(57)【要約】  キャビン圧力制御システムおよび方法は航空機離陸動作中のキャビン加圧を改善する。キャビン圧力制御システムは、キャビン加圧レート限界をキャビン加圧レート誤差に基づいて設定する。キャビン加圧レート誤差は、感知キャビン圧力変化率値（２０９）と所定のキャビン加圧レート値（２２２）との比較から導出される。
2009508761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビン圧力変化率命令を与えるように動作可能なレート命令回路（２０６）と、
所定のキャビン圧力変化率値（２２２）および感知キャビン圧力変化率値（２０９）を受信するように構成され、その受信に応答して、前記所定のキャビン圧力変化率限界値と前記感知キャビン圧力変化率値（２０９）との間の差を表すキャビン加圧レート誤差値を与えるように動作可能な比較器（２１６）と、
前記キャビン圧力変化率命令および前記キャビン加圧レート誤差値を受信するように結合され、その受信に応答して、（ｉ）前記キャビン加圧レート誤差に基づいてキャビン加圧レート限界を設定し、（ｉｉ）前記キャビン加圧レートが前記キャビン加圧レート限界を超えることを防止するために、前記キャビン圧力変化率命令を制限するように動作可能なレートリミッタ（２１２）と、
を含む航空機キャビン加圧レートを制御するための制御装置（１０２）。
【請求項２】
その中に記憶される複数のキャビン加圧レート限界値を有するメモリ（２２４）をさらに含み、前記レートリミッタ（２１２）は前記メモリ（２２４）と通信動作可能であり、前記キャビン加圧レート誤差値に応答して、前記キャビン加圧レート限界を前記メモリ（２２４）に記憶される前記キャビン加圧レート限界値の１つに設定する、請求項１に記載の制御装置（１０２）。
【請求項３】
前記キャビン加圧限界値はキャビン加圧限界対キャビン加圧レート誤差のルックアップテーブル（３０２）として記憶される、請求項２に記載の制御装置（１０２）。
【請求項４】
前記所定のキャビン圧力変化率値（２２２）は前記メモリ（２２４）に記憶される、請求項２に記載の制御装置（１０２）。
【請求項５】
正のキャビン加圧レート誤差値は、前記キャビン加圧レートが前記所定のキャビン圧力変化率値（２２２）よりも大きいことを示し、
負のキャビン加圧レート誤差値は、前記キャビン加圧レートが前記所定のキャビン圧力変化率値（２２２）よりも小さいことを示し、
前記レートリミッタ（２１２）は、負ではないキャビン加圧レート誤差値に対して、前記キャビン加圧レート限界を前記所定のキャビン圧力変化率値（２２２）に設定する、請求項１に記載の制御装置（１０２）。
【請求項６】
前記レートリミッタ（２１２）は、ゼロと所定の負のキャビン加圧レート誤差値との間のそれぞれのキャビン加圧レート誤差値に対して、前記所定のキャビン圧力変化率値（２２２）と最大キャビン圧力変化率値との間で、前記キャビン加圧レート限界を変える、請求項５に記載の制御回路。
【請求項７】
前記レートリミッタ（２１２）は、前記所定の負のキャビン加圧レート誤差値よりもさらに負であるキャビン加圧レート誤差値に対して、前記キャビン加圧レート限界を前記最大キャビン圧力変化率値に設定する、請求項６に記載の制御回路。
【請求項８】
前記所定のキャビン圧力変化率値（２２２）は−３００海水面フィート（−９１．４４海水面メートル）／分（ｓｌｆｐｍ）である、請求項１に記載の制御装置（１０２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
連邦政府支援の研究および開発に関する記述
本発明は、米国空軍によって与えられるＦ３３６５７−０２−Ｃ−２０００の下での政府支援を受けて行われた。政府は本発明において一定の権利を有する。
【０００２】
本発明は航空機キャビン圧力制御に関し、更に詳細には、離陸中のキャビン加圧性能を改善するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
所与の対気速度に対して、航空機は、より低い高度において消費するよりも、より高い高度においてより少ない燃料を消費できる。言い換えれば、航空機は、より低い高度と比較して、より高い高度における飛行においてより効率的である。さらに、悪天候および乱気流は、このような天候または乱気流の上を飛行することによって、ときには回避される。したがって、これらのおよび他の潜在的利点のために、多くの航空機は比較的高い高度において飛行するように設計される。
【０００４】
航空機の高度が、その離陸高度からその「上昇の頂点」または「巡航」高度にまで、高くなるので、航空機の外部の環境大気圧は低下する。したがって、他の方法で制御されない限り、空気は航空機キャビンから漏れ出し、高い高度で所望していない低い圧力まで減圧を引き起こす可能性がある。航空機キャビン内の圧力が低すぎると、航空機の乗客は、人体組織における酸素濃度の欠乏である低酸素症にかかることがある。低酸素症に対する反応は人ごとに異なるが、その影響は一般に、眠気、精神的疲労、頭痛、吐き気、多幸感、および減退する精神的能力を含む。
【０００５】
航空機キャビン圧力はしばしば「キャビン高度」の言葉で参照され、一定の高度において存在する正常大気圧を言う。人が８０００フィート（２４３８．４メートル）の外部で経験するであろう大気圧の等価物よりもキャビン高度が高い場合、低酸素症の徴候が目立つようになることを、学習は示している。したがって、多くの航空機は、特に、キャビン圧力高度を比較的快適な範囲（例えば、ほぼ８０００フィート（約２４３８．４メートル）より下）内に維持するキャビン圧力制御システムを装備し、そしてキャビン高度の除々の変化が乗客の不快感を最小にしている。
【０００６】
いくつかのキャビン圧力制御システムは、離陸前に、滑走路上または滑走路へのタキシング中、または滑走路を滑走する開始時のいずれかに、必要または所望される時に、航空機キャビンの加圧（または航空機キャビンを「降下」させること）を開始することができる制御論理を実施する。この初期キャビン加圧プロセスは、しばしば「キャビン事前加圧」として参照される。キャビン事前加圧プロセスは、実施される場合、好ましくは乗客の不快感を引き起こさないであろう加圧レート（または「降下率」）で開始され、導かれる。航空業界内の各種の基準設定機関は、好ましい加圧レート（または降下率限界）として−３００海水面フィート（−９１．４４海水面メートル）／分（ｓｌｆｐｍ）を確立した。この好適な事前加圧レートを迅速に達成する試みにおいて、多くの現在のキャビン圧力制御システムは、事前決定時間期間の間に不自然に高い加圧レートに対しキャビン加圧レート（降下率限界）を命令する事前加圧制御論理を実現する。
【０００７】
上述のキャビン事前加圧制御論理は一般に安全、堅牢、好ましいキャビン加圧レートを迅速に達成するのに有効であるものの、一定の欠点を示す。たとえば、キャビンレート応答は、潜在的に不快なキャビン加圧レートに導く速度オーバーシュート、または不十分な事前加圧性能に導く速度アンダーシュートのいずれかになることがある。この速度制御の不一致は、飛行ごとの規準で生じ得るキャビン空気流入量および加圧容積などの航空機特性の多様性に伴って、最も顕著になり得る。これらの航空機特性は著しく変動するので、これが不調和な事前加圧性能および顧客の不満へと導く。
【０００８】
したがって、乗客の不快感および／または不満足を引き起こさない速度、および／または航空機特性の多様性に伴って著しく変わらない速度で、航空機キャビンを迅速かつ矛盾なく加圧するようにキャビン加圧レートを制御するキャビン圧力制御システムおよび方法に対する要求がある。本発明は１または複数のこれらの要求に答える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、快適、さらに十分に急速な速度で航空機キャビンを迅速かつ矛盾なく加圧するキャビン圧力制御システムおよび方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施形態において、単に一例として、航空機キャビン加圧レートを制御するための制御装置は、レート命令回路、比較器、およびレートリミッタを含む。レート命令回路は、キャビン圧力変化率命令を与えるように動作可能である。比較器は、所定のキャビン圧力変化率値および感知キャビン圧力変化率値を受信するように構成され、それに応答し、所定のキャビン圧力変化率限界値と感知キャビン圧力変化率値との間の差を表すキャビン加圧レート誤差値を与えるように動作可能である。レートリミッタは、キャビン圧力変化率命令およびキャビン加圧レート誤差値を受信するように結合され、それに応答して、キャビン加圧レート誤差に基づきキャビン加圧レート限界を設定し、キャビン加圧レートがキャビン加圧レート限界を超えることを防止するためにキャビン圧力変化率命令を制限するように動作可能である。
【００１１】
他の例示の実施形態において、航空機キャビン圧力制御システムは、キャビン圧力センサおよび制御装置を含む。キャビン圧力センサは、航空機キャビン圧力を感知し、それを表すキャビン圧力信号を与えるように構成される。制御装置は、キャビン圧力信号および航空機操作モードを表す１または複数の操作モード信号を受信するように結合され、それに応答して、アクチュエータ制御信号を与えるように動作可能である。制御装置は、圧力信号調節回路、レート回路、第１の比較器、レート命令回路、第２の比較器、およびレートリミッタを含む。圧力信号調節回路は、キャビン圧力信号を受信するように結合され、それに応答して、調節されたキャビン圧力信号を与えるように動作可能である。レート回路は、調節されたキャビン圧力信号を受信するように結合され、それに応答して、感知キャビン圧力変化率を表す信号を与えるように動作可能である。第１比較器は、キャビン圧力命令信号および調節されたキャビン圧力信号を受信するように構成され、それに応答して、キャビン圧力命令信号と調節されたキャビン圧力信号との間の差を表すキャビン圧力誤差信号を与えるように動作可能である。レート命令回路は、キャビン圧力誤差信号および１または複数の操作モード信号を受信するように結合され、それに応答して、キャビン圧力変化率命令信号を与えるように動作可能である。第２の比較器は、所定のキャビン圧力変化率限界信号および感知キャビン圧力変化率信号を受信するように構成され、それに応答して、所定のキャビン圧力変化率限界信号と感知キャビン圧力変化率信号との間の差を表すキャビン加圧レート誤差信号を与えるように動作可能である。レートリミッタは、キャビン圧力変化率命令信号およびキャビン加圧レート誤差信号を受信するように結合され、それに応答して、キャビン加圧レート誤差信号に基づきキャビン加圧レート限界を設定し、キャビン加圧レートがキャビン加圧レート限界を超えることを防止するためにキャビン圧力変化率命令信号を制限するように動作可能である。
【００１２】
さらに別の例示の実施形態において、航空機キャビン加圧レートを制御する方法は、キャビン加圧レート誤差値を決定するために、所定のキャビン加圧レート値と実際のキャビン加圧レート値とを比較するステップを含む。キャビン加圧レート限界はキャビン加圧レート誤差に基づいて設定され、キャビン加圧レートはキャビン加圧レート限界を超えることを防止される。
【００１３】
好ましいキャビン圧力制御システムおよび方法の他の独立した特徴および利点は、例として、本発明の原理を例示する添付の図面と併せて参照される、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
説明を進める前に、以下の詳細な説明は、実際は単に例示であり、本発明をまたは本発明の応用および使用を限定することを意図していないことが理解されるべきである。さらに、前述の背景技術または以下の詳細な説明において提示される如何なる理論によっても拘束されることを意図していない。
【００１５】
次に図１を参照すると、例示の航空機キャビン圧力制御システム１００の機能ブロック図、および一定の他の航空機システムに対しその相互接続が示されている。図示される実施形態では、システム１００は制御装置１０２およびアウトフローバルブ１０４を含む。図示されないが、システム１００は、１または複数の過剰圧力リリーフバルブ、および１または複数の負力リリーフバルブを付加的に含んでもよいことが理解される。これらのバルブは典型的には、航空機キャビン圧力制御システムの部分として含まれるが、説明および図示の明確さおよび容易さのために図示せずに、本明細書ではこれ以上説明されていない。さらに、システム１００の説明を進める前に、図示される実施形態は単に例示であり、システム１００は、２以上の独立した制御装置１０２、および２以上のアウトフローバルブ１０４を用いて実現できることに留意されたい。
【００１６】
制御装置１０２は、計器および制御回路１０６そしてバルブ制御回路１０８を含む。計器および制御回路１０６は、複数のセンサおよび他の信号源からの信号を受信するように結合される。図示される実施形態では、センサはキャビン圧力センサ１１２およびキャビン温度センサ１１４を含む。本明細書で図示され、説明されるセンサ１１２、１１４は単に例示であり、システム１００は追加のまたは異なる型のセンサを用いて実現できることが理解される。たとえば、システム１００は、１もしくは複数の大気圧センサおよび／または１もしくは複数のキャビンと大気との差圧センサを付加的に含むことができる。
【００１７】
キャビン圧力センサ１１２は、絶対キャビン圧力を感知するように配置かつ構成され、好ましくは、多くの型のアナログ圧力センサの任意の１つとして実現される。適切なアナログ圧力センサのいくつかの制限されない例は、各種の半導体ダイヤフラム圧力センサ、各種の容量圧力センサ、各種の光学センサ、および各種の磁気センサを含む。しかしながら、特定の好適な実施形態では、キャビン圧力センサ１１２は圧電歪ゲージセンサとして実現される。
【００１８】
キャビン温度センサ１１４は、キャビン温度を感知するように配置かつ構成され、また好ましくは、多くの型のアナログ温度センサの任意の１つとしても実現される。適切な温度センサのいくつかの限定されない例は、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）、熱電対、および各種の型の光学式温度センサを含む。特定の好適な実施形態では、キャビン温度センサ１１４はＲＴＤとして実現される。温度センサ１１４は、いくつかの実施形態では除去されてもよいことが理解されよう。しかし、キャビン温度センサ１１４は、含まれるときに、周囲の温度変化に対してキャビン圧力センサ１１２によって感知される絶対圧力値を訂正するために使用される。
【００１９】
計器および制御回路１０６はまた、例えば、ＡＲＩＮＣ−４２９、アナログ、および／または離散入力／出力信号を介して、航空機用アビオニクス・スイート１１６と通信し、そして信号を受信する。センサ１１２、１１４から与えられる信号と同様に、アビオニクス・スイート１１６から受信される信号に基づいて、計器および制御回路１０６は、所望の（または命令された）キャビン圧力命令、実際の（または感知される）キャビン圧力、所望の（または命令された）キャビン圧力変化率、実際の（または感知される）キャビン圧力変化率、温度訂正されるキャビン圧力を計算し、適切な作動制御信号をバルブ制御回路１０８へ供給し、各種の警報、表示、警告、および／または制御信号を付加的に与える。
【００２０】
バルブ制御回路１０８は、計器および制御回路１０６から与えられる作動制御信号を受信する。好ましくは速度またはデューティサイクル命令情報および方向情報を含む、作動制御信号に応答し、バルブ制御回路１０８はバルブ命令信号をアウトフローバルブ１０４へ供給し、それによってアウトフローバルブ１０４の位置を制御し、それによってキャビン圧力を制御する。
【００２１】
アウトフローバルブ１０４は、好ましくは航空機隔壁１１８上に取り付けられ、バルブ本体１２２、バルブ要素１２４、およびバルブアクチュエータ１２６を含む。アウトフローバルブ１０４が航空機隔壁１１８上に取り付けられる場合、フローパッセージ１２８が航空機キャビン１３２と外部大気１３４とを流体通過するように、バルブ本体１２２は、それを通り延びるフローパッセージ１２８を有する。バルブ要素１２４は、バルブ本体１２２上に移動可能に取り付けられ、フローパッセージ１２８へ延びる。バルブ要素１２４は、航空機キャビン１３２と外部大気１３４とで流体通過する開位置と、航空機キャビン１３２が外部大気から密封される閉位置との間で移動可能である。
【００２２】
バルブアクチュエータ１２６はバルブ要素１２４に結合され、バルブ要素１２４を命令された位置へ位置決めし、それによってキャビン圧力を制御する。そうするために、バルブアクチュエータ１２６は、バルブ制御回路１０８によって与えられるバルブ命令信号を受信するように結合される。与えられるバルブ命令信号に応答して、バルブアクチュエータ１２６は、バルブ要素１２４を命令された位置へ移動する。バルブアクチュエータ１２６は、多くの型のアクチュエータの任意の１つとして実現できることが理解されるが、図示の実施形態では、バルブアクチュエータ１２６はモータ１３６および適切な歯車列１３８を用いて実現されている。
【００２３】
図２を参照すると、計器および制御回路１０６の部分がさらに詳細に説明されている。図２が例示するように、計器および制御回路１０６は、少なくとも図示の実施形態では、圧力信号調節回路２０２、キャビン圧力命令回路２０４、レート命令回路２０６、レート回路２０８、およびレートリミッタ２１２を含む。圧力信号調節回路２０２は、キャビン圧力センサ１１２によって与えられる圧力信号を受信し、その圧力信号を適切に調節し、かつフィルタし、感知キャビン圧力信号２０３を第１の比較器２１４へおよびレート回路２０８へ与える。圧力信号調節回路２０２は、多くの回路トポロジーの任意の１つを用いて実現されてもよく、多くの型の回路の任意の１つを含んでもよいことが理解されよう。たとえば、圧力信号調節回路２０２は、適切なものとして、フィルタ、勾配およびオフセット補償回路を持つ増幅回路を含んでもよく、感知キャビン圧力（Ｐｃ）に比例するアナログキャビン圧力信号を与える。圧力信号調節回路２０２は、適切なものとして、従来の方法において、アナログキャビン圧力信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングし、アナログキャビン圧力信号を表すデジタルキャビン圧力信号を与える、アナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ）回路を付加的に含んでもよい。
【００２４】
キャビン圧力命令回路２０４は、アビオニクス・スイート１１６から与えられる１または複数の信号を受信するように結合され、キャビン圧力および温度センサ１１２、１１４を含む、１または複数のセンサから与えられる信号を付加的に受信してもよい。アビオニクス・スイート１１６からの信号および１または複数のセンサ信号は航空機の操作モードを表す。受信される信号に対応して、キャビン圧力命令回路２０４は航空機操作モードを決定し、決定された操作モードに基づいて、目標キャビン圧力を付加的に決定する。キャビン圧力命令回路２０４は順に、決定された目標キャビン圧力を表すキャビン圧力命令信号２０５を第１の比較器２１４へ与える。キャビン圧力命令回路２０４はまた、目標キャビン圧力を決定するためにおよび圧力命令信号２０５を与えるために、多くの回路トポロジーの任意の１つを使用して実現されてもよく、多くの型の回路の任意の１つを含んでもよいことが理解されよう。たとえば、キャビン圧力命令回路２０４は、１または複数のアナログ回路あるいは１または複数のデジタル回路を使用して実現されてもよい。好ましくは、キャビン圧力命令回路２０４はデジタル的に実施される。
【００２５】
第１の比較器２１４は、上述のように、信号調節回路２０２から感知キャビン圧力信号２０３を、そしてキャビン圧力命令回路２０４からキャビン圧力命令信号２０５を共に受信する。これらの信号２０３、２０５に応答して、第１の比較器２１４は、感知される（または実際の）キャビン圧力と命令されるキャビン圧力との間の差を表すキャビン圧力誤差信号２１５を与える。キャビン圧力誤差信号２１５は順に、キャビンレート命令回路２０６へ与えられ、これはキャビン圧力変化率命令信号２０７を生成し、そのキャビン圧力変化率命令信号をレートリミッタ２１２へ与える。
【００２６】
また上述されたように、圧力信号調節回路２０２は、感知キャビン圧力信号２０３をレート回路２０８へ付加的に与える。レート回路２０８は、感知キャビン圧力信号２０３を受信すると、感知キャビン圧力変化率を決定し、それを表す感知（または実際の）キャビン圧力変化率信号２０９を第２の比較器２１６および第３の比較器２１８へ与える。レート回路２０８は、キャビン圧力変化率を決定するために、多数の回路トポロジーの任意の１つを使用して実現されてもよく、多数の型の回路の任意の１つを含んでもよい。たとえば、レート回路２０８は、１または複数のアナログフィルタ回路あるいは１または複数のデジタルフィルタ回路を使用して実現されてもよい。好ましくは、レート回路２０８は、デジタルフィルタ回路を実現することによって、キャビン圧力変化率を決定する。
【００２７】
第２の比較器２１６は、感知キャビン圧力変化率信号２０９を受信することに加え、所定のキャビン圧力変化率限界２２２を表す信号もまた受信する。それに応じて、第２の比較器２１６は、感知キャビン圧力変化率と所定のキャビン圧力変化率限界との間の差を表すキャビン加圧レート誤差信号２１７を与える。所定のキャビン圧力変化率限界２２２はメモリ２２４に記憶されるのが好ましく、多数の値の任意の１つに設定されてもよい。しかしながら、特定の好適な実施形態では、所定のキャビン圧力変化率限界は−３００海水面フィート（−９１．４４海水面メートル）／分（ｓｌｆｐｍ）に設定され、これは、上述のように、好ましい航空機キャビン加圧レートとして一般に受け入れられる。たとえ所定のキャビン圧力変化率限界２２２が設定される値が特定の値であっても、第２の比較器２１６から出力されるキャビン加圧レート誤差信号２１７はレートリミッタ２１２へ与えられる。
【００２８】
レートリミッタ２１２は、キャビン加圧レートが上昇率限界２２６および降下率限界２２８を超えることを防止する。そうするために、レートリミッタ２１２は、レート命令回路２０６から与えられるキャビン圧力変化率命令信号２０７を、上昇率限界２２６と降下率限界２２８との間の値に制限する。さらに明確には、もしキャビン圧力変化率命令信号２０７が上昇率限界２２６と降下率限界２２８との間にあれば、レートリミッタ２１２はキャビン圧力変化率命令信号２０７を制限しない。しかしながら、もしキャビン圧力変化率命令信号２０７が上昇率限界２２６と降下率限界２２８との間になければ、そのときには、レートリミッタ２１２は、キャビン圧力変化率命令信号２０７を超過されている特定のレート限界２２６、２２８に等しく設定するであろう。以下でさらに詳細に説明されるように、キャビン加圧レート限界に対応する少なくとも降下率限界２２８は、第２の比較器２１６から与えられるキャビン加圧レート誤差信号２１７に基づいて設定される。しかしながら、そうする前に、図２で示されるその他の回路が説明されるであろう。
【００２９】
第３の比較器２１８は、上述のようにおよび図２で示されるように、レートリミッタ２１２から与えられるキャビン圧力変化率命令信号２１３およびレート回路２０８から与えられる感知キャビン圧力変化率信号２０９を受信する。それに応じて、第３の比較器は、第１および第２の比較器２１４、２１６によって実現される機能に似て、命令されるキャビン圧力変化率と感知（実際の）キャビン圧力変化率との間の差を表すキャビンレート命令誤差信号２１９を制御器回路２３２へ与える。制御器回路２３２は、キャビンレート命令誤差信号２１９に応答して、上述の作動制御信号を生成する。作動制御信号は順にバルブ制御回路１０８へ供給され、これは上述のバルブ命令信号を生成し、アウトフローバルブ１０４へ与える。
【００３０】
上述のように、レートリミッタ２１２内の降下率限界２２８は、第２の比較器２１６から与えられるキャビン加圧レート誤差信号２１７に基づいて設定される。この機能性のさらに詳細な説明が次に提供されるであろう。図３でさらに明瞭に示されるように、降下率限界２２８は、メモリ２２４に記憶される加圧レートルックアップテーブル３０２から選択されるキャビン加圧レート限界値に設定される。さらに明確には、加圧レートルックアップテーブル３０２は複数のキャビン加圧レート限界値を含む。第２の比較器２１６から与えられるキャビン加圧レート誤差信号２１７に基づいて、レートリミッタ２１２は、特定のキャビン加圧レート限界値をルックアップテーブル３０２から選択し、降下率限界２２８をその選択される値に設定する。加圧レートルックアップテーブル３０２は、所定のレート値２２２と同じメモリ２２４に記憶されるとして図示するが、これは単に例示であることが理解されよう。別法の実施形態では、加圧レートルックアップテーブル３０２および所定のレート値２２２は異なるメモリに記憶できる。さらに、加圧レートルックアップテーブル３０２は、レートリミッタ２１２に、または図示されかつ本明細書で説明される他の回路の任意の１つに記憶できる。
【００３１】
特定の物理的位置の変化に加えて、ルックアップテーブル３０２に記憶されるキャビン加圧レート限界値の特定の値もまた変化してもよく、多くのプロセスの任意の１つに従って選択されてもよい。しかし、図示の実施形態では、記憶されるキャビン加圧レート限界値は、図４で示される関数４００のような、降下率限界対キャビン加圧レート誤差関数から導出される。図示の関数４００に従って、降下率限界（またはキャビン加圧レート限界）２２８は、キャビン加圧レート誤差が負でない時には、所定のキャビン圧力変化率値２２２に設定され、キャビン加圧レート誤差が負値であるときには、所定のキャビン圧力変化率値２２２と最大キャビン圧力変化率値４０２との間の値に設定される。さらに明確には、降下率限界２２８は、ゼロと所定の負のキャビン加圧レート誤差値４０４との間のそれぞれのキャビン加圧レート誤差に対して、所定のキャビン圧力変化率値２２２と最大キャビン圧力変化率値４０２との間で、好ましくは線形に変化する値に設定される。所定の負のキャビン加圧レート誤差値４０４よりもさらに負であるキャビン加圧レート誤差値に対しては、降下率限界２２８は最大キャビン圧力変化率値４０２に設定される。
【００３２】
さらに進む前に、正のキャビン加圧レート誤差値は、感知キャビン加圧レートが所定のキャビン圧力変化率値よりも大きいことを示しており、負のキャビン加圧レート誤差値は、感知キャビン加圧レートが所定のキャビン圧力変化率値よりも小さいことを示していることに留意されたい。図４で示される関数４００および値は、キャビン圧力制御システム１００が取り付けられる特定の航空機の単なる例示であり、特定の関数および値はシステムごとにおよび航空機ごとに変化してもよいことがさらに理解されよう。
【００３３】
本明細書で説明されるキャビン圧力制御システム１００については、降下率限界２２８を所定の時間の間不自然に低い値に設定するよりもむしろ、降下率限界２２８は、感知キャビン加圧レートと好ましいキャビン加圧レートとの間の差に基づいて設定される。結果として、キャビン圧力制御システム１００は、キャビン容積および流入量の変化があっても、航空機の離陸中のキャビン圧力を所定のキャビン圧力変化率値２２２に迅速に到達させ、その値に維持する。
【００３４】
この支援を受け、次に図５の参照がなされるべきであり、これは、従来技術のシステムと本発明の一実施形態を実現するシステム、複数のキャビン容積および流入量に対する複数のプロットを含む、キャビン加圧レート対時間のグラフを図示する。特に、第１および第２のプロット５０２、５０４は従来技術のシステムの応答を示し、第３および第４のプロット５０６、５０８は本発明の一実施形態を実現するシステムの応答を示す。さらに明確には、第１のプロット５０２は、比較的大きいキャビン容積および比較的低い流入量を持つ航空機に対する従来技術のシステムの応答を示し、第２のプロット５０４は、比較的小さいキャビン容積および比較的高い流入量を持つ航空機に対する従来技術のシステムの応答を示す。同様に、第３のプロット５０６は、比較的大きいキャビン容積および比較的低い流入量を持つ航空機に対する本発明を実現するシステムの応答を示し、第４のプロット５０８は、比較的小さいキャビン容積および比較的高い流入量を持つ航空機に対するこの同じシステムの応答を示す。これらのプロットが示すように、従来技術のシステムは、キャビン容積および流入量の変化に起因する、不十分な加圧レート（５０２）または加圧レートオーバーシュート（５０４）のどちらかによって特徴づけられるが、一方、本発明を実施するシステムは、キャビン容積および流入量の変化にもかかわらず、比較的安定した再現性のある加圧レート（５０６、５０８）によって特徴づけられる。
【００３５】
キャビン圧力制御システム１００は、そうすることで実際の離陸前に余分な時間を提供するので、航空機離陸の地上走行段階中に所定のキャビン圧力変化率値で航空機キャビンを事前加圧するように構成できる。しかし、追加の入力制御信号が必要とされ、これは全体のシステム構成を複雑にすることが理解されよう。さらに、航空機が地上走行段階中に排気される必要があるという、ありそうもないイベントにおいては、加圧されたキャビンを減圧するために追加の時間が必要とされるであろう。したがって、システム１００は、離陸滑走中に本明細書で説明されるキャビン事前加圧プロセスを開始するように構成されることが好ましい。
【００３６】
本発明は、好適な実施形態を参照して説明されてきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更がなされてもよく、均等物がその要素の代わりに用いられてもよいことが当業者には理解されよう。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、本発明の教示に応じて、特定の状況または材料に適合するように、多くの変更形態がなされてもよい。したがって、本発明は、本発明を実施するために考慮される最良の形態として開示される特定の実施形態に限定されず、本発明は、添付の特許請求の範囲内に入る全ての実施形態を含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態による、航空機キャビン圧力制御システムの機能ブロック図である。
【図２】図１のシステム内に含まれてもよい計器および制御回路の部分の機能ブロック図である。
【図３】図２で示される回路の部分のさらに詳細な機能ブロック図である。
【図４】図２および３の回路を実現するために使用されてもよい、降下率限界対キャビン加圧レート誤差のグラフである。
【図５】従来技術のシステムおよび本発明の一実施形態を実施するシステムに対する応答を示す、キャビン加圧レート対時間のグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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