CN103332182B - 管理用于装有电制动器的交通工具的制动系统的停机制动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管理用于装有至少一个电制动器的交通工具的制动系统中停机制动的方法，该电制动器包括至少一个电致动器（8），该致动器（8）具有由电动机致动的推动器（13）以选择性地对制动器的摩擦件（11）施加力，该方法包括以下步骤：·建立对应于不同能量水平的制动状态的用于停机制动的一系列直接调整表；·当施加停机制动时，选择对应于施加停机制动之前的制动状态的直接调整表；以及·根据所选择的直接调整表直接调整停机制动力。

Description

管理用于装有电制动器的交通工具的制动系统的停机制动的方法

本申请是申请人于2010年12月23日提交的、申请号为“201010621052.2”的、发明名称为“管理用于装有电制动器的交通工具的制动系统的停机制动的方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种管理用于装有电制动器的交通工具的制动系统的停机制动的方法

背景技术

用于交通工具，具体是飞机的电制动器通常包括至少一个电致动器，该电致动器具有由电动机致动的推动器，以选择性地对制动器的摩擦件施加力。

为了阻挡交通工具，例如在其静止在停机空间时，将致动器的推动器推入在摩擦件上施加受控力的位置，然后将推动器阻挡在该位置，使得其继续在摩擦件上施加停机力，由此允许切断到电动机的电源，且因此减少制动器的电功率损耗。

但是，如果制动器的部件尺寸根据温度变化，则停机力会随时间变化，且因此有必要调整推动器的位置。

具体来说，从文献US6959794和FR2880603，已知调整在给定时刻施加的停机力，其通过使用安装到制动系统的部件之一内的力传感器和确保通过根据力的值作用在推动器的位置上的闭环将该力保持在恒定值，或通过执行所谓的“归零”方法，该方法包括以下步骤：将推动器解锁，将推动器缩回到零力，并然后使其再次行进，直到其施加根据从致动器的运行参数之一，例如从致动器的电动机产生的电源电流测量的所要求的力为止。

这两种措施耗电，且会在停机时的情况下造成问题，制动系统仅由交通工具电池供电。

上述文献US6959794还揭示了调整推动器的位置，使之符合所谓的“直接调整”表，该表使推动器的位置仅根据从施加停机制动开始已经经过的时长而变化。为了确保无论环境如何，停机制动都保持有效，则调整表必需相当于对紧急制动效果的补偿，即在施加停机制动之后各部件立刻经受大量膨胀的情况。该膨胀具体引起承载各盘的扭管的非常显著的伸长。由于推动器锁定在相对于扭管静止的位置，所以扭管的伸长引起制动力的减小。为了补偿该减小，因此必需提供使推动器沿拉紧方向显著移动的直接调整表。

由于无论施加停机制动之前情况如何，该调整都相同，所以有在太频繁或以太高水平进行调整的某些情况下存在风险，使得调整无用，尤其是在其中扭管的热膨胀很小的非常低的能量水平下制动之后更是如此。这些无用的调整促进致动器的过早老化。

发明目的

本发明的目的是提供一种管理停机制动的方法，从而在确保停机制动力的同时使致动器过早老化的风险最小。

发明的简要描述

为了实现该目的，本发明提供了一种管理用于装有至少一个电制动器的交通工具的制动系统中停机制动的方法，电制动器包括至少一个电致动器，该致动器具有由电动机致动的推动器以选择性地对制动器的摩擦件施加力，该方法的特征在于，其包括以下步骤：

·建立对应于不同能量水平的制动状态的用于停机制动的一系列直接调整表；

·当施加停机制动时，选择对应于施加停机制动之前的制动状态的直接调整表；以及

·根据所选择的直接调整表直接调整停机制动力。

因此通过根据之前的制动选择调整表，能够施加确保符合用于停机制动力的某一最小值的调整，同时避免当制动器冷却时使制动器经受高水平力的风险，由此有助于延长致动器的寿命。具体来说，在以较低强度进行制动操作，由此仅产生小的热膨胀之后，有调整频率和/或每次调整的力水平的减小的优点。

在本发明方法的第一实施方式中，选择与施加停机制动之前的一段时间内进行的制动操作历史相关的直接调整表。因此这使得能够精确地预期制动结构的尺寸变化。

在本发明方法的第二实施方式中，该方法包括以下步骤：

·选择第一直接调整表并在预定初始应用时间内应用它；

·进行第一调整；

·在应用时间等于初始应用时间之后将推动器位置的实际变化与从直接调整表得到的推动器位置的理论变化相比较；以及

·选择推动器位置的理论变化与位置的实际变化最接近的第二直接调整表。

因此，通过与考虑所研究的制动系统的所有具体特征的实际数据比较来选择第二直接调整表。

在本发明的另一方面，可应用于上述两种实施方式，对于以给定能量水平进行的每次制动操作，根据不同的环境温度绘制不同的直接调整表，且当选择直接调整表时，考虑环境温度。

附图说明

根据参照附图的以下说明可更好地理解本发明，附图中：

·图1是具有多个制动轮的飞机的示意图；

·图2是装有具有电致动器的制动器的轮的剖视图；

·图3是示出没有对各种制动能量水平进行调整的致动器的停机力随时间变化的图表；

·图4示出怎样准备直接调整表的图表；以及

·图5是本发明方法的第二实施方式中推动器的位置和致动器的相应停机力随时间变化的图表。

具体实施方式

本文在对诸如图1中所示的飞机A的应用中详细描述本发明的方法，该飞机具有由起落架15承载的附图标记为1至4的四个制动轮。当然，本发明也适用于具有任何数量制动轮的飞机。

图2中示出制动轮中的一个。每个轮具有适于接纳轮胎（未示出）并安装成在由飞机的起落架15之一承载的轴6上转动的轮缘5。承载致动器8的环7安装在轴6上。环7具有固定到其上的扭管9，该管在轮缘5内侧延伸并终止于邻靠件10。通过止挡装置（未示出）阻止环7且因此阻止扭管9相对于轴6转动。

在邻靠件10和致动器8之间延伸的是一叠盘11，其由限制成随着轮缘5转动的转子和限制成随着扭管9转动的定子组成。

每个致动器8包括本体12，在本体12内安装有推动器13，该推动器13面向一叠盘11，并从而在容纳在本体12内的电动机的驱动下线性移动，由此在一叠盘11上施加受控压力，从而引起一叠盘11的转子与定子之间的摩擦力，且因此有助于使轮缘5的转动减慢，且因此制动飞机A。

每个致动器8包括阻挡件14，该阻挡件14适于在将推动器13阻挡在激活阻挡件14时其所在的位置。该制动系统包括控制模块50，该控制模块50适于使制动致动器8在受控模式下或在停机模式下运行，在受控模式中，每个致动器被选择性地控制成响应于制动设定点对相关的一叠盘11施加力，在停机模式中，致动器8通过阻挡件14阻挡在一位置，使得推动器13在相关一叠盘11上施加停机力。因此在停机模式中，无需电动机的辅助而保持停机力，因此能够切断到电动机的电源。

当飞机处于停机场时，为了切换到停机模式，控制模块50从控制致动器8的推动器13开始，使得它们对相关的一叠盘11施加等于标称停机力的受控力，且其然后激活阻挡件14来阻挡推动器13。然后可切断到致动器的电动机的电源。这样阻挡的推动器13继续在一叠盘11上施加防止飞机移动的停机力。

但是，如简介中所提到的，制动系统的各部件的相对膨胀，具体是扭管9和各盘11的相对膨胀引起实际所施加的力的变化。

图3以对应于在施加停机制动之前那一刻用于制动的逐渐增加的能量水平的四条曲线En1、En2、En3、以及En4形式示出这些变化。例如，曲线En1对应于具有低能量水平的制动，例如在以低速进行运动且主要涉及最终制动以使交通工具静止期间。曲线En2对应于具有稍高能量水平的制动，例如在变成静止之前仅有连续的制动操作的以低速进行的运动期间。曲线En3对应于高能量水平的制动，例如在交通工具在短期内几次变为静止时。曲线En4对应于最高能量水平的制动，如在交通工具全速行进时突然使其停止时发生的那样。

在图3的图表中，可以看出由致动器8之一施加在相关一叠盘11上的停机力E随时间的变化。时间t0对应于通过阻挡件14将致动器的推动器13阻挡在其施加等于标称停机力E_标称的位置时的时刻。如上所述，停机力E在膨胀的作用下趋于减小。在图3所示的实例中，用于能量水平的制动曲线En1和En2保持在所要求的最小力值E_最小与标称停机力值E_标称之间。因此，在这两种情况下，无需进行调整。相反，对于停机制动曲线En3和En4，如果允许停机力随着膨胀的指示变化，从图3可以看出，其将下降到防止交通工具移动所需的某一最小值E_最小以下。

根据本发明，对停机制动建立一系列直接调整表，对应于不同能量水平下的制动情况。每个直接调整表包括，在确定的时刻，对推动器的位置施加直接修正，从而因为需要调整来补偿由于制动器膨胀造成的停机制动力的减小而将停机制动的力沿使停机制动力增加的方向变成接近或等于标称力E_标称的值，并从而当因为需要调整来补偿由于制动器收缩造成的停机制动力的增加而减小停机制动力时，将停机制动力变成接近或等于最小力E_最小。

例如，图4示出怎样准备用于对应于能量水平En3的停机制动曲线的直接调整表。在该图中，推动器位置的变化由连续线表示，而停机制动力的相应变化由点划线表示。

在初始时刻t0，推动器处于对应于标称停机制动力E_标称的位置P0。从图3的力曲线，确定力曲线达到最小力水平E_最小的时刻t1。在直接调整表中插入命令，使得在该时刻运行推动器以增加力，直到推动器到达停机制动力等于标称力E_标称的位置P1为止。在时刻t2达到该位置，此后停机制动力的变化继续适用图3中曲线En3的相应部分。

从图3中的曲线En3，确定时刻t3，使得给定图3中曲线形状，停机制动力再次达到标称值E_标称。在直接调整表中插入命令，使得在该时刻缩回推动器，从而达到停机制动力达到最小值E_最小的位置P2。在时刻t4达到该位置，从此刻起停机制动力的变化继续符合图3中曲线En3的相应部分。

在停机制动力再次达到标称值E_标称的时刻t5，将缩回推动器的新命令插入直接调整表中。在该时刻，推动器再次缩回，在时刻t6推动器达到位置P3，这对于停机制动力返回到使得当制动器的温度已变稳定时，停机制动力大致等于标称力E_标称的值来说刚好足够。

出于使附图清楚的原因，时刻t1-t2、t3-t4、和t5-t6之间的时间差在图4中故意放大了。

以类似方式对各种不同的制动能量水平建立直接调整表。较佳的是，对于每个不同的制动能量水平，对不同的环境温度绘制直接调整表。

根据本发明，在施加停机制动力的同时，管理停机制动的方法包括，选择对应于施加停机制动之前的制动情况的直接调整表，并然后根据所选择的直接调整表直接调整停机制动力。

在该方法的较佳、第一实施方式中，建立施加停机制动之前实施的制动能量水平的历史，根据所述制动历史选择调整表，较佳地同时也考虑环境温度。为此目的，该交通工具较佳地装有温度探针70。当制动历史确定能量水平介于两直接调整表之间时，则较佳地根据用于紧接着较高的能量水平的直接调整表进行直接调整。

图5示出本发明方法的第二实施方式。在该实施方式中，在初始预定应用时间期间选择和应用第一直接调整表，较佳地是高能量水平表，且更精确地是用于最高能量水平的直接调整表。可通过上述第一实施方式选择第一表。

在图5所示的实例中，所选择的第一直接调整表对应于用于图3中能量水平En4处制动的曲线，且初始应用时间是在时刻t0与停机制动力等于最小力E_最小（参见图3）的时刻t'1之间的时间。在所示实例中，这是施加对应于能量水平En3的曲线的停机制动之前的制动情况，实际达到的停机制动力是能量曲线En3给出的力E21。

在该时刻，进行第一调整，例如通过归零方法，即包括以下步骤：

·将推动器13解锁；

·使推动器13缩回，直到其不再与一叠盘11接触为止；以及

·使推动器13行进到停机制动力达到标称值E_标称的位置，如图5中时刻t'2所示。然后在应用时间等于初始应用时间之后将推动器位置的实际变化与在直接调整表出现的位置的理论变化作比较。所要选择的第二直接调整表是推动器的位置的实际变化等于位置的理论变化的表。此后，使用这样选择的直接调整表进行直接调整，且如图5所示。

上述方法可应用于飞机的所有致动器，或者一个接一个应用，或者同时应用。但是，当同时应用时，应当注意确保飞机的所有致动器产生的总力不下降到有使飞机移动的风险的最小值以下。

当然，本发明不限于所述实施方式，且可对其应用各种实施方式而不会脱离如权利要求所限定的本发明的范围。具体来说，本发明的方法可应用于具有伺服控制在位的致动器的制动器。为了在该类型的致动器上施加停机力E，使推动器13与一叠盘11接触，标出推动器13的接触位置，且给定用于制动器的刚度的值，推动器13从所述接触位置移动通过对应于所要求的控制力的给定距离。

尽管阐述了在调整步骤期间，停机力升高到其标称值，但可能实施诸如将停机力升高到稍大于标称力的水平以减少调整步骤数量的其它策略。相反，除了准备参照标称力E_标称的调整表，还能够构想对介于E_标称与E_最小之间的力进行调整，即使这会增加进行调整的频率。以较高力（E_标称）进行的调整与以较低力进行的更多次调整相比更易于损坏致动器。

还能够根据交通工具的重量提供不同的直接调整表，当交通工具空载或仅部分装载时最小力阈值降低。

Claims (4)

1.一种管理用于装有至少一个电制动器的交通工具的制动系统中停机制动的方法，所述电制动器包括至少一个电致动器(8)，所述电致动器(8)具有由电动机致动的推动器(13)以选择性地对所述制动器的摩擦件(11)施加力，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

·建立对应于不同能量水平的制动状态的用于停机制动的一系列直接调整表；

·当施加停机制动时，选择对应于施加停机制动之前的制动状态的直接调整表；以及

·根据所选择的直接调整表直接调整停机制动力；

其中，所述方法还包括下列步骤：

·选择第一直接调整表并在预定初始应用时间内应用所述第一直接调整表；

·进行第一调整；

·在应用时间等于所述初始应用时间之后将所述推动器位置的实际变化与从所述直接调整表得到的所述推动器位置的理论变化相比较；以及

·选择所述推动器位置的所述理论变化与位置的所述实际变化最接近的第二直接调整表。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一直接调整表是高能量水平表。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一直接调整表是具有最高能量水平的表。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

·对于每个制动能量水平，根据环境温度建立不同的直接调整表；以及

·根据施加所述停机制动时测得的环境温度选择所述直接调整表。