JP5346813B2 - 航空機の電気ブレーキシステムのためのブレーキインターロック - Google Patents

Description

この発明の実施例は、概して、航空機のための電気ブレーキシステムに関する。より具体的には、この発明の実施例は、航空機の電気ブレーキシステムのためのブレーキインターロック機構に関する。

背景
多くの航空機は、直接ケーブルまたは油圧制御アーキテクチャによって制御されるブレーキ機構を有するブレーキシステムを使用する。現代の航空機は、従来のケーブル作動される航空機ブレーキシステムおよび油圧作動される航空機ブレーキシステムを、電気的に作動され電気的に制御されるブレーキシステムに置き換え始めている。このような電気ブレーキシステムは、いわゆる「ブレーキバイワイヤ（brake by wire）」システムと称される。航空機ブレーキシステムは、意図しないブレーキ（すなわち、パイロットまたは自動化された航空機システムからの適正なブレーキ指令なしにブレーキがかかること）を防ぐ安全機能を備えて設計されるべきである。さらに、航空機ブレーキシステムは、十分な処理冗長性を含み、信頼できるブレーキ制御および頑健性を実現するべきである。

簡単な概要
航空機とともに用いるのに適した電気ブレーキシステムは、車輪ブレーキを司る電気ブレーキアクチュエータに動作電力が供給されるか否かを制御するインターロック装置を含む。インターロック装置は、ブレーキ機構制御信号を生成するソフトウェアによる指令アーキテクチャに並列な、ブレーキ機構の動作電力を調節するハードウェアによる電力制御アーキテクチャを使用する。１つの実施例において、複数の車輪ブレーキ（または複数の車輪ブレーキ群）に対して、複数のこのようなインターロック装置が独立して使用され、よって信頼性および頑健性を実現している。

この発明の実施例の上記のおよび他の局面は、航空機の電気ブレーキシステムのための制御装置によって実施されてもよい。この制御装置は、電気ブレーキシステムのブレーキ機構の動作電力を有効／無効にするよう構成されたブレーキアクチュエータ電力制御アーキテクチャと、ブレーキアクチュエータ電力制御アーキテクチャに並列なブレーキアクチュエータ指令アーキテクチャとを含む。ブレーキアクチュエータ指令アーキテクチャは、ブレーキ機構に対するブレーキ機構制御信号を処理するよう構成され、ブレーキアクチュエータ電力制御アーキテクチャは、ブレーキアクチュエータ指令アーキテクチャとは独立してブレーキ機構が作動しないようにすることができ、ブレーキアクチュエータ指令アーキテクチャは、ブレーキアクチュエータ電力制御アーキテクチャとは独立してブレーキ機構が作動しないようにすることができる。

この発明の実施例の上記のおよび他の局面は、航空機の電気ブレーキシステムのためのインターロックを提供する方法によって実施されてもよい。この方法は、ブレーキ作動データを受取るステップと、ブレーキ作動データを処理するステップと、ブレーキ作動データがブレーキをかける状態を示さない場合は、ブレーキ機構を一時的に無効にするようにブレーキ機構の動作電力を調節するステップとを含む。この電力管理方式と同時におよびこの電力管理方式とは独立して、この方法は、ブレーキ作動データに応答してブレーキ機構制御信号を生成し、ブレーキ機構制御信号でブレーキ機構の作動を制御する。

この発明の実施例の上記のおよび他の局面は、航空機のための電気ブレーキシステムにおいて実施されてもよい。この電気ブレーキシステムは、航空機の車輪のためのブレーキ
機構と、ブレーキ機構に結合されたブレーキ制御アーキテクチャとを含む。ブレーキ制御アーキテクチャは、ブレーキ作動データに応答して、ブレーキ機構に対するブレーキ機構制御信号を生成するよう構成されたブレーキ指令制御と、ブレーキ作動データに応答して、ブレーキ指令制御の動作と同時に、およびブレーキ指令制御とは独立してブレーキ機構の動作電力を調節するよう構成されたインターロック機構とを含む。

この概要は、詳細な説明で以下にさらに説明するいくつかの概念を簡略化した形で紹介するために提供される。この概要は、特許請求される主題の主要な特徴または不可欠な特徴を特定することを意図しておらず、特許請求される主題の範囲を決定する際の助けとして用いられることも意図していない。

図面の簡単な説明
以下の図面に関連して詳細な説明および特許請求の範囲を参照することで、この発明の実施例をより完全に理解することができるであろう。図中、同様の参照番号は、同様の要素を示す。

この発明のある実施例に従って構成された航空機電気ブレーキシステムの概略図である。 この発明のある実施例に従って構成された航空機電気ブレーキシステムの独立した処理経路を説明する図である。 この発明のある実施例に従って構成された航空機電気ブレーキシステムの一部分の概略図である。 この発明のある実施例に従って構成された航空機電気ブレーキシステムのためのインターロック処理を説明するフローチャートである。

詳細な説明
以下の詳細な説明は本質的に単に例示的なものに過ぎず、この発明の実施例またはそのような実施例の適用および使用を制限することを意図していない。さらに、上述の技術分野、背景、簡単な概要または以下の詳細な説明に示される明示的または暗示的な理論によって束縛される意図はない。

この発明の実施例は、この明細書中で、機能的および／または論理的ブロック構成要素およびさまざまな処理ステップの面で説明される。そのようなブロック構成要素は、特定された機能を実行するように構成された任意の数のハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェア構成要素によって実現されてもよいことが理解されるべきである。たとえば、この発明の実施例は、１つ以上のマイクロプロセッサまたは他の制御装置の制御下でさまざまな機能を実行してもよい、たとえばメモリ素子、デジタル信号処理素子、論理素子、ルックアップテーブルなどのさまざまな集積回路構成要素を使用してもよい。加えて、当業者は、この発明の実施例が、さまざまな異なる航空機ブレーキシステムおよび航空機の構成に関連して実施されてもよく、この明細書中で説明されるシステムは、この発明の単に１つの例示的な実施例であることを理解するであろう。

簡潔にするため、信号処理、航空機ブレーキシステム、ブレーキシステム制御、およびシステムの他の機能的な局面に関連する従来の技術および構成要素（およびシステムの個々の動作構成要素）は、この明細書中で詳細に説明しない。さらに、この明細書中に含まれるさまざまな図面に示される接続線は、さまざまな要素間の例示的な機能的関係および／または物理的結合を表わすことを意図している。多くの代替的もしくは付加的な機能的関係または物理的接続がこの発明の実施例に存在し得ることに留意しなければならない。

以下の説明は、「接続される」か、または「結合される」素子またはノードまたは特徴を参照する。明示的に別段の記載がない限り、この明細書中で用いる「接続される」とは、必ずしも機械的にではなく、１つの素子／ノード／特徴が、別の素子／ノード／特徴に直接的に繋がれる（または直接的に通信する）ことを意味する。同様に、明示的に別段の記載がない限り、「結合される」とは、必ずしも機械的にではなく、１つの素子／ノード／特徴が、別の素子／ノード／特徴に直接的または間接的に繋がれる（または直接的もしくは間接的に通信する）ことを意味する。よって、図１−図３は、要素の例示的な配置を示すが、追加の介在する素子、装置、特徴または構成要素がこの発明の実施例に存在してもよい。

この明細書で説明する航空機は、電気ブレーキシステムを使用する。この電気ブレーキシステムは、航空機エンジンが運転しているときに稼動するアクティブ航空機電源または主航空機バッテリなどの任意の適切な電源によって電力を供給されてもよい。電気ブレーキシステムは、さまざまなブレーキ機構制御信号を生成するブレーキ指令機能とは独立したインターロック機能を含む。インターロック機能は、電気ブレーキアクチュエータから動作電力を除去することによって、意図しない航空機ブレーキがかからないようにするよう適切に構成されている。よって、たとえブレーキをかけるようアクチュエータが指令されても、作動電力がないため、アクチュエータは、意図しないブレーキ指令に応答することができない。

図１は、航空機のための電気ブレーキシステム１００の例示的な実施例の概略図である。図１に示す例示的な実施例において、航空機は、左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２と、右側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０４とを使用し、これらは、同様に構成されている。用語「左側」および「右側」は、それぞれ航空機の左舷および右舷を指す。実際には、この２つのサブシステムアーキテクチャ１０２／１０４は、以下に説明するように独立して制御されてもよい。簡単にするため、左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２のみを、以下に詳細に説明する。以下の説明は、右側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０４にも当てはまることが理解されるべきである。

この構成例について、左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２は、概して、ブレーキペダル１０６と、他のブレーキ作動機構１０８と、ブレーキペダル１０６および他のブレーキ作動機構１０８に結合されたブレーキシステム制御ユニット（ＢＳＣＵ）１１０と、ＢＳＣＵ１１０に結合された外側電気ブレーキアクチュエータ制御（ＥＢＡＣ）１１２と、ＢＳＣＵ１１０に結合された内側ＥＢＡＣ１１４と、前輪１１６および後輪１１８を含む外側車輪群と、前輪１２０および後輪１２２を含む内側車輪群と、ＥＢＡＣに結合された電気ブレーキ機構（参照番号１２４、１２６、１２８、および１３０）と、遠隔データ集線装置（参照番号１３２、１３４、１３６、および１３８）とを含む。各電気ブレーキ機構は、それぞれのＥＢＡＣによって制御される少なくとも１つの電気ブレーキアクチュエータを含む。電気ブレーキ機構および遠隔データ集線装置は、左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２の各車輪に対応する。図１に示さないが、実施例は、１車輪当たり２つ以上の電気ブレーキ機構および２つ以上の遠隔データ集線装置を有してもよい。

電気ブレーキシステム１００は、航空機のための任意の数の電気ブレーキ構成に適用することができ、電気ブレーキシステム１００は、説明しやすいように簡略化して示してある。構成された電気ブレーキシステム１００の実施例は、任意の数のＢＳＣＵと、各ＢＳＣＵに結合されており各ＢＳＣＵによって制御される任意の数のＥＢＡＣと、各車輪（または各車輪群）のための任意の数のブレーキ機構とを含んでもよい。動作時、電気ブレー
キシステム１００は、ブレーキアクチュエータ制御信号を独立して生成し、航空機の各車輪に与える、または任意の車輪群に同時に与えることができる。

左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２中の素子は、データ通信バスまたは任意の適切な相互接続装置またはアーキテクチャを用いて結合することができる。たとえば、デジタルデータ通信バスまたは複数のバスは、ＢＳＣＵ１１０からのＥＢＡＣ制御信号をＥＢＡＣに伝え、ＥＢＡＣからのブレーキ機構制御信号（たとえば、アクチュエータ制御信号）を電気ブレーキアクチュエータに伝えるよう構成されていてもよい。簡単に言うと、ＢＳＣＵ１１０は、ブレーキペダル１０６の操作に反応し、ＥＢＡＣ１１２／１１４によって受取られる制御信号を生成する。次に、ＥＢＡＣ１１２／１１４は、電気ブレーキ機構１２４／１２６／１２８／１３０によって受取られるブレーキ機構制御信号を生成する。次に、電気ブレーキアクチュエータは、それぞれの車輪の回転を妨げるまたは防ぐように従事する。こういった機能および構成要素を、以下により詳細に説明する。

ブレーキペダル１０６は、パイロット入力を、電気ブレーキシステム１００に提供するよう構成されている。パイロットは、ブレーキペダル１０６を物理的に操作し、ブレーキペダル１０６の撓みまたは移動（すなわち、何らかの形の物理的入力）をもたらす。この物理的撓みは、その通常の位置から、ハードウェアサーボ、１つ以上のブレーキペダルセンサ、または任意の相当する構成要素によって測定され、トランスデューサまたは相当する構成要素によってＢＳＣＵパイロット指令制御信号に変換され、ＢＳＣＵ１１０に送られる。ＢＳＣＵパイロット指令制御信号は、ブレーキペダル１０６の撓み位置と、ブレーキペダル１０６の撓み率と、ブレーキ機構１２４／１２６／１２８／１３０に対して所望されるブレーキ状態などとを含むまたは示してもよいブレーキペダルセンサデータを、伝えてもよい。

他のブレーキ作動機構１０８は、以下のうち１つ以上を含んでもよいが、これに限定されない：航空機のためのスラストレバーならびに任意の関連付けられたセンサおよび処理論理、航空機のためのパーキングブレーキレバーならびに任意の関連付けられたセンサおよび処理論理、航空機のための着陸装置昇／降レバーならびに任意の関連付けられたセンサおよび処理論理、ならびに航空機ブレーキ機構の動作に影響を及ぼしてもよい航空機の任意の他の装置、構成要素、またはサブシステム。他のブレーキ作動機構１０８は、たとえブレーキペダル１０６のパイロット操作がなくとも、ブレーキをかけることを制御してもよい。たとえば、電気ブレーキシステム１００（および特にＢＳＣＵ１１０）は、スラストレバーがアイドルでない場合は、ブレーキがかからないようにするよう構成されていてもよい。別の例として、電気ブレーキシステム１００（および特にＢＳＣＵ１１０）は、パーキングブレーキレバーがかかっているときはいつでも、ブレーキ機構を有効にするよう構成されていてもよい。さらに別の例として、電気ブレーキシステム１００（および特にＢＳＣＵ１１０）は、着陸装置レバーが「昇」状態である（すなわち航空機の着陸装置が格納されている）と、ブレーキ機構を無効にするよう構成されていてもよい。実際には、着陸装置格納ブレーキ機能は、着陸装置の格納中および／または着陸装置が格納された後の短い時間、電気ブレーキシステム１００がブレーキをかけることを可能にしてもよい。

電気ブレーキシステム１００のある実施例は、任意の数の左側ＢＳＣＵ１１０を用いてもよい。説明しやすくするために、この例は、左側ＢＳＣＵ１１０を、１つだけ含む。ＢＳＣＵ１１０は、ブレーキ指令を表わすＥＢＡＣ制御信号をデジタルで計算する埋込式ソフトウェアを有する電子制御ユニットである。電気的かつソフトウェアの実装は、所与の航空機構成に対して必要ならば、ブレーキ性能および感触の一層の最適化およびカスタマイズを可能にする。

ＢＳＣＵ１１０は、この明細書中で説明される機能を実行するよう設計された汎用プロセッサ、コンテントアドレサブルメモリ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、任意の適切なプログラム可能な論理回路、個別のゲートまたはトランジスタ論理、個別のハードウェア構成要素、またはこれらの任意の組合せで、実現化または実行されてもよい。プロセッサは、マイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンとして実現されてもよい。プロセッサは、たとえばデジタル信号プロセッサとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサコアと併用される１つ以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のこのような構成などの、計算装置の組合せとしても実現化されてもよい。１つの実施例において、ＢＳＣＵ１１０は、ソフトウェアのホストとして働きこのソフトウェアのための外部インターフェイスを提供するコンピュータプロセッサ（PowerＰＣ ５５５など）で実現化される。

ＢＳＣＵ１１０は、さまざまな航空機入力を監視し、ペダルブレーキ、パーキングブレーキ、自動ブレーキ、および着陸装置格納ブレーキなどの制御機能を提供するが、これに限定されない。加えて、ＢＳＣＵ１１０は、滑り防止指令（これはＢＳＣＵ１１０から内部でまたは外部で生成され得る）を混合し、ブレーキの向上された制御を提供する。ＢＳＣＵ１１０は、ブレーキペダル１０６からのパイロット指令制御信号を、他のブレーキ作動機構１０８からのその他の指令制御信号とともに取得する。ＢＳＣＵ１１０は、車輪データ（たとえば、車輪速度、回転方向、タイヤ圧など）も、遠隔データ集線装置１３２／１３４／１３６／１３８から取得してもよい。ＢＳＣＵ１１０は、その入力信号を処理し、ＥＢＡＣ１１２／１１４によって受取られる１つ以上のＥＢＡＣ制御信号を生成する。実際には、ＢＳＣＵ１１０は、ＥＢＡＣ制御信号を、ＥＢＡＣ１１２／１１４にデジタルデータバスを介して伝送する。汎用アーキテクチャ（図示せず）において、各ＢＳＣＵは、その制御下にある任意の数のＥＢＡＣとともに用いるための独立した出力信号を生成することができる。

ＢＳＣＵ１１０は、この例においてＥＢＡＣ１１２／１１４に結合されている。各ＥＢＡＣ１１２／１１４は、ＢＳＣＵ１１０について上述したように実現化、実行、または実現されてもよい。１つの実施例において、各ＥＢＡＣ１１２／１１４は、ソフトウェアのホストとして働きこのソフトウェアのための外部インターフェイスを提供しこの明細書中で説明されるさまざまなＥＢＡＣ操作を実行するよう構成された適切な処理論理を含むコンピュータプロセッサ（PowerＰＣ ５５５など）で実現される。各ＥＢＡＣ１１２／１１４は、ＥＢＡＣ制御信号をＢＳＣＵ１１０から取得し、ＥＢＡＣ制御信号を処理し、各ＥＢＡＣの関連付けられた電気ブレーキ機構に対するブレーキ機構制御信号（ブレーキアクチュエータ信号）を生成する。

注目すべきことに、ＢＳＣＵ１１０およびＥＢＡＣ１１２／１１４の機能は、単一のプロセッサによる機能または構成要素にまとめられてもよい。この点に関し、ＢＳＣＵ１１０、ＥＢＡＣ１１２、ＥＢＡＣ１１４、またはこれらの任意の組合せは、電気ブレーキシステム１００のためのブレーキ制御アーキテクチャであると考えることができる。このようなブレーキ制御アーキテクチャは、この明細書中で説明されるブレーキ制御動作に対応する適切に構成された処理論理、機能、および特徴を含む。

各車輪は、関連付けられた電気ブレーキ機構を含んでもよく、各ブレーキ機構は、１つ以上の電気ブレーキアクチュエータを含んでもよい。結果として、各車輪に対するブレーキおよびパーキングブレーキは、電気ブレーキシステム１００によって、独立しておよび個別に制御されてもよい。各電気ブレーキアクチュエータは、そのそれぞれのＥＢＡＣからのアクチュエータ制御信号を受取るよう適切に構成されており、アクチュエータ制御信号は、電気ブレーキアクチュエータの調整に影響を及ぼす。この実施例において、電気ブ
レーキシステム１００中の各電気ブレーキアクチュエータは、ＥＢＡＣに結合されており、ＥＢＡＣによって制御される。このようにして、ＥＢＡＣ１１２／１１４は、電気ブレーキアクチュエータを制御し、車輪ブレーキを、かけ、解除し、調整し、および他の方法で制御する。この点について、ＥＢＡＣ１１２／１１４は、ＢＳＣＵ１１０によって生成されたそれぞれのＥＢＡＣ制御信号に応答してブレーキ機構制御信号を生成する。ブレーキ機構制御信号は、航空機によって使用される特定のブレーキ機構との互換性のために適切にフォーマットされ、配列される。当業者は、航空機ブレーキ機構および航空機ブレーキ機構が制御される一般的方法をよく知っており、そのような既知の局面は、この明細書では詳細に説明しない。

左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２は、適切に構成された電力管理サブシステム１４０を含むまたはこのサブシステムと協働してもよい。電力制御サブシステム１４０は、ＢＳＣＵ１１０、ＥＢＡＣ１１２／１１４（および／または電気ブレーキシステム１００の他の構成要素）に結合されていてもよい。この実施例において、電力制御サブシステム１４０は、電気ブレーキ機構および／または電気ブレーキアクチュエータの動作電力を、必要に応じて供給し、与え、除去し、切換え、または他の方法で調節するよう適切に構成されている。たとえば、電力制御サブシステム１４０は、電力を、ＥＢＡＣ１１２／１１４および／または左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２の他の構成要素から必要に応じて除去し、電気ブレーキシステム１００のためのインターロック機能を提供することができる。以下により詳細に説明するように、電力制御サブシステム１４０は、左外側および左内側電気ブレーキ構成要素の動作電力を調節するように独立して機能する左外側電源ユニットおよび左内側電源ユニットで、実現化されてもよい。

右側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０４は、左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２と同様の構造を有する（共通の特徴、機能、および要素は、ここで繰返し説明しない）。この構成例については、図１に示すように、右側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０４は、ブレーキペダル１０６とは別の異なるブレーキペダル１４２と、他のブレーキ作動機構１４４と、ＢＳＣＵ１４６と、内側ＥＢＡＣ１４８と、外側ＥＢＡＣ１５０と、電力制御サブシステム１４０とは別の異なる電力制御サブシステム１５２とを含む。実際には、１つ以上の他のブレーキ作動機構１４４は、左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２中の１つ以上の他のブレーキ作動機構１０８と同一であってもよい。これに代わって、電気ブレーキシステム１００の左側と右側とは、他のブレーキ作動機構１０８／１４４に別の異なる構成要素を使用してもよい。右側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０４のこれらのさまざまな構成要素は、結合され、左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２について上述したように動作するが、右側の処理は、好ましくは、左側の処理とは独立している。

航空機のための電気ブレーキシステムの１つの実施例に従って、電力インターロック機能が提供され、意図しない車輪ブレーキがかからないように（車輪ブレーキが意図せずに解除されないように）する。電気ブレーキシステム中の制御装置またはアーキテクチャは、このようなインターロック機能を実装するよう設計することができる。たとえば、電気ブレーキシステム１００は、電力インターロック機能に対応するよう構成されていてもよい。

図２は、この発明のある実施例に従って構成された航空機電気ブレーキシステムの独立した処理経路を説明する図である。具体的には、図２は、左外側電力制御経路２０２と、左外側ブレーキ指令経路２０４と、左内側電力制御経路２０６と、左内側ブレーキ指令経路２０８と、右内側電力制御経路２１０と、右内側ブレーキ指令経路２１２と、右外側電力制御経路２１４と、右外側ブレーキ指令経路２１６とを示す。こういった処理経路は、たとえば、ＢＳＣＵ、ＥＢＡＣ、電力制御サブシステムなどの電気ブレーキシステム１０
０の構成要素中に実現されてもよい。実際には、各処理経路は、ハードウェア構成要素、デジタル論理素子、処理論理、回路構成要素、または任意の適切に構成されたアーキテクチャ、装置、もしくは特徴を含んでもよいが、これに限定されない。さらに、各処理経路は、この明細書中で説明される動作を実行するよう適切に構成されている。

この例について、左側処理経路は、電気ブレーキシステムの左側の処理に対応し、右側処理経路は、電気ブレーキシステムの右側の処理に対応する。この点について、左側処理経路は、左側センサデータモジュール２１８によって入力されてもよく、この左側センサデータモジュールは、左側処理経路にブレーキ作動データを提供するよう構成されている。電気ブレーキシステムのある実施例において、左側センサデータモジュール２１８は、左側処理経路の各々に、同一のブレーキ作動データを提供する。同様に、右側処理経路は、右側センサデータモジュール２２０によって入力されてもよく、この右側センサデータモジュールは、右側処理経路にブレーキ作動データを提供するよう構成されている。電気ブレーキシステムのある実施例において、右側センサデータモジュール２２０は、右側処理経路の各々に同一のブレーキ作動データを提供する。さらに、左側センサデータモジュール２１８と右側センサデータモジュール２２０とは、共通のブレーキ作動データを受取り、処理し、および／または提供してもよい。たとえば、航空機がパーキングブレーキレバーを１つだけ含む場合は、パーキングブレーキセンサデータは、左側センサデータモジュール２１８と右側センサデータモジュール２２０とによって共用されてもよい（したがって、左側および右側処理経路のすべてによって共用される）。

左外側電力制御経路２０２と左外側ブレーキ指令経路２０４とは、協働し、左外側ブレーキ機構２２２の動作に影響を与える。この点について、左外側電力制御経路２０２および左外側ブレーキ指令経路２０４は、電気ブレーキシステムの左外側アーキテクチャのための制御装置を表わす。この例について、左外側電力制御経路２０２は、左外側ブレーキ機構２２２の電気ブレーキアクチュエータ動作電力を、たとえば１３０ボルトの電源２２４を用いて供給するよう適切に構成されている。左外側電力制御経路２０２は、必要に応じて電源２２４をオンとオフとに切換えるよう機能し、左外側ブレーキ機構２２２を（それぞれ）有効と無効とにする（図２に示すスイッチは、本質的に概念上のものであり、説明しやすいよう示されている）。１つの実施例において、左外側電力制御経路２０２は、左外側ブレーキ機構２２２に結合されたＥＢＡＣの動作電力を調節するよう適切に構成されている。

左外側ブレーキ指令経路２０４は、左外側電力制御経路２０２に並列である。左外側ブレーキ指令経路２０４は、左外側ブレーキ機構２２２に対するブレーキ機構制御信号を処理するよう適切に構成されている。１つの実施例において、左外側ブレーキ指令経路２０４は、左外側ブレーキ機構２２２に結合されたＥＢＡＣによる実行のためのブレーキ機構制御信号を生成するよう構成されている。注目すべきことに、ブレーキ機構制御信号は、左外側ブレーキ機構２２２が十分な動作電力を供給されているときにのみ有効である。したがって、左外側ブレーキ機構２２２は、左外側電力制御経路２０２が動作電力を有効にしその一方でブレーキ機構制御信号が挟持力を与えることを示している場合に、作動されるであろう。対照的に、左外側ブレーキ機構２２２は、左外側電力制御経路２０２が動作電力を無効にしている場合またはブレーキ機構制御信号が挟持力を与えないことを示している場合は、解除（非作動）状態のままであるだろう。

好ましい実施例において、電気ブレーキシステムの処理経路は、実質的に（完全にではないとしても）互いに独立している。たとえば、左外側電力制御経路２０２は、左外側ブレーキ指令経路２０４とは独立して左外側ブレーキ機構２２２を作動させないよう適切に構成されている。同様に、左外側ブレーキ指令経路２０４は、左外側電力制御経路２０２とは独立して左外側ブレーキ機構２２２を作動させないよう適切に構成されている。これ
ら２つの処理経路は、いくつかのブレーキ作動データ、センサ、および／またはセンサインターフェイスを共用してもよいが、左外側ブレーキ機構２２２が作動されるか否かを決定する処理情報は分離されている。加えて、左外側ブレーキ機構２２２、左内側ブレーキ機構２２６、右内側ブレーキ機構２２８、および右外側ブレーキ機構２３０のための制御装置は、実質的に（完全にではないとしても）互いに独立している。たとえば、この４つの制御装置は、互いに同時におよび独立して動作してもよく、または左側ブレーキ制御アーキテクチャは、右側ブレーキ制御アーキテクチャと同時におよび右側ブレーキ制御アーキテクチャとは独立して動作してもよい。図２に示す残りの３つの制御装置は、左外側処理経路について上述したように動作する。

図３は、この発明のある実施例に従って構成された航空機電気ブレーキシステムの一部分の概略図である。具体的には、図３は、左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ３００の構成要素を示す（上述のように、右側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャは同様の構造を有する）。この電気ブレーキシステムも、図１および図２に関連して上述したように構成されていてもよい。したがって、左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ３００のある特定の特徴、構成要素、および機能は、ここで繰返し説明しない。

左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ３００は、ＢＳＣＵ３０２と、外側電気ブレーキ電源ユニット（ＥＢＰＳＵ）３０４と、内側ＥＢＰＳＵ３０６と、外側ＥＢＡＣ３０８と、内側ＥＢＡＣ３１０と、１つ以上の外側ブレーキ機構３１２と、１つ以上の内側ブレーキ機構３１４とを含んでもよい。サブシステムアーキテクチャ３００は、ブレーキペダルセンサ３１６および／または他のブレーキ作動センサ３１８からのブレーキ作動データを受取るまたは処理するよう適切に構成されている。

ＢＳＣＵ３０２は、概して、ＢＳＣＵ１１０について上述したように構成されている。ＢＳＣＵ３０２は、センサデータモジュール３２０と、外側インターロック決定モジュール３２２と、外側ブレーキ指令制御３２４と、内側ブレーキ指令制御３２６と、内側インターロック決定モジュール３２８とを含んでもよい。センサデータモジュール３２０は、ブレーキペダルセンサデータおよび／または他のブレーキ作動センサデータを受取るための入力ノードまたはポートを含む。センサデータモジュール３２０は、ブレーキペダルセンサ３１６と他のブレーキ作動センサ３１８との通信を容易にする１つ以上の適切に構成されたセンサインターフェイスも含んでもよい。この例において、センサデータモジュール３２０は、同一のブレーキ作動データを、外側インターロック決定モジュール３２２と、外側ブレーキ指令制御３２４と、内側ブレーキ指令制御３２６と、内側インターロック決定モジュール３２８とが利用できるようにしている。図３に示すセンサデータモジュール３２０の「出力」は、実際には任意の数の異なるブレーキ作動データ型を示す複数の信号を含んでもよい。

各インターロック決定モジュール３２２／３２８は、ブレーキ作動データを処理し、ブレーキ作動データに応答して、ブレーキ機構の電源（たとえばＥＢＰＳＵ）に対するそれぞれの有効／無効信号を生成する。ここで、外側インターロック決定モジュール３２２は、外側ＥＢＰＳＵ３０４に対する１つの有効／無効制御信号を生成し、内側インターロック決定モジュール３２８は、内側ＥＢＰＳＵ３０６に対する別の有効／無効制御信号を生成する。もし、たとえば、ブレーキ作動データが、ブレーキをかける状態を示す場合は、各インターロック決定モジュール３２２／３２８は、そのそれぞれのブレーキ機構への動作電力を独立して有効にする。この明細書で用いられる「ブレーキをかける状態」とは、ブレーキをかける原因になることを意図された航空機の任意の運航状況、状態、または構成を意味する。たとえば、ブレーキをかける状態は、ブレーキペダルの踏み込み、パーキングブレーキレバーのセット、着陸装置の格納（着陸装置格納ブレーキの起動）、自動ブレーキモードの起動などによって引起されてもよい。一方で、ブレーキ作動データがブレ
ーキをかける状態を示さない場合は、各インターロック決定モジュール３２２／３２８は、そのそれぞれのブレーキ機構の動作電力を独立して無効にする。この機能は、もし誤ったブレーキ指令が左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ３００を通って伝わったならば起こったであろう意図しないブレーキを、かからないようにする。

各インターロック決定モジュール３２２／３２８は、ブレーキ作動データを処理しそれぞれの有効／無効制御信号を生成するデジタル論理ゲートおよび関連した回路を用いるハードウェアにおいて実現されてもよい。この点について、有効／無効制御信号は、論理ハイ状態と論理ロー状態とを有する２進制御信号であってもよい。ＥＢＰＳＵ３０４／３０６は、それぞれの有効／無効制御信号に適切に応答する。

各ブレーキ指令制御３２４／３２６は、ブレーキ作動データに応答してそれぞれのブレーキ機構制御信号を生成するよう適切に構成されている。ここで、外側ブレーキ指令制御３２４は、外側ＥＢＡＣ３０８に対するブレーキ機構制御信号を生成し、この外側ＥＢＡＣは、次に外側ブレーキ機構３１２を制御し、内側ブレーキ指令制御３２６は、内側ＥＢＡＣ３１０に対する独立したブレーキ機構制御信号を生成し、この内側ＥＢＡＣは、次に内側ブレーキ機構３１４を制御する。実際には、ブレーキ機構制御信号は、ブレーキ機構中の電気ブレーキアクチュエータの作動（すなわち、電気ブレーキアクチュエータによって与えられる全挟持力の百分率）に影響を及ぼす。たとえば、ブレーキ機構制御信号は、電気ブレーキアクチュエータに、挟持力を解除するまたは加えないよう指令してもよく、全挟持力を加えるよう指令してもよく、または中間挟持力を加えるよう指令してもよい。

外側インターロック決定モジュール３２２と外側ブレーキ指令制御３２４とは、同時に（それでいて独立して）同一のブレーキ作動データに基づいて動作する。同様に、内側インターロック決定モジュール３２８と内側ブレーキ指令制御３２６とは、同時に（それでいて独立して）同一のブレーキ作動データに基づいて動作する。処理アーキテクチャのこのような隔離は、電気ブレーキシステムの信頼性および頑健性を向上させる。

この実施例において、ＢＳＣＵ３０２は、ＥＢＰＳＵ３０４／３０６を制御し、必要に応じてブレーキ機構３１２／３１４を有効／無効にする。各ＥＢＰＳＵ３０４／３０６は、そのそれぞれのＥＢＡＣ３０８／３１０に動作電圧を供給するよう構成されている。図２に関連して上述したように、この実施例について公称ＥＢＡＣ動作電圧は、約１３０ボルトである。よって、ＥＢＰＳＵは、この１３０ボルトの供給電圧をＥＢＡＣへ／から供給／除去することによって、ブレーキ機構を有効／無効にすることができる。

外側ＥＢＡＣ３０８は、アクチュエータ電力経路３３０およびアクチュエータ制御経路３３２を使用してもよい。アクチュエータ電力経路３３０は、動作電力を外側ＥＢＰＳＵから外側ブレーキ機構３１２へ供給するよう構成された構造、経路、またはアーキテクチャを表わす。アクチュエータ制御経路３３２は、ＢＳＣＵ３０２から外側ブレーキ機構３１２へのブレーキ機構制御信号を処理し、伝達するよう構成された構造、経路、またはアーキテクチャを表わす。内側ＥＢＡＣ３１０も、同様に構成されたアクチュエータ指令およびアクチュエータ電力経路を含む。この例において、こういった４つの経路は、別々で互いに独立している。

図４は、航空機電気ブレーキシステムに関連して用いるのに適した電気ブレーキインターロック処理４００を説明するフローチャートである。処理４００に関連して実行されるさまざまなタスクは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組合せによって実行されてもよい。説明のために、処理４００の以下の説明は、図１−図３に関連して上述した要素を参照することがある。この発明の実施例において、処理４００の一部は、たとえばＢＳＣＵ、ＥＢＡＣ、ＥＢＰＳＵなどの説明したシステムの異
なる要素によって実行されてもよい。処理４００は、任意の数の付加または代替的なタスクを含んでもよく、図４に示すタスクは、説明される順に実行される必要はなく、処理４００は、この明細書中で詳細には説明されない追加の機能を有するより包括的な手順または処理に組込まれてもよいことが理解されるべきである。

電気ブレーキインターロック処理４００に関連して、電気ブレーキシステムは、ブレーキ作動データを連続または高速でサンプリングして受け、処理する（タスク４０２）。図４は、プロセス４００中に同時に起こる２つの処理ブランチを示す。インターロック処理ブランチ４０４は、図４の左側に示され、ブレーキ指令処理ブランチ４０６は、図４の右側に示される。インターロック処理ブランチ４０４は、ブレーキ作動データを分析し、そのブレーキ作動データがブレーキをかける状態を示しているか否か（照会タスク４０８）を決定する。示している場合、次に、処理４００は、ブレーキ機構の電源を有効にする「電源有効」制御信号を生成する（タスク４１０）。加えて、処理４００は、ブレーキ機構に動作電力を供給し、ブレーキ機構を有効にする（タスク４１２）。言い換えると、ブレーキ機構は、ブレーキ機構制御信号に応答することができるであろう。この例において、処理４００は、ＥＢＰＳＵを制御し、ＥＢＰＳＵに結合されたＥＢＡＣに動作電力が供給されるようにＥＢＰＳＵ動作電源のスイッチを入れる。次に、ＥＢＡＣは、動作電力をブレーキ機構に供給する。

照会タスク４０８がブレーキをかける状態を示さない場合は、電気ブレーキインターロック処理４００は、ブレーキ機構を一時的に無効にするようにブレーキ機構の動作電力を調節する。この点について、処理４００は、ブレーキ機構の電源を無効にする「電源無効」制御信号を生成する（タスク４１４）（結果として、処理４００は、ブレーキ機構から動作電力を除去する）。言い換えれば、ブレーキ機構は、十分な動作電力がないため、ブレーキ機構制御信号に応答することができないであろう。この例において、処理４００は、ＥＢＰＳＵを制御し、その動作電源のスイッチを切り、ＥＢＰＳＵに結合されたＥＢＡＣから動作電力を除去する。次に、ＥＢＡＣは、ブレーキ機構へ動作電力を供給しなくなる。

インターロック処理ブランチ４０４と同時に（および独立して）ブレーキ処理ブランチ４０６は、受信したブレーキ作動データに応答してブレーキ機構制御信号を生成する（タスク４１８）。ブレーキ作動データがブレーキをかける状態を示さない場合は（照会タスク４２０）、ブレーキ機構制御信号は、ブレーキ機を作動させないために生成されるであろう（タスク４２４）。言い換えれば、ブレーキ機構制御信号は、ブレーキ機構に挟持力を解除するまたは加えないことを指令するであろう。ブレーキ作動データが、ブレーキをかける状態を示す場合は、ブレーキ機構制御信号は、ブレーキ機構の作動を制御するために生成されるであろう（タスク４２２）。言い換えれば、ブレーキ機構制御信号は、ブレーキ機構に、指定された量だけ作動するよう指令し、ブレーキ挟持力をもたらす。上述のように、こういったブレーキ指令は、インターロック処理ブランチ４０４がブレーキ機構から動作電力を除去している場合は、無効となるであろう。

要約すると、この明細書中で説明される電気ブレーキシステムは、ブレーキ機構の動作電力に対するオン／オフ制御を提供するハードウェアによるインターロックとブレーキ機構に対するブレーキ指令を生成するソフトウェアによる処理経路とを有するブレーキ制御アーキテクチャを使用する。このアプローチを用いると、指令されないブレーキがかかる確率は、ハードウェアインターロックが不良になり、ソフトウェア制御も不良になる確率であり、この確率は、実用的な構成においては非常に低い。共通する唯一の構成要素は、ブレーキアクチュエータモータおよびモータ制御（自分自身で指令することは起こりそうにない）ならびにセンサインターフェイスおよびセンサである。センサインターフェイスおよびセンサは、センサまたはセンサ回路における１つの不良がブレーキの作動を引起さ
ないように、ブレーキの作動を引起こす各パイロット入力または他のシステムからの入力に対して二度繰返される。

上述の詳細な説明では、少なくとも１つの例示的な実施例を示してきたが、膨大な数の変形例が存在することが理解されるべきである。この明細書中に説明される例示的な実施例は、この発明の主題の範囲、適用性、または構成を何ら制限することを意図していないことも理解されるべきである。むしろ、上述の詳細な説明は、説明された実施例を実現化するための便利な指針を当業者に提供するものである。特許請求の範囲によって規定される範囲を逸脱することなく、要素の機能および配置をさまざまに変更することができ、この範囲は、この特許出願の出願時の既知の均等物および予測可能な均等物を含むことが理解されるべきである。

Claims (5)

1. 航空機の電気ブレーキシステムのための制御装置であって、前記制御装置は、
   前記電気ブレーキシステムのブレーキ機構の動作電力を有効または無効にするよう構成されたブレーキアクチュエータ電力制御アーキテクチャと、
   前記ブレーキアクチュエータ電力制御アーキテクチャに並列なブレーキアクチュエータ指令アーキテクチャとを備え、前記ブレーキアクチュエータ指令アーキテクチャは、前記ブレーキ機構に対するブレーキ機構制御信号を処理するよう構成されており、
   前記ブレーキアクチュエータ電力制御アーキテクチャは、前記ブレーキアクチュエータ指令アーキテクチャとは独立して前記ブレーキ機構が作動しないようにすることができ、
   前記ブレーキアクチュエータ指令アーキテクチャは、前記ブレーキアクチュエータ電力制御アーキテクチャとは独立して前記ブレーキ機構が作動しないようにすることができ
   前記ブレーキアクチュエータ電力制御アーキテクチャは、ブレーキ作動データを処理し前記ブレーキ作動データに応答して前記ブレーキ機構の電源に対する有効または無効制御信号を生成するよう構成されたインターロック決定モジュールを含み、
   前記ブレーキ作動データは、ブレーキペダルセンサデータを含み、
   前記電気ブレーキシステムは、スラストレバーがアイドルでない場合はブレーキがかからないように、かつ、パーキングブレーキレバーがかかっているときは前記ブレーキ機構を有効にするように、かつ、着陸装置レバーが「昇」状態であるときは前記ブレーキ機構を無効にするように構成されている制御装置。
2. 前記インターロック決定モジュールは、前記ブレーキ作動データがブレーキをかける状態を示すと、前記ブレーキ機構の動作電力を有効にするよう構成されている、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記電気ブレーキシステムは、前記ブレーキ機構に結合された電気ブレーキアクチュエータ制御を含み、
   前記ブレーキアクチュエータ電力制御アーキテクチャは、前記電気ブレーキアクチュエータ制御の動作電力を調節するよう構成されている、請求項１に記載の制御装置。
4. 前記ブレーキアクチュエータ指令アーキテクチャは、ブレーキ作動データに応答して前記ブレーキ機構制御信号を生成するよう構成されたブレーキ指令制御を含む、請求項１に記載の制御装置。
5. 前記電気ブレーキシステムは、前記ブレーキ機構に結合された電気ブレーキアクチュエータ制御を含み、
   前記ブレーキ指令制御は、前記電気ブレーキアクチュエータ制御による実行のための前記ブレーキ機構制御信号を生成するよう構成されている、請求項４に記載の制御装置。

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