(57)【要約】  ここで説明する航空機のための電気ブレーキシステムは、通常のフル電力モードと、低電力モードと、スリープモードとで動作することができる。フル電力モードは、航空機のアクティブ電源によってサポートされ、低電力モードおよびスリープモードは、航空機のバックアップ電源（たとえばバッテリ）によってサポートされる。低電力モードは、フルブレーキ性能が不要である特定の条件または運航状態の検出に応答してアクティブにされる。たとえば、低電力モードは、牽引操作およびパーキングブレーキ調整操作に関連して使用することができる。スリープモードは、長時間にわたってブレーキ指令がないことに応答してアクティブにされる。低電力モードおよびスリープモード中、電気ブレーキシステムのさまざまなパラメータおよび／または設定が調整され、制御され、または調節され、フル電力モードに比べて低減された消費電力を実現する。
2010514606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気ブレーキシステムを異なる消費電力モードで操作する方法であって、前記方法は、
前記電気ブレーキシステムを第１の最大ブレーキ性能に対応するフル電力モードで操作するステップと、
前記電気ブレーキシステムに対して減少電力モードをトリガする条件を検出するステップと、
前記フル電力モードから前記減少電力モードに切換えるステップと、
前記減少電力モード中、前記電気ブレーキシステムを前記第１の最大ブレーキ性能に満たない第２の最大ブレーキ性能に対応する低電力モードで操作するステップとを備える、方法。
【請求項２】
前記電気ブレーキシステムを前記フル電力モードで操作時に、前記電気ブレーキシステムの制御信号メッセージのための比較的高速のデータ通信プロトコルを維持するステップと、
前記電気ブレーキシステムを前記低電力モードで操作時に、前記電気ブレーキシステムの制御信号メッセージのための比較的低速のデータ通信プロトコルを維持するステップとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電気ブレーキシステムを前記フル電力モードで操作するステップは、アクティブ電源に依存する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記電気ブレーキシステムを前記低電力モードで操作するステップは、バックアップ電源に依存する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記電気ブレーキシステムに対してスリープモードをトリガするスリープモード条件を検出するステップと、
前記スリープモード条件の検出に応答して前記スリープモードに切換えるステップと、
前記電気ブレーキシステムを前記スリープモードで操作するステップとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記電気ブレーキシステムをスリープモードで操作するステップは、バックアップ電源からの静的消費電力に依存する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記減少電力モードをトリガする条件を検出するステップは、電力制御ユニットから待機電源メッセージを受取るステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記減少電力モードをトリガする条件を検出するステップは、電力制御ユニットが少なくともしきい時間無効であると判断するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記減少電力モードをトリガする条件を検出するステップは、電気ブレーキアクチュエータ制御が少なくともしきい時間データ通信を失ったと判断するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
電気ブレーキシステムを異なる消費電力モードで操作する方法であって、前記方法は、
フルブレーキ性能が不要なときを決定するステップを備え、フルブレーキ性能は、第１の最大ブレーキ性能に対応し、
フルブレーキ性能が不要な場合は、前記電気ブレーキシステムを、前記第１の最大ブレーキ性能に満たない第２の最大ブレーキ性能に対応する低電力モードで操作するステップをさらに備える、方法。
【請求項１１】
前記電気ブレーキシステムをスリープモード条件の検出に応答してスリープモードで操作するステップをさらに備え、前記スリープモードにおける消費電力は、前記低電力モードにおける消費電力よりも少ない、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記スリープモードで操作している間に、ブレーキ指令を受取るステップと、
前記ブレーキ指令に応答して、前記第１の最大ブレーキ性能に対応するフル電力モードに切換えるステップとをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記スリープモードで操作している間に、ブレーキ指令を受取るステップと、
前記ブレーキ指令に応答して、前記低電力モードに切換えるステップとをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
牽引操作中に前記低電力モードをアクティブにするステップをさらに備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
パーキングブレーキ締付け操作中に前記低電力モードをアクティブにするステップをさらに備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記電気ブレーキシステムのためのデータ通信プロトコルを変更し、前記低電力モードに対応するステップをさらに備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記データ通信プロトコルを変更するステップは、前記電気ブレーキシステムのための制御信号メッセージの転送頻度を低減するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
電気ブレーキシステムであって、前記電気ブレーキシステムは、
ブレーキ機構と、
前記ブレーキ機構に結合されたブレーキ制御アーキテクチャとを備え、前記ブレーキ制御アーキテクチャは、処理論理を含み、前記処理論理は、
前記ブレーキ機構が第１の最大ブレーキ性能を有するフル電力モードでの前記電気ブレーキシステムの動作を制御し、
トリガ条件の検出時に前記フル電力モードから低電力モードに切換え、
前記ブレーキ機構が前記第１の最大ブレーキ性能に満たない第２の最大ブレーキ性能を有する前記低電力モードでの前記電気ブレーキシステムの動作を制御するよう構成されている、電気ブレーキシステム。
【請求項１９】
前記電気ブレーキ制御アーキテクチャの前記処理論理は、
前記電気ブレーキシステムに対してスリープモードをトリガするスリープモード条件を検出し、
その後前記電気ブレーキシステムの前記スリープモードでの動作を制御するよう構成されており、前記スリープモード時の前記電気ブレーキシステムの消費電力は、前記低電力モード時の前記電気ブレーキシステムの消費電力よりも少ない、請求項１８に記載の電気ブレーキシステム。
【請求項２０】
前記ブレーキ制御アーキテクチャの前記処理論理は、前記電気ブレーキシステムのためのデータ通信プロトコルを変更し、前記低電力モードに対応するよう構成されている、請求項１８に記載の電気ブレーキシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施例は、概して、航空機のための電気ブレーキシステムに関する。より具体的には、この発明の実施例は、電気ブレーキシステムのための低減された消費電力モードを実現するブレーキ制御方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
通常の動作条件下において、航空機のための電気ブレーキシステムは、たとえば航空機の１つまたは複数のエンジンによって駆動される電源のような、アクティブ電源に依存する。このようなアクティブ電源は、比較的高い駆動電力を必要とすることがある航空機上の電気ブレーキアクチュエータを駆動するのに十分なエネルギを供給することができる。しかしながら、航空機がバックアップ電源に依存するある特定の状況がある。たとえば、航空機は、（航空機エンジンが運転していないとき）牽引、整備、またはパーキングブレーキ調整操作中に、バッテリを使用することがある。バッテリの重量および大きさは、航空機のバックアップ消費電力必要量によって決まり、したがって、航空機設計者は、この必要量を減少させようと努めていることが多い。
【０００３】
航空機は、そのフルブレーキ性能を常に使用する必要があるわけではない。たとえば、フルブレーキ性能は、通常、牽引操作およびパーキングブレーキ調整操作中は、不要である。なぜなら、航空機は非常に遅い速度で進んでいるまたは静止しているためである。たとえフルブレーキ力がこういった操作中不要であっても、電気ブレーキシステムは、そのフルブレーキ能力を維持することによって大量の電力を依然として消費することがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
簡単な概要
この明細書中で説明する手法および技術は、航空機の電気ブレーキシステムの動作を制御し、フルブレーキ性能が不要なときに、バックアップ電源（たとえばバッテリ）の放電を減少させる。航空機の電気ブレーキシステムを、低電力モードでの動作のために制御し、牽引操作およびパーキングブレーキ締付け操作中のバッテリの消耗を減少させる。さらに、ブレーキ指令がない場合には、航空機の電気ブレーキシステムをスリープモードでの動作のために制御する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の上述のおよび他の局面は、１つの実施例において、航空機の電気ブレーキシステムを異なる消費電力モードで操作する方法によって実施されてもよい。この方法は、電気ブレーキシステムを、第１の最大ブレーキ性能に対応するフル電力モードで操作するステップと、電気ブレーキシステムに対して減少電力モードをトリガする条件を検出するステップと、フル電力モードから減少電力モードに切換えるステップと、減少電力モードである間に、電気ブレーキシステムを第１の最大ブレーキ性能に満たないかもしれない第２の最大ブレーキ性能に対応する低電力モードで操作するステップとを含む。
【０００６】
この発明の上述のおよび他の局面は、別の実施例において、航空機の電気ブレーキシステムを異なる消費電力モードで操作する方法によって実施されてもよい。この方法は、フルブレーキ性能が不要なときを決定するステップを含み、フルブレーキ性能は、第１の最大ブレーキ性能に対応し、フルブレーキ性能が不要な場合は、電気ブレーキシステムを、第１の最大ブレーキ性能に満たない第２の最大ブレーキ性能に対応する低電力モードで操
作するステップをさらに含む。
【０００７】
この発明の上述のおよび他の局面は、別の実施例において、航空機のための電気ブレーキシステムによって実施されてもよい。この電気ブレーキシステムは、ブレーキ機構と、ブレーキ機構に結合されたブレーキ制御アーキテクチャとを含む。ブレーキ制御アーキテクチャは、処理論理を含み、この処理論理は、ブレーキ機構が第１の最大ブレーキ性能を有するフル電力モードでの電気ブレーキシステムの動作を制御し、トリガ条件の検出時にフル電力モードから低電力モードに切換え、ブレーキ機構が第１の最大ブレーキ性能に満たない第２の最大ブレーキ性能を有する低電力モードでの電気ブレーキシステムの動作を制御するよう構成されている。
【０００８】
この概要は、詳細な説明で以下にさらに説明するいくつかの概念を簡略化された形で紹介するために提供される。この概要は、特許請求される主題の主要な特徴または不可欠な特徴を特定することを意図しておらず、特許請求される主題の範囲を決定する際の助けとして用いられることも意図していない。
【０００９】
以下の図面に関連して詳細な説明および特許請求の範囲を参照すると、この発明をさらに完全に理解することができるであろう。図中、同様の参照番号は、同様の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】航空機で用いられるのに適した電気ブレーキシステムの一部分の簡略化された概略図である。
【図２】航空機の電気ブレーキシステムで用いるのに適した電力制御プロセスを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
詳細な説明
以下の詳細な説明は、本質的に例示的なものに過ぎず、この発明の実施例またはそのような実施例の適用および使用を制限することを意図していない。さらに、上述の技術分野、背景、簡単な概要または以下の詳細な説明に示される明示的または暗示的な理論によって束縛される意図はない。
【００１２】
この発明の実施例は、この明細書中で、機能的および／または論理的ブロック構成要素およびさまざまな処理ステップの面で説明される。そのようなブロック構成要素は、特定された機能を実行するように構成された任意の数のハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェア構成要素によって実現されてもよいことが理解されるべきである。たとえば、この発明の実施例は、１つ以上のマイクロプロセッサまたは他の制御装置の制御下でさまざまな機能を実行してもよい、たとえばメモリ素子、デジタル信号処理素子、論理素子、ルックアップテーブルなどの、さまざまな集積回路構成要素を使用してもよい。加えて、当業者は、この発明の実施例が、さまざまな異なる航空機ブレーキシステムおよび航空機の構成に関連して実施されてもよく、この明細書中で説明されるシステムは、この発明の単に１つの例示的な実施例にすぎないことを理解するであろう。
【００１３】
簡潔にするため、信号処理、航空機ブレーキシステム、ブレーキシステム制御、およびシステムの他の機能的な局面に関連する従来の技術および構成要素（およびシステムの個々の動作構成要素）は、ここでは詳細に説明しない。さらに、この明細書中に含まれるさまざまな図面に示される接続線は、さまざまな要素間の例示的な機能的関係および／または物理的結合を表わすことを意図している。多くの代替的または付加的な機能的関係もしくは物理的接続がこの発明の実施例に存在してもよいことが留意されるべきである。
【００１４】
以下の説明は、「接続される」か、または「結合される」素子またはノードまたは特徴を参照する。明示的に別段の記載がない限り、この明細書中で用いる「接続される」とは、必ずしも機械的にではなく、１つの素子／ノード／特徴が、別の素子／ノード／特徴に直接的に繋がれる（または直接的に通信する）ことを意味する。同様に、明示的に別段の記載がない限り、「結合される」とは、必ずしも機械的にではなく、１つの素子／ノード／特徴が、別の素子／ノード／特徴に直接的または間接的に繋がれる（または直接的または間接的に通信する）ことを意味する。したがって、図１に示される概略図は、要素の１つの例示的な配置を示すが、追加の介在する素子、装置、特徴または構成要素がこの発明の実施例に存在してもよい。
【００１５】
図１は、航空機（図示せず）で使用するのに適した電気ブレーキシステム１００の一部分の概略図である。電気ブレーキシステム１００は、ブレーキペダル１０２と、ブレーキペダル１０２に結合されたブレーキシステム制御ユニット（ＢＳＣＵ）１０４と、ＢＳＣＵ１０４に結合された電気ブレーキアクチュエータ制御（ＥＢＡＣ）１０６と、ＥＢＡＣ１０６に結合されたブレーキ機構１０８とを含む。ブレーキ機構１０８は、航空機の少なくとも１つの車輪１１０に対応する。電気ブレーキシステム１００は、車輪１１０に結合された車軸に取付けられた遠隔データ集線装置（ＲＤＣ）１１２も含んでもよい。簡単に言うと、ＢＳＣＵ１０４は、ブレーキペダル１０２の操作に反応し、ＥＢＡＣ１０６によって受取られる制御信号を生成する。次に、ＥＢＡＣ１０６は、ブレーキ機構１０８によって受取られるブレーキ機構制御信号を生成する。次にブレーキ機構１０８は、作動し、車輪１１０の回転を遅らせる。こういった特徴および構成要素を、以下により詳細に説明する。
【００１６】
電気ブレーキシステム１００は、航空機のための任意の数の電気ブレーキ構成に適用することができ、電気ブレーキシステム１００は、説明しやすいように簡略化して示してある。電気ブレーキシステム１００のある実施例は、左側サブシステムアーキテクチャと右側サブシステムアーキテクチャとを含んでもよい。この用語「左側」および「右側」は、それぞれ航空機の左舷および右舷を指す。実際には、この２つのサブシステムアーキテクチャは、以下に説明するように独立して制御されてもよい。この点について、構成された電気ブレーキシステム１００の実施例は、左側ブレーキペダルと、右側ブレーキペダルと、左側ＢＳＣＵと、右側ＢＳＣＵと、左側ＢＳＣＵに結合されており左側ＢＳＣＵによって制御される任意の数の左側ＥＢＡＣと、右側ＢＳＣＵに結合されており右側ＢＳＣＵによって制御される任意の数の右側ＥＢＡＣと、各車輪（または各車輪群）のためのブレーキ機構と、各車輪（または各車輪群）のためのＲＤＣとを含んでもよい。動作時、電気ブレーキシステムは、ブレーキアクチュエータ制御信号を、航空機の各車輪に対して独立して生成して与えることができ、または、任意の車輪群に対して同時に生成して与えることができる。
【００１７】
ブレーキペダル１０２は、パイロット入力を電気ブレーキシステム１００に提供するよう構成されている。パイロットは、ブレーキペダル１０２を物理的に操作し、ブレーキペダル１０２の撓みまたは移動（すなわち、何らかの形の物理的入力）を生じさせる。この物理的撓みは、その通常の位置から、ハードウェアサーボまたは相当する構成要素によって測定され、トランスデューサまたは相当する構成要素によってＢＳＣＵパイロット指令制御信号に変換され、ＢＳＣＵ１０４に送られる。ＢＳＣＵパイロット指令制御信号は、ブレーキペダル１０２の撓み位置と、ブレーキペダル１０２の撓み率と、ブレーキ機構１０８に対して所望されるブレーキ条件などとを含むまたは示してもよいブレーキペダルセンサデータを、伝えてもよい。
【００１８】
電気ブレーキシステム１００のある実施例は、任意の数のＢＳＣＵ１０４を用いてもよい。説明しやすくするため、この例は、ＢＳＣＵ１０４を１つだけ含む。ＢＳＣＵ１０４
は、ブレーキ指令を表わすＥＢＡＣ制御信号をデジタルで計算する埋込式ソフトウェアを有する電子制御ユニットである。電気的／ソフトウェアの実装は、所与の航空機構成のために必要ならば、ブレーキ性能および感触の一層の最適化およびカスタマイズを可能にする。
【００１９】
ＢＳＣＵ１０４は、この明細書中で説明する機能を実行するよう設計された汎用プロセッサ、コンテントアドレサブルメモリ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、任意の適切なプログラム可能な論理回路、個別のゲートまたはトランジスタ論理、個別のハードウェア構成要素、またはこれらの任意の組合せで、実現化または実行されてもよい。プロセッサは、マイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンとして実現されてもよい。プロセッサは、たとえばデジタル信号プロセッサとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサコアと併用される１つ以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のこのような構成のような、計算装置の組合せとしても実現化されてもよい。１つの実施例において、ＢＳＣＵ１０４は、ソフトウェアのホストとして働きこのソフトウェアのための外部インターフェイスを提供するコンピュータプロセッサ（PowerＰＣ  ５５５など）で実現化される。
【００２０】
ＢＳＣＵ１０４は、さまざまな航空機入力を監視し、ペダルブレーキ、パーキングブレーキ、自動ブレーキ、および着陸装置格納ブレーキなどの制御機能を提供するが、これに限定されない。加えて、ＢＳＣＵ１０４は、滑り防止指令（これはＢＳＣＵ１０４の内部または外部から生成され得る）を混合し、ブレーキ制御の向上を実現する。ＢＳＣＵ１０４は、ブレーキペダル１０２からのパイロット指令制御信号を、ＲＤＣ１１２からの車輪データ（たとえば車輪速度、回転方向、タイヤ圧など）とともに取得する。ＢＳＣＵ１０４は、その入力信号を処理し、ＥＢＡＣ１０６によって受取られる１つ以上のＥＢＡＣ制御信号を生成する。実際には、ＢＳＣＵ１０４は、ＥＢＡＣ制御信号を、ＥＢＡＣ１０６にデジタルデータバスを介して送る。汎用アーキテクチャ（図示せず）において、各ＢＳＣＵは、その制御下にある任意の数のＥＢＡＣとともに用いるための独立した出力信号を生成することができる。
【００２１】
ＢＳＣＵ１０４は、１つ以上の関連付けられたＥＢＡＣ１０６に結合されていてもよい。ＥＢＡＣ１０６は、ＢＳＣＵ１０４について上述したように実現化、実行、または実現されてもよい。１つの実施例において、ＥＢＡＣ１０６は、ソフトウェアのホストとして働きこのソフトウェアのための外部インターフェイスを提供しこの明細書中で説明されたさまざまなＥＢＡＣ操作を実行するよう構成された適切な処理論理を含むコンピュータプロセッサ（PowerＰＣ  ５５５など）で実現される。ＥＢＡＣ１０６は、ＥＢＡＣ制御信号をＢＳＣＵ１０４から取得し、ＥＢＡＣ制御信号を処理し、ブレーキ機構１０８に対するブレーキ機構制御信号（概して高出力信号であるブレーキアクチュエータ信号）を生成する。
【００２２】
注目すべきことに、ＢＳＣＵ１０４およびＥＢＡＣ１０６の機能は、単一のプロセッサによる機能または構成要素にまとめられてもよい。この点について、ＢＳＣＵ１０４、ＥＢＡＣ１０６、またはこれらの組合せは、電気ブレーキシステム１００のためのブレーキ制御アーキテクチャであると考えることができる。このようなブレーキ制御アーキテクチャは、この明細書中で説明するブレーキ制御動作に対応する適切に構成された処理論理、機能、および特徴を含む。
【００２３】
車輪１１０は、関連付けられたブレーキ機構１０８を含んでもよい。ＥＢＡＣ１０６は、ブレーキ機構１０８を制御し、ブレーキ機構１０８の１つ以上の構成要素の作動を与え、解除し、調整し、および他のやり方で制御する。この点について、ＥＢＡＣ１０６は、
ＢＳＣＵ１０４によって生成されたそれぞれのＥＢＡＣ制御信号に応答してブレーキ機構制御信号を生成する。ブレーキ機構制御信号は、航空機によって使用される特定のブレーキ機構１０８との互換性のために適切にフォーマットされ、配列される。実際には、ブレーキ機構制御信号は、滑り防止および他のブレーキ操作を実行するよう調節されてもよい。当業者は、航空機ブレーキ機構および航空機ブレーキ機構を制御する一般的方法をよく知っており、このような既知の局面は、この明細書では詳細に説明しない。
【００２４】
電気ブレーキシステム１００は、車輪１１０のための１つ以上のセンサを含むまたはこのセンサと通信してもよい。こういったセンサは、車輪１１０の車輪データ（車輪速度、車輪回転方向、タイヤ圧、車輪／ブレーキ温度など）を測定するよう適切に構成されており、この車輪データは、電気ブレーキシステム１００によって使用されることができる。ＲＤＣ１１２は、概して、処理および／または電気ブレーキシステム１００の別の構成要素への伝送のためのデータを受取る、測定する、検出する、または他の方法で取得するよう構成されている。ここでは、ＲＤＣ１１２は、車輪１１０と結合されており（または他の方法で関連付けられており）、ＲＤＣ１１２は、車輪の車輪データを集め、ＢＳＣＵ１０４に送るよう構成されている。航空機上の１つまたは複数のデジタルデータ通信バスは、任意の適切なデータ通信プロトコルおよび任意の適切なデータ伝送方式を用いて車輪データをＲＤＣ１１２からＢＳＣＵ１０４へ通信するよう構成されていてもよい。これに代わる実施例において、ＲＤＣ１１２は、車輪データをＥＢＡＣ１０６へ通信するよう構成されていてもよい。さらに別の実施例において、ＲＤＣ１１２は、車輪データ（またはその一部）をＢＳＣＵ１０４とＥＢＡＣ１０６との両方へ通信するよう構成されていてもよい。
【００２５】
電気ブレーキシステム１００は、適切に構成された電力制御ユニットまたはサブシステム１１４を含むまたはこのユニットと協働してもよい。電力制御ユニット１１４は、ＢＳＣＵ１０４、ＥＢＡＣ１０６、ブレーキ機構１０８、および／または電気ブレーキシステム１００の他の構成要素に結合されていてもよい。電力制御ユニット１１４は、必要に応じて電気ブレーキシステム１００の１つ以上の構成要素への電力を調節し、除去し、または他の方法で制御するよう構成され、所望の動作電力モードを実現してもよい。電力制御ユニット１１４は、また、電気ブレーキシステム１００に給電する航空機電力システムおよび電力バスを監視するよう構成されていてもよい。たとえば、電力制御ユニット１１４は、航空機のためのアクティブ電源１１６および航空機のためのバックアップ電源１１８（たとえばバッテリ）に結合されていてもよい。アクティブ電源１１６は、エンジンと変圧整流器（ＴＲＵ）などの適切に構成された交流−直流変換器とに結合された発電機を含んでもよい。この実施例において、アクティブ電源１１６は、航空機エンジンから生成された電力を供給し、バックアップ電源１１８は、エンジンが運転していないときに航空機に電力を供給する。電力制御ユニット１１４は、動作電力をアクティブ電源１１６および／またはバックアップ電源１１８から電気ブレーキシステム１００に供給するよう適切に構成されていてもよく、電力制御ユニット１１４は、フル電力モード、減少電力モード、低電力モード、またはスリープモードを、この明細書中により詳細に説明するように提供するよう構成されていてもよい。
【００２６】
電気ブレーキシステム１００は、異なる消費電力モードに対応するよう適切に構成することができる。たとえば、電気ブレーキシステム１００は、好ましくは、低電力モードおよびスリープモードに対応し、フルブレーキ性能（たとえば挟持力）が不要なときに、消費電力を低減する。しかしながら、一旦ブレーキペダル１０２が撓められると、電気ブレーキシステム１００は、フル電力モードに回復する（またはスリープモードから低電力モードに切換える）ことができ、ブレーキ性能も対応して向上する。ある特定の条件下で、電気ブレーキシステム１００は、スリープモードに入ることができる。このような動作は、バックアップ電源１１８の消費を減少させ、多くの航空機の運航状態中に存在する冷却
損失のため放散されなくてはならない電力の量を減少させる。
【００２７】
電気ブレーキシステム１００は、ある特定の条件を検出すると減少電力モードに入るよう設計されていてもよい。たとえば、電気ブレーキシステム１００は、任意の以下のトリガ条件の検出時に、フル電力モードから減少電力モードに切換えるよう構成されていてもよい：（１）電力制御ユニット１１４からの「待機電源」メッセージを受取る、（２）電力制御ユニット１１４が少なくともしきい時間無効であると判断する、または（３）ＥＢＡＣ１０６が航空機のその他の部分からのデータ通信を少なくともしきい時間失ったと判断する。簡単にわかりやすくするため、ＢＳＣＵ１０４およびＥＢＡＣ１０６から航空機の他の構成要素へのさまざまな通信経路は、図１中に示さない。
【００２８】
１つの実施例において、低電力モードは、牽引操作中およびパーキングブレーキ締付け操作中、アクティブであるであろう。この両方の場合において、高いブレーキ性能は不要であり、またはフルブレーキ性能へのわずかな遅れは、許容可能である。牽引操作は、１時間までまたはより長く航空機バッテリに依存することができ、パーキングブレーキ調整操作は、ブレーキ機構１０８の冷却により１時間までもちこたえることができる。実際には、航空機は、こういった操作中に電源を切られていてもよく、その結果、ブレーキを冷却しパーキングブレーキを調整する間は、バッテリが電力を供給するであろう。
【００２９】
バックアップ電源１１８の消費電力を低減させるために、システム通信の変化も使用されてもよい。たとえば、ブレーキシステム制御信号メッセージが、通常５ミリ秒ごとに送られ５ミリ秒ごとに応答される場合、低電力モード中に、メッセージ間の時間を大幅に長くし（いくつかの実施例においては１秒まで）、応答を判断する際に消費される電力を最小化し得る。その上、電気ブレーキシステム１００のいくつかの機能は、こういった操作中は無効にされ、消費電力を一層低減させてもよい。たとえば、滑り防止は、牽引またはパーキングブレーキ調整中は不要である。
【００３０】
図２は、航空機の電気ブレーキシステム中で用いるのに適した電力制御プロセス２００を説明するフローチャートである。プロセス２００に関連して実行されるさまざまなタスクは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組合せによって実行されてもよい。説明のために、プロセス２００の以下の説明は、図１に関連して前述した要素を参照することがある。この発明の実施例において、プロセス２００の一部は、たとえばＢＳＣＵ、ＥＢＡＣ、電力制御ユニットなどの、説明されたシステムの異なる要素によって実行されてもよい。プロセス２００は、任意の数の追加の、または代替的なタスクを含んでもよく、図２に示すタスクは、説明される順に実行される必要はなく、プロセス２００は、この明細書中では詳細に説明されない追加の機能を有するより包括的な手順またはプロセスに組込まれてもよいことが理解されるべきである。
【００３１】
この例について、電力制御プロセス２００は、航空機が最初は、電気ブレーキシステムが第１の最大ブレーキ性能（たとえば１００％の挟持力）を有する航空機のフル電力モードで、運航していると想定する。言い換えれば、フル電力モードにおける最大ブレーキ性能は、電気ブレーキシステムの１００％のブレーキ性能を表わす。プロセス２００が、電気ブレーキシステムに対して減少電力モードをトリガする条件を検出した場合は（照会タスク２０２）、次に電気ブレーキシステムは、フル電力モードから減少電力モードに切換える。それ以外の場合は、電気ブレーキシステムは、フル電力モードで動作し続ける（タスク２０４）。
【００３２】
電力制御プロセス２００は、１つ以上の検査を用いて減少電力モード条件を検出してもよい。１つのトリガ条件は、「待機電源」メッセージの受取りと関連付けられており、このメッセージは、航空機が現在、通常のアクティブ電源の代わりに待機またはバックアッ
プ電源によって電力を供給されていることを示す。図１を参照して、たとえば、電力制御ユニット１１４が「待機電源」メッセージをＢＳＣＵ１０４および／またはＥＢＡＣ１０６に対して生成する場合、電気ブレーキシステムは、通常のフル電力モードから減少電力モードに切換えることができる。航空機が２つの電力制御ユニット（１つは左側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャのため、１つは右側電気ブレーキサブシステムアーキテクチャのため）を含むある実施例において、照会タスク２０２は、両方の電力制御ユニットがそれぞれの「待機電源」メッセージを電気ブレーキシステムに対して生成するときに、減少電力モード条件を検出してもよい。
【００３３】
別のトリガ条件は、航空機の１つ以上の電力制御ユニットの無効状態に関連付けられている。電力制御ユニットは、電気ブレーキシステムが電力制御ユニットから情報またはデータを受取らないときに、この明細書中で用いられる「無効」と見なされる。たとえば、電気ブレーキシステムが、電力制御ユニットが少なくともしきい時間無効であると判断した場合、照会タスク２０２は、減少電力モード条件を検出してもよい。航空機が２つの電力制御ユニットを含むある実施例においては、照会タスク２０２は、一方の電力制御ユニットが無効であり、他方の電力制御ユニットが、上述の「待機電源」メッセージを提供する場合に、減少電力条件を検出してもよい。これに代わって、照会タスク２０２は、両方の電力制御ユニットが、たとえば２分間または任意の適切な長さの時間のような、少なくともしきい時間無効であると見なされた場合に、減少電力条件を検出してもよい。
【００３４】
さらに別のトリガ条件は、ＥＢＡＣによって受取られる情報がないことと関連付けられていてもよい。上述のように、ＥＢＡＣは、電気的に制御され、電気ブレーキアクチュエータに対するアクチュエータ制御信号を生成する。何らかの理由で、ＥＢＡＣが少なくともしきい時間、入力データ通信を失った（すなわち制御または指令信号を受取らなくなった）場合は、照会タスク２０２は、減少電力条件を検出してもよい。このしきい時間は、たとえば２分間または任意の適切な長さの時間であってもよい。
【００３５】
フル電力モード中、電気ブレーキシステムは、航空機エンジンが運転しているときに動作電力を生成する航空機のアクティブ電源に依存し、このアクティブ電源を使用する（タスク２０６）。フル電力モード中、電気ブレーキシステムは、１００％のシステムブレーキ潜在能力を表わすフルブレーキ性能を提供する（タスク２０８）。この実施例について、電気ブレーキシステム中のＥＢＡＣは、電源制御ユニット１１４からの１３０ボルトの電力信号で制御されている。この１３０ボルトの電力信号を用いて、それぞれのブレーキ機構のモータを作動させる。実際には、ＥＢＡＣをフル電力モードで操作すると、アクティブ電源から約２キロワット消費する。実際には、モード間のブレーキ性能変化は、挟持力低下と、滑り防止性能低下に繋がるブレーキ頻度応答低下とを含むがこれに限定されない。電力は、動作の速度（モータ加速）とブレーキがどれほど挟持することができるか（モータトルク）とに関連し、これは電気モータ技術の当業者には明白であるに違いない。
【００３６】
フル電力モード中、電気ブレーキシステムは、また、制御信号メッセージの転送のための比較的高速のデータ通信プロトコルを維持してもよい（タスク２１０）。このような高速データ通信は、２００Ｈｚなどの、通常のブレーキ動作中の比較的高いフレームまたはメッセージレートに対応するために望ましくてもよい。１つの実施例において、電気ブレーキシステムのためのメッセージは、フル電力モードで動作している間に５ミリ秒ごとにやり取りされ、素早いブレーキシステム応答と高速のデータ交信とを確実にする。
【００３７】
照会タスク２０２が減少電力モード条件を検出した場合は、プロセス２００は、電気ブレーキシステムを低電力モードで動作させる（タスク２１２）。照会タスク２０２は、電気ブレーキシステムがフルブレーキ性能が不要なときを決定し、その結果、いつ低電力モードをアクティブにするか決定することを可能にする。たとえば、電力制御プロセス２０
０は、航空機の牽引操作中および／または航空機のパーキングブレーキ締付け操作中、低電力モードをアクティブにしてもよい。実際には、電源がバックアップ電源に切換わると、低電力モードを開始することができる。
【００３８】
低電力モード中、電気ブレーキシステムは、航空機エンジンが運転していないときに動作電力を生成する航空機のバックアップ電源に依存し、このバックアップ電源を使用する（タスク２１４）。低電力モード中、電気ブレーキシステムは、１００％に満たないシステムブレーキ潜在能力を表わす低下されたブレーキ性能を提供する（タスク２１６）。言い換えれば、低電力モードにおける最大ブレーキ性能は、フル電力モードにおける最大ブレーキ性能に満たない。典型的な用途において、低下された能力は、約６０％のシステムブレーキ挟持力潜在能力である。この低下されたブレーキ能力を実現するために、ＥＢＡＣを、その平均および／またはピーク消費電力を制限する方法で制御することができる。これに代わって（または加えて）、ＥＢＡＣを、その応答時間を増大させるように制御することができる。これに代わって（または加えて）、電気ブレーキシステムは、トルクリミッタ、ロードセル、ブレーキアクチュエータ位置センサ、および／またはブレーキ作動レベルを示すフィードバックデータを提供することができるブレーキ機構にある他の構成要素を使用してもよい。このようなデータに応答して、電気ブレーキシステムは、ＥＢＡＣを介してブレーキ機構の適用を調節することができる。実際には、ＥＢＡＣを低電力モードで操作すると、（フル電力モードにおける２キロワットとは対照的に）アクティブ電源から数百ワットのみを消費する。
【００３９】
低電力モード中、電気ブレーキシステムは、また、制御信号メッセージの伝送のための比較的低速のデータ通信プロトコルを維持してもよい（タスク２１８）。このような低速データ通信は、データレートにどちらかというと影響されない航空機運行中の比較的低いフレームまたはメッセージレートに対応するためには望ましいであろう。たとえば、低電力モードにおいて、メッセージ間の遅延は、フル電力モードにおける遅延に比べて大幅に長く（たとえば１０−１００ミリ秒まで）なり得る。これにより、メッセージ伝送がより少なくなり、その結果、より少ない電力が、すべてのメッセージを処理しブレーキを作動させるために消費される。実際には、データ通信プロトコルの変更は、１つの（または複数の）ＢＳＣＵによって扱われてもよい。
【００４０】
電気ブレーキシステムの減少電力モード中に電力制御プロセス２００がフル電力モード条件を検出した場合は（照会タスク２２０）、電気ブレーキシステムは切換えてフル電力モードに戻る。減少電力モードで動作している間、電気ブレーキシステムは、スリープモードに入るか否かを決定する他の条件を監視してもよい。したがって、電力制御プロセス２００は、任意の適切なスリープモード条件を検出するよう設計されていてもよい。この機能の１つの例として、プロセス２００は、ブレーキ指令間のアイドル時間などの、特定の条件の発生からの経過時間を監視してもよい。アイドル時間は、直近のブレーキ指令の受取り／処理からの経過時間を表わす。図２において、スリープモードがトリガされた場合は（照会タスク２２２）、プロセス２００は、低電力モードを維持し続け、スリープモード条件を監視し続け、フル電力モードをトリガする条件を監視し続ける。
【００４１】
特定のスリープモード条件が満たされた場合は、電力制御プロセス２００は、低電力モードからスリープモードに切換え、電気ブレーキシステムがスリープモードで動作するよう促すことができる（タスク２２４）。スリープモード中、電気ブレーキシステムは依然として航空機のバックアップ電源に依存し、このバックアップ電源を使用する。しかしながら、スリープモードは、バックアップ電源からの静的消費電力に依存し、このような静的消費電力は、低電力モード中に生じた低減された消費電力よりも少ない。実際には、この静的消費電力は、電気ブレーキシステムがデータメッセージを受取り、生成し、応答することを可能にする最小電力必要量を表わす（電気ブレーキシステムはこのモード中他に
は何もする必要はない）。スリープモード中はブレーキをかけることを指令されないので、電気ブレーキシステムは、ブレーキ作動信号に直ちに反応する必要があるモードを維持する必要がない。事実、スリープモード中、電気ブレーキシステムは、ブレーキ挟持力を全く提供する必要がない。スリープモードを実現するために、ＥＢＡＣの電源を切るまたは待機電力状態に保つことができる。実際には、ＥＢＡＣをスリープモードで操作すると、（フル電力モードにおける２キロワットと対照的に）アクティブ電源からの電力を消費しない。
【００４２】
スリープモード中、電気ブレーキシステムは、また、タスク２１８に関連して上述した制御信号メッセージの伝送のための比較的低速のデータ通信プロトコルを維持してもよい。さらにエネルギを節約するために、ＢＳＣＵからＥＢＡＣへ通信しないことも含む、非常に低速のデータ通信プロトコルを用いてもよい。
【００４３】
電気ブレーキシステムのスリープモード中に電力制御プロセス２００がフル電力モード条件を検出した場合は（照会タスク２２６）、電気ブレーキシステムは、切換えてフル電力モードへ戻る。実際には、電気ブレーキシステムは、典型的には１秒未満の比較的短時間内に移行してフル電力モードへ戻るよう構成されている。電気ブレーキシステムが、スリープモードで動作している間にブレーキ指令を受取った場合は（照会タスク２２８）、プロセス２００は、（図２に示すように）バックアップ電源がアクティブである場合は、電気ブレーキシステムにブレーキ指令に応答して切換えて低電力モードに戻るようにさせてもよい。これに代わって、プロセス２００は、電気ブレーキシステムに、ブレーキ指令に応答して切換えてフル電力モードに戻るようにさせてもよい。それ以外の場合は、電気ブレーキシステムは、スリープモードで動作し続け、エネルギを節約することができる。
【００４４】
上述の詳細な説明では、少なくとも１つの例示的な実施例を示してきたが、膨大な数の変形例が存在することが理解されるべきである。この明細書中に説明される例示的な実施例は、この発明の範囲、適用性、または構成を制限することを全く意図していないことも理解されるべきである。そうではなく、上述の詳細な説明は、説明された１つまたは複数の実施例を実現化するための便利な指針を当業者に提供するであろう。この発明の範囲を逸脱することなく、要素の機能および配置をさまざまに変更することができ、この発明の範囲は、この特許出願の出願時の既知の均等物および予測可能な均等物を含む特許請求の範囲によって規定されることが理解されるべきである。
【図１】
2010514606.tif 000003
【図２】
2010514606.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月23日(2009.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気ブレーキシステムを異なる消費電力モードで操作する方法であって、前記方法は、
前記電気ブレーキシステムを第１の最大ブレーキ性能に対応するフル電力モードで操作するステップと、
前記電気ブレーキシステムに対して減少電力モードをトリガする条件を検出するステップと、
前記フル電力モードから前記減少電力モードに切換えるステップと、
前記減少電力モード中、前記電気ブレーキシステムを前記第１の最大ブレーキ性能に満たない第２の最大ブレーキ性能に対応する低電力モードで操作するステップとを備える、方法。
【請求項２】
前記電気ブレーキシステムを前記フル電力モードで操作時に、前記電気ブレーキシステムの制御信号メッセージのための比較的高速のデータ通信プロトコルを維持するステップと、
前記電気ブレーキシステムを前記低電力モードで操作時に、前記電気ブレーキシステムの制御信号メッセージのための比較的低速のデータ通信プロトコルを維持するステップとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電気ブレーキシステムを前記フル電力モードで操作するステップは、アクティブ電源に依存する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記電気ブレーキシステムを前記低電力モードで操作するステップは、バックアップ電源に依存する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記電気ブレーキシステムに対してスリープモードをトリガするスリープモード条件を検出するステップと、
前記スリープモード条件の検出に応答して前記スリープモードに切換えるステップと、
前記電気ブレーキシステムを前記スリープモードで操作するステップとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記電気ブレーキシステムをスリープモードで操作するステップは、バックアップ電源からの静的消費電力に依存する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
電気ブレーキシステムを異なる消費電力モードで操作する方法であって、前記方法は、
フルブレーキ性能が不要なときを決定するステップを備え、フルブレーキ性能は、第１の最大ブレーキ性能に対応し、
フルブレーキ性能が不要な場合は、前記電気ブレーキシステムを、前記第１の最大ブレーキ性能に満たない第２の最大ブレーキ性能に対応する低電力モードで操作するステップをさらに備える、方法。
【請求項８】
前記電気ブレーキシステムをスリープモード条件の検出に応答してスリープモードで操作するステップをさらに備え、前記スリープモードにおける消費電力は、前記低電力モードにおける消費電力よりも少ない、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記スリープモードで操作している間に、ブレーキ指令を受取るステップと、
前記ブレーキ指令に応答して、前記第１の最大ブレーキ性能に対応するフル電力モードに切換えるステップとをさらに備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記スリープモードで操作している間に、ブレーキ指令を受取るステップと、
前記ブレーキ指令に応答して、前記低電力モードに切換えるステップとをさらに備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
牽引操作中に前記低電力モードをアクティブにするステップをさらに備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
パーキングブレーキ締付け操作中に前記低電力モードをアクティブにするステップをさらに備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
前記電気ブレーキシステムのためのデータ通信プロトコルを変更し、前記低電力モードに対応するステップをさらに備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
電気ブレーキシステムであって、前記電気ブレーキシステムは、
ブレーキ機構と、
前記ブレーキ機構に結合されたブレーキ制御アーキテクチャとを備え、前記ブレーキ制御アーキテクチャは、処理論理を含み、前記処理論理は、
前記ブレーキ機構が第１の最大ブレーキ性能を有するフル電力モードでの前記電気ブレーキシステムの動作を制御し、
トリガ条件の検出時に前記フル電力モードから低電力モードに切換え、
前記ブレーキ機構が前記第１の最大ブレーキ性能に満たない第２の最大ブレーキ性能を有する前記低電力モードでの前記電気ブレーキシステムの動作を制御するよう構成されている、電気ブレーキシステム。
【請求項１５】
前記電気ブレーキ制御アーキテクチャの前記処理論理は、
前記電気ブレーキシステムに対してスリープモードをトリガするスリープモード条件を検出し、
その後前記電気ブレーキシステムの前記スリープモードでの動作を制御するよう構成されており、前記スリープモード時の前記電気ブレーキシステムの消費電力は、前記低電力モード時の前記電気ブレーキシステムの消費電力よりも少ない、請求項１４に記載の電気ブレーキシステム。
【請求項１６】
前記ブレーキ制御アーキテクチャの前記処理論理は、前記電気ブレーキシステムのためのデータ通信プロトコルを変更し、前記低電力モードに対応するよう構成されている、請求項１４に記載の電気ブレーキシステム。
【国際調査報告】
2010514606.tif 000005
2010514606.tif 000006