JP2010030590A - 電気ブレーキを備えた乗物用ブレーキシステムにおける保護方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気モータの過熱の危険性を低減する。
【解決手段】本発明は、少なくとも１つの電気機械式アクチュエータを備えた少なくとも１つのブレーキを具備し、アクチュエータが、電気モータにより作動されてブレーキの摩擦要素に選択的に力を印加する押圧子を具備し、乗物の操縦者からの要求時に、ブレーキ命令１０１に応答して押圧子が電気モータにより作動されブレーキ力を摩擦要素に選択的に印加する制御モードか、又はモータからの駆動力なしに押圧子が摩擦要素にパーキング力を及ぼす位置にロックされるパーキングモードにおいて作動する乗物用ブレーキシステムを過熱から保護する方法に関し、本発明によれば方法は、乗物が静止している間、ブレーキシステムが制御モードにある間、及び押圧子が摩擦要素に力を印加するよう制御されている間に、操縦者の介入なくして自動的に制御モードからパーキングモードに切り換える段階を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は電気ブレーキを備えた乗物用ブレーキシステムにおける保護方法に関する。

複数の電気機械式アクチュエータを備えた複数のブレーキを有する航空機用ブレーキシステムであって、各アクチュエータが電気モータにより作動されてブレーキの摩擦要素に選択的に力を加える押圧子を具備しているブレーキシステムが公知である。

かかるブレーキシステムは、ブレーキ命令に応じアクチュエータの押圧子が関連する電気モータにより作動されて摩擦要素にブレーキ力を加える制御モードを取ることができる。このブレーキ命令はパイロットにより作動されるペダルからの信号の関数としてあるいは減速プログラムの関数として決定される。

ブレーキシステムはまた、アクチュエータの押圧子が摩擦要素に駐機力を及ぼす位置にロックされる駐機モードを取ることもできる。したがって、電気モータからの駆動力がない状態で駐機力が維持され、これにより、特に航空機が静止されかつ動力供給が遮断されているときに、航空機を停止状態に保持することができる。

通常の作動状態では、ブレーキシステムは制御動作モードにある。パイロットは、特に航空機が駐機状態にありかつエンジンを停止する前に、航空機を静止状態に保持したい場合には、ブレーキシステムを駐機モードに切り換える。

これ以外にも、例えば滑走路上で誘導滑走されるのを待っているとき（時には数分間）、あるいは航空機が動き出さないようパイロットがにブレーキペダル上に足を置きながら航空機のエンジン準備を行っている間などのように、航空機を静止状態に維持しなければならない場合がある。

かかる静止段階では、パイロットは絶えずペダルを踏んでブレーキ力を常時作用させるよう制御される。すると、アクチュエータの電気モータが過熱を引き起こす危険がある。電気モータの温度が電気モータのコイルに含有される樹脂の遷移温度を超えないようにすることが肝要である。

従来の液圧ブレーキの場合には、航空機が静止状態に保持されている間ペダルを長時間押し続けることに起因する過熱のおそれがないので、上記の問題は生じない。

本発明の目的は、電気モータの過熱の危険性を低減する、電気ブレーキを備えた電気モータの保護方法を提供することにある。

本発明によれば、少なくとも１つの電気機械式アクチュエータを備えた少なくとも１つのブレーキを具備した乗物用ブレーキシステムであって、該アクチュエータが、電気モータにより作動されて該ブレーキの摩擦要素に選択的に力を印加する押圧子を具備し、乗物の操縦者からの要求時に、ブレーキ命令に応答してアクチュエータの押圧子が電気モータにより作動されブレーキ力を摩擦要素に選択的に印加する制御モードか、又はモータからの駆動力なしにアクチュエータの押圧子が摩擦要素にパーキング力すなわち駐機力又は駐車力を及ぼす位置にロックされるパーキングモードにおいて作動するブレーキシステムにおける保護方法において、乗物が静止している間、ブレーキシステムが制御モードにある間、及び押圧子が摩擦要素に力を印加するよう制御されている間に、操縦者の介入なくして自動的に制御モードからパーキングモードに切り換える段階を含む方法が提供される。

したがって、乗物が静止状態にあることをブレーキシステムが検出し、かつ操縦者がブレーキにかかる力を維持しているとき、ブレーキシステムは、本発明によれば、乗物を静止状態に保持するのに適したブレーキ力を維持可能なパーキングモ−ドに切り換わり、この間、電気モータは解放され不要な過熱を回避することができる。更に、ブレーキの電気消費量が低減される。

操縦士が制御モードからパーキングモードへの切り換えを命令するのに優先して自動的に制御モードからパーキングモードに切り換えられるので、操縦者が切り換え忘れたり切り換え作業が過度に遅れたりする危険性が低減され、それによりモータが危険なほど過熱するまでに十分な時間が与えられうる。

好ましくは、制御モードからパーキングモードへの切り換えは予め定められた遅延時間後にのみ行われる。

好ましくは、制御モードからパーキングモードへの切り換えはアクチュエータの電気モータの温度閾値を越えたことを示す過熱信号に応答して行われる。

本発明の特定の態様によれば、制御モードからパーキングモードへの切り換えはブレーキ命令が第１の予め定められた力閾値を越えたときにのみ可能である。

好ましくは、パーキングモードから制御モードへ戻る切り換えはブレーキ命令が第１の力閾値よりも小さい第２の予め定められた力閾値を越えて低下すると行われる。

別の実施例によれば、パーキングモードから制御モードへ戻る切り換えは航空機がもはや静止状態にないことを示す信号に応答して行われる。

添付図面を参照しながら以下の記載を読むことによって本発明をよりよく理解できるであろう。

複数の被制動車輪を有する航空機の概略図である。 電気アクチュエータを有するブレーキを備えた図１の航空機の車輪のうちの一つの断面図である。 制御モードから駐機モードへの切り換え用の論理回路図である。 どのようにして過熱信号が出されて駐機モードへの切り換えを加速できるかを示す線図である。

以下に、着陸装置１５により支持される４つの被制動車輪１〜４を有する、図１に示す如き航空機Ａに適用した場合を例にとって本発明の方法を詳しく説明する。

図２に示す如く、各車輪はタイヤ（図示せず）を受けるのに適しかつ航空機の着陸装置１５の一つにより支持される軸６に回転自在に取り付けられるリム５を有する。アクチュエータ８を支持するリング７が軸６に取り付けられる。リム５内を延び当接部１０で終端するねじりチューブ９がリング７に締着される。リング７、したがってねじりチューブ９はストッパ手段（図示せず）により軸６に対して回転自在に保持される。

リム５と共に回転するロータと、ねじりチューブ９と共に回転するステータとから構成される積層ディスク群１１が、当接部１０とアクチュエータ８との間に延在する。

各アクチュエータ８は本体１２を有し、この本体１２内に取り付けられた押圧子１３は本体１２内に含まれる電気モータからの駆動力を受けてディスク群１１に向け直線的に移動してディスク群１１に制御圧力を加えるようにし、この制御圧力は、ディスク群のロータとステータとの間に摩擦力を発生させることにより、リム５の回転を低下させ、したがって航空機を制動するのに寄与する。

各アクチュエータ８はロック部材１４を有し、このロック部材１４は、ロック部材１４の作動時に位置される位置において押圧子１３をロックないし固締するのに適している。

アクチュエータは制御モジュール５０に関連付けられ、この制御モジュール５０は本実施例では以下の２つの作動モードを有している。すなわち、第１に、特にパイロットにより作動されるブレーキペダル５１からの信号に基づき発生されるブレーキ力命令に応答して押圧子１３が電気モータによりディスク群１１に対し動かされる制御モードであり、第２に、押圧子１３がディスク群１１に駐機力を及ぼすように制御され、次いでロック部材１４により所定位置にロックされる駐機モードである。

かくして、駐機力は電気モータの助けなくして維持されるので電気モータへの給電を停止することができる。したがって、ブレーキによる電力消費を低減することができ、電気モータの過熱を防止することができる。

パイロットは二位置を有するセレクタ５２を自由に操作でき、それを用いることにより、ブレーキシステムを制御モードあるいは駐機モードのいずれかにすることができる。

本発明の方法は特に、ブレーキシステムが制御モードにあって、航空機が静止しているときに適用可能である。このような場合、航空機を静止状態に保持するために、パイロットはブレーキペダル５１を絶えず押し続け、その結果アクチュエータ８の電気モータが作動され続けて過熱が生ずるおそれがある。

本発明においては、ブレーキシステムは図３に示す論理回路を用いて自動的に駐機モードに切り換えるようにも構成される。

図示の実施例では、駐機モードへの自動切り換え用論理回路は以下の３つの入力を利用している。
ブレーキ力命令１０１により構成される第１の入力、
航空機の複数のコンピュータの一つにより発生される静止情報１０２であって航空機が静止していることを示す静止情報１０２により構成される第２の入力、及び
アクチュエータの電気モータが過熱していることを示す過熱信号１０３により構成される第３の入力。

これらの入力がどのようにして生成されるかを以下に詳述する。

ブレーキ命令は二閾値比較器１０４により処理される。ブレーキ力命令１０１が第１の力閾値Ｓ１を越えて増加した場合には比較器１０４の出力１０５は１となり、第１の力閾値Ｓ１よりも小さい第２の力閾値Ｓ２を越えて低下するまで出力は１に維持される。

比較器１０４の出力１０５及び静止情報１０２は第１のＡＮＤゲート１０６用の入力を形成する。ＡＮＤゲート１０６は時間遅延回路１０８を介してＯＲゲート１１０の第１の入力１０９に接続される出力１０７を有する。ＯＲゲート１１０の出力はブレーキシステム用の駐機モードへの切換信号を形成する。

また、過熱信号１０３と第１のＡＮＤゲート１０６の出力１０７とは第２のＡＮＤゲート１１１の入力を形成し、その出力１１２はＯＲゲート１１０の第２の入力を形成する。

論理回路は次のように作動する。航空機が静止している間、静止情報１０２により指示される通り、パイロットはブレーキペダル５１を押すことにより航空機を静止状態に保持する。ペダルへの押圧力の関数として制御モジュールにより発生されるブレーキ命令が第１の力閾値Ｓ１を越えると、比較器の出力１０５は１となり、それにより、第１のＡＮＤゲート１０７の出力も１となる。遅延回路１０８により設定された遅延時間ΔＴだけ経過すると、ＯＲゲート１１０の第１の入力１０９を形成する遅延回路１０８の出力は１となり、その結果ＯＲゲート１１０はブレーキシステムに信号を送り駐機モードへの切換を指示する。

しかしながら、遅延時間ΔＴが経過する前に過熱信号１０３が１になると、ＯＲゲート１１０の第２の入力１１２を形成するＡＮＤゲート１１１の出力が１になる。このとき、ＯＲゲート１１０はブレーキシステムに信号を送って駐機モードへの切換を指示する。

制御モードに復帰するためには、ブレーキ力命令１０１を第２の力閾値Ｓ２を越えて低下させ、それによりパイロットが航空機のブレーキを解放しようとしていることを指示すれば足りる。

比較器１０４の出力１０５が０になると、第１のＡＮＤゲート１０６の出力１０７が０になり、それにより、ＯＲゲート１１０の２つの入力１０９，１１２が０に設定される。ＯＲゲート１１０は駐機モード切換信号の送出を止め、その結果ブレーキシステムが制御モードに復帰する。

実際上は、第１の力閾値Ｓ１は、ブレーキシステムが制御モードから駐機モードへ切り換えを絶えず行わないような十分高い値に選定される。好ましくは、第１の力閾値Ｓ１は、アクチュエータの電気モータを駆動する電流の閾値であって、この閾値を越えたときに、ブレーキ力命令が遅延時間ΔＴよりも長い時間にわたって第１の力閾値Ｓ１よりも高いままであると電気モータが加熱するおそれがあるような閾値に相当する。

第２の力閾値Ｓ２に関しては、パイロットがブレーキ５１を「ポンピング動作」した場合でさえブレーキシステムが駐機モードに維持されるように選定される。

遅延時間の目的はブレーキペダルが一時的に押圧されたときに駐機モードに切り換わるのを回避することにある。実際上は、遅延時間回路の遅延時間ΔＴは数秒のオーダである。

ブレーキ力命令１０１はブレーキペダル５１からの信号に基づき制御モジュール５０により発生せしめられる。低級の態様では、ブレーキペダル５１からの信号により直接構成してもよい。

静止情報１０２は航空機の速度を示す情報あるいは航空機の車輪のいずれか一つの回転を感知するセンサからの情報に基づき航空機のコンピュータにより発生せしめられる。

過熱信号１０３は種々の方法で発生させることができる。

図４に示す第１の発生態様によれば、上記信号はアクチュエータ８の電気モータ内に装備された複数の温度プローブ２０からもたらされる。このプローブは比較器２１に接続され、その結果プローブの一つが予め決められた閾値Ｔ１よりも高い温度を測定すると、過熱信号１０３を形成する比較器２１の出力が１になる。

温度プローブにより温度を直接的に測定する代わりに、各電気モータのコイルの抵抗値を測定することも可能である。コイルの抵抗値は電気モータの温度にしたがって変化するからである。

第２の発生態様では、各電気モータに関し、電気モータに供給される電流を時間積分することによりエネルギ蓄積信号が発生せしめられる。こうして計算されたエネルギ蓄積信号は電気モータに供給されたエネルギを表し、したがって電気モータの過熱の危険性を表している。

過熱信号１０３は、エネルギ蓄積信号のすべてを入力信号として受信する比較器の出力を形成する。エネルギ蓄積信号の一つが予め定められた閾値を越えるとこの出力が１になる。

本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、むしろ特許請求の範囲により画定される発明の範囲内にある種々の変更をも包含する。

特に、上記実施例ではブレーキ命令は力命令であるが、この命令は例えば力を代表する位置に関する指令など他の如何なる形態でもよい。

Claims (6)

1. 少なくとも１つの電気機械式アクチュエータ（８）を備えた少なくとも１つのブレーキを具備した乗物用ブレーキシステムであって、該アクチュエータ（８）が、電気モータにより作動されて該ブレーキの摩擦要素（１１）に選択的に力を印加する押圧子（１３）を具備し、乗物の操縦者からの要求時に、ブレーキ命令（１０１）に応答してアクチュエータ（８）の押圧子（１３）が電気モータにより作動されブレーキ力を摩擦要素（１１）に選択的に印加する制御モードか、又はモータからの駆動力なしにアクチュエータ（８）の押圧子（１３）が摩擦要素にパーキング力を及ぼす位置にロックされるパーキングモードにおいて作動するブレーキシステムにおける保護方法において、乗物が静止している間、ブレーキシステムが制御モードにある間、及び押圧子（１３）が摩擦要素に力を印加するよう制御されている間に、操縦者の介入なくして自動的に制御モードからパーキングモードに切り換える段階を含むことを特徴とする保護方法。
2. 予め定められた遅延時間（ΔＴ）後にのみ制御モードからパーキングモードに切り換えられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. アクチュエータの電気モータの温度閾値（Ｔ１）を越えたことを示す過熱信号（１０３）に応答して制御モードからパーキングモードに切り換えられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. ブレーキ命令（１０１）が第１の予め定められた力閾値（Ｓ１）を越えたときにのみ制御モードからパーキングモードに切り換えることができることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. ブレーキ命令（１０１）が第１の力閾値（Ｓ１）よりも小さい第２の予め定められた力閾値（Ｓ２）を越えて低下するとパーキングモードから制御モードに戻されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 航空機がもはや静止状態にないことを示す信号（１０２）に応答してパーキングモードから制御モードに戻されることを特徴とする請求項１に記載の方法。

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