CN104776135A - 用于监视闭锁元件的方法以及机电致动器 - Google Patents

用于监视闭锁元件的方法以及机电致动器 Download PDF

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Abstract

一种用于监视机电致动器(1)的闭锁元件(12)的方法，该监视方法包括以下步骤：确定在该机电致动器(1)的空载操作阶段期间，表示电机(11)的电源电流的值；将表示该电源电流的值与预定电流阈值进行比较，该预定电流阈值是根据该机电致动器(1)的标称空载操作特性来定义的；在表示该电源电流的值高于或等于该预定电流阈值时，检测该闭锁元件(12)的意外锁定。一种机电致动器(1)，该机电制动器(1)包括通过这样的方法来监视的闭锁元件(12)。

Description

用于监视闭锁元件的方法以及机电致动器
技术领域
本发明涉及用于监视机电致动器的闭锁元件的方法，以及包括通过这样的方法来监视的闭锁元件的机电致动器。
背景技术
机电飞行器制动器一般包括至少一个机电致动器，该机电致动器包括电动机和柱塞，该柱塞由电动机激活以选择性地向该制动器的摩擦件(例如碳盘叠片)施加压力。
为了产生驻车制动器功能(也就是说，飞行器的限动)而无须飞行员持续地按压制动器踏板，该机电致动器提供有闭锁元件，该闭锁元件使得有可能在位置方面选择性地限动致动器的柱塞。在实践中，闭锁元件是例如断电制动器，该断电制动器在正常模式中被供电以允许机电致动器的柱塞在电动机的动作下自由移位，但在转换到驻车模式之际，该断电制动器的电源被切断以使该柱塞在位置方面闭锁。
存在少数用于知晓机电致动器的闭锁元件的真实状态的装置，并因此存在少数用于检测该闭锁元件的任何故障(例如，其意外锁定)的装置。此外，这些现有装置的实现导致机电致动器的重量的不可忽视的增加。
发明目的
本发明的目的在于监视机电致动器的闭锁元件，而不会增加该机电致动器的重量。
发明内容
为了实现这个目标，提出了用于监视机电致动器的闭锁元件的方法，该闭锁元件适于使由该机电致动器的电动机驱动的致动元件在位置方面闭锁(blockin position)，该监视方法包括以下步骤：
确定在机电致动器的空载操作阶段期间，表示电动机的电源电流的值；
将表示该电源电流的值与预定电流阈值进行比较，所述预定电流阈值是根据该机电致动器的标称空载操作特性来定义的；
在表示该电源电流的值大于该预定电流阈值时，检测闭锁元件的意外锁定。
对机电致动器的闭锁元件的监视因此通过分析表示机电致动器的电动机的电源电流的值来实现，所述表示值是例如通过由预先存在的电流传感器执行的对所述电源电流的测量来获得。该监视因此被执行，而无需增加机电致动器的重量。
还提出了一种机电致动器，该机电致动器包括致动元件、适于驱动该致动元件的电动机以及适于使该致动元件在位置方面闭锁的闭锁元件。根据本发明，闭锁元件通过以上所述的监视方法来监视。
附图说明
根据参照附图中的各图的以下描述，将更好地理解本发明，在附图中：
图1是提供有包括本发明的机电致动器的制动器的飞行器的半个机轮的剖面图；
图2是示出在致动器的柱塞朝向制动盘叠片靠近移动时该柱塞的位置以及该致动器的电动机的电源电流的示图，该致动器包括通过本发明的监视方法来监视的闭锁元件，该闭锁元件通常是未锁定的；
图3是表示本发明的监视方法的功能图；
图4是类似于图2的示图的示图，该示图由对真正的机电致动器执行的真实测量获得；
图5是类似于图2的示图的示图，这时示出了离开柱塞的移动；
图6是类似于图4的示图的示图，这时示出了闭锁元件的意外锁定；
图7是类似于图5的示图的示图，这时示出了闭锁元件的意外锁定。
具体实施方式
参考图1，本发明的监视方法在本文中用于监视本发明的制动机电致动器1的闭锁元件，该制动机电致动器1与配备有制动器的飞行器机轮3的制动器2配备在一起。
配备有制动器的机轮3包括轮圈4，该轮圈4适于容纳轮胎(本文中没有表示出)并被安装成在由该飞行器的起落架所形成的轮轴5上旋转。轮轴5具有冠环6安装在其上，以承载至少一个与本发明的机电致动器1相似的机电致动器。该冠环6具有转矩管7固定到其上，该转矩管7在轮圈4中延伸直到以支承体8结束。通过使本文中未表示出的装置停止来使冠环6并因此使转矩管7停止相对于轮轴5旋转。
在支承体8和机电致动器1之间延伸有制动器2的摩擦件，这些摩擦件在本文中由盘叠片9组成，盘叠片9由被固定为相对轮圈4旋转的转子和被固定为相对转矩管7旋转的定子制成。
机电致动器1包括致动元件、适于驱动致动元件的电动机11和适于使该致动元件在位置方面闭锁的闭锁元件12。
该致动元件在本文中包括由电动机11致动的柱塞13，以将受控力选择性地施加到盘叠片9上。该受控力在盘叠片9的转子和定子之间产生摩擦力，并有助于减缓轮圈4的旋转并由此有助于飞行器的制动。
闭锁元件12在本文中是断电制动器，该断电制动器在被供电时，使机电致动器1的柱塞13得以在电动机11的动作下被自由移位，而当该断电制动器不再被供电时，使该柱塞13在位置方面闭锁。
机电致动器1由此被用于应用至少两种制动模式：受控制动模式和驻车制动模式。
在受控制动模式中，由电动机11来使机电致动器1的柱塞13相对于盘叠片9移位。电动机11是根据从未被表示出的制动计算机接收到的制动命令用电源电流Ia来供电的。
在驻车制动模式中，该柱塞13被控制来在盘叠片9上施加驻车力，并随后使闭锁元件12在位置方面闭锁。
这些制动模式中的每一个的激活都会生成柱塞13的靠近移动，在此期间，柱塞13朝向盘叠片9移位，而无需与之接触。类似地，这些制动模式中的每一个的去激活都会生成柱塞13的离开移动，在此期间，柱塞13移动离开盘叠片9，而无需与之接触。在柱塞13的靠近移动期间以及在柱塞13的离开移动期间，机电致动器1都没有在盘叠片9上施加力。
柱塞13的靠近移动和离开移动可被拆分成两个阶段：初级阶段和空载操作阶段。图2示出了在机电致动器1的柱塞13的靠近移动期间，该柱塞13的位置Pos以及该机电致动器1的电动机11的电源电流Ia。按照惯例，认为在柱塞13的靠近移动期间，电动机11的电源电流Ia是正的。
在初级阶段Php期间，电动机11的电源电流Ia表现为与柱塞13的惯性的驱动相对应的电流尖脉冲14的形式。该初级阶段Php对应于柱塞13的加速阶段。柱塞13的位置Pos从该电流尖脉冲14显著地改变。
在空载操作阶段Phv期间，电动机11的电源电流Ia基本上为常量。柱塞的速度是稳定的(基本上为常量)，并且柱塞13的位置Pos线性改变。
柱塞13在它执行离开移动时展现类似的行为，只是电动机11的电源电流Ia是负的，并且柱塞13的移动在相反方向上执行。
本文的监视方法的目的在于在制动受到控制时检测锁定元件12的意外锁定，而这时后者通常应该未被锁定以允许机电致动器1的柱塞13的自由移位。该监视方法的操作原理在于以下事实：当闭锁元件12被异常锁定时，在空载操作阶段Phv期间，机电致动器1的电动机11的电源电流Ia异常地高。
参考图3，本发明的监视方法在此包括步骤E1，在步骤E1期间，确定在机电致动器1的空载操作阶段Phv期间、在柱塞13的靠近移动期间或在柱塞13的离开移动期间，表示电动机11的电源电流Ia的值Ivr。在本文中，表示电源电流Ivr的值是电源电流Ia在持续时间T内的各测量值的平均的绝对值。电动机11的电源电流Ia是使用在本文中位于机电致动器1外部的电流传感器15(在图1中示意性表示出)来测量的。对电源电流的平均的使用使得有可能至少部分地消除影响该电流的测量的任何噪声。对该电流的绝对值的使用使得有可能在靠近移动或离开移动的空载操作阶段Phv期间执行对该电源电流的测量，而无须修改该监视方法。
本发明的监视方法随后包括步骤E2，在步骤E2期间，将表示电源电流Ivr的值与预定电流阈值Ithresh进行比较。预定电流阈值Ithresh是根据机电致动器1的标称空载操作特性来定义的。
本发明的监视方法随后包括步骤E3，在步骤E3期间，当表示电源电流Ivr的值高于或等于预定电流阈值Ithresh时，检测到闭锁元件12的意外锁定。如果表示电源电流Ivr的值严格地低于预定电流阈值Ithresh，则检测到闭锁元件的正常解锁。
在检测到闭锁元件的意外锁定的情况下，本发明的监视方法包括用于确认该意外锁定的确认步骤。
这些确认步骤的原理主要在于以下事实：当其中机电致动器1操作的环境温度较低时，机电致动器1内部的摩擦是显著的，该摩擦可导致在机电致动器1的空载操作期间电动机11的电源电流Ia的上升。这些确认步骤的原理则在于以下事实：如果自对机电致动器1的先前使用以来流逝的时间Tec相对较短，机电致动器1将没有时间冷却，并且其操作将因此不会因内部摩擦而中断。
这些确认步骤由此包括步骤E4以及步骤E5，在步骤E4期间，确定表示机电致动器1的温度Tvr的值，并在步骤E5期间，确定自对机电致动器1的先前使用以来流逝的时间Tec。表示机电致动器1的温度Tvr的值在本文中是由位于机电致动器1的内部的温度传感器16执行的该机电致动器1的内部温度的测量。
这些确认步骤随后包括步骤E6，在步骤E6期间，将表示机电致动器1的温度Tvr的值与预定温度阈值Tempthresh进行比较，并包括以下步骤：在该步骤期间，将流逝的时间T与预定时间阈值Tthresh进行比较。
这些确认步骤进一步包括步骤E7和步骤E8，步骤E7使得有可能在表示机电致动器1的温度Tvr的值严格低于预定温度阈值Tempthresh时并且在流逝的时间Tec严格高于预定时间阈值Tthresh时，禁用对闭锁元件12的监视，步骤E8使得有可能在表示机电致动器1的温度Tvr的值高于或等于预定温度阈值Tempthresh时或者在流逝的时间Tec低于或等于预定时间阈值Tthresh时，确认闭锁元件12的意外锁定。
当闭锁元件12的意外锁定被检测到时，警报被触发以警告飞行员和/或生成旨在发送给包括机电致动器1的制动系统中的任何计算机的故障消息。制动系统的重配置或自校正可随后被命令，以尝试校正闭锁元件12的意外锁定并使机电致动器1恢复到正常操作状况。
通过对安装在真正的飞行器制动器上的真正的机电致动器执行的测量而获得的图4到图7使得有可能示出该监视方法的原理，根据该原理可知，当闭锁元件12被异常锁定时，在空载操作阶段Phv期间，机电致动器1的电动机11的电源电流Ia异常地高。
图4示出了当闭锁元件12被异常锁定时，在机电致动器1的柱塞13的靠近移动期间，该柱塞13的位置和该机电致动器1的电动机11的电源电流Ia。将注意到，在机电致动器1的空载操作阶段Phv期间，电源电流Ia低于预定电流阈值Ithresh。
图5示出了当闭锁元件12被正常解锁时，在机电致动器1的柱塞13的离开移动期间，该柱塞13的位置和该机电致动器1的电动机11的电源电流Ia。将注意到，在机电致动器1的空载操作阶段Phv期间，电源电流Ia就绝对值而言小于预定电流阈值Ithresh(此处是负的)。
图6示出了当闭锁元件12被异常锁定时，在机电致动器1的柱塞13的靠近移动期间，该柱塞13的位置和该机电致动器1的电动机11的电源电流Ia。将注意到，在机电致动器1的空载操作阶段Phv期间，电源电流Ia显著地高于预定电流阈值Ithresh。
图7示出了当闭锁元件12被异常锁定时，在机电致动器1的柱塞13的离开移动期间，该柱塞13的位置和该机电致动器1的电动机11的电源电流Ia。将注意到，在机电致动器1的空载操作阶段期间，电源电流Ia就绝对值而言显著地高于预定电流阈值Ithresh。
本发明并不限于刚刚已描述的特定实施方式，而是相反涵盖落入由权利要求书限定的本发明的上下文内的任何变型。
尤其有可能实现本发明的监视方法来监视提供有这样的闭锁元件的任何机电致动器的闭锁元件。
尽管已声明，表示该电源电流的值是该电源电流的各测量值的平均的绝对值，但此表示该电源电流的值可能是不同的：例如，有可能直接使用该电流的测量值，或另外使用表示该电源电流的另一量(不同的电量等)。当然，电流传感器也可被直接定位在机电致动器中。
类似地，表示机电致动器的温度的值可按不同方式获得：例如，经由制动器温度探针，或通过对不需要任何温度传感器的参数(例如，为电动机的线圈的电阻变化，或另外地，当闭锁元件是断电制动器时，为所述断电制动器的绕组)进行分析。
还应注意，在其期间确定表示电动机的电源电流的值的空载操作阶段可以是与飞行器正在滚转(着陆、滑行)时的驻车模式制动或受控模式制动等同地关联的操作阶段。

Claims (8)

1.一种用于监视机电致动器(1)的闭锁元件(12)的方法，所述闭锁元件(12)适于使由所述机电致动器(1)的电动机(11)驱动的致动元件在位置方面闭锁，所述监视方法包括以下步骤：
确定在所述机电致动器(1)的空载操作阶段(Phv)期间，表示所述电动机(11)的电源电流(Ivr)的值；
将表示所述电源电流的值与预定电流阈值(Ithresh)进行比较，所述预定电流阈值是根据所述机电致动器(1)的标称空载操作特性来定义的；
在表示所述电源电流的值高于或等于所述预定电流阈值时，检测所述闭锁元件(12)的意外锁定。
2.根据权利要求1所述的监视方法，其特征在于，表示所述电源电流(Ivr)的值是所述电源电流(Ia)的各测量值的平均的绝对值。
3.根据前述权利要求之一所述的监视方法，其特征在于，进一步包括在所述闭锁元件(12)的意外锁定被检测到时旨在确认所述意外锁定的确认步骤，所述确认步骤包括以下步骤：
确定表示所述机电致动器(1)的温度(Tvr)的值；
将表示所述机电致动器的所述温度的值(Tvr)与预定温度阈值(Tempthresh)进行比较。
4.根据权利要求3所述的监视方法，其特征在于，所述确认步骤进一步包括以下步骤：
确定自对所述机电致动器(1)的先前使用以来流逝的时间(Tec)；
将所述流逝的时间(Tec)与预定时间阈值(Tthresh)进行比较。
5.根据权利要求3和4所述的监视方法，其特征在于，所述确认步骤进一步包括以下步骤：
在表示所述机电致动器(1)的温度(Tvr)的值严格低于所述预定温度阈值(Tempthresh)时并且在所述流逝的时间(Tec)严格高于所述预定时间阈值(Tthresh)时，禁用对所述闭锁元件(12)的监视；
当表示所述机电致动器(1)的温度(Tvr)的值高于或等于所述预定温度阈值(Tempthresh)时或者当所述流逝的时间(Tec)都或等于所述预定时间阈值(Tthresh)时，确认所述闭锁元件(12)的意外锁定。
6.根据前述权利要求之一所述的监视方法，其特征在于，进一步包括当所述闭锁元件(12)的意外锁定被检测到时的重配置或自校正步骤，该重配置或自校正步骤旨在尝试解锁所述闭锁元件(12)。
7.一种机电致动器，所述机电致动器包括致动元件、适于驱动所述致动元件的电动机(11)和适于使所述致动元件在位置方面闭锁的闭锁元件(12)，其特征在于，所述闭锁元件(12)是通过根据权利要求1到6之一所述的监视方法来监视的。
8.根据权利要求7所述的机电致动器，其特征在于，所述机电致动器(1)是与飞行器机轮(3)的制动器(2)配备在一起的制动致动器，所述致动元件包括柱塞(13)，所述柱塞(13)由所述电动机(11)致动以选择性地向所述制动器(2)的摩擦件(9)施加受控力。
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