JP7234865B2 - Equipment for checking the operation of electric vertical take-off and landing aircraft - Google Patents
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Description
本開示は、電動垂直離着陸機の動作確認用装置に関する。 The present disclosure relates to an operation confirmation device for an electric vertical take-off and landing aircraft.
近年、ガスタービンエンジンを有する飛行機とは異なる種類の航空機として、電動垂直離着陸機(eVTOL:electric Vertical Take-Off and Landing aircraft)と呼ばれる有人または無人の航空機の開発が活発化している。電動垂直離着陸機は、モータを有する電駆動システム(EDS:Electric Drive System)を複数備え、複数のモータによって複数の回転翼が回転駆動されることで、機体の揚力や推力を得ている。それぞれの電駆動システムの交換後や点検後には、かかる電駆動システムが正常に動作して回転翼が回転することを確認するための機能試験が実行されることが望ましい。特許文献1には、ガスタービンエンジンの機能を解析するための方法が開示されている。ガスタービンエンジンと同様に、電動垂直離着陸機の電駆動システムも、交換時や定期点検等において機能試験が行われることが求められる。 In recent years, development of manned or unmanned aircraft called electric Vertical Take-Off and Landing aircraft (eVTOL) has been active as a type of aircraft different from airplanes having gas turbine engines. An electric vertical take-off and landing aircraft includes a plurality of electric drive systems (EDS) having motors, and a plurality of rotor blades are rotationally driven by a plurality of motors to obtain lift and thrust of the aircraft. After replacement or inspection of each electric drive system, it is desirable to perform a functional test to confirm that the electric drive system operates normally and the rotor blades rotate. US Pat. No. 6,200,000 discloses a method for analyzing the function of a gas turbine engine. As with gas turbine engines, electric drive systems for electric vertical take-off and landing aircraft are also required to undergo functional tests at the time of replacement, periodic inspections, and the like.
電動垂直離着陸機は、ガスタービンエンジンを備える固定翼機等と比較して狭い場所でも離着陸することができるため、様々な場所で運用されることが想定される。他方、電駆動システムの機能試験は、回転翼を回転駆動させる際に電駆動システムを地面等に固定するための治具等の専用設備が必要であるため、ガスタービンエンジンを有する飛行機と同様に、専用設備を備える検査場等において実行されることが想定される。これらのことから、本願発明者らは、機能試験を実行するために電動垂直離着陸機を運用場所から検査場等へと移動させることが非効率的であると考えた。このため、電動垂直離着陸機の運用場所において電駆動システムの機能試験を実行可能な技術が望まれる。 Electric vertical take-off and landing aircraft are expected to be used in various locations because they can take off and land in narrow spaces compared to fixed-wing aircraft equipped with gas turbine engines. On the other hand, the functional test of the electric drive system requires special equipment such as jigs to fix the electric drive system to the ground when rotating the rotor blades. , and is assumed to be carried out at an inspection site or the like equipped with dedicated equipment. For these reasons, the inventors of the present application considered that it would be inefficient to move the electric vertical take-off and landing aircraft from the operation site to an inspection site or the like in order to perform the function test. Therefore, there is a demand for a technology capable of performing a functional test of the electric drive system at the operating location of the electric vertical take-off and landing aircraft.
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。 The present disclosure can be implemented as the following forms.
本開示の一形態によれば、動作確認用装置(70)が提供される。この動作確認用装置は、電動垂直離着陸機(100)に搭載されている電駆動システム(10)の動作確認用装置であって、前記電駆動システムは、前記電動垂直離着陸機が有する回転翼を駆動させるモータを含み、前記動作確認用装置は、地面との固定部(71)と、前記電駆動システムと直接的に又は前記電動垂直離着陸機の機体(20)を介して間接的に連結するための連結部(72)と、地面との固定位置を調整するための位置調整部(78)と、を備え、前記位置調整部は、車輪とストッパーとを有するキャスターにより構成され、前記車輪を回転させて前記固定位置を調整し、前記ストッパーにより前記車輪の回転を止めることによって、前記動作確認用装置を地面に固定する。 According to one aspect of the present disclosure, an operation confirmation device (70) is provided. This operation confirmation device is an operation confirmation device for an electric drive system (10) mounted on an electric vertical take-off and landing aircraft (100), wherein the electric drive system rotates a rotor of the electric vertical take-off and landing aircraft. Including a motor for driving, the operation confirmation device is connected to the fixed part (71) with the ground and the electric drive system directly or indirectly via the body (20) of the electric vertical take-off and landing aircraft. and a position adjustment part (78) for adjusting the fixed position with the ground, the position adjustment part being composed of a caster having a wheel and a stopper, and the wheel is rotated to adjust the fixed position, and the stopper stops the rotation of the wheel, thereby fixing the operation confirmation device to the ground.
この形態の電動垂直離着陸機の動作確認用装置によれば、地面との固定部と、電駆動システムと直接的に又は電動垂直離着陸機の機体を介して間接的に連結するための連結部とを備えるので、機能試験を実行するための場所が検査場等に限定されることを抑制できる。このため、試験対象システムの機能試験を電動垂直離着陸機の運用場所において実行できる。 According to this type of device for checking the operation of an electric vertical take-off and landing aircraft, there is provided a fixed part to the ground, and a connecting part for connecting directly with the electric drive system or indirectly via the body of the electric vertical take-off and landing aircraft. is provided, it is possible to prevent the place for performing the functional test from being limited to an inspection site or the like. Therefore, the functional test of the system under test can be performed at the operating location of the electric vertical take-off and landing aircraft.
本開示は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、動作確認用装置を備える電動垂直離着陸機、電動垂直離着陸機の動作確認方法等の形態で実現することができる。 The present disclosure may also be embodied in various forms. For example, it can be implemented in the form of an electric vertical take-off and landing aircraft equipped with an operation confirmation device, an operation confirmation method for an electric vertical take-off and landing aircraft, and the like.
A.第1実施形態:
A-1.装置構成:
図1および図2に示すように、本開示の一実施形態としての制御装置50は、電動垂直離着陸機100(以下、「eVTOL(electric Vertical Take-Off and Landing aircraft)100」とも呼ぶ)に搭載されて、eVTOL100の動作を制御する。
A. First embodiment:
A-1. Device configuration:
As shown in FIGS. 1 and 2, a
eVTOL100は、電気により駆動され、鉛直方向に離着陸可能な有人航空機として構成されている。eVTOL100は、制御装置50に加えて、機体20と、複数の回転翼30と、複数の電駆動システム10(以下、「EDS(Electric Drive System)10とも呼ぶ」と、図3に示すバッテリ40と、コンバータ42と、分配器44と、機体通信部64と、報知部66とを備えている。図1に示すように、本実施形態のeVTOL100は、回転翼30とEDS10とをそれぞれ8つずつ備えている。なお、図3では、図示の便宜上、eVTOL100が備える8つの回転翼30およびEDS10のうち、2つの回転翼30およびEDS10を代表して示している。
The eVTOL 100 is configured as a manned aircraft that is electrically driven and capable of vertical takeoff and landing. In addition to the
図1および図2に示すように、機体20は、eVTOL100において8つの回転翼30およびEDS10を除いた部分に相当する。機体20は、機体本体部21と、支柱部22と、6つの第1支持部23と、6つの第2支持部24と、主翼25と、尾翼28とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2 , the
機体本体部21は、eVTOL100の胴体部分を構成する。機体本体部21は、機体軸AXを対称軸として左右対称の構成を有する。本実施形態において、「機体軸AX」とは、機体重心位置CMを通り、eVTOL100の前後方向に沿った軸を意味している。また、「機体重心位置CM」とは、乗員が搭乗していない空虚重量時におけるeVTOL100の重心位置を意味している。機体本体部21の内部には、図示しない乗員室が形成されている。また、機体本体部21には、加速度センサ29が搭載されている。加速度センサ29は、三軸センサにより構成され、eVTOL100の加速度を測定する。加速度センサ29による測定結果は、制御装置50へと出力される。
The fuselage
支柱部22は、鉛直方向に延びる略柱状の外観形状を有し、機体本体部21の上部に固定されている。本実施形態において、支柱部22は、鉛直方向に見てeVTOL100の機体重心位置CMと重なる位置に配置されている。支柱部22の上端部には、6つの第1支持部23の一方の端部がそれぞれ固定されている。6つの第1支持部23は、それぞれ略棒状の外観形状を有し、鉛直方向に垂直な面に沿って延びるように、互いに等角度間隔で放射状に配置されている。各第1支持部23の他方の端部、すなわち支柱部22から遠ざかる位置にある端部には、それぞれ回転翼30とEDS10とが配置されている。6つの第2支持部24は、それぞれ略棒状の外観形状を有し、互いに隣り合う第1支持部23の他方の端部(支柱部22と接続されていない側の端部)同士を接続している。
The
主翼25は、右翼26と左翼27とにより構成されている。右翼26は、機体本体部21から右方向に延びて形成されている。左翼27は、機体本体部21から左方向に延びて形成されている。右翼26と左翼27とには、それぞれ回転翼30とEDS10とが1つずつ配置されている。尾翼28は、機体本体部21の後端部に形成されている。
The main wing 25 is composed of a right wing 26 and a left wing 27 . The right wing 26 is formed so as to extend rightward from the fuselage
8つの回転翼30のうちの6つは、各第2支持部24の端部に配置され、主に機体20の揚力を得るためのリフト用回転翼31として構成されている。8つの回転翼30のうちの2つは、右翼26と左翼27とにそれぞれ配置され、主に機体20の推力を得るためのクルーズ用回転翼32として構成されている。各回転翼30は、それぞれの回転軸を中心として、互いに独立して回転駆動される。各回転翼30は、互いに等角度間隔で配置された3つのブレード33をそれぞれ有する。本実施形態において、各回転翼30のブレード角は、それぞれ可変に構成されている。具体的には、制御装置50からの指示に従い図示しないアクチュエータによってブレード角が調整される。図3に示すように、各回転翼30には、回転数センサ34と、トルクセンサ35とがそれぞれ設けられている。回転数センサ34は、回転翼30の回転数を測定する。トルクセンサ35は、回転翼30の回転トルクを測定する。各センサ34、35による測定結果は、制御装置50へと出力される。
Six of the eight
図1に示す8つのEDS10は、各回転翼30をそれぞれ回転駆動させるための電駆動システムとして構成されている。8つのEDS10のうちの6つは、それぞれリフト用回転翼31を回転駆動させる。8つのEDS10のうちの2つは、それぞれクルーズ用回転翼32を回転駆動させる。
The eight
図3に示すように、各EDS10は、駆動部11と、駆動用モータ12と、ギアボックス13と、回転数センサ14と、電流センサ15と、電圧センサ16と、トルクセンサ17と、EDS側記憶部18とを有する。
As shown in FIG. 3, each
駆動部11は、図示しないインバータ回路と、かかるインバータ回路を制御する図示しないコントローラとを含む電子機器として構成されている。インバータ回路は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)等のパワー素子により構成され、コントローラから供給される制御信号に応じたデューティ比により駆動用モータ12に駆動電圧を供給する。コントローラは、制御装置50と電気的に接続されており、制御装置50からの指令に応じてインバータ回路に制御信号を供給する。
The
駆動用モータ12は、本実施形態ではブラシレスモータにより構成され、駆動部11のインバータ回路から供給される電圧および電流に応じた回転運動を出力する。なお、ブラシレスモータに代えて、誘導モータやリラクタンスモータ等の任意のモータにより構成されていてもよい。
The driving
ギアボックス13は、駆動用モータ12と回転翼30とを物理的に接続している。ギアボックス13は、図示しない複数のギアを有し、駆動用モータ12の回転を減速して回転翼30へと伝達する。なお、ギアボックス13が省略されて駆動用モータ12に回転翼30の回転軸が直接的に接続されていてもよい。
The
回転数センサ14とトルクセンサ17とは、それぞれ駆動用モータ12に設けられており、駆動用モータ12の回転数と回転トルクとをそれぞれ測定する。電流センサ15と電圧センサ16とは、それぞれ駆動部11と駆動用モータ12との間に設けられており、駆動電流と駆動電圧とをそれぞれ測定する。各センサ14~17による測定結果は、駆動部11を介して制御装置50へと出力される。
The rotation speed sensor 14 and the
EDS側記憶部18には、予め試験用プログラムが記憶されている。制御装置50から入力される試験日時と、緯度経度と、機体番号と、気温圧力といった入力情報が、EDS側記憶部18に保存される。また、EDS側記憶部18には、各センサからの計測データが記憶される。
A test program is stored in advance in the
バッテリ40は、リチウムイオン電池により構成され、eVTOL100における電力供給源の1つとして機能する。バッテリ40は、主に、各EDS10がそれぞれ有する駆動部11へと電力を供給して各駆動用モータ12を駆動させる。なお、リチウムイオン電池に代えて、ニッケル水素電池等の任意の二次電池により構成されていてもよく、バッテリ40に代えて、またはバッテリ40に加えて、燃料電池や発電機等の任意の電力供給源が搭載されていてもよい。
The
コンバータ42は、バッテリ40と接続されており、バッテリ40の電圧を降圧してeVTOL100が備える図示しない補機類や制御装置50へと供給する。分配器44は、バッテリ40の電圧を各EDS10が備える駆動部11へと分配する。
The
制御装置50は、記憶部51とCPU(Central Processing Unit)とを備えるマイクロコンピュータであり、ECU(Electronic Control Unit)として構成されている。記憶部51は、ROM(Read Only Memory)とRAM(Random Access Memory)とを有する。CPUは、記憶部51に予め記憶されている制御プログラムを実行することにより、eVTOL100の全体動作を制御する制御部52として機能する。
The
eVTOL100の全体動作としては、例えば、垂直離着陸動作、飛行動作や、各EDS10の機能試験の実行動作等が該当する。垂直離着陸動作および飛行動作は、設定された航空経路情報に基づいて実行されてもよく、乗員の操縦により実行されてもよく、後述する外部装置500が備える外部制御部510からの指令に基づいて実行されてもよい。制御部52は、eVTOL100の動作において、各EDS10が有する駆動用モータ12の回転数および回転方向や、各回転翼30のブレード角等を制御する。
Overall operations of the
各EDS10の機能試験は、定期点検や不具合発生時の点検等を含むEDS10の点検や、EDS10の構成部品の交換等の保守が行なわれた後に、点検や保守対象となったEDS10を対象として簡易的な動作確認のために実行される。本実施形態では、機能試験の対象となるEDS10を、「試験対象システム」と呼ぶ。機能試験では、試験対象システムが正常に動作して、試験対象システムが回転駆動する回転翼30(以下、「試験対象回転翼」とも呼ぶ」が正常に回転することが確認される。具体的には、機能試験では、回転翼30に対して所定の試験パターンで電圧および電流を供給し、このときの電圧値、電流値、モータ回転数、回転翼回転数、温度等を測定し、目標値と実測値との差分に基づき、試験対象システムおよび試験対象回転翼の正常性が判断される。
A simple function test of each
機体通信部64は、無線通信を行なう機能を有し、外部装置500が備える外部通信部520とeVTOL100との間で情報の送受信を行なうとともに、制御装置50と通信可能に構成されている。無線通信としては、例えば、4G(第4世代移動体通信システム)や5G(第5世代移動体通信システム)等の電気通信事業者が提供する無線通信や、IEEE802.11規格に従った無線LAN通信等が該当する。また、例えば、USB(Universal Serial Bus)や、IEEE802.3規格に従った有線通信であってもよい。なお、外部装置500としては、例えば、機能試験の制御や試験結果の記録等を行うサーバ装置等の管理および制御用のコンピュータが該当する。かかる管理・制御用コンピュータは、例えば、航空管制室に配置されているサーバ装置であってもよく、また、機能試験を含む保守や点検を行う保守作業員がeVTOL100の運用場所に持ち込んだパーソナルコンピュータであってもよい。
Machine
報知部66は、制御装置50からの指示に従って報知を行う。本実施形態において、報知部66は、乗員室に搭載されて文字や画像等を表示する表示装置や、音声や警告音等を出力するスピーカ等により構成され、視覚情報や聴覚情報によって乗員に各種情報を報知する。
The
A-2.動作確認用装置の構成:
図4に示す動作確認用装置70は、機能試験を実行する際に試験対象システムに装着される。動作確認用装置70は、任意の場所において、地面に固定される。また、動作確認用装置70は、機能試験において、試験対象システムの推力を計測し、記憶し、さらに、機能試験の合否判定を行う。動作確認用装置70は、固定部71と、連結部72と、推力関連値センサ部73と、本体部74と、位置調整部78とを備える。固定部71は、後述する位置調整部78を介して動作確認用装置70全体を地面に固定する役割を担う。固定部71は、第1支持部23と平行な方向に延びるレール状の矩形板と、第1支持部23と垂直な方向に延びるレール状の矩形板を備え、格子状に形成されている。なお、固定部71は4本のレール状の矩形板を備えているが、任意の本数の矩形板を備えてもよい。また、固定部は、レール状の矩形板でなく任意の形状板であってもよい。
A-2. Configuration of operation confirmation device:
The
連結部72は動作確認用装置70の上端に位置し、eVTOL100の機体20を介して間接的にEDS10と連結する役割を担う。具体的には、連結部72は第1支持部23を介してEDS10と連結する。連結部72の下端側は後述する推力関連値センサ部73と連結している。なお、連結部72とEDS10とは、直接的に連結していてもよい。
The
推力関連値センサ部73は、図4に示されるように、連結部72の下端から本体部74の上端にかけて配置される。推力関連値センサ部73は、円柱状の外観形状を有する。本実施形態において、推力関連値センサ部73は、連結部72と本体部74とを連結すると共に、試験対象システムのEDS10の推力を計測する推力センサを内蔵している。推力センサは、例えば、バネと、バネの伸びであるひずみを検出するひずみゲージとを有し、検出されるひずみを利用して推力を計測する。動作確認用装置70に推力関連値センサ部73が配置されることにより、EDS10が推力センサを有しない構成においても、推力に関して機能試験の合否判断が可能となる。
The thrust-related
本体部74は、インターフェイス部75と、合否判定用演算装置76と、表示部77とを備える。インターフェイス部75は、後述する取得部76cにおいて取得されたEDS10の出力値と、後述する判定部76aにおける判定の実行結果とのうちの少なくとも一方を外部に出力する。合否判定用演算装置76は、判定部76aと、演算装置側記憶部76bと、取得部76cとを備える。本実施形態において、判定部76aは、インターフェイス部75で取得された指令値および想定出力とEDS10の出力値との差分が予め定められた範囲に収まっているか否かの判定を実行する。演算装置側記憶部76bには、インターフェイス部75で取得された指令値、想定出力(駆動用モータ12を試験駆動させた際の回転数、トルク、モータ温度、推力、振動等の変化パターンの理論値もしくは推定値)、及びEDS10の出力値が記憶される。取得部76cは、EDS10に対する指令値および想定出力と、EDS10の出力値とを取得する。なお、本実施形態において、取得部76cは、推力関連値センサ部73から直接推力を取得できる。表示部77は、計測結果や合否判定結果を表示するためのディスプレイである。
The
位置調整部78は、固定部71と地面との間に配置され、地面との固定位置を調整する。位置調整部78は、例えば、固定部71の地面側に装着される車輪の付いたキャスターによって固定位置が調整される。走行方向が旋回する自在車、または、走行方向が固定している固定車によって位置が調整され、図示しないストッパーによって回転が止められて動作確認用装置70が地面に固定される。本実施形態において、「地面に固定される」とは、機能試験の実行に伴って機体20に応力が働いた場合でも、EDS10が所定の範囲を超えて位置ずれしないような程度に、動作確認用装置70が地面に固定されていることを意味する。
The
A-3.試験処理の手順:
図5に示す試験処理は、EDS10の交換と、交換後のEDS10の機能試験を行うための処理を意味する。したがって、例えば、EDS10の構成部品の一部が故障した場合や、部品の定期交換時期が到来した場合などに実行される。動作確認用装置70が第1支持部23を介してEDS10に取り付けられる(ステップS10)。このとき、EDS10の鉛直方向の中心軸と動作確認用装置70の鉛直方向の中心軸とが一致するように、取り付けられる。動作確認用装置70が位置調整部78によって地面に固定される(ステップS11)。なお、上述のステップS10とステップS11とは、同時に行われてもよいし、ステップS11が先に実行されステップS10が後に実行されてもよい。
A-3. Test processing procedure:
The test processing shown in FIG. 5 means replacement of the
制御装置50の制御部52は、試験対象システムであるEDS10の駆動部11に回転数指令を出力する(ステップS12)。これにより、試験対象システムは回転翼30を駆動させ、推力(揚力)が生じることとなる。動作確認用装置70は、EDS10に接続され且つ地面に固定されている。このため、ステップS12の実行により推力が生じた場合であっても、動作確認用装置70は、かかる推力と同じ大きさの反力を生じさせるので、試験対象システムの鉛直方向の変位が抑制される。このようにして、試験対象システムの駆動用モータ12を鉛直方向の変位を抑制した状態において、推力関連値センサ部73は、試験対象システムの推力を計測し、インターフェイス部75は、推力関連値センサ部73により得られる計測値を演算装置側記憶部76bに記憶させる(ステップS13)。判定部76aは、動作確認用装置70において計測された推力と、推力想定値とを比較して合否判定をする(ステップS14)。具体的には、図6に示すように、判定部76aは、推力計測値と推力想定値との差分の絶対値を所定の時間間隔で求めていく。そして、試験期間全体に亘って得られた差分の絶対値が予め定められた閾値より小さければ合格と判定し、閾値以上であれば不合格と判定する。試験期間全体のいずれかの時点において差分の絶対値が閾値以上である場合には、想定される推力とは大きく外れた推力が得られており、試験対象システムやeVTOL100自体に何らかの問題があると推定される。そこで、本実施形態では、この場合、試験を不合格と判定するようにしている。判定部76aは、計測結果と合否判定結果を、インターフェイス部75を介して制御装置50に出力する(ステップS15)。ステップS15の完了後、試験処理は終了する。
The
以上説明した第1実施形態の動作確認用装置70によれば、地面との固定部71と、電駆動システム10と直接的に又は電動垂直離着陸機の機体を介して間接的に連結するための連結部72とを備えるので、機能試験を実行するための場所が検査場等に限定されることを抑制できる。このため、試験対象システムの機能試験を電動垂直離着陸機の運用場所において実行できる。
According to the
B.第2実施形態:
第2実施形態の動作確認用装置70およびeVTOL100の構成は、第1実施形態の動作確認用装置70およびeVTOL100の構成と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。第1実施形態では、推力のみを用いて機能試験の合否を判定していたが、第2実施形態では、推力以外の他のパラメータも用いて機能試験の合否を判定する。
B. Second embodiment:
Since the configurations of the
図7に示す試験処理のシーケンスは、制御装置50に接続されている図示しないユーザインターフェイスから、作業員が機能試験実施の指示を入力することにより開始される。制御装置50において制御部52は、試験開始の合図を試験対象システムのEDS10に送信する(ステップS20)。EDS10は、かかる合図を契機として、回転翼30、動作確認用装置70、およびバッテリ40が、試験開始可能な状態(Ready)であるか否かを確認する(ステップS21)。例えば、回転翼30であれば一時的に給電して回転可能であるか否かを確認する。動作確認用装置70であれば、所定の動作確認用信号を動作確認用装置70に送信し、その応答信号を受信するか否かを確認する。バッテリ40であれば、バッテリ40の残容量(SOC:State Of Charge)を確認する。EDS10は、回転翼30、動作確認用装置70、およびバッテリ40がReadyである場合には、その旨を制御装置50に通知する(ステップS22)。
The test processing sequence shown in FIG. 7 is started by the operator inputting an instruction to perform the function test from a user interface (not shown) connected to the
Readyを受信した制御装置50は、試験日時と、緯度経度と、機体番号と、気温圧力等の入力情報をEDS10へ送信し(ステップS23)、EDS10は、受信した入力情報をEDS側記憶部18に保存する(ステップS24)。EDS10は、動作確認用装置70に対して試験駆動の同期信号を送信し、動作確認用装置70は、EDS10に対して同期信号を受信した旨を通知する送信を行う(ステップS25)。かかる同期信号の送受信により、回転翼30の試験駆動と動作確認用装置70における推力の測定とが同期できる。同期信号を受信した動作確認用装置70は、制御装置50からの回転数指令値、推力関連値センサ部73から取得した推力計測値および回転数センサ34およびトルクセンサ35で計測されたデータの記録を開始する。EDS10は、制御装置50に出力指令要求を送信する(ステップS26)。制御装置50は、EDS10へ想定出力および回転数の指令を送信する(ステップS27)。かかる指令を受信したEDS10は、EDS側記憶部18に予め記憶されている試験用プログラムに従って駆動用モータ12を試験駆動させる(ステップS28)。このとき、EDS10では、駆動用モータ12に対して所定の試験パターンの電流値および電圧値を供給するように駆動部11が制御され、また、バッテリ40から電力が供給される。
The
推力関連値センサ部73から取得した推力計測値、EDS10から想定出力、回転数指令を順次、受信し演算装置側記憶部76bに記憶する(ステップS29)。回転数センサ34やトルクセンサ35は、計測したデータをEDS10に送信する(ステップS30)。EDS10は、各センサで計測された計測データを順次、動作確認用装置70および制御装置50へと送信する(ステップS31)。制御装置50と動作確認用装置70は、各センサからの計測データを順次、記憶部51と演算装置側記憶部76bに、各々記憶する(ステップS32)。駆動電圧等を変化させる周波数を変えて、ステップS27からステップS32までが繰り返される。
The thrust force measurement value obtained from the thrust-related
制御装置50がEDS10へ機能試験終了の合図を送信し、機能試験終了の合図を受信したEDS10は動作確認要装置70へ機能試験終了の合図を送信する(ステップS33)。動作確認用装置70の判定部76aにおいて、合否判定が行われ(ステップS34)、合否判定結果がEDS10へと送信され、EDS10から制御装置50へと送信される(ステップS35)。
The
以上説明した第2実施形態の動作確認用装置によれば、推力に加えて、推力以外の他のパラメータも用いて機能試験の合否を判定する。このため、試験対象システムであるEDS10に対して詳しい機能試験を行うことができる。
According to the operation confirmation device of the second embodiment described above, in addition to the thrust force, parameters other than the thrust force are also used to determine pass/fail of the function test. Therefore, a detailed functional test can be performed on the
C.他の実施形態:
C-1.他の実施形態1:
上記各実施形態の動作確認用装置70において、推力関連値センサ部73は、試験対象システムのEDS10の推力を計測する推力センサを内蔵し、本体部74は、インターフェイス部75と、判定部76aと、演算装置側記憶部76bと、取得部76cと、表示部77とを備えていたが、本実施形態はこれに限られない。本実施形態の動作確認用装置70は、試験対象システムのEDS10の推力を計測する推力センサと、インターフェイス部75と、判定部76aと、演算装置側記憶部76bと、取得部76cと、表示部77のうち、一部は省略されてもよい。推力関連値センサ部73は、単なる接続用であってもよい。かかる構成によれば、動作確認用装置70の構成を簡易にできる。
C. Other embodiments:
C-1. Alternative Embodiment 1:
In the
C-2.他の実施形態2:
上記各実施形態の動作確認用装置70において、地面との固定位置を調整するための位置調整部78を備えていたが、本実施形態における動作確認用装置は、位置調整部78を備えていなくてもよい。
C-2. Alternative Embodiment 2:
In the
C-3.他の実施形態3:
上記各実施形態の動作確認用装置70における推力関連値センサ部73は、試験対象システムのEDS10の推力を計測する推力センサを内蔵していたが、本実施形態においてはこれに限られない。本実施形態の動作確認用装置70において、EDS10の出力値には、モータの推力に関連する推力関連値が含まれ、推力関連値を測定する推力関連値センサをさらに備えてもよい。取得部76cは推力関連値センサから推力関連値を取得してもよい。推力関連値としては、例えば、モータの振動であり、推力関連値センサである振動センサによって計測される。かかる構成によれば、EDS10が振動センサを有しない構成においても、モータの振動に関して機能試験の合否判定が可能となる。
C-3. Alternative Embodiment 3:
The thrust-related
C-4.他の実施形態4:
上記各実施形態の動作確認用装置70においては、駆動用モータ12の推力に関連する推力関連値を、推力関連値センサ部73またはEDS10から取得していたが、本実施形態はこれに限られない。本実施形態においては、駆動用モータ12の推力に関連する推力関連値を、制御装置50から取得してもよい。
C-4. Alternative Embodiment 4:
In the
C-5.他の実施形態5:
上記各実施形態の動作確認用装置70においては、位置調整部78によって動作確認用装置70の地面に対する位置が調整されていたが、本実施形態の動作確認用装置はこれに限られない。本実施形態においては、動作確認用装置の高さを可変としてもよい。例えば、推力関連値センサ部73の高さ方向の長さを変えられる構成であってもよい。
C-5. Alternative Embodiment 5:
In the
C-6.他の実施形態6:
上記各実施形態の動作確認用装置70においては、推力関連値センサ部73は円柱状の外観形状を有していたが、本実施形態における推力関連値センサ部73は任意の形状であってもよい。例えば、直方体状の外観形状を有していてもよい。
C-6. Alternative Embodiment 6:
In the
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した形態中の技術的特徴に対応する各実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various configurations without departing from the scope of the present disclosure. For example, the technical features in each embodiment corresponding to the technical features in the form described in the outline of the invention are used to solve some or all of the above problems, or Substitutions and combinations may be made as appropriate to achieve part or all. Also, if the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate.
10…EDS(電駆動システム)、20…機体、70…動作確認用装置、71…固定部、72…連結部、100…eVTOL(電動垂直離着陸機)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記電駆動システムは、前記電動垂直離着陸機が有する回転翼を駆動させるモータを含み、
前記動作確認用装置は、
地面との固定部(71)と、
前記電駆動システムと直接的に又は前記電動垂直離着陸機の機体(20)を介して間接的に連結するための連結部(72)と、
地面との固定位置を調整するための位置調整部(78)と、
を備え、
前記位置調整部は、車輪とストッパーとを有するキャスターにより構成され、前記車輪を回転させて前記固定位置を調整し、前記ストッパーにより前記車輪の回転を止めることによって、前記動作確認用装置を地面に固定する、動作確認用装置。 A device (70) for checking the operation of an electric drive system (10) mounted on an electric vertical take-off and landing aircraft (100),
The electric drive system includes a motor that drives the rotor blades of the electric vertical take-off and landing aircraft,
The operation confirmation device is
a fixed part (71) with the ground;
a coupling (72) for coupling directly with the electric drive system or indirectly through the fuselage (20) of the electric vertical take-off and landing vehicle;
A position adjustment part (78) for adjusting the fixed position with the ground;
with
The position adjustment unit is configured by a caster having a wheel and a stopper, rotates the wheel to adjust the fixed position, and stops the rotation of the wheel by the stopper, thereby placing the operation confirmation device on the ground. Device for confirming operation.
前記電駆動システムに対する指令値と、前記電駆動システムの出力値と、を取得する取得部(76c)と、
取得された前記指令値と前記出力値との差分が予め定められた範囲に収まっているか否かの判定を実行する判定部(76a)と、
をさらに備える、動作確認用装置。 In the operation confirmation device according to claim 1 ,
an acquisition unit (76c) for acquiring a command value for the electric drive system and an output value of the electric drive system;
a determination unit (76a) that determines whether or not the difference between the acquired command value and the output value is within a predetermined range;
A device for operation confirmation, further comprising:
取得された前記電駆動システムの前記出力値と、前記判定の実行結果と、のうちの少なくとも一方を、外部に出力するためのインターフェイス部(75)を、さらに備える、動作確認用装置。 In the operation confirmation device according to claim 2 ,
A device for operation confirmation, further comprising an interface unit (75) for outputting to the outside at least one of the obtained output value of the electric drive system and the execution result of the determination.
前記出力値には、前記モータの推力に関連する推力関連値が含まれ、
前記推力関連値を測定する推力関連値センサを、さらに備え、
前記取得部は、前記推力関連値センサから前記推力関連値を取得する、動作確認用装置。 In the operation confirmation device according to claim 2 or 3 ,
the output value includes a thrust-related value related to the thrust of the motor;
further comprising a thrust-related value sensor that measures the thrust-related value,
The acquisition unit is an operation confirmation device that acquires the thrust-related value from the thrust-related value sensor.
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