[發明專利]多余度電剎車機電驅動架構及剎車力控制方法

有效

• 申請號: 201710820196.2
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107651173B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 張謙;張穎姝
• 申請（專利權）人: 西安航空制動科技有限公司
• 主分類號: B64C25/44
• 分類號: B64C25/44;B60T13/74
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

一種多余度電剎車機電驅動架構及剎車力控制方法，以有四個主剎車機輪的飛機為目標機，構建了一個典型的電剎車與監測系統，讓每個主剎車機輪上的多個機電作動器由不同的機電驅動器進行控制，當遇到某些通道發生故障時，通過增大正常的機電作動器輸出的剎車壓緊力，最大限度地維持飛機的剎車能力，增強飛機著陸剎車過程中的任務可靠性，同時避免飛機兩側剎車力矩出現嚴重的不平衡，防止飛機偏離跑道，減小起落架在非對稱剎車載荷下的變形，改善剎車系統的工作環境，同時縮短剎車距離，進一步提高飛機在電剎車系統故障狀態下的安全性，降低在復雜組合的各種故障狀態下飛機發生剎車失效的概率，最大限度地提高飛機的剎車能力。

技術領域

本發明屬于飛機剎車系統工程中的機電作動器控制領域，具體涉及飛機電剎車機電驅動架構的改進。

背景技術

飛機電剎車系統是根據飛行員施加的剎車指令，用電能作為動力源來控制作用在飛機機輪上的剎車力。

波音公司的B787飛機應用的是目前最先進的電剎車系統，采用機電作動與驅動控制技術。圖1為B787飛機的剎車控制與監測系統的結構原理圖，主要包括機長左剎車指令傳感器1和機長右剎車指令傳感器2各一個，前輪遠程數據集中器3和前機輪4各兩個，首席飛行員左剎車指令傳感器5和首席飛行員右剎車指令傳感器6各一個，第一剎車控制與監測單元7和第二剎車控制與監測單元8各一個，四個電剎車功率單元9，第一機電驅動器10、第二機電驅動器11、第三機電驅動器12和第四機電驅動器13各一個，飛機有兩個小車式主起落架，各裝有4個主剎車機輪14，每個主剎車機輪14上均有一個剎車裝置16，每個剎車裝置16上有4個相同的機電作動器，用于剎車的這種機電作動器比較特殊，它主要由電機、減速機構、滾珠絲杠和力傳感器等零部件組成；每個主剎車機輪14的輪軸上還裝有一個主輪遠程數據集中器(RDC)15，可感知機輪的轉速、剎車溫度和輪胎壓力，并按照防滑控制算法計算出該機輪所需的防滑信號，再統一將所有這些信號通過CAN總線分別上傳給第一剎車控制與監測單元或者第二剎車控制與監測單元。

正常剎車時，機長通過腳踩左剎車指令傳感器1和右剎車指令傳感器2產生剎車指令，而首席飛行員通過腳踩左剎車指令傳感器5和右剎車指令傳感器6產生剎車指令；所有的左剎車指令進入第一剎車控制與監測單元7進行故障識別和邏輯判斷，對左路剎車信號進行確認，再與來自左側每個RDC上的防滑信號進行綜合后，輸出針對每個左側主剎車機輪的剎車綜合指令；所有的右剎車指令進入第二剎車控制與監測單元8進行故障識別和邏輯判斷，對右路剎車信號進行確認，再與來自右側每個RDC上的防滑信號進行綜合后，輸出針對每個右側主剎車機輪的剎車綜合指令；各路剎車綜合指令分別通過第一機電驅動器10、第二機電驅動器11、第三機電驅動器12和第四機電驅動器13，為安裝在機輪剎車裝置16上的機電作動器中的電機提供功率驅動控制；四個機電驅動器均可根據第一剎車控制與監測單元7或者第二剎車控制與監測單元8產生的剎車綜合指令驅動機電作動器工作；機電作動器中的電機旋轉運動，經減速機輪和滾珠絲杠轉化為直線運動，產生放大的作用力來壓緊剎車盤，實現對機輪的制動，機電作動器中的力傳感器能感受作用在剎車盤上的壓緊力，并將其轉換為電信號后送回給機電驅動器，從而形成剎車綜合指令對每個機電作動器輸出壓緊力的閉環控制，B787飛機的電剎車控制與監測系統正是通過這個原理來控制機輪上的機電作動器，調節施加在剎車盤上的壓緊力，從而讓飛行員實現了對剎車的控制。前機輪4的軸上也各裝有一個RDC，向剎車控制與監測單元傳遞前輪的輪速和輪胎壓力信號，剎車系統還有4個電剎車功率提供單元9，分別給飛機的左外、左內、右內和右外四個機電驅動器提供所需的電源功率。