(57)【要約】【課題】高度に自動化した自動操縦システムの制御状況認識性が向上する航空機自動操縦システムを提供すること。【解決手段】手動で制御モード及び該制御モードのパラメータを設定可能な入力パネル２と、経済的な運航を含む高度な自動運航を行なうための運航計画通り運航するように、制御モード及びパラメータを演算する飛行マネージメントコンピュータ３と、２からの基本操作情報を取り込み、該基本操作情報に基づき演算される舵面制御信号を、アクチェータサーボ５に与えることで基本的な機体制御を行なう共に、該基本的な機体制御に、コンピュータ３からの５及びパラメータに基づき演算される舵面制御信号を、５に与えることで得られる機体制御を組み合せる自動操縦の舵面コマンド計算を行なうコンピュータ４と、４から５に与えられる舵面制御信号を表示する表示装置６とを具備したもの。【選択図】　　図２
2004009847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手動で制御モード及び該制御モードのパラメータなどの基本操作情報を設定可能な基本操作情報設定手段と、
経済的な運航を含む高度な自動運航を行なうための運航計画通り運航するように、制御モード及びパラメータを演算する飛行マネージメントシステムと、
前記基本操作情報設定手段からの基本操作情報を取り込み、該基本操作情報に基づき演算される舵面制御信号を、操舵推力手段に与えることで基本的な機体制御を行なう共に、該基本的な機体制御に、前記飛行マネージメントシステムからの制御モード及びパラメータに基づき演算される舵面制御信号を、該操舵推力手段に与えることで得られる機体制御を組み合せる自動操舵・推力システムと、
前記自動操舵・推力システムから前記操舵推力手段に与えられる舵面制御信号を報知する報知手段と、
を具備した航空機自動操縦システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵推力手段に与えられる舵面制御信号を報知する報知手段を備えた航空機自動操縦システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
初期の航空機自動操縦システムは、航空機が飛行中外乱を受けても自動的に姿勢を安定させて一定方向に飛行させることが目的であった。現在では、飛行状態を計器で把握し、航空機の姿勢変化に応じコンピュ―タを使って操縦装置を動力で操作し、航法装置を結合することにより、所定の方向に飛行を続けさせる働きをもっている。
【０００３】
さらに、最近の高度な自動ナビゲーションシステムを含む航空機自動操縦システムは、経済性の最適化とパイロットワークロード低減を目的として自動化レベルの高度化が進み、高度な自動運航（いわゆるＶＮＡＶ）下ではパイロットが使用する基本的な制御モードとは異なる複雑なモードロジックで機体が制御されている。この結果として、モードロジックは益々複雑化されてきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
パイロットは、初期訓練期間において相当な修練時間をかけてモードロジック習熟を行なっているにもかかわらず、全モードロジックの修練には至らず、実運航を通じてモードロジック理解を深めているのが実情である。特に、簡単な自動操縦システムしか装備されていない小型航空機からステップアップしてくることが多いリージョナル（経験の未熟な）航空機パイロットにとって自動化レベルのギャップは相当なものとなる。
【０００５】
一方で、複雑な機体制御状況は、パイロットへの提供情報の過多によるワークロード増加を防ぐ観点から必ずしもパイロットに陽に伝達されず、パイロットの自動操縦システム状況認識性を低下させている。
【０００６】
図７は、従来の複雑化した自動操縦システム、つまり縦方向自動操縦システムのモード構成の概念を示すブロック図である。モードとして、図７の左側に示すパイロット１が使用可能な基本的自動操縦モ―ド３０と、図７の右側に示す自動化システム例えば飛行マネージメントシステム３１が使用するモード３７がある。
【０００７】
パイロット１が使用可能な自動操縦モ―ド３０であって、自動操舵システム３２のモードとして与える、高度保持モード３３、降下率保持モード３４、速度保持モード３５がある。また、パイロット１が使用可能な自動操縦モ―ド３０であって、自動推力システム３６に与えるモードとして、前記高度保持モード３３に対応する速度保持モード３８、前記降下率保持モード３４に対応する速度保持モード３９、前記速度保持モード３５に対応するアイドル出力モード４１、前記速度保持モード３５に対応する簡単な計算で定義される降下率を保持するモード４２、前記速度保持モード３５に対応する最大出力モード４３がある。
【０００８】
さらに、飛行マネージメントシステム３１からの巡航状態４４における自動操舵システム３２のモードである高度保持モード４７、飛行マネージメントシステム３１からの上昇状態４５における計算されたパスを保持するモード４８、飛行マネージメントシステム３１からの上昇状態４５又は降下状態４６における速度保持モード４９がある。
【０００９】
また、前記自動化推力システム３６のモードに与える前記高度保持モード４７に対応する速度保持モード５０、前記計算されたパスを保持するモード４８に対応するアイドル出力モード５１及び速度保持モード５２並びに最大出力モード５３、前記速度保持モード４９に対応するアイドル出力モード５４及び特定の降下率を保持するモード５５並びに最大出力モード５６がある。
【００１０】
このようなモード構成において、自動推力システム３６の搭載によるモード組み合せが複雑化しているため、自動操舵システム３２のモードと自動推力システム３６のモードの多彩な組み合せを状況に応じて変化させることで、経済効果を確保している。その結果、組み合せ毎に異なる機体制御状況を、パイロット１はその全ての組み合せについて十分に理解しておく必要がある。
【００１１】
一方、飛行マネージメントシステム３１による機体制御が複雑化している。具体的には、様々な飛行フェーズによって異なる経済運航ロジックへの対応を主眼においた自動化が進められた結果、基本的自動操縦モードとは異なる複雑な機体制御ロジックとなっている。
【００１２】
図７は概念図であり、実際のモード構成を簡略化して書いてあり、加えて、パラメータ設定についても同様に複雑な枠組みのロジックが存在し、その複雑なロジックによって決定されるモード、パラメータの設定値といった機体制御状況の情報が必ずしもパイロット１に対して積極的に伝達されないという問題点がある。
【００１３】
例えば、飛行マネージメントシステム３１による自動降下（「降下」モード）４６が行われる場合、
▲１▼　推力をアイドルに保ったまま、計算された経済最適な降下パスを舵面操作で維持するモード（モード４８とモード５１の組み合わせ）
▲２▼　計算された経済最適速度を推力調整で保持しつつ、計算された経済最適な降下パスを舵面操作で維持するモード（モード４８とモード５２の組み合わせ）
▲３▼　推力をアイドルに保ったまま、計算された経済最適速度を舵面操作で維持するモード（モード４９とモード５４の組み合わせ）
▲４▼　特定の降下率を推力調整で保持しながら、計算された経済最適速度を舵面操作で維持するモード（モード４９とモード５５の組み合わせ）
といった、パイロット１が使用する基本的自動操縦モードとは異なる複数の降下制御ロジックがある。
【００１４】
この場合、
１）巡航状態４４から初期降下状態については、到着地点から逆算した経済パスに到達するまで▲５▼のロジックでゆっくり降下開始する。
２）その後、急激な降下による機内外圧の差圧の急激な変化を避けるため、▲３▼のロジックで経済性を維持しながらも急激な降下を回避する。
【００１５】
３）差圧が一定範囲内に収まると、▲１▼のロジックで最適降下を行う。
この時、想定していた以上の追い風が発生して速度が大きく上がると、▲４▼のロジックで経済性を維持しながらも速度の上昇を回避する。逆に、想定していた以上の向かい風が発生して速度が大きく下がると、▲２▼のロジックでパスを維持しながらも速度の低下を回避する。
【００１６】
このように、状況に応じて複雑に使い分けているにもかかわらず、現状では、「降下モードであること」、「自動推力調整モード」、及び「一部の目標パラメータ」のみがパイロット１に積極的に伝達される。
そのため、上記のいかなる制御ロジックが適用されていかなる目標値で自動操縦が行われているのか、パイロットは機体の動きかけから類推することによってしか、自動運航時の制御状況を把握することができない。
またこの時、仮に自動操舵システムのモード情報、及び他の全ての目標パラメータの情報が与えられたとしても、パイロット１が使用する基本的自動操縦モードとは大きくロジックが異なって複雑であるため、パイロット１が適切に解釈できない可能性が大きく、パイロット１に意味の無い情報となるばかりでなく、それによってパイロット１が混乱を起こす可能性すらある。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、飛行マネジメントシステムによる自動運航中においても、機体の制御状況が自動操縦モード、及びそれらの目標パラメータの組み合わせによりパイロットに伝達され、それらはパイロットが使用する基本的自動操縦モードとその設定パラメータの表示と同等であり、パイロットに混乱を起こさせることなく自動運航の制御状況を把握させることができる航空機自動操縦装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に対応する発明は、手動で制御モード及び該制御モードのパラメータなどの基本操作情報を設定可能な基本操作情報設定手段と、経済的な運航を含む高度な自動運航を行なうための運航計画通り運航するように、制御モード及びパラメータを演算する飛行マネージメントシステムと、前記基本操作情報設定手段からの基本操作情報を取り込み、該基本操作情報に基づき演算される舵面制御信号を、操舵推力手段に与えることで基本的な機体制御を行なう共に、該基本的な機体制御に、前記飛行マネージメントシステムからの制御モード及びパラメータに基づき演算される舵面制御信号を、該操舵推力手段に与えることで得られる機体制御を組み合せる自動操舵・推力システムと、前記自動操舵・推力システムから前記操舵推力手段に与えられる舵面制御信号を報知する報知手段とを具備した航空機自動操縦システムである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の航空機自動操縦システムを備えた飛行機の操縦室を示す概略平面図である。これは、自動操縦操作装置１５、中央ユニット（Ｃｅｎｔｅｒ　Ｕｎｉｔ）１６、右側及び左側の飛行情報ユニット［ＦＩＵ（Ｆｌｉｇｈｔ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｔ）］１７Ｌ、１７Ｒ及び右側及び左側の運航ユニット１８Ｌ、１８Ｒ、Ｓｉｄｅ　Ｐａｎｅｌ１９、Ｏｖｅｒｈｅａｄ　Ｐａｎｅｌ２０を備えている。
【００１９】
図２は、本発明の自動操縦システムの概略構成を示すブロック図であり、基本操作情報設定手段を構成する例えば自動操作装置の入力パネル（Ｍｃｐ：Ｍｏｄｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐａｎｅｌ）２と、飛行マネジメントシステムを構成する例えばＦＭＣ（Ｆｌｉｇｈｔ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）３と、自動操舵・推力システムを構成する例えばＦＣＣ（Ｆｌｉｇｈｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）４及びアクチエータサーボ（Ａｃｔｕａｔｅｒサーボ）５と、報知手段を構成する例えばＦＭＡ（Ｆｌｉｇｈｔ　Ｍｏｄｅ　Ａｎｎｕｎｃｉａｔｏｒ）６とから構成されている。
【００２０】
自動操作装置の入力パネル２は、パイロット１が手動で操作することが可能であって、これらを操作することで制御モード群（操縦モード群）及びパラメータ群（コマンド群）などの操作情報を、後述するＦＣＣ４に入力可能な構成となっている。
【００２１】
ＦＭＣ３は、経済的な運航を含む高度な自動運航を行なうための予め設定された運航計画通り運航するように制御モード及びパラメータを演算するコンピュータである。ＦＭＡ６は、ＦＣＣ４において時々刻々演算される舵面制御信号を取り込み、自動操縦の制御モードの状況を常に表示するものである。
【００２２】
ここで、制御モード群とは、機体を制御するときの舵面の制御則のひとかたまりのことである。例えば図６（ａ）のＡＴ（Ａｕｔｏ　Ｔｈｒｏｔｔｌｅ　Ｍｏｄｅｓ）モード群ボタン６１、ＦＤＬモード群（ＦＤＬａｔｅｒａｌ　Ｍｏｄｅｓ）ボタン６４、ＦＤＶ（ＦＤ　Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｍｏｄｅｓ）モード群ボタン６５を選択すると、該当する表示部が図６（ｂ）のように表示される。図６については後述する。
【００２３】
ＦＣＣ４は、ＦＭＣ３及び入力パネル２からの制御モード及びパラメータを取り込み、現在の飛行状態等の自動操縦状態に関する情報を受け取り、適切な航法が行なえるように自動操縦の舵面コマンドを演算し、この演算された舵面制御信号を各アクチュエータ５に出力するものである。
【００２４】
ＦＭＡ６は、例えば図５に示すように構成されたＦＩＵ（Ｆｌｉｇｈｔ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｔ）の上部に配設されたものである。ＦＩＵには、Ｈｅａｄｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｒａｃｋ　Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ２０、Ａｔｔｉｔｕｄｅ　Ｓｔｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍｉｓｃｅｌｌａｎｅｏｕｓ　Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ２１、Ｎ１　Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ２２、Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｓｐｅｅｄ　Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ２３、Ａｉｒｓｐｅｅｄ／Ｍａｃｈ　Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ２４、Ａｌｔｉｔｕｄｅ　Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ２５を備えている。
【００２５】
このように図５に示すＦＩＵ（Ｆｌｉｇｈｔ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｔ）は、機機体運動・システム・外部環境に関する情報のうち、時間的に直近の操作に必要な情報を１画面に集約して表示するものである。
【００２６】
すなわち、１）機体運動に関する各種パラメータの現在値及びトレンド、２）機体制御の目標値及び現在値との相対関係、３）自動操縦システムの現在モード及び遷移に関する情報、４）地形、気象、他機や電波標識などの位置に関する情報などである。
【００２７】
画面構成及び各表示要素の表示様式は、パイロットの視線移動に要する時間や、複数データから必要な情報を再構築する認知的ワークロードを低減することによって、状況認識が欠如する可能性を低減することを狙ったものである。
【００２８】
ここで、図３に示す自動操縦モード（サーバント）、及びそれを制御するマネージャについて定義する。
【００２９】
自動操舵システムは、以下の４つのモードがある。
【００３０】
高度保持モード７とは、機体ピッチ（即ち水平尾翼操舵）で設定高度を維持するモードである。
【００３１】
降下率保持モード８とは、機体ピッチで設定降下率を維持するモードである。
【００３２】
速度保持で降下するモードとは、機体ピッチで設定速度を維持して降下するモードである。
【００３３】
速度保持で上昇するモード９とは、機体ピッチで設定速度を維持して上昇するモードである。自動推力システムは、以下の３つのモードがある。
【００３４】
速度保持モード１１、１２とは、推力調整により適切な速度を維持するモードである。自動操舵モードが、高度保持モード７、または降下率保持モード８の時に自動的に選択される。
【００３５】
最大出力モード１３とは、通常の上昇時に使用できる最大の推力を出すモードである。自動操舵モードが、速度保持で上昇するモード９の時に自動的に選択される。
【００３６】
簡単な計算で定義される降下率を維持するモード１４とは、推力調整により適切な航路（パス）を維持するモードである。自動操舵システムが、速度保持で降下するモード１０の時に自動的に選択される。
【００３７】
ここで、マネージャ（Ｍａｎａｇｅｒ）の機能について説明する。マネージャＶＮＡＶ：飛行マネージメントシステムが計算した垂直方向パスを維持する為に必要な自動操舵・推力システムのモード、パラメータを指示する。以下の自動操舵・推力システムのモードを適宜選択し、適切なパラメータと共に自動操舵・推力システムに制御指示を送る。すなわち、速度保持で上昇するモード９と最大出力モード１３の組み合わせ、速度保持で降下するモード１０と簡単な計算で定義される降下率を維持するモード１４の組み合わせ、高度保持モード７と速度維持モード１１の組み合わせ、降下率保持モードと速度保持モードの組み合わせである。
【００３８】
飛行モードアナンシエイター（ＦＭＡ）
飛行表示ユニット（ＦＩＵ）の最上部に、自動操縦システムのパラメータのうち、
自動操縦システムのステータス、現在の自動操縦モードと飛行マネージメントシステムによって自動的に遷移する予定のモードを表示する。
【００３９】
図５のＦＭＡ（Ｆｌｉｇｈｔ　Ｍｏｄｅ　Ａｎｎｕｎｃｉａｔｏｒ）６は、Ｆｌｉｇｈｔ　Ｍｏｄｅ　Ａｎｎｕｎｃｉａｔｉｏｎを表示するものであり、図６（ａ）、（ｂ）に示すように構成されている。
【００４０】
すなわち、図６（ａ）に示すようにＡｕｔｏ　Ｔｈｒｏｔｔｌｅ　Ｍｏｄｅｓ６１、Ｍａｎａｇｅｒｓ６２、ＦＤ／ＡＰ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｓｔａｔｕｓ６３、Ｌａｔｅｒａｌ　Ｍｏｄｅｓ６４、Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｍｏｄｅｓ６５を備え、Ｌａｔｅｒａｌ　Ｍａｎｎａｇｅｒｓ６６を備えている。
【００４１】
図６に示すように、例えばＷｈｉｔｅ　Ｌｅｔｔｅｒ　／　Ｂｌａｃｋ　Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　［Ｗ／Ｂｋ］の場合は、遷移する予定（Ａｒｍ）のＭｏｄｅであり、又例えばＧｒｅｅｎ　Ｌｅｔｔｅｒ　／　Ｂｌａｃｋ　Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　［Ｇ／Ｂｋ］の場合は、現在使われている制御Ｍｏｄｅを示している。
【００４２】
Ａｕｔｏ　Ｔｈｒｏｔｔｌｅ　Ｍｏｄｅｓ６１には、ＲＥＦ、ＴＨＲ、ＨＯＬＤ、ＳＰＤがあり、これらはＲＥＦ　Ｍｏｄｅ　Ａｎｎｕｎｃｉａｔｏｒ７０、ＴＨＲ　Ｍｏｄｅ　Ａｎｎｕｎｃｉａｔｏｒ６９、ＨＯＬＤ　Ｍｏｄｅ　Ａｎｎｕｎｃｉａｔｏｒ７８、ＳＰＤ　Ｍｏｄｅ７７に夫々表示される。
【００４３】
Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｍａｎａｇｅｒｓ６２には、ＴＯ／ＧＡ、ＶＮＡＶがあり、これらはＶｅｒｔｉｃａｌ　ＴＯ／ＧＡ　Ｍｏｄｅ　Ａｎｎｕｎｃｉａｔｏｒ７３、ＶＮＡＶ　Ｍｏｄｅ７４に夫々表示される。
【００４４】
ＦＤ／ＡＰ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｓｔａｔｕｓ６３には、Ａ／Ｐ　（自動操縦システムが動作している。）と、ＦＬＴ　ＤＩＲ　（自動操縦システムは動作していないが、パイロットへのガイダンス表示は動作している。）があり、これらはＡＰ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｓｔａｔｕｓ　Ａｎｎｕｎｃｉａｔｏｒ７６、ＦＤ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｓｔａｔｕｓ　Ａｎｎｕｎｃｉａｔｏｒ７５に夫々表示される。
【００４５】
ＦＤ　Ｌａｔｅｒａｌ　Ｍｏｄｅｓ６４には、ＬＯＣ、ＨＤＧ／ＴＲＫがあり、これらはＬＯＣ　Ｍｏｄｅ　Ａｎｎｕｎｃｉａｔｏｒ６８、ＨＤＧ／ＴＲＣ　Ｍｏｄｅ　Ａｎｎｕｎｃｉａｔｏｒ７２に夫々表示される。
【００４６】
ＦＤ　Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｍｏｄｅｓ６５には、ＧＳ、ＣＬＢ／ＤＥＳ、ＡＬＴ、ＶＳ／ＦＰＡがあり、これらはＧＳ　Ｍｏｄｅ７９、ＣＬＢ／ＤＥＳ　Ｍｏｄｅ　Ａｎｎｕｎｃｉａｔｏｒ８０、ＡＬＴ　Ｍｏｄｅ　Ａｎｎｕｎｃｉａｔｏｒ８１、ＶＳ／ＦＰＡ　Ｍｏｄｅ　Ａｎｎｕｎｃｉａｔｏｒ８２に夫々表示される。
【００４７】
Ｌａｔｅｒａｌ　Ｍａｎａｇｅｒｓ６６には、ＴＯ／ＧＡ、ＬＮＡＶがあり、これらはＬａｔｅｒａｌ　ＴＯ／ＧＡ　Ａｎｎｕｎｃｉａｔｏｒ６７、ＬＮＡＶ　Ｍｏｄｅ　Ａｎｎｕｎｃｉａｔｏｒ７１に夫々表示される。
【００４８】
自動操縦装置の入力パネル［ＭＣＰ（Ｍｏｄｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐａｎｅｌ）］２は、図４に示すように自動操縦システムのパラメータのうち、変更操作が即座に機体の挙動を変化させる、或いは（高度制限など）制限を加えるパラメータの入力、及び関連情報の表示を行うパネルである。
【００４９】
すなわち１）自動操縦モードの設定、２）自動操縦システムの動作／停止、３）水平及び垂直方向の速度設定を機能とする。パイロット１の思いこみによる誤操作や、パイロット１の意図しないシステムの挙動にいち早く気がつくように、自動操縦システムへの入力装置であるＭＣＰ２に、自動操縦システムの状態を示す表示を付加することによって、パイロット１の操作がシステムにどのように反映されるかを、操作と同時に確認できる。
【００５０】
機体制御の目標値及び現在値との相対的関係、自動操縦システムの現在モード及び遷移に関する情報を表示するディスプレイとなっている。
【００５１】
ＭＣＰ２は、ＭＣＰ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ２００、ＦＤ／ＡＰ（Ｆｌｉｇｈｔ　Ｄｉｒｅｃｔｏｒ／　Ａｕｔｏ　Ｐｉｌｏｔ）　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｃｏｎｔｒｏｌｓ３００、Ａ／Ｔ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｃｏｎｔｒｏｌｓ３０１、ＬＮＡＶ（Ｌａｔｅｒａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ）　Ｃｏｎｔｒｏｌｓ３０２、Ｌａｔｅｒａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌｓ３０３、Ｖｅｒｔｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｓｐｅｅｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌｓ３０４、Ａｌｔｉｔｕｄｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｓ３０５、Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｓｐｅｅｄ／Ｆｌｉｇｈｔ　Ｐａｔｈ　Ａｎｇｌｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｓ３０６、Ａｐｐｒｏａｃｈ　Ｍｏｄｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｓ３０７、ＦＤ／ＡＰ（Ｆｌｉｇｈｔ　Ｄｉｒｅｃｔｏｒ／　Ａｕｔｏ　Ｐｉｌｏｔ）　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｃｏｎｔｒｏｌｓ３０８からなっている。
【００５２】
ＭＣＰ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ２００は、ＬＮＡＶ（Ｌａｔｅｒａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ）　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ２０１、Ｌａｔｅｒａｌ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ２０２、Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ２０３、Ａｕｔｏ　Ｔｈｒｏｔｔｌｅ　Ｍｏｄｅ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ２０４、Ｓｐｅｅｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ２０５、Ａｌｔｉｔｕｄｅ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ２０６、ＶＳ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｓｐｅｅｄ）／ＦＰＡ（Ｆｌｉｇｈｔ　Ｐａｔｈ　Ａｎｇｌｅ）　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ２０７からなっている。
【００５３】
このような構成のものにおいて、ＬＮＡＶボタンを押した場合にＭＣＰに入力されるコマンドにはＬＮＡＶモードとＤｉｒｅｃｔ　Ｗａｙｐｏｉｎｔ　Ｓｅｌｅｃｔ　Ｄｉａｌによる入力の状態に応じて１）ＬＮＡＶ　Ａｒｍ　２）ＬＮＡＶ　Ｄｉｓａｒｍ　３）ＬＮＡＶ　Ｅｎｇａｇｅ　４）Ｄｉｒｅｃｔ　Ｒｏｕｔｅ　５）変化無し、の５種類があり、ボタンを押した瞬間に入力されるコマンドが表示される。また、ＨＤＧ（Ｈｅａｄｉｎｇ）ノブボタンであれば設定値として入力される現在のＨＤＧ値が表示される。他のボタンについても同様である。
【００５４】
本発明は、上記の通り特に改善の必要がある縦方向自動操縦システムに付き、ワークロード低減・経済性追求の観点から積極的に自動化を進めつつも、自動
化レベルの低い航空機とのギャップが過大となることを避けるロジック構成を目指し、以下の方針でＦＭＳを含む縦方向自動操縦システムの動作ロジック再構成を行った。
【００５５】
この場合、自動化レベルの低い航空機からのステップアップを考慮し、飛行マネージメントシステムによる機体制御ロジックは基本的な自動操縦モードを使用することとする。
【００５６】
ワークロード低減・経済性追求の観点から、飛行マネジメントシステムによる高度な自動化は進めるが、あくまでパイロットの作業を代行するもの（＝第３のパイロット）であるという自動化の原則を貫き、基本的自動操縦モードの機体制御ロジックを介した自動ロジックとする。
【００５７】
パイロットの作業代行としての自動化の趣旨から、パイロットが意図した際にはいつでもオーバーライドを行うことができる。
【００５８】
機体制御状況は、モード表示と触覚フイ―ドバック（Ｔａｃｔｉｌｅ　Ｆｅｅｄｂａｃｋ）を介してパイロットに適切に伝達される。
【００５９】
以上述べた本発明の縦方向自動操縦システムによれば、次のような特徴を有する。
【００６０】
（１）　ＦＭＳ（飛行マネージメントシステム）と自動操舵・推力システム（Ａｕｔｏ　Ｆｌｉｇｈｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ）の上下構造化
「飛行マネージメントコンピュータ３＝パイロット１に代わって、経済性を考慮しながら自動操舵・推力システムを操作するマネジャ（Ｍａｎａｇｅｒ）」、「自動操舵・推力システム＝パイロットや飛行マネージメントシステムに忠実に従って舵面・推力を操作するサーバント（Ｓｅｒｖａｎｔ）」と位置付けた。これによって、飛行マネージメントシステムの機体制御ロジックは必ず自動操舵・推力システムを介することとなり、パイロット１は計器表示される自動操舵・推力システムのモードや設定パラメータで飛行マネージメントシステムの制御意図を把握することができる。
【００６１】
（２）　自動操舵（Ａｕｔｏ　Ｔｈｒｏｔｔｌｅ）モードと自動推力システムのモードの組み合わせ単純化
自動操舵システムの制御モードが決定すれば、自動推力システムのモードが一意に決定されるロジックとした。その結果、パイロット１（あるいはＦＭＳ）が縦方向自動飛行制御システムモードを選択すれば、自動操舵システムのモードと機体制御は１対１の対応関係が保証されることとなり、パイロット１は自動操舵システムの制御モードと設定パラメータ（速度や降下率等）のみで縦方向機体制御状況の概略を把握することが可能となる。
【００６２】
以上述べた本発明の新ロジック（図３）では、飛行マネージメントシステム３１による自動運航中においても、自動操縦モード、及びそれらの目標パラメータが常時パイロット１に伝達され、加えて、それらはパイロット１が使用する基本的自動操縦モードとその設定パラメータの表示と同等であるので、パイロットに混乱を起こさせることなく自動運航の制御状況を把握させることができる。
【００６３】
これに対して、図７に示す従来のモードロジック構成例は、経済性の最適化を目指した自動運航下では複雑な機体制御ロジックとなり、機体制御意図が必ずしもパイロットに対して陽に伝達されない。
【００６４】
【発明の効果】
以上述べた本発明によれば、経済性の最適化を目的とした高度な自動運航下での複雑な制御状況が、基本的な制御モードとその目標パラメータの組み合せでパイロットに与えられることになり、高度に自動化した自動操縦システムの制御状況認識性が向上する航空機自動操縦システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動操縦装置を備えた航空機の操縦室を示す概略平面図。
【図２】本発明の自動操縦装置を実施形態を説明するためのブロック図。
【図３】本発明の自動操縦装置のモードロジック構成を説明するためのブロック図。
【図４】図２の自動操縦装置の入力パネルを示す正面図。
【図５】図２の自動操縦装置の表示装置を示す正面図。
【図６】図５の自動操縦モード状況の表示装置を示す正面図。
【図７】従来の自動操縦装置のモードロジック構成を説明するためのブロック図。
【符号の説明】
１…パイロット
２…入力パネル
３…飛行マネージメントコンピュータ
４…コンピュータ
５…アクチエータサーボ
６…表示装置
７…高度保持モード
８…降下率保持モード
１０…降下モード
１１．１２…速度保持モード
１３…最大出力モード
１４…モード
１５…自動操縦操作装置
１６…中央ユニット
１８Ｌ、１８Ｒ…運航ユニット
３０…自動操縦モード
３１…飛行マネジメントシステム
３２…自動操舵システム
３３…高度保持モード
３４…降下率保持モード
３５…速度保持モード
３６…自動推力システム
３７…モード
３８…速度保持モード
３９…速度保持モード
４１…アイドル出力モード
４２…モード
４３…最大出力モード
４４…巡航状態
４５…上昇状態
４６…降下状態
４７…高度保持モード
４８…モード
５０…速度保持モード
５１…アイドル出力モード
５２…速度保持モード
５３…最大出力モード
５４…アイドル出力モード
５５…モード
５６…最大出力モード
６１…モード群ボタン
６４…モード群ボタン
６５…モード群ボタン
【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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