本專利總體上涉及飛行器,并且更具體地說,涉及自動飛行油門(throttle)控制。
背景技術:
使用一些已知的自動油門系統(tǒng)來控制/維持由飛行器在機動和/或巡航(maneuversand/orcruise)期間提供的推力的量。典型地講,自動油門系統(tǒng)可以被置于保持模式中,其中,自動油門不再控制由飛行器提供的推力的量。在自動油門系統(tǒng)已經(jīng)置于保持模式之后,已知的自動油門系統(tǒng)不會自動改變成不同的模式,除非由飛行員命令。
技術實現(xiàn)要素:
提供了一種示例方法,該示例方法包括以下步驟:利用處理器,基于飛行器的飛行條件來計算推力解算器角;以及控制油門以免移動超過所述推力解算器角或由所述推力解算器角限定的范圍中的至少一個,以將所述飛行器維持在優(yōu)選飛行模式。
提供了另一示例方法,該示例方法包括以下步驟:利用處理器分析所接收的飛行輸入和至少一個飛行條件,以確定所述飛行輸入是否會將所述飛行器置于與優(yōu)選飛行狀態(tài)不同的狀態(tài)。所述示例方法還包括以下步驟:在確定所述飛行輸入不會將所述飛行器置于與所述優(yōu)選飛行狀態(tài)不同的狀態(tài)時,使能夠將自動油門控制置于保持模式。
一種在其上存儲有指令的示例有形機器可讀介質,在執(zhí)行時,該指令使處理器進行如下操作:確定飛行器的飛行輸入將使飛行器處于非優(yōu)選飛行條件下,并且基于所述確定,改變飛行器的自動油門模式,以將飛行器維持在優(yōu)選飛行條件下。
提供了一種示例裝置,該示例裝置包括:飛行器的傳感器,該傳感器用于確定所述飛行器的飛行條件;處理器,該處理器用于計算油門限制或油門范圍中的至少一個,以將所述飛行器維持在優(yōu)選飛行條件下;以及機電機構,該機電機構用于控制油門桿以免移動超出油門限制或油門范圍中的至少一個,以將飛行器維持在優(yōu)選飛行條件下。
本發(fā)明可以涉及這樣一種方法,即,該方法可以包括以下步驟:利用處理器,基于飛行器的飛行條件來計算推力解算器角;并且控制油門移動以免超過推力解算器角或由推力解算器角限定的范圍中的至少一個,以將飛行器維持在優(yōu)選飛行模式。計算推力解算器角還可以基于飛行器的選定自動模式。這將改進操作。為了增強操作,飛行條件可以包括:飛行器的速度、俯仰、偏航、滾轉或高度中的至少一個。計算推力解算器角可以基于由速度和推力范圍限定的區(qū)域,以便增強準確度。控制油門可以包括:約束油門桿的移動范圍,以增強本發(fā)明的能力。約束油門可以包括:對所述油門桿的機電約束??刂朴烷T可以包括:防止自動油門系統(tǒng)進入保持模式。優(yōu)選飛行模式可以包括:將所述飛行器維持在超出飛行器的振桿器速度(velocity)的一速率(speed)下。
本發(fā)明可以涉及一種用于控制飛行器的自動油門控制的方法,該方法可以包括以下步驟:利用處理器分析所接收的飛行輸入和至少一個飛行條件,以確定飛行輸入是否會將飛行器置于與優(yōu)選飛行狀態(tài)不同的狀態(tài);并且在確定飛行輸入不會將飛行器置于與優(yōu)選飛行狀態(tài)不同的狀態(tài)時,使能夠將自動油門控制置于保持模式。該方法還可以包括以下步驟:在確定飛行輸入會使飛行器置于與優(yōu)選飛行狀態(tài)不同的狀態(tài)之后,自動改變自動油門控制的模式。這將改進本發(fā)明的操作。該方法還可以包括以下步驟:基于在飛行器趨于遠離優(yōu)選飛行狀態(tài)時,自動將自動油門模式從保持模式改變成另一模式。該方法還可以包括以下步驟:控制油門桿超過推力解算器角,其中,推力解算器角可以基于由速度和推力范圍限定的區(qū)域。優(yōu)選飛行狀態(tài)可以包括:大于飛行器的振桿器速度的速度。
本發(fā)明可以涉及一種在其上存儲有指令的有形機器可讀介質,在執(zhí)行時,所述指令使處理器確定飛行器的飛行輸入會使飛行器處于非優(yōu)選飛行條件下;并且基于所述確定,改變飛行器的自動油門模式,以將飛行器維持在優(yōu)選飛行條件下。在執(zhí)行時,機器可讀介質還可以使處理器計算可允許油門限制或油門范圍中的至少一個。在執(zhí)行時,所述在其上存儲有指令的機器可讀介質還可以使處理器引導機電系統(tǒng),以禁止油門桿的運動超出可允許油門限制或油門范圍中的至少一個。飛行輸入可以包括用于執(zhí)行自動飛行程序的命令。飛行輸入可以包括用于增強其能力的手動輸入。處理器可以確定飛行器正趨于遠離優(yōu)選飛行條件,從而確定飛行輸入會使飛行器處于非優(yōu)選飛行條件下。
本發(fā)明可以涉及這樣一種裝置,即,該裝置可以包括:飛行器的傳感器,該傳感器用于確定飛行器的飛行條件;處理器,該處理器用于基于飛行條件來計算油門限制或油門范圍中的至少一個,以將飛行器維持在優(yōu)選飛行條件下;以及機電機械機構,該機電機械機構用于控制油門桿以免移動超出油門限制或油門范圍中的至少一個。處理器可以被用于通過比較飛行器的空速與由速度和推力范圍限定的區(qū)域,來計算油門限制或油門范圍中的至少一個。處理器可以被用于:還基于飛行輸入,來計算油門限制或油門范圍中的至少一個。所述處理器可以被用于:基于飛行輸入啟用或禁用飛行器的自動油門控制系統(tǒng)的保持模式。
附圖說明
圖1是可以實現(xiàn)在此公開的示例的示例飛行器。
圖2a是圖1的示例駕駛艙的內部視圖。
圖2b是圖1和圖2a的示例駕駛艙的示例油門控制的詳細視圖。
圖3例示了根據(jù)本公開的教導的示例油門控制圖。
圖4是用于實現(xiàn)在此公開的示例的示例算法的示意性概述。
圖5是可以用于實現(xiàn)在此公開的示例的示例油門控制系統(tǒng)。
圖6是表示可以用于實現(xiàn)圖5的示例油門控制系統(tǒng)的示例方法的流程圖。
圖7是表示可以用于實現(xiàn)圖5的示例油門控制系統(tǒng)的另一示例方法的流程圖。
圖8是表示可以用于實現(xiàn)圖5的示例油門控制系統(tǒng)的另一示例方法的流程圖。
圖9是能夠執(zhí)行用于實現(xiàn)圖6-圖8的示例方法的機器可讀指令的示例處理器平臺的框圖。
這些圖未比例化。相反,為了闡明多個層和區(qū)域,可以在附圖中擴大層的厚度。在可能的情況下,貫穿附圖和所附書面描述使用相同標號來指相同或相似部件。如在本專利中所使用的,陳述任何部分以任何方式定位在另一部分上(例如,定位在、位于、設置在、或形成在另一部分上等),意味著所引用的部分或者與另一部分接觸,或者所引用的部分處于另一部分上方,其間定位有一個或多個中間部分。陳述任何部分與另一部分接觸意味著這兩個部分之間沒有中間部分。
具體實施方式
在此公開了自動飛行油門控制。例如,使用飛行器的一些已知自動油門系統(tǒng)來控制/維持由該飛行器在機動和/或巡航期間提供的推力的量。這些已知的自動油門系統(tǒng)允許飛行器被置于保持模式,在該保持模式中,自動油門系統(tǒng)基于來自飛行員的飛行輸入而被超控(overridden)和/或暫停。結果,飛行員能夠將飛行器的油門設置置于非優(yōu)選條件,和/或將飛行器置于較低性能模式。在已知的典型系統(tǒng)中,一旦被置于保持模式,在沒有被飛行員命令而改變模式的情況下,自動油門系統(tǒng)不會自動這樣做。
在此公開的示例防止飛行器進入非優(yōu)選飛行條件,而不管自動油門保持模式是否已經(jīng)啟動/啟用。在此公開的示例基于飛行器的飛行條件和/或接收的飛行輸入(例如,飛行輸入命令、駕駛艙命令等),來控制和/或設置飛行器的油門范圍和/或油門設置。在一些示例中,該飛行條件被用于計算約束(例如,禁止運動)和/或限制油門(例如,油門控制)的推力解算器角(例如,推力解算器限制)。例如,可以約束油門控制(例如,自動油門控制)移動超過限定推力解算器角(tra)和/或由推力解算器角限定的范圍。在一些示例中,例如,機電控制系統(tǒng)可以防止油門和/或油門桿(例如,油門操縱桿)的物理移動超出所計算的推力解算器角。例如,可以使用致動器和/或螺線管來控制(例如,防止移動超過)油門和/或油門桿的樞軸移動超過由所計算推力解算器角限定的角和/或的角范圍。
在其它示例中,相對于基于飛行條件確定的所計算的推力解算器角,來比較/分析針對飛行器的飛行輸入,并且可以不基于所計算的推力解算器角啟動飛行輸入。具體來說,該飛行輸入可以與基于飛行條件計算的優(yōu)選推力/速度設置進行比較,以確定是否執(zhí)行飛行輸入和/或啟用油門超控/保持模式。
在其它示例中,當飛行器的飛行條件對應于飛行器的非優(yōu)選飛行條件時,飛行器從保持模式返回至另一自動油門模式。例如,當飛行器在限定范圍和/或推力設置之下移動的速度被設置為低于所計算的可允許和/或優(yōu)選推力解算器角時,自動油門模式可以自動改變。
如在此所使用的,術語“飛行輸入命令”或“飛行輸入”可以指:在駕駛艙發(fā)出的手動命令,或用于進入自動飛行模式的命令(例如,選定的自動模式、自動駕駛、飛行高度變化(“flac”)模式、起飛和轉向(“toga”)命令、垂直導航(“vnav”、“vnavidle”、“vnavhold”)命令等)。換句話說,術語“飛行輸入”或“飛行輸入命令”例如可以指手動控制或啟動自動飛行模式。如在此所使用的,術語“飛行條件”可以涵蓋但不限于空速、高度、地形地貌、風速、空氣條件(例如、湍流)、姿態(tài)、偏航、俯仰、滾轉,和/或天氣等。
圖1例示了可以實現(xiàn)在此公開的示例的示例飛行器100。所示的示例的飛行器100包括:具有駕駛艙104的機身102,具有發(fā)動機106的機翼105、以及控制表面(例如,襟翼、副翼、翼片等)108,控制表面位于機翼105的后緣處,并且例如可以被移位或調節(jié)(例如,成角狀等)以在起飛期間提供升力。該示例飛行器100還包括:具有方向舵114和升降舵116的穩(wěn)定器112。在一些示例中,各個發(fā)動機106的油門被控制,以改變和/或控制飛行器100的速度。在該示例中,發(fā)動機106的合成推力連同控制表面108、方向舵114和/或升降舵116的移動被用于在機動期間控制/引導飛行器100,如受控下降(例如,控制和/或比率控制的高度增加/減少)和/或諸如toga程序或vnav程序等這樣的自動飛行程序的執(zhí)行。
圖2a是圖1的示例駕駛艙104的內部視圖。如在圖2a的所示的示例中可以看到的,駕駛艙104包括:飛行操縱桿202、儀表面板204、以及包括油門桿(例如,油門操縱桿)208的油門控制部206。在操作中,駕駛艙104中的飛行員可以從儀表面板204讀取和/或獲取飛行器100的飛行數(shù)據(jù)和/或飛行條件數(shù)據(jù)。基于該數(shù)據(jù),飛行器100的一個或多個控制可以被飛行員加以利用,以在飛行期間引導飛行器100。在該示例中,飛行器100的推力通常通過油門桿208、油門控制部206、和/或駕駛艙104內的與自動油門設置相關的控制部(例如,儀表面板204中的控制部等)來控制。
圖2b是圖1和圖2a的示例駕駛艙104的示例油門控制206的詳細視圖。在圖2b所示的示例中,油門桿208可以朝向或遠離飛行器100的前部推動和/或樞轉,以改變從發(fā)動機106輸出的推力的量。例如,飛行員可以向前朝著飛行器100的前面/前部推動油門桿208,以增加發(fā)動機106的推力。類似的是,飛行員可以向后朝著飛行器100的后面/后部拉回和/或樞轉油門桿208,以減小發(fā)動機106的推力輸出和/或油門。
作為能夠向前和向后移動油門桿208以改變發(fā)動機106的推力輸出的結果,所示的示例的油門桿208具有后限(aftlimit)(例如,下限油門設置)212和前限(forelimit)(例如,上限油門設置)214。在該示例中,后限212和前限214限定了油門桿208的運動的極端范圍,在該示例中,其在飛行期間不被改變和/或重新限定。然而,在一些示例中,可以使用物理和/或電磁裝置來限制油門桿208的運動范圍。另外或者另選地,可以改變油門桿208的范圍(例如,為適應可允許范圍中的變化,而重新限定和/或改變的前限和后限的值),而非物理地限制油門桿208的移動范圍(例如,電傳操縱(fly-by-wire)控制系統(tǒng))。
在一些示例中并且如下面結合圖3更詳細地描述的,后限212和/或前限214可以改變和/或重新限定(例如,在飛行期間和/或跨不同飛行條件),以改變由符號θ指示的角218的準許范圍,按角218定位油門桿208,以限定由發(fā)動機106提供的推力量。在此所闡述的示例中,當前(例如,瞬時)和/或受控油門角和/或設定點值指的是角218。具體來說,所示的示例的后限212對應于相對于水平大約31度的值,而前限214對應于相對于水平大約70度的值,由此限定針對油門桿208的大約39度的最大角范圍(例如,角位移范圍)。然而,可以代替地使用任何恰當?shù)慕窍拗坪?或范圍。
圖3例示了根據(jù)本公開的教導的示例油門控制圖300。示例油門控制圖300涉及速度/速率和推力范圍,并且包括水平軸302,其表示飛行器100的校準空速(“cas”)和/或速度。該示例控制圖300還包括垂直軸304,其表示飛行器100的油門角(例如,推力解算器角,角218)。在該示例中,該油門角被表示為度。具體來說,在該示例中,油門角為大約30度(例如,處于大約31度的后限212)。如可以在圖3的例示示例中看到的,水平軸302包括振桿器速度306,其由vss指示并且指示速度限制,在該速度限制處,諸如飛行操縱桿202這樣的叉式操縱桿可以搖動或振動以警告飛行員。具體來說,當速率低于一閾值時,以通信方式聯(lián)接至叉式操縱桿的振動裝置可以振動,該閾值例如等于振桿器速度306。在該示例中,通過采取用vcmin指示的最小速度(例如,由自動飛行控制系統(tǒng)允許的最小速度)的最大值,或者振動速度306vss的增量(在該示例中為10節(jié))的用vss+10指示的增量和,來限定轉變速度308。然而,可以基于飛行器設計、空氣條件、飛行器機動性等來使用任何恰當?shù)脑隽恐怠T谠撌纠?,飛行器100的最大速度310用vcmax表示。
在該示例中,該界限(例如,包絡、多邊形區(qū)域等)限定控制圖300的區(qū)域312,其中,啟用自動油門系統(tǒng)的手動超控(例如,啟動保持命令)。換句話說,在所示的示例中,飛行員可以超控自動油門系統(tǒng),并將自動油門系統(tǒng)置于區(qū)域312內的保持模式。另外或另選地,區(qū)域312可以限定允許/啟用的油門范圍(例如,基于飛行條件和/或更新的飛行條件連續(xù)地重新限定后限212和/或前限214)。換句話說,區(qū)域312還可以被用于基于飛行器100的速度來限制準許油門范圍(例如,允許/準許的油門范圍)。
為了限定區(qū)域312,該區(qū)域312包括:由速度(例如,vcmax)310限定的第一界限或邊緣314,和由油門前限214限定的第二界限或邊緣316。為了限定在接近振桿器速率速度306的校準空速附近的油門變化的函數(shù),傾斜線318限定表示區(qū)域312的、不能啟用自動油門的手動超控的一部分的第三界限或邊緣。另外或另選地,傾斜線318限定油門限制,其中,油門可以被控制和/或防止在飛行輸入命令(例如,手動命令或啟動諸如toga這樣的自動化程序的命令)中接收時移動。下面,結合圖4,對確定線318的斜率進行更詳細地討論。
另選的是,在一些示例中,區(qū)域312的一部分和/或外部界限由第四界限或邊緣320限定。在這樣的示例中,一旦校準空速已經(jīng)達到低于轉變點322的值,就防止自動/受控推力限制移動低于前限(例如,前限214),和/或在一些示例中,防止飛行員進入將推力設置置于前限之下的保持模式。換句話說,在這些示例中,一旦飛行器100的速率低于對應于轉變點322的閾值,在受控模式(另選地,手動模式)下就不啟用/準許推力解算器角低于推力前限。
在一些示例中,基于改變的飛行條件來連續(xù)限定/更新區(qū)域312。雖然區(qū)域312具有圖3所示的示例形狀,但可以使用任何恰當?shù)男螤睢?/p>
圖4是用于實現(xiàn)在此公開的示例的示例算法400的示意性概述。在圖4的例示示例中,用cas指示的校準空速402以及用vss指示的振桿器速度306被提供為函數(shù)408的輸入。在一些示例中,還被提供給函數(shù)408的低端速率值406被計算為(vcmin,vss+10)的最大值,其中,vcmin是飛行器的最小控制速率,并且其中,vss是前述振桿器速度306,而vss+10是等于速度306加增加的標稱速率(其在這示例中為10節(jié))的增量振桿器速率。然而,可以基于飛行器設計、飛行條件、飛行模式等來使用任何其它恰當?shù)脑黾訕朔Q速率。在該示例中,使用函數(shù)408來計算斜率和/或限定傾斜線318(例如,限定傾斜線318的線性函數(shù))。函數(shù)408的計算在下面被表示為等式1:
在該示例中,振桿器速度306(vss)是由飛行器的一個或更多個傳感器測量的飛行器飛行條件的函數(shù)。具體來說,可以基于飛行器的高度和/或姿態(tài)來計算振桿器速度306。在一些示例中,vss可以是諸如最小控制速率(例如,最小控制速率的1.3倍)的較低速率限制的函數(shù)。
在該示例中,一旦計算了函數(shù)408的斜率,就使用滯后濾波器409來平滑和/或降低函數(shù)408的輸出的噪聲。在一些示例中,使用比率限制器410來限制油門角的變化率。范圍限制412接著將來自計算408的所計算的斜率解析成油門的角范圍,在該示例中范圍從0至39度變動,以限定下角限制。具體來說,在該示例中,0至39度的角范圍由31度的自動油門后限來限定,而后止動點為33度并且爬升推力點為68度。在該示例中,最高自動油門點為70度,并且對應物理止動點為80度。結果,在70度處的最高油門點減去31度的自動油門后限產生39度范圍。
接下來,設置最大油門角限制(例如,最大后限值)414連同從范圍限制412至數(shù)學運算(例如,加法或減法運算等)416的較低角限制,以確定用于飛行器的性能增強的計算/修改后限(例如,后限212的限制)418,和/或將飛行器維持在優(yōu)選飛行條件下(例如,維持高于振桿器速度vss的速度,或者振桿器速度的倍數(shù))。該數(shù)學運算416例如可以由下面的等式2表示:
修改后的油門后限=最大油門角限制-范圍限制(2)
雖然在上面結合圖4描述的示例中示出了示例計算和/或信號濾波,但可以使用任何恰當?shù)牡仁?、值、運算和/或濾波。
圖5是可以被用于實現(xiàn)在此公開的示例的示例油門控制系統(tǒng)(例如,自動油門控制系統(tǒng))500。示例油門控制系統(tǒng)500包括:飛行油門計算系統(tǒng)502,其包括飛行油門計算器504;飛行傳感器接口506;以及飛行輸入接口508。例示的示例的控制系統(tǒng)500還包括:飛行器油門系統(tǒng)510,該飛行器油門系統(tǒng)510經(jīng)由通信線路512以通信方式聯(lián)接至飛行輸入接口508,并經(jīng)由通信線路514聯(lián)接至飛行油門計算器504。
在操作中,示例飛行傳感器接口506確定飛行器(如飛行器100)的飛行條件。具體來說,飛行傳感器接口506可以基于傳感器數(shù)據(jù)和/或傳感器數(shù)據(jù)的分析,來確定飛行條件,如校準后的空速、高度、風速、姿態(tài)、地形地貌、天氣條件、空氣溫度和/或飛行取向(例如,偏航、俯仰、滾轉等)等。在該示例中,飛行輸入接口508接收飛行輸入,其可以是手動控制(例如,飛行油門的手動控制)和/或飛行模式命令(例如,將飛行器改變成flch和/或vnav自動模式)。
為了確定/計算優(yōu)選和/或可允許的油門設定點和/或范圍,例示示例的飛行油門計算器504利用校準空速連同前述飛行條件和/或振桿器速率(vss),來確定/計算優(yōu)選和/或可允許的油門范圍(例如,調整后的后限212)。例如,飛行油門計算器504可以使用諸如圖3的區(qū)域312這樣的限定區(qū)域。一旦確定了優(yōu)選和/或可允許的油門范圍,所例示的示例的飛行油門計算器504引導飛行器油門系統(tǒng)510將油門維持在優(yōu)選和/或可允許的油門范圍內。例如,如果油門基于所接收的飛行輸入而移出該優(yōu)選和/或可允許的油門范圍,則飛行器油門計算器504可以引導油門系統(tǒng)510不啟用啟動保持模式。具體來說,飛行油門控制系統(tǒng)502和/或飛行油門計算器504防止飛行器油門系統(tǒng)510執(zhí)行輸入命令,以基于所計算的優(yōu)選和/或可允許的油門范圍,將飛行器從自動油門模式置于保持/手動控制模式。另外或另選地,飛行油門計算器504和/或飛行輸入接口508例如通過改變油門的后限,來引導飛行器油門系統(tǒng)510將油門維持在該優(yōu)選和/或可允許的油門范圍內。
雖然在圖5中例示了實現(xiàn)圖5的示例油門控制系統(tǒng)500的示例方式,但圖5中例示的部件、處理和/或裝置中的一個或更多個可以按任何其它方式組合、劃分、重新排列、省略、消除和/或實現(xiàn)。而且,示例飛行油門計算系統(tǒng)502、示例飛行油門計算器504、示例飛行傳感器接口506、示例飛行輸入接口508和/或更一般地,圖5的示例油門控制系統(tǒng)500可以通過硬件、軟件、固件和/或硬件、軟件和/或固件的任何組合來實現(xiàn)。由此,例如,示例飛行油門計算系統(tǒng)502、示例飛行油門計算器504、示例飛行傳感器接口506、示例飛行輸入接口508和/或更一般地,示例油門控制系統(tǒng)500中的任一個可以由一個或更多個模擬或數(shù)字電路、邏輯電路、可編程處理器、專用集成電路(asic)、可編程邏輯裝置(pld)和/或現(xiàn)場可編程邏輯裝置(fpld)來實現(xiàn)。當將本專利的裝置或系統(tǒng)權利要求書中的任一項理解成覆蓋純軟件和/或固件實現(xiàn)時,示例飛行油門計算系統(tǒng)502、示例飛行油門計算器504、示例飛行傳感器接口506和/或示例飛行輸入接口508中的至少一個由此被明確地限定成,包括存儲有軟件和/或固件的有形計算可讀存儲裝置或存儲盤,如存儲器、數(shù)字萬用盤(dvd)、光盤(cd)、blu-ray盤等。更進一步地,圖5的示例油門控制系統(tǒng)500除了圖5所例示的那些以外或者代替那些地,還可以包括一個或更多個其它部件、處理和/或裝置,和/或可以包括一個以上的、所例示部件、處理以及裝置中的任何或全部。
圖6–圖8示出了表示用于實現(xiàn)圖5的油門控制系統(tǒng)500的示例方法的流程圖。在這些示例中,該方法可以通過機器可讀指令來實現(xiàn),該機器可讀指令包括用于通過處理器(如在下面結合圖9討論的示例處理平臺900中示出的處理器912)執(zhí)行的程序。該程序可以按存儲在有形計算機可讀存儲介質(如cd-rom、軟盤、硬盤驅動器、數(shù)字萬用盤(dvd)、藍光盤,或與處理器912相關聯(lián)的存儲器)上的軟件來具體實施,但全部程序和/或其部分可以另選地通過除了處理器912以外的其它裝置來執(zhí)行,和/或按固件或專用硬件來具體實施。而且,盡管參照圖6–圖8中例示的流程圖對示例程序進行了描述,但可以另選地使用實現(xiàn)示例油門控制系統(tǒng)500的許多其它方法。例如,框的執(zhí)行次序可以改變,和/或所述框中的一些可以改變、消除或組合。
如上提到,圖6-圖8的示例方法可以利用存儲在有形計算機可讀存儲介質(如硬盤驅動器、閃速存儲器、只讀存儲器(rom)、光盤(cd)、數(shù)字萬用盤(dvd)、高速緩沖存儲器、隨機存取存儲器(ram)和/或其中存儲信息達任何持續(xù)時間(例如,達擴展時段、永久性地,簡單舉例,用于臨時緩沖,和/或用于信息的高速緩沖)的任何其它存儲裝置或存儲盤)上的編碼指令(例如,計算機和/或機器可讀指令)來實現(xiàn)。如在此使用的,術語“有形計算機可讀存儲介質”被明確地限定成,包括任何類型的計算機可讀存儲裝置和/或存儲盤,并且排除傳播信號和排除傳輸介質。如在此使用的,“有形計算機可讀存儲介質”和“有形機器可讀存儲介質”可互換使用。另外或另選的是,圖6-圖8的示例方法可以利用存儲在非暫時計算機和/或機器可讀介質(如硬盤驅動器、閃速存儲器、只讀存儲器、光盤、數(shù)字萬用盤、高速緩沖存儲器、隨機存取存儲器和/或其中存儲信息達任何持續(xù)時間(例如,達擴展時段、永久性地,簡單舉例,用于臨時緩沖,和/或用于信息的高速緩沖)的任何其它存儲裝置或存儲盤)上的編碼指令(例如,計算機和/或機器可讀指令)來實現(xiàn)。如在此使用的,術語“非暫時計算機可讀介質”被明確地限定成,包括任何類型的計算機可讀存儲裝置和/或存儲盤,并且排除傳播信號和排除傳輸介質。如在此使用的,當短語“至少”被用作權利要求書序言中的過渡術語時,其和開放式術語“包括”按相同方式開放。
圖6的示例方法在框600處開始,其中,諸如飛行器100這樣的飛行器處于自動飛行高度改變模式(flch),在該自動飛行高度改變模式(flch)中,飛行器正在改變高度(例如,自動下降)(框600)。在該示例中,自動駕駛儀脫開,但飛行指揮儀開啟,并向飛行器的飛行員提供引導命令。然而,關于圖6的示例方法,所例示的示例的飛行器可以或可以不處于自動飛行模式。
確定飛行器的飛行條件(框602)。具體來說,以通信方式聯(lián)接至諸如飛行傳感器接口506這樣的傳感器接口的傳感器提供與飛行器相關的信息,包括飛行器速率(例如,校準的飛行器速率)、姿態(tài)、高度、取向、和/或空氣條件。在一些示例中,基于該信息確定可以在與優(yōu)選和/或允許油門限制相關的計算中使用的變量,如振桿器速率(vss)和/或最小速率(vcmin)。
接下來,基于飛行條件計算可允許的油門限制(例如,后限212)和/或油門范圍(框604)。例如,可以使用諸如圖4的算法400這樣的算法,來計算油門限制和/或可允許的油門范圍。另外或另選地,可以將諸如圖3的區(qū)域312這樣的界限用于該計算。
在該示例中,基于計算的油門限制和/或范圍來約束油門控制(例如,自動油門控制)(框606)。在一些示例中,基于計算的油門限制和/或油門范圍,經(jīng)由機電系統(tǒng)(例如,機電限制系統(tǒng))物理地限制和/或改變油門控制(例如,油門桿208)。在一些示例中,不改變油門控制的物理范圍,但基于計算的可允許油門閥限制和/或范圍,來改變在后限(例如,后限212)和/或前限(例如,前限214)處的油門限制。結果,油門由此被防止將飛行器置于非優(yōu)選狀態(tài)和/或低性能條件,而不管油門的物理位置。
在該示例中,該處理在油門控制已經(jīng)被約束之后結束(框608)。然而,在一些示例中,該處理在飛行期間連續(xù)重復。另外或另選地,基于飛行器處于限定模式(例如,自動油門啟用模式),啟動該處理并繼續(xù)。
轉至圖7,圖7的示例方法開始于框700,其中,諸如圖1的飛行器100這樣的飛行器在巡航期間處于自動駕駛模式(框700)。在該示例中,飛行器的自動油門系統(tǒng)被接合。與圖6的示例相反,代替基于飛行條件和/或傳感器數(shù)據(jù)限制油門限制和/或油門范圍,飛行輸入被比較和/或分析,以確定飛行輸入是否可準許超控自動油門系統(tǒng),和/或將自動油門控制置于保持模式。
在該示例中,確定飛行器的飛行條件(框702)。具體來說,來自以通信方式聯(lián)接至諸如飛行傳感器接口506的飛行傳感器接口的傳感器的傳感器數(shù)據(jù)被用于確定飛行條件。
接下來,接收飛行輸入(框704)。具體來說,來自飛行器的駕駛艙控制部的輸入命令通過諸如飛行接口508這樣的飛行接口而接收。例如,該輸入可以是直至一限定高度的飛行高度變化(flch)(例如,受控下降)。在一些示例中,飛行輸入可以是手動輸入,如手動油門變化(例如,油門減小等)。
在一些示例中,確定飛行器的自動油門控制的狀態(tài)(框706)。在這樣的示例中,可以查詢諸如飛行輸入接口508這樣的飛行輸入接口,以確定是否接合自動油門控制。然而,在該示例中,飛行器的自動油門控制被接合,并由此,獲知自動油門控制的狀態(tài)。
基于飛行條件計算油門限制(例如,后推力限制212)和/或油門范圍(例如,可允許的油門限制和/或范圍、推力解算器角等)(框708)。在該示例中,使用諸如飛行油門計算器504這樣的飛行油門計算器,以基于飛行條件(例如,校準的空速,高度、飛行模式、空氣條件、風況等)確定油門限制和/或油門范圍。為了計算將使飛行器維持在優(yōu)選飛行條件(例如,優(yōu)選飛行狀態(tài)、優(yōu)選飛行模式等)下的可允許油門角和/或油門范圍,例示示例的飛行油門計算器利用諸如圖4的算法400的算法。另外或另選地,飛行輸入也可以用于該計算中。
接下來,確定是否將自動油門置于保持模式(框710)。在該示例中,將飛行輸入與所計算的可允許油門限制和/或油門范圍進行比較。具體來說,如果飛行輸入(例如,手動油門變化、自動自動駕駛模式和/或程序的啟動等)將飛行器置于優(yōu)選模式之外(例如,低于vss速率,如vss速率306),則不允許將自動油門置于保持模式。例如,由圖3的油門控制圖300例示的比較和/或分析,可以用于確定是否允許自動油門狀態(tài)的改變(例如,斷開、脫離、保持、激活、或改變自動油門的模式)。
如果自動油門不被置于保持模式(框710),則該處理的控制返回至框702。然而,如果自動油門要被置于保持模式(框710),則該處理進行至框712,其中,自動油門被置于保持模式(框712),并且該處理結束(框714)。
轉至圖8,圖8的示例方法開始于框800,其中,飛行中的飛行器正在進行/趨向(例如,經(jīng)由插值)到非優(yōu)選和/或較低性能飛行條件(例如,機動和/或高度變化)(框800)。在該示例中,自動油門模式要隨著飛行器進行或已經(jīng)進入非優(yōu)選和/或較低性能狀況而自動改變。
在一些示例中,檢測飛行器的自動油門系統(tǒng)的狀態(tài)(框802)。例如,諸如飛行輸入接口508這樣的飛行輸入接口可以用于與飛行器的駕駛艙控制部進行通信,以例如確定自動油門系統(tǒng)是否被接合。
在一些示例中,自動油門基于接收到飛行輸入(例如,手動控制、啟動自動飛行程序等)而被置于保持模式和/或脫離(框804)。
在該示例中,基于飛行條件分析飛行輸入(框806)。例如,利用圖4的示例算法400將飛行輸入與所計算的飛行油門限制進行比較。另外或另選地,將飛行輸入與關于一限定優(yōu)選飛行條件的限定速度/推力界限(例如,區(qū)域312)進行比較。該比較可以用于確定飛行輸入是否將飛行器油門置于所限定的推力/速度界限或區(qū)域之外。
接下來,確定是否改變自動油門的模式(框808)。在該示例中,基于接收到的飛行輸入是否將飛行器油門置于所計算的油門限制以下,來自動改變自動油門模式。另外或另選地,盡管飛行器尚未處于非優(yōu)選條件,但自動油門模式將基于確定飛行器正趨向非優(yōu)選條件(例如,快速爬升和/或速率減小、遠離優(yōu)選飛行狀態(tài)的趨勢)而自動改變。如果不要改變自動油門模式(框808),則該處理的控制返回至框802。
然而,如果要改變自動油門模式(框808),則該處理的控制進行至框810,其中,改變自動油門模式(框810)。在一些示例中,通過超控自動油門系統(tǒng)的保持模式來改變(例如,自動改變)自動油門模式。
在改變自動油門模式之后(框810),接著確定飛行器是否處于優(yōu)選飛行條件下(框812)。例如,使用諸如飛行傳感器接口506這樣的傳感器接口,來確定飛行器是否處于優(yōu)選飛行條件內(例如,處于飛行控制圖300的界限內,和/或使用的算法400指示飛行器正在利用高于所計算的可允許油門限制/推力解算器角的油門水平)。另選的是,在一些示例中,如果飛行器的速度超過振桿器速度vss(例如,超過大于振桿器速度的1.1-1.5倍的倍數(shù)),則確定飛行器處于優(yōu)選飛行條件下。
如果飛行器未處于優(yōu)選飛行條件下(框812),則該處理的控制進行至框814,其中,維持自動油門模式,直到飛行器被置于優(yōu)選飛行條件下為止(框814)。在一些示例中,防止自動油門進入保持模式,直到飛行器已經(jīng)達到優(yōu)選飛行條件為止(例如,給定飛行器的高度和/或取向的飛行器優(yōu)選速度)。在飛行器已經(jīng)達到優(yōu)選飛行條件之后,該處理的控制返回至框802。
在一些示例中,如果飛行器處于優(yōu)選飛行條件(框812),則該處理的控制進行至框816,其中,確定是否啟用自動油門系統(tǒng)的手動超控(框816)。具體來說,例示示例的自動油門系統(tǒng)被置于這樣的模式,即,只要飛行器沒有趨向于偏離優(yōu)選飛行條件,就啟用自動油門系統(tǒng)的手動超控。換句話說,基于飛行器沒有趨向于偏離優(yōu)選飛行條件,啟用自動油門系統(tǒng)的保持模式。在該示例中,如果要啟用手動超控,則啟用手動超控(框817),并且該處理的控制進行至框802。
另選的是,如果飛行器正趨向于離開優(yōu)選飛行條件而仍在優(yōu)選飛行條件內,則不啟用自動油門系統(tǒng)的手動超控(框816),并且該處理的控制進行至框814。
圖9是能夠執(zhí)行圖6-圖8的示例方法以實現(xiàn)圖5的示例油門控制系統(tǒng)500的示例處理器平臺900的框圖。處理器平臺900例如可以是服務器、個人計算機、移動裝置(例如,蜂窩電話、智能電話、諸如ipadtm這樣的平板電腦)、個人數(shù)字助理(pda)、因特網(wǎng)設備、數(shù)字錄像機、機頂盒、或任何其它類型的計算設備。
所示示例的處理器平臺900包括處理器912。所示示例的處理器912是硬件。例如,處理器912可以通過來自任何希望系列或制造方的一個或更多個集成電路、邏輯電路、微處理器或控制器來實現(xiàn)。
所示示例的處理器912包括本地存儲器913(例如,高速緩沖存儲器)。在該示例中,處理器912還包括:飛行油門計算器504、飛行傳感器接口506、飛行輸入接口508以及飛行器油門系統(tǒng)510。所示示例的處理器912經(jīng)由總線918與包括易失性存儲器914和非易失性存儲器916的主存儲器通信。易失性存儲器914可以通過同步動態(tài)隨機存取存儲器(sdram)、動態(tài)隨機存取存儲器(dram)、rambus動態(tài)隨機存取存儲器(rdram)、和/或任何其它類型的隨機存取存儲器裝置來實現(xiàn)。非易失性存儲器916可以通過閃速存儲器和/或任何其它希望類型的存儲器裝置來實現(xiàn)。接入主存儲器914、916通過存儲器控制器來控制。
所示示例的處理器平臺900還包括接口電路920。該接口電路920可以通過任何類型的接口標準來實現(xiàn),如以太網(wǎng)接口、通用串行總線(usb),和/或pci擴展接口。
在所示示例中,一個或更多個輸入裝置922連接至接口電路920。該輸入裝置922準許用戶將數(shù)據(jù)和命令輸入到處理器912中。該輸入裝置例如可以通過音頻傳感器、麥克風、攝像機(靜態(tài)或視頻)、鍵盤、按鈕、鼠標器、觸摸屏、觸控板、軌跡球、isopoint和/或話音識別系統(tǒng)來實現(xiàn)。
一個或更多個輸出裝置924還連接至所示示例的接口電路920。該輸出裝置924例如可以通過顯示裝置(例如,發(fā)光二極管(led)、有機發(fā)光二極管(oled)、液晶顯示器、陰極射線管顯示器(crt)、觸摸屏、觸控輸出裝置、打印機和/或揚聲器)來實現(xiàn)。所示示例的接口電路920由此典型地包括圖形驅動器卡、圖形驅動器芯片或圖形驅動器處理器。
所示示例的接口電路920還包括諸如發(fā)送器、接收器、收發(fā)器、調制解調器和/或網(wǎng)絡接口卡這樣的通信裝置,以易于經(jīng)由網(wǎng)絡926(例如,以太網(wǎng)連接、數(shù)字用戶線路(dsl)、電話線、同軸線纜、蜂窩電話系統(tǒng)等)與外部機器(例如,任何種類的計算裝置)交換數(shù)據(jù)。
所示示例的處理器平臺900還包括:用于存儲軟件和/或數(shù)據(jù)的一個或更多個海量存儲裝置928。這種海量存儲裝置928的示例包括:軟盤驅動器、硬盤驅動器、光盤驅動器、藍光盤驅動器、raid系統(tǒng)、以及數(shù)字萬用盤(dvd)驅動器。
圖6-圖8的編碼指令932可以存儲在海量存儲裝置928中、易失性存儲器914中、非易失性存儲器916中、和/或諸如cd或dvd這樣的可去除有形計算機可讀存儲介質上。
根據(jù)前述,應當理解,上述公開的方法、裝置以及制造品使能自動控制油門系統(tǒng),以將飛行器自動維持在優(yōu)選狀態(tài)和/或增強飛行器的性能。在此公開的示例允許自動油門范圍控制和/或系統(tǒng)防止油門移動超過計算的優(yōu)選油門范圍。在此公開的示例還允許系統(tǒng)基于飛行條件和/或飛行輸入來防止自動油門系統(tǒng)進入保持/超控模式。在此公開的示例允許自動油門系統(tǒng)自動改變模式,以防止飛行器移動到非優(yōu)選狀態(tài)。
盡管在此公開了具體示例方法、裝置以及制造品,但本專利的覆蓋范圍不限于此。與此相反,本專利覆蓋完全落入本專利的權利要求書的范圍內的所有方法、裝置,及制造品。雖然在此公開的示例涉及飛行器,但是所公開的示例可以應用于任何車輛、航天器、潛水器等。