JP2012507434A - バックアップ電源のための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

アビオニクス・システムのためのシステムおよび方法が提供される。アビオニクス・システムは、エンクロージャと、エンクロージャ内に配置された記録装置と、エンクロージャ内に配置されたエネルギー蓄積装置であって、記録装置に電気的に結合されて電力を記録装置に３０秒よりも長い時間供給するエネルギー蓄積装置と、を備える。

Description

本発明は一般的に、バックアップ電源に関し、より詳細には、アビオニクス装置用の組み込み型バックアップ電源を提供するシステムおよび方法に関する。

既知のアビオニクス機器の少なくとも一部は、航空機の電気的バス・システムたとえば２８ＶＤＣバスを通して電力供給されている。新しい連邦航空局（ＦＡＡ）の規則では、航空機電力がアビオニクス機器に与えられない場合には、少なくとも一部のアビオニクス機器には独立電源から電力供給することが要求されている。この新しい要求は、専用の遠隔独立電源ＬＲＵとその付属する配線を航空機に加えることによって満たされる場合がある。しかし別のＬＲＵを航空機に加えると、航空機の重量と複雑さが増すことになる。別の選択肢は、現状のレコーダのトレイに載せる「スレッド」の形態の電源である。レコーダをスレッド上に設置する。

米国特許第６，７４１，８９６号明細書

しかし、これは単に航空機の配線を変える必要がなくなるだけである。新しいＬＲＵを航空機に加えること、さらに電気効率の損失が生じることが依然として存在している。

一実施形態においては、アビオニクス・システムが、エンクロージャと、エンクロージャ内に配置された記録装置と、エンクロージャ内に配置されたエネルギー蓄積装置であって、記録装置に電気的に結合されて電力を記録装置に３０秒よりも長い時間供給するエネルギー蓄積装置と、を備えている。

別の実施形態においては、アビオニクス装置用の組み込み型バックアップ電源を提供する方法が、エンクロージャを用意することと、エンクロージャ内にボイス・レコーダを配置することと、エンクロージャ内にエネルギー蓄積装置を配置することであって、エネルギー蓄積装置はボイス・レコーダに電気的に結合され、エネルギー蓄積装置は、ボイス・レコーダの動作のための全所要電力を１０分間よりも長い時間供給することができる、配置することと、を含む。

さらに別の実施形態においては、アビオニクス装置の単一エンクロージャ内に組み込まれるアビオニクス機器用のバックアップ電源を提供する方法であって、第１のアビオニクス装置を、第１のアビオニクス装置に対する電源ワイヤを備える電気コネクタから外すことと、第１のアビオニクス装置を取り付け場所から取り外すことと、第２のアビオニクス装置を取り付け場所に設置することと、第２のアビオニクス装置を電気コネクタに電気的に結合することであって、第２のアビオニクス装置は、第２のアビオニクス装置内部にバック・アップ・エネルギー蓄積装置を備え、バック・アップ・エネルギー蓄積装置は、第２のアビオニクス装置の動作のための全所要電力を１０分間よりも長い時間供給することができる、結合することと、を含む。

図１〜４に、本明細書に記載した方法およびシステムの典型的な実施形態を示す。

本発明の典型的な実施形態によるアビオニクス装置の斜視図である。 本発明の典型的な実施形態による図１に示すアビオニクス装置の概略的なブロック図である。 本発明の典型的な実施形態によるアビオニクス装置用の組み込み型バックアップ電源を提供する方法のフロー図である。 本発明の典型的な実施形態によるアビオニクス装置の単一エンクロージャ内に組み込まれるアビオニクス機器用のバックアップ電源を提供する方法のフロー図である。

以下の詳細な説明では、本発明の実施形態を一例として限定を目的とせずに例示する。本発明には、工業、商業、および住宅応用での重要な機器にバックアップ電力を供給する一般的な応用例があるものと考えられる。

本明細書で用いる場合、要素またはステップを単数形で記載して、その前に用語「ａ」または「ａｎ」がある場合には、複数の要素またはステップを排除していないものと理解しなければならない。ただし、このような排除が明確に記載されている場合は除く。さらに、本発明の「一実施形態」に言及する場合、記載された特徴をやはり取り入れているさらなる実施形態の存在を排除するものと解釈することは意図されていない。

図１は、本発明の典型的な実施形態によるアビオニクス装置１００の斜視図である。典型的な実施形態においては、アビオニクス装置１００は、内部空間１０６を画定する壁１０４を有するエンクロージャ１０２と、カバー１０８とを備えている。アビオニクス装置１００には、１または複数のアビオニクス機器が含まれている。たとえば（これに限定されないが）コックピット・ボイス・レコーダ１１０である。典型的な実施形態においては、アビオニクス装置１００は、エネルギー蓄積装置１１２も備えており、また任意的に、エネルギー蓄積装置を最適な蓄積能力の状態に保持するように構成された保持モジュール１１４を備えている。一実施形態においては、エネルギー蓄積装置１１２には電気化学的蓄積装置たとえば蓄電池が含まれ、この場合、保持モジュール１１４にはインテリジェント蓄電池充電器が含まれていても良い。保持モジュール１１４はプロセッサを備えていても良く、プロセッサは、エネルギー蓄積装置１１２の動作をモニタすることと、エネルギー蓄積装置の寿命を最適なレベルに保持することを容易にする制御された蓄電池充放電動作を行なうこととが、プログラムされていても良い。たとえば、エネルギー蓄積装置は、動作のオフ・ノーマル時間の間にボイス・レコーダ１１０の所要エネルギーを供給するように構成されている。一実施形態においては、エネルギー蓄積装置１１２は、ボイス・レコーダ１１０のすべての所要エネルギーを１０分間よりも長い間供給することができる。別の実施形態においては、エネルギー蓄積装置１１２は、ボイス・レコーダ１１０のすべての所要エネルギーを約２０分間供給するように構成されている。典型的な実施形態においては、１または複数のアビオニクス機器、エネルギー蓄積装置１１２、および保持モジュール１１４はすべて、同じ単一エンクロージャ１０２内に収容されている。１または複数のアビオニクス機器、エネルギー蓄積装置１１２、および保持モジュール１１４は、電気的におよび／または通信によって、外部機器（たとえば、これらに限定されないが、航空計器、電力供給バス、および通信ネットワーク）に、エンクロージャ１０２の側壁１０４を通って延びるコネクタ１１８を通してかまたはカバー１０８を通して結合されている。

図２は、本発明の典型的な実施形態によるアビオニクス装置１００の概略的なブロック図である。典型的な実施形態においては、アビオニクス装置１００は、エンクロージャ１０２、コックピット・ボイス・レコーダ１１０、エネルギー蓄積装置１１２、および保持モジュール１１４を備えている。種々の実施形態において、エネルギー蓄積装置１１２には、超コンデンサ、コンデンサ（バリウムおよび／またはチタン酸バリウムを含むセラミック誘電体材料を有する）が含まれる。選択したエネルギー蓄積装置の中には、エネルギー蓄積装置１１２のエネルギー蓄積能力を所定の範囲内に保持するために、所定の充電、放電、およびフロート手順を必要とするものがある場合がある。保持モジュール１１４は、特に選択されたエネルギー蓄積装置にとって必要な手順に適合するように選択され、その手順を実施するようにプログラムされている。

図３は、本発明の典型的な実施形態によるアビオニクス装置用の組み込み型バックアップ電源を提供する方法３００のフロー図である。方法３００は、エンクロージャを設けること３０２と、エンクロージャ内にボイス・レコーダを配置すること３０４と、エンクロージャ内にエネルギー蓄積装置を配置すること３０６であって、エネルギー蓄積装置はボイス・レコーダに電気的に結合され、エネルギー蓄積装置は、ボイス・レコーダの動作のための全所要電力を１０分間よりも長い時間供給することができる、配置すること３０６と、を含んでいる。

図４は、本発明の典型的な実施形態によるアビオニクス装置の単一エンクロージャ内に組み込まれるアビオニクス機器用のバックアップ電源を提供する方法４００のフロー図である。方法４００は、第１のアビオニクス装置を、第１のアビオニクス装置に対する電源ワイヤを備える電気コネクタから外すこと４０２と、第１のアビオニクス装置を取り付け場所から取り外すこと４０４と、第２のアビオニクス装置を取り付け場所に設置すること４０６と、第２のアビオニクス装置を電気コネクタに電気的に結合すること４０８であって、第２のアビオニクス装置は、第２のアビオニクス装置内部にバック・アップ・エネルギー蓄積装置を備え、バック・アップ・エネルギー蓄積装置は、第２のアビオニクス装置の動作のための全所要電力を１０分間よりも長い時間供給することができる、結合すること４０８と、を含んでいる。

用語プロセッサは、本明細書で用いる場合、中央演算処理装置、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、および本明細書に記載した機能を実行することができる任意の他の回路またはプロセッサを指す。

本明細書で用いる場合、用語「ソフトウェア」および「ファームウェア」は交換可能であり、プロセッサ１１６による実行に備えてメモリ内に記憶される任意のコンピュータ・プログラムを含む。メモリはたとえば、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、および不揮発性ラム（ＮＶＲＡＭ）メモリである。上記メモリ・タイプは単に典型であり、したがって、コンピュータ・プログラムの記憶に利用できるメモリのタイプに関して限定するものではない。

前述の明細書に基づいて理解されるように、開示内容の前述した実施形態は、コンピュータ・ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはそれらの任意の組み合わせもしくはサブセットを含むコンピュータ・プログラミングまたは設計技法を用いて実施しても良い。技術的効果は、エネルギー蓄積装置の動作をモニタすることと、エネルギー蓄積装置の寿命を最適なレベルに保持することを容易にする制御された蓄電池充放電動作を行なうこととである。結果として生じる任意のこのようなプログラム（コンピュータ読取可能なコード手段を有する）を、１または複数のコンピュータ読取可能な媒体内で具体化しても良いし、媒体内に与えても良い。その結果、説明した開示内容の実施形態によるコンピュータ・プログラム製品（すなわち、製造品）が作られる。コンピュータ読取可能な媒体は、たとえば以下のものであっても良い（これらに限定されないが）。固定（ハード）ドライブ、ディスケット、光ディスク、磁気テープ、半導体メモリたとえば読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、および／または任意の送／受信媒体たとえばインターネットもしくは他の通信ネットワークもしくはリンクである。コンピュータ・コードを含む製造品を作り、および／または用いることを、コードを１つの媒体から直接実行することによって、コードをある媒体から別の媒体へコピーすることによって、またはコードをネットワーク上に送信することによって、行なっても良い。

前述したアビオニクス装置用のバックアップ電力を提供する方法およびシステムの実施形態によって、アビオニクス装置が航空機のすべての動作モード（特にオフ・ノーマル時間）の間に動作を続けるのに必要な電力を供給する費用対効果が高くて信頼性の高い手段が提供される。その結果、本明細書に記載した方法およびシステムによって、航空機パラメータのデータ収集を費用対効果が高くて信頼性の高い仕方で行なうことが容易になる。

開示内容を種々の特定の実施形態に関して説明してきたが、開示内容を、請求項の趣旨および範囲内の変更を伴って実施しても良いことが理解される。

Claims (20)

1. エンクロージャと、
   前記エンクロージャ内に配置された記録装置と、
   前記エンクロージャ内に配置されたエネルギー蓄積装置であって、前記記録装置に電気的に結合されて電力を前記記録装置に３０秒よりも長い時間供給するエネルギー蓄積装置と、を備えるアビオニクス・システム。
2. 前記エンクロージャを通って延びる電気コネクタをさらに備え、前記電気コネクタは、前記記録装置と前記エネルギー蓄積装置との少なくとも一方を前記エンクロージャの外部の電源に電気的に結合させるように構成される請求項１に記載のアビオニクス・システム。
3. 前記記録装置はコックピット・ボイス・レコーダを含む請求項１に記載のアビオニクス・システム。
4. 前記エネルギー蓄積装置は、前記記録装置の全所要電力を１０分間よりも長い時間供給することができる請求項１に記載のアビオニクス・システム。
5. 前記エネルギー蓄積装置は、前記記録装置の全所要電力を約２０分間の時間供給することができる請求項１に記載のアビオニクス・システム。
6. 前記エネルギー蓄積装置は電気化学的蓄積装置を含む請求項１に記載のアビオニクス・システム。
7. 前記エネルギー蓄積装置は超コンデンサを含む請求項１に記載のアビオニクス・システム。
8. 前記エネルギー蓄積装置はセラミック材料を含む請求項１に記載のアビオニクス・システム。
9. 前記エネルギー蓄積装置はチタン酸バリウムを含む請求項１に記載のアビオニクス・システム。
10. エネルギー蓄積装置に電気的に結合された保持モジュールであって、エネルギー蓄積装置内の所定のエネルギー蓄積能力を保持するように構成された保持モジュールをさらに備える請求項１に記載のアビオニクス・システム。
11. アビオニクス装置用の組み込み型バックアップ電源を提供する方法であって、
    エンクロージャを用意することと、
    前記エンクロージャ内にボイス・レコーダを配置することと、
    前記ボイス・レコーダに電気的に結合され、該ボイス・レコーダの動作のための全所要電力を１０分間よりも長い時間供給することができるエネルギー蓄積装置を、前記エンクロージャ内に配置することと
    を含む方法。
12. 前記エンクロージャを用意することは、組み込み型バックアップ電源を備えるアビオニクス装置と交換されるアビオニクス装置と実質的に同様の寸法を有する後付けエンクロージャを用意することを含む請求項１１に記載の方法。
13. 前記エンクロージャを用意することは、組み込み型バックアップ電源を備えるアビオニクス装置と交換されるアビオニクス装置とプラグ・コンパチブルな後付けエンクロージャを用意することを含む請求項１１に記載の方法。
14. ボイス・レコーダとエネルギー蓄積装置との少なくとも一方を航空機の電源バスに電気的に結合することをさらに含む請求項１１に記載の方法。
15. エネルギー蓄積装置内の所定のエネルギー蓄積能力を保持するように構成された保持モジュールをエネルギー蓄積装置に電気的に結合することをさらに含む請求項１１に記載の方法。
16. アビオニクス装置の単一エンクロージャ内に組み込まれるアビオニクス機器用のバックアップ電源を提供する方法であって、
    第１のアビオニクス装置を、第１のアビオニクス装置に対する電源ワイヤを備える電気コネクタから外すことと、
    第１のアビオニクス装置を取り付け場所から取り外すことと、
    第２のアビオニクス装置を取り付け場所に設置することと、
    第２のアビオニクス装置を電気コネクタに電気的に結合することであって、第２のアビオニクス装置は、第２のアビオニクス装置内部にバック・アップ・エネルギー蓄積装置を備え、バック・アップ・エネルギー蓄積装置は、第２のアビオニクス装置の動作のための全所要電力を１０分間よりも長い時間供給することができる、結合することと、を含む方法。
17. 第２のアビオニクス装置を電気コネクタに電気的に結合することは、サウンド・レコーダを、通常動作中にボイス・レコーダに電力を供給する主電源に電気的に結合することを含む請求項１６に記載の方法。
18. 主電源が利用できないときにバックアップ電源からバック・アップ電力をサウンド・レコーダに供給することをさらに含む請求項１７に記載の方法。
19. 超コンデンサと電気化学的エネルギー蓄積装置との少なくとも一方からバック・アップ電力をサウンド・レコーダに供給することをさらに含む請求項１７に記載の方法。
20. エネルギー蓄積装置内の所定のエネルギー蓄積能力を保持するように構成された保持モジュールをバック・アップ・エネルギー蓄積装置に電気的に結合することをさらに含む請求項１７に記載の方法。

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