(57)【要約】【課題】冗長化された処理部の冗長系切り替え時における、燃料容量センサ信号の過渡的な変動による影響を低減し、切り替えの前後で継続性のある燃料容量値を出力することができる燃料容量計測方法および燃料容量計測装置を実現する。【解決手段】燃料タンク内に配置された燃料容量センサの出力を冗長化された処理部で処理し、前記燃料タンク内の燃料の容量を計測する燃料容量計測方法において、前記処理部の冗長系の切り替え時に、切り替え前に前記燃料容量センサに接続されていた系の処理部が保持する燃料容量値を切り替え後の系の処理部にコピーすることを特徴とする燃料容量計測方法。【選択図】図１
2008039423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内に配置された燃料容量センサの出力を冗長化された処理部で処理し、前記燃料タンク内の燃料の容量を計測する燃料容量計測方法において、
前記処理部の冗長系の切り替え時に、切り替え前に前記燃料容量センサに接続されていた系の処理部が保持する燃料容量値を切り替え後の系の処理部にコピーすることを特徴とする燃料容量計測方法。
【請求項２】
前記燃料容量値をコピーする動作は、冗長系切り替え前の系の処理部が前記燃料容量センサの出力について移動平均処理した燃料容量値をコピーすることを特徴とする請求項１に記載の燃料容量計測方法。
【請求項３】
前記燃料容量値をコピーする動作は、冗長系切り替え前の系の処理部が保持する最新の燃料容量値をコピーすることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料容量計測方法。
【請求項４】
燃料タンク内に配置された燃料容量センサと、この燃料容量センサの出力を処理する冗長化された処理部を備え、前記燃料タンク内の燃料の容量を計測する燃料容量計測装置において、
前記処理部は、冗長系の切り替え時に、切り替え前に前記燃料容量センサに接続されていた系の処理部が保持する燃料容量値を切り替え後の系の処理部にコピーすることを特徴とする燃料容量計測装置。
【請求項５】
前記処理部は、冗長系切り替え前の系の処理部が前記燃料容量センサの出力について移動平均処理した燃料容量値をコピーすることを特徴とする請求項４に記載の燃料容量計測装置。
【請求項６】
前記処理部は、冗長系切り替え前の系の処理部が保持する最新の燃料容量値をコピーすることを特徴とする請求項４または５に記載の燃料容量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内の燃料の容量を計測する燃料容量計測方法および燃料容量計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は従来の航空機の燃料タンクの燃料容量計測装置の一例を示す図である。（ａ）は燃料容量計測装置の全体の構成図であり、燃料タンク１１、１２、１３にそれぞれ配置された燃料容量センサ１１ａ、１２ａ、１３ａと、信号処理部２から構成される。
【０００３】
信号処理部２は２重に冗長化されている。処理部２１は第１の系、処理部２２は第２の系であり、切り替えスイッチ２０によりいずれか一方の系が使用される。本図では処理部２１が選択されている。処理部２１と２２は同じ処理機能を有し、それぞれ変換部、記憶部、演算部から構成される。なお、航空機向け燃料容量計測装置は、信頼性向上の観点から、本図のようにセンサ部分を１重、信号処理部を２重冗長とするのが一般的である。
【０００４】
燃料容量センサ１１ａ、１２ａ、１３ａの出力はそれぞれ信号処理部２に入力され、切り替えスイッチ２０を経由して処理部２１の変換部２１１に入力される。
【０００５】
変換部２１１は、各燃料容量センサの出力をＡ／Ｄ変換器などで燃料容量を示すデジタルデータに変換し、記憶部２１２に出力する。記憶部２１２は変換部から入力された燃料容量データを一定期間記憶し、データを蓄積する。
【０００６】
航空機は加減速時や機体姿勢の変化などにより燃料タンク内の燃料が揺動する。このような燃料の揺動による燃料容量の指示値の変動を抑制するため、燃料容量センサの出力には何らかのフィルタリングを施す必要がある。
そこで、演算部２１３において、記憶部２１２に蓄積されたデータを利用して各燃料タンク内の燃料容量データの移動平均処理を行う。
【０００７】
図３（ｂ）は処理部２１の動作説明図である。記憶部２１２は０〜ｎまでの（ｎ＋１）個のデータを記憶するＦＩＦＯなどのメモリで、変換部２１１から入力される燃料容量データを時間の経過と共に順次ストアしていく。記憶部２１２には常に最新から一定期間分（（ｎ＋１）個）の燃料容量データが保持される。演算部２１３は記憶部２１２にストアされた（ｎ＋１）個のデータを読み出し、このデータに基づき燃料容量データの移動平均処理を行い、移動平均処理後のデータＣａｖを演算部２１３内のバッファに書き込む。各燃料タンクについて同様に燃料容量データの移動平均処理が行われる。演算部２１３のバッファは演算部２１３が移動平均処理を行うたびに更新され、常に最新のデータが保持される。燃料容量計測装置の外部にはこのバッファのデータＣａｖが燃料容量値として出力される。
【０００８】
図３（ａ）に戻り、燃料容量計測装置の外部に出力された燃料容量値は、燃料容量計測装置を含む燃料容量管理システム（図示せず）において、機体の燃料タンク間における燃料移送等の制御に利用される。燃料容量管理システムは燃料容量値をフライト・マネジメント・コンピュータ等の上位の機器に出力する。フライト・マネジメント・コンピュータ等の上位機器では燃料容量値に基づいて機体運行等の各種計算を行う。
【０００９】
ここで、燃料容量センサ１１ａ、１２ａ、１３ａが接続されていない第２の系（処理部２２）は、模擬信号による自己診断を実施する。模擬信号は、処理部２１および２２がそれぞれ独自に備える自己診断用の信号である。自己診断は、使用中の第１の系（処理部２１）に障害が発生した際に、すみやかに他の系である処理部２２を稼動させて燃料容量値の出力が断絶しないようにするために行なうものである。また、障害発生時の故障分離などの観点からも、不使用の系の自己診断が実施される。
【００１０】
使用中の処理部２１に何らかの障害が発生したような場合には、信号処理部２は切り替えスイッチ２０を他系である処理部２２側に切り替え、燃料容量値の出力を継続する。
【００１１】
冗長系の切り替え時には、処理部２２の記憶部２２２には自己診断時の模擬信号による仮想の燃料容量データが保持されている。この燃料容量データは燃料容量センサ１１ａ、１２ａ、１３ａからの信号に基づく実際の処理には不要であるため、記憶部２２２のデータはゼロリセットされる。その後、切り替え後に変換部２２１から入力される燃料容量データが順次記憶部２２２にストアされる。演算部２１３は、切り替え後にストアされた燃料容量データを記憶部２１２から読み出し、このデータに基づいて移動平均処理を行い、燃料容量値を出力する。
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−２２８０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記のように処理部２１から処理部２２への冗長系の切り替えには、各燃料容量センサからの信号経路の変更にスイッチ２０の切り替えのようなハードウェア的な要素が含まれることなどにより、切り替え直後に変換部２２１に入力される燃料容量センサの出力信号が過渡的に変動する場合がある。
【００１４】
燃料容量データが過渡的に変動すると、系の切り替えの前後において外部に出力する燃料容量値の継続性が失われ、燃料容量管理システムによる機体の燃料移送制御に影響を与える可能性がある。また、上位のフライト・マネジメント・コンピュータ等の機器においても、機体運行等の各種計算に影響を与える場合がある。
【００１５】
同様に、燃料容量計測装置の電源の瞬断が発生した場合にも、瞬断回復直後に燃料容量センサの出力信号が過渡的に変動する場合があり、外部に出力する燃料容量値が変動して上位機器に影響を与える可能性がある。
【００１６】
本発明は、上記のような従来の問題をなくし、冗長化された処理部の冗長系切り替え時における、燃料容量センサ信号の過渡的な変動による影響を低減し、切り替えの前後で継続性のある燃料容量値を出力することができる燃料容量計測方法および燃料容量計測装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記のような目的を達成するために、本発明の請求項１では、燃料タンク内に配置された燃料容量センサの出力を冗長化された処理部で処理し、前記燃料タンク内の燃料の容量を計測する燃料容量計測方法において、
前記処理部の冗長系の切り替え時に、切り替え前に前記燃料容量センサに接続されていた系の処理部が保持する燃料容量値を切り替え後の系の処理部にコピーすることを特徴とする。
【００１８】
請求項２では、請求項１に記載の燃料容量計測方法において、前記燃料容量値をコピーする動作は、冗長系切り替え前の系の処理部が前記燃料容量センサの出力について移動平均処理した燃料容量値をコピーすることを特徴とする。
【００１９】
請求項３では、請求項１または２に記載の燃料容量計測方法において、前記燃料容量値をコピーする動作は、冗長系切り替え前の系の処理部が保持する最新の燃料容量値をコピーすることを特徴とする。
【００２０】
請求項４では、燃料タンク内に配置された燃料容量センサと、この燃料容量センサの出力を処理する冗長化された処理部を備え、前記燃料タンク内の燃料の容量を計測する燃料容量計測装置において、
前記処理部は、冗長系の切り替え時に、切り替え前に前記燃料容量センサに接続されていた系の処理部が保持する燃料容量値を切り替え後の系の処理部にコピーすることを特徴とする。
【００２１】
請求項５では、請求項４に記載の燃料容量計測装置において、前記処理部は、冗長系切り替え前の系の処理部が前記燃料容量センサの出力について移動平均処理した燃料容量値をコピーすることを特徴とする。
【００２２】
請求項６では、請求項４または５に記載の燃料容量計測装置において、前記処理部は、冗長系切り替え前の系の処理部が保持する最新の燃料容量値をコピーすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
このように、処理部の切り替え時に、切り替え前に前記燃料容量センサに接続されていた系の処理部が保持する燃料容量値を切り替え後の系の処理部にコピーすることによって、冗長系切り替え時における燃料容量センサ信号の過渡的な変動による影響を低減し、切り替えの前後で継続性のある燃料容量値を出力することができる燃料容量計測方法および燃料容量計測装置を実現することができる。
【００２４】
また、請求項２および５によれば、切り替え前の系の処理部が移動平均処理した燃料容量値をコピーするため、燃料容量センサ出力のばらつきが大きい場合でもコピーするデータが平滑化され、より正確な燃料容量をコピーすることができる。また、前の系が使用されていた期間における燃料容量センサ出力の変化のトレンドごとコピーすることができ、系の切り替え前後での燃料容量値の継続性を高めることができる。
【００２５】
さらに、請求項３および６によれば、切り替え前の系の処理部が保持する最新の燃料容量値をコピーするため、系の切り替えによって燃料容量センサ出力が変動する直前の最新の情報で満たすことができ、系の切り替え前後での燃料容量値の継続性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を用いて本発明の燃料容量計測方法および燃料容量計測装置を説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は本発明による燃料容量計測方法および燃料容量計測装置の一実施例を示す図であり、航空機の燃料タンクの燃料容量計測装置に適用した例である。（ａ）は燃料容量計測装置の全体の構成図、図１（ｂ）は処理部２１の動作説明図であり、図３の従来例と構成および通常動作の流れは同じである。
【００２８】
本実施例の燃料容量計測装置は、燃料タンク１１、１２、１３にそれぞれ配置された燃料容量センサ１１ａ、１２ａ、１３ａと、信号処理部２から構成される。信号処理部２は２重に冗長化されている。処理部２１は第１の系、処理部２２は第２の系であり、切り替えスイッチ２０によりいずれか一方の系が使用される。図１（ａ）では処理部２１が選択されている。処理部２１と２２は同じ処理機能を有し、それぞれ変換部、記憶部、演算部から構成される。
【００２９】
燃料容量センサ１１ａ、１２ａ、１３ａの出力は変換部２１１に入力される。変換部２１１は、各燃料容量センサの出力をＡ／Ｄ変換器などで燃料容量を示すデジタルデータに変換し、記憶部２１２に出力する。
【００３０】
記憶部２１２は０〜ｎまでの（ｎ＋１）個のデータを記憶するＦＩＦＯなどのメモリで、変換部２１１から入力される燃料容量データを時間の経過と共に順次ストアしていく。記憶部２１２には常に最新から一定期間分（（ｎ＋１）個）の燃料容量データが保持される。
【００３１】
演算部２１３は記憶部２１２にストアされた（ｎ＋１）個のデータを読み出し、このデータに基づき燃料容量データの移動平均処理を行い、移動平均処理後のデータＣａｖを演算部２１３内のバッファに書き込む。各燃料タンクについて同様に燃料容量データの移動平均処理が行われる。演算部２１３のバッファは演算部２１３が移動平均処理を行うたびに更新され、常に最新のデータが保持される。燃料容量計測装置の外部にはこのバッファのデータＣａｖが燃料容量値として出力される。
【００３２】
燃料容量センサ１１ａ、１２ａ、１３ａが接続されていない第２の系（処理部２２）は、不使用の期間中に模擬信号による自己診断を実施する。模擬信号は、処理部２１および２２がそれぞれ独自に備える自己診断用の信号である。
【００３３】
使用中の処理部２１に何らかの障害が発生したような場合には、信号処理部２は切り替えスイッチ２０を他系である処理部２２側に切り替える。
【００３４】
このとき、処理部２１における演算部２１３のバッファのデータＣａｖを、処理部２２における記憶部２２２にコピーする。記憶部２２２のメモリ領域０〜ｎの全てにデータＣａｖをコピーする。
【００３５】
その後、記憶部２２２は、切り替え後に変換部２２１から順次入力される燃料容量データによって、時間の経過と共に更新される。演算部２２３は、切り替え前の系の処理部２１からコピーされた燃料容量値Ｃａｖと、切り替え後に新たにストアされた燃料容量データを記憶部２２２から読み出し、このデータに基づいて移動平均処理を行い、燃料容量値を出力する。
【００３６】
切り替え直後に変換部２２１に入力される燃料容量センサの出力信号は過渡的に変動している場合がある。そのため記憶部２２２に新たに入力される燃料容量データも過渡的に変動している場合がある。
しかし、このように記憶部２２２を全てデータＣａｖで満たしておけば、切り替え後に新たに入力された燃料容量データが過渡的な変動を伴ったものであっても、その変動が演算部２２３による移動平均処理後の燃料容量値に与える影響を低減することができる。また、切り替え時に記憶部２２２を一旦全てデータＣａｖで満たすことによって、切り替え前の燃料容量値Ｃａｖの影響を切り替え後に得られる移動平均処理後の燃料容量値に強く反映させることができる。そのため、系の切り替え前後において、燃料容量計測装置の外部へ出力する燃料容量値の継続性を高めることができる。
【００３７】
また、コピーするデータＣａｖは移動平均処理後のデータであるため、たとえ燃料が揺動して燃料容量センサ出力が大きくばらついていても、平滑化されて燃料タンク内の実際の燃料容量に近い値をコピーすることができる。また、処理部２１が使用されていた期間における燃料容量センサ出力の変化のトレンドごとコピーすることができ、系の切り替え前後での燃料容量値の継続性を高めることができる。
さらに、コピーするデータＣａｖは演算部２１３によって常に最新のデータが保持されているため、系の切り替え直前の最新の情報で満たすことができ、系の切り替え前後での燃料容量値の継続性を高めることができる。
【００３８】
なお、以上の説明は処理部２１から処理部２２に冗長系を切り替える場合についての説明であるが、処理部２２から処理部２１に系を切り替える場合も同様である。
処理部２２から処理部２１に系を切り替える場合には、切り替え時に演算部２２３のバッファの値を記憶部２１２のメモリ領域０〜ｎの全てにコピーする。記憶部２１２は、切り替え後に変換部２１１から入力される燃料容量データによって順次更新されていく。演算部２１３は記憶部２１２に保持された前の系の燃料容量値および切り替え後に新たに入力された燃料容量データを読み出し、移動平均処理を行う。
【００３９】
このように、冗長化された処理部２１、２２の切り替え時に、切り替え前の系が保持していた燃料容量値を切り替え後の新しい系にコピーすることによって、冗長系切り替え時における燃料容量センサ信号の過渡的な変動による影響を低減し、切り替えの前後で継続性のある燃料容量値を出力することができる燃料容量計測方法および燃料容量計測装置を実現することができる。
【実施例２】
【００４０】
本発明は、航空機の電源瞬断時に生じる過渡的な燃料容量データの変動による影響を低減することにも応用可能である。
【００４１】
図２は本発明による燃料容量計測方法および燃料容量計測装置の他の一例を示す図であり、図１に示した処理部２１に不揮発性メモリ３を追加した構成となっている。
【００４２】
燃料容量計測装置に供給される電源電圧を常時監視しておき、瞬断の発生を検出する。電源瞬断の発生、すなわち電源電圧が一定値を下回った時点で、演算部２１３はバッファが保持する燃料容量値のデータＣａｖを不揮発性メモリ３に書き込む。そして電源電圧が瞬断から回復すると、演算部２１３は不揮発性メモリ３に書き込まれたデータＣａｖを読み出し、演算部２１３のバッファと記憶部２１２のメモリ領域０〜ｎの全てにコピーする。
【００４３】
その後燃料容量計測装置は通常の動作を再開し、記憶部２１２は瞬断回復後に変換部２１１から入力される燃料容量データによって順次更新されていく。演算部２１３は記憶部２１２に保持された電源瞬断前の燃料容量値および瞬断回復後に新たに入力された燃料容量データを読み出し、移動平均処理を行う。
【００４４】
このように、電源瞬断回復時に記憶部２１２を全て瞬断前のデータＣａｖで満たしておけば、電源瞬断直後に新たに入力された燃料容量データが過渡的な変動を伴ったものであっても、その変動が演算部２１３による移動平均処理後の燃料容量値に与える影響を低減することができる。
【００４５】
また、電源瞬断回復時に記憶部２１２を一旦全てデータＣａｖで満たすことによって、瞬断前の燃料容量値Ｃａｖの影響を瞬断後に得られる移動平均処理後の燃料容量値に強く反映させることができる。そのため、瞬断の前後において、燃料容量計測装置の外部へ出力する燃料容量値の継続性を高めることができる。
【００４６】
さらに、コピーするデータＣａｖは電源瞬断の直前の燃料容量値であるため、電源瞬断回復後に得られる燃料容量値を瞬断前の値に近づけることができ、電源瞬断の前後での燃料容量値の継続性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は本発明による燃料容量計測方法および燃料容量計測装置の一実施例を示す図。
【図２】図２は本発明による燃料容量計測方法および燃料容量計測装置の他の一例を示す図。
【図３】図３は従来の航空機の燃料タンクの燃料容量計測装置の一例を示す図。
【符号の説明】
【００４８】
１１〜１３      燃料タンク
１１ａ、１２ａ、１３ａ  燃料容量センサ
２              信号処理部
２１、２２      処理部
２１１、２２１  変換部
２１２、２２２  記憶部
２１３、２２３  演算部
２０            切り替えスイッチ
３              不揮発性メモリ
【図１】
2008039423.tif 000003
【図２】
2008039423.tif 000004
【図３】
2008039423.tif 000005