JPH1170897A - アダプティブブレーキの適用と初期スキッド検出のための装置及び方法 - Google Patents

アダプティブブレーキの適用と初期スキッド検出のための装置及び方法

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JPH1170897A
JPH1170897A JP10161281A JP16128198A JPH1170897A JP H1170897 A JPH1170897 A JP H1170897A JP 10161281 A JP10161281 A JP 10161281A JP 16128198 A JP16128198 A JP 16128198A JP H1170897 A JPH1170897 A JP H1170897A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 急速にブレーキをかけることを可能としかつ
強い初期スキッドを防ぐアダプティブブレーキの適用と
初期スキッド検出のためのシステムを提供する。 【解決手段】 制動圧力を所定の限界制動圧力と比較す
る。車輪速度エラー信号を生成し、車輪速度と基準速度
信号間の差異を示す。制動圧力信号に応答する圧力バイ
アス調整積分器は車輪速度エラー信号を調整し、アンチ
スキッド制御信号を提供する。車輪速度エラー信号がス
キッドの開始を示す場合は、測定された制動圧力の値に
圧力バイアス調整積分器を初期化することも可能であ
る。制動圧力とコマンドされた制動圧力間の差異を示す
ため制動圧力差異信号が生成され、調整制動圧力エラー
信号が制動圧力差異信号に応じて生成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的に車両の減速制
御システムに関する。より詳しくは、着陸中の航空機の
少なくとも一つの車輪を制動するために、アダプティブ
ブレーキをかけかつ初期スキッドを検出するシステム
（即ち、アダプティブブレーキの適用と初期スキッド検
出のためのシステム、以下、ＡＢＡ＆ＩＳＤシステムと
略）に関しており、このシステムは初期の強いスキッド
を防ぎ、これにより制御された状態での急速な制動を可
能にする。
【０００２】
【技術的背景】アンチスキッドと自動制動システムが、
大型タービンの商業用航空機に一般的に備えられ着陸時
の航空機の減速を助けている。現代のアンチスキッドシ
ステムは制動効率を最適化しているが、その最適化はパ
イロットが選択した制動圧力のレベルに対応して、減速
を最大限にするための制動に影響を及ぼす滑走路条件や
他の要因に適応することでなされるのが代表的である。
従来のアンチスキッドシステムの場合、パイロットがメ
ータリングバルブ経由で機械的に制動をかけるのが代表
的であり、車輪制動圧力がスキッドレベルに近付くや否
や、例えば初期スキッドが検出されるような場合、制動
圧力値を使用してアンチスキッド制御システムを初期化
する。しかし、この方法の成否は、航空機の操縦モー
ド、航空機重量、タイヤ／滑走路のインターフェース等
の要因に影響され得ることがわかっている。それ故、こ
うした要因を考慮に入れて制動圧力ないし制動トルクを
かけるのを調整できるアダプティブブレーキ適用システ
ムを提供することが望ましい。
【０００３】更に、航空機パイロットが急速にペダルを
押すと、従来のアンチスキッド制動制御システムが有効
アンチスキッディング制動圧力ないし制動トルクを決定
しスキッディングを効率的に制御する以前に、強い初期
スキッドがしばしば起きてしまう。初期スキッドを除く
ないし減らすと、結果的に航空機停止距離をより短くな
り、これにより航空機はより短い滑走路に着陸でき、タ
イヤの摩耗が減る。従って、初期スキッド条件を自動的
に予測し、強い初期スキッドを防ぐように順応し、パイ
ロットはブレーキペダルをいかなる速度ででも押すこと
ができ、尚かつ制御された状態での急速な制動が可能な
初期スキッド検出システムを提供することが望ましい。
本発明は、これらの要求を満たすＡＢＡ＆ＩＳＤシステ
ムを提供する。
【０００４】
【発明の概要】簡略かつ一般的に言えば、本発明はスキ
ッド予測システムを実行させて、強い初期スキッドを防
ぐ一方で急速な制動を可能にするＡＢＡ＆ＩＳＤシステ
ムを提供するのであるが、このスキッド予測システムは
車輪がスキッドレベルに近付くや否や初期化がなされて
制動をかける圧力ないしトルクを減らしかつ制御された
状態での制動をかける。それ故本発明は、着陸中の航空
機の車輪の制動に「高性能な」ＡＢＡ＆ＩＳＤシステム
を提供する。本システムは、車輪に制動トルクをかける
車輪ブレーキを少なくとも一つ有する車輪に適用でき
る。制動圧力センサーは、車輪ブレーキにかけられる制
動圧力の関数である制動圧力信号を生成し、制動圧力信
号は、所定の限界制動圧力と比較される。車輪速度トラ
ンスデューサーは、車輪の回転速度の関数である車輪速
度信号を作りだし、車輪速度信号は、車輪速度信号に基
いて生成される。車輪速度は、航空機車輪速度信号と基
準速度信号間の差異を示す車輪速度エラー信号を生成さ
せるため基準速度信号と比較される。アンチスキッド制
御信号を提供する車輪速度エラー信号を調整するために
制動圧力信号に応答する圧力バイアス調整積分器も備え
られており、ある好適実施例においては、圧力バイアス
調整積分器は、所定の限界制動圧力と所定の一定圧力値
の和で初期化される。コマンドプロセッサーは、減速コ
マンドに応じて生成されたコマンド制動圧力信号を生成
し、制動圧力信号をコマンド制動圧力信号と比較するた
めに制動圧力比較手段が提供され、制動圧力信号とコマ
ンド制動圧力信号間の差異を示す制動圧力差異信号を生
成される。制御手段は、調整制動圧力信号を前記車輪ブ
レーキに提供し、操作者がかける制動とは独立に、制動
圧力差異信号に応答して車輪ブレーキを制御する。別の
本好適実施例では、車輪速度エラー信号がスキッドの開
始を示す場合、圧力バイアス調整積分器は測定された制
動圧力値に初期化される。
【０００５】本好適実施例では、比例圧力ゲイン、積分
圧力ゲイン、微分圧力ゲインにより制動圧力エラー信号
を調整する手段も提供される。別の本好適実施例では、
速度エラー信号に応答する両手段、即ち、補償ネットワ
ーク手段と比例制御信号を提供する過渡制御手段も提供
されており、両手段の出力は圧力バイアス調整積分器の
出力と合計される。以上より、ブレーキペダルを急速に
押した後であるがスキッディングが始まる以前に、ブレ
ーキ制御を初期化するためのシステムと方法を本発明が
提供していることがわかる。本発明のこれら及び他の面
と利点は以下の詳細な説明と添付の図面から明らかにな
り、これらは本発明の特徴を例として示す。
【０００６】
【実施例】従来のアンチスキッドシステムの有効性は、
航空機の操縦モード、航空機重量、タイヤ／滑走路のイ
ンターフェース及び類似の要因の影響を受け得る。航空
機ブレーキペダルを急速に押すと、とりわけパニック状
態で押すと、アンチスキッド制御が開始する以前に強い
初期スキッドが生じ、結果的に航空機の停止距離が延
び、タイヤの摩耗が増す。本発明は、スキディングの開
始条件を方向付けしかつ制御された減速に先立つ強いス
キッドを防ぐためのブレーキ制御を開始するシステムと
手段を提供する。図１に、本発明を、航空機制動システ
ムで使用可能なアダプティブないし「高性能な」ＡＢＡ
＆ＩＳＤシステム１０の形で具体化して示しており、航
空機に装着する場合、車輪速度を測定しかつブレーキ車
輪の回転速度の関数である車輪速度信号を生成させるた
めに、航空機の車輪１５の各車輪ブレーキ１４に対する
車輪速度トランスデューサー１２を含むのが望ましい。
車輪速度信号は、航空機速度を表す信号に速度コンバー
ター１６で変換されるのが代表的で、望ましい基準速度
と速度コンパレータ１８中で比較され、制動をかけられ
た各車輪からの車輪速度信号と基準速度信号との間の差
異を示す車輪速度エラー信号が生成される。速度コンパ
レータの出力は、スリップ速度（Ｖｓ）ないし速度エラ
ーとして表される。速度エラー信号は、圧力バイアス調
整制御手段（ＰＢＭ）積分器２０、過渡制御手段２２及
び補償ネットワーク２４で調整され、それらからの出力
はアンチスキッド制御信号２８を提供するため合計接合
器２６で合計され、このアンチスキッド制御信号はマイ
クロプロセッサーを代表としたコマンドプロセッサー３
０が受信される。アンチスキッドループ中のＰＢＭ積分
器は、制動中の最大許容制御圧力レベルを示す。ＰＢＭ
積分器は、初期スキッドを検出し制御するため必要な他
の制御パラメーターよりも応答が遅いのが一般的であ
る。スキッドが検出されない場合、本積分器はブレーキ
に全システム圧力がかかるのを許容する。
【０００７】パイロットが操作する航空機ブレーキペダ
ル３２の位置は、ブレーキペダルコマンド３４を生成す
るマイクロコントローラー３３で読み取るのが一般的
で、これで制動圧力をかけるプロフィールを決定する。
コマンドプロセッサー３０は、ブレーキペダルコマンド
信号、フィードバックライン３６経由のアンチスキッド
制御信号２８を受信するが、車輪がロックしているか否
かを示すロック車輪保護信号３８と高速で着地する車輪
のハイドロプレーニングに対し保護をするための着地／
ハイドロプレーニング保護信号４０をも受信するのが好
ましい。本好適実施例のコマンドプロセッサーは、ロッ
ク車輪保護信号、着地保護信号、ペダル信号及びアンチ
スキッド信号の内の最も低い入力に基づいて作動する。
コマンドプロセッサーのコマンド制動圧力信号出力４２
は、制動圧力センサー４６からの制動圧力フィードバッ
ク信号４４とコンパレータ４８で比較され、コンパレー
タが出力圧力エラー信号５０を生成する。
【０００８】本好適実施例では、制動圧力エラー信号
は、比例ゲイン回路構成５２による比例ゲインと、積分
ゲイン回路構成５４による積分ゲインと、差異ゲイン回
路構成５５による差異ゲインとで調整され、これらゲイ
ンは一緒になってＰＩＤ（比例積分微分）制御ループを
形成し、これら回路構成からの出力は合計接合器５６で
合計されて調整制動圧力信号５７を提供する。調整制動
圧力信号は、ブレーキ制御バルブ６０にかかる増幅され
たブレーキ制御信号を提供するバルブ増幅器５８で増幅
されるのが代表的で、ブレーキ制御バルブ６０は加圧ブ
レーキ液がシステム圧力６２から車輪ブレーキにかかる
のを制御する。本好適実施例においては、ブロック６３
中の要素の機能は適切なソフトウエア制御の下にある少
なくとも一つのマイクロプロセッサーで実行されるが、
代替案として、これらないし類似の機能は適切なハード
ウエア構成部品で実行されてもよい。部品パラメーター
と構成が航空機により様々に変化すること、従って本シ
ステムの使われ方が非常に多様であることは、当業者に
とって評価に値することであろう。 ［「高性能な」ブレーキ適用］図２では、事前設定値６
４の制動圧力が検出されるまで、代表的にはブレーキト
ルクが上り始めるブレーキ接触圧力６６の付近まで、速
度制限無しでブレーキをかけることができる。次にＰＢ
Ｍ積分器は、事前設定制動圧力値と予め決められた一定
の増加分圧力の和６８、図２と図３の制動圧力スリップ
曲線７０のピーク点と対応する圧力に、初期化される。
ＰＢＭ積分器の出力を点線７２で示し、コマンドされた
制動圧力出力を線７４で示す。車輪速度を線７６で示
し、ブレーキトルクを線７８で示す。図２で示す様に、
ＰＢＭ積分器を初期化すると、ＰＭＢ積分器は６９から
始まるブレーキ適用プロフィールをたどり、従って実質
的などんなオーバーシュートをも防いだ形となる。 ［「高性能な」スキッド検出］車輪がスキッドレベルに
近付く場合、即ちＶｓが事前設定車輪速度限界よりも大
きいと検出されるような場合、ＰＢＭ積分器は、Ｖｓが
事前設定限界より大きくなった瞬間に制動圧力のフィー
ドバック値で初期化される。本方法は、ＰＭＢ積分器の
正確な初期化を保証する。初期スキッド時点での制動圧
力は、複数の初期スキッド無しで即座に制御するのにＰ
ＭＢ積分器が必要とするものである。それ故、ＰＢＭ積
分器の迅速な応答により、もし迅速な応答がなかったら
ゆっくりと作動するはずの制御機能が保証されている。
【０００９】本発明は速度エラータイプのシステムに限
定されないこと、しかも本発明は、ブレーキのかかり具
合と圧力ないしトルクを監視するどんなシステムに対す
る場合と同じように、例えば速度の制御／検出と言った
制動制御スキッド検出の他の概念にも適用できることは
明らかである。上記より、スキッドの開始に先立つブレ
ーキ制御を示しかつブレーキ制御開始後のオーバーシュ
ートと不安定性を防ぐ新しく新規の方法と装置を、本発
明が提供していることを当業者は認識するであろう。本
発明を特定の形で図示し説明してきた一方、本発明の精
神と範囲から逸脱することなく様々な変更修正が可能で
あることも前述から明らかである。従って、添付の請求
項による以外、本発明を制限することは目的とする所で
はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理による航空機用の「高性能な」Ａ
ＢＡ＆ＩＳＤシステムの概略図である。
【図２】本発明の「高性能な」ＡＢＡ＆ＩＳＤシステム
における制動圧力、車輪速度、制動トルクと時間の関係
を示す二つのチャートである。
【図３】本発明の「高性能な」ＡＢＡ＆ＩＳＤシステム
における制動圧力と制動スリップの関係を示す曲線であ
る。
【符号の説明】
16 速度コンバータ／基準航空機速度車輪 18 速度コンパレータ 20 圧力バイアス調整積分器 22 過渡制御 24 補償ネットワーク 34 ペダルコマンド 38 車輪ロック保護 40 着地／ハイドロプレーニング保護 30 コマンドプロセサー 52 比例ゲイン 54 積分ゲイン 55 微分ゲイン

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両の車輪を制動するためアダプティブ
    制動をかけ初期スキッドを検出するシステムにおいて、
    車輪に制動圧力をかける車輪ブレーキと、車輪ブレーキ
    にかかった制動圧力の関数である制動圧力信号を生成す
    る制動圧力センサーと、前記制動圧力信号を所定の限界
    制動圧力と比較する手段と、車輪の回転速度の関数であ
    る車輪速度信号を作り出す車輪速度信号生成手段と、前
    記車輪速度信号に基いた車輪速度信号を生成する車輪速
    度コンバーターと、基準速度信号を生成する速度基準生
    成手段と、前記航空機車輪速度信号と前記基準速度信号
    間の差異を示す車輪速度エラー信号を生成させるため前
    記車輪速度信号を前記基準速度信号と比較する車輪速度
    比較手段と、アンチスキッド制御信号を提供すべく前記
    車輪速度エラー信号を調整するために制動圧力信号に対
    して応答する圧力バイアス調整積分器と、所定の限界制
    動圧力と所定の一定圧力の和の値を用いて圧力バイアス
    調整積分器を初期化する手段と、減速コマンドに応じて
    コマンド制動圧力を生成するコマンド制動圧力信号生成
    手段と、前記制動圧力信号と前記コマンド制動圧力信号
    間の差異を示す制動圧力差異信号を生成するため前記制
    動圧力信号を前記コマンド制動圧力信号と比較する制動
    圧力比較手段と、操作者がかけるブレーキとは独立に前
    記車輪ブレーキを制御するために調整制動圧力信号を前
    記車輪ブレーキに前記制動圧力差異信号に応じて提供す
    る制御手段とを含むことを特徴とするアダプティブブレ
    ーキの適用と初期スキッド検出のためのシステム。
  2. 【請求項２】 車輪速度エラー信号がスキッドの開始を
    示す場合、測定された制動圧力値に圧力バイアス調整積
    分器を初期化する手段を更に含むことを特徴とする請求
    の範囲第１項に記載のアダプティブブレーキの適用と初
    期スキッド検出のためのシステム。
  3. 【請求項３】 比例圧力ゲイン、積分圧力ゲイン及び微
    分圧力ゲインにより前記制動圧力エラー信号を調整する
    手段を更に含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記
    載のアダプティブブレーキの適用と初期スキッド検出の
    ためのシステム。
  4. 【請求項４】 過渡制御手段と補償ネットワーク手段を
    更に含み、両手段の出力が圧力バイアス調整積分器の出
    力と合計されることを特徴とする請求の範囲第１項に記
    載のアダプティブブレーキの適用と初期スキッド検出の
    ためのシステム。
  5. 【請求項５】 着陸中の航空機の車輪を制動するために
    アダプティブ制動をかけ初期スキッドを検出するシステ
    ムにおいて、車輪に制動圧力をかける車輪ブレーキと、
    車輪ブレーキにかかった制動圧力の関数である制動圧力
    信号を生成する制動圧力センサーと、前記制動圧力信号
    を所定の限界制動圧力と比較する手段と、車輪の回転速
    度の関数である車輪速度信号を作り出すための車輪速度
    信号生成手段と、前記車輪速度信号に基いた車輪速度信
    号を生成する車輪速度コンバーターと、基準速度信号を
    生成する速度基準生成手段と、前記航空機車輪速度信号
    と前記基準速度信号間の差異を示す車輪速度エラー信号
    を生成させるため前記車輪速度信号を前記基準速度信号
    と比較する車輪速度比較手段と、アンチスキッド制御信
    号を提供すべく前記車輪速度エラー信号を調整するため
    に制動圧力信号に対して応答する圧力バイアス調整積分
    器と、車輪速度エラー信号が前記基準速度信号より大き
    い場合に圧力バイアス調整積分器を測定された制動圧力
    値に初期化する手段と、減速コマンドに応じてコマンド
    制動圧力を生成するコマンド制動圧力信号生成手段と、
    前記制動圧力信号と前記コマンド制動圧力信号間の差異
    を示す制動圧力差異信号を生成するため前記制動圧力信
    号を前記コマンド制動圧力信号と比較する制動圧力比較
    手段と、１操作者がかけるブレーキとは独立に前記車輪
    ブレーキを制御するため調整制動圧力信号を前記車輪ブ
    レーキに前記制動圧力差異信号に応じて提供する制御手
    段とを含むことを特徴とするアダプティブブレーキの適
    用と初期スキッド検出のためのシステム。
  6. 【請求項６】 所定の限界制動圧力と所定の一定圧力値
    の和の値を用いて圧力バイアス調整積分器を初期化する
    手段を更に含むことを特徴とする請求の範囲第５項に記
    載のアダプティブブレーキの適用と初期スキッド検出の
    ためのシステム。
  7. 【請求項７】 比例圧力ゲイン、積分圧力ゲイン及び微
    分圧力ゲインにより前記制動圧力エラー信号を調整する
    手段を更に含むことを特徴とする請求の範囲第５項に記
    載のアダプティブブレーキの適用と初期スキッド検出の
    ためのシステム。
  8. 【請求項８】 過渡制御手段と補償ネットワーク手段を
    更に含み、両手段の出力が圧力バイアス調整積分器の出
    力と合計されることを特徴とする請求の範囲第５項に記
    載のアダプティブブレーキの適用と初期スキッド検出の
    ためのシステム。
  9. 【請求項９】 着陸中の航空機の車輪を制動するために
    初期スキッディングを検出し制動圧力をかけ、前記車輪
    に制動圧力をかける車輪ブレーキを航空機が有する方法
    において、前記方法が、制動圧力を感知しかつ車輪ブレ
    ーキにかかった制動圧力の関数である制動圧力信号を生
    成するステップと、前記制動圧力信号を所定の限界制動
    圧力と比較するステップと、車輪の回転速度の関数であ
    る車輪速度信号を生成するステップと、前記車輪速度信
    号に基づいた車輪速度信号を生成するステップと、基準
    速度信号を生成するステップと、前記車輪速度信号を前
    記基準速度信号と比較しかつ前記車輪速度信号と前記基
    準速度信号間の差異を示す車輪速度エラー信号を生成す
    るステップと、アンチスキッド制御信号を提供するため
    に制動圧力に応答する前記車輪速度エラー信号を調整す
    るため圧力バイアス調整積分器を提供するステップと、
    減速コマンドに応じてコマンド制動圧力信号を生成する
    ステップと、前記制動圧力信号を前記コマンド制動圧力
    信号と比較しかつ前記制動圧力信号と前記コマンド制動
    圧力信号間の差異を示す制動圧力差異信号を生成するス
    テップと、操作者がかけるブレーキとは独立に前記車輪
    ブレーキを制御するため調整制動圧力信号を前記車輪ブ
    レーキに前記制動圧力差異信号に応じて提供するステッ
    プとを含むことを特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】 所定の限界制動圧力と所定の一定圧力
    値の和で圧力バイアス調整積分器を初期化するステップ
    を更に含むことを特徴とする請求の範囲第９項に記載の
    方法。
  11. 【請求項１１】 車輪速度エラー信号がスキッドの開始
    を示す場合に圧力バイアス調整積分器を制動圧力値に初
    期化するステップを更に含むことを特徴とする請求の範
    囲第１０項に記載の方法。
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