(57)【要約】      （修正有）【課題】作動性、保守性が良好な航空機内の窓の加熱を制御するためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】加熱要素２０２に電流を供給するための窓加熱システム２００は、第１のセンサ、第２のセンサ及び第１のセンサと第２のセンサの状態を特定するように構成されたセンサ選択モジュール２１０を含む。センサ選択モジュール２１０は、第１のセンサに関連付けられ且つ第１のセンサの条件が満たされているか否かを判定するように構成された、第１のコンパレータを含む。窓加熱システムは、第１のコンパレータが第１のセンサの条件が満たされていないと判定したときに、第２のセンサに基づいて加熱要素への電流を制御するように構成されたコントローラ２０８も含む。【選択図】図２
2019131164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱要素（２０２）に電流を供給するための窓加熱システム（２００）であって、
第１のセンサ（２１８）、
第２のセンサ（２２０）、
少なくとも前記第１のセンサの状態を特定するように構成されたセンサ選択モジュール（２１０）であって、前記第１のセンサに関連付けられ且つ前記第１のセンサの条件が満たされているか否かを判定するように構成された第１のコンパレータ（２３４）を備えた、センサ選択モジュール（２１０）、及び
前記第１のコンパレータが前記第１のセンサの前記条件が満たされていないと判定したときに、前記第２のセンサに基づいて前記加熱要素への電流を制御するように構成された、コントローラ（２０８）を備える、窓加熱システム（２００）。
【請求項２】
前記センサ選択モジュール（２１０）が、前記第２のセンサ（２２０）に関連付けられ且つ前記第２のセンサの条件が満たされているか否かを判定するように構成された第２のコンパレータ（２３６）を備える、請求項１に記載の窓加熱システム（２００）。
【請求項３】
前記コントローラ（２０８）は、前記第１のコンパレータ（２３４）と第２のコンパレータ（２３６）が、前記第１のセンサ（２１８）と前記第２のセンサ（２２０）の条件が満たされていないと判定したときに、公称電流を前記加熱要素（２０２）に供給するように構成されている、請求項１又は２に記載の窓加熱システム（２００）。
【請求項４】
前記センサ選択モジュール（２１０）が、前記第１のセンサ（２１８）と電源（２１６）との間に電気的に接続された第１の組の電流センサ（２２６ａと２２６ｂ）を備え、前記条件が、前記第１の組の電流センサの間において、感知された前記第１のセンサを流れる電流の差異が所定の範囲内にあることを含み、
前記センサ選択モジュールが、前記第２のセンサ（２２０）と電源との間に電気的に接続された第２の組の電流センサ（２３０ａと２３０ｂ）を備え、前記第２のセンサの条件が、前記第２の組の電流センサの間において、感知された前記第２のセンサを流れる電流の差異が所定の範囲内にあることを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の窓加熱システム（２００）。
【請求項５】
前記センサ選択モジュール（２１０）が、前記第１のセンサ（２１８）と電源（２１６）との間に電気的に接続された第１の組の電流センサ（２２６ａと２２６ｂ）を備え、前記条件が、前記第１の組の電流センサの間において、感知された前記第１のセンサを流れる電流の差異が所定の範囲内にあることを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の窓加熱システム（２００）。
【請求項６】
前記センサ選択モジュール（２１０）が、前記第１のセンサ（２１８）が所定の抵抗範囲内で動作しているか否かを判定するように構成された電力・モニタリングユニット（２２２）を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の窓加熱システム（２００）。
【請求項７】
前記コントローラ（２０８）は、前記電力・モニタリングユニット（２２２）が、前記第１のセンサ（２２０）が前記所定の抵抗範囲内で動作していないと判定したときに、前記第２のセンサ（２２０）に基づいて前記加熱要素（２０２）への電流を制御するように構成されている、請求項６に記載の窓加熱システム（２００）。
【請求項８】
前記電力・モニタリングユニット（２２２）が、前記第２のセンサ（２２０）が所定の抵抗範囲内で動作しているか否かを判定するように構成され、前記コントローラ（２０８）は、前記第１のセンサ（２１８）と前記第２のセンサが前記所定の抵抗範囲内で動作していないときに、公称電流を前記加熱要素（２０２）に供給するように構成されている、請求項６に記載の窓加熱システム（２００）。
【請求項９】
請求項１に記載の窓加熱システム（２００）を含む、航空機窓（１２２）のための加熱システムであって、更に、
航空機窓（１２２）の近傍に配置された第１のセンサ（２１８）であって、前記航空機窓の温度変化に応じて変動する抵抗を有する第１のセンサ（２１８）、
第１の組の電流センサ（２２６ａと２２６ｂ）が前記航空機窓（１２２）の近傍の前記第１のセンサと直列になるように、第１の組の電源接続（２２８ａと２２８ｂ）と前記第１のセンサとの間にそれぞれ配置された第１の組の電流センサ（２２６ａと２２６ｂ）、
前記第１の組の電流センサの間の差異が所定量の範囲内である場合にマッチング出力を提供する第１のコンパレータ（２３４）、
前記航空機窓の近傍に配置された第２のセンサ（２２０）であって、前記航空機窓の温度変化に応じて変動する抵抗を有する第２のセンサ（２２０）、
第２の組の電流センサ（２３０ａと２３０ｂ）が前記航空機窓（１２２）の近傍の前記第２のセンサと直列になるように、第２の組の電源接続（２３２ａと２３２ｂ）と前記第２のセンサとの間にそれぞれ配置された第２の組の電流センサ（２３０ａと２３０ｂ）、
前記第２の組の電流センサの間の差異が所定量の範囲内である場合にマッチング出力を提供する第２のコンパレータ（２３６）、及び
前記航空機窓に配置された加熱要素（２０２）を制御するために、前記第１のコンパレータと前記第２のコンパレータに通じているコントローラ（２０８）を備え、
前記第１のコンパレータがマッチング出力を提供する場合に、前記第１のセンサに基づいて前記加熱要素への電流レベルを制御し、前記第１のコンパレータがマッチング出力を提供せず且つ前記第２のコンパレータがマッチング出力を提供する場合に、前記第２のセンサに基づいて前記加熱要素への電流レベルを制御し、前記第１のコンパレータと前記第２のコンパレータの両方がマッチング出力を提供しない場合に、公称電流を前記加熱要素に供給するように、前記コントローラが構成されている、ことを特徴とする、航空機窓（１２２）のための加熱システム。
【請求項１０】
前記第１のセンサ（２１８）が所定の抵抗範囲内で動作しているか否かを判定するように構成された電力・モニタリングユニット（２２２）を更に備え、前記コントローラ（２０８）は、前記電力・モニタリングユニットが前記第１のセンサが前記所定の抵抗範囲内で動作していないと判定したときに、前記第２のセンサ（２２０）に基づいて前記加熱要素（２０２）への電流を制御するように構成されており、前記電力・モニタリングユニット（２２２）が、前記第２のセンサ（２２０）が所定の抵抗範囲内で動作しているか否かを判定するように構成されており、前記コントローラ（２０８）は、前記第１のセンサ（２１８）と前記第２のセンサが前記所定の抵抗範囲内で動作していないときに、公称電流を前記加熱要素（２０２）に供給するように構成されている、請求項９に記載の航空機窓（１２２）のための加熱システム。
【請求項１１】
窓加熱システム（２００）内の窓（１２２）に熱を供給するための加熱要素（２０２）への電流を制御する方法（４００）であって、
第１のセンサ（２１８）を用いて前記窓の抵抗値を測定すること（４０２）、
第２のセンサ（２２０）を用いて前記窓の抵抗値を測定すること（４０４）、
前記第１のセンサに関連付けられた第１のコンパレータ（２３４）を使用して前記第１のセンサの状態を特定して（４０６）、前記第１のセンサの条件が満たされているか否かを判定すること、
前記第２のセンサに関連付けられた第２のコンパレータ（２３６）を使用して前記第２のセンサの状態を特定して（４０８）、前記第２のセンサの条件が満たされているか否かを判定すること、
前記第１のコンパレータが前記第１のセンサの前記条件が満たされていると判定したときに、前記第１のセンサの前記抵抗値に基づいて前記加熱要素への電流フローを制御すること（４１０）、
前記第１のコンパレータが前記第１のセンサの前記条件が満たされていないと判定したとき、且つ、前記第２のコンパレータが前記第２のセンサの前記条件が満たされていると判定したときに、前記第２のセンサの前記抵抗値に基づいて前記加熱要素への電流フローを制御すること（４１２）、及び
前記第１のコンパレータと前記第２のコンパレータが、前記第１のセンサと前記第２のセンサの前記条件が満たされていないと判定したときに、公称量の電流フローを前記加熱要素に供給すること（４１４）を含む、方法（４００）。
【請求項１２】
前記第１のコンパレータ（２３４）を使用して前記第１のセンサ（２１８）の状態を特定すること（４０６）が、前記第１のセンサの両側に直列で接続された第１の組の電流センサ（２２６ａと２２６ｂ）の感知された電流値を比較することを含み、前記第２のコンパレータ（２３６）を使用して前記第２のセンサ（２２０）の状態を特定すること（４０８）が、前記第２のセンサの両側に直列で接続された第２の組の電流センサ（２３０ａと２３０ｂ）の感知された電流値を比較することを含む、請求項１１に記載の方法（４００）。
【請求項１３】
前記公称量の電流フローを供給すること（４１４）は、前記第１のコンパレータ（２３４）と前記第２のコンパレータ（２３６）が、前記第１の組の電流センサ（２２６ａと２２６ｂ）の前記感知された電流値と前記第２の組の電流センサ（２３０ａと２３０ｂ）の前記感知された電流値に基づいて、前記第１のセンサ（２１８）と前記第２のセンサ（２２０）の前記条件が満たされていないと判定したときに、前記公称量の電流フローを前記加熱要素（２０２）に供給することを含む、請求項１２に記載の方法（４００）。
【請求項１４】
第１の組の電流センサ（２２６ａと２２６ｂ）の間において、感知された前記第１のセンサを流れる電流の差異が所定の範囲内にあるときに、前記第１のセンサ（２１８）の前記条件が満たされており、第２の組の電流センサ（２３０ａと２３０ｂ）の間において、感知された前記第２のセンサを流れる電流の差異が所定の範囲内にあるときに、前記第２のセンサ（２２０）の前記条件が満たされている、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法（４００）。
【請求項１５】
前記第１のセンサ（２１８）が所定の抵抗範囲内で動作しているか否かを判定することと、
前記第２のセンサ（２２０）が所定の抵抗範囲内で動作しているか否かを判定することとを更に含み、
前記第２のセンサ（２２０）の前記抵抗値に基づいて前記加熱要素（２０２）への電流フローを制御すること（４１２）が、
ａ）前記第１のコンパレータ（２３４）が前記第１のセンサ（２１８）の前記条件が満たされていないと判定したとき、又は
ｂ）前記第１のセンサが前記所定の抵抗範囲内で動作していないとき、且つ
ｃ）前記第２のコンパレータ（２３６）が前記第２のセンサの前記条件が満たされていると判定したとき、且つ
ｄ）前記第２のセンサが前記所定の抵抗範囲内で動作しているときに、前記第２のセンサの前記抵抗値に基づいて前記加熱要素への電流フローを制御することを含む、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法（４００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は、民間航空機に関する。より具体的には、本開示の実施形態は、航空機内の窓の加熱を制御するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも幾つかの既知の民間航空機は、特に、操縦室内の窓上の氷の形成を妨げるために、窓に熱を供給する窓加熱システムを含む。幾つかのそのような加熱システムは、２つの温度センサ、すなわち、主要な温度センサと２次的な温度センサを含む。それらは、センサに亘る抵抗の変化として温度を測定する。少なくとも幾つかの既知の窓加熱システムでは、当該システムが主要なセンサのエラーを疑ったことを原因として、ユーザが温度センサを切り替えることを望むときに、ユーザは、加熱システムの電力供給を止め、その後、センサの間で切り替えを行うために加熱システムの電力供給を元に戻す。そのようなシステムの再開は、時間がかかり、窓上に氷が形成されることをもたらし得る。
【０００３】
更に、少なくとも幾つかの既知の窓加熱システムでは、窓に湿気が入ることがあり、温度センサのうちの一方に部分的な短絡がもたらされ得る。部分的な短絡は、センサに亘る抵抗の低減をもたらす。センサは、誤った温度減少の信号を加熱システムに送り、少なくとも幾つかの既知の加熱システムは、加熱要素に更なる電力を供給して、窓の温度を増加させることをもたらし得る。しかし、部分的な短絡によって抵抗の減少がもたらされたのであって、温度が減少していない場合には、加熱要素によって供給される更なる熱は窓の耐用年数を短くし得る。
【０００４】
更に、少なくとも幾つかの既知の窓加熱システムでは、温度センサのうちの一方で故障が検出されたときに、加熱システムが、シャットダウンし加熱要素への電流フローを打ち切る。そのようなシャットダウンは、故障の原因を究明するために加熱システムの手動の取り調べを必要とする。その取り調べは、もう一方の温度センサに切り替えるためにシステムを再開させ得るか、又は窓及び窓加熱制御システムの交換をもたらし得る。そのような手動の取り調べは、時間がかかり、航空機に関連する保守及び作業コストを増大させ得る。
【発明の概要】
【０００５】
一態様では、加熱要素に電流を供給するための窓加熱システムが提供される。窓加熱システムは、第１のセンサ、第２のセンサ、及び第１のセンサと第２のセンサの状態を特定するように構成されたセンサ選択モジュールを含む。センサ選択モジュールは、第１のセンサに関連付けられ且つ第１のセンサの条件が満たされているか否かを判定するように構成された、第１のコンパレータを含む。窓加熱システムは、第１のコンパレータが第１のセンサの条件が満たされていないと判定したときに、第２のセンサに基づいて加熱要素への電流を制御するように構成されたコントローラも含む。
【０００６】
更なる別の一態様では、航空機窓加熱システムが提供される。航空機窓加熱システムは、航空機窓の近傍に配置された第１のセンサであって、窓の温度変化に応じて変動する抵抗を含む第１のセンサを含む。航空機窓加熱システムは、第１のセンサと直列になるように第１の組の電源接続と第１のセンサとの間にそれぞれ配置された第１の組の電流センサも含む。第１のコンパレータは、第１の組の電流センサの間の差異が所定量の範囲内にある場合に、マッチング出力を提供する。航空機窓加熱システムは、航空機窓の近傍に配置された第２のセンサであって、窓の温度変化に応じて変動する抵抗を含む第２のセンサを更に含む。第２の組の電流センサが、第２のセンサと直列になるように第２の組の電源接続と第２のセンサとの間にそれぞれ配置される。第２のコンパレータは、第２の組の電流センサによって感知された電流レベルの間の差異が所定量の範囲内にある場合に、マッチング出力を提供する。航空機窓加熱システムは、航空機窓に配置された加熱要素を制御するために、第１のコンパレータと第２のコンパレータに通じているコントローラを更に含む。コントローラは、第１のコンパレータがマッチング出力を提供する場合に、第１のセンサに基づいて加熱要素への電流レベルを制御し、第１のコンパレータがマッチング出力を提供せず且つ第２のコンパレータがマッチング出力を提供する場合に、第２のセンサに基づいて加熱要素への電流レベルを制御し、第１のコンバータと第２のコンパレータが両方ともマッチング出力を提供しない場合に、公称電流を加熱要素に供給するように構成されている。
【０００７】
更なる別の一態様では、窓加熱システム内の加熱要素への電流を制御する方法が提供される。該方法は、第１のセンサを用いて窓の抵抗値を測定すること、及び、第２のセンサを用いて窓の抵抗値を測定することを含む。該方法は、第１のセンサに関連付けられた第１のコンパレータを使用して第１のセンサの状態を特定して、第１のセンサの条件が満たされているか否かを判定すること、及び、第２のセンサに関連付けられた第２のコンパレータを使用して第２のセンサの状態を特定して、第２のセンサの条件が満たされているか否かを判定することも含む。第１のコンパレータが第１のセンサの条件が満たされていると判定したときに、加熱要素への電流フローは、第１のセンサの抵抗値に基づいて制御される。該方法は、第１のコンパレータが第１のセンサの条件が満たされていないと判定し、且つ、第２のコンパレータが第２のセンサの条件が満たされていると判定したときに、第２のセンサの抵抗値に基づいて加熱要素への電流フローを制御することも含む。更に、第１のコンパレータと第２のコンパレータが、第１のセンサと第２のセンサの条件が満たされていないと判定したときに、公称量の電流フローが加熱要素に供給される。
【０００８】
前述の特徴、機能及び利点は、様々な実施形態において個別に実現可能であるか、又は以下の説明及び図面を参照して更なる詳細が理解され得る、更に別の実施形態において組み合わされ得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】航空機の斜視図である。
【図２】図１で示された航空機上で使用され得る窓加熱制御システムのブロック図である。
【図３】図２で示された窓加熱制御システムのより詳細なブロック図である。
【図４】図３で示された窓加熱制御システムを使用して窓の加熱を制御するためのプロセスのフローチャートである。
【図５】図３で示された窓加熱制御システムを使用して窓の加熱を制御するための方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書で説明される実施態様は、航空機で使用される窓加熱システムを含む。窓加熱システムは、操縦室の窓上の氷晶の形成を避けるために、操縦室の窓の温度を所定の範囲内に維持するように、航空機内の操縦室の窓の近傍に位置決めされた加熱要素に電流を供給する。航空機窓加熱システムは、温度変化に応じて変動する窓内の抵抗を測定する第１のセンサを含む。航空機窓加熱システムは、第１のセンサの両側で直列に接続された第１の組の電流センサも含む。第１のコンパレータは、第１の組の電流センサの間の差異が所定量の範囲内にある場合にマッチング出力を提供する。航空機窓加熱システムは、温度変化に応じて変動する窓内の抵抗を測定する第２のセンサ、及び第２のセンサの両側で直列に接続された第２の組の電流センサを更に含む。第２のコンパレータは、第２の組の電流センサによって感知された電流レベルの間の差異が所定量の範囲内にある場合にマッチング出力を提供する。航空機窓加熱システムは、第１のコンパレータと第２のコンパレータに通じているコントローラを更に含む。該コントローラは、第１のコンパレータがマッチング出力を提供する場合に、第１のセンサに基づいて加熱要素への電流レベルを制御し、第１のコンパレータがマッチング出力を提供せず且つ第２のコンパレータがマッチング出力を提供する場合に、第２のセンサに基づいて加熱要素への電流レベルを制御し、第１のコンバータと第２のコンパレータが両方ともマッチング出力を提供しない場合に、公称電流を加熱要素に供給するように構成されている。
【００１１】
本明細書で説明される窓加熱システムは、主要なセンサ内の部分的な短絡状態を検出し、主要なセンサ内の部分的な短絡を検出した後で、２次的なバックアップセンサからの信号に基づくベース動作に自動的に切り替わることができる。そのような自動的な回復は、長い持続時間にわたり加熱要素に対して電力が供給されないことをもたらし得る時間がかかるシステムの再開を妨げる。更に、本明細書で説明される窓加熱システムは、主要なセンサと２次的なセンサの両方が部分的な短絡状態を経験しているときにそのことを検出し、少なくとも幾つかの既知の加熱システムにおけるようにシステムを無効にするよりもむしろ、公称動作モードに自動的に切り替わり、加熱要素に一定量の電力を供給して、氷の形成を妨げる温度に窓を維持することができる。そのような公称動作モードでは、加熱要素に供給される電力の量が、センサの何れかからの信号に基づくのではなく、そのようにして、何れのセンサも動作していないときでさえ操縦室の窓上の氷の形成を妨げることを容易にする。
【００１２】
窓加熱システムなどのコンピュータシステム、及び関連するコンピュータシステムが、本明細書で説明される。本明細書で説明されるように、全てのそのようなコンピュータシステムは、プロセッサ及びメモリを含む。しかし、本明細書で言及されるコンピュータデバイス内の任意のプロセッサは、１つの計算デバイス内にあり得る又は並列で動作している複数の計算デバイス内にあり得る１以上のプロセッサも指し得る。更に、本明細書で言及されるコンピュータデバイス内の任意のメモリは、１つの計算デバイス内にあり得る又は並列で動作している複数の計算デバイス内にあり得る１以上のメモリも指し得る。
【００１３】
本明細書で使用される際に、プロセッサは、マイクロコントローラ、縮小命令セット回路（RISC）、特定用途向け集積回路（ASIC）、論理回路、及び本明細書で説明される機能を実行することが可能な任意の他の回路又はプロセッサ、を使用するシステムを含む、任意のプログラム可能システムを含み得る。上述の例は、「プロセッサ」という用語の定義及び／又は意味を、如何なるやり方においても限定することを意図していない。
【００１４】
一実施形態では、コンピュータプログラムが提供され、そのプログラムはコンピュータ可読媒体で実施される。例示的な一実施形態では、システムが、サーバコンピュータとの接続を必要とすることなしに、単一のコンピュータシステムで実行される。更なる一実施形態では、システムが、Windows（登録商標）環境（Windowsは、ワシントン州レドモンドのマイクロソフト社の登録商標である）内で実行される。また別の一実施形態では、システムが、大型汎用コンピュータ環境及びUNIX（登録商標）サーバ環境（UNIXは、英国バークシャー州レディングにあるX/Open社の登録商標である）で実行される。アプリケーションは、柔軟であり、任意の重大な機能を妥協することなしに様々な異なる環境内で実行されるように設計されている。ある実施形態では、該システムが、複数の計算デバイスの中に分散される複数の構成要素を含む。１以上の構成要素は、コンピュータ可読媒体内で実施されるコンピュータ実行可能指示命令の形態を採り得る。
【００１５】
本明細書で使用される際に、「１つの／ある」（「ａ」又は「ａｎ」）という語から始まる単数形の要素又はステップは、複数の要素又はステップを除外することが明示的に記載されていない限り、複数の要素又はステップを除外しないと理解されたい。更に、本開示の「例示的な実施形態」又は「一実施形態」に対する言及は、挙げられている特徴も取り込む更なる実施形態の存在を除外するように解釈されることを意図していない。
【００１６】
本明細書で使用される際に、「ソフトウェア（software）」という語と「ファームウェア（firmware）」という語は入れ替え可能であり、これらの語は、プロセッサによる実行のためのメモリ（RAMメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、及び非揮発性RAM（NVRAM）メモリを含む）に記憶されている、任意のコンピュータプログラムを含む。上記のメモリの種類は例示に過ぎず、したがって、コンピュータプログラムを記憶するために使用可能なメモリの種類について限定するものではない。
【００１７】
システム及びプロセスは、本明細書で説明される特定の実施形態に限定されるものではない。更に、各システム及び各プロセスの構成要素は、独立して実施され、本明細書で説明される他の構成要素及びプロセスから分離され得る。各構成要素及びプロセスは、他のアセンブリパッケージ及びプロセスと組み合されても使用され得る。
【００１８】
次に図面、特に図１を参照すると、例示的な一実施形態による航空機の図が描かれている。この例示的な実施例では、航空機１００が、第１の主翼１０２と第２の主翼１０４を含む。それらは、両方とも胴体１０６に取り付けられている。航空機１００は、主翼１０２に取り付けられた第１のエンジン１０８と、主翼１０４に取り付けられた第２のエンジン１１０とを含む。胴体１０６は、第１の水平尾翼１１４、第２の水平尾翼１１６、及び垂直尾翼１１８を含む、尾部１１２を含む。代替的に、航空機１００は、本明細書で説明される航空機の動作を容易にする、任意の数のエンジン及び任意の形状の尾部を含む。
【００１９】
胴体１０６は、少なくとも１つの操縦室の窓１２２を含む、操縦室エリア１２０も含む。更に、胴体１０６は、複数の客室の窓１２４を含む。例示的な一実施態様では、航空機１００が、少なくとも操縦室の窓１２２及びある実施態様では客室の窓１２４の温度を高める、窓加熱システム２００を含む。操縦室の窓１２２の温度を高めることは、操縦室の窓１２２上の霜及び氷の形成を妨げ、航空機１００のパイロットが航空機１００の前方の外部環境を見ることを可能にする。
【００２０】
図２は、（図１で示された）航空機１００と共に使用され得る窓加熱システム２００のブロック図である。例示的な一実施態様では、窓加熱システム２００が、操縦室の窓１２２に接続された加熱要素２０２を含み、それによって、窓加熱システム２００によって加熱要素２０２に供給される電流の増加が、操縦室の窓１２２の温度を高める。窓加熱システム２００は、操縦室の窓１２２に接続された複数のセンサ２０４も含み、それによって、センサ２０４が、センサ２０４に亘る抵抗を測定することによって操縦室の窓の温度を測定する。そのようにして、温度は、温度と抵抗の関数としてセンサ２０４によって測定される。例示的な一実施形態では、センサ２０４が温度センサである。代替的に、センサ２０４は、本明細書で説明されるように、窓加熱システム２００の動作を容易にする、歪ゲージ、軸方向歪ゲージ、ロゼットゲージ、赤外線シグネチャーセンサ、熱電対、又は他の適切なデバイスなどの、任意の種類のセンサであってよいが、それらに限定されるものではない。
【００２１】
例示的な一実施形態では、窓加熱システム２００が、電力コントローラ２０８、センサ選択モジュール２１０、メモリデバイス２１２、プロセッサ２１４、及び電源２１６を含む、モニタリング・制御システム２０６も含む。電源２１６は、モニタリング・制御システム２０６の構成要素及び加熱要素２０２に電力を供給する。
【００２２】
プロセッサ２１４は、（例えば、マルチコア構成において）１以上の処理ユニットを含み得る。更に、プロセッサ２１４は、単一のチップ上に主要なプロセッサと２次的なプロセッサとが共存する１以上の異種プロセッサシステムを使用して実施されてもよい。別の例示的な一実施例として、プロセッサ２１４は、同じ種類の複数のプロセッサを含む対称型マルチプロセッサシステムであり得る。更に、プロセッサ２１４は、１以上のシステム及びマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、縮小命令セット回路（RISC）、特定用途向け集積回路（ASIC）、プログラム可能論理回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）、並びに本明細書で説明される機能を実行することができる任意の他の回路を含む、任意の適切なプログラム可能回路を使用して実装され得る。プロセッサ２１４は、電力コントローラ２０８が、どれだけの電流を加熱要素２０２に供給するべきかを決定する。
【００２３】
メモリデバイス２１２は、実行可能な指示命令などの情報及び／又は他のデータを記憶し読み出すことを可能にする、１以上の複数のデバイスである。メモリデバイス２１２は、限定しないが、ダイナミックランダムアクセスメモリ（DRAM）、スタティックランダムアクセスメモリ（SRAM）、ソリッドステートディスク、及び／又はハードディスクなどの１以上のコンピュータ可読媒体を含み得る。メモリデバイス２１２は、限定しないが、アプリケーションソースコード、アプリケーションオブジェクトコード、関心のあるソースコード部分、関心のあるオブジェクトコード部分、構成データ、実行イベント、及び／又は任意の他の種類のデータを記憶するように構成され得る。
【００２４】
例示的な一実施形態では、電力コントローラ又はコントローラ２０８が、プログラム可能プロセッサ２１４のおかげで、本明細書で説明される１以上の動作を実行する。例えば、プロセッサ２１４は、動作を１以上の実行可能な指示命令として符号化し、その実行可能な指示命令をメモリデバイス２１２に提供することによって、プログラミングされ得る。コントローラ２０８は、航空機１００内のコンピュータシステムであり得る。コンピュータシステムは、１以上のコンピュータであり得る。２つ以上のコンピュータが存在する場合、これらのコンピュータは、ネットワークなどの通信媒体を使用して相互に通信し得る。別の例示的な一実施例では、コントローラ２０８が、集積回路内に実装されるハードウェアデバイスであり得る。描かれているように、コントーラ２０８は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせとして実装され得る。ソフトウェアを使用する場合、コントーラ２０８によって実行される動作は、プロセッサ２１４で実行されるように構成されたプログラムコード内に実装され得る。ファームウェアを使用する場合、コントーラ２０８によって実行される動作は、プログラムコード及びデータ内に実装され、メモリ２１２内に記憶されて、プロセッサ２１４で実行され得る。ハードウェアが採用される場合、ハードウェアは、コントーラ２０８の動作を実行するために動作する回路を含み得る。
【００２５】
例示的な実施例では、ハードウェアは、回路システム、集積回路、特定用途向け集積回路（ASIC）、プログラム可能論理装置、又は幾つかの動作を実行するよう構成された他の何らかの適切なタイプのハードウェアの形態を採り得る。プログラム可能論理装置を用いる場合、装置は、幾つかの動作を実施するように構成されてよい。該デバイスは、幾つかの動作を実行するよう、後で再構成されてもよく、又は恒久的に構成されてもよい。プログラム可能論理デバイスの例には、例えば、プログラム可能論理アレイ、プログラム可能アレイ論理、フィールドプログラマブル論理アレイ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、及び他の適切なハードウェアデバイスが含まれる。加えて、これらのプロセスは、無機構成要素と一体化された有機構成要素に実装され、人間以外の有機構成要素で全体的に構成され得る。例えば、これらのプロセスは、有機半導体の回路として実装されていてよい。
【００２６】
例示的な一実施態様では、センサ選択モジュール２１０が、各センサ２０４に導かれている電流と各センサ２０４から戻ってくる電流との間の比較に基づいて、センサ２０４の状態を特定する。電流がマッチングしているならば、センサ選択モジュール２１０は、センサが動作可能な状態にあり且つセンサ２０４内に短絡が存在しないことを示す「アグリー（agree）」信号をコントローラ２０８に送信する。センサ選択モジュール２１０は、各センサ２０４の抵抗の量も特定し、その測定された量を所定の範囲と比較して、各センサ２０４が所定の抵抗範囲内で動作しているか否かを判定する。例示的な一実施形態では、所定の範囲が、飛行中に通常遭遇する最も低い温度によって表される抵抗値の１０パーセント下から、飛行中に通常遭遇する最も高い温度によって表される抵抗値の１０パーセント上までの抵抗の変動であり得る。例えば、遭遇する最も低い温度は華氏−６５度であり、遭遇する最も高い温度は華氏１５０度であり得る。センサ選択モジュール２１０が、センサ２０４が所定の抵抗範囲内で動作しており且つセンサ２０４に導かれている電流がセンサ２０４から戻ってくる電流とマッチングしていると判定したならば、センサ選択モジュール２１０は、センサが正常に動作していると判定し、操縦室の窓１２２の抵抗を表す信号をコントローラに送信する。
【００２７】
センサ２０４は、操縦室の窓１２２の全体にわたり抵抗の量を検出する。低い抵抗の測定値は、操縦室の窓１２２の温度の減少を示し、加熱要素２０２に電流を供給して操縦室の窓１２２の温度を上げることをコントローラ２０８に要求し得る。代替的に、測定された抵抗の増加は、操縦室の窓１２２の温度の増加を示し、加熱要素２０２の動作は要求されないだろう。センサ２０４は、抵抗を表す出力信号をセンサ選択モジュール２１０に送信し、その後、センサ２０４が望ましいように動作しているとセンサ選択モジュール２１０によって判定されるや否や、センサ選択モジュール２１０は、出力信号をコントローラ２０８に提供する。代替的に、センサ２０４が望ましいように動作しているとセンサ選択モジュール２１０が判定したときに、コントローラ２０８は、センサ２０４から直接に出力信号を受信し得る。
【００２８】
コントローラ２０８は、センサ２０４によって提供された出力信号に基づいて、加熱要素２０２の動作を制御する。具体的には、コントローラ２０８が、出力信号を所定の設定ポイントと比較し、センサ２０４からの抵抗信号が所定の設定ポイントよりも低いならば、加熱要素２０２に電力を供給する。例示的な一実施形態では、所定の設定ポイントが、例えば、華氏７０度におけるセンサ２１８の公称抵抗値よりも少なくとも１０パーセント低い抵抗値であり得る。より具体的には、コントローラ２０８が、センサ２０４からの出力信号に基づいて、加熱要素２０２に所定量の電流を供給する。その後、加熱要素２０２は、操縦室の窓１２２の温度を所定の範囲内に増加させる。その所定の範囲内の温度は、操縦室の窓１２２上の霧、霜、及び／又は氷を妨げ又は低減させるが、操縦室の窓１２２の耐用年数を短くする程は高くない。
【００２９】
未だ図２を参照すると、所与のセンサ２０４に供給されている電流がセンサ２０４から戻ってくる電流とは異なり又はセンサ２０４の許容可能な範囲外にあると、センサ選択モジュール２１０が検出したならば、センサ選択モジュール２１０は、複数のセンサ２０４のうちの異なるセンサ２０４について対応する電流のマッチングが存在するか否かを判定する。そうであるならば、センサ２０４が望ましいように動作しているとセンサ選択モジュール２１０によって判定されるや否や、センサ選択モジュール２１０は、そのセンサ２０４の抵抗出力信号をコントローラ２０８に提供する。センサ選択モジュール（２１０）が、センサ２０４のうちの何れもが電流マッチングを提供せず又は所与のセンサ２０４の範囲外の電流を供給していると判定したならば、センサ選択モジュール２１０は、コントローラ２０８に信号を送信し、コントローラ２０８は、公称モードに切り替わり、加熱要素２０２に公称量の電力を供給する。その電力は、加熱要素２０２に、操縦室の窓１２２を霜や氷の積み重ねを妨げ又は低減させる温度範囲内に維持させる。例示的な一実施形態では、公称量の電力が、例えば、１０００ワットの電力レベルであり得る。同様に、各センサ２０４の抵抗の量が所定の範囲外であるとセンサ選択モジュール２１０が判定したならば、センサ選択モジュール２１０は、コントローラ２０８に信号を送信して、センサ２０４が電流のマッチングを提供するか否かにかかわらず、コントローラ２０８を公称モードに切り替える。そのようにして、窓加熱システム２００は、コントローラ２０８がセンサ２０４の測定された抵抗に基づいて動作していないときでさえも、加熱要素２０２に公称量の電力を供給して、操縦室の窓１２２をある温度範囲内に維持する。
【００３０】
図３は、窓加熱システム２００のより詳細なブロック図であり、図４は、窓加熱システム２００を使用して操縦室の窓１２２の加熱を制御するためのプロセスのフローチャートである。例示的な一実施態様では、センサ２０４が、操縦室の窓１２２の近傍に配置された第１の温度センサ２１８と操縦室の窓１２２の近傍に配置された第２の温度センサ２２０を含む。本明細書で説明されるように、操縦室の窓１２２は、窓の温度変化に応じて変動する抵抗を含み、センサ２１８とセンサ２２０は、操縦室の窓１２２の抵抗を個別に測定する。
【００３１】
図３で最も優れて示されているように、センサ選択モジュール２１０は、センサセレクタユニット２２４と通信可能に接続された電力・モニタリングユニット２２２を含む。センサ選択モジュール２１０は、第１のセンサ２１８と電力・モニタリングユニット２２２の第１の組の電源接続２２８ａ及び２２８ｂとの間で電気的に接続された第１の組の電流センサ２２６ａ及び２２６ｂも含む。それによって、第１の組の電流センサ２２６ａ及び２２６ｂは、第１のセンサ２１８と直列に接続される。例示的な一実施態様では、電力・モニタリングユニット２２２が、電源２１６から電力を受け入れ、センサ２１８及び２２０に電流を供給する。同様に、センサ選択モジュール２１０は、第２のセンサ２２０と電力・モニタリングユニット２２２の第２の組の電源接続２３２ａ及び２３２ｂとの間で電気的に接続された第２の組の電流センサ２３０ａ及び２３０ｂも含む。それによって、第２の組の電流センサ２３０ａ及び２３０ｂは、第２のセンサ２２０と直列に接続される。更に、センサ選択モジュール２１０は、第１のセンサ２１８に関連付けられた第１のコンパレータ２３４を含む。第１のコンパレータ２１８は、第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂによって測定された値を比較し、第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂの間の差異が所定量の範囲内にある場合（例えば、電流センサが互いに５パーセントの範囲内にあるならば）、マッチング出力を提供する。同様に、第２のコンパレータ２３６が、第２のセンサ２２０に関連付けられ、第２の組の電流センサ２３０ａと２３０ｂによって測定された値を比較し、第２の組の電流センサ２３０ａと２３０ｂの間の差異が所定量の範囲内にある場合、マッチング出力を提供する。
【００３２】
例示的な一実施態様では、センサ選択モジュール２１０が、第１のセンサ２１８と第２のセンサ２２０の条件が満たされているか否かの第１のコンパレータ２３４と第２のコンパレータ２３６による判定に基づいて、第１のセンサ２１８と第２のセンサ２２０の状態を特定するように構成されている。より具体的には、判定されるべき条件は、（もし差異が存在するならば）第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂによって感知された第１のセンサ２１８を流れる電流の差異が所定の範囲内にあるか否かであり、（もし差異が存在するならば）第２の組の電流センサ２３０ａと２３０ｂによって感知された第２のセンサ２２０を流れる電流の差異が所定の範囲内にあるか否かである。第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂによって感知された第１のセンサ２１８を流れる電流の差異が所定の範囲内であるときに、第１のセンサ２１８は動作可能な状態にある。しかし、感知された第１のセンサ２１８を流れる電流の差異が所定の範囲内でないときに、第１のセンサ２１８は、動作不可能な状態にあり、例えば、短絡を経験している。同様に、第２の組の電流センサ２３０ａと２３０ｂによって感知された第２のセンサ２２０を流れる電流の差異が所定の範囲内であるときに、第２のセンサ２２０は動作可能な状態にある。しかし、感知された第２のセンサ２２０を流れる電流の差異が所定の範囲内でないときに、第２のセンサ２２０は、動作不可能な状態にあり、例えば、短絡を経験している。
【００３３】
動作中、電流センサ２２６ａと２３０ａは、それぞれ、電力・モニタリングユニット２２２によってセンサ２１８と２２０に供給されている電流を測定し、測定された電流を表す信号を、それぞれ、第１のコンパレータ２３４と第２のコンパレータ２３６に送信する。電流センサ２２６ｂと２３０ｂは、それぞれ、第１のセンサ２１８と第２のセンサ２２０から電力・モニタリングユニット２２２に戻ってくる電流を測定し、測定された電流を表す信号を、それぞれ、第１のコンパレータ２３４と第２のコンパレータ２３６に送信する。第１のコンパレータ２３４は、電流センサ２２６ａと２２６ｂからの電流信号を比較して、それらが互いにマッチングしているか又は所定の範囲内にあるかを判定する。（例えば、電流センサが互いに５パーセントの範囲内にあるならば）同様に、第２のコンパレータ２３６は、電流センサ２３０ａと２３０ｂからの電流信号を比較して、それらが互いにマッチングしているか又は所定の範囲内にあるかを判定する。第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂからの電流の測定値がマッチングしているか又は所定の範囲内にあるならば、第１のコンパレータ２３４は、センサセレクタユニット２２４に「アグリー」信号を送信する。第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂからの電流の測定値がマッチングしていないか又は所定の範囲内にないならば、第１のコンパレータ２３４は、センサセレクタユニット２２４に「ディスアグリー（disagree）」信号を送信する。同様に、第２の組の電流センサ２３０ａと２３０ｂからの電流の測定値がマッチングしているか又は所定の範囲内にあるならば、第２のコンパレータ２３６は、センサセレクタユニット２２４に「アグリー」信号を送信する。第２の組の電流センサ２３０ａと２３０ｂからの電流の測定値がマッチングしていないか又は所定の範囲内にないならば、第２のコンパレータ２３６は、センサセレクタユニット２２４に「ディスアグリー」信号を送信する。
【００３４】
本明細書で説明されるように、第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂからの又は第２の組の電流センサ２３０ａと２３０ｂからのマッチングしていない測定値は、第１のセンサ２１８又は第２のセンサ２２０内で部分的な短絡が生じていることを示し得る。部分的な短絡は、接触不良、故障した部品、又はセンサの両端子間への流体の進入のために生じ得る。本明細書で説明されているように、センサ選択モジュール２１０は、コンパレータ２３４又は２３６によって「アグリー」信号が送信されているときにのみ、第１のセンサ２１８又は第２のセンサ２２０からの抵抗測定値をコントローラ２０８に送信する。
【００３５】
例示的な一実施態様では、電力・モニタリングユニット２２２が、センサ２１８と２２０に電流を供給し、各センサ２１８および２２０に亘る抵抗も測定して、センサ２１８とセンサ２２０が所定の範囲内で動作しているか又は少なくとも所定の最小抵抗より上で動作しているか否かを判定する。低い抵抗測定値は、センサ２１８又は２２０のうちの一方における短絡を示し得る。例えば、電力・モニタリングユニット２２２は、センサ２１８と２２０の何れかが、所定の範囲内で動作しているか又は少なくとも所定の最小抵抗より上で動作しているかを判定し、もしそうであるならば、そのことを表している信号をセンサセレクタユニット２２４に送信する。代替的に、第１のセンサ２１８又は第２のセンサ２２０の何れかが、所定の範囲外で動作しているか又は所定の最小抵抗未満で動作しているならば、電力・モニタリングユニット２２２は、そのことを表している信号をセンサセレクタユニット２２４に送信する。
【００３６】
第１のセンサ２１８又は第２のセンサ２２０を通って流れる電流に対して抵抗がほとんどないか又は全くないときに、短絡が生じ、その短絡は操縦室の窓１２２内の湿気によってもたらされ得る。湿気は、構成要素の導電性を高め、したがって、電流フローに対する抵抗を低くすることが知られている。電力・モニタリングユニット２２２が、第１のセンサ２１８と第２のセンサ２２０が所定の抵抗範囲内にあるか否かを判定しないならば、第１のセンサ２１８又は第２のセンサ２２０内の短絡は、誤った温度測定値をコントローラ２０８に送信することをもたらし、それは、コントローラ２０８が不必要な量の電力を加熱要素２０２に供給することをもたらし得る。しかし、コントローラ２０８に任意の信号を送信する前に、第１のセンサ２１８と第２のセンサ２２０が所定の抵抗範囲内にあることを、電力・モニタリングユニット２２２が確認するので、窓加熱システム２００は、コントローラ２０８が加熱要素２０２に過剰な電力を供給することを妨げる。
【００３７】
本明細書で説明されるように、センサセレクタユニット２２４は、どの種類の信号がコントローラ２０８に送信されるべきかを決定する論理を含み、その論理は、メモリデバイス２１２に記憶され得る。例示的な一実施態様では、第１のセンサ２１８がデフォルトセンサである。第１のコンパレータ２３４が、第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂの電流マッチング出力を示すような「アグリー」信号をセンサセレクタユニット２２４に送信し、電力・モニタリングユニット２２２が、第１のセンサ２１８が所定の抵抗範囲内で動作しているか又は最小抵抗閾値より上で動作していることを示すような信号を送信したときに、センサセレクタユニット２２４は、第１のセンサ２１８によって取得された抵抗測定値を表す信号をコントローラ２０８に送信する。その後、コントローラ２０８は、センサセレクタユニット２２４からの信号を所定の設定ポイントと比較して、第１のセンサ２１８からの出力が設定ポイント未満ならば、加熱要素２０２に電力を供給する。例示的な一実施形態では、所定の設定ポイントが、例えば、華氏７０度におけるセンサ２１８の公称抵抗値よりも少なくとも１０パーセント低い抵抗値であり得る。そのようにして、第１のコンパレータ２３４が、第１のセンサ２１８の条件、すなわち、電流センサ２２６ａと２２６ｂのマッチングが満たされていると判定したときに、コントローラ２０８は、第１のセンサ２１８に基づいて加熱要素２０２への電流フローを制御する。
【００３８】
以下の場合では、すなわち、１）第１のコンパレータ２３４が、第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂがマッチングしていないことを示すような「ディスアグリー」信号をセンサセレクタユニット２２４に送信し、２）第２のコンパレータ２３６が、第２の組の電流センサ２３０ａと２３０ｂの電流マッチング出力を示すような「アグリー」信号をセンサセレクタユニット２２４に送信し、且つ、３）電力・モニタリングユニット２２２が、第２のセンサ２２０が所定の抵抗範囲内で動作しているか又は最小抵抗閾値より上で動作していることを示すような信号を送信しているときに、センサセレクタユニット２２４は、第２のセンサ２２０によって取得された抵抗測定値を表す信号をコントローラ２０８に送信する。その後、コントローラ２０８は、センサセレクタユニット２２４からの信号を所定の設定ポイントと比較して、第２のセンサ２２０からの出力が設定ポイント未満ならば、加熱要素２０２に電力を供給する。そのようにして、第１のコンパレータ２３４が、第１のセンサ２１８の条件、すなわち、電流センサ２２６ａと２２６ｂのマッチングが満たされていないと判定したときに、且つ、第２のコンパレータ２３６が、第２のセンサ２２０の条件、すなわち、電流センサ２３０ａと２３０ｂのマッチングが満たされていると判定したときに、コントローラ２０８は、第２のセンサ２２０に基づいて加熱要素２０２への電流フローを制御する。
【００３９】
同様に、電力・モニタリングユニット２２２が、第１のセンサ２１８が所定の抵抗範囲外で動作しているか又は最小抵抗閾値未満で動作していることを示すような信号を送信するならば、センサセレクタユニット２２４は、以下に記載の限り、第２のセンサ２２０によって取得された抵抗測定値を表す信号をコントローラ２０８に送信する。すなわち、１）第２のコンパレータ２３６が、第２の組の電流センサ２３０ａと２３０ｂの電流マッチング出力を示すような「アグリー」信号をセンサセレクタユニット２２４に送信し、且つ、２）電力・モニタリングユニット２２２が、第２のセンサ２２０が所定の抵抗範囲内で動作しているか又は最小抵抗閾値の上で動作していることを示すような信号を送信しているときである。そのような場合に、たとえ、第１のコンパレータ２３４が、第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂの電流マッチング出力を示すような「アグリー」信号をセンサセレクタユニット２２４に送信しているとしても、電力・モニタリングユニット２２２が、第１のセンサ２１８が所定の抵抗範囲内にないと判定したときに、コントローラ２０８は、第２のセンサ２２０に基づいて加熱要素２０２への電流を制御するように構成されている。
【００４０】
更に、加熱要素２０２に霜及び氷の積み重ねを妨げ又は低減させる所定の温度範囲内に操縦室の窓１２２を維持させる公称量の電力（例えば、１０００ワットの電力レベル）をコントローラ２０８が加熱要素２０２供給する公称モードにコントローラ２０８を切り替える信号を、センサセレクタユニット２２４がコントローラ２０８に送信する、２つの場合が存在する。第１の場合では、第１のセンサ２１８と第２のセンサ２２０が両方とも所定の抵抗範囲内で動作しているか又は最小抵抗閾値より上で動作していることを示すような信号を電力・モニタリングユニット２２２が送信しているが、第１のコンパレータ２３４と第２のコンパレータ２３６が両方とも第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂ及び第２の組の電流センサ２３０ａと２３０ｂの何れもがマッチング出力を提供しないことを示すような「ディスアグリー」信号をセンサセレクタユニット２２４に送信しているときに、コントローラ２０８が公称モードに切り替わる。そのようにして、マッチング出力要求条件は、第１のセンサ２１８又は第２のセンサ２２０の何れに対しても満たされていない。第２の場合では、第１のセンサ２１８と第２のセンサ２２０の何れもが所定の抵抗範囲内で動作していないか又は最小抵抗閾値より上で動作していないことを示すような信号を、電力・モニタリングユニット２２２が送信しているときに、コントローラ２０８が公称モードに切り替わる。そのような場合では、第１のコンパレータ２３４と第２のコンパレータ２３６から信号が受信されるか否かにかかわらず、センサセレクタユニット２２４が、コントローラに信号を送信して、公称モードに切り替える。そのようにして、窓加熱システム２００は、コントローラ２０８が第１のセンサ２１８又は第２のセンサ２２０の測定された抵抗に基づいて動作していないときでさえも、加熱要素２０２に公称量の電力を供給して、操縦室の窓１２２をある温度範囲内に維持する。
【００４１】
例示的な一実施形態では、コントローラ２０８が、航空機の操縦室の窓１２２に配置された加熱要素２０２を制御するために、センサセレクタユニット２２４を介して、第１のコンパレータ２３４と第２のコンパレータ２３６に通じている。より具体的には、コントローラ２０８が、１）第１のコンパレータ２３４がマッチング出力を提供する場合に、第１のセンサ２１８に基づいて加熱要素２０２への電流レベルを制御し、又は、２）第１のコンパレータ２３４がマッチング出力を提供せず、第２のコンパレータ２３６がマッチング出力を提供する場合に、第２のセンサ２２０に基づいて加熱要素２０２への電流レベルを制御し、又は、３）第１のコンパレータ２３４と第２のコンパレータ２３６が両方ともマッチング出力を提供しない場合に、公称電流を加熱要素に供給し、又は、４）電力・モニタリングユニット２２２が、第１のセンサ２１８と第２のセンサ２２０の何れもが所定の抵抗範囲内で動作していないか又は最小抵抗閾値より上で動作していないと判定したときに、公称電流を加熱要素２０２に供給するように構成されている。
【００４２】
図４は、窓加熱システム２００を使用して操縦室の窓１２２の加熱を制御するためのプロセスのフローチャート３００である。第１のステップは、第１のセンサ２１８が所定の抵抗範囲内で動作しているか又は最小抵抗閾値より上で動作しているか否かを判定すること（３０２）である。本明細書で説明されるように、このステップは、電力・モニタリングユニット２２２によって実行される。電力・モニタリングユニット２２２が正の信号を提供するならば、次のステップは、第１のセンサ２１８内の入力電流が第１のセンサ２１８内の出力電流にマッチングするか否かを判定すること（３０４）である。このステップは、第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂによって感知された電流値を比較する第１のコンパレータ２３４によって実行される。第１のコンパレータ２３４が、電流センサ２２６ａと２２６ｂがマッチングしていない「ディスアグリー」信号を提供するならば、以下で説明されるように、電力・モニタリングユニット２２２は、第２のセンサ２２０が所定の抵抗範囲内で動作しているか又は最小抵抗閾値より上で動作しているか否かを判定する（３１２）。しかし、第１のコンパレータ２３４が、電流センサ２２６ａと２２６ｂがマッチングしている「アグリー」信号を提供するならば、センサセレクタユニット２２４は、抵抗を表す出力信号を第１のセンサ２１８からコントローラ２０８に送信する（３０６）。
【００４３】
次に、コントローラ２０８は、第１のセンサ２１８からの出力信号が所定の値より上であるか否かを判定する（３０８）。そうであるならば、操縦室の窓１２２の加熱は必要ではなく、コントローラ２０８は加熱要素２０２に電力を供給しない。しかし、第１のセンサ２１８からの出力信号が所定の値より上でないならば、コントローラ２０８は、第１のセンサ２１８の出力抵抗信号に基づいて、電流の形態を採る一定量の電力を加熱要素２０２に供給して（３１０）、操縦室の窓１２２の温度を増加させる。
【００４４】
判定するステップ３０２にフローチャート３００を戻すと、電力・モニタリングユニット２２２が、第１のセンサ２１８が所定の抵抗範囲内で動作していないか又は最小抵抗閾値より上で動作していないと判定した（３０２）ならば、次のステップは、電力・モニタリングユニット２２２が、第２のセンサ２２０が所定の抵抗範囲内で動作しているか又は最小抵抗閾値より上で動作しているか否かを判定すること（３１２）である。そうでないならば、センサセレクタユニット２２４は、第１のセンサ２１８又は第２のセンサ２２０の何れもが所定の抵抗範囲内で動作していないか又は最小抵抗閾値より上で動作していないことを示す信号をコントローラ２０８に送信し（３１４）、そのようにして、コントローラ２０８は、公称モードに切り替わり、公称量の電力を加熱要素２０２に供給して、操縦室の窓１２２の温度を所定の範囲内に維持する。
【００４５】
代替的に、電力・モニタリングユニット２２２が、第２のセンサ２２０が所定の抵抗範囲内で動作しているか又は最小抵抗閾値より上で動作していると判定した（３１２）ならば、次のステップは、第２のセンサ２２０内の入力電流が第２のセンサ２２０内の出力電流にマッチングしているか否かを判定する（３１６）ことである。このステップは、第２の組の電流センサ２３０ａと２３０ｂによって感知された電流値を比較する第２のコンパレータ２３６によって実行される。第２のコンパレータ２３６が、電流センサ２３０ａと２３０ｂがマッチングしない「ディスアグリー」信号を提供するならば、センサセレクタユニット２２４は、第１のセンサ２１８又は第２のセンサ２２０の何れもが電流マッチング出力条件を満たさないことを示す信号をコントローラ２０８に送信し（３１４）、そのようにして、コントローラ２０８は、公称モードに切り替わる。
【００４６】
しかし、第２のコンパレータ２３６が、電流センサ２３０ａと２３０ｂがマッチングしている「アグリー」信号を提供するならば、センサセレクタユニット２２４は、抵抗を表す出力信号を第２のセンサ２２０からコントローラ２０８に送信する（３１８）。次に、コントローラ２０８は、第２のセンサ２２０からの出力信号が所定の値より上であるか否かを判定する（３２０）。そうであるならば、操縦室の窓１２２の加熱は必要ではなく、コントローラ２０８は加熱要素２０２に電力を供給しない。しかし、第２のセンサ２２０からの出力信号が所定の値より上でないならば、コントローラ２０８は、電流の形態を採る一定量の電力を加熱要素２０２に供給し（３２２）、操縦室の窓１２２の温度を増加させる。
【００４７】
図５は、図３で示された窓加熱システム２００を使用して操縦室の窓１２２の加熱を制御するための方法４００を示す。方法４００は、第１のセンサ２１８を用いて操縦室の窓１２２の抵抗値を測定すること（４０２）、及び、第２のセンサ２２０を用いて操縦室の窓１２２の抵抗値を測定すること（４０４）を含む。本明細書で説明されるように、操縦室の窓１２２の抵抗は、温度に応じて変化する。だから、操縦室の窓１２２の温度は、センサ２１８及び２２０によって測定された抵抗値によって特定され得る。
【００４８】
方法４００は、第１のセンサ２１８に関連付けられた第１のコンパレータ２３４を使用して第１のセンサ２１８の状態を特定して（４０６）、第１のセンサ２１８の条件が満たされているか否かを判定する。同様に、第２のセンサ２２０の状態が、第２のセンサ２２０に関連付けられた第２のコンパレータ２３６を使用して特定されて（４０８）、第２のセンサ２２０の条件が満たされているか否かを判定する。本明細書で説明されるように、第１のコンパレータ２３４を使用して第１のセンサ２１８の状態を特定すること（４０６）は、第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂの感知された電流値を比較することを含む。第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂの間において、感知された第１のセンサ２１８を流れる電流の差異が、所定の範囲内であるならば、第１のセンサ２１８の条件は満たされ、第１のセンサ２１８の状態は動作可能である。
【００４９】
同様に、第２のコンパレータ２３６を使用して第２のセンサ２２０の状態を特定すること（４０８）は、第２の組の電流センサ２３０ａと２３０ｂの感知された電流値を比較することを含む。第２の組の電流センサ２３０ａと２３０ｂの間において、感知された第２のセンサ２２０を流れる電流の差異が、所定の範囲内であるならば、第２のセンサ２２０の条件は満たされ、第２のセンサ２２０の状態は動作可能である。
【００５０】
方法４００は、第１のコンパレータ２３４が第１のセンサ２１８の条件が満たされていると判定したときに、すなわち、第１のコンパレータ２３４が、第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂの間において、感知された第１のセンサ２１８を流れる電流の差異が所定の範囲内にあると判定したときに、第１のセンサ２１８の抵抗値に基づいて加熱要素２０２への電流フローを制御すること（４１０）も含む。
【００５１】
方法４００は、第１のコンパレータ２３４が第１のセンサ２１８の条件が満たされていないと判定したときに（第１のコンパレータ２３４が、第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂの間において、感知された第１のセンサ２１８を流れる電流の差異が所定の範囲内にないと判定したときに）、且つ、第２のコンパレータ２３６が第２のセンサ２２０の条件が満たされていると判定したときに（第２の組の電流センサ２３０ａと２３０ｂの間において、感知された第２のセンサ２２０を流れる電流の差異が所定の範囲内にあると判定したときに）、第２のセンサ２２０の抵抗値に基づいて加熱要素２０２への電流フローを制御すること（４１２）も含む。
【００５２】
更に、第１のコンパレータ２３４と第２のコンパレータ２３６が、両方とも、第１のセンサ２１８と第２のセンサ２２０の条件が満たされていないと判定したときに、公称量の電流フローが加熱要素２０２に供給される（４１４）。すなわち、コントローラ２０８は、第１のコンパレータ２３４が、第１の組の電流センサ２２６ａと２２６ｂの間において、感知された第１のセンサ２１８を流れる電流の差異が所定の範囲内にないと判定したときに、且つ、第２のコンパレータ２３６が、第２の組の電流センサ２３０ａと２３０ｂの間において、感知された第２のセンサ２２０を流れる電流の差異が所定の範囲内にないと判定したときに、公称電流を供給する（４１４）。
【００５３】
本明細書で説明される窓加熱システムは、主要なセンサ内の部分的な短絡状態を検出し、主要なセンサ内の部分的な短絡を検出した後で、２次的なバックアップセンサからの信号に基づくベース動作に自動的に切り替わることができる。そのような自動的な回復は、長い持続時間にわたり加熱要素に対して電力が供給されないことをもたらし得る、時間がかかるシステムの再開を妨げる。更に、本明細書で説明される窓加熱システムは、主要なセンサと２次的なセンサの両方が部分的な短絡状態を経験しているときにそのことを検出し、少なくとも幾つかの既知の加熱システムにおけるようにシステムを無効にするよりもむしろ、公称動作モードに自動的に切り替わり、加熱要素に一定量の電力を供給して、氷の形成を妨げる温度に窓を維持することができる。そのような公称動作モードでは、加熱要素に供給される電力の量が、センサの何れかからの信号に基づくのではなく、そのようにして、何れのセンサも動作していないときでさえ操縦室の窓上の氷の形成を妨げることを容易にする。
【００５４】
本発明の様々な実施形態の具体的な特徴が、ある図では示されておりその他の図では示されていないことがあるが、これは利便性によるものに過ぎない。本発明の原理によれば、図面の如何なる特徴も、任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて参照される及び／又は特許請求され得る。
【００５５】
更に、本開示は、下記の条項による実施形態を含む。
条項１
加熱要素（２０２）に電流を供給するための窓加熱システム（２００）であって、
第１のセンサ（２１８）、
第２のセンサ（２２０）、
少なくとも前記第１のセンサの状態を特定するように構成されたセンサ選択モジュール（２１０）であって、前記第１のセンサに関連付けられ且つ前記第１のセンサの条件が満たされているか否かを判定するように構成された第１のコンパレータ（２３４）を備えた、センサ選択モジュール（２１０）、及び
前記第１のコンパレータが前記第１のセンサの前記条件が満たされていないと判定したときに、前記第２のセンサに基づいて前記加熱要素への電流を制御するように構成された、コントローラ（２０８）を備える、窓加熱システム（２００）。
条項２
前記センサ選択モジュール（２１０）が、前記第２のセンサ（２２０）に関連付けられ且つ前記第２のセンサの条件が満たされているか否かを判定するように構成された第２のコンパレータ（２３６）を備える、条項１に記載の窓加熱システム（２００）。
条項３
前記コントローラ（２０８）は、前記第１のコンパレータ（２３４）と前記第２のコンパレータ（２３６）が、前記第１のセンサ（２１８）と前記第２のセンサ（２２０）の前記条件が満たされていないと判定したときに、公称電流を前記加熱要素（２０２）に供給するように構成されている、条項２に記載の窓加熱システム（２００）。
条項４
前記センサ選択モジュール（２１０）が、前記第１のセンサ（２１８）と電源（２１６）との間に電気的に接続された第１の組の電流センサ（２２６ａと２２６ｂ）を備え、前記条件が、前記第１の組の電流センサの間において、感知された前記第１のセンサを流れる電流の差異が所定の範囲内にあることを含み、
前記センサ選択モジュールが、前記第２のセンサ（２２０）と電源との間に電気的に接続された第２の組の電流センサ（２３０ａと２３０ｂ）を備え、前記第２のセンサの前記条件が、前記第２の組の電流センサの間において、感知された前記第２のセンサを流れる電流の差異が所定の範囲内にあることを含む、条項２に記載の窓加熱システム（２００）。
条項５
前記センサ選択モジュール（２１０）が、前記第１のセンサ（２１８）と電源（２１６）との間に電気的に接続された第１の組の電流センサ（２２６ａと２２６ｂ）を備え、前記条件が、前記第１の組の電流センサの間において、感知された前記第１のセンサを流れる電流の差異が所定の範囲内にあることを含む、条項１に記載の窓加熱システム（２００）。
条項６
前記コントローラ（２０８）は、前記第１のコンパレータ（２３４）が、前記第１のセンサ（２１８）の前記条件が満たされていると判定したときに、前記第１のセンサに基づいて前記加熱要素（２０２）への電流を制御するように構成されている、条項１に記載の窓加熱システム（２００）。
条項７
前記センサ選択モジュール（２１０）が、前記第１のセンサ（２１８）が所定の抵抗範囲内で動作しているか否かを判定するように構成された電力・モニタリングユニット（２２２）を備える、条項１に記載の窓加熱システム（２００）。
条項８
前記コントローラ（２０８）は、前記電力・モニタリングユニット（２２２）が、前記第１のセンサ（２１８）が前記所定の抵抗範囲内で動作していないと判定したときに、前記第２のセンサ（２２０）に基づいて前記加熱要素（２０２）への電流を制御するように構成されている、条項７に記載の窓加熱システム（２００）。
条項９
前記電力・モニタリングユニット（２２２）が、前記第２のセンサ（２２０）が所定の抵抗範囲内で動作しているか否かを判定するように構成され、前記コントローラ（２０８）は、前記第１のセンサ（２１８）と前記第２のセンサが前記所定の抵抗範囲内で動作していないときに、公称電流を前記加熱要素（２０２）に供給するように構成されている、条項７に記載の窓加熱システム（２００）。
条項１０
航空機窓加熱システム（２００）であって、
航空機窓（１２２）の近傍に配置された第１のセンサ（２１８）であって、前記航空機窓の温度変化に応じて変動する抵抗を有する第１のセンサ（２１８）、
第１の組の電流センサ（２２６ａと２２６ｂ）が前記第１のセンサと直列になるように、第１の組の電源接続（２２８ａと２２８ｂ）と前記第１のセンサとの間にそれぞれ配置された第１の組の電流センサ（２２６ａと２２６ｂ）、
前記第１の組の電流センサの間の差異が所定量の範囲内である場合にマッチング出力を提供する第１のコンパレータ（２３４）、
前記航空機窓の近傍に配置された第２のセンサ（２２０）であって、前記航空機窓の温度変化に応じて変動する抵抗を有する第２のセンサ（２２０）、
第２の組の電流センサ（２３０ａと２３０ｂ）が前記第２のセンサと直列になるように、第２の組の電源接続（２３２ａと２３２ｂ）と前記第２のセンサとの間にそれぞれ配置された第２の組の電流センサ（２３０ａと２３０ｂ）、
前記第２の組の電流センサの間の差異が所定量の範囲内である場合にマッチング出力を提供する第２のコンパレータ（２３６）、及び
前記航空機窓に配置された加熱要素（２０２）を制御するために、前記第１のコンパレータと前記第２のコンパレータに通じているコントローラ（２０８）を備え、
前記第１のコンパレータがマッチング出力を提供する場合に、前記第１のセンサに基づいて前記加熱要素への電流レベルを制御し、前記第１のコンパレータがマッチング出力を提供せず且つ前記第２のコンパレータがマッチング出力を提供する場合に、前記第２のセンサに基づいて前記加熱要素への電流レベルを制御し、前記第１のコンパレータと前記第２のコンパレータの両方がマッチング出力を提供しない場合に、公称電流を前記加熱要素に供給するように、前記コントローラが構成されている、航空機窓加熱システム（２００）。
条項１１
前記第１のセンサ（２１８）が所定の抵抗範囲内で動作しているか否かを判定するように構成された電力・モニタリングユニット（２２２）を更に備え、前記コントローラ（２０８）は、前記電力・モニタリングユニットが前記第１のセンサが前記所定の抵抗範囲内で動作していないと判定したときに、前記第２のセンサ（２２０）に基づいて前記加熱要素（２０２）への電流を制御するように構成されている、条項１０の航空機窓加熱システム（２００）。
条項１２
前記電力・モニタリングユニット（２２２）が、前記第２のセンサ（２２０）が所定の抵抗範囲内で動作しているか否かを判定するように構成され、前記コントローラ（２０８）は、前記第１のセンサ（２１８）と前記第２のセンサが前記所定の抵抗範囲内で動作していないときに、公称電流を前記加熱要素（２０２）に供給するように構成されている、条項１１に記載の航空機窓加熱システム（２００）。
条項１３
窓加熱システム（２００）内の窓（１２２）に熱を供給するための加熱要素（２０２）への電流を制御する方法（４００）であって、
第１のセンサ（２１８）を用いて前記窓の抵抗値を測定すること（４０２）、
第２のセンサ（２２０）を用いて前記窓の抵抗値を測定すること（４０４）、
前記第１のセンサに関連付けられた第１のコンパレータ（２３４）を使用して前記第１のセンサの状態を特定して（４０６）、前記第１のセンサの条件が満たされているか否かを判定すること、
前記第２のセンサに関連付けられた第２のコンパレータ（２３６）を使用して前記第２のセンサの状態を特定して（４０８）、前記第２のセンサの条件が満たされているか否かを判定すること、
前記第１のコンパレータが前記第１のセンサの前記条件が満たされていると判定したときに、前記第１のセンサの前記抵抗値に基づいて前記加熱要素への電流フローを制御すること（４１０）、
前記第１のコンパレータが前記第１のセンサの前記条件が満たされていないと判定したとき、且つ、前記第２のコンパレータが前記第２のセンサの前記条件が満たされていると判定したときに、前記第２のセンサの前記抵抗値に基づいて前記加熱要素への電流フローを制御すること（４１２）、及び
前記第１のコンパレータと前記第２のコンパレータが、前記第１のセンサと前記第２のセンサの前記条件が満たされていないと判定したときに、公称量の電流フローを前記加熱要素に供給すること（４１４）を含む、方法（４００）。
条項１４
前記第１のコンパレータ（２３４）を使用して前記第１のセンサ（２１８）の状態を特定すること（４０６）が、前記第１のセンサの両側に直列で接続された第１の組の電流センサ（２２６ａと２２６ｂ）の感知された電流値を比較することを含み、前記第２のコンパレータ（２３６）を使用して前記第２のセンサ（２２０）の状態を特定すること（４０８）が、前記第２のセンサの両側に直列で接続された第２の組の電流センサ（２３０ａと２３０ｂ）の感知された電流値を比較することを含む、条項１３に記載の方法（４００）。
条項１５
前記公称量の電流フローを供給すること（４１４）は、前記第１のコンパレータ（２３４）と前記第２のコンパレータ（２３６）が、前記第１の組の電流センサ（２２６ａと２２６ｂ）の前記感知された電流値と前記第２の組の電流センサ（２３０ａと２３０ｂ）の前記感知された電流値に基づいて、前記第１のセンサ（２１８）と前記第２のセンサ（２２０）の前記条件が満たされていないと判定したときに、前記公称量の電流フローを前記加熱要素（２０２）に供給することを含む、条項１４に記載の方法（４００）。
条項１６
前記第１の組の電流センサ（２２６ａと２２６ｂ）の間において、感知された前記第１のセンサを流れる電流の差異が所定の範囲内にあるときに、前記第１のセンサ（２１８）の前記条件が満たされており、前記第２の組の電流センサ（２３０ａと２３０ｂ）の間において、感知された前記第２のセンサを流れる電流の差異が所定の範囲内にあるときに、前記第２のセンサ（２２０）の前記条件が満たされている、条項１４に記載の方法（４００）。
条項１７
前記第１のセンサ（２１８）が所定の抵抗範囲内で動作しているか否かを判定すること、及び
前記第２のセンサ（２２０）が所定の抵抗範囲内で動作しているか否かを判定することを更に含む、条項１３に記載の方法（４００）。
条項１８
前記第１のセンサ（２１８）の前記抵抗値に基づいて前記加熱要素（２０２）への電流フローを制御すること（４１０）が、前記第１のコンパレータ（２３４）が前記第１のセンサの前記条件が満たされていると判定したとき、且つ、前記第１のセンサが前記所定の抵抗範囲内で動作しているときに、前記第１のセンサの前記抵抗値に基づいて前記加熱要素への電流フローを制御することを含む、条項１７に記載の方法（４００）。
条項１９
前記第２のセンサ（２２０）の前記抵抗値に基づいて前記加熱要素（２０２）への電流フローを制御すること（４１２）が、
ａ）前記第１のコンパレータ（２３４）が前記第１のセンサ（２１８）の前記条件が満たされていないと判定したとき、又は
ｂ）前記第１のセンサが前記所定の抵抗範囲内で動作していないとき、且つ
ｃ）前記第２のコンパレータ（２３６）が前記第２のセンサの前記条件が満たされていると判定したとき、且つ
ｄ）前記第２のセンサが前記所定の抵抗範囲内で動作しているときに、前記第２のセンサの前記抵抗値に基づいて前記加熱要素への電流フローを制御することを含む、条項１７に記載の方法。
条項２０
前記第１のセンサ（２１８）又は前記第２のセンサ（２２０）の何れもが前記所定の抵抗範囲内で動作していていないときに、公称量の電流フローを前記加熱要素（２０２）に供給することを更に含む、条項１７に記載の方法（４００）。
【００５６】
本明細書では、ベストモードを含む様々な実施形態を開示する実施例を使用しているため、当業者は、任意のデバイスやシステムの作成及び使用、並びに組込まれた任意の方法の実施を含む、それらの実施形態を実行することができる。特許性の範囲は、特許請求の範囲によって画定され、当業者が想到する他の例も含み得る。このような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構成要素を有する場合、あるいは、それらが特許請求の範囲の文言とわずかに異なる均等な構成要素を有する場合は、特許請求の範囲の範囲内にあることを意図する。
【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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【外国語明細書】
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