(57)【要約】  航空機の電力システムを操作するためのシステムおよび方法を開示する。この発明の一実施例に従った電力システムは、航空機の補助動力装置と、当該航空機の補助動力装置に結合されるコントローラとを含み、当該コントローラは、当該補助動力装置が正常に機能している間に当該補助動力装置を自動的に停止するように構成される。コントローラはまた、航空機のサブシステムに供給されたパワーまたは供給されることが予測されるパワーがしきい値以下の非ゼロ値を有するときに、飛行中に補助動力装置を自動的に始動させるようにも構成され得る。コントローラはまた、サブシステムの負荷または予測される負荷がしきい値以上であるときに、補助動力装置を始動させるようにも構成され得る。
2008514485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機のパワーシステムであって、
航空機の補助動力装置と、
前記航空機の補助動力装置に結合されるコントローラとを備え、前記コントローラは、前記補助動力装置が正常に機能している間に前記補助動力装置を自動的に停止するように構成される、航空機のパワーシステム。
【請求項２】
前記コントローラは、前記航空機の飛行中に前記補助動力装置を自動的に始動させるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記コントローラは、前記航空機の飛行中に、および、前記航空機が地上に存在する間に前記補助動力装置が始動された後に、前記補助動力装置を自動的に停止するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
補助動力装置は、航空機の電力システムの一部であり、前記コントローラは、前記電力システムの全電力がしきい値以下の非ゼロ値を有するときに前記補助動力装置を自動的に始動させるように構成され、前記コントローラは、前記全電力が前記しきい値以上であるときに前記補助動力装置を自動的に停止するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記コントローラは、操縦者から受信された入力に基づき、前記コントローラが前記補助動力装置を始動、停止、または始動および停止の両方に指示する第１のモードを有し、前記コントローラは、操縦者からの直接入力なしに、航空機の通常動作中に前記補助動力装置を始動、停止、または始動および停止の両方に自動的に指示する第２のモードを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記コントローラに結合された、操縦者が選択可能なスイッチをさらに備え、前記スイッチは、前記第１のモードに対応する少なくとも１つの第１の設定と、前記第２のモードに対応する少なくとも１つの第２の設定とを有する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記航空機の補助動力装置に電気的に結合される電力回路をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記航空機の補助動力装置に電気的に結合される電力回路と、
前記電力回路に結合される少なくとも１つの主電源とをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記航空機の補助動力装置に電気的に結合される電力回路と、
前記電力回路に結合される少なくとも１つの主電源とをさらに備え、前記少なくとも１つの主電源は、ターボファンエンジンを含み、さらに、
前記少なくとも１つの主電源に動作可能に結合されて、前記少なくとも１つの主電源の負荷を求める検出器とを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記コントローラは、
航空機の電力需要に対応する信号を受信するように、そして、
（ａ）  前記航空機の電力需要がしきい値レベルを上回り、前記補助動力装置が始動されていない場合に、前記補助動力装置を遅延の後に始動するように自動的に指示するか、
（ｂ）  前記航空機の電力需要がしきい値レベル未満であり、前記補助動力装置が始動されている場合に、前記補助動力装置を遅延の後に停止するように自動的に指示するか、
または、
（ａ）および（ｂ）の両方を行なうように、構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記コントローラは、
航空機の電力出力に対応する信号を受信するように、そして、
（ａ）前記航空機の電力出力がしきい値レベル以下であり、前記補助動力装置が始動されていない場合に、前記補助動力装置を遅延の後に始動するように自動的に指示するか、
（ｂ）前記航空機の電力出力がしきい値レベル以上であり、前記補助動力装置が始動されている場合に、前記補助動力装置を遅延の後に停止するように自動的に指示するか、または、
（ａ）および（ｂ）の両方を行なうように、構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
航空機のパワーシステムであって、
航空機の補助動力装置と、
前記航空機の補助動力装置に結合されるコントローラとを備え、前記コントローラは、前記補助動力装置が結合可能な航空機サブシステムに供給されたパワーまたは供給されることが予測されるパワーが、しきい値以下の非ゼロ値を有するときに、飛行中に前記補助動力装置を自動的に始動させるように構成される、航空機のパワーシステム。
【請求項１３】
前記サブシステムは、電気回路、油圧サブシステム、および空気圧サブシステムの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記サブシステムに作動可能に結合可能であって、前記サブシステムに供給されるパワーを検出するように構成される検出器をさらに備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記補助動力装置が結合可能な前記サブシステムは、電気回路を含み、前記コントローラは、前記航空機の電気回路の電力が前記しきい値以上であるときに、前記補助動力装置を自動的に停止するように構成される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
航空機のパワーシステムであって、
航空機の補助動力装置と、
前記航空機の補助動力装置に結合されるコントローラとを備え、前記コントローラは、前記補助動力装置が結合可能な航空機のサブシステムに課された負荷または課されることが予測される負荷が、しきい値以上であるときに、前記補助動力装置を飛行中に自動的に始動させるように構成される、航空機のパワーシステム。
【請求項１７】
前記補助動力装置が結合可能な前記サブシステムは、電気回路を含み、前記コントローラは、前記航空機の電気回路の前記負荷が前記しきい値以下であるときに、前記補助動力装置を自動的に停止するように構成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記システムに作動可能に結合可能であって、前記システムの前記負荷を検出するように構成される検出器をさらに備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記サブシステムは、電気回路、油圧サブシステム、および空気圧サブシステムの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
航空機のパワーシステムであって、
少なくとも１つの航空機の主電源と、
航空機の補助動力装置と、
前記少なくとも１つの航空機の主電源および前記航空機の補助動力装置に結合される電
力回路と、
前記電力回路に動作可能に結合されて、前記電力回路の負荷に対応する第１の信号、および、前記電力回路に供給されるパワーに対応する第２の信号を提供する検出システムと、
前記検出システムおよび前記補助動力装置に結合されるコントローラとを備え、前記コントローラは、
前記第１および第２の信号を受信するように、そして、
（ａ）  前記第１の信号が、第１のしきい値レベルを上回る負荷に対応し、前記補助動力装置が始動されていない場合に、前記補助動力装置を遅延の後に始動するように自動的に指示し、
（ｂ）  前記第１の信号が、前記第１のしきい値レベル未満の負荷に対応し、前記補助動力装置が始動されている場合に、前記補助動力装置を遅延の後に停止するように自動的に指示し、
（ｃ）  前記第２の信号が第２のしきい値レベル未満であるパワーに対応し、前記補助動力装置が始動されていない場合に、前記補助動力装置を遅延の後に始動するように自動的に指示し、および、
（ｄ）  前記第２の信号が前記第２のしきい値レベルを上回るパワーに対応し、前記補助動力装置が始動されている場合に、前記補助動力装置を遅延の後に停止するように自動的に指示するように、構成される、航空機のパワーシステム。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの航空機の主電源は、ターボファンエンジンを含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
航空機のパワーシステムであって、
航空機の補助動力装置と、
前記航空機の補助動力装置の動作を指示するための制御手段とを備え、前記制御手段は、前記補助動力装置が正常に機能している間に前記補助動力装置を自動的に停止するように構成される、航空機のパワーシステム。
【請求項２３】
前記制御手段は、
航空機の電力需要に対応する信号を受信するように、そして、
（ａ）  前記航空機の電力需要がしきい値レベルを上回り、前記補助動力装置が始動されていない場合に、前記補助動力装置を遅延の後に始動するように自動的に指示するか、
（ｂ）  前記航空機の電力需要がしきい値レベル未満であり、前記補助動力装置が始動されている場合に、前記補助動力装置を遅延の後に停止するように自動的に指示するか、または、
（ａ）および（ｂ）の両方を行なうように、構成される、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記制御手段は、
航空機の電力出力に対応する信号を受信するように、そして、
（ａ）  前記航空機の電力出力がしきい値レベル以下であり、前記補助動力装置が始動されていない場合に、前記補助動力装置を遅延の後に始動するように自動的に指示するか、
（ｂ）  前記航空機の電力出力がしきい値レベル以上であり、前記補助動力装置が始動されている場合に、前記補助動力装置を遅延の後に停止するように自動的に指示するか、または、
（ａ）および（ｂ）の両方を行なうように、構成される、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２５】
航空機のパワーシステムを操作するための方法であって、
補助動力装置からのパワーを含みかつ受取る航空機サブシステムの状態に対応する信号を受信するステップと、
前記信号を受信するステップに応答して、前記補助動力装置が正常に機能している間に前記補助動力装置を自動的に停止するステップを含む、方法。
【請求項２６】
前記サブシステムは、電力回路を含み、信号を受信するステップは、前記航空機が飛行中であり、かつ、前記航空機の前記補助動力装置が非始動状態にある間に、前記航空機の電力回路に提供された航空機の電力出力に対応する信号を受信するステップを含み、前記方法はさらに、前記電力出力がしきい値以下である場合に、前記航空機が飛行中である間に前記補助動力装置を自動的に始動させるステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記サブシステムは、電力回路を含み、信号を受信するステップは、前記航空機が飛行中であり、かつ、前記航空機の補助動力装置が非始動状態にある間に、前記航空機の電力回路の負荷に対応する信号を受信するステップを含み、前記方法はさらに、前記負荷がしきい値以上である場合に、前記航空機が飛行中である間に前記補助動力装置を自動的に始動させるステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
航空機のパワーシステムを操作するための方法であって、
前記航空機が飛行中であり、かつ、前記航空機の補助動力装置が非始動状態にある間に、航空機サブシステムに提供される航空機のパワー出力に対応する信号を受信するステップと、
前記パワー出力がしきい値以下であるか、またはしきい値以下であると予測される場合に、前記航空機の飛行中に前記補助動力装置を自動的に始動させるステップとを含む、方法。
【請求項２９】
前記パワー出力が前記しきい値以上である場合に、前記補助動力装置を自動的に停止するステップをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記補助動力装置を自動的に始動させるステップは、前記信号が受信された時点から遅延の後に、前記補助動力装置を自動的に始動させるステップを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
航空機のパワーシステムを操作するための方法であって、
航空機の飛行中に、かつ、前記航空機の補助動力装置が非始動状態にある間に、航空機サブシステムの負荷に対応する信号を受信するステップと、
前記負荷がしきい値以上である場合に、前記航空機の飛行中に前記補助動力装置を自動的に始動させるステップとを含む、方法。
【請求項３２】
前記補助動力装置を自動的に始動させるステップは、前記信号が受信された時点から遅延の後に、前記補助動力装置を自動的に始動させるステップを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記負荷を検出するステップと、前記対応する信号を送信するステップとをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記負荷がその後、前記しきい値よりも下がる場合に、前記補助動力装置を自動的に停止するステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記航空機が地上に存在する間に操縦者により提供される入力信号に応答して、前記補
助動力装置を始動させるステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記航空機が地上に存在する間に操縦者により提供される入力信号に応答して、前記補助動力装置を停止するステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
航空機のパワーシステムを操作するための方法であって、
航空機の電力システムの負荷に対応する第１の信号を受信するステップと、
前記航空機の電力システムに提供されるパワーに対応する第２の信号を受信するステップと、
前記第１の信号が第１のしきい値レベルを上回り、前記補助動力装置が始動されていない場合に、前記補助動力装置を遅延の後に始動するように自動的に指示するステップと、
前記第１の信号が前記第１のしきい値レベル未満であり、前記補助動力装置が始動されている場合に、前記補助動力装置を遅延の後に停止するように自動的に指示するステップと、
前記第２の信号が第２のしきい値レベル未満であり、前記補助動力装置が始動されていない場合に、前記補助動力装置を遅延の後に始動するように自動的に指示するステップと、
前記第２の信号が前記第２のしきい値レベルを上回り、前記補助動力装置が始動されている場合、前記補助動力装置を遅延の後に停止するように自動的に指示するステップとを含む、方法。
【請求項３８】
航空機のパワーシステムを操作するための方法であって、
入力装置を操作して、航空機の補助動力装置に第１の制御信号を指示することにより、前記補助動力装置を始動させるステップと、
第２の制御信号を指示することにより、前記補助動力装置の自動操作を許可するステップとを含む、方法。
【請求項３９】
第２の制御信号を指示することは、前記入力装置から前記補助動力装置用のコントローラに前記第２の制御信号を指示することを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
入力装置を操作することは、航空機の操縦室の回転多位置スイッチを手動で操作することを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
航空機のパワーシステムを操作するための方法であって、
航空機の補助動力装置に結合される航空機サブシステムの負荷に対応する第１の信号を受信するステップと、
前記サブシステムに提供されるパワーに対応する第２の信号を受信するステップと、
前記パワーと前記負荷との差が第１のしきい値以下であり、前記補助動力装置が始動されていない場合に、前記補助動力装置を自動的に始動させるステップと、
前記パワーと前記負荷との前記差が第２のしきい値以上であり、前記補助動力装置が始動されている場合に、前記補助動力装置を自動的に停止するステップとを含む、方法。
【請求項４２】
第１のしきい値が前記第２のしきい値と少なくともほぼ同じである、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記補助動力装置を自動的に始動させるステップは、ガスタービンエンジンを自動的に始動させるステップを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
航空機のパワーシステムを操作するための方法を実行するように構成されるコンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
前記航空機が飛行中であり、かつ、前記航空機の補助動力装置が非始動状態にある間、正常に機能する航空機サブシステムの負荷に対応する信号を受信するステップと、
前記信号が、しきい値以上である、負荷または予測される負荷に対応する場合、前記航空機の飛行中に前記補助動力装置を始動するように自動的に指示するステップとを含む、コンピュータ可読媒体。
【請求項４５】
前記方法は、前記信号が前記しきい値以下である負荷に対応する場合、前記航空機が飛行中であり、かつ、前記補助動力装置が始動状態にある間に、前記補助動力装置を停止するように自動的に指示するステップをさらに含む、請求項４４に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項４６】
航空機のパワーシステムを操作するための方法を実行するように構成されるコンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
前記航空機が飛行中であり、かつ、前記航空機の補助動力装置が非始動状態にある間に、正常に機能する航空機サブシステムの負荷に入力されるパワーに対応する信号を受信するステップと、
前記信号が、しきい値以下である、パワーレベルまたは予測されるパワーレベルに対応する場合、前記航空機の飛行中に前記補助動力装置を始動するように自動的に指示するステップとを含む、コンピュータ可読媒体。
【請求項４７】
前記方法は、前記信号が前記しきい値以上のパワーレベルに対応する場合、前記航空機が飛行中であり、かつ、前記補助動力装置が始動状態にある間に、前記補助動力装置を停止するように自動的に指示するステップをさらに含む、請求項４４に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
この発明は一般に、航空機の補助動力装置用の自動制御システムおよび関連する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
現行の商用輸送ジェット機は一般に、推進力を得るために２つ以上の主タービンエンジンを含む。また、これらの航空機は一般に、主エンジンが提供するパワーに加え、または当該パワーの代わりに、電力および／または空気動力を提供する少なくとも１つの補助動力装置（ＡＰＵ）も含む。したがって、主エンジンの非稼働時、たとえば、航空機が空港ゲートで待機している際にＡＰＵを使用して、当該航空機にパワーを提供することができる。ＡＰＵはまた、通常運転中に主エンジンを始動させるために一時的なパワーを提供すること、および／または、エンジン停止状況もしくは他の緊急状況時に緊急用の一時的なパワーを提供することもできる。
【０００３】
図１は、先行技術に従って構成されたシステムを示す。このシステムにおいて、ＡＰＵ１０は、航空機の電気システム４０に一時的なパワーを提供する。コントローラ２０はＡＰＵ１０の動作を指示し、制御入力装置３０（一般に、航空機の操縦室に収容される）は、パイロットまたは他の操縦者がコントローラ２０、したがってＡＰＵ１０の動作を手動で指示することを可能にする。したがって、制御入力装置３０は、ＡＰＵ１０の非始動時に「オフ」位置にある回転ノブを含み得る。パイロットまたは他の操縦者は、当該ノブを「スタート」位置に回転させて、ＡＰＵ１０を始動させる。そして、操縦者はノブを離す。このノブは、「オン」位置まで逆回転するようにばね搭載式である。ＡＰＵ１０は、パイロットが「オフ」位置までノブを手動で動かすまで、ノブが「オン」位置にある状態で始動状態を保つ。
【０００４】
或る航空機において、重大な動作上の不具合の場合、コントローラ２０はＡＰＵ１０を自動的に遮断することができる。このような不具合には、ＡＰＵ１０を収容するコンパートメント内での火災、またはＡＰＵ１０自体の故障が含まれる。或る航空機では、航空機において全電力が停止した場合にのみ、ＡＰＵ１０を自動的に始動させる。したがって、ＡＰＵ１０は、この緊急事態において、自動的なバックアップパワーを提供することができる。一般に、ＡＰＵを始動させるために手動操作が必要とされ、他の状況において、ＡＰＵ１０は、飛行中常に作動するように構成され得る。ほとんどの状況において、ＡＰＵ１０は、航空機の飛行用に作動可能である必要がない。ＡＰＵ１０が作動状態になく、飛行中にさらなるパワーが必要とされる場合、飛行中におけるＡＰＵ１０の緊急始動をトリガする同じ信号が、代わりに、飛行中にさらなる電力を提供するラムエアータービンの配備をトリガすることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のＡＰＵシステムは、現行の航空機に対して適切な地上用および緊急用パワーを提供するものの、航空会社のオペレータおよび航空会社の製造業者はともに、航空機の動作全体の効率を高めるように強いられている。したがって、航空機のパワーシステムおよび航空機のＡＰＵの全体効率をさらに高めて航空機の運用コストを削減することが望ましいと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
概要
この発明は一般に、航空機にパワーを提供するためのシステムおよび方法に向けられる。この発明の一局面に従った航空機のパワーシステムは、航空機の補助動力装置と、当該航空機の補助動力装置に結合されるコントローラとを含む。コントローラは、補助動力装置が正常に機能している間に当該補助動力装置を自動的に停止するように構成され得る。したがって、この発明のさらに特定の局面において、コントローラは、航空機の飛行中に、および、航空機が地上に存在する間に補助動力装置が始動された後に、当該補助動力装置を自動的に停止するように構成され得る。コントローラは、航空機が飛行中に補助動力装置を自動的に始動させるようにも構成され得る。
【０００７】
この発明のさらに別の局面では、補助動力装置が結合され得る航空機サブシステム（電気回路等）に対して供給されるパワーまたは供給されることが予測されるパワーが、しきい値以下の非ゼロ値を有するときに、コントローラは、補助動力装置を飛行中に自動的に始動させるように構成され得る。この発明のさらに別の局面では、航空機サブシステムの負荷または予測される負荷がしきい値以上であるときに、コントローラは、飛行中に補助動力装置を自動的に始動させるように構成され得る。
【０００８】
この発明は、航空機のパワーシステムを操作するための方法にも向けられる。この発明の一局面において、このような方法は、入力装置を操作して、補助動力装置に第１の制御信号を指示することにより、航空機の補助動力装置を始動させるステップを含む。この方法はさらに、第２の制御信号を指示することにより、補助動力装置の自動操作を許可するステップをさらに含み得る。入力装置を操作することは、航空機の操縦室の回転多位置スイッチを手動で操作することを含み得る。
【０００９】
この発明の別の局面に従った、航空機のパワーシステムを操作するための方法は、航空機の補助動力装置に結合される航空機サブシステム（電力システム等）の負荷に対応する第１の信号を受信するステップと、当該サブシステムに提供されるパワーに対応する第２の信号を受信するステップとを含む。パワーと負荷との差が第１のしきい値以下であり、補助動力装置が始動されていない場合に、この方法は、補助動力装置を自動的に始動させるステップをさらに含み得る。パワーと負荷との差が第２のしきい値以上であり、補助動力装置が始動されている場合に、この方法は、補助動力装置を自動的に停止するステップをさらに含み得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
詳細な説明
この発明は一般に、航空機の補助動力装置（ＡＰＵ）の動作を制御するためのシステムおよび方法に向けられる。ＡＰＵを制御するためのシステムおよび方法のいくつかの実施例を以下に説明する。しかしながら、当該技術における当業者は、この発明がさらに別の実施例を有し得ること、図２から図４を参照して以下に説明する実施例のいくつかの詳細を用いなくてもこの発明を実施し得ることを理解するであろう。
【００１１】
図２は、胴体２０１と、翼２０２と、テールコーン２０７を含む尾翼２０４とを有する航空機２００の部分概略等角投影図である。水平安定板２０５および垂直安定板２０６は、これらの安定板および翼２０２上の関連する制御面とともに、航空機２００に対して安定性および制御を提供する。航空機２００の翼２０２（図２に図示）および／または他の部分により担持される２つの主エンジン２０３（ターボファンエンジン等）により、主動力が提供される。ＡＰＵ２１０はテールコーン２０７（または航空機２００内のそれ以外の場所）に位置付けられて、航空機２００に対し、補助電力または補助空気動力を提供することができる。ＡＰＵ２１０を制御するためのシステムおよび方法のさらなる詳細を、
図３および図４を参照して以下に記載する。
【００１２】
図３は、航空機２００のテールコーン２０７内に位置付けられたＡＰＵ２１０を示す。ＡＰＵ２１０は、吸気口３１１から空気を受けるコンプレッサを含み得る。ＡＰＵ２１０からの排気生成物は、排気ダクト３１２を介して航空機２００から排出され得る。ＡＰＵ２１０により生成された電力は、電力バス３４２に提供され得る。電力バス３４２は、主エンジン２０３からパワーを受けることもでき、図３では総称して負荷３４１と表わされる多数の電気駆動式装置（以下のものに限定されないが、照明、調理室、および除氷システムを含む）にパワーを提供することができる。したがって、負荷３４１、バス３４２、主エンジン２０３、およびＡＰＵ２１０は、航空機２００の電力システム３４０を形成し得る。パワーシステム３４０は、明瞭性を得るために図３では示されていない他の構成要素（たとえば、緊急パワー生成用の配備型ラムエアータービン）も含み得る。
【００１３】
電気負荷３４１および当該電気負荷に結合される回路は、ＡＰＵ２１０からパワーを受けるサブシステムの一例を提供する。他の実施例において、ＡＰＵ２１０は、他のサブシステム、たとえば油圧サブシステムおよび／または空気圧サブシステムにパワーを提供し得る。したがって、電気システムとの関連で以下に説明するこの発明の局面は、限定なしに空気圧サブシステムおよび油圧サブシステムを含む他のサブシステムにも該当する。
【００１４】
ＡＰＵ２１０は、コントローラ３２０に結合され得る。コントローラ３２０は、（ａ）航空機搭乗員からの手動の命令に応答してＡＰＵ２１０を始動および／または停止させ、および／または、（ｂ）航空機搭乗員からの入力を必要とせずに、自律的かつ自動的に命令を提供してＡＰＵ２１０を始動および／または停止させる。以下に説明するように、コントローラ３２０は、入力装置３３０に結合され得る。入力装置３３０は、航空機搭乗員が手動操作および自動操作から選択することを可能にし、航空機搭乗員が、どの手動命令をコントローラ３２０に提供するかを選択することを可能にする。
【００１５】
入力装置３３０は、回転スイッチ３３１を含み得る。この回転スイッチ３３１は、ＡＰＵ２１０を手動で始動させるために「オフ」位置から「スタート」位置に回転させることが可能であり、その後、操縦者（パイロットまたは他の乗務員等）が当該スイッチ３３１を離した後に「オン」位置に戻り得る。したがって、入力装置３３０の操作のこの局面は、図１に示す入力装置３０を参照して上で説明したものとほぼ同様である。図３に示す入力装置３３０は、当該入力装置３３０を介した航空機搭乗員からの直接入力なしにＡＰＵ２１０が自動的に始動および／または停止する「オート」位置も含み得る。入力装置３３０が「オート」位置にあるとき、コントローラ３２０は、たとえば、検出システム３５０および／または他の航空機システムコントローラ３６０から受信した信号に応答して、ＡＰＵ２１０を自動的に始動および／または停止させることができる。この実施例の一局面において、検出システム３５０は、電気負荷のサイズか、または、負荷３４１により電力システム３４０に課された要求を検出するように構成され得る。この実施例の別の局面において、検出システム３５０は、ＡＰＵ２１０、主パワーユニット２０３、および／または、パワーシステム３４０に結合された他の任意の発電機によりパワーシステム３４０に供給されているパワーの量を求めることができる。この実施例のさらに別の局面において、検出システム３５０は、ＡＰＵ２１０が作動しているか否か、および／または、ＡＰＵ２１０もしくは当該ＡＰＵが収容されているコンパートメントが不具合を生じていないか否かを含む、ＡＰＵ２１０の現状を検出することができる。このような不具合には、ＡＰＵの高温、ＡＰＵの低い油圧、および／または、ＡＰＵのコンパートメントにおける火災または他の高温事象が含まれ得る。搭乗員は、点灯した「故障」インジケータ３３２により、不具合の通知を受けることができる。ＡＰＵ２１０の状況に関する他の情報は、中央警報システム（図３には図示せず）を介して搭乗員に提示され得る。このような情報には、ＡＰＵ２１０が稼働中であるか、遮断中であるか、遮断済みであるか、「故障停止」モ
ードにあるか、および／または、「準備が完了した（armed）」（たとえば、「オート」モードで作動するように構成された）か否かが含まれ得る。したがって、ＡＰＵ２１０が「オート」モードで作動している場合でも、搭乗員はＡＰＵ２１０の状況を容易に評価することができる。ＡＰＵ２１０の自動操作のさらなる詳細を、図４を参照して以下に記載する。
【００１６】
図４は、この発明の一実施例に従った、航空機のＡＰＵを自動的に制御するための処理４００を示す。処理４００は、処理部４０２において、ＡＰＵに航空機の電気システムにパワーを提供させることが望ましいか否かを判断するステップを含む。航空機の電気システムの負荷がしきい値レベル以上である場合、または、電気システムに提供されるパワーがしきい値レベル以下である場合、ＡＰＵのパワーが望ましいと考えられる。したがって、処理４００は、電気システムの負荷（または予測される負荷）がしきい値レベル以上であるか否かを判断するステップ（処理部４０４）、および／または、電力システムに提供されるパワー（または予測されるパワー）がしきい値レベル以下の非ゼロ値を有するかどうかを判断するステップ（処理部４０６）をさらに含み得る。いずれかの判断を行なうための情報は、搭載された航空機システム、たとえば、図３を参照して上で説明した検出システム３５０または他の航空機システムコントローラ３６０から受信したデータに基づき得る。
【００１７】
処理部４０２において、ＡＰＵのパワーが望ましいと判断された場合、処理４００は、ＡＰＵが現時点で作動しているか否かを判断するステップ（処理部４０８）をさらに含み得る。ＡＰＵが作動していない場合、処理４００は、ＡＰＵを自動的に始動させるステップ（処理部４１０）を含み得る。処理４００は、ＡＰＵを自動的に始動させる前に、選択された遅延期間にわたり待機するステップ（処理部４１２）を任意に含み得る。システムは、この遅延期間において、（ａ）電気システムの負荷がしきい値レベル以上のままであるかどうか、および／または、（ｂ）電力システムに提供されるパワーがしきい値レベル以下のままであるかどうかを判断するために絶えず確認することができる。選択された遅延期間の持続時間にわたり、条件のいずれか（または両方）が満たされる場合、システムは、処理部４１０に示すように、ＡＰＵを自動的に始動させることができる。遅延期間を設けることにより、この発明のこの局面は、電気システムの負荷がしきい値レベル付近で変動するとき、および／または、電気システムに提供されるパワーがしきい値レベル付近で変動するときに、ＡＰＵが繰返し始動および停止される可能性を減じることができる。
【００１８】
処理部４０４または処理部４０６のいずれかにおいて、ＡＰＵのパワーが望ましくない場合、処理４００は、ＡＰＵが作動しているか否かを判断するステップ（処理部４１４）を含み得る。ＡＰＵが作動していない場合、処理４００は、ＡＰＵの電力が望ましくなるか否かを判断するために、また、ＡＰＵの電力が望ましくなる時点を求めるために、処理部４０４および／または４０６を繰返すステップを含み得る。ＡＰＵが作動しているものの、ＡＰＵのパワーが望ましくないと判断される場合、処理４００は、ＡＰＵが正常に機能している間に当該ＡＰＵを自動的に遮断するステップ（処理部４１６）を含み得る。この実施例の特定の局面において、処理４００は、ＡＰＵのパワーが望ましいか否かを引続き監視しながら、選択された遅延期間にわたり待機するステップ（処理部４１８）を含み得る。ＡＰＵのパワーが、選択された遅延期間の持続時間にわたって望ましいままである場合、ＡＰＵの遮断処理を完了することができる。この任意の遅延期間により、電気システムの負荷および／または電力システムに提供されるパワーがそれぞれのしきい値レベル付近で変動する場合に、ＡＰＵが頻繁に遮断および再始動されることが防止され得る。上述の実施例のいずれにおいても、ＡＰＵが正常に機能しない場合（たとえば、ＡＰＵ自体が機能不全であるか、または、ＡＰＵを収容するコンパートメントにおいて火災が検出された場合）に、ＡＰＵを自動的に遮断することがさらに可能である。
【００１９】
他の実施例では、他の技術を用いて、ＡＰＵを始動および／または停止させる時点を決定することができる。たとえば、電気システムに提供されるパワーと、電気システムの負荷との差がしきい値未満であるときに、ＡＰＵを始動させることができる。この差が、同一のしきい値または異なるしきい値を上回るときに、ＡＰＵを停止することができる。さらに別の実施例では、ＡＰＵの自動操作の局面は、或る操作段階の間、阻止され得る。たとえば、ＡＰＵコントローラは、航空機が地上に存在する間、ＡＰＵを自動的に始動（および／または停止）することを阻止され得る。
【００２０】
上述の少なくともいくつかの実施例の１つの特徴は、ＡＰＵが正常に稼働している場合でも、当該ＡＰＵが自動的に停止され得ることである。この特徴の利点は、パイロットまたは他の操縦者が、ＡＰＵの状況を監視して、ＡＰＵの稼働がもはや必要ではないか、または望ましくないときにＡＰＵを手動で遮断する必要性をなくすことにより、パイロットの作業負荷を減じ得る点である。たとえば、通常の地上始動のシーケンスにおいて、パイロットはＡＰＵを始動させ、次にこのＡＰＵを使用して１つの主エンジンを始動させる。一処理において、始動された主エンジンを次に用いて第２の主エンジンを始動させる。この処理は、航空機上に存在する主エンジンの数だけ繰返され得る。この発明の一実施例において、コントローラは、ＡＰＵのパワーがもはや必要とされない場合、または、航空機が離陸した場合に、パイロットの介入なしにＡＰＵを自動的に停止することができる。
【００２１】
この発明の少なくともいくつかの実施例の別の特徴は、同様に、ＡＰＵが自動的に始動され得る点である。たとえば、航空機の電気システムの負荷がしきい値レベル以上であるか、または、非ＡＰＵの発電機により供給される電力がしきい値レベル以下である場合、ＡＰＵコントローラはＡＰＵを自動的に始動させることができる。この特徴の利点とは、パイロットが電気システムの負荷または電気システムに提供されるパワーのいずれかを監視する必要性をなくす点である。この特徴の別の利点とは、電気システムの負荷または電気システムに供給されるパワーが選択された範囲内に入らないときにパイロットがＡＰＵを手動で始動させる必要性をなくし得る点である。
【００２２】
この発明の少なくともいくつかの実施例のさらに別の特徴は、パイロットまたは操縦者が、ＡＰＵの手動操作および自動操作から選択できる点である。この特徴の利点は、パイロットが航空機の操作におけるどの時点においても、ＡＰＵの手動制御を引継ぐことができる点である。パイロットはまた、たとえば、入力装置を介して適切な信号を送信することにより、ＡＰＵの自動操作を許可することもできる。
【００２３】
少なくともいくつかの上述の実施例のさらに別の利点は、これらの実施例が、航空機上における電気システムの一層の利用をサポートし得る点である。たとえば、いくつかの非電気システム（熱風防氷システム等）を、それに相当する電気システム（抵抗ヒータ等）で置き換えることが望ましいことが考えられる。また、（たとえば航空機上での家電機器の一層の利用をサポートするために）電気容量の増設が望ましいことも考えられる。航空機の電気システムのこのような負荷により課される周期的な高電力需要は、「随時」にＡＰＵを始動および停止させるＡＰＵコントローラにより、より容易にサポートされ得る。
【００２４】
少なくともいくつかの上述の実施例のさらに別の特徴は、ＡＰＵを始動または停止させる際に、コントローラが実際の負荷および／またはパワーレベルに応答し得る点、および／または、コントローラが、予想される負荷および／またはパワーレベルに応答し得る点である。たとえば、搭乗員または自動システムが、システム（調理室システムまたは除氷システム等）を起動することによりパワーを要求する場合、コントローラは、現在のパワーレベルが、ＡＰＵを始動させない状態で新規の負荷をサポートするほど十分に高いかどうかを判断することができる。十分に高くない場合、コントローラは、新規の負荷にパワーを供給する前にＡＰＵを自動的に始動させることができる。主エンジンのうちの１つが
遮断手続きを開始しており、この遮断手続きが、電気システムに供給されるパワーの低下を結果的に生じる場合、コントローラは、パワーがしきい値レベル未満になる前に、ＡＰＵを自動的に始動させることができる。
【００２５】
この発明の特定の実施例が例示の目的でここに記載されたこと、また、それでもなおこの発明の精神および範囲から逸脱することなくさまざまな変更が行なわれ得ることが、上述の内容から認識されるであろう。たとえば、特定の実施例との関連で記載されたこの発明の局面は、他の実施例において組合せられ得、または、省略され得る。この発明の或る特定の実施例にまつわる利点が実施例との関連で説明されてきたが、他の実施例もまた、これらの利点を達成することができる。上述の実施例は、この発明の範囲内に収まるためにこのような利点を必ずしも呈示する必要はない。したがって、この発明は、前掲の請求項によって限定される以外は限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】先行技術に従った航空機の補助動力装置を制御するためのシステムの部分概略図である。
【図２】この発明の一実施例に従って制御および構成される、補助動力装置を有する航空機の部分概略等角投影図である。
【図３】この発明の一実施例に従って構成される、補助動力装置、関連するパワーシステム、コントローラ、および入力装置の部分概略等角投影図である。
【図４】この発明の多数の実施例に従った、航空機の補助動力装置を制御するためのいくつかの方法の局面を示すフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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