(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
逆推力異常を検出または予測するための航空機エンジンの逆推力装置の監視方法において、
前記逆推力装置が、格納可能な扉と、油圧アクチュエータと、前記扉の位置に関するデータ項目をそれぞれ返すように配置されたスイッチ（３ａ、４ａ、５ａ、３Ｂ、４ｂ、５ｂ、Ｓａ、Ｓｂ）とを備え、
前記方法は、
前記航空機エンジンのコンピュータ（２）によって、前記スイッチから返される前記データを基に、前記スイッチの位置を代表するパラメータを測定し、
前記測定されたパラメータの１つまたは複数の統計指標を計算（Ｅ２）し、前記計算された統計指標の時間的推移を解析（Ｅ３）することを特徴とする方法。
【請求項２】
１つまたは複数の前記統計指標の前記計算（Ｅ２）が、測定された前記代表するパラメータの平均値および／または測定された前記代表するパラメータの中央値および／または測定された前記代表するパラメータの標準偏差および／または測定された前記代表するパラメータの分布タイプの判定を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記計算された統計指標の時間的推移の前記解析（Ｅ３）が、一定の時間範囲にわたる前記統計指標の傾きの計算を含む、請求項１および２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
前記計算された統計指標の時間的推移の前記解析（Ｅ３）が、前記計算された統計指標と、健全とみなされる逆推力装置運転中に行われた前記代表するパラメータの測定に基づいて事前に計算済みの基準指標との比較を含む、請求項１および２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記計算された統計指標の時間的推移の前記解析（Ｅ３）の結果が閾値と比較され、前記閾値を超過した場合に異常検出警報（Ｅ４）が発報される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記閾値を超過した場合に、前記計算された統計指標に基づく被検出異常シグネチャを計算し（Ｅ５）、この前記被検出異常シグネチャと、故障のタイプをそれぞれ特徴付ける１つまたは複数の基準シグネチャとを比較する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記計算された統計指標の時間的推移の前記解析の結果に基づいて異常発生確率を計算する（Ｅ６）、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
測定された前記代表するパラメータが、分圧回路（１）によって分割された電圧と前記分圧回路の電源電圧との電圧比であり、
前記分圧回路が、並列に相互接続されたモジュール（Ｍ１、Ｍ２）と直列になった出力抵抗（Ｒｌｅｃｔ）を備え、
前記モジュールがそれぞれ前記スイッチ（Ｓａ、Ｓｂ）のうちの一方を備え、
前記スイッチ（Ｓａ、Ｓｂ）が、そのスイッチ（Ｓａ、Ｓｂ）の位置に基づいて、第１のモジュール抵抗（Ｒａ１、Ｒｂ１）または第２のモジュール抵抗（Ｒａ２、Ｒｂ２）と直列に接続される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
コンピュータ・プログラムであって、前記プログラムがコンピュータ上に実行されるときに、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法の各ステップを実行するためのコード命令を含む、コンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機エンジンの逆推力装置を監視する分野に関する。詳細には、本発明は、逆推力装置の異常を検出／予測するためにその逆推力装置を監視するための方法およびコンピュータ・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術では、予防保守作業は、例えば航空機エンジンの逆推力装置などの機械の検査を、その動作を妨げる故障が生じる前に行うことからなる。この検査の結果、任意で、その機械の１つまたは複数の部品の交換が行われる。自明のように、かかる作業は、予防の観点から効果的になるよう、不必要なコストが生じないよう、早過ぎず、その機械の耐用寿命の適当な時期に行われるべきである。
【０００３】
したがって一般に、逆推力装置に対して、信頼性がある保守報告を提供できる、それ故、保守作業の最適化を可能にする、効果的な監視を行うことが求められる。
【０００４】
特許文献１により、電気モータで制御されるアクチュエータを有する逆推力装置を監視するための方法が知られている。この方法は、逆推力装置の運転段階中に取得される、以下の様々なタイプのパラメータを使用する。それらのパラメータとは、
運転段階の期間を代表するパラメータと、
電気モータからみたエネルギーを代表するパラメータと、
電気モータからみたトルクを代表するパラメータと、
電気モータの基準回転速度と実測回転速度とが異なっている期間を代表するパラメータである。
【０００５】
この方法は、油圧制御機構を含んでいない電気逆推力装置に適用可能である。したがって、油圧アクチュエータを有する逆推力装置では、上記の運転段階の期間を代表するパラメータのみが使用されうる。ただし、かかる期間指標は、電気モータの外部状況（特に外部温度）に強く影響される。しかしながら、内因性データと外因性データの相互作用はよく分かっていない。その結果、この既知の方法は、油圧アクチュエータを有する逆推力装置の監視を、満足のいく形で実行するには適していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】仏国特許出願第２９４３７３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、油圧アクチュエータを有する逆推力装置の効果的な監視を提案することであり、この目的のために提案されるのは、格納可能な扉を有する航空機エンジンの逆推力装置を監視するための方法において、上記逆推力装置が、油圧アクチュエータを有し、上記扉の位置に関するデータ項目をそれぞれ返すように配置されたスイッチを備え、上記エンジンがコンピュータを備え、上記コンピュータが、上記スイッチから返される上記データを基にした、上記スイッチの位置を代表するパラメータを測定するように構成される方法であって、上記測定されたパラメータの１つまたは複数の統計指標の計算と、上記計算された統計指標の時間的推移の解析とを含むことを特徴とする方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記方法のいくつかの好ましいが非限定的な態様は以下の通りである。
上記測定されたパラメータの１つまたは複数の統計指標の上記計算が、上記パラメータの測定値の平均値および／または上記パラメータの測定値の中央値および／または上記パラメータの測定値の標準偏差および／または上記パラメータの測定値の分布タイプの判定を含み、
上記計算された統計指標の時間的推移の上記解析が、一定の時間範囲にわたる上記統計指標の傾きの計算を含み、あるいは、上記計算された統計指標と、健全とみなされる逆推力装置運転中に行われた上記パラメータの測定に基づいて事前に計算済みの基準指標との比較を含み、
上記計算された統計指標の時間的推移の上記解析の結果が閾値と比較され、上記閾値を超過した場合、異常検出警報が発行され、
上記方法が、上記閾値を超過した場合、上記計算された統計指標に基づく被検出異常シグネチャの計算と、この被検出異常シグネチャと、故障のタイプをそれぞれ特徴付ける１つまたは複数の基準シグネチャとの比較を含み、
上記方法が、上記計算された統計指標の時間的推移の上記解析の結果に基づく、異常発生確率の計算を含み、
上記コンピュータによって測定される上記パラメータが、分圧回路によって分割された電圧と上記分圧回路の電源電圧との電圧比である。
【０００９】
本発明はまた、コンピュータ・プログラム製品に関し、上記コンピュータ・プログラム製品は、上記プログラムがコンピュータ上に実行されるときに、本発明による方法の各ステップを実行するためのコード命令を含む。
【００１０】
本発明の他の態様、目的、利点および特徴は、非限定的な例として示すその好ましい実施形態の以下の詳細な説明を、添付の図面を参照して読むと、より明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】逆推力装置の扉の位置に関するデータ項目を返すようにそれぞれ配置されたスイッチの位置を代表するパラメータを測定するのに適した分圧回路の図である。
【図２】図１の接続タイプの分圧回路による、逆推力装置の各種スイッチとエンジンコンピュータの間の接続の例を示す図である。
【図３】本発明による監視方法の主要ステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
航空機のエンジンは、ＦＡＤＥＣ（「Full Authority Digital Engine Control」全機能デジタルエンジン制御）と呼ばれる制御コンピュータを備えている。ＦＡＤＥＣは、スイッチなどの複数のセンサによって収集されたデータを解析し、連続的に処理することによって、リアルタイムで様々なアクチュエータに働きかける。
【００１３】
かかるエンジンのための逆推力装置は、従来技術と同様に、制動中は展開され他の飛行段階中は閉じられる、複数の格納可能な扉を備えている。各扉は、開、閉の２状態を有する３つのスイッチを備えうる。２つのスイッチは、扉の閉レベルに関するデータ項目を返すように配置され、１つのスイッチは、扉の開レベルに関するデータ項目を返すように配置される。
【００１４】
扉が不適切なタイミングで開くのを防止するために、複数の安全対策が設けられている。扉２つと油圧アクチュエータを有する逆推力装置の例は、以下の通りである。
Ｓ字形のフック（扉ごとに１つ）からなり、そのフックの位置がフック１つにつき２つの格納スイッチによって検出される第１の安全対策。このフックは、「油圧１次ロック」（ＨＰＬ、Hydraulic Primary Lock）と「電気油圧１次ロック」（ＥＨＰＬ、Electro-Hydraulic Primary Lock）によって作動する。
ＰＤＡ（「"Pivot Door Actuator」旋回扉アクチュエータ）油圧アクチュエータからなり、扉の位置を検出するための展開スイッチ（扉ごとに１つ）を備える、第２の安全対策。
他の電気制御機構から独立した電気制御機構を有する３次ロックを備える、第３の安全対策。
【００１５】
ＦＡＤＥＣコンピュータが逆推力装置の扉の正確な位置を判定できるように、上記４つの格納スイッチおよび２つの展開スイッチからのデータが、そのＦＡＤＥＣコンピュータに中継される。
【００１６】
逆推力装置の扉に位置する各スイッチとコンピュータとの相互接続ケーブルの量を低減して全体システムの重量を低減するために、各スイッチの個別の位置を検出するための１つまたは複数の回路を使用できる。これらの回路はマルチプレクサとして機能し、それぞれが、コンピュータが位置を監視している全てのスイッチの状態に関するデータ項目を、そのコンピュータに、同一の伝送路で供給する。
【００１７】
かかる回路（詳細については国際公開第２０１１／０５０２８９号に記載）は、分圧回路を形成する抵抗回路によって具体化される。図１に示されているように、かかる分圧回路１は、並列に相互接続されたモジュールＭ１、Ｍ２と直列になった出力抵抗Ｒｌｅｃｔを備えうる。このモジュールはそれぞれスイッチＳａ、Ｓｂを備え、スイッチＳａ、Ｓｂは、その開か閉かの位置に応じて第１のモジュール抵抗Ｒａ１、Ｒｂ１または第２のモジュール抵抗Ｒａ２、Ｒｂ２と直列に接続される。
【００１８】
図２には、各種スイッチからＦＡＤＥＣコンピュータへデータを中継するための、３つの回路１ａ、１ｂ、１ｃが特に示されている。これは、図１に示されている回路のタイプのものである（図１ではその伝送路のうち１つだけが示されている）。３つの回路とは、第１の扉の格納スイッチ３ａ、４ａと関連付けられた第１の回路１ａと、第１および第２の扉の展開スイッチ５ａ、５ｂと関連付けられた第２の回路１ｂと、第２の扉の格納スイッチ３ｂ、４ｂと関連付けられた第３の回路である。
【００１９】
図１の出力抵抗Ｒｌｅｃｔの端子における電圧Ｕｌｅｃｔと、分圧回路１の電源電圧Ｕｅｘｃとの電圧比の値が、スイッチＳａおよびＳｂの位置に応じて変動する。この電圧比は、推定精度１％で分かっており、逆推力装置が開または閉の場合（安定した、過渡的でない段階）に特徴的な値を有する。上記の電圧比を用いると、スイッチＳａおよびＳｂに対して、有効かどうかのステータスを示すことも可能になる。
【００２０】
したがって、例えば図１の分圧回路の電圧比Ｕｌｅｃｔ／Ｕｅｘｃなど、扉の位置に関するデータ項目を返すようにそれぞれ配置されたスイッチの位置を代表するパラメータを測定することによって、ＦＡＤＥＣコンピュータは、逆推力装置の扉の正確な位置を判定できる。
【００２１】
本発明は、油圧アクチュエータを有する逆推力装置を監視するための方法に関し、上記逆推力装置は例えば２つの格納可能な扉を有し、上記扉は、その扉の位置に関するデータ項目を返すようにそれぞれ配置されたスイッチを備える。図３を参照すると、この逆推力装置の監視が、ステップＥ１で行われる上記スイッチから返される上記データを用いた、上記スイッチの位置を代表するパラメータの測定、すなわち上述の電圧比の測定に基づいて行うよう提案されているが、本発明はこれに限定されない。
【００２２】
この方法は、ステップＥ１中に測定された代表パラメータの１つまたは複数の統計指標の計算が行われるステップＥ２と、上記計算された統計指標の時間的推移の解析が行われるステップＥ３とを含む。
【００２３】
代表パラメータの測定値は、過渡的な開段階、安定した開段階、過渡的な閉段階および安定した閉段階のうちの、１つまたは複数の逆推力装置運転段階中に取得されうる。一般に、過渡的な開段階は、開コマンドで開始し、第１の時間遅延の満了時に終了する。この後に、安定した開段階、過渡的な閉段階が続く。過渡的な閉段階は、閉コマンドで開始し、第２の時間遅延の満了時に終了する。この後、安定した閉段階が続く。
【００２４】
統計指標の計算と、その時間的推移の解析は、一運転段階に固有のものである。したがって、上記の４つの段階が監視される場合、その段階ごとに測定されたパラメータの統計指標の計算が行われ、これらの代表統計指標の、各段階中の時間的推移の解析が行われる。
【００２５】
本発明による監視方法によると、逆推力装置の監視対象の運転段階を代表する測定されたパラメータの１つまたは複数の統計指標の計算は、上記パラメータの測定値の平均値および／または上記パラメータの測定値の中央値および／または上記パラメータの測定値の標準偏差および／または上記パラメータの測定値の分布タイプ（したがって、例えばカイ二乗検定を使用することで、上記測定値がガウス分布を有することが検証できる）の判定を含みうる。上記の各測定は、上記監視対象の運転段階中に行われる。
【００２６】
計算された統計指標の時間的推移の解析は、典型的には線形回帰または多項式回帰による、例えば設定可能な期間範囲など一定時間範囲にわたる統計指標の傾きの計算を含みうる。
【００２７】
この解析はまた、健全であるとみなされる逆推力装置運転中に行われた上記パラメータの測定に基づいて事前に計算済みの基準指標と、上記計算された統計指標との比較も含みうる。この比較は、Ｚスコアなどの標準化スコアの計算によって具体化されうる。この比較は、全体的なスコアを提供するために、複数の計算された統計指標に対しても行われうる。このスコアを計算する利点は、監視対象の逆推力装置の状態を、健全運転に対してどのくらい隔たりがあるかという形で特徴付ける点にある。
【００２８】
この解析はまた、例えば計算された指標に基づいたベイジアンネットワークなどによる、異常発生の条件付き確率の計算も含みうる。かかるネットワークを用いる利点は、そのグラフに、上記の計算された指標を観測することによって得られる経験に加えて、専門家の予想的知識を導入することが可能になるという点にある。
【００２９】
計算された統計指標の時間的推移の解析結果は、閾値と比較されうる。図３のステップＥ４によって示されているように、閾値を超過した場合、異常検出警報が発報されうる。例えば、一定の時間範囲にわたる統計指標の傾きが、閾値の傾きと比較されうる。閾値を超過した場合、警報が発報される。あるいは例えば、実測統計指標とその基準指標との偏差が、閾値と比較されうる。この偏差が閾値を超過した場合、警報が発報される。さらなる例として、異常発生の条件付き確率が一定の閾値を超過した場合、異常検出警報がやはり発報される。
【００３０】
１つの可能な実施形態では、本発明による方法は、上記閾値を超過した場合、検出された異常を分類し、それに対応する故障を特定する診断ステップＥ５を含む。このステップＥ５は、計算された１つまたは複数の統計指標に基づく被検出異常シグネチャの計算と、この被検出異常シグネチャと、故障タイプをそれぞれ特徴付ける１つまたは複数の基準シグネチャとの比較を含みうる。基準シグネチャは一般にデータベースに記録されている。基準シグネチャは、異常の場合の各指標の歪曲した挙動に応じて、専門的な知識によって予想的に構築されたシグネチャを含みうる。基準シグネチャはまた、異常が検出され、１つまたは複数の異常のある構成部品が特定されると、遡及的に構築されうる。
【００３１】
１つの可能な実施形態では、本発明による方法は、今後の異常の発生を予測するための予測ステップＥ６を含む。このステップＥ６は特に、異常の遡及的確率の計算を含みうる。この遡及的確率は、専門的な知識によって定義される異常ごとの予想的発生確率と、現在の推移シグネチャと上述の各基準シグネチャとの偏差に従う。現在の推移シグネチャは、計算された１つまたは複数の統計指標に基づいて定義され、基準シグネチャはそれぞれ、故障を特徴付けるものである。したがって、この遡及的発生確率により、所与の異常が発生するまでの期間を計算すること（この期間は、保守作業を実行する必要が生じるまでの、逆推力装置の残りの運転時間または残りの作動サイクル数で表現される）、あるいは、所与の時間枠にわたって所与の異常が発生する確率を計算することが可能になる。
【００３２】
尚、一般に、本発明による方法ステップＥ３〜Ｅ６は、仏国特許第２９３９９２４号に詳述されている解析技法に従って実装されうる。好ましい一実装形態によると、本発明による方法の各ステップが、プログラムコード命令を用いて実行される。したがって、本発明はまた、コンピュータ・プログラム製品に関し、このプログラム製品は、そのプログラムがコンピュータ上で実行されるときに、上述のように本発明による方法の各ステップを実行するためのコード命令を含む。具体的には、上記方法は、例えばＦＡＤＥＣ内などにある機上のコンピュータ・プログラムと、地上のコンピュータ・プログラムとに同等に実装されうる。この地上コンピュータ・プログラムは、代表パラメータの測定値、典型的には、例えばＦＡＤＥＣなどによって機上で取得され記録された分圧回路の電圧比の測定値を処理する。
【符号の説明】
【００３３】
１  分圧回路
Ｍ１  モジュール
Ｍ２  モジュール
Ｓａ  スイッチ
Ｓｂ  スイッチ
Ｒｌｅｃｔ  出力抵抗
Ｒａ１  第１のモジュール抵抗
Ｒｂ１  第１のモジュール抵抗
Ｒａ２  第２のモジュール抵抗
Ｒｂ２  第２のモジュール抵抗
１ａ  第１の回路
１ｂ  第２の回路
１ｃ  第３の回路
３ａ  第１の扉の格納スイッチ
３ｂ  第２の扉の格納スイッチ
４ａ  第１の扉の格納スイッチ
４ｂ  第２の扉の格納スイッチ
５ａ  第１の扉の展開スイッチ
５ｂ  第２の扉の展開スイッチ
Ｕｌｅｃｔ  出力抵抗Ｒｌｅｃｔの端子における電圧
Ｕｅｘｃ  分圧回路１の電源電圧
【図１】
0006539279.tif 000002
【図２】
0006539279.tif 000003
【図３】
0006539279.tif 000004