專利名稱：代表空氣參數的數據的選擇系統、發動機控制系統、包括這類系統的航空器和相關方法
技術領域：
本發明涉及代表空氣參數的數據的選擇系統、發動機控制系統、包括這類系統的航空器和相關的方法。
背景技術：
已知考慮到來自空氣參數(如總壓力、靜壓力或溫度)的測量的多個冗余源的數據和在這些數據中選擇最終將例如在發動機控制計算機內部被使用的數據(通常在此情形下出于確定參數如標準海拔、馬赫數和實感溫度與標準溫度之間的溫差的目的)。執行這些操作的系統例如在專利申請FR 2 850 356和FR 2 916 290中進行過描述。在這些系統中，借助于源之間的大量比較，選擇邏輯的穩健性得到改進。此外，為遵循發動機的隔離限制而這些系統始終考慮選擇將在發動機控制計算機中被使用的數據， 這會導致得出一種相對復雜的設計，這種設計要么要求精確信息的交換(每一信息均與來自一機身源的一數據相關)，要么要求比較結果的交換。在所使用的選擇邏輯中會存在這種復雜性，所述選擇邏輯基于由于不同源的兩兩比較而編錄可考慮的不同類型情形的圖表上。
發明內容
本發明旨在提出一種更簡單的選擇邏輯，同時允許保持良好的穩健性并能遵循發動機的隔離限制。特別地為此，本發明提出代表空氣參數的數據的選擇系統，所述選擇系統包括多個源，每個源能夠發送代表參數的一測量值的一數據，其特征在于，用于對于至少某些源確定所述多個源中的與相關源相符合的其它源數的確定部件，和用于在由確定的符合數是最大的源所發送的數據中選取所選擇的數據的選擇部件。這樣定義的選擇邏輯允許以特別簡單的方式，在發送最可靠數據的源中選擇待使用的源。實際上，例如，如果在通過相關源發送的數據和通過另一源發送的數據之間的差的絕對值小于一預定閾值，另一源與相關源是相符的。在本背景中，可提出當所述確定部件識別出成對相符合的四個源而一對的源與另一對的源不相符時，用于選取所選擇的數據的所述選擇部件適于不工作。實際上在此情形中，不可能在相符的兩對源之間果斷確定。所述某些源例如與航空器機身相關聯，以在大部分時間，對于不同的發動機能選擇同一源(由于發動機的隔離限制，利用發動機的源這是不可能的)。可例如設置使得(實際上由至少三個源形成的)所述多個源的源位于航空器機身處，這允許避免在發動機處布置源。
作為變型，所述多個源中的至少一個源可位于航空器發動機處。該源因而可在選擇數據時如果出現問題的情況下被使用。本發明還提出航空器發動機控制系統，其特征在于，所述航空器發動機控制系統包括如前所述的數據的選擇系統和用于根據所選擇的數據確定用于控制發動機的發動機控制指令的部件。本發明也提出包括上述系統之一的航空器。因此，本發明提出在每個代表參數一測量值和通過相應的多個源發送的多個數據中選擇代表空氣參數的數據的一種選擇方法，其特征在于以下的步驟-對于至少某些源，確定所述多個源中的與相關源相符合的其它源數；-在通過確定的符合數是最大的源所發送的數據中選取所選擇的數據。此外可設置使得，當確定步驟識別出成對符合的四個源、而一對的源與另一對的源不相符合時，不實施選擇步驟。
通過閱讀參照附圖進行的接下來的描述，本發明的其它特征和優點將更好地得到展示，附圖中-圖1示出根據本發明的第一實施例的空氣數據處理系統；-圖2示出在圖1的系統中的數據選擇邏輯；-圖3示出根據本發明的第二實施例的空氣數據處理系統；-圖4示出在圖3的系統中的數據選擇邏輯。
具體實施例方式圖1示出在航空器中的空氣數據處理系統的主要元件。這類系統特別是允許在來自冗余源的多個數據中選擇空氣參數的代表數據，以便例如在發動機控制的范圍中使用所選擇的數據。該系統首先包括位于航空器機身處的多個計算機-與位于機身上的一些源相關聯的三個計算機12、14、16，它們通常被稱為大氣數據慣性基準單元 ADIRU(即指"Air Data and Inertial Reference Unit”)；-綜合備份儀表系統ISIS (即指Integrated Standby Instrument System”)類型的計算機18，該計算機處理備份空氣數據源；-通用計算機20、22，例如核心處理輸入/輸出組件CPIOM(指“CoreProcessing Imput/Output Module")類型的，其這里特別允許在前述計算機所接收的數據中選擇一數據，如在下文中將進行細述的。這里將除發動機以外的所有航空器部分視為航空器機身，而無論所述發動機是涉及由機翼承載的發動機還是涉及位于機尾處的發動機。出于在本描述范圍內的它們各自的功能，將CPIOM類型的計算機稱為“選擇計算機” 20、22，將ADIRU和ISIS類型的計算機稱為“測量計算機” 12、14、16、18，此外并不排除這些計算機實際上可實現其它的功能。每個測量計算機ADIRUl 12、ADIRU2 14、ADIRU3 16和ISIS 18，根據通過與計算機相關聯的和位于航空器機身處的傳感器所執行的測量，來確定代表相關空氣參數(例如總壓力)的數據。這些不同的測量計算機因而形成代表相關參數的數據的獨立冗余源。每個選擇計算機20、22接收通過每個測量計算機12、14、16、18獨立地發送的不同數據，并且根據在下文將進行詳細闡述的邏輯在這些數據中進行一數據的選擇。所選擇的數據因而被發送給與一發動機相關聯的并位于該發動機處的一控制計算機24、26。在圖1上的示例中，選擇計算機CPIOMl 20與控制計算機EECl M相關聯，而選擇計算機CPI0M2 22與控制計算機EEC2沈相關聯(即向控制計算機EEC2沈發送所選擇的數據)。可以注意到，在上文所述的數據交換(不論是在測量計算機和相關的選擇計算機之間，還是在選擇計算機和發動機控制計算機之間)借助于數據交換總線實施，數據交換總線通常在航空器中將計算機相互連接。現在參照圖2描述在每個CPIOM類型的選擇計算機20、22中應用的選擇實施邏輯。圖2因而示出在總壓力的代表數據中進行選擇和處理方面選擇計算機20、22運行的主要步驟。相關的其它參數(例如靜壓力和溫度)的處理可根據相同的邏輯實施。處理方法在步驟E200通過從測量計算機12、14、16、18接收總壓力的代表數據開始，測量計算機12、14、16、18每個與下文中分別以源1到源4表示的一源ADIRUl、ADIRU2、 ADIRU3、ISIS 相關聯。相關的選擇計算機繼而在步驟E202執行所接收的數據的兩兩比較，并因此對于每個源i，確定相符合的其它源數NAi,如果兩個源的數據是有效的并且相差小于一閾值的數值(絕對值)，例如對于總壓力其為38mb，則這兩個源是相符合的。繼而在步驟E204驗證沒有處于所有符合數NAi等于1的情形(當源成對符合時而從一對到另一對不相符合時這種情形會發生)。如果所有符合數NAi都等于1，則認為不能以令人滿意的方式選擇一數值(因為沒有什么允許相對于其它對而傾向某一對)并進到步驟，步驟對應可能的選擇缺失 (在下文描述)。如果存在至少一源i，對于該源而言符合數NAi不同于1 (在步驟E204為否定響應)，則進行步驟E206，在步驟E206的過程中相繼地考慮每個源如果對于所考慮的源而言，符合數NAi—方面大于或等于1，并且另一方面大于或等于所有其它源的符合數NAj，則認為源i是可選擇的。這等于說，在四個源中達到非零的并且最大的符合數的所有源是可選擇的。當執行這種處理時，進到步驟E208，在步驟E208確定是否(對應計算機12ADRIU1 的)源1是可選擇的，在是可選擇的情形下選擇源1 (步驟E216)。在步驟E208為否定響應的情況下，則在步驟E210確定是否源2是可選擇的，在是可選擇的情形下在步驟E218選擇(與計算機14ADIRU2相關聯的)源2。如果在步驟E210響應是否定的，則在步驟E212確定是否源3是可選擇的，在是可選擇的情形下在步驟E220選擇(對應計算機16ADIRU3的)源3。
如果源3在步驟E212不是可選擇的，則在步驟E214確定是否(對應測量計算機 18ISIS的)源4是可選擇的，在是可選擇的情形下在步驟E222選擇來自該計算機18 (源 4)的數據。無論所選擇的數據如何(步驟E216到E22》，繼而向與相關的選擇計算機20、22 相關聯的控制計算機MJ6發送所選擇的數據。通過對于不同的空氣參數使用這種方案，每個控制計算機M、26因而可根據如上文指出的所確定的代表空氣參數(靜壓力、總壓力和溫度)的數據，通過各個在一相應的對應表中獲得的參數(如標準海拔、馬赫數和實感溫度與標準溫度之間的溫差)，確定用于發動機的控制信息(特別地發動機推力的控制信息)。相反地，如果甚至源4都不是可選擇的(在此情形中，沒有任何源被選擇，當沒有探測到源之間任何符合性時這會發生)，則進到與選擇缺失相關的步驟E2^。在數據選擇缺失的情況下在步驟執行的處理可以例如在于在一確定時間段(例如5秒)期間更新所選擇的最近數據；然后一旦過了該時間段就發送數據無效信號 (在此情形下，控制計算機2446將接收該數據無效信息和將切換為默認運行模式，即不知曉參數值)。可以理解的是，剛描述的選擇邏輯允許選擇來自于與最大數量的其它源相符合的源之一的數據，在達到該最大符合數的不同源之間的選擇通過協議即以預定的方式加以規定，以使得選擇計算機20、22在此情形下選擇相同數據，這允許發動機控制計算機接收該數據的發動機的對稱運行。圖3示出根據第二實施方式的代表空氣參數的數據的處理系統的主要元件。在該第二實施方式中，三個測量計算機ADIRUl、ADIRU2、ADIRU3 (分別地在下文中標記為32、34、36)中的每一個，在通過與航空器機身相關聯的傳感器執行的測量的基礎上，確定所測量參數(靜壓力、總壓力、溫度)中每一個的一數值的代表數據。三個測量計算機32、34、36因而組成空氣數據的獨立冗余源。在本實施方式中，每個與航空器的一不同發動機相關聯的發動機控制計算機44、 46各個也發送通過與相關發動機相關聯(即這里位于發動機上)的傳感器確定的代表空氣參數的數據。在圖3上示出的系統此外包括兩個選擇計算機40、42，這里它們位于航空器機身處，并且每個選擇計算機從上文所述的五個源接收每個空氣參數的代表數據，五個源即三個測量計算機32、34、36和兩個控制計算機44、46。數據例如在計算機之間通過給航空器配備的航空電子設備總線進行交換。此外提醒的是，術語“測量計算機”、“選擇計算機”對于相關的計算機而言涉及在本說明書的范圍內應用的功能，然而并不排除這些計算機可在航空器內實施其它的功能。每個選擇計算機40、42在下文所述的選擇邏輯的基礎上(對于每個參數)選擇從不同計算機所接收的五個數據之一，并且(依舊對于每個參數)發送所選擇的數據給與相關的選擇計算機40、42相關聯的控制計算機44、46 (選擇計算機CPIOMl 40與控制計算機 EECl 44相關聯，選擇計算機CPI0M2 42與控制計算機EEC2 46相關聯)。每個控制計算機44、46因此對于每個參數接收代表該參數的值的一所選擇的數據并因此例如借助于對應表，來確定用以確定用于發動機的控制信息的所使用的其它參數，例如標準海拔、馬赫數和實感溫度與標準溫度之間的溫差。圖4示出實現代表一空氣參數(這里是溫度)的一數據的選擇的主要實施步驟， 使得選擇在兩個選擇計算機40、42中的每一個內部實施。如所指出的，相關的選擇計算機40、42接收代表所測量的溫度的數值的數據，這些數據在步驟E400由五個獨立的源(ADIRU1、ADIRU2、ADIRU3、EEC1、EEC2，分別地在下文表示為源1到源幻中的每一個進行發送。選擇計算機40、42繼而在步驟E402執行所接收的數據的兩兩比較，和因而對于每個源i，確定與相關源i相符合的其它源數NAi (NAi的數值因而在0到4之間變化)。例如認為，當兩個溫度數據是有效的時并且當它們之差的絕對值小于5°C時，這兩個溫度數據是相符的。然后在步驟E404確定是否所有值NAi等于0、或等于1與是否所有值NAi之和等于4(這意味著兩對源只在每一對中是符合的，和因此對于正確地估計參數值的數據不能果斷確定)。在步驟E404肯定確定的情形中，進到步驟E422，步驟E422處理不可能選擇一源的情形(在下文中詳細闡述)。在步驟E404為否定確定的情形中，進到步驟E406，在該步驟的過程中，對于對應位于機身處的一測量計算機(即對于每個ADIRU，或對于每個源i，其中i在1到3之間) 的每個源，驗證一方面是否相關聯的符合數NAi大于或等于1，和另一方面是否該符合數 NAi大于或等于對于其它ADIRU所獲得的符合數NAj (即當j取在1到3之間的不同于i的值時)。如果前述條件得到驗證(即當所考慮的源i的符合數NAi是在ADIRU中所遇到的非零的最大符合數時)，則認為源i是可選擇的。當對于與機身相關聯的所有源(ADIRU)實施剛闡述的確定時，進行步驟E408，在步驟E408中驗證是否在前面已確定過源1 (來自測量計算機32ADIRU1的數據)是可選擇的，在是的情形下在步驟E414選擇源1 (即選擇來自測量計算機32的數據)。如果源1不是可選擇的，則進行步驟E410，在步驟E410中驗證是否源2是可選擇的在肯定的情況下，在步驟E416選擇源2 (即選擇通過也被表示為ADIRU 2的測量計算機 34所發送的數據)。如果在步驟E410確定源2不是可選擇的，則在步驟E412驗證是否源3是可選擇的在肯定的情況下，在步驟E418選擇對應源3的數據(即通過也被表示為ADIRU 3的測量計算機36所發送的數據)。如果一數據已被選擇(步驟E414、E416或E418)，則在步驟E420進行以與相關的選擇計算機40、42相關聯的控制計算機44、46為目的地的所選擇的數據的發送。如果相反地，在步驟E412已確定甚至連源3也不是可選擇的，則進行已提到過的用于對不可能選擇數據的情形進行處理的步驟E422。例如，為實施步驟E422可提出在一預定時間段(例如5秒)期間更新最近溫度值，在該時間段結束時，選擇計算機40、42將給相關聯的控制計算機44、46發送前面發送的所選擇的數據的無效信息。相關的控制計算機44、46因而例如可要么選擇通過其本身的源產生的數據，要么如果其本身的源是不可用的，則切換到默認運行模式。
前述實施方式只是本發明的可能的實施例。
權利要求
1.代表空氣參數的數據的選擇系統，所述選擇系統包括多個源，每個源適于發送代表參數的一測量值的一數據，其特征在于-確定部件，其用于對于至少某些源，確定所述多個源中的與相關源相符合的其它源數；-選擇部件，其用于在這樣的源所發送的數據中選取所選擇的數據對于這樣的源，所確定的符合數是最大的。
2.根據權利要求1所述的選擇系統，其特征在于，如果所述相關源所發送的數據和另一源所發送的數據之間的差的絕對值小于一預定閾值，則所述另一源是與所述相關源是相符合的。
3.根據權利要求1或2所述的選擇系統，其特征在于，當所述確定部件識別成對相符合的四個源而一對的源與另一對的源不相符合時，用于選取所選擇的數據的所述選擇部件適于不進行工作。
4.根據權利要求1到3中任一項所述的選擇系統，其特征在于，所述某些源與航空器機身相關聯。
5.根據權利要求1到4中任一項所述的選擇系統，其特征在于，所述多個源中的源位于航空器機身處。
6.根據權利要求1到4中任一項所述的選擇系統，其特征在于，所述多個源中的至少一個源位于航空器發動機處。
7.航空器發動機的控制系統，其特征在于，所述控制系統包括-根據權利要求1到6中任一項所述的數據的選擇系統，-用于根據所選擇的數據確定發動機控制指令的部件。
8.航空器，其包括根據權利要求1到7中任一項所述的系統。
9.在多個數據中選擇代表空氣參數的數據的方法，其中所述多個數據每個代表參數的一測量值并通過相應的多個源被發送，所述方法的特征在于以下步驟-對于至少某些源，確定所述多個源中的與相關源相符合的其它源數；-在這樣的源所發送的數據中選取所選擇的數據對于這樣的源，所確定的符合數是最大的。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，當確定步驟識別成對相符合的四個源而一對的源與另一對的源不相符合時，不實施選擇步驟。
全文摘要
代表空氣參數的數據的選擇系統，所述選擇系統包括多個源，每個源能夠發送代表參數的一測量值的一數據。所述系統包括對于至少某些源確定多個源中的與相關源相符合的其它源數的部件；用于在由確定的符合數是最大的源所發送的數據中選取所選擇的數據的部件。還提出發動機控制系統、包括這類系統的航空器和相關的方法。
文檔編號G05D1/00GK102301244SQ201080005675
公開日2011年12月28日 申請日期2010年1月21日 優先權日2009年1月28日
發明者J·費奧 申請人:空中客車運營簡化股份公司