JP5697693B2 - タービンエンジン内の接触器の位置を検出する回路 - Google Patents

Description

本発明は、電気接触器の個々の位置を検出する回路と、タービンエンジンのスラストリバーサドア内におけるその用途と、に関する。

現在のタービンエンジンは、多数のコンピュータを含み、これらのコンピュータのそれぞれは、接触器などのセンサから到来する情報を受け取り、且つ、実行を要する動作を判定するようにこの情報を解釈する。

これには、例えば、飛行機を停止させるのに必要とされる距離を低減するように、飛行機を減速させると共に制動システムを支援するように通常使用されるスラストリバーサ装置が該当する。

既知の方式により、スラストリバーサ装置は、複数の引込み可能なドアを含み、これらのドアは、制動の際には、展開され、且つ、その他の飛行フェーズにおいては、閉じられる。それぞれのドアは、開路と閉路という２つの状態を有する少なくとも３つの接触器を装備してもよく、１つの接触器は、ドアの開放位置に関する情報を送信することを目的としており、別の接触器は、ドアの閉鎖位置に関する情報を送信することを目的としており、且つ、最後の接触器は、ドアのロックに関する情報を提供することを目的としている。更には、安全上の理由から、コンピュータに送信される情報の信頼性を維持するように、それぞれの接触器に冗長性を提供する必要がある。

この結果、接触器の数が増大するほど、コンピュータとのインターフェイスを要する入力及び出力の数が増大し、これにより、コンピュータの負荷が増大すると共に、コンピュータとスラストリバーサドアに配置された接触器の間の接続配線の数が増大することを理解されたい。

この問題を克服するために、本出願人は、欧州特許出願公開第０６３８９１３号明細書において、入力及び出力の数を低減するように、並列に配列されると共に抵抗と関連付けられた２つの接触位置を有する接触器を有する回路の製造について既に提案している。

欧州特許出願公開第０６３８９１３号明細書

提案したこれらの解決策は、多数の欠点を有している。具体的には、第１のケースにおいては、接触器の欠陥が、その他の接触器の位置の誤判読に結び付く場合がある。第２のケースにおいては、開路及び閉路状態にある接触器の数を、それらの個々の位置を特定することなしに、知ることができる。

本発明は、具体的には、これらの問題点のうちの少なくともいくつかに対して、簡単であって、効果的であり、且つ、経済的な解決策を提供することを目的としている。

上記の目的のために、本発明は、複数の電気接触器の個々の位置を検出する回路を提案しており、この回路は、
並列又は直列に接続され、接触器をそれぞれが有する複数のモジュールであって、１とｋの間である全体状態値と関連付けられた抵抗に対してそれぞれが直列に接続されたｋ個の別個の接触位置を有し、同一モジュール内の状態値は、別個のペア（別個の２×２）を構成している、複数のモジュールを含み、
それぞれのモジュールは、重み付け係数と関連付けられており、且つ、これらの重み付け係数は、ｋ＋１以上の公比（ｒｅａｓｏｎ）の等比数列をなし、且つ、
それぞれの抵抗の電気コンダクタンス（或いは、それぞれ、オーム抵抗）値は、そのモジュールの重み付け係数によって乗算されたその状態値に等しいことを特徴としている。

モジュールが並列である際には、回路の合計コンダクタンスを計測することにより、且つ、モジュールが直列に取り付けられている際には、合計オーム抵抗の計測により、接触器の個々の接触位置に関する情報が得られるため、本発明による回路をコンピュータとインターフェイスさせるには、少ない数の配線しか必要とされない。従って、回路をコンピュータに対して接続する配線の数が、回路内において並列又は直列に接続されている接触器の数とは無関係になっている。

本発明によれば、モジュールの状態値と重み付け係数の乗算によってコンダクタンス値（或いは、それぞれ、抵抗値）を判定することにより、回路の合計コンダクタンス（或いは、それぞれ、合計抵抗）値が、それぞれの接触器の所与の接触位置ごとに一意となる。具体的には、得られる合計コンダクタンス（或いは、それぞれ、合計抵抗）値は、少なくともｋ＋１に等しい値を有する底（ｂａｓｅ）におけるこの値の分解値（ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）に相当しており、この結果、一意となっている。

従って、このコンダクタンス（或いは、それぞれ、オーム抵抗）値の一意性により、回路のコンダクタンス（或いは、それぞれ、オーム抵抗）を単純に計測することにより、それぞれの接触器の個々の接触位置の判定が可能となる。

モジュールが並列に接続されている際には、且つ、少なくとも１つの接触器の障害が存在している場合には、その接触器は、開路位置にあることになる。この開路位置は、０という状態をその接触器に対して割り当てることになり、この場合には、その接触器は、回路の合計コンダクタンスに関与しない。回路の合計コンダクタンスの計測値は、その接触器が接触位置にある（即ち、抵抗に接続されている）場合に得られるものとは異なる合計コンダクタンス値を示すことになる。

従って、モジュールの並列接続は、直列接続との関係において、１つ又は複数の接触器の障害の検出が可能となると共に接触器のうちのいずれのものが欠陥を有しているのかを正確に知ることが可能となるという利点を有する。回路内における欠陥を有する接触器の場所を識別することができるため、検出回路の信頼性が大幅に改善され、且つ、保守作業が簡単になる。更には、正常動作状態にある接触器の個々の接触位置の判定が、１つ又は複数の接触器の障害によって妨げられることがない。

従って、本発明によれば、コンピュータにおいて必要とされる入力の数を低減しつつ、同一量の情報を入手することができる。配線の数の低減は、対応するハーネスの容積の低減を可能とし、且つ、これにより、費用の低減に結び付く。

更には、モジュールの形態の回路設計により、コンピュータに対する配線の数が不変に留まるため、回路の大幅な変更を伴うことなしに補助接触器の後からの追加が可能となる。

有利には、これらのモジュールは、並列に接続され、且つ、モジュールの組立体は、補助抵抗に対して直列に接続されて分圧器ブリッジを形成し、これにより、それぞれの抵抗の温度偏差の影響の低減が可能となる。

この構成においては、電源電圧が回路全体に印加され、且つ、モジュールのうちの１つのモジュールの端子における電圧が計測される。

又、本発明は、前述の回路を含むターボジェットのスラストリバーサドアの個々の位置を検出する装置にも関係しており、この場合に、接触器の位置は、スラストリバーサドアの位置と関連付けられている。

この場合には、ｋは、２に等しくてもよく、且つ、接触器のそれぞれの接触位置は、スラストリバーサドアの開放又は閉鎖の程度に関する情報を提供するように選択される。

本発明の特定の一実施形態においては、本装置は、１つのドア当たりに少なくとも３つの接触器を含み、これらのうちの２つの接触器は、ドアの閉鎖の程度を判定するために使用され、別の接触器は、ドアの開放の程度を判定するために使用される。

本発明の別の特徴によれば、モジュールの抵抗は、スラストリバーサの接触器とは別個のハウジング内に取り付けられ、且つ、コンピュータに接続されており、これにより、前記ハウジングとスラストリバーサに配置された接触器の間において従来技術によるものと同一の配線図を維持することが可能になっている。更には、抵抗は、同一のハウジング内に取り付けられているため、同一の温度に晒される。

又、本発明は、前述の検出回路又は装置を含むことを特徴とする飛行機のターボジェットやターボプロペラなどのタービンエンジンにも関係している。

本発明は、理解が容易であり、且つ、本発明の更なる詳細、利点、特徴については、添付図面を参照して非限定的な例として提供される以下の説明から明らかとなろう。

モジュールが並列に取り付けられている本発明による検出回路を示す。 図１の回路の代替肢を示す。 本発明による回路の抵抗のハウジング内における組み込みを示す。 モジュールが直列に取り付けられている本発明による回路を示す。

まず、図１を参照すれば、この図は、３つのモジュールＡ、Ｂ、Ｃを含む本発明による検出回路１０を示しており、これらのモジュールは、並列に取り付けられており、且つ、抵抗に対してそれぞれが直列に接続された２つの接触位置を確立する能力を有する接触器Ａ’、Ｂ’、Ｃ’をそれぞれが含んでいる。従って、モジュールＡの接触器Ａ’は、２つの抵抗Ｒ_Ａ１、Ｒ_Ａ２に接続されており（添え字は、そのモジュールと、抵抗の番号と、を示している）、モジュールＢは、２つの抵抗Ｒ_Ｂ１、Ｒ_Ｂ２に接続されており、且つ、モジュールＣは、２つの抵抗Ｒ_Ｃ１、Ｒ_Ｃ２に接続されている。それぞれのモジュールにおいて、それぞれの抵抗は、モジュールのその他の抵抗の状態値とは異なる状態値と関連付けられている。これらの状態値は、正であり、且つ、１とそのモジュールの抵抗の数の間になる。図１の場合には、抵抗Ｒ_Ａ１、Ｒ_Ｂ１、Ｒ_Ｃ１は、状態１と関連付けられており、且つ、抵抗Ｒ_Ａ２、Ｒ_Ｂ２、Ｒ_Ｃ２は、状態２と関連付けられている。

それぞれのモジュールは、重み付け係数と関連付けられており、これらの重み付け係数は、公比が３である等比数列をなしている。従って、モジュールＡは、重み付け係数３^０と関連付けられており、モジュールＢは、重み付け係数３^１と関連付けられており、且つ、モジュールＣは、重み付け係数３^２と関連付けられている。

抵抗の電気コンダクタンスは、その状態値をそのモジュールの重み付け係数によって乗算することによって算出される。

以下の表は、モジュールに適用される重み付け係数に応じて、３つのモジュールのそれぞれの接触器の異なる可能な状態と、それらの電気コンダクタンス値と、を要約したものである。

この表は、接触器が誤動作している場合が該当する開路状態にある回路に対応した、接触器の状態が０である場合をも含んでいることに留意されたい。この場合には、このようなモジュールのコンダクタンスは、ゼロである。

図１の回路の場合には、モジュールＡの接触器は、状態２にあり、モジュールＢの接触器は、開路位置に対応した状態０にあり、且つ、モジュールＣの接触器は、位置１にあることが示されている。この回路の合計コンダクタンスは、２＋０＋９、即ち、１１、に等しいことが明らかである。

このコンダクタンス値は、一意であり、且つ、モジュールＡの接触器１の状態２、モジュールＢの状態０、及びモジュールＣの状態１の組合せに対してのみ、対応している。

従って、回路の端子における合計電気コンダクタンスを単純に計測することにより、接触器の位置を推定することが可能であり、且つ、接触器が開路位置にあるのかどうかと、どの接触器が、誤動作状態に対応したこの開路位置にあるのかと、を知ることができる。

以下の表は、３つのモジュールＡ、Ｂ、及びＣの状態の様々な可能な組合せにおける電気回路の合計コンダクタンスの値の一意性を示している。

図２に示されているように、モジュールは、いずれも、互いに並列に、且つ、補助抵抗Ｒ_ｓとは直列に、接続され、且つ、従って、分圧器回路１２を形成しており、この結果、電圧の計測に対する温度の影響の低減が可能になっている。

電源電圧Ｖ_ｉｎが回路全体に印加されている。計測されるパラメータは、もはや、モジュールの端子におけるコンダクタンスではなく、そのモジュールの端子における電圧Ｖ_ｏｕｔである。しかしながら、差分電圧値は、コンダクタンス値に関連して電圧値全体の範囲にわたって規則的に分布してはいないため、電圧読取値Ｖ_ｏｕｔと回路の合計コンダクタンスの間の対応性の表を確立する必要がある。

上述の実施形態は、最近の飛行機に使用されているスラストリバーサ装置に使用された際に、特に有益である。この場合には、２つの接触位置（ｋ＝２）を有する接触器が使用される。抵抗は、接触器Ａ、Ｂ、Ｃとは別個のハウジング１４内に取り付けられ、これにより、抵抗のすべてが同一の温度に晒され、且つ、その結果、電圧の測定に対する温度の影響を限定することが可能となる（図３）。

このようなスラストリバーサ装置は、２つの位置を有する複数の接触器とそれぞれが関連付けられた複数のドアを含むことができる。特定の構成においては、それぞれのドアは、少なくとも３つの接触器と関連付けられており、これらの接触器のうちの２つは、ドアの閉鎖の程度を判定するように使用され、且つ、第３のものは、ドアの開放の程度を判定するように使用される。最初の２つの接触器のそれぞれは、「ドア完全開放」又は「ドア不完全開放」情報を可能にする２つの位置を含む。第３の接触器は、これらの「ドア完全開放」又は「ドア不完全開放」情報の入手を可能にする２つの接触位置を含む。

従って、この情報の組合せにより、スラストリバーサ装置の所与のドアの開放又は閉鎖状態を確信をもって判定することが可能となる。

本発明による装置は、ハウジングとスラストリバーサの間に従来技術による導体を使用しており、且つ、ハウジングとコンピュータの間の導体の数のみが低減されているため、例えば、スラストリバーサ、グリッド、又はシャッタを有する現在のタービンエンジンのすべてに内蔵することができる。

図４は、モジュールが直列に配置されている本発明による回路１６を示している。このタイプの回路の動作は、並列のモジュールを有する組立体のものと同一であり、且つ、抵抗が直列に追加されているため、図１を参照して使用された考え方が、オーム抵抗との関連において、有効である。しかしながら、直列のモジュールの組立体の場合には、接触器が誤動作した（その状態が０に等しい）際には、回路のインピーダンスが無限大であり、従って、いずれの接触器が欠陥を有しているのか又は複数の接触器が欠陥を有しているのかを判定することができないということを理解されたい。

図面を参照して説明した本発明は、ｋ個の別個の接触位置を確立する能力を有する接触器をそれぞれが含むＮ個のモジュールに対して容易に一般化することができる。それぞれのモジュールにおける接触位置の数ｋは、モジュールごとに異なってもよいことに留意されたい。例えば、１つのモジュールが、ｋ１個の別個の接触位置と、その状態が１とｋ１の間であるｋ１個の抵抗と、を有する接触器を含むことが可能であり、且つ、別のモジュールが、ｋ２個の別個の接触位置と、その状態が１とｋ２の間であるｋ２個の抵抗と、を有する接触器を含むことが可能であり、ここで、ｋ２＞ｋ１である。この場合には、それぞれのモジュールのそれぞれの電気コンダクタンスの値（或いは、それぞれ、オーム抵抗）の値は、回路の合計電気コンダクタンス（或いは、それぞれ、オーム抵抗）の一意性を保証するように、ｋ２＋１以上の公比の等比数列を使用することにより、判定される。

Claims (7)

1. 複数の電気接触器の個々の位置を検出する回路（１０）であって、
   並列又は直列に接続され、接触器（Ａ’、Ｂ’、Ｃ’）をそれぞれ有する複数のモジュール（Ａ、Ｂ、Ｃ）であって、前記接触器（Ａ’、Ｂ’、Ｃ’）は、１とｋの間の全体状態値と関連付けられた抵抗（Ｒ_Ａ１、Ｒ_Ａ２、Ｒ_Ｂ１ 、Ｒ_Ｂ２、Ｒ_Ｃ１、Ｒ_Ｃ２）に対してそれぞれが直列に接続されたｋ個の別個の接触位置を有し、同一モジュール内の状態値は、別個のペアを構成する、複数のモジュール（Ａ、Ｂ、Ｃ）を有し、
   それぞれのモジュール（Ａ、Ｂ、Ｃ）は、重み付け係数と関連付けられており、且つ、これらの重み付け係数は、ｋ＋１以上の公比の等比数列をなし、且つ、
   それぞれの抵抗の電気コンダクタンス（或いは、それぞれ、オーム抵抗）値は、そのモジュール（Ａ、Ｂ、Ｃ）の重み付け係数によって乗算されたその状態値に等しいことを特徴とする回路。
2. モジュール（Ａ、Ｂ、Ｃ）が、並列に接続され、且つ、モジュールの組立体は、補助抵抗（Ｒ_ｓ）に対して直列に接続されて分圧器ブリッジ（１２）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の回路。
3. ターボジェットのスラストリバーサドアの個々の位置を検出する装置であって、請求項１又は２に記載の回路（１０）を含み、前記接触器の位置は、スラストリバーサドアの位置と関連付けられていることを特徴とする装置。
4. ｋが、２に等しく、前記接触器（Ａ’、Ｂ’、Ｃ’）のそれぞれの接触位置は、スラストリバーサドアの開放又は閉鎖の程度に関する情報を提供するように選択されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. １つのドア当たりに少なくとも３つの前記接触器を含み、これらの接触器のうちの２つの接触器は、ドアの閉鎖の程度を判定するために使用され、且つ、別の接触器は、ドアの開放の程度を判定するために使用されることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. モジュール（Ａ、Ｂ、Ｃ）の抵抗（Ｒ_Ａ１、Ｒ_Ａ２、Ｒ_Ｂ１ 、Ｒ_Ｂ２、Ｒ_Ｃ１、Ｒ_Ｃ２）が、スラストリバーサの前記接触器（Ａ’、Ｂ’、Ｃ’）とは別個のハウジング（１４）内に取り付けられ、且つ、コンピュータに接続されることを特徴とする、請求項３から５のいずれかに記載の装置。
7. 飛行機のターボジェット又はターボプロペラなどのタービンエンジンであって、請求項１又は２に記載の検出回路（１０）或いは請求項３から６のいずれかに記載の装置を含むことを特徴とするタービンエンジン。

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