(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブ（１〜７）のセットであって、前記プローブのセットが流体タンク（１０）内に設置され、かつ、前記プローブにそれぞれ存在する液体レベルが前記プローブの検出範囲内にあるときに、前記液体レベルを示す測定信号を発するのに適したプローブ（１〜７）のセットと、
少なくとも２つの計算モジュール（２３Ａ、２３Ｂ）であって、前記計算モジュールの各々は、前記計算モジュールに専用で、他の計算モジュールに専用の他のプローブのサブセットとは別のプローブのサブセットに関連する前記プローブ（１〜７）から前記測定信号を受信するために接続され、前記流体タンク（１０）の姿勢および加速度についての情報並びに前記計算モジュールに専用の前記サブセットのプローブからの少なくとも１つの測定信号に基づいて流体レベル情報を推定するように構成された計算モジュール（２３Ａ、２３Ｂ）と、
を有する流体計測システムにおいて、
前記プローブ（１〜７）のいずれか１つから発せられた前記測定信号を前記計算モジュール（２３Ａ、２３Ｂ）のいずれか１つに送信するように構成された動的に構成可能な接続のセット（１１Ａ、１１Ｂ；１１；１１’、１１０Ａ’、１１０Ｂ’）と、
前記流体計測システムの少なくとも１つの第１の動作モードにおいて、前記流体タンク（１０）の姿勢および加速度についての前記情報並びに各プローブに存在する前記液体レベルが前記プローブの前記検出範囲内にあるか否かを示す少なくともいくつかの前記プローブからの情報に応じて、前記計算モジュールの１つに割り当てられる前記プローブの各可変サブセットが、他の計算モジュールに割り当てられる他の可変サブセットとは別であり、かつ、前記プローブの検出範囲内にある前記プローブに存在する液体レベルを持つ少なくとも１つの前記プローブを含むように、前記プローブ（１〜７）の１つの可変サブセットを前記各計算モジュール（２３Ａ、２３Ｂ）に割り当てるために、前記接続のセット（１１Ａ、１１Ｂ；１１；１１’、１１０Ａ’、１１０Ｂ’）を制御する少なくとも２つの制御モジュール（２２Ａ、２２Ｂ）と、
を有し、
前記第１の動作モードにおいて、前記各計算モジュール（２３Ａ、２３Ｂ）が、前記計算モジュールに割り当てられた可変サブセットに関連する前記プローブ（１〜８）からのみ測定信号を受信し、両方の前記計算モジュールが、それぞれの流体レベル情報を独立かつ並行して推定するようにしたことを特徴とする流体計測システム。
【請求項２】
前記接続のセット（１１Ａ、１１Ｂ；１１；１１’、１１０Ａ’、１１０Ｂ’）は、複数の別個の接続装置（１１０Ａ、１１０Ｂ；１１０；１１０Ａ’、１１０Ｂ’）であって、それぞれ前記接続装置の信号出力部に配置された少なくとも１つの信号絶縁要素（１１１Ａ、１１１Ｂ）が設けられ、前記接続装置の１つに欠陥が生じた場合であっても、残りの動作可能な他の少なくとも１つの接続装置によって送信された前記測定信号に少なくとも基づいて各計算モジュールが動作可能であるように、前記プローブ（１〜７）の１つから発せられた前記測定信号を、前記計算モジュール（２３Ａ、２３Ｂ）の１つに送信しまたは送信しない接続装置（１１０Ａ、１１０Ｂ；１１０；１１０Ａ’、１１０Ｂ’）を有する、請求項１に記載の流体計測システム。
【請求項３】
前記各接続装置（１１０Ａ、１１０Ｂ；１１０；１１０Ａ’、１１０Ｂ’）は、前記接続装置の１つに欠陥が生じた場合でも他の前記接続装置に電力供給が可能なように、前記接続装置の電力入力部に配置された供給絶縁要素（１１２Ａ、１１２Ｂ；１１２）を備えている、請求項２に記載の流体計測システム。
【請求項４】
それぞれ前記接続のセット（１１Ａ、１１Ｂ；１１）に、また場合によっては前記プローブ（１〜７）のいずれか１つに電力を供給できる２つの電力供給ユニット（１４Ａ、１４Ｂ）と、
別個の動作期間中に、一度に１つの前記電力供給ユニットによって、または同時に両方の前記電力供給ユニットによって、前記接続のセットが電力供給されるように、前記電力供給ユニット（１４Ａ、１４Ｂ）のいずれか１つから前記接続のセット（１１Ａ、１１Ｂ；１１）に電力を伝送するように接続された供給装置（１５）と、
をさらに有する請求項２または３に記載の流体計測システム。
【請求項５】
前記制御モジュール（２２Ａ、２２Ｂ）は、Ｎが１より大きい整数であるとき、Ｎ個のプローブが、それぞれ前記Ｎ個のプローブに存在する前記液体レベルが前記プローブの検出範囲内にある状況にある場合、二次計算モジュールと呼ばれる、前記計算モジュール（２３Ａ、２３Ｂ）の１つに割り当てられる前記可変サブセットを形成するために、少なくとも１つの前記制御モジュールによって前記Ｎ個のプローブの１つが選択され、一次計算モジュールと呼ばれる、他の前記計算モジュールに割り当てられる前記可変サブセットを同時に形成するために、少なくとも他の前記制御モジュールによって前記Ｎ個のプローブのうち他のすべてのプローブが選択されるように、前記プローブ（１〜７）の前記可変サブセットを決定するように構成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の流体計測システム。
【請求項６】
少なくとも１つの参照テーブルを格納するか、またはそれぞれ前記各制御モジュール（２２Ａ、２２Ｂ）用の少なくとも１つのプログラムを実行するように構成され、前記参照テーブルまたは前記プログラムは、前記参照テーブルまたは前記プログラムの入力を形成する、前記流体タンク（１０）の姿勢および加速度についての前記情報、並びに各プローブに存在する前記液体レベルが前記プローブの検出範囲内であるか否かを含む前記情報を用いて、前記第１の動作モードにおいて前記計算モジュール（２３Ａ、２３Ｂ）の１つに割り当てられる前記プローブ（１〜７）の前記可変サブセットを選択するのに適している請求項１から５のいずれか一項に記載の流体計測システム。
【請求項７】
前記動的に構成可能な接続のセットは、
個別のＹ接続装置（１１０’）のセット（１１’）と、２つの動的に構成可能なモジュール（１１０Ａ’、１１０Ｂ’）を有し、
前記Ｙ接続装置（１１０’）は、それぞれ前記プローブ（１〜７）の１つに専用であって前記プローブから前記測定信号を受信するために接続され、かつ、前記測定信号を両方の前記動的に構成可能なモジュール（１１０Ａ’、１１０Ｂ’）に送信するように構成され、
前記動的に構成可能なモジュール（１１０Ａ’、１１０Ｂ’）、前記制御モジュール（２２Ａ、２２Ｂ）の１つ、および前記計算モジュール（２３Ａ、２３Ｂ）の１つは、他の制御モジュール、他の動的に構成可能なモジュールおおよび他の計算モジュールを有する他の処理ユニットとは別の、１つの処理ユニット（２０Ａ、２０Ｂ）の一部であり、
各処理ユニット（２０Ａ、２０Ｂ）内で、前記動的に構成可能なモジュールは、前記Ｙ接続装置（１１０’）から前記測定信号を受信し、かつ、前記処理ユニットの前記制御モジュール（２２Ａ、２２Ｂ）の制御下で、前記測定信号のそれぞれを前記処理ユニットの前記計算モジュール（２３Ａ、２３Ｂ）に送信するか、または送信しないように構成されている請求項１から６のいずれか一項に記載の流体計測システム。
【請求項８】
前記制御モジュール（２２Ａ、２２Ｂ）は、少なくとも１つの第２の動作モードにおいて、前記プローブの検出範囲内に液体レベルが存在する少なくとも同じ１つの前記プローブ（１〜７）から発せられた前記測定信号を両方の前記計算モジュール（２３Ａ、２３Ｂ）に並列に送信するため、前記接続のセット（１１Ａ、１１Ｂ；１１；１１’、１１０Ａ’、１１０Ｂ’）を制御するように構成され、前記計算モジュールは、両方の前記計算モジュールによって共有された少なくとも前記測定信号に基づいて、他の計算モジュールとは別個にそれぞれの流体レベル情報を推定する請求項１から７のいずれか一項に記載の流体計測システム。
【請求項９】
液相の燃料を収容する少なくとも１つの流体タンクと、請求項１から８のいずれか１つに記載の流体計測システムであって、前記流体タンク内に設置された前記流体計測システムのプローブ（１〜７）を備えた流体計測システムとを有する、車両、船舶、航空機または宇宙船のための燃料タンク設備。
【請求項１０】
航空機に備えられるように構成された請求項９に記載の燃料タンク設備であって、流体計測システムは請求項８に記載の前記流体計測システムであって、前記流体計測システムの前記第１のモードが、特に給油期間におけるダブルチェックモードであり、前記流体計測システムの前記第２のモードが、特に飛行中における故障耐性を有する最大確度モードである燃料タンク設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に航空機に適した流体計測システムおよび燃料タンク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機用の燃料タンクは、単一のプローブを使用して各燃料タンク内の燃料レベルを測定することを困難または不可能にする特別な形状を有することがある。これは、特に、航空機の翼に位置する燃料タンクに当てはまる。さらに、航空機の傾き（航空機の姿勢とも呼ばれる）および加速度が変化し、その結果、タンク内の固定位置で１つのプローブから出力される燃料レベル測定結果が、航空機の姿勢および加速度に応じて変化する燃料量に対応する。これらの理由により、一般的にいくつかのプローブが航空機の燃料タンク内に組み入れられる。
【０００３】
さらに、航空機の設計では、給油中に航空機燃料タンクに存在する燃料レベルを測定するために、互いに独立した２つの計測チェーンを設けることが一般に要求されている。
【０００４】
そのような要求と、複雑な形状のタンク内の燃料レベルを測定する問題とを組み合わせることにより、飛行機の各燃料タンクには、かなりの数のプローブ、通常は１５から８０のプローブが提供される。これは、燃料計量システムの結果として得られるコストおよびその重量を増加させる。しかしながら、総重量は、燃料消費を増加させるので、航空機にとって重要な問題である。
【０００５】
さらに、プローブを適切に接続して配置することは、燃料タンクおよび／または航空機翼が複合材料から作られている場合にはより困難である。これはまた、プローブ数を減らすことの関心を高める。
【０００６】
例えば、米国特許第７８４３３５５号明細書は、タンク内に分配された２つの別個のプローブのサブセットを含む１つの燃料タンクと、２つの別個のプロセッサとを備えた流体計測システムを開示している。給油動作モードでは、各プローブのサブセットは、各プロセッサが、対応するサブセットのプローブから出力された測定信号から燃料レベル情報を推測できるように、他のプローブのサブセットおよび他のプロセッサとは別に、プロセッサの１つに割り当てられる。よって、燃料レベルの２つの結果を独立して並行して得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７８４３３５５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、このような流体計測システムの構造は、２つの計測チェーンの要求を満たし、あらゆる形状の燃料タンクに適合することができるにもかかわらず、航空機の燃料タンクには最適化されていない。
【０００９】
この状況から出発して、本発明の目的の１つは、２つの計測チェーンの要件を満たし、あらゆる形状の燃料タンクに適合することができるが、必要なプローブがより少ない、流体計測システムの新規な設計を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、総重量の節約を可能にする流体計測システムの新規な構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらの目的または他の目的のうちの少なくとも１つを満たすために、本発明の第１の態様は、
プローブのセットであって、このプローブのセットが流体タンク内に設置され、かつ、液体レベルがプローブの検出範囲内にあるときに、このプローブに存在する液体レベルを示す測定信号を出力するのに適したプローブのセットと、
少なくとも２つの計算モジュールであって、各計算モジュールは、この計算モジュールに専用で他の計算モジュールに専用の他のプローブのサブセットに関するプローブの測定信号を受信するために接続され、流体タンクの姿勢および加速度についての情報と、この計算モジュールに専用のサブセットのプローブから発せられた少なくとも１つの測定信号とに基づいて、流体レベル情報を推定するように構成された計算モジュールと、
を有する流体計測システムを提案する。
【００１２】
本発明の流体計測システムは、
プローブのいずれか１つから発せられた測定信号を前記計算モジュールのいずれか１つに送信するように構成された、動的に構成可能な接続のセットと、
流体計測システムの少なくとも１つの第１の動作モードにおいて、流体タンクの姿勢および加速度についての情報、並びに各プローブに存在する液体レベルがプローブの検出範囲内にあるか否かを示す少なくともいくつかのプローブの情報に応じて、計算モジュールの１つに割り当てられるプローブの各可変サブセットが、他の計算モジュールに割り当てられる他の可変サブセットとは別であり、かつ、検出範囲内にあるこのプローブに存在する液体レベルにある少なくとも１つのプローブを含むように、プローブの１つの可変サブセットを各計算モジュールに割り当てるために、接続のセットを制御するように構成された少なくとも２つの制御モジュールと、をさらに含む。
【００１３】
よって、第１の動作モードでは、各計算モジュールは、現在この計算モジュールに割り当てられているサブセットに関するプローブからの測定信号のみを使用する。よって、両方の計算モジュールは、それぞれの流体レベル情報を互いに独立して並行に推定する。
【００１４】
計算モジュールの１つに割り当てられたプローブのサブセットは、対応する制御モジュールによって決定されるので、複数のプローブだけでなく、単一のプローブを含むこともできる。
【００１５】
よって、本発明により、流体タンク内の液面、燃料タンクの姿勢および加速度のうち少なくとも１つが変化すると、同じ計算モジュールに割り当てられるプローブのサブセットが時間的に変化することができる。
【００１６】
動的に構成可能な接続のセットを実施することにより、両方のプローブのサブセットが、タンクの姿勢および加速度に基づいて、およびそれぞれの検出範囲内で実際に動作するプローブに基づいて最適化された方法で決定されることができる。したがって、プローブのサブセットの可変最適化は、液体レベルおよびタンク姿勢が何であれ、２つの独立した液体レベル結果を得るためにタンク内で必要なプローブ総数を減少させることを可能にする。この目的のために、流体計測システムは、少なくとも１つの参照テーブルを格納するように、または各制御モジュールに対して少なくとも１つのプログラムをそれぞれ実行するように適合されてもよく、この参照テーブルまたはプログラムは、第１の動作モードの計算モジュールの１つに割り当てられるプローブの可変サブセットの選択に適合する。このようなサブセットの選択は、流体タンクの姿勢および加速度に関する情報、および各プローブに存在する液体レベルがこのプローブの検出範囲内にあるか否かを示す情報に依存する。これらの情報要素は、参照テーブルまたはプログラムの入力を形成することができる。
【００１７】
可能な発明の実施形態では、制御モジュールは、Ｎを１より大きい整数としたとき、Ｎ個のプローブが、これらＮ個のプローブのそれぞれに存在する液体レベルが検出範囲内にある状況にあるときに、Ｎ個のプローブのうち１つが、二次計算モジュールと呼ばれる、計算モジュールの１つに割り当てられる可変サブセットを形成するために少なくとも１つの制御モジュールによって選択され、Ｎ個のプローブのうち他の全てのプローブが、一次計算モジュールと呼ばれる他の計算モジュールに割り当てられる可変サブセットを同時に形成するために少なくとも他の制御モジュールによって選択されるように、プローブの可変サブセットを決定するようにされていてもよい。そのような実施形態は、一次計算モジュールによって推定される結果の最大精度と、二次計算モジュールによって提供される結果の冗長性とを組み合わせる。
【００１８】
本発明による流体計測システムの好ましい実施においては、接続のセットの動的動作を処理ユニット内で実施することができる。この目的のために、動的に構成可能な接続のセットは、個別のＹ接続装置のセットおよび２つの動的に構成可能なモジュールを有することができる。各Ｙ接続装置は、それぞれがプローブの１つのみに用いられ、このプローブからの測定信号を受信するために接続される。次いで、この測定信号を両方の動的に構成可能なモジュールに送信するようにされる。さらに、各動的に構成可能なモジュール、制御モジュールの１つおよび計算モジュールの１つは、他の制御モジュール、他の動的に構成可能なモジュールおよび他の計算モジュールを有する他の処理ユニットとは別の、ある処理ユニットの一部であってもよい。次に、各処理ユニット内で、動的に構成可能なモジュールは、Ｙ接続装置から測定信号を受信し、これらの測定信号のそれぞれを、制御モジュールの制御下で処理ユニットの計算モジュールに送信するか、または送信しないようにされる。
【００１９】
本発明の改良形態によれば、制御モジュールはまた、流体計測システムの少なくとも１つの第２の動作モードで、このプローブに存在する液体レベルがその検出範囲内であれば、プローブの少なくとも同じものから生じる測定信号を両方の計算モジュールに並列に送信するように接続のセットを制御するように構成することもできる。そして、各計算モジュールは、少なくとも両方の計算モジュールによって共有されるこの測定信号に基づいて、他の計算モジュールとは別個にそれぞれの流体レベル情報を推定する。このような第２の動作モードは、各計算モジュールがより多数のプローブから動作し、それにより改善された精度と改善された故障耐性を有するその流体レベル情報を生成することを可能にする。同時に、両方の計算モジュールは、測定信号の使用のための冗長性を提供する。
【００２０】
本発明の第２の態様は、液相の燃料を収容するための少なくとも１つの流体タンクと、第１の発明の態様による流体計測システムとを有する、車両、船舶、航空機または宇宙船のための燃料タンク設備を提案する。次いで、流体計測システムのプローブが流体タンク内に設置される。
【００２１】
燃料タンク設備が航空機のために設計され、上述したように第２の動作モードを提供できるとき、流体計測システムの第１の動作モードは、特に給油期間に適したダブルチェックモードであってもよく、流体計測システムの第２の動作モードは、特に飛行中の全ての可能な姿勢に対して改善された故障耐性を有する最大確度モードであってもよい。
【００２２】
本発明の好ましい実施においては、システムの一部の部品に欠陥が生じたとしても、動作不良がシステム内で伝播するのを防止し、正しい動作を保証するために、流体計測システムに絶縁要素および／または適切な装置を使用することができる。
【００２３】
特に、接続のセットが、プローブの１つから発せられた測定信号を少なくとも１つの計算モジュールに送信するか送信しないかにそれぞれ適した複数の個々の接続デバイスを有する場合、各接続デバイスは、この接続デバイスの信号出力部に配置された少なくとも１つの信号絶縁要素を含んでもよい。このような信号絶縁要素のおかげで、接続デバイスの１つに欠陥が生じた場合、他の少なくとも１つの動作可能な接続デバイスによって送信される測定信号に基づいて各計算モジュールが依然として動作することができる。
【００２４】
さらに、個々の接続デバイスに欠陥が発生した場合でも他の接続デバイスに電力供給できるように、各接続デバイスは、接続デバイスの電力入力部に配置された供給絶縁要素を備えていてもよい。
【００２５】
また、冗長性および安全性の理由から、流体計測システムは、
接続のセットおよび場合によってはいずれか１つのプローブに電力を供給することができる２つの電力供給ユニットと、
別個の動作期間中に、１度に１つの電力供給ユニットによって、または同時に両方の電力供給ユニットによって、接続のセットに電力供給できるように、いずれか１つの電力供給ユニットから接続のセットに電力を転送するために接続された供給デバイスと、
をさらに有していてもよい。
【００２６】
したがって、流体計測システムの動作のために、各電力供給ユニットから得られる即時の電力に応じて、または両方の電力供給ユニットの特性に応じて、１つの電力供給ユニットのみ、または両方の電力供給ユニットが並列に、測定信号を送信するために必要な電力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】航空機燃料タンクの断面図である。
【図２】本発明による流体計測システムのブロック図である。
【図３】本発明による流体計測システムの他の配置である。
【図４】本発明の好ましい実施形態の図２または図３に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明のこれらの特徴および他の特徴を、好ましいが限定されない本発明の実施形態に関連する添付の図面を参照して説明する。
【００２９】
明確にするために、これらの図面に現れる要素サイズは実際の寸法または寸法比に対応していない。また、異なる図面に示される同じ参照番号は、同一の要素または同一の機能を有する要素を示す。
【００３０】
例示的な目的のためであって限定するものではないが、本発明は、航空機、例えば旅客航空輸送に適用された場合について記載する。図１および図２で使用され、ここで列挙されている参照番号は、以下の意味を有する。
１０  流体タンク、例えば航空機翼に収容される燃料タンク
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３  燃料タンク内に存在可能な3つの燃料レベル
Ｖ  垂直方向
１〜７  燃料タンク内の燃料レベルを検出するプローブ
１１Ａ、１１Ｂ  第１および第２の接続サブセット
１１０Ａ  第１の接続サブセットの接続デバイス
１１０Ｂ  第２の接続サブセットの接続デバイス
１１１Ａ  第１の接続サブセットの各接続デバイス用の信号絶縁要素
１１１Ｂ  第２の接続サブセットの各接続デバイス用の信号絶縁要素
１１２Ａ  第１の接続サブセットの各接続デバイスのための供給絶縁要素
１１２Ｂ  第２の接続サブセットの各接続デバイスのための供給絶縁要素
２０Ａ、２０Ｂ  それぞれＣＰＵ  ＡおよびＣＰＵ  Ｂと示された第１および第２の処理装置
２１Ａ、２１Ｂ  第１および第２のレジスタＡおよびＢ
２２Ａ、２２Ｂ  それぞれ制御Ａおよび制御Ｂと示された第１および第２の制御モジュール
２３Ａ、２３Ｂ  それぞれ計算Ａおよび計算Ｂと示された第１および第２の計算モジュール
１２  コックピットディスプレイと外部ディスプレイとを備える情報表示システム
１３  航空機のピッチ、ロールおよび加速度検出システム
１４Ａ、１４Ｂ  それぞれＡおよびＢと付された第１および第２の電力供給ユニット
１５  供給デバイス
【００３１】
本発明の実際の実施では、レジスタ２１Ａ、制御モジュール２２Ａおよび計算モジュール２３Ａは、すべて処理ユニット２０Ａの一部であってもよい。他の処理ユニット２０Ｂ内のレジスタ２１Ｂ、制御モジュール２２Ｂおよび計算モジュール２３Ｂについても同様の構成を用いることができる。
【００３２】
燃料タンク１０は、航空機内への組み込みに応じて、任意の一般的な形状とすることができる。表されたタンク形状は、航空機の翼内への組み込みに対応する。タンク１０は、垂直方向Ｖに関して、外側ウイングタンク側（図１の右側）で反対の内側ウイングタンク側（図１の左側）よりも薄く、かつ、より高くてもよい。燃料は、タンク１０内で液相である。
【００３３】
プローブ１〜７は、タンク１０内のそれぞれの位置で固定されている。それらの各々は、このプローブの位置に存在する即時の燃料レベルを他のプローブとは独立して測定するのに適した、いかなるタイプのものであってもよい。例えば、各プローブは、円筒形構造の電気コンデンサを有することができる。次に、プローブのいずれか１つによって測定される各燃料レベルは、燃料レベルの関数として変化するこのプローブのキャパシタ値から推定される。そのようなプローブタイプおよびその操作は、当該技術分野において周知であるので、再度説明する必要はない。
【００３４】
各プローブの動作は、燃料レベルの検出範囲に制限されている。このような検出範囲は、プローブの種類、特にプローブの長さ、および燃料タンク１０の一般的な形状から生じることがある。図１に示す例では、プローブ１〜３は、燃料レベルがＮ１の付近にあるときに有効である。しかし、これらのプローブ１〜３は、Ｎ２の燃料レベル付近ではもはや有効ではないが、プローブ４および５が有効である。同様に、プローブ５〜７は、Ｎ３に近い燃料レベルを測定するのに有効である。明らかに、プローブのそれぞれの検出範囲は、航空機の姿勢、すなわち起こり得る非ゼロピッチおよび／またはロール値にも依存し、航空機の加速度にも依存する。なぜなら、タンク１０内の液面の傾きおよび形状は、これらのパラメータの瞬時値の関数として変化するからである。
【００３５】
プローブ数は任意であり、各プローブは測定信号を制御モジュール２２Ａおよび２２Ｂの両方に同時に送信する。航空機の姿勢および加速度は、ピッチ、ロールおよび加速度検出システム１３によって測定される。好ましくは、ピッチ、ロールおよび加速度の値をそれぞれ含む２組のデータセットは、別々の測定ユニットなどの異なるソースから並行して得られ、一方のデータセットは一方の制御モジュール２２Ａ、２２Ｂに送信され、他方のデータセットは、他方の制御モジュールに独立して送信される。各制御モジュール２２Ａ、２２Ｂは、ピッチ、ロールおよび加速度の値、およびプローブから受信した測定信号に基づいて、それぞれの検出範囲内で現在動作しているすべてのプローブの中からプローブを決定し選択する。他のプローブは現時点では有用ではないと考えられる。可能であれば、燃料レベルが検出範囲外であるプローブによって生成される測定信号は、例えば所定の最大および最小信号値を使用して、これらのプローブが範囲外であることを自身で示してもよい。
【００３６】
燃料レベルの決定に冗長性を提供するために、航空機には、それぞれ別個に燃料レベルを決定することができる２つの並列チャネルが装備されている。これらのチャネルは、図２にチャネルＡおよびチャネルＢで示される。チャネルＡは、第１の接続サブセット１１Ａ、制御モジュール２２Ａ、計算モジュール２３Ａ、レジスタ２１Ａ、および場合によってはピッチ、ロールおよび加速度データセットの第１のソースを含むことができる。同様に、チャネルＢは、第２の接続サブセット１１Ｂ、制御モジュール２２Ｂ、計算モジュール２３Ｂ、レジスタ２１Ｂ、および場合によってはピッチ、ロール、および加速度データセットの第２のソースを含むことができる。接続サブセット１１Ａおよび１１Ｂにそれぞれ関連する接続装置１１０Ａおよび１１０Ｂは、この説明の一般的な部分で説明した接続セットを合わせて形成する。
【００３７】
本発明によれば、各プローブはチャネルＡおよびチャネルＢのうちの１つに永久的に割り当てられるのではなく、両方のチャネルの間でのプローブの分配は、特に実際の燃料レベルならびに航空機のピッチ、ロールおよび加速度に応じて、別々の期間の間で変化する。このような分配は、制御モジュール２２Ａおよび２２Ｂによって決定され、これらの制御モジュール２２Ａおよび２２Ｂによって発せられて接続装置１１０Ａおよび１１０Ｂに送信される適切なコマンドによって実施される。
【００３８】
図２に対応する本発明の第１の考え得る実施形態では、第１の接続サブセット１１Ａ内の各接続装置１１０Ａは、この接続装置の信号入力部で受信される測定信号を計算モジュール２３Ａに送信するか、または送信しないことができる２状態装置である。個々の接続装置１１０Ａは、プローブ１〜７の各々に対して独立して設けられる。第２の接続サブセット１１Ｂ内の各接続装置１１０Ｂもまた、この接続装置に割り当てられたプローブ１〜７の１つからモジュール２３Ｂに測定信号を送信するために個々に専用とされている。接続サブセット１１Ａおよび１１Ｂは同様の構造を有してもよく、個々の接続装置１１０Ａ、１１０Ｂが各サブセット１１Ａおよび１１Ｂ内のプローブのそれぞれに専用とされる。このようにして、プローブ１〜７のいずれか１つから発せられた測定信号は、制御モジュール２２Ａおよび２２Ｂからすべての接続装置１１０Ａおよび１１０Ｂに発せられたコマンドに応じて、計算モジュール２３Ａおよび２３Ｂのいずれか１つまたは両方に転送されてもよい。一般に、現在範囲外であるプローブに専用の接続装置１１０Ａ、１１０Ｂのものは、非送信状態に制御されてもよい。
【００３９】
次に、モジュール２２Ａおよび２２Ｂによって制御される、給油動作モードに対応する第１の動作モードでは、それぞれの検出範囲内の燃料レベルを有するプローブが２つの別個のサブセットに分配される。第１のプローブサブセットは、これらのプローブに専用の接続装置１１０Ａを信号伝送状態に制御することによって、制御モジュール２２ＡによってチャネルＡに割り当てられる。同時に、第１のプローブサブセットのプローブに対応しない接続装置１１０Ａのものは、非伝送状態に制御される。第２のプローブサブセットは、これらの他のプローブが信号伝送状態にあるように専用とされた接続装置１１０Ｂのそれを制御することによって、制御モジュール２２ＢによってチャネルＢに割り当てられる。また、第２のプローブサブセットに関するプローブに対応しない接続装置１１０Ｂのものは、非伝送状態に制御される。このようにして、燃料レベルは、一方では第１のプローブサブセットを使用するチャネルＡによって、他方では第２のプローブサブセットを使用するチャネルＢによって独立して決定することができる。制御モジュール２２Ａおよび２２Ｂは、それぞれの検出範囲内で現在動作しているプローブから発せられた測定信号ならびにピッチ、ロールおよび加速度の値の少なくとも１つに基づいて、第１および第２のプローブサブセットをそれぞれ決定する。これは、レジスタ２１Ａに格納されている参照テーブルを用いた制御モジュール２２Ａによって、この参照テーブルの入力として測定信号ならびにピッチ、ロールおよび加速度の値を用いて達成される。同じ目的のために、参照テーブルの代わりにプログラムが使用されてもよい。制御モジュール２２Ａがプローブサブセットを決定するために、測定信号は、各プローブが実際に有効かどうか、または検出範囲外であるかどうかを示すためにのみ使用されてもよい。測定信号の正確な大きさは、その後、燃料レベル情報とも呼ばれる燃料レベルについてその結果を推定するために各計算モジュールによって使用される。同様の動作が、チャネルＢに割り当てられるプローブサブセットを決定するために、レジスタ２１Ｂに格納された参照テーブルを使用する制御モジュール２２Ｂによって達成される。給油動作モードでは、両方の参照テーブルまたは同等のプログラムが、それぞれの検出範囲内で現在動作しているプローブに対して互いに相補的なプローブサブセットを形成するように設計される。
【００４０】
例えば、図１の燃料タンクの燃料レベルがＮ１である場合、計算モジュール２３ＡすなわちチャネルＡに割り当てられた第１のプローブサブセットは、プローブ２および３を有することができ、計算モジュール２３ＢすなわちチャネルＢに割り当てられた第２のサブセットは、単一のプローブ１で構成することができる。燃料レベルがＮ２である場合、チャネルＡについての第１のプローブサブセットはプローブ５のみで構成され、チャネルＢについての第２のプローブサブセットはプローブ４のみで構成されてもよい。また、燃料レベルがＮ３である場合、チャネルＡの第１のプローブサブセットはプローブ６および７から構成され、チャネルＢの第２のプローブサブセットはプローブ５のみから構成されてもよい。
【００４１】
したがって、この第１の動作モードでは、計算モジュール２３Ａが燃料レベルの第１の結果を推定し、計算モジュール２３Ｂが同じ燃料レベルの第２の結果を推定する。それぞれが計算され、個々に情報表示システム１２に送信される。したがって、各結果は、給油オペレータを意図する外部ディスプレイまたは操縦席ディスプレイのいずれか、または外部ディスプレイおよび操縦席ディスプレイの両方に表示させてもよい。正確な全体の動作の下、燃料レベルの第１および第２の結果は、完全に独立したプローブサブセットおよび処理チャネルを通して推定されているが、一致していなければならない。
【００４２】
モジュール２２Ａおよび２２Ｂによって制御される、飛行中動作モードに対応する第２の動作モードでは、それぞれの検出範囲内の燃料レベルを持つプローブは、それぞれ両方のチャネルＡおよびチャネルＢに同時に割り当てられる。このようにして、各計算モジュール２３Ａおよび２３Ｂによって推定される燃料レベルの結果は、最大の精度を有する。両方のチャネルからのこれらの結果は、情報表示システム１２に独立して送信される。
【００４３】
制御モジュール２２Ａおよび計算モジュール２３Ａを含む処理ユニット２０Ａは、電力供給ユニット１４Ａによって電力供給がなされる。同様に、制御モジュール２２Ｂおよび計算モジュール２３Ｂを含む処理ユニット２０Ｂは、電力供給ユニット１４Ｂによって電力供給がなされる。しかし、好ましくは全ての接続装置１１０Ａおよび１１０Ｂが、供給装置１５を介して電力供給がなされてもよい。可能であれば、燃料タンク１０内の燃料レベルを測定するための各プローブは、システムの動作モードおよびプローブサブセットに応じて、関与する計算モジュールに測定信号を送信する接続装置を介して電力供給がなされてもよい。供給装置１５は、電力供給ユニット１４Ａ、１４Ｂのいずれかから生じた電力、または両方の電力供給ユニットから組み合わせたやり方で同時に生じた電力を、接続装置１１０Ａ、１１０Ｂへ伝送するように設計することができる。特に、電力供給ユニット１４Ａ、１４Ｂのいずれかが故障した場合、例えばその出力電圧が低すぎる場合、供給装置１５は、接続装置に必要な電力量に達するように、正しく動作中の電力供給ユニット１４Ａ、１４Ｂのいずれか、または両方の電力供給ユニットによって生成された電力を伝送する。このようにして、測定信号の送信は、動作モードが何であっても変更されない。
【００４４】
ここで説明する改良は、接続装置１１０Ａまたは１１０Ｂの１つが故障した場合の動作安全を保証することに注力している。これは、動作モードが何であっても流体計測システムが再び動作することを可能にすることを意図しているが、依然として正常に動作している他の接続装置のみに基づく。
【００４５】
第１に、各接続装置１１０Ａ、１１０Ｂはそれぞれ、その電力入力部に供給絶縁要素１１２Ａ、１１２Ｂを備えることができる。この供給絶縁要素は、接続装置１１０Ａおよび１１０Ｂのいずれか１つの短絡故障などの故障が、対応するチャネルの電力供給ネットワークに沿って伝播しないようにする。このような故障が発生したときの供給絶縁要素１１２Ａ、１１２Ｂの目的は、欠陥のある接続装置１１０Ａ、１１０Ｂを電力供給ネットワークから電気的に切断または絶縁することである。そのような供給絶縁要素１１２Ａ、１１２Ｂは、各接続装置１１０Ａ、１１０Ｂの電力入力部に配置されたヒューズまたは任意の電気切断回路に基づくことができる。
【００４６】
第２に、各接続装置１１０Ａ、１１０Ｂは、信号出力部に信号絶縁要素１１１Ａ、１１１Ｂをそれぞれ備えてもよい。この信号絶縁要素は、接続装置１１０Ａおよび１１０Ｂのいずれか１つの故障が、対応するチャネルの計算モジュール２３Ａ、２３Ｂに伝播しないようにする。このような故障が発生したときの信号絶縁要素１１１Ａ、１１１Ｂの目的は、欠陥がある接続装置１１０Ａ、１１０Ｂをチャネルに応じて計算モジュール２３Ａまたは２３Ｂから絶縁することである。このような信号絶縁要素１１１Ａ、１１１Ｂは、各接続装置１１０Ａ、１１０Ｂの信号出力部に配置された抵抗器または任意の電子回路に基づくことができる。
【００４７】
図３は、本発明による流体計測システムの代替可能な実施形態であるが、異なる構成の配置を示す。主に、図２において燃料レベルプローブ１〜７の同一のものに割り当てられていたが計算モジュール２３Ａおよび２３Ｂに別々に接続された両方の接続装置１１０Ａおよび１１０Ｂは、二重接続装置と呼ばれる二重接続型の単一の接続装置に統合される。したがって、別個の１つの二重接続装置１１０が各プローブに対して設けられる。すべての二重接続装置１１０は、次に、符号１１で示される単一の接続セットを形成する。制御モジュール２２Ａおよび２２Ｂは、対応するプローブによって発せられた測定信号が、動作モードに応じて、計算モジュール２３Ａのみ、または２３Ｂのみ、または両方に送信されるように、二重接続装置１１０のそれぞれを制御する。図１および図２を参照して前述した第１および第２の動作モードが、特に、第１の動作モードのための各計算モジュール２３Ａ、２３Ｂに割り当てられたプローブサブセットに関して再度適用される。
【００４８】
各二重接続装装置１１０の電力入力部にも、ここでは符号１１２で示される供給絶縁要素が設けられてもよく、また、それぞれ計算モジュール２３Ａおよび２３Ｂに接続されたこの二重接続装置１１０の両方の信号出力部に、信号絶縁要素１１１Ａおよび１１１Ｂが設けられてもよい。
【００４９】
図４は、プローブ１〜７によって発せられた測定信号の可変伝送が処理ユニット２０Ａおよび２０Ｂ内で実施される、本発明による流体計測システムの他の実施形態を示している。図３の実施形態から出発して、各二重接続装置１１０は、１つの信号入力部と２つの信号出力部とを有するＹ接続装置１１０’に置き換えられる。各Ｙ接続装置１１０’は、プローブ１〜７の１つに、このプローブからの測定信号のみを受信するために、入力部で接続されている。各Ｙ接続装置１１０’の両方の信号出力部は、それぞれ処理装置２０Ａ、２０Ｂに接続されている。各Ｙ接続装置１１０’は、各測定信号を両方の処理ユニット２０Ａおよび２０Ｂに同時に送信するように、受動的である。全てのＹ接続装置１１０’は、図４において１１’と表示されている接続セットを形成する。これらも、信号絶縁要素１１１Ａ、１１１Ｂおよび供給絶縁要素１１２を備えることができる。
【００５０】
図４の実施形態では、各処理ユニット２０Ａ（２０Ｂ）は、制御モジュール２２Ａ（２２Ｂ）と計算モジュール２３Ａ（２３Ｂ）との中間の機能である動的に構成可能なモジュール１１０Ａ’（１１０Ｂ’）をさらに含む。動的に構成可能なモジュール１１０Ａ’および１１０Ｂ’は、図４に選択Ａおよび選択Ｂと示されており、ソフトウェアの類であってもよい。それらはそれぞれ、プローブ１〜７からのすべての測定信号を受信し、制御モジュール２２Ａおよび２２Ｂの制御下でこれらの測定信号の選択されたものをそれぞれ送信する。制御モジュール２２Ａ、２２Ｂおよび計算モジュール２３Ａ、２３Ｂの動作は、図３の実施形態のものと同一であってもよいが、制御モジュール２２Ａ、２２Ｂによって決定されるようなプローブ選択の実際の実行は、処理ユニット２０Ａ、２０Ｂ内の動的に構成可能なモジュール１１０Ａ’、１１０Ｂ’によって作り出される。
【００５１】
本発明は、主な利点を維持しつつ二次的側面を変更しながら再現できることを誰もが理解するであろう。主に、給油動作モードでは、本発明は、互いに独立して燃料レベルの２つの結果を推定するのに適した、動的に構成可能なプローブのサブセットを提供する。主な利点は、燃料レベル並びに航空機のピッチ、ロールおよび加速が何であれ、２つの独立した結果を得るために必要な燃料レベルプローブの総数を削減することである。典型的には、本発明は、同一の燃料タンクに対して同一の精度および独立性を有する同一の燃料レベル情報を提供しながら、約１５％のプローブ数を削減することを可能にする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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