JP2009196475A - 操縦システム、操縦桿リンク切り離し方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1センサ21A、22Aは、第1操縦桿に10A対して外部から加わる力を検出する。フライトコントロールコンピュータ30は、第1センサで検出された力の大きさに基づいて、第1センサで検出された力と第2センサ101、102で検出された力とに基づいて第1操縦桿において固着が発生したかどうかを判定する固着判定部31を備える。固着判定部は、第1操縦桿において固着が発生したと判定すると切り離しコマンドCkを切り離しユニット100に出力する。リンク機構120A、120Bは、第1操縦桿と、第2操縦桿10Bとを機械的に連結し、第1操縦桿からの力を第2操縦桿へ伝達する。切り離しユニットは、切り離しコマンドに応じて、第1操縦桿と第2操縦桿との連結を切り離すようにリンク機構を切断する。
【選択図】図3
Description
上述のような操縦桿は、可動部において固着(スタック)することが想定される。固着が発生すると、操縦が不可能となり、機体喪失に至る可能性がある。
本実施の形態では、フライバイワイヤを利用した航空機に設けられた操縦システムを一例に説明する。フライバイワイヤとは、パイロットの操作を電気的な信号に変え、電気−油圧サーボ・アクチュエータに入力して電気的に操舵する方法である。図1は本発明に係る航空機の構成を示す図である。図1を参照して、フライバイワイヤを利用した航空機の制御動作の詳細を説明する。操縦桿10に対する操舵入力Fsは、操舵センサ20によって電気信号(操舵コマンドCpr)に変換されてフライトコントロールコンピュータ30に入力される。又、機体60の加速度等の機体運動や気圧高度等の大気緒元等がセンサ70で検出され、機体運動データやエアデータとしてフライトコントロールコンピュータ30に入力される。フライトコントロールコンピュータ30は操舵コマンドCprや機体運動データ及びエアデータに基づいてアクチュエータコマンドCaを出力する。アクチュエータ40は、アクチュエータコマンドCaに基づいて舵面50を制御し、機体60の運動を制御する。このように、フライバイワイヤを利用した航空機では、フライトコントロールコンピュータ30を利用して、機体の運動が制御される。
図8及び図9を参照して、本発明による操縦システムの第2の実施の形態を説明する。第2の実施の形態における操縦システムは、第1の実施の形態における操縦システムに、オートパイロット機能が付加された構成である。以下では、第1の実施の形態と異なる構成及び動作のみを説明し、第1の実施の形態と同様な構成及び動作の説明は省略する。
図10及び図11を参照して、本発明による操縦システムの第3の実施の形態を説明する。第3の実施の形態における操縦システムは、第1の実施の形態における操縦システムに、人工感覚機能が付加された構成である。以下では、第1の実施の形態と異なる構成及び動作のみを説明し、第1の実施の形態と同様な構成及び動作の説明は省略する。
図12、図13A及び図13Bを参照して、本発明による操縦システムの第4の実施の形態を説明する。第4の実施の形態における操縦システムは、第1の実施の形態における操縦システムに、固着確認機能が付加された構成である。以下では、第1の実施の形態と異なる構成及び動作のみを説明し、第1の実施の形態と同様な構成及び動作の説明は省略する。
図14及び図15を参照して、本発明による操縦システムの第5の実施の形態を説明する。第5の実施の形態における操縦システムは、第1の実施の形態における操縦システムに、判定指示機能が付加された構成である。以下では、第1の実施の形態と異なる構成及び動作のみを説明し、第1の実施の形態と同様な構成及び動作の説明は省略する。
11、11A、11B:ホイール
12、12A、12B:コラム
20、20A、20B:操舵センサ
21A、21B、101:ロールセンサ
22A、22B、102:ピッチセンサ
30:フライトコントロールコンピュータ
31:固着判定部
32:制御則演算部
33:出力装置
34:オートパイロットユニット
35:人工感覚ユニット
40:アクチュエータ
50:舵面
60:機体
70:センサ
100:切り離しユニット
103:切り離し機構
120A、120B:リンク機構
130:表示器
140:オートパイロットアクチュエータ
150:人工感覚装置
160:確認スイッチ
Frc、Frm、Frk:ロール入力信号
Fpc、Fpm、Fpk:ピッチ入力信号
Cs、Cprc、Cprm:操舵コマンド
Ck:切り離しコマンド
Ca:アクチュエータコマンド(サーボ信号)
Caa:オートパイロットアクチュエータ制御信号
Caf:人工感覚装置制御信号
Cc:確認コマンド
J1、J2、J3:判定結果
OUT:表示信号
Claims (20)
- 第1操縦桿に対して外部から加わる力を検出する第1センサと、
前記第1操縦桿と、前記第1操縦桿と異なる第2操縦桿とを機械的に連結し、前記第1操縦桿からの力を前記第2操縦桿へ伝達するリンク機構と、
前記第1操縦桿から前記リンク機構に伝達される力を検出する第2センサと、
前記第1センサで検出された力と前記第2センサで検出された力とに基づいて前記第1操縦桿において固着が発生したかどうかを判定する固着判定部を備えるフライトコントロールコンピュータと、
切り離しコマンドに応じて、前記第1操縦桿と前記第2操縦桿との連結を切り離すように前記リンク機構を切断する切り離しユニットと、
を具備し、
前記固着判定部は、前記第1操縦桿において固着が発生したと判定すると前記切り離しコマンドを前記切り離しユニットに出力する
操縦システム。 - 請求項1に記載の操縦システムにおいて、
前記固着判定部は、前記第1センサで検出された力と前記第2センサで検出された力の差が基準値以上である場合、前記第1操縦桿において固着が発生したと判定する
操縦システム。 - 請求項1又は2に記載の操縦システムにおいて、
前記固着判定部は、前記第1センサで検出された力と前記第2センサで検出された力の差が前記基準値以上である回数が、所定の回数を超える場合、前記第1操縦桿において固着が発生したと判定する
操縦システム。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の操縦システムにおいて、
前記第1センサは、前記第1操縦桿に対するロール方向の力を検出する第1ロールセンサと、前記第1操縦桿に対するピッチ方向の力を検出する第1ピッチセンサとを備え、
前記第2センサは、前記リンク機構に伝達される前記第1操縦桿に対するロール方向の力を検出する第2ロールセンサと、前記リンク機構に伝達される前記第1操縦桿に対するピッチ方向の力を検出する第2ピッチセンサとを備え、
前記固着判定部は、前記第1ロールセンサで検出された力と前記第2ロールセンサで検出された力との差が第1基準値以上である場合、又は前記第1ピッチセンサで検出された力と前記第2ピッチセンサで検出された力との差が第2基準値以上である場合、前記第1操縦桿において固着が発生したと判定する
操縦システム。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の操縦システムにおいて、
前記第1操縦桿と前記第2操縦桿の少なくとも一方に対し、反力を付与する人工感覚装置を更に具備し、
前記固着判定部は、前記第1センサで検出された力と前記第2センサで検出された力の差から前記反力を減じた値が前記基準値以上である場合、前記第1操縦桿において固着が発生したと判定する
操縦システム。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の操縦システムにおいて、
オートパイロットモードの際、前記固着判定部は、固着の判定処理を停止する
操縦システム。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の操縦システムにおいて、
前記固着判定部における固着判定結果を、パイロットが確認できる状態で出力する出力装置を更に具備する操縦システム。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の操縦システムにおいて、
操縦者による操作に応じて判定信号を出力する判定スイッチを更に具備し、
前記固着判定部は、前記判定信号に基づいて前記固着の判定を行う
操縦システム。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の操縦システムにおいて、
前記第1操縦桿の変位を検出する変位センサを更に具備し、
前記フライトコントロールコンピュータは、前記変位センサで検出された変位に応じて舵面を制御し、
前記固着判定部は、前記第1操縦桿において前記固着が発生したと判定すると、前記変位センサで検出された変位に応じた舵面の制御を禁止する
操縦システム。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載の操縦システムにおいて、
操縦者による操作に応じて確認信号を出力する確認スイッチを更に具備し、
前記フライトコントロールコンピュータは、前記確認信号に基づいて前記切り離しコマンドを出力する
操縦システム。 - 第1操縦桿と、前記第1操縦桿と異なる第2操縦桿とを機械的に連結し、前記第1操縦桿からの力を前記第2操縦桿へ伝達するリンク機構を切り離す方法において、
第1センサが、前記第1操縦桿に対して外部から加わる力を検出するステップと、
第2センサが、前記第1操縦桿から前記リンク機構に伝達される力を検出するステップと、
前記第1センサで検出された力と前記第2センサで検出された力とに基づいて前記第1操縦桿において固着が発生したかどうかを判定するステップと、
前記固着の判定ステップにおいて、第1操縦桿において前記固着が発生したと判定すると切り離しコマンドを出力するステップと、
前記切り離しコマンドに応じて、前記第1操縦桿と前記第2操縦桿との連結を切り離すように前記リンク機構を切断するステップと、
を具備する操縦桿リンク切り離し方法。 - 請求項11に記載の操縦桿リンク切り離し方法において、
前記固着の判定ステップは、
前記第1センサで検出された力と前記第2センサで検出された力の差を算出するステップと、
前記力の差が基準値以上である場合、前記第1操縦桿において固着が発生したと判定するステップと、
を備える操縦桿リンク切り離し方法。 - 請求項11又は12に記載の操縦桿リンク切り離し方法において、
前記固着の判定ステップは、
前記第1センサで検出された力と前記第2センサで検出された力の差を算出するステップと、
前記力の差が前記基準値以上である回数を計数するステップと、
前記回数が、所定の回数を超える場合、前記第1操縦桿において固着が発生したと判定するステップと、
を備える操縦桿リンク切り離し方法。 - 請求項11から13のいずれか1項に記載の操縦桿リンク切り離し方法において、
前記第1センサが、第1操縦桿に対して外部から加わる力を検出するステップは、
第1ロールセンサが、前記第1操縦桿に対するロール方向の力を検出するステップと、
第1ピッチセンサが、前記第1操縦桿に対するピッチ方向の力を検出するステップと、
を備え、
前記第2センサが、前記第1操縦桿から前記リンク機構に伝達される力を検出するステップは、
第2ロールセンサが、前記リンク機構に伝達される前記第1操縦桿に対するロール方向の力を検出するステップと、
第2ピッチセンサが、前記リンク機構に伝達される前記第1操縦桿に対するピッチ方向の力を検出するステップと、
を備え
前記固着の判定ステップは、
前記第1ロールセンサで検出された力と前記第2ロールセンサで検出された力との差が第1基準値以上である場合、又は前記第1ピッチセンサで検出された力と前記第2ピッチセンサで検出された力との差が第2基準値以上である場合、前記第1操縦桿において固着が発生したと判定するステップを備える
操縦桿リンク切り離し方法。 - 請求項11から14のいずれか1項に記載の操縦桿リンク切り離し方法において、
前記第1操縦桿と前記第2操縦桿の少なくとも一方に対し、反力を付与するステップを更に具備し、
前記固着の判定ステップは、
前記第1センサで検出された力と前記第2センサで検出された力の差から前記反力を減じた値を算出するステップと、
前記力の差から前記反力を減じた値が前記基準値以上である場合、前記第1操縦桿において固着が発生したと判定するステップと、
を備える操縦桿リンク切り離し方法。 - 請求項11から15のいずれか1項に記載の操縦桿リンク切り離し方法において、
オートパイロットモードの際、前記固着判定部が、固着の判定処理を停止するステップを更に具備する
操縦桿リンク切り離し方法。 - 請求項11から16のいずれか1項に記載の操縦桿リンク切り離し方法において、
前記固着の判定ステップにおける固着判定結果を、パイロットが確認できる状態で出力するステップを更に具備する操縦桿リンク切り離し方法。 - 請求項11から17のいずれか1項に記載の操縦桿リンク切り離し方法において、
操縦者による操作に応じて判定信号を出力するステップを更に具備し、
前記固着の判定ステップは、前記判定信号に基づいて前記固着の判定を開始するステップを備える
操縦桿リンク切り離し方法。 - 請求項11から18のいずれか1項に記載の操縦桿リンク切り離し方法において、
前記第1操縦桿の変位を検出するステップと、
前記検出された変位に応じて舵面を制御するステップと、
を更に具備し、
前記固着の判定ステップは、前記第1操縦桿において前記固着が発生したと判定すると、前記検出された変位に応じた舵面の制御を禁止する
操縦桿リンク切り離し方法。 - 請求項11から19のいずれか1項に記載の操縦桿リンク切り離し方法において、
操縦者による操作に応じて確認信号を出力するステップを更に具備し、
前記切り離しコマンドを出力するステップは、前記確認信号に基づいて前記切り離しコマンドを出力するステップを備える
操縦桿リンク切り離し方法。
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