[发明专利]用于控制飞机电力的系统和方法

说明书

技术领域

本公开概括来说贯注于用于控制飞机(aircraft)电力的系统和方法，包括按依赖于飞机的操作模式的方式控制马达(motor)控制器的操作，和/或用一个马达控制器替代另一个。

背景技术

飞机制造商处于连续的压力下，以便减少商务运输飞机要求的动力，并且提高这样的飞机用来操作的效率。实现这些目的的一个方法是用电驱动的设备来替代历史上由从飞机引擎输出的引气(bleed air)或轴(shaft)驱动的设备。例如，在更新一代的飞机上的液压泵(hydraulic pump)现在由电动马达驱动。液压泵对液压流体加压，而流体又被用来为许多飞机系统提供动力，所述飞机系统包括起落架(landing gear)、增升设备(high lift device)(例如，前缘(leading edge)设备和后缘(trailing edge)设备)、副翼(aileron)、升降舵(elevator)、方向舵(rudder)和/或对飞机操作重要的其它设备。电驱动液压泵被期望提供效率、机动性和/或可靠性的改进的措施。

作为移植到电驱动液压泵的结果，对大电泵(electric pump)和相关的电动马达和马达控制器的需要已经增加。因为液压泵依尺寸制造以在飞机在正常飞行期间很少遇到的条件下操作，所以所述泵通常在最大输出级以下操作。通过在多数飞行条件期间降低泵的速度以及当对液压的需求增加时提高泵的速度，能够减少泵的输出。

前述方法的一个缺点是：当对液压流体压力的需求波动时，电驱动泵趋向于在高的和低的输出设置之间重复地循环。这能够引起轰鸣噪声(whiningnoise)。因为液压泵能够直接放置在客舱下面，所以轰鸣噪声能够是可听见的，并且令乘客厌烦。因此，需要减少乘客体验的噪声水平，同时用有效方式操作液压泵。

发明内容

下面的概述只是为了读者的利益提供，并且意图不在于以任何方式限制由权利要求提出的本发明。本公开的各方面贯注于用于控制飞机电力的系统和方法。根据一个方面的飞机动力系统(aircraft power system)包括：电动马达；飞机负载(例如，液压泵)，其耦合到电动马达并且由电动马达提供动力；以及马达控制器，其耦合到电动马达以改变电动马达的输出。所述马达控制器能够在固定数量的预置控制器模式中变化，而各个控制器模式对应于飞机的操作模式和电动马达的非零输出级。固定数量的预置控制器模式能够减少电动马达输出的功率的频率波动的趋势。

在特定的方面，所述马达控制器能够在5个控制器模式之间变化。第一控制器模式能够对应于地面操作，第二控制器模式能够对应于巡航操作，第三控制器模式能够对应于起飞和下降操作，第四控制器模式能够对应于反推装置(thrust reverser)操作，以及第五控制器模式能够对应于自动襟翼张开(flap gapping)操作。

根据另一个方面的飞机动力系统包括：第一电动马达；第一设备(包括机载(on-board)飞机液压泵)，其耦合到第一电动马达并且由第一电动马达提供动力；以及第一马达控制器，其耦合到第一电动马达以指挥其操作。所述系统还能够包括：第二电动马达；第二设备，其耦合到第二电动马达并且由第二电动马达提供动力；以及第二马达控制器，其耦合到第二电动马达以指挥其操作。切换设备能够耦合在第一和第二马达控制器之间，以从第一马达去耦第一马达控制器，从第二马达去耦第二马达控制器，并且将第二马达控制器耦合到第一马达代替第一马达控制器。因此，第二马达控制器能够替代第一马达控制器并且能够为系统提供冗余(redundancy)。

某些方面还贯注于用于控制飞机系统的方法。一种方法包括：接收飞机的操作模式的指示；至少部分地基于操作模式，在固定数量的多个预置输出级中自动地选择通常恒定的输出级；以及指挥电动马达以产生选择的输出级。在特定的方面，当马达的负载变时所述电动马达能够被指挥以在固定速度操作。在另一个特定的方面，所述电动马达耦合到液压泵，并且所述方法还包括驱动所述泵，而该泵的可听见的噪声输出处于近似恒定的水平，并且电动马达产生选择的输出级。在另一个特定的方面，电动马达能够耦合到液压泵，并且所述飞机的操作模式的指示能够对应于增升设备的部署的变化、引擎节流阀设置的变化、高度指示和/或来自起落架负重(weight-on-wheels)指示器的飞机已经着陆的指示。