JP5244818B2 - 航空機電気ブレーキシステムのための自動ブレーキ機能のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

技術分野
この発明の実施例は、概して、航空機のための電気ブレーキシステムに関する。より特定的には、この発明の実施例は、航空機の電気ブレーキシステムのための自動ブレーキ機能に関する。

背景
多くの航空機は、直接ケーブルまたは油圧制御アーキテクチャによって制御されるブレーキ機構を有するブレーキシステムを使用する。現代の航空機は、従来のケーブル作動される航空機ブレーキシステムおよび油圧作動される航空機ブレーキシステムを、電気的に作動され電気的に制御されるブレーキシステムに置き換え始めている。

先進航空機は、自動的にブレーキを作用する自動ブレーキ機能を用いる。自動ブレーキは、ブレーキシステムが自動化されたシステムにより扱われている時々において、離陸または着陸中の他の職務を実行するようにパイロットを自由にする。自動ブレーキシステムは、安全構成とともに設計されるべきである。特に、信頼できるブレーキ制御およびロバスト性を供与するために、航空機ブレーキシステムは、独立し、かつ重複した十分なプロセスを含むべきである。独立したチャネルに基づく電気航空機ブレーキシステムの制御には、同期のとれたブレーキ作用を確保するために、全ての独立したチャネルから出力された同じ自動ブレーキ指令が望ましい。

簡単な概要
航空機について用いるために適した電気自動ブレーキ機能のためのシステムおよび方法が開示される。１つの実施例では、左右対称のブレーキ作用を確保するために、複数のブレーキシステム制御チャネルのうちの１つにおいてのみ、自動ブレーキ制御機能性が有効にされる。システムは、マスタ自動ブレーキ指令を生成するように構成されたマスタ自動ブレーキチャネルと、自動ブレーキマスタ指令を受取るように構成された複数のスレーブ自動ブレーキチャネルとを含む。マスタチャネルは、自動ブレーキ指令作動データを受け取り、自動ブレーキ指令作動データに基づいて自動ブレーキマスタ指令を算出し、全ての航空機車輪に同時にブレーキが作用するように全てのブレーキアクチュエータに対して共通の自動ブレーキマスタ指令を生成することによって、ブレーキの作用を同期させる。

電気ブレーキシステムのための自動ブレーキ機能のための方法によって、上記および別の局面が、１つの実施例において実行されてもよい。方法は、自動ブレーキ指令作動データを受取るステップと、自動ブレーキ指令作動データに基づいて自動ブレーキマスタ指令を算出するステップと、スレーブ自動ブレーキチャネルに自動ブレーキマスタ指令を送るステップと、自動ブレーキマスタ指令に応答してスレーブ自動ブレーキチャネルの各々に対してスレーブ自動ブレーキ制御信号を生成するステップと、スレーブ自動ブレーキ制御信号を用いてスレーブ自動ブレーキチャネルのブレーキアクチュエータの各々の作動を制御するステップとを含む。

電気ブレーキシステムのための自動ブレーキ機能のための他の方法によって、上記および別の局面が、他の実施例において実行されてもよい。方法は、自動ブレーキ指令作動データを受取るステップと、自動ブレーキ指令作動データに基づいて自動ブレーキマスタ指令を算出するステップと、自動ブレーキマスタ指令に応答してブレーキ作用を同期させるステップとを含む。

［請求項１５］
航空機の電気自動ブレーキシステムの自動ブレーキ機能のための方法であって、
自動ブレーキ指令作動データを受取るステップと、
前記自動ブレーキ指令作動データに基づいて、自動ブレーキマスタ指令を算出するステップと、
前記自動ブレーキマスタ指令に応答してブレーキの作用を同期させるステップとを備える、方法。

［請求項１６］
前記同期させるステップは、
（ａ）遅延された自動ブレーキの作用がマスタ自動ブレーキチャネル上で得られるように前記自動ブレーキマスタ指令を遅延するステップと、
（ｂ）マスタ自動ブレーキチャネル上の前記自動ブレーキマスタ指令を電気ブレーキアクチュエータ制御（ＥＢＡＣ）に、予め定められた遅延の後に送信するステップと、
（ｃ）前記マスタ自動ブレーキチャネル制御信号を用いて、マスタ自動ブレーキチャネルのブレーキアクチュエータの作動を制御するステップと、
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）と同時に、
（ｄ）複数のブレーキアクチュエータの制御下にある複数のスレーブ自動ブレーキチャネル上で前記自動ブレーキマスタ指令を発行するステップと、
（ｅ）前記自動ブレーキマスタ指令に応答して、前記スレーブ自動ブレーキチャネルの各々に対してスレーブ自動ブレーキ制御信号を生成するステップと、
（ｆ）スレーブ自動ブレーキ制御信号を用いてスレーブ自動ブレーキチャネルのブレーキアクチュエータの作動を制御するステップとをさらに備える、請求項１５に記載の方法。

［請求項１７］
前記遅延するステップは、前記スレーブ自動ブレーキチャネルのブレーキアクチュエータおよび前記マスタ自動ブレーキチャネルのブレーキアクチュエータの各々が、前記航空機の車輪へ、同期してブレーキを作用するような遅延時間を選択するステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。

［請求項１８］
前記スレーブ自動ブレーキチャネルは、それらのヘルスステイタスを前記マスタ自動ブレーキチャネルに送る、請求項１５に記載の方法。

［請求項１９］
前記自動ブレーキマスタ指令に応答して、複数のスレーブ自動ブレーキチャネルの各々がブレーキの作用を指令するステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。

［請求項２０］
前記スレーブ自動ブレーキチャネルの各々は、滑り防止調整を除くいかなる他の処理を行なうことなく、前記自動ブレーキマスタ指令に基づいてブレーキの作用を指令する、請求項１９に記載の方法。

この概要は、詳細な説明で以下にさらに説明するいくつかの概念を簡略化した形で紹介するために提供される。この概要は、特許請求される主題の主要な構成または不可欠な構成を特定することを意図しておらず、特許請求される主題の範囲を決定する際の助けとして用いられることも意図していない。

図面の簡単な説明
以下の図面に関連して詳細な説明および特許請求の範囲を参照することで、この発明をより完全に理解することができるであろう。図中、同様の参照番号は、同様の要素を示す。

航空機電気ブレーキシステムの概略図である。 航空機電気ブレーキシステムのための電気自動ブレーキ機能のためのシステムの概略図である。 航空機の電気ブレーキシステムのための自動ブレーキ機能のためのプロセスを説明するフローチャートである。

詳細な説明
以下の詳細な説明は本質的に単に例示的なものに過ぎず、この発明の実施例またはそのような実施例の適用および使用を制限することを意図していない。さらに、上述の技術分野、背景、簡単な概要または以下の詳細な説明に示される明示的または暗示的な理論によって束縛される意図はない。

この発明の実施例は、この明細書中で、機能的および／または論理的ブロック構成要素およびさまざまな処理ステップの面で説明される。そのようなブロック構成要素は、特定された機能を実行するように構成された任意の数のハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェア構成要素によって実現されてもよいことが理解されるべきである。たとえば、この発明の実施例は、１つ以上のマイクロプロセッサまたは他の制御装置の制御下でさまざまな機能を実行するさまざまな集積回路構成要素、たとえばメモリ素子、デジタル信号処理素子、論理素子、ルックアップテーブルなどを使用してもよい。加えて、当業者は、この発明の実施例が、さまざまな異なる航空機ブレーキシステムおよび航空機の構成に関連して実施されてもよく、この明細書中で説明されるシステムは、この発明の単に１つの例示的な実施例であることを理解するであろう。

簡潔にするため、信号処理、航空機ブレーキシステム、ブレーキシステム制御、およびシステムの他の機能的な局面に関連する従来の技術および構成要素（およびシステムの個々の動作構成要素）は、この明細書中で詳細に説明しない。さらに、この明細書中に含まれるさまざまな図面に示される接続線は、さまざまな要素間の例示的な機能的関係および／または物理的結合を表わすことを意図している。多くの代替的または付加的な機能的関係または物理的接続がこの発明の実施例に存在し得ることに留意しなければならない。

以下の説明は、「接続される」か、または「結合される」素子またはノードまたは構成を参照する。明示的に別段の記載がない限り、この明細書中で用いる「接続される」とは、必ずしも機械的にではなく、１つの素子／ノード／構成が、別の素子／ノード／構成に直接的に繋がれる（または直接的に通信する）ことを意味する。同様に、明示的に別段の記載がない限り、「結合される」とは、必ずしも機械的にではなく、１つの素子／ノード／構成が、別の素子／ノード／構成に直接的または間接的に繋がれる（または直接的または間接的に通信する）ことを意味する。よって、図１−２は、要素の例示的な配置を示すが、追加の介在する素子、装置、構成または構成要素がこの発明の実施例に存在してもよい。

この明細書で説明する航空機は、電気自動ブレーキシステムを使用し、電気自動ブレーキシステムは、主航空機バッテリや、航空機エンジンが運転しているときに稼動するアクティブ航空機電源などの、任意の適切な電源により電力が供給されてもよい。自動ブレーキは、航空機のための自動ブレーキシステムの形式である。自動ブレーキは、航空機のブレーキシステムが自動化されたシステムにより扱われている時々において、離陸または着陸中の他の職務を実行するようにパイロットを自由にする。着陸時において、制動が自動的に扱われる間、自動ブレーキは、パイロットが他のシステムを監視し、航空機を制御することを可能にする。滑走路に着陸すると航空機は自動的に車輪の制動に従事する。手動でブレーキペダルを踏む代わりに自動ブレーキを従事させることによる付加的な利点は、自動ブレーキ制御機構により一様な減速が可能となることである。制動の度合いは選択されてもよく、航空機は、航空機の抗力、逆推力装置およびスポイラなどの他の減速因子に関係なく、選択された水準で自動的に減速する。離陸時、航空機の自動ブレーキは離陸中止（ＲＴＯ）モードに設定され得る。ＲＴＯに設定されているとき、航空機は特定のステイタスインジケータを監視し、それらのインジケータに基づいてＲＴＯ制動に従事する。たとえば、逆推力装置が起動されたか否か、またはパイロットがスロットルを“アイドル”位置に戻したか否か。電気自動ブレーキシステムは、単一のマスタチャンネル上で、自動ブレーキマスタ指令を算出する自動ブレーキ機能を含む。自動ブレーキ機能構成は、スレーブ自動ブレーキチャネル上に自動ブレーキマスタ指令を発行するように適切に構成される。したがって、同時に、航空機の全ての車輪に一様にブレーキが作用するように、自動ブレーキ機能構成は、共通の自動ブレーキマスタ指令を全てのブレーキアクチュエータに対して生成する。

図１は、航空機のための電気ブレーキシステム１００の例示的な実施例の概略図である。図１に示す例示的な実施例において、航空機は、左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２と、右側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０４とを使用し、これらは、同様に構成されている。用語「左側」および「右側」は、それぞれ航空機の左舷および右舷を指す。実際には、この２つのサブシステムアーキテクチャ１０２／１０４は、以下に説明するように独立して制御されてもよい。簡単にするため、左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２のみを、以下に詳細に説明する。以下の説明は、右側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０４にも当てはまることが理解されるべきである。

この構成例について、左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２は、概して、スロットルレバー１０６と、ブレーキシステム制御ユニット（ＢＳＣＵ）１１０と、ＢＳＣＵ１１０に結合された外側電気ブレーキアクチュエータ制御（ＥＢＡＣ）１１２と、ＢＳＣＵ１１０に結合された内側ＥＢＡＣ１１４と、前輪１１６および後輪１１８を含む外側車輪群と、前輪１２０および後輪１２２を含む内側車輪群と、ＥＢＡＣに結合された電気ブレーキ機構（図１中に示さない）と、遠隔データコンセントレータ（参照番号１３２、１３４、１３６、および１３８）とを含む。各電気ブレーキ機構は、それぞれのＥＢＡＣによって制御される少なくとも１つの電気ブレーキアクチュエータ（参照番号１２４、１２６、１２８および１３０）を含む。電気ブレーキ機構および遠隔データコンセントレータは、左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２の各車輪に対応する。図１に示さないが、実施例は、１車輪当たり２つ以上の電気ブレーキ機構および２つ以上の遠隔データコンセントレータを有してもよい。

電気ブレーキシステム１００は、航空機のための任意の数の電気制動構成に適用することができ、電気ブレーキシステム１００は、説明しやすいように簡略化して示してある。構成された電気ブレーキシステム１００の実施例は、任意の数のＢＳＣＵと、各ＢＳＣＵに結合されており各ＢＳＣＵによって制御される任意の数のＥＢＡＣと、各車輪（または各車輪群）のための任意の数のブレーキ機構とを含んでもよい。動作時、電気ブレーキシステム１００は、ブレーキアクチュエータ制御信号を独立して生成し、航空機の各車輪に与える、または任意の車輪群に同時に与えることができる。

左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２中の要素は、データ通信バスまたは任意の適切な相互接続構成またはアーキテクチャを用いて結合することができる。たとえば、デジタルデータ通信バスまたは複数のバスは、ＢＳＣＵ１１０からのＥＢＡＣ制御信号をＥＢＡＣに伝え、ＥＢＡＣからのブレーキ機構制御信号（たとえば、アクチュエータ制御信号）を電気ブレーキアクチュエータ１２４／１２６／１２８／１３０などに伝えるよう構成されていてもよい。簡単に言うと、ＢＳＣＵ１１０は、スロットルレバー１０６／１４２の操作に反応し、ＥＢＡＣ１１２／１１４によって受取られる制御信号を生成する。次に、ＥＢＡＣ１１２／１１４は、電気ブレーキ機構および特にアクチュエータ１２４／１２６／１２８／１３０によって受取られるブレーキ機構制御信号を生成する。次に、電気ブレーキアクチュエータ１２４／１２６／１２８／１３０は、それぞれの車輪の回転を抑制または防ぐように従事する。これらの構成および構成要素を、以下により詳細に説明する。

スロットルレバー１０６および１４２は、電気ブレーキシステム１００へ入力を提供するように構成される。パイロットは、スロットルレバー１０６および／または１４２を物理的に操作し、スロットルレバー１０６および／または１４２の回転または移動（すなわち、何らかの形の物理的入力）をもたらしてもよい。電気ブレーキシステム１００（および特にＢＳＣＵ１１０）は、以下の図４の文脈中に詳細に説明されるように、スラストレバーがアイドルに位置しないと、自動ブレーキの作用を防ぐように構成されてもよい。この物理的回転またはスロットルレゾルバ角（ＴＲＡ）は、その通常の位置から、１つ以上のスロットルセンサ、共通コアシステム遠隔データコンセントレータ（ＣＣＳ−ＲＤＣ）、または同等の構成要素によって測定される。検知データは、電子エンジンコントローラ（ＥＥＣ）によって処理され、航空機デジタルデータバス上に送出される。共通コアシステム遠隔データコンセントレータ（ＣＣＳ−ＲＤＣ）は、このデータをＢＳＣＵ１１０に仲介する。以下の図４の文脈中に詳細に説明されるように、ＢＳＣＵの制御信号は、ブレーキアクチュエータ１２４／１２６／１２８／１３０のための所望の自動制動条件を搬送したり、ブレーキアクチュエータ１２４／１２６／１２８／１３０を無効にしたりし得る。

電気ブレーキシステム１００のある実施例は、任意の数のＢＳＣＵ１１０を用いてもよい。説明しやすくするために、この例は、ＢＳＣＵ１１０を、１つだけ含む。ＢＳＣＵ１１０は、制動指令を表わすＥＢＡＣ制御信号をデジタルで計算する埋込式ソフトウェアを有する電子制御ユニットである。電気的かつソフトウェアの実装は、所与の航空機構成に対して必要ならば、制動性能および感触の一層の最適化およびカスタマイズを可能にする。

ＢＳＣＵ１１０は、この明細書中で説明される機能を実行するよう設計された汎用プロセッサ、コンテントアドレサブルメモリ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、任意の適切なプログラム可能な論理回路、個別のゲートまたはトランジスタ論理、個別のハードウェア構成要素、またはこれらの任意の組合せで、実現化または実行されてもよい。プロセッサは、マイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンとして実現されてもよい。プロセッサは、たとえばデジタル信号プロセッサとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサコアと併用される１つ以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のこのような構成などの、計算装置の組合せとしても実現されてもよい。１つの実施例において、ＢＳＣＵ１１０は、ソフトウェアをホストし、このソフトウェアのための外部インターフェイスを提供するコンピュータプロセッサ（PowerＰＣ ５５５など）を用いて実現される。

ＢＳＣＵ１１０は、さまざまな航空機入力を監視し、ペダルブレーキ、パーキングブレーキ、自動ブレーキ、および着陸装置格納ブレーキなどの制御機能を提供するが、これに限定されない。加えて、ＢＳＣＵ１１０は、滑り防止指令（これはＢＳＣＵ１１０の内部でまたは外部で生成され得る）を混合し、ブレーキの向上された制御を提供する。ＢＳＣＵ１１０は、ブレーキペダル（図１中に示されない）からのパイロット指令制御信号を、スロットルレバー１０６／１４２の双方、空対地インジケーション、対地速度およびスピードブレーキの位置などの付加的な指令制御信号とともに取得する。ＢＳＣＵ１１０は、車輪データ（たとえば、車輪速度、回転方向、タイヤ圧など）も、遠隔データコンセントレータ１３２／１３４／１３６／１３８から取得してもよい。ＢＳＣＵ１１０は、その入力信号を処理し、ＥＢＡＣ１１２／１１４によって受取られる１つ以上のＥＢＡＣ制御信号を生成する。実際には、ＢＳＣＵ１１０は、ＥＢＡＣ制御信号を、ＥＢＡＣ１１２／１１４にデジタルデータバスを介して伝送する。汎用アーキテクチャ（図示せず）において、各ＢＳＣＵは、その制御下にある任意の数のＥＢＡＣとともに用いるための独立した出力信号を生成することができる。

ＢＳＣＵ１１０は、この例においてＥＢＡＣ１１２／１１４に結合されている。各ＥＢＡＣ１１２／１１４は、ＢＳＣＵ１１０について上述したように実装、実行、または実現されてもよい。１つの実施例において、各ＥＢＡＣ１１２／１１４は、ソフトウェアをホストし、このソフトウェアのための外部インターフェイスを提供し、この明細書中で説明されるさまざまなＥＢＡＣ動作を実行するよう構成された適切な処理論理を含むコンピュータプロセッサ（PowerＰＣ ５５５など）で実現される。各ＥＢＡＣ１１２／１１４は、ＥＢＡＣ制御信号をＢＳＣＵ１１０から取得し、ＥＢＡＣ制御信号を処理し、各ＥＢＡＣの関連付けられた電気ブレーキ機構に対するブレーキ機構制御信号（ブレーキアクチュエータ信号）を生成する。

注目すべきことに、ＢＳＣＵ１１０およびＥＢＡＣ１１２／１１４の機能性は、単一のプロセッサに基づく構成または構成要素にまとめられてもよい。この点に関し、ＢＳＣＵ１１０、ＥＢＡＣ１１２、ＥＢＡＣ１１４、またはこれらの任意の組合せは、電気ブレーキシステム１００のための自動ブレーキ制御アーキテクチャであると考えることができる。そのような自動ブレーキ制御アーキテクチャは、この明細書中で説明される自動ブレーキ制御動作に対応する適切に構成された処理論理、機能性、および構成を含む。

各車輪は、関連付けられた電気ブレーキ機構を含んでもよく、各ブレーキ機構は、１つ以上の電気ブレーキアクチュエータを含んでもよい。結果として、各車輪に対する自動ブレーキは、電気ブレーキシステム１００によって、独立しておよび個別に制御されてもよい。各電気ブレーキアクチュエータは、そのそれぞれのＥＢＡＣからのアクチュエータ制御信号を受取るよう適切に構成されており、アクチュエータ制御信号は、電気ブレーキアクチュエータの調整に影響を及ぼす。この実施例において、電気ブレーキシステム１００中の各電気ブレーキアクチュエータは、ＥＢＡＣに結合されており、ＥＢＡＣによって制御される。このようにして、ＥＢＡＣ１１２／１１４は、電気ブレーキアクチュエータを制御し、車輪ブレーキを、かけ、解除し、調整し、および他の方法で制御する。この点について、ＥＢＡＣ１１２／１１４は、ＢＳＣＵ１１０によって生成された夫々の制御信号に応答して、ブレーキアクチュエータに対して制御信号を生成する。自動ブレーキ制御信号は、航空機によって使用される特定の制動システムとの互換性のために好適にフォーマットされ、アレンジされる。当業者は、航空機ブレーキ機構、および自動ブレーキ機能がブレーキを制御する一般的な態様をよく知っており、そのような既知の局面は、この明細書では詳細に説明しない。

左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２は、適切に構成された電力制御サブシステム１４０を含むまたはこのサブシステムと協働してもよい。電力制御サブシステム１４０は、ＢＳＣＵ１１０、ＥＢＡＣ１１２／１１４（および／または電気ブレーキシステム１００の他の構成要素）に結合されていてもよい。この実施例において、電力制御サブシステム１４０は、電気ブレーキ機構および／または電気ブレーキアクチュエータの作動電力を、必要に応じて供給し、与え、除去し、切換え、または他の方法で調節するよう適切に構成されている。たとえば、電力制御サブシステム１４０は、電力を、ＥＢＡＣ１１２／１１４および／または左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２の他の構成要素から必要に応じて除去し、電気ブレーキシステム１００のためのインターロック構成を提供することができる。以下により詳細に説明するように、電力制御サブシステム１４０は、左外側および左内側電気ブレーキ構成要素の動作電力を調節するように独立して機能する左外側電源ユニットおよび左内側電源ユニットで実現されてもよい。

右側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０４は、左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２と同様の構造を有する（共通の構成、機能、および要素は、ここで繰返し説明しない）。この構成例については、図１に示すように、右側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０４は、スロットルレバー１０６とは別の異なるスロットルレバー１４２と、ＢＳＣＵ１４６と、内側ＥＢＡＣ１４８と、外側ＥＢＡＣ１５０と、電力制御サブシステム１４０とは別の異なる電力制御サブシステム１５２とを含む。電気ブレーキシステム１００の左側と右側とは、自動ブレーキのブレーキ作動データをスロットルレバー１０６／１４２の両方から受取る。これに代わって、電気ブレーキシステム１００の左側と右側とは、別の異なる自動ブレーキ作動機構（図１中に図示しない）を使用してもよい。右側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０４のこれらのさまざまな構成要素は、結合され、左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャ１０２について上述したように動作するが、右側の処理は、好ましくは、左側の処理とは独立している。

電気ブレーキシステム中の制御機構またはアーキテクチャは、この発明の１つの例示的な実施例に従った自動ブレーキ機能構成を実現するよう設計することができる。たとえば、電気ブレーキシステム１００は、以下の図２の文脈中に示されるように、単一のマスタチャネルでの自動ブレーキ機能の実現をサポートするよう構成されていてもよい。

図２は、この発明のある実施例に従って構成された、航空機電気ブレーキシステムのための電気自動ブレーキ機能のためのシステム２００の概略図である。電気ブレーキシステムは、図１の上述した文脈中に記載されるように構成されてもよい。したがって、システム２００のある構成、構成要素および機能は、ここでは繰返して説明しない。

電気自動ブレーキ機能のためのシステム２００は、マスタ自動ブレーキ指令を生成する閉ループの自動ブレーキ制御アルゴリズムを実行するように構成されたマスタ自動ブレーキチャネル２４２と、航空機ネットワークバス２２４を会して自動ブレーキマスタ指令を受取るように構成された複数のスレーブ自動ブレーキチャネル２４４とを含んでもよい。

マスタ自動ブレーキチャネル２４２は、マスタ自動ブレーキチャネルの左外側ブレーキシステム制御ユニット（ＢＳＣＵ）２１１、マスタ自動ブレーキチャネルの左外側電気ブレーキアクチュエータ制御（ＥＢＡＣ）２１８、少なくとも１つのマスタ自動ブレーキチャネルの左外側ブレーキアクチュエータ２２０およびマスタ自動ブレーキチャネルの左外側遠隔データコンセントレータ（ＲＤＣ）２２２を含んでもよい。システム２００は、自動ブレーキ制御入力信号２０２を受取るようにまたは処理するように適切に構成される。

マスタ自動ブレーキチャネルの左外側ブレーキシステム制御ユニット（ＢＳＣＵ）２１１は、ＢＳＣＵ１１０と同様のアーキテクチャを含み、左外側マスタ自動ブレーキ指令算出モジュール２０８を含んでもよい。この例では、自動ブレーキ制御入力信号２０２は、左外側マスタ自動ブレーキ指令算出モジュール２０８により受取られてもよい。たとえば、左側および右側ＴＲＡセンサデジタルデータモジュール（図２中に示されない）の両方が、スラストレバー位置データを外側マスタ自動ブレーキ指令算出モジュール２０８に提供する。

左外側マスタ自動ブレーキ指令算出モジュール２０８は、マスタ自動ブレーキチャネルの左外側ＢＳＣＵ２１１に結合され、自動ブレーキマスタ指令を自動ブレーキ作動データに応答して算出／生成するように適切に構成される。左外側マスタ自動ブレーキ指令算出モジュール２０８は、以下の図３の文脈中に説明するように、同期のとれたブレーキの作用を全ての航空機車輪ブレーキに渡って確保するために、ＥＢＡＣへの自動ブレーキマスタ指令の送信を遅延することにより、マスタ自動ブレーキチャネルにおける自動ブレーキの作用を遅延するようにさらに構成される。

左外側ＥＢＡＣ２１８は、ＥＢＡＣ１１２と同様のアーキテクチャを有する。左外側ＥＢＡＣ２１８は、マスタ自動ブレーキチャネルの左外側ＢＳＣＵ２１１に結合され、遅延された自動ブレーキマスタ指令を受け取り、遅延された自動ブレーキマスタ指令に応答して制御信号を生成するように構成される。マスタ自動ブレーキチャネルのＥＢＡＣは、ＥＢＡＣのうちの、遅延された自動ブレーキマスタ指令を受取るように構成された一部を制御する。制御信号は、左外側ブレーキアクチュエータ２２０の作動を制御するように構成される。実際には、自動ブレーキ制御信号は、電気ブレーキアクチュエータの作動（すなわち、最大挟持力のうち電気ブレーキアクチュエータにより付与される割合）を調整する。たとえば、自動ブレーキ制御信号は、ブレーキを解放するように電気ブレーキアクチュエータに指令してもよく、最大挟持力を作用するように電気ブレーキアクチュエータに指令してもよく、または、中間の挟持力を作用するように電気ブレーキアクチュエータに指令したりしてもよい。

左外側ＲＤＣ２２２は、左外側マスタ自動ブレーキチャネルの左外側ＢＳＣＵ２１１に結合され、自動ブレーキマスタ指令を受取るように構成される。左外側ＲＤＣは、各スレーブ自動ブレーキチャネルに接続されたＲＤＣを介して自動ブレーキマスタ指令をスレーブ自動ブレーキチャネルへ送るようにさらに構成される。上述したように、このデータ通信はネットワークバス２２４上を実行されてもよい。

システム２００は、自動ブレーキマスタ指令を航空機ネットワークバス２２４を介して受取るように構成された、複数のスレーブ自動ブレーキチャネル２４４を含んでもよい。スレーブ自動ブレーキチャネルの各々は、滑り防止調整を除く他のいかなる処理を行なうことなく、受取られた自動ブレーキマスタ指令に基づいてブレーキの作用を指令する。スレーブ自動ブレーキチャネルは、ネットワークバス２２４を介してマスタ自動ブレーキチャネルへ、ヘルスステイタス（診断情報）を送るように、さらに構成される。この点について、何等かのエラーまたは故障（たとえば、滑り防止の不作動、制動能力の低下、指令のない挟持力など）があれば、マスタ自動ブレーキチャネルは、航空機の安全性を確保するために、 自動ブレーキを解除する（すなわち、スレーブ自動ブレーキチャネルへのマスタ自動ブレーキ指令の送信を中断する）。この場合における制動は、ブレーキペダルを介してパイロットにより制御される。各スレーブ自動ブレーキチャネルは、左外側マスタ自動ブレーキチャネルと同様のアーキテクチャを有し、各々は、図１の文脈において上述されたように構成されてもよい。したがって、システム２００のある構成、構成要素および機能は、ここでは繰返して説明しない。

システム２００は、左内側自動ブレーキスレーブチャネル２４６、右外側自動ブレーキスレーブチャネル２４８および右内側自動ブレーキスレーブチャネル２５０を有してもよい。各自動ブレーキスレーブチャネル２４６／２４８／２５０は、ＢＳＣＵ２１１／２１２のうちの一方に結合され、自動ブレーキマスタ指令を夫々のＲＤＣ２２４／２３０／２３６を介して受取るように構成された、自動ブレーキチャネルスレーブプロセッサ２１０／２１４／２１６を含む。自動ブレーキチャネルスレーブプロセッサ２１０／２１４／２１６は、マスタ自動ブレーキチャネルのマスタ算出モジュール２０８とは異なり、いかなる自動ブレーキ指令の算出も行なわない。各自動ブレーキチャネルスレーブプロセッサ２１０／２１４／２１６は、自動ブレーキマスタ指令を夫々のＥＢＡＣ ２２６／２３２／２３８に送る。各ＥＢＡＣ２２６／２３２／２３８は、夫々の各ブレーキアクチュエータ２２８／２３４／２４０の作動を制御するように、自動ブレーキマスタ指令に応答して制御信号を生成するように構成される。この例では、マスタチャネル算出モジュールは左外側ＢＳＣＵチャネル上に実現されるが、マスタチャネル算出モジュールは、代替的にまたは付加的に、他の既存のブレーキ制御チャネル（左内側、左外側または右内側）上に代わりに実現されてもよい。自動ブレーキ機能のマスタ自動ブレーキ指令を生成するプロセスは以下に説明される。

図３は、発明の実施例に従って構成された、航空機の電気ブレーキシステムのための自動ブレーキ機能のためのプロセス３００を説明するフローチャートである。プロセス３００に関連して実行される様々なタスクが、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェアもしくはそれらのいかなる組合せによって実行されてもよい。説明の目的で、下記のプロセス３００の説明は、図１−２に関連して上述された要素に言及し得る。発明の実施例では、プロセス３００の部分は、たとえばＢＳＣＵ、ＥＢＡＣ、ＥＢＰＳＵまたはその他などの、説明されたシステムの異なる構成要素により実行されてもよい。プロセス３００はいかなる数の付加的なまたは代替的なタスクを含んでもよく、図３に示されるタスクは説明された順序で実行される必要はなく、プロセス３００は、ここでは詳細には説明されないさらなる機能を有するより包括的な手続きもしくはプロセスに組み込まれてもよいことが理解されるべきである。

自動ブレーキ機能プロセス３００に関連して、図３は、航空機ネットワーク処理ブランチ３３０を介して相互接続された、プロセス３００中の２つの処理ブランチを記載する。マスタ自動ブレーキチャネル処理ブランチ３１４は、図３の右側に示され、スレーブ自動ブレーキチャネル処理ブランチ３１６は、図３の左側に示される。電気ブレーキシステムのマスタ自動ブレーキチャネルは、航空機デジタルデータバスから連続または急速抽出の態様で自動ブレーキ指令作動データを受け取り（タスク３０２）、自動ブレーキ指令作動データに基づいて自動ブレーキマスタ指令を算出する（タスク３０４）。自動ブレーキ指令作動データは、限定されないが、航空機減速度、対地速度、スポイラーデータ、スロットルレボルバ回転角などを含んでもよい。たとえば、パイロットがコックピット内のスイッチを介して減速度を選択すると、実際の航空機減速度とパイロットがインプットした減速度とを比較することにより、マスタ自動ブレーキ算出モジュールが自動ブレーキマスタ指令を算出する。マスタ自動ブレーキ算出モジュールは、そして、各ブレーキアクチュエータコントローラ（ＥＢＡＣ）に対して、０−１００％の制動力を滑り防止調整とともに指令する。たとえば、左内側ＥＢＡＣに対するマスタ自動ブレーキ指令が６２％であり、左内側車輪に対する滑り防止調整が２％であると、左内側ＥＢＡＣは６０％のマスタブレーキ指令入力を得る。マスタ自動ブレーキ指令は、そして、航空機ネットワークを介して発行される（参照番号３３２）。マスタ自動ブレーキ指令を発行するために、プロセス３００は、自動ブレーキマスタ指令をマスタ自動ブレーキチャネルのＲＤＣに送信し（タスク３１８）、マスタ自動ブレーキチャネルのＲＤＣは、そして、自動ブレーキマスタ指令をスレーブ自動ブレーキチャネルのＲＤＣに送信し（タスク３２０）、自動ブレーキマスタ指令をスレーブ自動ブレーキチャネルのＲＤＣの各々からそれぞれの各スレーブ自動ブレーキチャネルプロセッサに送信する（タスク３２２）。自動ブレーキマスタ指令は、全てのブレーキアクチュエータに対して共通の自動ブレーキマスタ指令であって、それにより、同時に全ての航空機車両に一様にブレーキが作用する。これに関して、同期のとれたブレーキの作用を確保するため、スレーブＢＳＣＵチャネルへの発行プロセス（参照番号３３２）と同時に、夫々のＥＢＡＣへの自動ブレーキマスタ指令の送信はマスタ自動ブレーキチャネルの算出モジュール（タスク３０６）により遅延される。遅延は、航空機ネットワーク伝送の遅延およびブレーキアクチュエータがゼロトルク点（ブレーキ作用の境界）に到達するまでにかかる時間に基づいて選択される。プロセス３００は、そして、予め定められた遅延の後に、マスタ自動ブレーキチャネルにおいて自動ブレーキマスタ指令を電気ブレーキアクチュエータコントローラ（ＥＢＡＣ）に送信し（タスク３０８）、マスタ自動ブレーキチャネル制御信号を用いてマスタブレーキチャネルのブレーキアクチュエータの作動を制御する（タスク３１２）。

スレーブ自動ブレーキチャネルプロセッサは、自動ブレーキマスタ指令上のいかなる計算も実行しない。スレーブ自動ブレーキチャネルは、各車輪に対してカスタマイズされた滑り防止調整とともに自動ブレーキマスタ指令に返送される自動ブレーキ制御信号を生成する（タスク３２４）ように、「ダミープロセッサ」または、データゲートウェイとして振舞い、スレーブ自動ブレーキ制御信号を用いて、その対応するブレーキアクチュエータの各々の作動を制御する（タスク３２８）。プロセス３００中、スレーブ自動ブレーキチャネルは、それらのヘルスステイタスをマスタ自動ブレーキチャネルへ送る（タスク３４０）。これに関して、何等かの種類のエラーまたは故障（たとえば、滑り防止の不作動、制動能力の低下、指令の無い挟持力など）があれば、マスタ自動ブレーキチャネルは、上記で説明したように航空機の安全を確保するため、自動ブレーキを解除する（すなわち、スレーブ自動ブレーキチャネルへのマスタ自動ブレーキ指令の送信を中断する）。

要するに、航空機の電気ブレーキシステムのための自動ブレーキ機能は、ここで説明されるように、マスタ自動ブレーキ指令を生成するように構成された単一のマスタ自動ブレーキチャネルおよび航空機ネットワークを介して自動ブレーキマスタ指令を受取るように構成された複数のスレーブ自動ブレーキチャネルを使用する。この方法を用いて、全ての航空機車輪に一様にかつ同時に制動が作用されるように、同期のとれたブレーキの作用が達成できる。

上述の詳細な説明では、少なくとも１つの例示的な実施例を示してきたが、膨大な数の変形例が存在することが理解されるべきである。この明細書中に説明される例示的な実施例は、この発明の主題の範囲、適用性、または構成を何ら制限することを意図していないことも理解されるべきである。むしろ、上述の詳細な説明は、説明された実施例を実現するための便利な指針を当業者に提供するものである。特許請求の範囲によって規定される範囲を逸脱することなく、要素の機能および配置をさまざまに変更することができ、この範囲は、この特許出願の出願時の既知の均等物および予測可能な均等物を含むことが理解されるべきである。

Claims (14)

1. マスタ自動ブレーキチャネルと複数のスレーブ自動ブレーキチャネルを備える、航空機の電気自動ブレーキシステムであって、
   前記マスタ自動ブレーキチャネルは、前記マスタ自動ブレーキチャネルに対応する一つ以上の車輪のブレーキを制御し、閉ループの自動ブレーキ制御アルゴリズムを実行するように構成され、前記閉ループの自動ブレーキ制御アルゴリズムは自動ブレーキマスタ指令を生成し、前記マスタ自動ブレーキチャネルは前記自動ブレーキマスタ指令を前記複数のスレーブ自動ブレーキチャネルに送ると共に、前記自動ブレーキマスタ指令を遅延させ、当該遅延された自動ブレーキマスタ指令によって、前記マスタ自動ブレーキチャネルに対応する一つ以上の車輪のブレーキを制御し、
   前記複数のスレーブ自動ブレーキチャネルは、各々が前記自動ブレーキマスタ指令を受取るように構成され、前記スレーブ自動ブレーキチャネルの各々は、滑り防止調整を除くいかなる他の処理を行なうことなく、前記受取られた自動ブレーキマスタ指令に基づいて、スレーブ自動ブレーキチャネルの各々に対応する一つ以上の車輪のブレーキの作用を指令し、
   車輪に一様にブレーキが作用する、システム。
2. 前記マスタ自動ブレーキチャネルは、マスタ自動ブレーキチャネルのブレーキシステム制御ユニット（ＢＳＣＵ）に結合され、前記自動ブレーキマスタ指令を算出するように構成されるマスタ算出モジュールをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記マスタ算出モジュールが、前記自動ブレーキマスタ指令に前記遅延を発生させて、前記遅延された自動ブレーキマスタ指令を送るようにさらに構成される、請求項２に記載のシステム。
4. 前記マスタ自動ブレーキチャネルは、前記マスタ自動ブレーキチャネルのＢＳＣＵに結合され、前記遅延された前記自動ブレーキマスタ指令を受取るように構成される電気ブレーキアクチュエータ制御（ＥＢＡＣ）をさらに備え、前記マスタ自動ブレーキチャネルは、前記遅延された自動ブレーキマスタ指令を受取るように構成される電気ブレーキアクチュエータ制御（ＥＢＡＣ）のうちの一部を制御する、請求項３に記載のシステム。
5. 前記マスタ自動ブレーキチャネルのＢＳＣＵに結合され、前記自動ブレーキマスタ指令を受取り、前記スレーブ自動ブレーキチャネルへ更に送るように構成される、マスタ自動ブレーキチャネルの遠隔データコンセントレータ（ＲＤＣ）をさらに備える、請求項２に記載のシステム。
6. 前記スレーブ自動ブレーキチャネルの各々は、
   スレーブ自動ブレーキのＢＳＣＵに結合され、前記自動ブレーキマスタ指令を受取るように構成される、自動ブレーキチャネルスレーブプロセッサと、
   前記スレーブ自動ブレーキチャネルのＢＳＣＵに結合され、前記自動ブレーキマスタ指令に応答してブレーキ作動信号を生成するように構成される、電気ブレーキアクチュエータ制御（ＥＢＡＣ）とをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
7. 前記スレーブ自動ブレーキチャネルは、それらの夫々の各ＥＢＡＣの作動を独立して制御するように構成される、請求項６に記載のシステム。
8. 前記スレーブ自動ブレーキチャネルは、それらのヘルスステイタスを前記マスタ自動ブレーキチャネルに送るように構成される、請求項１に記載のシステム。
9. 航空機の、マスタ自動ブレーキチャネルと複数のスレーブ自動ブレーキチャネルを備える電気自動ブレーキシステムのための、自動ブレーキ機能のための方法であって、
   マスタ自動ブレーキチャネルが自動ブレーキ指令作動データを受取るステップと、
   マスタ自動ブレーキチャネルが前記自動ブレーキ指令作動データに基づいて、閉ループの制御モードにおいて自動ブレーキマスタ指令を算出するステップであって、前記マスタ自動ブレーキチャネルは、前記マスタ自動ブレーキチャネルが制御する１つ以上の、マスタ自動ブレーキチャネルのブレーキアクチュエータを有するステップと、
   スレーブ自動ブレーキチャネルへ前記自動ブレーキマスタ指令を送るステップであって、各スレーブ自動ブレーキチャネルは、前記スレーブ自動ブレーキチャネルが制御する１つ以上の対応する、スレーブ自動ブレーキチャネルのブレーキアクチュエータを有するステップと、
   前記自動ブレーキマスタ指令に応答して、スレーブ自動ブレーキ制御信号を前記スレーブ自動ブレーキチャネルの各々に対して生成するステップと、
   前記スレーブ自動ブレーキチャネルのブレーキアクチュエータの作動を、前記スレーブ自動ブレーキ制御信号を用いて制御するステップと、
   前記マスタ自動ブレーキチャネルが、前記マスタ自動ブレーキチャネルの生成した前記自動ブレーキマスタ指令を遅延させるステップと、
   前記遅延された自動ブレーキマスタ指令に応答して、マスタ自動ブレーキチャネル制御信号を生成するステップと、
   前記マスタ自動ブレーキチャネルのブレーキアクチュエータの作動を、前記マスタ自動ブレーキチャネル制御信号を用いて制御するステップと、
   を備え、
   各アクチュエータに対応する車輪に一様にブレーキが作用する、方法。
10. 前記遅延された自動ブレーキマスタ指令を電気ブレーキアクチュエータ制御（ＥＢＡＣ）に送信するステップをさらに備える、請求項９に記載の方法。
11. 前記遅延するステップは、同期のとれたブレーキの作用が得られるような遅延時間を選択するステップをさらに備える、請求項１０に記載の方法。
12. 前記スレーブ自動ブレーキチャネルのブレーキアクチュエータの作動を制御するステップは、前記スレーブ自動ブレーキ制御信号を用いて、前記電気ブレーキアクチュエータの各々を独立して制御するステップを備える、請求項９に記載の方法。
13. 前記スレーブ自動ブレーキチャネルのヘルスステイタスを生成するステップをさらに備える、請求項９に記載の方法。
14. 前記スレーブ自動ブレーキチャネルの各々は、滑り防止調整を除くいかなる他の処理を行なうことなく、前記自動ブレーキマスタ指令に基づいてブレーキの作用を指令する、請求項９に記載の方法。

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