CN113325993B - 飞机驾驶舱集成控制板组件系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开飞机驾驶舱集成控制板组件系统，包含有，调光控制电源、控制板组件及驾驶舱照明灯具，控制板组件为模拟式控制板组件、数字式控制板组件或混合式控制板组件。本发明有益效果在于：整合控制板系统和驾驶舱照明系统的功能，减少两个系统中原有的调光控制单元数量，提高驾驶舱系统集成度，简化系统线束的设计，减低驾驶舱系统重量。同时系统架构整合分布式架构和集总式架构，保持对传统控制板类型和照明灯具的兼容性，可满足一定范围内客户的可定制化需求，有效降低系统设计，优化成本。

Description

飞机驾驶舱集成控制板组件系统
技术领域
本发明涉及飞机驾驶舱，特别地是，飞机驾驶舱集成控制板组件系统。
背景技术
飞机驾驶舱顶部板、遮光板、仪表板、操纵台区域中，安装数个到数十个导光面板，集成近百个用于控制飞机各种系统的操作开关和用于指示飞机系统状态的指示器件。这些导光面板、操作开关和指示器件呈平面化的布置在驾驶舱各个区域。
控制板组件是一种将导光面板、操作开关和指示器件按照飞机系统相关性集成在一起，便于设计、安装和维护的设备。传统的控制板组件系统一般设置几个区域调光控制单元，通过硬线信号分别实现相应区域内的控制板组件的调光控制功能，而且操作开关和指示器件的功能全部采用硬线信号控制的方式实现。一种改进的控制板组件系统实现方式采用数字信号处理器，基于软件方式和数字通信总线实现部分系统功能。
另外，在飞机驾驶舱中，还安装有驾驶舱照明系统，包括各种照明灯具和相应的调光控制单元。如波音787型客机的驾驶舱照明系统就通过三个调光控制单元实现各种灯具的调光控制。
无论上述控制板组件系统的传统实现方式还是改进后的实现方式，控制板组件系统与驾驶舱照明系统都没有进行功能整合。
发明内容
本发明为了整合驾驶舱照明相关的飞机系统功能，提供一种新型的飞机驾驶舱集成控制板组件系统。通过一个调光控制电源，将原有控制板组件系统和驾驶舱照明系统的调光控制功能合二为一，即可通过数据总线和硬线信号线束接口实现对控制板系统的调光控制，也可以通过硬线信号线束接口实现对驾驶舱照明灯具的调光控制，从而大大减少两个系统中调光控制单元的数量，提高飞机驾驶舱中的系统集成度，减轻相关系统的重量。
本发明通过下述技术方案实现：飞机驾驶舱集成控制板组件系统，包含有，调光控制电源、控制板组件及驾驶舱照明灯具，控制板组件为模拟式控制板组件、数字式控制板组件或混合式控制板组件。
作为飞机驾驶舱集成控制板组件系统的优选方案，调光控制电源、数字式控制板组件、混合式控制板组件与飞机系统/网络构成分布式网络。
作为飞机驾驶舱集成控制板组件系统的优选方案，调光控制电源与驾驶舱照明灯具构成集总式架构，调光控制电源通过照明调节信号线束为驾驶舱照明灯具提供照明调节信号。
作为飞机驾驶舱集成控制板组件系统的优选方案，调光控制电源通过照明/控制信号线束为模拟式控制板组件提供照明/控制信号。
作为飞机驾驶舱集成控制板组件系统的优选方案，由飞机系统/网络提供独立的两路电源，其中，调光控制电源、数字式控制板组件、混合式控制板组件均采用两路电源供电，模拟式控制板组件按实际功能需要采用任意一路或两路电源供电，驾驶舱照明灯具按实际功能需要采用任意一路电源供电。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本发明通过调光控制电源整合了驾驶舱照明灯具控制单元的功能，减少了驾驶舱中的设备的数量和其重量，进而也简化了系统线束。2、本发明通过系统整体和控制板组件的冗余设计，可以满足与系统设计保证等级和安全性要求。
附图说明
图1为本发明所述集成控制板组件系统技术方案的物理架构示意图。
图2为本发明所述集成控制板组件系统中，调光控制电源的组成框图。
图3为本发明所述集成控制板组件系统中，模拟式控制板组件的组成框图。
图4为本发明所述集成控制板组件系统中，数字式控制板组件的组成框图。
图5为本发明所述集成控制板组件系统中，混合式控制板组件的组成框图。
图6为本发明所述集成控制板组件系统中，驾驶舱灯具调光控制的实现框图。
具体实施方式
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。
请参见图1，图中示出的是一种飞机驾驶舱集成控制板组件系统。飞机驾驶舱集成控制板组件系统至少包括一个调光控制电源；若干个控制板组件，根据其功能实现方式，可以进一步分类为模拟式控制板组件、数字式控制板组件和混合式控制板组件三类；若干个驾驶舱照明灯具，包括驾驶舱顶灯、仪表板泛光灯、顶部板泛光灯、中控台泛光灯、侧控台泛光灯、地板灯等。上述各设备皆为航线可更换单元。
（1）调光控制电源、数字式控制板组件、混合式控制板组件，与飞机网络构成分布式网络，各个设备均为总线节点，可以通过两路数据总线进行系统内和系统间的信息交联。数据总线拓扑结构可采用线性拓扑或菊花链拓扑。
（2）调光控制电源与驾驶舱照明灯具构成集总式架构。调光控制电源通过照明调节信号线束为驾驶舱照明灯具提供相互独立的照明调节信号。
（3）调光控制电源通过照明/控制信号线束为模拟式控制板组件提供相互独立的照明/控制信号。
（4）飞机驾驶舱集成控制板组件系统由来自飞机系统/网络的两路独立电源提供电力供应。其中，调光控制电源、数字式控制板组件、混合式控制板组件均采用两路电源供电。模拟式控制板组件按实际功能需要采用一路或两路电源供电。驾驶舱照明灯具按实际功能需要采用一路电源供电。
请参见图2，图中示出的是调光控制电源。本实施例中调光控制电源包含两个微控制器模块#1和#2、两个电源处理模块#1和#2、两个总线接口模块#1和#2、一个导光面板调光信号调理模块、一个指示器件调光信号调理模块、一个灯具调光信号调理模块（注：电连接器，其他外围电路、结构件和外壳体未明示）。其中微控制器模块用于加载控制软件，按照预定逻辑实现设备功能；电源处理模块用于将外部输入的电源电压，转换为适宜设备内部各个模块使用的工作电压；总线接口模块用于实现设备的总线数据通信，可以按需接收或发送由设备处理的总线信息；导光面板调光信号调理模块处理生成用于调节模拟式控制板组件中导光面板亮度的控制信号，信号种类可以包括模拟电压信号、脉宽调制信号，一个被调导光面板占用一路信号通道，且仅由微控制器模块#1所在通道实现调光控制。指示器件调光信号调理模块处理生成用于调节指示器件亮度的控制信号，信号种类可以包括模拟电压信号、脉宽调制信号，一个被调指示器件按需占用一路或两路信号通道，且仅由微控制器模块#1所在通道或由微控制器模块#1和#2所在通道实现调光控制。灯具调光信号调理模块处理生成用于调节驾驶舱灯具亮度的控制信号，信号种类可以包括模拟电压信号、脉宽调制信号，一个被调导光面板占用一路信号通道，且仅由微控制器模块#1所在通道实现调光控制。
请参见图3，图中示出的是模拟式控制板组件。其集成的导光面板/开关器件/指示器件/电气接插件按照实际飞机功能需要可以直接通过硬线信号线束联接到飞机系统/网络或集成控制板组件系统中的其他组成，硬线信号的电气形式可以是开关量信号，或离散量信号，或模拟量信号；其集成的导光面板由调光控制电源进行调光控制；其集成的指示器件由调光控制电源进行调光控制，或由飞机系统通过硬线信号直接控制。
请参见图4，图中示出的是数字式控制板组件。其还包含两个微控制器模块#1和#2、两个电源处理模块#1和#2、两个总线接口模块#1和#2、两个信号处理模块#1和#2、一个导光面板调光信号调理模块、一个指示器件调光信号调理模块（注：电连接器，其他外围电路、结构件和外壳体未明示）。其中微控制器模块用于加载控制软件，按照预定逻辑实现设备功能；电源处理模块用于将外部输入的电源电压，转换为适宜设备内部各个模块使用的工作电压；总线接口模块用于实现设备的总线数据通信，可以按需接收或发送由设备处理的总线信息；信号处理模块用于将各种开关、或光传感器的信号处理成适宜微控制器处理的形式，且根据开关或光传感器的具体形式，按需由信号处理模块#1和微控制器模块#1所在通道，或由信号处理模块#2和微控制器模块#2所在通道，或由两个通道同时实现开关状态信号的处理；导光面板调光信号调理模块处理生成用于调节模拟式控制板组件中导光面板亮度的控制信号，信号种类为脉宽调制信号，且仅由微控制器模块#1所在通道实现调光控制。指示器件调光信号调理模块处理生成用于调节指示器件亮度的控制信号，信号种类为脉宽调制信号，一个被调指示器件使用两路信号通道，且由微控制器模块#1和#2所在通道实现调光控制。
请参见图5，图中所示的是混合式控制板组件。其是模拟式控制板组件和数字式控制板组件的部分功能形式的按需组合，不再赘述。
请参见图6，图中所示的是驾驶舱灯具。驾驶舱灯具、集成在某一数字式控制板组件或混合式控制板组件中的驾驶舱灯具控制开关集成在调光控制电源灯具调光信号调理模块中的电子开关。驾驶舱灯具、电子开关串联到电源网络#1的输入端和地端之间。
某一数字式控制板组件或混合式控制板组件中的微控制器模块#1通过其信号处理模块#1检测驾驶舱灯具控制开关的状态，并处理成数字量信号后，再通过其总线接口模块#1， 经数据总线#1网络发送至调光控制电源。调光控制电源通过其总线接口模块#1接收、处理经数据总线#1传输的该调节电位器状态对应的数字量信号，再控制其灯具调光信号调理模块中的电子开关，产生灯具照明调节信号，相应地控制灯具的亮度。
驾驶舱灯具的光源优选LED光源，其由调光控制电源提供相互独立的照明调节信号优选为脉宽调制信号。
当照明调节信号失效时，电子开关为常闭状态。此时，灯具的亮度是不可调节的，但仍可保持环境照明功能。
以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.飞机驾驶舱集成控制板组件系统，其特征在于，包含有，调光控制电源、控制板组件及驾驶舱照明灯具，控制板组件为模拟式控制板组件、数字式控制板组件或混合式控制板组件；调光控制电源、数字式控制板组件、混合式控制板组件与飞机系统/网络构成分布式网络；调光控制电源与驾驶舱照明灯具构成集总式架构，调光控制电源通过照明调节信号线束为驾驶舱照明灯具提供照明调节信号；调光控制电源通过照明/控制信号线束为模拟式控制板组件提供照明/控制信号；由飞机系统/网络提供独立的两路电源，其中，调光控制电源、数字式控制板组件、混合式控制板组件均采用两路电源供电，模拟式控制板组件按实际功能需要采用任意一路或两路电源供电，驾驶舱照明灯具按实际功能需要采用任意一路电源供电；调光控制电源包含两个微控制器模块#1和#2、两个电源处理模块#1和#2、两个总线接口模块#1和#2、一个导光面板调光信号调理模块、一个指示器件调光信号调理模块、一个灯具调光信号调理模块；其中微控制器模块用于加载控制软件，按照预定逻辑实现设备功能；电源处理模块用于将外部输入的电源电压，转换为适宜设备内部各个模块使用的工作电压；总线接口模块用于实现设备的总线数据通信，按需接收或发送由设备处理的总线信息；导光面板调光信号调理模块处理生成用于调节模拟式控制板组件中导光面板亮度的控制信号，信号种类包括模拟电压信号、脉宽调制信号，一个被调导光面板占用一路信号通道，且仅由微控制器模块#1所在通道实现调光控制；指示器件调光信号调理模块处理生成用于调节指示器件亮度的控制信号，信号种类可以包括模拟电压信号、脉宽调制信号，一个被调指示器件按需占用一路或两路信号通道，且仅由微控制器模块#1所在通道或由微控制器模块#1和#2所在通道实现调光控制，灯具调光信号调理模块处理生成用于调节驾驶舱灯具亮度的控制信号，信号种类包括模拟电压信号、脉宽调制信号，一个被调导光面板占用一路信号通道，且仅由微控制器模块#1所在通道实现调光控制；模拟式控制板组件集成的导光面板、开关器件、指示器件、电气接插件按照实际飞机功能需要可以直接通过硬线信号线束联接到飞机系统/网络或集成控制板组件系统中的其他组成；其集成的导光面板由调光控制电源进行调光控制；其集成的指示器件由调光控制电源进行调光控制，或由飞机系统通过硬线信号直接控制；数字式控制板组件还包含两个微控制器模块#1和#2、两个电源处理模块#1和#2、两个总线接口模块#1和#2、两个信号处理模块#1和#2、一个导光面板调光信号调理模块、一个指示器件调光信号调理模块，其中微控制器模块用于加载控制软件，按照预定逻辑实现设备功能；电源处理模块用于将外部输入的电源电压，转换为适宜设备内部各个模块使用的工作电压；总线接口模块用于实现设备的总线数据通信，可以按需接收或发送由设备处理的总线信息；信号处理模块用于将各种开关、或光传感器的信号处理成适宜微控制器处理的形式，且根据开关或光传感器的具体形式，按需由信号处理模块#1和微控制器模块#1所在通道，或由信号处理模块#2和微控制器模块#2所在通道，或由两个通道同时实现开关状态信号的处理；导光面板调光信号调理模块处理生成用于调节模拟式控制板组件中导光面板亮度的控制信号，信号种类为脉宽调制信号，且仅由微控制器模块#1所在通道实现调光控制，指示器件调光信号调理模块处理生成用于调节指示器件亮度的控制信号，信号种类为脉宽调制信号，一个被调指示器件使用两路信号通道，且由微控制器模块#1和#2所在通道实现调光控制；混合式控制板组件，其是模拟式控制板组件和数字式控制板组件的部分功能形式的按需组合。
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