JP4460906B2 - シンクロ装置の動作制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、航空機などに搭載されるシンクロ装置の動作を制御する装置に関する。

単発機などの比較的軽量な航空機においては、シンクロ装置（「シンクロ」と略称することもある）と称する計器類が搭載される。近年の航空機では各計器類は電気的に接続され、システム化されている。下記特許文献１には、操船シミュレータにおけるシンクロ指示計の指針を、高価な専用コンピュータを用いることなく、なめらかに且つ近回りに変針させることを可能とする技術が開示される。

モータなどの回転機と同様に、シンクロ装置は固定子と回転子とを有し、これらの各々に巻かれた巻線間の磁気的結合により回転子を回転させるようになっている。すなわちシンクロ装置はシンクロ発信機とシンクロ受信機とを備え、発信機および受信機にそれぞれ備わる回転子が互いに電磁気的に結合される。発信機の回転子が回転すると、受信機の回転子もそれと同じように動く。受信機の回転子には指針が取り付けられ、この指針が示す数値により高度や速度などの情報が操縦者にもたらされる。

ところで、この種の装置に特有の不具合として、固着の発生がある。例えば航空機の振動や指針の引っ掛かりなどにより指針が動かなくなることがあり、このような状態を固着と呼ぶ。固着したシンクロ装置はもはやその機能を発揮することができず、システムから取り外して修理するほかは無い。既存のシンクロ装置においては、一旦固着を生じると、システムの運用下ではその状態から復帰することができないからである。
特開平５−４６０６８号公報

以上述べたように既存のシンクロ装置には、その運用中に固着を生じたとしてもその状態から復帰するすべが無い。よって固着から復帰させるためにはシステムの運用を停止したのちシステム全体を再起動したり、または装置をシステムから外して個別に整備することが必要である。もしも航空機の飛行中に固着を生じるとシステムを再起動することもできず、固着した状態のまま飛行を継続しなければならなくなる。このような事態は非常に危険であるので、何らかの対処が要望されている。

本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、運用を停止すること無くシンクロ装置を固着状態から復帰させることができ、これにより便宜の向上を図ったシンクロ装置の動作制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本願発明の一態様によれば、回転子を備え当該回転子の回転により計器情報を示すシンクロ装置の動作を制御する動作制御装置であって、前記計器情報に基づくデータ信号を生成するデータ生成手段と、前記データ信号を前記回転子を回転駆動するための駆動信号に変換して前記シンクロ装置に入力する駆動信号生成手段と、前記シンクロ装置に入力された駆動信号をデータ化してループバック信号を生成するループバック手段と、前記データ信号と前記ループバック信号とを実時間で比較してその差を検出する検出手段と、前記検出手段による比較の結果前記データ信号と前記ループバック信号との差が既定値を超える場合に、前記計器情報と異なるキックバックデータを生成し、このキックバックデータを前記駆動信号生成手段に入力するキックバック処理手段とを具備することを特徴とするシンクロ装置の動作制御装置が提供される。

このような手段を講じることにより、固着が生じると、シンクロ装置に入力される駆動信号とループバック手段によりモニタされる駆動信号との間に、例えばインピーダンス不整合による差異が生じる。そうすると、その旨がデータ信号とループバック信号との差として検出手段に検出される。この差が規定値を超えると、キックバック処理手段は固着の発生を認識し、キックバックデータを生成する。キックバックデータは計器情報と一定の差を持つデータであり、このデータが駆動信号生成手段に入力されることにより駆動信号に変換されて回転子に与えられる。そうすると、回転子は強制的にキックバック駆動され、これにより固着が開放され、例えば回転子に取り付けられた指針は再び自由に動けるようになる。しかも、上記の手順においてシステムを停止する必要が無い。これによりシンクロ装置の運用を停止すること無く固着から復帰させることが可能になる。

本発明によれば、シンクロ装置をその運用を停止すること無く固着状態から復帰させることができるようになり、これにより便宜の向上を図ったシンクロ装置の動作制御装置を提供することができる。

図１は、本発明に係わるシンクロ装置の動作制御装置の実施の形態を示す機能ブロック図である。図１において、動作制御装置としての制御ユニット１０は、シンクロ装置３に電磁気的に接続して使用される。制御ユニット１０およびシンクロ装置３は、いずれも航空機などに搭載して使用される。制御ユニット１０は、制御部１と、ディジタル／シンクロ（Ｄ／Ｓ）変換器２と、駆動アンプ５と、シンクロ／ディジタル（Ｓ／Ｄ）変換器４とを備える。

Ｄ／Ｓ変換器２は、制御部１からディジタル形式で与えられるデータ信号を、シンクロ装置３の回転子を回転駆動するためのシンクロ信号に変換する。このシンクロ信号は駆動アンプ５などのインタフェースを介してシンクロ装置３に入力され、回転子を電磁気的に回転させる。これにより、例えば回転子に取り付けられる指針により計器情報（高度情報、速度情報、昇降率情報など）がパイロットに示される。

シンクロ装置に出力されるシンクロ信号はその一部がループバックされ、Ｓ／Ｄ変換器４に入力される。Ｓ／Ｄ変換器４はシンクロ信号をディジタルデータに変換してループバック信号を生成し、このループバック信号をシステムバス７を介して制御部１に入力する。

制御部１は例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を実装する基板として実現されるもので、当該ＣＰＵの演算処理を主体として実現される機能としてデータ生成部１ａと、検出処理部１ｂと、キックバック処理部１ｃと、警報報知部１ｄとを備える。

データ生成部１ａは、航空機外に設置される計測器（図示せず）などにより計測された計器情報からディジタルのデータ信号を生成し、このデータ信号をシステムバス７を介してＤ／Ｓ変換器２に与える。検出処理部１ｂは、データ生成部１ａにより生成されたデータ信号と、Ｓ／Ｄ変換器４から与えられるループバック信号とをディジタル的に常時比較し、その差を実時間で検出する。

キックバック処理部１ｃは、検出処理部１ｂによる比較の結果、データ信号とループバック信号とが既定値を超えて異なっている場合に、シンクロ装置３における固着の発生を認識する。そうするとキックバック処理部１ｃは、計器情報と異なるキックバックデータを生成してＤ／Ｓ変換器２に入力する。警報報知部１ｄは、キックバック処理部１ｃにより固着の発生が認識された場合に、警報信号を発生出力する。警報信号は、外部の処理装置（図示せず）や表示ランプ６に与えられる。表示ランプ６は警報信号が与えられたことに応じて発光し、固着の発生をパイロットに報知する。

図２は、図１の制御部１により処理される制御手順を模式的に示す図である。図１のキックバック処理部１ｃにおいてデータ信号とループバック信号とが既定値を超えて異なっているとこれはエラーとして検出され、シンクロ装置３における固着の発生が認識される。そうすると、キックバック処理部１ｃは、計器情報に対して＋９０°および−９０°だけ位相差の異なる２つのキックバックデータを生成する。すなわち、例えば計器情報が０°を示す状態（ニュートラル）にあっては、キックバック処理部１ｃは、シンクロ装置３の指針が＋９０°を示す状態に相当するキックバックデータと、−９０°を示す状態に相当するキックバックデータとを順次生成してＤ／Ｓ変換器２に入力する。

そうするとシンクロ装置３の回転子は、その時点の指示値および計器情報に拘わらず、その時の状態から＋９０°および−９０°だけ機械的にキックバックされる。すなわち、回転子は強制的かつダイナミックに振られ、これにより指針の引っ掛かりが外れ、固着が開放されてシンクロ装置３は復帰に至る。

このように本実施形態では、シンクロ信号をＳ／Ｄ変換器４にループバックしてディジタル化することによりループバック信号を生成する。このループバック信号と、Ｄ／Ｓ変換器２に与えられるデータ信号とを比較し、その差に基づいて固着の発生を認識できるようにする。そして、固着の発生を認識した場合にはシンクロ信号を強制的に回転駆動させるためのキックバックデータを生成し、このキックバックデータをＤ／Ｓ変換器２を介してシンクロ装置３に与えるようにしている。

このようにしたので、固着が生じた場合にはシンクロ装置３は強制的にキックバックされ、指針の引っ掛かりなどを機械的に開放することができるようになる。従って、システムを停止する必要なく固着状態を除去して、シンクロ装置３を正常な状態に復帰させることが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

本発明に係わるシンクロ装置の動作制御装置の実施の形態を示す機能ブロック図。 図１の制御部１により処理される制御手順を模式的に示す図。

符号の説明

１…制御部、１ａ…データ生成部、１ｂ…検出処理部、１ｃ…キックバック処理部、１ｄ…警報報知部、２…ディジタル／シンクロ（Ｄ／Ｓ）変換器、３…シンクロ装置、４…シンクロ／ディジタル（Ｓ／Ｄ）変換器、５…駆動アンプ、６…表示ランプ、７…システムバス、１０…制御ユニット

Claims (4)

1. 回転子を備え当該回転子の回転により計器情報を示すシンクロ装置の動作を制御する動作制御装置であって、
   前記計器情報に基づくデータ信号を生成するデータ生成手段と、
   前記データ信号を前記回転子を回転駆動するための駆動信号に変換して前記シンクロ装置に入力する駆動信号生成手段と、
   前記シンクロ装置に入力された駆動信号をデータ化してループバック信号を生成するループバック手段と、
   前記データ信号と前記ループバック信号とを実時間で比較してその差を検出する検出手段と、
   前記検出手段による比較の結果前記データ信号と前記ループバック信号との差が既定値を超える場合に、前記計器情報と異なるキックバックデータを生成し、このキックバックデータを前記駆動信号生成手段に入力するキックバック処理手段とを具備することを特徴とするシンクロ装置の動作制御装置。
2. 前記キックバックデータは、前記計器情報に対して前記回転子における＋９０°または−９０°のいずれか一方の位相差に相当する量だけ異なることを特徴とする請求項１に記載のシンクロ装置の動作制御装置。
3. さらに、前記検出手段による比較の結果前記データ信号と前記ループバック信号との差が既定値を超える場合に警報信号を発生出力する警報手段を具備することを特徴とする請求項１に記載のシンクロ装置の動作制御装置。
4. さらに、前記警報信号が与えられ、前記データ信号と前記ループバック信号との差が既定値を超えることを視覚的に表示する表示手段を具備することを特徴とする請求項３に記載のシンクロ装置の動作制御装置。

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