具有電力制動系統的飛機的駐機制動控制的製作方法

2023-05-26 09:57:46

專利名稱：具有電力制動系統的飛機的駐機制動控制的製作方法
技術領域：
本發明的實施例一般涉及飛機制動系統。更為具體地說，本發明的實 施例涉及一種方法和系統，用於控制飛機電力制動系統的駐機制動的啟動。
背景技術：
大多數舊式飛機制動系統採用直接的纜線或液壓制動驅動結構。這種 纜線和液壓控制系統會面臨重量、性能或可靠性方面的問題。許多這些問 題通過使用以電氣方式驅動和控制的飛機制動系統得以改進。以電氣方式 驅動和控制的制動系統在口語上稱作"線制動，，系統。如同其液壓式對應 系統那樣，飛機的電力制動系統可以包括駐機制動部件，可被啟動以防止 飛機在駐機時滾行。飛機電力制動系統中的駐機制動才幾構可以以與電力制 動系統的主命令/控制邏輯集成在一起的方式進行電控和操作。理想的是， 以飛行員易於學習並且以結合傳統液壓制動系統所用的慣用協議的直觀方 式來控制電力制動系統中的駐機制動機構。

發明內容
在此所述的技術和工藝涉及對飛機電力制動系統中的駐機制動機構的 控制。電力制動系統的一個實施例包括一種處理結構，該結構具有適當設 計的處理邏輯，該邏輯響應於從飛機的至少一個制動3喬板和駐才幾制動杆接 收的傳感器數據來控制駐機制動機構的啟動。駐機制動機構的控制邏輯用 以響應於至少 一個制動踏板和駐機制動杆的物理操作接合駐機制動器，此 處這種操作模擬設定傳統(液壓)飛機制動系統中的駐機制動所遵循的事件 順序。
, 本發明實施例的以上和其他方面可以由 一 種飛駐制動器的設定方
法實現，此飛機具有制動踏板；駐機制動杆；以及電力制動系統，該電力 制動系統聯接於制動踏板和駐機制動杆。此方法包含獲得表示制動踏板的偏移的制動踏板偏移數據；獲得表示駐機制動杆的位置的駐機制動杆狀
態數據；以及處理制動踏板偏移數據和駐機制動杆狀態數據以響應於制動
踏板和駐機制動杆的操作、以模擬傳統液壓驅動式飛^U主^L制動系統的接
合特徵的方式來設定電力制動系統的駐機制動機構。
本發明實施例的以上和其他方面可以通過一種飛機駐機制動器的設定
方法實現，此飛機具有制動踏板；駐機制動杆；以及電力制動系統，該電力制動系統聯接於制動踏板和駐機制動杆。此方法包含獲得表示制動踏板的偏移的制動踏板偏移數據；獲得表示駐機制動杆的位置的駐機制動杆狀態數據；響應於制動踏板偏移數據和駐機制動杆狀態數據的啟動條件(enable condition),以電氣方式將電力制動系統的駐機制動機構設定到工作狀態；以及保持駐機制動機構的工作狀態而不鎖定或閂鎖制動踏板。
本發明實施例的以上和其他方面可以由 一種飛機駐機制動器的控制系統實現，此飛機具有制動踏板、駐機制動杆，以及電力制動系統，該電力制動系統連接於制動踏板和駐機制動杆。此控制系統包括處理結構，該結構具有處理邏輯用以獲得表示制動踏板的偏移的制動踏板偏移數據；獲得表示駐機制動杆的位置的駐機制動杆狀態數據；響應於制動踏板偏移數據和駐機制動杆狀態數據的第一條件，解除駐機制動杆的鎖定；以及其後，響應於制動踏板偏移數據和駐機制動杆狀態數據的第二條件，以電氣方式將電力制動系統的駐機制動機構設定到工作狀態。
這裡提供的概括以簡化形式介紹了以下在詳細說明中還有進一步描述的選定的基本概念。這裡的概括並不企圖認定所要求保護的主題的關鍵特性或必要特性，也不企圖被用作確定所要求保護的主題範圍的輔助手段。


通過參照結合附圖考慮的詳細說明和權利要求，可以獲得對本發明的實施例更全面的了解，圖中同樣的附圖標記指的是同樣的元件。
圖1是飛機電力制動系統的實施例的示意簡圖2是流程圖，圖示了電力駐機制動控制過程，可由圖1中圖示的電力制動系統執行；以及
圖3是控制邏輯和電力制動系統組件的示意簡圖，它們可用以執行圖2中圖示的電力駐機制動控制過程。
具體實施例方式
以下的詳細說明性質上僅僅只是說明性的，並非旨在限制本發明的實施例或這些實施例的應用和用途。其次，沒有意圖受限於在前述技術領域、背景技術、發明內容或以下詳細說明之中提出的任何直述或隱含的理論。
本發明的實施例在此可以以功能和/或邏輯單元組件和各種處理步驟的方式進行說明。應當理解，這些單元組件可以通過任意數量的硬體、軟體，和/或用以執行規定功能的固件實現。比如，本發明的實施例可以採用各種集成電路組件，比如存儲元件、數位訊號處理元件、邏輯元件、查閱表，等等，它們可以在一或多個微處理器或其他控制裝置的控制下執行多種功能。此外，本技術領域中的熟練人員將會理解，本發明的實施例可以結合多種不同的飛機制動系統和飛機結構實施，而在此所述的系統只是本發明的一種示例性實施例。
為簡明起見，涉及信號處理、飛機制動系統、制動系統控制裝置、數字邏輯結構、以及系統的其他功能方面(和系統的各個操作組件)的傳統技術和組件在此不作詳述。其次，示於在此所包含的各附圖中的連接線旨在表示各種元件之間的示例性功能關係和/或物理連接。應當指出，許多可供代換的或附加的功能關係或物理連接可以存在於本發明的實施例之中。
以下說明會涉及到"連接"或"聯接"在一起的各元件或各節點或各部件。如在此所用，除非另外明確表明，"連接"意指一個元件/節點/部件直接連接於(或直接連通於)另一個元件/節點/部件，且不一定是以機械方式。同樣，除非另外明確表明，"聯接"意指一個元件/節點/部件直接或間接地連接於(或直接或間接地連通於)另一元件/節點/部件，且不一定是以機械方式。因而，雖然示於圖中的簡圖畫出元件的例示性配置結構，但附加的一些插入元件、裝置、部件或組件也可能出現在本發明的實施例之中。
圖1是用於飛機的電力制動系統100的示例性實施例的示意簡圖。在
示於圖1之中的示例性實施例中，飛機採用左側電力制動子系統結構102和右側電力制動子系統結構103，它們的構成類似。術語"左"和"右"分別指的是飛^^的左側和右側。實際上，兩個子系統結構102/103可以以下述方式獨立控制。為簡單起見，在下文中僅僅詳細說明左側電力制動子系統結構102。應當理解，以下說明也適用於右側電力制動子系統結構103。對於這一示例性配置來說，左側電力制動子系統結構102總體上包括飛行員駐機制動杆(pilot parking brake lever) 104; 制動系統控制單元(BSCU)106,該單元聯接於飛行員駐機制動杆104;制動踏板107，該踏板聯接於BSCU106;聯接於BSCU106的外電力制動驅動器控制器(EBAC)108;聯接於BSCU106的內EBAC110;外輪組112，該輪組包括前輪114和後輪116;內輪組118,該輪組包括前輪120和後輪122;電力制動驅動器(附圖標記124、 128、 132和136),聯接於各EBAC;以及摩擦制動器(附圖標記126、 130、 134和138)，聯接於各EBAC。電力制動驅動器和摩擦制動器對應於左側電力制動子系統結構102的各輪。雖然在圖1之中未示出，相應於每個輪實施例可以具有一個以上的電力制動驅動器和一個以上的摩擦制
動器。如以下所述，摩擦制動器是適於結合電力制動系統IOO使用的駐機制動才幾構的 一 個實施例。
左側電力制動子系統結構102中的元件可以利用數據傳輸總線、或者任何適當的互聯裝置或有助於處理信號、數據、命令/控制指令的裝置等聯接在一起。比如，數字數據傳輸總線或多個數字數據傳輸總線可以用以將EBAC控制信號從BSCU106傳送到各EBAC,將制動機構控制信號(比如驅動器控制信號)從各EBAC傳送到各電力制動驅動器，傳送摩擦制動器控制信號，等等。簡要地說，BSCU106對飛行員駐機制動杆104和制動踏板107的操縱做出反應，並且作為響應而產生由各EBAC 108/110接收的控制信號。而各EBAC108/110又生成由各電力制動驅動器接收的制動驅動器控制信號。而制動驅動器接合以阻止或防止其相應輪的轉動。這些部件和組件以下將較為詳細地說明。
飛行員駐機制動杆104用以向電力制動系統IOO提供飛行員輸入。在一個實施例中，飛機採用一個飛行員駐機制動杆來控制相應於飛機上所有輪的各駐機制動器的施用。換句話說，飛行員駐機制動杆104可以被飛機上的兩個電力制動子系統結構所共用。飛行員物理操縱飛行員駐機制動杆104以便以電力方式啟動飛機駐機制動器的接合。飛行員駐機制動杆104的運動和/或位置可以由硬體伺服系統、開關或等同組件測定，由轉換器或等同組件轉換成駐機制動命令控制信號，並被發送給BSCU106。在此所述的示例中，飛行員駐機制動杆104的操縱產生駐機制動杆狀態數據，該數據表明飛行員駐機制動杆104的位置。而駐機制動杆狀態數據又影響駐機制動控制邏輯。
制動踏板107也用以向電力制動系統100提供飛行員輸入。飛行員物理操縱制動踏板107，造成制動踏板107的偏移或移動(亦即某種形式的物理輸入)。這種物理偏移由硬體伺服系統或等效組件從其自然位置起測定，由轉換器或等效組件轉換成BSCU飛行員命令控制信號，並被發送給BSCU106。 BSCU飛行員命令控制信號可以傳輸制動踏板傳感器數據，該數據可以包括或指明制動踏板107的偏移位置、制動踏板107的偏移速率、制動機構的預期制動條件，等等。在此所述的示例中，制動踏板107的操縱產生制動踏板偏移數據，該數據表明制動踏板107的偏移。而制動踏板偏移數據影響駐機制動控制邏輯。
BSCU106是電子控制單元，具有內置和/或可安裝的軟體，它們以數字方式計算代表制動命令和駐機制動命令的EBAC控制信號。此電氣/軟體裝置允許按給定飛機配置所需進一步優化和定製制動特性和駐機制動驅動和控制。實際上，電力制動系統100之中的每個BSCU都可以用通用的處理器、內容定址存儲器、數位訊號處理器、特定於具體應用的集成電路、現場可編程門陣列、任何適當的可編程邏輯器件、離散門或電晶體邏輯(discretegate or transistor logic)、離散硬體組件，或者用以實現在此所述功能的它們的任意組合來實現或實施。處理器可以表現為微處理器、控制器、微控制器、或者狀態機。處理器也可以實現為各計算裝置的組合，比如數位訊號處理器與微處理器的組合、多個微處理器、與數位訊號處理器核(digitalsignal processor core)結合的一或多個微處理器、或者任何其他這種結構。在一個實施例中，每個BSCU用裝有(host)軟體並設置有用於軟體的外部接口的計算機處理器(諸如PowerPC555)實現。
BSCU監測各種飛機輸入以提供控制功能，例如但不限於踏板制動；駐機制動；自動制動；以及收起落架制動(gear retract braking)。此外，BSCU106混合防滑命令(可以從BSCU106內部或外部生成)以提供制動的增強控制。BSCU106從制動踏板107獲得飛行員命令控制信號，以及從飛行員駐機制動杆104獲得駐機制動命令控制信號。BSCU106處理其輸入信號並生成一或多個EBAC控制信號，該控制信號由各EBAC108/110接收。實際上，BSCU106經由數字數據總線將EBAC控制信號傳輸給各EBAC108Z110。在通用合的結構(未畫出)中，每個BSCU可以產生獨立的輸出信號，與在其控制下的任意數量的EBAC—起使用。
電力制動系統100之中的每個EBAC聯接於BSCU並由其控制。電力制動系統100之中的每個EBAC可以以上針對BSCU所述的方式實現、執行和體現。另外，BSCU106和EBAC108/110的功能可以結合為單一的基於處理器的部件或組件。在一個實施例中，每個EBAC是用計算機處理器(諸如PowerPC 555)實現的，它裝有軟體，設置有用於軟體的外部接口 ，並包括適當的處理邏輯，該邏輯用以進行在此所述的各種EBAC^t喿作。在此實施例中，每個EBAC108/110從BSCU106獲得其各自的EBAC控制信號，處理該EBAC控制信號，並為飛機制動器組件生成制動機構控制信號。
每個輪可以包括相關聯的制動機構和一或多個制動驅動器。因此，相應於每個輪的制動和駐才幾制動可以由電力制動系統100獨立地和單獨地進行控制。每個電力制動驅動器適當地設計用來從EBAC接收驅動器控制信號，其中驅動器控制信號影響電力制動驅動器的調節。在此實施例中，電力制動系統100之中的每個電力制動驅動器聯接於EBAC並由其控制。以此方式，EBAC108/110控制制動驅動器來施用、釋放、調整，以及另外控制^^制動器的施用。在這方面，EBAC108/110響應於由BSCU106生成的相應EBAC控制信號生成制動機構控制信號。制動機構控制信號進行適當地格式化以及處理以便相容於飛機所採用的特定製動機構。本技術領域中的熟練人員熟悉飛機制動機構和它們被控制的一般方式，而這些已知的方面在此將不作詳細說明。
左側電力制動子系統結構102可以包括適當設計的動力控制子系統(power control subsystem) 140或與之協同操作。動力控制子系統140可以聯接於EBAC108/110(和/或電力制動系統100的其他組件)，而且動力控制子系統140可以用以按照需要施加、撤除，以及另外調節用於電力制動驅動器的操作動力。比如，在摩擦制動器接合之後可以使動力控制子系統140能夠/不能提供由EBAC108/110所使用的、用於啟動保持駐機制動部件所需的制動力的電力制動驅動器和/或左側電力制動子系統結構102的其他組件的操作動力。
右側電力制動子系統結構103具有類似於左側電力制動子系統結構102的結構。對於這一示例性配置來說，如圖l之中所示，右側電力制動子系統結構103可以包括單不限於飛行員駐機制動杆104,該杆可以與左側電力制動子系統結構102共用；BSCU146;制動5務板147;內EBAC148; 外EBAC150;內輪組152;外輪組154;各電力制動驅動器(附圖標記164、 168、 172和176),以及摩擦制動器(附圖標記166、 170、 174和178),摩擦 制動器對應於其各自輪(附圖標記156、 158、 160和162)。這些組件聯接在 一起以如上針對左側電力制動子系統結構102所述的的那樣工作，不過， 右側處理過程優選獨立於左側處理過程。另外，右側電力制動子系統結構 103具有專用的動力控制子系統180。
這裡所描述的駐機制動控制方案和相關的處理邏輯提供了 一種以電力 方式施加飛機駐機制動的方法，方式類似於在傳統液壓-機械制動系統中找 到的方式。在這方面，許多傳統液壓驅動的飛機駐機制動系統以如下方式 啟動駐機制動器首先，飛行員壓下右和左制動踏板以液壓驅動輪制動器； 然後，飛行員抬起駐機制動杆以將制動踏板閂鎖或鎖定在其下壓的位置， 以便保持輪制動接合所需的液壓力。在電力制動系統的情況下，液壓驅動 和制動踏板的物理閂鎖都是不必要的。因此，在此所述的駐機制動控制方 案可以代之以處理由制動踏板傳感器生成的傳感器數據、由駐機制動杆處 的傳感器(例如微型開關)生成的位置數據、以及聯接於駐機制動杆或配裝於 駐機制動杆內的鎖定螺線管。在此所述的示例中，電力駐機制動器響應於 制動踏板偏移的電檢測並結合駐機制動杆移動進入設定位置的電檢測而被 啟動。電力制動系統於是可以響應於制動踏板和駐機制動杆的操縱而處理 制動踏板偏移數據和駐機制動杆狀態數據以設定駐機制動機構(例如摩擦制 動器)。駐機制動控制邏輯適當地設計，使得電力制動系統以模擬傳統液壓 驅動的飛行駐機制動系統的接合特性的方式設定駐機制動機構。換句話說， 相同系列的駕駛艙事件由飛行員(或其他人員)執行，以便以電氣方式設定飛 機駐機制動器。駐機制動器響應於右和左制動踏板的隨後下壓而以電氣方 式停用(釋放)。該動作導致可以是彈簧加載的駐機制動杆移回到其完全釋放 的位置；該動作還導致摩擦制動器和/或制動驅動器與輪轉子脫離接合。
再次參照圖1，電力制動系統100的實施例將輪制動和駐機制動控制區
隔為兩個線路可更換單元(line replaceable unit)(LRU)上的四條獨立的通道。
每個通道接收其自己的一組輸入(比如制動踏板偏移數據和駐機制動杆狀態
數據)，並且進而獨立地控制在其控制下的輪的駐機制動機構的起動。為簡
明和易於理解，這種並行的處理在此不作詳細說明。圖2是一流程圖，示出了電力駐機制動控制過程200，其可以由電力制 動系統100執行。結合電力駐機制動控制過程200執行的某些任務可以由 軟體、硬體、固件或它們的任意組合來實現。為了說明的目的，過程200 的以下說明會述及以上結合圖1所提及的元件。在本發明的實施例中，過 程200的各部分可以由所述系統的不同元件，比如BSCU、 EBAC,或者電 力制動驅動器，來執行。應當理解，過程200可以包括任何^:量的附加或 別的任務，示於圖2之中的各任務不需要以圖示的順序執行，並且過程200 可以併入在此沒有詳細說明的、具有附加功能的更綜合的程序或過程之中。
電力駐機制動控制過程200假定，飛機採用適當設計的、用以將駐機 制動杆物理保持在設定(抬起)位置或未設定(落下)位置的駐機制動杆閂鎖或 鎖具。閂鎖機構也可以被接合以限制駐機制動杆的行程範圍，比如，防止 駐機制動杆一移動進入其設定位置。此閂鎖機構可以體現為聯接於駐機制 動杆或集成於駐機制動杆的電螺線管(electric solenoid)。過程200可以將駐 機制動杆保持在設定位置，作為駐機制動機構的工作狀態的可見標識。此 外，過程200可以將駐機制動杆保持在未設定位置，作為安全措施以確保 駐機制動機構不被無意地啟動。過程200可以通過獲得用於處理的制動踏 板偏移數據和駐機制動杆狀態數據(任務202)而開始。制動踏^1偏移數據表 明至少 一個制動踏板的實際偏移量，而駐機制動杆狀態數據表明駐機制動 杆的物理位置。因而，這樣的數據將響應於制動踏板和駐機制動杆的物理 操作而改變。
電力駐機制動控制過程200的這一實施例可以在概念上分為兩個階段。 第一階段對應於制動踏板偏移數據和駐機制動杆狀態數據的第一狀態的檢 測，此處第一狀態的檢測啟動駐機制動杆的解鎖/解閂，從而允許駐機制動 杆進入其設定位置。在此示例中，第一狀態對應的狀態為(l)制動踏板偏 移數據表明偏移值超過臨界值，以及(2)駐機制動杆狀態數據表明未釋放 (NOT RELEASED)狀態。過程200的第二階段對應於制動踏^1偏移數據和 駐機制動杆狀態數據的第二狀態的檢測，此處第二狀態的檢測啟動將駐機 制動機構電氣設定到其工作狀態。在此示例中，第二狀態對應的狀態為(1) 制動踏板偏移數據仍然表明偏移值超過臨界值，以及(2)駐機制動杆狀態數 據表明設定(SET)狀態。
再次參照圖2,如果制動踏板偏移數據表明偏移值超出臨界值(詢問任務204),則過程200以電氣方式驅動電力制動系統中的 一個或多個制動驅
動器(任務206)。在任務206期間，EBAC受到控制，使得它們生成導致制 動驅動器接合的適當的制動驅動器控制信號。在任務206的情況下，過程 200可啟動用於電力制動控制信號的電壓和/或用於EBAC的電壓。如以上 在圖1所述的情況，電力制動系統100可利用一個或多個動力控制子系統 140/180來調節這些電壓。在一特定實施例中，任務206能夠實現28 VDC 供電以及能夠實現± 13 0 VDC供電。
除了詢問任務204以外，過程200還檢查駐機制動杆的狀態(詢問任務 208)。如果駐機制動杆狀態數據表明未釋放(NOTRELEASED)狀態，則電力 駐機制動控制過程200對駐機制動杆解鎖/解閂以允許駐機制動杆的進一步 抬起(任務210)。值得注意的是，如果由詢問任務204和208規定的準則未 被滿足，則過程200將不會啟動駐機制動杆的解鎖/解閂，而過程200可以 在詢問任務204(或者，等價地，在任務202)處重新進入。在一個實施例中， 用於詢問任務204的臨界值對應於制動踏板的規定偏移角度，例如，11.5 度(當然，可以指定其他角度以適合特定系統或飛機的需要)。在可選的實施 例中，可以分析其他偏移度量(而非偏移角度)。在一個實施例中，用於詢問 任務208的臨界值對應於駐機制動杆的特定位置，其可以通過開關、傳感 器等檢測。這一 臨界值代表部分而非完全抬起的位置。
在任務210之後，駐機制動杆可以更進一步抬起。詢問任務212;f僉查 是否達到第二狀態，即，駐機制動杆狀態數據是否表明設定(SET)狀態。對 於這一示例來說，假定製動踏板偏移值保持高於高的臨界值，即，制動踏 板依然是被下壓的。因此，如果制動踏板偏移數據表明偏移值超過高的臨 界值(如相應於詢問任務204所述)並且如果駐機制動杆狀態數據表明設定 (SET)狀態，則電力駐機制動控制過程200可以開始駐機制動才幾構的電氣啟 動。在一個實施例中，用於詢問任務212的臨界值對應於駐機制動杆的另 一位置，其可以通過開關、傳感器等進行檢測。這一特定的臨界值代表駐 機制動杆的完全抬起位置。
過程200然後可以將駐機制動機構設定到其工作狀態(任務214)。結合 任務214，過程200可以接合一個或多個摩擦制動器以將制動驅動器保持在 它們的當前位置。 一旦當駐機制動機構(比如摩擦制動器)被設定，電力駐機 制動控制過程200可以以適當方式表示駐機制動工作(PARKING BRAKE
13ACTIVE)狀態(任務216)。比如，過程200可以生成一種適當的顯示，點亮 駕駛艙指示燈，或者以另外方式產生告知機組人員駐機制動器已經接合的 一種通知。在一個實施例中，過程200可以保持駐機制動機構的駐機制動 工作(PARKING BRAKE ACTIVE)狀態(任務218)而不鎖定或閂鎖制動踏
式控制的，而不需要依賴制動踏板和/或駐機制動杆的任何進一步物理操作。 在此所述的駐機制動控制邏輯假定當駐機制動機構在以電氣方式#皮啟 動時制動踏板保持下壓。在駐機制動機構被啟動和制動踏板隨後被釋放(詢 問任務220)之後，電力制動系統可以安全地從制動驅動器撤除驅動動力， 因為摩擦制動器被接合(任務224)。如上所述，EBAC操作動力的撤除會是 預期的，以^更節省飛才幾電池電能。此外，電力駐機制動控制過程200可以 啟動駐機制動杆的鎖具/閂鎖，從而將駐機制動杆保持在其設定位置(任務 224)。駐機制動杆在此位置上的鎖定可用作駐機制動工作(PARKING BRAKEACTIVE)狀態的一種可見標識，從而模擬依賴駐機制動杆的物理位 置和依賴制動踏板的物理閂鎖的傳統駐機制動系統。值得注意的是，將駐 機制動杆保持在此位置上(任務224)不需要實際觸發駐機制動工作 (PARKING BRAKE ACTIVE)狀態的電子接合。另 一 方面，如果駐機制動杆 被操縱達到其釋放位置，則摩擦制動器將被解除接合，導致駐機制動不起 作用(PARKING BRAKE INACTIVE)狀態。
駐機制動機構可以用任何適當的觸發事件停用(摩擦制動器和/或電力 制動驅動器被釋放)。例如，如果制動踏板或各制動踏板隨後被下壓而超出 臨界量且然後被釋放，則可以觸發停用。換句話說，制動踏板的偏移和釋 放導致系統以電氣方式從駐機制動工作(PARKING BRAKE ACTIVE)狀態到 駐機制動不起作用(PARKING BRAKE INACTIVE)狀態的狀態改變。實際 上，這可導致摩擦制動器的釋放和/或電力制動驅動器的停止。此外，這將 導致駐機制動杆的物理解鎖和制動杆返回到其釋放位置。
圖3是控制邏輯和電力制動系統組件的示意簡圖，可以用於執行電力 駐機制動控制過程200。圖3畫出控制系統300的一個實施例，該系統可以 用於執行過程200。控制系統300包括處理結構，具有適當地設計以完成這 裡所述的某些技術、操作以及命令/控制任務的處理邏輯。實際上，控制系 統300可以在一個或多個實際組件中實現，所述組件可以遍及電力制動系統100分布。比如，控制系統300的處理結構可以在BSCU、 EBAC、動力 控制子系統、飛機的共核系統(commoncoresystem)(CCS)、以及類似裝置中 實現。
控制系統300進行適當地設計以通過電力制動系統的命令/控制處理裝 置306以及通過至少一個EBAC308來影響電力制動驅動器302和摩擦制動 器304的操作。簡單地說，控制系統300生成一個或多個數字邏輯控制信 號，用作輸入到命令/控制處理裝置306的輸入。實際上，處理裝置306可 以包括但不限於從控制系統300到飛機的CCS的接口；附加的處理硬體、 軟體、固件，或用於電力制動系統的其他功能的邏輯電路；與EBAC308的 接口；以及類似裝置。
控制系統300的實施例採用數字邏輯電路和其他聯接在一起的元件， 如圖3之中所示。邏輯元件包括與門(AND gate)310、 312、 314、 315、 316 和318,以及或門(OR gate)319和320。控制系統300還可以包括第一臨界 值比較器322、第二臨界值比較器323、第三臨界值比較器324，以及第四 臨界值比較器325。對於這一示例來說，控制系統300適當地設計以接收但 不限於來自製動踏板偏移傳感器326(或者飛機上的等價組件)的制動踏板 偏移數據；來自微型開關328/330(或者飛機上的等價組件)的駐機制動杆狀 態數據；制動狀態排布和調節指示器(park and adjust indicator)332,可以由 電力制動系統的BSCU形成；以及，在某些情況下，動力升高脈衝(power-up pulse)334。對這一示例來說，控制系統300適當地設計以產生但不限於用 於駐機制動杆螺線管控制邏輯電路338的控制信號336;觸發駐機制動工作 (PARKING BRAKE ACTIVE)狀態(具有例如邏輯高值)或者駐機制動不起作 用(PARKING BRAKE INACTIVE)狀態(具有例如邏輯低值)的駐機制動閂 鎖信號340;以及用於指明系統當前是處於駐機制動有效狀態還是駐機制動 不起作用狀態的駕駛艙機組指示系統343的駐機制動狀態指示器信號341。 控制系統300的這些方面在下文中更詳細地說明。
制動踏板偏移傳感器326用以生成制動踏板偏移數據。制動踏板偏移 傳感器326聯接於相應的制動踏板或配裝入相應的制動踏板。圖3畫出簡 化的配置，只包括相應於一個制動踏板的一個制動踏板偏移傳感器326。實 際上，控制系統300可以採用任何數量的制動踏板偏移傳感器326以服務 於任何數量的制動踏板，且圖3中所示的控制邏輯電路可以按照需要修改以適應附加的傳感器。在一個實施例中，控制系統300包括飛行員的左和 右制動踏板、第一機務員的左和右制動踏板，以及四個相應的制動踏板偏
移傳感器326(或者四個相應組制動踏板偏移傳感器)。
控制系統300也可採用產生駐機制動杆狀態數據的適當的傳感器或檢 測器結構。對圖示的實施例來說，控制系統300採用微型開關328,在駐機 制動杆的釋放(RELEASED)狀態與非釋放(NOT RELEASED)狀態之間切換 (取決於駐機制動杆的物理位置)。微型開關328聯接於駐機制動杆或配裝於 駐機制動杆。對這個示例來說，當駐機制動杆至少部分被抬起時(對應於非 釋放狀態)微型開關328產生邏輯高值作為輸出，而當駐機制動杆未被抬起 時(對應於釋放狀態)產生邏輯低值。類似地，控制系統300可以包括另一微 動開關330,該開關在駐機制動杆的未設定(NOT SET)狀態與設定(SET)狀態 之間切換，這裡設定狀態表示駐機制動杆的完全抬起或接合位置。微型開 關330可以聯接於駐機制動杆或配裝於駐機制動杆。對這個示例來說，當 駐機制動杆完全抬起時(對應於設定狀態)微動開關330產生邏輯高值作為輸 出，而當駐機制動杆未完全抬起時(對應於未設定狀態)產生邏輯低值。
比較器322用以將制動踏板偏移值與相對較高的臨界值進行比較。在 一個實施例中，此臨界值對應於制動踏板的規定偏移角度，比如11.5度(當 然，可以指定其他角度以適應特定系統或飛機的需要)。在可選實施例中， 可以分析其他偏移度量(不同於偏移角度)。如果制動踏板偏移值小於所述高 臨界值，比較器322的輸出將是邏輯高值，否則，比較器322的輸出將是 邏輯低值。控制系統300可以包括另一比較器323,該比較器用以將制動踏 板偏移值與小於高臨界值的相對較低的臨界值進行比較。在這個示例中， 低臨界值對應於大約IO.O度的偏移角度(當然，可以指定其他一些角度以適 應特定系統或飛機的需要)。如果制動踏板偏移值大於或等於所述低臨界值， 比較器323的輸出將是邏輯高值；否則，比較器323的輸出將是邏輯低值。 因此，只有當制動踏板偏移值是至少10.0度並且小於11.5度時，與門310 的輸出才會是邏輯高值。
在此實施例中，比較器324用以將制動踏板偏移值與所述低臨界值 (IO.O度)進行比較。如果制動踏板偏移值小於所述低臨界值，比較器324的 輸出將是邏輯高值，否則，比較器324的輸出將是邏輯低值。比較器324 的輸出用作與門314的一個輸入。控制系統300也可以包括比較器325,用以將制動踏板偏移值與所述高 臨界值(11.5度)進行比較。如果制動踏板偏移值大於或等於所述高臨界值， 比較器325的輸出(出現在節點342處)將是邏輯高值，否則比較器325的輸 出將是邏輯低值。
當駐機制動杆至少部分被抬起時，微型開關328從其釋放(RELEASED) 狀態改變到其非釋放(NOT RELEASED)狀態。如上所述，微型開關328的 輸出(出現在節點344處)，當駐機制動杆處在非釋放狀態時將是邏輯低值， 而當駐機制動杆處在釋放(RELEASED)狀態時將是邏輯低值。
當駐機制動杆被完全抬起時，微型開關330從其未設定(NOT SET)狀態 改變到其設定(SET)狀態。如上所述，微型開關330的輸出(出現在節點346 處)，當駐機制動杆處在設定狀態下時將是邏輯高值，而當駐機制動杆處在 未設定狀態下時將是邏輯低值。
僅僅當(l)制動踏板偏移值小於所述低臨界值；(2)駐機制動閂鎖信號 340是邏輯l氐值，即系統處在駐才幾制動工作(PARKING BRAKE ACTIVE)狀 態下；以及(3)影響駐機制動杆螺線管控制邏輯338的操作的控制信號336 是邏輯高值時，與門314的輸出將是邏輯高值。否則，與門314的輸出將 是邏輯低值。僅僅當(l)制動踏板偏移值小於所述高臨界值；(2)制動踏板 偏移值大於或等於所述低臨界值；以及(3)控制信號336是邏輯高值時， 與門312的輸出將是邏輯高值。
如上所述，飛機可以採用電氣啟動式駐機制動杆鎖定機構。該駐機制 動杆鎖具可以用比如聯接於駐機制動杆或配裝於駐機制動杆內的電螺線管 實現。表示駐機制動杆螺線管控制邏輯電路338的控制信號336的與門315 的輸出，取決於或門319的輸出和微型開關328的狀態。
控制信號336將按需要對駐機制動杆螺線管供電或解除供電。例如， 控制信號336可以用作電螺線管的觸發信號，使得控制信號336的邏輯高 值解除駐機制動杆的鎖定。在此實施例中，駐機制動杆螺線管控制邏輯338 防止駐機制動杆被完全抬起，除非(l)或門319的輸出是邏輯高值；以及 (2)駐機制動杆處在未釋放(NOT RELEASED)狀態。此外，駐才幾制動杆螺線 管控制邏輯338適當地進行設計以處理在駐機制動杆處於其非釋放(NOT RELEASED)狀態下而制動踏板偏移值落在所述高臨界值以下的情形。具體 地說，系統保持螺線管被供電，使得駐機制動杆在中間狀態下不被鎖定或卡住。
在此實施例中，駐機制動閂鎖信號340的邏輯高值觸發駐機制動機構 的啟動，而駐機制動閂鎖信號340的邏輯低值觸發駐機制動機構的解除啟 動。在圖3中，駐機制動閂鎖信號340由與門316產生，且駐機制動閂鎖 信號340還用作與門314和或門320的輸入。值得注意的是，僅僅當(1) 或門320的輸出是高值；以及(2)駐機制動杆處在設定(SET)狀態下(即，微型 開關328的輸出是表示駐機制動杆未被釋放(NOTRELEASED)的邏輯高值， 且微型開關330的輸出是表示駐機制動杆被設定(SET)的邏輯高值)，與門 316的輸出將是邏輯高值。
或門320用以調整與門316的輸出並因此調整是否啟動或解除啟動駐 機制動機構。對於這一示例來說，或門320接受動力升高脈衝334作為一 個輸入信號。動力升高脈沖334是只有當駐機制動杆處於設定(SET)狀態下、 在系統組件(例如相應的BSCU)的動力升高下產生的脈沖式邏輯高值(pulsed logic high value),。這使得如果在系統初始化之前駐機制動杆處在設定(SET) 位置，控制系統300能夠將駐機制動閂鎖信號340設定於邏輯高值(因此啟 動駐機制動器)。這考慮了飛機在駐機時動力被關閉而隨後動力北打開以便 運行的通常情況。
或門320接收高臨界值比較器325的輸出作為第二輸入以及與門316 的輸出作為第三輸入。因此，對於圖示的實施例來說，如果(l)動力升高 脈衝334是高值；(2)制動踏板偏移值大於或等於所述高臨界值；或者(3)與 門316的輸出表明駐機制動器工作(PARKING BRAKE ACTIVE)狀態，則或 門320的輸出是邏輯高值。自與門316的該反饋迴路模擬了傳統制動系統 的運作，其中駐機制動杆被設定(其保持駐機制動器處在工作狀態)後制動踏
板被鎖定。在電力制動系統的該實施例中，制動踏板不是響應於駐機制動 杆的設定被鎖定。取而代之的是，反饋迴路用以在這些條件下保持駐機制 動工作(PARKING BRAKE ACTIVE)狀態。
僅僅當(1)駐機制動杆處在設定(SET)狀態，以及(2)制動狀態排布和調節 指示器332是邏輯高值時，表示駐機制動狀態指示信號341的、與門318 的輸出將是邏輯高值。制動狀態排布和調節指示器332可以由BSCU產生， 作為飛機駐機的標誌。對於這一示例來說，制動狀態排布和調節指示器332 是由BSCU在其從EBAC接收到摩擦制動器被設定或未被設定的反饋/確認
18之後生成的狀態信號。因而，與門318表示用於轉播給機組人員駐機制動
器已被設定的邏輯。對於這一實施例來說，響應於微型開關330處在設定 (SET)狀態和制動狀態排布和調節指示器332是邏輯高值，與門318的輸出 被驅動到邏輯高值。駐機制動狀態指示信號341控制駕駛艙機組指示系統 343的操作，所述駕駛艙機組指示系統可以提供駐機制動工作的視頻和/或 音頻通告。
對於這一實施例來說，與門316的輸出，即駐^L制動閂鎖信號340，由 命令/控制處理裝置306接收。實際上，駐機制動閂鎖信號340用作駐機制 動部件的主"開/關"信號-駐機制動器將不會被啟動，除非駐機制動閂鎖信 號340是邏輯高值。此外，命令/控制處理裝置306可以適當地進行設計而 以任何所需的方式來控制電力制動驅動器302和/或摩擦制動器304，以支 持不同的駐機制動技術。比如，命令/控制處理裝置306可以設計成具有響 應於系統和/或操作條件而調節由電力制動驅動器302施加的力的大小的處 理邏輯。在這方面，當飛機引擎空轉時，電力制動驅動器302可以施加相 對較小的力，而當飛機引擎超過空轉時(即使當飛機已經駐機時的某些時間 也可能發生)，則施加相對較大的力。
如上面結合電力制動系統100所述，命令/控制處理裝置306可以與至 少一個EBAC308、摩擦制動器304(聯接於EBAC308並受其控制)、以及電 力制動驅動器302(聯接於EBAC308並受其控制)協同操作。圖3畫出簡化 的電力制動系統；實際上，實施例相應於每個制動轉子可以包括一個以上 的EBAC、任何數量的摩擦制動器、以及任何數量的電力制動驅動器。各摩 擦制動器304適當地設計以將制動驅動器302保持處於分開狀態。因而， 摩擦制動器304與制動驅動器302協同操作並與之聯接。摩擦制動器304 代表用於接合制動驅動器302的機械裝置。換句話說，摩擦制動器304用 以將制動驅動器302保持在位，即使操作動力從EBAC308和/或制動驅動器 302撤除。摩擦制動器304允許制動制動器302保持接合而不從飛機電池用 掉過量的電能。在此示例中，EBAC308利用適當格式化的控制信號(suitably formatted control signals)來控制摩擦制動器304的施用。
如果駐機制動杆被釋放使得它不再保持處在其設定(SET)位置，則駐機 制動狀態指示信號341將被驅動到邏輯低值，駐機制動閂鎖信號340將被 驅動到邏輯低值，而EBAC308又將使摩擦制動器304脫離接合，從而解除駐機制動機構。同樣，如果制動狀態排布和調節指示器332改變為邏輯低
值，駐機制動狀態指示信號341將被驅動到低值以解除給予機組的駐機制
動設定指示。
雖然已經在前面的詳細說明中描述了至少一個示例性實施例，但應當 理解，存在著大量的變化。還應當理解，這裡的說明並不企圖以任何方式 限制本發明實施例的範疇、可用性，或者結構。相反，前面的詳細說明將 向本技術領域中的熟練人員提供一種的方便的路線圖，用於實施所述的個 或多個實施例。應當理解，在元件的功能和配置方面可以作出多種改變而 不偏離由權利要求所限定的範疇，此範疇包括在提出本專利申請時已知的 等價物和可預見的等價物。
權利要求
1.一種設定飛機的駐機制動的方法，所述飛機具有制動踏板、駐機制動杆、以及電力制動系統，所述電力制動系統聯接於制動踏板和駐機制動杆，所述方法包括獲得表示制動踏板的偏移的制動踏板偏移數據；獲得表示駐機制動杆的位置的駐機制動杆狀態數據；以及處理制動踏板偏移數據和駐機制動杆狀態數據，以響應於制動踏板和駐機制動杆的操縱、以模擬傳統液壓驅動式飛機駐機制動系統的接合特徵的方式設定電力制動系統的駐機制動機構。
2. 按照權利要求1所述的方法，其中，處理制動踏板偏移數據和駐機 制動杆狀態數據包括解除駐機制動杆的鎖定，如果下述成立制動踏板偏移數據表明偏移值超出臨界值；以及 駐機制動杆狀態數據表明"未釋放"狀態。
3. 按照權利要求2所述的方法，其中，解除駐機制動杆的鎖定允許駐 機制動杆移動到設定位置。
4. 按照權利要求3所述的方法，其中，處理制動踏板偏移數據和駐機 制動杆狀態數據包括以電氣方式驅動電力制動系統中的制動驅動器，如果 下述成立制動踏板偏移數據表明偏移值超出所述臨界值；以及 駐機制動杆狀態數據表明"設定"狀態。
5. 按照權利要求1所述的方法，其中，處理制動踏板偏移數據和駐機 制動杆狀態數據包括以電氣方式將駐機制動機構設定到工作狀態。
6. 按照權利要求5所述的方法，其中，處理制動踏板偏移數據和駐機 制動杆狀態數據包括保持駐機制動機構的工作狀態而不鎖定或閂鎖所述制 動踏板。
7. 按照權利要求5所述的方法，其中，處理制動踏板偏移數據和駐機 制動杆狀態數據包括將駐機制動杆保持在設定位置上，作為工作狀態的可 視標記。
8. —種設定飛機的駐機制動的方法，所述飛機具有制動踏板、駐機制 動杆、以及電力制動系統，所述電力制動系統聯接於制動踏板和駐機制動杆，所述方法包括獲得表示制動踏板的偏移的制動踏板偏移數據； 獲得表示駐機制動杆的位置的駐機制動杆狀態數據； 響應於制動踏板偏移數據和駐機制動杆狀態數據的啟動條件，以電氣 方式將電力制動系統的駐機制動機構設定到工作狀態，以及 保持駐機制動機構的工作狀態而不鎖定或閂鎖制動踏板。
9. 按照權利要求8所述的方法，還包括如果制動踏板偏移數據表明 偏移值超出臨界值，以及如果駐機制動杆狀態數據表明"未釋放"狀態， 則解除駐機制動杆的鎖定，其中解除駐機制動杆的鎖定允許駐機制動杆移 動到設定位置。
10. —種飛機的駐機制動的控制系統，所述飛機具有制動踏板、駐機 制動杆、以及電力制動系統，所述電力制動系統聯接於制動踏板和駐機制 動杆，控制系統包括具有處理邏輯的處理結構，所述處理邏輯用以獲得表示制動踏板的偏移的制動踏板偏移數據；獲得表示駐機制動杆的位置的駐機制動杆狀態數據；響應於制動踏板偏移數據和駐機制動杆狀態數據的第一條件，解除駐機制動杆的鎖定；以及隨後，響應於制動踏板偏移數據和駐機制動杆狀態數據的第二條件，以電氣方式將電力制動系統的駐機制動機構設定到工作狀態。
11. 按照權利要求10所述的控制系統，其中，處理邏輯用以響應於制 動踏板和駐才幾制動杆的操縱、以模擬傳統液壓驅動式飛機駐機制動系統的 接合特徵的方式處理制動踏板偏移數據和駐機制動杆狀態數據。
12. 按照權利要求10所述的控制系統，其中，制動踏板偏移數據的一 一個條件表明偏移值超出臨界值；以及駐機制動杆狀態數據表明"未釋放，，狀態； 制動踏板偏移數據的第二條件表明偏移值超出臨界值；以及 駐機制動杆狀態數據表明"設定"狀態。
13. 按照權利要求12所述的控制系統，其中，處理邏輯用以處理制動 踏板偏移數據和駐機制動杆狀態數據以保持駐機制動機構的工作狀態而不 鎖定或閂鎖制動踏板，其中處理邏輯進一步用以處理制動踏板偏移數據和駐機制動杆狀態數據以將駐機制動杆保持在設定位置，作為工作狀態的可視標記。
全文摘要
本申請披露了一種設定具有電力制動系統的飛機駐機制動器的系統和程序。在此所述的駐機制動器的電力啟動模擬了接合傳統液壓制動系統的駐機制動器所完成的一系列事項。電力啟動過程獲得制動踏板偏移數據和駐機制動杆狀態數據，並確定是否基於所接收的數據來設定駐機制動機構。一旦EBAC被設定，電力制動系統就接合摩擦制動器以將制動驅動器保持在適當的位置而不必將各制動踏板物理鎖定或閂鎖在壓下位置。
文檔編號B60T13/02GK101528518SQ200780039303
公開日2009年9月9日 申請日期2007年12月5日 優先權日2006年12月5日
發明者T·T·格裡菲思, 塔農·納拉姆利安格, 尼爾·T·拉普斯, 馬克·R·麥康瑙希 申請人:波音公司