闭锁逻辑一般不通过制动控制单元来控制，因此制动控制单元无法使传动装置解除闭锁。如果飞行员不记得移动停车选择器以便于消除停车命令，则传动装置保持闭锁。

发明目的

本发明的目的在于最大地利用通过电子技术出现的新的可能性来提供不存在上述风险的极限制动模式。

发明简述

为了实现此目的，本发明提供一种具有包括特定量的电控机械传动装置的电控制动器的飞机制动系统，该系统包括：递送针对传动装置的一个或多个控制器的正常制动设定点的制动控制单元，以及用于使制动系统以多种模式操作的选择装置，这些模式包括：

·正常制动模式，期间制动控制单元针对控制器生成正常制动设定点；

·极限制动模式，其优先级优于正常制动模式，该模式响应于制动控制元件的致动来应用，并且其中传动装置被控制成响应于停车控制元件的致动来施加力，但其中这些传动装置并未被闭锁到位；

·停车制动模式，其响应于停车控制元件的致动且仅当飞机静止时施加，其中传动装置被控制成响应于正被致动的停车控制元件来施加力、然后闭锁到位。

因而，在使传动装置闭锁之前，要验证飞机是仍然在地面上滑行、还是静止。如果飞机正在移动，则必须理解，为了使飞机减速飞行员正在寻求使用停车制动作为极限制动。因此传动装置没有被闭锁，由此可能允许制动控制单元甚至在停车控制元件致动时仍然取回控制权。仅当飞机静止时才有可能闭锁传动装置，以便于提供真正的停车制动。

在一具体实施例中，所使用的停车控制元件是具有有可能在0与最大极限制动力之间变更极限制动力的摆动的杠杆类元件。

因而，不仅避免了传动装置的非期望闭锁，而且提供了其中飞行员可变更制动强度的新的极限制动模式。应当看到，在液压极限模式中，所施加的压力是来自蓄能器的压力，因此无法更改制动强度。

附图简述

根据以下参照附图给出的对本发明方法的具体实现的描述，本发明可得到更佳的理解，在附图中：

图1是本发明方法的第一实现中的飞机制动系统架构的示意图；

图2是可与图1架构一起使用的停车杠杆力的图表；

图3是本发明方法的第二实现中的飞机制动系统架构的示意图；

图4是本发明方法的第三实现中的飞机制动系统架构的示意图。

本发明的详细描述

参照图1，架构寻求控制电控机械制动器，每个制动器包括适于选择性地按压制动盘衬片组的特定数量的电控机械传动装置2。每个传动装置2包括由电机4驱动的推杆3，且装有在已使传动装置对制动盘施加停车制动力时使推杆3能闭锁到位的停车闭锁元件5。

每个传动装置2连接至电控机械传动装置控制器（EMAC）10，该EMAC10用来响应于电子制动控制单元（EBCU）生成的制动设定点21向传动装置的电机4递送电力。出于此目的，控制器10具有实质上包括逆变器的控制模块11，该逆变器从飞机的至少一条电源母线接收电力、并因变于制动设定点21递送该电力，以便于使连接至控制器的电机或传动装置能递送足够的电力供传动装置施加所需力。

制动设定点21或者通过致动制动器踏板、或通过致动自动制动器杠杆来生成，以控制减速。

实际上，制动控制单元20位于飞机的货舱内，而EMAC 10优选尽可能地靠近制动器，以便于使供电电缆的长度（以及由此的重量）最小。EMAC10的每一个优选位于主起落架舱之一中。

飞行员可通过经由操作停车制动选择器12产生停车制动命令来控制停车制动，该停车制动选择器12直接向EMAC 10发送命令而无需经由制动控制单元20传递。每个EMAC 10包括停车逻辑13，其包括响应于停车命令23：

·递送停车设定点22以使推杆控制模块11向传动装置的电机供电，从而使传动装置施加确定的停车制动力；

·在每个传动装置上，操作模块14以控制用于闭锁推杆的元件，从而在已施加了停车制动力之后将推杆闭锁到位；以及

·定期地重复以上两个步骤以便于调节停车力，因为特别是由于制动器膨胀或收缩该停车力可能会消失。

该EMAC被配置成给予来自停车制动选择器12的停车制动命令优于来自制动控制单元20的制动设定点21的优先级。出于此目的，EMAC包括用于选择制动模式的选择逻辑15。

在本发明中，选择落15接收指示飞机移动的速度信号17作为输入。如果飞机的速度低于给定阈值（实际上较小），则该速度优选被视为零，且该速度信号优选改变状态。速度信号可表示飞机的实际速度，它可以是表示机轮旋转的信号，或者它可以是这两个信号的任意组合。

通过此速度信号17，选择逻辑15能够区分停车模式和极限制动模式、以及自然的正常制动模式，停车模式表征为停车制动选择器操作且速度为零，极限制动模式表征为停车制动选择器操作且速度不为零，在正常制动模式中当制动控制单元正在递送制动设定点时不致动停车制动，这与以下表格相符：

由此，一旦已发出停车命令，选择模块15就在制动控制单元20的控制下给予停车模式和极限制动模式优于正常制动模式的优先级。

在正常制动模式中，选择模块15禁用闭锁元件控制模块14并激活推杆控制模块11，从而受控传动装置施加表示由制动控制单元20生成的制动设定点的制动力。

在极限制动模式中，选择模块15禁用闭锁元件控制模块14并激活推杆控制模块11，以使受控传动装置施加极限制动力。

在停车模式中，选择模块15激活推杆控制模块11以使受控传动装置施加停车力，并激活闭锁元件控制模块14以使传动装置的推杆能被闭锁。

为了清晰描述本发明，本文中未示出其它制动模式，特别是其中来自踏板的命令直接施加至控制单元10的紧急制动模式。

本发明的极限制动模式与液压制动系统中的极限制动模式极为相似，不同之处在于在本发明的极限制动模式中有可能避免施加与停车模式中相同的制动力。确保极限制动模式中的制动力F_ult小于停车制动力F_park以便于防止机轮闭锁是有利的。

在一变体中，并且在本发明的一特别有利的实现中，替代使用停车制动选择器12，有可能使用如图1所示、具有使飞行员能在极限制动模式中改变制动力的行程的拉杆16（自然应当理解，其替代了停车制动选择器12），其中停车命令仅在该拉杆移出给定行程时才由飞行员给出。为此，拉杆16装有用于递送其位置（本文中表达为最大行程的百分比）的传感器，还装有用来检测拉杆已至其行程终点的行程终点接触器。

优选地，如图2所示，控制单元10如下地解释来自杠杆16的信号。只要拉杆的行程小于临界行程S_crit（例如80%），所施加的力就是给定比例的最大极限制动力F_ult，其比例对应于最大行程的百分比。如果拉杆的行程等于临界行程S_crit，则所施加的力在速度为非零值时等于力F_ult，或者在速度为零值时等于力F_park。

由此，不仅创建了极限制动模式（拉杆在其行程终点，飞机速度为非零值），而且另外创建了不是差速制动而是比例制动的第二紧急制动模式，在该模式中飞行员能通过使用拉杆16确定制动力。

图1所示的架构由此寻求满足对停车控制和正常制动之间的完全隔离的约束。此隔离使得有可能确保在制动控制单元失效时仍有可能实现停车模式和极限制动模式。

然而，这种隔离使得在EMAC 10中有必要具有停车逻辑13。然而，尽可能地简化EMAC 10、以便于使其尽可能地接近制动器，即直接在起落架上或甚至在制动器本身上是有利的。

图3示出包括简化EMAC的制动系统架构。在该图中，可看到制动控制单元20，以及具有其选择模块15、用于控制推杆11的其控制模块、以及其闭锁元件控制模块14的EMAC 10。然而，本实施例的停车逻辑13已移动成位于制动控制单元中。

由此，来自停车选择器12的停车命令现在不仅被递送至EMAC 10，而且被递送至制动控制单元20。

在制动控制单元中，尽可能地分离用于生成正常制动设定点21的装置和用于生成停车设定点的装置自然是适当的。实际上，有可能使用分别由分立处理器实现的两个独立软件通道。

此架构的操作如下：在正常制动模式中，制动控制单元20将制动设定点21递送给EMAC 10。选择模块15禁用闭锁元件控制模块14并激活用于控制推杆的模块11，以使其控制传动装置来便于施加表示制动设定点的制动力。

如果飞行员移动停车选择器12（或停车拉杆16），则制动控制单元经由停车逻辑13动作以生成停车设定点22。

这被发送给也直接从停车选择器12接收信号的选择模块15。

最终，在停车模式中，选择模块15激活推杆控制模块11以使受控传动装置施加停车力，并激活闭锁元件控制模块14以使传动装置的推杆能被闭锁。

在此示例中，并且在本发明的一特点方面中，选择模块无需求助于速度信号17就可识别操作模式。

在选择这些模式的第一方式中，制动控制单元20装有受控开关25，该受控开关25在制动设定点22生成且速度信号17非零时禁止正常制动设定点21。

由此，在正常操作中，即只要飞行员未曾操作停车选择器12，正常制动设定点21被正常递送并抵达选择模块15，选择模块15理解制动系统正处于正常操作模式。

如果飞行员在飞机移动时致动停车选择器12，则受控开关25禁止制动设定点21使其不再抵达选择模块，而由停车逻辑13生成的停车设定点22抵达选择模块15。此模块然后理解制动系统正处于极限制动模式。

最终，如果飞行员在飞机静止时致动停车选择器12，则受控开关25不禁止制动设定点21，从而使其与停车设定点22并行地抵达选择模块15。此模块由此理解制动系统正处于停车制动模式。

在所有情形下，来自停车选择器12的停车命令23直接应用于选择模块15。

由此，使用以下准则来选择操作模式：

受控开关25优选是硬件开关，从而不管由制动控制单元以软件方式递送的是何命令都肯定操作。该硬件/软件区分用来提供否则因停车逻辑被纳入制动控制单元而不再提供的隔离。具体地，应当看到，通过具有硬件开关25，只要飞机在地面上滑行极限制动模式就具有优先级。

在一变体中，替代开关切断对制动控制单元的供电，有可能使用其它手段来防止制动控制单元向EMAC 10传送是否需要极限制动模式的命令。例如，有可能使用熔丝装置来永久性地切断至制动控制单元的供电（直到采取行动来将电源重新连接至制动控制电源），以确保一旦飞机已停止，制动控制单元就不会切换回去并且无法给出不合需要的命令，例如减轻制动力。还可能使用响应于检测到表示非零速度的信号来中断来自制动控制单元的命令向EMAC的传输的手段。

自然，如图4所示，停车选择器12可被拉杆16代替，从而使飞行员能够进入极限制动模式以改变制动力。

在此方面中，来自拉杆的信号可用来在制动模式之间进行选择，由此避免求助于受控开关禁止正常制动设定点来指示极限制动模式。

假设来自拉杆的信号顺应图2的方案来使用，拉杆的使用使得有可能通过以下配置以可靠方式确定要施加哪一种制动模式：

由此，选择模块15能根据来自拉杆15的信号在操作模式之间进行区分。

本发明不限于以上所述内容，而是相反地涵盖进入由权利要求定义的范围的任何变体。

Claims

1.一种具有包括特定量的电控机械传动装置（2）的电控制动器的飞机制动系统，所述系统包括：递送针对传动装置的一个或多个控制器（10）的正常制动设定点（21）的制动控制单元（20），以及用于使制动系统以多种模式操作的选择装置（15），所述模式包括：

·正常制动模式，期间制动控制单元针对控制器生成正常制动设定点（21）；

·极限制动模式，其优先级优于正常制动模式，该模式响应于制动控制元件的致动来应用，并且其中传动装置被控制成响应于停车控制元件的致动来施加力，但其中这些传动装置并未被闭锁到位；以及

2.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述停车控制元件是停车选择器（12），且其中所述选择装置（15）因变于各种信号选择要应用的操作模式，所述信号包括：所述正常制动设定点（21）；由停车逻辑（13）递送的停车设定点（22），针对所述停车设定点（22）停车命令（23）在所述停车选择器致动时传送；以及表示飞机速度的信号（17）。

3.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述停车控制元件是停车拉杆（12），所述停车拉杆（12）递送与所述拉杆的行程成比例的停车命令，且其中所述选择装置（15）因变于各种信号选择要应用的操作模式，所述信号包括：所述正常制动设定点（21）；由停车逻辑（13）递送的停车设定点（22），针对所述停车设定点（22）停车命令（23）在所述停车选择器致动时传送；以及停车命令。