WO2018087934A1

WO2018087934A1 - 航空機の制御システム

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Publication number: WO2018087934A1
Application number: PCT/JP2016/083733
Authority: WO
Inventors: 一志古市; 雄太郎南; 篤志山崎; 和生多田
Original assignee: 住友精密工業株式会社
Priority date: 2016-11-14
Filing date: 2016-11-14
Publication date: 2018-05-17

Abstract

油圧システム（１）の診断精度を高める航空機の制御システムを提供する。本制御システムの油圧システム（１）は、降着部材（２）を駆動する駆動装置（１１）と、油圧源（１０）と駆動装置（１１）との間の制御弁（１２）と、油圧源（１０）と制御弁（１２）との間に配置され、制御装置（３）の切替指示（ＳＷ）に応じて制御弁（１２）への作動油の供給を許可又は禁止する遮断弁（１３）と、油圧源（１０）の作動状況に関する上流情報（ＳＧ１６又はＳＧ１８）を出力する上流検知装置（１６又は１８）と、遮断弁（１３）と駆動装置（１１）との間の下流油路（１５）の油圧を検知して、下流油圧情報（ＳＧ１７）を出力する下流油圧検知装置（１７）とを備える。制御装置（３）は、上流情報（ＳＧ１６又はＳＧ１８）と、下流油圧情報（ＳＧ１７）と、切替指示（ＳＷ）とに基づいて、油圧システム（１）を診断する。

Description

航空機の制御システム

　本発明は、航空機の制御システムに関する。

　航空機は、操舵輪を操向するためのステアリング機構、車輪の回転を停止するためのブレーキ機構、車輪を含む降着部材を揚降するための揚降機構等を備え、かつ、これらの機構の制御システムを備える。

　これらの制御システムは、油圧システムを用いて作動する場合がある。油圧システムは通常、作動油を供給する油圧源と、駆動装置と、制御弁と、遮断弁とを備える。駆動装置はアクチュエータ等であり、作動油により作動する。制御弁は、油圧源と駆動装置との間に配置され、駆動装置へ流入する作動油の流れる方向を切替え、作動油の圧力を調整する。遮断弁は、油圧源と制御弁との間に配置され、油圧源からの加圧された作動油の制御弁への供給を許可するか否かを選択的に切替える。

　上述の油圧システムに故障が発生した場合、制御システムが正常に作動しない場合がある。したがって、油圧システムの状態（正常、異常）について、精度高く診断できる方が好ましい。

　航空機の制御システムのうち、ステアリング機構の診断技術に関する提案が、特開２０１１－５１５０３号公報（特許文献１）に開示されている。この文献に開示されたステアリング機構（地上操向装置）では、目標操向角の時間変化率、実操向角の時間変化率、及びこれらの差分値とに基づいて、ステアリング機構が正常か異常かを判定する。

特開２０１１－５１５０３号公報

　上述の特許文献１の技術は、ステアリング機構での操向角に注目して正常及び異常を判定する。そのため、油圧システムの直接の診断はされておらず、さらに、油圧システムの部分で故障が発生した場合、故障箇所を絞り込むこともできない。特に、遮断弁は、操向制御に直接的に寄与しておらず、念のための安全装置としての役割を担っている。そのため、遮断弁が万が一故障しても、その故障を発見するのが困難である。遮断弁がこのような「潜在故障」を有している場合、いざというときに遮断弁が安全装置として機能しないことや、遮断弁の故障により操向制御を喪失していることをパイロットが認識せずに航空機の運用を継続する虞がある。

　本発明の目的は、油圧システムの診断精度を高めることができる航空機の制御システムを提供することである。

　本実施形態の航空機の制御システムは、降着部材と、油圧システムと、制御装置とを備える。降着部材は、油圧力により作動可能である。油圧システムは、降着部材に油圧力を供給する。制御装置は、油圧システムを制御する。油圧システムは、油圧源と、駆動装置と、制御弁と、遮断弁と上流油路と、下流油路と、上流検知装置と、下流油圧検知装置とを備える。駆動装置は、油圧源から供給される作動油に応じて降着部材を駆動する。制御弁は、油圧源と駆動装置との間に配置され、駆動装置へ流入する作動油の流れる方向を切替え、作動油の圧力を調節する。遮断弁は、油圧源と制御弁との間に配置され、油圧源からの加圧された作動油の制御弁への供給を許可するか否かを選択的に切替える。上流油路は、油圧源と遮断弁とをつなぎ、作動油が流れる。下流油路は、遮断弁と制御弁とをつなぎ、作動油が流れる。上流検知装置は、油圧源の状態に関する上流情報を含む信号を出力する。下流油圧検知装置は、下流油路の油圧を検知可能であり、下流油路の油圧に関する下流油圧情報を含む信号を出力する。制御装置は、切替制御部と、診断部とを備える。切替制御部は、油圧源からの加圧された作動油の制御弁への供給を許可又は禁止するための切替指示を遮断弁に出力する。診断部は、上流情報と、下流油圧情報と、切替指示とに基づいて、油圧システムを診断する。

　本実施形態の航空機の制御システムは、油圧システムの診断精度を高めることができる。

図１は、第１の実施形態による航空機の制御システムの全体構成を示す機能ブロック図である。図２は、図１に示す制御装置の機能ブロック図である。図３は、図１の制御システムと異なる、航空機の制御システムの動作を説明するための模式図である。図４は、図３に示す制御システムの他の動作を説明するための模式図である。図５は、図３及び図４に示す制御システムの他の動作を説明するための模式図である。図６は、図３～図５に示す制御システムの他の動作を説明するための模式図である。図７は、図３～図６に示す制御システムの他の動作を説明するための模式図である。図８は、図３～図７に示す制御システムの他の動作を説明するための模式図である。図９は、図１に示す制御システムの動作を説明するための模式図である。図１０は、図１に示す制御システムの他の動作を説明するための模式図である。図１１は、図１に示す制御システムの他の動作を説明するための模式図である。図１２は、図１に示す制御システムの診断処理のフロー図である。図１３は、図１２中のステップＳ３の故障判定処理の詳細を示すフロー図である。図１４は、図１２中のステップＳ３の故障判定処理で利用されるデータベースの一例を示す図である。図１５は、第２の実施形態による航空機の制御システムの全体構成を示す機能ブロック図である。図１６は、図１５に示す制御システムの診断処理のフロー図である。図１７は、第４の実施形態による航空機の制御システムの全体構成を示す機能ブロック図である。図１８は、図１７に示す制御システムの診断処理のフロー図である。図１９は、図１８中のステップＳ３の故障判定処理で利用されるデータベースの一例を示す図である。

　本実施形態の制御システムは、上流検知装置から提供される上流情報により油圧システムの上流（油圧源及び／又は上流油路）の状態を検知し、下流油圧検知装置から提供される下流油圧情報により油圧システムの下流（遮断弁及び／又は下流油路）の状態を検知する。そして、これらの検知結果及び切替指示の内容に応じて、油圧システムを診断する。このように、本実施形態の制御システムは、上流情報及び下流油圧情報を用いて、油圧システムの上流の状態及び下流の状態を踏まえて油圧システムの故障状況（正常、異常）を診断できる。そのため、診断精度を高めることができ、特に、遮断弁の潜在故障の有無を診断できる。特に、降着部材を実際に作動させなくても、遮断弁のオフ固着を判定できる。

　上記上流検知装置は、上流油路の油圧を検知可能であり、上流油路の油圧に関する上流情報を含む信号を出力する上流油圧検知装置であってもよい。この場合、診断部は、上流情報によって示される上流油路の油圧が基準圧力以上である場合、下流油圧情報と切替指示とに基づいて遮断弁を診断する。

　上記上流検知装置は、油圧源を起動又は停止し、油圧源の起動又は停止に関する上流情報を含む信号を出力する起動装置であってもよい。この場合、診断部は、上流情報に基づいて油圧源が起動したと判断してから基準時間経過後に、下流油圧情報と切替指示とに基づいて遮断弁を診断する。

　この場合、起動情報を踏まえて油圧システムの上流の状況を確認した後、油圧システムの下流の遮断弁及び／又は下流油路を診断できる。そのため、特に、遮断弁の潜在故障の診断精度を高めることができる。

　上記上流検知装置は、上流油圧検知装置と、起動装置とを含んでもよい。この場合、上流油圧検知装置は上流油路の油圧を検知して、上流油路の油圧に関する上流油圧情報を含む信号を出力する。起動装置は、油圧源を起動又は停止し、油圧源の起動又は停止に関する起動情報を含む信号を出力する。上流情報は、上流油圧情報と、起動情報とを含む。診断部は、起動情報に基づいて油圧源が起動したと判断してから基準時間経過後に、上流油圧情報に基づいて油圧源及び上流油路を診断する。

　この場合、制御装置は、油圧源及び上流油路を診断できる。

　以下、本実施形態の航空機の制御システムについて説明する。

　［第１の実施形態］
　［全体構成図］
　図１は、本実施形態の航空機の制御システム１００の機能ブロック図である。制御システム１００は、航空機のステアリング機構、ブレーキ機構、揚降機構に適用可能である。図１を参照して、航空機の制御システム１００は、油圧システム１と、降着部材２と、制御装置３とを備える。

　制御システム１００がステアリング機構に適用される場合、降着部材２は操舵輪である。制御システム１００がブレーキ機構に適用される場合、降着部材２はブレーキディスク（ヒートシンク）である。制御システム１００が揚降機構に適用される場合、降着部材２は操舵輪及びブレーキを含む脚柱である。降着部材２は、油圧力により作動可能である。

　油圧システム１は、降着部材２に油圧力を供給する。制御装置３は、油圧システム１を制御して、降着部材２を操作する。

　［油圧システム１］
　油圧システム１は、油圧源１０と、駆動装置１１と、制御弁１２と、遮断弁１３と、上流油路１４と、下流油路１５とを備える。

　油圧源１０は、図示しないポンプと、作動油を貯蔵する作動油槽とを含む。油圧源１０は、作動油を油圧システム１内に供給し、循環させる。

　駆動装置１１は、油圧源１０から供給される作動油に応じて、降着部材２を駆動する。駆動装置１１はたとえば、アクチュエータである。制御システム１００がステアリング機構に適用される場合、駆動装置１１は、制御弁１２で圧力を調整された作動油に応じて、操舵輪（降着部材２）を操向する。制御システム１００がブレーキ機構に適用される場合、駆動装置１１は、ディスクブレーキ（降着部材２）を作動する。制御システム１００が揚降機構に適用される場合、駆動装置１１は脚柱（降着部材２）を揚降する。

　制御弁１２は、油圧源１０と駆動装置１１との間に配置される。制御弁１２は、駆動装置１１へ流入する作動油の流れる方向を切替え、作動油の圧力を調整する。これにより、駆動装置１１は連続的に作動可能である。

　遮断弁１３は、油圧源１０と制御弁１２との間に配置される。遮断弁１３は、制御装置３からの切替指示ＳＷに応じて、油圧源１０からの加圧された作動油の制御弁１２への供給を許可するか否かを選択的に切替える。図１では、遮断弁１３の一例として、いわゆる３ＷＡＹのシャットオフバルブを示す。しかしながら、遮断弁１３は、３ＷＡＹタイプに限定されない。遮断弁１３は、４ＷＡＹ等、３ＷＡＹ以外の遮断弁であってもよい。また、遮断弁１３は２ポジションに限定されない。遮断弁１３は３ポジション等であってもよい。図１の遮断弁１３は直動方式を示すが、遮断弁１３はパイロット圧駆動方式であってもよい。

　上流油路１４は、油圧源１０と遮断弁１３との間に配置される。上流油路１４には、油圧源１０からの作動油が流れる。上流油路１４は、配管であってもよいし、油圧源１０と遮断弁１３とを有するバルブボディ内に形成された油路であってもよい。

　下流油路１５は、遮断弁１３と制御弁１２との間に配置される。下流油路１５は、油圧源１０又は駆動装置１１からの作動油が流れる。下流油路１５は、配管であってもよいし、制御弁１２と遮断弁１３とを有するバルブボディ内に形成された油路であってもよい。

　［油圧検知装置１６及び１７］
　油圧システム１はさらに、上流油圧検知装置１６及び下流油圧検知装置１７を備える。上流油圧検知装置１６は、上流油路１４に配置される。上流油圧検知装置１６は、上流（油圧源１０及び／又は上流油路１４）の状態の一例として、上流油路１４の油圧を検知する。上流油圧検知装置１６は、検知結果である上流油圧情報ＳＧ１６を含む信号を出力する。図１では、上流油圧検知装置１６は、上流油圧情報ＳＧ１６を含む信号を制御装置３に直接出力する。しかしながら、上流油圧検知装置１６は、上流油圧情報ＳＧ１６を含む信号を他の装置に出力して、他の装置がその信号に対して加工等の処理を施した後、処理後の信号であって上流油圧情報ＳＧ１６を含むものを制御装置３に出力してもよい。上流油圧検知装置１６はたとえば、油圧センサや、油圧スイッチである。

　下流油圧検知装置１７は、下流油路１５に配置される。下流油圧検知装置１７は、下流油路１５の油圧を検知する。下流油圧検知装置１７は、検知結果である下流油圧情報ＳＧ１７を含む信号を出力する。図１では、下流油圧検知装置１７は、下流油圧情報ＳＧ１７を含む信号を制御装置３に直接出力する。しかしながら、下流油圧検知装置１７は、下流油圧情報ＳＧ１７を含む信号を他の装置に出力して、他の装置がその信号に対して加工等の処理を施した後、処理後の信号であって下流油圧情報ＳＧ１７を含むものを制御装置３に出力してもよい。下流油圧検知装置１７は、上流油圧検知装置１６と同様に、油圧センサや、油圧スイッチである。

　以降の説明では、上流油圧検知装置１６及び下流油圧検知装置１７を総称して、油圧検知装置１６及び１７と称することがある。また、上流油圧情報ＳＧ１６及び下流油圧情報ＳＧ１７を総称して、油圧情報ＳＧ１６及びＳＧ１７と称することがある。

　［制御装置３］
　制御装置３は、上述のとおり、油圧システム１を制御する。制御装置３はさらに、油圧システム１を診断する。

　図２は、制御装置３の機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置３は、受信部３１と、切替制御部３２と、診断部３３とを含む。

　受信部３１は、油圧情報ＳＧ１６及びＳＧ１７を受信する。受信部３１は、油圧情報ＳＧ１６及びＳＧ１７を油圧検知装置１６及び１７から直接的に受信してもよいし、間接的に受信してもよい。

　切替制御部３２は、切替指示ＳＷを遮断弁１３に出力する。遮断弁１３が図１に示すような３ＷＡＹタイプのシャットオフバルブである場合、切替指示ＳＷには、油圧源からの加圧された作動油の制御弁１２への供給を許可する指示の場合と、禁止する指示の場合とがある。以降の説明では、加圧された作動油の制御弁１２への供給を許可する指示を「切替指示ＳＷをオンする」といい、禁止する指示を「切替指示ＳＷをオフする」という。

　診断部３３は、受信部３１で受信した油圧情報ＳＧ１６及びＳＧ１７と、切替指示ＳＷとに基づいて、油圧システム１を診断する。

　［航空機の制御システム１００の動作］
　本実施形態の航空機の制御システム１００は、油圧システム１の診断精度を高めることができる。

　図３は、従来の航空機の制御システム２００の機能ブロック図である。図３を参照して、従来の航空機の制御システム２００は、油圧源１０と、駆動装置１１と、制御弁１２と、遮断弁１３と、上流油路１４と、下流油路１５と、下流油圧検知装置１７と、制御装置３００とを備える。制御装置３００は、遮断弁１３に対して切替指示ＳＷを出力する。制御装置３００はさらに、切替指示ＳＷ及び下流油圧情報ＳＧ１７に基づいて、油圧システムを診断する。

　要するに、従来の航空機の制御システム２００は、本実施形態の航空機の制御システム１００と比較して、上流油路１４の油圧を検知する上流油圧検知装置１６を備えず、制御装置３と異なる制御装置３００を備える。

　このような構成の制御システム２００が油圧システムを診断する場合、誤診断が発生する場合がある。より具体的には、遮断弁１３の潜在故障（具体的にはオフ固着）を検知できない場合がある。以下、この点について説明する。

　［従来の航空機の制御システム２００の診断処理］
　図３～図６は、従来の航空機の制御システム２００における遮断弁１３の診断処理を説明するための模式図である。

　［上流から遮断弁１３に作動油が供給されており、かつ、遮断弁１３が正常である場合：図３及び図４］
　図３を参照して、遮断弁１３が正常である場合に、制御装置３００が切替指示ＳＷをオン（供給許可）にする。この場合、切替指示ＳＷに応じて、遮断弁１３は、油圧源１０からの加圧された作動油を制御弁１２に供給する。その結果、下流油路１５に作動油が流れ、下流油路１５内の圧力が上昇し、所定の圧力（以下、基準圧力という）以上となる。このとき、下流油圧検知装置１７は下流油路１５の油圧が基準圧力以上になったと検知して、ハイレベル（Ｈレベル）の下流油圧情報ＳＧ１７を制御装置３００に出力する。

　制御装置３００は、下流油圧検知装置１７から下流油圧情報ＳＧ１７を取得する。制御装置３００は、切替指示ＳＷと、取得した下流油圧情報ＳＧ１７とに基づいて、遮断弁１３を診断する。図３の場合、切替指示ＳＷがオン（供給許可）であり、かつ、下流油圧情報ＳＧ１７がＨレベルである。つまり、遮断弁１３が作動油を制御弁１２に供給しているときに下流油路１５の油圧が基準圧力以上となっていることを示す。したがって、制御装置３００は、遮断弁１３が正常であると診断する。

　図４を参照して、制御装置３が切替指示ＳＷをオフ（供給禁止）にする。この場合、遮断弁１３は、加圧された作動油の制御弁１２への供給を遮断（シャットオフ）し、下流油路１５を、油圧源１０に作動油を戻すための低圧側の油路に接続する。その結果、下流油路１５内の油圧が下降して、基準圧力未満となる。このとき、下流油圧検知装置１７は下流油路１５の油圧が基準圧力未満になったと検知して、ローレベル（Ｌレベル）の下流油圧情報ＳＧ１７を制御装置３００に出力する。

　制御装置３００は、切替指示ＳＷと、取得した下流油圧情報ＳＧ１７とに基づいて、遮断弁１３を診断する。図４の場合、切替指示ＳＷがオフ（供給禁止）であり、かつ、下流油圧情報ＳＧ１７がＬレベルである。つまり、遮断弁１３が制御弁１２への作動油の供給を遮断したときに下流油路１５の油圧が基準圧力未満となっていることを示す。したがって、制御装置３００は、遮断弁１３が正常であると診断する。

　［上流から遮断弁１３に作動油が供給されており、かつ、遮断弁１３が異常である場合：図５及び図６］
　図５は、遮断弁１３が故障して、制御弁１２への作動油の供給を遮断状態から許可状態に切り替えできない（以下、これをオフ固着という）場合の航空機の制御システム２００の動作を説明するための模式図である。

　図５を参照して、本ケースでは遮断弁１３がオフ固着している。そのため、制御装置３００が切替指示ＳＷをオン（供給許可）にしても、遮断弁１３は制御弁１２への作動油の供給を開始できない。つまり、遮断弁１３は、オンの切替指示ＳＷを受けても、制御弁１２への作動油の供給の禁止を維持する。この場合、下流油路１５の油圧が上昇せず、基準圧力未満のままである。そのため、下流油圧検知装置１７はＬレベルの下流油圧情報ＳＧ１７を制御装置３００に出力する。

　制御装置３００は、切替指示ＳＷと、下流油圧情報ＳＧ１７とに基づいて、遮断弁１３を診断する。図５の場合、切替指示ＳＷがオンであるにもかかわらず、下流油圧情報ＳＧ１７がＬレベルである。そのため、制御装置３００は、遮断弁１３が故障している（オフ固着している）と診断できる。

　図６は、図５とは逆に、上流から遮断弁１３に作動油が供給されており、かつ、遮断弁１３が制御弁１２への作動油の供給を許可状態から禁止状態に切り替えできない（以下、これをオン固着という）場合を示す。

　図６を参照して、本ケースでは遮断弁１３がオン固着している。そのため、制御装置３００が切替指示ＳＷをオフにしても、遮断弁１３は制御弁１２への作動油の供給の許可状態を遮断状態に切替えることができず、制御弁１２への作動油の許可状態を維持する。その結果、下流油路１５の油圧は下降せず、基準圧力以上を維持する。この場合、下流油圧検知装置１７はＨレベルの下流油圧情報ＳＧ１７を制御装置３００に出力し続ける。切替指示ＳＷがオフであるにもかかわらず、下流油圧情報ＳＧ１７がＨレベルであるため、制御装置３００は、遮断弁１３が故障している（オン固着している）と診断できる。

　［上流から遮断弁１３に作動油が供給されていない場合の故障診断処理：図７及び図８］
　図３～図６に示すとおり、航空機の制御システム２００は、切替指示ＳＷ及び下流油圧情報ＳＧ１７に基づいて、遮断弁１３を診断する。しかしながら、何らかの理由により、上流（油圧源１０及び／又は上流油路１４）から遮断弁１３に作動油が供給されていない場合、制御システム２００による遮断弁１３の診断精度が低下する。上流から作動油が供給されない場合とはたとえば、油圧源１０及び上流油路１４のいずれか又は両方が故障していたり、油圧源１０の電源が起動していない場合等である。

　図７は、何らかの理由により上流（油圧源１０及び／又は上流油路１４）から遮断弁１３に作動油が供給されていない状態であって、かつ、遮断弁１３が正常である場合の航空機の制御システム２００の動作を説明するための模式図である。図７を参照して、本例では、上流から作動油が供給されていないため、上流油路１４の油圧が基準圧力未満（Ｌレベル）となっている。このとき、制御装置３００が切替指示ＳＷをオンにする。この場合、遮断弁１３は、制御弁１２への作動油の供給を禁止状態から許可状態に切替える。しかしながら、上流油路１４には作動油が流れていないため、下流油路１５にも作動油は流れない。そのため、下流油路１５の油圧が基準圧力未満のままとなる。その結果、下流油圧検知装置１７はＬレベルの下流油圧情報ＳＧ１７を制御装置３００に出力する。

　制御装置３００は、切替指示ＳＷがオンであり、下流油圧情報ＳＧ１７がＬレベルと判断する。そのため、遮断弁１３が正常であるにもかかわらず、制御装置３００は、遮断弁１３が故障している（オフ固着している）と誤診断してしまう可能性がある。

　制御システム２００において、何らかの理由により上流（油圧源１０及び／又は上流油路１４）から遮断弁１３に作動油が供給されていない場合はさらに、図８に示すとおり、遮断弁１３が故障しているにもかかわらず、遮断弁１３が正常であると診断してしまう場合もある。

　図８を参照して、本例も図７と同様に、上流から遮断弁１３に作動油が供給されていない。図８ではさらに、遮断弁１３がオン固着していると仮定する。

　この場合、上流油路１４の油圧は基準圧力未満であり、Ｌレベルとなっている。制御装置３００が切替指示ＳＷをオフにした場合、遮断弁１３はオン固着しているため、遮断弁１３は切替指示ＳＷに応答できず、制御弁１２への作動油の供給の許可状態を維持する。しかしながら、上流油路１４には作動油が流れていないため、下流油路１５にも作動油が流れない。そのため、下流油路１５の油圧は基準圧力未満を維持する。この場合、下流油圧検知装置１７はＬレベルの下流油圧情報ＳＧ１７を制御装置３００に出力し続ける。

　制御装置３００は、切替指示ＳＷがオフであり、下流油圧情報ＳＧ１７がＬレベルと認定する。そのため、遮断弁１３が故障（オン固着）しているにも関わらず、制御装置３００は遮断弁１３が正常と判断してしまう。

　［本実施形態の航空機の制御システム１００の動作］
　図７及び図８に示すとおり、従来の航空機の制御システム２００では、制御装置３００が油圧システムを診断するとき、誤診断が生じる場合がある。これに対して、本実施形態の航空機の制御システム１００は、図７及び図８のような誤診断を抑制でき、診断精度を高めることができる。本実施形態の航空機の制御システム１００は特に、遮断弁１３の潜在故障の有無を診断できる。

　図９は、油圧システム１が正常な場合の、航空機の制御システム１００の動作を説明するための模式図である。航空機の制御システム１００は、下流油圧検知装置１７を用いて下流油路１５の油圧を検知するだけでなく、上流油圧検知装置１６を用いて上流油路１４の油圧も検知する。そして、制御装置３は、下流油圧検知装置１７の検知結果である下流油圧情報ＳＧ１７だけでなく、上流油圧検知装置１６の検知結果である上流油圧情報ＳＧ１６も受信する。制御装置３は、油圧情報ＳＧ１６及び１７と、切替指示ＳＷとに基づいて、油圧システム１を診断する。この場合、故障等の何らかの理由により上流（油圧源１０及び上流油路１４）から遮断弁１３に作動油が供給されていない場合であっても、制御装置３は、図７及び図８に示すような誤診断を抑制できる。

　図９では、上流から遮断弁１３に作動油が供給され、かつ、遮断弁１３が正常であると仮定する。図９において、制御装置３が切替指示ＳＷをオンにする。このとき、上流油圧検知装置１６は、Ｈレベルの上流油圧情報ＳＧ１６を出力する。さらに、下流油圧検知装置１７は、Ｈレベルの下流油圧情報ＳＧ１７を出力する。制御装置３は、いずれもＨレベルの油圧情報ＳＧ１６及びＳＧ１７と、切替指示ＳＷとに基づいて、遮断弁１３が正常であると判断する。

　一方、図１０では、図７と同様に、故障等の何らかの理由により上流（油圧源１０及び／又は上流油路１４）から遮断弁１３に作動油が供給されていない。この場合、上流油路１４の油圧は基準圧力未満である。そのため、上流油圧検知装置１６は、Ｌレベルの上流油圧情報ＳＧ１６を出力する。図１０において、制御装置３が切替指示ＳＷをオンにする。この場合、遮断弁１３は許可状態に切替わる。しかしながら、そもそも上流油路１４に作動油が流れていないため、下流油路１５にも作動油は流れない。そのため、下流油路１５の油圧が基準圧力未満のままとなる。したがって、下流油圧検知装置１７はＬレベルの下流油圧情報ＳＧ１７を制御装置３に出力する。

　制御装置３は、切替指示ＳＷ及び下流油圧情報ＳＧ１７だけでなく、上流油圧情報ＳＧ１６も加えて、診断する。この場合、制御装置３は上流油圧情報ＳＧ１６がＬレベルであるため、上流（油圧源１０及び／又は上流油路１４）から遮断弁１３に作動油が供給されていないと判断でき、上流から作動油が供給されていないため、遮断弁１３の診断ができないと認定できる。このように、制御装置３は図７のような誤診断を抑制できる。

　図１１では、図８と同様に、故障等の何らかの理由により上流（油圧源１０及び／又は上流油路１４）から遮断弁１３に作動油が供給されておらず、かつ、遮断弁１３がオン固着している。このような場合であっても、航空機の制御システム１００は、誤診断を抑制できる。

　図１１では、上流から遮断弁１３に作動油が供給されていないため、上流油路１４の油圧は基準圧力未満である。そのため、上流油圧検知装置１６は、Ｌレベルの上流油圧情報ＳＧ１６を出力する。図１１において、制御装置３が切替指示ＳＷをオフにする。遮断弁１３はオン固着しているため、切替指示ＳＷがオフであるにもかかわらず、制御弁１２への作動油の供給の許可状態を維持する。しかしながら、上流から遮断弁１３に作動油が供給されていないため、下流油路１５にも作動油が流れない。その結果、下流油路１５の油圧は基準圧力未満を維持する。したがって、下流油圧検知装置１７はＬレベルの下流油圧情報ＳＧ１７を出力する。

　制御装置３は、下流油圧情報ＳＧ１７がＬレベルであるため、なんらかの理由により、上流（油圧源１０及び／又は上流油路１４）から遮断弁１３に作動油が供給されていないと判断する。そのため、制御装置３は、遮断弁１３の診断ができないと判定できる。つまり、制御装置３は、少なくとも図８の場合のように、遮断弁１３が正常と誤診断するのを抑制できる。

　以上のとおり、本実施形態の航空機の制御システム１００は、油圧システム１の診断精度、特に、遮断弁１３の診断精度を高めることができる。以下、航空機の制御システム１００内の制御装置３の診断処理を詳述する。

　［制御装置３の診断処理フロー］
　図１２は、航空機の制御システム１００内の制御装置３の診断処理のフロー図である。図１２を参照して、たとえば、航空機のパイロットや整備員等のオペレータの操作や航空機の状態（飛行中や地上走行中）等に応じて、制御装置３内の切替制御部３２は、切替指示ＳＷをオンからオフ、又は、オフからオンに変更する（Ｓ１）。このとき、制御装置３の受信部３１は、上流油路１４の油圧に関する上流油圧情報ＳＧ１６を上流油圧検知装置１６から受けており、下流油路１５の油圧に関する下流油圧情報ＳＧ１７を下流油圧検知装置１７から受けている。診断部３３は受信部３１で受信している油圧情報ＳＧ１６及びＳＧ１７を取得する（Ｓ２）。

　診断部３３は、切替指示ＳＷと、油圧情報ＳＧ１６及びＳＧ１７とに基づいて、油圧システム１の故障判定処理を実施する（Ｓ３）。図１３は図１２のステップＳ３の故障判定処理の詳細を示すフロー図である。図１３を参照して、診断部３３は初めに、上流油路１４の油圧を示す上流油圧情報ＳＧ１６がＨレベルか否かを判断する（Ｓ３１）。上流油圧情報ＳＧ１６がＬレベルである場合（Ｓ３１でＮＯ）、診断部３３は、上流から遮断弁１３に作動油が供給されていないと判断する。ここでいう作動油が供給されていないとは、油圧源１０又は上流油路１４のいずれか又は双方が故障している場合や、油圧源１０が起動していない場合等が該当する。この場合、遮断弁１３の診断ができないため、診断部３３は故障判定処理（Ｓ３）を終了する。

　一方、ステップＳ３１での判断の結果、上流油圧情報ＳＧ１６がＨレベルである場合（Ｓ３１でＹＥＳ）、診断部３３は、上流から遮断弁１３に作動油が正常に供給されていると判断する。そこで、診断部３３は、切替指示ＳＷがオンかオフかを判断する（Ｓ３２）。切替指示ＳＷがオンである場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、診断部３３は、下流油路１５の油圧を示す下流油圧情報ＳＧ１７がＨレベルか否かを判断する（Ｓ３３）。下流油圧情報ＳＧ１７がＬレベルの場合（Ｓ３３でＮＯ）、診断部３３は、油圧システム１の下流（遮断弁１３及び／又は下流油路１５）で故障が発生していると判断し、「遮断弁のオフ固着」と判定する（Ｓ３６）。一方、下流油圧情報ＳＧ１７がＨレベルの場合（Ｓ３３でＹＥＳ）、診断部３３は、油圧システム１が正常であると判断する（Ｓ３５）。

　ステップＳ３２での判断の結果、切替指示ＳＷがオフの場合（Ｓ３２でＮＯ）、診断部３３は、下流油圧情報ＳＧ１７がＬレベルか否かを判断する（Ｓ３４）。下流油圧情報ＳＧ１７がＨレベルである場合（Ｓ３４でＮＯ）、診断部３３は、遮断弁１３に故障（オン固着）が発生していると判断し、「遮断弁のオン固着」と判定する（Ｓ３７）。一方、ステップＳ３４において下流油圧情報ＳＧ１７がＬレベルである場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、診断部３３は、油圧システム１が正常であると判断する（Ｓ３５）。

　以上の処理により、航空機の制御システム１００は、油圧システム１を診断できる。上記の処理は、診断部３３が図１４に示すデータベース（テーブル）を格納することでも実現できる。この場合、診断部３３は、取得した油圧情報ＳＧ１６及び１７と、切替指示ＳＷとを用いて、データベースを参照して、油圧システム１を診断する。

　診断部３３は、油圧情報ＳＧ１６及びＳＧ１７と、切替指示ＳＷとに基づいて診断すれば、その具体的な診断方法は図１３に限定されない。たとえば、図１３では、ステップＳ３１でＮＯ（上流油圧情報ＳＧ１６がＬレベル）の場合に、正常でも異常でもなく診断不可の判定としているが、正常判定に含めてもよい。さらにその場合、「遮断弁のオン固着」を判定するための一連の処理に、ステップＳ３１の処理を含めなくてもよい。

　図１２に戻って、制御装置３は必要に応じて、ステップＳ３の診断結果を通知する（Ｓ４）。具体的には、制御装置３は、診断結果をパイロットへの通知を担うシステムに送信する。

　以上のとおり、本実施形態の航空機の制御システム１００は、油圧システム１の診断精度を高めることができる。上述の制御システム１００では特に、降着部材２を作動させなくても、事前に、オフ固着を判定できる。

　［第２の実施形態］
　図１５は、第２の実施形態による航空機の制御システム１５０の機能ブロック図である。図１５を参照して、航空機の制御システム１５０は、図１に示す制御システム１００と比較して、上流油圧検知装置１６に代えて、油圧源１０の起動装置１８を備える。

　起動装置１８は、油圧源１０を起動する。起動装置１８はたとえば、起動スイッチである。起動装置１８はたとえば、航空機のパイロットや整備員等のオペレータの操作に応じて油圧源１０を起動する。起動装置１８は、油圧源１０を起動しているか否かを示す起動情報ＳＧ１８を含む信号を直接的又は間接的に制御装置３に送信する。たとえば、起動情報ＳＧ１８を含む信号が起動装置１８から出力された後、別の装置等で加工等の処理が施された後、処理後の信号であって起動情報ＳＧ１８を含むものが制御装置３に出力されてもよい。本例では一例として、起動情報ＳＧ１８がＨレベルの場合、起動装置１８が油圧源１０を起動していることを示し、起動情報ＳＧ１８がＬレベルの場合、起動装置１８が油圧源１０の起動を停止していることを示す。ただし、起動情報ＳＧ１８の、油圧源１０の起動状況を示す方法は、これに限定されない。

　本実施形態では、制御装置３内の受信部３１は、下流油圧情報ＳＧ１７及び起動情報ＳＧ１８を受信する。制御装置３内の診断部３３は、上流油圧情報ＳＧ１６に代えて、起動情報ＳＧ１８と、下流油圧情報ＳＧ１７と、切替指示ＳＷとに基づいて、油圧システム１を診断する。

　上述の油圧システム１では、油圧源１０が起動を開始してから、上流油路１４の油圧が基準圧力以上となるまで、所定の時間Δｔが必要となる場合がある。そこで、本実施形態では、起動装置１８が油圧源１０を起動してから所定時間Δｔ経過後に、故障判定を実施する。

　図１６は、制御システム１５０を用いた本実施形態の診断処理を示すフロー図である。初めに、制御装置３は、上述のとおり、起動情報ＳＧ１８と、下流油圧情報ＳＧ１７とを取得する。図１６を参照して、制御装置３は、起動情報ＳＧ１８がＨレベルになってからその状態を基準時間Δｔ継続したとき（Ｓ３８でＹＥＳ）、図１３の場合と同様に、切替指示ＳＷ及び下流油圧情報ＳＧ１７に基づいて、油圧システム１の下流（遮断弁１３及び／又は下流油路１５）での故障判定を実行する（Ｓ３２～Ｓ３７）。

　本実施の形態では、制御装置は、起動情報ＳＧ１８がＨレベルになってから、その状態が基準時間Δｔ継続するのを待って、油圧システム１が定常状態となった後、下流油圧情報ＳＧ１７と切替指示ＳＷに応じて、故障があるかどうかを判定する。そのため、診断精度をさらに高めることができる。

　［第３の実施の形態］
　航空機の制御システムは、上流油圧検知装置１６及び起動装置１８を共に備えてもよい。この場合、遮断弁１３の故障判断だけでなく、油圧源１０及び上流油路１４の故障判断も行うことができる。

　図１７は、第３の実施の形態における航空機の制御システム１６０の機能ブロック図である。図１７を参照して、制御システム１６０は、図１に示す制御システム１００と比較して、新たに起動装置１８を備える。制御装置３は、油圧情報ＳＧ１６及びＳＧ１７と、起動情報ＳＧ１８と、切替指示ＳＷとに基づいて、油圧システム１を診断する。制御システム１６０のその他の構成は、制御システム１００と同じである。

　制御システム１６０は、油圧システム１の上流（油圧源１０及び上流油路１４）の状態（正常、異常）を、上流油圧情報ＳＧ１６及び起動情報ＳＧ１８を用いて診断する。そのため、制御システム１６０は、遮断弁１３だけでなく、油圧源１０及び上流油路１４を診断できる。

　制御システム１６０の診断処理は、制御システム１００の診断処理と同様である。図１８は、制御システム１６０の診断処理のフロー図である。図１８を参照して、制御装置３は、切替指示ＳＷが変更されたとき診断処理を実行する（Ｓ１）。このとき、制御装置３は、油圧情報ＳＧ１６及びＳＧ１７と、起動情報ＳＧ１８とを取得する（Ｓ２）。そして、制御装置３は、油圧情報ＳＧ１６及びＳＧ１７と、起動情報ＳＧ１８と、切替指示ＳＷとに基づいて、油圧システム１を診断する（Ｓ３）。ステップＳ３において、制御装置３はたとえば、図１９に示すデータベース（テーブル）を用いて、診断結果を導き出す。具体的には、たとえば、起動情報ＳＧ１８がＨレベルであり、上流油圧情報ＳＧ１６がＬレベルである場合、診断部３３は、上流にて異常（油圧源１０及び／又は上流油路１４の故障）と診断する。

　以上のとおり、制御システム１６０は、複数の情報ＳＧ１６～ＳＧ１８を用いて、油圧システム１を診断する。

　以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。

　上述の実施形態において、上流及び下流油圧検知装置は、油圧センサや油圧スイッチに限定されない。上流油路、下流油路の油圧を検知し、その検知した情報を制御装置が受信できれば、上流及び下流油圧検知装置の構成は特に限定されない。

　１　油圧システム
　３　制御装置
　１０　油圧源
　１１　駆動装置
　１２　制御弁
　１３　遮断弁
　１４　上流油路
　１５　下流油路
　１６，１７　油圧検知装置
　１８　起動装置
　３１　受信部
　３２　切替制御部
　３３　診断部

Claims

　航空機の制御システムであって、
　油圧力により作動可能な降着部材と、
　前記降着部材に前記油圧力を供給する油圧システムと、
　前記油圧システムを制御する制御装置とを備え、
　前記油圧システムは、
　油圧源と、
　前記油圧源から供給される作動油に応じて前記降着部材を駆動する駆動装置と、
　前記油圧源と前記駆動装置との間に配置され、前記駆動装置へ流入する前記作動油の流れる方向を切替え、前記作動油の圧力を調節する制御弁と、
　前記油圧源と前記制御弁との間に配置され、前記油圧源からの加圧された前記作動油の前記制御弁への供給を許可するか否かを選択的に切替える遮断弁と、
　前記油圧源と前記遮断弁とをつなぎ、前記作動油が流れる上流油路と、
　前記遮断弁と前記制御弁とをつなぎ、前記作動油が流れる下流油路と、
　前記油圧源の状態に関する上流情報を含む信号を出力する上流検知装置と、
　前記下流油路の油圧を検知可能であり、前記下流油路の油圧に関する下流油圧情報を含む信号を出力する下流油圧検知装置とを含み、
　前記制御装置は、
　前記油圧源からの加圧された前記作動油の前記制御弁への供給を許可又は禁止するための切替指示を前記遮断弁に出力する切替制御部と、
　前記上流情報と、前記下流油圧情報と、前記切替指示とに基づいて、前記油圧システムを診断する診断部とを含む、航空機の制御システム。
　請求項１に記載の航空機の制御システムであって、
　前記上流検知装置は、前記上流油路の油圧を検知可能であり、前記上流油路の油圧に関する前記上流情報を含む前記信号を出力する上流油圧検知装置であり、
　前記診断部は、前記上流情報によって示される前記上流油路の油圧が基準圧力以上である場合、前記下流油圧情報と前記切替指示とに基づいて前記遮断弁を診断する、航空機の制御システム。
　請求項１に記載の航空機の制御システムであって、
　前記上流検知装置は、前記油圧源を起動又は停止し、前記油圧源の起動又は停止に関する前記上流情報を含む前記信号を出力する起動装置であり、
　前記診断部は、前記上流情報に基づいて前記油圧源が起動したと判断してから基準時間経過後に、前記下流油圧情報と前記切替指示とに基づいて前記遮断弁を診断する、航空機の制御システム。
　請求項１に記載の航空機の制御システムであって、
　前記上流検知装置は、
　前記上流油路の油圧を検知して、前記上流油路の油圧に関する上流油圧情報を含む信号を出力する上流油圧検知装置と、
　前記油圧源を起動又は停止し、前記油圧源の起動又は停止に関する起動情報を含む信号を出力する起動装置とを含み、
　前記上流情報は、前記上流油圧情報と、前記起動情報とを含み、
　前記診断部は、
　前記起動情報に基づいて前記油圧源が起動したと判断してから基準時間経過後に、前記上流油圧情報に基づいて前記油圧源及び前記上流油路を診断する、航空機の制御システム。