自适应的制动应用和初始滑行检测系统和方法技术方案

自适应的制动应用和初始滑行检测系统（１０）使得可以应用快速制动并防止深度初始滑行。将制动扭矩与制动扭矩的预定临界值比较。并产生轮速度误差信号来指示轮速度信号和参考速度信号之间的差别。响应制动扭矩信号的扭矩偏差调制积分器（２０），调节轮速度误差信号来提供防滑控制信号（２８）。当轮速度误差信号表示滑行开始的时候，用所测的制动扭矩值来初始化扭矩偏差调制积分器（２０）。产生的制动扭矩差别信号用于指示制动扭矩信号和命令的制动扭矩之间的差别，响应制动扭矩差别信号，产生被调节过的制动扭矩误差信号（５７）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般关于用于飞行器的减速控制系统，更具体地，关于一种自适应的制动应用和初始滑行检测系统，该系统用于在着陆的过程中制动航空器的一个或多个轮子，防止深度初始滑行，从而能够以可控制的方式应用快速制动。
技术介绍
通常在大型的商用涡轮航空器上提供防滑以及自动的制动系统来帮助航空器在着陆的过程中减速。对应于飞行员所选择的制动压力的水平，现代防滑系统典型地通过适应跑道条件和其他影响制动的因素，来优化制动效率，以达到最大程度的减速。在常规的防滑系统中，飞行员典型地通过计量阀以机械方式实施制动，一旦轮子上的制动压力达到滑行的水平，例如检测到初始滑行的时候，就用一个制动压力值来初始化防滑控制系统。然而，已经发现这种方法的成功实施受到以下一些因素的影响，例如航空器的操作模式、航空器的重量、轮胎/跑道接触面状况、以及其他类似的因素。因此，希望提供一种自适应的制动应用系统，从而能够调节制动压力或扭矩来适应这些因素。另外，在通过常规的防滑以及制动控制系统来确定有效的防滑制动压力或制动扭矩并有效地控制滑行之前，由航空器飞行员实施的快速踩下踏板也可能常常导致深度初始滑行。消除和减少初始滑行将缩短航空器的制动距离，从而使得航空器可以在较短的跑道上着陆，并减少轮胎的磨损。因此，希望能够提供一种初始滑行的检测系统，来自动地预测初始滑行条件并进行调节，从而防止深度初始滑行，使得飞行员能用任意的速度踩下制动踏板，同时仍然能以可控制的方式应用快速制动。本专利技术提供一种可以满足这些需要的自适应的制动应用和初始滑行检测系统。
技术实现思路
简而言之，本专利技术提供一种自适应的制动应用(brake application)和初始滑行检测系统，该系统可以实现快速制动应用，同时防止深度初始滑行，这是通过一旦轮子接近滑行的水平，即实施被初始化的滑行预测系统，来减小制动应用压力或扭矩并以可控制的方式实施制动而得以实现的。本专利技术据此提供一种“智能”制动应用和初始滑行检测系统，用于在着陆的过程中制动航空器的轮子。该系统适用于具有轮制动器(wheel brake)的一个或多个轮子，该轮制动器会在轮子上施加制动扭矩。制动扭矩传感器产生制动扭矩信号，制动扭矩信号是施加到轮制动器上的制动扭矩的函数，并且系统将制动扭矩信号与制动扭矩的预定临界值比较。轮速率(wheel speed)传感器产生轮速率信号，轮速率信号是轮子转动速率的函数，并且系统基于轮速率信号产生轮速度(wheel velocity)信号。将轮速度信号与参考速度信号比较，以产生轮速度误差信号来指示航空器轮速度信号和参考速度信号之间的差别。并提供扭矩偏差调制积分器(torque bias modulator integrator)来响应制动扭矩信号，从而调节轮速度误差信号来提供防滑控制信号，而且在当前的一个优选的实施例中，用制动扭矩的预定临界值加上预定的扭矩值常数，来初始化扭矩偏差调制积分器。命令处理器产生响应减速命令的制动扭矩命令信号，制动扭矩比较装置将制动扭矩信号与制动扭矩命令信号比较，以产生制动扭矩差别信号来指示制动扭矩信号和制动扭矩命令信号之间的差别。响应制动扭矩差别信号，控制装置会向轮制动器提供被调节过的制动扭矩信号，从而可以独立于操作者的制动应用来控制轮制动器。在当前的另一个优选实施例中，当轮速度误差信号表示滑行开始的时候，用所测的制动扭矩值来初始化扭矩偏差调制积分器。在当前的一个优选实施例中，还提供了用来调节制动扭矩误差信号的装置，该装置通过比例扭矩增益、积分扭矩增益和微分扭矩增益来调节误差信号。在当前的另一个优选的实施例中，还提供了用于产生比例控制信号的暂态控制(transient control)装置、和补偿网络(compensation network)装置，两者都可响应速度误差信号，并且将暂态控制装置和补偿网络装置的输出与扭矩偏差调制积分器的输出相加。由上述可以看出，本专利技术提供了一种系统和方法，以在快速应用制动踏板后，但在初始滑行发生之前，启动制动控制。通过下面详细的说明和附图，本专利技术的这些和其他的方面和优点将会更加明显，说明和附图通过实施例的方式来阐明本专利技术的特征。附图说明图1是根据本专利技术的原理的一种“智能”制动应用和初始滑行检测系统的示意图；图2显示本专利技术的“智能”制动应用和初始滑行检测系统的随着时间变化的制动压力、轮速度和制动扭矩的三个曲线图；以及图3显示本专利技术的“智能”制动应用和初始滑行检测系统的制动力对制动滑动曲线(brake slip curve)的影响的曲线图。具体实施例方式常规防滑系统的有效性可能受到航空器的操作模式、航空器的重量、轮胎/跑道接触面状况、以及其他类似的因素的影响。在启动防滑控制之前，快速应用航空器制动踏板，特别是在紧急状态下的应用，也可能引起深度初始滑行，从而导致航空器制动距离的增长和加重轮胎的磨损。本专利技术提供一种系统和方法，用于指示初始滑行的条件，并在可控制的减速发生之前，启动制动控制来防止深度滑行。参考图1，用一种自适应、或者“智能”的制动应用和初始滑行检测系统10来实施本专利技术，该系统可以用于航空器的制动系统中，并且如同安装在航空器上那样，该系统优选包括轮速率传感器12，该传感器用于航空器轮子15上的每个轮制动器14，以测量轮速率并产生轮速率信号，轮速率信号是制动轮子的转动速率的函数。通过速度转换器16，轮速率信号典型地被转换成代表航空器速度的信号，在速度比较器18中将该信号与需要的参考速度比较，从而产生轮速度误差信号，来指示每个被制动的轮的轮速度信号和参考速度信号之间的差别。速度比较器的输出称为滑动速度(slip velocity(Vs))或速度误差。通过扭矩偏差调制控制装置(TBM)积分器20、暂态控制装置22、和补偿网络24来调节速度误差信号，三者的输出在加法中继点26被求和以提供防滑控制信号28，信号28被命令处理器30接收，处理器30典型地是微处理器。防滑回路(antiskid loop)中的TBM积分器给出在制动期间允许的最大控制扭矩水平。在响应速度方面，TBM积分器典型地比其他控制参数慢，这些控制参数是检测和控制初始滑行所需要的。当没有滑行被检测到时，积分器允许向制动器上施加完全系统扭矩(full system torque)。由飞行员操作的航空器制动踏板32的位置典型地由微控制器33读出，微控制器33产生制动踏板命令信号34，根据信号34可以确定应用扭矩曲线。命令处理器30接收制动踏板命令信号和经过反馈线36的防滑控制信号，并且优选地，处理器30也接收指示轮子是否被锁住的锁定轮保护信号38(locked wheel protection signal)、和触地/打滑保护信号40(touchdown/hydroplaning protection signal)，从而在高速触地时防止轮子打滑。在当前的一个优选的实施例中，命令处理器以锁定轮保护信号、触地保护信号、踏板信号、和防滑信号中的最低输入来运行。通过比较器48来将命令处理器的制动扭矩命令信号输出42与来自制动扭矩传感器46的制动扭矩反馈信号44比较，产生输出的扭矩误差信号50。在当前的一个优选的实施例中，也通过由比例增益电路52产生的比例增益、由积分增益电路54产生的积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应的制动应用和初始滑行检测系统，其用于制动飞行器轮子，所述系统包括：用于制动所述轮子的轮制动器；用于产生制动扭矩信号的制动扭矩传感器，所述制动扭矩信号是施加到所述轮子上的所述制动扭矩的函数；用于将所述所述制动 扭矩信号与制动扭矩的预定临界值进行比较的装置；用于产生轮速率信号的轮速率信号发生装置，所述轮速率信号是所述轮子的转动速率的函数；用于基于所述轮速率信号产生轮速率信号的轮速度转换器；用于产生参考速度信号的速度参考发生装 置；用于将所述轮速度信号与所述参考速度信号比较的轮速度比较装置，以产生轮速度误差信号，来指示所述航空器轮速度信号和所述参考速度信号之间的差别；扭矩偏差调制积分器，其可响应所述制动扭矩信号，从而调节所述轮速度误差信号来提供防滑 控制信号；用于响应减速命令产生制动扭矩命令信号的制动扭矩命令信号发生装置；用于将所述制动扭矩信号与所述制动扭矩命令信号比较的制动扭矩比较装置，以产生制动扭矩差别信号，来指示所述制动扭矩信号和所述制动扭矩命令信号之间的差别；和 控制装置，其用于响应所述制动扭矩差别信号，向所述轮制动器提供被调节过的制动扭矩信号，从而可以独立于操作者的制动应用来控制所述轮制动器。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B萨勒迈特，RD库克，
申请(专利权)人：海卓艾尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]