[发明专利]具有多功能微控制器的驾驶机构的电子控制装置、驾驶装置和飞行器

说明书

本发明涉及飞行器驾驶机构即所谓受控驾驶装置的电子控制装置，连接到飞行器的至少同一个操纵(conduite)机构，所述驾驶机构按照至少一个自由度，特别是按照几个自由度装配在支架机电外壳上，所述支架机电外壳包括：

●对于受控驾驶机构相对于所述支架机电外壳的每个自由度，受控驾驶机构的符合每个自由度的至少一个驱动电动机，

●与受控驾驶机构相关的传感器，用以按照每个自由度至少检测位置。

更具体地说，它涉及属于为飞行器的每个操纵机构配备的驾驶装置的驾驶机构用的电子控制装置，两个这样的驾驶机构(通过全机械的或至少部分电的传动链)连接到该操纵机构，使得飞行器可以同时由两个人驾驶：一个机长和一个副驾驶员。

在本文全文中，术语“驾驶”及其衍生词，除非作相反的说明，表示由至少一个人类驾驶员操纵至少一个连接到至少一个诸如操纵舵或飞行器油门控制装置等操纵机构的驾驶机构，诸如驾驶杆、手柄、脚操纵杆、踏板等等，来操纵飞行器。术语“控制”及其衍生词按传统表示在航空学上向一个装置提供引起所述装置预定动作的信号。术语“监测”及其衍生词，在航空学上按传统表示在一个装置上实现的测量，并与预定值比较，以便检测运行缺陷的出现(就是说，来自系统(硬件和/或软件)中任意一个故障(panne)的缺陷(defaut)，特别是与并非出自故障的使用上的缺陷相反，而是出于使用者(驾驶员或副驾驶员)的错误，或者飞行器越出了它的飞行范围)。驾驶机构的运行控制装置是一种对该驾驶机构至少具有监测功能，还可以实施其他功能，特别是该驾驶机构的控制功能的装置。

已经有人提出一种包括使驾驶杆和副驾驶杆伺服(以逻辑和电子方式)耦合的驾驶装置。一些电动机允许模拟传统的机械驾驶杆的感觉并用另一个驾驶杆跟随每个驾驶杆。

这样的装置提出了其可靠性和监测可能的运行缺陷(故障)出现的问题，以保证良好的运行安全。

EP 0 759 585提出了这个问题并提醒这样的航空系统应该是允许缺陷出现的并特别是集成冗余装置。该文献所主张的解决方案在于，一方面为每个驾驶杆设置电动机、检测传感器和回力感觉产生电路的完全冗余，另一方面设置控制和监测计算机，连接成“自动监测”与该驾驶杆相联系的电动机的控制信号、将其与电动机的电流信号比较，并把实测的电压信号与基准信号比较，监测计算机监测控制计算机，该两个计算机都能使该电动机停止工作(deactiver)。这样的解决方案，就其原理而言是传统的，笨重、复杂而且其实现和运行成本高。特别是它需要为每个驾驶杆设置一个特定的监测计算机。另外，可能干预这样的监测计算机的某些故障本身不一定能够检测出来，它在测量上仍旧是不完善。

因而本发明旨在缓解这些缺点，提供一种可靠性和运行安全性经过改进的电子控制装置，特别是它还能检测出所有可能干预监测装置运行用的回路的所有故障，在其任意一个构成部件出现缺陷的情况下仍能运行，而且简单、重量轻、紧凑、成本不高，并且与在任何飞行器上工业规模的实现相兼容，包括与飞行器上已经在运行的装置。

更具体地说，本发明旨在提出这样一种简单的、在设计、制造和运行成本不高，包括就能量消耗而言成本不高的电子控制装置。

在本文全文中，用在诸如回路等装置上的术语“设计用来”，按通常的习惯用来表示一种由该装置实现的技术功能。

因而本发明涉及一种飞行器的驾驶机构即所谓受控驾驶机构用的电子控制装置，连接到飞行器的至少一个操纵机构，所述受控驾驶机构按照至少一个自由度装配在支架机电外壳上进行操纵，所述支架机电外壳包括：

●对于受控驾驶机构相对于所述支架机电外壳的每个自由度，按照所述自由度至少设置一个受控驾驶机构的驱动电动机；

●一些与受控驾驶机构相联系的传感器，用来按照每个自由度至少检测位置，

其特征在于，它包括受控驾驶机构的控制/监测单元，在于所述控制/监测单元包括至少一个电子微控制器，还在于每个电子微控制器都设计用来：

●按照一个受控驾驶机构的自由度即所谓控制自由度，为至少一个驱动电动机提供控制信号，

●接收由在下列中间选择的这些传感器提供的信号：

○与受控驾驶机构的至少一个第二自由度即所谓监测自由度，相联系的传感器，所述监测自由度不同于所述控制自由度，

○与另一个驾驶机构的至少一个监测自由度相联系的传感器，所述监测自由度不同于受控驾驶机构的所述控制自由度，

●按照所述监测自由度对这些传感器发送来的上述信号实现监测数字处理，该监测数字处理设计用来检测与运行缺陷对应的这些信号的所有偏差，并用来产生一个代表这样的缺陷的信号。