JP2012206696A

JP2012206696A - アクチュエータ監視システム

Info

Publication number: JP2012206696A
Application number: JP2011075987A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kakino; 篤志柿野
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2012-10-25
Also published as: US10401261B2; US20130335242A1; WO2012133066A1

Abstract

【課題】航空機に搭載されるアクチュエータの寿命を精度良く推定すること。
【解決手段】アクチュエータ監視システム（１）は、電動モータ（１１）を備える電動アクチュエータ（１０）と、電動モータ（１１）の動作を制御する制御コマンド（ＣＭＤ）を電動モータ（１１）に出力する制御装置（２０）と、を備える。制御装置（２０）は、電動モータ（１１）に出力された制御コマンド（ＣＭＤ）に基づいて、電動アクチュエータ（１０）の使用時間を算出する。更に、制御装置（２０）は、算出された使用時間に基づいて、電動アクチュエータ（１０）の寿命を推定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、航空機に搭載されるアクチュエータを監視するアクチュエータ監視システムに関する。

航空機には、動翼や離着陸装置等を動かすためのアクチュエータが搭載されている。アクチュエータは、故障するかあるいは修理時期が来た場合に、修理／交換される。修理時期は、典型的には、過去の修理履歴を基に人間によって決定される。

しかしながら、厳密には、個々の機体によって運転履歴は異なる。従って、予め設定された修理時期よりも前にアクチュエータが故障する可能性がある。また、予め設定された修理時期が過ぎてもアクチュエータを十分に使用可能な場合もある。従って、アクチュエータの寿命を精度良く推定することができる技術が望まれる。

特許文献１には、航空機が飛行中であってもアクチュエータの交換時期を知ることができる技術が開示されている。具体的には、アクチュエータに取り付けられた位置センサが、アクチュエータのピストンの位置を検出し、位置信号を制御装置に出力する。制御装置は、その位置信号に基づいて、アクチュエータのピストンの移動距離を算出する。アクチュエータのピストンの総移動距離が所定の閾値を超えた場合、制御装置は通知信号を出力する。この通知信号は、航空機が飛行中であっても出力される。

特開２０１０−２４７６０２号公報

本発明の１つの目的は、航空機に搭載されるアクチュエータの寿命を精度良く推定することができる技術を提供することにある。

以下に、［発明を実施するための形態］で使用される番号・符号を用いて、［課題を解決するための手段］を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための形態］との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明の１つの観点において、アクチュエータ監視システム（１）は、電動モータ（１１）を備える電動アクチュエータ（１０）と、電動モータ（１１）の動作を制御する制御コマンド（ＣＭＤ）を電動モータ（１１）に出力する制御装置（２０）と、を備える。制御装置（２０）は、電動モータ（１１）に出力された制御コマンド（ＣＭＤ）に基づいて、電動アクチュエータ（１０）の使用時間を算出する。更に、制御装置（２０）は、算出された使用時間に基づいて、電動アクチュエータ（１０）の寿命を推定する。

電動モータ（１１）は、自身に流れる電流値を示すフィードバック信号（ＦＢ）を制御装置（２０）にフィードバックしてもよい。その場合、制御装置（２０）は、フィードバック信号（ＦＢ）に基づいて電動モータ（１１）のトルクを算出する。そして、制御装置（２０）は、算出された使用時間及び算出されたトルクに基づいて、電動アクチュエータ（１０）の寿命を推定する。

推定された寿命が予め設定された修理時期よりも早く来た場合、制御装置（２０）は、警告装置（３０）を通して警告を発してもよい。

本発明によれば、航空機に搭載されるアクチュエータの寿命を精度良く推定することが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るアクチュエータ監視システムの構成を示すブロック図である。図２は、本発明の第２の実施の形態に係るアクチュエータ監視システムの構成を示すブロック図である。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．第１の実施の形態
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るアクチュエータ監視システム１の構成を示すブロック図である。アクチュエータ監視システム１は、航空機に搭載される。アクチュエータ監視システム１は、電動アクチュエータ１０、制御装置２０及び警告装置３０を備えている。

電動アクチュエータ１０は、航空機の動翼や離着陸装置等を動かす。この電動アクチュエータ１０は、電動モータ１１を備えている。

制御装置２０は、典型的には、航空機に搭載されるフライトコントロールコンピュータ（ＦＣＣ：ＦｌｉｇｈｔＣｏｎｔｒｏｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）である。制御装置２０は、航空機に搭載された他の装置の動作を制御する。特に、本実施の形態において、制御装置２０は、上記電動モータ１１の動作を制御する制御コマンドＣＭＤを電動モータ１１に出力し、それにより電動モータ１１の動作を制御する。例えば、制御コマンドＣＭＤは、電動モータ１１のＯＮ／ＯＦＦを指示したり、電動モータ１１の回転数等を指示したりする。

また、制御装置２０は、記憶装置２１を備えている。記憶装置２１として、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）が例示される。この記憶装置２１には、修理時期データＲＰ、使用時間データＵＴ、推定寿命データＬＴ等が格納される。修理時期データＲＰは、予め設定された電動アクチュエータ１０の修理時期を示す。使用時間データＵＴは、後述されるように制御装置２０によって算出される電動アクチュエータ１０の使用時間を示す。推定寿命データＬＴは、後述されるように制御装置２０によって推定される電動アクチュエータ１０の寿命を示す。

警告装置３０として、ディプレイやライトが例示される。

本実施の形態に係るアクチュエータ監視システム１の動作は次の通りである。

まず、過去の修理履歴等に基づいて、電動アクチュエータ１０の修理時期が予め設定される。その修理時期を示す修理時期データＲＰが、制御装置２０の記憶装置２１に格納される。

航空機の運転時、制御装置２０は、電動アクチュエータ１０の電動モータ１１の動作を制御する制御コマンドＣＭＤを電動モータ１１に出力し、それにより電動モータ１１の動作を制御する。例えば、制御コマンドＣＭＤは、電動モータ１１のＯＮ／ＯＦＦを指示したり、電動モータ１１の回転数等を指示したりする。

制御装置２０は、電動モータ１１に出力した制御コマンドＣＭＤに基づいて、電動アクチュエータ１０の使用時間を算出する。算出された使用時間を示す使用時間データＵＴは、制御装置２０の記憶装置２１に格納される。電動アクチュエータ１０の使用時間がわかるため、例えば過去の実績を示すデータベース等を参照することによって、寿命を推定することができる。すなわち、制御装置２０は、上記算出された使用時間に基づいて、電動アクチュエータ１０の実寿命を推定する。推定された寿命を示す推定寿命データＬＴは、制御装置２０の記憶装置２１に格納される。尚、使用時間データＵＴや推定寿命データＬＴは、制御装置２０によって随時更新される。

また、制御装置２０は、推定寿命データＬＴで示される推定寿命と修理時期データＲＰで示される修理時期とを比較する。推定寿命が修理時期よりも早く来た場合、制御装置２０は、警告装置３０を動作させる。警告装置３０は、パイロットに対して警告を発する。例えば、警告装置３０がディスプレイの場合、ディスプレイに警告が表示される。警告装置３０がライトの場合、ライトが点灯する。また、推定寿命には達していないが修理時期が来た場合にも、制御装置２０は、警告装置３０を動作させてもよい。

以上に説明されたように、本実施の形態によれば、電動モータ１１に出力される制御コマンドＣＭＤに基づいて、電動アクチュエータ１０の寿命を精度良く推定することができる。これにより、予め設定された修理時期よりも前に電動アクチュエータ１０が故障することを未然に防止することが可能となる。その結果、航空機の操縦システムの信頼性が向上する。

２．第２の実施の形態
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るアクチュエータ監視システム１の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態と重複する説明は適宜省略される。

第２の実施の形態では、電動モータ１１は、自身に流れる電流値を示すフィードバック信号ＦＢを制御装置２０にフィードバックする。制御装置２０は、電動モータ１１から受け取ったフィードバック信号ＦＢに基づいて、電動モータ１１のトルクを逆算する。これにより、制御装置２０は、電動アクチュエータ１０にかかった負荷を推定することができる。推定負荷の履歴を示す負荷履歴データＬＤは、制御装置２０の記憶装置２１に格納される。尚、負荷履歴データＬＤは、制御装置２０によって随時更新される。

制御装置２０は、使用時間データＵＴで示される使用時間だけでなく、負荷履歴データＬＤで示される推定負荷の履歴も考慮に入れることによって、電動アクチュエータ１０の実寿命を推定する。従って、第１の実施の形態と比較して、電動アクチュエータ１０の寿命の推定精度が更に向上する。

３．第３の実施の形態
制御装置２０は、フライトコントロールコンピュータ（ＦＣＣ）だけに限られない。例えば、制御装置２０は、アクチュエータコントロールコンピュータ（ＡＣＣ：ＡｃｔｕａｔｏｒＣｏｎｔｒｏｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）を含んでいてもよい。ＦＣＣは位置指令をＡＣＣに出力し、ＡＣＣは電流指令等の制御コマンドＣＭＤを電動アクチュエータ１０の電動モータ１１に出力する。この場合において、ＡＣＣが、電動モータ１１に出力した制御コマンドＣＭＤや電動モータ１１から受け取るフィードバック信号ＦＢに基づいて、電動アクチュエータ１０の実寿命を推定してもよい。この場合、ＡＣＣがアラーム信号をＦＣＣに出力し、そのアラーム信号に応答してＦＣＣが警告装置３０を動作させる。このような形態によっても、既出の実施の形態と同じ効果が得られる。

以上、本発明の実施の形態が添付の図面を参照することにより説明された。但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。

１アクチュエータ監視システム
１０電動アクチュエータ
１１電動モータ
２０制御装置
２１記憶装置
３０警告装置
ＣＭＤ制御コマンド
ＲＰ修理時期データ
ＵＴ使用時間データ
ＬＴ推定寿命データ
ＬＤ負荷履歴データ
ＦＢフィードバック信号

Claims

電動モータを備える電動アクチュエータと、
前記電動モータの動作を制御する制御コマンドを前記電動モータに出力する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記電動モータに出力された前記制御コマンドに基づいて前記電動アクチュエータの使用時間を算出し、前記算出された使用時間に基づいて前記電動アクチュエータの寿命を推定する
アクチュエータ監視システム。
請求項１に記載のアクチュエータ監視システムであって、
前記電動モータは、自身に流れる電流値を示すフィードバック信号を前記制御装置にフィードバックし、
前記制御装置は、前記フィードバック信号に基づいて前記電動モータのトルクを算出し、前記算出された使用時間及び前記算出されたトルクに基づいて前記電動アクチュエータの寿命を推定する
アクチュエータ監視システム。
請求項１又は２に記載のアクチュエータ監視システムであって、
前記推定された寿命が予め設定された修理時期よりも早く来た場合、前記制御装置は、警告装置を通して警告を発する
アクチュエータ監視システム。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアクチュエータ監視システムが搭載された航空機。