JP2001504775A - 航空機の機室内温度を自動制御する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 機室と混合空気供給装置とを有する航空機の機室内空気温度Ｔ_CBNを自動制御するための装置及び方法である。混合空気供給装置は、実際の混合空気温度を有する混合空気の流れを機室に提供する。この混合空気供給装置は、熱いブリードエアの流れを供給するホットブリードエアサブシステムと、冷却空気の流れを供給する冷却空気サブシステムと、周囲空気の流れを供給する周囲空気サブシステムと、を含む。上記方法は、選択した機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}を定めるステップと、次に、熱いブリードエアの流れ、冷却空気の流れ、及び周囲空気の流れを制御し、これにより、混合空気温度をｋ（Ｔ_{CBN SEL}−Ｔ_CBN）＋Ｔ_{CBN SEL}（但し、ｋは、ゲイン係数）として定義される目標混合空気温度に向かって導くステップと、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 航空機の機室内温度を自動制御する装置及び方法 技術分野 本発明は、主に、航空機の機室の暖房及び冷房を行うための装置及び方法に関 し、特に、航空機の機室内空気温度を自動制御する装置及び方法に関する。 背景技術 固定翼もしくは回転翼の航空機の客室内空気温度は、飛行中に大きく変動する おそれがある。このような温度変化は、航空機の物理的特性と、地上もしくは飛 行中の航空機に関連する運航条件や周囲条件と、の組み合わせに左右される。 機室内空気温度に影響を与え得るこのような航空機の物理的特性には、機室の 断熱性の程度、設けられている窓の数及び大きさ、エンジンと機室との近さ、及 び航空機構造に使用される材料がある。これらの要因により、熱が、対流、伝導 、または放射によって機室に出入りする。対流、伝導、または放射もまた、外部 周囲温度、航空機の高度、航空機の速度、及び航空機が雲の上下、もしくは雲の 内部を飛行している場合における雲に覆われる程度などの航空機に関連する運航 条件や周囲条件に左右される。 乗客が機室で快適に過ごせるようにするためには、航空機の機室設計に暖房及 び冷房装置を組み込むことが周知である。航空機の機 室で使用される一般の冷房装置は、機室で周囲空気のみもしくは周囲空気と航空 機内に設けられた空調ユニットより提供される冷却空気との混合空気を循環させ るための手動調整可能な装置を含む。このような冷房装置では、通常、周囲空気 入口を通じて周囲空気が流入し、ファンや送風機によって機内を循環する。これ らのファンや送風機は、空調機ユニットとともに冷却空気もしくは冷却空気と周 囲空気との混合空気を機室内で循環させるためにも使用することができる。 このような従来型の冷房装置の調整は、全て手動で行わる。即ち、このタイプ の冷却装置では、オペレータが、乗客の快適度が増すと考える装置設定の組み合 わせを手動で選択しなければならない。これらの装置設定は、周囲空気を航空機 に流入させる速度、種々の循環ファンや送風機の速度設定、及び空調ユニットが 使用される場合には、空調装置のコンプレッサが空調装置の蒸発器コイルに冷媒 を供給する速度を含む。 これらの従来型冷房装置の難点は、これらの装置が、航空機の機室の温度変化 を引き起こす航空機に関連する動的な運航条件及び周囲条件を自動的に補償する ことができない点にある。例えば、回転翼機の飛行中には、回転翼機の高度の関 数として回転翼機を取り巻く周囲温度が変動する。更に、通常、回転翼機は、広 い範囲にガラスが用いられているので、回転翼機が雲の上を飛行する場合には太 陽放射も１つの要因となる。垂直方向の操縦性が回転翼機の利点の１つであるの で、これらの動的な変化は、かなり急速に起こり得る。従って、従来型冷房装置 のオペレータは、回転翼機の運航条件及び 周囲条件に関連するこれらの動的な変化に応じて機室内温度が変動するのに伴い 、冷房装置の設定を手動で調節する必要がある。このような動的な変化は、オペ レータが装置設定の調整値を入力する速度及び機室内温度がこれらの手動調整を 反映し得る速度よりも急速に起こり得るので、手動調整によって必ずしも乗客の 快適度は増さない。タービンエンジンを有する通常の暖房システムでは、タービ ンエンジンのコンプレッサから機内に熱いブリードエアを導く手動調整可能な暖 房装置を通じて機室に熱が提供される。暖房装置の調節は、機室へのブリードエ アの流れを、ブリードエアバルブによって手動で調整することで行われる。上述 した従来型冷房装置と同様に、従来型暖房装置も全て手動の調整に頼る。更に、 従来型冷房装置と同様に、従来型暖房装置は、航空機の機室内温度を変動させる 航空機に関連する動的な運航条件及び環境条件を自動的に補償することができな い。 特に、タービンエンジンの出力設定は、従来型暖房装置の有効性に影響を与え 得る。ブリードエアの温度及び流量が、ブリードエアを供給するタービンエンジ ンの出力設定の関数であることは、従来技術において周知である。従って、特定 の運航条件のセット次第では、ブリードエアの温度及び流量が航空機の暖房要求 よりも大きいかもしくは小さいおそれがある。更に、タービンエンジンのコンプ レッサから導くブリードエアを減少させると、エンジン効率が向上することが周 知である。従って、特定の運航条件においてエンジン効率を向上させることが必 要となれば、暖房目的で利用可能なブリードエアの流れが減少してしまう。従来 型の暖房装置は、手動調整 に頼るので、航空機に関連する周囲条件及びブリードエアの温度及び流量の変化 などの運航条件の動的な変化に応じてオペレータがシステム制御装置を適切に調 整することは非常に困難である。 発明の開示 よって、本発明の目的は、航空機の機室内空気温度を自動制御する装置及び方 法を提供することである。 本発明の他の目的は、航空機に関連する運航条件及び周囲条件の動的な変化に 自動的に対応して、航空機における機室内空気温度を自動制御する装置及び方法 を提供することである。 上記の及びその他の目的は、航空機の機室内温度を自動制御する装置である本 発明によって達成され、この装置は、周囲空気の流れを供給する周囲空気入口、 排気出口、及び第一及び第二のブリードエア管路に熱いブリードエアの流れを供 給するタービンエンジンとを有する。また、この装置は、装置の制御を行うシス テム制御装置と、第一及び第二のブリードエア管路と組み合わせて配置したブリ ードエア遮断バルブと、を有し、このブリードエア遮断バルブは、開放位置と閉 鎖位置とを有するとともに、ブリードエア遮断バルブを開放位置と閉鎖位置との 間で切り換えるための電気的な信号をシステム制御装置から受信することができ るようにシステム制御装置に接続されている。熱いブリードエアの流れを調整す るために、調整バルブが第一のブリードエア管路と組み合わせて設けられており 、この調整バルブアセンブリは、第一のブリードエア管路を通って流れる熱いブ リードエアの流れを制御するために、システム制御 装置から電気信号を受信することができるようにシステム制御装置に電気的に接 続されている。 また、第二のブリードエア管路に接続された補助ヒータと、補助ヒータへの熱 いブリードエアの流れを調整するために第二のブリードエア管路と組み合わせて 配置した補助ヒータ調整バルブアセンブリと、が設けられており、補助ヒータ調 整バルブアセンブリは、第二のブリードエア管路を通じて流れる熱いブリードエ アの流れを調整するためにシステム制御装置からの電気信号を受信することがで きるようにシステム制御装置と電気的に接続されている。 航空機内の温度を自動制御する装置は、更に、冷却空気の流れを提供するため の空調サブシステムを含む。この空調サブシステムは、コンプレッサ、蒸発器、 及び複数の速度を有する蒸発器ファンを含み、上記コンプレッサは、作動設定と 停止設定とを有する。空調サブシステムは、ファンの速度とコンプレッサの設定 とを定めるためにシステム制御装置からの電気信号を受信できるようにシステム 制御装置に電気的に接続されている。 周囲空気温度センサが周囲空気温度を検出するために設けられており、この周 囲空気温度センサは、システム制御装置に電気的に接続されており、周囲空気温 度を示す電気信号をシステム制御装置に送信することができる。航空機の機室内 温度を検出するために機室内空気温度センサが設けられており、この機室内空気 温度センサは、システム制御装置に電気的に接続されており、機室内温度を示す 電気信号をシステム制御装置に送信することができる。 また、空調サブシステムと周囲空気入口に接続された一次ダクト サブシステムと、空調サブシステム、周囲空気入口、及び第一のブリードエア管 路に接続された二次ダクトサブシステムと、が設けられており、熱いブリードエ アの流れ、冷却空気の流れ、及び周囲空気の流れは、二次ダクトサブシステム内 で混合され、実際の混合空気温度を有する混合空気となる。実際の混合空気温度 を検出するために、二次ダクト温度センサが二次ダクト内に設けられており、こ の二次ダクト温度センサは、システム制御装置に電気的に接続されており、実際 の混合空気温度を示す電気信号をシステム制御装置に送信することができる。 航空機の機室内温度を自動制御する方法も提供されており、この方法では、航 空機は、周囲空気入口、排気出口、補助ヒータ、熱いブリードエアの流れを供給 するタービンエンジン、ブリードエア遮断バルブ、熱いブリードエアの流れを調 整する調整バルブアセンブリ、及び冷却空気の流れを供給するための空調サブシ ステムを有し、空調サブシステムは、コンプレッサ、蒸発器、及び低速、中速、 高速の速度を有する蒸発器ファンを含む。この方法は、選択された機室内空気温 度を定めるステップと、周囲空気温度を検出するステップと、周囲空気温度と第 一の周囲空気切換点温度とを比較するステップと、周囲空気温度が第一の周囲空 気切換点温度よりも高ければ空調モードを確実に聞始するステップと、周囲空気 温度が第一の周囲空気切換点温度以下であれば確実に暖房モードを開始するステ ップと、周囲空気温度検出ステップに戻るステップと、を含む。 本発明の他の目的及び利点は、以下の詳細な説明によって当業者にとって明ら かとなる。この説明では、本発明の好適実施例が、単 に本発明を実行するための最適な実施形態を示すことによって開示及び説明され ている。本発明は、本発明から離れない範囲で種々の点を変更することが可能で ある。従って、図面及び説明は、例示的なものであり、発明を限定するためのも のではない。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の特徴を含むとともに空調モードと暖房モードとを有する、航 空機の機室内温度を自動制御する方法を示したフローチャートである。 図２は、図１の方法を実行し得る装置を具体的に示した航空機の機室内温度を 制御する装置の概略図である。 図２ａは、図２で示したブリードエア供給サブシステムの概略図である。 図２ｂは、図２で示した一次ダクトサブシステムの概略図である。 図２ｃは、図２で示した二次ダクトサブシステムの概略図である。 図２ｄは、図２で示した空調サブシステムの概略図である。 図２ｅは、図２で示した周囲空気入口サブシステムの概略図である。 図２ｆは、図２で示した排気サブシステムの概略図である。 図２ｇは、図２で示した補助暖房サブシステムの概略図である。 図３は、図１に示した空調モードのフローチャートである。 図３ａは、図３で示した空調モードと共に使用する混合ルーチンを示したフロ ーチャートである。 図４は、図１に示した暖房モードのフローチャートである。 図５は、図２で示した調整バルブアセンブリの一部切り欠き部分平面図である 。 発明を実施するための最良の形態 図１は、本発明の特徴を備える航空機（図示省略）の機室内空気温度Ｔ_CBNを 自動制御する方法を示すフローチャート２００である。フローチャート２００は 、特に、所定のパラメータのセットに応じて空調モード３００と暖房モード４０ ０とのいずれかを選択する方法を示している。 次に、図２を参照すると、シコルスキー（登録商標)Ｓ−７６型（登録商標） ヘリコプタ（シコルスキー及びＳ−７６は、シコルスキー エアクラフト コー ポレイションの登録商標である）の機室内空気温度を自動制御するための装置１ ０が示されており、この装置は、本発明の方法を実行し得る装置の具体例である 。機室内温度自動制御装置１０は、ブリードエア供給サブシステム２０、一次ダ クトサブシステム４０、二次ダクトサブシステム５０、空調サブシステム６０、 周囲空気入口サブシステム７０、排気サブシステム８０、補助暖房サブシステム ９０、及びシステム制御装置１２、を含む。 図２ａを参照すると、ブリードエアデリバリサブシステム２０は、２つのター ビンエンジン２２を含み、これらのタービンエンジン２２は、それぞれコンプレ ッサセクション（図示省略）と、第１及び第２のブリードエア管路２４，２６と 、を含み、これらの管路は、熱いブリードエアの流れがコンプレッサセクション から第１及び第 ２の管路２４，２６に導かれるようにタービンエンジン２２のコンプレッサセク ションに接続されている。２つのブリードエア遮断バルブ２８がタービンエンジ ン２２に近接して配置され、これらの遮断バルブ２８により各タービンエンジン ２２から第１及び第２の空気管路２４，２６に流入する熱いブリードエアの流れ が制御される。説明する実施例では、ブリードエア遮断バルブ２８は、システム 制御装置１２に電気的に接続されたソレノイドバルブを含む。この実施例では、 システム制御装置１２からソレノイドバルブへ所定の電圧が供給されてソレノイ ドバルブが励磁されると、ブリードエア遮断バルブ２８は、完全に閉じた構成と なる。システム制御装置１２がソレノイドバルブに所定の電荷を供給するのを停 止してソレノイドバルブが非励磁となると、ブリードエア遮断バルブ２８は、完 全に開いた構成となる。 ブリードエアデリバリサブシステム２０は、第１のブリードエア管路システム ２４と組み合わせて設けられた調整バルブアセンブリ１００も含み、この調整バ ルブアセンブリ１００によって二次ダクトサブシステム５０へ流入する熱いブリ ードエアの流れを調整することができる。完全に開いたもしくは完全に閉じた構 成のみとなり得るブリードエア遮断バルブ２８とは異なり、調整バルブアセンブ リ１００は、種々の段階に調整可能となっている。 説明する実施例では、図２ａ及び図５で示されているように、調整バルブアセ ンブリ１００ａは、（パーカ ハニファン コーポレイション（Ｐａｒｋｅｒ Ｈａｎｎｉｆａｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）のニュートロニクス部門によって 製造されている電圧感応オ リフィス等のような）ソレノイド作動の比例バルブ１０４に接続管１０６によっ て接続された調整バルブ１０２を含む。ソレノイド作動の比例バルブ１０４は、 プランジャヘッド１１０を有するプランジャ１０８を含み、このプランジャヘッ ド１１０は、接続管１０６の一方の端部を定めるオリフィス１１２にはまるよう な形状となっている。プランジャ１０８は、その周囲に配置された導電性コイル １１４によって形成される磁界に応答して直線移動が可能となるようにソレノイ ド作動の比例バルブ１０４内に設けられている。電荷は、コイル１１４とシステ ム制御装置１２との間の電気接続を通じてコイル１１４に供給される。説明する 実施例では、プランジャ１０８の直線移動は、システム制御装置１２よりコイル １１４に供給される電圧に比例し、つまり、システム制御装置１２からコイル１ １４に所定の段階の電圧が供給されると、プランジャ１０８は、これに従って所 定の距離だけ直線移動する。特に、システム制御装置１２が電圧を一段階高める と、プランジャ１０８がオリフィス１１２から直線移動で離れ、システム制御装 置１２が電圧を一段階低くすると、プランジャ１０８がオリフィス１１２に直線 移動で近づくように、コイル１１４をプランジャ１０８の周囲に配置する必要が ある。 調整バルブ１０２は、ブリードエア入口１１６、ブリードエア出口１１８、ブ リードエア入口１１６とブリードエア出口１１８との間に配置されたばね式バル ブ１２０、堅いステム部１２４によってばね式バルブ１２０と接続されたダイヤ フラム１２２、及び熱いブリードエアの流れをブリードエア入口１１６からダイ ヤフラム１２ ２の上側の調整バルブ１０２の領域１２３へと導くための絞り管１２１を含む。 ダイヤフラム１２２は、ばね式バルブ１２０及びステム部１２４と組み合わせて 設けられ、ダイヤフラム１２２が下方に移動すると、これに応じてばね式バルブ １２０も下方に移動し、ブリードエア入口１１６からブリードエア出口１１８へ の熱いブリードエアの流れが増加する。反対に、ダイヤフラム１２２が上方に移 動すると、これに対応してばね式バルブ１２０も上方に移動し、ブリードエア入 口１１６からブリードエア出口１１８への熱いブリードエアの流れが減少する。 ダイヤフラム１２２のこのような上下移動は、ダイヤフラム１２２の上面及び下 面に加わる圧力差を通じて制御される。 ダイヤフラム１２２の下面に加わる圧力は、ばね式バルブ１２０の位置とブリ ードエア入口１１６における熱いブリードエアの圧力との作用である。ダイヤフ ラム１２２の上面に加わる圧力は、ダイヤフラム１２２の上側領域１２３の圧力 、ダイヤフラム１２２の下面に加わる圧力、及びダイヤフラム１２２の上方への 移動によって調整バルブ１０２から流出して接続管１０６を通じて流れるように 移動する空気の作用である。具体的には、ダイヤフラム１２２が上方に移動する と、ダイヤフラム１２２の上面に近い空気がダイヤフラム１２２から離れるよう に移動するとともにソレノイド作動の比例バルブ１０４に向かって接続管１０６ 内に押し込められる。上述したように、接続管１０６の他方端は、ソレノイド作 動の比例バルブ１０４内のオリフィス１１２を含む。 従って、プランジャ１０８が、システム制御装置１２からの電気 信号に応答してオリフィス１１２から離れるように、つまりプランジャヘッド１ １０とオリフィス１１２との間の間隙が増加するように移動すると、接続管１０ ６内に移動した空気は、急速に流出してダイヤフラム１２２は、確実に上方に移 動可能となる。しかし、プランジャ１０８がオリフィス１１２に向かって、つま りプランジャヘッド１１０とオリフィス１１２との間の間隙が減少するように移 動すると、接続管１０６内に移動した空気は、比較的遅い速度で流出してダイヤ フラム１２２が上方に移動するのを防止する。 作動時には、調整バルブ１０２は、ソレノイド作動の比例バルブ１０４と協働 し、ダイヤフラム１２２が上下移動する能力、即ちばね式バルブ１２０が熱いブ リードエアの流れを調整する能力は、ソレノイド作動の比例バルブ１０４内のプ ランジャ１０８の直線移動の関数となる。具体的には、プランジャ１０８がオリ フィス１１２に向かって直線移動すると、調整バルブ１０２を通じて流れる熱い ブリードエアの流量が増加する。反対に、プランジャ１０８がオリフィス１１２ から離れるように直線移動すると、調整バルブ１０２を通じて流れる熱いブリー ドエアの流量が減少する。 説明する実施例では、各電圧段階は、０．１ボルトであり、電圧段階とプラン ジャ１０８の直線移動との関係は、プランジャヘッド１１０とオリフィス１１２ とが完全に分離した状態を特徴とする完全に開いた構成と、プランジャヘッド１ １０とオリフィス１１２とが完全に接触した状態を特徴とする完全に閉じた構成 と、の間でプランジャ１０８が完全に直線移動を行うのに、２０の電圧段階が必 要なものとなっている。 図２ｂを参照すると、一次ダクトサブシステム４０は、冷気または周囲空気が 一次ダクトサブシステム４０を通じて循環するように空調サブシステム６０と周 囲空気入口サブシステムとに接続された一次ダクト４２を含む。調整可能な天井 レジスタ４４が、各乗客用座席（図示省略）に対応する不連続な位置に一次ダク ト４２と組み合わせて配置され、機内の乗客が冷気または周囲空気を受けること が可能となっている。説明する実施例では、調整可能な天井レジスタ４４は、ピ ューリタン−ベネット アエロ システムズ カンパニー（Ｐｕｒｉｔａｎ−Ｂ ｅｎｎｅｔ Ａｅｒｏ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｍｐａｎｙ）により製造されたＷ ＥＭＡＣ（登録商標）（ＷＥＭＡＣは、ピューリタン−ベネット アエロ シス テムズ カンパニーの登録商標である）可調整空気出口を含む。 図２ｃを参照すると、二次ダクトサブシステム５０は、空調サブシステム６０ 、周囲空気入口サブシステム７０、及び複数のバッフル５４を使用する第１のブ リードエア管路２４に接続した二次ダクト５２を含む。作動時には、第１のブリ ードエア管路２４から二次ダクト５２へと熱いブリードエアが導かれるのに従っ て、熱いブリードエアが冷気または周囲空気と混合して二次ダクト５２の混合領 域５６で混合空気となる。二次ダクト温度センサ５８が混合領域５６の一方に配 置されており、この二次ダクト温度センサ５８は、混合領域５６の混合空気の温 度を検出してシステム制御装置１２に実際の混合空気温度Ｔ_{MIX ACT}を示す電気 信号を提供するようにシステム制御装置１２に電気的に接続されている。混合空 気が客室に供給されるように、二次ダクト５２と組み合わさって二次ダクト通気 孔５９が設けられている。説明する実施例では、二次ダクト通気孔５９は、Ｓ− ７６型ヘリコプタの客室の天井と一体に設けられた固定式ウォーターフォールタ イプの通気孔を含む。 図２ｄを参照すると、空調サブシステム６０は、蒸発器コイル６４と流体的に 連通するように設けられたコンプレッサ６２を含み、これらの蒸発器コイル６４ は、低速、中速、高速のファン速度設定を有する蒸発器ファン６６と組み合わせ て設けられている。作動時には、コンプレッサ６２が、蒸発器コイル入口６８へ 冷媒を送り込むとともに蒸発器コイル出口６９から冷媒を受け入れることで、閉 ループの冷媒循環路が提供される。蒸発器ファン６６は、蒸発器コイル６４に近 接するように設けられており、蒸発器ファン６６は、作動時に蒸発器コイル６４ を通過して一次及び二次ダクト４２，５２内へと流れる空気流を供給する。蒸発 器ファン６６から供給される空気が蒸発器コイル６４を通過するのに従って冷媒 が空気流から熱を奪うので、一次及び二次ダクト４２，５２に冷気の流れが供給 される。説明する実施例では、コンプレッサ６２と蒸発器ファン６６とは、シス テム制御装置１２に電気的に接続されており、システム制御装置１２は、蒸発器 ファン６６の速度やコンプレッサ６２の動作状態を含む空調サブシステム６０の 運転を制御する。Ｓ−７６型ヘリコプタに関する実施例では、空調サブシステム ６０は、約６１５５Ｗ（２１，０００ＢＴＵ／ｈ）を供給する単一のベーパサイ クル空調装置を含む。 図２ｅを参照すると、周囲空気入口サブシステム７０は、周囲空気入口７２、 周囲空気入口バルブアセンブリ７４、及び周囲空気温 度センサ７６を含む。周囲空気入口７２は、周囲空気が周囲空気入口７２を通じ て周囲空気入口サブシステム７０に流入するようにＳ−７６型ヘリコプタの外部 面に設けられている。周囲空気温度センサ７６は、システム制御装置１２に電気 的に接続されるとともに周囲空気入口７２に近接して配置されており、周囲空気 の温度を検出してこの温度を示す電気信号をシステム制御装置１２に提供する。 周囲空気入口バルブアセンブリ７４は、周囲空気入口７２と一次及び二次ダク トサブシステム４０，５０との間に設けられており、一次及び二次ダクト４２， ５２への周囲空気の流れを選択的に制御する。周囲空気入口バルブアセンブリ７ ４は、周囲空気入口バルブモータ７９と組み合わせて設けられた周囲空気入口バ ルブ７８を含む。周囲空気入口バルブモータ７９は、システム制御装置１２と電 気的に接続されており、システム制御装置１２が周囲空気入口バルブ７８の開閉 を制御する。周囲空気入口バルブ７８が開いていると、一次及び二次ダクト４２ ，５２に周囲空気が流入可能となる。逆に、周囲空気入口バルブ７８が閉じてい ると、一次及び二次ダクト４２，５２への周囲空気の流入が阻止される。以下で より詳しく説明するように、周囲空気入口バルブアセンブリ７４は、周囲空気入 口サブシステム７０の一部として機能することに加えて、排気サブシステム８０ と組合わさって働く。 図２ｆを参照すると、排気サブシステム８０は、排気入口８２、排気入口ファ ン８３、機室内空気温度センサ８４、排気出口８５、排気出口バルブアセンブリ ８６、機室内空気再循環入口８７、及び周囲空気入口バルブアセンブリ７４を含 む。説明する実施例では、 排気入口８２、排気入口ファン８３、及び機室内空気温度センサ８４は、Ｓ−７ ６型ヘリコプタの客室における乗客座席のアームレスト内に設けられており、入 口ファン８３により機室内空気温度センサ８４付近での機室内空気の停滞が防止 される。排気入口ファン８３は、システム制御装置１２に電気的に接続しており 、システム制御装置１２は、排気入口ファン８３の運転、即ち機室内空気温度セ ンサ８４を通過する機室内空気の流れを制御する。機室内空気温度センサ８４は 、システム制御装置１２とも電気的に接続しており、機室内空気温度センサ８４ は、機室内空気温度Ｔ_CBNを示す電気信号をシステム制御装置１２に提供する。 排気出口８５は、Ｓ−７６型ヘリコプタの外部面に設けられており、ヘリコプ タからヘリコプタを囲む周囲空気内へ機室内空気を排気することが可能となって いる。説明する実施例では、排気出口８５は、Ｎ．Ａ．Ｃ．Ａ．型の排気口を含 み、その形状によって排出出口８５は流体エゼクタとなる。ヘリコプタの外部面 に沿った排出出口８５の形状は、低圧領域が形成されるような形状となっており 、この低圧領域によって、排気サブシステム８０内の空気と排気出口８５におけ る空気との間に圧力差が生じる。この圧力差によって、排気入口８２を通じて排 気サブシステム８０に流入する機室内空気が、排気出口８５を通じてヘリコプタ から排出される。排気出口バルブアセンブリ８６は、排気出口８５に近接して設 けられており、排気出口８５を通じてヘリコプタから排出される機室内空気の流 れを制御する。排気出口バルブアセンブリ８６は、排気出口バルブモータ８９と 組み合わせて設けられた排気出口バルブ８８を含む。排 気出口バルブモータ８９は、システム制御装置１２と電気的に接続しており、シ ステム制御装置１２は、排気出口バルブ８８の開閉を制御する。排気出口バルブ ８８が開いていると、機室内空気がヘリコプタより排出可能となり、排気出口バ ルブ８８が閉じていると、機室内空気がヘリコプタより排出されることが阻止さ れるとともに、この空気は、代わりに機室内空気再循環入口８７へと導かれる。 説明する実施例では、周囲空気入口バルブ７８が、機室内空気再循環入口８７ と組合わさったバルブとしても機能するように、周囲空気入口バルブアセンブリ ７４が配置されている。作動時は、周囲空気入口バルブ７８が周囲空気入口サブ システム７０に対して開いた位置となっている時には、周囲空気入口バルブ７８ は、同時に、機室内空気再循環入口８７を通じて流れる機室内空気の流れを制限 する。逆に、周囲空気入口バルブ７８が周囲空気入口サブシステム７０に対して 閉じた位置となっている時には、周囲空気入口バルブ７８は、同時に、機室内空 気が機室内空気再循環入口８７を通じて流れることを可能とする。周囲空気入口 バルブ７８が後者の位置にあり、かつ排気出口バルブ８８が閉じた位置にある場 合には、排気入口８２を通じて排気サブシステム８０に流入する機室内空気は、 機室内空気再循環入口８７を通じて一次及び二次ダクト４２，５２へと再循環す る。周囲空気入口バルブ７８が開いた位置にあり、かつ排気出口バルブ８８も開 いた位置にある場合には、周囲空気が一次及び二次ダクト４２，５２に流入可能 となり、機室内空気は、排気出口８５を通じてヘリコプタより排出される。上述 したように、システム制御装置１２は、周囲空気入口バルブモータ７９及び排気 出口バルブモータ８９の両方を制御しており、これにより、制御装置１２が、ヘ リコプタに流入する周囲空気の流れ、及び機室内空気が一次及び二次ダクト４２ ，５２内へと再循環されるかもしくは排気出口８５を通じてヘリコプタより排出 されるかに関して制御を行うことが可能となっている。 図２ｇを参照すると、補助暖房サブシステム９０は、補助ヒータ９１と、補助 ヒータ調節バルブアセンブリ９２と、を含み、これらは、補助ヒータ調節バルブ アセンブリ９２が補助ヒータへの熱いブリードエアの流れを調節するように、共 に第２のブリードエア管路２６と組合わさって設けられている。補助ヒータ調節 バルブアセンブリ９２の構造及び機能は、上述した調節バルブアセンブリ１００ と同様である。補助ヒータ調節バルブアセンブリ９２は、システム制御装置１２ と電気的に接続されており、システム制御装置１２は、補助ヒータ９１への熱い ブリードエアの流れの制御を行う。補助ヒータ９１は、機室内空気入口９３、ブ リードエア入口９４、及び補助ヒータ出口９５を含む。動作時には、熱いブリー ドエアがブリードエア入口９４を通じて補助ヒータ９１に流入するのに従って、 機室内空気入口９３を通じて補助ヒータ９１に導かれる機室内空気と組み合わさ ってベンチュリ効果が生じ、機室内空気が熱いブリードエアの流れに混入してこ の流れと混合される。この混合空気は、続いて、補助ヒータ出口９５を通じて機 室へと導かれる。 図２ａ〜図２ｇに示した機室内温度自動制御装置１０内に配置された種々のセ ンサ５８，７６，８４から電気信号を受信すること、また、バルブ２８、調整バ ルブアセンブリ１００，９２、モータ７ ９，８９、及びファン６６，８３に種々の電気信号を送信することに加えて、制 御装置１２には、図１に示した方法で使用する切換点温度の値が予めプログラム されている。切換点温度の関連性に関しては、以下でより詳しく説明するが、以 下の表は、これらの各切換点温度の名称の省略形を示している。 図１及び図２を参照して、本発明の特徴を含む航空機の機室内空気温度Ｔ_CBN を自動制御するための方法を、上述したＳ−７６型ヘリコプタ用の機室内温度自 動制御装置１０を用いて以下で例示的に詳しく説明する。以下で説明する方法の ステップは、装置１０の種々のコンポーネントと組合わさって動作するシステム 制御装置によって実行される。 ステップ２０２では、選択された機室内空気Ｔ_{CBN SEL}が、例えば、乗客によ る手動での入力によって決定され、機室内の所望空気温度となる。説明する実施 例では、選択された機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}は、システム制御装置１２と電気 的に接続された主制御パネル１６に入力される。判断点２０４では、システム制 御装置１２に よって、周囲空気温度センサ７６により検出された周囲空気温度と第一の周囲空 気切換点温度Ｔ_{AIR SP1}とが比較され、空調モード３００もしくは暖房モード４ ００を開始すべきか、または、一方のモード３００，４００から他方のモード３ ００，４００への切換えを行うべきかが判断される。第一の周囲空気切換点温度 Ｔ_{AIR SP1}の値は、予測される航空機の周囲条件及び運航条件を考慮してシステ ム制御装置１２に予めプログラムされ、空調モード３００と暖房モード４００と の間の適切な切換点を提供する。 Ｓ−７６型ヘリコプタに関する実施例では、第一の周囲空気切換点温度Ｔ_{AIR SP1} は、モード３００，４００のいずれのモードが実行されているかによって異 なる。室外空気温度が上昇中であり、かつ暖房モード４００が既に実行されてい る場合には、空調モード３００は、約１１℃（５２°Ｆ）の第一の周囲空気切換 点温度Ｔ_{AIR SP1}で開始される。室外空気温度が下降中であり、かつ空調モード ３００が既に実行されている場合には、暖房モード４００は、約７℃（４５°Ｆ ）の第一の周囲空気切換点温度Ｔ_{AIR SP1}で開始される。空調モード３００と暖 房モード４００とに関するそれぞれの第一の周囲空気切換点温度Ｔ_{AIR SP1}の間 の約４℃（７°Ｆ）の差は、モードサイクリングを防止するための温度バッファ となる。言い換えると、第一の周囲空気切換点温度Ｔ_{AIR SP1}の値が１つしかな ければ、システム制御装置１２は、周囲温度の非常に小さい変化に応じて空調モ ード３００と暖房モード４００との間で連続的にサイクル即ち切り替わってしま う。 判断点２０４では、周囲空気温度が第一の周囲空気切換点温度Ｔ_{AIR SP1} よりも大きければ、システム制御装置１２は、確実に空調モード３００ を開始する。周囲空気温度が第一の周囲空気切換点温度Ｔ_{AIR SP1}以下の場合に は、システム制御装置１２は確実に暖房モードを開始する。適切なモード３００ ，４００の選択及び実行に続いて、処理は、戻りステップ２０６を介して判断点 ２０４に戻る。 図２ａ〜図２ｆ及び図３を参照して、空調モード３００を更に詳しく説明する 。ステップ３０２では、システム制御装置１２は、周囲空気がヘリコプタに流入 することを防止するとともに機内空気が再循環するように、空気入口バルブ７８ 及び排気出口バルブ８８を確実に閉じる。ステップ３０４では、システム制御装 置１２は、コンプレッサ６２を確実に作動させて、蒸発器コイル６４に冷媒を送 り込む。判断点３０６では、システム制御装置１２は、機室内空気温度センサ８ ４が検出した機室内空気温度Ｔ_CBNと選択された機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}とを比 較する。機室内空気温度Ｔ_CBNが選択された機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}よりも低け れば、システム制御装置１２は、ステップ３１２，３１４，３１６を含む第一の 冷房サブモード３１０を開始する。機室内空気温度Ｔ_CBNが選択された機室内空 気温度Ｔ_{CBN SEL}以上であれば、システム制御装置１２はステップ３２２，３２ ４，３２６，３２８を含む第二の冷房サブモード３２０を開始する。機室内空気 温度Ｔ_CBNが選択された機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}よりも低い場合に空調サブモー ドを開始することは、直感に反するように感じられるかもしれないが、選択され た機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}よりも機室内空気温度Ｔ_CBNを高くしてしまうおそれ のある周囲条件の影響をうち消すために第一の冷房サブモード ３１０が必要となる。 適切な冷房サブモード３１０，３２０を選択した後に、空調モード３００は、 ステップ３３０から出て、図１の戻りステップ２０６に入る。 次に、図２ａ〜図２ｆ及び図３、特に、第一の冷房サブモード３１０を参照す る。ステップ３１２では、システム制御装置１２は、蒸発器ファン６６の速度を 確実に低速に設定する。コンプレッサ６２が作動しており、かつ蒸発器ファン６ ６が低速に設定されているので、冷却空気の流れは、一次及び二次ダクト４２， ５２内へと導かれる。ステップ３１４では、熱いブリードエアが第一のブリード エア管路２４に流入することができるように、システム制御装置１２は、ブリー ドエア遮断バルブ２８が確実に開く。上述したように、熱いブリードエアは、第 一のブリードエア管路２４に接続されたバッフル５４を利用して二次ダクトに導 かれる。熱いブリードエアは、二次ダクトに流入するのに従って、空調サブシス テム６０によって二次ダクト５２に導かれる冷却空気と混合して実際の混合空気 温度Ｔ_{MIX ACT}を有する混合空気となる。二次ダクト温度センサ５８は、混合空 気の温度を検出して実際の混合空気温度Ｔ_{MIX ACT}を示す電気信号をシステム制 御装置１２に送信する。 ステップ３１６では、熱いブリードエアが、調整バルブアセンブリ１００によ って調整され、二次ダクト５２内の実際の混合空気温度Ｔ_{MIX ACT}が以下の式に よって定義される目標混合空気温度Ｔ_{MIX TRGT}に近づけられる。 ｋ（Ｔ_{CBN SEL}−Ｔ_CBN）＋Ｔ_{CBN SEL} （１） 式１に示されているように、目標混合空気温度Ｔ_{MIX TRGT}は、選択された機室 内空気温度Ｔ_{CBN SEL}と等しい値に設定されない。機室内空気温度は、最終的に 選択された機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}と等しくなることが望ましいが、目標混合 空気温度Ｔ_{MIX TRGT}を必ずしも選択された機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}と等しくす る必要はない。機室内空気温度Ｔ_CBNが二次ダクト５２に流入する混合空気の温 度から主に影響を受ける場合には、機室を取り巻く混合空気の循環が、機室内空 気温度Ｔ_CBNを、選択された機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}と最終的に等しくなるよう に次第に変化させるので、目標混合空気温度Ｔ_{MIX TRGT}は、選択された機室内空 気温度Ｔ_{CBN SEL}に等しく設定されることが望ましい。しかし、前述したように 、機室内空気温度Ｔ_CBNは、一次ダクト４２から流出する冷却空気の温度、太陽 放射による機室内の温度上昇、雲に覆われることによる機室内の温度低下、周囲 空気の温度変化、及び航空機構造を通じた熱損失を含むいくつかの要因によって 影響を受ける。従って、目標混合空気温度Ｔ_{MIX TRGT}は、混合空気が機室内を循 環するのに従って、機室内空気温度Ｔ_CBNが選択された機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL} に達するように定める必要がある。 式１では、温度を補償する項であるｋ（Ｔ_{CBN SEL}−Ｔ_CBN）は、機室内空気温 度Ｔ_CBNに影響を与える上記の要因を補償するために選択された機室内空気温度 Ｔ_{CBN SEL}に加算される。この温度を補償する項では、選択された機室内空気温 度Ｔ_{CBN SEL}から機室内空 気温度Ｔ_CBNが差し引かれ、その値にゲイン係数ｋが積算される。温度を補償す る項の効果は、目標混合空気温度Ｔ_{MIX TRGT}の値を拡大することで、機室内空気 温度Ｔ_CBNが選択された機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}により速く到達するようにする ことである。ゲイン係数ｋは、特に、補償項を増幅させることで、ヘリコプタや 他の航空機が通常経験する機室内空気温度Ｔ_CBNの動的な変化に対応して、目標 混合空気温度Ｔ_{MIX TRGT}を速く調節することができるようにする。Ｓ−７６型ヘ リコプタに関する実施例では、ゲイン係数を３とした場合に補償項を最も適切に 拡大することができることがわかった。迅速な調節の必要性は、従来の自動車及 び住宅用の空調装置に比べて著しく重要である。自動車や住宅における周囲条件 及び運転条件は、航空機に関連するものほど動的ではないので、自動車や自宅で は、内部温度の調整を迅速に行う必要がない。 二次ダクト５２内の冷却空気の温度及び流量は、選択された蒸発器ファン速度 に対して実質的に一定に保たれるので、実際の混合空気温度Ｔ_{MIX ACT}を目標混 合空気温度Ｔ_{MIX TRGT}に近づけるためには、調整バルブアセンブリ１００を用い て二次ダクト５２に流入する熱いブリードエアの流れを調整する必要がある。し かし、熱いブリードエアの温度及び流量は、エンジン出力設定の直接の関数であ るので、予め定められた調整バルブアセンブリ１００の不連続的な調整のみに基 づいて実際の混合空気温度Ｔ_{MIX ACT}の変化を予測することは大変難しい。 説明する実施例では、図３ａに示した混合ルーチン３１６ａを使用してステッ プ３１６を実行することができる。混合ルーチン３１ ６ａは、調整バルブアセンブリ１００ａを徐々に調整し、実際の混合空気温度Ｔ_{MIX ACT} を目標混合空気温度Ｔ_{MIX TRGT}に近づけるように機能する。判断点２１ ０では、システム制御装置１２が実際の混合空気温度Ｔ_{MIX ACT}の値と計算され た目標混合空気温度Ｔ_{MIX TRGT}の値とを比較する。実際の混合空気温度Ｔ_{MIX AC T} が目標混合空気温度Ｔ_{MIX TRGT}よりも大きければ、システム制御装置１２は、 ステップ２１１でソレノイド作動の比例バルブ１０４の電圧を１段階上げる。実 際の混合空気温度Ｔ_{MIX ACT}が目標混合空気温度Ｔ_{MIX TRGT}以下であれば、シス テム制御装置１２は、ステップ２１２でソレノイド作動の比例バルブ１０４への 電圧を１段階下げる。上述したように、ソレノイド作動の比例バルブ１０４の電 圧がシステム制御装置１２によって上げられるかもしくは下げられると、ソレノ イド作動の比例バルブ１０４内でプランジャ１０８が線形移動し、調整バルブ１ ０２を通って流れる熱いブリードエアの流量に影響を与える。混合ルーチン３１ ６ａは、出口ステップ２１３から出て、図３のステップ３３０に入る。 第一の冷房サブモード３１０、またこれに従って混合ルーチン３１６ａを何度 も繰り返し実行することで、混合ルーチン３１６ａによって実際の混合空気温度 Ｔ_{MIX ACT}が目標混合空気温度Ｔ_{MIX TRGT}に近づいていく。混合ルーチンが繰り 返し実行される度に、実際の混合空気温度Ｔ_{MIX ACT}だけでなく、機室内空気温 度Ｔ_CBNの変化に応じて目標混合空気温度Ｔ_{MIX TRGT}も変化する点が重要である 。従って、システム制御装置１２は、機室内空気温度センサ８４及び二次ダクト 温度センサ５８からの読取り値を連続的に処理し、これ に従って目標混合空気温度Ｔ_{MIX TRGT}を再度計算して、この値を実際の混合空気 温度Ｔ_{MIX ACT}と比較する。 また、混合ルーチン３１６ａは、タービンエンジン２２の出力設定の変更によ って引き起こされる実際の混合空気温度Ｔ_{MIX ACT}の動的な変化に対応すること もできる。混合ルーチン３１６ａの実行中に二次ダクト５２に流入する熱いブリ ードエアの温度または流量が変化した場合には、システム制御装置１２は、二次 ダクト温度センサ５８より実際の混合空気温度Ｔ_{MIX ACT}の変化を受信し、上述 のようにソレノイド作動の比例バルブ１０４を作動させて実際の混合空気温度Ｔ_{MIX ACT} を目標混合空気温度Ｔ_{MIX TRGT}へと近づける。 図３で示したように、ステップ３１６の終了時には、空調モード３００は、ス テップ３３０から出て、図１に示した戻りステップ２０６から本発明の方法が続 けられる。 図２ａ〜図２ｆ及び図３を参照して第二の冷房サブモード３２０をより詳細に 説明していく。ステップ３２２では、システム制御装置１２は、ブリードエア遮 断バルブ２８を確実に閉じ、これにより、熱いブリードエアの流れがブリードエ ア管路２４，２６のいずれにも流入しないようにする。判断点３２４では、シス テム制御装置１２は、機室内空気温度Ｔ_CBNと予めプログラムされた空調切換点 温度Ｔ_{AC SP}とを比較する。機室内空気温度Ｔ_CBNが空調切換点温度Ｔ_{AC SP}より も高ければ、システム制御装置12は、ステップ３２６で蒸発器ファン６６の速度 を確実に高速に設定する。機室内空気温度Ｔ_CBNが空調切換点温度Ｔ_{AC SP}以下で あれば、システム制御装置１２は、ステップ３２８で蒸発器ファン６６の速度を 確実に中速に 設定する。ステップ３２６，３２８では、ブリードエア遮断バルブ２８が閉じて おり、かつコンプレッサ６２が作動しているので、蒸発器ファン６６は、一次及 び二次ダクト４２，５２に冷却空気の流れを供給する。ステップ３２６とステッ プ３２８との違いは、蒸発器ファン６６の速度、即ち冷却空気の流量である。 空調装置切換点温度Ｔ_{AC SP}の値は、予測される航空機の周囲条件及び運航条 件を考慮してシステム制御装置１２に予めプログラムされ、蒸発器ファン速度の 中速と高速との間における適切な切換点を提供して、冷却空気の流量変化を生じ させる。Ｓ−７６型ヘリコプタに関する実施例では、空調切換点温度Ｔ_{AC SP}の 値は、蒸発器ファンの初速と機室内空気温度Ｔ_CBNが上昇しているかもしくは低 下しているかによって決まってくる。蒸発器ファンの初速が中速に設定されてお り、かつ機室内空気温度Ｔ_CBNが上昇している場合には、高速に切り替わる空調 切換点温度Ｔ_{AC SP}は、選択された機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}に約３℃（６°Ｆ） を足した値である。蒸発器ファンの初速が高速に設定されており、かつ機室内空 気温度Ｔ_CBNが低下している場合には、中速に切り替わる空調切換点温度Ｔ_{AC SP} は、選択された機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}に約２℃（３°Ｆ）を足した値である 。 図３で示されているように、ステップ３２６もしくはステップ３２８の終了時 には、処理は、ステップ３３０から空調モード３００を出て、図１で示される戻 りステップ２０６から本発明の方法が引き続き実行される。 図２ａ〜図２ｇ及び図４を参照して、次に、暖房モード４００を より詳しく説明していく。ステップ４０１では、システム制御装置は、コンプレ ッサ６２を確実に停止させ、これにより、蒸発器コイル６４への冷媒の流れを停 止する。ステップ４０２では、システム制御装置１２は、ブリードエア遮断バル ブ２８を確実に開き、熱いブリードエアが第一及び第二のブリードエア管路２４ ，２６に流入可能となるようにする。判断点４０４では、システム制御装置１２ は、機室内空気温度Ｔ_CBNと第一の暖房切換点温度Ｔ_{HEAT SP1}とを比較する。機 室内空気温度Ｔ_CBNが第一の暖房切換点温度Ｔ_{HEAT SP1}よりも低ければ、システ ム制御装置１２は、ステップ４０６で蒸発器ファン６６の速度を確実に低速に設 定する。機室内空気温度Ｔ_CBNが第一の暖房切換点温度Ｔ_{HEAT SP1}以上であれば 、システム制御装置１２は、ステップ４０８で蒸発器ファン６６の速度を確実に 高速に設定する。 第一の暖房切換点温度Ｔ_{HEAT SP1}の値は、予測される航空機の周囲条件及び運 航条件を考慮してシステム制御装置１２に予め設定され、蒸発器ファン速度の低 速と高速との間における適切な切換点を提供し、これにより、周囲もしくは再循 環空気の流れに変化を生じさせる。Ｓ−７６型ヘリコプタに関する実施例では、 第一の暖房切換点温度Ｔ_{HEAT SP1}の値は、蒸発器ファンの初速と機室内空気温度 ＴＣＢＮが上昇しているかもしくは低下しているかによって決まってくる。蒸発 器ファンの初速が低速に設定され、かつ機室内空気温度Ｔ_CBNが上昇している場 合には、高速に切り替わる第一の暖房切換点温度Ｔ_{HEAT SP1}は、選択された機室 内空気温度Ｔ_{CBN SEL}に約２℃（４°Ｆ）を足した値である。蒸発器ファンの初 速が高速に設 定され、かつ機室内空気温度Ｔ_CBNが低下している場合には、低速に切り替わる 第一の暖房切換点温度Ｔ_{HEAT SP1}は、選択された機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}と等 しくなる。 判断点４１０では、周囲空気の温度が第二の周囲空気切換点温度Ｔ_{AIR SP2}と 比較される。周囲空気温度が第二の周囲空気切換点温度Ｔ_{AIR SP2}よりも低けれ ば、システム制御装置１２は、ステップ４１２で周囲空気入口バルブ７８及び排 気出口バルブ８８を共に確実に閉じた位置とする。上述した通り、周囲空気入口 バルブ７８及び排気出口バルブ８８が共に閉じている場合には、機室内空気は、 機室内空気再循環入口８７を通じて再度循環する。 周囲空気温度が第二の周囲空気切換点温度Ｔ_{AIR SP2}以上であれば、システム 制御装置１２は、ステップ４１４で周囲空気入口バルブ７８及び排気出口バルブ ８８を共に確実に開いた位置とする。上述の通り、周囲空気入口バルブ７８及び 排気出口バルブ８８が共に開いた位置である場合には、周囲空気が、周囲空気入 口７２を通じて航空機内に導かれるとともに排気出口８５を通じて航空機より排 出される。 第二の周囲空気切換点温度Ｔ_{AIR SP2}の値は、予測される航空機の周囲条件及 び運航条件を考慮してシステム制御装置１２に予めプログラムされ、周囲空気入 口バルブ７８及び排気出口バルブ８８の開放と閉鎖との間の適切な切換点を提供 するとともに、結果として生じる周囲もしくは再循環空気の航空機内への導入量 の変化も考慮している。Ｓ−７６ヘリコプタに関する実施例では、第二の周囲空 気切換点温度Ｔ_{AIR SP2}は、周囲空気入口バルブ７８及び排気出口 バルブ８８の初期構成と周囲空気温度が上昇しているかもしくは低下しているか によって決まってくる。周囲空気入口バルブ７８及び排気出口バルブ８８が初期 状態で共に閉じており、かつ周囲空気温度が上昇している場合には、周囲空気入 口バルブ７８及び排気出口バルブ８８を聞いた位置へと切り換える第二の周囲空 気切換点温度Ｔ_{AIR SP2}は、約２℃（３５°Ｆ）である。周囲空気入口バルブ７ ８及び排気出口バルブ８８が初期状態で共に開いており、かつ周囲空気温度が低 下している場合には、周囲空気入口バルブ７８及び排気出口バルブ８８を閉じた 位置へと切り換える第二の周囲空気切換点温度Ｔ_{AIR SP2}は、約−４℃（２５° Ｆ）である。 ステップ４１６では、二次ダクト５２内の混合空気の実際の混合空気温度Ｔ_{MI X ACT} が、式１で定義される目標混合空気温度Ｔ_{MIX TRGT}に近づくように、調整 バルブアセンブリ１００によって熱いブリードエアが調整される。 熱いブリードエアを調整して空気を混合する方法は、上述した空調モード３０ ０の第一の冷房サブモード３１０において説明した方法と実質的に同じである。 しかし、これらの２つの方法の間には、熱いブリードエアと混合される空気の性 質に違いがある。上述した空調モード３００では、熱いブリードエアは、空調サ ブシステム６０からの冷却空気と混合され、混合空気となる。暖房モード４００ では、熱いブリードエアと混合される空気の性質は、判断点４１０での結果によ って異なる。周囲空気入口バルブ７８及び排気出口バルブ８８が共に閉じていれ ば、再循環する機室内空気が熱いブリードエアと混合され、混合空気が形成され る。周囲空気入口バルブ７ ８及び排気出口バルブ８８が共に開いていれば、周囲空気が熱いブリードエアと 混合され、混合空気となる。 判断点４１８では、機室内空気温度Ｔ_CBNと第二の暖房切換点温度Ｔ_{HEAT SP2} とが比較される。機室内空気温度Ｔ_CBNが第二の暖房切換点温度Ｔ_{HEAT SP2}より も低ければ、システム制御装置１２は、ステップ４２０で補助暖房サブシステム ９０を確実に作動させる。補助暖房サブシステム９０を確実に作動することに加 えて、Ｓ−７６ヘリコプタに関する実施例の場合には、機室内空気温度Ｔ_CBNが 選択された機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}よりも約２℃（３°Ｆ）以上低ければ、シ ステム制御装置１２は、補助ヒータ調整バルブアセンブリ９２に適切な電圧を送 ることで補助ヒータ９１への熱いブリードエアの流れを調整する。上述した調整 バルブアセンブリ１００を通じて熱いブリードエアを調整する方法と同様に、シ ステム制御装置１２から補助ヒータ調整バルブアセンブリ９２に送られる電圧の 段階は、所望の機室内空気温度Ｔ_CBNの調整値に従って増加もしくは減少する。 機室内空気温度Ｔ_CBNと選択された機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}との差が２℃（３° Ｆ）よりも小さい点まで機室内空気温度Ｔ_CBNが上昇すると、システム制御装置 １２は、補助ヒータ調整バルブアセンブリ９２の設定を固定し、機室内へ流入す る熱いブリードエアの流量がそれ以上変化しないようにする。 機室内空気温度Ｔ_CBNが第二の暖房切換点温度Ｔ_{HEAT SP2}以上であれば、シス テム制御装置１２は、ステップ４２２で補助暖房サブシステム９０を確実に停止 させる。第二の暖房切換点温度Ｔ_{HEAT SP2}の値は、予測される航空機の周囲条件 及び運航条件を考慮してシ ステム制御装置１２に予めプログラムされ、熱いブリードエアを利用して機室に 更に暖房を供給するための適切な切換点を提供する。 図４で示されているように、ステップ４２０もしくはステップ４２２の終了時 には、処理は、ステップ４２４から暖房モードを出て、図１に示される戻りステ ップ２０６から本発明の方法が引き続き実行される。 他の実施例では、本発明の方法を実行するために種々の装置を使用することが できる。また、他の実施例では、ダクト、ファン、及びバルブの数、配置、及び 作動特性を、Ｓ−７６ヘリコプタの実施例について開示したものから変更しても よい。更に、他の実施例では、所望の混合空気温度を得るために、熱いブリード エア、冷却空気、周囲空気、及び再循環機室内空気の流量及び温度を、ファンや バルブの種々の構成を用いて調整することができる。また、更に、開示した実施 例では、システム制御装置が装置の運転を電気的に制御しているが、他の実施例 では、電気的、機械的、電気機械的、または油圧式の装置の種々の組み合わせを 用いて装置を運転及び制御することができる。 他の実施例では、それぞれの装置の動作必要条件を考慮して切換点温度を選択 することができる。いくつかの実施例では、切換点温度は、予めプログラムする か、手動で入力するか、もしくはシステム制御装置によって動的に変更すること ができる。また、いくつかの実施例では、機室内温度を自動制御するシステムは 、自動及び手動の両方の温度制御モードを有するより大きな航空機用の冷暖房シ ステムのコンポーネントであってもよい。この実施例では、自動温 度制御モード中に、特定の手動冷暖房モードを作動させることによって手動冷暖 房モードを優先させることができる。 本発明が上述した全ての目的を満たすことは、当業者には明らかである。当業 者は、本明細書を参照して、上記のような広い範囲で種々の変更、同等なものや 本発明の他の種々の構成の代用を行うことができる。よって、本発明に与えられ る保護は、付随する請求項及びそれと同様の記載に含まれる定義によってのみ限 定されるものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョルジオウ，ヘラクレス. アメリカ合衆国，フロリダ 33418，パー ム ビーチ ガーデンズ，ファースト テ ラス 124 (72)発明者 ロシィアヴォ，マイケル ディー. アメリカ合衆国，フロリダ 33478，ジュ ピター，155ティーエイチ プレイス ノ ース 13476

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．航空機の機室内温度を自動制御する方法であり、この航空機は、周囲空気入 口、排気出口、補助ヒータ、熱いブリードエアの流れを供給するタービンエンジ ン、ブリードエア遮断バルブ、前記熱いブリードエアの流れを調整する調整バル ブアセンブリ、及び冷却空気の流れを供給する空調サブシステムを有し、この空 調サブシステムは、コンプレッサ、蒸発器、及び低速、中速、高速の速度を有す る蒸発器ファンを含み、前記方法は、 （ａ）選択された機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}を定めるステップと、 （ｂ）周囲空気温度を検出するステップと、 （ｃ）前記周囲空気温度と第一の周囲空気切換点温度とを比較するステップと 、 （ｄ）前記周囲空気温度が前記第一の周囲空気切換点温度よりも高ければ、空 調モードを確実に開始するステップと、 （ｅ）前記周囲空気温度が前記第一の周囲空気切換点温度以下であれば、暖房 モードを確実に開始するステップと、 （ｆ）前記周囲空気温度検出ステップに戻るステップと、を含むことを特徴と する方法。 ２．前記空調モードは、 （ａ）前記周囲空気入口を確実に閉じるステップと、 （ｂ）前記排気出口を確実に閉じるステップと、 （ｃ）前記コンプレッサを確実に起動するステップと、 （ｄ）機室内空気温度Ｔ_CBNを検出するステップと、 （ｅ）前記機室内空気温度と前記選択された機室内空気温度とを比較するステ ップと、 （ｆ）前記機室内空気温度が前記選択された機室内空気温度よりも低ければ、 第一の冷房サブモードを確実に開始するステップと、 （ｇ）前記機室内空気温度が前記選択された機室内空気温度以上であれば、第 二の冷房サブモードを確実に開始するステップと、を含むことを特徴とする請求 項１記載の方法。 ３．前記第一の冷房サブモードは、 （ａ）前記蒸発器ファンを確実に前記低速に設定することで、前記空調サブシ ステムから前記冷却空気の流れを供給するステップと、 （ｂ）前記ブリードエア遮断バルブを確実に開いて前記熱いブリードエアの流 れを供給するステップと、 （ｃ）前記熱いブリードエアの流れと前記冷却空気の流れとを混合して実際の 混合空気温度を有する混合空気の流れを形成するステップと、 （ｄ）前記調整バルブアセンブリを用いて前記熱いブリードエアの流れを調整 することで、前記実際の混合空気温度を目標混合空気温度に近づけるステップと 、を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。 ４．前記目標混合空気温度は、 ｋ（Ｔ_{CBN SEL}−Ｔ_CBN）＋Ｔ_{CBN SEL}として定義され、 但し、ｋは、ゲイン係数であることを特徴とする請求項３記載の方法。 ５．前記ゲイン係数は、３であることを特徴とする請求項４記載の方法。 ６．前記第二の冷房サブモードは、 （ａ）前記ブリードエア遮断バルブを確実に閉じるステップと、 （ｂ）前記機室内空気温度と空調切換点温度とを比較するステップと、 （ｃ）前記機室内空気温度が前記空調切換点温度よりも高ければ、前記蒸発器 ファンを確実に前記高速に設定するステップと、 （ｄ）前記機室内空気温度が前記空調切換点温度以下であれば、前記蒸発器フ ァンを確実に前記中速に設定するステップと、を含むことを特徴とする請求項２ 記載の方法。 ７．前記暖房モードは、 （ａ）前記コンプレッサを確実に停止するステップと、 （ｂ）前記ブリードエア遮断バルブを確実に開いて前記熱いブリードエアの流 れを供給するステップと、 （ｃ）機室内空気温度Ｔ_CBNを検出するステップと、 （ｄ）前記機室内空気温度と第一の暖房切換点温度とを比較するステップと、 （ｅ）前記機室内空気温度が前記第一の暖房切換点温度よりも低 ければ、前記蒸発器ファンを確実に前記低速に設定するステップと、 （ｆ）前記機室内空気温度が前記第一の暖房切換点温度以上であれば、前記蒸 発器ファンを確実に前記高速に設定するステップと、 （ｇ）前記周囲空気温度と第二の周囲空気切換点温度とを比較するステップと 、 （ｈ）前記周囲空気温度が前記第二の周囲空気切換点温度よりも低ければ、前 記蒸発器ファンが再循環する空気の流れを供給するように前記周囲空気入口と前 記排気出口とを確実に閉じるステップと、 （ｉ）前記周囲空気温度が前記第二の周囲空気切換点温度以上であれば、前記 蒸発器ファンが周囲空気の流れを供給するように前記周囲空気入口と前記排気出 口とを確実に開くステップと、 （ｊ）前記周囲空気温度が前記第二の周囲空気切換点温度よりも低ければ、前 記熱いブリードエアの流れと再循環する空気の流れとを混合して実際の混合空気 温度を有する混合空気の流れを形成し、前記周囲空気温度が前記第二の周囲空気 切換点温度以上であれば、前記熱いブリードエアの流れと前記周囲空気の流れと を混合して実際の混合空気温度を有する混合空気の流れを形成するステップと、 （ｋ）前記調整バルブアセンブリを用いて前記熱いブリードエアの流れを調整 することで、前記実際の混合空気温度を目標混合空気温度に近づけるステップと 、 （ｌ）前記機室内空気温度と第二の暖房切換点温度とを比較するステップと、 （ｍ）前記機室内空気温度が前記第二の暖房切換点温度よりも低 ければ、前記補助ヒータを確実に起動するステップと、 （ｎ）前記機室内空気温度が前記第二の暖房切換点温度以上であれば、前記補 助ヒータを確実に起動しないステップと、を含むことを特徴とする請求項１記載 の方法。 ８．前記目標混合空気温度は、 ｋ（Ｔ_{CBN SEL}−Ｔ_CBN）＋Ｔ_{CBN SEL}として定義され、 但し、ｋは、ゲイン係数であることを特徴とする請求項７記載の方法。 ９．前記ゲイン係数は、３であることを特徴とする請求項８記載の方法。 １０．航空機内の空気温度を自動制御する方法であって、この航空機は、機室と 、この機室に混合空気の流れを供給する混合空気供給装置とを有し、前記混合空 気の流れは、実際の混合空気温度を有し、前記混合空気供給装置は、熱いブリー ドエアの流れを供給するホットブリードエアサブシステム、冷却空気の流れを供 給する冷却空気サブシステム、及び周囲空気の流れを供給する周囲空気サブシス テムと、を含み、前記機室は、機室内空気温度Ｔ_CBNを有し、前記方法は、 前記熱いブリードエアの流れ、前記冷却空気の流れ、及び前記周囲空気の流れ を制御することで、前記混合空気温度を目標混合空気温度に近づけることを特徴 とする方法。 １１．更に、選択された機室内空気温度Ｔ_{CBN SEL}を定めるステップを含み、 前記目標混合空気温度は、ｋ（Ｔ_{CBN SEL}−Ｔ_CBN）＋Ｔ_{CBN SEL}として定義さ れ、 但し、ｋは、ゲイン係数であることを特徴とする請求項１０記載の方法。 １２．前記ゲイン係数は、３に等しいことを特徴とする請求項１１記載の方法。 １３．航空機の機室内空気温度を自動制御するための装置であって、この航空機 は、周囲空気の流れを供給する周囲空気入口、排気出口、及び第一及び第二のブ リードエア管路に熱いブリードエアの流れを供給するタービンエンジンを含み、 前記装置は、 （ａ）前記装置を制御するシステム制御装置を有し、 （ｂ）前記第一及び第二のブリードエア管路と組み合わせて設けたブリードエ ア遮断バルブを有し、このブリードエア遮断バルブは、開放位置と閉鎖位置とを 有するとともに、前記開放位置と前記閉鎖位置との間で切り換わるための電気信 号を受信することができるように前記システム制御装置と電気的に接続しており 、 （ｃ）前記熱いブリードエアの流れを調整するために前記第一のブリードエア 管路と組み合わせて設けた調整バルブアセンブリを有し、前記調整バルブアセン ブリは、前記第一のブリードエア管路を 通って流れる前記熱いブリードエアの流れを調整するための電気信号を前記シス テム制御装置から受信することができるように前記システム制御装置と電気的に 接続しており、 （ｄ）前記第二のブリードエア管路に接続した補助ヒータを有し、 （ｅ）前記熱いブリードエアの流れを調整して前記補助ヒータへ供給するため に前記第二のブリードエア管路と組み合わせて設けた補助ヒータ調整バルブアセ ンブリを有し、この補助ヒータ調整バルブアセンブリは、前記第二のブリードエ ア管路を通って流れる前記熱いブリードエアの流れを調整するための電気信号を 前記システム制御装置から受信することができるように前記システム制御装置と 電気的に接続しており、 （ｆ）冷却空気の流れを供給するための空調サブシステムを有し、前記空調サ ブシステムは、コンプレッサ、蒸発器、及び複数の速度を有する蒸発器ファンを 有し、前記コンプレッサは、作動設定と停止設定とを有し、前記空調サブシステ ムは、前記ファンの前記速度と前記コンプレッサの前記設定とを定めるための電 気信号を前記システム制御装置から受信することができるように前記システム制 御装置と電気的に接続しており、 （ｇ）周囲空気温度を検出するための周囲空気温度センサを有し、前記周囲空 気温度センサは、前記システム制御装置と電気的に接続しており、前記周囲空気 温度センサは、前記周囲空気温度を示す電気信号を前記システム制御装置に送信 することができ、 （ｈ）前記航空機の機室内空気温度を検出するとともにこの機室内空気温度を 示す電気信号を前記システム制御装置に送信するため の機室内空気温度センサを有し、 （ｉ）前記空調サブシステムと前記周囲空気入口とに接続した一次ダクトサブ システムを有し、 （ｊ）前記空調サブシステム、前記周囲空気入口、及び前記第一のブリードエ ア管路に接続した二次ダクトサブシステムを有し、前記熱いブリードエアの流れ 、前記冷却空気の流れ、及び前記周囲空気の流れは、前記二次ダクトサブシステ ム内で選択的に混合されて実際の混合空気温度を有する混合空気の流れを形成し 、 （ｋ）前記実際の混合空気温度を検出するために前記二次ダクト内に配置され た二次ダクト温度センサを有し、前記二次ダクト温度センサは、前記システム制 御装置に電気的に接続しているとともに前記実際の混合空気温度を示す電気信号 をシステム制御装置に送信することを特徴とする航空機の機室内空気温度を自動 制御するための装置。