Sistema de conmutación de potencia y procedimiento para un sistema de freno eléctrico de un avión.

Sistema (100) de conmutación de potencia para un sistema de frenado eléctrico de una aeronave,

comprendiendoel sistema:

al menos una unidad de suministro de potencia de frenado eléctrico acoplada a al menos un control delaccionador de frenado eléctrico y una unidad de control del sistema de frenos (114, 122, 156, 164), en el que elal menos una unidad de suministro de potencia frenado eléctrico está configurada para suministrar potencia a launidad de control del sistema de frenos (126, 168) y al menos un control del accionador de frenado eléctrico(116, 118, 152, 160); y

una unidad de suministro de potencia de la batería (128) acoplada a la al menos una unidad de suministro depotencia de frenado eléctrico, en la que la unidad de suministro de potencia de la batería está configurada parasuministrar potencia al sistema de frenado eléctrico; y caracterizado por que comprende además:

al menos una unidad de suministro de potencia activo (112, 120, 154, 162) acoplada a la al menos unaunidad de suministro de potencia de frenado eléctrico, en la que la al menos una unidad de suministro depotencia activa está configurada para suministrar potencia activa al al menos un control del accionador defrenado eléctrico; y

al menos un circuito lógico de conmutación de potencia (116, 124, 158, 166) acoplado a la al menos unaunidad de suministro de potencia de frenado eléctrico, en el que el al menos un circuito lógico deconmutación de potencia está configurado para cambiar las fuentes de potencia para la unidad de controldel sistema de frenado y para el al menos un control de accionador de frenado eléctrico.

Sistema de conmutación de potencia y procedimiento para un sistema de freno eléctrico de un avión

Campo técnico Las realizaciones de la presente invención se refieren en general a sistemas de suministro de aeronaves, y más particularmente a sistemas de potencia de control de frenado eléctrico de aeronaves.

Antecedentes Históricamente el control de frenado de aeronaves se ha operado a través de conexión por cable directa o hidráulica. Las conexiones de control por cable e hidráulicas sufrieron de problemas de peso, de rendimiento y de fiabilidad. Muchas de estos problemas se han mejorado mediante el uso de sistemas de frenado accionados y controlados eléctricamente. Los sistemas de frenado de controlados y accionados eléctricamente son generalmente conocidos como sistemas "frenado por cable".

Un sistema de frenado por cable suele ser alimentado eléctricamente tanto por la potencia del sistema de la aeronave y una batería de respaldo. Una unidad de accionamiento de frenado eléctrico (EBAC) es un subsistema de alta potencia de un frenado por el sistema de cable. Las cargas del EBAC y otras están conectadas a la batería durante el vuelo. La batería suministra potencia de reserva a sus cargas conectadas de modo que si se produce una pérdida de potencia activa en vuelo, la batería puede soportar las cargas que son alimentadas por ella. La batería está conectada a las cargas por un interruptor que está generalmente encendido en vuelo.

Debido a que el frenado no se requiere durante el vuelo, es deseable la eliminación de la suministro de la EBAC para que la potencia se guarde en vuelo para su uso por otras cargas. Otras características deseables y características de las realizaciones de la presente invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada y las reivindicaciones adjuntas, tomadas en conjunción con los dibujos que acompañan y el campo técnico y antecedentes anteriores.

Los documentos US 2004/02 38 299, US 4.007.890, US 3.881.783, DE 42 27 157 y US 2004/00 11 596 describen todos los sistemas de frenado alimentados desde una sola fuente de suministro. El documento US 2004/0238299 muestra un sistema de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Breve sumario Se describen un sistema y procedimiento para conmutación de potencia para un sistema de frenado eléctrico de un avión. El procedimiento recibe señales de control desde el sistema de frenado eléctrico de la aeronave, y utiliza un circuito lógico para cambiar entre las unidades de suministro de potencia activas y una unidad de suministro de potencia de batería en base a las señales de control. El procedimiento elimina la potencia de la batería de las EBACs durante el vuelo, lo que minimiza la potencia total extraída de la unidad de suministro de potencia de la batería, y ahorrar la potencia de la batería a menos que la operación de la aeronave requiera funcionar solamente con la batería de potencia.

Breve descripción de los dibujos Una comprensión más completa de la presente invención puede ser derivada por referencia a la descripción detallada y las reivindicaciones cuando se consideran en conjunto con las siguientes figuras, en las que los números de referencia similares se refieren a elementos similares en todas las figuras.

La figura 1 es una representación esquemática de un sistema de conmutación de potencia para un sistema de frenado eléctrico de una aeronave; La figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso para la conmutación de potencia para un sistema de frenado eléctrico de una aeronave; y La figura 3 ilustra un ejemplo de realización de un circuito lógico de conmutación de potencia para un sistema de frenado eléctrico de una aeronave.

Descripción detallada La siguiente descripción detallada es meramente de naturaleza ilustrativa y no está destinada a limitar las realizaciones de la invención o la aplicación y usos de tales realizaciones. Además, no tiene intención de estar ligada por ninguna teoría expresada o implícita presentada en el campo técnico precedente, antecedentes, breve resumen o la descripción detallada siguiente. Las realizaciones de la invención se puede describir en la presente memoria en términos de componentes de bloques funcionales y/o lógicos y varias etapas de procesamiento. Se debe apreciar que tales componentes de bloque pueden ser realizadas por cualquier número de componentes de hardware, software, y/o de firmware configurados para realizar las funciones especificadas. Por ejemplo, una realización de la invención puede emplear varios accionadores de los frenos eléctricos, componentes de circuitos integrados, por ejemplo, elementos de memoria, elementos de procesamiento de señales digitales, elementos lógicos, tablas de búsqueda, o similares, que pueden llevar a cabo una variedad de funciones en virtud el control de uno o más microprocesadores u otros dispositivos de control. Además, los expertos en la técnica apreciarán que las realizaciones de la presente invención pueden ser practicadas en conjunción con cualquier número de protocolos de transmisión de datos digitales y/o configuraciones de aeronaves, y que el sistema descrito en este documento es meramente un ejemplo de realización de la invención.

En aras de la brevedad, las técnicas convencionales y componentes relacionados con el procesamiento de señales, frenado de la aeronave, control de frenado, y otros aspectos funcionales de los sistemas y los componentes operativos individuales de los sistemas no pueden ser descritos en detalle aquí. Además, las líneas de conexión mostradas en las varias figuras contenidas aquí están destinadas a representar las relaciones funcionales y/o acoplamientos físicos de ejemplo entre los varios elementos. Cabe señalar que muchas alternativas o relaciones funcionales o conexiones físicas adicionales pueden estar presentes en una realización de la invención.

La siguiente descripción se refiere a los elementos o nodos o características que están "conectados" o "acoplados" juntos. Como se usa en la presente memoria, a menos que expresamente se indique lo contrario, "conectado" significa que un elemento/nodo/característica está unido directamente a o se comunica directamente con otro elemento/nodo/característica, y no necesariamente de forma mecánica. Del mismo modo, a menos que expresamente se indique lo contrario, "acoplado" significa que un elemento/nodo/función está directa o indirectamente unido o directa o indirectamente se comunica con otro elemento/nodo/función, y no necesariamente de forma mecánica. Así, aunque los esquemas representados en las figuras ilustran disposiciones ejemplares de elementos adicionales, elementos, dispositivos, características o componentes intervinientes pueden estar presentes en una realización de la invención (suponiendo que la funcionalidad del sistema no es afectada negativamente) .

Las realizaciones de la invención se describen en la presente memoria en el contexto de una aplicación práctica, a saber, un sistema de conmutación de potencia para un sistema de frenado de una aeronave. En este contexto, la técnica de ejemplo es aplicable para proporcionar redundancia y evitar la aplicación inadvertida de frenado en una aeronave.

En una realización, un control de accionador de frenado eléctrico (EBAC) es un dispositivo de alta potencia que consume potencia de pico de 4 kW. Este consumo de potencia necesita que el EBAC sea activamente refrigerado por aire forzado en el avión. La aviónica crítica debe ser capaz de sobrevivir a un evento de pérdida del sistema de refrigeración hasta que se realiza el aterrizaje. Al desactivar el EBAC durante el vuelo hasta la extensión del tren de aterrizaje, la mayor parte del tiempo se elimina cuando un EBAC tendría que soportar la pérdida de evento de enfriamiento. Además, mediante la eliminación de la potencia del EBAC desde el sistema de suministro hasta la extensión del tren de aterrizaje, el consumo de potencia total en la batería se reduce al mínimo para ciertos modos de operación, tales como cuando el avión funciona sólo a partir de potencia de la batería. Además, al apagar la potencia al EBAC completamente, un EBAC no sacará ninguna potencia en lo que sería un modo de suspensión de bajo consumo que puede ser utilizado durante el remolque de la aeronave, y se ahorrará potencia de la batería a menos que se ordene el frenado. En una realización, la función de conmutación de potencia se lleva a cabo mediante las unidades de suministro de potencia de frenado eléctrico (EBPSUs) como se explica en detalle en el contexto de las figuras 1-3 a continuación.

La figura 1 es una representación esquemática de un sistema de conmutación de potencia 100 adecuado para su uso... [Seguir leyendo]

1. Sistema (100) de conmutación de potencia para un sistema de frenado eléctrico de una aeronave, comprendiendo el sistema:

al menos una unidad de suministro de potencia de frenado eléctrico acoplada a al menos un control del accionador de frenado eléctrico y una unidad de control del sistema de frenos (114, 122, 156, 164) , en el que el al menos una unidad de suministro de potencia frenado eléctrico está configurada para suministrar potencia a la unidad de control del sistema de frenos (126, 168) y al menos un control del accionador de frenado eléctrico (116, 118, 152, 160) ; y una unidad de suministro de potencia de la batería (128) acoplada a la al menos una unidad de suministro de potencia de frenado eléctrico, en la que la unidad de suministro de potencia de la batería está configurada para suministrar potencia al sistema de frenado eléctrico; y caracterizado por que comprende además:

al menos una unidad de suministro de potencia activo (112, 120, 154, 162) acoplada a la al menos una unidad de suministro de potencia de frenado eléctrico, en la que la al menos una unidad de suministro de potencia activa está configurada para suministrar potencia activa al al menos un control del accionador de frenado eléctrico; y al menos un circuito lógico de conmutación de potencia (116, 124, 158, 166) acoplado a la al menos una unidad de suministro de potencia de frenado eléctrico, en el que el al menos un circuito lógico de conmutación de potencia está configurado para cambiar las fuentes de potencia para la unidad de control del sistema de frenado y para el al menos un control de accionador de frenado eléctrico.

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la al menos un circuito lógico de conmutación de suministro está configurado además para recibir:

al menos una señal de potencia activa (134, 142, 174, 182) que es generada por la al menos una unidad de suministro de potencia activa, en el que la al menos una señal de potencia activa es indicativa de la validez de la al menos una unidad de suministro de potencia activa; una señal de potencia de la batería (136, 176) que se genera por la unidad de suministro de potencia de la batería, en el que la señal de potencia de la batería es indicativo de la validez de la unidad de suministro de potencia de la batería; al menos una señal para activar/desactivar la potencia de la batería (146, 150, 186, 190) que se genera por la unidad de control del sistema de frenado y está configurada para desconectar/conectar la unidad de suministro de potencia de la batería desde el al menos un control del accionador de frenado eléctrico; al menos una señal de evento de frenado (132, 140, 172, 180) que se genera por la unidad de control del sistema de frenado y es indicativa de la ocurrencia de un evento de frenado en el al menos un control del accionador de frenado eléctrico, y una señal del interruptor de encendido/apagado de la batería que se genera externamente y está configurada para iniciar la conexión/desconexión de la unidad de suministro de potencia de la batería a/del al menos un control del accionador de frenado eléctrico.

3. Procedimiento para la conmutación de potencia para un sistema de frenado eléctrico, estando el procedimiento caracterizado por que comprende:

recibir una pluralidad de señales de control desde un sistema de frenado eléctrico de una aeronave que incluye: una señal de potencia activa (134, 142, 174, 182) que indica la validez de una unidad de suministro de potencia activa (112, 120, 154, 162) ; una señal de potencia de la batería (136, 176) que indica la validez de una unidad de suministro de potencia de la batería (128) ; una señal para activar/desactivar la potencia (146, 150, 186, 190) que controla si la unidad de suministro de potencia de la batería está acoplada o no a un control de accionador de frenado eléctrico (116, 118, 152, 160) ; una señal de evento de frenado (132, 140, 172, 180) que es indicativa de la ocurrencia de un evento de frenado en el control de accionamiento de frenado eléctrico, una señal de interruptor de encendido/apagado de la batería que está configurada para iniciar la desconexión/conexión de la unidad de suministro de potencia de la batería desde/al control del accionador de frenado eléctrico, y una señal del interruptor de encendido/apagado del remolque que está configurada para iniciar la desconexión/conexión de la unidad de suministro de potencia de la batería desde/al control del accionador de frnado eléctrico, y fuentes de potencia de conmutación para el sistema de frenado eléctrico de una aeronave en respuesta a las señales de control.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la etapa de conmutación comprende, además, desconectar la unidad de suministro de potencia de la batería desde el control del accionador de frenado eléctrico y una unidad de control del sistema de frenado durante un vuelo si:

la señal del interruptor de encendido/apagado de la batería está desactivada, la señal del interruptor de remolque encendido/apagado está apagada; y la señal para activar/desactivar la potencia está desactivada.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la etapa de conmutación comprende, además, desconectar la unidad de suministro de potencia de la batería y la potencia activa del accionador de frenado eléctrico durante un vuelo si la señal para activar/desactivar la potencia no está desactivada.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la etapa de conmutación comprende, además, conectar la unidad de suministro de potencia de la batería al control del accionador del frenado eléctrico si:

el evento de frenado se produce; la unidad de suministro activa no es válida, y la unidad de suministro de potencia de la batería es válida.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la etapa de conmutación comprende, además, conectar la potencia activa para el control del accionador de frenado eléctrico si:

el evento de frenado no se produjo; y la unidad de suministro de potencia activa es válida.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la etapa de conmutación comprende, además, la conexión al suministro de potencia de la batería si:

el evento de frenado se ha producido; y la potencia activa no es válida.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la etapa de conmutación comprende, además, mantener la unidad de suministro de potencia de la batería conectada al sistema de frenado eléctrico a menos que:

el evento de frenado se haya producido; la potencia activa sea válida, y la unidad de suministro de potencia de la batería no sea válida.