(57)【要約】【課題】ジェネリック故障が発生したときであってもアクチュエータの動作を制御することができるアクチュエータ制御装置を提供する。【解決手段】アクチュエータの動作を制御するための制御信号を前記アクチュエータの動作に対する指示信号に基づいて生成する通常時制御手段と、前記指示信号に基づいて前記制御信号を生成し前記通常時制御手段と比較して機能が少ないバックアップ用制御手段と、前記通常時制御手段の動作及び前記バックアップ用制御手段の動作を切り替える切替手段とを備え、前記バックアップ用制御手段は、前記通常時制御手段を構成する部品のうち故障の検証が最も困難な部品と比較して故障の検証が容易な部品のみで構成する。【選択図】図１
2006240612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータの動作を制御するための制御信号を前記アクチュエータの動作に対する指示信号に基づいて生成する通常時制御手段と、
前記指示信号に基づいて前記制御信号を生成し前記通常時制御手段と比較して機能が少ないバックアップ用制御手段と、
前記通常時制御手段の動作及び前記バックアップ用制御手段の動作を切り替える切替手段とを備え、
前記バックアップ用制御手段は、前記通常時制御手段を構成する部品のうち故障の検証が最も困難な部品と比較して故障の検証が容易な部品のみで構成されたことを特徴とするアクチュエータ制御装置。
【請求項２】
前記通常時制御手段は、ＦＰＧＡと、ＡＳＩＣと、ソフトウェアを記憶して前記ソフトウェアに応じて機能するコンピュータとの少なくとも１つを含んで構成され、
前記バックアップ用制御手段は、アナログ回路及びＰＬＤの少なくとも一方のみで構成されたことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ制御装置。
【請求項３】
前記指示信号に応じて前記アクチュエータが動作しないときに前記アクチュエータを外部負荷に従動させる従動指示手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ制御装置。
【請求項４】
前記バックアップ用制御手段は、前記従動指示手段を構成する部品のうち故障の検証が最も困難な部品と比較して故障の検証が容易な部品のみで構成されたことを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ制御装置。
【請求項５】
前記通常時制御手段及び前記従動指示手段は、ＦＰＧＡと、ＡＳＩＣと、ソフトウェアを記憶して前記ソフトウェアに応じて機能するコンピュータとの少なくとも１つを含んで構成され、
前記バックアップ用制御手段は、アナログ回路及びＰＬＤの少なくとも一方のみで構成されたことを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ制御装置。
【請求項６】
前記通常時制御手段及び前記バックアップ用制御手段は、前記アクチュエータからの帰還信号を前記制御信号の生成に使用する帰還信号使用手段を共有したことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ制御装置。
【請求項７】
前記切替手段の動作を制御する動作制御手段を備え、
前記動作制御手段は、前記通常時制御手段の動作では前記指示信号に応じて前記アクチュエータが動作しないときに、前記通常時制御手段の動作から前記バックアップ用制御手段の動作に前記切替手段に切り替えさせることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ制御装置。
【請求項８】
アクチュエータと、前記アクチュエータと一体的に形成され前記アクチュエータの動作を制御するアクチュエータ制御装置とを備え、
前記アクチュエータ制御装置は、前記アクチュエータの動作を制御するための制御信号を前記アクチュエータの動作に対する指示信号に基づいて生成する通常時制御手段と、前記指示信号に基づいて前記制御信号を生成し前記通常時制御手段と比較して機能が少ないバックアップ用制御手段と、前記通常時制御手段の動作及び前記バックアップ用制御手段の動作を切り替える切替手段とを備え、
前記バックアップ用制御手段は、前記通常時制御手段を構成する部品のうち故障の検証が最も困難な部品と比較して故障の検証が容易な部品のみで構成されたことを特徴とするアクチュエータユニット。
【請求項９】
それぞれ別々のアクチュエータの動作を制御する複数のアクチュエータ制御装置と、前記アクチュエータ制御装置の動作を制御する動作制御装置とを備え、
前記アクチュエータ制御装置は、前記アクチュエータの動作を制御するための制御信号を前記アクチュエータの動作に対する指示信号に基づいて生成する通常時制御手段と、前記指示信号に基づいて前記制御信号を生成し前記通常時制御手段と比較して機能が少ないバックアップ用制御手段と、前記通常時制御手段の動作及び前記バックアップ用制御手段の動作を切り替える切替手段とを備え、
前記バックアップ用制御手段は、前記通常時制御手段を構成する部品のうち故障の検証が最も困難な部品と比較して故障の検証が容易な部品のみで構成され、
前記動作制御装置は、前記通常時制御手段の動作では前記指示信号に応じて動作しない前記アクチュエータが所定数以上であるときに、少なくとも１つの前記アクチュエータ制御装置の前記切替手段に、前記通常時制御手段の動作から前記バックアップ用制御手段の動作に切り替えさせることを特徴とするアクチュエータ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータの動作を制御するアクチュエータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アクチュエータ制御装置として、ジェネリック故障、即ち、同一のソフトウェアやハードウェアに共通して発生し得る故障が発生したときに、アクチュエータの動作の制御を防止するＡＣＣ（Ａｃｔｕａｔｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９１８９８号公報（第５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のアクチュエータ制御装置においては、ジェネリック故障が発生したときにアクチュエータの動作を制御することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、ジェネリック故障が発生したときであってもアクチュエータの動作を制御することができるアクチュエータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によると、本発明のアクチュエータ制御装置は、アクチュエータの動作を制御するための制御信号を前記アクチュエータの動作に対する指示信号に基づいて生成する通常時制御手段と、前記指示信号に基づいて前記制御信号を生成し前記通常時制御手段と比較して機能が少ないバックアップ用制御手段と、前記通常時制御手段の動作及び前記バックアップ用制御手段の動作を切り替える切替手段とを備え、前記バックアップ用制御手段は、前記通常時制御手段を構成する部品のうち故障の検証が最も困難な部品と比較して故障の検証が容易な部品のみで構成された構成を有している。
この構成により、本発明のアクチュエータ制御装置は、通常時制御手段の故障の検証と比較してバックアップ用制御手段の故障の検証が容易であり、通常時制御手段と比較してバックアップ用制御手段にジェネリック故障が発生し難いので、通常時制御手段にジェネリック故障が発生したときであっても、バックアップ用制御手段によってアクチュエータの動作を制御することができる。
【０００７】
また、本発明のアクチュエータ制御装置は、前記通常時制御手段は、ＦＰＧＡと、ＡＳＩＣと、ソフトウェアを記憶して前記ソフトウェアに応じて機能するコンピュータとの少なくとも１つを含んで構成され、前記バックアップ用制御手段は、アナログ回路及びＰＬＤの少なくとも一方のみで構成された構成を有しても良い。
この構成により、本発明のアクチュエータ制御装置は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）及びコンピュータの少なくとも１つを含んで通常時制御手段が構成されることによって、アナログ回路及びＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）の少なくとも一方のみで通常時制御手段が構成される場合と比較して装置全体を小型化することができる。
【０００８】
また、本発明のアクチュエータ制御装置は、前記指示信号に応じて前記アクチュエータが動作しないときに前記アクチュエータを外部負荷に従動させる従動指示手段を備えた構成を有しても良い。
この構成により、本発明のアクチュエータ制御装置は、アクチュエータ制御装置自身によって動作が制御されるようになっているアクチュエータ（以下「制御アクチュエータ」という。）と、アクチュエータ制御装置自身によって動作が制御されないようになっているアクチュエータ（以下「制御外アクチュエータ」という。）とによって駆動される部材があるときに、指示信号に応じて制御アクチュエータが動作しない場合、制御外アクチュエータによる部材の駆動を制御アクチュエータに妨害させないようにすることができる。
【０００９】
また、本発明のアクチュエータ制御装置は、前記バックアップ用制御手段は、前記従動指示手段を構成する部品のうち故障の検証が最も困難な部品と比較して故障の検証が容易な部品のみで構成された構成を有しても良い。
この構成により、本発明のアクチュエータ制御装置は、従動指示手段の故障の検証と比較してバックアップ用制御手段の故障の検証が容易であり、従動指示手段と比較してバックアップ用制御手段にジェネリック故障が発生し難いので、従動指示手段にジェネリック故障が発生したときであっても、バックアップ用制御手段によってアクチュエータの動作を制御することができる。
【００１０】
また、本発明のアクチュエータ制御装置は、前記通常時制御手段及び前記従動指示手段は、ＦＰＧＡと、ＡＳＩＣと、ソフトウェアを記憶して前記ソフトウェアに応じて機能するコンピュータとの少なくとも１つを含んで構成され、前記バックアップ用制御手段は、アナログ回路及びＰＬＤの少なくとも一方のみで構成された構成を有しても良い。
この構成により、本発明のアクチュエータ制御装置は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ及びコンピュータの少なくとも１つを含んで通常時制御手段及び従動指示手段が構成されることによって、アナログ回路及びＰＬＤの少なくとも一方のみで通常時制御手段及び従動指示手段が構成される場合と比較して装置全体を小型化することができる。
【００１１】
また、本発明のアクチュエータ制御装置は、前記通常時制御手段及び前記バックアップ用制御手段は、前記アクチュエータからの帰還信号を前記制御信号の生成に使用する帰還信号使用手段を共有した構成を有しても良い。
この構成により、本発明のアクチュエータ制御装置は、通常時制御手段及びバックアップ用制御手段が別々に帰還信号使用手段を有する場合と比較して、装置全体を小型化することができる。
【００１２】
また、本発明のアクチュエータ制御装置は、前記切替手段の動作を制御する動作制御手段を備え、前記動作制御手段は、前記通常時制御手段の動作では前記指示信号に応じて前記アクチュエータが動作しないときに、前記通常時制御手段の動作から前記バックアップ用制御手段の動作に前記切替手段に切り替えさせる構成を有しても良い。
この構成により、本発明のアクチュエータ制御装置は、通常時制御手段の動作から前記バックアップ用制御手段の動作に自動的に切り替えることができる。
【００１３】
また、本発明の第２の態様によると、本発明のアクチュエータユニットは、アクチュエータと、前記アクチュエータと一体的に形成され前記アクチュエータの動作を制御するアクチュエータ制御装置とを備え、前記アクチュエータ制御装置は、前記アクチュエータの動作を制御するための制御信号を前記アクチュエータの動作に対する指示信号に基づいて生成する通常時制御手段と、前記指示信号に基づいて前記制御信号を生成し前記通常時制御手段と比較して機能が少ないバックアップ用制御手段と、前記通常時制御手段の動作及び前記バックアップ用制御手段の動作を切り替える切替手段とを備え、前記バックアップ用制御手段は、前記通常時制御手段を構成する部品のうち故障の検証が最も困難な部品と比較して故障の検証が容易な部品のみで構成された構成を有している。
この構成により、本発明のアクチュエータユニットは、通常時制御手段の故障の検証と比較してバックアップ用制御手段の故障の検証が容易であり、通常時制御手段と比較してバックアップ用制御手段にジェネリック故障が発生し難いので、通常時制御手段にジェネリック故障が発生したときであっても、バックアップ用制御手段によってアクチュエータの動作を制御することができる。また、本発明のアクチュエータユニットは、アクチュエータ制御装置がアクチュエータと一体的に形成されているので、アクチュエータ制御装置とアクチュエータとが別体として形成されている場合のアクチュエータ制御装置とアクチュエータとの間の配線数と比較して、アクチュエータ制御装置の動作を制御する動作制御装置と、アクチュエータ制御装置との間の配線数を減少させることができる。
【００１４】
また、本発明の第３の態様によると、本発明のアクチュエータ制御システムは、それぞれ別々のアクチュエータの動作を制御する複数のアクチュエータ制御装置と、前記アクチュエータ制御装置の動作を制御する動作制御装置とを備え、前記アクチュエータ制御装置は、前記アクチュエータの動作を制御するための制御信号を前記アクチュエータの動作に対する指示信号に基づいて生成する通常時制御手段と、前記指示信号に基づいて前記制御信号を生成し前記通常時制御手段と比較して機能が少ないバックアップ用制御手段と、前記通常時制御手段の動作及び前記バックアップ用制御手段の動作を切り替える切替手段とを備え、前記バックアップ用制御手段は、前記通常時制御手段を構成する部品のうち故障の検証が最も困難な部品と比較して故障の検証が容易な部品のみで構成され、前記動作制御装置は、前記通常時制御手段の動作では前記指示信号に応じて動作しない前記アクチュエータが所定数以上であるときに、少なくとも１つの前記アクチュエータ制御装置の前記切替手段に、前記通常時制御手段の動作から前記バックアップ用制御手段の動作に切り替えさせる構成を有している。
この構成により、本発明のアクチュエータ制御システムは、通常時制御手段の故障の検証と比較してバックアップ用制御手段の故障の検証が容易であり、通常時制御手段と比較してバックアップ用制御手段にジェネリック故障が発生し難いので、通常時制御手段にジェネリック故障が発生したときであっても、バックアップ用制御手段によってアクチュエータの動作を制御することができる。また、本発明のアクチュエータ制御システムは、通常時制御手段の動作から前記バックアップ用制御手段の動作に自動的に切り替えることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、ジェネリック故障が発生したときであってもアクチュエータの動作を制御することができるアクチュエータ制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１７】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態に係るアクチュエータ制御システムの構成について説明する。
図１に示す本実施の形態に係るアクチュエータ制御システム１０は、図示していない航空機に搭載されており、航空機の舵面９０を駆動するアクチュエータとしてのシリンダアクチュエータ８０の動作を制御するものである。なお、舵面９０は、シリンダアクチュエータ８０だけではなく、シリンダアクチュエータ８０と同様の図示していない他のシリンダアクチュエータによっても駆動されるようになっている。
【００１８】
ここで、アクチュエータ制御システム１０は、シリンダアクチュエータ８０の動作を制御するための制御信号２０ａをシリンダアクチュエータ８０に出力するアクチュエータ制御装置としてのＡＣＥ（Ａｃｔｕａｔｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）２０を備えている。また、アクチュエータ制御システム１０は、舵面９０を駆動するシリンダアクチュエータであってシリンダアクチュエータ８０以外のシリンダアクチュエータの動作を制御するために、ＡＣＥ２０と同様の図示していないＡＣＥをシリンダアクチュエータ毎に備えている。また、アクチュエータ制御システム１０は、ＡＣＥ２０を含む複数のＡＣＥの動作を制御する動作制御装置としてのＦＣＣ（Ｆｌｉｇｈｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）６０と、複数のＡＣＥ及びＦＣＣ６０を電気的に接続するデジタルデータバス７０とを備えている。なお、ＦＣＣ６０は、シリンダアクチュエータの動作に対する指示信号６０ａを含む各種信号をシリアルデータとしてデジタルデータバス７０を介してＡＣＥに送信するようになっている。
【００１９】
ＡＣＥ２０は、シリンダアクチュエータ８０と一体的に形成されてシリンダアクチュエータ８０と共にアクチュエータユニット１５を構成している。同様に、ＡＣＥ２０以外のＡＣＥも、制御対象のシリンダアクチュエータと一体的に形成されてシリンダアクチュエータと共にアクチュエータユニットを構成している。なお、アクチュエータユニット１５以外のアクチュエータユニットの構成については、アクチュエータユニット１５の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００２０】
ＡＣＥ２０は、ＦＣＣ６０との間で信号の入出力を行なうインターフェース２１と、指示信号６０ａに基づいて制御信号２０ａを通常時に生成する通常時制御手段としての通常時制御部３０と、通常時制御部３０が故障する等して指示信号６０ａに応じてシリンダアクチュエータ８０が動作しないときにシリンダアクチュエータ８０を外部負荷に従動させる従動指示手段としての従動指示部４０と、指示信号６０ａに基づいて制御信号２０ａを通常時制御部３０に代えて生成するバックアップ用制御手段としてのバックアップ用制御部５０と、通常時制御部３０の動作及びバックアップ用制御部５０の動作を切り替える切替手段としてのリレー２２とを備えている。
【００２１】
通常時制御部３０は、制御信号２０ａの元となる信号を生成する制御部３１と、制御部３１によって生成された信号をデジタルデータからアナログデータに変換するＤ／Ａ３２と、入力される信号を増幅して制御信号２０ａを出力するアンプ２３とから構成されている。
【００２２】
従動指示部４０は、種々の異常の発生を監視するモニタ部４１と、シリンダアクチュエータ８０のソレノイドバルブ（以下「ＳＯＶ」という。）８１を駆動する従動指示信号２０ｂを出力するＳＯＶドライバ４２とから構成されている。
【００２３】
バックアップ用制御部５０は、インターフェース２１から出力されるシリアルデータの指示信号６０ａをパラレルデータに変換する信号変換部５１と、信号変換部５１によって生成されたパラレルデータの指示信号６０ａをデジタルデータからアナログデータに変換するＤ／Ａ５２と、シリンダアクチュエータ８０から送信される帰還信号８０ａ及びＤ／Ａ５２から出力される指示信号６０ａに基づいて制御信号２０ａの元となる信号を生成するサーボ演算部５３と、アンプ２３とから構成されている。
【００２４】
リレー２２は、ＦＣＣ６０から送信される切替信号６０ｂに応じて、アンプ２３に入力させる信号をＤ／Ａ３２の出力信号からサーボ演算部５３の出力信号に切り替えるようになっている。
【００２５】
制御部３１は、インターフェース２１から出力される指示信号６０ａと、シリンダアクチュエータ８０から送信される帰還信号８０ａと、図示していない各種センサから入力されるセンサ信号とに基づいて、制御信号２０ａの元となる信号を生成するようになっている。即ち、通常時制御部３０は、バックアップ用制御部５０と比較して機能が多い。
【００２６】
モニタ部４１は、上述したように種々の異常の発生を監視するようになっている。例えば、モニタ部４１は、インターフェース２１から出力される指示信号６０ａと、シリンダアクチュエータ８０から送信される帰還信号８０ａと、各種センサから入力されるセンサ信号とに基づいて、制御部３１と同様にして信号を生成し、生成した信号と、制御部３１から出力された信号とを比較することによって、制御部３１の演算に異常が発生していないか否かを監視するようになっている。また、モニタ部４１は、シリンダアクチュエータ８０からの帰還信号８０ａが差動信号である場合に、帰還信号８０ａ自体に異常が発生していないか否かを監視するようになっている。また、モニタ部４１は、ＦＣＣ６０から送信される信号のパリティチェックを行なうことによって、ＦＣＣ６０から送信される信号に異常が発生していないか否かを監視するようになっている。即ち、従動指示部４０は、バックアップ用制御部５０と比較して機能が多い。
【００２７】
また、モニタ部４１は、異常の発生の監視結果であるモニタ信号２０ｃをＦＣＣ６０に向けてインターフェース２１に送信させるようになっている。
また、モニタ部４１は、異常の発生を検出した場合、ＳＯＶドライバ４２に従動指示信号２０ｂを出力させることによって、シリンダアクチュエータ８０が舵面９０の動きに従って動くようにＳＯＶ８１を駆動するようになっている。
ここで、制御部３１は、ＦＰＧＡと、ＡＳＩＣと、ソフトウェアを記憶してソフトウェアに応じて機能するコンピュータ（以下単に「コンピュータ」という。）との何れかによって構成されている。また、Ｄ／Ａ３２及びアンプ２３は、それぞれアナログ回路で構成されている。即ち、通常時制御部３０は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ及びコンピュータの少なくとも１つを含んで構成されている。
また、モニタ部４１は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ及びコンピュータの何れかによって構成されている。また、ＳＯＶドライバ４２は、アナログ回路で構成されている。即ち、従動指示部４０は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ及びコンピュータの少なくとも１つを含んで構成されている。
【００２８】
また、信号変換部５１は、アナログ回路又はＰＬＤによって構成されている。また、Ｄ／Ａ５２及びサーボ演算部５３は、それぞれアナログ回路で構成されている。また、アンプ２３は、上述したように、アナログ回路で構成されている。即ち、バックアップ用制御部５０は、アナログ回路のみ、又はアナログ回路及びＰＬＤのみで構成されている。もちろん、バックアップ用制御部５０は、ＰＬＤのみで構成されていても良い。
【００２９】
なお、制御部３１やモニタ部４１は、機能が多いので、コンピュータによって構成されている場合、入出力の検証や、内部故障の検証が非常に困難である。また、制御部３１やモニタ部４１は、機能が多いので、ＦＰＧＡ又はＡＳＩＣによって構成されている場合、ゲート数が５万以上の膨大な数になり、入出力の検証や、内部故障の検証が非常に困難である。また、アナログ回路は、一般的に、入出力の検証や、内部故障の検証が容易に実施可能である。また、ＰＬＤは、ゲート数が千程度であるので、一般的に、入出力の検証や、内部故障の検証が容易に実施可能である。即ち、バックアップ用制御部５０は、通常時制御部３０を構成する部品のうち故障の検証が最も困難な制御部３１や、従動指示部４０を構成する部品のうち故障の検証が最も困難なモニタ部４１と比較して故障の検証が容易なアナログ回路及びＰＬＤの少なくとも一方のみで構成されている。
【００３０】
なお、ＦＣＣ６０は、通常時制御部の動作では指示信号６０ａに応じて動作しないシリンダアクチュエータ（以下「通常制御不能アクチュエータ」という。）が所定数以上であるときに、全てのＡＣＥに切替信号６０ｂを送信することによって、ＡＣＥのリレーに、通常時制御部の動作からバックアップ用制御部の動作に切り替えさせるようになっている。
【００３１】
次に、アクチュエータ制御システム１０の動作について説明する。
まず、通常制御不能アクチュエータが所定数未満である場合の動作について説明する。
モニタ部４１は、上述したように種々の異常の発生を監視しており、モニタ信号２０ｃをＦＣＣ６０に向けてインターフェース２１に送信させている。ＦＣＣ６０は、全てのＡＣＥからのモニタ信号２０ｃに基づいて、通常制御不能アクチュエータが所定数未満であると判断すると、全てのＡＣＥに対して指示信号６０ａを送信する。なお、シリンダアクチュエータが通常制御不能アクチュエータになる原因としては、通常時制御部の故障だけでなく、従動指示部の故障やシリンダアクチュエータ自身の故障等もある。従動指示部が故障した場合には、ＡＣＥからＦＣＣ６０にモニタ信号２０ｃが送信されないときもあるが、ＦＣＣ６０は、モニタ信号２０ｃを送信して来ないＡＣＥの制御対象であるシリンダアクチュエータを通常制御不能アクチュエータと判断する。
【００３２】
ＦＣＣ６０から送信された指示信号６０ａは、デジタルデータバス７０を介してＡＣＥ２０のインターフェース２１に受信され、制御部３１、モニタ部４１及び信号変換部５１に入力される。また、制御部３１、モニタ部４１及びサーボ演算部５３には、シリンダアクチュエータ８０から送信された帰還信号８０ａが入力される。更に、制御部３１及びモニタ部４１には、各種センサから送信されたセンサ信号が入力される。
【００３３】
制御部３１は、インターフェース２１に受信された指示信号６０ａと、シリンダアクチュエータ８０によって送信された帰還信号８０ａと、各種センサから送信されたセンサ信号とが入力されると、指示信号６０ａ、帰還信号８０ａ及びセンサ信号に基づいて、制御信号２０ａの元となる信号を生成する。制御部３１によって生成された信号は、Ｄ／Ａ３２によってデジタルデータからアナログデータに変換される。
【００３４】
また、モニタ部４１は、インターフェース２１に受信された指示信号６０ａと、シリンダアクチュエータ８０によって送信された帰還信号８０ａと、各種センサから送信されたセンサ信号とが入力されると、指示信号６０ａ、帰還信号８０ａ及びセンサ信号に基づいて、上述したように種々の異常の発生を監視し続けるとともに、監視結果であるモニタ信号２０ｃをＦＣＣ６０に向けてインターフェース２１に送信させ続ける。
【００３５】
また、信号変換部５１に入力された指示信号６０ａは、信号変換部５１によってシリアルデータからパラレルデータに変換され、Ｄ／Ａ５２によってデジタルデータからアナログデータに変換され、サーボ演算部５３に入力される。サーボ演算部５３は、Ｄ／Ａ５２によってアナログデータに変換された指示信号６０ａと、シリンダアクチュエータ８０によって送信された帰還信号８０ａとが入力されると、指示信号６０ａ及び帰還信号８０ａに基づいて、制御信号２０ａの元となる信号を生成する。
【００３６】
そして、切替信号６０ｂが入力されていないリレー２２は、Ｄ／Ａ３２によって出力された信号をアンプ２３に入力する。アンプ２３に入力された信号は、アンプ２３によって増幅されて制御信号２０ａとしてシリンダアクチュエータ８０に送信される。
ここで、モニタ部４１が異常の発生を検出しているとき、モニタ部４１は、シリンダアクチュエータ８０のＳＯＶ９１に向けてＳＯＶドライバ４２に従動指示信号２０ｂを送信させる。シリンダアクチュエータ８０のＳＯＶ８１は、ＡＣＥ２０のＳＯＶドライバ４２から送信された従動指示信号２０ｂが入力されると、シリンダアクチュエータ８０が舵面９０の動きに従って動くように駆動する。
【００３７】
一方、ＡＣＥ２０のモニタ部４１が異常の発生を検出していないとき、シリンダアクチュエータ８０は、ＡＣＥ２０の通常時制御部３０によって生成された制御信号２０ａに応じて舵面９０を駆動する。
【００３８】
以上においては、アクチュエータユニット１５の動作について説明したが、アクチュエータユニット１５以外のアクチュエータユニットの動作についても同様である。
したがって、舵面９０は、指示信号６０ａに応じて動作するシリンダアクチュエータによって駆動される。
【００３９】
次に、通常制御不能アクチュエータが所定数以上である場合の動作について説明する。
ＦＣＣ６０は、全てのＡＣＥからのモニタ信号２０ｃに基づいて、通常制御不能アクチュエータが所定数以上であると判断すると、全てのＡＣＥに対して指示信号６０ａ及び切替信号６０ｂを送信する。
そして、ＡＣＥ２０のインターフェース２１、制御部３１、Ｄ／Ａ３２、信号変換部５１、Ｄ／Ａ５２及びサーボ演算部５３は、通常制御不能アクチュエータが所定数未満である場合と同様に動作する。
ＦＣＣ６０からの切替信号６０ｂがデジタルデータバス７０を介してＡＣＥ２０のインターフェース２１に入力されると、インターフェース２１に入力された切替信号６０ｂは、リレー２２及びモニタ部４１に入力される。
【００４０】
切替信号６０ｂが入力されたリレー２２は、アンプ２３に入力させる信号をＤ／Ａ３２の出力信号からサーボ演算部５３の出力信号に切り替える。アンプ２３に入力された信号は、アンプ２３によって増幅されて制御信号２０ａとしてシリンダアクチュエータ８０に送信される。したがって、シリンダアクチュエータ８０は、ＡＣＥ２０のバックアップ用制御部５０によって生成された制御信号２０ａに応じて舵面９０を駆動する。
なお、切替信号６０ｂが入力されたモニタ部４１は、インターフェース２１に受信された指示信号６０ａと、シリンダアクチュエータ８０によって送信された帰還信号８０ａと、各種センサから送信されたセンサ信号とに基づいて、種々の異常の発生を監視し続けるとともに、モニタ信号２０ｃをＦＣＣ６０に向けてインターフェース２１に送信させ続けるが、異常の発生を検出したとしてもＳＯＶドライバ４２に従動指示信号２０ｂを送信させない。
【００４１】
以上においては、アクチュエータユニット１５の動作について説明したが、アクチュエータユニット１５以外のアクチュエータユニットの動作についても同様である。
したがって、舵面９０は、指示信号６０ａに応じて動作するシリンダアクチュエータによって駆動される。
【００４２】
以上に説明したように、アクチュエータ制御システム１０、アクチュエータユニット１５及びＡＣＥ２０は、通常時制御部３０及び従動指示部４０の故障の検証と比較してバックアップ用制御部５０の故障の検証が容易であり、通常時制御部３０及び従動指示部４０と比較してバックアップ用制御部５０にジェネリック故障が発生し難いので、通常時制御部３０又は従動指示部４０にジェネリック故障が発生したときであっても、バックアップ用制御部５０によってシリンダアクチュエータ８０の動作を制御することができる。
また、アクチュエータ制御システム１０は、通常制御不能アクチュエータが所定数以上であるときにＦＣＣ６０が切替信号６０ｂを送信するので、通常時制御部３０の動作からバックアップ用制御部５０の動作に自動的に切り替えることができる。
【００４３】
また、アクチュエータユニット１５は、ＡＣＥ２０がシリンダアクチュエータ８０と一体的に形成されているので、ＡＣＥ２０とシリンダアクチュエータ８０とが別体として形成されている場合のＡＣＥ２０とシリンダアクチュエータ８０との間の配線数と比較して、ＦＣＣ６０とＡＣＥ２０との間の配線数を減少させることができる。なお、アクチュエータ制御システム１０は、ＡＣＥ２０がシリンダアクチュエータ８０と一体的に形成されているが、ＡＣＥ２０とシリンダアクチュエータ８０とが別体として形成されていても良い。
【００４４】
また、ＡＣＥ２０は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ及びコンピュータの少なくとも１つを含んで通常時制御部３０、従動指示部４０が構成されることによって、アナログ回路及びＰＬＤの少なくとも一方のみで通常時制御部３０、従動指示部４０が構成される場合と比較してＡＣＥ２０全体を小型化することができる。
また、ＡＣＥ２０は、指示信号６０ａに応じてシリンダアクチュエータ８０が動作しないときにシリンダアクチュエータ８０を外部負荷に従動させるので、指示信号６０ａに応じてシリンダアクチュエータ８０が動作しない場合、シリンダアクチュエータ８０以外のシリンダアクチュエータによる舵面９０の駆動をシリンダアクチュエータ８０に妨害させないようにすることができる。
なお、制御部３１及びモニタ部４１は、別々のメーカによって製造されていれば、制御部３１及びモニタ部４１に共通のジェネリック故障が発生する可能性をより低減することができる。
【００４５】
また、アクチュエータ制御システム１０は、通常制御不能アクチュエータが所定数以上である場合に、全てのＡＣＥにおいてバックアップ用制御部によってシリンダアクチュエータの動作を制御するようになっているが、特定のＡＣＥにおいてのみバックアップ用制御部によってシリンダアクチュエータの動作を制御するようになっていても良い。
【００４６】
（第２の実施の形態）
まず、第２の実施の形態に係るアクチュエータ制御システムの構成について説明する。
なお、本実施の形態に係るアクチュエータ制御システムの構成のうち、第１の実施の形態に係るアクチュエータ制御システム１０（図１参照。）の構成と同様な構成については、アクチュエータ制御システム１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図２に示すように、本実施の形態に係るアクチュエータ制御システム１１０の構成は、アクチュエータ制御装置としてのＡＣＥ１２０を、ＡＣＥ２０（図１参照。）に代えて、アクチュエータ制御システム１０が備えた構成と同様である。
【００４７】
ＡＣＥ１２０の構成は、通常時制御手段としての通常時制御部１３０と、従動指示手段としての従動指示部１４０と、バックアップ用制御手段としてのバックアップ用制御部１５０とを、通常時制御部３０（図１参照。）、従動指示部４０（図１参照。）及びバックアップ用制御部５０（図１参照。）に代えて、ＡＣＥ２０が備えた構成と同様である。なお、アクチュエータ制御システム１１０は、舵面９０を駆動するシリンダアクチュエータであってシリンダアクチュエータ８０以外のシリンダアクチュエータの動作を制御するために、ＡＣＥ１２０と同様の図示していないＡＣＥをシリンダアクチュエータ毎に備えている。
【００４８】
ＡＣＥ１２０は、シリンダアクチュエータ８０と一体的に形成されてシリンダアクチュエータ８０と共にアクチュエータユニット１１５を構成している。同様に、ＡＣＥ１２０以外のＡＣＥも、制御対象のシリンダアクチュエータと一体的に形成されてシリンダアクチュエータと共にアクチュエータユニットを構成している。なお、アクチュエータユニット１１５以外のアクチュエータユニットの構成については、アクチュエータユニット１１５の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００４９】
通常時制御部１３０の構成は、制御部１３１及びサーボアンプ１２３を、制御部３１（図１参照。）及びアンプ２３（図１参照。）に代えて、通常時制御部３０が備えた構成と同様である。
制御部１３１は、制御信号２０ａの元となる信号を生成するときにシリンダアクチュエータ８０からの帰還信号８０ａに基づかず、インターフェース２１から出力されるシリアルデータの指示信号６０ａと、各種センサから入力されるセンサ信号とに基づいて、制御信号２０ａの元となる信号を生成することを除いて、制御部３１と同様の構成である。即ち、通常時制御部１３０は、バックアップ用制御部１５０と比較して機能が多い。
サーボアンプ１２３は、リレー２２を介して入力される信号と、シリンダアクチュエータ８０からの帰還信号８０ａとに基づいて、制御信号２０ａを生成することを除いて、アンプ２３と同様の構成である。即ち、サーボアンプ１２３は、シリンダアクチュエータ８０からの帰還信号８０ａを制御信号２０ａの生成に使用するようになっており、帰還信号使用手段を構成している。
【００５０】
従動指示部１４０の構成は、モニタ部１４１を、モニタ部４１（図１参照。）に代えて、従動指示部４０が備えた構成と同様である。
モニタ部１４１は、インターフェース２１から出力される指示信号６０ａと、各種センサから入力されるセンサ信号とに基づいて、制御部１３１と同様にして信号を生成し、生成した信号と、制御部１３１から出力された信号とを比較することによって、制御部１３１の演算に異常が発生していないか否かを監視する点を除いて、モニタ部４１の構成と同様である。即ち、従動指示部１４０は、バックアップ用制御部１５０と比較して機能が多い。
【００５１】
バックアップ用制御部１５０の構成は、サーボアンプ１２３を、サーボ演算部５３（図１参照。）及びアンプ２３（図１参照。）に代えて、バックアップ用制御部５０が備えた構成と同様である。
ここで、制御部１３１は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ及びコンピュータの何れかによって構成されている。また、Ｄ／Ａ３２は、第１の実施の形態において説明したように、アナログ回路で構成されている。また、サーボアンプ１２３は、アナログ回路で構成されている。即ち、通常時制御部１３０は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ及びコンピュータの少なくとも１つを含んで構成されている。
【００５２】
また、モニタ部１４１は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ及びコンピュータの何れかによって構成されている。また、ＳＯＶドライバ４２は、第１の実施の形態において説明したように、アナログ回路で構成されている。即ち、従動指示部１４０は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ及びコンピュータの少なくとも１つを含んで構成されている。
【００５３】
また、信号変換部５１は、第１の実施の形態において説明したように、アナログ回路又はＰＬＤによって構成されている。また、Ｄ／Ａ５２は、第１の実施の形態において説明したように、アナログ回路で構成されている。また、サーボアンプ１２３は、上述したように、アナログ回路で構成されている。即ち、バックアップ用制御部１５０は、アナログ回路のみ、又はアナログ回路及びＰＬＤのみで構成されている。もちろん、バックアップ用制御部１５０は、ＰＬＤのみで構成されていても良い。
【００５４】
なお、制御部１３１やモニタ部１４１は、機能が多いので、コンピュータによって構成されている場合、入出力の検証や、内部故障の検証が非常に困難である。また、制御部１３１やモニタ部１４１は、機能が多いので、ＦＰＧＡ又はＡＳＩＣによって構成されている場合、ゲート数が５万以上の膨大な数になり、入出力の検証や、内部故障の検証が非常に困難である。また、アナログ回路は、一般的に、入出力の検証や、内部故障の検証が容易に実施可能である。また、ＰＬＤは、ゲート数が千程度であるので、一般的に、入出力の検証や、内部故障の検証が容易に実施可能である。即ち、バックアップ用制御部１５０は、通常時制御部１３０を構成する部品のうち故障の検証が最も困難な制御部１３１や、従動指示部１４０を構成する部品のうち故障の検証が最も困難なモニタ部１４１と比較して故障の検証が容易なアナログ回路及びＰＬＤの少なくとも一方のみで構成されている。
【００５５】
次に、アクチュエータ制御システム１１０の動作について説明する。
なお、アクチュエータ制御システム１１０の動作のうち、第１の実施の形態に係るアクチュエータ制御システム１０（図１参照。）の動作と異なる部分のみ説明する。
ＡＣＥ１２０の制御部１３１は、インターフェース２１に受信された指示信号６０ａと、各種センサから送信されたセンサ信号とに基づいて、制御信号２０ａの元となる信号を生成する。制御部１３１によって生成された信号は、Ｄ／Ａ３２によってデジタルデータからアナログデータに変換される。
【００５６】
また、リレー２２は、切替信号６０ｂが入力された場合に、サーボアンプ１２３に入力させる信号をＤ／Ａ３２の出力信号からＤ／Ａ５２の出力信号に切り替える。そして、サーボアンプ１２３は、リレー２２を介して入力される信号と、シリンダアクチュエータ８０からの帰還信号８０ａとに基づいて、制御信号２０ａを生成する。なお、モニタ部１４１は、インターフェース２１から出力されるシリアルデータの指示信号６０ａと、各種センサから入力されるセンサ信号とに基づいて、制御部１３１と同様にして信号を生成し、生成した信号と、制御部１３１から出力された信号とを比較することによって、制御部１３１の演算に異常が発生していないか否かを監視する。
【００５７】
以上においては、アクチュエータユニット１１５の動作について説明したが、アクチュエータユニット１１５以外のアクチュエータユニットの動作についても同様である。
【００５８】
以上に説明したように、ＡＣＥ１２０は、通常時制御部１３０及びバックアップ用制御部１５０がサーボアンプ１２３を共有しているので、通常時制御部１３０及びバックアップ用制御部１５０が別々に帰還信号使用手段を有する場合と比較して、ＡＣＥ１２０全体を小型化することができる。また、ＡＣＥ１２０は、制御部１３１とは別に帰還信号使用手段を有しているので、第１の実施の形態に係るＡＣＥ２０（図１参照。）の制御部３１（図１参照。）と比較して、制御部１３１を小型化することができる。
【００５９】
（第３の実施の形態）
まず、第３の実施の形態に係るアクチュエータ制御システムの構成について説明する。
なお、本実施の形態に係るアクチュエータ制御システムの構成のうち、第１の実施の形態に係るアクチュエータ制御システム１０（図１参照。）の構成と同様な構成については、アクチュエータ制御システム１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図３に示すように、本実施の形態に係るアクチュエータ制御システム２１０の構成は、アクチュエータ制御装置としてのＡＣＥ２２０と、ＦＣＣ２６０とを、ＡＣＥ２０（図１参照。）及びＦＣＣ６０（図１参照。）に代えて、アクチュエータ制御システム１０が備えた構成と同様である。
【００６０】
ＡＣＥ２２０の構成は、モニタ部２４１を、従動指示部４０（図１参照。）に代えて、ＡＣＥ２０が備えた構成と同様である。なお、アクチュエータ制御システム２１０は、舵面９０を駆動するシリンダアクチュエータであってシリンダアクチュエータ８０以外のシリンダアクチュエータの動作を制御するために、ＡＣＥ２２０と同様の図示していないＡＣＥをシリンダアクチュエータ毎に備えている。
ＡＣＥ２２０は、シリンダアクチュエータ８０と一体的に形成されてシリンダアクチュエータ８０と共にアクチュエータユニット２１５を構成している。同様に、ＡＣＥ２２０以外のＡＣＥも、制御対象のシリンダアクチュエータと一体的に形成されてシリンダアクチュエータと共にアクチュエータユニットを構成している。なお、アクチュエータユニット２１５以外のアクチュエータユニットの構成については、アクチュエータユニット２１５の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００６１】
モニタ部２４１は、リレー２２の動作を制御する動作制御手段を構成していることと、ＳＯＶドライバ４２（図１参照。）に信号を入力しないこととを除いて、モニタ部４１（図１参照。）と同様の構成である。モニタ部２４１は、シリンダアクチュエータ８０が通常制御不能アクチュエータであるときに、通常時制御部３０の動作からバックアップ用制御部５０の動作にリレー２２に切り替えさせるようになっている。また、モニタ部２４１は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ及びコンピュータの何れかによって構成されている。
ＦＣＣ２６０は、ＡＣＥに切替信号６０ｂを送信しないことを除いて、ＦＣＣ６０と同様の構成である。
【００６２】
次に、アクチュエータ制御システム２１０の動作について説明する。
インターフェース２１、制御部３１、Ｄ／Ａ３２、信号変換部５１、Ｄ／Ａ５２、サーボ演算部５３、リレー２２及びアンプ２３は、第１の実施の形態と同様に動作する。
モニタ部２４１は、インターフェース２１に受信された指示信号６０ａと、シリンダアクチュエータ８０によって送信された帰還信号８０ａと、各種センサから送信されたセンサ信号とに基づいて、種々の異常発生を監視し続けるとともに、モニタ信号２０ｃをＦＣＣ２６０に向けてインターフェース２１に送信させ続ける。そして、モニタ部２４１は、シリンダアクチュエータ８０が通常制御不能アクチュエータであると判断すると、通常時制御部３０の動作からバックアップ用制御部５０の動作にリレー２２に切り替えさせる。
【００６３】
したがって、シリンダアクチュエータ８０は、シリンダアクチュエータ８０が通常制御不能アクチュエータではないとモニタ部２４１が判断したとき、指示信号６０ａに基づいてＡＣＥ２２０の通常時制御部３０によって生成された制御信号２０ａに応じて舵面９０を駆動し、シリンダアクチュエータ８０が通常制御不能アクチュエータであるとモニタ部２４１が判断したとき、指示信号６０ａに基づいてＡＣＥ２２０のバックアップ用制御部５０によって生成された制御信号２０ａに応じて舵面９０を駆動する。
以上においては、アクチュエータユニット２１５の動作について説明したが、アクチュエータユニット２１５以外のアクチュエータユニットの動作についても同様である。
したがって、舵面９０は、指示信号６０ａに応じて動作するシリンダアクチュエータによって駆動される。
【００６４】
以上に説明したように、ＡＣＥ２２０は、シリンダアクチュエータ８０が通常制御不能アクチュエータであるときに、通常時制御部３０の動作からバックアップ用制御部５０の動作に自動的に切り替えることができる。
以上に説明したように、本発明は、ジェネリック故障が発生したときであってもアクチュエータの動作を制御することができるアクチュエータ制御装置を提供することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上に説明したように、本発明に係るアクチュエータ制御装置は、ジェネリック故障が発生したときであってもアクチュエータの動作を制御することができるという効果を有し、航空機のＡＣＣ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るアクチュエータ制御システムのブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るアクチュエータ制御システムのブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るアクチュエータ制御システムのブロック図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０      アクチュエータ制御システム
１５      アクチュエータユニット
２０      ＡＣＥ（アクチュエータ制御装置）
２０ａ    制御信号
２０ｂ    従動指示信号
２０ｃ    モニタ信号
２１      インターフェース
２２      リレー
２３      アンプ
３０      通常時制御部（通常制御手段）
３１      制御部
４０      従動指示部（従動指示手段）
４１      モニタ部
４２      ＳＯＶドライバ
５０      バックアップ用制御部（バックアップ用制御手段）
５１      信号変換部
５２      Ｄ／Ａ
５３      サーボ演算部
６０      ＦＣＣ（動作制御装置）
６０ａ    指示信号
６０ｂ    切換信号
８０      シリンダアクチュエータ（アクチュエータ）
８０ａ    帰還信号
８１      ソレノイドバルブ
９０      舵面
１１０    アクチュエータ制御システム
１１５    アクチュエータユニット
１２０    ＡＣＥ（アクチュエータ制御装置）
１２３    サーボアンプ
１３１    制御部
１４０    従動指示部（従動指示手段）
１４１    モニタ部
１５０    バックアップ用制御部（バックアップ用制御手段）
２１５    アクチュエータユニット
２２０    ＡＣＥ（アクチュエータ制御装置）
２４１    モニタ部
２６０    ＦＣＣ（動作制御装置）
【図１】
2006240612.tif 000003
【図２】
2006240612.tif 000004
【図３】
2006240612.tif 000005