説明

ヘルスマネージメント情報を集約するための装置および方法

【課題】ヘルスマネージメント情報を集約するための装置および方法を提供する。
【解決手段】ヘルスマネージメント情報を集約するための装置および方法は、複数の航空機システム20に結合された飛行コンピュータ22を有する航空機10を含む。各システム20は、システム20の機体状態を自己診断する内蔵テスト(BIT)30プロトコルを有し、飛行ディスプレイ24で同時に表示するために、対応するBITデータを飛行コンピュータ22に出力する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ヘルスマネージメント情報を集約するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【0002】
現代の航空機は、航空機内での障害の診断または予測を支援するための機上保守システム(OMS)または機体状態監視または統合機体ヘルスマネージメント(IVHM)システムを含むことができる。そのようなシステムは、航空機に伴う不規則性、または障害もしくは問題の他の兆候を求めて様々な航空機データを収集することができる。非限定的な例にすぎないがAirbus A320、Boeing737など従来の航空機、および従来のビジネスジェット機は、そのような現代の機上または統合システムよりも前から存在している。したがって、そのような航空機の障害を診断または予測する能力は限られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国特許出願公開第2008/0269982号明細書
【発明の概要】
【0004】
一実施形態では、航空機は、実行時に、対応する内蔵テスト(BIT)データを出力するBITを有する複数の航空機システムと、複数の航空機システムと通信し、BITの手動の問い合わせを可能にする飛行制御プログラムを実行する飛行制御コンピュータを有するコックピットと、手動の問い合わせに応答してBITデータのうちの少なくとも一部が表示されるディスプレイリンクを介して飛行制御コンピュータと通信する飛行ディスプレイと、ディスプレイリンクと通信するアビオニクスユニットであって、データ収集プログラムを実行し、ディスプレイリンクを介して通信されるBITデータのうちの少なくとも一部を捕捉し記憶する、アビオニクスユニットとを含む。
【0005】
別の実施形態では、航空機のシステムからヘルスマネージメント情報を集約する方法は、飛行制御コンピュータにおいて、問い合わせに応答して、航空機の少なくとも1つのシステムでBITが実行されたことを検出するステップと、BITの実行に応答して飛行制御コンピュータに出力された対応するBITデータを捕捉するステップと、捕捉された対応するBITデータを後で検索して、解析するために、航空機の非一時的媒体に記憶するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】本発明の実施形態による航空機の一部の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
従来の航空機は、自らのアビオニクスシステムおよび電子機械システム内に有用なあるレベルのヘルスマネージメント情報を有しているが、この情報は、航空機のディスプレイを介した手動の問い合わせによってしか入手することができず、表示された後に一元的に記憶されることはないので、現在、航空機および航空機一団の機体状態を管理するために十分に活用されていない。本明細書で説明する本発明の実施形態によって、現在表示した後に廃棄されている情報を収集および/または記憶する、そのような従来の航空機のための効果的なOMSおよび/またはIVHMシステムを作成することができる。
【0008】
この説明のために、OMSは、最初に1991年7月に採用され、最近では1993年8月30日に公開されたDESIGN GUIDANCE FOR ONBOARD MAINTENANCE SYSTEMの中のAeronautical Radio, Incorporated (ARINC) report 624−1に従って定義されてもよく、その目的の節では、OMSが障害監視および故障検出の従来の領域、BITE、BITEアクセス、および以前は航空機統合データシステム(AIDS)として知られていた航空機状態監視システム(ACMS)を組み込むことについて述べられている。同文献ではさらに、機上保守ドキュメンテーション(OMD)を提供する能力、およびこれらの機能の完全統合のための要件が説明されている。同文献では、中央保守コンピュータ(またはCMC機能)、およびそれとインターフェースで接続するすべてのメンバーシステムを含めて、OMSのすべての要素のための要件が説明されている。
【0009】
図1は、本開示の実施形態による航空機10の一部を概略的に示す。航空機10には、胴体14に結合された1つまたは複数の推進エンジン12、胴体14に配置されたコックピット16、および胴体14から外側に延びる翼アセンブリ18が含まれてもよい。さらに、飛行制御コンピュータ22、飛行ディスプレイ24、アビオニクスユニット26およびワイヤレス通信システム28に加えて、航空機10の適切な動作を可能にする複数の航空機システム20もまた含まれてよい。商業用の航空機を示しているが、本発明は、たとえば、限定されることなく、固定翼、回転翼、ロケット、個人用航空機、軍用機などの任意のタイプの従来の航空機で使用され得ることが企図されている。
【0010】
複数の航空機システム20が概略的に示されており、実行時に、対応する内蔵テスト(BIT)30データを出力するBITを含むものとして示されている。複数の航空機システム20は、BIT30を有する任意の適切な航空機システムを含んでもよい。複数の航空機システム20はコックピット16内、電子機器および器具格納部(不図示)内、またはエンジン12に関連したものを含む航空機10全体の中の他の場所にあってもよい。そのような航空機システム20は、限定されないが、Digital Flight Control System、Auto Trottle、Inertial Reference System、Electronic Flight Instrument System、Common Display System、Electronic Engine Contorol、Auxiliary Power Unit、Air Data Inertial Referenece System、Fuel Quantity Indication System、Integrated Display Unit、Digital Flight Data Acquisition Unit、またはパラメータデータアグリゲータ、Proximity Switch Electronic Unit、Flap/Slat Electronic Unit、Advaned Engine Vibration MonitorおよびCommunication Management Unitを含んでもよい。BIT30は、それが含まれている対応する航空機システム20が自らをテストすることを可能にする任意の適切な機構とすることができる
飛行管理コンピュータを含んでもよい飛行制御コンピュータ22は、とりわけ航空機10の飛行プランを操縦および追跡するタスクを自動化してもよい。飛行制御コンピュータ22は、任意の数の個々のマイクロプロセッサ、電源、記憶デバイス、インターフェースカード、自動飛行システム、飛行管理コンピュータおよびその他の標準コンポーネントを含んでもよいか、またはそれらと関連していてもよい。飛行制御コンピュータ22は、航空機10の動作のために必要な様々な方法、プロセスタスク、計算および制御/表示機能を実行するように設計された任意の数のソフトウェアプログラム(たとえば飛行管理プログラム)または命令を含むか、またはそれらと協働してもよい。飛行制御コンピュータ22は、複数の航空機システム20と通信するものとして示されており、飛行制御コンピュータ22は、BIT30の手動問い合わせを提供する飛行制御プログラムを実行してもよいことが企図されている。
【0011】
飛行ディスプレイ24は、ディスプレイリンク32を介して表示制御コンピュータ22と通信することができ、飛行制御コンピュータ22は飛行ディスプレイ24を操作してそこに表示を生成することができる。このように、飛行ディスプレイ24は航空機10に関する情報を視覚的に表すことができる。飛行ディスプレイ24は一般にコックピット16内に含まれた第1の飛行ディスプレイ、多目的制御ディスプレイユニット、または他の適切な飛行ディスプレイとすることができる。非限定的な例として、飛行ディスプレイ24は、航空機10の対気速度、高度、姿勢および方位などの飛行情報を表示するために使用されてもよい。
【0012】
ユーザインターフェース34はコックピット16に含まれてもよく、乗務員からの入力データを受信するのに適した任意の形態をとってもよい。たとえば、そのようなユーザインターフェース34は、飛行ディスプレイ24上か、またはそれに隣接して配置され、パイロットが飛行ディスプレイ24上に作り出されたグラフィカルユーザインターフェースと対話できるようにする、1つまたは複数のカーソルデバイスを含んでもよい。さらなる例として、ユーザインターフェース34は航空機のコックピット16内の任意の適切な位置に配置されたスイッチ、ボタン、ダイヤルまたは基本的なユーザ入力デバイスを含んでもよい。
【0013】
アビオニクスユニット26はディスプレイリンク32と通信することができ、データ収集プログラムを実行し、ディスプレイリンク32を介して通信されたBITデータのうちの少なくとも一部を捕捉し記憶することができる。アビオニクスユニット26は、ディスプレイリンク32を監視し、BITデータのうちの少なくとも一部を捕捉するためにソフトウェアプログラムが実行され得る任意の適切なコンピュータデバイスとすることができる。アビオニクスユニット26はメモリ(不図示)有してもよく、捕捉されたBITデータのうちの少なくとも一部を記憶してもよいことが企図されている。
【0014】
ワイヤレス通信システム28は、航空機10から記憶されたBITデータを転送するために、アビオニクスユニット26に通信可能に結合されてもよい。そのようなワイヤレス通信システム28は、他のシステムとデバイスをワイヤレスで結び付けることができる任意の様々な通信機構であってよく、限定されないが、パケット無線、衛星アップリンク、Wireless Fidelity(WiFi)、WiMax、Bluetooth(商標)、ZigBee、3G無線信号、符号分割多元接続(CDMA)ワイヤレス信号、グローバル移動体通信システム(GSM(商標))、4Gワイヤレス信号、ロングタームエボリューション(LTE)信号、Ethernet(商標)、または任意のそれらの組み合わせを含んでもよい。また、ワイヤレス通信の特定の種類または方式は本発明にとって重要ではなく、後に開発されるワイヤレスネットワークは確実に本発明の範囲内にあると考えられるということも理解されたい。さらに、本発明の範囲を変更することなく、ワイヤレス通信システム28は、ワイヤードリンクを通じてアビオニクスユニット26に通信可能に結合されてもよい。1つのみのワイヤレス通信システム28を示しているが、航空機10はアビオニクスユニット26と通信可能に結合された多数のワイヤレス通信システムを有してもよいことが企図されている。そのような多数のワイヤレス通信システムは、衛星、GSM(商標)およびWiFiなどの様々な方法で、航空機10からBITデータを転送する能力を航空機10に与えてもよい。
【0015】
動作中、飛行制御コンピュータ22は、航空機の少なくとも1つのシステムの問い合わせを開始するようにされてもよい。飛行制御コンピュータ22は、BIT30の手動問い合わせを提供する飛行制御プログラムを実行してもよい。ユーザは、動作の通常のコースの中で飛行制御コンピュータ22が問い合わせを行うようにしてもよく、その場合BITデータは捕捉され、記憶されてもよい。より具体的には、乗務員は複数の航空機システム20のうちの任意のもののテストを、同じものに関する信号を飛行制御コンピュータ22に送信することができるユーザインターフェース34を介して手動で開始してもよい。対応する航空機システム20は、飛行制御コンピュータ22からの対応する問い合わせコマンドに応答してもよい。BITデータは、BIT30の実行に応答して、飛行制御コンピュータ22に出力されてもよい。飛行ディスプレイ24は、ディスプレイリンク32を介して飛行制御コンピュータ22と通信することができ、対応するBITデータのうちの少なくとも一部は、手動問い合わせに応答して飛行ディスプレイ24上に表示されてもよい。アビオニクスユニット26のデータ収集プログラムは、ディスプレイリンク32を介して通信されたBITデータのうちの少なくとも一部を捕捉し、記憶してもよい。
【0016】
そのような手動問い合わせに加えて、アビオニクスユニット26のデータ収集プログラムは、航空機10の動作中にBIT30のために問い合わせコマンドを生成してもよく、BITデータはBIT30の実行に応答して飛行制御コンピュータ22に出力されてもよい。したがって、飛行制御コンピュータ22による複数の航空機システム20の問い合わせは、航空機自体によって起こされ得る。そのような問い合わせは自動であり得る。システムの問い合わせは繰り返され、そのような繰り返される問い合わせは、定期的なBITデータ収集スケジュールの一部であってもよいことが企図されている。問い合わせは、航空機10が飛行中であるとき、または飛行中ではないときを含めて任意のときに実施されてもよいことが企図されている。このように、アビオニクスユニット26のデータ収集プログラムは、手動の問い合わせを必要とせずに、複数の航空機システム20をポーリングすることができる。アビオニクスユニット26のデータ収集プログラムは、ポーリングされた複数の航空機システム20からBITデータのうちの少なくとも一部を捕捉し、記憶してもよい。
【0017】
問い合わせが開始される方法に関わらず、記憶されたBITデータ情報のうちの少なくとも一部は、ワイヤレス通信システム28を通じて、航空機10から記憶デバイスなどの他のデバイスへ転送されてもよい。BITデータは、航空機システム20に関する任意の数の情報を示してもよい。非限定的な例として、BITデータは、障害の検出、システムが積極的に障害に反応もしくは対応する方法、または告知やロギングを示し、考えられる影響について警告し、および/または障害のある機器をトラブルシューティングする際に支援することができる。BITデータは、航空機10に伴う任意の不規則性、またはその他の障害もしくは問題の兆候について解析されてもよい。
【0018】
BITデータのデータベースは、記憶されたBITデータのうちの少なくとも一部を、アビオニクスユニット26のメモリからデータベースを内蔵する記憶装置へ転送することによって形成されてもよいことが企図されている。このように、様々な航空機のデータは収集され、航空機10に伴う任意の不規則性、またはその他の障害もしくは問題の兆候について解析されてもよい。記憶装置へBITデータを転送することは、上で開示されているようにワイヤレスで行われてもよい。代替的に、BITデータはアビオニクスユニット26から検索され、データベースを内蔵する記憶装置に物理的に転送されてもよい。記憶されたBITデータを転送するための方法に関わりなく、その後データベースは解析のために照会を受けることができる。
【0019】
したがって、上述の航空機10は、航空機10の複数のシステム20からヘルスマネージメント情報を集約する方法を実行することができる。この方法の実施形態は、どのように問い合わせが開始されるのかには関わりなく、問い合わせに応答して、航空機10の少なくとも1つのシステム20でのBIT30の実行を飛行制御コンピュータ22で検出するステップを含んでもよい。ヘルスマネージメント情報を集約する方法は、BIT30の実行に応答して、飛行制御コンピュータ22に出力される対応するBITデータを捕捉するステップと、捕捉された対応するBITデータを後で検索して、解析するために、航空機10の非一時的媒体に記憶するステップとを含んでもよい。BIT30が実行されたことを検出するステップは、航空機10の少なくとも1つのシステム20と飛行ディスプレイ24との間のディスプレイリンク32を監視することを含んでもよいことが企図されている。そのような場合、BITデータのうちの少なくとも1つを捕捉するステップは、監視されるディスプレイリンク32から、BITデータのうちの少なくとも一部を捕捉することを含んでもよい。
【0020】
また、動作中、アビオニクスユニット26もまた、BITデータに加えて複数の航空機システム20から他のデータを収集してもよいことが企図されている。また、このような追加のデータは航空機10の複数のシステム20から集約されてもよい。また、この追加のデータは、ワイヤレス通信システム20を通じて航空機10から転送されてもよく、航空機10の機体状態を判定するために解析されてもよい。
【0021】
上述の実施形態は、現代のOMSまたはIVHMを装備していない従来の航空機で、BITデータが収集および解析されてもよいということを含む様々な利益を提供する。上述の実施形態は、航空機から送信するために、既存の航空機ディスプレイインターフェースを利用して、機上アビオニクスユニットでBITデータを収集する。このことは、従来の航空機の配線を混乱させることを最小限に抑え、必要なコンポーネントを設置するために航空機を非稼働にすることに関連するコストおよび関連するスケジュールへの影響を最小限に抑えて行うことができる。収集、記憶および送信されたBITデータに基づいて、航空機コンポーネントの寿命を推定するために、より正確な予測が可能となり、よりコスト効果の高い、条件に基づいた保守が、より高い信頼度で推奨され、採用され得る。情報は飛行中に航空機から転送されてもよいので、上述の実施形態はまた、診断および修復に必要な地上にとどまる時間を最小限に抑えることができる。
【0022】
本書は、最良の形態を含めて、本発明を開示するため、および任意のデバイスまたはシステムを作成および使用すること、ならびに任意の組み込まれた方法を実行することを含めて、任意の当業者が本発明を実施できるようにするために例を使用している。本発明の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の例を含むことができる。このような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言と実質的に差異のない等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内に入るものとする。
【符号の説明】
【0023】
10 航空機
12 推進エンジン
14 胴体
16 コックピット
18 翼アセンブリ
20 航空機システム
22 飛行制御コンピュータ
24 飛行ディスプレイ
26 アビオニクスユニット
28 ワイヤレス通信システム
30 内蔵テスト(BIT)
32 ディスプレイリンク
34 ユーザインターフェース

【特許請求の範囲】
【請求項1】
システムの機体状態を自己診断し、コックピットディスプレイで同時に表示するために対応するBITデータを飛行制御コンピュータに出力する内蔵テスト(BIT)プロトコルを有する各システムに結合された飛行制御コンピュータを有する航空機のシステムからヘルスマネージメント情報を集約する方法であって、
前記飛行制御コンピュータにおいて、問い合わせに応答して、前記航空機の少なくとも1つのシステムでBITが実行されたことを検出するステップと、
前記BITの前記実行に応答して、前記飛行制御コンピュータに出力された対応するBITデータを捕捉するステップと、
前記捕捉された対応するBITデータを後で検索して、解析するために、前記航空機の非一時的媒体に記憶するステップとを含む方法。
【請求項2】
前記BITが前記実行されたことを検出するステップは、前記航空機の前記少なくとも1つのシステムと前記コックピットディスプレイとの間のディスプレイリンクを監視することを含む請求項1記載の方法。
【請求項3】
前記BITデータのうちの少なくとも一部を捕捉するステップは、前記監視されるディスプレイリンクから前記BITデータのうちの少なくとも一部を捕捉することを含む請求項2記載の方法。
【請求項4】
前記ディスプレイリンクを監視する前記ステップ、および前記BITデータのうちの前記少なくとも一部を捕捉する前記ステップは、前記ディスプレイリンクと通信するコンピュータデバイスで実行されるソフトウェアプログラムを提供することを含み、前記コンピュータデバイスが、メモリを有し、前記BITデータのうちの少なくとも一部を記憶する、請求項3記載の方法。
【請求項5】
前記記憶されたBITデータのうちの少なくとも一部を前記メモリから記憶装置に転送することによって、解析のために照会されてもよいBITデータのデータベースを形成するステップをさらに含む請求項4記載の方法。
【請求項6】
前記記憶されたBITデータのうちの少なくとも一部を転送するステップは、前記データベースを内蔵する前記記憶装置に前記記憶されたBITデータをワイヤレスで通信することを含む請求項5記載の方法。
【請求項7】
ワイヤレスで通信することは、パケット無線、衛星アップリンク、Wireless Fidelity、WiMax、Bluetooth、ZigBee、3Gワイヤレス信号、符号分割多元接続ワイヤレス信号、グローバル移動体通信システム、4Gワイヤレス信号、ロングタームエボリューション信号およびEthernetのうちの少なくとも1つを含む請求項6記載の方法。
【請求項8】
前記飛行制御コンピュータに、前記航空機の少なくとも1つのシステムの問い合わせを開始させるステップをさらに含む請求項1乃至7のいずれか1項記載の方法。
【請求項9】
前記問い合わせは繰り返される請求項8記載の方法。
【請求項10】
前記繰り返される問い合わせは、定期的なBITデータ収集スケジュールの一部である請求項9記載の方法。
【請求項11】
前記問い合わせは、前記航空機が飛行中ではないときに実施される請求項10記載の方法。
【請求項12】
前記問い合わせは自動である請求項11記載の方法。
【請求項13】
実行時に、対応するBITデータを出力する内蔵テスト(BIT)を有する複数の航空機システムと、
前記複数の航空機システムと通信し、前記BITの手動問い合わせを可能にする飛行制御プログラムを実行する飛行制御コンピュータを有するコックピットと、
前記手動問い合わせに応答して前記BITデータのうちの少なくとも一部が表示されるディスプレイリンクを介して前記飛行制御コンピュータと通信する飛行ディスプレイと、
前記ディスプレイリンクと通信するアビオニクスユニットであって、データ収集プログラムを実行し、前記ディスプレイリンクを介して通信される前記BITデータのうちの少なくとも一部を捕捉し記憶する、アビオニクスユニットとを備える航空機。
【請求項14】
前記データ収集プログラムは、飛行ディスプレイからの手動問い合わせを必要とせずに、前記複数の航空機システムをポーリングするために、前記BITのための問い合わせコマンドを生成する請求項13記載の航空機。
【請求項15】
前記データ収集プログラムは、前記ポーリングされた複数の航空機システムから、前記BITデータのうちの少なくとも一部を捕捉し記憶する請求項14記載の航空機。
【請求項16】
前記記憶されたBITデータを前記航空機から転送するために、前記アビオニクスユニットに結合されたワイヤレス通信システムをさらに備える請求項15記載の航空機。
【請求項17】
実質的に、添付の図面を参照して本明細書に記載されている方法。
【請求項18】
実質的に、添付の図面を参照して本明細書に記載されている航空機。

【図1】
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【公開番号】特開2013−100082(P2013−100082A)
【公開日】平成25年5月23日(2013.5.23)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2012−241431(P2012−241431)
【出願日】平成24年11月1日(2012.11.1)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.ZIGBEE
【出願人】(509133300)ジーイー・アビエイション・システムズ・リミテッド (28)
【氏名又は名称原語表記】GE AVIATION SYSTEMS LIMITED