JP2019043253A - 飛行体異常検出システム、複数のセルを接続したバッテリーの異常検出方法、パラシュート又はパラグライダーの展開装置、およびエアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】緊急時に安全装置を起動させるまでの時間を従来よりも短縮することが可能な飛行体異常検出システム、パラシュート又はパラグライダーの展開装置、およびエアバッグ装置を提供する。【解決手段】飛行体異常検出システム１０は、安全装置を有する飛行体に搭載され、３つのセル１１ａ、１１ｂ、１１ｃで構成された電源１１と、これらのセルの電圧をセル毎に測定するセル電圧測定部１２と、各セルの電圧の測定値と予め設定された閾値とをセル毎に比較することにより電源の異常を判定する異常判定部１３とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、飛行体異常検出システム、飛行体異常検出システムを用いた、複数のセルを接続したバッテリーの異常検出方法、飛行体異常検出システムを備えるパラシュート又はパラグライダーの展開装置、および飛行体異常検出システムを備えるエアバッグ装置に関する。

近年、自律制御技術および飛行制御技術の発展に伴って、例えばドローンと呼ばれる複数の回転翼を備えた飛行体の産業上における利用が加速しつつある。ドローンは、例えば複数の回転翼を同時にバランスよく回転させることによって飛行し、上昇および下降は回転翼の回転数の増減によって行い、前進および後進は回転翼の回転数の増減を介して機体を傾けることによって成し得る。このような飛行体は今後世界的に拡大することが見込まれている。

一方で、上記のような飛行体の落下事故のリスクが危険視されており、飛行体の普及の妨げとなっている。こうした落下事故のリスクを低減するために、飛行体の落下状態又は異常状態を検知し、安全装置としてのパラシュート展開装置またはエアバッグ装置などを起動させることが行われている。例えば、特許文献１には、飛行体の電源等のデータを取得し、その取得結果を基にエラー判定を行って、パラシュートを展開させる装置が開示されている。

米国特許出願公開第２００１／００４８０５０号明細書

しかしながら、上記特許文献をはじめとする従来技術においては、飛行体の電源等のデータを取得し、その取得結果を基にエラー判定を行い、パラシュートを展開させるまでの時間をより短くし得る余地がある。このような背景をもとに、緊急時に安全装置を起動させるまでの時間をさらに短くすることが求められている。

飛行体の電源としては、その必要な電流量の大きさから、複数のセルを接続し、それをパッケージングしたバッテリーが用いられている。セルバッテリーは、一つのセルの容量減少が起き又は電圧がある一定の値まで低下すると、他のセルが充分残量を残していてもバッテリーとして機能しなくなる。電源の電圧の測定は、セルバッテリー全体の電圧値を測定しているため、ある一つのセルの電圧が下がってきた場合において、その他のセルの電圧によって全体の電圧値としては異常が検出されず、未然または早期に異常を検知するのが難しいといった課題があった。

そこで、本発明は、緊急時に安全装置を起動させるまでの時間を従来よりも短縮することが可能な飛行体異常検出システム、飛行体異常検出システムを用いた、複数のセルを接続したバッテリーの異常検出方法、パラシュート又はパラグライダーの展開装置、およびエアバッグ装置を提供することを目的とする。

（１） 本発明に係る飛行体異常検出システムは、安全装置を有する飛行体に搭載され、２つ以上のセルで構成された電源と、前記セルの電圧を前記セル毎に測定するセル電圧測定部と、前記セルの電圧の測定値と予め設定された閾値とを前記セル毎に比較することにより前記電源の異常を判定する異常判定部と、を備えるものである。

上記（１）の構成によれば、電源を構成する２つ以上のセルの電圧がセル毎にセル電圧測定部により測定される。そして、異常判定部によって、セルの電圧の測定値と予め設定された閾値とがセル毎に比較されることにより異常が判定される。これにより、全てのセルの電圧の和を測定する場合よりも、細かな変化量によって判定されるため、異常を検知し易くなる。また、ある一つのセルにおける異常を検出できるので、検出できる異常モードを増やすことができる。このように、電源の異常を高精度かつ迅速に検知することができるので、緊急時に安全装置を起動させるまでの時間を従来よりも短縮することができる。

（２） 上記（１）の飛行体異常検出システムは、前記セル電圧測定部の測定値から電圧変化量を算出する電圧変化量算出部をさらに備え、前記異常判定部は、前記電圧変化量算出部の算出結果と予め設定された閾値とを比較することにより異常を判定してもよい。

上記（２）の構成によれば、電源の異常判定の指標として、電圧変化量算出部により算出される電圧変化量を用いることで、異常判定部は高精度かつ迅速に異常判定を行うことが可能となる。

（３） 上記（１）又は（２）の飛行体異常検出システムは、前記飛行体の飛行状態を検出するセンサをさらに備え、前記異常判定部は、前記センサの検出値と予め設定された閾値とを比較することにより前記飛行状態の異常を判定してもよい。

上記（３）の構成によれば、例えば飛行体の加速度を検出する加速度センサの出力値が異常である場合に、飛行体の落下を判定することができる。

（４） 上記（１）乃至（３）の飛行体異常検出システムは、前記異常判定部により異常が判定された際に、前記安全装置を起動させる安全装置起動部をさらに備えることが好ましい。

上記（４）の構成によれば、異常判定部により異常が判定されると、安全装置起動部により安全装置を迅速に起動させることができる。

（５） 上記（１）乃至（４）の飛行体異常検出システムは、前記異常判定部により異常が判定された際に、前記飛行体に設けられた飛行制御部に異常を伝達する異常伝達部をさらに備え、前記飛行制御部は、前記異常伝達部から前記異常の伝達を受けた際に、前記飛行体に安全装置起動前動作を実行させることが好ましい。

上記（５）の構成によれば、安全装置を起動する前に安全装置起動前動作を実行することで、安全装置が飛行体に対して適切に機能するような状態にし得る。具体的には、以下の（６）および（７）の通りである。

（６） 上記（５）の飛行体異常検出システムにおいては、前記安全装置起動前動作は、前記飛行体に設けられた推進装置の停止動作であってもよい。

上記（６）の構成によれば、安全装置が例えばパラシュート展開装置である場合、当該パラシュート展開装置の紐などが推進装置のモータやプロペラなどに引っ掛かること等が防止される。

（７） 上記（５）の飛行体異常検出システムにおいては、前記安全装置起動前動作は、前記飛行体の姿勢を制御する動作であってもよい。

上記（７）の構成によれば、飛行体の飛行制御が完全に失われる前に当該飛行体の姿勢が制御されるので、飛行体の姿勢を、安全装置を起動する上で要求される適切な姿勢にすることができる。これにより、安全装置を起動する上で飛行体が適切な状態で、例えばパラシュートやエアバッグ等の安全装置を起動させることが可能となる。

（８） 本発明に係る複数のセルを接続したバッテリーの異常検出方法は、上記（１）の飛行体異常検出システムを用いたものであって、前記飛行体異常検出システムは、前記電源に放電を行わせる放電部をさらに備え、前記放電部が前記電源から任意の電流量を放電させている状態で、前記セル電圧測定部は前記セルの電圧を前記セル毎に測定するものである。

上記（８）の構成によれば、電源が任意の電流量を放電しているときにセル電圧を測定するため、例えば飛行体の飛行時における電源の異常判定を適切に行うことができる。

（９） 上記（８）の複数のセルを接続したバッテリーの異常検出方法においては、前記任意の電流量が１０Ａ（アンペア）以上であることが好ましい。

電源の異常検査において、通常時には例えば１Ａ〜２Ａの電流量で放電させながら電圧の異常降下の有無を検査するが、飛行体の飛行時には例えば１０Ａ〜２０Ａの大電流を消費する。このような背景において、上記（９）の構成によれば、上記通常検査では検知し難い電圧降下の異常を検知し易くなる。

（１０） 本発明に係るパラシュート又はパラグライダーの展開装置は、上記（１）〜（７）に記載の飛行体異常検出システムと、展開可能なパラシュート又はパラグライダーと、を備え、前記飛行体異常検出システムにより前記異常が検出された際に、前記パラシュート又は前記パラグライダーを展開させるものである。

上記（１０）の構成によれば、上記（１）〜（７）に記載の飛行体異常検出システムを備えているので、上述と同様に、全てのセルの電圧の和を測定する場合よりも、セル毎の電圧変化量（勾配）が大きいため、異常を検知し易くなる。このように、電源の異常を高精度かつ迅速に検知することができるので、緊急時に安全装置を起動させるまでの時間を従来よりも短縮することができる。

（１１） 本発明に係るエアバッグ装置は、上記（１）〜（７）に記載の飛行体異常検出システムと、膨張可能なエアバッグと、前記エアバッグを膨張させるためのガスを発生させるガス発生器と、を備え、前記飛行体異常検出システムにより前記異常が検出された際に、前記ガス発生器により発生された前記ガスによって前記エアバッグを膨張させるものである。

上記（１１）の構成によれば、上記（１）〜（７）に記載の飛行体異常検出システムを備えているので、上述と同様に、全てのセルの電圧の和を測定する場合よりも、セル毎の電圧変化量（勾配）が大きいため、異常を検知し易くなる。このように、電源の異常を高精度かつ迅速に検知することができるので、緊急時に安全装置を起動させるまでの時間を従来よりも短縮することができる。

本発明によれば、緊急時に安全装置を起動させるまでの時間を従来よりも短縮することが可能な飛行体異常検出システム、複数のセルを接続したバッテリーの異常検出方法、パラシュート又はパラグライダーの展開装置、およびエアバッグ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る飛行体異常検出システムの構成を示すブロック図である。 （ａ）は３つの電源セルの電圧測定値の和が降下していく様子を示すグラフであり、（ｂ）は３つの電源セルの各電圧測定値がそれぞれ降下していく様子を示すグラフである。 飛行体異常検出システムの動作を示すフローチャートである。 飛行体異常検出システムを備えた、パラシュート又はパラグライダーの展開装置を示す断面図である。 図４のパラシュート又はパラグライダーの展開装置が適用される飛行体の一例を示す図である。 飛行体異常検出システムを備えたエアバッグ装置の作動前の状態を示す断面図である。 図６のエアバッグ装置の作動後の状態を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る飛行体異常検出システムについて、図面を参照しながら説明する。

本実施形態の飛行体異常検出システム１０は、安全装置を有する例えばドローン等の飛行体に搭載される。具体的には、飛行体異常検出システム１０は、点火動作により発生するガス圧を用いてパラシュートまたはパラグライダー等を展開させる展開装置、又は当該ガス圧によってエアバッグを膨張させるエアバッグ装置等に適用される。

図１に示すように、飛行体異常検出システム１０は、電源１１、セル電圧測定部１２、異常判定部１３、放電部１４、電圧変化量算出部１５、センサ１６、安全装置起動部１７、および異常伝達部１８を備えている。

電源１１は、複数（例えば３つ）のセルで構成され、本実施形態では、直列接続された第１セル１１ａ、第２セル１１ｂおよび第３セル１１ｃを備えている。電源１１はバッテリーであり、飛行体異常検出システム１０の各構成部に電力を供給すると共に、飛行体の各構成部（例えば推進装置のモータ等）にも電力を供給する。なお、電源１１のセルの数を３つとしたが、２つでもよく、４つ以上であってもよい。

セル電圧測定部１２は、セルの電圧をセル毎に測定する。つまり、セル電圧測定部１２は、第１セル１１ａの電圧を測定し、第２セル１１ｂの電圧を測定し、第３セル１１ｃの電圧を測定する。

放電部１４は電源１１に放電を行わせる。ここで、本実施形態では、セル電圧測定部１２は、電源１１から任意の電流量が放電されている状態で、上記セル１１ａ、１１ｂ、１１ｃの電圧をセル毎に測定する。上記任意の電流量は、飛行体の飛行時に消費される電流量に等しく、例えば１０Ａ以上である。

電圧変化量算出部１５は、セル電圧測定部１２の各測定値から電圧変化量をセル毎に算出する。なお、電圧変化量算出部１５により算出される電圧変化量は、セル容量に対する電圧の比率であって、図２（ａ）、（ｂ）のグラフでいえば、直線の傾き（勾配）である。

異常判定部１３は、電圧変化量算出部１５の算出結果と予め設定された閾値とを比較することにより電源１１（つまりセル１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）の異常を判定する。詳細には、異常判定部１３は、第１セル１１ａの電圧変化量と第１閾値との比較結果に基づき当該第１セル１１ａにおける異常の有無を判定する。同様に、異常判定部１３は、第２セル１１ｂの電圧変化量と第２閾値との比較結果に基づき当該第２セル１１ｂにおける異常の有無を判定し、第３セル１１ｃの電圧変化量と第３閾値との比較結果に基づき当該第３セル１１ｃにおける異常の有無を判定する。なお、第１閾値、第２閾値および第３閾値は、予め設定され、図示しない記憶部に記憶される。

センサ１６は、例えば加速度センサで構成され、飛行体の加速度を検出することにより当該飛行体の飛行状態を検出する。なお、異常判定部１３は、上述の電源１１の異常判定を行う他、センサ１６の検出値と予め設定された閾値とを比較することにより飛行体の異常判定を行うように構成されている。

安全装置起動部１７は、異常判定部１３により異常が判定された際に、飛行体に搭載された安全装置に対して起動信号を送信することで当該安全装置を起動させる。安全装置は、例えばパラシュート又はパラグライダーの展開装置もしくはエアバッグ装置等である。

異常伝達部１８は、異常判定部１３により異常が判定された際に、飛行体に設けられた飛行制御部（図示略）に異常を伝達する。この場合、この飛行制御部は、異常伝達部１８から異常の伝達を受けた際に、安全装置起動部１７による安全装置の起動前に、飛行体に安全装置起動前動作を実行させる。

上記の安全装置起動前動作は、飛行体に設けられた推進装置（モータ等）の停止動作であってもよいし、飛行体の姿勢を制御する動作であってもよい。飛行体の姿勢の制御は、例えば飛行体の機体の所定位置に点火器を設けておき、当該点火器の点火動作により生じる空圧により飛行体の姿勢を調整する制御である。

なお、上述の異常判定部１３、放電部１４、電圧変化量算出部１５、安全装置起動部１７、および異常伝達部１８は、飛行体異常検出システム１０に設けられる制御部（図示略）のＣＰＵがＲＯＭ又はＲＡＭに記憶されるプログラムを実行することにより機能的に実現されるものである。

ここで、本実施形態において、異常判定部１３によるセルの異常判定の迅速性について説明する。以下、一例である図２（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。

図２（ａ）に示すように、電源において３つのセルが直列に接続された状態の全セルの電圧和は、右肩下がりに徐々に低下していき、電池容量がＷ２に達すると急降下する傾向が見られる。

これに対して、本実施形態のようにセル毎に電圧を測定すると、図２（ｂ）に示すように、図２（ａ）とは異なる傾向が見られる。すなわち、電圧が急降下する地点（電池容量）がセル毎に異なる。図２（ｂ）では、第１セル１１ａの電圧が第２セル１１ｂおよび第３セル１１ｃの各電圧よりも低容量で急降下し、その急降下した地点は、図２（ａ）の容量Ｗ２よりも低い容量Ｗ１となる。また、容量Ｗ１から容量Ｗ２になる前において、いずれかのセルの電圧変化量（つまり図２（ｂ）の直線の勾配）が、全セルの電圧和の変化量（つまり図２（ａ）の直線の勾配）よりも大きくなる場合がある。このような場合に備えて、セル毎に電圧を測定し、全セルの電圧和の傾向とは異なる傾向を判別することによって、たとえば、図２（ｂ）を例とすると、第１セル１１ａの電圧降下の異常が発見できるため、電源１１の異常を早い段階で判断することが可能となる。

続いて、本実施形態に係る飛行体異常検出システム１０の動作について、フローチャートを用いて説明する。

最初に、飛行体異常検出システム１０の制御部（図示略）がセンサ１６の検出結果を取得し、閾値との比較による異常検査を行う（ステップＳ１）。ステップＳ１の結果、センサ１６の検出結果に異常がない場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、セル電圧測定部１２はセル毎に電圧を測定する（ステップＳ３）。一方、ステップＳ１の結果、センサ１６の検出結果に異常がある場合（ステップＳ２でＮＯ）、上記制御部はシステム管理者等に対してエラー通知を行い（ステップＳ４）、終了する。

ステップＳ３のあと、異常判定部１３は、セル電圧の測定結果に基づく電圧変化量が閾値以上であるか否かについてセル毎に判別する（ステップＳ５）。上記電圧変化量が閾値以上である場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、異常伝達部１８が飛行体の飛行制御部（図示略）に異常を伝達し、上述の安全装置起動前動作が実行される（ステップＳ６）。一方、上記電圧変化量が閾値以上でない場合（ステップＳ５でＮＯ）、異常判定部１３はステップＳ３に戻って処理を実行する。

ステップＳ６のあと、安全装置起動部１７は安全装置に対して起動信号を送信し、これにより安全装置が起動される（ステップＳ７）。

以上のように、本実施形態によれば、電源１１を構成するセル１１ａ、１１ｂ、１１ｃの電圧がセル毎にセル電圧測定部１２により測定される。そして、異常判定部１３によりセル１１ａ、１１ｂ、１１ｃの異常がセル毎に判定される。これにより、全セルの電圧の和を測定する場合よりも、セル毎の上記電圧変化量（勾配）が大きいため、異常を検知し易くなる。このように、電源１１の異常を高精度かつ迅速に検知することができるので、緊急時に安全装置を起動させるまでの時間を従来よりも短縮することができる。

また、本実施形態によれば、電源１１から１０Ａ以上の電流量が放電されている状態で、セル電圧測定部１２によりセル１１ａ、１１ｂ、１１ｃの電圧がセル毎に測定される。これによって、１Ａ〜２Ａ程度の電流量が放電されている状態で行われる通常検査では検知し難い電圧降下の異常を検知し易くなる。

また、本実施形態によれば、安全装置を起動する前に安全装置起動前動作が実行されるので、当該安全装置が飛行体に対して適切に機能するようにすることができる。具体的には、安全装置が例えばパラシュート展開装置である場合、安全装置起動前動作として、飛行体に設けられた推進装置の停止動作を実行することで、当該パラシュート展開装置の紐などが推進装置のモータおよびプロペラなどに引っ掛かること等が防止される。

また、飛行体の飛行制御が完全に失われる前に、安全装置起動前動作として飛行体の姿勢が制御されるので、飛行体の姿勢を、安全装置を起動する上で要求される適切な姿勢にすることができる。これにより、安全装置を起動する上で飛行体が適切な状態で、例えばパラシュートまたはエアバッグ等の安全装置を起動させることが可能となる。

次に、本実施形態の飛行体異常検出システム１０が適用されるパラシュート又はパラグライダーの展開装置の一例について説明する。パラシュート又はパラグライダーの展開装置においては、点火器の点火動作に基づき発生されたガス圧によってピストンを推進させるパイロアクチュエータが用いられる。なお、後述の図４においては、パラシュートを展開させる展開装置を一例に挙げて説明する。

図４に示すように、パラシュート又はパラグライダーの展開装置５０は、パラシュート５６、５７と、展開前のパラシュート５６、５７を収納するカップ状のパラシュート収納容器５１と、パラシュート収納容器５１の内側底部に設けられた支持柱５２と、内部にパイロアクチュエータを備え、支持柱５２に連結された３つの管部５３、５４、５５とを備えている。管部５３内にはパイロアクチュエータ７０ａが設けられ、管部５４内にはパイロアクチュエータ７０ｂが設けられ、管部５５内にはパイロアクチュエータ７０ｃが設けられている。管部５３、５４、５５は、例えば傘骨のように配置されている。

管部５３には、一部が露出した状態で発射体５３ａが挿入されており、同様に、管部５４には、一部が露出した状態で発射体５４ａが挿入され、管部５５には、一部が露出した状態で発射体５５ａが挿入されている。パラシュート５６は、紐５８により発射体５３ａに連結されていると共に紐５９により発射体５５ａに連結されている。また、パラシュート５７は、紐６０により発射体５５ａに連結されていると共に紐６１により発射体５４ａに連結されている。

このような構成において、本実施形態の飛行体異常検出システム１０により異常が検出された際に、上記点火器が着火されると、パイロアクチュエータ７０ａのピストン（図示略）の推進により発射体５３ａが射出され、パイロアクチュエータ７０ｂのピストン（図示略）の推進により発射体５４ａが射出され、パイロアクチュエータ７０ｃのピストン（図示略）の推進により発射体５５ａが射出される。このことで、紐５８、５９、６０、６１が射出方向に引っ張られ、パラシュート５６、５７が展開される。

図５は、図４のパラシュート又はパラグライダーの展開装置５０が適用される飛行体の一例を示す図である。図５に示すように、飛行体２００は、機体２０１と、機体２０１に結合され、当該機体２０１を推進させる１つ以上の推進機構（例えばプロペラ等）２０２と、機体２０１の下部に設けられた複数の脚部２０３とを備えている。パラシュート又はパラグライダーの展開装置５０は、機体２０１上に設けられている。

以上のような構成のパラシュート又はパラグライダーの展開装置５０は、飛行体異常検出システム１０を備えているので、上述と同様に、電源１１の異常を高精度かつ迅速に検知することができる。これによって、緊急時に安全装置を起動させるまでの時間を従来よりも短縮することができる。

続いて、本実施形態の飛行体異常検出システム１０が適用されるエアバッグ装置の一例について説明する。このエアバッグ装置においては、点火器を備えるガス発生器により発生されるガス圧によって伸長装置を伸長させることで、エアバッグを膨張させる。

図６に示すように、エアバッグ装置８０は、点火器７９を有するガス発生器８１と、エアバッグ７２と、当該エアバッグ７２内に設けられ、一端がエアバッグ７２の内部に接続され他端がピストン７７に接続された伸縮可能な伸長装置７３とを備えている。伸長装置７３は、初期状態において収縮した状態でエアバッグ７２内に収納され、飛行体の落下時にエアバッグ７２内で伸長するように構成されている。また、伸長装置７３は、ドローン等の飛行体の下部に設けられる複数の脚部等として用いることが可能なものであり、ドローンが制御不能に陥った場合等の緊急時に作動して伸長し、外部からの衝撃を吸収するものである。

伸長装置７３の一端（上端）は、連結部材７４によりエアバッグ７２の内部に接続されている。伸長装置７３は、連結部材７４に連結された筒状部材７５と、筒状部材７５に内挿され、長さ方向にスライド可能な筒状部材７６とを備えている。ピストン７７は、上記の筒状部材７６に内挿され、長さ方向にスライド可能となっている。ピストン７７の先端には、ドローン等が着地する等した場合に接地する部分となり、逆止弁付きの外気吸入口７８ａを有するリング状部材７８が設けられている。

筒状部材７５は、連結部材７４側の端部に底部が形成された部材である。筒状部材７５の底部の中央には、ピストン７７をガスにより図６下方に押し出すための点火器７９が固設されている。筒状部材７５、７６は、金属、金属合金、プラスチック、又は樹脂で形成されたものであり、テレスコピック構造となるように連結されている。本実施形態では、筒状部材７５、７６は、例えばゴム又はカーボン等の可撓性材料により形成されることが好ましい。筒状部材７５、７６は、筒状部材７５の内径と筒状部材７６の外径とが略一致するように形成されている。そして、筒状部材７６が筒状部材７５内に収納されることで伸長装置７３全体が収縮し、筒状部材７６が筒状部材７５内から突出することで伸長装置７３全体が伸長する。

また、ピストン７７は、筒状部材７６との間でテレスコピック構造となるように連結されている。また、筒状部材７６とピストン７７とは、筒状部材７６の内径とピストン７７の外径とが略一致するように形成されている。そして、ピストン７７が筒状部材７６内に収納されることで伸長装置７３全体が収縮し、ピストン７７が筒状部材７６内から突出することで伸長装置７３全体が伸長する。

ピストン７７は、先端部に設けられた開口部７７ａと、開口部７７ａとエアバッグ７２の内部空間７２ａとをピストン７７の内部空間７７ｂを介して連通する孔部７７ｃとを備える。なお、開口部７７ａには図示しない逆止弁が設けられており、外部から吸入した外気が逆流しないようになっている。

リング状部材７８の内壁部は連結部材（図示略）を介してピストン７７の先端に固定されている。また、リング状部材７８の内壁部とピストン７７の外壁部との間における空間が外気吸入口７８ａとなっている。外気吸入口７８ａは、伸長装置７３の伸長時（換言すれば、エアバッグ７２の展開時）において当該エアバッグ７２の内部空間７２ａに外気を吸入する。外気吸入口７８ａには図示しない逆止弁が設けられており、外部から吸入した外気が逆流しないようになっている。また、リング状部材７８の外側周囲には、エアバッグ７２の一端部が取り付けられている。

このような構成において、エアバッグ７２は、展開前は、図６に示すように蛇腹状に折り畳まれており、展開後は、図７に示すように略球状に膨張する。エアバッグ７２には孔７２ｂ（図７参照）が設けられており、エアバッグ７２の内部空間７２ａに導入された外気の一部が必要に応じて外部に流出することができるようになっている。これにより、エアバッグ７２の展開後において当該エアバッグ７２の姿勢が安定する。

次に、エアバッグ装置８０の動作について説明する。まず、（１）センサ１６によって所定以上の加速度（例えば、予め設定した落下していることが想定される加速度）が検出され、又は、（２）飛行体に搭載されている受信部において、操縦装置の送信部の操縦信号を所定時間以上受信不能になっている、等の状態に陥っている場合に、飛行体に搭載されている制御部（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有したコンピュータ）から点火器７９の作動信号が発信され、当該点火器７９が作動する。それにより生じたガス圧によってピストン７７が図６の下方向に推進してエアバッグ７２が展開し始める。このとき、内部空間７２ａは外気に対して負圧になるので、外気吸入口７８ａから外気が流入し始め、さらにエアバッグ７２は展開を行う。そして、エアバッグ７２の展開中は、外気に対して負圧状態が続くので、ピストン７７が図７に示す位置まで伸び切るまで外気吸入口７８ａからさらに外気が流入する。

ピストン７７が伸び切った後は、孔部７７ｃが開放され、開口部７７ａと内部空間７２ａとが連通する。これにより、外気が開口部７７ａから流入し、内部空間７７ｂおよび孔部７７ｃを介して内部空間７２ａに流入する。同時に、筒状部材７６がテレスコピック式に伸長しつつエアバッグ７２はさらに展開する。このときも、内部空間７２ａでは外気に対して負圧状態が続くので、筒状部材７６が伸び切るまで外気吸入口７８ａおよび開口部７７ａから外気が内部空間７２ａに流入する。筒状部材７６が伸び切った後、エアバッグ７２の膨張は完了する。このような構成によって、緊急時にエアバッグ７２を膨張させる。

以上のような構成のエアバッグ装置８０は、飛行体異常検出システム１０を備えているので、上述と同様に、電源１１の異常を高精度かつ迅速に検知することができる。これによって、緊急時に安全装置を起動させるまでの時間を従来よりも短縮することができる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記実施形態では、センサ１６として加速度センサを採用したが、これに限定されず、加速度センサの代わりに、ジャイロセンサ、気圧センサ、レーザーセンサ、又は超音波センサ等の他のセンサを採用してもよい。

また、上記実施形態では、電圧変化量算出部１５により算出される電圧変化量と閾値との比較により電源１１の異常を判定することとしたが、これに限られるものではなく、セル電圧測定部１２により測定される測定値を直接用いて、当該測定値と閾値との比較による異常判定を行ってもよい。

また、上記実施形態では、３つのパイロアクチュエータ７０ａ、７０ｂ、７０ｃを備えるパラシュート又はパラグライダーの展開装置５０を例に挙げて説明したが、当該展開装置の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、有底筒状のハウジング内にパラシュートを配置し、当該パラシュートを、ハウジング内に設けたパイロアクチュエータによって外方に射出して展開させるものであってもよい。

さらに、上記実施形態では、異常判定部１３、放電部１４、電圧変化量算出部１５、安全装置起動部１７、および異常伝達部１８をソフトウェアにより機能的に実現することとしたが、これに限定されるものではなく、ハードウェアにより構成してもよい。

１０ 飛行体異常検出システム
１１ 電源
１１ａ 第１セル
１１ｂ 第２セル
１１ｃ 第３セル
１２ セル電圧測定部
１３ 異常判定部
１４ 放電部
１５ 電圧変化量算出部
１６ センサ
１７ 安全装置起動部
１８ 異常伝達部
５０ パラシュート又はパラグライダーの展開装置
５１ パラシュート収納容器
５２ 支持柱
５３、５４、５５ 管部
５３ａ、５４ａ、５５ａ 発射体
５６、５７ パラシュート
５８、５９、６０、６１
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ パイロアクチュエータ
７２ エアバッグ
７２ａ、７７ｂ 内部空間
７２ｂ 孔
７３ 伸長装置
７４ 連結部材
７５、７６ 筒状部材
７７ ピストン
７７ａ 開口部
７７ｃ 孔部
７８ リング状部材
７８ａ 外気吸入口
７９ 点火器
８０ エアバッグ装置
８１ ガス発生器
２００ 飛行体
２０１ 機体
２０２ 推進機構
２０３ 脚部

Claims (11)

1. 安全装置を有する飛行体に搭載され、２つ以上のセルで構成された電源と、
   前記セルの電圧を前記セル毎に測定するセル電圧測定部と、
   前記セルの電圧の測定値と予め設定された閾値とを前記セル毎に比較することにより前記電源の異常を判定する異常判定部と、を備えることを特徴とする飛行体異常検出システム。
2. 前記セル電圧測定部の測定値から電圧変化量を算出する電圧変化量算出部をさらに備え、
   前記異常判定部は、前記電圧変化量算出部の算出結果と予め設定された閾値とを比較することにより異常を判定することを特徴とする請求項１に記載の飛行体異常検出システム。
3. 前記飛行体の飛行状態を検出するセンサをさらに備え、
   前記異常判定部は、前記センサの検出値と予め設定された閾値とを比較することにより前記飛行状態の異常を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の飛行体異常検出システム。
4. 前記異常判定部により異常が判定された際に、前記安全装置を起動させる安全装置起動部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の飛行体異常検出システム。
5. 前記異常判定部により異常が判定された際に、前記飛行体に設けられた飛行制御部に異常を伝達する異常伝達部をさらに備え、
   前記飛行制御部は、前記異常伝達部から前記異常の伝達を受けた際に、前記飛行体に安全装置起動前動作を実行させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の飛行体異常検出システム。
6. 前記安全装置起動前動作は、前記飛行体に設けられた推進装置の停止動作であることを特徴とする請求項５に記載の飛行体異常検出システム。
7. 前記安全装置起動前動作は、前記飛行体の姿勢を制御する動作であることを特徴とする請求項５に記載の飛行体異常検出システム。
8. 請求項１に記載の飛行体異常検出システムを用いた、前記電源としてのバッテリーの異常検出方法であって、
   前記飛行体異常検出システムは、前記電源に放電を行わせる放電部をさらに備え、
   前記放電部が前記電源から任意の電流量を放電させている状態で、前記セル電圧測定部は前記セルの電圧を前記セル毎に測定することを特徴とする複数のセルを接続したバッテリーの異常検出方法。
9. 前記任意の電流量が１０Ａ以上であることを特徴とする請求項８に記載の複数のセルを接続したバッテリーの異常検出方法。
10. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の飛行体異常検出システムと、
    展開可能なパラシュート又はパラグライダーと、を備え、
    前記飛行体異常検出システムにより前記異常が検出された際に、前記パラシュート又は前記パラグライダーを展開させることを特徴とするパラシュート又はパラグライダーの展開装置。
11. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の飛行体異常検出システムと、
    膨張可能なエアバッグと、
    前記エアバッグを膨張させるためのガスを発生させるガス発生器と、を備え、
    前記飛行体異常検出システムにより前記異常が検出された際に、前記ガス発生器により発生された前記ガスによって前記エアバッグを膨張させることを特徴とするエアバッグ装置。

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