JP3307734B2 - 警報機能付きフライトデータレコーダ - Google Patents

警報機能付きフライトデータレコーダ

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JP3307734B2 JP26409593A JP26409593A JP3307734B2 JP 3307734 B2 JP3307734 B2 JP 3307734B2 JP 26409593 A JP26409593 A JP 26409593A JP 26409593 A JP26409593 A JP 26409593A JP 3307734 B2 JP3307734 B2 JP 3307734B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、航空機等に搭載されて
飛行中の機体やエンジンの状態に関する各種データが自
動的に記録され、墜落などの不慮の事故が発生した時、
その原因究明のデータを得るためのフライトデータレコ
ーダに関するものである。
【0002】
【従来の技術】航空機には、パイロットの音声を記録す
るボイスレコーダ(voice recorder)とともにフライト
データレコーダ(flight data recorder)と呼ばれる飛
行中の計器情報,機体状態の自動記録装置が搭載されて
おり、事故が発生したとき記録された機体情報を解析す
ることにより事故原因の解明が行われる。フライトデー
タレコーダは、機体の各部に取付けた各種センサによっ
て得られる情報を記憶媒体に録音, 記録するように構成
されている。この記憶媒体 (メモリ) は、事故時の振
動, 衝撃, 高温などの過酷な環境下においても記録内容
を保持することのできる特別のエンクローザ(容器)に
収納されている。近年、フライトデータレコーダに記録
され離発着及び飛行中の機体情報を、航空機及び搭載機
器のメンテナンスに役立てようとする研究が行われ、一
部は実用化段階に達している。機体及びエンジン等の維
持整備には、長期間の機体センサによって得られる機体
の疲労等の各種情報の蓄積、系統的処理及び過去の事故
例の蓄積等が極めて有用である。フライトデータレコー
ダに記録されたデータを機体及びエンジン等のメンテナ
ンスに役立てるため、小型機では2 〜8 時間、大型機で
は3〜25時間のフライトが終了する度に記録データを
読み出して蓄積し、さらに長時間にわたる機体情報を分
析してデータベースを構築する。このデータベースから
機体及びエンジンの状態を評価し、予防診断,整備を行
うことにより航空機の安全がより一層高められる。
【0003】このようなフライトデータレコーダの記録
媒体の録音容量には物理的制約条件があり、記録データ
のサンプル間隔及び録音データ種別にもおのずと制約が
ある。機体センサから入力される各種機体データは、お
おむね計器パネル内の各計器及び警報表示器に作動状況
及び故障情報を表示することになっている。しかし、フ
ライトデータレコーダの記録データを機体整備に役立て
ようとするとき、従来のセンサのみでは十分でなく、新
たに機体振動センサ等が追加されるようになった。これ
らの追加センサの情報は、パイロットが常時監視できる
計器パネルには表示されることなく、フライトデータレ
コーダの記録媒体のみに録音され、フライト後に機体整
備用のデータとして役立てられている。
【0004】図7は従来のフライトデータレコーダ20
の構成例を示すブロック図である。図において、1は機
体センサであり、航空機のエンジン状態,操縦状態,航
法情報等のデータを検出するための専用センサとして機
体の各要所に取付けられている。1機当たり約100個
程のセンサが取付けられている。21はレコーダ制御部
であり、多数の機体センサ1からの検出信号を所定のフ
ォーマットに変換して、録音媒体である記録部8の磁気
テープまたは、半導体メモリへ書込むための制御を行う
制御部である。8は記録部であり、磁気テープまたは半
導体メモリなどのメモリ9が特別のエンクローザ10
(容器)に収納され、機体が事故発生による爆発,炎
上,衝突によって強力なインパクト,圧力,火災等に見
舞われても、内部の記録媒体を保護できるようにしてあ
る。従って、エンクローザ10は特殊な金属ケースで作
られている。レコーダ制御部21の中の4はセンサイン
タフェース回路であり、各種センサ1からの情報を入力
するための回路である。22は制御回路であり、センサ
インタフェース回路4から入力されるデータのフォーマ
ット変換を行ない、録音蓄積すべき情報をレコーダ駆動
回路7へ出力するための回路である。7はレコーダ駆動
回路であり、制御回路22から入力されたデータを記録
部8のメモリ9へ書き込むための記録信号及び記録制御
信号のドライブ回路である。23はフライトデータレコ
ーダ20の作動状態を制御しモニタするための制御器で
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
フライトデータレコーダには、機体に取付けられている
多数のセンサ情報が記録されており、その一部は計器パ
ネルに表示されるが、新たに追加された振動センサから
の検出データはフライトデータレコーダに記録されるの
みである。しかし、機体センサ情報は、飛行中、常時表
示する必要性はなくても、一時的に正常値の範囲を越え
たとき、直ちにパイロットに注意信号を送って危険予告
を行うことができれば、飛行計画を再考する機会が与え
られ、事故発生を未然に防止することができる。すなわ
ち、極限の危険信号が発せられる以前に、機体センサ情
報の異状値を検出して、いち早くパイロット及び搭乗員
に危険予告できれば、異状発生後の機体操縦に的確に対
応して大事故に至らないようにすることができる。この
ような異状値通告手段は搭乗員から強く切望されている
が、まだ実用化されていないのが現状である。前述のよ
うに、振動センサ等、新たに追加された機体センサの出
力情報の表示器を増設したくても、既に操縦室の計器パ
ネルが現在の計器類で満設されており、物理的空間的余
裕がない。また、計器パネルのレイアウト(配置)を全
面的に変更して新たな計器類を追加するには、多大な費
用が発生するため現実的に不可能である。
【0006】本発明の目的は、上記従来の飛行中に活か
されなかった機体センサの情報を活かして、飛行中の飛
行機の機体やエンジンの正常値範囲からの逸脱をパイロ
ットに予告通知することのできる警報機能付きフライト
データレコーダを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の警報機能付きフライトデータレコーダは、
飛行機の機体の各部に取り付けられた多数のセンサの検
出信号を該飛行機の飛行中に取り込むためのセンサイン
タフェース回路と、該センサインタフェース回路の出力
を所定のデータフォーマットに変換してレコーダ駆動回
路を介して記録部のメモリに書き込む制御回路とを備え
たフライトデータレコーダであって、前記制御回路から
得られる前記多数のセンサの検出信号が入力され、前記
多数のセンサのそれぞれについて予め設定した警戒すべ
き値を超えたとき前記制御回路にその項目と超過値の判
定情報を与える比較回路がさらに設けられ、前記制御回
路は該比較回路からの判定情報を飛行中の該飛行機の異
常警報として外部に出力するように構成されている。
【0008】
【実施例】図1は本発明の実施例を示すブロック図であ
る。図において、センサ1,センサインタフェース回路
4,レコーダ駆動回路7、及び記録部8のメモリ9と容
器10は図7の従来部分と同じである。6は比較回路で
あり、本発明の主要部分である。11は制御器であり、
コックピットに配置する表示器12及び必要に応じてブ
ザーなどを含む。5は本発明のフライトデータレコーダ
2のレコーダ制御部3の動作を制御する制御回路であ
る。比較回路6は、予め設定されている多数のセンサ毎
のパラメータを記憶させたROM(リードオンリメモ
リ)、制御回路5から入力されるデータの一次記憶用R
AM(ランダムアクセスメモリ)、ROMに記憶させた
パラメータとRAMのデータを比較判定するマイクロプ
ロセッサ(MPU)が備えられている。制御回路5は、
従来と同等な機能を有するとともに、センサインタフェ
ース回路4からの入力データを比較回路6に対しても出
力する。さらに、比較回路6において異状を検出した場
合は、外部の制御器11に対して、その表示器12に表
示させる異状アイテム及び異状内容のデータフォーマッ
トを作成して出力する。
【0009】図3,図4,図5は本発明の動作を説明す
る特性図である。図3はエンジンの回転数が警戒すべき
徴候として検知すべき上限値,下限値を超えたかどうか
を検出する例である。機体センサからの各入力パラメー
タ毎に上限及び下限を定め、これを超えるセンサ信号が
入力されるとき、異状として検出する。この例にも示す
ようにエンジン回転数等では、エンジン始動時の下限以
下を異状として検出しないために、エンジン回転数が規
定値に到達以後に比較検出するように保護されている。
これらの作動は、比較回路を構成するMPU等のソフト
ウエアによって、他のセンサ情報と総合的に判定され
る。従って、異状検出のアルゴリズムは、各センサ毎に
複数のセンサ情報による条件を最初に規定する。これら
の条件は、比較回路のROM内に各センサ毎にその規定
方法を予め書き込むことにより与えられる。図4はエン
ジン回転数の変化率θ0 ,θ1 ,θ2 ……を監視する場
合であり、サンプル毎の変化量の大きさを検出して、規
定値を超える変化を検出したとき異状とする例である。
これらの検出方法も上記同様な始動時の誤判定がないよ
うに保護がなされている。図5は、エンジンの排気温度
を監視する場合であり、上限値を超えた時、異状アナウ
ンスを行うと共に、更に、この状態が長時間続く時、継
続時間と上限値を超えた値の累積面積によりエンジンの
ダメージを予告して、更なる高度の異状を通知するため
の例である。このように、各センサの個別異状検出によ
る警報及びこれらの状態が継続されることにより、重大
事故への予告として更に強く警告を発することができ
る。本発明では、機体センサ信号の異状状態を検出し、
事故の発生を予告することにより、重大事故の発生を未
然に防止するための手段を与えるものであり、使用セン
サにより、予防警告内容も異なるが、本発明の比較回路
6を追加するだけで容易に実現したものである。図5に
示すような例を用いることにより、警告内容も、第一段
階,第二段階というように、その異状内容の緊急度によ
り警告内容を識別して、アナウンスすることもできる。
【0010】図2(A)は本発明の要部をなす比較回路
6の実施例である。この回路は、レコーダ制御部3の中
に追加されるものであり、制御回路5からサンプルデー
タを入力して、イベント情報を検出する。61は比較回
路の構成要素となるマイクロプロセッサ(MPU)であ
り、データの比較をソフトウエアにて実現している。作
動内容は、レコーダ制御部3の制御回路5からデータバ
スを経由して入力される機体センサのサンプル情報を一
時記憶用のデータRAM62に格納する。各サンプルデ
ータは、個別にイベント検出方法が規定される。この規
定内容は、データROM63内に記入されており、MP
U61では、一つのデータ種別毎に異状検出方法及び判
定基準値をデータROM63より読み出し、これと比較
して異常の有無を判定する。ただし、判定方法には、図
3〜図5に示すように過去のデータとの変化を計算して
求める方法もあり、データRAM62には、各センサ別
に蓄積データ長が決められたデータメモリ空間が用意さ
れている。具体例としては、図3の場合について説明す
る。回転数を入力する場合、センサ情報毎に管理番号が
制御回路5にて付与され、この管理番号とともに、イン
タフェース回路(I/O)64を経由して、MPU61
に入力される。この回転数の情報は、データRAM62
の該当RAMエリアに一時記憶される。さらにMPU6
1はデータROM63より該当管理番号の異状検出方法
及び判定値を入力する。この場合、上限値及び下限値と
の比較を行うように指示され、これの判定基準である条
件値Dmax とDmin をROMテーブルより読み込み、今
入力して、一時格納した回転数の数値データと比較す
る。入力データをDin、上限値をDmax 、下限値をDmi
n としたとき、Dmin ≦Din≧Dmax の範囲であれば、
回転数は正常値と判断する。上限値超過の異状は、Dma
x <Dinの条件にて検出され、下限値未満の異状は、D
min >Dinの条件にて検出される。その結果は、I/O
64を経由して制御回路5へ出力される。
【0011】他の検出方法も同様な手法にて算出される
が、長期的データの算出を必要とする場合は、その分の
メモリを用意することにある。65は、MPU61を作
動させるためのクロック発生器である。66は、MPU
61を作動させるためのプログラム格納用ROMであ
り、データROM63と同一デバイスを使用することも
可能である。このプログラムには、レコーダ制御部3の
制御回路5からのデータの入力方法及び比較方法及び比
較結果の出力方法が規定される。すなわち、データRO
M63には、比較データ毎に検出方法(例えば、図3〜
図5のいずれの方法を行うか)に関するインデックス情
報とその判定基準値が格納される。これらのデータは、
テーブル化され、一般的に制御回路5にて付与される管
理番号をROMアドレスと一連の相関を持たせることに
よりROMデータの読み出しを容易にしてある。図2
(B)は、データROM63のデータテーブルの参考例
である。センサ情報の管理番号は、予め定められ、セン
サ情報毎のROMデータ長n毎に比較データが格納され
ている。一例として、管理番号15番のセンサでは、A
DD0 +(15×n)のアドレスより比較手法と比較デ
ータを読み込む。センサ情報の一時格納用データRAM
62のメモリ容量は、異状検出方法により、過去のデー
タからどれくらいのメモリ容量を必要とするかが決定さ
れる。I/O64は、レコーダ制御部の制御回路からの
データバスとのインタフェース回路であり、データの入
力及び出力のタイミング整合に使用される。
【0012】図6は本発明の応用例を示すブロック図で
あり、13は統合表示器、14はデータバスである。近
年では機体搭載装置は、公的データバス(例として、M
IL−STD−1553B多重データバス等)により統
合化されつつある。このようなシステムにおいては、図
6に示すように、機体情報の入力も一部データバスより
行うと共に、異状検出結果を統合制御器の表示部位へ表
示させることができる。これによれば、表示文字数も多
く使用でき、更に的確な異状内容を表現できる。いずれ
の方法においても、異状内容の表示方式の違いであり、
本発明の主眼とする機体センサ情報の入力時に異状検出
を行って、飛行中のパイロットへ事故発生の危険性を通
知することにより事故予防機能を達成することができ
る。
【0013】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を実
施することにより、次のような効果がある。機体センサ
信号が入力される毎に、予め設定された異状値検出パラ
メータと比較することにより異状検出を行い、事故発生
の直接的な原因となり得る異状状態を飛行中のパイロッ
トに通知して、以後の飛行及び事故回避方法の助けとす
ることによって重大事故発生を未然に防止することに大
きく貢献することができる。事故原因の分析によれば、
最初の小さな異状を見逃して飛行を継続したために、以
後の更なる不具合の発生を誘発して最終的に重大事故に
なるケースが多く発生している。フライトデータレコー
ダ用に取付けた各種センサは、これらの初期異状を検出
できることにより、事故原因解明が可能であり、そのよ
うにセンサ種別及び取付けセンサが決定されている。従
って、本発明は、異状値を素早く検出して、飛行中にこ
れら異状への対応を可能とするものであり、事故防止に
極めて有益である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図2】本発明の部分詳細図である。
【図3】本発明の作用の説明図である。
【図4】本発明の作用の説明図である。
【図5】本発明の作用の説明図である。
【図6】本発明の応用例を示すブロック図である。
【図7】従来のフライトデータレコーダのブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 センサ 2 フライトデータレコーダ 3 レコーダ制御部 4 センサインタフェース回路 5 制御回路 6 データ比較回路 7 レコーダ駆動回路 8 記録部 9 メモリ 10 容器 11 制御器 12 表示器 13 総合表示器 14 データバス 20 フライトデータレコーダ 21 レコーダ制御部 22 制御回路 23 制御器 61 MPU 62 データRAM 63 データROM 64 I/O 65 クロック発生器 66 ROM
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B64D 47/00 B64D 45/00 G01C 23/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 飛行機の機体の各部に取り付けられた多
    数のセンサの検出信号を該飛行機の飛行中に取り込む
    めのセンサインタフェース回路と、該センサインタフェ
    ース回路の出力を所定のデータフォーマットに変換して
    レコーダ駆動回路を介して記録部のメモリに書き込む制
    御回路とを備えたフライトデータレコーダであって、 前記制御回路から得られる前記多数のセンサの検出信号
    が入力され、前記多数のセンサのそれぞれについて予め
    設定した警戒すべき値を超えたとき前記制御回路にその
    項目と超過値の判定情報を与える比較回路がさらに設け
    られ、 前記制御回路は該比較回路からの判定情報を飛行中の該
    飛行機の異常警報として外部に出力するように構成され
    たことを特徴とする警報機能付きフライトデータレコー
    ダ。
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