Sistema de freno eléctrico descentralizado.

Un sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves, que comprende:

una pluralidad (40, 42, 44, 46) de conjuntos de rueda y freno, en el que cada conjunto (40, 42, 44, 46) tiene una rueda (40a, 42a, 44a, 46a), un transductor (40b, 42b, 44b, 46b) de velocidad de la rueda, un conjunto (40c, 42c, 44c, 46c) de freno y un actuador (40d, 42d, 44d, 46d) de freno;

pares de unidades (88, 90, 92, 94) de control electromecánicas que tienen sistemas de antideslizamiento como una parte de las mismas; y

al menos dos concentradores (72, 74) de datos de freno que reciben datos correspondientes a diversos parámetros de funcionamiento de una aeronave, que incluyen la posición del pedal de freno, y que proporcionan señales operativas a dichas unidades (88, 90, 92, 94) de control electromecánicas como una función de los mismos. caracterizado por que dichos pares de unidades (88, 90, 92, 94) de control electromecánicas están asociadas de manera única con y están conectadas a determinados conjuntos de entre dichos conjuntos (40, 42, 44, 46) de rueda y freno.

Sistema de freno eléctrico descentralizado

Campo técnico

La invención de la presente memoria reside en la técnica de los sistemas de frenado para vehículos y, más particularmente, a un sistema de frenado para aeronaves. Específicamente, la invención se refiere a sistemas de freno eléctricos para su uso en aeronaves, en los que la parte de antideslizamiento del sistema de frenado está situada en y asociada con los controladores de actuadores electromecánicos discretos asociados de manera única con los frenos de la aeronave. La invención se refiere específicamente a la utilización de controladores de actuadores electromecánicos que aseguran la funcionalidad de antideslizamiento tanto en el modo de funcionamiento de frenado normal como en el alternativo o de emergencia.

Antecedentes de la invención El uso de frenos eléctricos en sistemas para aeronaves se está popularizando. En dichos sistemas, los motores eléctricos se emplean para accionar un pistón mediante engranajes, tornillos y similares, al interior de una placa de presión de una pila de discos de freno. Típicamente, una pluralidad de actuadores están asociados con cada conjunto de freno, estando generalmente distribuidos uniformemente alrededor del mismo. Se han desarrollado sistemas de frenado eléctrico de la técnica anterior para incorporar la tecnología de antideslizamiento dentro de una unidad de control de frenado centralizada que está situada en, o está asociada de manera única con, la cabina de la aeronave. Sin embargo, estos sistemas pueden tener capacidades de antideslizamiento limitadas. El controlador de antideslizamiento reside jerárquicamente por encima y separado de los actuadores de freno. En esta configuración, las capacidades de antideslizamiento están limitadas generalmente sólo al modo de frenado normal, y no son aplicables a un modo de frenado alternativo o de emergencia asociado con el sistema de frenado. Por consiguiente, la disponibilidad técnica de la aeronave se ve necesariamente limitada. Con el sistema de antideslizamiento de la técnica anterior centralizado en el sistema de frenado, un único fallo puede resultar en que la aeronave permanezca en tierra hasta que se arregle ese fallo. Existe una necesidad en la técnica de una descentralización de la función de antideslizamiento que, cuando se combina con los transductores de velocidad de rueda de doble salida, permitirá que un sistema de frenado retenga la función de antideslizamiento en todas las ruedas en caso de un único fallo, mientras que tolerará fallos adicionales y conducirá a una funcionalidad, seguridad y disponibilidad técnica mejoradas.

Un sistema de control de antideslizamiento descentralizado y distribuido tiene ventajas adicionales en el sentido de que está situado en una proximidad más estrecha a los actuadores de freno. De esta manera, pueden conseguirse reducciones de peso mediante reducciones en el peso del cable conseguidas mediante recorridos más cortos de los cables de los transductores de velocidad de las ruedas en comparación con el control situado centralmente en la cabina o un compartimento de aviónica. Además, las señales de comando y control de actuadores específicos están disponibles en el mismo recinto con el controlador de antideslizamiento.

El documento WO 2008/144378 A1 describe un sistema de frenado electromecánico que incluye controladores de actuadores electromecánicos (Electromechanical Actuator Controllers, EMACs) primero y segundo, cada uno de los cuales genera independientemente un conjunto completo de señales de control de accionamiento para un conjunto asociado de actuadores electromecánicos (EMAs) . Las señales de control de accionamiento son generadas según un algoritmo de antideslizamiento para impartir un control de antideslizamiento al frenado de las ruedas asociadas con los EMAs. Las señales de accionamiento para algunos de los EMAs del conjunto de EMAs son emitidas por los accionadores del primer EMAC y las señales de accionamiento para los otros EMAs del conjunto de EMAs son emitidas por los accionadores del segundo EMAC. Las señales de control de accionamiento desde uno de los EMACs son usadas para controlar la salida de las señales de accionamiento para todos los EMAs del conjunto de EMAs, independientemente del EMAC en el que están presentes los accionadores asociados. Las señales de control desde el otro de los EMACs son usadas como un conjunto de respaldo de las señales de control de accionamiento.

El documento US 6 296 325 B1 describe un procedimiento de control de frenado en un sistema de frenado electromecánico que comprende un actuador de freno para aplicar un par de frenado sobre una rueda de un vehículo, un controlador de actuador electromecánico (EMAC) para proporcionar el control de accionamiento del actuador de freno en respuesta a las señales de comando de freno, y una unidad de control de freno (Brake Control Unit, BSCU) para convertir una señal de comando de freno de entrada en las señales de comando de freno que son proporcionadas al EMAC, en el que la BSCU proporciona operaciones de antideslizamiento con relación a la señal de comando de freno de entrada, en el que el procedimiento comprende: bajo condiciones predefinidas de frenado normal, introducir la señal de comando de freno de entrada a la BSCU para obtener una señal de comando de freno que es proporcionada al EMAC para implementar el frenado; y bajo condiciones de estacionamiento predefinidas, introducir la señal de comando de freno de entrada directamente al EMAC con el fin de evitar la BSCU e implementar el frenado.

Descripción de la invención Un sistema de control de freno eléctrico descentralizado para una aeronave según la invención se define en la reivindicación 1 independiente.

En vista de lo indicado anteriormente, un primer aspecto de la invención es proporcionar un sistema de freno eléctrico descentralizado que proporcione una funcionalidad de antideslizamiento en el controlador de actuador de freno.

Otro aspecto de la invención es la provisión de un sistema de freno eléctrico descentralizado en el que la funcionalidad de antideslizamiento pueda conseguirse tanto en el modo de funcionamiento de frenado normal como en el modo de funcionamiento de frenado alternativo o de emergencia.

Todavía un aspecto adicional de la invención es la provisión de un sistema de freno eléctrico descentralizado que incluye un control de antideslizamiento asociado con cada uno de los controladores de actuadores electromecánicos del sistema de frenado, en combinación con transductores de velocidad de rueda de doble salida, permitiendo que el sistema de frenado retenga la funcionalidad de antideslizamiento en todas las ruedas en caso de un único fallo de un actuador.

Otro aspecto adicional de la invención es la provisión de un sistema de freno eléctrico descentralizado que consigue una reducción de peso respecto a los sistemas anteriores mediante la colocación de la funcionalidad del sistema de antideslizamiento en los actuadores electromecánicos de los frenos, reduciendo significativamente los tendidos de cable de los transductores de velocidad de las ruedas y otros tendidos de cable en comparación con la técnica anterior.

Un aspecto adicional de la invención es la provisión de un sistema de freno eléctrico descentralizado con un funcionamiento fiable, una implementación rentable y diseñado fácilmente con los componentes del estado de la técnica.

Los aspectos anteriores y otros aspectos de la invención que serán evidentes conforme avance la descripción detallada se consiguen mediante un sistema de control de freno eléctrico para aeronaves, que comprende: una pluralidad de conjuntos de rueda y freno, en el que cada conjunto tiene una rueda, un transductor de velocidad de rueda, un conjunto de freno y un actuador de freno; pares de unidades de control electromecánicas asociadas de manera única con y conectadas a ciertos conjuntos de entre dichos conjuntos de rueda y freno, en el que dichas unidades de control electromecánicas tienen sistemas de antideslizamiento como una parte de las mismas; y al menos dos concentradores de datos de freno que reciben datos correspondientes a diversos parámetros de funcionamiento de la aeronave, incluyendo la posición del pedal de freno, y proporcionan señales operativas a dichas unidades de control electromecánicas como una función de los mismos.

Descripción de los dibujos Para una comprensión completa de los diversos aspectos y características de la invención, debería hacerse referencia a la descripción detallada siguiente y a los dibujos adjuntos en los que:

La Fig. 1, que comprende las Figs. 1A, 1B y 1C, es una ilustración de un diagrama de bloques de un sistema de control de freno de la técnica... [Seguir leyendo]

1. Un sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves, que comprende:

una pluralidad (40, 42, 44, 46) de conjuntos de rueda y freno, en el que cada conjunto (40, 42, 44, 46) tiene una rueda (40a, 42a, 44a, 46a) , un transductor (40b, 42b, 44b, 46b) de velocidad de la rueda, un conjunto (40c, 42c, 44c, 46c) de freno y un actuador (40d, 42d, 44d, 46d) de freno;

pares de unidades (88, 90, 92, 94) de control electromecánicas que tienen sistemas de antideslizamiento como una parte de las mismas; y al menos dos concentradores (72, 74) de datos de freno que reciben datos correspondientes a diversos parámetros de funcionamiento de una aeronave, que incluyen la posición del pedal de freno, y que proporcionan señales operativas a dichas unidades (88, 90, 92, 94) de control electromecánicas como una función de los mismos.

caracterizado por que dichos pares de unidades (88, 90, 92, 94) de control electromecánicas están asociadas de manera única con y están conectadas a determinados conjuntos de entre dichos conjuntos (40, 42, 44, 46) de rueda y freno.

2. Sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves según la reivindicación 1, en el que dicho transductor (40b, 42b, 44b, 46b) de velocidad de la rueda proporciona señales a dichas unidades (88, 90, 92, 94) de control electromecánicas asociadas correspondientes a la velocidad instantánea de la rueda.

3. Sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves según la reivindicación 2, en el que cada una de dichas unidades (88, 90, 92, 94) de control electromecánicas comprende un controlador (96, 98, 100, 102, 104, 106, 108, 110) de actuador electromecánico conectado y que proporciona accionamiento a un actuador (40d, 42d, 44d, 46d) de freno asociado.

4. Sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves según la reivindicación 3, en el que varios de dichos controladores (96, 98, 100, 102, 104, 106, 108, 110) de actuadores electromecánicos están conectados entre sí y comparten datos de velocidad de rueda entre sí.

5. Sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves según la reivindicación 3, que comprende además un controlador (80) para el frenado de emergencia y de estacionamiento.

6. Sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves según la reivindicación 5, en el que dicho controlador (80) para el frenado de emergencia y de estacionamiento está conectado a dicho controlador (96, 98, 100, 102, 104, 106, 108, 110) de actuador electromecánico a través de uno de dichos concentradores (72, 74) de datos de freno para efectuar la acción de frenado de emergencia sobre dichos conjuntos (40c, 42c, 44c, 46c) de freno, con control de antideslizamiento.

7. Sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves según la reivindicación 6, en el que dicho controlador (80) para el frenado de emergencia y de estacionamiento comprende un transformador diferencial para proporcionar una señal de salida controlada por el piloto.

8. Sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves según la reivindicación 5, en el que dichas unidades (88, 90, 92, 94) de control electromecánicas comprenden además sistemas de control de frenado automático para conjuntos de rueda y freno asociados.

9. Sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves según la reivindicación 8, en el que dichas unidades (88, 90, 92, 94) de control electromecánicas comprenden además sistemas de supervisión de temperatura de los frenos, tomadas de entre el grupo de temperatura de los frenos y la presión de los neumáticos, para los conjuntos de rueda y freno asociados.

10. Sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves según la reivindicación 5, en el que dichas unidades (88, 90, 92, 94) de control electromecánicas están en una proximidad más cercana a dichos conjuntos (40, 42, 44, 46) de rueda y freno asociados que dichos concentradores (72, 74) de datos de freno a dichos conjuntos (40, 42, 44, 46) de rueda y freno.

11. Sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves según la reivindicación 1, que comprende un controlador (80) para el frenado de emergencia y de estacionamiento conectado a los controladores (96, 98, 100, 102, 104, 106, 108, 110) de actuadores electromecánicos incluidos en dichas unidades (88, 90, 92, 94) de control electromecánicas a través de uno de dichos concentradores (72, 74) de datos de freno para efectuar la acción de frenado de emergencia sobre dichos conjuntos (40c, 42c, 44c, 46c) de freno, con control de antideslizamiento.

12. Sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves según la reivindicación 11, en el que dicho controlador

(80) para el frenado de emergencia y de estacionamiento comprende un transformador variable para efectuar una señal de salida controlada por el piloto.

13. Sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves según la reivindicación 11, en el que dicho primer concentrador (72) de datos de freno proporciona señales operativas a dichas unidades (88, 90, 92, 94) de control electromecánicas durante el funcionamiento normal, y dicho segundo concentrador (74) de freno proporciona señales operativas a dichas unidades (88, 90, 92, 94) de control electromecánicas tras un fallo de dicho primer concentrador (72) de datos de freno y si lo requiere el operador de dicho controlador (80) para el frenado de emergencia y de estacionamiento.

14. Sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves según la reivindicación 11, en el que dichas unidades (88, 90, 92, 94) de control electromecánicas contienen circuitos redundantes y proporcionan conexiones redundantes con dicho conjuntos de rueda y freno.

15. Sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves según la reivindicación 11, en el que cada dicha unidad (88, 90, 92, 94) de control electromecánica comprende un circuito (120) de generación de energía interconectado entre una fuente de suministro de energía de la aeronave y un par asociado de motores de un actuador (40d, 42d, 44d, 46d) de freno.

16. Sistema (70) de control de freno eléctrico para aeronaves según la reivindicación 15, en el que cada uno de dichos circuitos (120) de generación de energía comprende un par de fuentes (126, 128) de alimentación conectadas en serie a los pares de motores.