專利名稱：控制一渦輪噴氣發動機的推力反向器整流罩的至少一致動器的方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種控制一渦輪噴氣發動機的推力反向器整流罩的至少一致動器的 方法和系統。
背景技術：
一推力反向器的作用是當一飛機著陸時通過使渦輪噴氣發動機產生的推力的至 少一部分轉向前方來改善飛機的制動能力。在此階段，反向器會阻擋排氣噴嘴并將發動機 的排出氣流導向發動機艙前部，從而產生一反向推力來改善飛機輪子的制動。用來實現氣流的重新定向的裝置依反向器類型而有所不同。然而，在所有的情況 中，一反向器的結構包含活動的整流罩，它們可在一展開位置和一退回位置之間移動，在展 開位置，它們會在發動機艙中打開一個供轉向氣流所用的通道，而在退回位置，則會關閉這 個通道。這些活動的整流罩也可以提供一轉向功能或僅是啟動其它轉向裝置。例如，在柵型推力反向器中，多個活動的整流罩沿著軌道滑動以致于它們在開啟 階段中往后退時，會讓設在發動機艙厚度方向中的轉向葉片的格柵露出來。一連桿系統把 這個活動的整流罩連接到在排氣通道內展開來并阻塞直流模式中的出口的鎖止閘。另一方 面在門式反向器中，每一個活動的整流罩會樞轉以便阻塞氣流并使其轉向，從而在此重新 轉向中起到積極作用。一般而言，這些活動的整流罩受需要一管路來輸送一加壓流體的液壓或氣動致動 氣缸所致動。依慣例，這種加壓流體是通過或從渦輪噴氣發動機分流空氣，或從飛機的液壓 管路提取而獲得。這類系統需要相當大量的維修，因為液壓或氣動管路中最輕微的泄露可 能難以檢測到并且有損壞反向器和發動機艙其它部件的風險。另外，由于反向器前段中僅 有少量空間可用，安裝和維護這樣的管路就特別困難且顯笨重。為了克服伴同氣動與液壓系統的各種缺點，推力反向器制造商已尋求替換它們且 盡可能地為他們的反向器裝備較輕且更可靠的機電致動器。這樣的推力反向器已在EP 0 843 089文檔中描述。通過使用這類致動器，可以根據整流罩在它的開啟位置與它的閉合位置之間行進 的位置來產生對一反推力裝置整流罩的展開與閉合運動的一伺服控制。為此，已知的是使用設在所述整流罩和/或所述致動器上的絕對位置傳感器，和 安裝在致動器的電動機軸線上的速度傳感器，如在W02006/134253文檔中的情況。在這樣的情況下，如果這些傳感器發生故障，整流罩的活動就無法再受控制。特別是從WO 03/010430文檔中也已知，在退回或展開過程中，當發生一中斷時， 例如萬一發生電力供應的一隨后又重新啟動的暫時性中斷時，推力反向器的整流罩會自動 返回它對應于退回位置的參考位置。因而不能夠準確地知道整流罩的位置直到它到達它的 退回位置。
發明內容
本發明的目的是通過提供一種控制方法來限制反向器無效的情況以彌補這些缺
陷。為此目的，本發明的主題是一種控制用于致動一渦輪噴氣發動機的一推力反向器 的整流罩的至少一致動器的方法，致動器由一電動機驅動，所述電動機包括一提供其移位 演變信息的相對位置傳感器，其中所述發動機的控制是根據所述整流罩在一開啟位置與一 閉合位置之間的移位的至少一部分的瞬時位置而受到伺服控制，所述整流罩的瞬時位置是 根據至少一參考位置絕對數據與所述發動機的相對位置傳感器提供的相對于所述參考位 置的相對位置數據來確認，且其中，如果致動作用在中斷后被恢復，所述參考位置的一個新 的決定程序就會被啟動。由于本發明的安排，所述瞬時位置是根據來自發動機的相對傳感器的一系列相對 位置信息來計算。所述參考位置信息能以多種不同方式來決定，這使得減少對絕對位置傳 感器的依賴與在一中斷之后得到改進的操作成為可能。有利地，所述參考位置被當作所述整流罩的行程的一極端位置來測定。一整流罩的所述極端位置可以在，沒有整流罩的一絕對位置傳感器之下，例如用 一近接傳感器來決定。根據一實施例，所述參考位置是根據所述整流罩的一絕對位置傳感器提供的整流 罩的至少一絕對位置數據來決定。有利地，所述參考位置被當作所述整流罩的絕對位置傳感器提供的至少二絕對位 置數值的一平均值來計算。根據一實施，所述整流罩的至少一絕對位置傳感器所提供的位置數值被拿來與對 應于所述整流罩的行程的一個范圍的數值做比較。根據一實施，如果不能決定一參考位置數值，對發動機的控制就會受到修正以減 小發動機的轉矩和/或速度。這些安排使得所述反向器的開啟和關閉減慢，但是允許它即使一傳感器故障了也 能使用。低速致動避免了在缺少位置信息的情況下對結構的損壞。根據一實施，在重新啟動時，停止位置被用來決定參考位置。有利地，提供給發動機的一相對位置信號和所述停止位置被用來決定新的參考位置。本發明的另一主題是一種控制用來致動一渦輪噴氣發動機一推力反向器的整流 罩的至少一致動器的系統，其包含-受至少一電動機驅動的用來致動一整流罩的至少一致動器，和-控制所述致動器與所述電動機的裝置，-所述電動機包括一提供它的移位演變信息的相對位置傳感器其中所述控制裝置被設置來執行前面所描述方法的步驟。無論如何，本發明將借助于以下說明，并同參考所附的示意圖，以非限制性例子、 實施根據本發明的一方法的系統的一實施例，獲得清楚的理解。
圖1是包含一柵型推力反向器的一發動機艙的一部分概略的透視視圖。圖2是所述活動的整流罩與它們的致動系統的一概略表示。圖3是所述活動的整流罩的致動器的控制系統的一概略表示。圖4是根據本發明的一方法的一流程圖。圖5是在一展開階段根據一整流罩的位置來給出它的速度走向的一例子。
具體實施例方式在詳細描述本發明的一實施例之前，重要的是要明確指出，所描述的方法和系統 都非局限于一特定類型的推力反向器。雖然本發明以一柵型推力反向器做說明，但是本發 明還可用不同設計，特別是門型的推力反向器來實施。圖1顯示包含一推力反向器1的一發動機艙的一個部分概略示意視圖。渦輪噴氣 發動機沒有被描繪。推力反向器1有一個包含兩個半圓的活動的整流罩2的結構，能夠滑動 以不使位于活動的整流罩2與被轉向的空氣流的一通道段之間的轉向葉片的格柵3露出。 阻斷閘5位于所述結構內以便能夠樞轉并從一不阻礙空氣流4的通道的位置轉變成一阻斷 此通道的位置。為了使活動的整流罩2的開啟與所述阻斷閘5的一阻斷位置相配合，阻斷 閘5通過鉸鏈機械式地連接到活動的整流罩2并通過一連桿系統(未描繪)連接到固定的 結構。活動的整流罩2沿著所述結構的外部的移動由被安裝在一前框上的一組致動氣 缸6a、6b來處理，所述前框中容設一電動機7和，分別被連接到致動氣缸6a、6b以致動它們 的撓性傳動軸8a、8b。在圖2中單獨描繪活動的整流罩2的致動系統。每一活動的整流罩2都可以在三 個致動氣缸6a、6b的動作下被移動，三個致動氣缸包含一中心致動氣缸6a與二附加致動氣 缸6b，由連接到包含一微控制器的控制裝置9的一單一電動機7致動。電動機7傳送的電 力先通過二撓性傳動軸8a配送到中心致動氣缸6a，接著通過撓性傳動軸8b配送到附加致 動氣缸6b。根據未表示的一變化例，對于每一整流罩僅使用受連接到一控制界面的單一電動 機所致動的上與下兩個致動氣缸。電動機所傳送的動力通過二撓性傳動軸8a被傳送給所 述上與下兩個致動氣缸。圖3概略地顯示致動兩個整流罩的一控制系統，針對每一整流罩用上與下兩個致 動器。如圖3所示，根據本發明的一推力反向器的致動器的一控制系統包含一微控制器 9。此微控制器9通過通信裝置10連接到飛行器的控制系統12。所述控制系統也包括一連接到飛行器的供電網絡14的功率級13。微控制器9使得控制如前所述的一電動機7與致動氣缸或致動器6變得可能。所 述電動機包括一也受微控制器9控制的制動器15。所述系統也包含能夠得知整流罩2在開啟與閉合位置之間的移動的絕對位置傳 感器16。這些位置傳感器16可置于整流罩2上或致動器6上。
電動機7包括一提供電動機活動部件的移動走向信息的相對位置傳感器17。系統也包括近接傳感器18，如果所述整流罩在開啟或閉合位置，就可以獨立地識 別絕對位置傳感器16。在所示實施例中這些傳感器被直接連接到控制器9。根據一變化例，這些傳感器被 連接到飛行器的控制系統，其將信號從此傳感器發射到控制器9。控制裝置9被配置以根據整流罩2在介于它的開啟位置與它的閉合位置之間的行程中的位置來伺服控制電動機的控制。為了產生此伺服控制，控制裝置9被配置以根據一參考位置絕對數據Pref，以及 由電動機的相對位置傳感器所提供的從這個參考位置Pref到瞬時位置的相對位置數據 δ Pref的積分或總和，來決定整流罩2的瞬時位置Pi，這可由下面的公式來表示Pi = Pref+ / δ Prel當絕對位置傳感器16有效還有無效時，都必須決定參考位置。圖4說明使得決定參考位置Pref變得可能的方法。當一使用者啟動一致動反向 器的整流罩的操作時，必須決定這一位置。在一致動操作中斷，隨后此操作又重新啟動時， 這一參考位置Pref也必須重置。此種類型的中斷與重新啟動可能發生在例如，一暫時的電 力供應中斷時。在這兩種不同的情況中，所述方法遵循一組步驟來決定一可用的參考位置Pref。在一參考位置Pref能被決定的情況下，通過使用，例如，速度伺服控制曲線V作為 圖5中所示的行程中的瞬時位置Pi的一函數，來實現一正常速度控制。應該注意的是，電 動機的轉矩也是根據位置而受到伺服控制。在參考位置Pref不能被決定的情況下，系統沒有整流罩位置的可靠信息，卻會在 低速和/或低轉矩下應用致動控制C2。這一安排使得反向器的開啟與關閉變慢，但允許它 即使缺少位置信息依然能夠發揮功能。低速致動避免了在缺少位置信息的情況下對結構的損壞。整流罩行程的終點可以 通過增加電動機轉矩和/或增加電動機電流，或甚至通過接收一來自一近接傳感器的信號 來檢測。如圖4所示，在接收一來自一使用者的指令時，從一展開或開啟操作中的一起點 EIO開始用一參考位置Pref來執行瞬時位置Pi的初始化。在第一步驟EI1，檢查從絕對位置傳感器16接收到的信號SAl與SA2的一致性。 這里，一“一致信號”應該被理解為是與可用位置信息一致的一有效信號。如果源自這兩個傳感器16的信號確實一致，就執行第二步驟E2。第二步驟EI2包含檢查來自傳感器16的兩個信號SAl與SA2是否被包含在對應 于整流罩2的行程的一個范圍的數值I中。這組數值可能通過公差而增大。例如，在等級 為730mm的行程上，可提供IOmm的公差，這樣就得出一個介于_10到+740mm的數值范圍。在這兩個信號SAl與SA2都被包含在范圍I中的情況下，會執行第三步驟。第三步驟EI3在于檢查源自傳感器的信號SAl與SA2是否一致，也就是說，通過與 一預定的可接收差閾做比較，檢查它們的數值是否相近。在這兩個信號SAl與SA2相近的情況下，就執行第四步驟EI4。第四步驟EI4在于，將發動機的瞬時位置Pi初始化為與來自絕對位置傳感器16的信號SAl與SA2的平均值一致的一參考值Pref。一旦完成第四步驟EI4，就通過根據一參考位置絕對數據Pref與由電動機的相對 位置傳感器17根據此參考位置Pref而提供的相對位置數據Prel的積分來計算整流罩的 瞬時位置Pi，執行整流罩的致動在正常速度下的控制Cl。介于EIO與Cl之間的此第一序列步驟對應于一標稱使用情況，其中兩個絕對位置 傳感器16的數值SAl與SA2是有效且可用的。在對步驟3中的數值的一致性測試顯示數值不相近的情況下，會執行第五步驟 E50第五步驟E5對應于初始位置Pi初始化失敗的一判定。在這些狀況下，需要一低速控制C2。在第二步驟EI 2的測試顯示絕對傳感器16 的兩信號值SAl與SA2并不在范圍I中的情況下，執行第六步驟。第六步驟EI6在于檢查源自一絕對傳感器16的信號SAl與SA2中是否至少有一 個被包含在范圍I中。在絕對傳感器16的信號有一個確實在范圍I中的情況下，執行第七步驟EI7。第七步驟EI7在于將電動機的瞬時位置Pi初始化為對應于絕對位置傳感器16的 在范圍I中的信號值SA的一參考值Pref。一旦完成第七步驟EI7，就通過使用新決定的參考值Pref來執行整流罩的致動在 正常速度下的控制Cl。在第六步驟EI6的測試顯示絕對傳感器16的信號值SAl與SA2無一位在范圍I 中的情況下，執行第八步驟EI8。第八步驟在于檢查一源自例如，來自一近接傳感器19，顯示整流罩2在它們的行 程的一末端，例如鄰近開啟或閉合位置的信號SE的存在。如果這些鄰近位置信息Pb是可以得到的，就執行第九步驟EI9。第九步驟EI9在于將電動機的瞬時位置初始化為對應于檢測到的終端位置SE的 一參考值Pref。一旦完成第九步驟，就通過使用適時決定的參考值Pref來執行整流罩2的致動在 正常速度下的控制Cl。在第一步驟EIl的測試顯示來自兩個絕對傳感器16的信號SAl與SA2并不一致 的情況下，執行第十步驟EI10。 第十步驟EI10在于檢查來自一絕對位置傳感器16的信號SAl與SA2是否至少有 一個是合適的。在第十步驟EIlO的測試顯示來自一絕對傳感器16的信號SA適用的情況下，執行 第i^一步驟EIll。第十一步驟在于檢查源自一絕對傳感器16的信號值SA是否包含在范圍I中。在來自絕對傳感器16的信號SA確實處于范圍I的情況下，將如前所述地執行第 七步驟，接著是通過使用適時決定的參考值Pref執行整流罩2的致動在正常速度下的控制 Cl。在步驟EIll的測試顯示來自絕對位置傳感器16的信號SA并不在范圍I的情況 下，將如前所述地執行步驟EI8，并執行以下的步驟。
在步驟EIlO的測試顯示來自絕對位置傳感器16的信號并不合適的情況下，將如 前所述地執行步驟EI8，并執行以下的步驟。上文所描述的方法的步驟對應于一初始化與基于接收到的一致動控制指令的致 動控制。在致動操作在展開期間被中斷的情況下，將會根據下文描述的步驟從起點ERO重 啟致動操作。第一步驟ERl在于檢查由初始位置Pref與來自傳感器的相對位置數據的積分 / S Pm1構成的變量值就系統的狀態而言是否還有效。例如，可以認為這些數值在一定程 度的中斷時間之后將不再有效。在上文的變量值被認為有效的情況下，重新計算Pref的一個新數值是先驗而非 必需的。盡管如此，執行兩個補充測試步驟ER2和ER3是有利的。第二步驟ER2在于識別由提供相對位置數據δ Prel的電動機的電動機位置傳感器 所提供的相對位置信號SR的數值是否與控制器9具有的變量值Pref與f δ Prel相容。
第三步驟ER3在于查核信號SR不包括源自絕對位置傳感器對應于信號峰值現象 的異常值，也稱為假信號。如果這兩個步驟ER2與ER3的測試都是肯定的，就執行第四步驟ER4。第四步驟在于通過使用中斷之前已存在的Pref與f δ Prel值來重啟致動操作。這對應于整流罩在中斷之前還沒有相對于它的停止位置Pa被移動的情況。通過使用適時決定的Pref與f δ P,el數值來執行整流罩的致動在正常速度下的控 制Cl。根據一變化例，在此情況下可以把數值Pa當作新的參考值再使用并重新開始求 算相對位置值的積分。在前面三步驟ER1、ER2、ER3的測試都是否定的情況下，要從第五步驟開始執行一 系列步驟以決定一新的參考位置Pref，根據此參考位置Pref將執行相對位置數值的一新 的積分。第五步驟ER5在于檢查從絕對位置傳感器16接收到的信號SAl與SA2的一致性。如果源自這兩個傳感器16的信號SAl與SA2確實一致，就執行第六步驟ER6。第六步驟ER6在于使用在發生中斷時由絕對傳感器提供的最接近于位置Pa的位 置值SA，以通過使用適時決定的參考值Pref來重新啟動其后是整流罩2的致動在正常速度 下的控制Cl的致動動作。在第五步驟ER5的測試顯示來自兩個絕對傳感器16的信號SAl與SA2并不一致 的情況下，執行第七步驟ER7。第七步驟在于檢查是否至少一來自一絕對位置傳感器16的信號SA是合適的。在第七步驟ER7的測試顯示來自一絕對傳感器16的一個信號SA確實合適的情況 下，執行第八步驟。第八步驟ER8在于使用由絕對傳感器提供的合適的位置值SA，來重新啟動致動動 作，致動動作之后則是通過使用適時決定的參考值執行整流罩2的致動在正常速度下的控 制Cl。
在第七步驟ER7的測試顯示來自一絕對傳感器16的信號SA1、SA2無一合適的情況下，執行第九步驟ER9。步驟ER9在于確認沒有有效位置信息可用。在這些條件下，需要一低速控制C2。應該注意的是，上面所描述的控制方法可通過計算機上的軟件裝置被程序化。當然，本發明并不局限于上文以例子描述的系統的單個實施例，而是包含它們的 所有變化例。
權利要求
一種控制一渦輪噴氣發動機的推力反向器整流罩(2)的至少一致動器(6)的方法，所述致動器由一包括一就其移位演變提供信息(SR，δPrel)的相對位置傳感器(17)的電動機(7)所驅動，其中所述發動機(7)的控制是根據所述整流罩(2)在介于其開啟位置與閉合位置之間的行程的至少一部分的瞬時位置(Pi)而受到伺服控制，所述整流罩的瞬時位置(Pi)被當做至少一參考位置絕對數據(Pref)與由發動機的所述相對位置傳感器(17)提供的相對于所述參考位置的相對位置數據(δPrel)的一個函數來決定，其中，如果所述致動操作在一中斷之后又重新啟動，所述參考位置(Pref)的一個新的決定程序就會被啟動。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述參考位置(Pref)被當作所述整流罩的行程的 一極端位置(SE)來決定(ΕΙ8，ΕΙ9)。
3.根據前面權利要求任一項所述的方法，其中所述參考位置(Pref)是根據所述整流 罩(2)的一絕對位置傳感器(16)所提供的所述整流罩的至少一絕對位置數據(SA1，SA2) 而被決定(ΕΙ4，ΕΙ7)。
4.根據前面權利要求任一項所述的方法，其中所述參考位置(Pref)被當作所述整流 罩(2)的絕對位置傳感器(16)所提供的至少二絕對位置值(SA1，SA2)的一平均值來計算 (EI4)。
5.根據前面權利要求任一項所述的方法，其中由所述整流罩(2)的至少一絕對位置傳 感器(16)所提供的所述位置值(SA1，SA2)與對應于所述整流罩(2)的行程的一數值范圍 (I)做比較。
6.根據前面權利要求任一項所述的方法，其中，在無法決定(ΕΙ5，ΕΙ9)一參考位置值 (Pref)的情況下，發動機(7)的控制會被修改以降低所述發動機(C2)的轉矩和/或速度。
7.根據前面權利要求任一項所述的方法，其中在重新啟動時，停止位置被用來(ER6， ER4)決定所述參考位置(Pref)。
8.根據前面權利要求任一項所述的方法，其中所述發動機(SR)的一相對位置信號與 所述停止位置(Pa)被用來(ER4)決定新的參考位置。
9.一種控制一渦輪噴氣發動機的推力反向器整流罩(2)的至少一致動器的系統，包含-受至少一電動機(7)驅動的用來致動一整流罩(2)的至少一致動器，和-控制所述致動器與所述電動機(7)的裝置(9)，-所述電動機包括一提供它的移位演變信息的相對位置傳感器，其中所述控制裝置 (9)被配置以執行如權利要求1到9中任一項所述的方法的步驟。
全文摘要
本發明涉及一種控制用來致動一渦輪噴氣發動機中一推力反向器的整流罩的至少一致動器的方法，所述致動器受一電動機驅動，其包括一就其移位演變提供信息的相對位置傳感器，其中所述發動機是根據所述整流罩在一開啟位置與一閉合位置之間的移位的至少一部分的瞬時位置而受到控制，所述整流罩的瞬時位置是根據至少一參考位置絕對數據與所述發動機的相對位置傳感器提供的相對于所述參考位置的相對位置數據來確認，其中，如果致動作用在中斷后重新啟動，所述參考位置的一個新的決定程序就會被啟動。
文檔編號F02K1/76GK101815857SQ200880102569
公開日2010年8月25日 申請日期2008年7月16日 優先權日2007年8月20日
發明者哈金·馬里翁 申請人:埃爾塞樂公司