(57)【要約】【課題】航空機の地上操向装置において正常／異常の判定を正確に行えるようにする。【解決手段】異常判定部が、目標操向角の時間変化率の絶対値から実操向角の時間変化率の絶対値を引いた値が負でありかつ目標操向角と実操向角との差の絶対値の時間変化率が正でありかつ前記差の絶対値が所定角よりも大きいという条件、目標操向角の時間変化率が０以上でありかつ実操向角の時間変化率が０以下であるか又は目標操向角の時間変化率が負でありかつ前記実操向角の時間変化率が正であるとともに前記差の絶対値の時間変化率が正でありかつ前記差の絶対値が前記所定角よりも大きいという条件、及び、目標操向角の時間変化率の絶対値が正でありかつ実操向角の時間変化率の絶対値が０でありかつ前記差の絶対値が前記所定角よりも大きいという条件のうち少なくとも１つについて成立するか否かを判定して、該判定した条件のうち１つでも成立するときに異常と判定する。【選択図】図３
2011051503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部の操作量に応じた操舵輪の目標操向角を検出する目標操向角検出手段と、
前記操舵輪の向きを変更する操向アクチュエータと、
前記操向アクチュエータによる操舵輪の実操向角を検出する実操向角検出手段と、
前記目標操向角検出手段により検出された目標操向角と前記実操向角検出手段により検出された実操向角との差の絶対値が所定角よりも大きいときに、該実操向角が該目標操向角と一致するように前記操向アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、を備えた航空機の地上操向装置であって、
前記地上操向装置の異常の有無を判定する異常判定部を更に備え、
前記異常判定部は、
前記目標操向角の時間変化率の絶対値から前記実操向角の時間変化率の絶対値を引いた値が負でありかつ前記目標操向角と実操向角との差の絶対値の時間変化率が正でありかつ前記目標操向角と実操向角との差の絶対値が前記所定角よりも大きい、という第１条件、
前記目標操向角の時間変化率が０以上でありかつ前記実操向角の時間変化率が０以下であるか、又は、前記目標操向角の時間変化率が負でありかつ前記実操向角の時間変化率が正であるとともに、前記目標操向角と実操向角との差の絶対値の時間変化率が正でありかつ前記目標操向角と実操向角との差の絶対値が前記所定角よりも大きい、という第２条件、及び、
前記目標操向角の時間変化率の絶対値が正でありかつ前記実操向角の時間変化率の絶対値が０でありかつ前記目標操向角と実操向角との差の絶対値が前記所定角よりも大きい、という第３条件、
のうちの少なくとも１つの条件について成立するか否かを判定して、該判定した条件のうち少なくとも１つの条件が成立するときに、前記地上操向装置が異常であると判定するように構成されていることを特徴とする航空機の地上操向装置。
【請求項２】
請求項１記載の航空機の地上操向装置において、
前記異常判定部は、前記第１乃至第３条件の全ての条件について成立するか否かを判定して、前記第１乃至第３条件のうち少なくとも１つの条件が成立するときに、前記地上操向装置が異常であると判定するように構成されていることを特徴とする航空機の地上操向装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の航空機の地上操向装置を備えたことを特徴とする航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機のステアバイワイヤ方式の地上操向装置及び該地上操向装置を備えた航空機に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、航空機の地上操向装置では、ステアバイワイヤ（Steer By Wire）方式の操舵方式が採用されており、この方式では、ラダー等の操作部における操作量を、位置検出センサにより目標操向角として検出する。一方、操舵輪の方向を変更するための操向アクチュエータにも、位置検出センサが設けられており、この位置検出センサにより、操向アクチュエータの実際の駆動量を実操向角として検出する。そして、コントローラにより、その実操向角が前記目標操向角に一致するように前記操向アクチュエータを制御する。
【０００３】
前記地上操向装置では、該地上操向装置（特に操向アクチュエータや位置検出センサ）に異常が生じても、そのことを検出可能にするべく、例えば位置検出センサを二重ないし三重に設ける等して、冗長度を高くすることがなされる。
【０００４】
しかし、低コスト化や省スペース化等の観点からは、冗長度を出来る限り低くすることが望まれており、操作部及び操向アクチュエータにはそれぞれ１つの位置検出センサのみを設けて、それらからコントローラに入力される目標操向角と実操向角とに基づいて異常を判定するようにする試みがなされている。
【０００５】
例えば特許文献１では、目標操向角の時間変化率が、予め設定した下限値αよりも大きくかつ実操向角の時間変化率が、予め設定した下限値βよりも小さいか、又は、目標操向角の時間変化率が下限値αよりも小さくかつ実操向角の時間変化率が下限値βよりも大きい、という条件が成立するとともに、目標操向角と実操向角との差の絶対値の時間変化率が、予め設定した上限値ζを超えている、という条件が成立するときに、地上操向装置に異常が生じたと判定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−７８７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１の判定方法では、前記下限値α，βの設定が難しく、その値によっては誤判定となる場合がある。例えば、操縦者がラダー等を非常にゆっくりと操作した場合（目標操向角の時間変化率が下限値αよりも小さい場合）において、目標操向角と実操向角との差が所定角よりも大きくなったときに、コントローラが操向アクチュエータを駆動することとなり、この駆動により実操向角の時間変化率が下限値βよりも大きくなる場合がある。この場合、正常に作動しているにも拘わらず、異常が生じたと判定してしまう。
【０００８】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、航空機の地上操向装置において、冗長度を出来る限り低くしながら、正常／異常の判定を正確に行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、この発明では、操作部の操作量に応じた操舵輪の目標操向角を検出する目標操向角検出手段と、前記操舵輪の向きを変更する操向アクチュエータと、前記操向アクチュエータによる操舵輪の実操向角を検出する実操向角検出手段と、前記目標操向角検出手段により検出された目標操向角と前記実操向角検出手段により検出された実操向角との差の絶対値が所定角よりも大きいときに、該実操向角が該目標操向角と一致するように前記操向アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、を備えた航空機の地上操向装置を対象として、前記地上操向装置の異常の有無を判定する異常判定部を更に備え、前記異常判定部は、前記目標操向角の時間変化率の絶対値から前記実操向角の時間変化率の絶対値を引いた値が負でありかつ前記目標操向角と実操向角との差の絶対値の時間変化率が正でありかつ前記目標操向角と実操向角との差の絶対値が前記所定角よりも大きい、という第１条件、前記目標操向角の時間変化率が０以上でありかつ前記実操向角の時間変化率が０以下であるか、又は、前記目標操向角の時間変化率が負でありかつ前記実操向角の時間変化率が正であるとともに、前記目標操向角と実操向角との差の絶対値の時間変化率が正でありかつ前記目標操向角と実操向角との差の絶対値が前記所定角よりも大きい、という第２条件、及び、前記目標操向角の時間変化率の絶対値が正でありかつ前記実操向角の時間変化率の絶対値が０でありかつ前記目標操向角と実操向角との差の絶対値が前記所定角よりも大きい、という第３条件、のうちの少なくとも１つの条件について成立するか否かを判定して、該判定した条件のうち少なくとも１つの条件が成立するときに、前記地上操向装置が異常であると判定するように構成されているものとした。
【００１０】
前記の構成により、冗長度を出来る限り低くしながら、地上操向装置の正常／異常の判定を正確に行うことができるようになる。特に前記第１乃至第３条件の全ての条件について成立するか否かを判定して、前記第１乃至第３条件のうち少なくとも１つの条件が成立するときに、前記地上操向装置が異常であると判定することで、センサの数を最小限に抑えつつ、想定されるあらゆる場合において、地上操向装置の正常／異常の判定を常に正確に行うことができるようになる。
【００１１】
前記航空機の地上操向装置を備えた航空機では、冗長度を出来る限り低くすることができ、航空機の小型化及び低コスト化を図ることができ、しかも、正常／異常の判定を正確に行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の航空機の地上操向装置及び該地上操向装置を備えた航空機によると、異常判定部が、目標操向角の時間変化率の絶対値から実操向角の時間変化率の絶対値を引いた値が負でありかつ前記目標操向角と実操向角との差の絶対値の時間変化率が正でありかつ前記目標操向角と実操向角との差の絶対値が所定角よりも大きい、という第１条件、前記目標操向角の時間変化率が０以上でありかつ前記実操向角の時間変化率が０以下であるか、又は、前記目標操向角の時間変化率が負でありかつ前記実操向角の時間変化率が正であるとともに、前記目標操向角と実操向角との差の絶対値の時間変化率が正でありかつ前記目標操向角と実操向角との差の絶対値が前記所定角よりも大きい、という第２条件、及び、前記目標操向角の時間変化率の絶対値が正でありかつ前記実操向角の時間変化率の絶対値が０でありかつ前記目標操向角と実操向角との差の絶対値が前記所定角よりも大きい、という第３条件、のうちの少なくとも１つの条件について成立するか否かを判定して、該判定した条件のうち少なくとも１つの条件が成立するときに、前記地上操向装置が異常であると判定するようにしたので、冗長度を出来る限り低くしながら、地上操向装置の正常／異常の判定を正確に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る航空機の地上操向装置の概略構成図である。
【図２】コントローラの異常判定部による正常／異常の判定動作を示すフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートのステップＳ９〜Ｓ１３の処理に対応する論理回路である。
【図４】第１論理を示す図である。
【図５】第２論理を示す図である。
【図６】第１及び第２論理で誤判定が生じる場合の、目標操向角と実操向角との変化の例を示すグラフである。
【図７】第３論理を示す図である。
【図８】第４論理を示す図である。
【図９】第４論理で誤判定が生じる場合の、目標操向角と実操向角との変化の例を示すグラフである。
【図１０】第５論理を示す図である。
【図１１】第６論理を示す図である。
【図１２】第７論理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る航空機の地上操向装置の概略構成を示す。この地上操向装置は、航空機が地上を走行するときに、脚柱２の下端部に支持された左右一対の操舵輪１（前輪）の向きを、操作部の操作量に応じて変更するものである。
【００１６】
前記操作部は、本実施形態では、操縦室の操縦者によって操作されるラダー９（ペダル）及びティラー１０（ステアリングハンドル）で構成される。これらラダー９及びティラー１０には、ＬＶＤＴ２１（Linear Variable Differential Transformer：線形可変差動変圧器）がそれぞれ設けられており、該各ＬＶＤＴ２１は、操作部の操作量に応じた出力信号を出力する。そして、各ＬＶＤＴ２１から出力される出力信号が、不図示の変換回路によりデジタルの操作信号に変換されて、該操作信号が、一般的なＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む演算処理装置であるコントローラ４１に入力されるようになっている。このコントローラ４１に設けられたアクチュエータ制御部４１ａが、前記入力された操作信号に基づいて目標操向角ＴＳＡ（Target Steering Angle：航空機が直進する状態を０とし、該状態から一方側への操向を＋で表記し、他方側への操向を−で表記する）を演算する。このことで、ＬＶＤＴ２１は、操作部の操作量に応じた操舵輪１の目標操向角を検出する目標操向角検出手段を構成することになる。
【００１７】
前記脚柱２は、航空機の機体に回転自在に支持されていて、左右一対の操向アクチュエータ５によって回転駆動されるように構成されている。この脚柱２の回転により、操舵輪１の向きが変更されることになる。
【００１８】
前記各操向アクチュエータ５は、本実施形態では、直線動作式の油圧シリンダーで構成されていて、各操向アクチュエータ５と油圧源８とを接続する油圧配管７に設けたコントロールバルブ６を介して供給される油圧により直線駆動されて、脚柱２に取り付けられたカラー３を介して脚柱２を回転駆動する。尚、カラー３は、操向アクチュエータ５の直線動作を脚柱２の回転動作に変換する部材である。
【００１９】
前記各操向アクチュエータ５にもＬＶＤＴ２２がそれぞれ設けられており、該各ＬＶＤＴ２２は、当該操向アクチュエータ５の作動位置（実際の駆動量）に応じた出力信号を出力する。そして、各ＬＶＤＴ２２から出力される出力信号が、不図示の変換回路によりデジタルのポジション信号に変換されて、該ポジション信号が前記コントローラ４１に入力されるようになっている。そして、前記アクチュエータ制御部４１ａが、その入力されたポジション信号に基づいて実操向角ＡＳＡ（Actual Steering Angle：目標操向角ＴＳＡに対応して＋又は−で表記する）を演算する。このことで、ＬＶＤＴ２２は、操向アクチュエータ５による操舵輪１の実操向角を検出する実操向角検出手段を構成することになる。
【００２０】
前記アクチュエータ制御部４１ａは、前記目標操向角ＴＳＡと前記実操向角ＡＳＡとの差ＤＳＡ（Difference Steering Angle）の絶対値が所定角θ（ｄｅｇ（°））よりも大きいときに、実操向角ＡＳＡを目標操向角ＴＳＡに一致させるのに必要なバルブ駆動信号を生成してコントロールバルブ６に付与する。これにより、操向アクチュエータ５は、操舵輪１が操縦者の操作通りの向きになるように脚柱２を回転させる。尚、前記所定角θは、誤差等を考慮して目標操向角ＴＳＡと実操向角ＡＳＡとが実質的に同じ値であると見做せる最大値（例えば０．１５°）である。
【００２１】
コントローラ４１は、前記アクチュエータ制御部４１ａに加えて、当該地上操向装置の異常（特に前記ＬＶＤＴ２１、ＬＶＤＴ２２及び操向アクチュエータ５のうちの少なくとも１つの故障）の有無を判定する異常判定部４１ｂを含む。尚、本実施形態では、アクチュエータ制御部４１ａと異常判定部４１ｂとを同じコントローラ４１に設けているが、別々のコントローラにそれぞれ設けるようにしてもよい。
【００２２】
前記異常判定部４１ｂは、第１判定部４１ｃと、第２判定部４１ｄと、第３判定部４１ｅとを有している。
【００２３】
前記第１判定部４１ｃは、前記目標操向角の時間変化率の絶対値｜ｄ（ＴＳＡ）／ｄｔ｜から前記実操向角の時間変化率の絶対値｜ｄ（ＡＳＡ）／ｄｔ｜を引いた値が負でありかつ前記目標操向角と実操向角との差の絶対値の時間変化率ｄ｜ＤＳＡ｜／ｄｔが正でありかつ前記目標操向角と実操向角との差の絶対値｜ＤＳＡ｜が前記所定角θよりも大きい、という第１条件が成立するか否かを判定する。
【００２４】
前記第２判定部４１ｄは、前記目標操向角の時間変化率ｄ（ＴＳＡ）／ｄｔが０以上でありかつ前記実操向角の時間変化率ｄ（ＡＳＡ）／ｄｔが０以下であるか、又は、前記目標操向角の時間変化率ｄ（ＴＳＡ）／ｄｔが負でありかつ前記実操向角の時間変化率ｄ（ＡＳＡ）／ｄｔが正であるとともに、前記目標操向角と実操向角との差の絶対値の時間変化率ｄ｜ＤＳＡ｜／ｄｔが正でありかつ前記目標操向角と実操向角との差の絶対値｜ＤＳＡ｜が前記所定角θよりも大きい、という第２条件が成立するか否かを判定する。
【００２５】
前記第３判定部４１ｅは、前記目標操向角の時間変化率の絶対値｜ｄ（ＴＳＡ）／ｄｔ｜が正でありかつ前記実操向角の時間変化率の絶対値｜ｄ（ＡＳＡ）／ｄｔ｜が０（誤差等を考慮して０と見做すことが可能な場合を含む）でありかつ前記目標操向角と実操向角との差の絶対値｜ＤＳＡ｜が前記所定角θよりも大きい、という第３条件が成立するか否かを判定する。
【００２６】
そして、異常判定部４１ｂは、前記第１判定部４１ｃ乃至第３判定部４１ｅにおいて、前記第１乃至第３条件の全ての条件について成立するか否かを判定した上で、前記第１乃至第３条件のうち少なくとも１つの条件が成立するときに、当該地上操向装置が異常であると判定する。一方、異常判定部４１ｂは、前記第１乃至第３条件のいずれの条件も成立しないときには、当該地上操向装置は正常である（異常無し）と判定するように構成されている。
【００２７】
コントローラ４１は、前記異常判定部４１ｂにより異常があると判定したときには、アクチュエータ制御部４１ａによる操向アクチュエータ５の制御を停止するとともに、操向アクチュエータ５への油圧供給を遮断して脚柱２を自由回動可能な状態にする。或いは、操舵輪１を中立状態（航空機が直進する状態）になるように操向アクチュエータ５を駆動し、その中立状態で操向アクチュエータ５へ供給する油圧を固定して、操舵輪１の向きが中立状態から変化しないようにする。また、コントローラ４１は、異常判定部４１ｂにより異常があると判定したときには、地上操向装置に異常がある旨の警報表示（警報ランプの点滅等）を行ったり警報音を発したりする。
【００２８】
ここで、前記異常判定部４１ｂによる正常／異常の判定動作について、図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００２９】
最初のステップＳ１では、目標操向角ＴＳＡから実操向角ＡＳＡを引いた値ＤＳＡを演算し、次のステップＳ２では、前記ステップＳ１のＤＳＡの絶対値｜ＤＳＡ｜を演算する。
【００３０】
次のステップＳ３では、目標操向角の時間変化率ｄ（ＴＳＡ）／ｄｔを演算し、次のステップＳ４では、実操向角の時間変化率ｄ（ＡＳＡ）／ｄｔを演算する。
【００３１】
次のステップＳ５では、前記ステップＳ２の｜ＤＳＡ｜から、前記目標操向角と実操向角との差の絶対値の時間変化率ｄ｜ＤＳＡ｜／ｄｔを演算し、次のステップＳ６では、前記ステップＳ３のｄ（ＴＳＡ）／ｄｔから、目標操向角の時間変化率の絶対値｜ｄ（ＴＳＡ）／ｄｔ｜を演算し、次のステップＳ７では、前記ステップＳ４のｄ（ＡＳＡ）／ｄｔから、実操向角の時間変化率の絶対値｜ｄ（ＡＳＡ）／ｄｔ｜を演算する。
【００３２】
次のステップＳ８では、前記ステップＳ６の｜ｄ（ＴＳＡ）／ｄｔ｜から前記ステップＳ７の｜ｄ（ＡＳＡ）／ｄｔ｜を引いた値を演算する。
【００３３】
次のステップＳ９では、前記ステップＳ２，Ｓ５，Ｓ８の演算結果を受けて、
｜ｄ（ＴＳＡ）／ｄｔ｜−｜ｄ（ＡＳＡ）／ｄｔ｜＜０（ＹＥＳ：１、ＮＯ：０）、
ｄ｜ＤＳＡ｜／ｄｔ＞０（ＹＥＳ：１、ＮＯ：０）、及び、
｜ＤＳＡ｜＞θ（ＹＥＳ：１、ＮＯ：０）
のＡＮＤ（論理積）を演算する。この演算は、前記第１条件が成立するか否かを判定することに相当し、第１条件が成立するときには、演算結果が１となり、成立しないときには、演算結果が０となる。
【００３４】
次のステップＳ１０では、前記ステップＳ３，Ｓ４の演算結果を受けて、
ｄ（ＴＳＡ）／ｄｔ≧０（ＹＥＳ：１、ＮＯ：０）、及び、
ｄ（ＡＳＡ）／ｄｔ＞０（ＹＥＳ：１、ＮＯ：０）
のＸＯＲ（排他的論理和）を演算する。この演算は、前記第２条件のうち、前記目標操向角の時間変化率ｄ（ＴＳＡ）／ｄｔが０以上でありかつ前記実操向角の時間変化率ｄ（ＡＳＡ）／ｄｔが０以下であるか、又は、前記目標操向角の時間変化率ｄ（ＴＳＡ）／ｄｔが負でありかつ前記実操向角の時間変化率ｄ（ＡＳＡ）／ｄｔが正である、という条件が成立するか否かを判定することに相当し、該条件が成立するときには、演算結果が１となり、成立しないときには、演算結果が０となる。
【００３５】
次のステップＳ１１では、前記ステップＳ２，Ｓ５，Ｓ１０の演算結果を受けて、
ステップＳ１０の演算結果（１又は０）、
ｄ｜ＤＳＡ｜／ｄｔ＞０（ＹＥＳ：１、ＮＯ：０）、及び、
｜ＤＳＡ｜＞θ（ＹＥＳ：１、ＮＯ：０）
のＡＮＤ（論理積）を演算する。この演算は、前記第２条件が成立するか否かを判定することに相当し、第２条件が成立するときには、演算結果が１となり、成立しないときには、演算結果が０となる。
【００３６】
次のステップＳ１２では、前記ステップＳ２，Ｓ６，Ｓ７の演算結果を受けて、
｜ｄ（ＴＳＡ）／ｄｔ｜＞０（ＹＥＳ：１、ＮＯ：０）、
｜ｄ（ＡＳＡ）／ｄｔ｜＝０（ＹＥＳ：１、ＮＯ：０）、及び、
｜ＤＳＡ｜＞θ（ＹＥＳ：１、ＮＯ：０）
のＡＮＤ（論理積）を演算する。この演算は、前記第３条件が成立するか否かを判定することに相当し、第３条件が成立するときには、演算結果が１となり、成立しないときには、演算結果が０となる。
【００３７】
次のステップＳ１３では、ステップＳ９の演算結果が１であるか、又は、ステップＳ１１の演算結果が１であるか、又は、ステップＳ１２の演算結果が１であるか否かを判定する。すなわち、前記第１条件乃至第３条件のうちの少なくとも１つの条件が成立するか否かを判定する。
【００３８】
前記ステップＳ１３の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１４に進んで、地上操向装置は正常であると判定し、しかる後に前記ステップＳ１に戻る一方、ステップＳ１３の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１５に進んで、地上操向装置に異常があると判定する。これにより、異常判定部４１ｂによる正常／異常の判定動作が終了する。この異常判定部４１ｂによる、異常であるとの判定を受けて、コントローラ４１は、前述の如く、操向アクチュエータ５の制御を停止するとともに、脚柱２を自由回動可能な状態にし、さらに、警報表示等を行う。
【００３９】
前記フローチャートのステップＳ９〜Ｓ１３の処理を論理回路で示すと、図３のようになる。以下、このような論理回路となった経緯を説明することで、前記フローチャートの処理で正確な異常判定が行えることを説明する。
【００４０】
前記地上操向装置において、
Ａ．目標操向角ＴＳＡの変化方向（左側又は右側）と実操向角ＡＳＡの変化方向（左側又は右側）とが逆になる（目標操向角と実操向角との差が小さくならない）。
【００４１】
Ｂ．目標操向角ＴＳＡが変化しているにも拘わらず、実操向角ＡＳＡが変化しない。
【００４２】
Ｃ．目標操向角ＴＳＡが変化しない状態で、実操向角ＡＳＡが変化する。
のうちのいずれかの現象が生じると、異常であると判定することができる。
【００４３】
実操向角ＡＳＡの時間変化率の絶対値が目標操向角ＴＳＡの時間変化率の絶対値よりも大きい場合には、前記現象Ｃに該当し、異常であると判定することができる。これを実現する論理を第１論理として図４に示す。
【００４４】
また、前記現象Ａ及びＢは、目標操向角ＴＳＡと実操向角ＡＳＡとの差の絶対値の時間変化率ｄ｜ＤＳＡ｜／ｄｔにより監視することができ、その論理を第２論理として図５に示す。
【００４５】
第１及び第２論理で、誤判定が生じないかどうかを、目標操向角ＴＳＡ及び実操作角ＡＳＡの作動の模擬状況を設定したモデルにより検討した。この検討結果を表１及び表２に示す。
【００４６】
【表１】
2011051503.tif 000003
【００４７】
【表２】
2011051503.tif 000004
【００４８】
尚、表１及び表２中、「ＴＳＡレート」及び「ＡＳＡレート」は、それぞれ、目標操向角ＴＳＡの時間変化率（つまり変化速度）の絶対値及び実操向角ＡＳＡの時間変化率（つまり変化速度）の絶対値である。また、「誤検出」とは、正常であるにも拘わらず、異常と誤判定することであり、「検出しない」とは、異常であるにも拘わらず、異常と判定せずに正常であると誤判定することである。
【００４９】
前記の検討結果より、正常であるにも拘わらず、異常と誤判定する場合がある。例えば図６に示すように、目標操向角ＴＳＡが先に止まり、ＡＳＡがそれに追いつこうと作動を続ける場合（時刻ｔ１以降）、正常であるにも拘わらず、第１論理が１となって異常と判定することになる。
【００５０】
そこで、実操向角ＡＳＡの時間変化率の絶対値が目標操向角ＴＳＡの時間変化率の絶対値よりも大きく、かつ、前記目標操向角ＴＳＡと実操向角ＡＳＡとの差の絶対値の時間変化率ｄ｜ＤＳＡ｜／ｄｔが正である場合に、異常とする。この論理を第３論理として図７に示す。
【００５１】
前記第３論理では、表１及び表２に示すように、正常であるにも拘わらず、異常と誤判定することはなくなる。しかし、異常であるにも拘わらず、正常であると誤判定する領域が存在する。そこで、第２論理の「誤検出」を防止し、第３論理の「検出しない」領域をカバーするため、第２論理の発展型を考える。
【００５２】
第２論理の「誤検出」は、操作量が大きい領域（低速時）で目標操向角ＴＳＡが急激に増えて、目標操向角ＴＳＡの時間変化率の絶対値が実操向角ＡＳＡの時間変化率の絶対値よりも大きくなった場合に発生する。そこで、目標操向角ＴＳＡの符号とｄ（ＡＳＡ）／ｄｔの符号とが一致する場合には、異常とならないようにする論理を設定する。この論理を第４論理として図８に示す。
【００５３】
しかし、表１及び表２に示すように、前記第４論理では、目標操向角ＴＳＡ及び実操向角ＡＳＡが最大値（例えば＋６０°）から減少する場合（図９参照）、
ｄ｜ＤＳＡ｜／ｄｔ≧０→ＹＥＳ（１）
ＴＳＡ≧０→ＹＥＳ（１）
ｄ（ＡＳＡ）／ｄｔ≧０→ＮＯ（０）
となり、異常であると判定してしまう。
【００５４】
そこで、第４論理に代えて、ｄ（ＴＳＡ）／ｄｔの符号とｄ（ＡＳＡ）／ｄｔの符号とが一致する場合に、異常とならないようにする論理とする。この論理を第５論理として図１０に示す。
【００５５】
前記第５論理では、目標操向角ＴＳＡが減少（又は−方向に増加）し続けている状態で、実操向角ＡＳＡが変化しない場合、
ｄ｜ＤＳＡ｜／ｄｔ≧０→ＹＥＳ（１）
ｄ（ＴＳＡ）／ｄｔ≧０→ＮＯ（０）
ｄ（ＡＳＡ）／ｄｔ＞０→ＮＯ（０）
となり、異常であると判定することができない。これを回避するために、図１１に示す第６論理を、第５論理とは別に設定する。
【００５６】
第５論理と第６論理とを組み合わせると、表１及び表２に示すように、「誤検出」はなくなる。「検出しない」領域も存在するが、更に第３論理と組み合わせる（第３論理、第５論理及び第６論理の論理和とする）ことで、「検出しない」領域はなくなり、全ての領域で正常／異常の判定を正確に行うことができるようになる。
【００５７】
ここで、第３論理、第５論理及び第６論理の各論理には、システム上実操向角ＡＳＡを目標操向角ＴＳＡに追従させない領域（目標操向角と実操向角との差の絶対値｜ＤＳＡ｜が前記所定角θよりも大きい領域）において、目標操向角ＴＳＡ又は実操向角ＡＳＡのみが動作しているという誤検出を防止するための論理が考慮されていない。そこで、各論理に、図１２に示す第７論理をそれぞれ追加する必要がある。こうして完成した論理が、図３に示す論理となり、異常判定部４１ｂが図２に示すフローチャートの如く動作すれば、正常であるにも拘わらず異常であると判定したり、異常であっても正常であると判定したりするようなことはなくなる。よって、ＬＶＤＴ２１，２２の数を最小限に抑えつつ、想定されるあらゆる場合において、地上操向装置の正常／異常の判定を常に正確に行うことができるようになる。
【００５８】
本発明の構成は、前記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。
【００５９】
例えば、前記実施形態では、異常判定部４１ｂが、第１判定部４１ｃ乃至第３判定部４１ｅにおいて、前記第１乃至第３条件の全ての条件について成立するか否かを判定した上で、前記第１乃至第３条件のうち少なくとも１つの条件が成立するときに、当該地上操向装置が異常であると判定するようにしたが、前記第１乃至第３条件のうちの少なくとも１つの条件について成立するか否かを判定して、該判定した条件のうち少なくとも１つの条件が成立するときに、当該地上操向装置が異常であると判定するようにしてもよい。判定する条件が１つ又は２つの場合、判定しない条件に関してそれを補うためのセンサ等を追加する必要が生じるが、追加するセンサの数は、１つ又は２つのレベルであり（判定する条件が多いほど追加するセンサの数は少なくて済む）、冗長度を出来る限り低くすることが可能である。
【００６０】
また、前記実施形態では、操舵輪１の目標操向角を検出する目標操向角検出手段及び操舵輪１の実操向角を検出する実操向角検出手段として、ＬＶＤＴ２１，２２を用いたが、これに限らず、操舵輪１の操作量や、操向アクチュエータ５の作動位置（又は脚柱２の回転角度）を検出可能なものであれば、どのようなもの（例えば、ポジションセンサ等の位置検出センサ）であってもよい。
【００６１】
さらに、前記実施形態では、左右一対の操向アクチュエータ５によって脚柱２を回転駆動して操舵輪１の向きを変更するようにしたが、１つの操向アクチュエータ５のみで脚柱２を回転駆動して操舵輪１の向きを変更するようにしてもよい。これは、特に小型の航空機に有利である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、航空機のステアバイワイヤ方式の地上操向装置に有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１      操舵輪
５      操向アクチュエータ
９      ラダー（操作部）
１０    ティラー（操作部）
２１    ＬＶＤＴ（目標操向角検出手段）
２２    ＬＶＤＴ（実操向角検出手段）
４１    コントローラ
４１ａ  アクチュエータ制御部
４１ｂ  異常判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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