CN111102079A - 以涡轮螺旋桨为动力的飞行器上的自动油门控制系统 - Google Patents

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C.利希奥
J.查哈尔
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Abstract

本文中提供了用于控制发动机的自动油门的方法的方法和系统。从自动油门控制器获得数字功率请求，该数字功率请求是基于至自动油门控制器的自动油门输入。终止发动机的手动输入模式，该手动输入模式是基于从与发动机相关联的手动输入获得的第二功率请求。启用发动机的自动油门模式以基于数字功率请求来控制发动机。

Description

以涡轮螺旋桨为动力的飞行器上的自动油门控制系统
技术领域
本公开大体涉及燃气涡轮发动机，且更具体地涉及燃气涡轮发动机中的自动油门控制。
背景技术
现代飞行器越来越多地结合自动化以促进操作者的任务并减少操作者出错的风险。飞行器中的自动化的一些示例包括用于促进滚转-中性（roll-neutral）的偏航的滚转控制、基于推力的螺旋桨桨叶调度等等。在一些情况下，这些功能的自动化导致需要由操作者执行的动作的量减少。
近年来开发的自动化系统已主要部署在以涡轮风扇为动力的飞行器中，其中单一系统控制每个涡轮风扇动力装置的操作。相比之下，以涡轮螺旋桨为动力的飞行器通常使用分开的控制系统来控制发动机和螺旋桨的操作。在以涡轮螺旋桨为动力的飞行器中使用的控制系统的双重性质使自动化的实施变得复杂。
因而，存在改进的空间。
发明内容
根据广泛的方面，提供了一种用于控制发动机的自动油门的方法，该方法包括：从自动油门控制器获得数字功率请求，该数字功率请求是基于至自动油门控制器的自动油门输入；终止发动机的手动输入模式，该手动输入模式是基于从与发动机相关联的手动输入获得的第二功率请求；以及启用（engage）发动机的自动油门模式以用于基于数字功率请求来控制发动机。
在一些实施例中，该方法还包括：基于数字功率请求以及发动机的操作参数中的至少一者来确定手动输入的目标位置；将目标位置传输至联接到手动输入的致动器，以致使手动输入采用该目标位置。
在一些实施例中，该方法还包括：检测发动机的操作参数的变化；基于发动机的操作参数来确定手动输入的后续目标位置；以及将后续目标位置传输至联接到手动输入的致动器，以致使手动输入采用后续目标位置。
在一些实施例中，该方法还包括：基于发动机的操作参数来评估发动机的自动油门准备就绪条件；以及当满足自动油门准备就绪条件时，为发动机的操作者产生自动油门准备就绪警报。
在一些实施例中，响应于提供自动油门准备就绪警报，获得数字功率请求。
在一些实施例中，手动输入是功率操纵杆，并且其中，手动输入模式是基于功率操纵杆的功率操纵杆角度。
在一些实施例中，基于数字功率请求来控制发动机包括：基于数字功率请求来确定用于实现满足数字功率请求的功率水平的必要发动机功率和必要螺旋桨旋转速度；致使发动机产生与必要发动机功率相称的功率；以及致使与发动机相关联的螺旋桨以与必要螺旋桨旋转速度相称的速度旋转。
在一些实施例中，其中，自动油门输入包括目标空速的指示。
在一些实施例中，该方法还包括：在所述启用之后产生确认指示。
根据另一广泛的方面，提供了一种用于控制发动机的自动油门的系统，该系统包括：处理单元；以及非暂时性计算机可读介质，其联接到处理单元并且包括计算机可读程序指令，所述计算机可读程序指令可由处理单元执行以用于：从自动油门控制器获得数字功率请求，该数字功率请求是基于至自动油门控制器的自动油门输入；终止发动机的手动输入模式，该手动输入模式是基于从与发动机相关联的手动输入获得的第二功率请求；以及启用发动机的自动油门模式以用于基于数字功率请求来控制发动机。
在一些实施例中，所述程序指令还可执行以用于：基于数字功率请求以及发动机的操作参数中的至少一者来确定手动输入的目标位置；将目标位置传输至联接到手动输入的致动器，以致使手动输入采用该目标位置。
在一些实施例中，所述程序指令还可执行以用于：检测发动机的操作参数的变化；基于发动机的操作参数来确定手动输入的后续目标位置；以及将后续目标位置传输至联接到手动输入的致动器，以致使手动输入采用后续目标位置。
在一些实施例中，所述程序指令还可执行以用于：基于发动机的操作参数来评估发动机的自动油门准备就绪条件；以及当满足自动油门准备就绪条件时，为发动机的操作者产生自动油门准备就绪警报。
在一些实施例中，响应于提供自动油门准备就绪警报，获得数字功率请求。
在一些实施例中，手动输入是功率操纵杆，并且其中，手动输入模式是基于功率操纵杆的功率操纵杆角度。
在一些实施例中，基于数字功率请求来控制发动机包括：基于数字功率请求来确定用于实现满足数字功率请求的功率水平的必要发动机功率和必要螺旋桨旋转速度；致使发动机产生与必要发动机功率相称的功率；以及致使与发动机相关联的螺旋桨以与必要螺旋桨旋转速度相称的速度旋转。
在一些实施例中，其中，自动油门输入包括目标空速的指示。
在一些实施例中，所述程序指令还可执行以用于：在所述启用之后产生确认指示。
根据又另外的广泛的方面，提供了一种用于控制飞行器的动力装置的自动油门的方法，该动力装置包括发动机和螺旋桨，该方法包括：从自动油门控制器获得数字推力请求，该数字推力请求是基于至自动油门控制器的自动油门输入；终止动力装置的手动输入模式，该手动输入模式是基于从与发动机相关联的手动输入获得的功率请求；以及启用动力装置的自动油门模式以用于基于数字推力请求来控制发动机和螺旋桨。
在一些实施例中，数字推力请求包括数字功率请求和数字旋转速度请求，其中，基于数字功率请求来控制发动机和螺旋桨包括：基于数字功率请求来控制发动机以及基于数字旋转速度请求来控制螺旋桨。
以上特征中的任一者视情况而定可单独使用、以任何合适的组合和/或以多种布置结构一起使用。
附图说明
现在参考附图，在附图中：
图1是燃气涡轮发动机的示意性横截面视图；
图2A至图2C是示例性自动油门系统的框图；
图3是示例性自动油门系统的系统图；
图4A至图4B是图示根据实施例的用于控制发动机的自动油门的示例性方法的流程图；以及
图5是用于实施图4A至图4B的方法的示例性计算机系统的框图。
将注意，贯穿附图，相似的特征由相似的附图标记识别。
具体实施方式
参考图1，图示了飞行器100，其具有机身110，一对机翼140（或更多个）、发动机150、螺旋桨160和尾翼170。飞行器100可以是任何合适的飞行器（诸如，公司的、私人的、商用的等等），其包括多个发动机150和螺旋桨160。可将发动机-螺旋桨的对共同地称为“动力装置”。飞行器100可以是固定翼或旋翼飞行器。机身110具有驾驶舱120，该驾驶舱可以定位在飞行器100上的任何合适的位置处，例如在机身110的前部部分处。驾驶舱120被构造成用于容纳一个或多个操作者，所述操作者通过一个或多个操作者控制件来控制飞行器100。操作者控制件可以包括任何合适数目的踏板、叉架、方向盘、中心杆、飞行杆、操纵杆、旋钮、开关等等。尽管图示了两个发动机150，但是应理解，飞行器100可以具有任何合适数目的发动机，例如三个、四个、六个、八个等等。
发动机150实现螺旋桨160中的旋转运动，该旋转运动继而经由螺旋桨桨叶产生推力，从而致使飞行器100移位。螺旋桨桨叶被构造成用于采取螺旋桨桨叶角，所述螺旋桨桨叶角改变由螺旋桨160产生的推力。该螺旋桨桨叶角指示螺旋桨160的桨叶相对于特定参考角的取向。例如，正的螺旋桨桨叶角可以致使螺旋桨160产生向前的推力，也就是说，使飞行器100沿与飞行器100的航向对准的方向移位的推力。相反地，负的螺旋桨桨叶角可以致使螺旋桨160产生反推力，该反推力与正推力基本上相反。
在某些情况下，例如在飞行任务的巡航部分期间，可以期望启用对飞行器100的动力装置（包括发动机150和/或螺旋桨160）的操作的一部分或全部的自动控制。对发动机150的自动控制可以被称为“自动油门”，并且至少涉及对至发动机150的燃料流量的水平的自动控制。自动油门还可以涉及对发动机150的其他操作参数的控制，包括进气和排气、可变几何机构的取向等等。在其中飞行器100包括螺旋桨160的实施例中，自动油门可以附加地控制螺旋桨160的旋转速度。
参考图2A，图示了用于飞行器（例如，飞行器100）的示例性自动油门系统200的框图。自动油门系统200由自动油门控制器204和数字接口206组成。尽管在此被图示为分开的部件，但是应理解，在一些实施例中，自动油门控制器204和数字接口206可以经由单个实体（例如，任何合适的数字控制部件）来实施。飞行器100附加地包括：发动机控制器210，其用于控制发动机150的操作；螺旋桨控制器220，其用于控制螺旋桨160的操作；以及手动输入202和自动油门输入203，致动器208联接到该手动输入。
手动输入202允许飞行器100的操作者提供发动机150的期望功率设定的指示。手动输入202可以是功率操纵杆、踏板或类似装置，并且发动机150的功率设定可以被表示为功率操纵杆角度、踏板的位置等等。在一些实施例中，手动输入202是模拟输入装置。在一些情况下，功率操纵杆设置有多个设定，包括最大起飞设定、飞行怠速设定、地面怠速设定和反推力设定，每一者均与相应的功率操纵杆角度相关联。手动输入202可以向发动机控制器210提供指示功率操纵杆角度的信号，并且发动机控制器可以解读该信号以确定发动机150的一个或多个发动机设定。在一些实施例中，手动输入202还允许操作者提供螺旋桨160的期望旋转速度的指示。在其他实施例中，螺旋桨160的旋转速度是根据发动机150的功率设定来调度的或以其他方式被限定。在又另外的实施例中，手动输入202可以是许多输入件中的一者，并且可以包括用于控制螺旋桨160的操作（包括设定螺旋桨160的期望旋转速度）的分开的输入件。考虑了又其他实施例。
自动油门输入203允许飞行器100的操作者指示应启用飞行器100的动力装置的自动油门操作模式。在许多实施例中，基本上同时针对飞行器100的所有动力装置启用自动油门模式，并且然后向动力装置下发的特定控制命令可在动力装置之间变化。在一些实施例中，自动油门模式例如经由发动机控制器210和螺旋桨控制器220来控制发动机150和螺旋桨160的操作。在其他实施例中，自动油门模式例如经由发动机控制器210来控制发动机150的操作，并且经由螺旋桨控制器220控制螺旋桨160的操作可以经由发动机控制器210来实现。考虑了自动油门模式的又其他实施方式。自动油门输入203可以经由任何合适的输入装置来实施。在一些实施例中，自动油门输入203是按钮或其他二进制控制件。在其他实施例中，自动油门输入203包括选择输入件，可以经由该选择输入件来选择用于自动油门控制的特定设定，例如巡航速度或其他空速、燃料消耗率等等。考虑了自动油门输入203的又其他实施方式。例如，自动油门输入203可以是飞行器100的飞行计算机的一部分。
发动机控制器210和螺旋桨控制器220被构造成分别控制发动机150和螺旋桨160的操作。发动机控制器210可以使用全权限数字电子控制器（FADEC）或类似的数字控制装置来实施。螺旋桨控制器220可以使用螺旋桨电子控制件（PEC）或类似的数字控制装置来实施。在操作中，发动机控制器210从手动输入202获得对发动机150的功率请求，该功率请求可以是功率操纵杆角度。发动机控制器210可以然后向发动机150和螺旋桨控制器220下发各种命令，该螺旋桨控制器继而可以向螺旋桨160下发命令。以这种方式，可以更改发动机150和螺旋桨160的操作参数以产生与经由手动输入202或经由其他输入件（如下文中所描述的，例如来自自动油门系统200）下发的功率请求相称的输出功率。
自动油门控制器204通信地联接到手动输入202、自动油门输入203、数字接口206和致动器208。自动油门控制器204可以从手动输入202获得发动机150的功率设定的指示，例如上述功率操纵杆角度。此外，自动油门控制器204被构造成用于从自动油门输入203获得启用自动油门模式的请求（本文中称为“自动油门请求”）以及可选地自动油门模式的一个或多个设定。
响应于获得自动油门请求，自动油门控制器204可以命令数字接口206产生数字功率请求以传输至发动机控制器210。在一些实施例中，自动油门控制器204和/或数字接口206例如使用任何合适的算法、调度表、查找表等等，将作为自动油门请求的一部分提供的信息转化为发动机150的必要功率设定。
数字接口206通信地联接到自动油门控制器204以用于获得产生数字功率请求的命令，并且通信地联接到发动机控制器210以用于向发动机控制器210提供数字功率请求。在一些实施例中，数字接口206包括数字集中器。在其他实施例中，数字接口206包括模数转换器（ADC）。数字接口206可以从自动油门控制器204接收模拟功率请求，并且可以将模拟功率请求转换为数字功率请求以传输至发动机控制器210。考虑了又其他实施方式，并且数字接口206可以通过使用任何合适的协议、接口来产生数字功率请求，并且可以通过使用任何合适的有线和/或无线媒体来传达数字功率请求。
以这种方式，经由自动油门输入203获得的自动油门请求作为由数字接口206提供的数字功率请求而被传达给发动机控制器210。数字功率请求绕过手动输入202，并且发动机控制器210可以然后基于数字功率请求来控制发动机150并且在一些情况下经由螺旋桨控制器220来控制螺旋桨160。换句话说，当启用自动油门模式时，手动输入202（其可以是模拟输入装置）不用于控制发动机150和/或螺旋桨160的操作。取而代之的是，经由数字输入（即，经由数字接口206提供的数字输入）来控制发动机150和/或螺旋桨160。
当发动机控制器210接收到数字功率请求时，发动机控制器210首先终止发动机150的预先存在的控制模式。该预先存在的控制模式可以例如基于手动输入202，并且可以称为“手动输入模式”。一旦手动输入模式已被终止，就可以启用发动机150的自动油门模式，其中，基于由发动机控制器210从数字接口206获得的数字功率请求来控制发动机150。
在一些实施例中，当发动机控制器210响应于数字功率请求而启用自动油门模式时，发动机控制器210确定用于实现满足数字功率请求的功率水平的发动机150的必要功率。附加地，在一些情况下，发动机控制器210或螺旋桨控制器220还确定用于实现满足数字功率请求的功率水平的螺旋桨160的必要螺旋桨旋转速度。一旦确定了发动机150的必要功率以及可选地螺旋桨160的必要螺旋桨旋转速度，发动机控制器210和/或螺旋桨控制器220就致使发动机150和螺旋桨160以与发动机150的必要功率和螺旋桨160的螺旋桨旋转速度相称的方式操作。
为了确定发动机150的必要功率以及可选地螺旋桨160的必要螺旋桨旋转速度，发动机控制器210和/或螺旋桨控制器220可以提供有任何合适的推力转换算法以用于确定发动机150和/或螺旋桨160的适当的操作参数。在一些实施例中，发动机控制器210和/或螺旋桨控制器220提供有关于发动机150和/或螺旋桨160的操作条件的各种信息，包括用于确定飞行器阻力等等的因素。
在一些其他实施例中，自动油门系统200确定飞行器100的动力装置的必要推力水平，包括发动机150和螺旋桨160两者的推力贡献。在一个示例中，自动油门系统200可以然后基于必要的推力水平来确定发动机150的必要功率水平和螺旋桨160的必要旋转速度。数字接口206可以然后将相应的数字功率和旋转速度请求传达给发动机控制器210以及可选地螺旋桨控制器220。替代性地，数字接口206可以将数字推力请求传达给发动机控制器210，该数字推力请求可以既包含对发动机150的数字功率请求，又包含对螺旋桨160的数字旋转速度请求。发动机控制器210可以然后向螺旋桨160提供数字旋转速度请求。可以将数字推力请求以任何合适的方式提供给发动机控制器210，例如与向发动机控制器210提供数字功率请求的方式基本上类似。
在另一示例中，自动油门系统200向发动机控制器210提供数字推力请求，并且发动机控制器210被构造成用于基于其来确定发动机150的必要功率水平和螺旋桨160的必要旋转速度。这可以包括产生在发动机控制器210内使用的数字功率请求，以及可选地产生可以提供给螺旋桨控制器220的数字旋转速度请求。在该示例中，发动机控制器210可以提供有任何合适数目的调度、查找表、算法等等，以用于基于数字推力请求来分别确定发动机150的适当的必要功率水平和螺旋桨160的必要旋转速度。替代性地，自动油门系统200可以根据需要向发动机控制器210提供调度、查找表、算法等等。考虑了又其他方法。
此外，自动油门系统200可以例如经由数字接口206获得关于发动机150和/或螺旋桨160的操作条件的变化的信息。操作条件的变化可以包括环境温度、环境压力、高度、空速等等的变化。响应于这些变化，自动油门系统200被构造成用于经由发动机控制器210和/或螺旋桨控制器220下发后续的数字功率请求以调节发动机150和/或螺旋桨160的操作，以便将发动机150和/或螺旋桨160的操作与从自动油门输入203获得的自动油门请求匹配。
在一些实施例中，发动机控制器210被构造成用于例如经由数字接口206向自动油门系统200报告发动机的自动油门准备就绪条件。自动油门准备就绪条件可以指示发动机150和/或螺旋桨160是否在适合于启用自动油门模式的状态下操作。在一些实施例中，自动油门控制器204可以例如经由自动油门输入203向飞行器100的操作者提供满足自动油门准备就绪条件的自动油门准备就绪警报。例如，自动油门输入203可以提供有灯或其他视觉指示器，当满足自动油门准备就绪条件时，可以致动该灯或其他视觉指示。在另一实例中，当满足自动油门准备就绪条件时，自动油门输入203可以产生听得见的钟声或其他听得见的指示器。考虑了用于向飞行器100的操作者报告自动油门准备就绪条件的又其他方法。在一些实施例中，响应于向飞行器100的操作者提供自动油门准备就绪警报，获得自动油门请求。
替代性地或此外，一旦启用自动油门模式，自动油门系统200就可以为飞行器100的操作者产生确认指示。可以经由视觉指示器、听得见的指示器或任何其他合适的系统来提供确认指示。例如，确认指示可以显示在飞行器100的飞行计算机的屏幕上。在一些实施例中，确认指示还可以包括关于自动油门模式的其他信息，包括飞行器的当前空速、飞行器的燃料消耗率等等。
在一些实施例中，自动油门控制器204被构造成用于基于由数字接口206产生的数字功率请求来调节手动输入202。例如，在自动油门请求导致由发动机150产生的功率显著变化的情况下，产生了发动机150的实际功率水平与在基于手动输入202结果来控制发动机150的情况下将被请求的功率水平之间的不匹配。通过基于数字功率请求来调节手动输入202，可以更平稳地执行从自动油门模式到另一飞行模式（例如，手动输入模式）的转变，从而减少所谓的“推力颠簸（thrust bump）”。在一些实施例中，还执行对手动输入202的调节，以便减少或消除某些调节机构可能需要的“推力控制的丧失”的可能性。
以这种方式，自动油门系统200（例如，自动油门控制器204）可以基于由数字接口206产生的数字功率请求来确定手动输入202的目标位置。在一些实施例中，目标位置也可以基于发动机150的一个或多个操作参数。在其中手动输入202是功率操纵杆的实施例中，目标位置可以是特定的功率操纵杆角度。自动油门控制器204被构造成用于命令致动器208以用于致使手动输入202采用目标位置。自动油门控制器204可以通过使用任何合适的指令、协议等等来命令致动器208。例如，自动油门控制器204可以向致动器208提供目标位置，该致动器将目标位置解读为致使手动输入202采用目标位置的命令。
此外，自动油门系统200可以针对发动机150的操作参数来定期地或准时地评定手动输入202的位置，并根据此来命令进一步改变手动输入202的位置。例如，自动油门系统200可以检测发动机150和/或螺旋桨160的一个或多个操作参数的变化，并基于所述操作参数来确定手动输入202的后续目标位置。如果手动输入202的实际位置与后续目标位置不同，则自动油门控制器204可以命令致动器208致使手动输入采用后续目标位置。自动油门系统200可以反复地评定手动输入的位置，并适当频繁地对其进行调节。
在一些实施例中，针对目标位置提供预定公差，并且如果手动输入202的当前位置与目标位置之间的不匹配是在公差内，则不命令致动器208致使手动输入202采用目标位置。例如，手动输入202可以设定在45°的位置处，并且目标位置可以是48°。如果公差允许±5°的变化，则将不命令致动器208调节手动输入202的位置。还考虑了公差的其他值以及评定公差的其他方法。例如，公差可以基于不同的发动机设定，诸如高巡航、中巡航、低巡航等等。在另一示例中，公差被设定为大约5％、10％、15％或任何其他合适的基于百分比的值。
在一些实施例中，用于手动输入202和目标位置之间的不匹配的公差用于减小致动器208上的应变和/或使对飞行器100的操作者的干扰最小化。通过允许不匹配保持在预定公差内而不调节手动输入202，可以仅响应于当前位置和目标位置之间的超过公差的不匹配而定期地实现手动输入202的位置的变化。
在一些附加的实施例中，当在手动输入202的当前位置与目标输入之间存在超过预定公差的不匹配时，自动油门系统200可以发警报给飞行器100的操作者。该警报可以是视觉警报、听得见的警报等等，并且可以例如经由飞行器100的飞行计算机显示。例如，在其中省略了致动器208的实施例中，该警报还可以向操作者建议调节手动输入202的位置，以使手动输入202的位置与目标位置对准。替代性地或此外，当不匹配超过预定公差时，发动机控制器210或任何其他合适的装置可以下发致使自动油门模式被禁用的故障。这可以导致基于手动输入202的手动输入模式变为被启用，并且在一些情况下，可以附加地致使例如为飞行器100的操作者标示维护工作。
参考图2B，在替代性实施例中，发动机控制器210和螺旋桨控制器220可以由统一控制器230代替，该统一控制器被构造成用于控制发动机150和螺旋桨160两者的操作。例如，当以手动输入模式操作时，统一控制器230可以基于手动输入202被控制。当统一控制器230经由数字接口206从自动油门控制器接收数字功率请求时，统一控制器230被构造成用于终止手动输入模式并启用自动油门模式，由此基于数字功率请求来控制发动机150和螺旋桨160。应注意的是，统一控制器230在自动油门模式和手动输入模式两者下可以使用相同的控制定律、算法、调度、表等等，并且统一控制器230基于操作模式来使用与手动输入202或数字功率请求不同的输入。
在一些实施例中，统一控制器230被构造成用于从数字接口206接收上述数字推力请求。统一控制器230可以然后基于数字推力请求来确定发动机150的必要功率水平和螺旋桨160的必要旋转速度。例如，统一控制器230可以产生在发动机控制器210内使用的数字功率请求，以及可选地产生可以提供给螺旋桨控制器220的数字旋转速度请求。考虑了又其他方法。
参考图2C，本文中所描述的技术可以应用于具有多个动力装置（也就是说，具有多于一个的发动机和相称数目的螺旋桨）的飞行器100。在该实施例中，飞行器100提供有两个发动机150、152和两个螺旋桨160、162，不过应理解的是，飞行器可以提供有任何合适数目的发动机和螺旋桨，包括三个、四个、六个、八个或任何其他合适的数目。每个动力装置提供有合适的控制器：发动机150由发动机控制器210控制，螺旋桨160由螺旋桨控制器220控制，发动机152由发动机控制器260控制，并且螺旋桨162由螺旋桨控制器270控制。替代性地，发动机控制器和螺旋桨控制器可以视情况而定由统一控制器230、280代替。
因此，自动油门系统200经由数字接口206联接到用于两个发动机150、152的控制器。数字接口206被构造成用于向用于两个发动机150、152的控制器提供数字功率请求，以便致使发动机150、152以自动油门模式操作。在一些实施例中，发动机控制器210、260两者都接收相同的数字功率请求。在其他实施例中，发动机控制器210、260接收不同的功率请求，例如，基于发动机150、152的操作参数（如由发动机控制器210、260所提供的）缩放的功率请求。在统一控制器230、280的情况下，相同的技术可以是适用的。
参考图3，图示了飞行器100的系统图。飞行器100包含航空电子控制器310、动力装置控制器320和推力控制器330。航空电子控制器310被构造成用于从飞行器100的操作者接收各种控制输入，包括启用飞行器100的自动油门模式的请求。因此，航空电子控制器310可以包括图2A至图2C的自动油门输入203以及自动油门系统200。动力装置控制器320被构造成用于控制飞行器100的动力装置（例如图2A至图2C的发动机150和螺旋桨160）的操作。推力控制器330由功率操纵杆角度（PLA）致动器332和PLA旋转可变差动变压器（RVDT）334组成，并且被构造成用于向动力装置控制器320提供关于应如何操作飞行器100的动力装置的指令。例如，推力控制器330可以包括图2A至图2C的手动输入202和致动器208。
在一些控制模式（例如，上文中所讨论的手动输入模式）中，动力装置的操作很大程度上由在动力装置控制器320处从推力控制器330（例如，从PLA RVDT 334）接收的输入来确定。例如，PLA RVDT 334可以将功率操纵杆的功率操纵杆角度或手动输入202的其他实施例转化为功率请求，以用于传输至动力装置控制器320。
为了致使动力装置控制器320启用自动油门模式，航空电子控制器310被构造成用于绕过推力控制器330向动力装置控制器320提供数字功率请求。动力装置控制器320可以然后终止手动输入模式，并基于数字功率请求来启用自动油门模式。动力装置控制器320可以然后将PLA RVDT 334的功率操纵杆的目标位置通知给航空电子控制器310，并且继而，航空电子控制器310可以发指令给PLA致动器334以致使功率操纵杆采用目标位置。
参考图4A，图示了用于控制发动机（例如，飞行器100的发动机150）的自动油门的方法400。在一些实施例中，方法400可以经由发动机控制器210以及可选地螺旋桨控制器220或者由统一控制器230并与自动油门系统200合作来实施，不过考虑了其他实施例。
在步骤402处，评估发动机150的自动油门准备就绪条件。自动油门准备就绪条件可以基于发动机的特定操作模式、发动机的一个或多个操作参数等等。在判定步骤403处，如果满足自动油门准备就绪条件，则方法400移动到步骤404。如果不满足自动油门准备就绪条件，则方法400返回到步骤402。
在步骤404处，例如为发动机150操作所在的飞行器（例如，飞行器100）的操作者产生自动油门准备就绪警报。自动油门准备就绪警报可以是视觉警报、听得见的警报、或任何其他合适种类的警报。
在步骤406处，基于自动油门输入，从自动油门控制器获得数字功率请求。可以在发动机控制器210处从自动油门系统200（例如，从数字接口206）获得数字功率请求，并且该数字功率请求是基于经由自动油门输入203获得的自动油门请求。数字功率请求可以包括用于作为自动油门模式的一部分的用于控制发动机150的操作的任何合适的信息。在一些实施例中，自动油门输入203是飞行器100的飞行计算机的一部分，其被构造成用于从飞行器100的操作者接收输入。
在步骤408处，终止发动机150的手动输入控制模式。在步骤410处，基于数字功率请求，启用发动机150的自动油门模式。自动油门模式可以用于以任何合适的方式控制发动机150的操作。例如，可以确定发动机150的必要功率输出以及可选地螺旋桨160的必要螺旋桨旋转速度，并且可以致使发动机150和螺旋桨160分别产生与必要量相称的功率和旋转速度。
可选地，在步骤412处，一旦已启用了自动油门模式，就可以产生确认指示。该确认指示可以是视觉警报、听得见的警报或任何其他合适种类的警报，例如经由飞行器100的飞行计算机显示的警报。
附加地参考图4B，在步骤414处，可以基于数字功率请求以及可选地基于发动机150的一个或多个操作参数来确定手动输入（例如，手动输入202）的目标位置。该目标位置可以指示这样的位置，手动输入202将采取该位置以从发动机150产生与经由数字功率请求所请求的必要功率输出相匹配的输出。在步骤416处，可以将目标位置传输至联接到手动输入202的致动器（例如，致动器208），以致使手动输入202采用该目标位置。
在一些实施例中，例如，响应于发动机150的操作条件的变化，可以反复地使用致动器208以确保手动输入202基本上连续地、定期地或准时地被调节以采用新的目标位置。在判定步骤417处，对关于是否检测到发动机150的操作参数的变化作出确定。如果没有检测到变化，则方法400可以返回到步骤417。如果检测到变化，则方法400进行到步骤418。
在步骤418处，可以例如基于发动机150的操作参数来确定手动输入202的后续目标位置。在步骤420处，可以将后续目标位置传输至致动器208以致使手动输入202采用后续目标位置。在一些实施例中，贯穿其中发动机150以自动油门模式操作的时间段，可以基本上连续地、定期地或准时地重复步骤417、418和420。
参考图5，自动油门系统200、发动机控制器210、260、螺旋桨控制器220、270和/或统一控制器230、280中的一个或多个可由计算装置510来实施，该计算装置包括处理单元512和存储器514，该存储器中存储有计算机可执行指令516。处理单元512可包括被构造成实施系统500的任何合适的装置，使得当指令516在由计算装置510或其他可编程设备执行时可致使如本文中所描述的方法400的功能/动作/步骤被执行。处理单元512可包括例如任何类型的通用微处理器或微控制器、数字信号处理（DSP）处理器、中央处理单元（CPU）、集成电路、现场可以编程门阵列（FPGA）、可重构的处理器、其他经适当地编程或可编程的逻辑电路、或其任何组合。
存储器514可包括任何合适的已知或其他机器可读存储介质。存储器514可包括非暂时性计算机可读存储介质，例如但不限于，电、磁、光、电磁、红外线或半导体的系统、设备或装置，或前述的任何合适的组合。存储器514可包括位于装置内部抑或外部的任何类型的计算机存储器的合适组合，例如随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、光盘只读存储器（CDROM）、电光存储器、磁光存储器、可擦可编程只读存储器（EPROM）和电可擦可编程只读存储器（EEPROM）、铁电RAM（FRAM）等等。存储器514可包括适合于可检索地存储可由处理单元512执行的机器可读指令516的任何存储器件（例如，装置）。
在一些实施例中，计算装置510可以包括一个或多个全权限数字发动机控制件（FADEC）、一个或多个螺旋桨电子控制（PEC）单元等等。在一些实施例中，发动机控制器210、260被实施为双通道FADEC。在其他实施例中，发动机控制器210、260被实施为两个分开的单通道FADEC。附加地，在一些实施例中，螺旋桨控制器220、270被实施为双通道PEC、或两个单通道PEC、或其任何合适的组合。统一控制器230、280可以被实施为FADEC、PEC和/或任何其他合适的控制装置的任何合适的组合。
本文中所描述的用于控制发动机的自动油门的方法和系统可以以高级程序语言或面向对象的编程或脚本语言或其组合来实施，以与计算机系统（例如，计算装置500）通信或协助其操作。替代性地，本文中所描述的方法和系统可以以汇编或机器语言来实施。该语言可以是编译或解释性语言。用于实施本文中所描述的方法和系统的程序代码可存储在存储介质或装置上，例如ROM、磁盘、光盘、闪存驱动器或任何其他合适的存储介质或装置。程序代码可以是可由通用或专用可编程计算机可读取的，以用于在由计算机来读取存储介质或装置以执行本文中所描述的过程时构造和操作计算机。本文中所描述的方法和系统的实施例也可被认为是通过其上存储有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质来实施的。计算机程序可包括计算机可读指令，所述计算机可读指令致使计算机或者在一些实施例中计算装置510的处理单元512以特定的和预先限定的方式操作以执行本文中所描述的功能。
计算机可执行指令可呈由一个或多个计算机或其他装置执行的许多形式，包括程序模块。通常，程序模块包括执行特定任务或实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。通常，在各种实施例中，可根据需要来组合或分配程序模块的功能。
以上描述仅意在说明示例，并且本领域的技术人员将认识到，可在不脱离所公开的本发明的范围的情况下对所描述的实施例进行改变。根据对本公开的回顾，落入本发明的范围内的又其他修改对于本领域技术人员将是显而易见的。
本文中所描述的方法和系统的各个方面可单独使用、组合使用或以在前文中所描述的实施例中未具体讨论的多种布置结构使用，且因此在其应用方面并不限于前述描述中所阐述或附图中所图示的部件的细节和布置结构。例如，一个实施例中所描述的方面可以以任何方式与其他实施例中所描述的方面组合。尽管已示出和描述了特定的实施例，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的情况下可在其更广泛的方面进行改变和修改。所附权利要求的范围不应由示例中所阐述的实施例来限制，而是应被给予与作为一个整体的说明书一致的最广泛的合理解释。

Claims (20)

1.一种用于控制发动机的自动油门的方法，所述方法包括：
从自动油门控制器获得数字功率请求，所述数字功率请求是基于至所述自动油门控制器的自动油门输入；
终止所述发动机的手动输入模式，所述手动输入模式是基于从与所述发动机相关联的手动输入获得的第二功率请求；以及
启用所述发动机的自动油门模式以用于基于所述数字功率请求来控制所述发动机。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：
基于所述数字功率请求以及所述发动机的操作参数中的至少一者来确定所述手动输入的目标位置；
将所述目标位置传输至联接到所述手动输入的致动器，以致使所述手动输入采用所述目标位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其还包括：
检测所述发动机的所述操作参数的变化；
基于所述发动机的所述操作参数来确定所述手动输入的后续目标位置；以及
将所述后续目标位置传输至联接到所述手动输入的致动器，以致使所述手动输入采用所述后续目标位置。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其还包括：
基于所述发动机的操作参数来评估所述发动机的自动油门准备就绪条件；以及
当满足所述自动油门准备就绪条件时，为所述发动机的操作者产生自动油门准备就绪警报。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，响应于提供所述自动油门准备就绪警报，获得所述数字功率请求。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述手动输入是功率操纵杆，并且其中所述手动输入模式是基于所述功率操纵杆的功率操纵杆角度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，基于所述数字功率请求来控制所述发动机包括：
基于所述数字功率请求来确定用于实现满足所述数字功率请求的功率水平的必要发动机功率和必要螺旋桨旋转速度；
致使所述发动机产生与所述必要发动机功率相称的功率；以及
致使与所述发动机相关联的螺旋桨以与所述必要螺旋桨旋转速度相称的速度旋转。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述自动油门输入包括目标空速的指示。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其还包括：在所述启用之后产生确认指示。
10. 一种用于控制发动机的自动油门的系统，所述系统包括：
处理单元；以及
非暂时性计算机可读介质，其联接到所述处理单元并且包括计算机可读程序指令，所述计算机可读程序指令能够由所述处理单元执行以用于：
从自动油门控制器获得数字功率请求，所述数字功率请求是基于至所述自动油门控制器的自动油门输入；
终止所述发动机的手动输入模式，所述手动输入模式是基于从与所述发动机相关联的手动输入获得的第二功率请求；以及
启用所述发动机的自动油门模式以用于基于所述数字功率请求来控制所述发动机。
11.根据权利要求10所述的系统，所述程序指令还能够执行以用于：
基于所述数字功率请求以及所述发动机的操作参数中的至少一个来确定所述手动输入的目标位置；
将所述目标位置传输至联接到所述手动输入的致动器，以致使所述手动输入采用所述目标位置。
12.根据权利要求11所述的系统，所述程序指令还能够执行以用于：
检测所述发动机的所述操作参数的变化；
基于所述发动机的所述操作参数来确定所述手动输入的后续目标位置；以及
将所述后续目标位置传输至联接到所述手动输入的致动器，以致使所述手动输入采用所述后续目标位置。
13. 根据权利要求10至12中任一项所述的系统，所述程序指令还能够执行以用于：
基于所述发动机的操作参数来评估所述发动机的自动油门准备就绪条件；以及
当满足所述自动油门准备就绪条件时，为所述发动机的操作者产生自动油门准备就绪警报。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，响应于提供所述自动油门准备就绪警报，获得所述数字功率请求。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的系统，其中，所述手动输入是功率操纵杆，并且其中，所述手动输入模式是基于所述功率操纵杆的功率操纵杆角度。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的系统，其中，基于所述数字功率请求来控制所述发动机包括：
基于所述数字功率请求来确定用于实现满足所述数字功率请求的功率水平的必要发动机功率和必要螺旋桨旋转速度；
致使所述发动机产生与所述必要发动机功率相称的功率；以及
致使与所述发动机相关联的螺旋桨以与所述必要螺旋桨旋转速度相称的速度旋转。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的系统，其中，所述自动油门输入包括目标空速的指示。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的系统，所述程序指令还能够执行以用于：在所述启用之后产生确认指示。
19.一种用于控制飞行器的动力装置的自动油门的方法，所述动力装置包括发动机和螺旋桨，所述方法包括：
从自动油门控制器获得数字推力请求，所述数字推力请求是基于至所述自动油门控制器的自动油门输入；
终止所述动力装置的手动输入模式，所述手动输入模式是基于从与所述发动机相关联的手动输入获得的功率请求；以及
启用所述动力装置的自动油门模式以用于基于所述数字推力请求来控制所述发动机和所述螺旋桨。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述数字推力请求包括数字功率请求和数字旋转速度请求，其中，基于所述数字功率请求来控制所述发动机和所述螺旋桨包括：基于所述数字功率请求来控制所述发动机以及基于所述数字旋转速度请求来控制所述螺旋桨。
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