JP5507850B2 - 火災検知システムとこのシステムを搭載した航空機 - Google Patents

Description

本発明は火災検知システムとこのシステムを搭載した航空機に関する。

例えば、航空機において、火災検知システムは、従来、検知ユニット（ＦＤＵ：火災検知ユニット）を含んでいる。ＦＤＵは監視すべきエリアをカバーする一組の検知器から情報を受信し、処理し、表示モジュールへ伝送するものである。航空機においては、検知ユニットは航空機のコックピットに配置されている。

一般的に、一組の同一の検知器が監視エリアに配分されている；各検知器はエリアの特定のゾーンに関係しており、検知器の状態(正常動作、検知器の故障又は、関係ゾーンにおける火災の存在）に関する情報に従って、所定の電気的値（例えば、検知ユニットに関連する電気回路において検知器が形成する抵抗値）を出力する。

従来、種類の異なる種々の検知器が検知ユニットに並列に接続されていた。このため、特に監視エリア全体に対する機能の導入に必要な配線を制限することができた。

しかし、複数の同一の検知器を並列に配線することは、特別な信号を送信する検知器を検知ユニットにおいて区別することを困難にしていた。

しかし、特別な情報の発信源である検知器を特定することは、単に検知される出火位置の決定するためだけでなく、メンテナンス時に故障している検知器を迅速的確に見つけるためには重要である。

他方、情報伝送に冗長な２チャネルを使うシステムにおいて、２つの情報チャネルが同一ゾーンにおいて火災があることを通知する場合、火災検知ゾーンを正確に決定することにより警報状況を限定することが可能になる（エリアの任意のゾーンにおいてそれぞれのチャネルにより火災が検知されると直ぐにではなく）。

少なくともこれら課題に対し部分的に答えるために、２つの検知器を設置するのに配線を増加させることなく、本発明は、第１端子と第２端子との間の電気的値を測定する検知ユニットを有する火災検知システムを提案する。第１検知器は第１端子と第２端子に接続しており、第１検知器の所定状態において第１の電気的値を形成し、第２検知器は第１端子と第２端子に接続しており、前記所定状態における第２の電気的値、及び、前記所定の別の異なる状態における第３の電気的値を形成するもので、第１値と第３値は第２値とは異なることを特徴とする。

従って、２つの検知器は平行に接続されているにも拘らず、電気的値の異なる値（第１値と第２値）により、検知ユニットの内のどの検知器が所定状態であるか（即ち、例えば、どの検知器により検知されたか）を決定でき、又は、対応するゾーンを正確に特定することができる。更に、この第２値及び第３値の間の変化により、第２検知器の状態変化を検出することができる。

又、並列接続であるにも拘らず、同一値が変化することにより、同時に検知器の状態と所在場所を検知ユニットに伝送することが可能になる。

所定の状態は、例えば、同一の検知器による火災検知に対応する。

変形例として、決定された状態は検知器の正常動作であってもよい。その場合、正常動作している検知器の位置決定に基づいて、推定して、出火場所の位置決めが行われる。

所定状態は検知器の故障に対応する場合もある。その場合、検知器の位置を特定することによりメンテナンスが容易になる。

所定状態が火災検知に対応する場合、第１検知器が正常動作の第４の電気値を形成し、第２検知器が正常動作の第３の電気値を形成するように構成することができる。この場合、第３値とは第４値とは異なるようにする。第１検知器は故障時に第５電気値を形成し、第２検知器は故障時に第５電気値を形成するよう構成することができる。

検知器が１つだけ故障している場合、第３値と第４値との間の差異のお陰で正確に故障検知器の場所を特定することができる。

変形例によれば、故障している場合、第１と第２の検知器に対して、異なる電気的値を割当てるよう構成することができる。

例えば、第２の値は第１の値より１０％大きく、これにより２つの検知器が形成する値を区別を行うことができる。

以下の実施例においては、電気値は抵抗である。

検知ユニットは第３端子を有してもよい。第３端子に接続する第３検知器は第３ゾーンで火災が有る場合、所定の電気値を形成する。

どの端子が関係する電気値を測定しているかを決定して情報の出所を識別することができる。

第１検知器グループ（第１及び第２検知器）と第２検知器グループ（第３検知器）を監視するために、検知ユニットが第２端子、第３端子に関して電気値をサイクリックに測定するように構成できる。

必要な配線を制限するために、第３検知器は第３端子と第１端子の間に接続することができる。

共通接地を使って、関係する検知器を特定するために２つの技術（１つは異なる電気値及び、他の１つは時分割マルチプレクサ技術）の組合せにより、必要な配線の量と伝送情報の信頼性との間の折衷が可能になる。

又、本発明は、電気的値を測定する検知ユニットを含む火災検知システムを新規に提案する。但し、第１検知器（又は検知グループ）はユニットの第１端子に接続し、第１ゾーンにおける火災を検知した場合、電気的値を形成する。第２検知器（又は検知グループ）はユニットの第２端子に接続し、第２ゾーンにおける火災を検知した場合、在る電気的値（前記したものと偶々一致する）を形成するという特徴をもつ。検知ユニットは第１端子と第２端子について電気値を連続的にサイクリックに測定する。

時分割マルチプレクサ技術により所定情報の出所である検知器を決定し、結果的に関係ゾーンを特定することができる。

第１検知器と第２検知器はこの場合、共通端子について検知ユニットに接続することができる。これにより、これら検知器の導入に必要な配線を制限することができる。

また、本発明はこのようなシステムを装備する航空機を提案する。

本発明の別の特徴と利点は、図面を参照した以下の記載により明らかになる。

図１は本発明の教示による火災検知システムを表す。
図２は図１の正常動作時の検知器に相当する電気配線を表す。
図３は図１の火災検知時の検知器に相当する電気配線を表す。
図４は故障時の検知器に相当する電気配線を表す。

図１の火災検知システムは、特に火災検知を改善するために、冗長な２チャンネル（又は冗長なルート）を基礎にして構成されている。確実に機能するために各チャネルには電源が独立に供給されている。

各チャネルの構成要素を符号で識別することにする。文字Ａは第１チャネルに対するもので“チャネルＡ”と呼ぶ。又、文字Ｂは第２チャネルに対するもので“チャネルＢ”と呼ぶ。

次にチャネルＡの構成要素について説明する。勿論、図１から明らかである通り、チャネルＢの構成要素も同様である。

検知ユニット２_Ａ（即ち、ＦＤＵ;“Fire Detection Unit”）は検知器全体１１_Ａ，１２_Ａ、２１_Ａ、２２_Ａを監視する。これらは監視エリアＳに関係している。該検知ユニットは、これら検知器の状態を示す情報ＩＮＦＯ_Ａを論理モジュール４に送信する。又、表示装置１０の警告装置８_Ａにコマンド情報Ｌ_Ａを送信する。

例えば、検知ユニット２Ａはマイクロプロセッサで実装される。

上記の通り、ここではチャネルＡ用の検知ユニット部分２_Ａを扱う。検知ユニットの他の部分２_ＢはチャネルＢ用である。ここで、２_Ａ、２_Ｂは検知ユニットにおいてグループ化されている（しかし電源は独立電源である）。変形例では、部分２_Ａ、２_Ｂは物理的に分離された検知ユニットとして実装されることができる。

検知ユニット２_Ａは、監視ゾーンＳの検知器１１_Ａ、１２_Ａ、２１_Ａ、２２_Ａに接続する複数の端子Ｂ０_Ａ、Ｂ１_Ａ、Ｂ２_Ａを備えている。

これら端子のうち、アース端子Ｂ０_Ａは監視エリアＳの全検知器１１_Ａ、１２_Ａ、２１_Ａ、２２_Ａに電気的に接続している。従って、共通アースを形成している。

別の端子Ｂ１_Ａ、Ｂ２_Ａに複数の検知器（端子Ｂ１_Ａに対して２つの検知器１１_Ａ、１２_Ａ、端子Ｂ２_Ａに対して２つの検知器２１_Ａ、２２_Ａ）が接続され、端子に関係する検知器グループを形成している。

検知ユニット２Ａは、連続的に周期的に（サイクリックに）アース端子Ｂ０_Ａと他の各端子Ｂ１_Ａ、Ｂ２_Ａとの間の抵抗を測定する測定手段を有している。当然、２端子の間の抵抗の測定時間は、検知器の応答時間に、又、火災検知に望ましい応答時間に適合している。

検知ユニット２_Ａはサイクリックに（例えば、マイクロプロセッサに搭載されたプログラムの命令により）検知器グループ（ここでは、検知器の第１グループは検知器１１_Ａ、１２_Ａから構成されており、検知器の第２グループは検知器２１_Ａ、２２_Ａから構成されている。）を監視する。時分割マルチプレサ技術のお陰で、検知ユニット２_Ａは、検知器グループにより情報（ここでは、関係する端子間で測定された抵抗により表される）を決定することができる。これにより監視エリアＳにおける情報の出所の最初の識別が可能になる。

更に、各検知器グループにおいて、構成から見てほぼ同一であるが、同一情報(例えば、火災検知情報)に関して異なる抵抗値を送信する検知器が使用される。しかしながら、注意すべきことは、２つの異なるグループのセンサは（即ち、少なくとも検知ユニットの端子への接続により区別される）同一であってもよいことである。例えば、図１の場合、同一の検知器１１_Ａ、２１_Ａが同一であり、１２_Ａ、２２_Ａが同一であると構成することができる。

図２は、正常動作の場合（つまり、故障が無く、火災検知されていない場合）における図１で使用される検知器に対応する電気回路を表す。

この電気回路は第１のスイッチＫ１並びに第２スイッチＫ２及び第１抵抗の直列回路との並列回路を含んでいる。検知器の端子に等価な電気回路は、図２から明らかなように、前記並列回路と第２抵抗Ｒ２からなる直列回路により構成されている。

第１スイッチＫ１は関係ゾーン（検知器１１_Ａに対応するゾーン）における火災の検知により動作する（ここでは閉成される）。第２スイッチＫ２は検知器の動作故障の検知により動作する（ここでは開成する）。

正常動作の場合、図２に示されるように、第１スイッチＫ１は開成されており、第２スイッチＫ２は閉成されている。従って、検知器は抵抗Ｒ１、Ｒ２の直列回路により形成される抵抗を示す。つまり抵抗はＲ１+Ｒ２に等しい。

検知器により監視されているゾーンにおいて火災が検知された場合、第１スイッチＫ１は閉成される。第１抵抗Ｒ１と第２スイッチＫ２の直列回路の短絡回路が形成され、検知器はＲ２に等しい抵抗を形成する。これを図３に示す（ここでは、第２スイッチＫ２の状態がどのようなものであってもよい）。

図４のように、火災が無い場合で、検知器が故障している場合、第１，２スイッチＫ１、Ｋ２が開成されており、検知器は大きな抵抗（理論的には無限大）を示す。

上述したように、各グループの種々の検知器（即ち、検知ユニットの２つの同一端子上で並列に接続された種々の検知器）は異なる抵抗値を示すように構成する。図１で示される場合、例えば、検知器１１_Ａ，１２_Ａの抵抗値は次の表のようになる。

同一グループの検知器１１_Ａ、１２_Ａは並列に接続されているけれども、情報（従って、これにより関係するゾーン）がどの検知器に由来するか正確に決定することは可能である。なぜなら同一の情報に関係する値が検知器毎に異なるからである。

次のテーブルには、様々な状況において検知ユニット２_Ａにより測定された抵抗値が示されている。検知器１１_Ａと１２_Ａの並列構成に基づくもので、抵抗値Ｒ１とＲ２に対し許容誤差+/-５％とし、得られた等価抵抗値に対してマージン±１０％の配線抵抗を使用した。

検知器１１_Ａ、１２_Ａの状態の組み合わせに対して、上記表で定義された値の範囲は重なり合わない。従って、これら検知器が並列接続であるにも拘らず、検知ユニット２_Ａにより測定される抵抗値から２つの検知器の状態を推定することが可能であることに留意すべきである。

このようにして、グループ接続の導入に対し、最小配線で、同一グループの複数検知器から情報の出所を正確に特定することを実現する。

各検知器のステータスに関する情報は、時分割マルチプレクサ技術のお陰で、又は、それらが形成する種々の抵抗を使った検知器の識別のお陰で、例えばコード化２値信号ＩＮＦＯ_Ａの形で論理モジュール４に伝送される。

実際に、コード化２値信号ＩＮＦＯ_Ａは種々の検知器１１_Ａ，１２_Ａ、２１_Ａ，２２_Ａの状態を表すこととする。変形例として、検知ユニット２_Ａは論理モジュール４と監視期間の間、センサグループに関する情報をやり取りする。結果、論理モジュール４は、時分割マルチプレクサ技術によりセンサの種々のグループに関する情報を受信する。

全ての場合において、論理モジュール４はチャネルＢの情報ＩＮＦＯ_Ｂを同様に受信し、受信した情報を組み合わせ、監視エリアＳの種々のゾーンにおける火災検知に関する確実な情報を取得し、航空機の制御の情報システム６に伝送する。

上記の通り、火災が監視エリアＳのゾーンＺにおいて検知されたとき、検知ユニット２Ａは警報装置８_Ａの点灯を制御することができる。

個々に説明した実施例は本発明の１実施例に過ぎない。

本発明による火災検知システムである。 図１の正常動作時の検知器に相当する電気配線である。 図１の火災検知時の検知器に相当する電気配線である。 故障時の検知器に該当する電気配線である。

Claims (9)

1. 第１端子（Ｂ０_Ａ）と第２端子(Ｂ１_Ａ)との間の電気的量を計測する検知ユニット(２ _Ａ )と、
   第１端子と第２端子（Ｂ０_Ａ、Ｂ１_Ａ）に直接接続され、第１検知器の火災検知状態において電気的量の第１値を形成する第１検知器(１１_Ａ)と、
   第１端子と第２端子（Ｂ０_Ａ、Ｂ１_Ａ）に直接接続され、前記火災検知状態において電気的量の第２値、及び、前記火災検知状態とは異なる別の状態において電気的量の第３値を形成する第２検知器（１２_Ａ）であって、第１値と第３値は第２値とは異なる第２検知器（１２ _Ａ ）とを有し、
   第１検知器（１１ _Ａ ）は正常動作において電気的量の第４値を形成し、第２検知器(１２ _Ａ )が正常動作において電気的量の第３値を形成し、第３値は第４値とは異なることを特徴とする火災検知システム。
2. 第１端子（Ｂ０_Ａ）と第２端子(Ｂ１_Ａ)との間の電気的量を計測する検知ユニット(２ _Ａ )と、
   第１端子と第２端子（Ｂ０_Ａ、Ｂ１_Ａ）に直接接続され、第１検知器の火災検知状態において電気的量の第１値を形成する第１検知器(１１_Ａ)と、
   第１端子と第２端子（Ｂ０_Ａ、Ｂ１_Ａ）に直接接続され、前記火災検知状態において電気的量の第２値、及び、前記火災検知状態とは異なる別の状態において電気的量の第３値を形成する第２検知器（１２_Ａ）であって、第１値と第３値は第２値とは異なる第２検知器（１２ _Ａ ）とを有し、
   第２検知器（１２ _Ａ ）は故障時に電気的量の第５値を形成し、第５値は第２値および第３値とは異なることを特徴とする火災検知システム。
3. 第１検知器（１１_Ａ）は故障時に電気的量の第５値を形成することを特徴とする請求項２に記載の火災検知システム。
4. 第１検知器（１１ _Ａ ）と第２検知器（１２ _Ａ ）の状態のすべてのあり得る組み合わせに対して第１端子（Ｂ０ _Ａ ）と第２端子（Ｂ１ _Ａ ）との間で計測される電気的量は、互いに10％以上異なることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の火災検知システム。
5. 電気的量が抵抗であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の火災検知システム。
6. 検知ユニットが第３端子（Ｂ２_Ａ）を備え、第３端子に接続される第３検知器（２１_Ａ；２２_Ａ）が第３ゾーンにおける火災を検知する場合の電気的量の所定値を形成することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の火災検知システム。
7. 検知ユニット（２_Ａ）は第２端子（Ｂ１_Ａ）及び第３端子（Ｂ２_Ａ）に関して電気的量をサイクリックに測定することを特徴とする請求項６に記載の火災検知システム。
8. 第３検知器（２１_Ａ，２２_Ａ）は第３端子（Ｂ２_Ａ）と第１端子（Ｂ０_Ａ）との間に接続されることを特徴とする特徴とする請求項６又は７に記載の火災検知システム。
9. 請求項１乃至８の何れか一項による火災検知システムを有することを特徴とする航空機。

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