具有故障弹性的冗余电传操纵系统技术方案

本发明专利技术提供了飞行器电传操纵系统及相关交通工具电气系统。交通工具电气系统包括总线布置，该总线布置包括多条总线；第一控制模块，该第一控制模块耦接到总线的第一子组；第二控制模块，该第二控制模块耦接到总线的第二子组；以及第三控制模块，该第三控制模块耦接到总线的第三子组。第一子组包括第一总线、第二总线、第三总线和第四总线，第二子组包括第三总线、第四总线、第五总线和第六总线，第三子组包括第一总线、第二总线、第五总线和第六总线。

【技术实现步骤摘要】
具有故障弹性的冗余电传操纵系统
本文所述的主题整体涉及飞行器系统，更具体地，主题的实施方案涉及冗余电传操纵系统，其被配置为实现垂直起降(VTOL)飞行器的故障弹性。
技术介绍
在一些现代飞行器中，传统的机械飞行控制系统已被电控制的致动器(通常被称为电传操纵)取代。代替驾驶舱控件与飞行控制表面、推进系统和/或升力系统之间的机械连接，电信号被用来将驾驶舱控件的运动传递给与适当的飞行控制部件或系统相关联的控制器。出于安全考虑，电传操纵系统通常采用冗余，以确保它们在故障后能操作；然而，这通常会增加所需的布线和接口的数量。对于较小的飞行器，诸如出租飞机或其他城市空中机动(UAM)交通工具，通常希望将布线量、重量和相关成本最小化。然而，完全避免冗余布线可能会非期望地导致不适于非常规飞行器诸如垂直起降(VTOL)飞行器的故障模式。因此，也希望响应于故障状况而最小化对飞行控制部件可用性的影响。根据后续具体实施方式和所附权利要求，结合附图以及前述
和
技术介绍
加以考虑，其他期望的特征和特性将变得明显。
技术实现思路
提供了适合与飞行器一起使用的交通工具电气系统。适合与交通工具一起使用的一个示例性电传操纵电气系统包括：总线布置，该总线布置包括多条总线；第一控制模块，该第一控制模块耦接到多条总线的第一子组，该第一子组包括第一总线、第二总线、第三总线和第四总线；第二控制模块，该第二控制模块耦接到多条总线的第二子组，该第二子组包括第三总线、第四总线、第五总线和第六总线；以及第三控制模块，该第三控制模块耦接到多条总线的第三子组，该第三子组包括第一总线、第二总线、第五总线和第六总线。第一子组、第二子组和第三子组彼此不同。飞行控制部件的控制器耦接到六条总线中的两条总线。在一个或多个示例性实施方案中，总线被实现为控制器局域网(CAN)总线。在一个或多个示例性实施方案中，飞行控制部件是具有垂直起降(VTOL)能力的飞行器的部件，诸如例如升力风扇。在一些实施方案中，飞行控制部件的控制器不连接到第一总线和第二总线、第三总线和第四总线或者第五总线和第六总线的总线配对。根据后续具体实施方式和所附权利要求书，结合附图和前述
技术介绍
加以考虑，该方法和系统的其他可取的特征和特性将变得显而易见。附图说明下文将结合以下附图描述主题的实施方案，其中类似的数字表示类似的元件，并且：图1是根据一个或多个示例性实施方案的示出适合与飞行器一起使用的电传操纵系统的框图；并且图2示出了适合与图1的电传操纵系统一起使用的垂直起降(VTOL)飞行器。具体实施方式以下具体实施方式本质上仅是示例性的，而不旨在限制其应用和使用的主题。另外，不意图受前述
技术介绍
、
技术实现思路
或以下具体实施方式中呈现的任何理论的束缚。本文所述的主题的实施方案涉及电控交通工具系统。出于解释的目的，本文主要在使用电信号来控制飞行控制部件的飞行器的背景中描述了主题，然而本主题不一定限于与飞行器一起使用，并且对其他类型的交通工具(例如，机动车、海上船舶等)能够以等同方式来实现。图1示出了适合与飞行器一起使用的电传操纵系统100的示例性实施方案。电传操纵系统100包括多条通信总线101、102、103、104、105、106，多个飞行控制模块110、112、114，以及与多个飞行控制部件相关联的多个控制器120、122、124、126、128、130。在例示的实施方案中，第一飞行控制模块110耦接到总线的第一子组(例如，总线101、102、103和104)，第二飞行控制模块112耦接到总线的第二子组(例如，总线103、104、105和106)，并且第三飞行控制模块114耦接到总线的第三子组(例如，总线101、102、105和106)，其中总线子组中的每一个都是独特的、特别的或以其他方式彼此不同的。换句话讲，飞行控制模块110、112、114均不耦接到总线101、102、103、104、105、106的公共子组，并且由于不存在与相应隔离总线的物理电气连接，飞行控制模块110、112、114中的每一个与总线101、102、103、104、105、106中的至少两条总线隔离(例如，第一飞行控制模块110与第五总线105和第六总线106隔离，第二飞行控制模块112与第一总线101和第二总线102隔离，第三飞行控制模块114与第三总线103和第四总线104隔离)。应当注意，尽管图1示出了包括六条总线101、102、103、104、105、106和三个飞行控制计算机110、112、114的电传操纵系统100，但是应当理解，本文描述的主题不必限于任何特定数量的总线、飞行控制计算机或控制器120、122、124、126、128、130。例如，其他实施方案可以包括三个以上的飞行控制计算机，和/或每个飞行控制部件具有多于一个的控制器，这可能是实现特定应用所需的冗余或可靠性级别所期望的。在示例性实施方案中，控制器120、122、124、126、128、130管理为飞行器提供升力、推进和/或姿态控制的飞行控制部件，诸如飞行控制表面致动器、升力风扇、电机或能够调整或以其他方式影响飞行器的位置或取向的类似飞行控制部件。就这一点而言，在一个或多个实施方案中，每个控制器120、122、124、126、128、130管理不同于由其他控制器120、122、124、126、128、130管理的唯一飞行控制部件(或一组飞行控制部件)。也就是说，其他实施方案可以采用冗余，其中多于一个的控制器120、122、124、126、128、130能够操作公共飞行控制部件。在示例性实施方案中，每个控制器120、122、124、126、128、130相对于其他控制器120、122、124、126、128、130耦接到总线101、102、103、104、105、106的特别或唯一的子组。在一个或多个实施方案中，总线101、102、103、104、105、106被逻辑分组或彼此配对(例如，第一总线101和第二总线102的第一配对，第三总线103和第四总线104的第二配对，以及第五总线105和第六总线106的第三配对)，并且控制器120、122、124、126、128、130都没有连接到各自总线对中的两条总线。例如，第一控制器120可以连接到第一总线101和第三总线103，而第二控制器122连接到总线101和105，第三控制器124连接到总线103和105，第四控制器126连接到总线102和104，第五控制器128连接到总线102和106，第六控制器130连接到总线104和106。在示例性实施方案中，控制器中的每一个耦接到飞行控制模块110、112、114中的至少两个，使得相应的控制器120、122、124、126、128、130耦接到飞行控制模块110、112、114中的每一个，而在控制器120、122、124、126、128、130中没有三重总线连接或接口。同时，在具有处于双三元组布置的六条总线101、102、103、104、105、106的示例性实施方案中，由于与相应隔离的总线之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交通工具电气系统，包括：/n总线布置，所述总线布置包括多条总线；/n第一控制模块，所述第一控制模块耦接到所述多条总线的第一子组，所述第一子组包括第一总线、第二总线、第三总线和第四总线；/n第二控制模块，所述第二控制模块耦接到所述多条总线的第二子组，所述第二子组包括所述第三总线、所述第四总线、第五总线和第六总线；和/n第三控制模块，所述第三控制模块耦接到所述多条总线的第三子组，所述第三子组包括所述第一总线、所述第二总线、所述第五总线和所述第六总线。/n

【技术特征摘要】
20190510 US 62/846,370;20190802 US 16/530,8571.一种交通工具电气系统，包括：
总线布置，所述总线布置包括多条总线；
第一控制模块，所述第一控制模块耦接到所述多条总线的第一子组，所述第一子组包括第一总线、第二总线、第三总线和第四总线；
第二控制模块，所述第二控制模块耦接到所述多条总线的第二子组，所述第二子组包括所述第三总线、所述第四总线、第五总线和第六总线；和
第三控制模块，所述第三控制模块耦接到所述多条总线的第三子组，所述第三子组包括所述第一总线、所述第二总线、所述第五总线和所述第六总线。


2.根据权利要求1所述的交通工具电气系统，还包括：
控制系统，所述控制系统耦接到所述多条总线的第四子组；和
第二控制系统，所述第二控制系统耦接到所述多条总线的第五子组，其中：
所述第一子组、第二子组、第三子组、第四子组和第五子组彼此不同；
所述第四子组包括所述第一总线和所述第三总线；并且
所述第五子组包括所述第二总线和所述第四总线。


3.根据权利要求2所述的交通工具电气系统，还包括耦接到所述控制系统的第一飞行控制部件和耦接到所述第二控制系统的第二飞行控制部件。


4.根据权利要求1所述的交通工具电气系统，还包括耦接到所述多条总线的第四子组的控制系统。


5.根据权利要求4所述的交通工具电气系统，还包括耦接到所述多条总线的第五子组的第二控制系统。


6.根据权利要求4所述的交通工具电气系统，还包括耦接到所述控制系统的飞行控制部件，其中：
所述多条总线包括多个控制器局域网(CAN)总线；并且
所述第一控制模块、所述第二控制模块和所述第三控制模块中的每一者被配置成：
确定用于操作所述飞行控制部件的命令；
生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·基尔，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US