BRPI0900526B1

BRPI0900526B1 - Freio de roda para um veículo, e, método para controlar a fonte de energia elétrica de um atuador eletromecânico não reversível para um freio de roda de um veículo

Info

Publication number: BRPI0900526B1
Application number: BRPI0900526-9A
Authority: BR
Inventors: Emmanuel Colin
Original assignee: Messier-Bugatti-Dowty
Priority date: 2008-02-14
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2020-09-29
Also published as: ES2374630T3; AU2009200418B2; EP2090480A1; CA2653567A1; FR2927594B1; JP5129176B2; BRPI0900526A2; CA2653567C; AU2009200418A1; JP2009220804A; ATE530401T1; CN101508340A; US20090206654A1; US8152247B2; CN101508340B; FR2927594A1; EP2090480B1

Abstract

freio de roda para um veículo, e, método para controlar a fonte de alimentação elétrica de um atuador eletromecânico não reversível para um freio de roda de um veículo. a invenção diz respeito a um freio de roda para um veículo, em particular para uma aeronave, o freio compreendendo um suporte (2) que recebe pelo menos um atuador eletromecânico (1) equipado com um impulsionador (8) voltado para elementos de atrito (3) e móvel pelo acionamento de um motor elétrico (6) para aplicar seletivamente uma força de frenagem nos elementos de atrito. de acordo com a invenção, o atuador é não reversível, de maneira tal que uma força de reação aplicada no impulsionador não pode fazer com que o motor elétrico funcione, e em que o atuador é associado com dispositivos (30, 31, 32, 33, 34) para desligar seletivamente a fonte de alimentação elétrica do motor elétrico, cujo dispositivo permite que energia seja distribuída no atuador em circunstâncias normais, e desligar a dita fonte de alimentação se: - a velocidade de rotação medida ((ômega)mes) do motor elétrico cair para abaixo de um primeiro limiar predeterminado (s1); e - a velocidade de rotação comandada (ômega) do motor elétrico cair para abaixo de um segundo limiar predeterminado (s2).

Description

[0001] A invenção diz respeito a um método para controlar um atuador eletromecânico não reversível para um freio de um veículo, em particular de uma aeronave.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] São conhecidos freios de roda de aeronave que compreendem um suporte que recebe pelo menos um atuador eletromecânico equipado com um impulsionador que é móvel voltado para os elementos de atrito a fim de aplicar seletivamente uma força de frenagem a eles. Em geral, o atuador é reversível e é equipado com um elemento de bloqueio para bloquear o impulsionador na posição de maneira tal que o impulsionador possa ser bloqueado enquanto está exercendo uma força nos elementos de atrito.

[0003] O elemento de bloqueio serve para prover uma função de estacionamento, que consiste em exercer uma força nos elementos de atrito quando a aeronave está parada e desligada. Com este propósito, pelo menos um atuador é operado de forma que seu impulsionador exerça uma força nos elementos de atrito, o elemento de bloqueio é ativado para bloquear o impulsionador na posição, e a fonte de alimentação do motor do atuador é desligada. Na prática, o elemento de bloqueio é um freio a prova de falha que libera o impulsionador quando o elemento de bloqueio é acionado, mas que bloqueia o impulsionador quando o elemento de bloqueio não é mais acionado. A fonte de energia elétrica da aeronave pode então ser desconectada, a força de estacionamento sendo provida mesmo que o motor do atuador e do elemento de bloqueio não esteja em si mais acionado.

[0004] Em circunstâncias normais, mesmo na ausência de frenagem, o elemento atuador é acionado e, em decorrência disto, o atuador consome energia elétrica.

[0005] No entanto, existem outras situações em que o elemento de bloqueio pode ser ativado mesmo que a aeronave não esteja eletricamente acionada. Enquanto sob circunstâncias normais o elemento de bloqueio é acionado de maneira deixar o impulsionador livre para mover-se, é possível, quando a aeronave está parada e o piloto pressiona os pedais de ferio por um tempo muito grande, que os motores dos atuadores aqueçam desnecessariamente. Portanto, é de conhecimento em particular pelo documento FR 2.880.602, passar automaticamente para o modo de estacionamento durante ativação do elemento de bloqueio, isto é, quando se desliga sua fonte de alimentação. O impulsionador do atuador é então bloqueado na posição e a fonte de alimentação do motor do impulsionador pode então também ser desligada. Em tais circunstâncias, o atuador não mais consome energia, no entanto mantendo ainda uma força nos elementos de atrito.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[0006] A invenção procura propor um freio de atuador eletromecânico inédito que permite que o consumo de energia elétrica seja reduzido e que permite tanto que a complexidade quanto o consumo de energia elétrica sejam reduzidos, comparados com atuadores existentes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] A invenção fornece um freio de roda para um veículo, em particular para uma aeronave, o freio compreendendo um suporte que recebe pelo menos um atuador eletromecânico equipado com um impulsionador voltado para elementos de atrito e móvel pelo acionamento de um motor elétrico para aplicar seletivamente uma força de frenagem nos elementos de atrito, em que o atuador é não reversível, de maneira tal que uma força de reação aplicada no impulsionador não possa fazer com que o motor elétrico seja ligado, e o atuador é associado com dispositivo para desligar seletivamente uma fonte de energia elétrica do motor elétrico, cujo dispositivo permite que energia seja distribuída ao atuador em circunstâncias normais, e desligar a dita energia se: - a velocidade de rotação medida do motor elétrico cair para abaixo de um primeiro limiar predeterminado; e - a velocidade de rotação comandada do motor elétrico cair para abaixo de um segundo limiar predeterminado.

[0008] O servocontrole do atuador, quer na força quanto na posição, em geral exige que seja implementado um circuito de realimentação da velocidade interna. Portanto, é obtida vantagem deste circuito para realizar testes na velocidade comandada, que é provido como uma entrada do circuito de velocidade, e da velocidade medida por um sensor rotativo, que deve também ser encontrado no motor e que serve para controlar a fonte de alimentação do motor. Os testes, portanto, aplicam-se a parâmetros que são internos ao servocontrole do motor, e eles podem, portanto, ser realizados independentemente da maneira (posição ou força) na qual o atuador é servocontrolado.

[0009] Por meio desses dois testes, garante-se primeiramente que não é necessário nenhum movimento do impulsionador e, em segundo lugar, que o impulsionador certamente fica parado, mediante o que a fonte de alimentação do atuador é desligada, de maneira tal que o impulsionador permanece bloqueado na posição em virtude da não reversibilidade do atuador.

[0010] No caso de ser emitido um comando para mover o impulsionador, é exigida uma velocidade de rotação de maneira tal que o sinal de velocidade comandada aumente de volta acima do limiar associado. As condições para desligar a fonte de alimentação não são mais satisfeitas e a fonte de alimentação do motor elétrico do atuador é então restabelecida. Em uma variante, pode-se decidir selecionar condições para ligar de novo a fonte de alimentação que são diferentes das condições para desligar a fonte de alimentação. Em particular, o limiar de velocidade controlada além do qual a fonte de alimentação é novamente ligada não precisa ser idêntico ao limiar usado para desligar a fonte de alimentação.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DO DESENHO

[0011] A invenção pode ser mais bem entendida com referência à única figura, que é um diagrama do servocontrole de um atuador de freio eletromecânico incluindo controle da fonte de alimentação da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0012] A figura 1 mostra um atuador eletromecânico 1 montado em um suporte 2 que estende-se voltado para os elementos de atrito 3, aqui uma pilha de discos compreendendo discos do rotor que giram com a roda a ser freada e dispostos em 417 alternância com discos do estator que não giram com a roda a ser freada. O atuador 1 compreende um corpo 5 no qual um motor elétrico 6 fica localizado com o propósito de agir (tanto por meio de engrenagem, conforme mostrado, quando senão diretamente) para acionar a porção rotativa de uma conexão porca e parafuso 7 na qual a porção não rotativa é móvel linearmente e forma um impulsionador 8 adaptado para pressionar seletivamente a pilha de discos 3 em resposta a um comando de frenagem.

[0013] De acordo com a invenção, o atuador é do tipo não reversível, isto é, um torque gerado pelo motor elétrico 6 coloca o impulsionador 8 em movimento linear, mas uma força de reação exercida pelos discos 3 no impulsionador 8 não pode fazer com que o impulsionador 8 mova-se linearmente, nem pode fazer com que o motor elétrico 6 gire. Para tornar o atuador não reversível, é possível usar um motor elétrico não reversível 6, por exemplo, um motor piezoelétrico de alto torque. É também possível conseguir uma não reversibilidade como esta usando uma transmissão não reversível entre o motor elétrico 6 e o impulsionador 8, por exemplo, uma transmissão por meio de um parafuso de roletes de pequeno passo.

[0014] Vantajosamente, é usada uma transmissão na qual a eficiência na direção reversa é pequena, mas, no entanto, não é zero, em associação com um motor que é reversível. Assim, o impulsionador é bloqueado para forças de reação que não excedem uma dada força limite, mas que reverte para forças de reação que são iguais ou maiores que a dita força limite. O atuador então comporta-se como um limitador de força quando ele não é acionado, sendo não reversível até a força limite, e reversível além dela.

[0015] O motor elétrico 6 é acionado por um conversor 10 que recebe eletricidade da rede elétrica da aeronave e que modula a energia elétrica distribuída ao motor elétrico 6 em função do comando 11 gerado em resposta a um ponto de ajuste de posição x. Mais precisamente, o ponto de ajuste de posição, x, é entregue na entrada positiva de um comparador 20 com uma entrada negativa que recebe um sinal de posição estimado Xest. A saída do comparador 20 é um erro de posição, Sx, que é entregue a um primeiro controlador 21, possivelmente incluindo, de uma maneira convencional, um estágio diferencial integral proporcional (PID), elementos de filtro, elementos de saturação, etc. A saída do primeiro controlador 21 é um ponto de ajuste da velocidade rotativa, ω para o motor elétrico 6, também referida como velocidade de rotação comandada.

[0016] A velocidade de rotação comandada, ω é entregue a uma entrada positiva de um comparador 23, com sua entrada negativa recebendo um sinal de velocidade de rotação medida ωmes proveniente de um sensor de rotação 24 disposto no motor elétrico 6 para medir diretamente a sua velocidade de rotação. Deve-se observar que o sinal de posição estimada xθxt é gerado neste exemplo por um integrador 25 com base na velocidade de rotação medida ωmes. A saída do comparador 23 é um erro de velocidade rotativa εω que é distribuído a um segundo controlador 26 que gera o comando 11 para aplicação no conversor 10.

[0017] De acordo com a invenção, o conversor 10 é acionado por meio de uma chave controlada 30 que é normalmente fechada de maneira a acionar o conversor 10, mas que é aberta nas seguintes condições. O comando 31 para a chave controlada 30 é aplicado a uma porta AND 32 com as duas entradas seguintes: - a saída de um primeiro comparador 33 que compara a velocidade de rotação medida ωmes do motor elétrico 6 com um primeiro limiar Si, esta saída sendo igual a 1 se a velocidade de rotação medida for menor que o primeiro limiar Si; e - a saída de um segundo comparador 34 que compara a velocidade de rotação comandada ω do motor elétrico 6 com um segundo limiar S2, esta saída sendo igual a 1 se a velocidade de rotação comandada for menor que o segundo limiar S2.

[0018] Assim, a chave controlada é aberta somente se tanto: - a velocidade de rotação medida for menor que o primeiro limiar Si; quanto - a velocidade de rotação comandada for menor que o segundo limiar S2.

[0019] Em tais condições, o conversor 10, e assim o motor elétrico 6, não são mais acionados, de maneira tal que o atuador eletromecânico 1 é bloqueado em virtude de ser não reversível. Essas condições correspondem a uma situação na qual nenhum movimento do impulsionador está sendo comandado, e nenhum movimento do impulsionador está ocorrendo.

[0020] Esta interrupção da fonte de alimentação dá origem a uma economia significativa de energia, uma vez que o atuador não é mais acionado, a menos que seja necessário. Além disso, o atuador não inclui nenhum elemento de bloqueio específico, e assim não existe necessidade de consumir nenhuma eletricidade a fim de manter o impulsionador livre para mover-se mediante acionamento do motor.

[0021] Os testes que levam a interrupção da fonte de alimentação são realizados neste exemplo com base nos parâmetros do circuito de velocidade interna. Na prática, os motores destinados a uma aplicação como esta incluem um sensor de velocidade de rotação, de maneira tal que a informação relativa à velocidade de rotação medida já é disponível. Além disso, a velocidade de rotação do motor é normalmente servocontrolada e é assim envolvida em um circuito de controle interno, quer somente para controlar a aceleração e desaceleração do impulsionador, quer sua velocidade de aproximação, quando ele atraca nos discos, de maneira tal que o sinal de velocidade comandado é também disponível.

[0022] Assim, é muito fácil controlar a fonte de alimentação do atuador de acordo com a invenção com um atuador existente, independente se ele é servocontrolado na posição ou na força.

[0023] De uma maneira conhecida, os dois comparadores 33, 34 podem ser associados com circuitos de confirmação com respectivas saídas que comutam para 1 somente se a saída do comparador associado permanece em 1 por um período de tempo determinado, por exemplo, alguns segundos. Em uma variante, um circuito de confirmação poderia ficar localizado entre a porta AND 32 e a chave controlada 30. Isto possibilita evitar o desligamento da fonte de alimentação no caso de o movimento do impulsionador ser comandado muito cedo (isto é, em um período de tempo menor que o tempo de confirmação) depois de ter sido detectada uma situação de acordo com a invenção que pode fazer com que a fonte de alimentação seja desligada. Esta disposição evita fadiga inútil dos componentes de força eletrônicos que constituem a chave controlada 30.

[0024] Na prática, os limiares Si e S2 usados são vantajosamente selecionados para ser o mais baixo possível, dado 0 nível de ruído que polui os sinais de velocidade controlados e medidos. Naturalmente, poderia ser feita provisão para filtrar esses sinais a fim de remover ruídos deles.

[0025] A invenção não está limitada às modalidades supradescritas, mas, pelo contrário, cobre qualquer variante que usa meios equivalentes para reproduzir as características essenciais da invenção supra-especificadas.

[0026] Em particular, embora esteja aqui declarado que a fonte de alimentação é desligada ou ligada por meio de uma chave de energia e, à montante dela, outros meios poderia ser providos para desligar seletivamente a energia, tal como, por exemplo, um comando que força seletivamente as chaves de um inversor que aciona o motor elétrico para a posição aberta.

Claims

1. Freio de roda para um veículo, em particular para uma aeronave, compreendendo um suporte (2) que recebe pelo menos um atuador eletromecânico (1) equipado com um impulsionador (8) voltado para elementos de atrito (3) e móvel pelo acionamento de um motor elétrico (6) para aplicar uma força de frenagem seletivamente nos elementos de atrito, caracterizado pelo fato de que o atuador é não reversível, de maneira tal que uma força de reação aplicada no impulsionador não pode fazer com que o motor elétrico funcione, pelo menos quando a força de reação ficar abaixo de uma dada força limite, e em que o atuador é associado com dispositivos (30, 31, 32, 33, 34) para desligar seletivamente uma fonte de energia elétrica para o motor elétrico, cujo dispositivo permite que energia seja distribuída no atuador em circunstâncias normais, e desligar a dita fonte de alimentação se: - a velocidade de rotação medida (ωmes) do motor elétrico cair para abaixo de um primeiro limiar predeterminado (Si); e - a velocidade de rotação comandada (ω) do motor elétrico cair para abaixo de um segundo limiar predeterminado (S2).

2. Método para controlar a fonte de energia elétrica de um atuador eletromecânico não reversível (1) para um freio de roda de um veículo, em particular uma aeronave, 0 atuador eletromecânico sendo equipado com um impulsionador (8) voltado para elementos de atrito (3) e móvel pelo acionamento de um motor elétrico (6) para aplicar uma força de frenagem seletivamente nos elementos de atrito, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa de desligar uma fonte de energia elétrica do atuador se: - a velocidade de rotação medida (ωmes) do motor cair para abaixo de um primeiro limiar predeterminado (Si); e - a velocidade de rotação comandada (ω) do motor cair para abaixo de um segundo limiar predeterminado (S2).