飞行器的高升力系统及确定其中部件位置的方法和飞行器的制造方法
【专利说明】飞行器的高升力系统及确定其中部件位置的方法和飞行器
[0001]相关申请的引用
[0002]本申请要求于2014年5月23日提交的第14 169 679.9号欧洲专利申请的提交日的权益，该欧洲专利申请的公开内容的全部特此通过引用合并在本文中。
技术领域
[0003]本发明涉及飞行器的高升力系统、确定其中部件位置的方法和飞行器。
【背景技术】
[0004]飞行器的高升力系统用于对飞行器的升阻管理的目的。高升力系统通常包括前缘缝翼系统和后缘襟翼系统。民用和军用飞行器中的许多襟翼系统在可移动襟翼的相应襟翼支承站上装备有中央驱动单元，该中央驱动单元还称为动力控制单元(PCU)，所谓的驱动站(drive stat1n)，该PCU驱动传动轴系(transmiss1n shaft train)和局部机械致动器装置。高升力设定能够由驾驶舱机组人员通过襟翼杆来选择，通过该襟翼杆能够选择襟翼角度。
[0005]传动系统提供从中央驱动单元至所有致动器输出的负载路径。这确保了所有襟翼装置的对称部署。襟翼运动最终将由驱动站驱动的旋转运动变换成所需的表面移动。通常由两个襟翼控制计算机来控制和监视高升力襟翼系统。系统驱动命令主要源自襟翼杆输入。驱动表面至襟翼控制计算机中的算法中规定的预定位置。为了实现驱动襟翼系统至预定位置的高准确度，由附接于驱动单元并且使得能够实现平滑且准确的表面部署的反馈位置传感单元(FPPU，feedback posit1n pick-off unit)来持续反馈襟翼驱动系统位置。反馈位置传感单元连接至驱动单元，并且包括贡献等同系统角度的内部齿轮箱。在常见的高升力襟翼系统中，通过反馈位置单元来检测襟翼位置，其中反馈位置传感单元的工作范围限于一圈旋转(360° ) ο
[0006]另外的传感器专用于系统故障监视，诸如站位置传感单元(SPPU)，出于系统监视目的，该SPPU连接至各个驱动站以针对每个站贡献等同角度。
【发明内容】
[0007]虽然针对各种飞行器类型通常保持高升力系统的一般设置，但是贯穿不同的飞行器类型，各个系统参数经常可以改变。例如，传动轴系的旋转速度可以变化，并且驱动站中的齿轮比还可以适于实际的飞行器类型。因此，需要针对高升力系统中的部件的实际参数来调节位置传感单元。例如，位置传感单元中的齿轮比应当适于传动轴系在空挡位置与(理论)结束位置之间实现的旋转数和旋转速度。这可能需要另外的认证和增加的零件多样化。
[0008]因此，本发明的目的是提出一种用于确定飞行器的高升力系统中的部件的位置的方法，该方法不需要用于获取高升力系统中的部件的旋转位置的各个位置传感单元或其他的适合的传感器。
[0009]通过根据权利要求1中限定的特征的用于确定飞行器的高升力系统中的部件的位置的方法实现该目的。可以根据从属权利要求和以下描述来得出有益的实施方式和另外的改进。
[0010]根据有益的实施方式，提出一种用于确定飞行器的高升力系统中的部件的位置的方法，该高升力系统包括中央动力控制单元，用于借助于传动轴来提供旋转动力；以及致动器驱动站(actuator drive stat1n)，其与动力控制单元及可移动高升力表面親接；该方法包括步骤:获取第一位置传感单元的第一旋转位置，该第一位置传感单元借助于具有第一齿轮比的第一齿轮与动力控制单元机械耦接；获取至少一个第二位置传感单元的一个第二旋转位置，该至少一个第二位置传感单元与至少一个驱动站中的被驱动元件机械耦接；基于第二位置传感单元工作范围的关联的多个角度段和实际的第二旋转位置来确定第一位置传感单元已经在空挡位置与预期的最大旋转数之间实现的全旋转(full rotat1n)数；将第一位置传感单元的全旋转数与360°相乘，并且将所得到的全旋转角度加至测量的第一旋转位置，以获取第一旋转位置。
[0011]所得到的第一旋转位置然后可以除以360°并且与第一齿轮比相乘，从而得到传动轴的全旋转数，其中第一位置传感单元与传动轴耦接。在这方面，注意的是，以上描述和权利要求1基于度数(DEG)来限定旋转位置。然而，这还可以通过弧度(RAD)来进行，这是等同的。
[0012]因此，该方法的要点在于将反馈位置传感单元的工作范围扩展至大于一圈旋转(360° )的值，使得可以安装商业上能够得到但意在用于致动器驱动站中的其他传动轴速度和不同齿轮比的反馈位置传感单元。该方法依赖于由反馈位置传感单元(还被称为“第一位置传感单元”)和站位置传感单元(被称为“第二位置传感单元”)递送的数据的组合。当针对获取的系统襟翼位置的主输入为反馈位置传感单元传感器时，使用由站位置传感单元提供的站位置数据作为附加参数以标识反馈位置传感单元传感器数据与系统襟翼位置之间的清楚关系，这是必需的。
[0013]根据本发明的方法反映了下述事实:反馈位置传感单元可以被旋转大于一次，即，约大于360°。由于由反馈位置传感单元递送的数据取决于O与360°之间的实际角度，因此，即使传感器已经被旋转约略大于360°，传感器也将递送略大于0°的角度值。然而，由于中央驱动单元和与襟翼耦接的驱动站之间的刚性运动连接，所以站位置传感单元允许指示反馈位置传感单元多久被旋转了一次。
[0014]这通过将站位置传感单元的完整角范围除以反馈位置传感单元的期望旋转数即最大旋转数来进行。这是指，将站位置传感单元的角度工作范围划分成一定数目的范围段。然后确定实际的第二旋转位置落在这些范围段中的哪个范围段中，以确定反馈位置传感单元已经进行了多少圈旋转。
[0015]例如，如果反馈位置传感单元理论上可以在襟翼的完整延伸运动期间被旋转四次(1440° )，并且如果站位置传感单元充分使用360°的角范围，则可以产生四个对应的角度段。这些角度段包括角度区间[0-90° ]、[90° -180° ]、[180° -270° ]和[270° -360° ]。每次确定系统襟翼角度，就读出来自反馈位置传感单元的测量的襟翼位置和站位置传感单元的测量值。然后确定站位置传感单元值落入各个角度段中的哪个角度段中，以用于确定襟翼位置传感单元已经进行了多少圈全旋转。然后，将这些全旋转加至从反馈位置传感单元读出的值。这允许确定例如传动轴从此部件的空挡位置开始已经进行的旋转数。
[0016]因此，在消除修改第一齿轮的需要的同时容易地增大反馈位置传感单元的工作范围。再进一步地，如果保持集成在反馈位置传感单元中的传感器的准确度，则用于测量该部件的旋转位置的有效准确度随着增大最大旋转数而被提高。因此，根据本发明的方法在明显减少用于进行该方法的努力同时允许准确度的显著提高。
[0017]在本上下文中，注意的是，第二位置传感单元可以包括第二齿轮，第二位置传感单元借助于第二齿轮与襟翼耦接。然而，这不是必需的，而是可以取决于第二位置传感单元和/或集成在第二位置传感单元中的传感器的实际设计。
[0018]还可能的是，反馈位置传感单元适于进行大于一圈全旋转但小于两圈、三圈或另一整数数目圈的全旋转，即，反馈位置传感单元的工作范围不是精确地为360°的倍数。在这种情况下，应当相应地改写(adapt)站位置传感单元的所使用的角度区间。这是指在反馈位置传感单元可以仅在一圈全旋转与两圈全旋转之间进行的情况下，可以将站位置传感单元的360°的角范围划分成一个大区间和一个较小区间。如果反馈位置传感单元可以进行仅略大于两圈全旋转，则可以将站位置传感单元的360°的角范围分成两个相等的大区间和一个附加较小区间。
[0019]如果需要传动轴的旋转位置来确定高升力襟翼的精确位置，则将第一旋转位置除以360°并且乘以第一齿轮比以确定传动轴的旋转数。然而，如果需要用于控制高升力系统的其他参数，则可以对此进行修改。
[0020]在有益的实施方式中，确定第一位置传感单元的全旋转数包括:在至少一个第二位置传感单元的角度工作范围内产生多个角度段，其中至少一个角度段对应于第一位置传感单元的全旋转；以及确定由第二位置传感单元测量的值落在诸角度段中的哪个角度段中。使用此原理，可以容易地实现检测已进行的全旋转数。
[0021]进一步地，如果全旋转数不是整数，则在该方法中，角度段之一小于其他角度段并且对应于超出最后全旋转的剩余部分，并且所有其他的角度段对应于全旋转。
[0022]针对根据本发明的方法，需要从第二站位置传感单元获取位置数据。由于在飞行器中存在经常包括冗余传感器的多个站位置传感单元，所以关于对用于该方法的第二位置传感单元进行选择的不同方法是可能的。例如，可以选择一个站位置传感单元，贯穿飞行器的操作使用该站位置传感单元。
[0023]作为替选，可以从都递送角度值的多个站位置传感单元中选择一组站位置传感单元。这些角度值可以被组合成平均角度值。
[0024]再进一步地，可以选择具有三个站位置传感单元的组，其中比较所有这些站位置传感单元的测量值以识别可能递送错误值的站位置传感单元，同时使用其他两个正确值。
[0025]把参数“η”看作第一位置传感单元的全旋转数以及把参数“ β_(β ) ”看作第二位置传感单元的工作范围，可以根据以下内容来将第二位置传感单元的角范围划分成不同的角度区间，η可以但无需是整数:
[0026][0...β _/η]，[ β _/η...2.β _/