(57)【要約】【課題】測定された動圧または推定された迎え角のどちらかに誤りが検出された場合に誤りの原因を特定する飛行制御システムを提供すること。【解決手段】航空機のための飛行制御システムが開示され、飛行制御システムは第1のコモンモード空気圧事象を検出する。飛行制御システムは、1つまたは複数のプロセッサーと、プロセッサーに結合されたメモリとを含む。メモリは、データベースを含むデータと、1つまたは複数のプロセッサーによって実行されると、飛行制御システムに測定された動圧および推定された迎え角を入力として受け取らせるプログラムコードとを格納する。飛行制御システムにさらに、測定された動圧の変化率を決定させ、測定された動圧の変化率を動圧閾値と比較させる。飛行制御システムにさらに、推定された迎え角の変化率を決定させ、推定された迎え角の変化率を閾値迎え角と比較させる。【選択図】図1
2020093774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機（10）のための飛行制御システム（18）であって、
前記飛行制御システム（18）は、
1つまたは複数のプロセッサー（1030）と、
前記1つまたは複数のプロセッサー（1030）に結合されたメモリ（1034）とを含み、
前記メモリ（1034）は、データベース（1044）を含むデータと、前記1つまたは複数のプロセッサー（1030）によって実行されると、前記飛行制御システム（18）に、
測定された動圧（Qbar（m））および推定された迎え角
【数１】
2020093774.tif 000066
を入力として受け取らせ、
前記測定された動圧の変化率
【数２】
2020093774.tif 000067
を決定させ、
前記測定された動圧Qbar（m）の前記変化率を動圧閾値（614）と比較させ、
前記推定された迎え角の変化率
【数３】
2020093774.tif 000068
を決定させ、
前記推定された迎え角の前記変化率
【数４】
2020093774.tif 000069
と推定された迎え角閾値（616）を比較させ、
前記測定された動圧の前記変化率
【数５】
2020093774.tif 000070
が前記動圧閾値（614）より小さく、前記推定された迎え角の前記変化率
【数６】
2020093774.tif 000071
が前記推定された迎え角閾値（616）より大きいと判断したことに応じて、第1のコモンモード空気圧事象が発生したと判断させる
プログラムコードと、を格納する、
飛行制御システム（18）。
【請求項２】
前記1つまたは複数のプロセッサー（1030）と通信する複数のピトー管（40）であって、前記複数のピトー管（40）が、全圧を測定する、複数のピトー管（40）をさらに含む、請求項1に記載の飛行制御システム（18）。
【請求項３】
前記第1のコモンモード空気圧事象が、前記複数のピトー管（40）の大多数に同時故障が発生していることに基づく同期コモンモード空気圧事象である、請求項1または2に記載の飛行制御システム（18）。
【請求項４】
前記1つまたは複数のプロセッサー（1030）が、
複数の圧力値を入力として受け取る命令であって、前記複数のピトー管（40）の各々が個々の圧力値に対応する、命令と、
前記複数の圧力値を互いに比較することによって1つまたは複数の詰まったピトー管（40）の存在を判断する命令であって、詰まった各ピトー管（40）が障害状態である、命令と、
前記障害状態を判断したことに応じて、時間間隔にわたって前記障害状態を延長する時間遅延機能を実行する命令と、
前記時間間隔の間に前記複数のピトー管（40）の大多数が詰まったと判断したことに応じて、第2のコモンモード空気圧事象が発生したと判断する命令とを実行する、請求項1から3のいずれか一項に記載の飛行制御システム（18）。
【請求項５】
前記第2のコモンモード空気圧事象が、前記複数のピトー管（40）が特定の時間間隔の間に互いにずれた時間間隔で故障したときに発生する非同期障害である、請求項1から4のいずれか一項に記載の飛行制御システム（18）。
【請求項６】
前記時間間隔が、前記第2のコモンモード空気圧事象の間に前記複数のピトー管（40）で発生する2つ以上の障害を捕捉するように設定される、請求項1から5のいずれか一項に記載の飛行制御システム（18）。
【請求項７】
前記第1のコモンモード空気圧事象と前記第2のコモンモード空気圧事象の両方が高速コモンモード空気圧事象を表す、請求項1から6のいずれか一項に記載の飛行制御システム（18）。
【請求項８】
前記動圧閾値（614）が、前記複数のピトー管（40）の大多数に故障が発生したときの前記測定された動圧の前記変化率
【数７】
2020093774.tif 000072
を表し、前記推定された迎え角閾値（616）が、前記複数のピトー管（40）の大多数に故障が発生したときの前記
【数８】
2020093774.tif 000073
を表す、請求項1から7のいずれか一項に記載の飛行制御システム（18）。
【請求項９】
航空機（10）のための飛行制御システム（18）を制御する方法であって、前記方法が、
コンピューター（1030）が、測定された動圧（Qbar（m））および推定された迎え角
【数９】
2020093774.tif 000074
を受け取るステップと、
前記コンピューター（1030）が、前記測定された動圧の変化率
【数１０】
2020093774.tif 000075
を決定するステップと、
前記測定された動圧の前記変化率
【数１１】
2020093774.tif 000076
を動圧閾値（614）と比較するステップと、
前記コンピューター（1030）が、前記推定された迎え角の変化率
【数１２】
2020093774.tif 000077
を決定するステップと、
前記推定された迎え角の前記変化率
【数１３】
2020093774.tif 000078
を迎え角閾値（616）と比較するステップと、
前記測定された動圧の前記変化率
【数１４】
2020093774.tif 000079
が前記動圧閾値（614）より小さく、前記推定された迎え角の前記変化率
【数１５】
2020093774.tif 000080
が前記推定された迎え角閾値（616）より大きいと判断したことに応じて、第1のコモンモード空気圧事象が発生したと判断するステップと
を含む、方法。
【請求項１０】
前記コンピューター（1030）が、複数の圧力値を受け取るステップであって、前記複数のピトー管（40）の各々が個々の圧力値に対応する、ステップと、
前記複数の圧力値を互いに比較することによって1つまたは複数の詰まったピトー管（40）の存在を判断するステップであって、詰まった各ピトー管（40）が障害状態である、ステップと、
前記障害状態を判断したことに応じて、時間間隔にわたって前記障害状態を延長する時間遅延機能を実行するステップと、
前記時間間隔の間に前記複数のピトー管（40）の大多数が詰まったと判断したことに応じて、第2のコモンモード空気圧事象が発生したと判断するステップと
をさらに含む、請求項9に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、飛行制御システムに関する。より具体的には、本開示は、測定された動圧と推定された迎え角とに基づいてコモンモード空気圧事象を判断する飛行制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コモンモードモニター（Common Mode Monitor（CMM））または障害検出器は、典型的には、ピトー管が氷で詰まっている可能性がある場合の検出など、ピトー管障害を検出するために使用される。ピトー管は、航空機の速度と高度を計算するために使用される情報を提供する。動作の際、各ピトー管、すなわちチャネルは、CMMにデータを送る。ピトー管は圧力ベースのセンサーであるため、ピトー管が詰まると、その出力が不正確になる場合がある。よって、ピトー管障害が疑われる場合にピトー管信号の代わりに使用できる信号を生成することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
いくつかの態様によれば、航空機のための飛行制御システムが開示される。飛行制御システムは、1つまたは複数のプロセッサーと、1つまたは複数のプロセッサーに結合されたメモリとを含む。メモリは、データベースを含むデータと、1つまたは複数のプロセッサーによって実行されると、飛行制御システムに測定された動圧および推定された迎え角を入力として受け取らせるプログラムコードとを格納する。飛行制御システムは、測定された動圧の変化率を決定する。飛行制御システムは、測定された動圧の変化率を動圧閾値と比較する。飛行制御システムは、推定された迎え角の変化率を決定し、推定された迎え角の変化率を推定された迎え角閾値と比較する。測定された動圧の変化率が動圧閾値より小さく、推定された迎え角の変化率が推定された迎え角閾値より大きいと判断したことに応じて、飛行制御システムは第1のコモンモード空気圧事象が発生したと判断する。
【０００４】
本開示のさらに別の態様では、航空機のための飛行制御システムが開示される。飛行制御システムは、1つまたは複数のプロセッサーと、1つまたは複数のプロセッサーと通信する複数のピトー管とを含み、複数のピトー管は全圧を測定する。飛行制御システムはまた、1つまたは複数のプロセッサーに結合されたメモリも含み、メモリは、データベースを含むデータと、1つまたは複数のプロセッサーによって実行されると、飛行制御システムに測定された動圧および推定された迎え角を入力として受け取らせるプログラムコードとを格納する。飛行制御システムは、測定された動圧の変化率を決定する。飛行制御システムは、測定された動圧の変化率を動圧閾値と比較し、推定された迎え角の変化率を決定する。飛行制御システムは、推定された迎え角の変化率を迎え角閾値と比較する。測定された動圧の変化率が動圧閾値より小さく、推定された迎え角の変化率が推定された迎え角閾値より大きいと判断したことに応じて、飛行制御システムは第1のコモンモード空気圧事象が発生したと判断する。第1のコモンモード空気圧事象は、複数のピトー管の大多数に同時に故障が発生していることに基づく同期コモンモード空気圧事象である。
【０００５】
本開示の別の態様では、航空機のための飛行制御システムを制御する方法が開示される。本方法は、コンピューターが、測定された動圧および推定された迎え角を受け取るステップを含む。本方法は、コンピューターが、測定された動圧の変化率を決定するステップを含む。本方法はまた、測定された動圧の変化率を動圧閾値と比較するステップも含む。本方法は、コンピューターが、推定された迎え角の変化率を決定するステップをさらに含む。本方法はまた、推定された迎え角の変化率を迎え角閾値と比較するステップも含む。最後に、本方法は、測定された動圧の変化率が動圧閾値より小さく、推定された迎え角の変化率が推定された迎え角閾値より大きいと判断したことに応じて、第1のコモンモード空気圧事象が発生したと判断するステップを含む。
【０００６】
以上で論じた形態、機能、および利点は、様々な実施形態において独立して達成されてもよく、または、他の実施形態において組み合わされてもよく、以下の説明および図面を参照すればそのさらなる詳細を理解できる。
【０００７】
本明細書に記載される図面は例示のためのものにすぎず、いかなる点でも本開示の範囲を限定することを意図されたものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的な実施形態による航空機の例示的な飛行制御システムの概略図である。
【図２】例示的な実施形態による、様々な操縦翼面およびセンサーを示す航空機の立面斜視図である。
【図３】例示的な実施形態による通常動作モード中の飛行制御システムを示すフローチャートである。
【図４】例示的な実施形態による、コモンモード空気圧事象に応答する図3に示される飛行制御システムのフローチャートである。
【図５】例示的な実施形態による、推定された動圧を決定するための拡張カルマンフィルターのブロック図である。
【図６】例示的な実施形態による、推定された動圧を決定するための制御モジュールを示す図である。
【図７】例示的な実施形態による重心を示す航空機の立面斜視図である。
【図８】例示的な実施形態による、推定された動圧に基づいてコモンモード監視システムが障害を検出するための例示的な方法を示すプロセスフロー図である。
【図９】例示的な実施形態による、測定された迎え角が使用される通常動作モード中の飛行制御システムを示すフローチャートである。
【図１０】例示的な実施形態による、障害を検出したことに応じて測定された迎え角の代わりに推定された迎え角を利用する図9に示される飛行制御システムのフローチャートである。
【図１１】例示的な実施形態による、推定された迎え角を決定するための拡張カルマンフィルターのブロック図である。
【図１２】例示的な実施形態による、推定された迎え角を決定するための制御モジュールを示す図である。
【図１３】例示的な実施形態による、推定された迎え角を決定する例示的な方法を示すプロセスフロー図である。
【図１４】例示的な実施形態による、測定された動圧と迎え角とに基づいてコモンモード空気圧事象を検出するためのシステムであって、第1の検出器と第2の検出器とを含むシステムの図である。
【図１５】例示的な実施形態による、複数のピトー管の同期障害を検出するための図14に示されるシステムの第1の検出器の図である。
【図１６】例示的な実施形態による、複数のピトー管の非同期障害を検出するための図14に示されるシステムの第2の検出器の図である。
【図１７】例示的な実施形態による、図15に示されるシステムに基づいて同期障害を判断するための例示的な方法を示すプロセスフロー図である。
【図１８】例示的な実施形態による、図16に示されるシステムに基づいて非同期障害を判断するための例示的な方法を示すプロセスフロー図である。
【図１９】例示的な実施形態による、図1の飛行制御システムによって使用されるコンピューターシステムの図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示は、測定された動圧または推定された迎え角のいずれかに誤りが検出された場合に誤差の原因を切り離す飛行制御システムを対象とする。具体的には、測定された動圧または推定された迎え角に誤りを検出したことに応じて、飛行制御システムは、測定された動圧を推定された動圧で置き換える。したがって、飛行制御システムは第2の動作モードに即時に切り替わらず、代わりに拡張通常動作モードで動作する。
【００１０】
以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示、用途、または使用を限定するためのものではない。
【００１１】
図1を参照すると、飛行制御システム18を含む航空機10の例示的な概略図が示されている。飛行制御システム18は、1つまたは複数の航空機システム20に送られる信頼できる対気速度信号を決定するよう構成された飛行制御モジュール16を含む。信頼できる対気速度信号は、推定マッハ数MMDL、較正された対気速度VcasMDL、および航空機の真対気速度VtMDLを含む。飛行制御モジュール16は、測定された動圧Qbar（m）と、合成または推定された動圧Qbar（e）と決定する。測定された動圧Qbar（m）は、複数のエアデータセンサー22から収集されたデータに基づいてエアデータ制御モジュール28によって決定される。具体的には、エアデータセンサー22は、複数のピトー管40（図2）を含む。しかしながら、推定された動圧Qbar（e）は、推定器制御モジュール30によって決定された推定値である。推定された動圧Qbar（e）は、複数の操縦翼面センサー、慣性センサー、および迎え角センサー24から収集されたデータに基づくものである。推定された動圧Qbar（e）は、エアデータセンサー22（すなわち、複数のピトー管40）から収集されたデータに基づいて決定されるものではないことを理解されたい。
【００１２】
飛行制御システム18は、CMPE制御モジュール36と呼ばれる、コモンモード空気圧事象（common mode pneumatic event（CMPE））障害検出および信号選択器を含む。本開示では、コモンモード空気圧事象は、複数のピトー管40（図2）の大多数が詰まっているか、さもなければ同時にまたは比較的短い時間（例えば、一実施形態では約0．001から約10秒）において正しく動作していないときに発生する。例えば、複数のピトー管40は、着氷のために、または火山灰などの異物によって詰まることがある。複数のピトー管40は圧力を測定するように各々構成されており、各ピトー管40からの読み取り値が単一の測定値へと組み合わされる。各ピトー管40からの測定値は、平均を取ること、または中央値の選択によって組み合わされ、これにより全圧PTOTが生成される。しかしながら、詰まると複数のピトー管40は不正確な全圧PTOTを生成する。具体的には、全圧PTOTの読み取り値が非常に低く、結果として、非現実的な計算された対気速度が生ずる。計算された対気速度は、航空機システム20に提供される。
【００１３】
図1を参照すると、測定された動圧Qbar（m）は、通常動作状態における推定マッハ数MMDL、較正された対気速度VcasMDL、および航空機の真対気速度VtMDL（すなわち、信頼できる対気速度値）を決定するために使用される。本開示では、通常動作状態または通常動作モードとは、複数のピトー管40（図2）の大多数が機能している場合である。しかしながら、通常動作モードは、例えば慣性データセンサーなどの航空機10の他の動作パラメーターに基づくものでもあることを理解されたい。
【００１４】
ピトー管40の大多数が詰まっているという通知を受け取った（すなわち、対気速度値が目下のところ非現実的に低い）ことに応じて、CMPE制御モジュール36は、測定された動圧Qbar（m）から推定された動圧Qbar（e）に切り替えて、推定マッハ数MMDL、較正された対気速度VcasMDL、および航空機の真対気速度VtMDLを決定する。言い換えると、複数のピトー管40の大多数が詰まっていない場合、飛行制御システム18は、複数のピトー管40からの測定値に基づいて、信頼できる対気速度を決定する。しかしながら、ピトー管の大多数が詰まっていると飛行制御システム18が判断した場合には、飛行制御システム18は、推定された動圧Qbar（e）に基づいて、信頼できる対気速度を決定する。
【００１５】
航空機システム20は、航空機操縦制御を提供するためのハードウェアとソフトウェアの両方を含む。一実施形態では、航空機システム20は、統合飛行制御電子コンピューター、航空電子工学コンピューター、エンジン電子制御コンピューター、ならびにディスプレイおよび乗務員警告コンピューターを含むが、これらに限定されない。統合操縦電子コンピューターは、主操縦、自動操縦、統合信号管理、エアデータ参照機能などの機能を提供するソフトウェアパーティションを含み得るが、これらに限定されない。航空電子工学コンピューターは、自動推力調整制御、飛行計画、およびウェイポイント誘導を提供する。エンジン電子制御コンピューターは、エンジン推力の推進制御を提供し得る。ディスプレイおよび乗務員警告コンピューターは、高度、対気速度、ピッチ角およびバンク角、気温、ならびに任意のシステム警告メッセージなどのリアルタイムの航空機状態情報を提供し得るが、これらに限定されない。
【００１６】
図2は、航空機10の外部42の立面斜視図である。複数のピトー管40は、レードーム44に隣接した、航空機の機首46に配置されている。具体的には、非限定的な一例では、複数のピトー管40のうちの2つが航空機の左側50に配置されており、別のピトー管40が航空機10の右側52に配置されている（図2では見えていない）。航空機10の左側50および右側52のピトー管40は、操縦士、副操縦士、およびバックアップに対応する。3つのピトー管40が記載されているが、より多くのピトー管またはより少ないピトー管も同様に使用され得ることを理解されたい。本例では、3つのピトー管40のうち少なくとも2つが詰まるか、または動作不能になってコモンモード空気圧事象をトリガーすることになる。
【００１７】
複数のピトー管40に加えて、図2に示される例示的な実施形態では、航空機10はまた、複数の迎え角センサー60（図2では1つのみが見えている）と、2つの全大気温度（TAT）プローブ62（図2では1つのみが見えている）も含む。複数の迎え角センサー60およびプローブ62は、航空機10の機首46の左側50と右側52とに位置する。航空機10はまた、航空機10の左側50と右側52の両方に位置する静圧口64（図2では左側のみが見えている）も含む。静圧口64は、胴体66の、複数のピトー管40の後方の翼70に隣接した箇所に配置されている。
【００１８】
ナセル74は、パイロン76によって各翼70に取り付けられている。各ナセル74は、対応する航空機エンジン78を収容している。エンジンの全大気温度（total air temperature（TAT））プローブ（図2では見えていない）は、各ナセルのインレットカウル82に位置決めされている。エンジン速度センサー（図2では見えていない）が航空機エンジン78の対応する1つの回転速度を測定する。一実施形態では、エンジン速度センサーは、高圧静翼リング（図2では見えていない）の前のエンジンコア内に位置している。
【００１９】
次に航空機10の操縦翼面68（図3）について説明する。翼70はいずれも、前縁84と後縁86とを含む。両翼70は、各翼70の前縁84に位置する対応する前縁スラット88と、各翼70の後縁86に位置する対応する後縁フラップ90とを含む。翼70はまた、各翼70の上面94に沿って配置された1つまたは複数のスポイラー92と、各翼70の後縁86に位置する1対の補助翼98とを含む。航空機10の尾部または機尾100は、排気口102で終端する。排気口102は、航空機10の尾部に位置する補助動力装置（auxiliary power unit（APU））104用のものである。航空機10の機尾100は、垂直安定板106と2つの水平安定板108とを含む。方向舵110は垂直安定板106の後縁112に位置し、昇降舵114は各水平安定板108の後縁116に位置する。方向舵110は、航空機10のヨーを制御するように動かすことができ、昇降舵114は、航空機10のピッチを制御するように動かすことができる。
【００２０】
図3は、航空機10の通常動作モードを示すブロック図である。通常動作モードにおいては、複数のピトー管40（図2）の大多数が詰まっていない。図3に示される実施形態では、コモンモード空気圧事象は発生していない。よって、CMPE制御モジュール36によって生成された出力96は、FALSE値（すなわち、CMPE障害＝FALSE）に設定される。図2と図3の両方を参照すると、複数のピトー管40からの全圧PTOTおよび静圧口64からの静圧Psは、エアデータ参照機能ブロック120に送られる。エアデータ参照機能ブロック120は、複数のピトー管40からの全気圧PTOTと静圧Psとに基づいて、測定された動圧Qbar（m）を決定する。具体的には、測定された動圧Qbar（m）は、全気圧PTOTと静圧Psとの差である。図3に示される実施形態では、複数のピトー管40が詰まっていないため測定された動圧Qbar（m）は正確である。したがって、エアデータ参照機能ブロック120によって決定された測定された動圧Qbar（m）は、主飛行制御モジュール140、自動操縦制御モジュール142、自動推力調整制御モジュール144、および1つまたは複数のディスプレイ146によって入力として受け取られる。
【００２１】
図1および図3を参照すると、飛行制御システム18は、航空機10が通常動作モードにある限り、信頼できる対気速度（推定マッハ数MMDL、較正された対気速度VcasMDL、および航空機の真対気速度VtMDL）を決定する。通常動作モード中には飛行エンベロープ保護モード、自動操縦機能、および自動推力調整機能が使用可能である。
【００２２】
複数のディスプレイ146は、乗務員警告システム（CAS）ディスプレイを含み得る。CASディスプレイに示されるメッセージは、航空機10の通常の閾値または許容値の範囲外の測定値および事象によってトリガーされ、操縦士130および他の乗務員から見える。航空機10が通常動作モードにあるとき、エアデータ参照機能ブロック120によって決定された測定された動圧Qbar（m）は、主飛行制御モジュール140、自動操縦制御モジュール142、自動推力調整制御モジュール144、および複数のディスプレイ146によって入力として受け取られる。しかしながら、複数のピトー管40（図2）の大多数が詰まると、航空機10は通常動作モードから切り替わり、以下でより詳細に説明され、図4に示されている、拡張動作モードに入る。
【００２３】
図3を参照すると、航空機10が通常動作モードにあり、自動操縦機能が作動しているとき、自動操縦制御モジュール142は主飛行制御モジュール140に自動操縦コマンドを送る。主飛行制御モジュール140は、操縦翼面68に送られる翼面制御コマンドを決定し、自動推力調整制御モジュール144は、航空機エンジン78（図2）のエンジン推力145を決定する。航空機10が通常動作モードにあるが、自動操縦機能が作動していないときには、操縦士130によって生成された操縦輪および操縦桿（wheel and column）コマンドが、例えばピッチ制御法則や横方向制御法則などの航空機制御法則に従って主飛行制御モジュール140によって処理される。加えて、飛行エンベロープ制御保護機能も作動する。
【００２４】
拡張カルマンフィルター（extended Kalman Filter（EKF））制御モジュール122は、推定された動圧Qbar（e）を決定する。EKF制御モジュール122については、以下でより詳細に説明し、図5および図6に示す。コモンモードモニター（CMM）126は、エアデータ参照機能ブロック120からの測定された動圧Qbar（m）、EKF制御モジュール122からの推定された動圧Qbar（e）、およびCMPE制御モジュール36からの出力96を入力として受け取る。CMM126は、測定された動圧Qbar（m）の、障害とも呼ばれる、コモンモード故障を判断する。測定された動圧Qbar（m）のコモンモード故障は、複数のピトー管40（図2）の大多数の故障を表す。
【００２５】
測定された動圧Qbar（m）のコモンモード故障は、測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）との差に基づいて判断される。具体的には、CMM126は、測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）との差が閾値時間量にわたって閾値を超えたとき、測定された動圧Qbar（m）のコモンモード故障が発生したと判断する。例示的な一実施形態では、閾値は50パーセント超であり、閾値時間量は約5秒から約15秒までの範囲である。しかしながら、他の値も同様に使用され得ることを理解されたい。図3に示される実施形態では、CMM126は、コモンモード障害が発生していないと判断する（例えば、測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）との間の閾値および出力96がCMPE障害＝FALSEを示す）。したがって、CMM126は主飛行制御モジュール140に通常動作モード（すなわち、通常モード＝TRUE）を示す出力99を送る。
【００２６】
次に図4を見ると、拡張通常動作モードが示されている。拡張通常動作モード中には、複数のピトー管40（図2）の大多数が詰まっている。よって、CMPE制御モジュール36は、コモンモード空気圧事象を検出する。しかしながら、拡張動作モード中、CMPE制御モジュール36は時間遅延の間にコモンモード空気圧事象を抑制し、これは、コモンモード空気圧事象が検出されないことを示す出力96（すなわち、CMPE障害＝FALSE）を生成し続けることによって達成される。言い換えると、たとえコモンモード空気圧事象が検出されたとしても、CMPE制御モジュール36はCMM126に、コモンモード空気圧事象が発生していないことを示すメッセージを送る。しかしながら、CMM126は、コモンモード障害が発生した（すなわち、測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）との差が、閾値時間量にわたって閾値を超えた）と判断する。CMPE制御モジュール36から（コモンモード空気圧事象を示さない）FALSE値を受け取る一方で同時にコモンモード障害の存在を判断したことに応じて、CMM126は通常モード動作を示す出力99（すなわち、通常モード＝TRUE）を生成し続ける。CMPE制御モジュール36は、時間遅延の間にコモンモード空気圧事象を抑制し続ける。一実施形態では、時間遅延は約120秒である。この量は、断続的なコモンモード空気圧事象が発生し得る時間の長さに基づいて変化し得るが、時間遅延の長さには限界があることを理解されたい。時間遅延は少なくとも60秒である必要がある。図4に見られるように、航空機10が拡張通常動作モードにあるとき、EKF制御モジュール122によって決定された推定された動圧Qbar（e）は、主飛行制御モジュール140、自動操縦制御モジュール142、自動推力調整制御モジュール144、および複数のディスプレイ146に送られる。
【００２７】
一部のタイプの航空機では、飛行制御システムが二次動作モードにある場合、飛行エンベロープ保護システム、ピッチ制御、横方向制御、および自動操縦機能が利用できない。代わりに、単純なピッチ制御およびロール制御のみが利用可能である。他のタイプの航空機では、ピトーエアデータ信号から独立した基本的な自動操縦制御を提供する二次自動操縦機能が利用できる場合がある。図4に示される実施形態では、拡張動作モードにより、主飛行制御モジュール140、自動操縦制御モジュール142、および自動推力調整制御モジュール144があたかも時間遅延の間に障害が検出されなかったかのように動作することが可能になる。しかしながら、時間遅延が完了すると、コモンモード空気圧事象は抑制されなくなる。よって、CMPE制御モジュール36がコモンモード空気圧事象を検出し続ける場合には、出力96は今度はTRUE（すなわち、CMPE障害＝TRUE）に設定され、航空機10は今度は二次動作モードに切り替わる。
【００２８】
図5は、EKF制御モジュール122の拡張カルマンフィルターのブロック図である。ブロック図は、複数の操縦翼面センサー、慣性センサー、および迎え角センサー24（図1）から収集されたデータに基づいて推定された動圧Qbar（e）を決定するためのシステム148を表す。言い換えると、推定された動圧Qbar（e）は、複数のピトー管40（図2）からの測定値に基づいて決定されない。EKF制御モジュール122は、測定モデル150、動的制御モジュール152、カルマンゲインブロック154、積分器ブロック156、誤差ブロック158、乗算器160、および加算器162を含む。測定モデル150は、測定加速度（縦加速度Ax、法線加速度Az）の期待値を式1で次のように予測する。
【数１】
2020093774.tif 000003
式中、mは航空機10の質量を表し、CDは航空機10の抗力係数を表し、CLは航空機10の揚力係数を表し、PSは静圧であり、Sは翼平面形の基準面積であり、αは迎え角であり、xは推定量（推定された動圧Qbar（e））であり、R（α）は航空機10の機体軸XBと機体軸ZB（図7）に対する前方安定軸XSの回転行列である。迎え角αは、測定値（すなわち、複数の迎え角センサー60によって測定された）であると想定されていることを理解されたい。
【００２９】
引き続き図5を参照すると、動的制御モジュール152は推定された動圧の変化率を決定し、これは、動圧の推定変化率
【数２】
2020093774.tif 000004
と呼ばれる。動圧の推定変化率
【数３】
2020093774.tif 000005
は、航空機10の推定縦加速度成分A＿D（est）に基づいて決定され、前方安定軸XS（図7に示されている）に沿った縦加速度を表す。具体的には、動圧の推定変化率
【数４】
2020093774.tif 000006
は、気圧高度と、迎え角αと、ピッチ角θと、推定された動圧Qbar（e）と、航空機10の推定縦加速度成分A＿D（est）との関数である。一実施形態では、動圧の推定変化率
【数５】
2020093774.tif 000007
は、次の式2に基づいて決定される。
【数６】
2020093774.tif 000008
αは迎え角であり、gは重力加速度であり、ρは空気密度である。
【００３０】
カルマンゲインブロック154はカルマンゲイン値Kを格納する。カルマンゲイン値Kは、航空機10の現在の状態（すなわち、動作状態）に与えられる重みを表す。カルマンゲイン値Kはスカラー値ではなく、代わりに2×2行列に基づいて表される。カルマンゲイン値Kは、航空機10の動作パラメーターに基づいて変化する。具体的には、カルマンゲイン値Kは、データベース228に格納されたルックアップテーブル226のセット（図6に示されている）によって決定される動的な値である。ルックアップテーブル226は、航空機10の動作状態に基づいて生成され、ルックアップテーブルへの入力は、迎え角αおよび航空機10の推定マッハ数MMDLである。
【００３１】
誤差ブロック158は、測定モデル150からの推定縦加速度Ax（est）および推定された垂直加速度Az（est）、ならびに、加速度計によって測定される、以下でより詳細に説明される測定縦加速度Ax（mea）および測定垂直加速度Az（mea）を入力として受け取る。誤差ブロック158は、推定縦加速度Ax（est）と推定された垂直加速度Az（est）との第1の差と、測定縦加速度Ax（mea）と測定垂直加速度Az（mea）との第2の差とを決定することによって加速度誤差値Eを決定する。乗算器160は、加速度誤差値Eおよびカルマンゲイン値Kを入力として受け取り、加速度誤差値Eをカルマンゲイン値Kで乗じることによって推定状態更新を決定する。
【００３２】
加算器162は、乗算器160からの残余カルマン値および動的制御モジュール152からの動圧の推定変化率
【数７】
2020093774.tif 000009
を入力として受け取る。加算器162は、残余カルマン値と動圧の推定変化率
【数８】
2020093774.tif 000010
とを組み合わせる。次いで残余カルマン値と動圧の推定変化率
【数９】
2020093774.tif 000011
の組み合わせは積分器ブロック156に送られる。次いで積分器ブロック156は、残余カルマン値と動圧の推定変化率
【数１０】
2020093774.tif 000012
との和を積分して推定された動圧Qbar（e）を決定する。
【００３３】
図6は、複数のサブモジュール200、202、204、206、208、210、212を含むEKF制御モジュール122の図である。サブモジュール200、サブモジュール202、サブモジュール204、サブモジュール206、サブモジュール208、サブモジュール210、サブモジュール212は別個の構成要素として示されており、これはモジュール式プログラミング技術の使用を示しうる。しかしながら、ソフトウェア設計により、複数のモジュールの少なくとも一部のプログラム機能を結合して単一のモジュールにすることによって、サブモジュール200、サブモジュール202、サブモジュール204、サブモジュール206、サブモジュール208、サブモジュール210、サブモジュール212が区別される程度を減らすこともできる。さらに、サブモジュール200、サブモジュール202、サブモジュール204、サブモジュール206、サブモジュール208、サブモジュール210、サブモジュール212に帰せられる機能は、他の方法で、または図示されたもの以外の他のシステムに分散されてもよい。よって、本開示の実施形態は、図6に示されるシステムまたはモジュールの特定の配置に限定されない。
【００３４】
次に図5と図6の両方を参照すると、EKF制御モジュール122とシステム148とは互いに対応している。具体的には、EKF制御モジュール122の係数サブモジュール200と推進サブモジュール202はどちらもシステム148の測定モデル150に対応する。EKF制御モジュール122の測定サブモジュール204はシステム148の加算器162に対応する。EKF制御モジュール122の誤差サブモジュール206はシステム148の誤差ブロック158に対応する。EKF制御モジュール122のカルマンゲインサブモジュール208はシステム148のカルマンゲインブロック154に対応する。EKF制御モジュール122の動的サブモジュール210はシステム148の動的制御モジュール152に対応する。最後に、積分サブモジュール212はシステム148の積分器ブロック156に対応する。
【００３５】
EKF制御モジュール122は、航空機10（図1および図2）の複数の動作パラメーターを入力として受け取る。動作パラメーターには、測定加速係数Ax（mea）および測定加速係数Az（mea）、迎え角α、気圧高度、ピッチ角θ、航空機10の操縦翼面の偏向δ、全大気温度TTOT、両方の航空機エンジン78（図2）のエンジン速度N1、および静圧Psが含まれるが、これらに限定されない。操縦翼面の偏向δは、図2に示される操縦翼面のうちの少なくともいくつかを含む。具体的には、図2に示される実施形態では、操縦翼面の偏向δは、前縁スラット88、後縁フラップ90、スポイラー92、補助翼98、垂直安定板106、水平安定板108、方向舵110、および昇降舵114を含む。
【００３６】
図7に、航空機10の機体軸を示す。パラメーターXB、パラメーターYB、およびパラメーターZBは、それぞれ航空機10のx、y、およびz機体軸を表し、CGは航空機10の重心を表す。迎え角αは、航空機10の機体軸XBと、航空機10の前方安定軸を表すベクトルXSとの間で測定される。前方安定軸XSは、航空機10の対気速度方向XWの、x軸およびz軸によって定義される平面への投影である。
【００３７】
次に図6および図7を参照すると、測定縦加速度Ax（mea）は航空機の機体軸XBの方向の航空機10の測定加速度であり、測定垂直加速度Az（mea）は機体軸ZBの方向の航空機10の加速度である。測定縦加速度Ax（mea）および測定垂直加速度Az（mea）は、航空機10の重心CGに位置する1つまたは複数の加速度計によって決定される。しかしながら、多くのタイプの加速度計が荷重倍数を実際に測定する。よって、加速度計が実際に加速度を測定する場合には、対応する荷重倍数は各軸に沿った重力に起因する加速度を差し引くことによって計算される。
【００３８】
係数サブモジュール200は、航空機10の動作状態を各々表す複数の第1の動作パラメーターを入力として受け取る。係数サブモジュール200は、複数の第1の動作パラメーターに基づいて抗力係数CDおよび揚力係数CLを決定する。よって、EKF制御モジュール122は、抗力係数CDと揚力係数CLの両方に基づいて推定された動圧Qbar（e）を決定することを理解されたい。第1の複数の係数は、迎え角α、航空機10の操縦翼面の偏向δ、現在の反復の直前の反復で決定された前の推定された動圧Qbar（p）、および推定マッハ数MMDLを含む。シミュレーションの最初に、前の推定された動圧Qbar（p）が測定された動圧Qbar（m）に設定されることを理解されたい。
【００３９】
係数サブモジュール200は、1つまたは複数の係数三次元ルックアップテーブル220に基づいて抗力係数CDおよび揚力係数CLを決定する。係数三次元ルックアップテーブル220は、複数の第1の動作パラメーター（迎え角α、航空機10の操縦翼面の偏向δ、前の推定された動圧Qbar（p）、および推定マッハ数MMDL）の特定の値に基づいて抗力係数CDおよび揚力係数CL値を提供する。係数三次元ルックアップテーブル220は、試験中に収集されたデータ（例えば、風洞試験データ）と飛行試験中に収集されたデータとから導出される。係数三次元ルックアップテーブル220は、1つまたは複数の推進データベース222に格納される。データベース222はEKF制御モジュール122の一部として示されているが、データベース222はEKF制御モジュール122から離れた箇所に位置していてもよく、図6に示される実施形態は三次元ルックアップテーブルが格納され得る場所のほんの一例を示すためのものであることを理解されたい。
【００４０】
係数三次元ルックアップテーブル220は、航空機10の個々の操縦翼面（例えば、前縁スラット88、後縁フラップ90、スポイラー92、補助翼98、垂直安定板106、水平安定板108、方向舵110、昇降舵114）の揚力値および抗力値に基づくものであることを理解されたい。各操縦翼面は、低速状態（すなわち、0．4未満の推定マッハ数を有する）および高速状態（すなわち、0．4以上の推定マッハ数）のルックアップテーブルを含む。さらに、各操縦翼面は、抗力係数と揚力係数の個々のルックアップテーブルと関連付けられている。すべてのルックアップテーブルは、例えば高度や迎え角などの航空機10の様々な動作パラメーターの影響を受ける可能性がある。すべての個々のルックアップテーブルは、係数三次元ルックアップテーブル220に記載されている抗力係数および揚力係数を決定するために組み合わされる。
【００４１】
推進サブモジュール202は、航空機10の複数の第2の動作パラメーターを入力として受け取る。具体的には、航空機10の複数の第2の動作パラメーターには、気圧高度、ピッチ角θ、全大気温度TTOT、両方の航空機エンジン78（図2）のエンジン速度N1、および静圧Psが含まれる。推進サブモジュール202は、複数の第2の動作パラメーターに基づいて航空機10の推定された正味推力Tを決定する。より具体的には、推進サブモジュール202は、気圧高度、ピッチ角θ、全大気温度TTOT、両方の航空機エンジン78（図2）のエンジン速度N1、および静圧Psの特定の値に基づいて推定された正味推力Tを提供する推進ベースの三次元ルックアップテーブル230に基づいて航空機10の推定された正味推力Tを決定する。三次元ルックアップテーブル230は、航空機10の特定のタイプまたはモデルに対して実行されたシミュレーションに基づいて生成される。三次元ルックアップテーブル230は、1つまたは複数の推進データベース232に格納される。
【００４２】
測定サブモジュール204は、抗力係数CD、揚力係数CL、および推定された正味推力Tを入力として受け取る。測定サブモジュール204は、抗力係数CD、揚力係数CL、および推定された正味推力Tに基づいて推定加速度Ax（est）および推定加速度Az（est）を決定する。具体的には、測定サブモジュール204は、航空機10に作用する等価力を表す運動方程式に基づいて推定加速度Ax（est）、推定加速度Az（est）について解く。運動方程式は、式3で次のように表される。
【数１１】
2020093774.tif 000013
式中、ADは抗力加速度であり、ALは揚力加速度であり、Sは翼平面形の基準面積であり、mは航空機10の質量であり、αは迎え角であり、PSは静圧であり、
【数１２】
2020093774.tif 000014
は航空機10の機体軸XBと機体軸ZB（図7）に対する前方安定軸XSの回転行列であり、XTは航空機10の機体軸XBに対する推力であり、YTは航空機10の機体軸YBに対する推力であり、hftは気圧高度であり、N1cは（温度に対して補正された）エンジン速度であり、xは状態ベクトルである。抗力加速度ADは、抗力から機体軸XBの正味推力を差し引き、その結果を航空機10の質量で割ることによって決定される。揚力加速度ALは、揚力から機体軸ZBの正味推力を差し引き、その結果を航空機10の質量で割ることによって決定される。
【００４３】
誤差サブモジュール206は、推定された横加速度Ax（est）、推定された垂直加速度Az（est）、測定横加速係数Ax（mea）、および測定垂直加速係数Az（mea）を入力として受け取る。誤差サブモジュール206は、推定縦加速度Ax（est）と推定された垂直加速度Az（est）との第1の差と、測定縦加速度Ax（mea）と測定垂直加速度Az（mea）との第2の差とを決定することによって加速度誤差値Eを決定する。
【００４４】
カルマンゲインサブモジュール208は、誤差サブモジュール206からの加速度誤差値Eを入力として受け取る。カルマンゲインサブモジュール208は、第1の差および第2の差の加速度誤差値Eをカルマンゲイン値Kで乗じることによって残余カルマン値を決定する。
【００４５】
動的サブモジュール210は、気圧高度、迎え角α、ピッチ角θ、推定された動圧Qbar（e）、および航空機10の推定縦加速度Ax（est）を入力として受け取る。動的サブモジュール210は、入力に基づいて動圧の推定変化率
【数１３】
2020093774.tif 000015
を決定する。具体的には、動圧の推定変化率
【数１４】
2020093774.tif 000016
は、上述した式2に基づいて決定される。
【００４６】
積分サブモジュール212は、乗算器160からの残余カルマン値と、動的制御モジュール152からの動圧の推定変化率
【数１５】
2020093774.tif 000017
を入力として受け取る。積分サブモジュール212は、残余カルマン値を動圧の推定変化率
【数１６】
2020093774.tif 000018
と組み合わせ、次いで残余カルマン値と動圧の推定変化率
【数１７】
2020093774.tif 000019
の和を積分して、推定された動圧Qbar（e）を得る。推定された動圧Qbar（e）は、従来の手法を使用して計算された動圧値と比較すると、改善された精度を提供することを理解されたい。
【００４７】
図3および図6の両方を参照すると、CMM126は、測定された動圧Qbar（m）および推定された動圧Qbar（e）を入力として受け取る。CMM126は、測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）とを互いに比較して差を決定する。測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）との差が閾値時間量にわたって閾値を超えたと判断したことに応じて、CMM126は障害を判断する。開示のCMM126は、既存のCMMシステムと比較すると、改善された精度で障害を検出することを理解されたい。CMM126の精度の改善により、飛行制御システム18によって作成される誤警報または偽警報が少なくなる。
【００４８】
図8は、推定された動圧Qbar（e）に基づいてCMM126が障害を判断するための方法300を示す例示的なプロセスフロー図である。図1、図2、図3、図6、および図8を参照すると、方法300はブロック302で開始する。ブロック302で、エアデータ参照機能ブロック120が複数のピトー管40から全気圧PTOTを入力として受け取る。方法300は次いでブロック304に進むことができる。
【００４９】
ブロック304で、エアデータ参照機能ブロック120が複数のピトー管40からの全気圧PTOTと静圧Psとに基づいて測定された動圧Qbar（m）を決定する。方法300は次いでブロック306に進むことができる。
【００５０】
ブロック306で、EKF制御モジュール122が推定された動圧Qbar（e）を決定する。具体的には、方法300はサブルーチンまたは方法310を含む。方法310は、推定された動圧Qbar（e）を決定するために再帰的に実行される。
【００５１】
方法310は、ブロック312、ブロック314、ブロック316、ブロック318、ブロック320、ブロック322、およびブロック324を含む。ブロック312で、EKF制御モジュール122が、複数の第1の動作パラメーターに基づいて抗力係数（CD）および揚力係数（CL）を決定する。方法310は次いでブロック314に進み、そこでEKF制御モジュール122が、航空機10の複数の第2の動作パラメーターに基づいて航空機10の推定された正味推力Tを決定する。方法310は次いでブロック316に進み、そこでEKF制御モジュール122が、抗力係数CD、揚力係数CL、および推定された正味推力Tに基づいて推定加速度Ax（est）および推定加速度Az（est）を決定する。方法は次いでブロック318に進み、そこでEKF制御モジュール122が、推定縦加速度Ax（est）と推定された垂直加速度Az（est）との第1の差および測定縦加速度Ax（mea）と測定垂直加速度Az（mea）との第2の差の加速度誤差値Eを決定する。方法310は次いでブロック320に進み、そこでEKF制御モジュール122が、加速度誤差値Eをカルマンゲイン値Kで乗じることによって残余カルマン値を決定する。方法310は次いでブロック322に進み、そこでEKF制御モジュール122が、航空機10の推定縦加速度Ax（est）に基づいて動圧の推定変化率
【数１８】
2020093774.tif 000020
を決定する。方法310は次いでブロック324に進むことができる。ブロック324で、残余カルマン値が動圧の推定変化率
【数１９】
2020093774.tif 000021
と組み合わされ、残余カルマン値と動圧の推定変化率
【数２０】
2020093774.tif 000022
の和が積分されて推定された動圧Qbar（e）が決定される。方法310は次いでブロック312に戻ることができる。
【００５２】
推定された動圧Qbar（e）が決定されると、方法300はブロック326に進むことができる。ブロック326で、CMM126が、測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）とを互いに比較して差を決定する。方法300は次いでブロック328に進むことができる。
【００５３】
ブロック328で、測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）との差が閾値時間量にわたって閾値を超えない場合には、CMM126は障害が発生していないと判断する。方法300は次いでブロック302に戻ることができる。しかしながら、測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）との差が閾値時間量にわたって閾値を超えたと判断したことに応じて、方法300はブロック330に進む。
【００５４】
ブロック330で、CMM126が、測定された動圧Qbar（m）のコモンモード障害の存在を判断する。飛行制御システム18は次いで、図3に示される通常動作モードから、図4に示される拡張通常動作モードに切り替わる。方法300は次いで終了し得る。
【００５５】
図1〜図9を全体的に参照すると、開示の飛行制御システムは、揚力係数と抗力係数の両方に基づいて推定された動圧を決定し、これにより改善された精度が得られる。推定された動圧の精度が向上するため、従来のシステムと比較すると、コモンモードモニターによって生成される偽警報が少なくなる。結果として、航空機の通常動作モードから二次動作モードへの不要な切り替えの発生が減少する。さらに、推定された動圧は航空機のフルエンベロープ運行もサポートする。
【００５６】
次に図1および図9を参照すると、別の実施形態では、飛行制御モジュール16は、迎え角値に使用される値に基づいて障害を検出するよう構成される。障害を検出したことに応じて、飛行制御モジュール16は、複数の迎え角センサー60によって測定された値に基づかない迎え角の合成値または推定値を決定する。より具体的には、飛行制御モジュール16は、測定された迎え角αmを入力として受け取り、測定された迎え角αmは航空機10の複数の迎え角センサー60からの測定値に基づくものである。飛行制御モジュール16はまた、推定された迎え角αestも入力として受け取る。測定された迎え角αmとは異なり、推定された迎え角αestは、複数の迎え角センサー60からの測定値を使用せずに決定される。代わりに、推定された迎え角αestは、複数のピトー管40（図2）によって測定された全圧PTOTに基づいて決定される。
【００５７】
飛行制御モジュール16は、測定された迎え角αmを推定された迎え角αestと比較して誤差を決定する。測定された迎え角αmと推定された迎え角αestとの間の誤差が閾値を超えると判断したことに応じて、飛行制御モジュール16は、迎え角値での障害の存在を判断する。いくつかの実施形態では、複数の迎え角センサー60により障害が生じる。複数の迎え角センサー60での障害が生じ得る事象のいくつかの例には、例えば、複数の迎え角センサー60に影響を与える破片や、あるいは、着氷により迎え角レゾルバー（図示されない）が固着することが含まれる。
【００５８】
飛行制御モジュール16は、迎え角センサー60の大多数が正確なデータを提供していないと判断したことに応じて、航空機10の迎え角を表す合成値を提供する。具体的には、以下で説明するように、推定された動圧Qbar（e）を使用して、航空機の真対気速度VtMDLおよび推定マッハ数MMDLの新しい値が再計算される必要がある。これは、コモンモード空気圧事象の間に航空機の真対気速度VtMDLおよび推定マッハ数MMDLの値が誤って低くなるからである。
【００５９】
次に図9を参照すると、迎え角補正モジュール420は、複数の迎え角センサー60によって導入されたバイアスを補正するよう構成される。具体的には、複数の迎え角センサー60（図2）は、自動調心ベーン（self−aligning vane）を使用して生の迎え角αrawを測定するよう構成される。各迎え角センサー60は、固有の生の迎え角αraw値を提供する。生の迎え角αraw値のうちの1つは、信号選択および故障検出（signal selection and failure detection（SSFD））ロジックに基づいて選択される。SSFDロジックは、冗長センサーのセットから単一の値を選択するよう構成され、選択された値は、センサーによって測定された動作パラメーターの実際の値を表す可能性が最も高い。生の迎え角αrawは、複数の迎え角センサー60によって直接測定され、補正係数によって調整される必要がある局所的な流れを表すことを理解されたい。一実施形態では、補正係数は約45度である。生の迎え角αrawの補正値は測定された迎え角αmと呼ばれる。
【００６０】
迎え角補正モジュール420は、複数のピトー管40（図2）によって測定された生の迎え角αrawと全気圧PTOTとを入力として受け取る。迎え角補正モジュール420は、モーメントアーム補正項（すなわち、自動調心ベーンに基づく補正項）、生の迎え角αraw、航空機の真対気速度VtMDL、および推定マッハ数MMDLに基づいて測定された迎え角αmを決定する。航空機の真対気速度VtMDLおよび推定マッハ数MMDLは、全圧PTOTに基づいて決定される。
【００６１】
上記のコモンモード空気圧事象の間、航空機の真対気速度VtMDLおよび推定マッハ数MMDLの値は、推定された動圧Qbar（e）を使用して再計算されることを理解されたい。具体的には、CMM126（図3および図4）が、測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）との差が閾値時間量にわたって閾値を超えたと判断したことに応じて、CMM126は測定された動圧Qbar（m）のコモンモード障害の存在を判断する。コモンモード空気圧事象が判断されると、次いで迎え角補正モジュール420は、推定された動圧（Qbar（e））に基づいて測定された迎え角αmを決定する。具体的には、迎え角補正モジュール420は、合成マッハ数MEKF（式4）および航空機の合成真対気速度VtEKF（式5）に基づいて決定される。
【数２１】
2020093774.tif 000023
【数２２】
2020093774.tif 000024
【００６２】
引き続き図9を参照すると、拡張カルマンフィルター（EKF）制御モジュール422は、以下でより詳細に説明され、図11および図12に示されている、推定された迎え角αestを決定するよう構成される。しかしながら、測定された迎え角αmとは異なり、推定された迎え角αestは、複数の迎え角センサー60によって得られた測定値に基づくものではないことを理解されたい。迎え角コモンモードモニターCMM426は、CMM426と呼ばれ、測定された迎え角αm、推定された迎え角αest、およびCMPE制御モジュール36からの出力96を入力として受け取る。CMM426は、コモンモード故障を判断し、これは障害とも呼ばれる。具体的には、CMM426は、測定された迎え角αmと推定された迎え角αestとの間の誤差が閾値時間量にわたって閾値を超えた場合に障害が発生したと判断する。
【００６３】
閾値は、複数の迎え角センサー60の精度に基づいて決定される（すなわち、精度が比較的高いと閾値が比較的低くなる）。例えば、比較的遅い誤差レートは約15秒であり得るのに対し、比較的速い誤差レートは約15秒のはるかに長い持続を含む。しかしながら、他の値も同様に使用され得ることを理解されたい。
【００６４】
図9は、CMM426によって障害が検出されていない非障害状態を示している。したがって、測定された迎え角αmは、主飛行制御モジュール140、自動操縦制御モジュール142、自動推力調整制御モジュール144、および複数のディスプレイ146によって入力として受け取られる。また、航空機10が通常動作モードで動作していることも理解されたい。図10に、CMM426によって検出された障害状態を示す。CMM426が迎え角値に関する障害を検出したことに応じて、推定された迎え角αestが主飛行制御モジュール140、自動操縦制御モジュール142、自動推力調整制御モジュール144、および複数のディスプレイ146に提供される。図9および図10に示される実施形態では、推定された動圧Qbar（e）のコモンモード故障は存在しない（すなわち、複数のピトー管40の大多数が詰まっていない）。よって、CMPE制御モジュール36によって生成される出力96は、FALSE値（すなわち、CMPE障害＝FALSE）に設定される。しかしながら、コモンモード故障を検出したことに応じて、航空機の真対気速度VtMDLおよび推定マッハ数MMDLの値は正確でなくなる可能性がある。代わりに、迎え角補正モジュール420は、合成マッハ数MEKF（式4）および航空機の合成真対気速度VtEKF（式5）を使用して、飛行制御モジュール140によって使用される推定された迎え角αest信号を保持する。
【００６５】
図11は、EKF制御モジュール422の拡張カルマンフィルターのブロック図である。ブロック図は、エアデータセンサー22（図1）から収集されたデータに基づいて推定された迎え角αestを決定するためのシステム448を表す。EKF制御モジュール422は、測定モデル450、動的制御モジュール452、カルマンゲインブロック454、積分器ブロック456、誤差ブロック458、乗算器460、および加算器462を含む。図5に示される測定モデル150と同様に、測定モデル450は、（上記の）式1に基づいて、測定加速度（例えば、測定縦加速度Ax（mea）および測定垂直加速度Az（mea））の期待値を予測する。
【００６６】
動的制御モジュール452は、推定された迎え角の変化率を決定し、これは、迎え角の推定変化率
【数２３】
2020093774.tif 000025
と呼ばれる。迎え角の推定変化率
【数２４】
2020093774.tif 000026
は、航空機10の推定法線加速度成分A＿N（est）に基づいて決定され、推定法線加速度成分A＿N（est）は、航空機の10の安定性フレーム内の垂直加速度である。具体的には、迎え角の推定変化率
【数２５】
2020093774.tif 000027
は、ピッチq（dps）、航空機の真対気速度VtMDL、ピッチ角θ、推定法線加速度成分A＿N（est）、および推定された迎え角αestの関数である。一実施形態では、推定された迎え角αestの推定変化率は、次の式6に基づいて決定される。
【数２６】
2020093774.tif 000028
式中、gは重力定数を表する。
【００６７】
カルマンゲインブロック454はカルマンゲイン値Kを格納する。図5に示される実施形態と同様に、カルマンゲイン値Kは、航空機10の現在の状態（すなわち、動作状態）に与えられる重みを表し、データベース528に格納されたルックアップテーブル526のセット（図12に示されている）により決定される動的値である。誤差ブロック458は、測定モデル450からの推定縦加速度Ax（est）および推定された垂直加速度Az（est）、ならびに、測定縦加速度Ax（mea）および測定垂直加速度Az（mea）を入力として受け取り、推定縦加速度Ax（est）と推定された垂直加速度Az（est）との第1の差と、測定縦加速度Ax（mea）と測定垂直加速度Az（mea）との第2の差とを決定することによって加速度誤差値Eを決定する。乗算器460は、加速度誤差値Eおよびカルマンゲイン値Kを入力として受け取り、加速度誤差値Eをカルマンゲイン値Kで乗じることによって推定状態更新を決定する。
【００６８】
加算器462は、乗算器460からの残余カルマン値および動的制御モジュール452からの迎え角の推定変化率
【数２７】
2020093774.tif 000029
を入力として受け取る。加算器462は、残余カルマン値を迎え角の推定変化率
【数２８】
2020093774.tif 000030
と組み合わせる。組み合わされた残余カルマン値と迎え角の推定変化率
【数２９】
2020093774.tif 000031
は次いで積分器ブロック456に送られる。積分器ブロック456は次いで、残余カルマン値と迎え角の推定変化率
【数３０】
2020093774.tif 000032
の和を積分して推定された迎え角αestを決定する。
【００６９】
図12は、複数のサブモジュール480、482、484、486、488、490、492を含むEKF制御モジュール422の図である。サブモジュール480、サブモジュール482、サブモジュール484、サブモジュール486、サブモジュール488、サブモジュール490、サブモジュール492は別個の構成要素として示されており、これはモジュール式プログラミング技術の使用を示しうる。次に図11および図12の両方を参照すると、EKF制御モジュール422とシステム448とは互いに対応している。具体的には、EKF制御モジュール422の係数サブモジュール480と推進サブモジュール482はどちらもシステム448の測定モデル450に対応する。EKF制御モジュール422の測定サブモジュール484はシステム448の加算器462に対応する。EKF制御モジュール422の誤差サブモジュール486はシステム448の誤差ブロック458に対応する。EKF制御モジュール422のカルマンゲインサブモジュール488はシステム448のカルマンゲインブロック454に対応する。EKF制御モジュール422の動的サブモジュール490はシステム448の動的制御モジュール452に対応する。最後に、積分サブモジュール492は、システム448の積分器ブロック456に対応する。
【００７０】
EKF制御モジュール422は、航空機10（図1および図2）の複数の動作パラメーターを入力として受け取る。動作パラメーターには、測定加速係数Ax（mea）および測定加速係数Az（mea）、ピッチq（dps）、航空機の真対気速度VtMDL、ピッチ角θ、推定法線加速度成分A＿N（est）、推定された迎え角αest、前の推定された動圧Qbar（p）、推定マッハ数MMDL、気圧高度、航空機10の操縦翼面の偏向δ、両方の航空機エンジン78（図2）のエンジン速度N1、および静圧Psが含まれるが、これらに限定されない。図6に示される係数サブモジュール200と同様に、係数サブモジュール480は、航空機10の動作状態を各々表す複数の第1の動作パラメーターを入力として受け取り、これらには、推定された迎え角αest、航空機10の操縦翼面の偏向δ、測定された動圧Qbar（m）、および測定マッハ数Mが含まれる。係数サブモジュール480は、複数の第1の動作パラメーターおよび1つまたは複数の係数三次元ルックアップテーブル520に基づいて抗力係数CDおよび揚力係数CLを決定する。係数三次元ルックアップテーブル520は、複数の第1の動作パラメーターの特定の値に基づいて抗力係数CDおよび揚力係数CL値を提供する。
【００７１】
図6に示される推進サブモジュール202と同様に、推進サブモジュール482は航空機10の複数の第2の動作パラメーターを入力として受け取り、これらには、気圧高度、ピッチ角θ、航空機の真対気速度VtMDL、両方の航空機エンジン78（図2）のエンジン速度N1、全大気温度TTOT、および静圧Psが含まれ得る。推進サブモジュール482は、複数の第2の動作パラメーターと、複数の第2の動作パラメーターの特定の値に基づいて推定された正味推力Tを提供する推進ベースの三次元ルックアップテーブル530とに基づいて航空機10の推定された正味推力Tを決定する。
【００７２】
測定サブモジュール484は、抗力係数CD、揚力係数CL、および推定された正味推力Tを入力として受け取る。測定サブモジュール484は、上記の式3で表される運動方程式に基づいて、抗力係数CD、揚力係数CL、および推定された正味推力Tに基づいて推定加速度Ax（est）および推定加速度Az（est）を決定する。
【００７３】
誤差サブモジュール486は、推定された横加速度Ax（est）、推定された垂直加速度Az（est）、測定横加速係数Ax（mea）、および測定垂直加速係数Az（mea）を入力として受け取る。誤差サブモジュール486は、推定縦加速度Ax（est）と推定された垂直加速度Az（est）との第1の差および測定縦加速度Ax（mea）と測定垂直加速度Az（mea）との第2の差を決定することによって加速度誤差値Eを決定する。
【００７４】
カルマンゲインサブモジュール488は、誤差サブモジュール486からの加速度誤差値Eを入力として受け取る。カルマンゲインサブモジュール488は、第1の差および第2の差の加速度誤差値Eをカルマンゲイン値Kで乗じることによって残余カルマン値を決定する。
【００７５】
動的サブモジュール490は、ピッチq（dps）、航空機の真対気速度VtMDL、ピッチ角θ、推定法線加速度成分A＿N（est）、および推定された迎え角αestを入力として受け取り、上記の式6に基づいて迎え角の推定変化率
【数３１】
2020093774.tif 000033
を決定する。積分サブモジュール492は、乗算器460からの残余カルマン値と、動的サブモジュール490からの迎え角の推定変化率
【数３２】
2020093774.tif 000034
を入力として受け取る。積分サブモジュール492は、残余カルマン値と迎え角の推定変化率
【数３３】
2020093774.tif 000035
を組み合わせ、次いで残余カルマン値と迎え角の推定変化率
【数３４】
2020093774.tif 000036
の和を積分して、推定された迎え角αestを得る。
【００７６】
図9を参照すると、CMM426は、測定された迎え角αmおよび推定された迎え角αestを入力として受け取る。CMM426は、測定された迎え角αmと推定された迎え角αestとを互いに比較して差を決定する。測定された迎え角αmと推定された迎え角αestとの差が閾値時間量にわたって閾値を超えたと判断したことに応じて、CMM426は、迎え角値に影響を及ぼす障害があると判断する。
【００７７】
図13は、CMM426が迎え角値の誤りを判断するための方法570を示す例示的なプロセスフロー図である。図1、図9、図10、図11、図12および図13を参照すると、方法570はブロック572で開始する。ブロック572で、迎え角補正モジュール420が、複数のピトー管40（図2）によって測定された生の迎え角αrawと全気圧PTOTとを入力として受け取る。方法570は次いでブロック574に進むことができる。
【００７８】
ブロック574で、迎え角補正モジュール420が、モーメントアーム補正項、生の迎え角αraw、航空機の合成真対気速度VtEKF、および推定マッハ数MMDLに基づいて測定された迎え角αmを決定する。上述したように、コモンモード空気圧事象の間、航空機の合成真対気速度VtEKFおよび合成マッハ数MEKFの値は推定された動圧Qbar（e）を使用して計算される（式4および式5を参照）。方法570は次いでブロック576に進むことができる。
【００７９】
ブロック576で、EKF制御モジュール422が推定された迎え角αestを決定する。具体的には、方法570はサブルーチンまたは方法580を含む。方法580は推定された迎え角αestを決定するために帰的に実行される。
【００８０】
方法580は、ブロック582、ブロック584、ブロック586、ブロック588、ブロック590、ブロック592、およびブロック594を含む。ブロック582で、EKF制御モジュール422が、複数の第1の動作パラメーターに基づいて抗力係数（CD）および揚力係数（CL）を決定する。方法580は次いでブロック584に進み、そこでEKF制御モジュール422が、航空機10の複数の第2の動作パラメーターに基づいて航空機10の推定された正味推力Tを決定する。方法580は次いでブロック586に進み、そこでEKF制御モジュール422が、抗力係数CD、揚力係数CL、および推定された正味推力Tに基づいて推定加速度Ax（est）および推定加速度Az（est）を決定する。方法580は次いでブロック588に進み、そこでEKF制御モジュール422が、推定縦加速度Ax（est））と推定された垂直加速度Az（est））との第1の差および測定縦加速度Ax（mea）と測定垂直加速度Az（mea）との第2の差の加速度誤差値Eを決定する。方法580は次いでブロック590に進み、そこでEKF制御モジュール422が、加速度誤差値Eをカルマンゲイン値Kで乗じることにより残余カルマン値を決定する。方法580は次いでブロック592に進み、そこでEKF制御モジュール422が、航空機10の推定法線加速度成分A＿N（est）に基づいて迎え角の推定変化率
【数３５】
2020093774.tif 000037
を決定する。方法580は次いでブロック594に進むことができる。ブロック594で、残余カルマン値は迎え角の推定変化率
【数３６】
2020093774.tif 000038
と組み合わされ、残余カルマン値と迎え角の推定変化率
【数３７】
2020093774.tif 000039
の和が積分されて推定された迎え角αestが決定される。方法580は次いでブロック582に戻ることができる。
【００８１】
推定された迎え角αestが決定されると、方法570はブロック596に進むことができる。ブロック596で、CMM426が、測定された迎え角αmと推定された迎え角αestとを互いに比較して誤差を決定する。方法580は次いでブロック598に進むことができる。
【００８２】
ブロック598で、誤差が閾値時間量にわたって閾値を超えない場合には、CMM426は障害が発生していないと判断する。方法570は次いでブロック572に戻ることができる。しかしながら、誤差が閾値時間量にわたって閾値を超えたと判断したことに応じて、方法570はブロック599に進む。
【００８３】
ブロック599で、CMM426が、迎え角値のコモンモード障害の存在を判断する。飛行制御システム18は次いで、測定された迎え角αm（図9に示される）の利用から切り替え、代わりに推定された迎え角αest（図10に示される）を使用する。方法570は次いで終了し得る。
【００８４】
図9〜図13を全体的に参照すると、開示のシステムは、迎え角センサーによって収集された測定値から独立した推定された迎え角を決定するための手法を提供する。したがって、本システムは、測定された迎え角がもはや使用できなくなったと判断したことに応じて推定された迎え角で代用する。さらに、コモンモード空気圧事象が検出された場合（すなわち、航空機のピトー管の大多数が詰まっている場合）、開示のシステムはまた、航空機の真対気速度および測定マッハ数を使用せずに測定された迎え角を決定するための手法も提供する。コモンモード空気圧事象の間、航空機の真対気速度および推定マッハ数の値は誤って低くなり、したがって、これらの値に基づいて決定される値は正確ではない可能性があることを理解されたい。したがって、本システムは、推定された動圧に基づいて航空機の真対気速度および推定マッハ数の合成値を決定する。
【００８５】
次に、CMPE制御モジュール36によるコモンモード空気圧事象の検出について説明する。次に図14を参照すると、CMPE制御モジュール36は、測定された動圧Qbar（m）および推定された迎え角αestを入力として受け取り、入力に基づいてコモンモード空気圧事象を判断する。より具体的には、CMPE制御モジュール36は、複数のピトー管40での同期障害または非同期障害を検出したことに応じてコモンモード空気圧事象（例えば、CMPE障害＝TRUE）の存在を判断する。図14〜図18に記載される実施形態では、推定された迎え角αestは、図9〜図13を参照して説明された値である（すなわち、測定された迎え角は使用されない）ことを理解されたい。
【００８６】
CMPE制御モジュール36は、第1のCMPE検出器600と第2のCMPE検出器602とを含む。第1のCMPE検出器600は、測定された動圧Qbar（m）および推定された迎え角αestを入力として受け取り、両方の入力に基づいて第1のコモンモード空気圧事象を判断する。より具体的には、第1のCMPE検出器600は、第1のコモンモード空気圧事象を検出するよう構成される。第1のコモンモード空気圧事象は、複数のピトー管40の大多数に同時故障が発生していることに基づく同期コモンモード空気圧事象である。対照的に、第2のCMPE検出器602は、測定された動圧Qbar（m）のみに基づいて、非同期障害である第2のコモンモード空気圧事象を検出するよう構成される。非同期障害は、特定の時間間隔の間に互いにずれた時間間隔で複数のピトー管40が故障していることに基づくものである。例えば、非同期障害が発生するのは、複数のピトー管40のうちの1つがまず故障し、次いで約2秒後に第2のピトー管40が故障し、次いで第3のピトー管40が第2のピトー管40の約2秒後に故障する場合である。
【００８７】
次に図15を参照して、第1のCMPE検出器600について説明する。第1のCMPE検出器600は、測定された動圧ウォッシュアウトフィルター610、迎え角ウォッシュアウトフィルター612、動圧閾値614、迎え角閾値616、動圧比較器618、迎え角比較器620、ANDブロック622、およびラッチ624を含む。第1のCMPE検出器600は、第1のコモンモード空気圧事象が検出された場合はTRUEに設定され、コモンモード空気圧事象が検出されない場合はFALSEに設定される出力信号642を生成する。
【００８８】
複数のピトー管40は、圧力値Pを測定するように各々構成される。例えば、図示される非限定的な実施形態では、3つの圧力値P（すなわち、左圧力値PL、中央圧力値PC、および右圧力値PR）が示されている。各ピトー管40からの圧力値PL、PC、PRは、信号選択および故障検出（SSFD）ブロック630に送られる。SSFDロジックは、冗長センサーのセットから単一の値を選択するよう構成される。選択された値は、センサーによって測定された動作パラメーターの実際の値を表す可能性が最も高い。よって、SSFDブロック630は、圧力値PL、PC、PRのうちの1つを選択するよう構成される。圧力値PL、PC、PRの選択された1つは、複数のピトー管40によって測定された残りの圧力値PL、PC、PRと比較した場合、測定された動圧Qbar（m）の最も代表的な値である。測定された動圧Qbar（m）は次いで、第1のCMPE検出器600によって入力として受け取られる。
【００８９】
測定された動圧ウォッシュアウトフィルター610は、測定された動圧Qbar（m）を入力として受け取り、
【数３８】
2020093774.tif 000040
と呼ばれる、測定された動圧Qbar（m）の変化率を決定する。具体的には、測定された動圧ウォッシュアウトフィルター610は、定常値を拒絶し、測定された動圧Qbar（m）の過渡値を通過させて、測定された動圧の変化率
【数３９】
2020093774.tif 000041
を決定する高域フィルターとして動作する。測定された動圧の変化率
【数４０】
2020093774.tif 000042
は動圧比較器618に送られる。動圧比較器618は、動圧閾値614および測定された動圧の変化率
【数４１】
2020093774.tif 000043
を入力として受け取り、値を互いに比較する。測定された動圧の変化率
【数４２】
2020093774.tif 000044
が動圧閾値614未満であると判断したことに応じて、動圧比較器618は、測定された動圧の変化率
【数４３】
2020093774.tif 000045
が限度内であることを示す出力信号636（TRUE信号など）を生成する。しかしながら、測定された動圧の変化率
【数４４】
2020093774.tif 000046
が動圧閾値614以上であると判断したことに応じて、動圧比較器618は出力信号636としてFALSE信号を生成する。
【００９０】
動圧閾値614は、複数のピトー管40の大多数に故障が発生した（例えば詰まっている）ときに測定された動圧Qbar（m）に生じる変化率を表す。例えば、一実施形態では、測定された動圧Qbar（m）の変化率または低下率は、毎秒約マイナス100メガバール（mBar／秒）である。動圧閾値614は、現場使用から収集された定量的評価データに基づいて決定される。より具体的には、動圧閾値614は、他の航空機の運行中に発生した前の同期コモンモード空気圧事象から収集されたデータを分析することによって決定される。しかしながら、推定された迎え角閾値616は、シミュレートされた同期コモンモード空気圧事象の間に収集されたデータに基づいて決定される。シミュレートされた同期コモンモード空気圧事象は、コンピューターシミュレーションと、テストベンチデータから得られた試験データのどちらかを指し得る。推定された迎え角閾値616は、複数のピトー管40の大多数に故障が発生したときの推定された迎え角αestの変化率を表す。例えば、一実施形態では、推定された迎え角αestの変化率またはステップ増加は約＋10度／秒である。
【００９１】
推定された迎え角ウォッシュアウトフィルター612は、推定された迎え角αestを入力として受け取り、推定された迎え角の変化率
【数４５】
2020093774.tif 000047
を決定する。推定された迎え角ウォッシュアウトフィルター612は、定常値を拒絶し、推定された迎え角の過渡値を通過させて、推定された迎え角の変化率
【数４６】
2020093774.tif 000048
を決定する高域フィルターとして動作する。推定された迎え角比較器620は、推定された迎え角の変化率
【数４７】
2020093774.tif 000049
および推定された迎え角閾値616を入力として受け取り、値を互いに比較する。推定された迎え角の変化率
【数４８】
2020093774.tif 000050
が推定された迎え角閾値616より大きいと判断したことに応じて、推定された迎え角比較器620は、推定された迎え角の変化率
【数４９】
2020093774.tif 000051
が限度外であることを示すANDブロック622への出力信号638（例えばTRUE信号）を生成する。推定された迎え角の変化率
【数５０】
2020093774.tif 000052
が推定された迎え角閾値616より大きいと判断したことに応じて、推定された迎え角比較器620は出力信号638としてFALSE信号を生成する。
【００９２】
ANDブロック622は、動圧比較器618からの出力信号636と推定された迎え角比較器620からの出力信号638とを入力として受け取る。両方の出力信号636、638がTRUEであることに応じて、ANDブロック622はラッチ624に送られる出力信号640を生成する。出力信号640は、第1のコモンモード空気圧事象が検出されたことを示す。より具体的には、測定された動圧の変化率
【数５１】
2020093774.tif 000053
が動圧閾値614未満であり、推定された迎え角の変化率
【数５２】
2020093774.tif 000054
が推定された迎え角閾値616より大きいと判断したことに応じて、ANDブロック622は、第1のコモンモード空気圧事象が発生したと判断する。第1のコモンモード空気圧事象は同期コモンモード空気圧事象であり、複数のピトー管40の大多数に同時故障が発生していること基づいて判断される。
【００９３】
出力信号640がコモンモード空気圧事象（例えば、TRUE）を示していることに応じて、時間遅延中にラッチ624がセットされる。時間遅延の間に、ラッチ624は、測定された動圧Qbar（m）が正確であることに応じていつでもリセットされ得ることを理解されたい。例えば、測定された動圧Qbar（m）が時間遅延に入って26秒で正確であると判断された場合には、ラッチ624はリセットされ、時間遅延は終了する。しかしながら、リセット信号が受け取られない場合、ラッチ624はセットされたままである。言い換えると、測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）との間の誤差が閾値未満であることに応じて、ラッチ624はリセット信号を受け取る。しかしながら、時間遅延の終わりに測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）の間の誤差がまだ閾値を超えている場合には、永続的なコモンモード空気圧事象が検出される。したがって、第1のCMPE検出器600の出力信号642は、第1のコモンモード空気圧事象の存在を示す。
【００９４】
次に図16を見て、第2のCMPE検出器602について説明する。第2のCMPE検出器602は、クランプ650、中央値選択器652、および出力信号656を生成するラッチ654を含む。第2のCMPE検出器602は、複数のピトー管40の非同期故障に基づいて第2のコモンモード空気圧事象を検出するよう構成される。より具体的には、複数のピトー管40が同時に非稼働にならない場合もあり得る。代わりに、場合によっては単一のピトー管40のみが詰まることがあり、次いで数秒後に別のピトー管40が詰まることもある。
【００９５】
第1のCMPE検出器600と同様に、複数のピトー管40の各々からの圧力値（すなわち、左圧力値PL、中央圧力値PC、および右圧力値PR）はSSFDブロック648に送られる。SSFDブロック648は、複数のピトー管40の各々から左圧力値PL、中央圧力値PC、および右圧力値PRを入力として受け取る。SSFDブロック648は、左圧力値PL、中央圧力値PC、および右圧力値PRを互いに比較することによって1つまたは複数の詰まったピトー管40の存在を判断する。圧力値PL、PC、PRのうちの1つまたは複数が閾値誤差値だけ残りの圧力値PL、PC、PRと異なると判断したことに応じて、SSFDブロック648は特定の圧力値を不一致としてマークし、これは障害とも呼ばれる。閾値誤差値は、ピトー管40が詰まっているかまたは非稼働である場合のピトー管の読み取り値の差を表す。図示の実施形態では、3つの圧力測定値（左圧力値PL、中央圧力値PC、および右圧力値PR）が示されているが、3つよりも多いまたは少ない圧力測定値も同様に使用され得ることを理解されたい。
【００９６】
クランプ650は、SSFDブロック648から複数の圧力値（例えば、左圧力値PL、中央圧力値PC、および右圧力値PR）を入力として受け取り、複数の圧力値の各々は複数のピトー管40のうちの1つに対応する。クランプ650はまた、SSFDブロック648からの個々の圧力値ごとの障害インジケーターも入力として受け取る。言い換えると、左圧力値PL、中央圧力値PC、および右圧力値PRは、インジケーターと各々関連付けられている。障害が検出された場合インジケーターはTRUEに設定され、そうでない場合インジケーターはFALSEに設定される。障害インジケーターが存在しないと判断したことに応じて、クランプ650は圧力値を中央値選択器652に送る。中央値選択器652は次いで、圧力値PL、PC、PRのうちの1つを選択する。選択された圧力値は、中央値選択アルゴリズムに基づいて全圧PTOTとして設定される。
【００９７】
圧力値PL、PC、PRのうちの1つまたは複数が障害を示していると判断したことに応じて、クランプ650は、時間間隔中に障害を延長する時間遅延機能を実行する。言い換えると、クランプ650は、複数の圧力値を互いに比較することによって1つまたは複数の詰まったピトー管40の存在を判断し、詰まった各ピトー管40は障害状態であり、障害状態を判断したことに応じて、クランプ650は、その時間間隔にわたって障害状態を延長する時間遅延機能を実行する。その時間間隔は、第2の（すなわち、非同期の）コモンモード空気圧事象の間に複数のピトー管40で発生する2つ以上の障害を捕捉するように設定される。非限定的な一実施形態では、この時間間隔は約2から5秒である。特定のピトー管40の障害状態は比較的短い期間にわたってのみ存在し得ることを理解されたい。一例では、障害状態は10分の数秒のみ続行し得る。複数のピトー管40のうちの1つに障害状態が発生した後、次いでその直後に第2のピトー管40に障害状態が発生する可能性がある。しかしながら、第2のピトー管40の障害は、他方のピトー管障害と同時には発生しない。言い換えると、複数のピトー管40間の障害は非同期的である。
【００９８】
中央値選択器652は、クランプ650がその時間間隔にわたって障害を延長するので、非同期コモンモード空気圧事象を検出する。言い換えると、中央値選択器652は、障害が延長されない限り、複数のピトー管40の大多数（例えば、3つのピトー管40のうちの2つ）が非同期障害を生成していることを検出することができない。クランプ650は、その時間間隔にわたってピトー管40のうちの1つに発生する障害を延長するよう構成される。したがって、別のピトー管40で障害状態が発生すると、中央値選択器652は第2のコモンモード空気圧事象を検出する。例えば、左圧力PL読み取り値は、0．5秒間だけ障害状態を示しうる（例えば、障害状態は0．5秒間TRUEに設定され、次いでFALSEに戻る）。しかしながら、クランプ650は、この例では4秒であるその時間間隔にわたって障害を延長する。よって、中央圧力PC読み取り値が左圧力PLの約1秒後に障害状態を示す場合、中央値選択器652はクランプ650から2つの障害状態を依然として受け取る。
【００９９】
中央値選択器652は、2つ以上の圧力値および障害インジケーターを入力として受け取る。各圧力値および障害インジケーターは複数のピトー管40のうちの1つに対応する。障害状態の判断したことに応じて、中央値選択器652は出力信号660を生成する。出力信号660は、第2のコモンモード空気圧事象が発生したことを示す。すなわち、言い換えると、出力信号660は複数のピトー管40における非同期障害を検出する。出力信号660はラッチ654に送られる。第2のコモンモード空気圧事象の存在を示す出力信号660を受け取ったことに応じて、ラッチ654は時間遅延にわたってセットされる。ラッチ654は、測定された動圧Qbar（m）が正確である（すなわち、複数のピトー管40の大多数が障害を表示しなくなった）と判断されることに応じてリセットされる。より具体的には、測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）との間の誤差が閾値を下回ったことに応じて、ラッチ654はリセット信号を受け取る。しかしながら、時間遅延の終わりに測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）の間の誤差がまだ閾値を超えている場合には、永続的なコモンモード空気圧事象が検出される。したがって、第2のCMPE検出器602の出力信号656は、第2のコモンモード空気圧事象の存在を示す。
【０１００】
図14を参照すると、第1のCMPE検出器600の出力信号642が第1のコモンモード空気圧事象の存在を示すか、または第2のCMPE検出器602の出力信号656が第2のコモンモード空気圧事象の存在を示す場合、CMPE制御モジュール36の出力96はTRUEに設定され、そうでない場合出力96はFALSEに設定される。（第1のCMPE検出器600によって決定される）第1のコモンモード空気圧事象と（第2のCMPE検出器602によって決定される）第2のコモンモード空気圧事象はどちらも高速コモンモード空気圧事象を表すことを理解されたい。高速コモンモード空気圧事象とは、複数のピトー管40の大多数が何らかの異物（例えば、氷、火山灰など）によって詰まっていることを指し、複数のピトー管40の圧力は特定の速度で比較的急速に低下する。例えば、一実施形態では、特定の速度は約−100mBar／秒であるが、速度は用途に応じて変化し得ることを理解されたい。高速コモンモード空気圧事象とは対照的に、複数のピトー管40はまた、低速コモンモード空気圧事象に基づいて詰まる場合もある。低速コモンモード空気圧事象は、複数のピトー管40で発生し得るより低速の詰まりに基づいて発生する。代わりに、低速コモンモード空気圧事象が検出され、すでに存在する従来の手法に基づいて対処され得る。低速コモンモード空気圧事象は、第1のCMPE検出器および第2のCMPE検出器600、602によっては検出されないことを理解されたい。
【０１０１】
図1、図4、図6、および図14を参照すると、CMPE制御モジュール36がコモンモード空気圧事象を判断した場合、推定された迎え角αestを計算するときに測定された動圧Qbar（m）が推定された動圧Qbar（e）で代用される。より具体的には、第1の同期コモンモード空気圧事象が第1のCMPE検出器600によって検出されるか、または第2の非同期空気圧事象が第2のCMPE検出器602によって検出されると、動圧Qbar（m）は推定された動圧Qbar（e）で代用され、開示の飛行制御システム18は拡張通常動作モードにある。
【０１０２】
図17は、複数のピトー管40の同期障害を判断するための方法700を示す例示的なプロセスフロー図である。図14および図17を全体的に参照すると、方法700はブロック702で開始し得る。ブロック702で、CMPE制御モジュール36が、測定された動圧Qbar（m）および推定された迎え角αestを入力として受け取る。方法700は次いでブロック704に進むことができる。
【０１０３】
ブロック704で、第1のCMPE検出器600が、測定された動圧の変化率
【数５３】
2020093774.tif 000055
および推定された迎え角の変化率
【数５４】
2020093774.tif 000056
を決定する。特に図15および図17を参照すると、測定された動圧ウォッシュアウトフィルター610は、測定された動圧Qbar（m）を入力として受け取り、測定された動圧の変化率
【数５５】
2020093774.tif 000057
を決定する。推定された迎え角ウォッシュアウトフィルター612は、推定された迎え角αestを入力として受け取り、推定された迎え角の変化率
【数５６】
2020093774.tif 000058
を決定する。方法700は次いでブロック706に進むことができる。
【０１０４】
ブロック706で、動圧比較器618が、動圧閾値614および測定された動圧の変化率
【数５７】
2020093774.tif 000059
を入力として受け取り、値を互いに比較する。加えて、推定された迎え角比較器620は、推定された迎え角の変化率
【数５８】
2020093774.tif 000060
および推定された迎え角閾値616を入力として受け取り、値を互いに比較する。方法700は次いで判断ブロック708に進むことができる。
【０１０５】
判断ブロック708で、動圧比較器618が、測定された動圧の変化率
【数５９】
2020093774.tif 000061
が動圧閾値614以上であると判断した場合、および推定された迎え角比較器620が、推定された迎え角の変化率
【数６０】
2020093774.tif 000062
が推定された迎え角閾値616以下であると判断した場合には、方法700はブロック710に進む。
【０１０６】
ブロック710で、ラッチ624はセットされず、方法700はブロック702に戻る。しかしながら、動圧比較器618が、測定された動圧の変化率
【数６１】
2020093774.tif 000063
が動圧閾値614よりも小さいと判断した場合、および推定された迎え角比較器620が、推定された迎え角の変化率
【数６２】
2020093774.tif 000064
が推定された迎え角閾値616より大きいと判断した場合には、方法700はブロック712に進む。
【０１０７】
ブロック712で、ラッチ624がセットされる。方法700は判断ブロック714に進むことができる。
【０１０８】
判断ブロック714で、時間遅延中の任意の時点で測定された動圧Qbar（m）が正確である場合には、方法700はブロック716に進む。より具体的には、測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）との間の誤差が閾値を下回ったことに応じて、方法700はブロック716に進む。ブロック716で、ラッチ624がリセット信号を受け取る。方法700は次いでブロック702に戻ることができる。しかしながら、時間遅延が終了し、測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）との間の誤差がまだ閾値を超えている場合には、方法700はブロック718に進む。ブロック718で、第1のCMPE検出器600のラッチ624および出力信号642が第1のコモンモード空気圧事象の存在を示す。方法700は次いで終了し得る。
【０１０９】
図18は、複数のピトー管40の非同期障害を判断するための方法800を示す例示的なプロセスフロー図である。図16および図18を全体的に参照すると、方法800はブロック802で開始し得る。ブロック802で、第2のCMPE検出器602のクランプ650は、SSFDブロック648から圧力値（例えば、左圧力値PL、中央圧力値PC、および右圧力値PR）を入力として受け取る。クランプ650はまた、SSFDブロック648からの個々の圧力値ごとの障害インジケーターも入力として受け取る。方法800は次いで判断ブロック804に進むことができる。
【０１１０】
判断ブロック804で、インジケーターがFALSEに設定されている（すなわち、障害が検出されていない）場合、方法はブロック806に進む。ブロック806で、クランプ650は圧力値を中央値選択器652に送る。中央値選択器652は次いで、圧力値のうちの1つを選択する。選択された圧力値は、中央値選択アルゴリズムに基づいて全圧PTOTとして設定される。方法800は次いで終了し得る。
【０１１１】
インジケーターがTRUEに設定されている（すなわち、障害が検出された）場合、方法800はブロック808に進むことができる。ブロック808で、クランプ650は、その時間間隔にわたって障害を延長する時間遅延機能を実行する。上述したように、その時間間隔は、第2の（すなわち、非同期の）コモンモード空気圧事象の間に複数のピトー管40で発生する2つ以上の障害を捕捉するように設定される。方法800は次いでブロック810に進むことができる。
【０１１２】
ブロック810で、中央値選択器652は、2つ以上の圧力値および障害インジケーターを入力として受け取り、各圧力値およびインジケーターは複数のピトー管40のうちの1つに対応する。方法は次いで判断ブロック812に進むことができる。
【０１１３】
判断ブロック812で、中央値選択器652が、障害状態が存在しないと判断したことに応じて、方法800は終了し得る。中央値選択器652が、障害状態が存在すると判断したことに応じて、方法800はブロック814に進むことができる。ブロック814で、中央値選択器652が出力信号660を生成する。上述したように、出力信号660は、第2のコモンモード空気圧事象が検出されたことを示す。方法800は次いでブロック816に進むことができる。
【０１１４】
ブロック816で、出力信号660がラッチ654に送られる。方法800は次いでブロック818に進むことができる。
【０１１５】
ブロック818で、出力信号660を受け取ったことに応じて、ラッチ654がセットされる。方法800は判断ブロック820に進むことができる。
【０１１６】
判断ブロック820で、時間遅延中の任意の時点で測定された動圧Qbar（m）が正確である場合には、方法800はブロック822に進む。より具体的には、測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）との間の誤差が閾値を下回ったことに応じて、方法800はブロック822に進む。ブロック822で、ラッチ654がリセット信号を受け取る。方法800は次いでブロック802に戻ることができる。しかしながら、時間遅延が終了し、測定された動圧Qbar（m）と推定された動圧Qbar（e）との間の誤差がまだ閾値を超えている場合には、方法800はブロック824に進む。ブロック824で、第2のCMPE検出器602のラッチ654および出力信号656が第2のコモンモード空気圧事象の存在を示す。方法800は次いで終了し得る。
【０１１７】
図14〜図18を全体的に参照すると、現在利用可能な従来の飛行制御システムは、誤った動圧測定値または誤った推定された迎え角測定値のどちらかを判断したことに応じて、通常動作モードを中断し、二次動作モードに即時に切り替わり得ることを理解されたい。言い換えると、従来のシステムは、いずれかの測定値に障害が検出された場合に誤差の原因を切り離そうとはしない。対照的に、開示のシステムは、誤った測定された動圧または推定された迎え角測定値を検出したことに応じて、測定された動圧を推定された動圧で置き換える。したがって、開示の飛行制御システムは、従来のシステムのように第2の動作モードに即時に切り替わらず、代わりに拡張通常動作モードで動作する。
【０１１８】
次に図19を参照すると、飛行制御システム18は、例示的なコンピューターシステム1030などの1つまたは複数のコンピューターデバイスまたはシステム上で実施される。コンピューターシステム1030は、プロセッサー1032と、メモリ1034と、大容量記憶装置1036、入出力（I／O）インターフェース1038と、ヒューマンマシンインターフェース（Human Machine Interface（HMI））1040とを含む。コンピューターシステム1030は、ネットワーク1026またはI／Oインターフェース1038を介して1つまたは複数の外部リソース1042に動作可能に結合される。外部リソースには、サーバー、データベース、大容量記憶装置、周辺機器、クラウドベースのネットワークサービス、またはコンピューターシステム1030によって使用され得る任意の他の適切なコンピューターリソースが含まれ得るが、これらに限定されない。
【０１１９】
プロセッサー1032は、マイクロプロセッサー、マイクロコントローラー、デジタル信号プロセッサー、マイクロコンピューター、中央処理装置、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルロジックデバイス、状態機械、論理回路、アナログ回路、デジタル回路、またはメモリ1034に格納されている操作命令に基づいて信号（アナログまたはデジタル）を操作する任意の他のデバイスの中から選択された1つまたは複数のデバイスを含む。メモリ1034は、読み取り専用メモリ（ROM）、ランダムアクセスメモリ（RAM）、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、スタティックランダムアクセスメモリ（SRAM）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（DRAM）、フラッシュメモリ、キャッシュメモリ、または情報を格納することができる任意の他のデバイスを含むが、これに限定されない単一のメモリデバイス、または複数のメモリデバイスを含む。大容量記憶装置1036は、ハードドライブ、光学ドライブ、テープドライブ、揮発性もしくは不揮発性のソリッドステートデバイス、または情報を格納することができる任意の他のデバイスなどのデータ記憶装置を含む。
【０１２０】
プロセッサー1032は、メモリ1034に常駐するオペレーティングシステム1046の制御下で動作する。オペレーティングシステム1046は、メモリ1034に常駐するアプリケーション1048などの1つまたは複数のコンピューターソフトウェアアプリケーションとして具体化されたコンピュータープログラムコードがプロセッサー1032に命令を実行させ得るように、コンピューターリソースを管理する。代替の実施形態では、プロセッサー1032はアプリケーション1048を直接実行してもよく、その場合オペレーティングシステム1046は省略され得る。1つまたは複数のデータ構造1049もメモリ1034に常駐し、データを格納または操作するために、プロセッサー1032、オペレーティングシステム1046、またはアプリケーション1048によって使用され得る。
【０１２１】
I／Oインターフェース1038は、プロセッサー1032をネットワーク1026や外部リソース1042などの他のデバイスおよびシステムに動作可能に結合するマシンインターフェースを提供する。これによりアプリケーション1048は、I／Oインターフェース1038を介して通信することによりネットワーク1026または外部リソース1042と協働して動作して、本発明の実施形態を構成する様々な形態、機能、アプリケーション、プロセス、またはモジュールを提供する。アプリケーション1048はまた、1つまたは複数の外部リソース1042によって実行されるプログラムコードも含むか、さもなければ、コンピューターシステム1030の外部の他のシステムまたはネットワークコンポーネントによって提供される機能または信号を利用する。実際、ほぼ無限の可能なハードウェアおよびソフトウェア構成を考えれば、本発明の実施形態が、コンピューターシステム1030の外部に位置し、複数のコンピューターもしくは他の外部リソース1042の間で分散された、またはクラウドコンピューティングサービスなど、ネットワーク1026上のサービスとして提供されるコンピューティングリソース（ハードウェアおよびソフトウェア）によって提供されるアプリケーションを含み得ることを当業者は理解するであろう。
【０１２２】
HMI1040は、ユーザーがコンピューターシステム1030と直接対話することを可能にするために公知の方法でコンピューターシステム1030のプロセッサー1032に動作可能に結合される。HMI1040は、ビデオまたは英数字ディスプレイ、タッチスクリーン、スピーカー、およびユーザーにデータを提供することができる任意の他の適切な音声および映像インジケーターを含み得る。HMI1040はまた、ユーザーからのコマンドまたは入力を受け入れ、受け取った入力をプロセッサー1032に送ることができる、英数字キーボード、ポインティングデバイス、キーパッド、プッシュボタン、制御ノブ、マイロフォンなどの入力装置およびコントロールも含む。
【０１２３】
データベース1044は、大容量記憶装置1036上に常駐することができ、本明細書に記載される様々なシステムおよびモジュールによって使用されるデータを収集および編成するために使用され得る。データベース1044は、データと、データを格納および編成するサポートデータ構造とを含み得る。特に、データベース1044は、リレーショナルデータベース、階層データベース、ネットワークデータベース、またはそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない任意のデータベース編成または構造で配置され得る。問い合わせに応じてデータベース1044のレコードに格納された情報またはデータにアクセスするために、プロセッサー1032上の命令として実行するコンピューターソフトウェアアプリケーションの形態のデータベース管理システムが使用されてもよく、問い合わせは、オペレーティングシステム1046、他のアプリケーション1048、または1つもしくは複数のモジュールによって動的に決定および実行され得る。
【０１２４】
さらに、本開示は以下の各項目による実施形態を含む。
【０１２５】
項目1．航空機のための飛行制御システムであって、飛行制御システムが、
1つまたは複数のプロセッサーと、
1つまたは複数のプロセッサーに結合されたメモリとを含み、
メモリは、データベースを含むデータと、1つまたは複数のプロセッサーによって実行されると、飛行制御システムに、
測定された動圧および推定された迎え角を入力として受け取らせ、
測定された動圧の変化率を決定させ、
測定された動圧Qbarの変化率を動圧閾値と比較させ、
推定された迎え角の変化率を決定させ、
推定された迎え角の変化率と推定された迎え角閾値を比較させ、
測定された動圧の変化率が動圧閾値より小さく、推定された迎え角の変化率が推定された迎え角閾値より大きいと判断したことに応じて、第1のコモンモード空気圧事象が発生したと判断させる
プログラムコードとを格納する、
飛行制御システム。
【０１２６】
項目2．1つまたは複数のプロセッサーと通信する複数のピトー管であって、複数のピトー管が、全圧を測定する、複数のピトー管をさらに含む、項目1に記載の飛行制御システム。
【０１２７】
項目3．第1のコモンモード空気圧事象が、複数のピトー管の大多数に同時故障が発生していることに基づく同期コモンモード空気圧事象である、項目2に記載の飛行制御システム。
【０１２８】
項目4．1つまたは複数のプロセッサーが、
複数の圧力値を入力として受け取る命令であって、複数のピトー管の各々が個々の圧力値に対応する、命令と、
複数の圧力値を互いに比較することによって1つまたは複数の詰まったピトー管の存在を判断する命令であって、詰まった各ピトー管が障害状態である、命令と、
障害状態を判断したことに応じて、時間間隔にわたって障害状態を延長する時間遅延機能を実行する命令と、
該時間間隔の間に複数のピトー管の大多数が詰まったと判断したことに応じて、第2のコモンモード空気圧事象が発生したと判断する命令と
を実行する、項目2に記載の飛行制御システム。
【０１２９】
項目5．第2のコモンモード空気圧事象が、複数のピトー管が特定の時間間隔の間に互いにずれた時間間隔で故障したときに発生する非同期障害である、項目4に記載の飛行制御システム。
【０１３０】
項目6．時間間隔が、第2のコモンモード空気圧事象の間に複数のピトー管で発生する2つ以上の障害を捕捉するように設定される、項目4に記載の飛行制御システム。
【０１３１】
項目7．第1のコモンモード空気圧事象と第2のコモンモード空気圧事象の両方が高速コモンモード空気圧事象を表す、項目4に記載の飛行制御システム。
【０１３２】
項目8．動圧閾値が、複数のピトー管の大多数に故障が発生したときの測定された動圧の変化率を表す、項目2に記載の飛行制御システム。
【０１３３】
項目9．推定された迎え角閾値が、複数のピトー管の大多数に故障が発生したときの
【数６３】
2020093774.tif 000065
を表す、項目2に記載の飛行制御システム。
【０１３４】
項目10．航空機のための飛行制御システムであって、飛行制御システムが、
1つまたは複数のプロセッサーと、
1つまたは複数のプロセッサーと通信する複数のピトー管であって、複数のピトー管が、全圧を測定する、複数のピトー管と、
1つまたは複数のプロセッサーに結合されたメモリとを含み、
メモリは、データベースを含むデータと、1つまたは複数プのロセッサーによって実行されると、飛行制御システムに、
測定された動圧および推定された迎え角を入力として受け取らせ、
測定された動圧の変化率を決定させ、
測定された動圧の変化率を動圧閾値と比較させ、
推定された迎え角の変化率を決定させ、
推定された迎え角の変化率を迎え角閾値と比較させ、
測定された動圧の変化率が動圧閾値より小さく、推定された迎え角の変化率が推定された迎え角閾値より大きいと判断したことに応じて、複数のピトー管の大多数に同時故障が発生していることに基づく同期コモンモード空気圧事象である、第1のコモンモード空気圧事象が発生したと判断させる
プログラムコードとを格納する、
飛行制御システム。
【０１３５】
項目11．1つまたは複数のプロセッサーが、
複数の圧力値を入力として受け取る命令であって、複数のピトー管の各々が個々の圧力値に対応する、命令と、
複数の圧力値を互いに比較することによって1つまたは複数の詰まったピトー管の存在を判断する命令であって、詰まった各ピトー管が障害状態である、命令と、
障害状態を判断したことに応じて、時間間隔にわたって障害状態を延長する時間遅延機能を実行する命令と、
該時間間隔の間に複数のピトー管の大多数が詰まったと判断したことに応じて、第2のコモンモード空気圧事象が発生したと判断する命令と
を実行する、項目10に記載の飛行制御システム。
【０１３６】
項目12．第2のコモンモード空気圧事象が、複数のピトー管が特定の時間間隔の間に互いにずれた時間間隔で故障したときに発生する非同期障害である、項目11に記載の飛行制御システム。
【０１３７】
項目13．時間間隔が、第2のコモンモード空気圧事象の間に複数のピトー管で発生する2つ以上の障害を捕捉するように設定される、項目12に記載の飛行制御システム。
【０１３８】
項目14．第1のコモンモード空気圧事象と第2のコモンモード空気圧事象の両方が高速コモンモード空気圧事象を表す、項目11に記載の飛行制御システム。
【０１３９】
項目15．動圧閾値が、複数のピトー管の大多数に故障が発生したときに測定された動圧に発生する変化率を表す、項目10に記載の飛行制御システム。
【０１４０】
項目16．推定された迎え角閾値が、複数のピトー管の大多数に故障が発生したときの推定された迎え角の変化率を表す、項目10に記載の飛行制御システム。
【０１４１】
項目17．航空機のための飛行制御システムを制御する方法であって、方法が、
コンピューターが、測定された動圧および推定された迎え角を受け取るステップと、
コンピューターが、測定された動圧の変化率を決定するステップと、
測定された動圧の変化率を動圧閾値と比較するステップと、
コンピューターが、推定された迎え角の変化率を決定するステップと、
推定された迎え角の変化率を迎え角閾値と比較するステップと、
測定された動圧の変化率が動圧閾値より小さく、推定された迎え角の変化率が推定された迎え角閾値より大きいと判断したことに応じて、第1のコモンモード空気圧事象が発生したと判断するステップと
を含む、方法。
【０１４２】
項目18．複数のピトー管が全圧を測定するステップをさらに含む、項目17に記載の方法。
【０１４３】
項目19．コンピューターが、複数の圧力値を受け取るステップであって、複数のピトー管の各々が個々の圧力値に対応する、ステップと、
複数の圧力値を互いに比較することによって1つまたは複数の詰まったピトー管の存在を判断するステップであって、詰まった各ピトー管が障害状態である、ステップと、
障害状態を判断したことに応じて、時間間隔にわたって障害状態を延長する時間遅延機能を実行するステップと、
該時間間隔の間に複数のピトー管の大多数が詰まったと判断したことに応じて、第2のコモンモード空気圧事象が発生したと判断するステップと
をさらに含む、項目18に記載の方法。
【０１４４】
項目20．第1のコモンモード空気圧事象が、複数のピトー管の大多数に同時故障が発生していることに基づく同期コモンモード空気圧事象である、項目18に記載の方法。
【０１４５】
本開示の説明は本質的に単なる例示であり、本開示の要旨から逸脱しない変形形態は本開示の範囲内であることが意図されている。そのような変形形態は、本開示の趣旨および範囲からの逸脱と見なされるべきではない。
【符号の説明】
【０１４６】
10  航空機
16  飛行制御モジュール
18  飛行制御システム
20  航空機システム
22  エアデータセンサー
24  迎え角センサー
28  エアデータ制御モジュール
30  推定器制御モジュール
36  CMPE制御モジュール
40  ピトー管
42  外部
44  レードーム
46  機首
50  左側
52  右側
60  迎え角センサー
62  全大気温度（TAT）プローブ
64  静圧口
66  胴体
68  操縦翼面
70  翼
74  ナセル
76  パイロン
78  航空機エンジン
82  インレットカウル
84  前縁
86  後縁
88  前縁スラット
90  後縁フラップ
92  スポイラー
94  上面
96  出力
98  補助翼
99  出力
100  機尾
102  排気口
104  補助動力装置（APU）
106  垂直安定板
108  水平安定板
110  方向舵
112  後縁
114  昇降舵
116  後縁
120  エアデータ参照機能ブロック
122  拡張カルマンフィルター（EKF）制御モジュール
126  コモンモードモニター（CMM）
130  操縦士
140  主飛行制御モジュール
142  自動操縦制御モジュール
144  自動推力調整制御モジュール
145  エンジン推力
146  ディスプレイ
148  システム
150  測定モデル
152  動的制御モジュール
154  カルマンゲインブロック
156  積分器ブロック
158  誤差ブロック
160  乗算器
162  加算器
200  係数サブモジュール
202  推進サブモジュール
204  測定サブモジュール
206  誤差サブモジュール
208  カルマンゲインサブモジュール
210  動的サブモジュール
212  積分サブモジュール
220  係数三次元ルックアップテーブル
222  推進データベース
226  ルックアップテーブル
228  データベース
230  三次元ルックアップテーブル
232  推進データベース
300  CMMが障害を判断するための方法
310  サブルーチンまたは方法
420  迎え角補正モジュール
422  拡張カルマンフィルター（EKF）制御モジュール
426  AOAコモンモードモニター（CMM）
448  システム
450  測定モデル
452  動的制御モジュール
454  カルマンゲインブロック
456  積分器ブロック
458  誤差ブロック
460  乗算器
462  加算器
480  係数サブモジュール
482  推進サブモジュール
484  測定サブモジュール
486  誤差サブモジュール
488  カルマンゲインサブモジュール
490  動的サブモジュール
492  積分サブモジュール
520  係数三次元ルックアップテーブル
526  ルックアップテーブル
528  データベース
530  三次元ルックアップテーブル
570  方法
580  方法
600  第1のCMPE検出器
602  第2のCMPE検出器
610  動圧ウォッシュアウトフィルター
612  迎え角ウォッシュアウトフィルター
614  動圧閾値
616  迎え角閾値
618  動圧比較器
620  迎え角比較器
622  ANDブロック
624  ラッチ
630  SSFDブロック
636  出力信号
638  出力信号
640  出力信号
642  出力信号
648  SSFDブロック
650  クランプ
652  中央値選択器
654  ラッチ
656  出力信号
660  出力信号
700  方法
800  方法
1026  ネットワーク
1030  コンピューターシステム
1032  プロセッサー
1034  メモリ
1036  大容量記憶装置
1038  入出力（I／O）インターフェース
1040  ヒューマンマシンインターフェース（HMI）
1042  外部リソース
1044  データベース
1046  オペレーティングシステム
1048  アプリケーション
1049  データ構造
【図１】
2020093774.tif 000081
【図２】
2020093774.tif 000082
【図３】
2020093774.tif 000083
【図４】
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【図５】
2020093774.tif 000085
【図６】
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【図７】
2020093774.tif 000087
【図８】
2020093774.tif 000088
【図９】
2020093774.tif 000089
【図１０】
2020093774.tif 000090
【図１１】
2020093774.tif 000091
【図１２】
2020093774.tif 000092
【図１３】
2020093774.tif 000093
【図１４】
2020093774.tif 000094
【図１５】
2020093774.tif 000095
【図１６】
2020093774.tif 000096
【図１７】
2020093774.tif 000097
【図１８】
2020093774.tif 000098
【図１９】
2020093774.tif 000099
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月18日(2020.3.18)
【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】
航空機のための飛行制御システムであって、
前記飛行制御システムは、
1つまたは複数のプロセッサーと、
前記1つまたは複数のプロセッサーに結合されたメモリとを含み、
前記メモリは、データと、前記1つまたは複数のプロセッサーによって実行されると、前記飛行制御システムに、
測定された動圧および推定された迎え角を入力として受け取らせ、
前記測定された動圧の変化率を決定させ、
前記測定された動圧の前記変化率を動圧閾値と比較させ、
前記推定された迎え角の変化率を決定させ、
前記推定された迎え角の前記変化率と推定された迎え角閾値を比較させ、
前記測定された動圧の前記変化率が前記動圧閾値より小さく、前記推定された迎え角の前記変化率が前記推定された迎え角閾値より大きいと判断したことに応じて、第1のコモンモード空気圧事象が発生したと判断させる
プログラムコードと、を格納する、
飛行制御システム。
【請求項２】
前記1つまたは複数のプロセッサーと通信する複数のピトー管であって、前記複数のピトー管が、全圧を測定する、複数のピトー管をさらに含む、請求項1に記載の飛行制御システム。
【請求項３】
前記第1のコモンモード空気圧事象が、前記複数のピトー管の大多数に同時故障が発生していることに基づく同期コモンモード空気圧事象である、請求項2に記載の飛行制御システム。
【請求項４】
前記1つまたは複数のプロセッサーが、
複数の圧力値を入力として受け取る命令であって、前記複数のピトー管の各々が個々の圧力値に対応する、命令と、
前記複数の圧力値を互いに比較することによって1つまたは複数の詰まったピトー管の存在を判断する命令であって、詰まった各ピトー管が障害状態である、命令と、
前記障害状態を判断したことに応じて、時間間隔にわたって前記障害状態を延長する時間遅延機能を実行する命令と、
前記時間間隔の間に前記複数のピトー管の大多数が詰まったと判断したことに応じて、第2のコモンモード空気圧事象が発生したと判断する命令とを実行する、請求項1から3のいずれか一項に記載の飛行制御システム。
【請求項５】
前記第2のコモンモード空気圧事象が、前記複数のピトー管が特定の時間間隔の間に互いにずれた時間間隔で故障したときに発生する非同期障害である、請求項4に記載の飛行制御システム。
【請求項６】
前記時間間隔が、前記第2のコモンモード空気圧事象の間に前記複数のピトー管で発生する2つ以上の障害を捕捉するように設定される、請求項4または5に記載の飛行制御システム。
【請求項７】
前記第1のコモンモード空気圧事象と前記第2のコモンモード空気圧事象の両方が高速コモンモード空気圧事象を表す、請求項4から6のいずれか一項に記載の飛行制御システム。
【請求項８】
前記動圧閾値が、前記複数のピトー管の大多数に故障が発生したときの前記測定された動圧の前記変化率を表し、前記推定された迎え角閾値が、前記複数のピトー管の大多数に故障が発生したときの前記推定された迎え角を表す、請求項2から7のいずれか一項に記載の飛行制御システム。
【請求項９】
航空機のための飛行制御システムを制御する方法であって、前記方法が、
コンピューターが、測定された動圧および推定された迎え角を受け取るステップと、
前記コンピューターが、前記測定された動圧の変化率を決定するステップと、
前記測定された動圧の前記変化率を動圧閾値と比較するステップと、
前記コンピューターが、前記推定された迎え角の変化率を決定するステップと、
前記推定された迎え角の前記変化率を迎え角閾値と比較するステップと、
前記測定された動圧の前記変化率が前記動圧閾値より小さく、前記推定された迎え角の前記変化率が前記推定された迎え角閾値より大きいと判断したことに応じて、第1のコモンモード空気圧事象が発生したと判断するステップと
を含む、方法。
【請求項１０】
前記コンピューターが、複数の圧力値を受け取るステップであって、前記複数のピトー管の各々が個々の圧力値に対応する、ステップと、
前記複数の圧力値を互いに比較することによって1つまたは複数の詰まったピトー管の存在を判断するステップであって、詰まった各ピトー管が障害状態である、ステップと、
前記障害状態を判断したことに応じて、時間間隔にわたって前記障害状態を延長する時間遅延機能を実行するステップと、
前記時間間隔の間に前記複数のピトー管の大多数が詰まったと判断したことに応じて、第2のコモンモード空気圧事象が発生したと判断するステップと
をさらに含む、請求項9に記載の方法。
【外国語明細書】
2020093774000001.pdf