(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メカニカルグラウンドに対して移動可能に構成された第１のフィードバックアセンブリと；
前記メカニカルグラウンド及び前記第１のフィードバックアセンブリに対して移動可能に構成された第１のスティックとを備え；
ａ）前記第１のスティックは、前記メカニカルグラウンドに対する前記第１のスティックの位置である第１のスティック位置を有し；
ｂ）前記第１のフィードバックアセンブリは、前記メカニカルグラウンドに対する前記第１のフィードバックアセンブリの位置である第１のフィードバック位置を有し；
ｃ）前記第１のスティック位置マイナス前記第１のフィードバック位置により得られる第１の相対誤差を有し；
前記メカニカルグラウンドに対して移動可能に構成された第２のフィードバックアセンブリと；
前記メカニカルグラウンド及び前記第２のフィードバックアセンブリに対して移動可能に構成された第２のスティックとを備え；
ａ）前記第２のスティックは、前記メカニカルグラウンドに対する前記第２のスティックの位置である第２のスティック位置を有し；
ｂ）前記第２のフィードバックアセンブリは、前記メカニカルグラウンドに対する前記第２のフィードバックアセンブリの位置である第２のフィードバック位置を有し；
ｃ）前記第２のスティック位置マイナス前記第２のフィードバック位置により得られる第２の相対誤差を有し；
前記第１及び第２のフィードバックアセンブリを位置決めせよという第１及び第２のフィードバック位置コマンドを前記第１のフィードバック位置コマンドが前記第２の相対誤差と等しくなり、前記第２のフィードバック位置コマンドが前記第１の相対誤差と等しくなるように供給するクロスカップルモードを有する、制御機構を備える；
航空機制御システム。
【請求項２】
前記第１のフィードバックアセンブリは、前記第１のフィードバックアセンブリの第１のフィードバック中立位置から前記第１のスティックが移動されたときに受動的な触覚フィードバックを前記第１のスティックに供給するように構成され；
前記第２のフィードバックアセンブリは、前記第２のフィードバックアセンブリの第２のフィードバック中立位置から前記第２のスティックが移動されたときに受動的な触覚フィードバックを前記第２のスティックに供給するように構成された；
請求項１に記載の航空機制御システム。
【請求項３】
前記第１のフィードバックアセンブリは、前記第１のフィードバック中立位置を画成する第１のカム面と、第１の抵抗機構とを含み、前記第１のスティックは第１のカムフォロワを含み、前記第１の抵抗機構は、前記第１のカムフォロワの前記第１のフィードバック中立位置からの移動に対する抵抗を徐々に強めるように受動的な触覚フィードバックを供給するように構成され；
前記第２のフィードバックアセンブリは、前記第２のフィードバック中立位置を画成する第２のカム面と、第２の抵抗機構とを含み、前記第２のスティックは第２のカムフォロワを含み、前記第２の抵抗機構は、前記第２のカムフォロワの前記第２のフィードバック中立位置からの移動に対する抵抗を徐々に強めるように受動的な触覚フィードバックを供給するように構成された；
請求項２に記載の航空機制御システム。
【請求項４】
前記触覚フィードバックのための前記第１及び第２の抵抗機構は、スプリング及びダンパ機構によって構成され；
前記第１及び第２のカム面はＶ字型に設けられ、前記第１のカムフォロワは前記第１のカム面のＶ字内に配置され、前記第２のカムフォロワは前記第２のカム面のＶ字内に配置され、前記第１及び第２のフィードバック中立位置は、前記第１及び第２のカムフォロワが前記Ｖ字型の面の両側に接触する位置に設けられた；
請求項３に記載の航空機制御システム。
【請求項５】
前記第１のフィードバックアセンブリは、前記受動的な触覚フィードバックを前記第１のスティックに供給すると共に前記第１のフィードバック中立位置を画成する第１のジンバル機構を含み、前記第１のフィードバックアセンブリは、前記メカニカルグラウンドに対する前記第１のフィードバック中立位置の位置調整を行う第１のアクチュエータを更に含み；
前記第２のフィードバックアセンブリは、前記受動的な触覚フィードバックを前記第２のスティックに供給すると共に前記第２のフィードバック中立位置を画成する第２のジンバル機構を含み、前記第２のフィードバックアセンブリは、前記メカニカルグラウンドに対する前記第２のフィードバック中立位置の位置調整を行う第２のアクチュエータを更に含む；
請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の航空機制御システム。
【請求項６】
前記第１のジンバル機構及び前記第１のスティックは、第１の共通軸周りを枢動可能に前記メカニカルグラウンドに枢着されて構成され、前記第２のジンバル機構及び前記第２のスティックは、第２の共通軸周りを枢動可能に前記メカニカルグラウンドに枢着されて構成された、請求項５に記載の航空機制御システム。
【請求項７】
前記第１のフィードバックアセンブリは、前記第１のアクチュエータの故障が前記メカニカルグラウンド及び前記第１のフィードバックアセンブリに対する前記第１のスティックの移動を妨げることがないように構成され、前記第２のフィードバックアセンブリは、前記第２のアクチュエータの故障が前記メカニカルグラウンド及び前記第２のフィードバックアセンブリに対する前記第２のスティックの移動を妨げることがないように構成された、請求項５又は請求項６に記載の航空機制御システム。
【請求項８】
前記制御機構は、前記第１及び第２のスティックの内の選択された一方のフィードバックアセンブリを前記メカニカルグラウンドに対して固定位置に維持する優先モードを更に有し、前記優先モードにおいて、前記制御機構は前記第１及び第２のスティック位置の差に基づいて前記第１及び第２のスティックの内の選択されていない他方のフィードバックアセンブリの位置を調整するように構成された、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の航空機制御システム。
【請求項９】
前記第１のスティックが前記第１及び第２のスティックの内の選択された一方である場合、前記制御機構は、前記第２のフィードバック位置が前記第２のフィードバック位置プラス前記第１のスティック位置マイナス前記第２のスティック位置となるように前記第２のフィードバック位置を制御するように構成され、前記第２のスティックが前記第１及び第２のスティックの内の選択された一方である場合、前記制御機構は、前記第１のフィードバック位置が前記第１のフィードバック位置プラス前記第２のスティック位置マイナス前記第１のスティック位置となるように前記第１のフィードバック位置を制御するように構成された、請求項８に記載の航空機制御システム。
【請求項１０】
前記第１のフィードバックアセンブリ及び前記第１のスティックは第１の共通軸の周りを枢動するように前記メカニカルグラウンドに枢動可能に固定されるように構成され、前記第２のフィードバックアセンブリ及び前記第２のスティックは第２の共通軸の周りを枢動するように前記メカニカルグラウンドに枢動可能に固定されるように構成され、前記第１のスティック位置及び前記第１のフィードバック位置は前記第１の共通軸周りの角度として測定され、前記第２のスティック位置及び前記第２のフィードバック位置は前記第２の共通軸周りの角度として測定されるように構成された、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の航空機制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に航空機用のコントロール・カラム（操縦桿／操縦輪）に関し、より詳細には航空機用のフライバイワイヤ方式のコントロール・カラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
民生用航空機及び軍用航空機の性能要件は高まってきており、機械式のリンク機構を用いる従来の制御技術では、操縦士（パイロット）が高度な精神活動及び手動制御活動から解放されることはない。従って、今日の高性能な航空機だけでなく、一部の輸送用航空機は「コントロール・カラム」とも呼ばれる「フライバイワイヤ」方式のサイドスティックやセンタースティックを用いている。
【０００３】
こうしたフライバイワイヤ方式のコントロール・カラムは、航空機の操縦翼面（操舵面）に関する触覚フィードバックをコントロール・カラムに再現する。
【０００４】
「受動的（パッシブ）な」コントロール・カラムにおいて、操縦士は、飛行制御コンピュータ（ＦＣＣ）への制御入力としてコントロール・カラムのスティックに与えられた偏位に応じてスプリング又はダンパからの力（操縦反力）を感ずる。これらの力（操縦反力）は、スプリング及びダンパのパッケージにより実現される。このような受動的なコントロール・カラムでは、操縦士の操縦力（即ち、受ける感触）は、通常は（所定の設定に）固定されている。
【０００５】
この受動的（パッシブ）な制御という概念の欠点は、従来の操縦装置とは対照的に、操縦士が航空機の操縦翼面（操舵面）との接触を失い、又、コックピットにいる第２の操縦士との接触を断たれる点である。このため、操縦士は触覚情報を失って、視覚的な手掛かりだけで、実際のフライト（飛行）状態、利用可能なトリム制御パワー（動力）、他の操縦士の行動に関する情報を得るしかない。
【０００６】
「直接駆動方式による能動的（アクティブ）な」コントロール・カラムでは、操縦士は精巧なサーボシステムのみを用いて再現される制御力を体感（体験）する。直接駆動方式による能動的な制御システムでは、モータ、駆動用電子機器、並びに高帯域閉ループ力及び減衰制御アルゴリズムを用いて、航空機の操縦翼面（操舵面）の触覚フィードバックを再現するスティックに直接に触覚フィードバックを供給する。この高帯域システムを用いることにより、システムは多数のセンサと複雑な制御システムのために高価でかさばるものとなっている。更に、こうした直接駆動方式による能動的なシステムでは、モータが故障すると、スティックがロックされて操縦士は航空機を制御できなくなってしまうことが考えられる。これを是正するには、不必要な冗長性をシステムに組み込むことが必要である。
【０００７】
標準的で「完全に能動的（アクティブ）な」コントロール・カラムの欠点を有することなく、一方のコントロール・カラムに、他方のコントロール・カラムを操作する操縦士の行動に関する触覚フィードバックを供給するために用いることができる、コントロール・カラムのための調整可能な触覚フィードバックシステムを提供することが望まれている。
【発明の概要】
【０００８】
一の態様において、本発明は、第１及び第２のコントロールスティックの間に、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する両スティックの位置の食い違いに関する触覚フィードバックを供給するように構成された航空機制御システムを提供する。
【０００９】
より詳細には、一の実施の形態において、第１及び第２のスティック、第１及び第２のフィードバックアセンブリ、並びに制御機構を備える航空機制御システムが提供される。一の実施の形態では、システムは間接駆動方式の能動的（アクティブ）な制御システムを用いて構成される。
【００１０】
第１のフィードバックアセンブリは、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対して移動可能に構成される。第１のスティックは、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）及び第１のフィードバックアセンブリに対して移動可能に構成される。第１のスティックは、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第１のスティックの位置である第１のスティック位置を有する。第１のフィードバックアセンブリは、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第１のフィードバックアセンブリの位置である第１のフィードバック位置を有する。第１のスティック及び第１のフィードバックアセンブリは、「第１のスティック位置」マイナス「第１のフィードバック位置」により得られる第１の相対誤差を有する。
【００１１】
第２のフィードバックアセンブリは、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対して移動可能に構成される。第２のスティックは、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）及び第２のフィードバックアセンブリに対して移動可能に構成される。第２のスティックは、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第２のスティックの位置である第２のスティック位置を有する。第２のフィードバックアセンブリは、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第２のフィードバックアセンブリの位置である第２のフィードバック位置を有する。第２のスティック及び第２のフィードバックアセンブリは、「第２のスティック位置」マイナス「第２のフィードバック位置」により得られる第２の相対誤差を有する。
【００１２】
制御機構は、第１のフィードバック位置コマンドが第２の相対誤差と等しくなり、第２のフィードバック位置コマンドが第１の相対誤差と等しくなるように第１及び第２のフィードバックアセンブリを位置決めせよという第１及び第２のフィードバック位置コマンドを制御機構が供給するクロスカップルモードを有する。
【００１３】
一の実施の形態において、第１のフィードバックアセンブリは、間接駆動方式の触覚フィードバックを第１のスティックに供給するように構成される。この間接駆動方式の触覚フィードバックは、第１のフィードバックアセンブリの第１のフィードバック中立位置から第１のスティックが移動されると受動的（パッシブ）な触覚フィードバックを第１のスティックに供給する。第２のフィードバックアセンブリは、間接駆動方式の触覚フィードバックを第２のスティックに供給するように構成される。この間接駆動方式の触覚フィードバックは、第２のフィードバックアセンブリの第２のフィードバック中立位置から第２のスティックが移動されると受動的（パッシブ）な触覚フィードバックを第２のスティックに供給する。この状況において、システムは、触覚フィードバックを供給すると共に、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する受動的（パッシブ）な触覚のプロフィールを調整できるように、フィードバックアセンブリの位置の調整（能動的（アクティブ）な制御）を行うことができる。
【００１４】
特定の実施の形態では、第１のフィードバックアセンブリは、第１のフィードバック中立位置を画成する第１のカム面と、カム面を偏倚させる第１の抵抗機構とを含む。第１のスティックは第１のカムフォロワを含む。第１の抵抗機構は、第１のカムフォロワの第１のフィードバック中立位置からの移動に対する抵抗を徐々に強めて受動的（パッシブ）な触覚フィードバックを供給する。第２のフィードバックアセンブリは、第２のフィードバック中立位置を画成する第２のカム面と、第２の抵抗機構とを含む。第２のスティックは第２のカムフォロワを含む。第２の抵抗機構は、第２のカムフォロワの第２のフィードバック中立位置からの移動に対する抵抗を徐々に強めて受動的（パッシブ）な触覚フィードバックを供給する。
【００１５】
更に特定の実施の形態では、第１及び第２の触覚フィードバックのための抵抗機構は、スプリング及びダンパ機構によって構成される。加えて、一の実施の形態では、第１及び第２のカム面は概してＶ字型に設けられ、第１のカムフォロワは第１のカム面のＶ字内に配置され、第２のカムフォロワは第２のカム面のＶ字内に配置されるように構成される。一の実施の形態では、第１及び第２のフィードバック中立位置は、第１及び第２のカムフォロワがＶ字型の面の両側に接触する位置に設けられる。
【００１６】
一の実施の形態において、第１のフィードバックアセンブリは、受動的（パッシブ）な触覚フィードバックを第１のスティックに供給すると共に第１のフィードバック中立位置を画成する第１のジンバル機構を含む。第１のフィードバックアセンブリは、第１のフィードバックアセンブリのフィードバックプロフィールをメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対して調整できるように、メカニカルグラウンドに対する第１のフィードバック中立位置の位置調整を行う第１のアクチュエータを更に含む。加えて、第２のフィードバックアセンブリは、受動的（パッシブ）な触覚フィードバックを第２のスティックに供給すると共に第２のフィードバック中立位置を画成する第２のジンバル機構を含む。第２のフィードバックアセンブリは、第２のフィードバックアセンブリのフィードバックプロフィールをメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対して調整できるように、メカニカルグラウンドに対する第２のフィードバック中立位置の位置調整を行う第２のアクチュエータを更に含む。第１及び第２のフィードバックアセンブリの受動的（パッシブ）な部分は、間接駆動方式の能動的（アクティブ）な駆動機構を構成するために第１及び第２のアクチュエータと第１及び第２のスティックとの間に配置される。
【００１７】
一の実施の形態において、第１のジンバル機構及び第１のスティックは、第１の共通軸周りを枢動可能にメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に枢着され、第２のジンバル機構及び第２のスティックは、第２の共通軸周りを枢動可能にメカニカルグラウンドに枢着されて構成される。
【００１８】
特定の実施の形態では、第１のアクチュエータは、第３の軸周りを両者間で相対的な枢動が可能であるように第１のジンバル機構へ枢動可能に連結されたリニアアクチュエータとして構成される。第１のアクチュエータは、第３の軸から離間（オフセット）して設けられる第４の軸周りを移動可能であるようにメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）へ枢動可能に連結される。第２のアクチュエータは、第５の軸周りを両者間で相対的な枢動が可能であるように第２のジンバル機構へ枢動可能に連結されたリニアアクチュエータとして構成される。第２のアクチュエータは、第５の軸から離間（オフセット）して設けられる第６の軸周りを移動可能であるようにメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）へ枢動可能に連結される。
【００１９】
一の実施の形態において、第１のフィードバックアセンブリは、第１のアクチュエータの故障がメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）及び第１のフィードバックアセンブリに対する第１のスティックの移動を妨げることがないように構成され、第２のフィードバックアセンブリは、第２のアクチュエータの故障がメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）及び第２のフィードバックアセンブリに対する第２のスティックの移動を妨げることがないように構成される。
【００２０】
一の実施の形態において、制御機構は、第１及び第２のスティックの内の選択された一方のフィードバックアセンブリをメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対して固定位置に維持する優先モードを更に有し、優先モードにおいて、制御機構は第１及び第２のスティック位置の差に基づいて第１及び第２のスティックの内の選択されていない他方のフィードバックアセンブリの位置を調整するように構成される。これにより、第１及び第２のスティックの間の食い違いについての触覚フィードバックを行わずに一方のスティックを作動させることが可能となる。
【００２１】
より詳細な優先モードの構成では、第１のスティックがスティックの内の選択された一方である場合（選択されたスティックである場合）、制御機構は、第２のフィードバック位置が「第２のフィードバック位置」プラス「第１のスティック位置」マイナス「第２のスティック位置」となるように、第２のフィードバック位置を制御する。第２のスティックがスティックの内の選択された一方である場合（選択されたスティックである場合）、制御機構は、第１のフィードバック位置が「第１のフィードバック位置」プラス「第２のスティック位置」マイナス「第１のスティック位置」となるように、第１のフィードバック位置を制御する。
【００２２】
一の実施の形態において、第１のフィードバックアセンブリ及び第１のスティックは第１の共通軸の周りを枢動するようにメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に枢動可能に固定される。更に、第２のフィードバックアセンブリ及び第２のスティックは第２の共通軸の周りを枢動するようにメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に枢動可能に固定される。第１のスティック位置及び第１のフィードバック位置は第１の共通軸周りの角度として測定され、第２のスティック位置及び第２のフィードバック位置は第２の共通軸周りの角度として測定される。
【００２３】
更なる実施の形態では、フライバイワイヤ方式のサイドスティックに供給されるフィードバックプロフィールの調整を可能とする航空機制御システムが提供される。システムは、第１のスティックと、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する受動的（パッシブ）な第１のフィードバックプロフィールを第１のスティックに供給する第１のフィードバック機構とを含む。第１のフィードバック機構の少なくとも一部分は、第１のフィードバックプロフィールを調整するためにメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）及び第１のスティックに対して移動可能に構成される。
【００２４】
特定の実施の形態では、第１のアクチュエータが、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第１の受動的（パッシブ）なフィードバック機構の位置を調整して第１のフィードバックプロフィールを調整するために、第１の受動的（パッシブ）なフィードバック機構に連結されて含まれる。更に、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第１の受動的（パッシブ）なフィードバック機構の位置を調整できるように、フィードバック制御機構が第１のアクチュエータを制御するように構成されて含まれる。
【００２５】
一の実施の形態においては、システムは、第２のスティックと、第２のフィードバック機構と、第２のアクチュエータとを含む。第２のフィードバック機構は、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する受動的（パッシブ）な第２のフィードバックプロフィールを第２のスティックに供給する。第２のフィードバック機構の少なくとも一部分は、第２のフィードバックプロフィールを調整するためにメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）及び第２のスティックに対して移動可能に構成される。第２のアクチュエータが、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第２の受動的（パッシブ）なフィードバック機構の位置を調整して第２のフィードバックプロフィールを調整する。メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第２の受動的（パッシブ）なフィードバック機構の位置を調整するために、フィードバック制御機構が第２のアクチュエータを制御するように構成される。
【００２６】
更なる実施の形態では、第２のフィードバック機構は第２のフィードバック中立位置を画成する。フィードバック制御機構は、第２のフィードバック中立位置に対する第２のスティックの位置と一致する位置に第１のフィードバック機構の位置を調整するように構成される。
【００２７】
一の実施の形態において、フィードバック制御機構は、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第１のスティックの絶対位置に一致するメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する絶対位置に向けて第２のスティックを偏倚させる偏倚力を与えるために、第２のアクチュエータを制御して第２のフィードバック機構の位置を調整するように構成される。
【００２８】
一の実施の形態において、フィードバック制御機構は、第１のフィードバックアセンブリの最新（カレント）の第１のフィードバック位置が「第１のフィードバックアセンブリの従前のフィードバック位置」プラス「第１及び第２のスティック位置の差」に等しくなるように、第１の受動的（パッシブ）なフィードバック機構の位置を調整する第１のアクチュエータを制御するように構成される。
【００２９】
一の実施の形態において、第２のスティック位置が第１のスティック位置に一致していないとき、フィードバック制御機構は第１のアクチュエータを制御して第１のフィードバック機構を前後に振動させるように構成されている。この構成は、制御に食い違いがある、又は航空機が失速状態になったという警報を両操縦士に与えるために用いることができる。
【００３０】
更に、このシステムは、第１のアクチュエータの故障がメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第１のスティックの移動を妨げないように構成するものとしてもよい。
【００３１】
更なる実施の形態では、第１のスティックと、第２のスティックと、第２のフィードバックアセンブリと制御機構とを含む航空機制御システムが提供される。第１のスティックはメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対して移動可能に構成される。第１のスティック位置は、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）の第１の共通中立位置に対する第１のスティックの位置として画成される。第２のスティックはメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対して移動可能に構成される。第２のフィードバックアセンブリは、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）及び第２のスティックに対して移動可能に構成される。第２のスティック位置は、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）の第２の共通中立位置に対する第２のスティック位置として画成される。共通中立位置は、異なる場所にあっても同一の中立位置を表すものとして画成される。第２のフィードバック位置は、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第２のフィードバックアセンブリの位置として画成される。
【００３２】
制御機構は、第２のスティック位置が第１のスティック位置と一致した位置に維持されるように、第２のフィードバックアセンブリの位置を制御するように構成される。
【００３３】
航空機のコントロールスティックにフィードバックを供給する方法が同じく提供される。
【００３４】
航空機のコントロールスティックにフィードバックを供給する一の方法において、この方法は、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第１のスティックの位置である第１のスティック位置を検出するステップと；メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第１のフィードバックアセンブリの位置である第１のフィードバック位置を検出するステップと；「第１のスティック位置」マイナス「第１のフィードバック位置」により得られる第１の相対誤差を決定するステップと；メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第２のスティックの第２のフィードバックアセンブリの位置である第２のフィードバック位置が第１の相対誤差と等しくなるように調整するステップとを含む。
【００３５】
より詳細な構成として、方法は更に、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第２のスティックの位置である第２のスティック位置を検出するステップと；第２のフィードバック位置を検出するステップと；「第２のスティック位置」マイナス「第２のフィードバック位置」により得られる第２の相対誤差を決定するステップと；第１のフィードバック位置が第２の相対誤差と等しくなるように、第１のフィードバック位置を調整するステップとを含む。
【００３６】
一の方法では、第１及び第２のフィードバック位置を調整するステップは実質的に連続して行われ、第１及び第２のスティックの一方がメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対して他方のスティックとは異なる位置に移動されると、第１及び第２のフィードバック位置の少なくとも一方の第１及び第２のフィードバックアセンブリが調整されて第１及び第２のスティックがメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対して実質的に同一の相対的な位置に留まるように構成される。
【００３７】
一の方法では、この方法は、第１のスティックが第１のフィードバックアセンブリのフィードバック中立位置から偏位したときに第１のスティックを受動的（パッシブ）に偏倚させ、第２のスティックが第２のフィードバックアセンブリのフィードバック中立位置から偏位したときに第２のスティックを受動的（パッシブ）に偏倚させるステップを更に含む。
【００３８】
一の方法では、この方法は、第２のスティックを優先する優先モードを開始するステップと；優先モードにおいて、第１及び第２のスティック位置を検出するステップと；第１のフィードバック位置を検出するステップと；メカニカルグラウンド（機械的地面／気体）に対する第２のスティックの位置である第２のスティック位置を検出するステップと；「第２のスティック位置」マイナス「第１のスティック位置」により得られる第１のスティックの相対誤差を決定するステップと；第１のスティックの相対誤差を第１のフィードバック位置に加えることにより第１のフィードバック位置を調整するステップとを更に含む。
【００３９】
一の方法では、この方法は、第１及び第２のスティック位置の間に差があるときに第２のフィードバック位置を常に固定位置に維持するステップを更に含む。
【００４０】
この方法は、第１のスティック位置が第２のスティック位置に一致していないときに第１のフィードバック位置を往復するように調整することにより第１のスティックを振動させるステップを更に含んでもよい。
【００４１】
更なる方法は、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第１のスティックの位置である第１のスティック位置を検出するステップと；メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対する第１のフィードバックアセンブリの位置である第１のフィードバック位置を検出するステップと；メカニカルグラウンド（機械的地面／気体）に対する第２のスティックの位置である第２のスティック位置を検出するステップと；「第２のスティック位置」マイナス「第１のスティック位置」により得られる第１の相対誤差を決定するステップと；第１の相対誤差を第１のフィードバック位置に加えることにより第１のフィードバック位置を調整するステップとを更に含む。
【００４２】
一の実施の形態において、この方法は、第１及び第２のスティック位置の間に差があるときに第２のフィードバックアセンブリの位置を常に固定位置に維持するステップを更に含む。この方法によれば、スティックの一方だけが異なる２つのスティックの間の相対誤差についてのフィードバックを得る優先モードとしてシステムを用いることができる。
【００４３】
更なる方法では、航空機制御システムの第１のスティックに触覚フィードバックを供給する方法が提供される。この方法は、第１のスティックが第１のフィードバックアセンブリの第１のフィードバック中立位置から移動したときに受動的（パッシブ）なフィードバックを供給するステップと；第１のフィードバックアセンブリによって第１のスティックに加えられる偏倚力を調整するために、グラウンド中立位置に対する第１のフィードバックアセンブリの第１のフィードバック中立位置の位置調整を行うステップとを含む。
【００４４】
より詳細な一の実施の形態では、第１のフィードバック中立位置の位置調整を行うステップは、航空機の第２のスティック位置の相対的な位置調整に対応して第２のスティック位置に関する触覚フィードバックを第１のスティックに供給するように、グラウンド中立位置に対する第１のフィードバック中立位置の位置調整を行うステップを含む。
【００４５】
特定の実施の形態では、第２のスティック位置の相対的な位置調整は、第２のフィードバックアセンブリの第２のフィードバック中立位置からの第２のスティック位置の相対的な位置調整として構成される。第１のフィードバック中立位置の位置調整を行うステップは、第２のフィードバック中立位置からの第２のスティック位置の偏位に一致するように第１のフィードバック中立位置の位置調整を行うステップを含む。
【００４６】
一の方法では、この方法は、第１のフィードバック中立位置に対する第１のスティック位置の差に基づいて第２のフィードバックアセンブリの第２のフィードバック中立位置の位置調整を行うステップを更に含む。更に特定の構成では、第２のフィードバック中立位置の位置調整を行うステップは、第１のフィードバック中立位置からの第１のスティック位置の偏位に一致するように第２のフィードバック中立位置の位置調整を行うステップを含む。
【００４７】
一の方法では、第２のスティック位置の相対的な調整は、第１のスティック位置に対する第２のスティック位置の相対的な位置調整として構成され、第１のフィードバック中立位置の位置調整を行うステップは、「第２のスティック位置」マイナス「第１のスティック位置」プラス「第１のフィードバック中立位置」に一致する位置に第１のフィードバック中立位置を位置決めするステップを含む。
【００４８】
更なる方法では、第１及び第２のフィードバック中立位置の位置調整を行うステップは、第１及び第２のスティックをメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対して同一の位置に実質的に維持するように構成される。
【００４９】
なお、これらの方法及びシステムの態様のいくつかを一緒に用いることも、あるいは別々に用いることもできる。
【００５０】
本発明の他の態様、目的及び利点は、添付図面を併せ見れば、以下の詳細な説明により更に明らかになるであろう。
【００５１】
本明細書に組み入れられ、本明細書の一部を形成する添付図面は、本発明の複数の態様を例示し、記述と共に、本発明の原理の説明に資する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に従う航空機制御システムの単純化された概略図である。
【００５３】
【図２】図２は、図１に示す航空機制御システムの一のモード（クロスカップルモード）を示す概略フロー図である。
【００５４】
【図３】図３は、図１に示す航空機制御システムの他のモード（優先モード）を示す概略フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
本発明は、ある好ましい実施の形態と関連付けて説明されるが、それら実施の形態に限定する意図はない。反対に、意図するところは、全ての代替物、変形、及び均等物を、特許請求の範囲に定義されているように本発明の精神と範囲の内に含まれるものとして、カバーすることである。
【００５６】
図１に、航空機のピッチ、ロール又はピッチとロールとの両方を制御する航空機制御システム１００の単純化した概略図を示す。航空機制御システム１００は概して、第１及び第２のコントロール・カラム１０２、１０４（総称的に「コントロール・カラム１０２、１０４」と呼ぶ）を含む。コントロール・カラム１０２、１０４は、操縦士（例えば、操縦士（パイロット）と副操縦士（コ・パイロット）と）がピッチ、ロール及び／又はピッチとロール等の、航空機の多様な機動を制御するために用いる。
【００５７】
航空機のピッチ及び／又はロールを調整するためのコントロール・カラムの操作が機械的装置によって航空機の操縦翼面（操舵面）に直接的に伝えられるわけではないことから、コントロール・カラム１０２、１０４は、フライバイワイヤ方式のコントロール・カラムであるものといえる。実際には、コントロール・カラムの中立位置（ニュートラル・ポジション）からの偏位は、電気信号に変換される。この信号は、この電気信号を用いて航空機の操縦翼面（操舵面）にそれと比例するだけの変化を生じさせるアクチュエータに送信される。
【００５８】
コントロール・カラム１０２、１０４は操縦翼面（操舵面）と機械的にはリンクしていないため、制御システム１００は、コントロール・カラム１０２、１０４が操縦翼面に機械的に連結されていれば操縦士が得るであろう感触を再現するために触覚フィードバックを組み込んでおり、その触覚フィードバックがコントロール・カラム１０２、１０４に加えられる。例えば、操縦士が（大きな舵角で）大幅なピッチ又はロールを要求すると、触覚フィードバックは、操縦翼面（操舵面）の変化を実現するために操縦士がコントロール・カラムに加えなければならない力（操縦（反）力）の大きさを増加させる。従って、航空機の姿勢の制御における大幅な（大きな舵角での）偏位は、対応するコントロール・カラムに操縦士が大きな力（操縦力）を加えることで実現される。
【００５９】
コントロール・カラム１０２、１０４は概して、第１及び第２のスティック１０８、１１０（即ち、操縦士及び副操縦士用のスティック）を含み、これを用いて操縦士は所望のピッチ及び／又はロールに関する制御信号を入力する。第１及び第２のスティック１０８、１１０は、第１及び第２のフィードバックアセンブリ１１２、１１４と連動して触覚フィードバックを供給する。コントロール・カラム１０２、１０４は、フィードバックアセンブリ１１２、１１４の動的（ダイナミック）な調整を制御する電子制御機構１０６に連結されている。
【００６０】
各フィードバックアセンブリ１１２、１１４は、触覚フィードバックを対応するスティック１０８、１１０に供給する。触覚フィードバックは２つの成分を有している。第１に、触覚フィードバックは、フライト（飛行）状態（姿勢）、即ち、中立（ニュートラル）位置からのスティックの偏位量によって操縦士が要求しているピッチ又はロールの量に関する。触覚フィードバックの第２の部分は、２つの異なるコントロール・カラム、即ちコントロール・カラム１０２とコントロール・カラム１０４との不一致（食い違い）に関する。より詳細には、フィードバックアセンブリ１１２、１１４は、２つのスティック１０８、１１０がメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対して同じ位置にないとき、即ち、両操縦士が互いに矛盾（対立）する制御コマンドを航空機に与えている場合に触覚フィードバックを供給する。
【００６１】
図１を参照すると、この実施の形態のコントロール・カラム１０２と１０４とは、実質的に同一に設けられている。概して、スティック１０８は第１の握り部（グリップ）１１６を含み、スティック１１０は第２の握り部（グリップ）１１８を含む。両操縦士は、所望量のピッチ及び／又はロールを制御するために手動で握り部（グリップ）１１６、１１８を操作する。握り部（グリップ）１１６は第１の連接棒１２０に作動可能に連結され、握り部（グリップ）１１８は第２の連接棒１２２に作動可能に連結されて設けられる。連接棒１２０、１２２は各々、第１及び第２のカムフォロワ１２４、１２６に作動可能に連結されている。若しくは、第１及び第２のカムフォロワ１２４、１２６を含んで設けられる（本実施の形態においては、ローラとして図示されている）。カムフォロワ１２４、１２６は、対応するフィードバックアセンブリ１１２、１１４と相互作用（連動）して可変の（変動する）触覚フィードバックプロフィールをスティック１０８、１１０に供給する。
【００６２】
スティック１０８、１１０は、第１及び第２のグラウンド中立位置１３２、１３４の対応する一方に対して、第１又は第２の共通枢着点１２８、１３０のうち対応する一方の周りを枢動する。対応するグラウンド中立位置１３２、１３４に対するスティック１０８、１１０の角変位（入力角）は、操縦士が要求しているピッチ又はロールの量に比例する。即ち、航空機の対応する操縦翼面（操舵面）の位置の変化（舵角）の量に比例する。
【００６３】
一般に、フィードバックアセンブリ１１２、１１４は、グラウンド中立位置１３２、１３４からのスティック１０８、１１０の移動に対して抵抗を供給することによって、操縦士に触覚フィードバックを供給する。一の実施の形態では、フィードバックアセンブリ１１２、１１４は、間接駆動方式の能動的（アクティブ）なフィードバックアセンブリとして設けられる。このように、システムは能動的（アクティブ）なフィードバックと受動的（パッシブ）なフィードバックとの両方を供給する。フィードバックアセンブリ１１２、１１４は、受動的（パッシブ）なフィードバックを、前述のように、スティック１０８、１１０の制御状態に関する触覚フィードバックの第１の形（フォーム／プロフィール）として用いる。これは、要求されたピッチ及び／又はロールの量に関し、航空機の操縦翼面（操舵面）への結合（取り付け）を再現する。この受動的（パッシブ）なフィードバックは、一以上のスプリング及び／又はダンパ、又は他の偏倚装置を用いることにより、フィードバック中立位置からのスティック１０８、１１０の回転移動（回転角度）に対抗する抵抗機構１３６、１３８（即ち、スプリングダンパ‐パッケージ）によって供給される。
【００６４】
典型的な実施の形態では、抵抗機構の抵抗プロフィールは、スティック１０８、１１０の中立位置１３２、１３４からの角変位（又は偏位）の量が大きいほど増加する。この抵抗が操縦士にフィードバックを供給し、操縦士がある量のピッチ又はロールを要求するときには操縦士が記憶する筋力が抵抗機構１３６、１３８のスプリング及びダンパの力（操縦反力）に打ち勝つ大きさの押す又は引く力（操縦力）を加えるようにする。従って、操縦士は、航空機の制御にはどの程度の力（操縦力）が必要か、即ち、一定量のピッチ及び／又はロールのためにグラウンド中立位置１３２、１３４に対してスティック１０８、１１０の位置を調整するにはどの程度の力（操縦力）を使うのか「学習」することになる。
【００６５】
図示の実施の形態におけるフィードバックアセンブリ１１２、１１４は、第１及び第２のＶ字型のカム面１４８、１５０を各々有する、プロファイル加工された（プロフィール形状を有する）第１又は第２のカム１４４、１４６を含み、カム面１４８、１５０にはカムフォロワ１２４、１２６が相互作用（連動）する。カムフォロワ１２４、１２６がカム面１４８、１５０の中心、即ち、「Ｖ字」の底から離れる方向に移動すると、抵抗機構１３６、１３８は、対応するスティック１０８、１１０に加えられる角度方向の力を増加させて触覚フィードバック（操縦反力）を操縦士に供給する。
【００６６】
カム面１４８、１５０の中心点は、この位置では、フィードバックアセンブリ１１２、１１４によってスティック１０８、１１０に回転力が加えられない、「フィードバック中立位置」又は「ジンバル中立位置」とも呼ぶことができる。一の実施の形態において、フィードバック中立位置（図１参照）では、カムフォロワ１２４、１２６は、対応するＶ字型のカム面１４８、１５０の両側に接触し、そのため、フィードバックアセンブリ１１２、１１４によってスティック１０８、１１０に回転力が加えられることがない。図１では、フィードバック中立位置は、グラウンド中立位置１３２、１３４と整列した状態にあるものとして示されている。
【００６７】
航空機制御システム１００は、２つの異なるスティック１０８、１１０への制御入力に食い違い（相違）がある場合に触覚フィードバックを両操縦士に供給するようにも構成されている。即ち、一方の操縦士が他方の操縦士とは程度（舵角）の異なるピッチ及び／又はロールを供給しようとすると触覚フィードバックが生じる。これは、前述の触覚フィードバックの第２の形（フォーム／プロフィール）であり、能動的（アクティブ）なフィードバックである。
【００６８】
一の実施の形態において、フィードバックアセンブリ１１２、１１４は、一方の操縦士の行為が２つのスティック１０８、１１０の位置に偏差（食い違い）を生じさせる場合に、第１及び第２のスティック１０８、１１０をメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９に対して同じ位置に維持しようとするように構成されている。
【００６９】
一方のスティック１０８、１１０に他方のスティック１１０、１０８の作動に関する能動的（アクティブ）な触覚フィードバックを供給するため、フィードバックアセンブリ１１２、１１４は、移動可能な第１及び第２のジンバル１５２、１５４の一方を含む。第１及び第２のジンバル１５２、１５４は、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９に対する第１及び第２のカム１４４、１４６の位置を調整するための第１及び第２のアクチュエータ１５６、１５８の対応する一方によって駆動される。カム１４４、１４６の位置の調整は、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９に対する力のフィードバックプロフィールを調整する。このため、スティック１０８、１１０がメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対して移動されるときに、対応するフィードバックアセンブリ１１２、１１４によって異なる力が（異なるフィードバックプロフィールで）対応するスティック１０８、１１０に加えられるように設けることが可能である。
【００７０】
更に、受動的（パッシブ）なフィードバック部分、即ち、抵抗機構１３６、１３８、対応するジンバル１５２、１５４、カム１４４、１４６がアクチュエータ１５６、１５８との間に配置されているために、アクチュエータが直接的にスティック１０８、１１０に連結されて設けられず、及び／又は、スティック１０８、１１０が、少なくともある程度は、アクチュエータ１５６、１５８からは独立して移動し得る、間接駆動が実現される。
【００７１】
ジンバル１５２、１５４は、各々第１及び第２の共通枢着点１２８、１３０周りに回転できるように（アクチュエータ１５６、１５８を介して）メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９に回転可能に取り付けられている。このため、このように設けられたコントロール・カラム１０２、１０４のスティック１０８、１１０及びジンバル１５２、１５４は、各々の共通枢着点１２８、１３０によって実現される対応する共通軸周りの回転が許容されている。
【００７２】
ジンバル１５２、１５４の位置、ひいては対応するカム１４４、１４６の共通枢着点１２８、１３０周りの位置を調整することにより、対応するスティック１０８、１１０に加えられる抵抗又はフィードバックのプロフィールが変化し、２つのスティック１０８、１１０によって供給されたコマンド間の食い違いを示す触覚フィードバックが、抵抗の増加又は減少として操縦士に供給される。力（操縦反力）のフィードバックプロフィールにおけるこの調整機能は、他のスティックから偏位（逸脱）させようと試みる他の操縦士によって加えられる操縦力の付加を相殺するように、一方の操縦士がスティックを移動する矯正力を提供して、そのような制御の食い違う操縦力を入力する場合に、２つのスティック１０８、１１０を共通位置に維持するために用いることもできる。
【００７３】
図示の実施の形態において、アクチュエータ１５６、１５８は、メカニカルグラウンド機械的地面／機体１５９に枢動可能に連結され、ジンバル１５２、１５４へ枢動可能に連結されたリニアアクチュエータとして図示されている。しかしながら、例えば、共通枢着点１２８、１３０に配置されたロータリアクチュエータ、又はジンバル１５２、１５４の対応する歯車装置に作用する歯車を有するモータ等の、他のアクチュエータを用いることもできる。メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９に対するジンバル１５２、１５４の位置の調整を行うことができる、他のタイプの駆動メカニズムを用いることもできる。
【００７４】
一般に、スティック１０８、１１０の一方を偏位させると、航空機制御システム１００の制御機構１０６は、他方のスティック１０８、１１０と結合するフィードバックアセンブリ１１２、１１４に、対応するジンバル１５２、１５４の位置を比例して調整するように命令する。これにより、対応するカム１４４、１４６の位置とそのフィードバック中立位置とが調整され、移動されたスティックの偏位に関する触覚フィードバックが他方のスティック１０８、１１０に供給される。加えて、対応するスティックを操作する操縦士が操縦力をかけない限り、そのスティックは、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９に対して偏位されたスティックと同じスティック位置に移動される。
【００７５】
各スティック１０８、１１０には、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９に対するスティック１０８、１１０の絶対位置に関するフィードバックを制御機構１０６に供給する、１つ以上のスティック位置センサ１６０、１６２が結合されている。メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９に対するこれらの絶対位置は、第１のスティック１０８については第１のスティック位置、第２のスティック１１０については第２のスティック位置と呼ぶことができる。これらの位置は、図示の実施の形態においては、共通枢着点１２８、１３０周りの角度位置である。メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９に対するこれらの絶対位置は、典型的には、共通枢着点１２８、１３０周りのグラウンド中立位置１３２、１３４からの相対的な角変位の形式で用いられる。しかしながら、他のシステムでは（直交）座標（情報）の形式の座標系を用いてもよい。
【００７６】
各ジンバル１５２、１５４には、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９に対するジンバル１５２、１５４の絶対位置に関するフィードバックを制御機構１０６に供給する、少なくとも１つのジンバル位置センサ１６４、１６６が結合されている。メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対するこれらの絶対位置は、総称して第１及び第２のフィードバック位置、より具体的には、第１及び第２のジンバル１５２、１５４の各々について、第１及び第２のジンバル位置と呼ぶことができる。更に、これらの位置は、図示の実施の形態においては、共通枢着点１２８、１３０周りの角度位置である。メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９に対するこれらの絶対位置は、典型的には、共通枢着点１２８、１３０周りのグラウンド中立位置１３２、１３４からの相対的な角変位の形式で用いられる。しかしながら、絶対座標系又は円筒座標系を構築して用いるものとしてもよい。
【００７７】
制御機構１０６は、概して、ジンバル１５２、１５４の位置を制御、監視するための第１及び第２の下層（ローレベル）位置コントローラ１６８、１７０（「ジンバルコントローラ」とも呼ぶ）を含む、２階層制御機構として設けられる。下層位置コントローラ１６８、１７０は、アクチュエータ１５６、１５８を制御して共通枢着点１２８、１３０周りのジンバル１５２、１５４の位置、ひいてはカム１４４、１４６の位置を制御する。
【００７８】
好ましい実施の形態では、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９に対して正確にジンバル１５２、１５４を位置決めするために、ジンバル１５２、１５４の制御は閉ループ制御として設けられる。この閉ループ制御は、比例微積分（ＰＩＤ）制御とすることもできる。
【００７９】
制御機構１０６は上層（ハイレベル）コントローラ１７２（「クロスカップリングコントローラ」又は「二重（デュアル）スティックコントローラ」とも呼ぶ）を更に含む。上層コントローラ１７２は、概して、スティック１０８、１１０及びジンバル１５２、１５４の位置情報を比較して処理し、ジンバル１５２、１５４の位置の望ましい配置又は調整を命令するジンバル位置コマンドを発生するように設けられる。ジンバル位置コマンドは下層（ローレベル）位置コントローラ１６８、１７０によって実行される。
【００８０】
同様に、上層（ハイレベル）コントローラ１７２はスティック及びジンバルの位置情報をスティック位置センサ１６０、１６２、及びジンバル位置センサ１６４、１６６から受信する。典型的には、この情報は下層（ローレベル）位置コントローラ１６８、１７０から上層（ハイレベル）コントローラ１７２に伝えられる。しかしながら、情報が上層（ハイレベル）コントローラ１７２へ直接に伝達されるような他の機構として設けるものとしてもよい。
【００８１】
更には、コントローラ１６８、１７０、１７２は別々のコントローラとして図示されているが、コントローラ１６８、１７０、１７２の全ての機能を実行する単一モジュールのコントローラを構成することもできる。
【００８２】
更なるコントロール・カラム１０２、１０４の構造及び他の特徴については、（１）本件出願の譲受人に譲渡された代理人事件番号５０７９７５の同時係属出願である２０１０年７月２８日出願の出願番号１２／８４５，１６０「間接駆動方式の能動的（アクティブ）なコントロール・カラム（ＩＮＤＩＲＥＣＴ  ＤＲＩＶＥ  ＡＣＴＩＶＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＣＯＬＵＭＮ）」、及び（２）本件出願の譲受人に譲渡された代理人事件番号５０７９４９の同時係属出願である２０１０年７月２８日出願の出願番号１２／８４５，２４６「受動的コントロール・カラムへの手動作動による転換機能を有する能動的コントロール・カラム（ＡＣＴＩＶＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＣＯＬＵＭＮ  ＷＩＴＨ  ＭＡＮＵＡＬＬＹ  ＡＣＴＩＶＡＴＥＤ  ＲＥＶＥＲＳＩＯＮ  ＴＯ  ＰＡＳＳＩＶＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＣＯＬＵＭＮ）」で更に記載されている。両出願の教示及び開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００８３】
制御システム１００の概略構成は既に説明したので、制御システム１００の作動（オペレーション）について説明する。
【００８４】
メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対してジンバル１５２、１５４が中立位置にある、即ち、ジンバル中立位置が図１に示したグラウンド中立位置１３２、１３４と一致しているとき、スティック１０８、１１０が受けるフィードバック抵抗は、スティック１０８、１１０をグラウンド中立位置１３２、１３４から、ひいてはカム１４４、１４６のジンバル中立位置から偏位させたことによりカムフォロワ１２４、１２６がカム面１４８、１５０に沿って移動する際に抵抗機構１３６、１３８の偏倚によって発生する力の大きさに基づいている。この構成においては、「学習」した大きさの操縦力をスティック１０８、１１０に加えて抵抗機構１３６、１３８による抵抗に打ち勝つことによって所望量のピッチ及び／又はロールを入力するには、操縦士に記憶された筋力（筋肉の記憶）が用いられる。このように、ジンバル中立位置からのある大きさ（舵角）の偏位は、所定の大きさの操縦力と結びつけられるようになる。
【００８５】
しかしながら、第１及び第２のスティック１０８、１１０が、対応するグラウンド中立位置１３２、１３４から同時に、かつ等しく偏位されない場合は、スティック１０８、１１０に加えられる力を調整するため、制御機構１０６は、それに対応して第１及び第２のジンバル１５２、１５４の位置を変化させるよう命令する。これにより、対応するフィードバックアセンブリ１１２、１１４のフィードバック中立位置が調整される。その結果、２つの個別のスティック１０８、１１０の間に制御入力の食い違いがあるという触覚フィードバックが両操縦士に供給される。これにより、グラウンド中立位置１３２、１３４からメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９に対する所望の絶対位置にスティック１０８、１１０を移動させるために両操縦士がスティック１０８、１１０に加える必要がある操縦力の大きさも調整される。従って、所望の程度の偏位に対応する筋力（筋肉の記憶）は、対応するフィードバックアセンブリ１１２、１１４によって供給される新たなフィードバックプロフィールに打ち勝つために必要な操縦力とは一致しなくなる。
【００８６】
制御機構１０６は、各スティック１０８、１１０の位置に関する触覚フィードバックが他方のコントロール・カラム１０２、１０４にフィードバックされるクロスカップルモードとなるように構成してもよい。あるいは、制御機構１０６は、優先権を有する側（優先側）のスティックが優先権を有さない側（非優先側）のスティックからの触覚フィードバックを受信せず、優先権を有さない側のスティックだけが優先権を有する側のスティックとの間の誤差の程度に比例した触覚フィードバックを受信する優先モードとなるように構成してもよい。
【００８７】
図示の実施の形態において、各スティック１０８、１１０は、対応するスティックに優先権を与え、システムをクロスカップルモードから離脱させて優先モードとする優先権ボタン１７６、１７８を含む。
【００８８】
典型的には、一方の優先権ボタン１７６、１７８が起動されない限りクロスカップルモードがデフォルトモードとされるため、先ずはクロスカップルモードを説明する。
【００８９】
このモードにおいて、操縦士がどちらかのスティック１０８、１１０に対する何らかの入力を行わない内は、スティック１０８、１１０はグラウンド中立位置１３２、１３４に位置するのが普通であり、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９又は対応するジンバル１５２、１５４又は概してカム面１４８、１５０に対して偏位していない。同様に、対応するジンバル１５２、１５４及びカム面１４８、１５０のジンバル中立位置も、グラウンド中立位置１３２、１３４、即ち、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９に対する中立位置に位置しなければならない。従って、スティック１０８、１１０及びジンバル１５２、１５４の位置は、グラウンド中立位置１３２、１３４から測定すると、例えばゼロでなければならない。
【００９０】
クロスカップルモード（「通常モード」又は「デフォルトモード」とも呼ぶ）では、制御機構１０６は、第１のジンバル１５２の位置が第２のジンバル１５４のジンバル位置に対する第２のスティック１１０のスティック位置の差に一致するように、ジンバル１５２、１５４のジンバル位置及び対応するカム面１４８、１５０を操作するように作動する。同様に、第２のジンバル１５４のジンバル位置は、第１のジンバル１５２のジンバル位置に対する第１のスティック１０８のスティック位置の差に一致するように作動される。これらのジンバル位置は、典型的には、グラウンド中立位置１３２、１３４に対するジンバル中立位置の位置に基づいて定められる。
【００９１】
この作動について詳しく述べると、前述のように第１のスティック位置は、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９（即ち、グラウンド中立位置１３２）に対する第１のスティック１０８の位置である。第１のフィードバック位置（「第１のジンバル位置」とも呼ぶ）は、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９（即ち、グラウンド中立位置１３２）に対する第１のフィードバックアセンブリ（即ち、ジンバル１５２）の位置である。「第１の相対誤差」は「第１のスティック位置」マイナス「第１のフィードバック位置」により得ることができる。従って、第１の相対誤差は、ジンバル１５２の対応するジンバル中立位置に対する第１のスティック１０８の位置である。第１の相対誤差がゼロの場合、第１のフィードバックアセンブリ１１２、具体的には抵抗機構１３６によって第１のスティック１０８に加えられる角度方向の力（回転力）は合力においてゼロとされる。
【００９２】
同様に、第２のスティック位置は、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９（即ち、グラウンド中立位置１３４）に対する第２のスティック１１０の位置である。第２のフィードバック位置（「第２のジンバル位置」とも呼ぶ）は、メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９（即ち、グラウンド中立位置１３４）に対する第２のフィードバックアセンブリ（即ち、ジンバル１５４）の位置である。「第２の相対誤差」は「第２のスティック位置」マイナス「第２のフィードバック位置」により得ることができる。従って、第２の相対誤差は、ジンバル１５４の対応するジンバル中立位置に対する第２のスティック１１０の位置である。第２の相対誤差がゼロの場合、第２のフィードバックアセンブリ１１４、具体的には抵抗機構１３８によって第２のスティック１１０に加えられる角度方向の力（回転力）は合力においてゼロとされる。
【００９３】
制御機構１０６がクロスカップルモードにあるときには、制御機構１０６は、第１のフィードバック位置コマンドが第２の相対誤差と等しくなり、第２のフィードバック位置コマンドが第１の相対誤差と等しくなるように第１及び第２のフィードバックアセンブリ１１２、１１４（ジンバル１５２、１５４）を位置決めせよという第１及び第２のフィードバック位置コマンド（「ジンバル位置コマンド」とも呼ぶ）を制御機構１０６が供給するように設けられる。この制御は、第１及び第２のスティック１０８、１１０の対応するジンバル１５２、１５４に対する位置の漸進的変化が他方の機構に素早くフィードバックされる、動的（ダイナミック）な制御として設けられる。これにより一部の実施の形態では、実質的に２つのスティックを大きく異なるスティックの絶対位置（絶対スティック位置）に調整できないように設けられている。
【００９４】
この作動の一例を説明する。
【００９５】
初期的に一方のスティックのみ、例えば第１のスティック１０８のみに、グラウンド中立位置１３２に対して「正の方向（図１に矢印１８０で示した、共通枢着軸１２８周りの時計回り方向）へ１０°」スティックを偏位させる力の大きさと等しい操縦士の入力があったと仮定する。また、第２のスティック１１０への第２の操縦士からの初期的な入力はゼロであると仮定する。
【００９６】
第１のスティック１０８は、「正の方向へ１０°」の第１のスティック位置に移行する。メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９に対する第１のジンバル１５２の位置には変化がなかったので、第１のジンバル位置はゼロである。ジンバル１５２に対する第１のスティック１０８のこの位置の変化によって、「正の方向へ１０°」の第１の相対誤差が生じる。前述のように、制御機構１０６が作動して、第１の相対誤差を第２のジンバル１５４に対する第２のジンバルコマンドとする。このように、制御機構１０６は、「正の方向へ１０°」の第２のジンバルコマンドを第２のジンバルコントローラ１７０に向けて送信／発生し、第２のジンバルコントローラ１７０は第２のジンバル１５４が共通（枢着）軸１３０周りに「正の方向へ１０°」の位置に回転するまで閉ループ制御を用いて第２のアクチュエータ１５８を制御する。
【００９７】
これにより、第２のスティック１１０も第２のジンバル１５４と共に共通（枢着）軸１３０周りに「正の方向（矢印１８１で示す正の方向）へ１０°」回転する。これは、他方の操縦士によって第２のスティック１１０に外力が加えられておらず、第２のカムフォロワ１２６が第２のカム１４６に捕捉（保持）されていることにより生じる。
【００９８】
従って、第１のスティック１０８を制御している操縦士による初期的なこの入力の後、両方のスティックが共通枢着点１２８、１３０周りに「正の方向へ１０°」の第１及び第２のスティック位置に偏位する。
【００９９】
ここで、制御機構１０６は、個々のスティック１０８、１１０が対応するジンバル１５２、１５４に対して移動しているかどうかを検証して他方のコントロール・カラム１０２、１０４のジンバルコマンドを調整すべきかどうかを判断するための論理回路を含んで設けられている。
【０１００】
この場合では、第１のスティック１０８のみが対応するジンバル１５２に対して移動された（即ち、第１の相対誤差に変化がある）ことから、その結果として、第２のジンバル１５４だけがその位置、即ち、グラウンド中立位置１３４から調整されることとなる。第２のスティック１１０は第２のジンバル１５４と共に回転することによってジンバル中立位置に留まることから、その結果として、第２の相対誤差はゼロのままであり、論理回路は、第１のジンバルコマンドを変化させる必要はないと判断することとなる。従って、第１のジンバルコマンドは第１のジンバル１５２をゼロ位置、即ち、グラウンド中立位置１３２に制御し続けることとなる。
【０１０１】
もし第２のスティック１１０を制御している操縦士が航空機を操縦しようと決め、スティック１１０をこの「正の方向へ１０°」の位置から偏位させると、制御機構１０６は、第１のジンバル１５２の位置を調整するための新たな第１のジンバルコマンド信号を発生させる。これは、第２のスティック１１０を新たな位置に移動させる操縦力を加えることにより、第２のスティック１１０がそのジンバル中立位置から偏位して、新たなゼロではない第２の相対誤差が生じるためである。
【０１０２】
典型的には、２つのジンバル１５２、１５４の制御は動的（ダイナミック）な処理として設けられ、スティック１０８、１１０の位置の極微小な変化でも他方のフィードバックアセンブリ１１２、１１４に対するジンバルコマンドに、対応する変化を生じさせるように設けられている。これは、スティック１０８、１１０の一方の位置の漸進的変化に伴ってスティック１０８、１１０に加えられるフィードバックの力を連続的に調整するように設けられたものであり、作動中は、第２のスティックの新たな偏位をもたらす操縦力と相殺する反力を創生して、第２のスティック１１０を「正の方向へ１０°」の第２のスティック位置から移動することを妨げるように作用する。
【０１０３】
第２のスティック１１０を制御している操縦士が、例えば、第２のスティック１１０を「負の方向（図１に矢印１８２で示す）へ１°」戻そうとする場合には、この操作は、制御機構１０６、詳細には上層（ハイレベル）コントローラ１７２（第２の相対誤差／ジンバルコマンド信号）を介して第１のスティック１０８に連結された第１のフィードバック機構１１２にフィードバックされる。その結果、個別のコントロール・カラム１０２、１０４が送信する信号に、現在、食い違いがあるという触覚フィードバックが第１のスティック１０８を制御している操縦士に供給される。
【０１０４】
第２の操縦士による操縦が行われない場合、第１のスティック１０８を制御している第１の操縦士は、「正の方向へ１０°」の偏位に関連する受動的（パッシブ）なフィードバックを受けている。従って、第１のスティック１０８を制御している操縦士は、抵抗機構１３６によって供給される抵抗に打ち勝つため、「正の方向へ１０°」のスティック位置に第１のスティック１０８を維持するために第１のスティック１０８に加えるように「学習」した大きさの力（操縦力）を加えている。そのため、第１のスティック１０８には等しい作用力／反作用力がかけられて、第１のスティック１０８は平衡状態におかれることとなる。
【０１０５】
更には、第２のスティック１１０は第２のカム面１５０に沿ったジンバル中立位置に留まっているので、第２のスティック１１０への外力（操縦力）による負荷も、第２のジンバル１５４による負荷もゼロであり、そのため第２のスティック１１０は平衡状態におかれることとなる。このため、第２のスティック１１０への負荷も合力においてゼロとなり、第２のスティック１１０は平衡状態のままである。
【０１０６】
しかし、第２のスティック１１０がそのスティック位置から操作される、即ち、「正の方向へ１０°」の第２のスティック位置から矢印１８２で示す反時計回りの方向に偏位される場合には、第２のスティック１１０と第２のジンバル１５４との間に第２の相対誤差が生じる。制御機構１０６は第２の相対誤差の変化を検出（検知）し、第１のジンバルコマンドの実行を開始して第１のジンバル１５２の位置がこの相対誤差と一致するように調整を行う。これにより、第１のスティック１０８に加えられている力（操縦反力）が略即座に調整され、第１のスティック１０８と第２のティック１１０との間の食い違いを示す触覚フィードバックが第１の操縦士に供給される。
【０１０７】
例えば、第２のスティックが「正の方向へ９°」の第２のスティック位置まで到達する（即ち、「負の方向へ１°」だけ移動される）と、第２の相対誤差は「負の方向へ１°」となる。これは、「正の方向へ９°の第２のスティック位置」マイナス「正の方向へ１０°の第２のジンバル位置」により得られる差に一致する。
【０１０８】
この「負の方向へ１°」の第２の相対誤差は、今度は第１のジンバル１５２の位置を調整するために制御機構１０６によって第１のジンバルコントローラ１６８に送信される第１のジンバルコマンドとなる。従って、第１のジンバルコントローラ１６８は、「負の方向へ１°」の位置まで矢印１８４で示す反時計回りに第１のジンバル１５２を駆動する。この第１のジンバル１５２の反時計回りの移動によって、第１のスティック１０８を制御している第１の操縦士に触覚フィードバックが供給される。
【０１０９】
第１の操縦士が「正の方向へ１０°」の第１のスティック位置にスティック１０８を維持しようと試みる場合には、第１の操縦士が第１のスティック１０８に加える操縦力は、典型的には、（グラウンド中立位置１３２に対する絶対的な偏位で）「正の方向へ１１°」の第１のスティック位置に第１のスティック１０８を移動する力の大きさに等しくなる（相当する操縦力）まで増加される場合もある。これは、フィードバック機構１１２からの、より詳細には、対応する第１のジンバル中立位置からの第１のカム１４４に対する第１のスティック１０８の実際の相対的な偏位が、「正の方向へ１１°」となる原因となる。この「正の方向へ１１°」という第１のジンバル１５２と第１のスティック１０８との間の相対的な偏位は、「グラウンド中立位置１３２からの第１のスティック１０８の（初期的な）絶対的な偏位である「正の方向へ１０°」マイナス「新たな第１のジンバルコマンドによるグラウンド中立位置１３２からの第１のジンバル１５２の（追加的な）偏位である負の方向へ１°」の偏位の値に等しい。
【０１１０】
典型的には、第１のスティック１０８に加えられるこの触覚フィードバックは、第２の操縦士と協議して個別の操縦士による２つの個別の制御入力の間の食い違いを修正するように第１の操縦士を促す。この時点で、一方の操縦士が自分のスティックに外力（操縦力）の負荷を加えることをやめ、このために操縦の為されない側のスティックを操縦の為されている側のスティックと同じ位置に移動させることができる。
【０１１１】
しかし、第１のジンバル１５２が「負の方向へ１°」の第１のジンバル位置に移行する一方で、第１の操縦士が第１のスティック１０８を「正の方向へ１０°」の第１のスティック位置に維持する場合には、これが第２のジンバルコマンドの新たな変化を誘発する。今度は新たな第１の相対誤差（即ち、（相対的な偏位である）「正の方向へ１１°」の偏位）が存在することとなるので、第２のジンバルコマンドは「正の方向へ１１°」となる。この新たな第２のジンバルコマンドにより、第２のジンバルコントローラ１７０は第２のジンバル１５４を（絶対的な偏位で）「正の方向へ１１°」の第２のジンバル位置まで駆動する。これにより、抵抗が第２のスティック１１０に追加される。
【０１１２】
より詳細には、第２の操縦士が「負の方向へ１°」の偏位に必要な力を第２のスティック１１０に加える場合には、ジンバル１５４が（絶対的な偏位で）「正の方向へ１１°」の第２のジンバル位置に「正の方向へ１°」移動しつつあるので、この場合の（絶対的な偏位で）「正の方向へ９°」の第２のスティック位置への第２のスティック１１０の移動は、（フィードバック力を含めると）「負の方向へ２°」の偏位に相当する操縦力を入力することを操縦士に要求することとなる。これは第２のスティック１１０が第２のジンバル１５４の第２のジンバル中立位置に対して「負の方向へ２°」相対的に偏位しつつあるためである。
【０１１３】
しかし、この場合に第２の操縦士が「負の方向へ１°」の偏位に必要な大きさの操縦力を加えただけ（加えたまま）の場合には、第２のスティックは、実際には（第１の操縦士の操縦力によって）「正の方向へ１０°」の絶対位置へ戻される。
【０１１４】
この両ジンバル１５２、１５４の同時調整は、両操縦士に両者の入力コマンドの間に食い違いがあるという触覚フィードバックを与えるシステムの動的（ダイナミック）な制御として設けられる。一の実施の形態において、当然ながら、もし両操縦士がこの食い違いを維持、即ち、第１のスティックを「正の方向へ１０°」の第１のスティック位置に、第２のスティックを「正の方向へ９°」の第２のスティック位置に維持しようとする場合には、第１及び第２のジンバルの連続する調整が起こるため、両操縦士はスティックを平衡状態に維持した状態で操縦力を増加し続けることが必要となるであろう。この連続した操縦力の増加は、両操縦士にどちらのスティックによって制御をすべきかの判断を促すこととなるであろう。
【０１１５】
更には、第１及び第２のジンバルコマンドの調整は動的（ダイナミック）であるために、この第１及び第２のジンバルコマンドの更新によって、典型的には、第２のスティックが「正の方向へ９°」の第２のスティック位置に到達できないこととなるであろう。実際には、第２のスティックが「正の方向へ１０°」の第２のスティック位置に実質的に留まるように、第２のジンバルの位置は、第２の操縦士によって「負の方向（即ち、矢印１８２で示した反時計回りの方向）」に加えられる操縦力に対抗して連続的に調整されることとなる。
【０１１６】
このように、フィードバック機構１１２、１１４は、「正の方向へ１０°」の位置の近傍で両方のスティックを平衡状態とするように、対応するスティック１０８、１１０に加えられる力の大きさを調整し続ける。換言すれば、ジンバル位置の調整がスティック位置の食い違いに対抗するように作用し、２つのスティックをメカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９に対して同じ位置に保持しようと調整する。
【０１１７】
ここで、もし第１の操縦士が第１のスティック１０８を「正の方向へ１０°」の第１のスティック位置に維持することを望まず、第１のスティック１０８に外から加える操縦力を単に一定に保とうとした場合には、「負の方向へ１°」の新たな第１のジンバルコマンドが（第２の操縦士によって操作された）「正の方向へ９°」の同一のスティック位置に第１及び第２のスティック１０８、１１０を移動させるだろう。
【０１１８】
第１の操縦士には第１のスティック１０８をそのジンバル中立位置から（相対的な偏位で）「正の方向へ１０°」偏位させるのに必要な操縦力をまだ加え続ける意図がある。しかし、ジンバル中立位置は新たな第１のジンバルコマンドのために「負の方向へ１°」移動しているので、第１のスティックと第１のジンバルとの間の相対誤差（相対的な偏位）だけが「正の方向へ１０°」のまま保持される。より詳細には、（絶対的な偏位である）「正の方向へ９°の第１のスティック位置」マイナス「負の方向へ１°のジンバル位置」が、「正の方向へ１０°」の相対誤差として保たれる。
【０１１９】
加えて、第１のスティック１０８は第１のジンバル１５２と共に移動しているので第１の相対誤差は変化せず、そのため、論理回路は第２のジンバルコマンドを変更する必要はないと判断し、第２のジンバルコマンドは「正の方向へ１０°」のまま保たれる。
【０１２０】
この場合も、スティック１０８、１１０に作用する合力はゼロとなるので、スティック１０８、１１０は平衡状態に保たれている。両操縦士によって加えられる外力（操縦力）は、ジンバル１５２、１５４によって相殺される。
【０１２１】
図２は、クロスカップルモードにあるときに第１及び第２のジンバルコマンドを発生させる論理回路２００の概略図である。第１の分岐２０２は第２のジンバルコマンドの決定に関する。第２の分岐２０４は第１のジンバルコマンドの決定に関する。この２つの分岐は、コマンドを決定するために用いられる入力以外は略同一である。従って、第２の分岐は実質的に同様に作動するという理解のもと、ここでは第２のジンバルコマンドを決定する第１の分岐２０２のみを説明する。
【０１２２】
第１の分岐２０２は、第１のスティック位置（ブロック２０６）及び第１のジンバル位置（ブロック２０８）の検知された入力を用いる。次に、第１の相対誤差が、第１のスティック位置から第１のジンバル位置を減じることによって決定される（ブロック２１０）。第１の相対誤差は次に、ローパスフィルタで処理される（ブロック２１２）。フィルタ処理された第１の相対誤差は、比較されて所定の閾値より大きいかどうか判断される（ブロック２１４）。フィルタ処理された第１の相対誤差が閾値よりも大きい場合、第２のジンバルコマンドは第１の相対誤差に一致するように定められる（ブロック２１６）。フィルタ処理された第１の相対誤差が閾値より大きくない場合、第１の相対誤差は負の閾値（閾値の負）の値よりも小さいかどうかを判定するために比較される（ブロック２１８）。フィルタ処理された第１の相対誤差が負の閾値（閾値の負）の値よりも小さい場合（ブロック２１８）、第２のジンバルコマンドは第１の相対誤差に一致するように定められる（ブロック２１６）。フィルタ処理された第１の相対誤差が負の閾値（閾値の負）の値よりも小さくない場合（ブロック２１８）、第２のジンバルコマンドはゼロと定められる（ブロック２２０）、即ち、第２のジンバル１５４は、グラウンド中立位置１３４まで駆動される。これらの比較ステップは、例えばシステム内の振動、又はセンサに関連する誤差等によるスティック１０８、１１０の位置の極微小な変化によるジンバルコマンドの調整を排除するために役立つ。
【０１２３】
前述のように、これらの計算は略連続的に行われ、ジンバルコマンドの位置の更新が略瞬時に行われる。
【０１２４】
クロスカップルモードについては説明したので、優先モードについて説明する。各スティック１０８、１１０は、スティックに優先権を与えるための対応する優先権ボタン１７６、１７８を含む。優先モードでは、優先権が与えられた側（優先側）のスティックは、優先権が与えられない側（非優先側）のスティックからの触覚フィードバックを受けない。従って、優先権が与えられた側（優先側）のスティック１０８、１１０に対応するジンバル１５２、１５４は、常にグラウンド中立位置１３２、１３４に制御される。このモードでは、優先権が与えられない側（非優先側）のスティックだけが触覚フィードバック、即ち、第１及び第２のスティック位置の間の食い違いに関する力を受ける。より詳細には、優先権が与えられない側（非優先側）のスティックが第１のスティックの偏位に追随しない場合には、第２のスティックにフィードバックが供給される。更には、優先モードでは、優先権が与えられない側（非優先側）のフィードバックアセンブリは、優先権が与えられない側（非優先側）のスティックを優先権が与えられた側（優先側）のスティックと同じスティック位置に維持するように構成されている。
【０１２５】
優先権を与えられた（優先側の）第１のスティック１０８に基づいて、優先モードの一例を説明する。
【０１２６】
ここでも、例示するスティック１０８、１１０及びジンバル１５２、１５４は、初期的にグラウンド中立位置１３２、１３４にあると仮定する。
【０１２７】
このモードは、優先権が与えられない側（非優先側）のスティックに対するジンバルコマンドを決定するために異なる方法を用いる。このモードでは、第２のジンバルコマンド（即ち、優先権が与えられない側（非優先側）のスティックに対するジンバルコマンド）は、「従前の第２のジンバル位置（即ち、優先権が与えられない側（非優先側）のジンバル位置）」プラス「［第１のスティック位置］マイナス［第２のスティック位置］（即ち、「［優先側スティック位置］マイナス［非優先側スティック位置］」）の値」の合計に等しく定められる。
【０１２８】
従って、もし第１のスティック１０８が「正の方向へ１０°」の第１のスティック位置に移動されると、第２のスティック１１０は、第２の操縦士による入力がない限りはここでも「正の方向へ１０°」の第２のスティック位置に移動される。これは、第２のジンバルコマンドが「最新（カレント）のゼロ°の第２のジンバル位置」プラス「［第１のスティック位置（「正の方向へ１０°」）］マイナス［第２のスティック位置（「ゼロ°」）］の差」の合計となるためである。なお、ここでもこの計算は、実際には、はるかに漸進的なスケールで連続して行われる。このため、第２のスティック１１０に作用する外力（操縦力）の負荷が存在しないと考えられるため、第２のジンバルコマンドは「正の方向へ１０°」と定められて、第２のジンバル１５４を「正の方向へ１０°」の位置に駆動し、同時に第２のスティック１１０を同じ位置まで駆動する。
【０１２９】
ここで、第１の操縦士が第１のスティック１０８を再び操作した場合には、第２のジンバル１５４は第１及び第２のスティック１０８、１１０の間の新たな位置の差に応じて調整される。もし第２のスティック１１０が「正の方向へ１０°」の位置に保持されると、第１のスティック１０８の移動に関する触覚フィードバックが第２のスティックに発生する。より詳細な例示のために、第１のスティック１０８が「正の方向へ９°」の第１のスティック位置に向かう負の方向へ移動（矢印１８４）したものと仮定する。
【０１３０】
第２のジンバルコントローラは、第２のジンバル１５４を駆動するように同様に指示される。この時点で、第１のスティック位置（「正の方向へ９°」）と第２のスティック位置（「正の方向へ１０°」）の差は「負の方向へ１°」である。この値が「最新（カレント）の第２のジンバル位置である正の方向へ１０°」に加算され、第２のジンバル１５４が「正の方向へ９°」に駆動される。第２の操縦士からの外力（操縦力）／入力がなければ、第２のスティック１１０は第２のジンバル１５４と共に「正の方向へ９°」の第２のスティック位置に移動する。なお、制御機構１０６の動的（ダイナミック）な作用のため、第１のスティック１０８が「正の方向へ９°」の位置に移行した後ではなく、第１のスティック１０８が「正の方向へ１０°」の位置から偏位すると、略即座にかつ連続して第２のスティック１１０の移動が行われる。
【０１３１】
しかし、第２の操縦士がこの移動に抵抗し、第２のスティック１１０を「正の方向へ１０°」の第２のスティック位置に維持しようと試みる場合には、この食い違いについての触覚フィードバックが、少なくとも初期的には、約１°分に相当する力の大きさで第２の操縦士に供給される。これは、第２の操縦士が第２のジンバル１５４の第２のジンバル中立位置と一致しない位置に第２のスティックを維持しようとして操縦力を加えているためである。
【０１３２】
他の例では、第２の操縦士が第２のスティック１１０に「負の方向へ１°」の偏位（矢印１８２）に相当する力を加えた場合に、第２のジンバル１５４が第２の操縦士の入力を相殺するように調整するため、第２のスティック１１０は、実質的に「正の方向へ１０°」の位置に留まる例を挙げることができる。
【０１３３】
第２のスティック１１０が反時計回り（矢印１８２）に偏位しはじめると、「第１のスティック位置」マイナス「第２のスティック位置」の相対誤差が発生する。これにより、第２のジンバル１５４が正の方向に移動して加えられたこの操縦力を相殺する。
【０１３４】
これは第１及び第２のスティック位置の間の相対誤差を加算することによって第２のジンバル１５４の位置を調整し続ける動的（ダイナミック）なシステムであるため、最終的には、第２のジンバルコマンドは「正の方向へ１１°」に等しいものとなる。この更新された位置では、第２の操縦士がスティックを「負の方向に１°」偏位させるのに等しい力を加えているものと通常考えられるため、第２のスティック１１０は実質的に「正の方向へ１０°」の位置に保持される。
【０１３５】
この操縦力は、第２のジンバル１５４の新たな位置、及びそれに応じた「正の方向へ１１°」の位置における新たなフィードバック力のプロフィールによってオフセット（相殺）される。このように、第２のスティック１１０は、そのジンバル中立位置から「負の方向へ１°」変位し、これにより第２のジンバル１５４が「正の方向へ１°」の力を第２のスティック１１０に加え、以て操縦士が発生させている操縦力を置き換える（相殺する）。従って、第２のスティック１１０は第１のスティック１０８と同一の位置に相当する実質的に「正の方向へ１０°」の位置で平衡状態となる。
【０１３６】
第２の操縦士が「負の方向へ１°」の偏位に相当する操縦力を加えるのをやめようと決めると、第２のジンバル１５４は第２のスティック１１０を第１のスティック位置、即ち、「正の方向へ１０°」の位置に維持し続けるために調整を行う。第２の操縦士が第２のスティック１１０から操縦力を抜き始めると、第２のジンバル１５４によって第２のスティック１１０に加えられる力（即ち、「正の方向へ１°」に相当する力）は、第２のスティック１１０を漸進的に正方向に（即ち、「正の方向へ１０°」プラス「矢印１８１によって図示した方向への増分」）偏位させる。この増分は第１のスティック位置と第２のスティック位置との間に新たな相対誤差を生じさせる。しかしながら、これは第２のジンバルコマンドの調整を生じさせるコマンドとは反対の効果を有する（調整力を抑制するように作用する）相対誤差である。
【０１３７】
第２の操縦士が第２のスティック１１０を「負の方向へ９°」の位置に向けて移動し続けることで第１及び第２のスティック１０８、１１０の位置の間の食い違いを維持しようとした場合には、第２のジンバル１５４はその位置を正方向に増加させて第２のスティック１１０に作用する力を増加させるように命令され続けることとなる。このため、第２の操縦士は、第２のスティックに加える負の方向への操縦力の大きさを増加させ続けることもある。しかしながら、ここでも、最も可能性が高いのは、操縦士による操縦力の増加はカム面１５０の位置の調整により作用する第２のジンバル１５４によって加えられる力の増加によって打ち消され続けるため、第２のスティックが再び「正の方向へ１０°」の位置における平衡位置に留まることである。メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）１５９を基準とすると、カム面１５０のこの調整は、結果としてそれによって発生する力のプロフィールの調整を生じさせる。
【０１３８】
図３は、優先モードに関する制御論理回路のブロック図３００である。ここでも、図の上半分は第２のジンバルコマンド（ブロック３０２）の決定に関し、図の下半分は第１のジンバルコマンド（ブロック３０４）の決定に関するものである。この例では、上半分と下半分は実質的に同様に作動するので、上半分、即ち、第２のジンバルコマンドを決定する部分のみを説明する。
【０１３９】
このモードは、第１のスティック位置（ブロック３０６）、第２のスティック位置（ブロック３０８）、第１のジンバル位置（ブロック３１０）、及び第２のジンバル位置（ブロック３１２）についての入力を用いる。第１のスティック１０８と第２のスティック１１０との間の相対誤差（第１のスティック−第２のスティック相対誤差と呼ぶ）は、第１のスティック位置から第２のスティック位置を減算することによって決定される（ブロック３１４）。次に、第１のスティック−第２のスティック相対誤差は、閾値と比較される（ブロック３１６、３１８）。第１のスティック−第２のスティック相対誤差が閾値より大きい、又は負の閾値（閾値の負）の値より小さい場合は、第１のスティック−第２のスティック相対誤差はそのまま用いられる（変化させない）（ブロック３２０）。そうでない場合、第１のスティック−第２のスティック相対誤差はゼロとされる（ブロック３２２）。このステップは、スティック位置の極微小な変化が第２のジンバルの位置の変化に影響することを防止する。
【０１４０】
次に、この第１のスティック−第２のスティック相対誤差は、新たな第２のジンバルコマンド（ブロック３２４）を決定するために第２のジンバル位置に加算される。
【０１４１】
このアルゴリズムは、第２のジンバルコマンドをローパスフィルタ処理するステップを含む（ブロック３２６）。
【０１４２】
アルゴリズムは、第１のスティックがそのグラウンド中立位置から移動されたかどうかを連続してチェックする（ブロック３２８）。第１のスティック１０８がその中立位置１３２から移動されていない場合には、第２のジンバルコマンドをゼロとする（ブロック３３０）。これは、第１のスティック１０８がその中立位置１３２から移動されていない場合に、第２のジンバル１５４は第２のスティック１１０をそのグラウンド中立位置１３４に駆動するように命令するためである。
【０１４３】
第１のスティック１０８がその中立位置１３２から移動されている場合には、アルゴリズムは、第２のスティック１１０が優先権を有しているかどうか判断するためにチェックする（ブロック３３２）。第２のスティック１１０が優先権を有している場合には、第２のジンバルコマンドもゼロとする（ブロック３３０）。前述のように、優先権を与えられたスティックは他方のスティック位置に関する触覚フィードバックを受けないため、そのジンバルは対応するグラウンド中立位置に留まるように制御される。第２のスティック１１０が優先権を有しない場合には、第２のジンバルコマンドはそのまま用いられる（変化させない）（ブロック３３４）。
【０１４４】
なお、第１のジンバルコマンド（ブロック３０４）を決定する際、アルゴリズムのその部分で用いられる相対誤差は、「第２のスティック位置」マイナス「第１のスティック位置」である、第２のスティック−第１のスティック相対誤差である（ブロック３３６）。
【０１４５】
本システム実施の形態は、二重（デュアル）入力スティック振動モードを更に含んでもよい。二重入力スティック振動モードは、各スティック１０８、１１０のジンバルコントローラを用いて、実質的に正弦波の信号を対応するジンバル位置コマンドの位置コマンドに重ね合わせて設けられる。一の実施の形態において、正弦波信号の振幅は５°、周波数は３０Ｈｚに設けられる。これにより、両スティック１０８、１１０は、２つのスティック１０８、１１０の間に食い違いがあることを示す振動を受ける。これは、２つのスティック１０８、１１０の間の食い違いが長時間続いた後に供給されるように設けてもよい。
【０１４６】
複数の実施の形態では、失速警報振動モードを更に含んでもよい。このモードでは、各スティック１０８、１１０のジンバルコントローラ１６８、１７０が、正弦波の信号を対応するジンバル位置コマンドの位置コマンドに重ね合わせるように設けられる。
【０１４７】
一の実施の形態において、失速警報振動モードと二重（デュアル）入力スティック振動モードとが同時に作動するように設けられる。こうした実施の形態において、両操縦士に供給される警報のタイプによって異なる触覚フィードバックを供給するために、重ね合わせる正弦波信号の振幅と周波数の一方又は両方を変化させるものとしてもよい。
【０１４８】
例えば、一の実施の形態において、失速警報振動モードの振幅が１０°、周波数が１０Ｈｚとして設けるものとしてもよい。このように設けると、両操縦士は２種類の別々の振動を容易に区別して適切な種類の警報を判断できる。
【０１４９】
メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）に対して調整可能に設けられた受動的（パッシブ）なフィードバックアセンブリを用いることの更なる特徴は、完全に受動的（パッシブ）なフィードバックアセンブリ又は完全に能動的（アクティブ）なフィードバックアセンブリが有する欠点を有さないことである。
【０１５０】
より詳細には、第１に、位置調整が可能なジンバル１５２、１５４及びそれに対応する位置調整が可能なカム１４４、１４６を用いることで、フィードバックアセンブリ１１２、１１４へのフィードバック力のプロフィールの調整が可能となる利点を有する。これにより、他方のスティックの位置の調整に基づくフィードバックプロフィールの動的（アクティブ）な調整が可能となる。
【０１５１】
加えて、本システムは半受動的（セミ‐パッシブ）な機構であるため、故障に関連した問題が少ないという利点を有する。より詳細には、もし本実施の形態のアクチュエータ１５６、１５８が故障しても、スティック１０８、１１０はアクチュエータ１５６、１５８に直接的に連結されていないため、移動を妨げられることがない。そのような状況でも、スティック１０８、１１０は共通枢着点１２８、１３０周りの回転が許容され、アクチュエータ１５６、１５８の故障によってロックされることはない。
【０１５２】
更に、こうした半受動的（セミ‐パッシブ）な機構を用いる場合には、検知及びフィードバックの量を減らすことができ、アクチュエータ自体が航空機の操縦翼面（操舵面）に関する触覚フィードバックを供給することができる。実際には、受動的（パッシブ）なフィードバックは、カム１４４、１４６及び対応する抵抗機構１３６、１３８によって供給される。その結果、分析すべきデータ量を著しく減らすことができ、高帯域制御システムの必要性を低下させることができる。
【０１５３】
本明細書中で引用する公報、特許出願及び特許を含む全ての文献は、各文献を個々に、具体的に示し、引用して組み込むかのように、又、その全体を本明細書に記載するかのように、引用して組み込まれる。
【０１５４】
本発明の説明に関連して（特に以下の請求項に関連して）用いられる名詞及び同様な指示語の使用は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、単数及び複数の両方に及ぶものと解釈される。語句「備える」、「有する」、「含む」及び「包含する」は、特に断りのない限り、オープンエンドターム（即ち「〜を含むが限らない」という意味）として解釈される。本明細書中の数値範囲の具陳は、本明細書中で特に指摘しない限り、単にその範囲内に該当する各値を個々に言及するための略記法としての役割を果たすことだけを意図しており、各値は、本明細書中で個々に列挙されたかのように、明細書に組み込まれる。本明細書中で説明される全ての方法は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、あらゆる適切な順番で行うことができる。本明細書中で使用するあらゆる例又は例示的な言い回し（例えば「など」）は、特に主張しない限り、単に本発明をよりよく説明することだけを意図し、本発明の範囲に対する制限を設けるものではない。明細書中のいかなる言い回しも、請求項に記載されていない要素を、本発明の実施に不可欠であるものとして示すものとは解釈されないものとする。
【０１５５】
本明細書中では、本発明を実施するため本発明者が知っている最良の形態を含め、本発明の好ましい実施の形態について説明している。当業者にとっては、上記説明を読めば、これらの好ましい実施の形態の変形が明らかとなろう。本発明者は、熟練者が適宜このような変形を適用することを期待しており、本明細書中で具体的に説明される以外の方法で本発明が実施されることを予定している。従って本発明は、準拠法で許されているように、本明細書に添付された請求項に記載の内容の修正及び均等物を全て含む。更に、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、全ての変形における上記要素のいずれの組合せも本発明に包含される。
【符号の説明】
【０１５６】
１００  航空機制御システム
１０２  第１のコントロール・カラム
１０４  第２のコントロール・カラム
１０６  電子制御機構
１０８  第１のスティック
１１０  第２のスティック
１１２  第１のフィードバックアセンブリ（機構）
１１４  第２のフィードバックアセンブリ（機構）
１１６  第１の握り部（グリップ）
１１８  第２の握り部（グリップ）
１２０  第１の連接棒
１２２  第２の連接棒
１２４  第１のカムフォロワ（カムローラ）
１２６  第２のカムフォロワ（カムローラ）
１２８  第１の共通枢着点
１３０  第２の共通枢着点
１３２  第１のグラウンド中立位置
１３４  第２のグラウンド中立位置
１３６  第１の抵抗機構（スプリング・ダンパ‐パッケージ）
１３８  第２の抵抗機構（スプリング・ダンパ‐パッケージ）
１４４  第１のカム
１４６  第２のカム
１４８  第１のカム面
１５０  第２のカム面
１５２  第１のジンバル
１５４  第２のジンバル
１５６  第１のアクチュエータ
１５８  第２のアクチュエータ
１５９  メカニカルグラウンド（機械的地面／機体）
１６０  第１のスティック位置センサ
１６２  第２のスティック位置センサ
１６４  第１のジンバル位置センサ
１６６  第２のジンバル位置センサ
１６８  第１のジンバルコントローラ（下層位置コントローラ）
１７０  第２のジンバルコントローラ（下層位置コントローラ）
１７２  クロスカップリングコントローラ（上層コントローラ）
１７６  第１の優先権ボタン
１７８  第２の優先権ボタン
１８０  正の方向（時計回り）への回転
１８１  正の方向（時計回り）への回転
１８２  負の方向（反時計回り）への回転
１８４  負の方向（反時計回り）への回転
２００  論理回路（クロスカップルモード）
２０２  第１の分岐（第２のジンバルコマンドの決定）
２０４  第２の分岐（第１のジンバルコマンドの決定）
２０６  第１のスティック位置
２０８  第１のジンバル位置
２１０  第１の相対誤差決定
２１２  ローパスフィルタ処理
２１４  第１の相対誤差と閾値との比較判断
２１６  第２のジンバルコマンドは第１の相対誤差と一致するものと決定する
２１８  第１の相対誤差と負の閾値との比較判断
２２０  第２のジンバルコマンドはゼロと決定する
３００  論理回路（優先モード）
３０２  第２のジンバルコマンドの決定
３０４  第１のジンバルコマンドの決定
３０６  第１のスティック位置
３０８  第２のスティック位置
３１０  第１のジンバル位置
３１２  第２のジンバル位置
３１４  第２のスティック位置から第１のスティック位置を減算
３１６  第１のスティック−第２のスティック相対誤差と閾値との比較
３１８  第１のスティック−第２のスティック相対誤差と負の閾値との比較
３２０  第１のスティック−第２のスティック相対誤差はそのまま用いられる
３２２  第１のスティック−第２のスティック相対誤差はゼロとされる
３２４  第２のジンバル位置に加算する
３２６  ローパスフィルタ処理
３２８  第１のスティック位置の連続的なチェック
３３０  第２のジンバルコマンドをゼロとする
３３２  第２のスティックが優先権を有しているかチェックする
３３４  第２のジンバルコマンドはそのまま用いられる
３３６  第１のスティック位置から第２のスティック位置を減算
【図１】
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【図２】
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【図３】
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