CN113895415A - 一种飞机机轮刹车系统工作模式转换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种飞机机轮刹车系统工作模式转换方法，首先将机轮刹车系统的工作模式分为初始模式、失效模式、正常模式、升级维护模式和降级模式；然后通过判断飞机机轮刹车系统中关键功能的状态以及机轮刹车系统控制板上FPGA和CPU是否出现故障，来进行机轮刹车系统的工作模式的转换。本发明的控制方法提供了不同的机轮刹车系统工作模式，可以实现不同的功能，提高了机轮刹车系统10％的使用效率，并且减少了不同工作模式下的工作量，避免了飞机机轮刹车系统在升级维护时由于误操纵造成的故障。
Description
技术领域
本发明属于飞机刹车技术领域，具体涉及一种工作模式转换方法。
背景技术
飞机机轮刹车系统是飞机的最重要的系统之一，在飞机的起飞和着陆过程中起着重要的作用。飞机机轮刹车系统主要通过控制切断阀的开关以及伺服阀输出相应刹车压力，实现飞机的刹车。
公开号CN105905283A的发明创造中公开了一种能够选择飞机刹车模式的机轮刹车系统，该发明通过两套刹车装置，大刹车装置和小刹车装置的切换，实现对刹车模式的选择，但是该发明仅是对两种工作模式的控制，并未涉及到其他模式的说明，并且通过增加硬件实现这两种模式的转换。该发明并未对机轮刹车系统的初始模式、降级模式、升级维护模式等其他工作模式的定义及转换。
现有技术中，在飞机的机轮刹车系统工作中，对于机轮刹车系统需实现的各项功能，并没有进行合理的工作模式分类，且在不同工作模式下机轮刹车系统能够实现的功能避免误操纵导致的事故，并向飞行员提供机轮刹车系统所处的工作模式，便成为业界需解决的关键问题之一。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种飞机机轮刹车系统工作模式转换方法，首先将机轮刹车系统的工作模式分为初始模式、失效模式、正常模式、升级维护模式和降级模式；然后通过判断飞机机轮刹车系统中关键功能的状态以及机轮刹车系统控制板上FPGA和CPU是否出现故障，来进行机轮刹车系统的工作模式的转换。本发明的控制方法提供了不同的机轮刹车系统工作模式，可以实现不同的功能，提高了机轮刹车系统10％的使用效率，并且减少了不同工作模式下的工作量，避免了飞机机轮刹车系统在升级维护时由于误操纵造成的故障。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种飞机机轮刹车系统工作模式转换方法，所述飞机机轮刹车系统包括刹车控制器、速度传感器和指令传感器；所述刹车控制器包含两个完全相同的控制板，每个控制板控制一半的机轮刹车通道，每个控制板包含用于接收及发送信号的FPGA以及软件执行芯片CPU；
所述机轮刹车系统的工作模式包括初始模式、失效模式、正常模式、升级维护模式和降级模式；
具体步骤如下：
步骤1：机轮刹车系统进入初始模式：
刹车控制器在初始上电后进入初始模式，进行上电自检测，所述上电自检测分为两部分进行检测：
第一部分对刹车控制器中的关键功能进行检测，判断是否有故障；所述关键功能是：CRC，刹车控制器获取的轮载信号、维护信号和停机信号，速度传感器获取的机轮速度信号以及指令传感器获取的脚蹬信号；
如果上电自检测第一部分检测到故障信息，或刹车控制器接收到的轮载信号指示在空中，或刹车控制器接收到停机信号为0即飞机未处于停机，或飞机机轮速度大于速度阈值，或脚蹬信号大于脚蹬阈值，或接收到的维护信号指示需维护；当以上六个判断条件中任一条件满足时，刹车控制器将不再进行上电自检测第二部分检测；
第二部分对刹车控制器中的其余元器件进行检测，这些元器件故障无法造成丧失刹车的严重事故，所述其余元器件包括：SRAM、ECC、整数单元、浮点单元、缓冲器和MMU；
步骤2：判断机轮刹车系统是否从初始模式转换到失效模式：
根据机轮刹车系统在步骤1中上电自检测的第一部分检测结果，当检测结果为故障时，机轮刹车系统将从初始模式转换到失效模式；当检测结果为正常时，机轮刹车系统进行步骤3；
当机轮刹车系统处于失效模式时，刹车控制器能够实现的功能包括：接收信息、通过刹车控制器硬件进行故障检测并将发送故障信息到飞行员同时将故障信息记录到存储单元中；
当机轮刹车系统处于失效模式时，机轮刹车系统不能进行刹车；
步骤3：判断机轮刹车系统是否从初始模式转换到正常模式：
根据机轮刹车系统在步骤1中上电自检测的第一部分检测结果以及接收的维护信号，当检测结果为正常且维护信号指示为不需要维护时，机轮刹车系统从初始模式转换到正常模式；当检测结果为正常且维护信号指示为需要维护时，机轮刹车系统进行步骤4；
当机轮刹车系统处于正常模式时，机轮刹车系统能够实现飞机的刹车功能、自检测功能以及刹车控制器的升级维护功能；
步骤4：判断机轮刹车系统是否从初始模式转换到升级维护模式：
根据机轮刹车系统在步骤1中上电自检测的第一部分检测结果以及接收的维护信号，当检测结果为正常且维护信号指示为需要维护时，机轮刹车系统从初始模式转换到升级维护模式；
当机轮刹车系统处于升级维护模式时，机轮刹车系统能够实现软件的在线升级功能，对软件进行维护；当机轮刹车系统处于升级维护模式时，仅在机轮刹车系统重新上电后才能转换到初始模式，否则机轮刹车系统只能处于升级维护模式不能够转换到其他任一模式；
步骤5：判断机轮刹车系统是否从正常模式转换到降级模式：
刹车控制器对两个控制板的CPU和FPGA进行检测，当CPU或者FPGA任一个出现故障时，机轮刹车系统将从正常模式转换到降级模式；
当机轮刹车系统处于降级模式时，飞机机轮刹车系统只有一半刹车能力，即一半的刹车控制通道能够正常工作；
步骤6：判断机轮刹车系统是否从降级模式转换到失效模式：
如果刹车控制器在降级模式下检测到之前正常工作的控制板的FPGA或CPU任一个出现故障时，机轮刹车系统将从降级模式转为失效模式；
步骤7：判断机轮刹车系统是否从正常模式转换到升级维护模式：
刹车控制器通过获取的轮载信号、停机信号、维护信号、速度传感器获取的机轮速度信号和指令传感器获取的脚蹬信号判断机轮刹车系统是否从正常模式转换到升级维护模式：
当轮载信号指示在地面；停机信号指示飞机处于停机；维护信号指示飞机需维护；机轮速度小于等于速度阈值；脚蹬信号小于等于脚蹬阈值；当上述5个判断条件全部满足时，机轮刹车系统由正常模式转换到升级维护模式；
步骤8：判断机轮刹车系统是否从降级模式转换到升级维护模式：
当机轮刹车系统处于降级模式时，刹车控制器通过获取的轮载信号、维护信号、速度传感器获取的机轮速度信号判断机轮刹车系统是否从降级模式转换到升级维护模式：
当轮载信号指示在地面；维护信号指示飞机需维护；机轮速度小于等于速度阈值；当上述三个判断条件全部满足时，机轮刹车系统则由降级模式转换到升级维护模式；
步骤9：判断机轮刹车系统是否从失效模式转换到升级维护模式：
当机轮刹车系统处于失效模式时，刹车控制器通过获取的轮载信号、维护信号、速度传感器获取的机轮速度信号判断机轮刹车系统是否从降级模式转换到升级维护模式：
当轮载信号指示在地面；维护信号指示飞机需维护；机轮速度小于等于速度阈值；当上述三个判断条件全部满足时，机轮刹车系统则由失效模式转换到升级维护模式；
步骤10：机轮刹车系统退出工作模式：
机轮刹车系统处于任一工作模式时，如果机轮刹车系统断电，机轮刹车系统的工作模式重新开始，即从上电状态开始，重新进行工作模式的转换，机轮刹车系统发送当前的工作模式给飞行员，供飞行员进行机轮刹车操纵。
进一步地，所述速度阈值用于判断机轮是否停止的门限值，所述脚蹬阈值用于判断机轮刹车系统有无压力输出的门限值。
进一步地，所述速度阈值为10km/h，脚蹬阈值为20％。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的控制方法提供了不同的机轮刹车系统工作模式，可以实现不同的功能，提高了机轮刹车系统10％的使用效率，并且减少了不同工作模式下的工作量，避免了飞机机轮刹车系统在升级维护时由于误操纵造成的故障。
2、本发明方法基于机轮刹车系统现有的刹车控制器、速度传感器、指令传感器即可实现信息的获取和逻辑的判断，无需对机轮刹车系统硬件进行设计，使得机轮刹车系统工作模式的转换方法的实施难度和成本都比较低。
附图说明
图1为本发明飞机机轮刹车系统的工作模式转换方法示意图。
其中，1-上电，2-上电检测通过，3-检测到丧失一半刹车，4-检测到丧失三个刹车，5-断电，6-接收到维护信息，7-检测到关键功能故障，8-接收到升级信息。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，一种飞机机轮刹车系统工作模式转换方法，所述飞机机轮刹车系统为典型的4轮飞机刹车系统，包括刹车控制器、速度传感器和指令传感器；所述刹车控制器包含两个完全相同的控制板，每个控制板控制两个机轮刹车通道，每个控制板包含用于接收及发送信号的FPGA以及软件执行芯片CPU；
所述机轮刹车系统的工作模式包括初始模式、失效模式、正常模式、升级维护模式和降级模式；
具体步骤如下：
步骤1：机轮刹车系统进入初始模式：
刹车控制器在初始上电后进入初始模式，进行上电自检测，所述上电自检测分为两部分进行检测：
第一部分对刹车控制器中的关键功能进行检测，判断是否有故障；所述关键功能是：CRC，刹车控制器获取的轮载信号、维护信号和停机信号，速度传感器获取的机轮速度信号以及指令传感器获取的脚蹬信号；
如果上电自检测第一部分检测到故障信息，或刹车控制器接收到的轮载信号指示在空中，或刹车控制器接收到停机信号为0即飞机未处于停机，或飞机机轮速度大于速度阈值，或脚蹬信号大于脚蹬阈值，或接收到的维护信号指示需维护；当以上六个判断条件中任一条件满足时，刹车控制器将不再进行上电自检测第二部分检测；
第二部分对刹车控制器中的其余元器件进行检测，这些元器件故障无法造成丧失刹车的严重事故，所述其余元器件包括：SRAM、ECC、整数单元、浮点单元、缓冲器和MMU；
所述速度阈值用于判断机轮是否停止的门限值，取值为10km/h；所述脚蹬阈值用于判断机轮刹车系统有无压力输出的门限值，取值为20％。
步骤2：判断机轮刹车系统是否从初始模式转换到失效模式：
根据机轮刹车系统在步骤1中上电自检测的第一部分检测结果，当检测结果为故障时，机轮刹车系统将从初始模式转换到失效模式；当检测结果为正常时，机轮刹车系统进行步骤3；
当机轮刹车系统处于失效模式时，刹车控制器能够实现的功能包括：接收信息、通过刹车控制器硬件进行故障检测并将发送故障信息到飞行员同时将故障信息记录到存储单元中；
当机轮刹车系统处于失效模式时，机轮刹车系统不能进行刹车；
步骤3：判断机轮刹车系统是否从初始模式转换到正常模式：
根据机轮刹车系统在步骤1中上电自检测的第一部分检测结果以及接收的维护信号，当检测结果为正常且维护信号指示为不需要维护时，机轮刹车系统从初始模式转换到正常模式；当检测结果为正常且维护信号指示为需要维护时，机轮刹车系统进行步骤4；
当机轮刹车系统处于正常模式时，机轮刹车系统能够实现飞机的刹车功能、自检测功能以及刹车控制器的升级维护功能；
步骤4：判断机轮刹车系统是否从初始模式转换到升级维护模式：
根据机轮刹车系统在步骤1中上电自检测的第一部分检测结果以及接收的维护信号，当检测结果为正常且维护信号指示为需要维护时，机轮刹车系统从初始模式转换到升级维护模式；
当机轮刹车系统处于升级维护模式时，机轮刹车系统能够实现软件的在线升级功能，对软件进行维护；当机轮刹车系统处于升级维护模式时，仅在机轮刹车系统重新上电后才能转换到初始模式，否则机轮刹车系统只能处于升级维护模式不能够转换到其他任一模式；
步骤5：判断机轮刹车系统是否从正常模式转换到降级模式：
刹车控制器对两个控制板的CPU和FPGA进行检测，当CPU或者FPGA任一个出现故障时，机轮刹车系统将从正常模式转换到降级模式；
当机轮刹车系统处于降级模式时，飞机机轮刹车系统只有一半刹车能力，即当机轮刹车系统有4个刹车控制通道时，降级模式时只有两个刹车控制通道能够正常工作；
步骤6：判断机轮刹车系统是否从降级模式转换到失效模式：
如果刹车控制器在降级模式下检测到之前正常工作的控制板的FPGA或CPU任一个出现故障时，机轮刹车系统将从降级模式转为失效模式；
步骤7：判断机轮刹车系统是否从正常模式转换到升级维护模式：
刹车控制器通过获取的轮载信号、停机信号、维护信号、速度传感器获取的机轮速度信号和指令传感器获取的脚蹬信号判断机轮刹车系统是否从正常模式转换到升级维护模式：
当轮载信号指示在地面；停机信号指示飞机处于停机；维护信号指示飞机需维护；机轮速度小于等于速度阈值；脚蹬信号小于等于脚蹬阈值；当上述5个判断条件全部满足时，机轮刹车系统则由正常模式转换到升级维护模式；
步骤8：判断机轮刹车系统是否从降级模式转换到升级维护模式：
当机轮刹车系统处于降级模式时，刹车控制器通过获取的轮载信号、维护信号、速度传感器获取的机轮速度信号判断机轮刹车系统是否从降级模式转换到升级维护模式：
当轮载信号指示在地面；维护信号指示飞机需维护；机轮速度小于等于速度阈值；当上述三个判断条件全部满足时，机轮刹车系统由降级模式转换到升级维护模式；
步骤9：判断机轮刹车系统是否从失效模式转换到升级维护模式：
当机轮刹车系统处于失效模式时，刹车控制器通过获取的轮载信号、维护信号、速度传感器获取的机轮速度信号判断机轮刹车系统是否从降级模式转换到升级维护模式：
当轮载信号指示在地面；维护信号指示飞机需维护；机轮速度小于等于速度阈值；当上述三个判断条件全部满足时，机轮刹车系统则由失效模式转换到升级维护模式；
步骤10：机轮刹车系统退出工作模式：
机轮刹车系统处于任一工作模式时，如果机轮刹车系统断电，机轮刹车系统的工作模式重新开始，即从上电状态开始，重新进行工作模式的转换，机轮刹车系统发送当前的工作模式给飞行员，供飞行员进行机轮刹车操纵。
综上所述，本发明实施例提供了一种飞机机轮刹车系统的工作模式转换方法，刹车控制器上电后，机轮刹车系统进入到初始模式进行上电自检测并进行逻辑判断，检测到故障时，进入到失效模式，并发送故障信息且进行存储。当没检测到故障且软件不需要更新时，则进入到正常模式根据飞行员进行相应的功能控制。当软件需要更新时，则转入升级模式支持软件的在线升级。当系统检测到故障且飞机处于停机状态且需维护时，进入升级维护模式支持地勤人员对机轮刹车系统的维修。
Claims (3)
1.一种飞机机轮刹车系统工作模式转换方法，其特征在于，所述飞机机轮刹车系统包括刹车控制器、速度传感器和指令传感器；所述刹车控制器包含两个完全相同的控制板，每个控制板控制一半的机轮刹车通道，每个控制板包含用于接收及发送信号的FPGA以及软件执行芯片CPU；
所述机轮刹车系统的工作模式包括初始模式、失效模式、正常模式、升级维护模式和降级模式；
具体步骤如下：
步骤1：机轮刹车系统进入初始模式：
刹车控制器在初始上电后进入初始模式，进行上电自检测，所述上电自检测分为两部分进行检测：
第一部分对刹车控制器中的关键功能进行检测，判断是否有故障；所述关键功能是：CRC，刹车控制器获取的轮载信号、维护信号和停机信号，速度传感器获取的机轮速度信号以及指令传感器获取的脚蹬信号；
如果上电自检测第一部分检测到故障信息，或刹车控制器接收到的轮载信号指示在空中，或刹车控制器接收到停机信号为0即飞机未处于停机，或飞机机轮速度大于速度阈值，或脚蹬信号大于脚蹬阈值，或接收到的维护信号指示需维护；当以上六个判断条件中任一条件满足时，刹车控制器将不再进行上电自检测第二部分检测；
第二部分对刹车控制器中的其余元器件进行检测，这些元器件故障无法造成丧失刹车的严重事故，所述其余元器件包括：SRAM、ECC、整数单元、浮点单元、缓冲器和MMU；
步骤2：判断机轮刹车系统是否从初始模式转换到失效模式：
根据机轮刹车系统在步骤1中上电自检测的第一部分检测结果，当检测结果为故障时，机轮刹车系统将从初始模式转换到失效模式；当检测结果为正常时，机轮刹车系统进行步骤3；
当机轮刹车系统处于失效模式时，刹车控制器能够实现的功能包括：接收信息、通过刹车控制器硬件进行故障检测并将发送故障信息到飞行员同时将故障信息记录到存储单元中；
当机轮刹车系统处于失效模式时，机轮刹车系统不能进行刹车；
步骤3：判断机轮刹车系统是否从初始模式转换到正常模式：
根据机轮刹车系统在步骤1中上电自检测的第一部分检测结果以及接收的维护信号，当检测结果为正常且维护信号指示为不需要维护时，机轮刹车系统从初始模式转换到正常模式；当检测结果为正常且维护信号指示为需要维护时，机轮刹车系统进行步骤4；
当机轮刹车系统处于正常模式时，机轮刹车系统能够实现飞机的刹车功能、自检测功能以及刹车控制器的升级维护功能；
步骤4：判断机轮刹车系统是否从初始模式转换到升级维护模式：
根据机轮刹车系统在步骤1中上电自检测的第一部分检测结果以及接收的维护信号，当检测结果为正常且维护信号指示为需要维护时，机轮刹车系统从初始模式转换到升级维护模式；
当机轮刹车系统处于升级维护模式时，机轮刹车系统能够实现软件的在线升级功能，对软件进行维护；当机轮刹车系统处于升级维护模式时，仅在机轮刹车系统重新上电后才能转换到初始模式，否则机轮刹车系统只能处于升级维护模式不能够转换到其他任一模式；
步骤5：判断机轮刹车系统是否从正常模式转换到降级模式：
刹车控制器对两个控制板的CPU和FPGA进行检测，当CPU或者FPGA任一个出现故障时，机轮刹车系统将从正常模式转换到降级模式；
当机轮刹车系统处于降级模式时，飞机机轮刹车系统只有一半刹车能力，即一半的刹车控制通道能够正常工作；
步骤6：判断机轮刹车系统是否从降级模式转换到失效模式：
如果刹车控制器在降级模式下检测到之前正常工作的控制板的FPGA或CPU任一个出现故障时，机轮刹车系统将从降级模式转为失效模式；
步骤7：判断机轮刹车系统是否从正常模式转换到升级维护模式：
刹车控制器通过获取的轮载信号、停机信号、维护信号、速度传感器获取的机轮速度信号和指令传感器获取的脚蹬信号判断机轮刹车系统是否从正常模式转换到升级维护模式：
当轮载信号指示在地面；停机信号指示飞机处于停机；维护信号指示飞机需维护；机轮速度小于等于速度阈值；脚蹬信号小于等于脚蹬阈值；当上述5个判断条件全部满足时，机轮刹车系统由正常模式转换到升级维护模式；
步骤8：判断机轮刹车系统是否从降级模式转换到升级维护模式：
当机轮刹车系统处于降级模式时，刹车控制器通过获取的轮载信号、维护信号、速度传感器获取的机轮速度信号判断机轮刹车系统是否从降级模式转换到升级维护模式：
当轮载信号指示在地面；维护信号指示飞机需维护；机轮速度小于等于速度阈值；当上述三个判断条件全部满足时，机轮刹车系统则由降级模式转换到升级维护模式；
步骤9：判断机轮刹车系统是否从失效模式转换到升级维护模式：
当机轮刹车系统处于失效模式时，刹车控制器通过获取的轮载信号、维护信号、速度传感器获取的机轮速度信号判断机轮刹车系统是否从降级模式转换到升级维护模式：
当轮载信号指示在地面；维护信号指示飞机需维护；机轮速度小于等于速度阈值；当上述三个判断条件全部满足时，机轮刹车系统则由失效模式转换到升级维护模式；
步骤10：机轮刹车系统退出工作模式：
机轮刹车系统处于任一工作模式时，如果机轮刹车系统断电，机轮刹车系统的工作模式重新开始，即从上电状态开始，重新进行工作模式的转换，机轮刹车系统发送当前的工作模式给飞行员，供飞行员进行机轮刹车操纵。
2.根据权利要求1所述的一种飞机机轮刹车系统工作模式转换方法，其特征在于，所述速度阈值用于判断机轮是否停止的门限值，所述脚蹬阈值用于判断机轮刹车系统有无压力输出的门限值。
3.根据权利要求1所述的一种飞机机轮刹车系统工作模式转换方法，其特征在于，所述速度阈值为10km/h，脚蹬阈值为20％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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