WO2010116509A1 - 操縦支援装置 - Google Patents

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WO2010116509A1
WO2010116509A1 PCT/JP2009/057274 JP2009057274W WO2010116509A1 WO 2010116509 A1 WO2010116509 A1 WO 2010116509A1 JP 2009057274 W JP2009057274 W JP 2009057274W WO 2010116509 A1 WO2010116509 A1 WO 2010116509A1
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WO
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unit
driver
yoke
control ecu
aircraft
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Application number
PCT/JP2009/057274
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
昭大郎 鈴木
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by トヨタ自動車株式会社 filed Critical トヨタ自動車株式会社
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Priority to PCT/JP2009/057274 priority patent/WO2010116509A1/ja
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0055—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots with safety arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a steering assistance device.
  • a control stick described in JP-A-10-264894 is known.
  • this control stick when an aircraft or the like approaches a dangerous state such as a stall, by applying vibration in the axial direction of the control stick, the driver can be in a dangerous state without affecting the operation of the control stick by the driver. It is supposed to be able to inform.
  • control stick described above has a problem that the driver may not be aware of the vibration applied to the control stick when the aircraft itself vibrates due to external factors such as turbulence.
  • An object of the present invention is to provide a steering support device that can reliably notify the driver of the vehicle.
  • the present invention relates to a steering support device that supports a driver's operation of a control unit of a moving body, and includes a determination unit that determines whether or not a driver's operation of the control unit is appropriate, and a driver's control unit And a reaction force adjusting means for adjusting an operation reaction force applied to the control unit so that the operation becomes more inappropriate when it is determined that the operation is not appropriate.
  • the operation of the driver is more Adjustments such as lightening the reaction force are performed so that the operation approaches the stalled state.
  • the operating unit that is being operated moves beyond the driver's expectation, so that the driver can be reliably notified that the operation is not appropriate.
  • control unit when it is determined that the operation of the control unit by the driver is not appropriate, the control unit further includes an operation input invalidating unit that invalidates the driver's operation input to the control unit, and the reaction force adjusting unit It is preferable to adjust the operation reaction force applied to the control unit in a disabled state.
  • the operation reaction force applied to the control unit is adjusted in a state in which the driver's operation input to the control unit is invalidated. Even if the operation state becomes less appropriate, it is possible to avoid the movement being reflected in the movement of the moving body.
  • the reaction force adjusting means lightens the operation reaction force for an inappropriate operation.
  • the operating reaction force by reducing the operating reaction force to an inappropriate operation that causes a stalled state, the operating part that is being operated moves in a direction that causes the vehicle to stall, exceeding the driver's expectation. The driver can be surely notified of the absence.
  • the moving body is preferably an aircraft. In this case, safety in the operation of the aircraft can be improved.
  • the moving body is preferably a vehicle that travels on the ground. In this case, safety in driving the vehicle is improved.
  • the driver can be surely notified that the operation is not appropriate.
  • a steering assistance device 1 As shown in FIG. 1, a steering assistance device 1 according to the first embodiment is provided in an aircraft (moving body) and assists a driver in operating an aircraft yoke (pilot unit) 3.
  • the steering assist device 1 includes an aircraft behavior detection unit 2, a yoke 3, a yoke operation detection unit 4, a control line connection unit 5, and an elevator (elevator) 6.
  • the steering support device 1 includes an elevator drive detection unit 7, an input side actuator 8, an output side actuator 9, an aircraft control ECU [Electric Control Unit] (determination unit, reaction force adjustment unit) 10, a control line connection unit control ECU ( Operation input invalidating means) 11 and a warning unit 12 are provided.
  • the aircraft control ECU 10 is an electronic device composed of a CPU [Central Processing Unit] that performs arithmetic processing, a ROM [Read Only Memory] and a RAM [Random Access Memory] that are storage units, an input signal circuit, an output signal circuit, a power circuit, and the like. Control unit.
  • the aircraft control ECU 10 is electrically connected to the aircraft behavior detection unit 2, the input side actuator 8, and the output side actuator 9. Further, the aircraft control ECU 10 is electrically connected to the control line connection unit control ECU 11, the warning unit 12, and the connection switching unit 15.
  • the control line connection control ECU 11 is an electronic control unit having the same configuration as the aircraft control ECU 10.
  • the control line connection control ECU 11 is electrically connected to the yoke operation detection unit 4, the elevator drive detection unit 7, and the connection switching unit 15.
  • the aircraft behavior detection unit 2 includes, for example, a speed sensor that detects the speed of the aircraft, a gyro sensor that detects the inclination of the aircraft, and the like, and detects the behavior (flight state) of the aircraft.
  • the aircraft behavior detection unit 2 outputs the detected aircraft behavior to the aircraft control ECU 10 as aircraft behavior information.
  • the yoke 3 is provided in the cockpit of the aircraft and is used by the driver to control the aircraft.
  • the yoke 3 is connected to the elevator 6 via a control line connecting portion 5 described later, and the inclination (pitch) of the aircraft in the front-rear direction is controlled by moving the yoke 3 back and forth from the reference position.
  • the yoke 3 is configured such that the greater the movement from the reference position, the greater the reaction force applied to the yoke 3 (the force that resists the driver's operation).
  • the yoke operation detection unit 4 detects the operation of the yoke 3 by the driver.
  • the yoke operation detection unit 4 outputs the detected operation of the yoke 3 to the control line connection unit control ECU 11 as yoke operation information.
  • the control line connection portion 5 mechanically connects the yoke 3 and the elevator 6.
  • the control line connection unit 5 transmits an operation input to the yoke 3 by the driver to the elevator 6.
  • the control line connection unit 5 includes an input side gear ratio variable gear 13 coupled to the yoke 3, an output side gear ratio variable gear 14 coupled to the elevator 6, and a connection switching unit coupled to these variable gears 13, 14. 15.
  • the connection switching unit 15 is electrically connected to the aircraft control ECU 10 and the control line connection unit control ECU 11.
  • the connection switching unit 15 switches between the connection state and the non-connection state of the input side gear ratio variable gear 13 and the output side gear ratio variable gear 14 in accordance with a signal from the control line connection unit control ECU 11.
  • the connection switching unit 15 disconnects the connection between the yoke 3 and the elevator 6 by bringing the input side gear ratio variable gear 13 and the output side gear ratio variable gear 14 into a disconnected state. Further, the connection switching unit 15 puts the input side gear ratio variable gear 13 and the output side gear ratio variable gear 14 into a connected state when signals from the aircraft control ECU 10 and the control line connection unit control ECU 11 are cut off due to a failure or the like. As a result, the yoke 3 and the elevator 6 are connected, and the operation input of the yoke 3 by the driver can be transmitted to the elevator 6.
  • the elevator 6 is a moving blade that is provided on the horizontal tail of the aircraft and controls the inclination (pitch) of the aircraft in the front-rear direction.
  • the elevator 6 is driven up and down according to the operation input of the yoke 3 by the driver.
  • the elevator drive detection unit 7 detects the drive of the elevator 6.
  • the elevator drive detection unit 7 outputs the detected drive of the elevator 6 to the control line connection unit control ECU 11 as elevator drive information.
  • the input side actuator 8 is electrically connected to the aircraft control ECU 10 and mechanically connected to the input side gear ratio variable gear 13.
  • the input side actuator 8 drives the input side gear ratio variable gear 13 in accordance with a signal from the aircraft control ECU 10.
  • the output side actuator 9 is electrically connected to the aircraft control ECU 10 and mechanically connected to the output side gear ratio variable gear 14.
  • the output side actuator 9 drives the output side gear ratio variable gear 14 in accordance with a signal from the aircraft control ECU 10.
  • the input side actuator 8 and the output side actuator 9 adjust the operation reaction force applied to the yoke 3 in accordance with the reaction force adjustment signal output from the aircraft control ECU 10.
  • the input-side actuator 8 and the output-side actuator 9 are connected to the variable gear 13 and the output-side gear ratio variable gear 14 and the output-side gear ratio variable gear 14 so as to have opposite phases with respect to each other.
  • the yoke 3 is moved while the movement of the elevator 6 is fixed, that is, the operation input to the driver's yoke 3 is invalidated.
  • the input-side actuator 8 and the output-side actuator 9 perform adjustments such as reducing the operation reaction force by applying a force according to the reaction force adjustment signal to the yoke 3.
  • Such adjustment may be realized by using one actuator and a phase inverting device instead of the two actuators 8 and 9.
  • the warning unit 12 warns the driver about the flight status of the aircraft by a signal from the aircraft control ECU 10.
  • the warning unit 12 includes a speaker, a warning lamp, and a yoke vibration actuator.
  • the warning unit 12 warns the driver by sound output from a speaker or lighting of a warning lamp.
  • the warning unit 12 warns the driver by vibrating the yoke 3 by the yoke vibration actuator.
  • the aircraft control ECU 10 determines whether the driver's operation is appropriate based on the aircraft behavior information output from the aircraft behavior detection unit 2. Specifically, when the aircraft control ECU 10 recognizes that the aircraft is approaching a dangerous state such as a stalled state due to an increase in the angle of attack or an excessive speed based on the aircraft behavior information, the operation of the driver is appropriate. It is determined that it is not.
  • the aircraft control ECU 10 determines that the driver's operation is not appropriate, the aircraft control ECU 10 outputs an inappropriate operation warning signal to the warning unit 12 to warn the driver that the operation is not appropriate.
  • the aircraft control ECU 10 outputs an inappropriate operation warning signal, the driver performs an appropriate operation within a predetermined time based on the yoke operation information of the yoke operation detection unit 4 acquired through the control line connection unit control ECU 11. It is determined whether or not it has been changed.
  • the aircraft control ECU 10 may perform an operation that is less appropriate for the input side actuator 8, the output side actuator 9, and the control line connection unit control ECU 11.
  • a reaction force adjustment signal for adjusting the operation reaction force of the yoke 3 is output. Further, when the aircraft control ECU 10 outputs the reaction force adjustment signal, the aircraft control ECU 10 is disconnected from the connection switching unit 15 until a predetermined end determination (for example, determination that the driver has sufficiently returned to an appropriate operation) is performed. Output a continuation signal.
  • control line connection control ECU 11 When the control line connection control ECU 11 receives the reaction force adjustment signal from the aircraft control ECU 10, the control line connection control ECU 11 outputs a disconnection state switching signal for disabling the input side gear ratio variable gear 13 and the output side gear ratio variable gear 14. Output to the connection switching unit 15.
  • the control line connection unit control ECU 11 controls the control line connecting the yoke 3 and the elevator 6 based on the yoke operation information output from the yoke operation detection unit 4 and the elevator drive information output from the elevator drive detection unit 7. Monitor whether is functioning properly.
  • connection switching unit 15 When the control line connection control ECU 11 determines that the control line is not functioning normally when the input side gear ratio variable gear 13 and the output side gear ratio variable gear 14 are not connected, the input side gear ratio A connection state switching signal for setting the variable gear 13 and the output side gear ratio variable gear 14 to the connected state (that is, directly connecting the yoke 3 and the elevator 6) is output to the connection switching unit 15.
  • the aircraft control ECU 10 determines that the position of the yoke 3 is in a stalled state when the yoke 3 is pulled and the predetermined condition is satisfied (for example, as shown in FIG. Whether or not the driver's operation is appropriate (when the vehicle approaches the stall operation region T that is likely to become more than a predetermined threshold) (whether the yoke 3 is pulled too much and the vehicle is too close to the stall operation region T). (S1). Note that the position of the stall operation region T in FIG. 2 varies depending on the flight state such as the speed and attitude of the aircraft.
  • the aircraft control ECU 10 determines that the driver's operation is appropriate, the aircraft control ECU 10 repeats the determination in step S1 until a predetermined end determination (for example, determination that the driver has sufficiently returned to the appropriate operation) is made. .
  • a predetermined end determination for example, determination that the driver has sufficiently returned to the appropriate operation
  • the aircraft control ECU 10 outputs an inappropriate operation warning signal to the warning unit 12 to warn that the yoke 3 is pulled too much (S2).
  • the warning unit 12 warns the driver by vibration and sound of the yoke 3 and lighting of a warning lamp.
  • the aircraft control ECU 10 determines whether or not the driver has changed to an appropriate operation within a predetermined time based on the yoke operation information of the yoke operation detection unit 4 acquired through the control line connection unit control ECU 11 (yoke Whether or not 3 is returned to the front side is determined (S3).
  • the aircraft control ECU 10 determines that the driver has returned the yoke 3 to the front side, the aircraft control ECU 10 returns to step S1 and repeats the process after a predetermined time has elapsed. On the other hand, if the aircraft control ECU 10 determines that the driver has not returned the yoke 3 to the front side, the aircraft control ECU 10 outputs a reaction force adjustment signal to the input side actuator 8, the output side actuator 9, and the control line connection unit control ECU 11 (S4). ).
  • Control line connection part control ECU11 outputs a non-connection state switching signal to the connection switching part 15, when the reaction force adjustment signal of aircraft control ECU10 is received.
  • the connection switching unit 15 switches the input side gear ratio variable gear 13 and the output side gear ratio variable gear 14 to the non-connection state, and disconnects the connection between the yoke 3 and the elevator 6.
  • the input-side actuator 8 and the output-side actuator 9 apply a force to the yoke 3 while fixing the movement of the elevator 6 to lighten the reaction force against an inappropriate operation of pulling the yoke 3 to the rear side. Is guided so that the operation becomes closer to the stalled state.
  • the driver's operation is performed. Adjustment is performed to reduce the reaction force so that the operation approaches the stalled state. As a result, the yoke 3 being operated moves beyond the driver's expectation, so that the driver can be surely notified that the operation is not appropriate. Moreover, by moving the yoke 3 being operated beyond the driver's expectation, it is possible to give the driver a chance to perform an appropriate operation, and to induce a reaction such as the driver returning the operation in a reflective manner. Thus, the safety of the aircraft can be improved.
  • the operation reaction force applied to the yoke 3 is adjusted in a state in which the driver's operation input to the yoke 3 is invalidated. Even if the operation state becomes less appropriate, it is possible to avoid the movement being reflected in the movement of the aircraft.
  • the steering assist device 1 can be applied to various other situations.
  • the present invention can also be applied to a case where there is a possibility that the aircraft is overspeeded by pushing the yoke 3 or the throttle too much.
  • the operation input to the yoke 3 and the throttle is invalidated, and the operation reaction force of the yoke 3 and the throttle is applied or reduced so that the operation is accelerated.
  • the yoke 3 and the throttle move to the acceleration side beyond the driver's expectation, so that the driver can be surely informed that the speed may be exceeded and the operation is not appropriate. Reactions such as operating to the deceleration side can be guided.
  • the yoke when the aileron (auxiliary wing) of the aircraft is driven by the rotation operation of the yoke 3 and there is a possibility that the bank is attached due to the yoke 3 being rotated too much and a stalling state may occur, the yoke The driver inputs that the operation input to 3 is invalidated and the operation reaction force of the yoke 3 is applied or reduced so that the operation is more like a bank. Can be surely informed, and a reaction such as a driver returning the operation in a reflective manner can be guided.
  • a steering assistance device 21 according to a second embodiment will be described with reference to the drawings.
  • the steering assist device 21 according to the second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the control line connection unit 23 and the control line connection unit control ECU (operation input invalidation). Means) Only the function 22 is different.
  • the control line connection unit 23 of the steering support device 21 includes an input side clutch 24, an output side clutch 25, a clutch connection switching unit 26, and an actuator connection switching unit 27.
  • the input side clutch 24 is connected to the yoke 3 and is connected to the input side actuator 8 via the actuator connection switching unit 27.
  • the output side clutch 25 is connected to the elevator 6 and is connected to the output side actuator 9 via the actuator connection switching unit 27.
  • the clutch connection switching unit 26 is electrically connected to the control line connection unit control ECU 22, and according to a signal from the control line connection unit control ECU 22, the input side clutch 24 and the output side clutch 25 are connected and disconnected. Switch.
  • the actuator connection switching unit 27 is electrically connected to the control line connection unit control ECU 22, and a connection state and a non-connection state between the input side clutch 24 and the input side actuator 8 according to a signal from the control line connection unit control ECU 22. Switch between and. Further, the actuator connection switching unit 27 switches between a connection state and a non-connection state between the output side clutch 25 and the output side actuator 9 in accordance with a signal from the control line connection unit control ECU 22.
  • the input side clutch 24 and the output side clutch 25 are normally connected while the clutches 24, 25 and the actuators 8, 9 are not connected.
  • the operation input of the yoke 3 by the driver is transmitted to the elevator 6 through the input side clutch 24, the output side clutch 25, and the clutch connection switching unit 26.
  • a gear or the like for facilitating the operation may be interposed between the yoke 3 and the elevator 6.
  • the reaction force adjustment signal is sent from the aircraft control ECU 10 to the input side actuator 8, the output side actuator 9, and the control line connection unit control ECU 22. Is output.
  • the control line connection unit control ECU 22 outputs a non-connection state switching signal to the clutch connection switching unit 26 and outputs a connection state switching signal to the actuator connection switching unit 27 in accordance with the reaction force adjustment signal.
  • the clutch connection switching unit 26 switches the input side clutch 24 and the output side clutch 25 to the non-connected state according to the non-connected state switching signal, and disconnects the connection between the yoke 3 and the elevator 6.
  • the actuator connection switching unit 27 switches the input side clutch 24 and the input side actuator 8 to the connected state and switches the output side clutch 25 and the output side actuator 9 to the connected state according to the connection state switching signal. In this manner, in the steering assistance device 21, the yoke 3 can be moved while the movement of the elevator 6 is fixed by the output side actuator 9, and the operation input to the driver's yoke 3 is invalidated. In this state, the input side actuator 8 performs adjustment such as reducing the operation reaction force by applying a force corresponding to the reaction force adjustment signal to the yoke 3.
  • the aircraft control ECU 10 determines whether or not the driver's operation is appropriate when the predetermined condition is satisfied by the operation of the yoke 3 (S1). If the aircraft control ECU 10 determines that the driver's operation is appropriate, the aircraft control ECU 10 repeats the determination in step S1 until a predetermined end determination is made.
  • the aircraft control ECU 10 determines that the driver's operation is not appropriate, the aircraft control ECU 10 outputs an inappropriate operation warning signal to the warning unit 12 to warn that the driver's operation is not appropriate (S2).
  • the warning unit 12 warns the driver by vibration and sound of the yoke 3 and lighting of a warning lamp.
  • the aircraft control ECU 10 determines whether the driver has changed to an appropriate operation within a predetermined time based on the yoke operation information of the yoke operation detection unit 4 acquired through the control line connection unit control ECU 22. (S3).
  • the aircraft control ECU 10 determines that the driver has changed to an appropriate operation, the aircraft control ECU 10 returns to step S1 and repeats the process after a predetermined time has elapsed. On the other hand, when it is determined that the driver has not changed to an appropriate operation, the aircraft control ECU 10 outputs a reaction force adjustment signal to the input side actuator 8, the output side actuator 9, and the control line connection unit control ECU 22 (S4). ).
  • the control line connection unit control ECU 22 outputs a non-connection state switching signal to the clutch connection switching unit 26 and also outputs a connection state switching signal to the actuator connection switching unit 27 in accordance with the reaction force adjustment signal.
  • the clutch connection switching unit 26 switches the input side clutch 24 and the output side clutch 25 to the non-connected state according to the non-connected state switching signal, and disconnects the connection between the yoke 3 and the elevator 6.
  • the actuator connection switching unit 27 switches the input side clutch 24 and the input side actuator 8 to the connected state and switches the output side clutch 25 and the output side actuator 9 to the connected state according to the connection state switching signal. In this way, the invalidation of the operation input to the driver's yoke 3 is realized. Then, a force is applied to the yoke 3 while the movement of the elevator 6 is fixed to lighten an operation reaction force against an inappropriate operation of the yoke 3, so that the operation of the driver becomes an inappropriate operation. To do.
  • the same effect as that of the steering support device 1 according to the first embodiment can be obtained.
  • achieving such an effect it is not restricted to the aspect using the gear ratio variable gear and clutch mentioned above,
  • the yoke 3 and the elevator 6 are electrically A mode of disconnecting the connection is conceivable.
  • a steering assistance device 31 according to a third embodiment will be described with reference to the drawings.
  • the steering assistance apparatus 31 which concerns on 3rd Embodiment differs from 1st Embodiment by the point with which the vehicle which drive
  • the steering support device 31 includes a traveling state detection unit 32, an operation unit (control unit) 33, an operation detection unit 34, a control line connection unit 35, and a drive unit 36. Further, the steering assist device 31 includes a drive detection unit 37, a connection unit control actuator 38, a vehicle control ECU (determination unit, reaction force adjustment unit) 39, a control line connection unit control ECU (operation input invalidation unit) 40, and a warning. A portion 41 is provided.
  • the vehicle control ECU 39 has the same function as the aircraft control ECU 10 in the first embodiment.
  • the vehicle control ECU 39 is electrically connected to the traveling state detection unit 32, the control line connection unit 35, the connection unit control actuator 38, and the control line connection unit control ECU 40.
  • the control line connection unit control ECU 40 has the same function as the control line connection unit control ECU 11 in the first embodiment.
  • the control line connection unit control ECU 40 is electrically connected to the operation detection unit 34, the control line connection unit 35, and the drive detection unit 37.
  • the traveling state detection unit 32 includes various sensors such as a vehicle speed sensor and an acceleration sensor, and detects the traveling state of the vehicle.
  • the traveling state detection unit 32 outputs the detected traveling state of the vehicle to the vehicle control ECU 39 as traveling state information.
  • the operation unit 33 is for a driver to operate the vehicle, and includes a vehicle handle, an accelerator pedal, a brake pedal, and the like.
  • the operation of the operation unit 33 controls a drive unit 36 described later.
  • the operation detection unit 34 detects an operation of the operation unit 33 by the driver.
  • the operation detection unit 34 outputs the detected operation of the operation unit 33 as operation information to the control line connection unit control ECU 40.
  • the control line connection unit 35 has the same function as the control line connection unit 5 in the first embodiment, for example.
  • the control line connection unit 35 disconnects the connection between the operation unit 33 and the drive unit 36 based on a signal from the control line connection unit control ECU 40, and invalidates the driver's operation input to the operation unit 33.
  • the drive unit 36 includes a vehicle engine, wheels, brakes, and the like, and reflects a driver's operation input to the operation unit 33 in the traveling state of the vehicle.
  • the drive detection unit 37 detects the drive state of the drive unit 36.
  • the drive detection unit 37 outputs the detected drive state as drive information to the control line connection unit control ECU 40.
  • connection part control actuator 38 corresponds to, for example, the input side actuator 8 and the output side actuator 9 in the first embodiment, and is connected to the control line connection part 35.
  • the connection part control actuator 38 adjusts the operation reaction force in the operation part 33 by applying a force to the operation part 33 via the control line connection part 35 in accordance with a reaction force adjustment signal from the vehicle control ECU 39.
  • the warning unit 41 has the same configuration as the warning unit 12 in the first embodiment.
  • the warning unit 41 warns the driver about the running state of the vehicle in accordance with a signal from the vehicle control ECU 39.
  • Vehicle control ECU39 determines whether a driver
  • the vehicle control ECU 39 determines that the driver's operation is not appropriate, the vehicle control ECU 39 outputs an inappropriate operation warning signal to the warning unit 41 to warn the driver that the operation is not appropriate.
  • the vehicle control ECU 39 outputs an inappropriate operation warning signal, the driver changes to an appropriate operation within a predetermined time based on the operation information of the operation detection unit 34 acquired through the control line connection unit control ECU 40. Determine whether or not.
  • the vehicle control ECU 39 determines that the driver has not changed the operation appropriately, the vehicle control ECU 39 sets the operation unit 33 so that the connection unit control actuator 38 and the control line connection unit control ECU 40 are operated more inappropriately.
  • a reaction force adjustment signal for adjusting the operation reaction force is output.
  • control line connection control ECU 40 When the control line connection control ECU 40 receives the reaction force adjustment signal from the vehicle control ECU 39, the control line connection control ECU 40 connects the operation unit 33 and the drive unit 36 according to the situation (for example, when there is a possibility that the vehicle is in a skidding state, the steering wheel And a connection state switching signal for disconnecting the wheel) is output to the control line connection unit 35. Further, the control line connecting unit control ECU 40 has a normal control line connecting the operation unit 33 and the drive unit 36 based on the operation information output from the operation detection unit 34 and the drive information output from the drive detection unit 37. Monitor whether it is functioning properly.
  • control line connection unit control ECU 40 determines that the control line is not functioning normally in a state where the connection between the operation unit 33 and the drive unit 36 is disconnected, the control line connection unit control ECU 40 connects the operation unit 33 and the drive unit 36.
  • the connection state switching signal is output to the control line connection unit 35.
  • the vehicle control ECU 39 determines whether or not the driver's operation is appropriate when a predetermined condition is satisfied by the operation of the operation unit 33 (S1). When the vehicle control ECU 39 determines that the driver's operation is appropriate, the vehicle control ECU 39 repeats the determination in step S1 until a predetermined end determination is made.
  • the vehicle control ECU 39 determines that the driver's operation is not appropriate, the vehicle control ECU 39 outputs an inappropriate operation warning signal to the warning unit 41 to warn that the driver's operation is not appropriate (S2).
  • the warning unit 41 gives a warning to the driver by vibration or sound of the operation unit 33, lighting of a warning lamp, or the like.
  • the vehicle control ECU 39 determines whether or not the driver has changed to an appropriate operation within a predetermined time based on the operation information of the operation detection unit 34 acquired through the control line connection unit control ECU 40 ( S3).
  • the vehicle control ECU 39 determines that the driver has changed to an appropriate operation, the vehicle control ECU 39 returns to step S1 after a predetermined time and repeats the process. On the other hand, when it is determined that the driver has not changed to an appropriate operation, the vehicle control ECU 39 outputs a reaction force adjustment signal to the connection control actuator 38 and the control line connection control ECU 40 (S4).
  • Control line connection unit control ECU 40 outputs a non-connection state switching signal to control line connection unit 35 in response to the reaction force adjustment signal.
  • the control line connection unit 35 disconnects the connection between the operation unit 33 and the drive unit 36 in response to the non-connection state switching signal. In this manner, the invalidation of the operation input to the driver operation unit 33 is realized.
  • the connection unit control actuator 38 applies a force to the operation unit 33 to reduce an operation reaction force with respect to an inappropriate operation of the operation unit 33, so that the driver's operation can be performed. Guide the operation to be less appropriate.
  • control line connection unit 35 may be the same as that of the control line connection unit 22 according to the second embodiment.
  • the operation unit 33 is electrically driven.
  • disconnects the connection with the part 36 may be sufficient.
  • the steering assist device 31 As a situation in which the steering assist device 31 according to the present embodiment is specifically applied, for example, a case where the driver locks the tire by excessively stepping on the brake can be cited. In this case, after the warning, the driver's operation input to the brake pedal is invalidated, and the reaction force of the brake pedal is reduced so that the driver depresses the brake pedal more. As a result, if the brake pedal moves beyond the driver's expectations, the driver can be surely informed that the tires may lock and that the operation is not appropriate, and the driver will reflect off the brake pedal. A reaction such as lifting a foot can be induced.
  • the operation input to the steering wheel is invalidated after warning and the steering wheel is operated so that the driver turns the steering wheel more.
  • the operation reaction force of the vehicle it is possible to reliably notify the driver that the vehicle may be in a skidding state and that the operation is not appropriate, and the driver will return the steering wheel in a reflective manner. Can guide you.
  • the operation input to the steering wheel and the accelerator pedal is invalidated and the steering wheel and the accelerator pedal are operated so as to make the operation closer to the obstacle.
  • the driver can feel that the vehicle is moving toward an obstacle and can reliably inform the driver that the vehicle may collide with the obstacle. It is possible to induce a reaction such as operating the steering wheel to avoid an object, or stepping on the brake pedal with the foot off the accelerator pedal.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above.
  • the present invention can also be suitably applied to the operation of a steering unit such as a ladder pedal or a handle of an aircraft. it can.
  • a mode in which the driver's operation input to the control unit is not invalidated may be used. In this case, the adjustment of the operation reaction force is performed with sufficient consideration of the behavior of the aircraft.

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Abstract

　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（１）を提供することを目的とし、運転者による操縦部（３）の操作が適切であるか否かを判定すると共に、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航空機制御ＥＣＵ（１０）を備える。この操縦支援装置（１）では、操作が失速状態となる可能性のある操作であると判定された場合に、より失速状態に近づく操作となるように操作反力の調整が行われる。その結果、操縦部（３）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。

Description

操縦支援装置
　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 (5)

  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、
    を備えることを特徴とする操縦支援装置。
  2. 　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を更に備え、
    　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を特徴とする請求項１に記載の操縦支援装置。
  3. 　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又は請求項２に記載の操縦支援装置。
  4. 　前記移動体は、航空機であることを特徴とする請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の操縦支援装置。
  5. 　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～請求項３のうちいずれか一項に記載の操縦支援装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07246856A (ja) * 1991-06-28 1995-09-26 Shoji Kobayashi アクセル
JPH10203393A (ja) * 1997-01-21 1998-08-04 Koyo Seiko Co Ltd 車両用操舵装置
JPH10264894A (ja) * 1997-03-24 1998-10-06 Commuter Herikoputa Senshin Gijutsu Kenkyusho:Kk 操縦桿

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07246856A (ja) * 1991-06-28 1995-09-26 Shoji Kobayashi アクセル
JPH10203393A (ja) * 1997-01-21 1998-08-04 Koyo Seiko Co Ltd 車両用操舵装置
JPH10264894A (ja) * 1997-03-24 1998-10-06 Commuter Herikoputa Senshin Gijutsu Kenkyusho:Kk 操縦桿

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018030417A (ja) * 2016-08-23 2018-03-01 日本電気株式会社 航走体制御装置、航走体制御方法および航走体制御用のプログラム

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