JP5158255B2 - 操縦支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、操縦支援装置に関するものである。

従来、このような分野の技術として、例えば特開平１０−２６４８９４号公報に記載された操縦桿が知られている。この操縦桿では、航空機等が失速などの危険状態に近づいた場合に、操縦桿の軸線方向に振動を加えることで、運転者による操縦桿の操作に影響を与えることなく運転者に危険状態を知らせることができるとされている。

特開平１０−２６４８９４号公報

しかしながら、前述した操縦桿においては、乱気流等の外的要因により航空機自体が振動している場合等に、操縦桿に加えられた振動に運転者が気づかないおそれがあるという問題があった。

本発明は、運転者による操縦部の操作が適切ではないと判定された場合に、より適切ではない操作となるように操縦部に加わる操作反力を調整することで、操作が適切ではないことを確実に運転者に知らせることができる操縦支援装置を提供することを目的とする。

本発明は、運転者による移動体の操縦部の操作を支援する操縦支援装置であって、運転者による操縦部の操作が適切であるか否かを判定する判定手段と、運転者による操縦部の操作が適切ではないと判定された場合に、より適切ではない操作となるように操縦部に加わる操作反力を調整する反力調整手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る操縦支援装置によれば、例えば航空機において、運転者による操縦部の操作が失速状態となる可能性のある不適切な操作であると判定された場合に、運転者の操作がより失速状態に近づく操作となるように操作反力を軽くする等の調整が行われる。その結果、操作中の操縦部が運転者の予想を超えて動くことで、操作が適切ではないことを運転者に確実に知らせることができる。

また、運転者による操縦部の操作が適切ではないと判定された場合に、操縦部に対する運転者の操作入力を無効化する操作入力無効化手段を更に備え、反力調整手段は、操作入力が無効化された状態で、操縦部に加わる操作反力を調整することが好ましい。

この操縦支援装置によれば、操縦部に対する運転者の操作入力が無効化された状態で、操縦部に加わる操作反力を調整するので、操作反力を軽くする等によって操作中の操縦部がより適切ではない操作状態となったとしても、その動きが移動体の移動に反映されることを回避することができる。

また、反力調整手段は、適切ではない操作に対する操作反力を軽くすることが好ましい。例えば航空機において、失速状態となる適切ではない操作に対する操作反力を軽くすることにより、操作中の操縦部が運転者の予想を超えて失速状態となる方向に動くので、結果として操作が適切ではないことを運転者に確実に知らせることができる。

また、移動体は、航空機であることが好ましい。この場合、航空機の操縦における安全性の向上が図られる。

或いは、移動体は、地上を走行する車両であることが好ましい。この場合、車両の運転における安全性の向上が図られる。

本発明によれば、操作が適切ではないことを確実に運転者に知らせることができる。

第１の実施形態に係る操縦支援装置を示すブロック図である。 ヨークの位置に応じた操作反力の変化を説明するための説明図である。 操縦支援装置の動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る操縦支援装置を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る操縦支援装置を示すブロック図である。

以下、本発明に係る操縦支援装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１に示されるように、第１の実施形態に係る操縦支援装置１は、航空機（移動体）に備えられ、運転者による航空機のヨーク（操縦部）３の操作を支援するものである。操縦支援装置１は、航空機挙動検出部２、ヨーク３、ヨーク操作検出部４、コントロールライン接続部５、及びエレベータ（昇降舵）６を有している。更に、操縦支援装置１は、エレベータ駆動検出部７、入力側アクチュエータ８、出力側アクチュエータ９、航空機制御ＥＣＵ［Electric Control Unit］（判定手段、反力調整手段）１０、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ（操作入力無効化手段）１１、及び警告部１２を有している。

航空機制御ＥＣＵ１０は、演算処理を行うＣＰＵ［Central Processing Unit］、記憶部となるＲＯＭ［Read Only Memory］及びＲＡＭ［Random Access Memory］、入力信号回路、出力信号回路、電源回路等により構成される電子制御ユニットである。航空機制御ＥＣＵ１０は、航空機挙動検出部２、入力側アクチュエータ８、及び出力側アクチュエータ９と電気的に接続されている。更に、航空機制御ＥＣＵ１０は、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１、警告部１２、及び接続切替部１５と電気的に接続されている。

コントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１は、航空機制御ＥＣＵ１０と同様な構成を有する電子制御ユニットである。コントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１は、ヨーク操作検出部４、エレベータ駆動検出部７、及び接続切替部１５と電気的に接続されている。

航空機挙動検出部２は、例えば航空機の速度を検出する速度センサや航空機の傾きを検出するジャイロセンサ等から構成され、航空機の挙動（飛行状態）を検出する。航空機挙動検出部２は、検出した航空機の挙動を航空機挙動情報として航空機制御ＥＣＵ１０に出力する。

ヨーク３は、航空機の操縦席に備えられ、運転者が航空機の操縦に用いるものである。ヨーク３は、後述するコントロールライン接続部５を介してエレベータ６と連結されており、ヨーク３を基準位置から前後に動かすことで航空機の前後方向の傾き（ピッチ）をコントロールする。ヨーク３は、基準位置から大きく動かすほど、ヨーク３に加わる操作反力（運転者の操作に対して抵抗する力）が大きくなるように構成されている。

ヨーク操作検出部４は、運転者によるヨーク３の操作を検出する。ヨーク操作検出部４は、検出したヨーク３の操作をヨーク操作情報としてコントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１に出力する。

コントロールライン接続部５は、ヨーク３とエレベータ６とを機械的に接続するものである。コントロールライン接続部５は、運転者によるヨーク３への操作入力をエレベータ６に伝達する。コントロールライン接続部５は、ヨーク３と連結された入力側ギア比可変ギア１３、エレベータ６と連結された出力側ギア比可変ギア１４、及びこれらの可変ギア１３，１４と連結された接続切替部１５を有している。

接続切替部１５は、航空機制御ＥＣＵ１０及びコントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１と電気的に接続されている。接続切替部１５は、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１からの信号に応じて、入力側ギア比可変ギア１３及び出力側ギア比可変ギア１４の接続状態と非接続状態とを切り替える。接続切替部１５は、入力側ギア比可変ギア１３及び出力側ギア比可変ギア１４を非接続状態とすることで、ヨーク３とエレベータ６との接続を切り離す。また、接続切替部１５は、故障等により航空機制御ＥＣＵ１０及びコントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１からの信号が切れた場合に、入力側ギア比可変ギア１３と出力側ギア比可変ギア１４とを接続状態にすることで、ヨーク３とエレベータ６とを接続し、運転者によるヨーク３の操作入力をエレベータ６に伝達可能とする。

エレベータ６は、航空機の水平尾翼に設けられ、航空機の前後方向の傾き（ピッチ）をコントロールするための動翼である。エレベータ６は、入力側ギア比可変ギア１３と出力側ギア比可変ギア１４とが接続状態である場合に、運転者によるヨーク３の操作入力に応じて上下に駆動する。

エレベータ駆動検出部７は、エレベータ６の駆動を検出する。エレベータ駆動検出部７は、検出したエレベータ６の駆動をエレベータ駆動情報としてコントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１に出力する。

入力側アクチュエータ８は、航空機制御ＥＣＵ１０と電気的に接続されると共に、入力側ギア比可変ギア１３と機械的に接続されている。入力側アクチュエータ８は、航空機制御ＥＣＵ１０からの信号に応じて、入力側ギア比可変ギア１３を駆動する。

出力側アクチュエータ９は、航空機制御ＥＣＵ１０と電気的に接続されると共に、出力側ギア比可変ギア１４と機械的に接続されている。出力側アクチュエータ９は、航空機制御ＥＣＵ１０からの信号に応じて、出力側ギア比可変ギア１４を駆動する。

入力側アクチュエータ８及び出力側アクチュエータ９は、航空機制御ＥＣＵ１０から出力された反力調整信号に応じて、ヨーク３に加わる操作反力を調整する。具体的には、入力側アクチュエータ８及び出力側アクチュエータ９は、非接続状態の入力側ギア比可変ギア１３及び出力側ギア比可変ギア１４に対して、互いに逆位相となるように可変ギア１３，１４をそれぞれ駆動することで、エレベータ６の動きを固定したままヨーク３を動かすこと、すなわち運転者のヨーク３に対する操作入力の無効化が実現される。この状態で、入力側アクチュエータ８及び出力側アクチュエータ９は、反力調整信号に応じた力をヨーク３に加えることで操作反力を軽くする等の調整を行う。なお、このような調整は、２つのアクチュエータ８，９に代えて、１つのアクチュエータと位相反転装置とを用いることにより実現してもよい。

警告部１２は、航空機制御ＥＣＵ１０からの信号により、航空機の飛行状況等について運転者に警告を行う。警告部１２は、スピーカ、警告ランプ、及びヨーク振動アクチュエータを有している。警告部１２は、スピーカから出力する音声や警告ランプの点灯により運転者に警告を行う。また、警告部１２は、ヨーク振動アクチュエータによりヨーク３を振動させることで運転者に警告を行う。

航空機制御ＥＣＵ１０は、航空機挙動検出部２から出力された航空機挙動情報に基づいて、運転者の操作が適切であるか否かを判定する。具体的には、航空機制御ＥＣＵ１０は、航空機挙動情報に基づいて、航空機が迎角増加による失速状態や速度超過等の危険な状態に近づいていることを認識した場合に、運転者の操作が適切ではないと判定する。

航空機制御ＥＣＵ１０は、運転者の操作が適切ではないと判定した場合、運転者に操作が適切ではないことを警告するため警告部１２に不適切操作警告信号を出力する。航空機制御ＥＣＵ１０は、不適切操作警告信号を出力した場合、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１を通じて取得したヨーク操作検出部４のヨーク操作情報に基づいて、運転者が予め定められた時間内に適切な操作に変更したか否かを判定する。

航空機制御ＥＣＵ１０は、運転者が操作を適切に変更していないと判定した場合、入力側アクチュエータ８、出力側アクチュエータ９、及びコントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１に対して、より適切ではない操作となるようにヨーク３の操作反力を調整するための反力調整信号を出力する。また、航空機制御ＥＣＵ１０は、反力調整信号を出力した場合、予め定められた終了判定（例えば運転者が適切な操作に十分戻したとの判定）が行われるまで、接続切替部１５に非接続状態継続信号を出力する。

コントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１は、航空機制御ＥＣＵ１０の反力調整信号を受信した場合、入力側ギア比可変ギア１３及び出力側ギア比可変ギア１４を非接続状態にするための非接続状態切替信号を接続切替部１５に出力する。また、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１は、ヨーク操作検出部４から出力されたヨーク操作情報とエレベータ駆動検出部７から出力されたエレベータ駆動情報とに基づいて、ヨーク３とエレベータ６とを結ぶコントロールラインが正常に機能しているか否かを監視する。コントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１は、入力側ギア比可変ギア１３及び出力側ギア比可変ギア１４が非接続状態である場合において、コントロールラインが正常に機能していないと判断した場合、入力側ギア比可変ギア１３及び出力側ギア比可変ギア１４を接続状態にする（すなわちヨーク３とエレベータ６とを直結する）ための接続状態切替信号を接続切替部１５に出力する。

次に、操縦支援装置１の動作について図面を参照して説明する。以下、ヨーク３が中心の基準位置から後側（運転者側）に引かれて迎角が増大し、失速状態に近づいた場合を例として説明する。

図２及び図３に示されるように、航空機制御ＥＣＵ１０は、ヨーク３が引かれて、予め定められた条件を満たした場合（例えば、図２に示すように、ヨーク３の位置が失速状態となる可能性の高い失速操作領域Ｔに予め定められた閾値以上近づいた場合）に、運転者の操作が適切であるか否か（ヨーク３を引きすぎて失速操作領域Ｔに近づきすぎているか否か）を判定する（Ｓ１）。なお、図２における失速操作領域Ｔの位置は、航空機の速度や姿勢等の飛行状態に応じて変動する。

航空機制御ＥＣＵ１０は、運転者の操作は適切であると判定した場合、予め定められた終了判定（例えば運転者が適切な操作に十分戻したとの判定）が行われるまで、ステップＳ１の判定を繰り返す。一方、航空機制御ＥＣＵ１０は、運転者がヨーク３を引きすぎていると判定した場合、ヨーク３を引きすぎていることを警告するため警告部１２に不適切操作警告信号を出力する（Ｓ２）。警告部１２は、ヨーク３の振動や音声、警告ランプの点灯により、運転者に警告を行う。

その後、航空機制御ＥＣＵ１０は、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１を通じて取得したヨーク操作検出部４のヨーク操作情報に基づいて、運転者が予め定められた時間内に適切な操作に変更したか否か（ヨーク３を前側に戻したか否か）を判定する（Ｓ３）。

航空機制御ＥＣＵ１０は、運転者がヨーク３を前側に戻したと判定した場合、予め定められた時間の経過後にステップＳ１に戻って処理を繰り返す。一方、航空機制御ＥＣＵ１０は、運転者がヨーク３を前側に戻していないと判定した場合、入力側アクチュエータ８、出力側アクチュエータ９、及びコントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１に反力調整信号を出力する（Ｓ４）。

コントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１は、航空機制御ＥＣＵ１０の反力調整信号を受信した場合、非接続状態切替信号を接続切替部１５に出力する。接続切替部１５は、非接続状態切替信号を受信した場合、入力側ギア比可変ギア１３及び出力側ギア比可変ギア１４を非接続状態に切り替え、ヨーク３とエレベータ６との接続を切り離す。入力側アクチュエータ８及び出力側アクチュエータ９は、エレベータ６の動きを固定したままヨーク３に力を加えて、ヨーク３を後側に引く不適切な操作に対する操作反力を軽くすることで、運転者の操作をより失速状態に近づく操作となるように誘導する。

以上説明した本実施形態に係る操縦支援装置１によれば、運転者によるヨーク３の操作が失速状態となる可能性のある不適切な操作であると判定された場合に、運転者の操作がより失速状態に近づく操作となるように操作反力を軽くする調整が行われる。その結果、運転者の予想を超えて操作中のヨーク３が動くことで、操作が適切ではないことを運転者に確実に知らせることができる。しかも、運転者の予想を超えて操作中のヨーク３が動くことで、運転者に適切な操作を行う切っ掛けを与えることができ、また運転者が反射的に操作を戻す等の反応を導くことができ、航空機の操縦における安全性の向上が図られる。

また、この操縦支援装置１によれば、ヨーク３に対する運転者の操作入力が無効化された状態で、ヨーク３に加わる操作反力を調整するので、操作反力を軽くすることによってヨーク３がより適切ではない操作状態となったとしても、その動きが航空機の移動に反映されることを回避することができる。

以上、運転者の操作により航空機が失速状態となる可能性がある場合を例として説明したが、本実施形態に係る操縦支援装置１は、その他種々の状況に対して適用できる。例えば、ヨーク３やスロットルを押し過ぎて、航空機が速度超過となる可能性がある場合についても適用できる。この場合、警告後に、ヨーク３及びスロットルに対する操作入力を無効化すると共に、あたかもより加速する操作となるようにヨーク３及びスロットルの操作反力を付与又は軽減する。その結果、ヨーク３やスロットルが運転者の予想を超えて加速側へ動くことで、速度超過になるおそれがあり操作が適切ではないことを運転者に確実に知らせることができ、また反射的に減速側へ操作する等の反応を導くことができる。

また、ヨーク３の回転操作により航空機のエルロン（補助翼）が駆動する場合であって、ヨーク３を回転させ過ぎてバンクが付き、失速状態となる可能性があるときにおいては、警告後に、ヨーク３に対する操作入力を無効化すると共に、あたかもよりバンクが付く操作となるようにヨーク３の操作反力を付与又は軽減することで、失速状態になるおそれがあり操作が適切ではないことを運転者に確実に知らせることができ、また運転者が反射的に操作を戻す等の反応を導くことができる。

更に、着陸時において、ヨーク３の引きすなわち機首の引き起こしが十分ではない場合においては、警告後に、ヨーク３に対する操作入力を無効化すると共に、より機首が下がる操作となるようにヨーク３の操作反力を変化させることで、運転者はヨーク３が急に前に動くことから、機体が地面に向かっていくような感覚を受け、墜落するおそれがあり操作が適切ではないことを運転者に確実に知らせることができ、反射的にヨーク３を引く等の反応を導くことができる。

その他、航空機の進行方向に建物等の障害物が存在する場合においては、警告後に、ヨーク３に対する操作入力を無効化すると共に、より障害物へ近づく操作となるようにヨーク３に操作反力を付与することで、運転者は航空機が障害物へ向かって行くような感覚を受け、障害物に衝突するおそれがあることを運転者に確実に知らせることができ、反射的に障害物を避けるようにヨーク３を操作する等の反応を導くことができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る操縦支援装置２１について図面を参照して説明する。図４に示されるように、第２の実施形態に係る操縦支援装置２１は、第１の実施形態と比較して、コントロールライン接続部２３の構成及びコントロールライン接続部制御ＥＣＵ（操作入力無効化手段）２２の機能のみが相違している。

操縦支援装置２１のコントロールライン接続部２３は、入力側クラッチ２４、出力側クラッチ２５、クラッチ接続切替部２６、及びアクチュエータ接続切替部２７を有している。入力側クラッチ２４は、ヨーク３と連結されると共に、アクチュエータ接続切替部２７を介して入力側アクチュエータ８と連結される。出力側クラッチ２５は、エレベータ６と連結されると共に、アクチュエータ接続切替部２７を介して出力側アクチュエータ９と連結されている。

クラッチ接続切替部２６は、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ２２と電気的に接続され、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ２２からの信号に応じて、入力側クラッチ２４及び出力側クラッチ２５の接続状態と非接続状態とを切り替える。

アクチュエータ接続切替部２７は、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ２２と電気的に接続され、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ２２からの信号に応じて、入力側クラッチ２４と入力側アクチュエータ８との接続状態と非接続状態とを切り換える。また、アクチュエータ接続切替部２７は、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ２２からの信号に応じて、出力側クラッチ２５と出力側アクチュエータ９との接続状態と非接続状態とを切り換える。

この操縦支援装置２１では、通常時において、入力側クラッチ２４と出力側クラッチ２５とは接続状態である一方、クラッチ２４，２５とアクチュエータ８，９とはそれぞれ非接続状態とされている。この場合、運転者によるヨーク３の操作入力は、入力側クラッチ２４、出力側クラッチ２５、及びクラッチ接続切替部２６を介してエレベータ６に伝達される。なお、ヨーク３とエレベータ６との間に操作を容易にするためのギア等が介在していてもよい。

また、この操縦支援装置２１では、ヨーク３の操作反力の調整を行うに際し、入力側アクチュエータ８、出力側アクチュエータ９、及びコントロールライン接続部制御ＥＣＵ２２に対して、航空機制御ＥＣＵ１０から反力調整信号が出力される。コントロールライン接続部制御ＥＣＵ２２は、反力調整信号に応じて、非接続状態切替信号をクラッチ接続切替部２６に出力すると共に、接続状態切替信号をアクチュエータ接続切替部２７に出力する。

クラッチ接続切替部２６は、非接続状態切替信号に応じて入力側クラッチ２４及び出力側クラッチ２５を非接続状態に切り替え、ヨーク３とエレベータ６との接続を切り離す。また、アクチュエータ接続切替部２７は、接続状態切替信号に応じて、入力側クラッチ２４及び入力側アクチュエータ８を接続状態に切り換えると共に、出力側クラッチ２５及び出力側アクチュエータ９を接続状態に切り換える。このようにして、操縦支援装置２１では、出力側アクチュエータ９によりエレベータ６の動きを固定したまま、ヨーク３を動かすことが可能となり、運転者のヨーク３に対する操作入力の無効化が実現される。そして、この状態で、入力側アクチュエータ８は反力調整信号に応じた力をヨーク３に加えることで操作反力を軽くする等の調整を行う。

次に、操縦支援装置２１の動作について図面を参照して説明する。

図３に示されるように、航空機制御ＥＣＵ１０は、ヨーク３の操作により、予め定められた条件を満たした場合に、運転者の操作が適切であるか否かを判定する（Ｓ１）。航空機制御ＥＣＵ１０は、運転者の操作は適切であると判定した場合、予め定められた終了判定が行われるまで、ステップＳ１の判定を繰り返す。

一方、航空機制御ＥＣＵ１０は、運転者の操作は適切ではないと判定した場合、運転者の操作は適切ではないことを警告するため警告部１２に不適切操作警告信号を出力する（Ｓ２）。警告部１２は、ヨーク３の振動や音声、警告ランプの点灯により、運転者に警告を行う。

その後、航空機制御ＥＣＵ１０は、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ２２を通じて取得したヨーク操作検出部４のヨーク操作情報に基づいて、運転者が予め定められた時間内に適切な操作に変更したか否かを判定する（Ｓ３）。

航空機制御ＥＣＵ１０は、運転者が適切な操作に変更したと判定した場合、予め定められた時間の経過後にステップＳ１に戻って処理を繰り返す。一方、航空機制御ＥＣＵ１０は、運転者が適切な操作に変更していないと判定した場合、入力側アクチュエータ８、出力側アクチュエータ９、及びコントロールライン接続部制御ＥＣＵ２２に反力調整信号を出力する（Ｓ４）。

コントロールライン接続部制御ＥＣＵ２２は、反力調整信号に応じて、非接続状態切替信号をクラッチ接続切替部２６に出力すると共に、接続状態切替信号をアクチュエータ接続切替部２７に出力する。クラッチ接続切替部２６は、非接続状態切替信号に応じて入力側クラッチ２４及び出力側クラッチ２５を非接続状態に切り替え、ヨーク３とエレベータ６との接続を切り離す。また、アクチュエータ接続切替部２７は、接続状態切替信号に応じて、入力側クラッチ２４及び入力側アクチュエータ８を接続状態に切り換えると共に、出力側クラッチ２５及び出力側アクチュエータ９を接続状態に切り換える。このようにして、運転者のヨーク３に対する操作入力の無効化が実現される。そして、エレベータ６の動きを固定したままヨーク３に力を加えて、ヨーク３の不適切な操作に対する操作反力を軽くすることで、運転者の操作がより適切ではない操作となるように誘導する。

以上説明した第２の実施形態に係る操縦支援装置２１においても、第１の実施形態に係る操縦支援装置１と同様の効果を得ることができる。なお、このような効果を実現するための構成としては、上述したギア比可変ギアやクラッチを用いる態様に限られず、例えばフライ・バイ・ワイヤを採用した航空機において電気的にヨーク３とエレベータ６との接続を切断する態様等が考えられる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る操縦支援装置３１について図面を参照して説明する。図５に示されるように、第３の実施形態に係る操縦支援装置３１は、航空機ではなく、地上を走行する車両に備えられた点で第１の実施形態と異なる。

操縦支援装置３１は、走行状態検出部３２、操作部（操縦部）３３、操作検出部３４、コントロールライン接続部３５、及び駆動部３６を有している。更に、操縦支援装置３１は、駆動検出部３７、接続部制御アクチュエータ３８、車両制御ＥＣＵ（判定手段、反力調整手段）３９、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ（操作入力無効化手段）４０、及び警告部４１を有している。

車両制御ＥＣＵ３９は、第１の実施形態における航空機制御ＥＣＵ１０と同様の機能を有している。車両制御ＥＣＵ３９は、走行状態検出部３２、コントロールライン接続部３５、接続部制御アクチュエータ３８、及びコントロールライン接続部制御ＥＣＵ４０と電気的に接続されている。

コントロールライン接続部制御ＥＣＵ４０は、第１の実施形態におけるコントロールライン接続部制御ＥＣＵ１１と同様の機能を有している。コントロールライン接続部制御ＥＣＵ４０は、操作検出部３４、コントロールライン接続部３５、及び駆動検出部３７と電気的に接続されている。

走行状態検出部３２は、例えば車速センサや加速度センサ等の各種センサから構成され、車両の走行状態を検出する。走行状態検出部３２は、検出した車両の走行状態を走行状態情報として車両制御ＥＣＵ３９に出力する。

操作部３３は、運転者が車両を操作するためのものであり、車両のハンドルやアクセルペダル、ブレーキペダル等から構成される。この操作部３３の操作により、後述する駆動部３６がコントロールされる。操作検出部３４は、運転者による操作部３３の操作を検出する。操作検出部３４は、検出した操作部３３の操作を操作情報としてコントロールライン接続部制御ＥＣＵ４０に出力する。

コントロールライン接続部３５は、例えば第１の実施形態におけるコントロールライン接続部５と同様の機能を有している。コントロールライン接続部３５は、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ４０からの信号により、操作部３３と駆動部３６との接続を切り離し、操作部３３に対する運転者の操作入力を無効化する。

駆動部３６は、車両のエンジンや車輪、ブレーキ等から構成され、操作部３３に対する運転者の操作入力を車両の走行状態に反映させるためのものである。駆動検出部３７は、駆動部３６の駆動状態を検出する。駆動検出部３７は、検出した駆動状態を駆動情報としてコントロールライン接続部制御ＥＣＵ４０に出力する。

接続部制御アクチュエータ３８は、例えば第１の実施形態における入力側アクチュエータ８や出力側アクチュエータ９に相当し、コントロールライン接続部３５に接続されている。接続部制御アクチュエータ３８は、車両制御ＥＣＵ３９からの反力調整信号に応じて、コントロールライン接続部３５を介して操作部３３に力を加えることで、操作部３３における操作反力の調整を行う。

警告部４１は、第１の実施形態における警告部１２と同様の構成を有している。警告部４１は、車両制御ＥＣＵ３９からの信号に応じて、車両の走行状態等について運転者に警告を行う。

車両制御ＥＣＵ３９は、走行状態検出部３２から出力された走行状態情報に基づいて、運転者の操作が適切であるか否かを判定する。具体的には、車両制御ＥＣＵ３９は、走行状態情報に基づいて、車両が横滑り状態等の危険な状態に近づいていることを認識した場合に、運転者の操作が適切ではないと判定する。

車両制御ＥＣＵ３９は、運転者の操作が適切ではないと判定した場合、運転者に操作が適切ではないことを警告するため警告部４１に不適切操作警告信号を出力する。車両制御ＥＣＵ３９は、不適切操作警告信号を出力した場合、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ４０を通じて取得した操作検出部３４の操作情報に基づいて、運転者が予め定められた時間内に適切な操作に変更したか否かを判定する。

車両制御ＥＣＵ３９は、運転者が操作を適切に変更していないと判定した場合、接続部制御アクチュエータ３８及びコントロールライン接続部制御ＥＣＵ４０に対して、より適切ではない操作となるように操作部３３の操作反力を調整するための反力調整信号を出力する。

コントロールライン接続部制御ＥＣＵ４０は、車両制御ＥＣＵ３９の反力調整信号を受信した場合、状況に応じた操作部３３と駆動部３６との接続（例えば、車両が横滑り状態となるおそれがあるときはハンドルと車輪との接続）を切り離すための非接続状態切替信号をコントロールライン接続部３５に出力する。また、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ４０は、操作検出部３４から出力された操作情報と駆動検出部３７から出力された駆動情報とに基づいて、操作部３３と駆動部３６とを結ぶコントロールラインが正常に機能しているか否かを監視する。コントロールライン接続部制御ＥＣＵ４０は、操作部３３と駆動部３６との接続が切り離された状態において、コントロールラインが正常に機能していないと判断した場合、操作部３３と駆動部３６とを接続するための接続状態切替信号をコントロールライン接続部３５に出力する。

次に、操縦支援装置３１の動作について図面を参照して説明する。

図３に示されるように、車両制御ＥＣＵ３９は、操作部３３の操作により、予め定められた条件を満たした場合に、運転者の操作が適切であるか否かを判定する（Ｓ１）。車両制御ＥＣＵ３９は、運転者の操作は適切であると判定した場合、予め定められた終了判定が行われるまで、ステップＳ１の判定を繰り返す。

一方、車両制御ＥＣＵ３９は、運転者の操作は適切ではないと判定した場合、運転者の操作は適切ではないことを警告するため警告部４１に不適切操作警告信号を出力する（Ｓ２）。警告部４１は、操作部３３の振動や音声、警告ランプの点灯等により、運転者に警告を行う。

その後、車両制御ＥＣＵ３９は、コントロールライン接続部制御ＥＣＵ４０を通じて取得した操作検出部３４の操作情報に基づいて、運転者が予め定められた時間内に適切な操作に変更したか否かを判定する（Ｓ３）。

車両制御ＥＣＵ３９は、運転者が適切な操作に変更したと判定した場合、予め定められた時間の経過後にステップＳ１に戻って処理を繰り返す。一方、車両制御ＥＣＵ３９は、運転者が適切な操作に変更していないと判定した場合、接続部制御アクチュエータ３８及びコントロールライン接続部制御ＥＣＵ４０に反力調整信号を出力する（Ｓ４）。

コントロールライン接続部制御ＥＣＵ４０は、反力調整信号に応じて、非接続状態切替信号をコントロールライン接続部３５に出力する。コントロールライン接続部３５は、非接続状態切替信号に応じて、操作部３３と駆動部３６との接続を切り離す。このようにして、運転者の操作部３３に対する操作入力の無効化が実現される。そして、駆動部３６の動きを維持したまま、接続部制御アクチュエータ３８により操作部３３に力を加えて、操作部３３の不適切な操作に対する操作反力を軽くすることで、運転者の操作がより適切ではない操作となるように誘導する。

以上説明した第３の実施形態に係る操縦支援装置３１においても、第１の実施形態に係る操縦支援装置１と同様の効果を得ることができる。また、コントロールライン接続部３５の構成は、第２の実施形態に係るコントロールライン接続部２２と同じであってもよく、例えばドライブ・バイ・ワイヤを採用した車両において電気的に操作部３３と駆動部３６との接続を切り離す構成であってもよい。

本実施形態に係る操縦支援装置３１を具体的に適用する状況としては、例えば、運転者がブレーキを強く踏みすぎてタイヤがロックする場合が挙げられる。この場合、警告後に、ブレーキペダルに対する運転者の操作入力を無効化して、運転者がよりブレーキペダルを踏み込むようにブレーキペダルの操作反力を軽くする。その結果、ブレーキペダルが運転者の予想を超えて動くことで、タイヤがロックするおそれがあり操作が適切ではないことを運転者に確実に知らせることができ、運転者が反射的にブレーキペダルから足を離す等の反応を導くことができる。

また、運転者がアクセルペダルを急激に踏み込んでタイヤが空回りする可能性が場合においては、警告後に、アクセルペダルに対する操作入力を無効化すると共に、運転者がよりアクセルペダルを踏み込むようにアクセルペダルの操作反力を軽くすることで、タイヤが空回り状態になるおそれがあり操作が適切ではないことを運転者に確実に知らせることができ、運転者が反射的にアクセルペダルから足を離す等の反応を導くことができる。

更に、運転者がハンドルを切り過ぎて車両が横滑り状態となる可能性がある場合においては、警告後に、ハンドルに対する操作入力を無効化すると共に、運転者がよりハンドルを切る操作となるようにハンドルの操作反力を軽くすることで、車両が横滑り状態となるおそれがあり操作が適切ではないことを運転者に確実に知らせることができ、運転者が反射的にハンドルの操作を戻す等の反応を導くことができる。

その他、車両の進行方向に建物等の障害物が存在する場合においては、警告後に、ハンドルやアクセルペダルに対する操作入力を無効化すると共に、より障害物へ近づく操作となるようにハンドルやアクセルペダルに操作反力を付与することで、運転者は車両が障害物へ向かって行くような感覚を受け、障害物に衝突するおそれがあることを運転者に確実に知らせることができ、反射的に障害物を避けるようにハンドルを操作したり、アクセルペダルから足を離してブレーキペダルを踏んだりする等の反応を導くことができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、第１及び第２の実施形態においては、特にヨーク３の操作を支援する場合について説明したが、その他航空機のラダーペダルやハンドル等の操縦部の操作に対しても好適に適用することができる。また、ヨーク３等の操縦部の操作反力の調整をするに際し、操縦部に対する運転者の操作入力を無効化しない態様であってもよい。この場合には、航空機の挙動を十分に考慮した操作反力の調整が行われる。

１，２１，３１…操縦支援装置、３…ヨーク（操縦部）、１０…航空機制御ＥＣＵ（判定手段、反力調整手段）、１１，２２，４０…コントロールライン接続部制御ＥＣＵ（操作入力無効化手段）、３３…操作部（操縦部）、３９…車両制御ＥＣＵ（判定手段、反力調整手段）。

Claims (4)

1. 運転者による移動体の操縦部の操作を支援する操縦支援装置であって、
   前記運転者による前記操縦部の操作が適切であるか否かを判定する判定手段と、
   前記運転者による前記操縦部の操作が適切ではないと判定された場合に、より適切ではない操作となるように前記操縦部に加わる操作反力を調整する反力調整手段と、
   前記運転者による前記操縦部の操作が適切ではないと判定された場合に、前記操縦部に対する前記運転者の操作入力を無効化する操作入力無効化手段と、
   を備え、
   前記反力調整手段は、前記操作入力が無効化された状態で前記操縦部に加わる操作反力を調整することにより、前記運転者の操作がより適切ではない操作となるように誘導することを特徴とする操縦支援装置。
2. 前記反力調整手段は、前記適切ではない操作に対する前記操作反力を軽くすることを特徴とする請求項１に記載の操縦支援装置。
3. 前記移動体は、航空機であることを特徴とする請求項１又は２に記載の操縦支援装置。
4. 前記移動体は、地上を走行する車両であることを特徴とする請求項１又は２に記載の操縦支援装置。

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