CN108382384B - 基于制动器扭矩和温度的故障检测 - Google Patents

基于制动器扭矩和温度的故障检测 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于制动器扭矩和温度的故障检测。一种用于检测与包括制动器的飞行器制动系统有关的故障的故障检测系统。检测系统包括：控制器，其被配置成接收制动需求信息、扭矩信息、磨损信息、轮速信息和制动器温度信息。控制器基于扭矩信息、磨损信息和轮速信息计算制动器的预期最高温度；确定预期最高温度与制动器温度信息之间是否存在显著的温度差异；基于制动需求信息和扭矩信息确定是否存在显著的扭矩相关差异。如果存在显著的扭矩相关差异且不存在显著的温度差异，则控制器生成第一警报；如果存在显著的温度差异且不存在显著的扭矩相关差异，则生成第二警报；以及如果存在显著的温度差异且存在显著的扭矩相关差异，则生成第三警报。

Description

基于制动器扭矩和温度的故障检测
技术领域
本发明涉及用于检测与包括至少一个制动器的飞行器制动系统有关的故障的故障检测系统以及用于检测和诊断关于飞行器制动系统的故障的方法。
背景技术
现代飞行器特别是客机具有用于监测包括制动器、轮子和轮胎的飞行器部件的状况和性能的各种传感器。通常，每个监测的参数(例如，制动器温度、轮胎压力、轮子速度等)可以由单独的传感器测量，并且传感器数据被提供至用于该参数的专用监测系统。如果监测的参数偏离正常操作范围，则关联的监测系统可以生成警报。
单个参数偏离正常不能提供关于偏离的根本原因的许多信息。因此，响应于这样的警报，维修人员必须进行全面的调查，以识别故障的位置和性质。这样的调查是耗时的，并且可能会对飞行器的操作造成重大中断。此外，在一些情况下，可能会发现故障足够小使得飞行器可以保持操作，直到其下一计划的维修操作为止，在这种情况下，中断是不必要的。
还存在主动控制各种飞行器系统和部件如制动系统的趋势，例如以优化性能或增加操作寿命。这样的主动控制可以基于来自监测该系统的部件的传感器的反馈来改变飞行器系统的操作。在这样的主动控制正在运行以改变给定飞行器部件的行为的情况下，基于与该部件的性能有关的传感器数据，可能无法检测到与部件的正常行为的任何偏差，这是因为主动控制系统可以自动地补偿偏差。因此，作为引入主动控制的结果，各种故障可能不能被当前的监测系统检测到。
因此，期望用于检测与飞行器系统、特别是飞行器制动系统有关的故障的改进系统。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种用于检测与包括至少一个制动器的飞行器制动系统有关的故障的故障检测系统。故障检测系统包括控制器，该控制器被配置成：接收与针对制动事件的请求的制动强度有关的制动需求信息；接收与在制动事件期间由至少一个制动器作用的扭矩的量有关的扭矩信息；接收与制动事件期间的至少一个制动器的磨损状态有关的磨损信息；接收与制动事件期间的和至少一个制动器相关联的轮子的轮子速度有关的轮速信息；接收与作为制动事件的结果的至少一个制动器的最高温度有关的制动器温度信息；基于所接收的扭矩信息、所接收的磨损信息和所接收的轮速信息来计算作为制动事件的结果的制动器的预期最高温度；确定所计算的预期最高温度与所接收的制动器温度信息之间是否存在显著的温度差异；以及基于所接收的制动需求信息和所接收的扭矩信息来确定是否存在显著的扭矩相关差异。如果存在显著的扭矩相关差异并且不存在显著的温度差异，则控制器被配置成生成与第一故障类型有关的第一警报。如果存在显著的温度差异并且不存在显著的扭矩相关差异，则控制器被配置成生成与第二故障类型有关的第二警报。如果存在显著的温度差异并且存在显著的扭矩相关差异，则控制器被配置成生成与第三故障类型有关的第三警报。
可选地，第一故障类型包括与制动系统的制动相关部件有关的物理故障，第二故障类型包括与制动系统的监测相关部件有关的监测故障，并且第三故障类型包括与生成所接收的扭矩信息的扭矩传感器有关的故障。可选地，第一故障类型包括以下项中的一个或更多个：剩余制动、制动盘破裂、液压故障。可选地，第二故障类型包括以下项中的一个或更多个：一个或更多个传感器的故障、一个或更多个传感器的不正确操作、一个或更多个传感器生成的不准确读数。
可选地，控制器被配置成通过确定所接收的温度信息是否满足包括预定义的主温度差阈值的至少一个预定义的温度差异标准来确定是否存在显著的温度差异。例如，控制器可以通过以下操作来确定所接收的温度信息是否满足至少一个预定义的温度差异标准：计算所接收的温度信息与预期温度之间的温度差；以及确定所计算的差是否超过预定义的主温度差阈值。
可选地，控制器针对飞行器的每个飞行循环来计算温度差。可选地，至少一个预定义的温度差异标准包括预定义的第二温度差阈值和预定义的数目N个连续的飞行循环，并且控制器通过确定N个最近计算的温度差值中的每一个是否超过预定义的第二温度差阈值来确定是否存在显著的温度差异。
可选地，至少一个预定义的温度差异标准基于用于至少一个制动器的校正数据来定义。
可选地，控制器被配置成基于历史接收的与至少一个制动器有关的制动需求信息、扭矩信息、磨损信息、轮速信息和/或制动器温度信息来更新至少一个预定义的温度差异标准。
可选地，控制器被配置成通过基于所接收的扭矩信息、所接收的制动需求信息和所接收的轮速信息计算制动器增益来确定是否存在显著的扭矩相关差异。可选地，控制器通过确定所计算的制动器增益是否满足至少一个预定的制动器增益差异标准来确定是否存在显著的扭矩相关差异。可选地，至少一个预定义的制动器增益差异标准包括预定义的上主制动器增益阈值和预定义的下主制动器增益阈值，控制器被配置成通过确定所计算的制动器增益是否在上主制动器增益阈值与下主制动器增益阈值之间来确定是否存在显著的制动器增益差异。
可选地，控制器被配置成针对飞行器的每个飞行循环来计算制动器增益。可选地，至少一个预定义的制动器增益差异标准包括预定义的上副制动器增益阈值、预定义的下副制动器增益阈值以及预定义的数目L个连续的飞行循环，并且控制器通过确定L个最近计算的制动器增益值中的每一个是否在上副制动器增益阈值与下副制动器增益阈值之间来确定是否存在显著的扭矩相关差异。
可选地，所接收的扭矩信息与在整个飞行循环内由至少一个制动器作用的扭矩有关；所接收的制动需求信息与整个飞行循环内的请求的制动强度有关；并且所计算的制动器增益是对于整个飞行循环的平均制动器增益。
可选地，至少一个预定义的制动器增益差异标准基于用于至少一个制动器的校正数据来定义。
可选地，控制器基于历史接收的与至少一个制动器有关的制动需求信息、扭矩信息和/或轮速信息来更新至少一个预定义的制动器增益差异标准。
可选地，控制器还被配置成通过以下操作来检测剩余制动：基于所接收的制动需求信息来计算预期在制动事件期间由制动器作用的预期扭矩；基于所接收的扭矩信息来确定在制动事件期间由制动器作用的实际扭矩；以及确定所确定的实际扭矩是否显著高于所计算的预期扭矩。
可选地，所接收的制动需求信息包括与当前针对制动事件请求的制动强度有关的信息；所接收的扭矩信息包括与当前由至少一个制动器作用的扭矩有关的信息；并且所接收的轮速信息包括与至少一个制动器的当前轮子速度有关的信息。可选地，控制器被配置成通过以下操作来连续检测剩余制动：实时地计算预期当前由制动器作用的当前预期扭矩；实时地确定在制动事件期间由制动器作用的当前实际扭矩；以及实时地确定所确定的当前实际扭矩是否显著高于所计算的当前预期扭矩。可选地，控制器被配置成响应于对存在显著的扭矩相关差异的确定来检测剩余制动。
可选地，控制器被配置成通过以下操作来确定预期的制动器温度：基于所接收的扭矩信息和所接收的轮速信息来确定在制动事件期间输入至制动器的能量的量；以及基于所接收的磨损信息来确定制动器的部件的热质量。
可选地，所接收的温度信息与特定飞行循环结束时的至少一个制动器的温度有关。可选地，控制器被配置成计算特定飞行循环结束时的至少一个制动器的预期温度，并且被配置成针对特定飞行循环确定所计算的预期温度与所接收的温度信息之间是否存在显著的差异。
可选地，第一警报包括指示第一类型的故障的警告消息，第二警报包括指示第二类型的故障的警告消息，并且第三警报包括指示第三类型的故障的警告消息。
本发明的第二方面提供了一种飞行器，包括：扭矩传感器，用于测量在制动事件期间由制动器作用的扭矩；磨损传感器，用于测量制动器的磨损状态；温度传感器，用于测量制动器的温度；轮速传感器，用于测量由制动器制动的轮子的轮子速度；以及根据第一方面的故障检测系统。
本发明的第三方面提供了一种用于检测和诊断关于包括制动器的飞行器制动系统的故障的方法。该方法包括：在飞行循环结束时测量制动器的实际最高温度；测量在飞行循环期间由制动器作用的实际扭矩；确定要在飞行循环期间由制动器施加的请求的制动力；基于飞行循环期间的测量的制动器的磨损状态、飞行循环期间的测量的与制动器相关联的轮子的轮子速度以及在飞行循环期间由制动器作用的实际扭矩，计算飞行循环结束时的制动器的预期最高温度；基于实际扭矩和请求的制动力来确定是否存在显著的扭矩相关差异；确定预期最高温度与实际最高温度之间是否存在显著的温度差异；如果存在显著的扭矩相关差异并且不存在显著的温度差异，则预测存在第一类型的故障；如果存在显著的温度差异并且不存在显著的扭矩相关差异，则预测存在第二类型的故障；以及如果存在显著的温度差异并且存在显著的扭矩相关差异，则预测存在第三类型的故障。
附图说明
现在将参照附图仅通过示例的方式来描述本发明的实施方式，在附图中：
图1示出了根据示例的故障检测系统的示意图；
图2a示出了示例性制动器温度差数据；
图2b示出了示例性制动器增益数据；
图3是示出用于检测和诊断关于飞行器制动系统的故障的示例性方法的流程图；以及
图4是包括根据示例的故障检测系统的示例性飞行器的示意图。
具体实施方式
许多飞行器特别是航空公司的飞行器配备有用于监测飞行器部件的状况和/或性能的一个或更多个监测系统。这样的监测系统的示例是用于测量和监测轮子制动器的温度的制动器温度监测系统(BTMS)。BTMS包括用于可以制动的每组轮子的每个轮子制动器的温度传感器。温度传感器中的每一个与中央计算机通信，中央计算机通常位于飞行器的航空电子设备舱(avionics bay)中。BTMS计算机监视所测量的制动器温度，并且在某些情况下例如如果对于飞行器起飞来说制动器过热，可以生成警报。类似地，轮胎压力监测系统可以包括用于每个轮胎的压力传感器，该压力传感器向中央计算机提供数据。其他监测系统例如制动器磨损销依赖于地面人员对传感器或测量设备的视觉检查。虽然当前的监测系统向飞行人员提供重要的信息，但是这些系统不能诊断所检测的差异的潜在根本原因，所述信息包括用于预设阈值已经被突破(例如针对制动器温度或轮胎压力)的情况的警报。此外，存在当前的监测系统不能检测的几种类型的当前故障和潜在故障。
本文所描述的示例试图减轻或避免当前系统的这些缺点。示例通过一起处理来自多个不同传感器的数据来实现这一点。特别地，本公开内容的故障检测系统使用第一测量数据来预测第二测量数据的预期值。与利用当前各个监测系统可能检测到的故障的范围相比，针对多种类型的第二测量数据中的每一个将预期值与实际测量值进行比较可以使显著更宽范围的故障能够被检测，并且甚至可以提供关于所检测的故障的位置和/或性质的信息。这可以使维修人员快速定位所检测的故障，从而减少对飞行器操作的中断。在一些情况下，甚至可以确定故障足够小以允许飞行器继续操作，直到飞行器的下一计划的维修为止，而无需维修人员的任何手动调查。
图1示出了示例性故障检测系统1。故障检测系统1用于检测与包括至少一个制动器的飞行器制动系统(未示出)有关的故障。商用客机的制动系统通常可以包括例如：用于每个轮子的制动器组件，每个制动器组件包括多个转子和定子；可以由飞行员操作以要求一定量的制动的制动器控制装置(例如制动器踏板)；以及制动控制器，制动控制器用于响应于经由制动器控制装置接收的制动需求来激活制动器组件中的一个或更多个。设想：故障检测系统1将通常用于检测关于这种形式的制动系统的故障，并且在这样的制动系统的背景下撰写以下描述。然而，根据本发明的示例性故障检测系统还可以与其他类型的制动系统一起使用，其与典型的客机制动系统相比可以具有更多或更少的部件。
故障检测系统1包括控制器10，控制器10被配置成接收各种输入。特别地，控制器10被配置成接收：与针对制动事件的请求的制动强度有关的制动需求信息、与在制动事件期间由至少一个制动器作用的扭矩的量有关的扭矩信息、与制动事件期间的至少一个制动器的磨损状态有关的磨损信息、与制动事件期间的和至少一个制动器相关联的轮子的轮子速度有关的轮速信息以及与制动事件之后的至少一个制动器的温度有关的制动器温度信息。从其接收制动需求信息、扭矩信息、磨损信息、轮速信息以及制动器温度信息的部件未包括在故障检测系统1中，因此在图1中用虚线示出。
在本公开内容的上下文中，使用术语“制动事件”来指代制动器的以下任何操作，所述任何操作使得能量被输入至制动器，并且因此制动器的温度升高。制动器的操作将通常例如用于减慢安装有制动器的飞行器的目的。制动事件将通常在飞行器着陆和/或滑行期间发生。在本公开内容中，术语“制动事件”可以用于指代制动器的单个操作或制动器的多个连续操作。然而，对于被认为包括在单个制动事件中的制动器的多个操作，制动器的连续操作之间的中间时间段应该足够短，以使得在该中间时间段内制动器不会被冷却任何显著的量。多个制动事件通常可以在单个飞行循环期间发生。在本公开内容中，术语“飞行循环”意在指代飞行器的一次起飞和随后的着陆，包括起飞之前和着陆之后的滑行。
控制器10还被配置成基于所接收的扭矩信息、所接收的磨损信息和所接收的轮速信息来计算作为制动事件的结果的制动器的预期温度，并且确定所计算的预期温度与所接收的制动器温度信息之间是否存在显著的温度差异。控制器10还被配置成基于所接收的制动需求信息和所接收的扭矩信息来确定是否存在显著的扭矩相关差异。
控制器10可以基于是否存在显著的扭矩相关差异和显著的温度差异中的一者、两者或是否前述两者都不存在而对各种可能的制动系统故障进行检测和分类。如果存在显著的扭矩相关差异并且不存在显著的温度差异，则控制器10被配置成生成与第一故障类型有关的第一警报。如果存在显著的温度差异并且不存在显著的扭矩相关差异，则控制器10被配置成生成与第二故障类型有关的第二警报。如果存在显著的温度差异并且存在显著的扭矩相关差异，则控制器10被配置成生成与第三故障类型有关的第三警报。如果既不存在显著的扭矩相关差异也不存在显著的温度差异，则控制器10可以被配置成确定在当前时间无故障存在。在这种情况下，在至少一些示例中，不生成警报。
在一些示例中，第一故障类型包括与制动系统的制动相关部件有关的物理故障。物理故障包括例如剩余制动(residual braking)、制动盘破裂、液压故障等。在一些示例中，第二故障类型包括与制动系统的监测相关部件有关的监测故障。监测故障包括例如一个或更多个传感器的故障、一个或更多个传感器的不正确操作、一个或更多个传感器生成的不准确读数等。在一些示例中，第三故障类型包括与生成所接收的扭矩信息的扭矩传感器有关的故障。
在一些示例中，控制器10可以另外被配置成与安装有故障检测系统的飞行器的内置测试装置(BITE)交互，以诊断所检测的故障。
由控制器10生成的第一警报、第二警报和第三警报可以包括任何适当类型的警告消息。例如，第一警报可以包括指示第一类型的故障的警告消息，第二警报可以包括指示第二类型的故障的警告消息，并且第三警报可以包括指示第三类型的故障的警告消息。由控制器10生成的警报可以包括控制信号，该控制信号被配置成使显示设备(例如，位于飞行器驾驶舱内的显示设备或地面人员使用的便携式维修设备的显示设备)显示警告消息。由控制器生成的警报可以包括与故障类型有关的信息。由控制器生成的警报可以包括与故障有关的辅助信息，例如故障被检测到的时间、故障的严重程度、故障的位置等。
制动需求信息可以由控制器10从飞行器制动系统接收，例如从飞行器制动系统的制动控制器11接收。控制器10可以通过通信链路16a连接至制动控制器11。通信链路16a可以是有线的、无线的或部分有线且部分无线的。例如，通信链路16a可以包括电子信号或数据总线。通信链路16a可以是直接或间接的(间接通信链路可以包括例如飞行器的航空电子设备系统)。可以由控制器10以电信号的形式接收制动需求信息。例如，当飞行器的飞行员激活控制装置以发起制动时，可以生成制动需求信息。例如，当飞行员压下制动器踏板时，可以生成制动需求信息。控制装置可以被配置成使得飞行员可以改变所要求的制动强度。在控制装置包括制动器踏板的示例中，例如，所要求的制动强度可以与由飞行员施加至制动器踏板的压力的量相关。因此，制动需求信息可以包括与所要求的制动强度有关的信息。
出于本公开内容的目的，使用“制动强度”来指代要实现的总制动量(即，响应于制动需求)。将要理解，这可以与飞行器的任何给定的制动器被施加以实现制动的“强度”(即，力度(forcefulness))不相关。例如，具有关联的所要求的制动强度的制动需求可以被认为正在要求特定量的制动，并且在多制动器交通工具中，可以通过非常有力地施加制动器中的一个制动器或者通过较不有力地施加所有制动器来潜在地实现该要求的制动量。飞行员(或自动制动器功能)正在要求多少制动强度可以由制动控制器11以任何合适的方式确定，并且可以被编码为命令信号来以任何合适的方式激活飞行器制动器。因此，在一些示例中，制动需求信息可以包括与在制动事件期间施加制动系统的特定制动器的方式有关的信息。在一些示例中，制动需求信息可以包括或者可以基于从制动控制器11向制动器发送的一个或更多个命令信号。
在一些示例中，飞行器可以被配置成使得下述时间段内制动需求包括连续信号，该时间段可以是其间要执行制动的时间段。例如，飞行员可以在飞行员想要制动器被施加的整个时间段内将制动器踏板保持在压下状态。在该时间段期间，正在要求的制动强度可以变化，如由飞行员改变正在施加至制动器踏板的压力所指示的。因此，制动需求信息可以包括时变信号。
扭矩信息可以由控制器10经由通信链路16b从扭矩传感器12接收。通信链路16b可以具有上述通信链路16a的任何特征。可以由控制器10以电信号的形式接收扭矩信息，该电信号可以无线地或经由数据总线接收。扭矩信息可以包括由扭矩传感器12生成的测量数据。
扭矩传感器12被配置成测量由制动器作用的扭矩并且输出所测量的扭矩值。在一些示例中，扭矩传感器12被配置成将所测量的扭矩值发送至控制器10。在一些示例中，扭矩传感器12被配置成在制动事件的过程期间发送一系列的扭矩值。在一些示例中，扭矩传感器12被配置成在飞行循环的过程期间发送一系列的扭矩值。在其他示例中，扭矩传感器12被配置成测量(或计算)在制动事件期间或在飞行循环期间由制动器作用的总扭矩，并且输出针对该制动事件或飞行循环的总扭矩值。扭矩传感器12可以具有任何合适的设计。例如，在具有典型转向架(bogie)布置的飞行器上，扭矩传感器12可以包括位于制动器扭矩杆上的应变计类型的扭矩销。在不具有转向架的飞行器上，建议使用光学负荷传感器来测量安装有制动器的轴上的扭矩。可以使用任何其他合适类型的扭矩传感器。
磨损信息可以由控制器10经由通信链路16c从磨损传感器13接收。通信链路16c可以具有上述通信链路16a的任何特征。可以由控制器10以电信号的形式接收磨损信息，该电信号可以无线地或经由数据总线接收。磨损信息可以包括由磨损传感器13生成的测量数据。
磨损传感器13被配置成测量制动器的磨损状态。例如，在多盘飞行器制动器组件中，在制动器操作期间，从盘体移除材料(由于定子与转子之间的摩擦力)。在制动器组件的使用期限内，将从盘体移除足够量的材料，从而对制动器的质量产生不可忽视的影响。在碳制动盘的情况下尤其如此。磨损传感器13被配置成测量与制动器的磨损有关的参数，使得参数的测量结果可以用于确定制动器的当前质量。在一些示例中，磨损传感器13被配置成测量包括在制动器中的一个或更多个制动盘的厚度，并且输出一个或更多个制动盘的厚度值。在一些示例中，磨损传感器13被配置成将一个或更多个制动盘的厚度值发送至控制器10。将要理解，假定制动盘的几何形状和材料属性是已知的，则这样的厚度值可以使得能够计算一个或更多个制动盘的质量。在一些示例中，包括在制动器组件中的所有制动盘的厚度被作为整体来测量。
磨损传感器13可以具有任何合适的设计。例如，在典型的液压飞行器制动器的情况下，磨损传感器13可以包括被配置成测量制动器的部件的线性位移(磨损)的线性可变差动变压器(LVDT)传感器或霍尔效应传感器。这样的线性位移传感器可以位于例如制动器活塞壳体的后部上。在包括电子制动器(e-brake)控制器的电子制动器的情况下，制动器磨损作为电子制动器控制器的一部分来测量。该信息可以对于控制器10可用。在这样的示例中，磨损传感器13包括制动器(即，针对其正在提供磨损信息的制动器)的电子制动器控制器。
轮速信息可以由控制器10经由通信链路16d从轮速传感器14接收。通信链路16d可以具有上述通信链路16a的任何特征。可以由控制器10以电信号的形式接收轮速信息，该电信号可以无线地或经由数据总线接收。轮速信息可以包括由轮速传感器14生成的测量数据。
轮速传感器14被配置成测量与制动器相关联的轮子(即由制动器制动的轮子)的轮子速度并且输出所测量的轮子速度值。在一些示例中，轮速传感器14被配置成将所测量的轮子速度值发送至控制器10。在一些示例中，轮速传感器14被配置成在制动事件的过程期间发送一系列的轮子速度值。在一些示例中，轮速传感器14被配置成在飞行循环的过程期间发送一系列的轮子速度值。轮速传感器14可以具有任何合适的设计。
制动器温度信息可以由控制器10经由通信链路16e从制动器温度传感器15接收。通信链路16e可以具有上述通信链路16a的任何特征。可以由控制器10以电信号的形式接收制动器温度信息，该电信号可以无线地或经由数据总线接收。制动器温度信息可以包括由制动器温度传感器15生成的测量数据。
制动器温度传感器15被配置成测量制动器的温度并且输出所测量的制动器温度值。在一些示例中，制动器温度传感器被配置成将所测量的制动器温度值发送至控制器10。在一些示例中，制动器温度传感器15是与飞行器的BTMS相关联的温度传感器。制动器温度传感器15位于制动器组件上或制动器组件中，并且被布置成获得制动器组件的内部温度的测量结果。在一些示例中，制动器温度传感器15包括热电偶。制动器温度传感器15可以被布置成将所测量的温度值直接发送至控制器10。可替选地，制动器温度传感器15可以被布置成将所测量的温度值发送至BTMS控制器，该BTMS控制器继而将所测量的温度值发送至控制器10。
在一些示例中，控制器10被配置成通过以下操作来计算预期的制动器温度：基于所接收的扭矩信息和所接收的轮速信息来确定在制动事件期间输入至制动器的能量的量，并且基于所接收的磨损信息来确定制动器的部件的热质量。控制器还可以被配置成基于所确定的制动器部件的热质量和所确定的在制动事件期间输入至制动器的能量的量来计算作为制动事件的结果的制动器的预期的温度增加。在一些示例中，控制器10被配置成通过将预期的温度增加加至在制动事件紧之前已知的(例如，根据历史接收的制动器温度信息)或估计的制动器温度来计算预期的制动器温度。
在制动事件期间输入至制动器的能量的速率(即，制动功率)可以通过将给定时刻的扭矩乘以该时刻的轮子速度来计算。在制动事件的持续时间内对功率求积分产生在制动事件期间输入至制动器的总的能量的量。因此，控制器10可以基于覆盖制动事件的持续时间的所接收的扭矩信息和所接收的轮速信息来确定能量输入。
控制器可以被配置成通过基于所接收的磨损信息确定制动器的部件的质量来确定制动器的该部件的热质量。制动器部件的质量取决于制动器部件中包括的材料的量和类型。如上所述，制动盘在制动器的使用期限内可以经历它们所包括的材料的量的显著减少和因而它们质量的显著变化。预期制动盘均匀磨损，使得可以利用关于制动盘的适当信息(例如，几何形状、材料类型、材料属性)对控制器10编程，使得控制器10可以基于所接收的磨损测量结果来确定制动盘的质量。关于制动盘的信息可以存储在控制器10能够访问的存储器中。然后，控制器10可以基于制动器的比热容和所确定的质量来确定制动器的热质量。制动器的比热容的值可以存储在控制器10能够访问的存储器中。
在一些示例中，控制器10被配置成基于所接收的制动需求信息与所接收的扭矩信息之间的已知或预期的关系(例如包括在所接收的制动需求信息中的特定类型的制动需求数据与在制动器施加期间由于信息相关的制动需求引起的由制动器作用的扭矩之间的预期关系)来计算预期扭矩。在制动需求信息包括从制动控制器11发送至制动器以激活制动器的控制信号的示例中，控制信号可以指定应该在给定时间施加制动器的力。对于液压制动器，可以指定制动压力。对于电子制动器，可以指定夹紧力。如果制动系统正确操作，则在给定的时间由制动器作用的扭矩应该与指定的施加力成比例。施加力与所产生的扭矩之间的关系被称为制动器增益。由于瞬时制动器增益可以随着轮子速度和制动器温度而变化，因此在一些示例中，控制器10被配置成针对给定制动事件使用来自完整制动事件的数据来确定制动器增益的单个值。可以定义(或确定)制动器增益的一种方式是使用与所得到的制动器增益、扭矩和制动器压力(或针对电子制动器的夹紧力)有关的以下等式：
Figure BDA0001558300980000121
其中，G是制动器增益，TB是由制动器作用的扭矩，PB是制动器压力并且ω是轮子速度。假设制动器没有经历除正常磨损以外的问题，则特定制动器的制动器增益在该制动器的操作使用期限内不应该显著变化。因此，可以通过将所指定的制动力乘以制动器增益来计算预期的扭矩。
在一些示例中，控制器10被配置成通过计算所接收的温度信息与预期温度之间的温度差来确定是否存在显著的温度差异。控制器可以被配置成针对飞行器的每个飞行循环来计算温度差。在一些示例中，控制器10可以被配置成针对飞行器的每个制动事件来计算温度差。然而，在能量被输入至制动器与制动器达到其最高温度作为该能量输入的结果之间通常存在时间延迟。由此，控制器10可以被配置成计算从制动事件开始已经经过了一定时间段时的温度差。在一些示例中，时间段可以取决于是否使用制动器冷却风扇，以及/或者取决于周围环境状况(因为这些因素将影响制动器如何冷却)。在一些示例中，控制器10可以被配置成针对飞行器的每个飞行循环来计算温度差。在一些示例中，控制器10可以被配置成检测何时经过峰值温度(例如，通过检测所测量的制动器温度值正在减小)并且计算经过峰值温度时的温度差。
图2a是包括根据本发明的故障检测系统(例如示例性故障检测系统1)的示例性飞行器的多个连续飞行循环的计算温度差的图。温度差数据与飞行器的四个不同的制动器B1至B4有关。针对每个制动器针对每个飞行循环来绘制一个温度差值。
在一些示例中，控制器10被配置成通过确定所接收的温度信息是否满足至少一个预定义的温度差异标准来确定是否存在显著的温度差异。例如，这样的预定义的温度差异标准可以包括一个或更多个预定义的温度差阈值。在这样的示例中，控制器10可以被配置成确定所计算的温度差是否超过预定义的温度差阈值。预定义的温度差阈值可以是主阈值，主阈值被定义为使得超过主阈值的所计算的温度差满足至少一个预定义的温度差异标准。例如，这样的主阈值可以设置在以下水平，该水平适于(至少以高概率)确保大于主阈值的单个温度差由关于制动系统的故障引起。
预定义的温度差阈值可以是副阈值，副阈值被定义为使得下述计算的温度差满足至少一个预定义的温度差异标准，所述计算的温度差是全部超过副阈值的一系列连续计算的温度差中的最近计算的温度差。这样的副阈值可以设置在比主阈值更低的水平。例如，这样的副阈值可以设置在以下水平，该水平适于(至少以高概率)确保大于副阈值的一系列温度差由关于制动系统的故障引起。预定义的温度差异标准可以包括预定义的数目N个连续飞行循环和副阈值，并且可以被定义为使得全部超过副阈值的一系列N个连续计算的温度差中的最近计算的温度差满足至少一个预定义的温度差异标准。
图2a示出了包括主阈值TD1、副阈值TD2和预定义的数目N个连续的飞行循环(在该特定示例中N为3)的示例性预定义的温度差异标准。图2a的示例性预定义的温度差异标准被定义为使得：超过TD1的单个温度差值满足标准，全部超过TD2的一系列(至少)3个连续的温度差中的最近温度差也一样。示例性数据示出，制动器B3由于在单个飞行循环期间超过TD1(如由B3信号中的尖峰21所示)而满足预定义的温度差异标准。示例性数据还示出，制动器B4由于超过TD2达3个连续的飞行循环(如由B4信号中的宽峰22所示)而满足预定义的温度差异标准。因此，在该示例中，故障检测系统的控制器将确定关于制动器B3在飞行循环FA之后存在显著的温度差异，并且将确定关于制动器B4在飞行循环FB之后存在显著的温度差异(飞行循环FB是超过TD2的一系列三个连续飞行循环中的第三个)。
在一些示例中，可以基于与制动器的性质有关的信息来定义至少一个预定义的温度差异标准。可以针对包括制动器的特定类别的制动器来定义预定义的温度差异标准，在这种情况下，控制器10可以针对飞行器制动系统的所有特定类别的制动器来使用同一预定义的温度差异标准。制动器的类别可以基于以下项中的一个或更多个来定义：制动器类型、使用制动器的飞行器、制动器位置、制动器制造商等。
在一些示例中，基于特定于至少一个制动器的信息来定义至少一个预定义的温度差异标准。例如，至少一个预定义的温度差异标准可以基于用于至少一个制动器的校正数据。在这样的示例中，在飞行器的任何两个制动器之间，由控制器10使用的至少一个预定义的温度差异标准可以不同。特别地，可以基于特定于至少一个制动器的信息来设置包括在至少一个预定义的温度差异标准中的任何阈值的水平。
在一些示例中，控制器被配置成基于历史接收的与至少一个制动器有关的制动需求信息、扭矩信息、磨损信息、轮速信息和/或制动器温度信息来更新至少一个预定义的温度差异标准。例如，控制器10可以应用机器学习技术来获知制动器的所计算的温度差的正常偏差的范围，并且可以根据该正常偏差的范围来设置或调整包括在至少一个预定义的温度差异标准中的一个或更多个阈值的水平。这样的更新可以另外基于由维修人员输入的信息，例如关于由故障检测系统1预测的故障的存在和/或性质的信息，和/或关于可能故障检测系统没有预测的其他故障的存在和性质的信息，所述其他故障例如轮胎爆胎、制动器的缺失或去激活、已知的制动器故障等。这可以确保故障信息不重复。
在一些示例中，控制器10可以被配置成通过基于所接收的扭矩信息、所接收的制动需求信息和所接收的轮速信息计算制动器增益(例如使用等式1)来确定是否存在显著的扭矩相关差异。如上所述，预期制动器增益在给定制动器的操作使用期限内基本恒定。制动器增益可能在飞行循环的过程中发生变化，但是当制动系统正确操作时，该变化对于每个飞行循环都是一致的。因此，当制动系统正确操作时，飞行循环内的平均制动器增益(如由等式1给出的)对于每个飞行循环都应当基本相同。因此，预期给定制动器在飞行循环内的平均制动器增益与该制动器的预期值(或值的范围)的任何偏差指示关于制动系统的故障。过高的制动器增益表明制动器在未被命令时正在被施加，并且过低的制动器增益表明正在产生过小的扭矩。
图2b是包括根据本发明的故障检测系统(例如示例性故障检测系统1)的示例性飞行器的多个连续飞行循环的平均制动器增益值的图。制动器增益数据与飞行器的四个不同的制动器B1至B4有关。针对每个制动器针对每个飞行循环来绘制一个平均制动器增益值。
在一些示例中，控制器10被配置成通过确定所计算的制动器增益是否满足至少一个预定义的制动器增益差异标准来确定是否存在显著的扭矩相关差异。这样的预定义的制动器增益差异标准可以例如包括一个或更多个预定义的制动器增益阈值。在这样的示例中，控制器10可以被配置成确定所计算的制动器增益是否超过预定义的制动器增益阈值。预定义的制动器增益差异标准可以包括上制动器增益阈值和下制动器增益阈值，并且在这样的示例中，控制器10可以被配置成确定所计算的制动器增益是否在上制动器增益阈值与下制动器增益阈值之间。预定义的制动器增益阈值可以是主阈值，主阈值被定义为使得超过主阈值的所计算的制动器增益满足至少一个预定义的制动器增益差异标准。预定义的制动器增益阈值可以是上主阈值，上主阈值被定义为使得大于主阈值的所计算的制动器增益满足至少一个预定义的制动器增益差异标准。预定义的制动器增益阈值可以是下主阈值，下主阈值被定义为使得小于主阈值的所计算的制动器增益满足至少一个预定义的制动器增益差异标准。例如，这样的主阈值可以设置在以下水平，该水平适于(至少以高概率)确保大于上主阈值或小于下主阈值的单个制动器增益值由关于制动系统的故障引起。
预定义的制动器增益阈值可以是上副阈值或下副阈值。副阈值可以被定义为使得下述计算的制动器增益满足至少一个预定义的制动器增益差异标准，所述计算的制动器增益是全部大于上副阈值或全部小于下副阈值的一系列连续计算的制动器增益中的最近计算的制动器增益。上副阈值可以设置在比上主阈值低的水平，并且下副阈值可以设置在比下主阈值高的水平。例如，副阈值可以设置在以下水平，该水平适于(至少以高概率)确保大于上副阈值或小于下副阈值的一系列制动器增益由关于制动系统的故障引起。预定义的制动器增益差异标准可以包括预定义的数目L个连续的飞行循环、上副阈值以及下副阈值，并且可以被定义为使得全部大于上副阈值或全部小于下副阈值的一系列L个连续计算的制动器增益中的最近计算的制动器增益满足至少一个预定义的制动器增益差异标准。
图2b示出了包括上主阈值GU1、下主阈值GL1、上副阈值GU2、下副阈值GL2以及预定义的数目L个连续的飞行循环(在该特定示例中L为3)的示例性预定义的制动器增益差异标准。图2b的示例性预定义的制动器增益差异标准被定义为使得：大于GU1或小于GL1的单个制动器增益值满足标准，全部大于GU2或全部小于GL2的一系列(至少)3个连续的制动器增益值中的最近的制动器增益值也一样。示例性数据示出，制动器B2由于在单个飞行循环期间超过GU1(如由B2信号中的尖峰23所示)而满足预定义的制动器增益差异标准。示例性数据还示出，制动器B3由于超过GL2达3个连续的飞行循环(如由B3信号中的宽峰24所示)而满足预定义的制动器增益差异标准。因此，在该示例中，故障检测系统的控制器将确定关于制动器B2在飞行循环FC之后存在显著的扭矩相关差异，并且将确定关于制动器B3在飞行循环FD之后存在显著的扭矩相关差异(飞行循环FD是超过GL2的一系列三个连续飞行循环中的第三个)。
与至少一个预定义的温度差异标准和至少一个预定义的扭矩差异标准一样，至少一个预定义的制动器增益差异标准可以基于与制动器的性质有关的信息来定义，并且可以针对制动器的类别来定义，或者可以特定于飞行器的每个单独的制动器。至少一个预定义的制动器增益差异标准可以以与定义至少一个预定义的温度差异标准等同的方式来定义。
在一些示例中，控制器10还被配置成通过以下操作来检测剩余制动：基于所接收的制动需求信息来计算预期在制动事件期间由制动器作用的预期扭矩；基于所接收的扭矩信息来确定在制动事件期间由制动器作用的实际扭矩；以及确定所确定的实际扭矩是否显著高于所计算的预期扭矩。出于本公开内容的目的，“检测剩余制动”意在指代执行检查剩余制动是否已经发生或正在发生的处理。因此，如果剩余制动正在发生或已经发生，则“检测剩余制动”可以导致肯定的检测，或者如果无剩余制动正发生/已经发生，则可以导致否定的检测。因此，短语“检测剩余制动”不应该被假定暗指肯定的检测。
在一些示例中，控制器10被配置成在确定实际扭矩显著高于预期扭矩的情况下确定存在剩余制动。在一些示例中，控制器10被配置成通过以下操作来确定所确定的实际扭矩是否显著高于所计算的预期扭矩：计算所确定的实际扭矩与所计算的预期扭矩之间的扭矩差，以及确定所计算的扭矩差是否满足至少一个预定的剩余制动标准。这样的计算可以基于在制动事件期间由制动器作用的扭矩的测量值来执行。另外或可替选地，这样的计算可以基于在飞行循环的除制动事件期间以外的部分期间由制动器作用的扭矩的测量值来执行。例如，当未正在请求制动时，剩余制动可以发生，在这种情况下，预期扭矩将为零。
至少一个预定的剩余制动标准可以被定义为使得如果实际扭矩小于或等于预期扭矩，则所计算的扭矩差不满足预定的剩余制动标准，并且使得如果实际扭矩大于预期扭矩，则所计算的扭矩差满足至少一个预定的剩余制动标准。预定的剩余制动标准可以包括差阈值，在这种情况下，它可以被定义为使得小于差阈值的所计算的扭矩差不满足至少一个预定的剩余制动标准，并且使得大于差阈值的所计算的扭矩差满足至少一个预定的剩余制动标准。这样的阈值的水平可以以与设置上面论述的温度相关阈值类似或等同的方式来设置。
与至少一个预定义的温度差异标准一样，至少一个预定义的剩余制动标准可以基于与制动器的性质有关的信息来定义，并且可以针对制动器的类别来定义，或者可以特定于飞行器的每个单独的制动器。至少一个预定义的剩余制动标准可以以与定义至少一个预定义的温度差异标准等同的方式来定义。
与温度不同，对在给定时间正在作用的扭矩的准确瞬时测量是可行的。因此，在一些示例中，控制器10可以在制动事件期间或在飞行循环期间定期地或连续地检测剩余制动。例如，控制器10可以通过在制动事件期间或在飞行循环期间针对多个时间点计算扭矩差来定期地检测剩余制动。在一些示例中，控制器可以实时地或接近实时地连续更新所计算的扭矩差值。在一些这样的示例中，所接收的制动需求信息包括与当前针对制动事件请求的制动强度有关的信息；所接收的扭矩信息包括与当前由至少一个制动器作用的扭矩有关的信息；并且所接收的轮速信息包括与至少一个制动器的当前轮子速度有关的信息，其中，“当前”指代控制器可用的最近测量值的获取时间。预期通常在给定的一组测量结果的获取时间与控制器使用那些测量结果计算预期扭矩值的时间之间的任何延迟将可以忽略。因此，控制器10可以被配置成实时地检测剩余制动。
在其他示例中，控制器10被配置成响应于对存在显著的扭矩相关差异的确定来检测剩余制动。
图3是示出用于检测和诊断关于包括制动器的飞行器制动系统的故障的示例性方法300的流程图。方法300可以由上述示例性故障检测系统1执行。在一些示例中，在故障检测系统1的操作期间，由示例性故障检测系统1的控制器10执行方法300。
在框301中，在飞行循环结束时测量制动器的实际温度。制动器的实际温度可以以上面针对示例性故障检测系统1的操作描述的任何方式来测量。特别地，实际温度可以是在飞行循环期间由制动器达到的最高温度。在框302中，测量在飞行循环期间由制动器作用的实际扭矩。实际扭矩可以以上面针对示例性故障检测系统1的操作描述的任何方式来测量。例如，实际扭矩可以在飞行循环期间连续地测量，或者在飞行循环期间在一个或更多个离散时间点测量。所测量的实际扭矩可以是在整个飞行循环期间由制动器作用的累积扭矩。框302可以在框301之前执行、与框301同时执行或者与框301重叠地执行。
在框303中，确定要在飞行循环期间由制动器施加的请求的制动力。所请求的制动力可以具有上面针对制动需求信息的性质描述的要求的制动力的任何特征。所请求的制动力可以以上面针对示例性故障检测系统1的操作描述的任何方式来确定。所请求的制动力可以在飞行循环期间连续地确定，或者在飞行循环期间在一个或更多个离散时间点确定。框303可以在框301和/或框302之前执行、与框301和/或框302同时执行或者与框301和/或框302重叠地执行。
在框304中，基于飞行循环期间的测量的制动器的磨损状态、飞行循环期间的测量的与制动器相关联的轮子的轮子速度以及在飞行循环期间由制动器作用的实际扭矩，计算飞行循环结束时的制动器的预期温度。磨损状态和轮子速度可以被测量，并且可用于以上面针对示例性故障检测系统1的操作描述的任何方式执行框304的实体或部件。制动器的预期温度可以以上面针对示例性故障检测系统1的操作描述的任何方式来计算。特别地，预期温度可以是在飞行循环期间由制动器达到的预期最高温度。框304在飞行循环结束时或结束之后执行。
在框305中，基于实际扭矩和所请求的制动力来确定是否存在显著的扭矩相关差异。确定是否存在显著的扭矩相关差异可以以上面针对示例性故障检测系统1的操作描述的任何方式执行。特别地，确定是否存在显著的扭矩相关差异可以包括计算制动器增益。框305可以在飞行循环期间连续地执行、在飞行循环期间在一个或更多个离散时间点处执行或者在飞行循环结束时或结束之后执行。
如果在框305中确定存在显著的扭矩相关差异，则除了存在显著的扭矩相关差异之外，在框306中确定预期温度与实际温度之间是否存在显著的温度差异。确定是否存在显著的温度差异可以以上面针对示例性故障检测系统1的操作描述的任何方式执行。
除了存在显著的扭矩相关差异之外，如果在框306中确定预期温度与实际温度之间不存在显著的温度差异，则在框307中预测第一类型的故障的存在。预测第一类型的故障的存在可以包括生成警报，例如上面针对示例性故障检测系统1的操作描述的第一警报。第一类型的故障可以具有上面针对示例性故障检测系统1的操作描述的第一故障类型的任何特征。
除了存在显著的扭矩相关差异之外，如果在框306中确定预期温度与实际温度之间存在显著的温度差异，则在框308中预测第三类型的故障的存在。预测第三类型的故障的存在可以包括生成警报，例如上面针对示例性故障检测系统1的操作描述的第三警报。第三类型的故障可以具有上面针对示例性故障检测系统1的操作描述的第三故障类型的任何特征。
返回至框305，如果在框305中确定不存在显著的扭矩相关差异，则在框309中确定预期温度与实际温度之间是否存在显著的温度差异。确定是否存在显著的温度差异可以以上面针对示例性故障检测系统1的操作描述的任何方式执行。
除了不存在显著的扭矩相关差异之外，如果在框309中确定预期温度与实际温度之间存在显著的温度差异，则在框310中预测第二类型的故障的存在。预测第二类型的故障的存在可以包括生成警报，例如上面针对示例性故障检测系统1的操作描述的第二警报。第二类型的故障可以具有上面针对示例性故障检测系统1的操作描述的第二故障类型的任何特征。
除了不存在显著的扭矩相关差异之外，如果在框309中确定预期温度与实际温度之间不存在显著的温度差异，则在框311中认为制动系统不存在故障(换句话说，没有预测到故障的存在)。然后，重复方法300以继续监测故障。
方法300可以在飞行器的飞行循环期间连续地执行。可替选地，方法300可以在飞行循环期间定期地执行，或者可以针对飞行循环在该飞行循环结束时或结束之后执行一次。在连续执行方法300的情况下，方法的第一迭代的框305至311中的一个或更多个可以与方法的后续迭代的框301至304中的一个或更多个同时执行。框中的一个或更多个或由此表示的处理步骤不需要按图3所示的特定顺序执行。例如，可以在框305中确定存在显著的温度差异，并且可以在框306和309中确定存在显著的扭矩相关差异。
在方法300期间的任何点，可以执行检测剩余制动的可选处理。例如，可以以上面针对示例性故障检测系统1的操作描述的方式来执行检测剩余制动。在一些示例中，可以响应于在框305中已经确定了显著的扭矩相关差异来执行检测剩余制动。在其他示例中，检测剩余制动可以与方法300并行地定期地或连续地执行。
图4示出了安装有根据示例的故障检测系统(例如故障检测系统1)的飞行器40。飞行器40包括机身41、机翼42以及主起落架43和机头起落架44。两个轮子附接至每个起落架43、44。每个轮子具有用于制动该轮子的关联制动器(不可见)。每个制动器具有关联的一组传感器。每组传感器包括用于测量在制动事件期间由关联的制动器作用的扭矩的扭矩传感器、用于测量关联的制动器的磨损状态的磨损传感器、用于测量关联的制动器的温度的温度传感器以及用于测量由关联的制动器制动的轮子的轮子速度的轮速传感器。飞行器40具有四个制动器(每个主起落架43上有两个制动器、机头起落架44上没有制动器)，并且因此包括四个单独的传感器组。在一些示例中，并非使用由四个传感器组生成的所有数据。例如，通过故障检测系统可以已知，制动器之一或其关联的轮子中存在现有问题(例如不可操作的制动器、轮胎压力问题等)。在这种情况下，故障检测系统可以被配置成至少在已知问题存在的时段期间忽略所接收的关于该制动器/轮子的数据。
飞行器40还包括航空电子设备系统47，并且在具体示例中，故障检测系统包括在航空电子设备系统47中。航空电子设备系统47位于航空电子设备舱或隔间中。在具体示例中，航空电子设备舱位于驾驶舱下面的飞行器的机头中，但是根据飞行器的类型，航空电子设备舱可以位于不同的位置。航空电子设备系统47包括与使飞行器飞行相关联的电子系统，电子系统包括机载通信和导航系统以及飞行控制系统。航空电子设备系统47可以包括与向飞行器40的其他部分传送信息相关联的所有电子装置。航空电子设备系统47还可以向故障检测系统提供输入，例如制动需求信息和/或关于现有操作问题或维修问题的信息。
故障检测系统可以被配置成分别生成和处理与每个单独的一组传感器(从其接收测量结果)有关(也就是说，与飞行器的每个单独的制动器有关)的信号。然而，替选示例是可行的，其中针对不同制动器的至少一些数据处理由故障检测系统组合。特别地，在一些示例中，故障检测系统的控制器被配置成接收飞行器40的每个制动器的制动需求信息、扭矩信息和轮速信息，并且通过组合所有制动器的扭矩信息、轮速信息和制动需求信息来确定是否存在显著的扭矩相关差异。在一些这样的示例中，可以计算飞行器的预期总扭矩，并且控制器可以确定所计算的预期总扭矩与由飞行器实际作用的总扭矩(例如，这可以通过将制动器中的每一个作用的扭矩相加来确定)之间是否存在显著的差异。在这样的示例中，如果飞行器的制动系统正确操作，则总预期扭矩应当基本上等于实际作用的总扭矩。
各种替选布置可以用于故障检测系统。例如，可以设置多于一个故障检测系统，例如，可以针对包括在飞行器40中的每个单独的制动器设置故障检测系统，或者对于飞行器40的每个起落架，可以存在故障检测系统。
上述实施方式应当被理解为本发明的说明性示例。将要理解，针对任何一个实施方式描述的任何特征可以单独使用，或者与所描述的其他特征结合使用，并且还可以与任何其他实施方式的或任何其他实施方式的任意组合的一个或更多个特征结合使用。此外，在不偏离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，还可以采用上面未描述的等同物和修改。

Claims (21)

1.一种用于检测与包括至少一个制动器的飞行器制动系统有关的故障的故障检测系统，所述故障检测系统包括控制器，所述控制器被配置成：
接收与针对制动事件的请求的制动强度有关的制动需求信息；
接收与在所述制动事件期间由所述至少一个制动器作用的扭矩的量有关的扭矩信息；
接收与所述制动事件期间的所述至少一个制动器的磨损状态有关的磨损信息；
接收与所述制动事件期间的和所述至少一个制动器相关联的轮子的轮子速度有关的轮速信息；
接收与作为所述制动事件的结果的所述至少一个制动器的最高温度有关的制动器温度信息；
基于所接收的扭矩信息、所接收的磨损信息和所接收的轮速信息来计算作为所述制动事件的结果的所述制动器的预期最高温度；
确定所计算的预期最高温度与所接收的制动器温度信息之间是否存在显著的温度差异；
基于所接收的制动需求信息和所接收的扭矩信息来确定是否存在显著的扭矩相关差异；
如果存在显著的扭矩相关差异并且不存在显著的温度差异，则生成与第一故障类型有关的第一警报；
如果存在显著的温度差异并且不存在显著的扭矩相关差异，则生成与第二故障类型有关的第二警报；以及
如果存在显著的温度差异并且存在显著的扭矩相关差异，则生成与第三故障类型有关的第三警报。
2.根据权利要求1所述的故障检测系统，其中，所述第一故障类型包括与所述制动系统的制动相关部件有关的物理故障，所述第二故障类型包括与所述制动系统的监测相关部件有关的监测故障，并且所述第三故障类型包括与生成所接收的扭矩信息的扭矩传感器有关的故障。
3.根据权利要求2所述的故障检测系统，其中：
所述第一故障类型包括以下项中的一个或更多个：剩余制动、制动盘破裂、液压故障；以及
所述第二故障类型包括以下项中的一个或更多个：一个或更多个传感器的故障、一个或更多个传感器的不正确操作、一个或更多个传感器生成的不准确读数。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的故障检测系统，其中，所述控制器被配置成通过以下操作来确定是否存在显著的温度差异：通过计算所接收的温度信息与预期温度之间的温度差并且确定所计算的差是否超过预定义的主温度差阈值来确定所接收的温度信息是否满足至少一个预定义的温度差异标准，其中，所述至少一个预定义的温度差异标准包括所述预定义的主温度差阈值。
5.根据权利要求4所述的故障检测系统，其中，所述控制器针对飞行器的每个飞行循环计算温度差，其中，所述至少一个预定义的温度差异标准包括预定义的第二温度差阈值和预定义的数目N个连续的飞行循环，并且其中，所述控制器通过确定N个最近计算的温度差值中的每一个是否超过所述预定义的第二温度差阈值来确定是否存在显著的温度差异。
6.根据权利要求4所述的故障检测系统，其中，所述至少一个预定义的温度差异标准基于用于所述至少一个制动器的校正数据来定义。
7.根据权利要求4所述的故障检测系统，其中，所述控制器被配置成基于历史接收的与所述至少一个制动器有关的制动需求信息、扭矩信息、磨损信息、轮速信息和/或制动器温度信息来更新所述至少一个预定义的温度差异标准。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的故障检测系统，其中，所述控制器被配置成通过以下操作来确定是否存在显著的扭矩相关差异：基于所接收的扭矩信息、所接收的制动需求信息和所接收的轮速信息来计算制动器增益，并且确定所计算的制动器增益是否满足至少一个预定义的制动器增益差异标准。
9.根据权利要求8所述的故障检测系统，其中，所述至少一个预定义的制动器增益差异标准包括预定义的上主制动器增益阈值和预定义的下主制动器增益阈值，并且其中，所述控制器被配置成通过确定所计算的制动器增益是否在所述上主制动器增益阈值与所述下主制动器增益阈值之间来确定是否存在显著的制动器增益差异。
10.根据权利要求8所述的故障检测系统，其中，所述控制器针对飞行器的每个飞行循环计算制动器增益，其中，所述至少一个预定义的制动器增益差异标准包括预定义的上副制动器增益阈值、预定义的下副制动器增益阈值以及预定义的数目L个连续的飞行循环，并且其中，所述控制器通过确定L个最近计算的制动器增益值中的每一个是否在所述上副制动器增益阈值与所述下副制动器增益阈值之间来确定是否存在显著的扭矩相关差异。
11.根据权利要求8所述的故障检测系统，其中：
所接收的扭矩信息与在整个飞行循环内由所述至少一个制动器作用的扭矩有关；
所接收的制动需求信息与所述整个飞行循环内的请求的制动强度有关；以及
所计算的制动器增益是对于所述整个飞行循环的平均制动器增益。
12.根据权利要求8所述的故障检测系统，其中，所述至少一个预定义的制动器增益差异标准基于用于所述至少一个制动器的校正数据来定义。
13.根据权利要求8所述的故障检测系统，其中，所述控制器基于历史接收的与所述至少一个制动器有关的制动需求信息、扭矩信息和/或轮速信息来更新所述至少一个预定义的制动器增益差异标准。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的故障检测系统，其中，所述控制器还被配置成通过以下操作来检测剩余制动：
基于所接收的制动需求信息来计算预期在所述制动事件期间由所述制动器作用的预期扭矩；
基于所接收的扭矩信息来确定在所述制动事件期间由所述制动器作用的实际扭矩；以及
确定所确定的实际扭矩是否显著高于所计算的预期扭矩。
15.根据权利要求14所述的故障检测系统，其中：
所接收的制动需求信息包括与当前针对制动事件请求的制动强度有关的信息；
所接收的扭矩信息包括与当前由所述至少一个制动器作用的扭矩有关的信息；
所接收的轮速信息包括与所述至少一个制动器的当前轮子速度有关的信息；
所述控制器被配置成通过以下操作来连续检测剩余制动：实时地计算预期当前由所述制动器作用的当前预期扭矩；实时地确定在所述制动事件期间由所述制动器作用的当前实际扭矩；以及实时地确定所确定的当前实际扭矩是否显著高于所计算的当前预期扭矩。
16.根据权利要求14所述的故障检测系统，其中，所述控制器被配置成响应于对存在显著的扭矩相关差异的确定来检测剩余制动。
17.根据权利要求1至3中任一项所述的故障检测系统，其中，所述控制器被配置成通过以下操作来确定预期制动器温度：
基于所接收的扭矩信息和所接收的轮速信息来确定在所述制动事件期间输入至所述制动器的能量的量；以及
基于所接收的磨损信息来确定所述制动器的部件的热质量。
18.根据权利要求1至3中任一项所述的故障检测系统，其中：
所接收的温度信息与特定飞行循环结束时的所述至少一个制动器的温度有关；
所述控制器被配置成计算所述特定飞行循环结束时的所述至少一个制动器的预期温度；以及
所述控制器被配置成针对所述特定飞行循环来确定所计算的预期温度与所接收的温度信息之间是否存在显著的差异。
19.根据权利要求1至3中任一项所述的故障检测系统，其中，所述第一警报包括指示所述第一故障类型的故障的警告消息，所述第二警报包括指示所述第二故障类型的故障的警告消息，并且所述第三警报包括指示所述第三故障类型的故障的警告消息。
20.一种飞行器，包括：
扭矩传感器，用于测量在制动事件期间由制动器作用的扭矩；
磨损传感器，用于测量所述制动器的磨损状态；
温度传感器，用于测量所述制动器的温度；
轮速传感器，用于测量由所述制动器制动的轮子的轮子速度；以及
根据权利要求1至19中任一项所述的故障检测系统。
21.一种用于检测和诊断关于包括制动器的飞行器制动系统的故障的方法，所述方法包括：
在飞行循环结束时测量所述制动器的实际最高温度；
测量在所述飞行循环期间由所述制动器作用的实际扭矩；
确定要在所述飞行循环期间由所述制动器施加的请求的制动力；
基于所述飞行循环期间的测量的所述制动器的磨损状态、所述飞行循环期间的测量的与所述制动器相关联的轮子的轮子速度以及在所述飞行循环期间由所述制动器作用的实际扭矩，计算所述飞行循环结束时的所述制动器的预期最高温度；
基于所述实际扭矩和所述请求的制动力来确定是否存在显著的扭矩相关差异；
确定所述预期最高温度与所述实际最高温度之间是否存在显著的温度差异；
如果存在显著的扭矩相关差异并且不存在显著的温度差异，则预测存在第一类型的故障；
如果存在显著的温度差异并且不存在显著的扭矩相关差异，则预测存在第二类型的故障；以及
如果存在显著的温度差异并且存在显著的扭矩相关差异，则预测存在第三类型的故障。
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