CN112319844A - 用于管理验证飞行器轮胎的充气压力的系统的能量的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于管理用于验证飞行器的轮胎的充气压力的系统中的能量的方法，包括：通过压力传感器来测量所述轮胎中的每一者的至少一个充气压力，获得与所述轮胎中的每一者有关的唯一标识数据，以及经由无线通信链路将如此收集到的测量值和数据发送至设置在所述飞行器内或所述飞行器外的处理单元，以使它们可供飞行员或维护操作员使用，发送所述测量值和数据的步骤是根据由检测所述飞行器的机轮的运动的运动检测器给出的触发信号(只要速度低于预定最大速度)按非周期性的方式来执行的，当超过此最大速度时，该发送步骤被中断并且所述压力传感器置于待机，并且在发出警报之际，中间数据发送序列能在此发送步骤期间被触发。

Description

用于管理验证飞行器轮胎的充气压力的系统的能量的方法
技术领域
本发明涉及一种用于管理系统的能量的方法，该系统用于在不同飞行阶段期间或在维护操作的上下文内验证飞行器的轮胎的充气压力。
背景技术
从驾驶舱或在维护操作期间，知悉飞行器的起落架的不同机轮的轮胎压力非常有用。
为此，已知使用直接安装在机轮上的传感器来测量这样的飞行器的轮胎的压力。这种称为TPMS(轮胎压力监视系统)的传感器(其与机载数据处理系统耦合)允许使飞行员在驾驶舱内具有不同飞行阶段期间每个轮胎的压力状态的显示器。在维护操作期间，当在驾驶舱中四处移动的情况下，操作员也可检查此显示器，以便获得所需信息。
安装在轮辋上的每个TPMS均使用将其连接至安装在轮毂中的旋转触头的缆线来被供电和通信。然而，这种有线连接(其经受冲击(例如，在围绕机轮的人类活动期间，这些缆线很可能会断裂)、振动(尤其是在起落架的缩回/伸展期间)和温度方面的恶劣环境的影响)是系统中的弱点。
该问题的已知替代方案是使用机械臂来保护电力/通信缆线，并借助于电磁适配来消除旋转接触。尽管此解决方案有助于提高可靠性并更好地保证系统的服务寿命，但不幸的是，这种解决方案是以机轮上额外的空间需求为代价的。
而且，申请人已在其专利FR2822755中提出删除先前的有线结构，并将其替换为诸机轮中的每一者之间的无线通信系统，该无线通信系统包括压力传感器并设有旋转天线和远离起落架并设有固定天线的操作单元，该操作单元单独与驾驶舱有线连接。
尽管该解决方案总体上令人满意，但是它仍然遭受到一些缺点的影响。鉴于有必要达到多达10年的寿命，定期报告来自压力传感器的数据(数目为3至22，具体取决于当前的飞行器型号)可能会损害其自主性。还必须能够通过排除来自其他飞行器的信息、同时确保全球可操作性来完美个性化地标识和处理这些数据。最后，传输功率一定不能干扰飞行器的导航系统。
发明内容
因此，本发明提出了通过以下来克服这些缺点：根据飞行阶段来适配压力测量的重复频率，根据这些阶段和操作来优化通信协议(以适应不同传播条件)。
这些目的是通过一种用于管理用于验证飞行器轮胎的充气压力的系统中的能量的方法来达成的，该方法包括以下步骤：
通过压力传感器来测量轮胎中的每一者的至少一个充气压力，
获得与轮胎中的每一者有关的唯一标识数据，
经由无线通信链路将如此收集到的测量值和数据发送至布置在飞行器内或飞行器外的处理单元，以使它们可供飞行员或维护操作员使用，
其特征在于下列步骤：发送测量值和数据是根据由检测飞行器的机轮的运动的运动检测器只要速度低于预定最大速度就给出的触发信号按非周期性的方式执行的，当超过此最大速度时，该发送步骤被中断并且压力传感器置于待机，并且其特征在于，在发出警报之际，中间数据发送序列可在此发送步骤期间被触发。
因而，尽管压力传感器的激活所依赖的储能器的容量有限，但仍有可能设想长达十年的任务(对应于压力传感器的当前服务寿命)，同时在发生警报的情况下保持快速反应的可能性。
有利地，取决于是否检测到飞行器的机轮的运动，以从几秒钟到几分钟或从几分钟到几小时的预定周期来触发发送测量值和数据的步骤。
优选地，发送测量值和数据的步骤还包括发送至少与压力传感器和无线通信链路的状态有关的监视数据。
有利地，在发送测量值和数据的步骤之前是对测量值加时间戳和/或对测量值和数据的加密(通常通过AES 128型签名进行)。
优选地，发送测量值和数据的步骤要么按n个相继传输的形式来执行(n对应于同时通信的压力传感器的数目)，要么按对事先收集到的n个压力测量值的处理后的单个传输的形式来执行。
有利地，该处理包括以下操作之一：平均、线性回归或用于改善压力测量的准确度和稳定性的任何其他操作。
优选地，测量步骤进一步包括对轮胎中的每一者的温度的测量。
有利地，其特征在于无线通信链路在以下频带之一上执行：2.4GHz处的ISM频带、在4.2和4.4GHz之间的WAIC频带。
优选地，运动检测器是用于检测飞行器的机轮的运动的倾角仪、加速度计或陀螺仪。
附图说明
图1是配备有实现本发明方法的压力验证系统的飞行器的示意图，以及
图2示意性地解说了在本发明方法中允许信息的通信的各种操作。
具体实施方式
图1非常示意性地表示了配备有系统12的飞行器10，该系统12用于验证该飞行器的机轮中的每一者的轮胎的充气压力。
在所解说的示例中，该飞行器一方面在前部设置有第一起落架元件14，该第一起落架元件14包括安装在第一起落架撑杆18的端部处的公共轴上的两个机轮16；另一方面，该飞行器基本上在飞行器的中心、在其纵轴的两侧具有第二和第三起落架元件20(仅第二起落架元件在附图中显现)，第二和第三起落架元件20各自包括例如安装在平行于第二起落架撑杆24的端部的两个公共轴上的四个机轮22。
装配至飞行器的机轮的每个轮胎对应于由该机轮的轮辋28承载的压力传感器26和天线30，该天线30被称为旋转天线是因为其跟随机轮的旋转，借助于该旋转天线而从压力传感器导出的至少压力信息将经由无线通信链路传输到与该机轮分开布置的显示模块(可能经由未解说的中间处理模块，该中间处理模块包括旨在与旋转天线通信的固定天线)。
通常，该无线通信链路根据显示模块或集成了固定天线和相关联的通信装置的中间处理模块的布置来在2.4GHz的ISM(工业、科学和医学)频带上或在4.2和4.4GHz之间的WAIC(无线航空电子内部通信)频带上执行。压力传感器常规地包括被适配成将轮胎的内部压力转换成电信号的换能器、以及将该电信号与存储在由电池支持的存储器中的所考虑的轮胎的压力值以及至少一个标识符相关联的处理单元，该由电池支持的存储器可以是或者不是可再充电的并且与该处理单元相关联。
允许显示从各轮胎导出的各充气压力的显示模块有利地包括布置在飞行器上、紧固至其结构并永久固定在例如飞行器的驾驶舱中的设备32，并且来自该设备32的该压力信息等可被下载到运往飞行员或维护操作员的便携式设备34。在一有利变体中，该显示模块将仅包括便携式设备34，压力传感器将经由旋转天线30与集成到便携式设备34中的天线340之间的无线链路来直接向该便携式设备通信。
然而，这种有利的特定布置不能被视作是限制性的，并且任何其他布置也是可能的。因而，并不是每个压力传感器都必需与放置在飞行器中或飞行器外的单个接收器通信，实际上有可能的是，放置在起落架上的压力传感器会与例如在起落架撑杆上或起落架舱处的最靠近机轮的一个或多个接收器通信，或者有可能的是，放置在前起落架上的压力传感器会与位于驾驶舱处或下方的接入点以及具有或者位于机身或者在与接收器相对的机翼处的接入点的后起落架的那些接入点进行通信。在所有情形中，将有利的是，这些接收器包括防火墙类型的保护装置，以保护飞行器的通信不受外界影响。
如图2所示，对通信的管理实现了三个相继操作：数据的收集50、这些数据的发送52以及在该发送结束时通信的待机54，整体都受计数器56或一个或多个时钟56所递送的花费时间的控制。实际上，压力传感器可各自包括内部时钟，该内部时钟可与中央时钟定期同步，以确保正确刷新测量值或确保应请求来进行的通信策略。数据收集包括各压力测量值的收集500、压力传感器的标识数据的收集502以及例如与测量状态、无线通信状态或电池状态有关的监视数据的收集506，这些各测量值和数据已验证其有效性并被优选地加时间戳506。可能需要注意的是，可使用配置文件来执行机轮的配对，并且从传感器导出的压力的时间戳还可与接收器的时间戳进行比较，以便确保接收到的压力测量值的时近性和非过时性。
按n个相继或非相继传输(即，同时进行通信)的形式发送这些数据(n取决于例如安装在飞行器上的传感器的数目(这取决于所装配的机轮的数目))以避免这些消息的任何丢失包括：格式化520(根据保留的通信协议进行整形)和优选地对这些数据进行加密522。然而，应当注意，还可在一次激活传输且随后待机序列之前先处理这n个收集到的数据。该处理可伴随取平均、线性回归和用于改善压力测量的准确度和稳定性的任何其他已知操作的实现，当除了压力传感器外机轮轮辋处有轮胎温度传感器可用时，这些操作可根据温度来适配。
为了优化能耗，收集到的数据的这种发送以非周期性的方式来执行，而不是周期性地发送这些数据，在周期性地发送数据中，数据是根据操作需要来按预先定义的频率以周期性的方式被发送的，并且因此有限电池寿命因变于所选周期(通常为分钟的量级)和保证接收到的数据的值所需的冗余数目(通常为三个冗余)。这种非周期性发送是基于对使得能够检测机轮的运动的设备的使用，检测机轮的运动是基于运动检测器58，该运动检测器58可以是例如倾角仪、加速度计或陀螺仪，并且将作用在计数器或时钟56上以触发数据的发送。
因而，当没有检测到机轮运动时，数据发送周期具有小时的量级(或几个小时，这取决于操作需要)。然而，在发出警报之际，中间数据发送序列(具有可被减少到几分钟的周期)可被触发。然而，当机轮的运动被检测到并且可能被视作足够长时，允许发送收集到的数据的通信序列被以预定周期触发，该预定周期的范围可取决于操作需要而从几秒钟到几分钟，只要速度低于预定最大速度(例如30节)。当超过该最大速度时，发送被中断，并且压力传感器置于待机。
测量的周期可与数据的发送周期不匹配，例如，测量周期可能变得更快并生成触发中间发送序列的条件(例如：检测到异常数据、超过阈值等)。

Claims (10)

1.一种用于管理用于验证飞行器的轮胎的充气压力的系统中的能量的方法，包括：
通过压力传感器来测量所述轮胎中的每一者的至少一个充气压力，
获得与所述轮胎中的每一者有关的唯一标识数据，
经由无线通信链路将如此收集到的测量值和数据发送至设置在所述飞行器内或所述飞行器外的处理单元，以使它们可供飞行员或维护操作员使用，
其中发送所述测量值和数据是根据由检测所述飞行器的机轮的运动的运动检测器在速度低于预定最大速度的情况下给出的触发信号按非周期性的方式来执行的，当超过此最大速度时，该发送被中断并且所述压力传感器置于待机，并且在发出警报之际，中间数据发送序列能在此发送期间被触发。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，取决于是否检测到所述飞行器的机轮的运动，发送所述测量值和数据以从几秒钟到几分钟或从几分钟到几小时的预定周期来被触发。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送所述测量值和数据进一步包括发送至少与所述压力传感器和所述无线通信链路的状态有关的监视数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在发送所述测量值和数据之前对所述测量值加时间戳。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在发送所述测量值和数据之前是对所述测量值和数据的加密，所述加密通常通过AES 128型签名来进行。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送所述测量值和数据要么按n个相继传输的形式来执行，n对应于同时进行通信的压力传感器的数目，要么按对事先收集到的n个压力测量值的处理后的单个传输的形式来执行。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述处理包括以下操作之一：取平均、线性回归或用于改善所述压力测量的准确度和稳定性的任何其他操作。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量进一步包括测量所述轮胎中的每一者的温度。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线通信链路在以下频带之一上执行：2.4GHz处的ISM频带、在4.2和4.4GHz之间的WAIC频带。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运动检测器是用于检测所述飞行器的机轮的运动的倾角仪、加速度计或陀螺仪。
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