現代飛機具有空調系統，所述空調系統從飛機發動機取得熱空氣以在飛機內使用，包括在飛機座艙內使用。座艙溫度控制系統可以用于控制座艙內的溫度。目前，航空公司和維修人員等到座艙溫度控制系統內出現故障或問題時，然后才試圖找出原因并且在定期維護或更可能在非定期維護時進行修理。故障事件還基于飛行員的判斷進行手動記錄。

技術實現要素：

在一個實施例中，本發明涉及一種診斷座艙溫度控制系統中故障的方法，包括傳送來自溫度傳感器的多個溫度傳感器讀數，所述溫度傳感器可操作地耦合到空調系統，比較所傳送的多個溫度傳感器讀數與相關參考值，由控制器基于所述比較來診斷座艙溫度控制系統中的故障，以及提供診斷故障的指示。

附圖說明

在附圖中：

圖1是其中可實施本發明實施例的飛機和地面系統的透視圖；

圖2是部分示例性空調系統的示意圖；

圖3是部分示例性空調系統的示意圖；以及

圖4是示出了相據本發明實施例的診斷飛機中座艙溫度控制系統故障的方法的流程圖。

具體實施方式

圖1示出了飛機8，其可以包括空調系統10，為了清楚起見僅已示出了所述空調系統10的一部分，并且可以執行本發明的實施例。如圖所示，飛機8可以包括耦合到機身14的多個引擎12，設置在機身14中的駕駛艙16，以及從機身14向外延伸的機翼組件18。雖然已經示出了商用飛機，可以預期的是，本發明的實施例可以被用于任何類型的飛機，例如，但不限于，固定翼飛機、旋轉翼飛機、火箭、私人飛機、和軍用飛機。此外，雖然已經示出了在每個機翼組件18上有兩個引擎12，可以理解的是，包括單個引擎12的任何數量的引擎12可以包含在內。

空調系統10可以形成飛機8的環境控制系統的一部分，并且可以包括各種子系統。例如，其中，排放空氣系統20、一個或多個空調組件22、以及空氣分配或座艙溫度控制系統24(圖3)可以包括在空調系統10中。排放空氣系統20可以連接到每個引擎12，并且空氣可以在燃燒室上游由每個引擎12的壓縮機級排放出而被供應給空調系統10。各個排放空氣口可以連接到引擎12的各個部分以提供高度壓縮的空去給排放空氣系統20。根據壓縮機級和引擎12的RPM，這個排放空氣的溫度和壓力變化很大。下面將參照圖2和3，對空調系統組件22和座艙溫度控制系統24進行更詳細地描述。

多個附加飛機系統30還可以包括在飛機8中，所述附加飛機系統30使飛機8能夠適當的操作。與空調系統10相關的多個傳感器32、其子系統，以及附加飛機系統30還可以包含在飛機8中?？梢岳斫馐?，可以包括任何數量的傳感器32，以及可以包括任何適當類型的傳感器32。傳感器32可以傳送各種輸出信號和信息。

控制器34和具有無線通信鏈路35的通信系統還可以包括在飛機8中?？刂破?4可以可操作地耦合到空調系統10、多個飛機系統30、以及傳感器32。控制器34還可以與飛機8的其他控制器相連接?？刂破?4可以包括存儲器36，所述存儲器36可以包括隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、快閃存儲器、或者一個或多個不同類型的便攜式電子存儲器(例如，光盤、DVD、CD-ROM等)、或者這些類型存儲器的任何適當組合。控制器34可以包括一個或多個處理器38，其可以運行任何適當程序?？刂破?4可以是FMS的一部分或者可以可操作地耦合到FMS。

信息的計算機檢索數據庫可以被存儲在存儲器36中并且可由處理器38進行訪問。處理器38可以運行一組可執行指令以顯示數據庫或訪問數據庫?；蛘?，控制器34可以可操作地耦合到信息的數據庫。例如，這樣的數據庫可以被存儲在其他計算機或控制器上?？梢岳斫獾氖?，所述數據庫可以是任何適當的數據庫，包括具有多個數據集的單個數據庫、連接在一起的多個離散數據庫，或者甚至簡單的數據表。可以預期的是，所述數據庫可以包括多個數據庫或者所述數據庫實際上可以是多個單獨的數據庫。所述數據庫可以存儲數據，所述數據可以包括與飛機編隊相關的飛機8的歷史空調系統數據。所述數據庫還可以包括參考值以及與確定這些參考值相關的數據，所述參考值包括閾值、歷史值、或聚合值。

備選地，可以預期的是，所述數據庫34可以獨立于控制器34，但是可以與控制器34通信，使得其可以由控制器34進行訪問。例如，可以預期的是，數據庫可以被包含在便攜式存儲設備上，并且在這種情況下，飛機8可以包括用于接收便攜式存儲設備的端口，并且這樣的端口將與控制器34進行電子通信，使得控制器34或許可以讀取便攜式存儲設備的內容。還可以預期的是，數據庫可以通過無線通信鏈路35進行更新，同時以這種方式，實時信息可以被包括在數據庫中，并且可以由控制器34進行訪問。

此外，可以預期的是，這樣的數據庫可以位于飛機8之外的位置，例如在航空公司運營中心、飛行運營部門控制、或其他位置?？刂破?4可以可操作地耦合到無線網絡，通過所述無線網絡，數據庫信息可以被提供給控制器34。

雖然已經示出了商用飛機，但是可以預期的是，本發明的實施例部分可以被實現在任何地方，包括在地面系統62的計算機或控制器60中。此外，如上所述，數據庫(多個)還可以位于目標服務器或控制器60中，其可以位于并且包括指定的地面系統62?；蛘撸瑪祿炜梢晕挥谄渌孛嫖恢?。地面系統62可以通過無線通信鏈路64與包括控制器34和遠離控制器60的數據庫的其他裝置進行通信。地面系統62可以是任何類型通信地面系統62，例如航空公司控制或飛行運營部門。

圖2示出了冷空氣單元的示例性示意圖，也被稱為空調組件22，具有主熱交換器70、初級熱交換器72、壓縮機73、流量控制閥74、渦輪機75、防冰閥76、沖壓空氣入口擋板致動器77、以及控制器78，其可以位于飛機8的駕駛艙16內并且可以可操作地耦合到控制器34。此外，已經示出了在空調組件22內包括多個傳感器32。傳感器32可以輸出各種數據，所述數據包括與空調組件22的溫度、空調組件22的壓力、或閥位置相關的數據。例如，一些傳感器32可以輸出各種參數，包括指示閥設置和/或位置的二進制標志，例如包括閥的狀態(例如，完全打開、打開、在過渡、關閉、完全關閉)。

應當理解的是，任何適當的部件可以包括在空調組件22中，使得其可以作為冷卻裝置。通過流量控制閥74來調節流到空調組件22的排放空氣量。排放空氣進入初級熱交換器72，在這里由沖壓空氣、膨脹或其組合進行冷卻。然后冷空氣進入壓縮機73，在這里進行再次加壓，其把空氣再加熱。通過主熱交換器70的通道使空氣冷卻同時保持高壓。然后空氣通過渦輪機75，所述渦輪機75使空氣膨脹以進一步減少熱量。

圖3示出了座艙溫度控制系統24的示例性框圖，具有混合器單元80、再循環風扇82、歧管84和噴嘴86，以及控制機構90，所述噴嘴86將空氣分發到飛機8的座艙89內的區域88。如圖所示，從空調組件22排出的空氣可以在混合器單元80中與從再循環風扇82過濾的空氣混合，并且被送入歧管84。從歧管84出來的空氣可以被引導通過管道到達飛機8的各個區域88中的架空配置噴嘴86。控制機構90可以控制每個區域88以及座艙溫度控制系統24的各種其他方面中的溫度。應當理解的是，控制機構可以可操作地耦合到控制器34。可以包括多個傳感器32，并且所述傳感器32可以輸出與座艙溫度控制系統24的各種方面相關的信號，包括區域88內的溫度、座艙溫度控制系統24內的壓力、座艙溫度控制系統24的物理部分的溫度(包括管道溫度)、調節空氣閥的位置、a/k/a熱空氣閥、與冰袋出口空氣混合之前，等。

應當理解的是，控制器34和控制器60僅表示兩個示例性實施例，其可以被配置為實現本發明的實施例或部分實施例。在操作期間中，無論控制器34和/或控制器60都可以診斷出座艙溫度控制系統24具有故障。通過非限制性示例的方式，一個或多個傳感器32可以傳送與座艙溫度控制系統24的各種特征相關的數據?？刂破?4和/或控制器60可以利用來自控制機構、傳感器32、飛機系統30的輸入、數據庫(多個)和/或來自航空公司控制或飛行運營部門的信息來診斷出座艙溫度控制系統24具有故障。在其他方面，控制器34和/或控制器60可以隨著時間分析數據以確定在機艙溫度控制系統24操作中的漂移、趨勢、步驟或尖峰?？刂破?4和/或控制器60還可以分析傳感器數據，并且在此基礎上診斷座艙溫度控制系統24中的故障。一旦已經診斷出座艙溫度控制系統24具有故障，指示可以被提供在飛機8上和/或在地面系統62?？梢灶A期的是，座艙溫度控制系統24具有故障的診斷可以在飛行期間完成，可以在飛行后完成，可以在任何數量的航班后完成。無線通信鏈路35和無線通信鏈路64都可以被用于傳送數據，使得故障可以由控制器34和/或控制器60來診斷。

控制器34和控制器60中的一個可以包括所有或部分計算機程序，所述計算機程序具有用于診斷飛機8中座艙溫度控制系統故障的可執行指令集。這種診斷的故障可以包括部件的不當操作以及座艙溫度控制系統24的部件故障。如本文所使用的術語診斷是指在故障已經發生后的確定，與預測形成對比，預測是指在故障發生之前使故障已知的前瞻性確定。隨著診斷控制器34和/或控制器60可以診斷出故障。不管控制器34和/或控制器60是否運行診斷故障的程序，所述程序可以包括計算機程序產品，其可以包括用于攜帶或具有存儲在其上的機器可執行指令或數據結構的機器可讀介質。

應當理解的是，可以實現本發明實施例的環境細節被闡述以提供本文所述技術的透徹理解。然而，對本領域技術人員來說顯而易見的是，示例性實施例可以在沒有這些特定細節的情況下實現。示例性實施例參照附圖進行描述。這些附圖示出了具體實施例的某些細節，其實現本文所述的模塊、方法、或計算機程序產品。然而，附圖不應被解釋為強加可以出現在附圖中的任何限制。方法和計算機程序產品可以被提供在用于實現其操作的任何機器可讀介質上。實施例可以使用現有計算機處理器、或者通過用于這種或其他目的內裝的專用計算機處理器、或者通過硬連線系統來實現。此外，多個計算機或處理器可以被利用，包括控制器34和/或控制器60可以由多個控制器來形成。應當理解的是，診斷故障的控制器可以是任何適當的控制器，包括所述控制器可以包括互相通信的多個控制器。

如上所述，本文所述的實施例可以包括計算機程序產品，其包括用于攜帶或具有存儲在其上的機器可執行指令或數據結構的機器可讀介質，這種機器可讀介質可以是任何可用介質，其可以由通用或專用計算機或具有處理器的其他機器來進行訪問。以舉例的方式，這種機器可讀介質可以包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲，磁盤存儲或其它磁存儲設備，或可用于攜帶或存儲機器可執行指令或數據結構形式的所需程序代碼并且可由通用或專用計算機或具有處理器的其他機器來進行訪問的任何其它介質。當信息通過網絡或其他通信連接(硬連線、無線、或者硬連線或無線的組合)被傳送或提供到機器時，所述機器適當地將所述連接視為機器可讀介質。因此，任何這樣的連接被適當地稱為機器可讀介質。上述組合還被包括在機器可讀介質的范圍內。機器可執行指令包括，例如，指令和數據，其使得通用計算機、專用計算機或專用處理機器來執行特定的功能或一組功能。

實施例將在方法步驟的通用上下文中進行描述，所述方法步驟可以在一個實施例中通過包括機器可執行指令(例如，程序代碼)的程序產品以由網絡環境中的機器執行的程序模塊的形式來實現。一般情況下，程序代碼包括例程、程序、對象、部件、數據結構等，其具有實現特定任務或實現特定抽象數據類型的技術效果。機器可執行指令、相關數據結構、以及程序模塊表示用于執行本文所述方法步驟的程序代碼的示例。這種可執行指令或相關聯數據結構的特定序列表示用于實現在這些步驟中所描述功能的相應示例。

實施例將在使用邏輯連接到一個或多個具有處理器的遠程計算機的網絡環境中實現。邏輯連接可以包括局域網(LAN)和廣域網(WAN)，其在這里以舉例的方式提出而不是限制。這種網絡環境在辦公室范圍或企業范圍的計算機網絡、內聯網和互聯網中是常見的，并且可以使用多種不同的通信協議。本領域技術人員可以理解的是，這種網絡計算環境將通常包含很多類型的計算機系統配置，包括個人計算機、手持設備、多處理器系統、基于微處理器或可編程的消費電子產品、網絡PC、小型計算機、大型計算機等。

實施例還可以在分布式計算環境中實現，其中任務由通過通信網絡連接(硬連線鏈路、無線鏈路、或者硬連線或無線鏈路的組合)的本地和遠程處理設備來執行。在分布式計算環境中，程序模塊可以位于本地和遠程存儲器存儲設備中。

根據本發明的實施例，圖4示出了方法100，其可以用于診斷座艙溫度控制系統24中的故障；這樣的診斷故障可以包括診斷失效。方法100通過從一個或多個傳感器32傳送與包括座艙溫度控制系統24的空調系統10有關的數據開始于102。更具體地，多個溫度傳感器讀數可以從耦合到空調系統10的溫度傳感器32發出。這個可以包括從傳感器32順序地和/或同時地傳送數據。所傳送的數據可以由任何適當設備(包括數據庫或者控制器34和/或控制器60)來接收。

可以預期的是，傳感器輸出可以包括原始數據，從所述原始數據可以衍生或以其他方式提取出各種其他信息以限定傳感器輸出。應當理解的是，不管傳感器輸出是否被直接接收或源自接收的輸出，所述輸出可以被認為是傳感器輸出。例如，傳感器輸出可以隨著時間聚合以限定聚合的傳感器數據。聚合隨著時間接收到的傳感器輸出可以包括聚合在多個飛行階段和/或在多個航班接收的傳感器輸出。這種聚合的傳感器數據可以在維護事件后被重置。例如，故障可以基于導出數據(例如，中位數、最小值、最大值、標準偏差、高于或低于閾值的計數、狀態的改變、相關性等)，其可以在飛機的每個飛行階段或多個飛行階段進行計算。例如，可以預期的是，多個溫度傳感器讀數可以在飛行階段內隨著時間傳送。例如，多個溫度傳感器讀數可以在飛行前、巡航、或飛行后期間傳送。在這種情況下，在飛行階段內傳送的多個溫度降感器讀數的中位數、最大值、最小值、標準偏差可以從多個溫度傳感器讀數來確定。還可以預期的是，多個溫度傳感器讀數可以在多個飛行階段內傳送。在這種情況下，可以為多個飛行階段中的每一個或在多個飛行階段內確定多個溫度傳感器讀數的中位數、最大值、最小值、標準偏差。

在104，所傳送的多個溫度傳感器讀數可以同與多個溫度傳感器讀數有關的參考值進行比較。所述參考值可以是與傳感器輸出有關的任何適當參考值，包括預定閾值、歷史參考值等。此外，參考值可以包括在飛行期間已經確定的值，例如多個溫度傳感器讀數中的一個。以這種方式，應當理解的是，所傳送讀數(多個)的參考值可以在操作期間限定。例如，參考值可以是由飛機的可替代部分確定的溫度。備選地，參考值可以被存儲在如上所述的數據庫(多個)中的一個。

以這種方式，溫度傳感器讀數可以與參考值進行比較，并且可以進行任何適當的比較。例如，所述比較可以包括確定傳感器輸出和參考值之間的差。通過非限制性示例的方式，所述比較可以包括將最近的信號輸出與歷史值進行比較。所述比較可以包括確定在給定閾值上最大溫度的量度。或者所述比較可以包括確定在同一架飛機8上引擎之間的壓力差。比較可以在每個飛行基礎上進行，或者數據可以在一系列航班上的每個單獨引擎來處理。還可以預期的是，由于指示風扇速度上溫度變化的依賴關系，比較可以被限定在各種指示風扇速度范圍內。比較可以進一步測量兩個參數之間的相關性變化，包括相關性超過給定閾值。

在106，座艙溫度控制系統24中的故障可以基于在104的比較進行診斷。例如，當比較指示傳感器滿足預定閾值時，座艙溫度控制系統24中的故障可以被診斷。本文所使用的術語“滿足”閾值是指變化比較滿足預定閾值，例如等于、小于、或大于閾值。應當理解的是，這種確定可以容易地被改變以通過正/負比較或真/假比較來滿足。例如，當數據是數值反轉時，小于閾值的值可以通過施加比測試更大的數據來滿足。

座艙溫度控制系統24中任何數量的故障可以被確定。通過非限制性示例的方式，可以診斷座艙空氣溫度傳感器具有故障。例如，檢測和診斷座艙空氣溫度傳感器32具有故障可以依賴于由特定傳感器32生成的特征，以非限制性示例的方式包括巡航期間的中位數、最大值、最小值和標準偏差。為包括飛行前、巡航和飛行后的不同飛行階段計算的特征可以一起使用以確定所記錄值中的明顯誤差是真實的而不是瞬時的異常。不同階段的計算特征允許在穩定一致的范圍內進行比較。這個減少了比較的多變性，并且使比較中的診斷故障更可靠和易于檢測。此外，對于不同的階段運轉狀態可能是不同的，并且當在不同階段上或之間進行比較時有助于診斷。例如，在地面上空調試圖冷卻座艙，特別是在炎熱的氣候，而在巡航高度時空調試圖加熱座艙。這些不同的運行狀態意味著系統在不同的階段操作方式不同，并且將導致不同的故障診斷。應當理解的是，任何數量的故障可以基于任何數量的比較進行診斷。這些比較還可以用于提供與故障嚴重程度有關的信息。

通過進一步示例的方式，可以預期的是，在102傳送的多個溫度傳感器讀數可以包括區域88內至少一個空氣溫度以及供給區域88的管道溫度。在這種情況下，通過非限制性示例的方式，當多個比較指示所傳送的空氣溫度測量超出界限而所傳送的管道溫度在規定的界限內時，在106診斷故障可以包括診斷用于區域88的空氣溫度傳感器32的故障。備選地，在102傳送的多個溫度傳感器讀數可以包括來自多個區域88的空氣溫度讀數。在這種情況下，當比較指示在區域88之一中所傳送的空氣溫度測量超出界限時，在106的診斷故障可以包括診斷溫度傳感器32的一個的故障。可進一步預期的是，對于要診斷的溫度傳感器32的故障，在104的比較還必須指示在相鄰區域88中的空氣溫度測量在界限內。因此，應當理解的是，診斷空氣溫度傳感器32具有故障還可以基于相鄰區域的其他相關測量、供給該區域的管道溫度的溫度、該區域的設定溫度等來確定。備選地，診斷傳感器故障可以僅基于傳感器的運行狀態，與參考值進行比較，例如其他傳感器。傳感器的不切實際變化或絕對值足以指示傳感器中的故障。對于座艙溫度傳感器，在正操操作過程中座艙內的溫度小于0℃或高于50℃是不切實際的并且將指示故障。

在實施中，用于傳感器輸出和比較的參考值可以被轉換成診斷座艙溫度控制系統24中的故障的算法。這種算法可以被轉換成包括一組可執行指令的計算機程序，其可以由控制器34和/或控制器60來執行。由機載系統記錄的各種其他參數(例如高度、閥設置等)還可以被這種計算機程序利用以診斷座艙溫度控制系統24中的故障?；蛘?，計算機程序可以包括模型，其可以用于診斷空調系統10的座艙溫度控制系統24中的故障。模型可以包括使用推理網絡、流程圖、或決策樹。模型可以在軟件中作為算法來實現，例如一個或多個數學算法。診斷可以基于對與先前故障相比的數據中系統和模式的理解。模型可以確保所有可用信息被使用，并且可以不考慮誤報。管道中的故障(特別是管道附接)可以通過與管道和/或座艙隔室溫度和組件輸出溫度的比較來進行診斷。管道中的泄露和/或斷開附接降導致管道溫度居高不下，而組件試圖通過進一步降低組件輸出溫度來冷卻管道。

在108，控制器34和/或控制器60可以提供在106診斷的座艙溫度控制系統24中的故障的指示。所述指示可以在任何適當位置以任何適當的方式提供，包括在駕駛艙16中或在地面系統62。例如，所述指示可以被提供在飛機8的駕駛艙16中的主飛行顯示器(PFD)上。如果控制器34運行程序，那么適當指示可以被提供在飛機8上和/或可以被上傳到地面系統62?；蛘?，如果控制器60運行程序，那么指示可以被上傳或以其他方式轉送到飛機8?；蛘?，所述指示可以被轉送，使得其可以被提供在另一個位置，例如航空公司控制或飛行運營部門。

應當理解的是，診斷座艙溫度控制系統24中故障的方法是靈活的，所示的方法僅是為了說明的目的。例如，所示的步驟順序僅是為了說明的目的，并且不是為了以任何方式來限制方法100，如應當理解的是，在不偏離本發明實施例的情況下，步驟可以以不同的邏輯順序進行或者可以包括附加或中間步驟。更進一步地，將所傳送的數據與參考值進行比較可以包括確定空調系統10中相關溫度之間的差，并且然后將所述差與參考差值進行比較。例如，相鄰和/或相關溫度之間的增量可以用于突出反常溫度測量。增量允許座艙隔室溫度的正?；驗?，假定，橫跨不同隔室的實際座艙溫度在任何一個時間將不會發生顯著變化。這將成少在正常操作中座艙隔室溫度中觀察到的可變性影響，例如，在某些階段觀察到的可變性，例如飛行前，由于季節的變化。一個隔室溫度與另一個的任何顯著變化可以診斷傳感器/系統中的故障。

上述實施例的有益效果包括由飛機收集的數據可以用于診斷座艙溫度控制系統故障。這減少了維護時間和由于座艙溫度控制系統的故障和問題的運營影響。特別是有可能減少診斷問題所需的時間，以及問題可以得到準確地診斷。這允許通過減少維護成本、重新安排成本以及最大程度減少運營影響的成本節約，包括最大程度減少飛機著陸的時間。

本說明書使用實例來公開本發明，包括最佳模式，并且還使本領域技術人員能夠實現本發明，包括制造和使用任何設備和系統，以及執行任何結合的方法。本發明的專利范圍由權利要求來限定，并且可以包括本領域技術人員容桂想到的其他示例。如果他們具有與權利要求的字面語言并無不同的結構元件，或者如果他們包括與權利要求的字面語言無實質區別的等價結構元件，這些其他示例旨在處于權利要求的范圍內。