(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ヒーターの配列の動作をスケジューリングする第１のスケジューラおよび前記ヒーターの配列内の第１のヒーターのグループを制御する第１のコントローラを含む第１の多機能論理ブロックであって、ここで、前記第１のスケジューラが第１の専用データ・バスと通信し、前記第１のコントローラが第２の専用データ・バスと通信し、ここで、前記第１のスケジューラおよび前記第１のコントローラが、独立したチャネル間データ・バスの第１の対を介して相互に通信する第１の多機能論理ブロックと、
ｂ）前記ヒーターの配列内の第２のヒーターのグループを制御する第２のコントローラおよび前記ヒーターの配列の動作をスケジューリングする第２のスケジューラを含む第２の多機能論理ブロックであって、ここで、前記第２のコントローラが前記第１の専用データ・バスと通信し、前記第２のスケジューラが前記第２の専用データ・バスと通信し、ここで、前記第２のコントローラおよび前記第２のスケジューラが独立したチャネル間データ・バスの第２の対を介して相互に通信する第２の多機能論理ブロックと
を含む防除氷システム用ヒーター制御構造。
【請求項２】
前記第１のスケジューラが、第１の外部データ・バスと相互作用し、前記第１のコントローラが、第２の外部データ・バスと相互作用する、請求項１に記載のヒーター制御構造。
【請求項３】
前記第２のスケジューラが、前記第２外部データ・バスと相互作用し、前記第２のコントローラが、前記第１外部データ・バスと相互作用する、請求項２に記載のヒーター制御構造。
【請求項４】
前記ヒーターの配列内で追加的なヒーターのグループに関連付けられた少なくとも１個の追加的な単一機能論理ブロックを含む、請求項１に記載のヒーター制御構造。
【請求項５】
前記少なくとも１個の追加的な単一機能論理ブロックが、前記追加的なヒーターのグループを制御する第１の追加的なコントローラおよび前記追加的なヒーターのグループを制御する第２の追加的なコントローラを含む、請求項４に記載のヒーター制御構造。
【請求項６】
前記第１の追加的なコントローラが、前記第１の専用データ・バスと通信し、前記第２の追加的なコントローラが、前記第２の専用データ・バスと通信する、請求項５に記載のヒーター制御構造。
【請求項７】
前記第１および第２の追加的なコントローラが、一対の独立したチャネル間データ・バスを介して相互に通信する、請求項６に記載のヒーター制御構造。
【請求項８】
各論理ブロックが、第１および第２のヒーター・ドライバ切換手段を含む、請求項１に記載のヒーター制御構造。
【請求項９】
ヒーター・ドライバ切換手段が故障した場合に、各論理ブロックが、それ自身に関連付けられたヒーターを保護すべく第１および第２の安全継電器を含む、請求項８に記載のヒーター制御構造。
【請求項１０】
各論理ブロックが、それ自身に関連付けられたヒーターに関する温度センサ・フィードバック情報を読み取るべく適合および構成されている、請求項１に記載のヒーター制御構造。
【請求項１１】
前記第１および第２のスケジューラが、前記スケジューラの１個が故障した場合に、相互に機能的にバックアップすべく適合されている、請求項１に記載のヒーター制御構造。
【請求項１２】
前記第１のコントローラが故障した場合に、前記第１のスケジューラが、前記第１のコントローラの機能を担うべく適合および構成されていて、前記第２のコントローラが故障した場合に、前記第２のスケジューラが、前記第２のコントローラの機能を担うべく適合および構成されている、請求項１に記載のヒーター制御構造。
【請求項１３】
ａ）ヒーターの配列の動作をスケジューリングする第１のスケジューラおよび前記ヒーターの配列内の第１のヒーターのグループを制御する第１のコントローラを含む第１の多機能論理ブロックであって、ここで、前記第１のスケジューラが第１の専用データ・バスと通信し、前記第１のコントローラが第２の専用データ・バスと通信し、ここで、前記第１のスケジューラおよび前記第１のコントローラが、独立したチャネル間データ・バスの第１の対を介して相互に通信する第１の多機能論理ブロックと、
ｂ）前記ヒーターの配列内の第２のヒーターのグループを制御する第２のコントローラおよび前記ヒーターの配列の動作をスケジューリングする第２のスケジューラを含む第２の多機能論理ブロックであって、ここで、前記第２のコントローラが前記第１の専用データ・バスと通信し、前記第２のスケジューラが前記第２の専用データ・バスと通信し、ここで、前記第２のコントローラおよび前記第２のスケジューラが独立したチャネル間データ・バスの第２の対を介して相互に通信する第２の多機能論理ブロックと、
ｃ）各々が追加的なヒーターのグループに関連付けられていて、各々が第１および第２の追加的なマイクロ・コントローラを含む複数の単一機能論理ブロックであって、ここで、前記追加的なマイクロ・コントローラの両方が前記追加的なヒーターのグループを制御すべく適合されており、ここで、各単一機能論理ブロック内の前記第１の追加的なマイクロ・コントローラが前記第１の専用データ・バスと通信し、各単一機能論理ブロック内の前記第２の追加的なマイクロ・コントローラが前記第２の専用データ・バスと通信する複数の単一機能論理ブロックと
を含む防除氷システム用ヒーター制御構造。
【請求項１４】
前記第１のスケジューラが、第１の外部データ・バスと相互作用し、前記第１のコントローラが、第２の外部データ・バスと相互作用する、請求項１３に記載のヒーター制御構造。
【請求項１５】
前記第２のスケジューラが、前記第２の外部データ・バスと相互作用し、前記第２のコントローラが、前記第１の外部データ・バスと相互作用する、請求項１３に記載のヒーター制御構造。
【請求項１６】
各論理ブロックが、第１および第２のヒーター・ドライバ切換手段を含む、請求項１３に記載のヒーター制御構造。
【請求項１７】
ヒーター・ドライバ切換手段が故障した場合に、各論理ブロックが、自身に関連付けられたヒーターを保護すべく第１および第２の安全継電器を含む、請求項１６に記載のヒーター制御構造。
【請求項１８】
各論理ブロックが、それ自身に関連付けられたヒーターに関する温度センサ・フィードバック情報を読み取るべく適合および構成されている、請求項１３に記載のヒーター制御構造。
【請求項１９】
前記第１および第２のスケジューラが、前記スケジューラの１個が故障した場合に、機能的に相互にバックアップすべく適合されている、請求項１３に記載のヒーター制御構造。
【請求項２０】
前記第１のコントローラが故障した場合に、前記第１のスケジューラが、前記第１のコントローラの機能を担うべく適合および構成されていて、前記第２のコントローラが故障した場合に、前記第２のスケジューラが、前記第２のコントローラの機能を担うべく構成されている、請求項１３に記載のヒーター制御構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防除氷システム用ヒーター制御構造に関し、より具体的には、飛行機の防除氷システムと合わせて利用する多ゾーン化、多セグメント化されたヒーター制御システム用アーキテクチャに関する。
【背景技術】
【０００２】
動力飛行の初期段階以来、飛行機は、特定の飛行条件の下で翼や支柱等の最重要部分の表面への氷の堆積に悩まされてきた。点検が行なわれない場合、氷の堆積により最終的に飛行機に余分な重量が加わり、両翼の翼構造が変形して限度を越えた飛行条件が生じる。飛行条件下で飛行機部品表面への氷の堆積を除去すべく一般に認められた３種類の方式が開発されてきた。これらの方式には加熱除氷、化学的除氷、および機械的除氷が含まれる。
【０００３】
加熱除氷の場合、前縁（すなわち、氷が堆積し、飛行機の上を流れる空気による影響を受け、気流が淀む位置を有する飛行機部品の縁）が暖められて、堆積する氷と部品表面との間の付着力が緩む。付着力が緩んだならば、氷は飛行機の上方を流れる気流により部品表面から吹き飛ばされる。
【０００４】
加熱除氷の一方式において、翼の前縁の上に塗布されたゴム製ブーツへの設置により、あるいはエンジン・ナセルの前縁等、部品の外皮構造への組み込みにより、ヒーターが部品の前縁領域に配置される。これらのヒーターは通常、１個以上の飛行機エンジンまたは補助出力ユニットにより駆動される動力源から生じた電気エネルギーにより給電される。電気エネルギーは断続的または連続的に供給されて、結氷の防止または堆積した氷を溶解するのに十分な熱を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジン・ナセルの前縁表面等、重要な部品の表面における防除氷に用いられるヒーターは、往々にして、複数のゾーンおよびセグメントに分けられたヒーター要素の配列からなる。従来技術のシステムにおいて、特定のゾーンまたはセグメント内のヒーターのグループは、独立に制御および／またはスケジューリングされている。例えば、１５個のヒーターの配列において、独立に制御およびスケジューリングされる５個のヒーターのグループがあり得る。このような分散アーキテクチャは、各々のヒーターのグループを駆動するために、別々の回路を必要とする点で比較的複雑である。その結果、大きさや重量を極力小さくしたい環境において、無用に大きくて重いハードウェア・パッケージが生じる。更に、配列内のヒーターの各群が独立に駆動されるため、いずれかのグループでコントローラまたはスケジューラが故障すれば当該グループが操作不能になってしまう。換言すれば、従来技術の分散型ヒーター制御システムは、冗長性のある制御および／またはスケジューリング機能を有していない。
【０００６】
従って、従来技術のヒーター制御アーキテクチャに比べて複雑さ、大きさおよび重量が減少した、冗長性のあるヒーター制御およびスケジューリング機能を提供する、多ゾーン化、多セグメント化された防除氷システム用ヒーター制御アーキテクチャを提供することに利点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、飛行機での利用に適した、より具体的には、例えばエンジン・ナセルの前縁表面等、飛行機部品の前縁表面用の多ゾーン化、多セグメント化された防氷／除氷システムと合わせた利用に適している、防除氷システムの新規かつ有用なヒーター制御構造を提供する。
【０００８】
本ヒーター制御構造は、ヒーターの配列の動作をスケジューリングする第１のスケジューラおよびヒーターの配列内の第１のヒーターのグループを制御する第１のコントローラを有する第１の多機能論理ブロックを含んでいる。第１のスケジューラは第１の専用データ・バスと通信し、第１のコントローラは第２の専用データ・バスと通信する。また、第１のスケジューラおよび第１のコントローラは独立したチャネル間データ・バスの第１の対を介して相互に通信する。
【０００９】
本発明のヒーター制御構造は、ヒーターの配列内の第２のヒーターのグループを制御する第２のコントローラおよびヒーターの配列の動作をスケジューリングする第２のスケジューラを有する第２の多機能論理ブロックを含んでいる。第２のコントローラは第１の専用データ・バスと通信し、第２のスケジューラは第２の専用データ・バスと通信する。また、第２のコントローラおよび第２のスケジューラは独立したチャネル間データ・バスの第２の対を介して相互に通信する。
【００１０】
第１と第２のスケジューラとの間で通信を可能にする追加的な通信経路が存在する。例えば、第１のスケジューラは、第１の専用データ・バスにより、次いで第２のチャネル間データ・バスを経由して第２のコントローラを介して第２のスケジューラと通信することができる。あるいは、第２のスケジューラは、第２の専用データ・バスにより、次いで第１のチャネル間データ・バスを経由して第１のコントローラを介して第１のスケジューラと通信することができる。
【００１１】
本発明の好適な実施形態によれば、第１の多機能論理ブロックに関して、第１のスケジューラは第１の外部データ・バスと相互作用し、第１のコントローラは第２の外部データ・バスと相互作用する。同様に、第２の多機能論理ブロックに関して、第２のスケジューラは第２の外部データ・バスと相互作用し、第２のコントローラは第１の外部データ・バスと相互作用する。
【００１２】
第１および第２のスケジューラは、機能的に相互にバックアップすべく適合および構成されている。従って、一方のスケジューラが故障した場合、もう一方のスケジューラが故障しているスケジューラのスケジューリング機能を担う。また、第１のスケジューラは第１のコントローラが故障した場合に、第１のコントローラの機能を担うべく適合されていて、第２のスケジューラは第２のコントローラが故障した場合に、第２のコントローラの機能を担うべく適合されている。
【００１３】
本発明のヒーター制御構造は、また、ヒーターの配列内の追加的なヒーターのグループに関連付けられた少なくとも１個の追加的な単一機能論理ブロックを含み得ると考えられる。単一機能論理ブロックは好適には、追加的なヒーターのグループを制御すべく第１および第２の追加的なコントローラを含んでいる。ここで、第１の追加的なコントローラは第１の専用データ・バスと通信し、第２の追加的なコントローラは第２の専用データ・バスと通信して、第１および第２の追加的なコントローラは別の一対の独立したチャネル間データ・バスを介して相互に通信する。上述の通り、第１および第２の多機能論理ブロックに関して、代替的な通信経路もまた利用可能である。
【００１４】
本発明の好適な実施形態によれば、各論理ブロックは、第１および第２のヒーター・ドライバ切換手段を含んでいる。また、各論理ブロックは、ヒーター・ドライバ切換手段が故障した場合に、自身に関連付けられたヒーターを保護すべく第１および第２の安全継電器を含んでいる。各論理ブロックは、また、自身に関連付けられたヒーターに関する温度センサ・フィードバック情報を読み込むべく適合および構成されている。
【００１５】
本発明のヒーター制御構造が、例えばエンジン・ナセルまたは翼や水平安定板の前縁に用いられる防除氷システムを含む、飛行機の重要な部品の表面に用いられている各種の防除氷システムに接続されて利用できることが考慮されている。例えば、エンジン・ナセル用の防除氷システムの場合、システムの多機能論理ブロックが飛行機の胴体に存在して、エンジン・ナセルの防氷機能を実行しているヒーターを操作できるものと考えられている。そのような例証的なシステムの任意の追加的な単一機能論理ブロックが、エンジン・ナセルに存在して、エンジン・ナセル内で除氷機能を実行しているヒーターを操作する。
【００１６】
本発明およびその利用方法の上記その他の特徴および利点は、後述するいくつかの図面と合わせて、本発明の好適な実施形態に関する以下の具体的説明を通じて当業者には直ちに理解できよう。
【００１７】
本発明の多ゾーン化、多セグメント化されたフレキシブルなヒーター制御システムの製造および利用方法を、本発明に関係する当業者が過剰な実験なしで容易に理解できるよう、以下にその好適な実施形態を特定の図面を参照しながら詳述する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の好適な実施形態に従い構築されたスイッチ・モジュールであり、特に、２個のマイクロ・コントローラ、２組の安全継電器、および２組のヒーター・ドライバ切替装置を含んでいる。
【図２】本発明のマイクロ・コントローラ・アーキテクチャの模式図であり、各々が図１に示す種類のスイッチ・モジュールにより形成されている複数の論理ブロックを含んでいる。
【図３】図２のマイクロ・コントローラ・アーキテクチャにより駆動されるべく構成されている多ゾーン化、多セグメント化されたヒーター負荷配列の模式図であり、各ヒーター負荷には、図に示すように温度センサが関連付けられている。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図面を参照するに、本発明の同一特徴は同一参照番号により識別され、本発明の好適な実施形態に従い構築される。一般に参照番号１０で識別されるスイッチ・モジュールを図１に示す。スイッチ・モジュール１０は、本発明のヒーター制御システムの中核的機能要素であって、以下に図２を参照しながら更に詳述する。特定の防除氷システムで使用するスイッチ・モジュール１０の個数は、所与の多ゾーン化、多セグメント化されたヒーターの配列におけるヒーター負荷の個数および／または需要に応じて変化する。
【実施例】
【００２０】
ここで図１を参照するに、スイッチ・モジュール１０は、多ゾーン化、多セグメント化されたヒーターの配列の特定のゾーン内のヒーターの切換機能を実行する第１および第２のマイクロ・コントローラ１２、１４、２個の安全継電器１６、１８、および２個のヒーター・ドライバ切替装置２０、２２を含む回路を構成している。スイッチ・モジュール１０の第１および第２のマイクロ・コントローラ１２、１４は、これらにより制御されるヒーターに関連付けられた温度センサと相互作用している。
【００２１】
当業者には、防除氷システムの構造に応じて切換装置２０、２２が多くの異なる方法で構成できることが容易に理解されよう。すなわち、切換装置の種類は、それによりサービスを受けるヒーター負荷の個数に基づいて選択および最適化される。例えば、切換装置は、２個のシリコン制御整流器（ＳＣＲ）、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）のような単一部品、または逆並列（並列だが極性が逆）に結合され、かつそれらのゲートが接続されている２個のＳＣＲに、ほぼ等価な電子部品であるＴＲＩＡＣ（交流用３極管）として構成することができる。
【００２２】
安全継電器１６、１８は、各々のヒーター切替装置が故障した際に安全弁として機能する。この点に関して、継電器が開くことにより、ヒーター回路における配列内のヒーター要素の焼き付きを防止する。当業者には、スイッチ・モジュール１０が二重化冗長アーキテクチャを有することが理解されよう。すなわち、モジュール内の各チャネル（例：チャネルＡおよびチャネルＢ）が別々のマイクロ・コントローラ、別々のヒーター切替装置、および別々の安全継電器を含んでいる。本明細書に開示する冗長システム・アーキテクチャは信頼性が高く、かつ安全である。
【００２３】
故障隔離およびシステムの健全性に関連付けられた他の部品はスイッチ・モジュール１０に含まれていない。これらは例えば、電流モニタ、電圧モニタ等を含んでいる。これらは好適にはスイッチ・モジュール１０の外部にある。しかし、これらの外部装置のアナログ出力およびデジタル出力は、各スイッチ・モジュール・ブロック１０内のマイクロ・コントローラ１２、１４の両方と相互作用していなければならない。また、スイッチブロック１０内の各チャネル（例：チャネルＡおよびチャネルＢ）は隔離を維持するために、独立したアナログおよびデジタル入力だけでなく独立電力源も有していなければならない。
【００２４】
ここで図２を参照するに、図２は、本発明のマイクロ・コントローラ・アーキテクチャの例を示し、一般に参照番号１００で表している。本発明のマイクロ・コントローラ・アーキテクチャ１００は、特に防除氷システムと合わせて用いるのに適しており、特に、飛行機で採用されている防氷／除氷ヒーター制御システムにより適している。アーキテクチャ１００は、例えば、エンジン・ナセル内で、あるいは翼または多ゾーン化、多セグメント化されたヒーター構成が採用されている水平安定板の前縁で使用することができる。
【００２５】
マイクロ・コントローラ・アーキテクチャ１００は複数の論理ブロックを含んでいる。各論理ブロックは、図１に示すスイッチ・モジュール１０からなる。以下により詳細に述べるように、例示的アーキテクチャは５個の論理ブロックを含んでいる。しかし、ヒーター構成の大きさおよび必要に応じて論理ブロックの個数が設計により変わることが容易に理解されよう。
【００２６】
５個の例示的なユニットのうち、論理ブロック１および２を本明細書では多機能論理ブロックと呼ぶ。マイクロ・コントローラの１個がスケジューラとして機能し、もう一方のマイクロ・コントローラがコントローラとして機能する点で、これらは互いに論理的に同一である。これにより冗長機能性が得られる。換言すれば、論理ブロック１、２に関して、スケジューリング目的でバックアップ用マイクロ・コントローラが存在する。更に、以下に詳細に述べるように、第１および第２のスケジューリング・マイクロ・コントローラは、スケジューリング・マイクロ・コントローラのうち１個が故障した場合に相互に機能的にバックアップするのに適している。すなわち、第１のスケジューラは、第１のコントローラが故障した場合に第１のコントローラの機能を担うべく適合されていて、第２のスケジューラは第２のコントローラが故障した場合に第２のコントローラの機能を担うべく適合されている。従って、スケジューリング機能の実行中に第１のスケジューラ（論理ブロック１）が故障した場合、第２のスケジューラ（論理ブロック２）はシステムのスケジューリング機能を担う。第２のコントローラ（論理ブロック２）が故障した場合、第２のスケジューラ（論理ブロック２）もまた同様にその機能を担わなければならない。
【００２７】
多機能論理ブロック１、２とは対照的に、論理ブロック３〜５は唯一つの機能的役割しか有しておらず、それはシステムまたはヒーターの配列のヒーターの特定のグループまたは集合を管理することである。より具体的には、単一機能論理ブロック３〜５の各々における２個のマイクロ・コントローラがコントローラとして機能する。これは、各々の単一機能論理ブロック内において、１個のコントローラが論理ブロック内の他のコントローラのバックアップであることを意味する。これらのマイクロ・コントローラのうち１個が故障したならば、その特定の論理ブロックに関連付けられたヒーター要素および切換装置を動作させるべく代替コントローラが利用できる。動作の最中、システム・スケジューラとして機能しているマイクロ・コントローラは、単一機能論理ブロック内の２個のコントローラのどちらが、当該論理ブロックの管理下にあるヒーターのグループのコントローラとして機能するかを指定する。
【００２８】
本発明のシステムにおいて、コントローラの唯一の役割は、特定のヒーターのグループを操作してヒーター健全性を確認することである。対照的に、スケジューラの基本的な役割は、システム全体の動作を制御することである。スケジューラは、特に、どのヒーターを起動するか、いつヒーターを起動するか、およびどれくらいの期間ヒーターを起動したままにするかを決定する。スケジューラは、また、個別に、かつ外部データ通信バス経由で飛行機と相互作用する役割も有している。また、各コントローラは、ヒーターの電流および電圧を監視して故障を知らせ、故障はその深刻さに応じてスケジューラ・レベルの制御またはコントローラ・レベルの制御により対処される。
【００２９】
本出願では、外部データ通信バスインターフェースの特定の構成について述べていない。しかし、外部データ通信バスの二重化冗長性については本明細書で述べており、本開示の範囲内で含まれる。システムの健全性、システムの起動、およびシステムの状態に関する外部データが外部データ通信バスを介して飛行機へ中継される。
【００３０】
ここで図３を参照するに、防氷／除氷ヒーターシステムの典型的ヒーター構成を、一般に参照番号２００で表すヒーター要素の配列として示す。図３に示すように、ヒーター要素は三相ヒーター要素である。しかし、本防除氷システムでは、例えば単相ヒーターを含む他の種類のヒーター要素を用いてもよい。
【００３１】
ヒーターの配列２００は、特定の論理ブロックが管理するヒーター要素の個数に基づいて、論理的なグループに分けられている。例えば、論理ブロック５は、セグメント１、ゾーンＡ、ＢおよびＥ等のヒーターのグループを駆動することができる。これに対応して、論理ブロック４、３は、セグメント２、ゾーンＡ、ＢおよびＥ、およびセグメント３、ゾーンＡ、ＢおよびＥ内のヒーターを各々駆動する。論理ブロック１は、ゾーンＣ、セグメント１、２および３内のヒーターを駆動する。論理ブロック２は、ゾーンＤ、セグメント１、２および３内のヒーターを駆動する。再び、各グループ内のヒーターの個数は変動し得る。
【００３２】
図２に示すように、システム１００は、何らかのデータ・バス故障が生じた場合に、論理ブロック同士の連続的なデータ通信を保証すべく設計された冗長データ・バス・アーキテクチャを有している。特に、システム１００は、２個の専用デジタル・データ通信バス（すなわち、冗長なデータを搬送する専用デジタル・バス１および専用デジタル・バス２）を含んでいる。更に、専用デジタル・バス１および専用デジタル・バス２は、システム・アーキテクチャ内の複数の論理ブロック（すなわち、論理ブロック１〜５）用の専用システム・データ・バスであり、当該データ・バスの唯一のコンシューマ（利用側機器）である。
【００３３】
専用デジタル・バス１は、各論理ブロック内のチャネルＡマイクロ・コントローラと直接通信を行なう。従って、専用デジタル・バス１は、追加的な単一機能論理ブロック３〜５の各々のチャネルＡコントローラだけでなく、論理ブロック１のスケジューラ、および論理ブロック２のコントローラと直接通信する。同様に、専用デジタル・バス２は、追加的な単一機能論理ブロック３〜５の各々のチャネルＢコントローラだけでなく、論理ブロック１のコントローラ、および論理ブロック２のスケジューラと直接通信する。
【００３４】
チャネルＡおよびチャネルＢマイクロ・コントローラ用の専用デジタル・バス群に加え、各論理ブロック内に一対のチャネル間データ・バスがある。これらのチャネル間バスにより、内部通信および２個のマイクロ・コントローラ間での情報交換が可能になる。従って、例えば論理ブロック１には、チャネルＡスケジューラとチャネルＢコントローラの間に第１の対のチャネル間バスがあり、論理ブロック２には、チャネルＡコントローラとチャネルＢスケジューラの間に第２の対のチャネル間バスがある。
【００３５】
動作の最中、冗長な制御／スケジューリングデータその他任意の必須システム・データが専用デジタル・バス１および専用デジタル・バス２に渡される。従って、専用デジタル・バス１に故障があっても、依然として情報は専用デジタル・バス２および各論理ブロック内のチャネル間バスを介してチャネルＡマイクロ・コントローラに渡されている。換言すれば、バス１およびバス２の両方に冗長なデータが渡されるため、いずれのバスで情報が受信されて、チャネルＡまたはチャネルＢマイクロ・コントローラのいずれかで利用可能になる。従って、システム１００の所与の論理ブロック内の各マイクロ・コントローラは、自身がチャネル間データ・バスを介して受信したデータを他のローカル・マイクロ・コントローラに伝播させなければならない。
【００３６】
堅牢なシステムを得るべく、システム１００の２個のスケジューリング・マイクロ・コントローラの各々には第２の役割がある。すなわち、論理ブロック１内のチャネルＡスケジューリング・マイクロ・コントローラは、論理ブロック１内のチャネルＢコントローラのバックアップ用コントローラの機能的役割も行なう。同様に、論理ブロック２内のチャネルＢスケジューリング・マイクロ・コントローラもまた、論理ブロック２内のチャネルＡコントローラのバックアップ用コントローラの機能的役割も行なう。スケジューラは、制御の新たな第２の役割に加え、スケジューリングの基本的な役割を依然として行なっている。
【００３７】
図３を参照するに、図３は、配列がゾーンＡ〜Ｅおよびセグメント１〜３により表される例示的なヒーター負荷配列２００を示す。各ゾーンは３個の３相ヒーターを含み、各々が温度センサ「Ｔ」を含んでいる。図２と合わせて図３を参照するに、論理ブロック１が配列２００のゾーンＣ、セグメント１、２および３のヒーターを維持および調整するものと仮定する。同様に、配列２００のゾーンＤ、セグメント１、２および３のヒーターが論理ブロック２により維持されるものと仮定する。論理ブロック２のチャネルＡコントローラが故障した場合、論理ブロック２のチャネルＢスケジューラが、以前チャネルＡコントローラに割り当てられたヒーター制御を担わなければならない。
【００３８】
別の例では、論理ブロック１のチャネルＡスケジューラが故障した場合、論理ブロック２のチャネルＢスケジューラがシステムのスケジューリング機能を担う。チャネルＢコントローラは論理ブロック１ヒーター用のコントローラとして動作し続ける。第３の例において、論理ブロック１のチャネルＢコントローラが故障した場合、チャネルＡスケジューラが論理ブロック１ヒーターを制御する第２の機能を担う。論理ブロック１チャネルＡマイクロ・コントローラもシステム・スケジューラであり続ける。
【００３９】
本発明の論理ブロックに組み込まれた別の特徴として、上述のような温度センサ・フィードバックがある。いくつかのヒーターは、防氷機能を実行するために温度フィードバックを必要とする一方、除氷機能を実行している他のヒーターは温度センサ・フィードバックを必要としない。各論理ブロックにこの情報の処理を要求することにより、どの論理ブロックも除氷機能または防氷機能を実行することができるため、更なるシステムの柔軟性が得られる。例えば、論理ブロック３〜５が飛行機のエンジン・ナセルに常設されてローカル除氷ゾーンを駆動することができる。対照的に、論理ブロック１および２が飛行機の胴体に常駐してエンジン・ナセル内のヒーターに対して防氷機能を実行することができる。
【００４０】
飛行機の胴体に設置された論理ブロックは温度フィードバックを必要とするが、そのような長距離にわたりアナログ信号を返すことは望ましくない。除氷論理ブロックがエンジン・ナセル内に設置されているため、これらの信号をエンジン・ナセル内で処理する方がはるかに望ましい。データは、次いで、データコンシューマが設置されている胴体に設置されている防氷論理ブロックへの専用バスを介して送信することができる。
【００４１】
本発明のヒーター制御アーキテクチャが特定の交流／直流ヒーター、電圧印加、消費電力または交流ヒーター構成（すなわち、ワイ（Ｗｙｅ）またはデルタ（Ｄｅｌｔａ）構成）を必要としないことは容易に理解されよう。実際、各種の論理ブロック用に数種の異なる消費電力が必要な場合があり得る。当業者には、そのような特徴が特定のシステムの設計上の必要に応じて変動することが容易に理解されよう。例えば、あるアプリケーションにおいて、論理ブロックは１ｋＶＡのＤＣヒーターの配列であってよい。あるいは別のアプリケーションにおいて同一論理ブロックが各々１．８ｋＶＡのワイ接続されたヒーター負荷の配列であってよい。
【００４２】
本明細書に記述するヒーター制御アーキテクチャは、２個の多機能論理ブロックを有する基本システムからの拡張に対応している。更に、最小システム要件は、スケジューリング機能を実行するマイクロ・コントローラを有する２個の論理ブロックである。当業者には、システムに含まれる論理ブロックの個数がヒーターの配列の大きさおよびニーズに依存することが容易に理解されよう。システムがモジュール的に拡張可能であるため、各種の異なるハードウェア・アプリケーションに同一制御ソフトウェアを利用できることが考えられる。
【００４３】
本発明のヒーター制御システムを構成する論理ブロックは、好適には、駆動できるヒーター・ゾーンおよびこれらが処理できる温度センサ信号の個数に関して全て同一サイズである。これらの論理ブロックは、同一パッケージにあっても、あるいはシステムのニーズおよび構成に応じて各論理ブロックが独立パッケージに含まれていてもよい。
【００４４】
あるいは、除氷機能を実行する論理ブロックが一緒にパッケージ化されている一方、防氷機能を実行する論理ブロックが一緒にパッケージ化されていてよい。異なる論理ブロックおよびそれらの変動するヒーター割当に対応すべく、異なる量の廃熱放散が必要になる。その結果、異なる論理ブロックにおいて少量、中位の量、および大量の副産物としての電力放散レベルを実現するために異なるヒートシンク設計の提供が考えられる。
【００４５】
本発明のヒーター制御アーキテクチャを好適な実施形態に関して図示および記述してきたが、添付の請求項に記載された本発明の概念および／または範囲から逸脱することなく各種の変更および／または修正を行ない得ることが当業者には容易に理解されよう。
【符号の説明】
【００４６】
１０  スイッチ・モジュール
１２，１４  マイクロ・コントローラ
１６，１８  安全継電器
２０，２２  ヒーター・ドライバ切替装置
１００  マイクロ・コントローラ・アーキテクチャ
２００  ヒーター要素の配列
【図１】
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【図２】
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【図３】
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