專利名稱：用于控制推力換向裝置的電動(dòng)馬達(dá)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制致動(dòng)安裝在渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力換向裝置上 的可動(dòng)罩的電動(dòng)馬達(dá)的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)飛行器著陸時(shí)，推力換向裝置的作用是通過使渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn) 生的部分推力換向而提高飛機(jī)的制動(dòng)能力。在這個(gè)階段，換向裝置阻擋
排氣噴嘴，并將排出氣流從發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)向發(fā)動(dòng)機(jī)艙的前面，從而產(chǎn)生反向 推力，該反向推力增加了飛行器輪子的制動(dòng)。
用于實(shí)現(xiàn)該氣流換向的裝置根據(jù)換向裝置的類型而變化。然而，在 所有情形下，換向裝置的結(jié)構(gòu)都包括可動(dòng)罩，該可動(dòng)罩能夠在一方面展 開位置和另一方面回收位置之間運(yùn)動(dòng)，在展開位置，它們打開在發(fā)動(dòng)機(jī) 搶中的設(shè)計(jì)用于轉(zhuǎn)向氣流的通道，在回收位置，它們關(guān)閉該通道。這些 可動(dòng)罩還可以執(zhí)行偏轉(zhuǎn)或簡單地啟動(dòng)其他偏轉(zhuǎn)裝置的功能。
例如，在柵格換向裝置中，可動(dòng)罩沿著導(dǎo)軌滑動(dòng)，從而通過在打開 階段向后運(yùn)動(dòng)，它們露出置于發(fā)動(dòng)機(jī)艙的厚度中的偏轉(zhuǎn)葉片柵格。連桿 系統(tǒng)將該可動(dòng)罩連接至阻擋門，該阻擋門在排氣管道內(nèi)展開，并關(guān)閉順 氣流的出口。但是，在門換向裝置中，每個(gè)可動(dòng)罩樞轉(zhuǎn)，從而關(guān)閉氣流 并將其轉(zhuǎn)向， >夂人而在該重新定向的方向上中起作用。
通常，這些可動(dòng)罩通過液壓或氣動(dòng)缸致動(dòng)，液壓或氣動(dòng)缸需要輸送
加壓流體的網(wǎng)絡(luò)。該加壓流體按照慣例要么通過從渦4侖噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中分 流出空氣(在氣動(dòng)系統(tǒng)的情況下)或者要么通過從飛行器的液壓管路中 分流的方式獲得。這樣的系統(tǒng)要求相當(dāng)多的維護(hù)，因?yàn)闄z測液壓或氣動(dòng) 網(wǎng)絡(luò)中的輕微的泄漏是困難的，并具有損壞換向裝置及發(fā)動(dòng)機(jī)艙的其他 部分的風(fēng)險(xiǎn)。而且，由于在換向裝置的前部框架中縮小的空間是可被利 用的，安裝和保護(hù)這樣的管路特別棘手和擁擠。為減小與氣動(dòng)和液壓系統(tǒng)有關(guān)的各種缺點(diǎn)，推力換向裝置的制造商 已經(jīng)尋求替換他們，并盡可能地將他們的換向裝置與更輕更可靠的機(jī)電
致動(dòng)裝置配合。文獻(xiàn)EP0843089揭示了這樣的換向裝置。
然而，機(jī)電致動(dòng)裝置也具有一些需要解決的缺點(diǎn)，以充分利用他們 在重量和體積方面提供的優(yōu),泉。
這些主要缺點(diǎn)中的 一個(gè)在于這樣的事實(shí)電動(dòng)馬達(dá)不支持阻擋狀態(tài)。 更具體地，當(dāng)電動(dòng)馬達(dá)意外地阻擋時(shí)，其電源不再被轉(zhuǎn)換為動(dòng)力，而是 以熱的方式散發(fā)，該熱使該馬達(dá)或其線圈的電力電子裝置遭受損壞的風(fēng) 險(xiǎn)。這樣的情況在期望的應(yīng)用中是不能接收的，并必須絕對(duì)避免。
在著陸中斷的情形下，可動(dòng)罩必須能夠在由飛行員觸發(fā)之后的六秒 鐘內(nèi)再次閉合。已知地，對(duì)于在觸發(fā)操作之后僅僅約三秒鐘內(nèi)要輸出 35Nm的電動(dòng)馬達(dá)，氣動(dòng)壓力將是足夠低的。馬達(dá)的阻擋因此只是暫時(shí)的。
例如，電動(dòng)馬達(dá)在觸發(fā)后一秒鐘啟動(dòng)。此時(shí)，氣動(dòng)壓力仍然大大高 于電動(dòng)馬達(dá)能夠輸出的動(dòng)力，因此電動(dòng)馬達(dá)維持阻擋，引起其溫度的增 加。這些壓力下降到電動(dòng)馬達(dá)能夠輸出的動(dòng)力下之后的周期不能精確地 知道，并且由于在著落中斷的情況下遵守六秒鐘的要求，遲的觸發(fā)將導(dǎo) 致時(shí)間的損失。類似的時(shí)間需求也在展開和回收的其他情形下被限定。
然而，換向裝置的可動(dòng)罩必須保持這樣的位置，在該位置馬達(dá)被阻 擋，并且肯定不能在外部負(fù)載的作用下返回到對(duì)應(yīng)程序開始的位置。上 述在位置的保持必須能夠在阻擋一旦消失就終止在初始指令方向上的程 序。
需要注意的是，在能夠完全安全地啟動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)之前的等待時(shí)間不 能精確地知道，而且該等待時(shí)間依賴于遇到的情形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)，為此，提供一種用于控制致動(dòng)安 裝在渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力換向裝置上的可動(dòng)罩的電動(dòng)馬達(dá)的方法，其 特征在于該方法包括如下步驟
確定電動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)^f于狀態(tài)，
如果電動(dòng)馬達(dá)在一定時(shí)間內(nèi)不運(yùn)行，切斷電動(dòng)馬達(dá)的電源，在停止工作周期之后重新啟動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)，并且重復(fù)上述步驟或者如 果這些步驟已經(jīng)重復(fù)預(yù)定次數(shù)，則永久地關(guān)閉電動(dòng)馬達(dá)。
因此，通過交替電動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行周期和允許其冷卻的停止工作周期 ,避免了電動(dòng)馬達(dá)和電力電子裝置的過熱。這些運(yùn)行重復(fù)幾次，直至阻 擋消失，且最初的程序可以繼續(xù)。在相反的情形下，如果阻擋不是暫時(shí) 的，馬達(dá)在沒有過熱的情況下被永久地關(guān)閉。 一旦飛行器在地面上，將 可足夠簡單地在該飛行器的維護(hù)過程中松開該馬達(dá)，但是不必替換燒壞 了的電動(dòng)馬達(dá)。根據(jù)本發(fā)明的方法因此能夠保護(hù)電動(dòng)馬達(dá)及其電力電子 裝置，并具有縮小的維護(hù)空間。
優(yōu)選地，停止工作周期和/或不運(yùn)行周期是預(yù)定的。清楚地，這些周 期的實(shí)際值依賴于相關(guān)的電動(dòng)馬達(dá)及其電源和絕緣性。在阻擋的情況下 最大供電時(shí)間和需要的冷卻時(shí)間可由本領(lǐng)域技術(shù)人員容易地確定。
有利地，停止工作周期和/或不運(yùn)行周期是基于通過至少一個(gè)適當(dāng)?shù)?傳感器確定的馬達(dá)的溫度來確定的，以致獲得電力電子裝置和馬達(dá)的溫 度的漸近線，或者該馬達(dá)的溫度更筒單地通過理論研究來確定。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法包括另外的步驟，該另外的步驟旨在分 析代表渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的管路中的壓力的參數(shù)，并相應(yīng)地設(shè)定由所述電 動(dòng)馬達(dá)輸出的動(dòng)力。如果代表參數(shù)的分析表示只需要一定的動(dòng)力以致動(dòng) 可動(dòng)罩，電動(dòng)馬達(dá)將會(huì)比在需要輸出最大動(dòng)力時(shí)更慢地發(fā)熱。
有利地，根據(jù)本發(fā)明的方法包括另外的步驟，該另外的步驟在不運(yùn) 行的情況下關(guān)閉所述電動(dòng)馬達(dá)之前，并且旨在控制電動(dòng)馬達(dá)以輸出沒有 被采用的更高的動(dòng)力。特別地，馬達(dá)動(dòng)力的增加使得能夠增加馬達(dá)不被 阻擋并繼續(xù)打開或閉合程序的機(jī)會(huì)。


本發(fā)明的實(shí)施例將在下面結(jié)合附圖給出的具體說明中得到更好的理
解，其中
圖1是結(jié)合有柵格推力換向裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)艙的部分示意立體圖。
圖2是可動(dòng)罩及他們的致動(dòng)系統(tǒng)的示意圖。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的控制方法運(yùn)行步驟的流程圖。
5圖4是根據(jù)本發(fā)明控制方法的時(shí)間一方面與當(dāng)指令展開或者重新關(guān) 閉推力換向裝置時(shí)與馬達(dá)速度的下降相關(guān)的抵抗力的下降以及另 一方面 與電動(dòng)馬達(dá)的活動(dòng)性之間的函數(shù)關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
在具體說明本發(fā)明的實(shí)施例之前，需要重要明確的是被描述的方法 不限于一種具體類型的換向裝置。盡管通過柵格換向裝置進(jìn)行示例，本 發(fā)明可以應(yīng)用于不同設(shè)計(jì)的換向裝置，特別是帶門的換向裝置。
圖1表示結(jié)合有推力換向裝置1的發(fā)動(dòng)機(jī)艙的部分示意圖。渦輪噴
氣發(fā)動(dòng)機(jī)未示出。該推力換向裝置1具有包括兩個(gè)半圓形的可動(dòng)罩2的 結(jié)構(gòu)以及用于轉(zhuǎn)向氣流的通道4的部分，其中該兩個(gè)半圓形的可動(dòng)罩2 能夠滑動(dòng)以露出設(shè)置在該可動(dòng)罩2之間的偏轉(zhuǎn)葉片柵格3。阻擋門5設(shè)置 在上述結(jié)構(gòu)內(nèi)，以能夠樞轉(zhuǎn)并能從他們不阻擋氣流的通道4的位置到它 們阻擋該通道的位置移動(dòng)。為使可動(dòng)罩2的開口與阻擋門5的阻擋位置 相協(xié)調(diào)，阻擋門5通過鉸接件機(jī)械地連接到可動(dòng)罩2，并通過連桿(未示 出)系統(tǒng)連接到固定結(jié)構(gòu)。
可動(dòng)罩2通過一組缸6a、 6b來沿著上述結(jié)構(gòu)的外面移動(dòng)，其中該缸 6a、 6b安裝在前框架上，在該前框架里面容納有電動(dòng)馬達(dá)7和柔性傳輸 軸8a、 8b,該柔性傳輸軸8a、 8b分別連接到上述缸6a、 6b以致動(dòng)他們。
用于致動(dòng)可動(dòng)罩2的系統(tǒng)只在圖2中示出。每個(gè)可動(dòng)罩2在三個(gè)缸 6a、 6b的作用下可以平移運(yùn)動(dòng)，這三個(gè)缸包括通過單個(gè)電動(dòng)馬達(dá)7致動(dòng) 的中心缸6a和兩個(gè)附加缸6b,其中電動(dòng)馬達(dá)7連接到控制界面9。電動(dòng) 馬達(dá)7輸出的動(dòng)力首先通過兩個(gè)柔性傳輸軸8a配送到中心缸6a，然后經(jīng) 由柔性傳輸軸8b配送到附加缸6b。
圖3示出了用于在正常條件下打開推力換向裝置1的根據(jù)本發(fā)明方 法的步驟的流程圖。
起初，飛行員給出指令100以展開換向裝置。電動(dòng)馬達(dá)7在步驟101 過程中打開并根據(jù)確定的打開程序進(jìn)行動(dòng)作。電動(dòng)馬達(dá)7的運(yùn)行狀態(tài)在 步驟102過程中的打開程序中被有規(guī)律地檢測。如果當(dāng)電動(dòng)馬達(dá)7接收 大于每分鐘200轉(zhuǎn)的速度設(shè)定值，而電動(dòng)馬達(dá)7的實(shí)際轉(zhuǎn)速小于每分鐘100轉(zhuǎn)，則認(rèn)為電動(dòng)馬達(dá)7被阻擋了 ，并且應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟。
首先，第一步103在于分析可動(dòng)罩2的運(yùn)動(dòng)。如果可動(dòng)罩2滑動(dòng)小 于10mm，那么遭受的阻擋可能是因?yàn)閴毫Γ渲性搲毫?duì)電動(dòng)馬達(dá)7輸 出初始的低電動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)矩而言太高，本例中該電動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)矩為10Nm。在 這種情形下，固定電動(dòng)馬達(dá)7的更高轉(zhuǎn)矩(此例為35Nm)的設(shè)定值通過 指令104發(fā)出。在相反的情形下，馬達(dá)轉(zhuǎn)矩保持固定在10Nm。
可以添加一個(gè)步驟，該添加的步驟能夠在幾個(gè)情形之間進(jìn)行區(qū)分， 特別是在正常展開和起飛中斷(ATO)展開(對(duì)應(yīng)緊急和高機(jī)械壓力的情 況)之間。在ALD展開的情況下，馬達(dá)的動(dòng)力將立即固定在其最大值， 即35Nm，而在正常展開的情況下，在運(yùn)用更高的動(dòng)力之前，對(duì)〗氐的并且 理論上足夠的馬達(dá)的動(dòng)力進(jìn)行第 一次檢測。這同樣適用于在正常情形下 的閉合和在著落中斷(ALD)的情形下的緊急閉合之間的閉合程序。
一旦檢測到阻擋并且適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩被固定，指令105觸發(fā)過熱記時(shí)器。 當(dāng)過熱記時(shí)器達(dá)到預(yù)定持續(xù)時(shí)間，在本例中0.5秒作為最小值，而且電動(dòng) 馬達(dá)7不運(yùn)轉(zhuǎn)，那么電動(dòng)馬達(dá)7的電源通過指令106切斷。步驟106經(jīng) 由指令107觸發(fā)冷卻記時(shí)器。當(dāng)冷卻記時(shí)器達(dá)到根據(jù)采用的電動(dòng)馬達(dá)7 而預(yù)定的冷卻周期時(shí)，電動(dòng)馬達(dá)7再次通過指令108啟動(dòng)。電動(dòng)馬達(dá)7 的重新啟動(dòng)108只發(fā)生限定次數(shù)。該次數(shù)可以是預(yù)定并倒計(jì)的，或者可 以關(guān)聯(lián)到上述循環(huán)的一定運(yùn)行時(shí)間。特別地，電動(dòng)馬達(dá)7的重新啟動(dòng)和 在切斷與重新啟動(dòng)之間的循環(huán)比率被計(jì)算，從而獲得馬達(dá)和/或馬達(dá)控制 元件的溫度的漸近線，從而能夠根據(jù)飛行員的要求來維持平均轉(zhuǎn)矩，而 不達(dá)到這樣的溫度應(yīng)力，該溫度應(yīng)力在確保允許飛行器實(shí)施"盤旋"并 再次著落的最少時(shí)間時(shí)能損壞系統(tǒng)的元件。
當(dāng)達(dá)到重復(fù)次數(shù)或者循環(huán)執(zhí)行的時(shí)間已經(jīng)終止時(shí)，電動(dòng)馬達(dá)沒有不 被阻擋的情況下，那么其電源將永久地被切斷。清楚地，能提供傳送給 飛行器的飛行員的信息，并通知他必須進(jìn)行維護(hù)操作。
圖4示出了將根據(jù)本發(fā)明的方法應(yīng)用到在著陸中斷的情形下(渦輪 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)處于高速)關(guān)閉推力換向裝置1。在這樣的情形下，可動(dòng)罩必 須能夠在飛行員觸發(fā)之后的少于六秒鐘的時(shí)間內(nèi)再次被關(guān)閉，且電動(dòng)馬 達(dá)7必須輸出比正常關(guān)閉情形下更大的動(dòng)力，以克服由于渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)行產(chǎn)生的高氣動(dòng)壓力。
然而，如圖4中的曲線所示，這些氣動(dòng)壓力非?？焖俚販p小。已知
地，對(duì)于在觸發(fā)操作之后僅^f叉約三秒鐘內(nèi)要輸出35Nm的電動(dòng)馬達(dá)，氣 動(dòng)壓力將是足夠低的。
為在這樣的情形下再次關(guān)閉可動(dòng)罩2,可以設(shè)想兩種方案要么采用 適應(yīng)初始高壓力的電動(dòng)馬達(dá)，或者采用較差動(dòng)力的電動(dòng)馬達(dá)7，而且該較 差動(dòng)力的電動(dòng)馬達(dá)7僅僅在壓力已經(jīng)充分減小的時(shí)候啟動(dòng)。這里需要注 意的是，設(shè)備的重量在飛行器構(gòu)造中是重要的要點(diǎn)，而且換向裝置是發(fā) 動(dòng)機(jī)艙中最重的組件。因此在遵守安全和強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)盡可能地設(shè)法 減小其重量是有利的。因此，采用較差動(dòng)力的電動(dòng)馬達(dá)的方案是優(yōu)選的。
然而，如已經(jīng)解釋了的，電動(dòng)馬達(dá)啟動(dòng)的時(shí)刻不能準(zhǔn)確確定。而且， 如果需要克服的壓力仍然很高，太快地啟動(dòng)該電動(dòng)馬達(dá)將冒引起其過熱 的風(fēng)險(xiǎn)。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法是尤其合適的。如圖4所示，電動(dòng)馬 達(dá)7例如在觸發(fā)后一秒鐘開啟，并間歇地運(yùn)行，直至氣動(dòng)壓力已經(jīng)充分 地減小。根據(jù)本發(fā)明的方法能夠在一定阻擋時(shí)間之后關(guān)閉電動(dòng)馬達(dá)7的 電源，從而防止其過熱，并允許其在重復(fù)嘗試之前冷卻下來。而且，也 考慮了相對(duì)氣動(dòng)壓力理論下降的差別，因此能夠采用較差動(dòng)力因此更小 更輕的而且還使得過熱風(fēng)險(xiǎn)最小化的電動(dòng)馬達(dá)。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參考具體實(shí)施例進(jìn)行了描述，很清楚，本發(fā)明并不 局限于此，而且本發(fā)明包括描述特征的等同物以及其組合，只要這些組 合包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、用于控制電動(dòng)馬達(dá)的方法，其中該電動(dòng)馬達(dá)用于致動(dòng)安裝在渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力換向裝置上的可動(dòng)罩，其特征在于該方法包括如下步驟確定電動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行狀態(tài)，如果電動(dòng)馬達(dá)在一定時(shí)間內(nèi)不運(yùn)行，切斷電動(dòng)馬達(dá)的電源，在停止工作周期之后重新啟動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)，并且重復(fù)上述步驟或者如果這些步驟已經(jīng)重復(fù)預(yù)定次數(shù)，則永久地關(guān)閉電動(dòng)馬達(dá)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于停止工作周期和/或不 運(yùn)行周期是預(yù)定的。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述停止工作周期和 /或不運(yùn)行周期是基于通過至少一個(gè)適當(dāng)?shù)膫鞲衅鞔_定的馬達(dá)的溫度和/ 或電力電子裝置的溫度來確定的。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于其包括另 外的步驟，該另外的步驟旨在分析代表渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的管路中的壓力 的參數(shù)，并相應(yīng)地設(shè)定由所述電動(dòng)馬達(dá)輸出的動(dòng)力。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于其包括另 外的步驟，該另外的步驟在不運(yùn)行的情況下關(guān)閉所述電動(dòng)馬達(dá)之前，并 且旨在控制電動(dòng)馬達(dá)以輸出沒有被采用的更高的動(dòng)力。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述另外的步驟只在 可動(dòng)罩已經(jīng)完成小于預(yù)定長度的行程的情形下采用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制電動(dòng)馬達(dá)的方法，其中該電動(dòng)馬達(dá)用于致動(dòng)安裝在渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力換向裝置上的可動(dòng)罩，該方法的特征在于該方法包括如下步驟確定電動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行狀態(tài)；如果電動(dòng)馬達(dá)在設(shè)定周期內(nèi)不運(yùn)行，切斷電動(dòng)馬達(dá)的電源；在停止工作周期之后重新啟動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)，并且重復(fù)上述步驟或者如果這些步驟已經(jīng)重復(fù)預(yù)定次數(shù)，則決定性地關(guān)閉電動(dòng)馬達(dá)。本發(fā)明還涉及用于管理電動(dòng)馬達(dá)的電源的方法，其中該電動(dòng)馬達(dá)設(shè)置在靠近渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置的裝置中。
文檔編號(hào)F02K1/76GK101595292SQ200880003472
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月14日
發(fā)明者吉爾·勒·古厄勒, 埃里克·勒科塞斯, 塞巴斯蒂恩·維埃拉爾, 法布里克·梅特佐, 米歇爾·德胡, 雷吉斯·默勒 申請(qǐng)人:埃爾塞樂公司