容错制动载荷减轻制造技术

本公开涉及容错制动载荷减轻。一种制动系统控制单元包括一个或更多个传感器接口，所述一个或更多个传感器接口被配置成从制动扭矩传感器接收制动扭矩信号。制动系统控制单元还包括扭矩估计器，该扭矩估计器被配置成至少部分地基于制动模型和制动致动器命令生成估计制动扭矩信号。制动系统控制单元还包括控制电路，该控制电路被配置成生成制动致动器命令，以致动制动系统的制动致动器。制动致动器命令是基于制动踏板命令和载荷减轻命令生成的。取决于是否检测到与制动扭矩传感器相关联的传感器故障状况，载荷减轻命令是基于制动扭矩或估计制动扭矩信号生成的。估计制动扭矩信号生成的。估计制动扭矩信号生成的。

【技术实现步骤摘要】
容错制动载荷减轻


[0001]本公开总体上涉及制动载荷减轻系统和方法。特别地，本公开涉及容错制动载荷减轻系统和方法。

技术介绍

[0002]在其他因素相同的情况下，更轻重量的载具往往比更重的载具更有效率。因此，载具设计者、制造商和用户可能更愿意减小载具的结构重量；然而，由于材料和设计方面的考虑，减小许多载具结构重量的选择受到限制。例如，急刹车的载具可能会经历很大的载荷。由于强力制动而预期的载荷幅度可以大到足以驱动载具结构的设计，这可能导致载具重量增加。

技术实现思路

[0003]在一个特定实现中，一种制动系统控制单元包括一个或更多个传感器接口，该一个或更多个传感器接口被配置成从制动扭矩传感器接收制动扭矩信号。制动系统控制单元还包括扭矩估计器，该扭矩估计器被配置成至少部分地基于制动模型和制动致动器命令生成估计制动扭矩信号。制动系统控制单元还包括控制电路，该控制电路被配置成生成制动致动器命令以致动制动系统的制动致动器。制动致动器命令是基于制动踏板命令和载荷减轻命令生成的。取决于是否检测到与制动扭矩传感器相关联的传感器故障状况，载荷减轻命令是基于制动扭矩信号或估计制动扭矩信号的。
[0004]在另一特定实现中，一种方法包括：在制动系统控制单元处，接收制动踏板命令。该方法还包括：在制动系统控制单元处，确定是否基于来自制动扭矩传感器的制动扭矩信号检测到传感器故障状况。该方法还包括：响应于检测到传感器故障状况，从制动系统控制单元能够访问的存储器访问制动模型；基于制动模型和制动致动器命令生成估计制动扭矩信号；并且基于估计制动扭矩信号生成载荷减轻命令。
[0005]在另一特定实现中，一种载具包括：一个或更多个轮，所述一个或更多个轮联接到结构；以及一个或更多个制动系统。每个制动系统包括一个或更多个传感器和一个或更多个制动致动器。载具还包括一个或更多个制动系统控制单元。每个制动系统控制单元包括一个或更多个传感器接口，所述一个或更多个传感器接口被配置成从制动扭矩传感器接收制动扭矩信号。每个制动系统控制单元包括扭矩估计器，该扭矩估计器被配置成至少部分地基于制动模型和制动致动器命令生成估计制动扭矩信号。每个制动系统控制单元还包括控制电路，该控制电路被配置成生成制动致动器命令，以致动一个或更多个制动致动器中的制动致动器。制动致动器命令是基于制动踏板命令和载荷减轻命令生成的。取决于是否检测到与制动扭矩传感器相关联的传感器故障状况，载荷减轻命令是基于制动扭矩信号或估计制动扭矩信号的。
[0006]本文描述的特征、功能和优点可以在各种实施方式中独立实现，也可以组合在其他实施方式中，其进一步的细节可以参考以下描述和附图找到。
附图说明
[0007]图1是根据特定实现的制动系统的框图，该制动系统被配置成提供容错制动载荷减轻。
[0008]图2是根据特定实现的包括图1的制动系统的载具的框图，该制动系统联接到一个或更多个结构。
[0009]图3是例示出根据特定实现的图1的制动系统的方面的图。
[0010]图4是例示出根据特定实现的图1的制动系统的方面的图。
[0011]图5是根据图1的制动系统的特定实现的包括历史制动命令和制动扭矩数据的表的示例。
[0012]图6是根据图1的制动系统的特定实现的包括历史制动命令和制动扭矩数据的表的另一示例。
[0013]图7是根据图1的制动系统的特定实现的包括历史制动命令和制动扭矩数据的数据结构的示例。
[0014]图8是例示出根据图1的制动系统的特定实现的制动模型的方面的曲线图。
[0015]图9是根据特定实现的由图1的制动系统实现的方法的流程图。
[0016]图10是根据特定实现的由图1的制动系统实现的另一方法的流程图。
[0017]图11是例示出包括图1的制动系统控制单元的载具的生命周期的流程图。
[0018]图12是例示出包括图1的制动系统控制单元的载具的特定示例的图。
具体实施方式
[0019]一些载具的制动系统所联接的结构元件的重量可以通过使用制动载荷减轻系统来减小。制动载荷减轻系统通过限制在制动期间施加到结构元件的载荷来保护载具的结构元件。例如，闭环制动载荷减轻系统使用传感器反馈数据来指示在制动期间施加的制动力或制动扭矩，并将该制动力或制动扭矩限制在某个特定阈值以保护载具的结构元件。
[0020]在此类系统中提供传感器反馈数据的传感器通常位于载具的轮处或附近。因此，这些传感器可能会暴露在恶劣的环境中，从而导致传感器失效。当由于传感器失效而使传感器反馈数据不可用时，制动载荷减轻系统将被绕过或以开环模式操作。
[0021]当制动载荷减轻系统被绕过或处于开环模式时，除非对载具施加其他操作限制，否则可能会超过制动载荷减轻系统强制执行的载荷限制。例如，可能需要飞行器以减小的起飞重量限制来运行，以确保不超过结构载荷限制。作为另一示例，可以增加载具的制动距离以减小峰值制动力。在飞行器示例中，增加的制动距离可能需要飞行器使用更长的跑道，如果没有这样的跑道可用或超载，可能会延迟飞行器的调度。
[0022]本文公开的方面呈现了用于容错制动载荷减轻的系统和方法。当存在传感器故障时，所公开的系统和方法能够改进制动载荷减轻系统的操作。例如，即使传感器故障会阻止传统的制动载荷减轻系统执行其期望的功能，所公开的系统和方法也可以使制动载荷减轻系统能够操作。所公开的容错制动载荷减轻系统和方法使用在闭环操作期间生成的载具特定的(或者甚至是轴特定的或轮特定的)制动模型，以在反馈信号不可用或不可靠(例如，由于传感器故障)时生成估计的反馈传感器信号。由于制动模型是针对特定载具(并且也可能是针对载具的特定轴或轮)定制的并且经常更新，因此估计的反馈信号可靠地限制了载具
结构所承受的载荷，从而使载具能够运行，而无需施加附加操作限制(例如，操作重量限制或制动距离限制)。
[0023]附图和以下描述例示了具体的示例性实施方式。将了解，尽管在本文中没有明确描述或示出，但本领域技术人员将能够设计出实施本文描述的原理并被包括在本说明书所附的权利要求的范围内的各种布置。此外，本文描述的任何示例旨在帮助理解本公开的原理并且应被解释为没有限制。因此，本公开不限于以下描述的具体实施方式或示例，而是由权利要求及其等效物限制。
[0024]本文参考附图描述特定实现。在描述中，贯穿整个附图，相同特征由相同的附图标记表示。本文描述的一些特征在一些实现中是单数而在其他实现中是复数。为了例示，图2描绘了包括一个或更多个制动系统100(图2中的“制动系统”)的载具200，这表明在一些实现中载具200包括单个制动系统100，而在其他实现中载具200包括多个制动系统100。为了便于在本文中引用，此类特征通常被引入为“一个或更多个”特征，并且随后被称为可选的复数。当描述此类特征的代表时，此类特征也可以以单数形式来提及。
[0025]本文使用的各种术语仅用于描述特定实现的目的，并不旨在进行限制。例如，除非上下文另有明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制动系统控制单元(220)，所述制动系统控制单元(220)包括：一个或更多个传感器接口(224)，所述一个或更多个传感器接口(224)被配置成从制动扭矩传感器(126)接收制动扭矩信号(128)；扭矩估计器(250)，所述扭矩估计器(250)被配置成至少部分地基于制动模型(256)和制动致动器命令(118)生成估计制动扭矩信号(132)；以及控制电路(222)，所述控制电路被配置成生成所述制动致动器命令，以致动制动系统(100)的制动致动器(236)，其中，所述制动致动器命令是基于制动踏板命令(106)和载荷减轻命令(136)生成的，并且其中，取决于是否检测到与所述制动扭矩传感器相关联的传感器故障状况，所述载荷减轻命令是基于所述制动扭矩信号或所述估计制动扭矩信号的。2.根据权利要求1所述的制动系统控制单元，所述制动系统控制单元还包括：模型更新器(252)，所述模型更新器(252)被配置成：当未检测到与所述制动扭矩传感器相关联的传感器故障状况时，通过存储模型更新数据(432)来更新所述制动模型，所述模型更新数据(432)将来自所述制动致动器命令的制动致动器命令值与来自所述制动扭矩信号的制动扭矩值相关联。3.根据权利要求2所述的制动系统控制单元，其中，所述一个或更多个传感器接口还被配置成从一个或更多个制动操作环境传感器(234)接收传感器数据，并且其中，所述模型更新数据还将所述制动致动器命令值和所述制动扭矩值与来自所述传感器数据的制动操作环境值相关联。4.根据权利要求3所述的制动系统控制单元，其中，所述一个或更多个制动操作环境传感器测量地面速度、轮速度、轮温度和制动温度中的一者或更多者。5.根据权利要求1所述的制动系统控制单元，其中，所述制动模型包括一个或更多个表(438)，每个表包括多个制动扭矩值(602)和对应的多个制动致动器命令值，并且其中，所述估计制动扭矩信号是至少部分地基于来自所述制动致动器命令的制动致动器命令值通过在所述一个或更多个表中查找特定制动扭矩值来确定的。6.根据权利要求1所述的制动系统控制单元，所述制动系统控制单元还包括传感器监测器(240)，所述传感器监测器(240)被配置成基于所述制动扭矩信号的测量制动扭矩值与一个或更多个故障准则(242)的比较来检测所述传感器故障状况。7.根据权利要求6所述的制动系统控制单元，其中，所述一个或更多个故障准则中的至少一个故障准则是基于一个或更多个历史制动扭矩值(506)以及与所述一个或更多个历史制动扭矩值相关联的一个或更多个制动致动器命令值的。8.根据权利要求1所述的制动系统控制单元，其中，所述控制电路还被配置成生成所述制动致动器命令，使得由于制动而施加到飞行器(1200)的结构(202)的载荷小于指定载荷限制(254)。9.根据权利要求1所述的制动系统控制单元，其中，所述制动模型包括一个或更多个数据表(438)，并且其中，针对多个制动致动器命令值中的每一者，所述一个或更多个数据表中的每一者包括历史制动扭矩值(506)的滑动平均值(602)。10.根据权利要求1所述的制动系统控制单元，其中，所述制动模型包括制动增益函数的参数(440)，并且其中，所述参数是基于一个或更多个历史制动扭矩值的。11.根据权利要求1所述的制动系统控制单元，其中，所述扭矩估计器被配置成在第一
时段期间使用所述制动模型的默认参数值来生成所述估计制动扭矩信号，并且被配置成在所述第一时段之后的第二时段期间使用所述制动模型的更新的参数值来生成所述估计制动扭矩信号，其中，所述默认参数值是基于测试数据的，并且其中，更新的参数值是基于来自所述制动系统的传感器数据值的。12.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：