電子機器のヘルスモニタリング装置
【課題】動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視でき、制御部及びモニタ部を備えてジェネリック故障を監視することができるとともに、制御部及びモニタ部の劣化度まで検知できる、電子機器のヘルスモニタリング装置を提供する。
【解決手段】記憶部（２４、２７）は、制御部２３への入出力電気信号の第１基準値とモニタ部２６への入出力電気信号の第２基準値とを記憶する。第１注意信号出力部２５は、制御部２３への入出力電気信号と第１基準値との乖離量が閾値を超えた場合に、制御部２３の劣化を検知して注意信号を出力する。第２注意信号出力部２８は、モニタ部２６への入出力電気信号と第２基準値との乖離量が閾値を超えた場合に、モニタ部２６の劣化を検知して注意信号を出力する。第１及び第２基準値は、制御部２３及びモニタ部２６の製造完了から運用開始までの間に取得されて記憶部（２４、２７）に記憶される。
【解決手段】記憶部（２４、２７）は、制御部２３への入出力電気信号の第１基準値とモニタ部２６への入出力電気信号の第２基準値とを記憶する。第１注意信号出力部２５は、制御部２３への入出力電気信号と第１基準値との乖離量が閾値を超えた場合に、制御部２３の劣化を検知して注意信号を出力する。第２注意信号出力部２８は、モニタ部２６への入出力電気信号と第２基準値との乖離量が閾値を超えた場合に、モニタ部２６の劣化を検知して注意信号を出力する。第１及び第２基準値は、制御部２３及びモニタ部２６の製造完了から運用開始までの間に取得されて記憶部（２４、２７）に記憶される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視するための、電子機器のヘルスモニタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動作制御対象としての動作機器であるアクチュエータに対する制御信号を出力する電子機器における故障を検知する装置として、特許文献１において、アクチュエータ制御装置に設けられたＡＣＥ（Actuator Control Electronics）が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されたアクチュエータ制御装置は、航空機の舵面の動作を制御する装置として構成されている。そして、このアクチュエータ制御装置には、ＦＣＣ（Flight Control Computer）と、上記のＡＣＥとが設けられている。ＦＣＣは、舵面の動作を制御するための指示信号を生成する装置として構成されている。ＡＣＥは、上記の指示信号に基づいて、舵面を駆動するアクチュエータを制御する制御信号を出力する電子機器として構成されている。
【０００４】
特許文献１に開示されたアクチュエータ制御装置におけるＡＣＥには、ＦＣＣによって生成されて舵面の動作を指令する指示信号に基づいてアクチュエータの動作を制御するための制御信号を生成するデジタル演算部である制御部（３１）が備えられている。そして、このＡＣＥには、更に、ＡＣＥの作動に関する異常を監視するデジタル演算部であるモニタ部（４１）が設けられている。このモニタ部は、上記制御部と同一の処理を行うように構成されている。これにより、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の発生を監視できるように構成されている。
【０００５】
尚、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視するための、電子機器のヘルスモニタリング装置ではないが、特許文献２において、航空機等のモバイルプラットフォームの構造健全性を管理するためのシステムが開示されている。この特許文献２においては、上記システムにより構造健全性が監視されるモバイルプラットフォームとして航空機が開示されており、上記システムにより監視される構造要素として胴体、一対の翼、垂直安定板、一対の水平安定板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２４０６１２号公報
【特許文献２】特表２００８−５０５００４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように、特許文献１に開示されたアクチュエータ制御装置におけるＡＣＥは、アクチュエータに対する制御信号を出力する電子機器として設けられている。そして、このＡＣＥは、制御信号を生成する制御部と、この制御部と同一の処理を行うモニタ部とを有し、制御部及びモニタ部で生成される信号を比較することで、ジェネリック故障を検知するように構成されている。
【０００８】
上記により、特許文献１に開示されたＡＣＥにおいては、ジェネリック故障は検知されるが、制御部及びモニタ部のそれぞれの劣化度、即ち、電子機器であるＡＣＥがどれだけ故障し易い状況にあるかということを検知することはできない。一方、制御部及びモニタ部のそれぞれの劣化度の検知が可能になると、制御部又はモニタ部にて故障が発生する前の適切なタイミングで機器や部品の交換等のメンテナンスが可能となる。このため、電子機器から制御信号が出力される動作機器の効率的な運転が電子機器の故障の発生によって妨げられてしまう機会が発生することが、抑制されることになる。
【０００９】
尚、特許文献２に開示されたモバイルプラットフォームの構造健全性管理システムは、航空機における胴体等の構造要素の健全性が監視されるシステムであり、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視することはできない。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視することができ、制御部及びモニタ部を備えてジェネリック故障を監視することができるとともに、制御部及びモニタ部の劣化度まで検知することができる、電子機器のヘルスモニタリング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】
【００１１】
上記目的を達成するための第１発明に係る電子機器のヘルスモニタリング装置は、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視するための、電子機器のヘルスモニタリング装置であって、前記電子機器に設けられ、前記動作機器の作動を制御する前記制御信号を生成する制御部と、前記電子機器に設けられ、前記制御部と同一の演算を行うことで、前記制御部の状態を監視するモニタ部と、を備えている。そして、第１発明に係る電子機器のヘルスモニタリング装置は、前記制御部に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第１基準値と前記モニタ部に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第２基準値とを記憶する記憶部と、前記制御部に対する入出力電気信号と前記記憶部に記憶された前記第１基準値とを比較してそれらの乖離量を演算するとともに、当該乖離量の大きさが所定の第１の閾値を超えている場合に、前記制御部の劣化を検知したことを報知するための第１注意信号を出力する第１注意信号出力部と、前記モニタ部に対する入出力電気信号と前記記憶部に記憶された前記第２基準値とを比較してそれらの乖離量を演算するとともに、当該乖離量の大きさが所定の第２の閾値を超えている場合に、前記モニタ部の劣化を検知したことを報知するための第２注意信号を出力する第２注意信号出力部と、を更に備え、前記第１基準値及び前記第２基準値は、前記制御部及び前記モニタ部の製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて前記記憶部に記憶され、前記第１注意信号出力部及び前記第２注意信号出力部は、前記第１基準値及び前記第２基準値が取得された条件と同一の条件において、前記制御部及び前記モニタ部のそれぞれに対する入出力電気信号を取得することを特徴とする。
【００１２】
この発明によると、モニタ部において制御部での処理についての電子機器の作動に関する異常が監視されることになり、ジェネリック故障を監視する構成を実現することができる。そして、制御部については、第１注意信号出力部にて、製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて記憶された入出力電気信号の基準値である第１基準値と、この第１基準値と同一条件で取得される入出力電気信号との乖離量が、演算される。制御部においてその初期状態に対する性能の劣化が進行すると、この乖離量が増大することになる。更に、第１注意信号出力部では、上記の乖離量が所定の閾値を超えている場合、即ち劣化度が所定の度合以上に進行した場合に、劣化が検知されて注意信号が出力される。よって、このヘルスモニタリング装置によると、制御部の劣化度が検知され、即ち、制御部がどれだけ故障し易い状況にあるかということが定量的に把握され、報知されることになる。
【００１３】
また、モニタ部については、第２注意信号出力部にて、製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて記憶された入出力電気信号の基準値である第２基準値と、この第２基準値と同一条件で取得される入出力電気信号との乖離量が、演算される。モニタ部においてその初期状態に対する性能の劣化が進行すると、この乖離量が増大することになる。更に、第２注意信号出力部では、上記の乖離量が所定の閾値を超えている場合、即ち劣化度が所定の度合以上に進行した場合に、劣化が検知されて注意信号が出力される。よって、このヘルスモニタリング装置によると、モニタ部の劣化度が検知され、即ち、モニタ部がどれだけ故障し易い状況にあるかということが定量的に把握され、報知されることになる。
【００１４】
上記により、このヘルスモニタリング装置においては、制御部及びモニタ部のそれぞれの劣化度が検知されることになり、制御部又はモニタ部にて故障が発生する前の適切なタイミングで機器や部品の交換等のメンテナンスが可能となる。このため、電子機器から制御信号が出力される動作機器の効率的な運転が電子機器の故障の発生によって妨げられてしまう機会が発生することが、抑制されることになる。このように、本発明のヘルスモニタリング装置では、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視することができる。
【００１５】
従って、本発明によると、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視することができ、制御部及びモニタ部を備えてジェネリック故障を監視することができるとともに、制御部及びモニタ部の劣化度まで検知することができる、電子機器のヘルスモニタリング装置を提供することができる。
【００１６】
第２発明に係る電子機器のヘルスモニタリング装置は、第１発明の電子機器のヘルスモニタリング装置において、前記第１の閾値及び前記第２の閾値のそれぞれは、複数の水準に亘って設定され、前記第１注意信号は、複数の前記第１の閾値のそれぞれに対応して複数種類出力され、前記第２注意信号は、複数の前記第２の閾値のそれぞれに対応して複数種類出力されることを特徴とする。
【００１７】
この発明によると、第１及び第２の閾値のそれぞれが複数水準に亘って設定され、第１及び第２注意信号が各水準に対応して複数種類出力されるため、制御部及びモニタ部における劣化度が複数段階に亘って段階的に検知されて報知されることになる。このため、メンテナンスにおいて、注意信号の水準に応じて段階的に異なる対応が可能となり、より劣化の状況に即して段階的に適切な対応が可能となる。
【００１８】
第３発明に係る電子機器のヘルスモニタリング装置は、第１発明又は第２発明の電子機器のヘルスモニタリング装置において、前記制御部及び前記第１注意信号出力部は同一の演算処理装置において構成され、前記モニタ部及び前記第２注意信号出力部は同一の演算処理装置において構成されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明によると、制御部及び第１注意信号出力部と、モニタ部及び第２注意信号出力部とが、それぞれ同一の演算処理装置において構成される。このため、制御部としての機能を実現する演算処理装置を有効的に利用して第１注意信号出力部の機能も負担させ、モニタ部としての機能を実現する演算処理装置を有効的に利用して第２注意信号出力部の機能も負担させることができる。これにより、ヘルスモニタリング装置全体として、構成の簡素化及び合理化を図ることができる。
【００２０】
第４発明に係る電子機器のヘルスモニタリング装置は、第１発明又は第２発明の電子機器のヘルスモニタリング装置において、前記第１注意信号出力部と、前記第２注意信号出力部と、前記制御部及び前記モニタ部のうちのいずれか一方とは、同一の演算処理装置において構成されていることを特徴とする。
【００２１】
この発明によると、第１及び第２注意信号出力部と、制御部及びモニタ部の一方とが、同一の演算処理装置において構成される。このため、制御部又はモニタ部としての機能を実現する演算処理装置を有効的に利用して第１及び第２注意信号出力部の機能も負担させることができる。これにより、ヘルスモニタリング装置全体として、構成の簡素化及び合理化を図ることができる。
【００２２】
第５発明に係る電子機器のヘルスモニタリング装置は、第１発明又は第２発明の電子機器のヘルスモニタリング装置において、前記制御部及び前記モニタ部が設けられた前記電子機器に対して指令信号を出力する上位のコントローラを備え、前記コントローラに、前記記憶部と、前記第１注意信号出力部と、前記第２注意信号出力部とが設けられていることを特徴とする。
【００２３】
この発明によると、制御部及びモニタ部が設けられた電子機器に指令信号を出力する上位のコントローラに、記憶部と第１及び第２注意信号出力部とが設けられる。このため、上位のコントローラを有効的に利用して記憶部の機能と第１及び第２注意信号出力部の機能とを負担させることができる。これにより、電子機器及び上位のコントローラを含んで構成されるヘルスモニタリング装置全体として、構成の簡素化及び合理化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視することができ、制御部及びモニタ部を備えてジェネリック故障を監視することができるとともに、制御部及びモニタ部の劣化度まで検知することができる、電子機器のヘルスモニタリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子機器のヘルスモニタリング装置が適用されるアクチュエータ制御システムの概略を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電子機器のヘルスモニタリング装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電子機器のヘルスモニタリング装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る電子機器のヘルスモニタリング装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態は、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視するための、電子機器のヘルスモニタリング装置として、広く適用することができるものである。
【００２７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子機器のヘルスモニタリング装置２が適用されるアクチュエータ制御システム１の概略を示すブロック図である。図１に示すアクチュエータ制御システム１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１００の動作を電気信号によって制御するＦＢＷ（Fly By Wire）システムである飛行制御システムとして設けられている。
【００２８】
アクチュエータ制御システム１によって動作が制御される舵面１００を構成する航空機の動翼（操縦翼面）として、補助翼（エルロン）や方向舵（ラダー）、昇降舵（エレベータ）等が挙げられる。この舵面１００は、複数のアクチュエータ（１０１、１０１）によって駆動され、各アクチュエータ１０１は、例えば、油圧シリンダを有する機構として設けられている。
【００２９】
また、アクチュエータ（１０１、１０１）のそれぞれは、後述する各ＡＣＥ２の制御によって動作するように構成されている。更に、アクチュエータ（１０１、１０１）は、ソレノイドバルブ（１０２、１０２）のそれぞれが各ＡＣＥ２によって駆動されることで、舵面１００の動きに従って動作するように（舵面１００に従動するように）も構成されている。また、各ソレノイドバルブ（以下「ＳＯＶ」という。）１０２は、各アクチュエータ１０１に対応するように設けられている。
【００３０】
尚、本実施形態においては、ＡＣＥ２が、動作制御対象としての動作機器であるアクチュエータ１０１に対する制御信号を出力する本実施形態における電子機器を構成している。そして、本実施形態においては、このＡＣＥ２において、電子機器であるＡＣＥ２の健全性を監視するための機能が備えられている。即ち、ＡＣＥ２は、本実施形態における電子機器のヘルスモニタリング装置２も構成している。また、以下の説明では、ＡＣＥ２について、「電子機器２」又は「ヘルスモニタリング装置２」とも称する。
【００３１】
尚、ヘルスモニタリング装置２が適用される動作制御対象としての動作機器の形態は、舵面１００の駆動用のアクチュエータ１０１として構成される形態に限られなくてもよい。即ち、種々の形態の動作機器に対してヘルスモニタリング装置２が適用されてもよい。
【００３２】
図１に示すように、アクチュエータ制御システム１は、航空機において、各アクチュエータ１０１に対応してそれぞれ設けられている。このため、アクチュエータ制御システム１は、１つの舵面１００に対して、複数（本実施形態では、２つ）設けられている。
【００３３】
図２は、アクチュエータ制御システム１のＡＣＥ２の構成を示すブロック図である。図１及び図２に示すように、アクチュエータ制御システム１は、ＦＣＣ（Flight Control Computer）３と、ＡＣＥ（Actuator Control Electronics）２と、ＦＣＣ３とＡＣＥ２との間の通信用のデジタルデータバス４と、を備えて構成されている。そして、ＦＣＣ３及びＡＣＥ２が１つのアクチュエータ１０１に対応するように設けられている。
【００３４】
尚、図２においては、１つの舵面１００に対して設けられた複数のアクチュエータ制御システム１のうちの一方のアクチュエータ制御システム１のブロック図について図示しており、他方のアクチュエータ制御システム１のブロック図については、同様となるため、図示を省略している。また、以下の説明においては一方のアクチュエータ制御システム１のＦＣＣ３及びＡＣＥ２について説明することで、同様に構成される他方のアクチュエータ制御システム１におけるＦＣＣ３及びＡＣＥ２の説明を省略する。
【００３５】
図２に示すＦＣＣ３は、パイロット（図示せず）の操作によって生成される操作信号等に基づいて、舵面１００の動作を指令する指令信号を生成し、この指令信号をＡＣＥ２に対して出力する上位のコントローラとして設けられている。このＦＣＣ３からの指令信号に基づいて、舵面１００の動作が制御されることになる。このＦＣＣ３においては、上記の指令信号を生成する指令生成部１１が設けられている。尚、指令生成部１１は、例えば、ＦＣＣ３に備えられる図示を省略したＣＰＵ（Central Processing Unit）によってＦＣＣ３に備えられる図示を省略したメモリに記憶されたプログラムが実行されることによって構築される。そして、ＦＣＣ３は、上記の指令信号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４を介してＡＣＥ２に送信するように構成されている。
【００３６】
次に、ＡＣＥ２について説明する。図２に示すＡＣＥ２は、ＦＣＣ３からの指令信号に基づいてアクチュエータ１０１を制御する本実施形態の電子機器２を構成するとともに、電子機器の２の健全性を監視する本実施形態のヘルスモニタリング装置２を構成している。このＡＣＥ２は、アクチュエータ１０１と一体的に設置され又は近接した場所に設置されている。そして、ＡＣＥ２においては、Ｉ／Ｆ（インターフェース）１２、第１演算処理装置１３、第２演算処理装置１４、Ｄ／Ａ（デジタルアナログ変換部）１５、１６及び１７、Ａ／Ｄ（アナログデジタル変換部）１８及び１９、リレー２０、アンプ２１、ＳＯＶドライバ２２、等が設けられている。
【００３７】
Ｉ／Ｆ１２は、デジタルデータバス４を介してＦＣＣ３との間で信号の入出力を行うように構成されている。第１演算処理装置１３は、制御部２３、第１記憶部２４、第１注意信号出力部２５、等を備えて構成され、例えば、電子部品が実装された回路基板として設けられている。
【００３８】
制御部２３は、デジタル演算装置として構成され、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、或いはＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成されている。そして、制御部２３は、Ｉ／Ｆ１２を介して入力されるＦＣＣ３からの指令信号と、アクチュエータ１０１から送信される帰還信号と、図示し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、アクチュエータ１０１の動作を制御するための制御信号を生成するように構成されている。
【００３９】
制御部２３によって生成された制御信号は、Ｄ／Ａ１６においてデジタルデータからアナログデータに変換される。そして、Ｄ／Ａ１６にてアナログデータに変換された制御信号は、リレー２０を介してアンプ２１に入力され、このアンプ２１において増幅されてアクチュエータ１０１に出力される。
【００４０】
尚、後述のモニタ部２６において異常が検知されていないときにおいては、リレー２０は、図２に示すように、Ｄ／Ａ１６とアンプ２１とを接続する状態となっている。また、Ｄ／Ａ１８にてデジタルデータからアナログデータに変換された制御信号は、再び、Ａ／Ｄ１８にてアナログデータからデジタルデータへと変換され、後述の第１注意信号出力部２５にて取得される。また、アクチュエータ１０１からの帰還信号は、Ａ／Ｄ１５においてアナログデータからデジタルデータに変換される。この帰還信号は、第１演算処理装置１３の制御部２３と第２演算処理装置１４のモニタ部２６とに入力される。
【００４１】
第１記憶部２４は、例えば、半導体記憶装置、磁気記憶装置、或いは光学記憶装置として設けられ、後述する第２演算処理装置１４の第２記憶部２７とともに本実施形態における記憶部を構成している。そして、第１記憶部２４には、制御部２３に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第１基準値が記憶されている。尚、制御部２３に対して入力又は出力される入出力電気信号としては、例えば、ＦＣＣ３からの指令信号、アクチュエータ１０１からの帰還信号、アクチュエータ１０１の動作を制御するための制御信号、等がある。
【００４２】
また、上記の第１基準値は、制御部２３の製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて第１記憶部２４に記憶される。即ち、第１基準値は、制御部２３を構成するデジタル演算装置の製造が完了して以降、このデジタル演算装置について、航空機に搭載されたアクチュエータ制御システム１のＡＣＥ２における第１演算処理装置１３の制御部２３としての運用が開始されるまでの間において、入出力電気信号の電圧値又は電流値の初期状態での値としての基準値として取得され、第１記憶部２４に記憶される。
【００４３】
第１基準値が取得されて第１記憶部２４に記憶されるタイミングとしては、例えば、アクチュエータ制御システム１が航空機に搭載されて以降における初めてのプリフライトチェックが行われるタイミングが選択される。尚、プリフライトチェックは、航空機の離陸前にトレーラによって引っ張られた航空機が滑走路を移動する際に各機器の作動確認のために行われるテストであり、航空機の離陸前に毎回行われる。そして、このプリフライトチェックにおいて、各アクチュエータ１０１の作動確認も行われる。このため、プリフライトチェックの際においても、制御部２３においては、ＦＣＣ３からの指令信号及びアクチュエータ１０１からの帰還信号等に基づいて、アクチュエータ１０１の動作を制御するための制御信号の生成が行われることになる。
【００４４】
第１注意信号出力部２５は、制御部２３に対する入出力電気信号と第１記憶部２４に記憶された上記の第１基準値とを比較してそれらの乖離量を演算するように構成されている。更に、この第１注意信号出力部２５は、演算した乖離量の大きさが、予め設定された所定の第１の閾値を超えている場合に、制御部２３の劣化を検知したことを報知するための第１注意信号を出力する。この第１注意信号出力部２５は、制御部２３としても機能するデジタル演算装置によって構成される。即ち、同一のデジタル演算装置によって、制御部２３としての機能と、第１注意信号出力部２５としての機能とが実現される。このように、制御部２３及び第１注意信号出力部２５は、同一の演算処理装置１３において構成されている。尚、制御部２３に対する入出力電気信号のうち制御部２３から出力される制御信号については、前述のように、Ａ／Ｄ１８を介して第１注意信号出力部２５にて取得される。
【００４５】
第１注意信号出力部２５において上記のように制御部２３の劣化が検知されて第１注意信号が出力されると、この第１注意信号は、Ｉ／Ｆ１２及びデジタルデータバス４を介してＦＣＣ３に対して入力される。第１注意信号が入力されたＦＣＣ３は、例えば、図示しない表示装置に制御部２３の劣化が発生していることを報知するためのアラームメッセージ等を表示させるようにこの表示装置を制御することになる。これにより、パイロット或いは整備担当者が、ＡＣＥ２の制御部２３において劣化が発生したことを把握することができる。
【００４６】
また、第１注意信号出力部２５は、上記の第１基準値が取得された条件と同一の条件において、制御部２３に対する入出力電気信号を取得し、この取得した入出力電気信号を第１基準値と比較することになる。このため、第１基準値の取得が、アクチュエータ制御システム１が航空機に搭載されて以降の初めてのプリフライトチェックのタイミングに行われている場合であれば、第１基準値と比較される入出力電気信号についても、離陸前に毎回行われる各プリフライトチェックのタイミングでそれぞれ取得されることになる。
【００４７】
また、第１注意信号出力部２５は、上記のように、第１基準値とこの第１基準値が取得された条件と同一の条件で取得した入出力電気信号とを比較して演算した乖離量の大きさが所定の第１の閾値を超えているか否かを判断するが、この第１の閾値については、１つの水準に設定されていてもよく、また、複数の水準に亘って設定されていてもよい。尚、第１の閾値が複数の水準に亘って設定されている場合は、第１注意信号は、複数の第１の閾値のそれぞれに対応して複数種類出力される。
【００４８】
第２演算処理装置１４は、モニタ部２６、第２記憶部２７、第２注意信号出力部２８、等を備えて構成され、例えば、電子部品が実装された回路基板として設けられている。
【００４９】
モニタ部２６は、デジタル演算装置として構成され、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、或いはＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成されている。そして、モニタ部２６は、制御部２３と同一の演算を行うことで、制御部２３の状態を監視するように構成されている。このため、モニタ部２６においては、Ｉ／Ｆ１２を介して入力されるＦＣＣ３からの指令信号と、アクチュエータ１０１から送信される帰還信号と、図示し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、制御部２３によるアクチュエータ１０１の動作を制御するための制御信号の生成の場合と同一の演算により生成されるモニタ制御信号が生成される。そして、モニタ部２６は、モニタ部２６での演算結果を制御部２３での演算結果と比較することで、制御部２３の異常を監視するように構成されている。これにより、ＡＣＥ２は、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であるジェネリック故障の発生が監視されるように構成されている。
【００５０】
モニタ部２６によって生成された上記のモニタ制御信号は、Ｄ／Ａ１７においてデジタルデータからアナログデータに変換される。そして、Ｄ／Ａ１７にてアナログデータに変換されたモニタ制御信号は、再び、Ａ／Ｄ１９にてアナログデータからデジタルデータへと変換され、後述の第２注意信号出力部２８にて取得される。
【００５１】
また、モニタ部２６において異常が検知された場合には、リレー２０を切り替える切替信号がモニタ部２６から出力される。これにより、リレー２０の状態が、図２に示す状態からＤ／Ａ１６とアンプ２１との接続が解除された状態に切り替えられ、Ｄ／Ａ１６からの制御信号がアンプ２１に入力されない状態となる。このため、制御部２３で生成された制御信号に基づくアクチュエータ１０１の制御が停止されることになる。
【００５２】
更に、モニタ部２６において異常が検知された場合には、アクチュエータ１０１を外部負荷に従動させるように（舵面１００に従動させるように）ＳＯＶ１０２を駆動する従動指令信号が、モニタ部２６からＤ／Ａ１７を介してＳＯＶドライバ２２に出力される。これにより、ＳＯＶドライバ２２は、アクチュエータ１０１を舵面１００に従動させるように、ＳＯＶ１０２を駆動する。
【００５３】
第２記憶部２７は、例えば、半導体記憶装置、磁気記憶装置、或いは光学記憶装置として設けられ、前述のように、第１演算処理装置１３の第１記憶部２４とともに本実施形態における記憶部を構成している。そして、第２記憶部２７は、モニタ部２６に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第２基準値が記憶されている。尚、モニタ部２６に対して入力又は出力される入出力電気信号としては、例えば、ＦＣＣ３からの指令信号、アクチュエータ１０１からの帰還信号、前述のモニタ制御信号、等がある。
【００５４】
また、上記の第２基準値は、モニタ部２３の製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて第２記憶部２７に記憶される。即ち、第２基準値は、モニタ部２７を構成するデジタル演算装置の製造が完了して以降、このデジタル演算装置について、航空機に搭載されたアクチュエータ制御システム１のＡＣＥ２における第２演算処理装置１４のモニタ部２６としての運用が開始されるまでの間において、入出力電気信号の電圧値又は電流値の初期状態での値としての基準値として取得され、第２記憶部２７に記憶される。
【００５５】
第２基準値が取得されて第２記憶部２７に記憶されるタイミングとしては、例えば、アクチュエータ制御システム１が航空機に搭載されて以降における初めてのプリフライトチェックが行われるタイミングが選択される。尚、前述のように、プリフライトチェックにおいては、各アクチュエータ１０１の作動確認も行われる。このため、プリフライトチェックの際においても、モニタ部２６においては、ＦＣＣ３からの指令信号及びアクチュエータ１０１からの帰還信号等に基づいて、前述のモニタ制御信号の生成が行われることになる。
【００５６】
第２注意信号出力部２８は、モニタ部２６に対する入出力電気信号と第２記憶部２７に記憶された上記の第２基準値とを比較してそれらの乖離量を演算するように構成されている。更に、この第２注意信号出力部２８は、演算した乖離量の大きさが、予め設定された所定の第２の閾値を超えている場合に、モニタ部２６の劣化を検知したことを報知するための第２注意信号を出力する。この第２注意信号出力部２８は、モニタ部２６としても機能するデジタル演算装置によって構成される。即ち、同一のデジタル演算装置によって、モニタ部２６としての機能と、第２注意信号出力部２８としての機能とが実現される。このように、モニタ部２６及び第２注意信号出力部２８は、同一の演算処理装置１４において構成されている。尚、モニタ部２６に対する入出力電気信号のうちモニタ部２６から出力されるモニタ制御信号については、前述のように、Ａ／Ｄ１９を介して第２注意信号出力部２８にて取得される。
【００５７】
第２注意信号出力部２８において上記のようにモニタ部２６の劣化が検知されて第２注意信号が出力されると、この第２注意信号は、Ｉ／Ｆ１２及びデジタルデータバス４を介してＦＣＣ３に対して入力される。第２注意信号が入力されたＦＣＣ３は、例えば、図示しない表示装置にモニタ部２６の劣化が発生していることを報知するためのアラームメッセージ等を表示させるようにこの表示装置を制御することになる。これにより、パイロット或いは整備担当者が、ＡＣＥ２のモニタ部２６において劣化が発生したことを把握することができる。
【００５８】
また、第２注意信号出力部２８は、上記の第２基準値が取得された条件と同一の条件において、モニタ部２６に対する入出力電気信号を取得し、この取得した入出力電気信号を第２基準値と比較することになる。このため、第２基準値の取得が、アクチュエータ制御システム１が航空機に搭載されて以降の初めてのプリフライトチェックのタイミングに行われている場合であれば、第２基準値と比較される入出力電気信号についても、離陸前に毎回行われる各プリフライトチェックのタイミングでそれぞれ取得されることになる。
【００５９】
また、第２注意信号出力部２８は、上記のように、第２基準値とこの第２基準値が取得された条件と同一の条件で取得した入出力電気信号とを比較して演算した乖離量の大きさが所定の第２の閾値を超えているか否かを判断するが、この第２の閾値については、１つの水準に設定されていてもよく、また、複数の水準に亘って設定されていてもよい。尚、第２の閾値が複数の水準に亘って設定されている場合は、第２注意信号は、複数の第２の閾値のそれぞれに対応して複数種類出力される。
【００６０】
次に、電子機器２及びヘルスモニタリング装置２として設けられたＡＣＥ２の作動について説明する。ＡＣＥ２のモニタ部２６にて異常が検知されていない通常の作動時においては、ＦＣＣ３からの指令信号に基づいてＡＣＥ２における第１演算処理装置１３の制御部２３が制御信号を生成してアクチュエータ１０１の作動を制御する。これにより、アクチュエータ１０１によって駆動される舵面１００の動作が制御されている。
【００６１】
一方、ＡＣＥ２のモニタ部２６にて異常が検知されたときは、モニタ部２６から切替信号が出力され、リレー２０の状態がＤ／Ａ１６とアンプ２１との接続が解除された状態に切り替えられる。これにより、制御部２３で生成された制御信号に基づくアクチュエータ１０１の制御が停止される。また、モニタ部２６から従動指令信号がＳＯＶドライバ２２に出力され、アクチュエータ１０１を舵面１００に従動させるようにＳＯＶ１０２を駆動するＳＯＶドライバ２２による制御が開始される。
【００６２】
また、第１基準値が取得された条件と同一の条件が成立したタイミング（例えば、プリフライトチェックのタイミング）において、制御部２３に対する入出力電気信号が第１注意信号出力部２５にて取得される。そして、この取得された入出力電気信号と第１基準値との乖離量が演算され、所定の第１の閾値を超えている場合のみ、制御部２３の劣化が検知されたことを報知するための第１注意信号が第１注意信号出力部２５からＩ／Ｆ１２及びデジタルデータバス４を介してＦＣＣ３に出力される。
【００６３】
また、第２基準値が取得された条件と同一の条件が成立したタイミング（例えば、プリフライトチェックのタイミング）において、モニタ部２６に対する入出力電気信号が第２注意信号出力部２８にて取得される。そして、この取得された入出力電気信号と第２基準値との乖離量が演算され、所定の第２の閾値を超えている場合のみ、モニタ部２６の劣化が検知されたことを報知するための第２注意信号が第２注意信号出力部２８からＩ／Ｆ１２及びデジタルデータバス４を介してＦＣＣ３に出力される。
【００６４】
以上説明したように、ヘルスモニタリング装置２によると、モニタ部２６において制御部２３での処理についての電子機器２の作動に関する異常が監視されることになり、ジェネリック故障を監視する構成を実現することができる。そして、制御部２３については、第１注意信号出力部２５にて、製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて記憶された入出力電気信号の基準値である第１基準値と、この第１基準値と同一条件で取得される入出力電気信号との乖離量が、演算される。制御部２３においてその初期状態に対する性能の劣化が進行すると、この乖離量が増大することになる。更に、第１注意信号出力部２５では、上記の乖離量が所定の閾値（第１の閾値）を超えている場合、即ち劣化度が所定の度合以上に進行した場合に、劣化が検知されて注意信号（第１注意信号）が出力される。よって、このヘルスモニタリング装置２によると、制御部２３の劣化度が検知され、即ち、制御部２３がどれだけ故障し易い状況にあるかということが定量的に把握され、報知されることになる。
【００６５】
また、モニタ部２６については、第２注意信号出力部２８にて、製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて記憶された入出力電気信号の基準値である第２基準値と、この第２基準値と同一条件で取得される入出力電気信号との乖離量が、演算される。モニタ部２６においてその初期状態に対する性能の劣化が進行すると、この乖離量が増大することになる。更に、第２注意信号出力部２８では、上記の乖離量が所定の閾値（第２の閾値）を超えている場合、即ち劣化度が所定の度合以上に進行した場合に、劣化が検知されて注意信号（第２注意信号）が出力される。よって、このヘルスモニタリング装置２によると、モニタ部２６の劣化度が検知され、即ち、モニタ部２６がどれだけ故障し易い状況にあるかということが定量的に把握され、報知されることになる。
【００６６】
上記により、このヘルスモニタリング装置２においては、制御部２３及びモニタ部２６のそれぞれの劣化度が検知されることになり、制御部２３又はモニタ部２６にて故障が発生する前の適切なタイミングで機器や部品の交換等のメンテナンスが可能となる。このため、電子機器２から制御信号が出力されるアクチュエータ１０１の効率的な運転が電子機器２の故障の発生によって妨げられてしまう機会が発生することが、抑制されることになる。このように、ヘルスモニタリング装置２では、動作制御対象としての動作機器（アクチュエータ１０１）に対する制御信号を出力する電子機器２の健全性を監視することができる。
【００６７】
従って、本実施形態によると、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器２の健全性を監視することができ、制御部２３及びモニタ部２６を備えてジェネリック故障を監視することができるとともに、制御部２３及びモニタ部２６の劣化度まで検知することができる、電子機器のヘルスモニタリング装置２を提供することができる。
【００６８】
また、本実施形態によると、第１及び第２の閾値のそれぞれが複数水準に亘って設定され、第１及び第２注意信号が各水準に対応して複数種類出力されるヘルスモニタリング装置２を構成することもできる。このヘルスモニタリング装置２によると、制御部２３及びモニタ部２６における劣化度が複数段階に亘って段階的に検知されて報知されることになる。このため、メンテナンスにおいて、注意信号の水準に応じて段階的に異なる対応が可能となり、より劣化の状況に即して段階的に適切な対応が可能となる。
【００６９】
また、ヘルスモニタリング装置２によると、制御部２３及び第１注意信号出力部２５と、モニタ部２６及び第２注意信号出力部２８とが、それぞれ同一の演算処理装置において構成される。このため、制御部２３としての機能を実現する第１演算処理装置１３を有効的に利用して第１注意信号出力部２５の機能も負担させ、モニタ部２６としての機能を実現する第２演算処理装置１４を有効的に利用して第２注意信号出力部２８の機能も負担させることができる。これにより、ヘルスモニタリング装置２全体として、構成の簡素化及び合理化を図ることができる。
【００７０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る電子機器のヘルスモニタリング装置２ａについて説明する。図３は、本実施形態のヘルスモニタリング装置２ａを含むアクチュエータ制御システム１ａを示すブロック図であって、ヘルスモニタリング装置２ａの構成を示すブロック図である。
【００７１】
アクチュエータ制御システム１ａは、第１実施形態のアクチュエータ制御システム１と同様に、図示していない航空機に搭載されており、航空機の舵面１００の動作を電気信号によって制御するＦＢＷ（Fly By Wire）システムである飛行制御システムとして設けられている。そして、アクチュエータ制御システム１ａは、ＦＣＣ（Flight Control Computer）３と、ＡＣＥ（Actuator Control Electronics）２ａと、ＦＣＣ３とＡＣＥ２ａとの間の通信用のデジタルデータバス４と、を備えて構成されている。そして、ＦＣＣ３及びＡＣＥ２ａが１つのアクチュエータ１０１に対応するように設けられている。
【００７２】
尚、本実施形態においては、ＡＣＥ２ａが、動作制御対象としての動作機器であるアクチュエータ１０１に対する制御信号を出力する本実施形態における電子機器を構成している。そして、本実施形態においては、このＡＣＥ２ａにおいて、電子機器であるＡＣＥ２ａの健全性を監視するための機能が備えられている。即ち、ＡＣＥ２ａは、本実施形態における電子機器のヘルスモニタリング装置２ａも構成している。尚、以下の説明では、ＡＣＥ２ａについて、「電子機器２ａ」又は「ヘルスモニタリング装置２ａ」とも称する。また、以下の説明では、第１実施形態と同様に構成される要素については、図面において同一の符号を付すことで説明を省略し、第１実施形態と構成が異なる点について説明する。
【００７３】
図３に示すように、ＡＣＥ２ａにおいては、Ｉ／Ｆ（インターフェース）１２、第１演算処理装置１３ａ、第２演算処理装置１４ａ、Ｄ／Ａ（デジタルアナログ変換部）１５、１６及び１７、Ａ／Ｄ（アナログデジタル変換部）１８及び１９、リレー２０、アンプ２１、ＳＯＶドライバ２２、等が設けられている。
【００７４】
ＡＣＥ２ａにおける第１演算処理装置１３ａは、制御部２３、記憶部２４ａ、第１注意信号出力部２５ａ、第２注意信号出力部２８ａ、等を備えて構成され、例えば、電子部品が実装された回路基板として設けられている。また、ＡＣＥ２ａにおける第２演算処理装置１４ａは、モニタ部２６等を備えて構成され、例えば、電子部品が実装された回路基板として設けられている。
【００７５】
制御部２３は、デジタル演算装置として構成され、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、或いはＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成されている。そして、第１演算処理装置１３ａの制御部２３は、第１実施形態の第１演算処理装置１３の制御部２３と同様に構成され、ＦＣＣ３からの指令信号及びアクチュエータ１０１からの帰還信号等に基づいて、アクチュエータ１０１の動作を制御するための制御信号を生成するように構成されている。
【００７６】
モニタ部２６は、デジタル演算装置として構成され、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、或いはＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成されている。そして、第２演算処理装置１４ａのモニタ部２６は、第１実施形態の第２演算処理装置１４のモニタ部２６と同様に構成され、制御部２３と同一の演算を行うことで、制御部２３の状態を監視するように構成されている。
【００７７】
記憶部２４ａは、例えば、半導体記憶装置、磁気記憶装置、或いは光学記憶装置として設けられ、本実施形態における記憶部を構成している。即ち、ＡＣＥ２ａにおいては、第１実施形態のＡＣＥ２とは異なり、第１演算処理装置１３ａのみに本実施形態の記憶部が設けられている。そして、記憶部２４ａは、制御部２３に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第１基準値と、モニタ部２６に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第２基準値と、が記憶されている。
【００７８】
尚、制御部２３に対する入出力電気信号、モニタ部２６に対する入出力電気信号、第１基準値、第２基準値は、それぞれ第１実施形態と同様の信号として構成される。また、第１基準値及び第２基準値は、第１実施形態と同様に、制御部２３及びモニタ部２６の製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて記憶部２４ａに記憶される。例えば、第１基準値及び第２基準値が取得されて記憶部２４ａに記憶されるタイミングとしては、アクチュエータ制御システム１ａが航空機に搭載されて以降における初めてのプリフライトチェックが行われるタイミングが選択される。
【００７９】
第１注意信号出力部２５ａは、第１実施形態の第１注意信号出力部２５と同様に構成されている。即ち、第１注意信号出力部２５ａは、制御部２３に対する入出力電気信号と記憶部２４ａに記憶された第１基準値とを比較してそれらの乖離量を演算し、この乖離量の大きさが所定の第１の閾値を超えている場合に、制御部２３の劣化を検知したことを報知するための第１注意信号を出力するように構成されている。そして、第１注意信号出力部２５ａは、第１基準値が取得された条件と同一の条件において、制御部２３に対する入出力電気信号を取得するように構成されている。
【００８０】
また、第２注意信号出力部２８ａは、第１実施形態の第２注意信号出力部２８と同様に構成されている。即ち、第２注意信号出力部２８ａは、モニタ部２６に対する入出力電気信号と記憶部２４ａに記憶された第２基準値とを比較してそれらの乖離量を演算し、この乖離量の大きさが所定の第２の閾値を超えている場合に、モニタ部２６の劣化を検知したことを報知するための第２注意信号を出力するように構成されている。そして、第２注意信号出力部２８ａは、第２基準値が取得された条件と同一の条件において、モニタ部２６に対する入出力電気信号を取得するように構成されている。
【００８１】
但し、ＡＣＥ２ａにおいては、第１実施形態のＡＣＥ２とは異なり、第１注意信号出力部２５ａ及び第２注意信号出力部２８ａは、制御部２３としても機能するデジタル演算装置によって構成されている。即ち、同一のデジタル演算装置によって、制御部２３としての機能と、第１注意信号出力部２５ａとしての機能と、第２注意信号出力部２８ａとしての機能とが実現される。このように、ＡＣＥ２ａでは、第１注意信号出力部２５ａと、第２注意信号出力部２８ａと、制御部２３とが、同一の演算処理装置１３ａにおいて構成されている。
【００８２】
以上説明したヘルスモニタリング装置２ａは、第１実施形態のヘルスモニタリング装置２と同様に作動し、同様の効果を奏することができる。即ち、本実施形態によると、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器２ａの健全性を監視することができ、制御部２３及びモニタ部２６を備えてジェネリック故障を監視することができるとともに、制御部２３及びモニタ部２６の劣化度まで検知することができる、電子機器のヘルスモニタリング装置２ａを提供することができる。
【００８３】
また、ヘルスモニタリング装置２ａによると、第１注意信号出力部２５ａと第２注意信号出力部２８ａと制御部２３とが、同一の演算処理装置１３ａにおいて構成される。このため、制御部２３としての機能を実現する演算処理装置１３ａを有効的に利用して第１注意信号出力部２５ａ及び第２注意信号出力部２８ａの機能も負担させることができる。これにより、ヘルスモニタリング装置２ａ全体として、構成の簡素化及び合理化を図ることができる。
【００８４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る電子機器のヘルスモニタリング装置１ｂについて説明する。図４は、本実施形態のヘルスモニタリング装置１ｂを構成するアクチュエータ制御装置１ｂの構成を示すブロック図である。
【００８５】
図４に示すアクチュエータ制御装置１ｂは、第１実施形態のアクチュエータ制御システム１と同様に、図示していない航空機に搭載されており、航空機の舵面１００の動作を電気信号によって制御するＦＢＷ（Fly By Wire）システムである飛行制御装置又は飛行制御システムとして設けられている。そして、アクチュエータ制御装置１ａは、ＦＣＣ（Flight Control Computer）３ａと、ＡＣＥ（Actuator Control Electronics）２ｂと、ＦＣＣ３ａとＡＣＥ２ｂとの間の通信用のデジタルデータバス４と、を備えて構成されている。そして、ＦＣＣ３ａ及びＡＣＥ２ｂが１つのアクチュエータ１０１に対応するように設けられている。
【００８６】
尚、本実施形態においては、ＡＣＥ２ｂが、動作制御対象としての動作機器であるアクチュエータ１０１に対する制御信号を出力する本実施形態における電子機器を構成している。そして、本実施形態においては、ＡＣＥ２ｂ及びＦＣＣ３ａを備えるアクチュエータ制御装置１ｂが、電子機器であるＡＣＥ２ａの健全性を監視するための機能が備えられた本実施形態における電子機器のヘルスモニタリング装置１ｂを構成している。尚、以下の説明では、ＡＣＥ２ｂについて「電子機器２ｂ」とも称し、アクチュエータ制御装置１ｂについて「ヘルスモニタリング装置１ｂ」とも称する。また、以下の説明では、第１実施形態と同様に構成される要素については、図面において同一の符号を付すことで説明を省略し、第１実施形態と構成が異なる点について説明する。
【００８７】
図４に示すように、ＡＣＥ２ｂにおいては、Ｉ／Ｆ（インターフェース）１２、第１演算処理装置１３ｂ、第２演算処理装置１４ｂ、Ｄ／Ａ（デジタルアナログ変換部）１５、１６及び１７、Ａ／Ｄ（アナログデジタル変換部）１８及び１９、リレー２０、アンプ２１、ＳＯＶドライバ２２、等が設けられている。
【００８８】
ＡＣＥ２ｂにおける第１演算処理装置１３ｂは、制御部２３等を備えて構成され、例えば、電子部品が実装された回路基板として設けられている。また、ＡＣＥ２ｂにおける第２演算処理装置１４ｂは、モニタ部２６等を備えて構成され、例えば、電子部品が実装された回路基板として設けられている。
【００８９】
制御部２３は、デジタル演算装置として構成され、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、或いはＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成されている。そして、第１演算処理装置１３ｂの制御部２３は、第１実施形態の第１演算処理装置１３の制御部２３と同様に構成され、ＦＣＣ３ａからの指令信号及びアクチュエータ１０１からの帰還信号等に基づいて、アクチュエータ１０１の動作を制御するための制御信号を生成するように構成されている。
【００９０】
モニタ部２６は、デジタル演算装置として構成され、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、或いはＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成されている。そして、第２演算処理装置１４ｂのモニタ部２６は、第１実施形態の第２演算処理装置１４のモニタ部２６と同様に構成され、制御部２３と同一の演算を行うことで、制御部２３の状態を監視するように構成されている。
【００９１】
図４に示すＦＣＣ３ａは、パイロット（図示せず）の操作によって生成される操作信号等に基づいて、舵面１００の動作を指令する指令信号を生成し、この指令信号をＡＣＥ２ｂに対して出力する上位のコントローラとして設けられている（以下の説明では、ＦＣＣ３ａについて、「コントローラ３ａ」とも称する）。このＦＣＣ３ａからの指令信号に基づいて、舵面１００の動作が制御されることになる。
【００９２】
ＦＣＣ３ａにおいては、指令生成部１１、記憶部２４ｂ、第１注意信号出力部２５ｂ、第２注意信号出力部２８ｂ、等が備えられている。ＦＣＣ３ａは、第１実施形態のＦＣＣ３と同様に、前述の指令信号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４を介してＡＣＥ２ｂに送信するように構成されている。
【００９３】
指令生成部１１は、デジタル演算装置として構成され、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、或いはＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成されている。そして、ＦＣＣ３ａの指令生成部１１は、第１実施形態のＦＣＣ３の指令生成部１１と同様に、パイロットの操作によって生成される操作信号等に基づいて前述の指令信号を生成するように構成される。
【００９４】
記憶部２４ｂは、例えば、半導体記憶装置、磁気記憶装置、或いは光学記憶装置として設けられ、本実施形態における記憶部を構成している。即ち、アクチュエータ制御装置１ｂにおいては、第１実施形態のアクチュエータ制御システム１とは異なり、ＦＣＣ３ａに本実施形態の記憶部が設けられている。そして、記憶部２４ｂは、ＡＣＥ２ｂの制御部２３に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第１基準値と、ＡＣＥ２ｂのモニタ部２６に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第２基準値と、が記憶されている。
【００９５】
尚、制御部２３に対する入出力電気信号、モニタ部２６に対する入出力電気信号、第１基準値、第２基準値は、それぞれ第１実施形態と同様の信号として構成される。また、第１基準値及び第２基準値は、第１実施形態と同様に、制御部２３及びモニタ部２６の製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて記憶部２４ｂに記憶される。例えば、第１基準値及び第２基準値が取得されて記憶部２４ｂに記憶されるタイミングとしては、アクチュエータ制御装置１ｂが航空機に搭載されて以降における初めてのプリフライトチェックが行われるタイミングが選択される。
【００９６】
第１注意信号出力部２５ｂは、第１実施形態の第１注意信号出力部２５と同様に構成されている。即ち、第１注意信号出力部２５ｂは、制御部２３に対する入出力電気信号と記憶部２４ｂに記憶された第１基準値とを比較してそれらの乖離量を演算し、この乖離量の大きさが所定の第１の閾値を超えている場合に、制御部２３の劣化を検知したことを報知するための第１注意信号を出力するように構成されている。そして、第１注意信号出力部２５ｂは、第１基準値が取得された条件と同一の条件において、制御部２３に対する入出力電気信号を取得するように構成されている。尚、制御部２３に対する入出力電気信号については、Ｉ／Ｆ１２及びデジタルデータバス４を介して第１注意信号出力部２５ｂにて取得される。
【００９７】
また、第２注意信号出力部２８ｂは、第１実施形態の第２注意信号出力部２８と同様に構成されている。即ち、第２注意信号出力部２８ｂは、モニタ部２６に対する入出力電気信号と記憶部２４ｂに記憶された第２基準値とを比較してそれらの乖離量を演算し、この乖離量の大きさが所定の第２の閾値を超えている場合に、モニタ部２６の劣化を検知したことを報知するための第２注意信号を出力するように構成されている。そして、第２注意信号出力部２８ｂは、第２基準値が取得された条件と同一の条件において、モニタ部２６に対する入出力電気信号を取得するように構成されている。尚、モニタ部２６に対する入出力電気信号については、Ｉ／Ｆ１２及びデジタルデータバス４を介して第２注意信号出力部２８ｂにて取得される。
【００９８】
但し、アクチュエータ制御装置１ｂにおいては、第１実施形態のアクチュエータ制御システム１とは異なり、第１注意信号出力部２５ｂ及び第２注意信号出力部２８ｂは、指令生成部１１としても機能するデジタル演算装置によって構成されている。即ち、同一のデジタル演算装置によって、指令生成部１１としての機能と、第１注意信号出力部２５ｂとしての機能と、第２注意信号出力部２８ｂとしての機能とが実現される。また、アクチュエータ制御装置１ｂにおいては、第１実施形態のアクチュエータ制御システム１とは異なり、記憶部２４ｂがＦＣＣ３ａに設けられている。このように、アクチュエータ制御装置１ｂでは、ＦＣＣ３ａに、記憶部２４ｂと、第１注意信号出力部２５ｂと、第２注意信号出力部２８ｂとが設けられている。
【００９９】
以上説明したヘルスモニタリング装置１ｂは、第１実施形態のヘルスモニタリング装置２と同様に作動し、同様の効果を奏することができる。即ち、本実施形態によると、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器２ｂの健全性を監視することができ、制御部２３及びモニタ部２６を備えてジェネリック故障を監視することができるとともに、制御部２３及びモニタ部２６の劣化度まで検知することができる、電子機器のヘルスモニタリング装置１ｂを提供することができる。
【０１００】
また、ヘルスモニタリング装置１ｂによると、制御部２３及びモニタ部２６が設けられた電子機器２ｂに指令信号を出力する上位のコントローラ３ａに、記憶部２４ｂと第１注意信号出力部２５ｂと第２注意信号出力部２８ｂとが設けられる。このため、上位のコントローラ３ａを有効的に利用して記憶部２４ｂの機能と第１注意信号出力部２５ｂの機能と第２注意信号出力部２８ｂの機能とを負担させることができる。これにより、電子機器２ｂ及び上位のコントローラ３ａを含んで構成されるヘルスモニタリング装置１ｂ全体として、構成の簡素化及び合理化を図ることができる。
【０１０１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のように変更して実施することができる。
【０１０２】
（１）第１乃至第３実施形態では、ヘルスモニタリング装置が適用される動作制御対象としての動作機器が、航空機の舵面の駆動用のアクチュエータである場合を例にとって説明したが、この例に限らず、種々の動作機器に対してヘルスモニタリング装置が適用されてもよい。例えば、本発明のヘルスモニタリング装置が、航空機におけるランディングギア（降着装置）等の脚（航空機の機体を地上で支持する機構）、航空機に設置される空気調和機、航空機のエンジン、等を制御する電子機器の健全性を監視するためのヘルスモニタリング装置として用いられてもよい。また、ヘルスモニタリング装置が適用される用途は、航空機の用途に限定されなくてもよい。例えば、本発明のヘルスモニタリング装置が、発電用に広く用いられるガスタービンエンジン等を制御する電子機器の健全性を監視するためのヘルスモニタリング装置として用いられてもよい。
【０１０３】
（２）第２実施形態では、第１注意信号出力部と、第２注意信号出力部と、制御部とが、同一の演算処理装置において構成され、モニタ部が他の演算処理装置において構成されている形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。第１注意信号出力部と、第２注意信号出力部と、モニタ部とが、同一の演算処理装置において構成され、制御部が他の演算処理装置において構成されているヘルスモニタリング装置を実施してもよい。
【０１０４】
（３）第１乃至第３実施形態では、記憶部に記憶される第１及び第２基準値が取得されるタイミングとして、プリフライトチェックが行われるタイミングを例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。第１及び第２基準値が取得されるタイミングは、制御部及びモニタ部の製造が完了してから運用が開始されるまでの間のタイミングであればどのようなタイミングであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視するための、電子機器のヘルスモニタリング装置として、広く適用することができるものである。
【符号の説明】
【０１０６】
２ ＡＣＥ（電子機器のヘルスモニタリング装置、電子機器）
２３ 制御部
２４ 第１記憶部（記憶部）
２５ 第１注意信号出力部
２６ モニタ部
２７ 第２記憶部（記憶部）
２８ 第２注意信号出力部
１０１ アクチュエータ（動作機器）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視するための、電子機器のヘルスモニタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動作制御対象としての動作機器であるアクチュエータに対する制御信号を出力する電子機器における故障を検知する装置として、特許文献１において、アクチュエータ制御装置に設けられたＡＣＥ（Actuator Control Electronics）が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されたアクチュエータ制御装置は、航空機の舵面の動作を制御する装置として構成されている。そして、このアクチュエータ制御装置には、ＦＣＣ（Flight Control Computer）と、上記のＡＣＥとが設けられている。ＦＣＣは、舵面の動作を制御するための指示信号を生成する装置として構成されている。ＡＣＥは、上記の指示信号に基づいて、舵面を駆動するアクチュエータを制御する制御信号を出力する電子機器として構成されている。
【０００４】
特許文献１に開示されたアクチュエータ制御装置におけるＡＣＥには、ＦＣＣによって生成されて舵面の動作を指令する指示信号に基づいてアクチュエータの動作を制御するための制御信号を生成するデジタル演算部である制御部（３１）が備えられている。そして、このＡＣＥには、更に、ＡＣＥの作動に関する異常を監視するデジタル演算部であるモニタ部（４１）が設けられている。このモニタ部は、上記制御部と同一の処理を行うように構成されている。これにより、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の発生を監視できるように構成されている。
【０００５】
尚、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視するための、電子機器のヘルスモニタリング装置ではないが、特許文献２において、航空機等のモバイルプラットフォームの構造健全性を管理するためのシステムが開示されている。この特許文献２においては、上記システムにより構造健全性が監視されるモバイルプラットフォームとして航空機が開示されており、上記システムにより監視される構造要素として胴体、一対の翼、垂直安定板、一対の水平安定板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２４０６１２号公報
【特許文献２】特表２００８−５０５００４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように、特許文献１に開示されたアクチュエータ制御装置におけるＡＣＥは、アクチュエータに対する制御信号を出力する電子機器として設けられている。そして、このＡＣＥは、制御信号を生成する制御部と、この制御部と同一の処理を行うモニタ部とを有し、制御部及びモニタ部で生成される信号を比較することで、ジェネリック故障を検知するように構成されている。
【０００８】
上記により、特許文献１に開示されたＡＣＥにおいては、ジェネリック故障は検知されるが、制御部及びモニタ部のそれぞれの劣化度、即ち、電子機器であるＡＣＥがどれだけ故障し易い状況にあるかということを検知することはできない。一方、制御部及びモニタ部のそれぞれの劣化度の検知が可能になると、制御部又はモニタ部にて故障が発生する前の適切なタイミングで機器や部品の交換等のメンテナンスが可能となる。このため、電子機器から制御信号が出力される動作機器の効率的な運転が電子機器の故障の発生によって妨げられてしまう機会が発生することが、抑制されることになる。
【０００９】
尚、特許文献２に開示されたモバイルプラットフォームの構造健全性管理システムは、航空機における胴体等の構造要素の健全性が監視されるシステムであり、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視することはできない。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視することができ、制御部及びモニタ部を備えてジェネリック故障を監視することができるとともに、制御部及びモニタ部の劣化度まで検知することができる、電子機器のヘルスモニタリング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】
【００１１】
上記目的を達成するための第１発明に係る電子機器のヘルスモニタリング装置は、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視するための、電子機器のヘルスモニタリング装置であって、前記電子機器に設けられ、前記動作機器の作動を制御する前記制御信号を生成する制御部と、前記電子機器に設けられ、前記制御部と同一の演算を行うことで、前記制御部の状態を監視するモニタ部と、を備えている。そして、第１発明に係る電子機器のヘルスモニタリング装置は、前記制御部に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第１基準値と前記モニタ部に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第２基準値とを記憶する記憶部と、前記制御部に対する入出力電気信号と前記記憶部に記憶された前記第１基準値とを比較してそれらの乖離量を演算するとともに、当該乖離量の大きさが所定の第１の閾値を超えている場合に、前記制御部の劣化を検知したことを報知するための第１注意信号を出力する第１注意信号出力部と、前記モニタ部に対する入出力電気信号と前記記憶部に記憶された前記第２基準値とを比較してそれらの乖離量を演算するとともに、当該乖離量の大きさが所定の第２の閾値を超えている場合に、前記モニタ部の劣化を検知したことを報知するための第２注意信号を出力する第２注意信号出力部と、を更に備え、前記第１基準値及び前記第２基準値は、前記制御部及び前記モニタ部の製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて前記記憶部に記憶され、前記第１注意信号出力部及び前記第２注意信号出力部は、前記第１基準値及び前記第２基準値が取得された条件と同一の条件において、前記制御部及び前記モニタ部のそれぞれに対する入出力電気信号を取得することを特徴とする。
【００１２】
この発明によると、モニタ部において制御部での処理についての電子機器の作動に関する異常が監視されることになり、ジェネリック故障を監視する構成を実現することができる。そして、制御部については、第１注意信号出力部にて、製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて記憶された入出力電気信号の基準値である第１基準値と、この第１基準値と同一条件で取得される入出力電気信号との乖離量が、演算される。制御部においてその初期状態に対する性能の劣化が進行すると、この乖離量が増大することになる。更に、第１注意信号出力部では、上記の乖離量が所定の閾値を超えている場合、即ち劣化度が所定の度合以上に進行した場合に、劣化が検知されて注意信号が出力される。よって、このヘルスモニタリング装置によると、制御部の劣化度が検知され、即ち、制御部がどれだけ故障し易い状況にあるかということが定量的に把握され、報知されることになる。
【００１３】
また、モニタ部については、第２注意信号出力部にて、製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて記憶された入出力電気信号の基準値である第２基準値と、この第２基準値と同一条件で取得される入出力電気信号との乖離量が、演算される。モニタ部においてその初期状態に対する性能の劣化が進行すると、この乖離量が増大することになる。更に、第２注意信号出力部では、上記の乖離量が所定の閾値を超えている場合、即ち劣化度が所定の度合以上に進行した場合に、劣化が検知されて注意信号が出力される。よって、このヘルスモニタリング装置によると、モニタ部の劣化度が検知され、即ち、モニタ部がどれだけ故障し易い状況にあるかということが定量的に把握され、報知されることになる。
【００１４】
上記により、このヘルスモニタリング装置においては、制御部及びモニタ部のそれぞれの劣化度が検知されることになり、制御部又はモニタ部にて故障が発生する前の適切なタイミングで機器や部品の交換等のメンテナンスが可能となる。このため、電子機器から制御信号が出力される動作機器の効率的な運転が電子機器の故障の発生によって妨げられてしまう機会が発生することが、抑制されることになる。このように、本発明のヘルスモニタリング装置では、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視することができる。
【００１５】
従って、本発明によると、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視することができ、制御部及びモニタ部を備えてジェネリック故障を監視することができるとともに、制御部及びモニタ部の劣化度まで検知することができる、電子機器のヘルスモニタリング装置を提供することができる。
【００１６】
第２発明に係る電子機器のヘルスモニタリング装置は、第１発明の電子機器のヘルスモニタリング装置において、前記第１の閾値及び前記第２の閾値のそれぞれは、複数の水準に亘って設定され、前記第１注意信号は、複数の前記第１の閾値のそれぞれに対応して複数種類出力され、前記第２注意信号は、複数の前記第２の閾値のそれぞれに対応して複数種類出力されることを特徴とする。
【００１７】
この発明によると、第１及び第２の閾値のそれぞれが複数水準に亘って設定され、第１及び第２注意信号が各水準に対応して複数種類出力されるため、制御部及びモニタ部における劣化度が複数段階に亘って段階的に検知されて報知されることになる。このため、メンテナンスにおいて、注意信号の水準に応じて段階的に異なる対応が可能となり、より劣化の状況に即して段階的に適切な対応が可能となる。
【００１８】
第３発明に係る電子機器のヘルスモニタリング装置は、第１発明又は第２発明の電子機器のヘルスモニタリング装置において、前記制御部及び前記第１注意信号出力部は同一の演算処理装置において構成され、前記モニタ部及び前記第２注意信号出力部は同一の演算処理装置において構成されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明によると、制御部及び第１注意信号出力部と、モニタ部及び第２注意信号出力部とが、それぞれ同一の演算処理装置において構成される。このため、制御部としての機能を実現する演算処理装置を有効的に利用して第１注意信号出力部の機能も負担させ、モニタ部としての機能を実現する演算処理装置を有効的に利用して第２注意信号出力部の機能も負担させることができる。これにより、ヘルスモニタリング装置全体として、構成の簡素化及び合理化を図ることができる。
【００２０】
第４発明に係る電子機器のヘルスモニタリング装置は、第１発明又は第２発明の電子機器のヘルスモニタリング装置において、前記第１注意信号出力部と、前記第２注意信号出力部と、前記制御部及び前記モニタ部のうちのいずれか一方とは、同一の演算処理装置において構成されていることを特徴とする。
【００２１】
この発明によると、第１及び第２注意信号出力部と、制御部及びモニタ部の一方とが、同一の演算処理装置において構成される。このため、制御部又はモニタ部としての機能を実現する演算処理装置を有効的に利用して第１及び第２注意信号出力部の機能も負担させることができる。これにより、ヘルスモニタリング装置全体として、構成の簡素化及び合理化を図ることができる。
【００２２】
第５発明に係る電子機器のヘルスモニタリング装置は、第１発明又は第２発明の電子機器のヘルスモニタリング装置において、前記制御部及び前記モニタ部が設けられた前記電子機器に対して指令信号を出力する上位のコントローラを備え、前記コントローラに、前記記憶部と、前記第１注意信号出力部と、前記第２注意信号出力部とが設けられていることを特徴とする。
【００２３】
この発明によると、制御部及びモニタ部が設けられた電子機器に指令信号を出力する上位のコントローラに、記憶部と第１及び第２注意信号出力部とが設けられる。このため、上位のコントローラを有効的に利用して記憶部の機能と第１及び第２注意信号出力部の機能とを負担させることができる。これにより、電子機器及び上位のコントローラを含んで構成されるヘルスモニタリング装置全体として、構成の簡素化及び合理化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視することができ、制御部及びモニタ部を備えてジェネリック故障を監視することができるとともに、制御部及びモニタ部の劣化度まで検知することができる、電子機器のヘルスモニタリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子機器のヘルスモニタリング装置が適用されるアクチュエータ制御システムの概略を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電子機器のヘルスモニタリング装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電子機器のヘルスモニタリング装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る電子機器のヘルスモニタリング装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態は、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視するための、電子機器のヘルスモニタリング装置として、広く適用することができるものである。
【００２７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子機器のヘルスモニタリング装置２が適用されるアクチュエータ制御システム１の概略を示すブロック図である。図１に示すアクチュエータ制御システム１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１００の動作を電気信号によって制御するＦＢＷ（Fly By Wire）システムである飛行制御システムとして設けられている。
【００２８】
アクチュエータ制御システム１によって動作が制御される舵面１００を構成する航空機の動翼（操縦翼面）として、補助翼（エルロン）や方向舵（ラダー）、昇降舵（エレベータ）等が挙げられる。この舵面１００は、複数のアクチュエータ（１０１、１０１）によって駆動され、各アクチュエータ１０１は、例えば、油圧シリンダを有する機構として設けられている。
【００２９】
また、アクチュエータ（１０１、１０１）のそれぞれは、後述する各ＡＣＥ２の制御によって動作するように構成されている。更に、アクチュエータ（１０１、１０１）は、ソレノイドバルブ（１０２、１０２）のそれぞれが各ＡＣＥ２によって駆動されることで、舵面１００の動きに従って動作するように（舵面１００に従動するように）も構成されている。また、各ソレノイドバルブ（以下「ＳＯＶ」という。）１０２は、各アクチュエータ１０１に対応するように設けられている。
【００３０】
尚、本実施形態においては、ＡＣＥ２が、動作制御対象としての動作機器であるアクチュエータ１０１に対する制御信号を出力する本実施形態における電子機器を構成している。そして、本実施形態においては、このＡＣＥ２において、電子機器であるＡＣＥ２の健全性を監視するための機能が備えられている。即ち、ＡＣＥ２は、本実施形態における電子機器のヘルスモニタリング装置２も構成している。また、以下の説明では、ＡＣＥ２について、「電子機器２」又は「ヘルスモニタリング装置２」とも称する。
【００３１】
尚、ヘルスモニタリング装置２が適用される動作制御対象としての動作機器の形態は、舵面１００の駆動用のアクチュエータ１０１として構成される形態に限られなくてもよい。即ち、種々の形態の動作機器に対してヘルスモニタリング装置２が適用されてもよい。
【００３２】
図１に示すように、アクチュエータ制御システム１は、航空機において、各アクチュエータ１０１に対応してそれぞれ設けられている。このため、アクチュエータ制御システム１は、１つの舵面１００に対して、複数（本実施形態では、２つ）設けられている。
【００３３】
図２は、アクチュエータ制御システム１のＡＣＥ２の構成を示すブロック図である。図１及び図２に示すように、アクチュエータ制御システム１は、ＦＣＣ（Flight Control Computer）３と、ＡＣＥ（Actuator Control Electronics）２と、ＦＣＣ３とＡＣＥ２との間の通信用のデジタルデータバス４と、を備えて構成されている。そして、ＦＣＣ３及びＡＣＥ２が１つのアクチュエータ１０１に対応するように設けられている。
【００３４】
尚、図２においては、１つの舵面１００に対して設けられた複数のアクチュエータ制御システム１のうちの一方のアクチュエータ制御システム１のブロック図について図示しており、他方のアクチュエータ制御システム１のブロック図については、同様となるため、図示を省略している。また、以下の説明においては一方のアクチュエータ制御システム１のＦＣＣ３及びＡＣＥ２について説明することで、同様に構成される他方のアクチュエータ制御システム１におけるＦＣＣ３及びＡＣＥ２の説明を省略する。
【００３５】
図２に示すＦＣＣ３は、パイロット（図示せず）の操作によって生成される操作信号等に基づいて、舵面１００の動作を指令する指令信号を生成し、この指令信号をＡＣＥ２に対して出力する上位のコントローラとして設けられている。このＦＣＣ３からの指令信号に基づいて、舵面１００の動作が制御されることになる。このＦＣＣ３においては、上記の指令信号を生成する指令生成部１１が設けられている。尚、指令生成部１１は、例えば、ＦＣＣ３に備えられる図示を省略したＣＰＵ（Central Processing Unit）によってＦＣＣ３に備えられる図示を省略したメモリに記憶されたプログラムが実行されることによって構築される。そして、ＦＣＣ３は、上記の指令信号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４を介してＡＣＥ２に送信するように構成されている。
【００３６】
次に、ＡＣＥ２について説明する。図２に示すＡＣＥ２は、ＦＣＣ３からの指令信号に基づいてアクチュエータ１０１を制御する本実施形態の電子機器２を構成するとともに、電子機器の２の健全性を監視する本実施形態のヘルスモニタリング装置２を構成している。このＡＣＥ２は、アクチュエータ１０１と一体的に設置され又は近接した場所に設置されている。そして、ＡＣＥ２においては、Ｉ／Ｆ（インターフェース）１２、第１演算処理装置１３、第２演算処理装置１４、Ｄ／Ａ（デジタルアナログ変換部）１５、１６及び１７、Ａ／Ｄ（アナログデジタル変換部）１８及び１９、リレー２０、アンプ２１、ＳＯＶドライバ２２、等が設けられている。
【００３７】
Ｉ／Ｆ１２は、デジタルデータバス４を介してＦＣＣ３との間で信号の入出力を行うように構成されている。第１演算処理装置１３は、制御部２３、第１記憶部２４、第１注意信号出力部２５、等を備えて構成され、例えば、電子部品が実装された回路基板として設けられている。
【００３８】
制御部２３は、デジタル演算装置として構成され、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、或いはＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成されている。そして、制御部２３は、Ｉ／Ｆ１２を介して入力されるＦＣＣ３からの指令信号と、アクチュエータ１０１から送信される帰還信号と、図示し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、アクチュエータ１０１の動作を制御するための制御信号を生成するように構成されている。
【００３９】
制御部２３によって生成された制御信号は、Ｄ／Ａ１６においてデジタルデータからアナログデータに変換される。そして、Ｄ／Ａ１６にてアナログデータに変換された制御信号は、リレー２０を介してアンプ２１に入力され、このアンプ２１において増幅されてアクチュエータ１０１に出力される。
【００４０】
尚、後述のモニタ部２６において異常が検知されていないときにおいては、リレー２０は、図２に示すように、Ｄ／Ａ１６とアンプ２１とを接続する状態となっている。また、Ｄ／Ａ１８にてデジタルデータからアナログデータに変換された制御信号は、再び、Ａ／Ｄ１８にてアナログデータからデジタルデータへと変換され、後述の第１注意信号出力部２５にて取得される。また、アクチュエータ１０１からの帰還信号は、Ａ／Ｄ１５においてアナログデータからデジタルデータに変換される。この帰還信号は、第１演算処理装置１３の制御部２３と第２演算処理装置１４のモニタ部２６とに入力される。
【００４１】
第１記憶部２４は、例えば、半導体記憶装置、磁気記憶装置、或いは光学記憶装置として設けられ、後述する第２演算処理装置１４の第２記憶部２７とともに本実施形態における記憶部を構成している。そして、第１記憶部２４には、制御部２３に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第１基準値が記憶されている。尚、制御部２３に対して入力又は出力される入出力電気信号としては、例えば、ＦＣＣ３からの指令信号、アクチュエータ１０１からの帰還信号、アクチュエータ１０１の動作を制御するための制御信号、等がある。
【００４２】
また、上記の第１基準値は、制御部２３の製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて第１記憶部２４に記憶される。即ち、第１基準値は、制御部２３を構成するデジタル演算装置の製造が完了して以降、このデジタル演算装置について、航空機に搭載されたアクチュエータ制御システム１のＡＣＥ２における第１演算処理装置１３の制御部２３としての運用が開始されるまでの間において、入出力電気信号の電圧値又は電流値の初期状態での値としての基準値として取得され、第１記憶部２４に記憶される。
【００４３】
第１基準値が取得されて第１記憶部２４に記憶されるタイミングとしては、例えば、アクチュエータ制御システム１が航空機に搭載されて以降における初めてのプリフライトチェックが行われるタイミングが選択される。尚、プリフライトチェックは、航空機の離陸前にトレーラによって引っ張られた航空機が滑走路を移動する際に各機器の作動確認のために行われるテストであり、航空機の離陸前に毎回行われる。そして、このプリフライトチェックにおいて、各アクチュエータ１０１の作動確認も行われる。このため、プリフライトチェックの際においても、制御部２３においては、ＦＣＣ３からの指令信号及びアクチュエータ１０１からの帰還信号等に基づいて、アクチュエータ１０１の動作を制御するための制御信号の生成が行われることになる。
【００４４】
第１注意信号出力部２５は、制御部２３に対する入出力電気信号と第１記憶部２４に記憶された上記の第１基準値とを比較してそれらの乖離量を演算するように構成されている。更に、この第１注意信号出力部２５は、演算した乖離量の大きさが、予め設定された所定の第１の閾値を超えている場合に、制御部２３の劣化を検知したことを報知するための第１注意信号を出力する。この第１注意信号出力部２５は、制御部２３としても機能するデジタル演算装置によって構成される。即ち、同一のデジタル演算装置によって、制御部２３としての機能と、第１注意信号出力部２５としての機能とが実現される。このように、制御部２３及び第１注意信号出力部２５は、同一の演算処理装置１３において構成されている。尚、制御部２３に対する入出力電気信号のうち制御部２３から出力される制御信号については、前述のように、Ａ／Ｄ１８を介して第１注意信号出力部２５にて取得される。
【００４５】
第１注意信号出力部２５において上記のように制御部２３の劣化が検知されて第１注意信号が出力されると、この第１注意信号は、Ｉ／Ｆ１２及びデジタルデータバス４を介してＦＣＣ３に対して入力される。第１注意信号が入力されたＦＣＣ３は、例えば、図示しない表示装置に制御部２３の劣化が発生していることを報知するためのアラームメッセージ等を表示させるようにこの表示装置を制御することになる。これにより、パイロット或いは整備担当者が、ＡＣＥ２の制御部２３において劣化が発生したことを把握することができる。
【００４６】
また、第１注意信号出力部２５は、上記の第１基準値が取得された条件と同一の条件において、制御部２３に対する入出力電気信号を取得し、この取得した入出力電気信号を第１基準値と比較することになる。このため、第１基準値の取得が、アクチュエータ制御システム１が航空機に搭載されて以降の初めてのプリフライトチェックのタイミングに行われている場合であれば、第１基準値と比較される入出力電気信号についても、離陸前に毎回行われる各プリフライトチェックのタイミングでそれぞれ取得されることになる。
【００４７】
また、第１注意信号出力部２５は、上記のように、第１基準値とこの第１基準値が取得された条件と同一の条件で取得した入出力電気信号とを比較して演算した乖離量の大きさが所定の第１の閾値を超えているか否かを判断するが、この第１の閾値については、１つの水準に設定されていてもよく、また、複数の水準に亘って設定されていてもよい。尚、第１の閾値が複数の水準に亘って設定されている場合は、第１注意信号は、複数の第１の閾値のそれぞれに対応して複数種類出力される。
【００４８】
第２演算処理装置１４は、モニタ部２６、第２記憶部２７、第２注意信号出力部２８、等を備えて構成され、例えば、電子部品が実装された回路基板として設けられている。
【００４９】
モニタ部２６は、デジタル演算装置として構成され、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、或いはＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成されている。そして、モニタ部２６は、制御部２３と同一の演算を行うことで、制御部２３の状態を監視するように構成されている。このため、モニタ部２６においては、Ｉ／Ｆ１２を介して入力されるＦＣＣ３からの指令信号と、アクチュエータ１０１から送信される帰還信号と、図示し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、制御部２３によるアクチュエータ１０１の動作を制御するための制御信号の生成の場合と同一の演算により生成されるモニタ制御信号が生成される。そして、モニタ部２６は、モニタ部２６での演算結果を制御部２３での演算結果と比較することで、制御部２３の異常を監視するように構成されている。これにより、ＡＣＥ２は、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であるジェネリック故障の発生が監視されるように構成されている。
【００５０】
モニタ部２６によって生成された上記のモニタ制御信号は、Ｄ／Ａ１７においてデジタルデータからアナログデータに変換される。そして、Ｄ／Ａ１７にてアナログデータに変換されたモニタ制御信号は、再び、Ａ／Ｄ１９にてアナログデータからデジタルデータへと変換され、後述の第２注意信号出力部２８にて取得される。
【００５１】
また、モニタ部２６において異常が検知された場合には、リレー２０を切り替える切替信号がモニタ部２６から出力される。これにより、リレー２０の状態が、図２に示す状態からＤ／Ａ１６とアンプ２１との接続が解除された状態に切り替えられ、Ｄ／Ａ１６からの制御信号がアンプ２１に入力されない状態となる。このため、制御部２３で生成された制御信号に基づくアクチュエータ１０１の制御が停止されることになる。
【００５２】
更に、モニタ部２６において異常が検知された場合には、アクチュエータ１０１を外部負荷に従動させるように（舵面１００に従動させるように）ＳＯＶ１０２を駆動する従動指令信号が、モニタ部２６からＤ／Ａ１７を介してＳＯＶドライバ２２に出力される。これにより、ＳＯＶドライバ２２は、アクチュエータ１０１を舵面１００に従動させるように、ＳＯＶ１０２を駆動する。
【００５３】
第２記憶部２７は、例えば、半導体記憶装置、磁気記憶装置、或いは光学記憶装置として設けられ、前述のように、第１演算処理装置１３の第１記憶部２４とともに本実施形態における記憶部を構成している。そして、第２記憶部２７は、モニタ部２６に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第２基準値が記憶されている。尚、モニタ部２６に対して入力又は出力される入出力電気信号としては、例えば、ＦＣＣ３からの指令信号、アクチュエータ１０１からの帰還信号、前述のモニタ制御信号、等がある。
【００５４】
また、上記の第２基準値は、モニタ部２３の製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて第２記憶部２７に記憶される。即ち、第２基準値は、モニタ部２７を構成するデジタル演算装置の製造が完了して以降、このデジタル演算装置について、航空機に搭載されたアクチュエータ制御システム１のＡＣＥ２における第２演算処理装置１４のモニタ部２６としての運用が開始されるまでの間において、入出力電気信号の電圧値又は電流値の初期状態での値としての基準値として取得され、第２記憶部２７に記憶される。
【００５５】
第２基準値が取得されて第２記憶部２７に記憶されるタイミングとしては、例えば、アクチュエータ制御システム１が航空機に搭載されて以降における初めてのプリフライトチェックが行われるタイミングが選択される。尚、前述のように、プリフライトチェックにおいては、各アクチュエータ１０１の作動確認も行われる。このため、プリフライトチェックの際においても、モニタ部２６においては、ＦＣＣ３からの指令信号及びアクチュエータ１０１からの帰還信号等に基づいて、前述のモニタ制御信号の生成が行われることになる。
【００５６】
第２注意信号出力部２８は、モニタ部２６に対する入出力電気信号と第２記憶部２７に記憶された上記の第２基準値とを比較してそれらの乖離量を演算するように構成されている。更に、この第２注意信号出力部２８は、演算した乖離量の大きさが、予め設定された所定の第２の閾値を超えている場合に、モニタ部２６の劣化を検知したことを報知するための第２注意信号を出力する。この第２注意信号出力部２８は、モニタ部２６としても機能するデジタル演算装置によって構成される。即ち、同一のデジタル演算装置によって、モニタ部２６としての機能と、第２注意信号出力部２８としての機能とが実現される。このように、モニタ部２６及び第２注意信号出力部２８は、同一の演算処理装置１４において構成されている。尚、モニタ部２６に対する入出力電気信号のうちモニタ部２６から出力されるモニタ制御信号については、前述のように、Ａ／Ｄ１９を介して第２注意信号出力部２８にて取得される。
【００５７】
第２注意信号出力部２８において上記のようにモニタ部２６の劣化が検知されて第２注意信号が出力されると、この第２注意信号は、Ｉ／Ｆ１２及びデジタルデータバス４を介してＦＣＣ３に対して入力される。第２注意信号が入力されたＦＣＣ３は、例えば、図示しない表示装置にモニタ部２６の劣化が発生していることを報知するためのアラームメッセージ等を表示させるようにこの表示装置を制御することになる。これにより、パイロット或いは整備担当者が、ＡＣＥ２のモニタ部２６において劣化が発生したことを把握することができる。
【００５８】
また、第２注意信号出力部２８は、上記の第２基準値が取得された条件と同一の条件において、モニタ部２６に対する入出力電気信号を取得し、この取得した入出力電気信号を第２基準値と比較することになる。このため、第２基準値の取得が、アクチュエータ制御システム１が航空機に搭載されて以降の初めてのプリフライトチェックのタイミングに行われている場合であれば、第２基準値と比較される入出力電気信号についても、離陸前に毎回行われる各プリフライトチェックのタイミングでそれぞれ取得されることになる。
【００５９】
また、第２注意信号出力部２８は、上記のように、第２基準値とこの第２基準値が取得された条件と同一の条件で取得した入出力電気信号とを比較して演算した乖離量の大きさが所定の第２の閾値を超えているか否かを判断するが、この第２の閾値については、１つの水準に設定されていてもよく、また、複数の水準に亘って設定されていてもよい。尚、第２の閾値が複数の水準に亘って設定されている場合は、第２注意信号は、複数の第２の閾値のそれぞれに対応して複数種類出力される。
【００６０】
次に、電子機器２及びヘルスモニタリング装置２として設けられたＡＣＥ２の作動について説明する。ＡＣＥ２のモニタ部２６にて異常が検知されていない通常の作動時においては、ＦＣＣ３からの指令信号に基づいてＡＣＥ２における第１演算処理装置１３の制御部２３が制御信号を生成してアクチュエータ１０１の作動を制御する。これにより、アクチュエータ１０１によって駆動される舵面１００の動作が制御されている。
【００６１】
一方、ＡＣＥ２のモニタ部２６にて異常が検知されたときは、モニタ部２６から切替信号が出力され、リレー２０の状態がＤ／Ａ１６とアンプ２１との接続が解除された状態に切り替えられる。これにより、制御部２３で生成された制御信号に基づくアクチュエータ１０１の制御が停止される。また、モニタ部２６から従動指令信号がＳＯＶドライバ２２に出力され、アクチュエータ１０１を舵面１００に従動させるようにＳＯＶ１０２を駆動するＳＯＶドライバ２２による制御が開始される。
【００６２】
また、第１基準値が取得された条件と同一の条件が成立したタイミング（例えば、プリフライトチェックのタイミング）において、制御部２３に対する入出力電気信号が第１注意信号出力部２５にて取得される。そして、この取得された入出力電気信号と第１基準値との乖離量が演算され、所定の第１の閾値を超えている場合のみ、制御部２３の劣化が検知されたことを報知するための第１注意信号が第１注意信号出力部２５からＩ／Ｆ１２及びデジタルデータバス４を介してＦＣＣ３に出力される。
【００６３】
また、第２基準値が取得された条件と同一の条件が成立したタイミング（例えば、プリフライトチェックのタイミング）において、モニタ部２６に対する入出力電気信号が第２注意信号出力部２８にて取得される。そして、この取得された入出力電気信号と第２基準値との乖離量が演算され、所定の第２の閾値を超えている場合のみ、モニタ部２６の劣化が検知されたことを報知するための第２注意信号が第２注意信号出力部２８からＩ／Ｆ１２及びデジタルデータバス４を介してＦＣＣ３に出力される。
【００６４】
以上説明したように、ヘルスモニタリング装置２によると、モニタ部２６において制御部２３での処理についての電子機器２の作動に関する異常が監視されることになり、ジェネリック故障を監視する構成を実現することができる。そして、制御部２３については、第１注意信号出力部２５にて、製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて記憶された入出力電気信号の基準値である第１基準値と、この第１基準値と同一条件で取得される入出力電気信号との乖離量が、演算される。制御部２３においてその初期状態に対する性能の劣化が進行すると、この乖離量が増大することになる。更に、第１注意信号出力部２５では、上記の乖離量が所定の閾値（第１の閾値）を超えている場合、即ち劣化度が所定の度合以上に進行した場合に、劣化が検知されて注意信号（第１注意信号）が出力される。よって、このヘルスモニタリング装置２によると、制御部２３の劣化度が検知され、即ち、制御部２３がどれだけ故障し易い状況にあるかということが定量的に把握され、報知されることになる。
【００６５】
また、モニタ部２６については、第２注意信号出力部２８にて、製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて記憶された入出力電気信号の基準値である第２基準値と、この第２基準値と同一条件で取得される入出力電気信号との乖離量が、演算される。モニタ部２６においてその初期状態に対する性能の劣化が進行すると、この乖離量が増大することになる。更に、第２注意信号出力部２８では、上記の乖離量が所定の閾値（第２の閾値）を超えている場合、即ち劣化度が所定の度合以上に進行した場合に、劣化が検知されて注意信号（第２注意信号）が出力される。よって、このヘルスモニタリング装置２によると、モニタ部２６の劣化度が検知され、即ち、モニタ部２６がどれだけ故障し易い状況にあるかということが定量的に把握され、報知されることになる。
【００６６】
上記により、このヘルスモニタリング装置２においては、制御部２３及びモニタ部２６のそれぞれの劣化度が検知されることになり、制御部２３又はモニタ部２６にて故障が発生する前の適切なタイミングで機器や部品の交換等のメンテナンスが可能となる。このため、電子機器２から制御信号が出力されるアクチュエータ１０１の効率的な運転が電子機器２の故障の発生によって妨げられてしまう機会が発生することが、抑制されることになる。このように、ヘルスモニタリング装置２では、動作制御対象としての動作機器（アクチュエータ１０１）に対する制御信号を出力する電子機器２の健全性を監視することができる。
【００６７】
従って、本実施形態によると、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器２の健全性を監視することができ、制御部２３及びモニタ部２６を備えてジェネリック故障を監視することができるとともに、制御部２３及びモニタ部２６の劣化度まで検知することができる、電子機器のヘルスモニタリング装置２を提供することができる。
【００６８】
また、本実施形態によると、第１及び第２の閾値のそれぞれが複数水準に亘って設定され、第１及び第２注意信号が各水準に対応して複数種類出力されるヘルスモニタリング装置２を構成することもできる。このヘルスモニタリング装置２によると、制御部２３及びモニタ部２６における劣化度が複数段階に亘って段階的に検知されて報知されることになる。このため、メンテナンスにおいて、注意信号の水準に応じて段階的に異なる対応が可能となり、より劣化の状況に即して段階的に適切な対応が可能となる。
【００６９】
また、ヘルスモニタリング装置２によると、制御部２３及び第１注意信号出力部２５と、モニタ部２６及び第２注意信号出力部２８とが、それぞれ同一の演算処理装置において構成される。このため、制御部２３としての機能を実現する第１演算処理装置１３を有効的に利用して第１注意信号出力部２５の機能も負担させ、モニタ部２６としての機能を実現する第２演算処理装置１４を有効的に利用して第２注意信号出力部２８の機能も負担させることができる。これにより、ヘルスモニタリング装置２全体として、構成の簡素化及び合理化を図ることができる。
【００７０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る電子機器のヘルスモニタリング装置２ａについて説明する。図３は、本実施形態のヘルスモニタリング装置２ａを含むアクチュエータ制御システム１ａを示すブロック図であって、ヘルスモニタリング装置２ａの構成を示すブロック図である。
【００７１】
アクチュエータ制御システム１ａは、第１実施形態のアクチュエータ制御システム１と同様に、図示していない航空機に搭載されており、航空機の舵面１００の動作を電気信号によって制御するＦＢＷ（Fly By Wire）システムである飛行制御システムとして設けられている。そして、アクチュエータ制御システム１ａは、ＦＣＣ（Flight Control Computer）３と、ＡＣＥ（Actuator Control Electronics）２ａと、ＦＣＣ３とＡＣＥ２ａとの間の通信用のデジタルデータバス４と、を備えて構成されている。そして、ＦＣＣ３及びＡＣＥ２ａが１つのアクチュエータ１０１に対応するように設けられている。
【００７２】
尚、本実施形態においては、ＡＣＥ２ａが、動作制御対象としての動作機器であるアクチュエータ１０１に対する制御信号を出力する本実施形態における電子機器を構成している。そして、本実施形態においては、このＡＣＥ２ａにおいて、電子機器であるＡＣＥ２ａの健全性を監視するための機能が備えられている。即ち、ＡＣＥ２ａは、本実施形態における電子機器のヘルスモニタリング装置２ａも構成している。尚、以下の説明では、ＡＣＥ２ａについて、「電子機器２ａ」又は「ヘルスモニタリング装置２ａ」とも称する。また、以下の説明では、第１実施形態と同様に構成される要素については、図面において同一の符号を付すことで説明を省略し、第１実施形態と構成が異なる点について説明する。
【００７３】
図３に示すように、ＡＣＥ２ａにおいては、Ｉ／Ｆ（インターフェース）１２、第１演算処理装置１３ａ、第２演算処理装置１４ａ、Ｄ／Ａ（デジタルアナログ変換部）１５、１６及び１７、Ａ／Ｄ（アナログデジタル変換部）１８及び１９、リレー２０、アンプ２１、ＳＯＶドライバ２２、等が設けられている。
【００７４】
ＡＣＥ２ａにおける第１演算処理装置１３ａは、制御部２３、記憶部２４ａ、第１注意信号出力部２５ａ、第２注意信号出力部２８ａ、等を備えて構成され、例えば、電子部品が実装された回路基板として設けられている。また、ＡＣＥ２ａにおける第２演算処理装置１４ａは、モニタ部２６等を備えて構成され、例えば、電子部品が実装された回路基板として設けられている。
【００７５】
制御部２３は、デジタル演算装置として構成され、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、或いはＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成されている。そして、第１演算処理装置１３ａの制御部２３は、第１実施形態の第１演算処理装置１３の制御部２３と同様に構成され、ＦＣＣ３からの指令信号及びアクチュエータ１０１からの帰還信号等に基づいて、アクチュエータ１０１の動作を制御するための制御信号を生成するように構成されている。
【００７６】
モニタ部２６は、デジタル演算装置として構成され、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、或いはＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成されている。そして、第２演算処理装置１４ａのモニタ部２６は、第１実施形態の第２演算処理装置１４のモニタ部２６と同様に構成され、制御部２３と同一の演算を行うことで、制御部２３の状態を監視するように構成されている。
【００７７】
記憶部２４ａは、例えば、半導体記憶装置、磁気記憶装置、或いは光学記憶装置として設けられ、本実施形態における記憶部を構成している。即ち、ＡＣＥ２ａにおいては、第１実施形態のＡＣＥ２とは異なり、第１演算処理装置１３ａのみに本実施形態の記憶部が設けられている。そして、記憶部２４ａは、制御部２３に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第１基準値と、モニタ部２６に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第２基準値と、が記憶されている。
【００７８】
尚、制御部２３に対する入出力電気信号、モニタ部２６に対する入出力電気信号、第１基準値、第２基準値は、それぞれ第１実施形態と同様の信号として構成される。また、第１基準値及び第２基準値は、第１実施形態と同様に、制御部２３及びモニタ部２６の製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて記憶部２４ａに記憶される。例えば、第１基準値及び第２基準値が取得されて記憶部２４ａに記憶されるタイミングとしては、アクチュエータ制御システム１ａが航空機に搭載されて以降における初めてのプリフライトチェックが行われるタイミングが選択される。
【００７９】
第１注意信号出力部２５ａは、第１実施形態の第１注意信号出力部２５と同様に構成されている。即ち、第１注意信号出力部２５ａは、制御部２３に対する入出力電気信号と記憶部２４ａに記憶された第１基準値とを比較してそれらの乖離量を演算し、この乖離量の大きさが所定の第１の閾値を超えている場合に、制御部２３の劣化を検知したことを報知するための第１注意信号を出力するように構成されている。そして、第１注意信号出力部２５ａは、第１基準値が取得された条件と同一の条件において、制御部２３に対する入出力電気信号を取得するように構成されている。
【００８０】
また、第２注意信号出力部２８ａは、第１実施形態の第２注意信号出力部２８と同様に構成されている。即ち、第２注意信号出力部２８ａは、モニタ部２６に対する入出力電気信号と記憶部２４ａに記憶された第２基準値とを比較してそれらの乖離量を演算し、この乖離量の大きさが所定の第２の閾値を超えている場合に、モニタ部２６の劣化を検知したことを報知するための第２注意信号を出力するように構成されている。そして、第２注意信号出力部２８ａは、第２基準値が取得された条件と同一の条件において、モニタ部２６に対する入出力電気信号を取得するように構成されている。
【００８１】
但し、ＡＣＥ２ａにおいては、第１実施形態のＡＣＥ２とは異なり、第１注意信号出力部２５ａ及び第２注意信号出力部２８ａは、制御部２３としても機能するデジタル演算装置によって構成されている。即ち、同一のデジタル演算装置によって、制御部２３としての機能と、第１注意信号出力部２５ａとしての機能と、第２注意信号出力部２８ａとしての機能とが実現される。このように、ＡＣＥ２ａでは、第１注意信号出力部２５ａと、第２注意信号出力部２８ａと、制御部２３とが、同一の演算処理装置１３ａにおいて構成されている。
【００８２】
以上説明したヘルスモニタリング装置２ａは、第１実施形態のヘルスモニタリング装置２と同様に作動し、同様の効果を奏することができる。即ち、本実施形態によると、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器２ａの健全性を監視することができ、制御部２３及びモニタ部２６を備えてジェネリック故障を監視することができるとともに、制御部２３及びモニタ部２６の劣化度まで検知することができる、電子機器のヘルスモニタリング装置２ａを提供することができる。
【００８３】
また、ヘルスモニタリング装置２ａによると、第１注意信号出力部２５ａと第２注意信号出力部２８ａと制御部２３とが、同一の演算処理装置１３ａにおいて構成される。このため、制御部２３としての機能を実現する演算処理装置１３ａを有効的に利用して第１注意信号出力部２５ａ及び第２注意信号出力部２８ａの機能も負担させることができる。これにより、ヘルスモニタリング装置２ａ全体として、構成の簡素化及び合理化を図ることができる。
【００８４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る電子機器のヘルスモニタリング装置１ｂについて説明する。図４は、本実施形態のヘルスモニタリング装置１ｂを構成するアクチュエータ制御装置１ｂの構成を示すブロック図である。
【００８５】
図４に示すアクチュエータ制御装置１ｂは、第１実施形態のアクチュエータ制御システム１と同様に、図示していない航空機に搭載されており、航空機の舵面１００の動作を電気信号によって制御するＦＢＷ（Fly By Wire）システムである飛行制御装置又は飛行制御システムとして設けられている。そして、アクチュエータ制御装置１ａは、ＦＣＣ（Flight Control Computer）３ａと、ＡＣＥ（Actuator Control Electronics）２ｂと、ＦＣＣ３ａとＡＣＥ２ｂとの間の通信用のデジタルデータバス４と、を備えて構成されている。そして、ＦＣＣ３ａ及びＡＣＥ２ｂが１つのアクチュエータ１０１に対応するように設けられている。
【００８６】
尚、本実施形態においては、ＡＣＥ２ｂが、動作制御対象としての動作機器であるアクチュエータ１０１に対する制御信号を出力する本実施形態における電子機器を構成している。そして、本実施形態においては、ＡＣＥ２ｂ及びＦＣＣ３ａを備えるアクチュエータ制御装置１ｂが、電子機器であるＡＣＥ２ａの健全性を監視するための機能が備えられた本実施形態における電子機器のヘルスモニタリング装置１ｂを構成している。尚、以下の説明では、ＡＣＥ２ｂについて「電子機器２ｂ」とも称し、アクチュエータ制御装置１ｂについて「ヘルスモニタリング装置１ｂ」とも称する。また、以下の説明では、第１実施形態と同様に構成される要素については、図面において同一の符号を付すことで説明を省略し、第１実施形態と構成が異なる点について説明する。
【００８７】
図４に示すように、ＡＣＥ２ｂにおいては、Ｉ／Ｆ（インターフェース）１２、第１演算処理装置１３ｂ、第２演算処理装置１４ｂ、Ｄ／Ａ（デジタルアナログ変換部）１５、１６及び１７、Ａ／Ｄ（アナログデジタル変換部）１８及び１９、リレー２０、アンプ２１、ＳＯＶドライバ２２、等が設けられている。
【００８８】
ＡＣＥ２ｂにおける第１演算処理装置１３ｂは、制御部２３等を備えて構成され、例えば、電子部品が実装された回路基板として設けられている。また、ＡＣＥ２ｂにおける第２演算処理装置１４ｂは、モニタ部２６等を備えて構成され、例えば、電子部品が実装された回路基板として設けられている。
【００８９】
制御部２３は、デジタル演算装置として構成され、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、或いはＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成されている。そして、第１演算処理装置１３ｂの制御部２３は、第１実施形態の第１演算処理装置１３の制御部２３と同様に構成され、ＦＣＣ３ａからの指令信号及びアクチュエータ１０１からの帰還信号等に基づいて、アクチュエータ１０１の動作を制御するための制御信号を生成するように構成されている。
【００９０】
モニタ部２６は、デジタル演算装置として構成され、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、或いはＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成されている。そして、第２演算処理装置１４ｂのモニタ部２６は、第１実施形態の第２演算処理装置１４のモニタ部２６と同様に構成され、制御部２３と同一の演算を行うことで、制御部２３の状態を監視するように構成されている。
【００９１】
図４に示すＦＣＣ３ａは、パイロット（図示せず）の操作によって生成される操作信号等に基づいて、舵面１００の動作を指令する指令信号を生成し、この指令信号をＡＣＥ２ｂに対して出力する上位のコントローラとして設けられている（以下の説明では、ＦＣＣ３ａについて、「コントローラ３ａ」とも称する）。このＦＣＣ３ａからの指令信号に基づいて、舵面１００の動作が制御されることになる。
【００９２】
ＦＣＣ３ａにおいては、指令生成部１１、記憶部２４ｂ、第１注意信号出力部２５ｂ、第２注意信号出力部２８ｂ、等が備えられている。ＦＣＣ３ａは、第１実施形態のＦＣＣ３と同様に、前述の指令信号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４を介してＡＣＥ２ｂに送信するように構成されている。
【００９３】
指令生成部１１は、デジタル演算装置として構成され、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、或いはＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成されている。そして、ＦＣＣ３ａの指令生成部１１は、第１実施形態のＦＣＣ３の指令生成部１１と同様に、パイロットの操作によって生成される操作信号等に基づいて前述の指令信号を生成するように構成される。
【００９４】
記憶部２４ｂは、例えば、半導体記憶装置、磁気記憶装置、或いは光学記憶装置として設けられ、本実施形態における記憶部を構成している。即ち、アクチュエータ制御装置１ｂにおいては、第１実施形態のアクチュエータ制御システム１とは異なり、ＦＣＣ３ａに本実施形態の記憶部が設けられている。そして、記憶部２４ｂは、ＡＣＥ２ｂの制御部２３に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第１基準値と、ＡＣＥ２ｂのモニタ部２６に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第２基準値と、が記憶されている。
【００９５】
尚、制御部２３に対する入出力電気信号、モニタ部２６に対する入出力電気信号、第１基準値、第２基準値は、それぞれ第１実施形態と同様の信号として構成される。また、第１基準値及び第２基準値は、第１実施形態と同様に、制御部２３及びモニタ部２６の製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて記憶部２４ｂに記憶される。例えば、第１基準値及び第２基準値が取得されて記憶部２４ｂに記憶されるタイミングとしては、アクチュエータ制御装置１ｂが航空機に搭載されて以降における初めてのプリフライトチェックが行われるタイミングが選択される。
【００９６】
第１注意信号出力部２５ｂは、第１実施形態の第１注意信号出力部２５と同様に構成されている。即ち、第１注意信号出力部２５ｂは、制御部２３に対する入出力電気信号と記憶部２４ｂに記憶された第１基準値とを比較してそれらの乖離量を演算し、この乖離量の大きさが所定の第１の閾値を超えている場合に、制御部２３の劣化を検知したことを報知するための第１注意信号を出力するように構成されている。そして、第１注意信号出力部２５ｂは、第１基準値が取得された条件と同一の条件において、制御部２３に対する入出力電気信号を取得するように構成されている。尚、制御部２３に対する入出力電気信号については、Ｉ／Ｆ１２及びデジタルデータバス４を介して第１注意信号出力部２５ｂにて取得される。
【００９７】
また、第２注意信号出力部２８ｂは、第１実施形態の第２注意信号出力部２８と同様に構成されている。即ち、第２注意信号出力部２８ｂは、モニタ部２６に対する入出力電気信号と記憶部２４ｂに記憶された第２基準値とを比較してそれらの乖離量を演算し、この乖離量の大きさが所定の第２の閾値を超えている場合に、モニタ部２６の劣化を検知したことを報知するための第２注意信号を出力するように構成されている。そして、第２注意信号出力部２８ｂは、第２基準値が取得された条件と同一の条件において、モニタ部２６に対する入出力電気信号を取得するように構成されている。尚、モニタ部２６に対する入出力電気信号については、Ｉ／Ｆ１２及びデジタルデータバス４を介して第２注意信号出力部２８ｂにて取得される。
【００９８】
但し、アクチュエータ制御装置１ｂにおいては、第１実施形態のアクチュエータ制御システム１とは異なり、第１注意信号出力部２５ｂ及び第２注意信号出力部２８ｂは、指令生成部１１としても機能するデジタル演算装置によって構成されている。即ち、同一のデジタル演算装置によって、指令生成部１１としての機能と、第１注意信号出力部２５ｂとしての機能と、第２注意信号出力部２８ｂとしての機能とが実現される。また、アクチュエータ制御装置１ｂにおいては、第１実施形態のアクチュエータ制御システム１とは異なり、記憶部２４ｂがＦＣＣ３ａに設けられている。このように、アクチュエータ制御装置１ｂでは、ＦＣＣ３ａに、記憶部２４ｂと、第１注意信号出力部２５ｂと、第２注意信号出力部２８ｂとが設けられている。
【００９９】
以上説明したヘルスモニタリング装置１ｂは、第１実施形態のヘルスモニタリング装置２と同様に作動し、同様の効果を奏することができる。即ち、本実施形態によると、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器２ｂの健全性を監視することができ、制御部２３及びモニタ部２６を備えてジェネリック故障を監視することができるとともに、制御部２３及びモニタ部２６の劣化度まで検知することができる、電子機器のヘルスモニタリング装置１ｂを提供することができる。
【０１００】
また、ヘルスモニタリング装置１ｂによると、制御部２３及びモニタ部２６が設けられた電子機器２ｂに指令信号を出力する上位のコントローラ３ａに、記憶部２４ｂと第１注意信号出力部２５ｂと第２注意信号出力部２８ｂとが設けられる。このため、上位のコントローラ３ａを有効的に利用して記憶部２４ｂの機能と第１注意信号出力部２５ｂの機能と第２注意信号出力部２８ｂの機能とを負担させることができる。これにより、電子機器２ｂ及び上位のコントローラ３ａを含んで構成されるヘルスモニタリング装置１ｂ全体として、構成の簡素化及び合理化を図ることができる。
【０１０１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のように変更して実施することができる。
【０１０２】
（１）第１乃至第３実施形態では、ヘルスモニタリング装置が適用される動作制御対象としての動作機器が、航空機の舵面の駆動用のアクチュエータである場合を例にとって説明したが、この例に限らず、種々の動作機器に対してヘルスモニタリング装置が適用されてもよい。例えば、本発明のヘルスモニタリング装置が、航空機におけるランディングギア（降着装置）等の脚（航空機の機体を地上で支持する機構）、航空機に設置される空気調和機、航空機のエンジン、等を制御する電子機器の健全性を監視するためのヘルスモニタリング装置として用いられてもよい。また、ヘルスモニタリング装置が適用される用途は、航空機の用途に限定されなくてもよい。例えば、本発明のヘルスモニタリング装置が、発電用に広く用いられるガスタービンエンジン等を制御する電子機器の健全性を監視するためのヘルスモニタリング装置として用いられてもよい。
【０１０３】
（２）第２実施形態では、第１注意信号出力部と、第２注意信号出力部と、制御部とが、同一の演算処理装置において構成され、モニタ部が他の演算処理装置において構成されている形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。第１注意信号出力部と、第２注意信号出力部と、モニタ部とが、同一の演算処理装置において構成され、制御部が他の演算処理装置において構成されているヘルスモニタリング装置を実施してもよい。
【０１０４】
（３）第１乃至第３実施形態では、記憶部に記憶される第１及び第２基準値が取得されるタイミングとして、プリフライトチェックが行われるタイミングを例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。第１及び第２基準値が取得されるタイミングは、制御部及びモニタ部の製造が完了してから運用が開始されるまでの間のタイミングであればどのようなタイミングであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視するための、電子機器のヘルスモニタリング装置として、広く適用することができるものである。
【符号の説明】
【０１０６】
２ ＡＣＥ（電子機器のヘルスモニタリング装置、電子機器）
２３ 制御部
２４ 第１記憶部（記憶部）
２５ 第１注意信号出力部
２６ モニタ部
２７ 第２記憶部（記憶部）
２８ 第２注意信号出力部
１０１ アクチュエータ（動作機器）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視するための、電子機器のヘルスモニタリング装置であって、
前記電子機器に設けられ、前記動作機器の作動を制御する前記制御信号を生成する制御部と、
前記電子機器に設けられ、前記制御部と同一の演算を行うことで、前記制御部の状態を監視するモニタ部と、
前記制御部に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第１基準値と前記モニタ部に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第２基準値とを記憶する記憶部と、
前記制御部に対する入出力電気信号と前記記憶部に記憶された前記第１基準値とを比較してそれらの乖離量を演算するとともに、当該乖離量の大きさが所定の第１の閾値を超えている場合に、前記制御部の劣化を検知したことを報知するための第１注意信号を出力する第１注意信号出力部と、
前記モニタ部に対する入出力電気信号と前記記憶部に記憶された前記第２基準値とを比較してそれらの乖離量を演算するとともに、当該乖離量の大きさが所定の第２の閾値を超えている場合に、前記モニタ部の劣化を検知したことを報知するための第２注意信号を出力する第２注意信号出力部と、
を備え、
前記第１基準値及び前記第２基準値は、前記制御部及び前記モニタ部の製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて前記記憶部に記憶され、
前記第１注意信号出力部及び前記第２注意信号出力部は、前記第１基準値及び前記第２基準値が取得された条件と同一の条件において、前記制御部及び前記モニタ部のそれぞれに対する入出力電気信号を取得することを特徴とする、電子機器のヘルスモニタリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器のヘルスモニタリング装置であって、
前記第１の閾値及び前記第２の閾値のそれぞれは、複数の水準に亘って設定され、
前記第１注意信号は、複数の前記第１の閾値のそれぞれに対応して複数種類出力され、
前記第２注意信号は、複数の前記第２の閾値のそれぞれに対応して複数種類出力されることを特徴とする、電子機器のヘルスモニタリング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電子機器のヘルスモニタリング装置であって、
前記制御部及び前記第１注意信号出力部は同一の演算処理装置において構成され、前記モニタ部及び前記第２注意信号出力部は同一の演算処理装置において構成されていることを特徴とする、電子機器のヘルスモニタリング。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の電子機器のヘルスモニタリング装置であって、
前記第１注意信号出力部と、前記第２注意信号出力部と、前記制御部及び前記モニタ部のうちのいずれか一方とは、同一の演算処理装置において構成されていることを特徴とする、電子機器のヘルスモニタリング装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の電子機器のヘルスモニタリング装置であって、
前記制御部及び前記モニタ部が設けられた前記電子機器に対して指令信号を出力する上位のコントローラを備え、
前記コントローラに、前記記憶部と、前記第１注意信号出力部と、前記第２注意信号出力部とが設けられていることを特徴とする、電子機器のヘルスモニタリング装置。
【請求項１】
動作制御対象としての動作機器に対する制御信号を出力する電子機器の健全性を監視するための、電子機器のヘルスモニタリング装置であって、
前記電子機器に設けられ、前記動作機器の作動を制御する前記制御信号を生成する制御部と、
前記電子機器に設けられ、前記制御部と同一の演算を行うことで、前記制御部の状態を監視するモニタ部と、
前記制御部に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第１基準値と前記モニタ部に対して入力又は出力される入出力電気信号の電圧値又は電流値の基準値である第２基準値とを記憶する記憶部と、
前記制御部に対する入出力電気信号と前記記憶部に記憶された前記第１基準値とを比較してそれらの乖離量を演算するとともに、当該乖離量の大きさが所定の第１の閾値を超えている場合に、前記制御部の劣化を検知したことを報知するための第１注意信号を出力する第１注意信号出力部と、
前記モニタ部に対する入出力電気信号と前記記憶部に記憶された前記第２基準値とを比較してそれらの乖離量を演算するとともに、当該乖離量の大きさが所定の第２の閾値を超えている場合に、前記モニタ部の劣化を検知したことを報知するための第２注意信号を出力する第２注意信号出力部と、
を備え、
前記第１基準値及び前記第２基準値は、前記制御部及び前記モニタ部の製造が完了してから運用が開始されるまでの間に取得されて前記記憶部に記憶され、
前記第１注意信号出力部及び前記第２注意信号出力部は、前記第１基準値及び前記第２基準値が取得された条件と同一の条件において、前記制御部及び前記モニタ部のそれぞれに対する入出力電気信号を取得することを特徴とする、電子機器のヘルスモニタリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器のヘルスモニタリング装置であって、
前記第１の閾値及び前記第２の閾値のそれぞれは、複数の水準に亘って設定され、
前記第１注意信号は、複数の前記第１の閾値のそれぞれに対応して複数種類出力され、
前記第２注意信号は、複数の前記第２の閾値のそれぞれに対応して複数種類出力されることを特徴とする、電子機器のヘルスモニタリング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電子機器のヘルスモニタリング装置であって、
前記制御部及び前記第１注意信号出力部は同一の演算処理装置において構成され、前記モニタ部及び前記第２注意信号出力部は同一の演算処理装置において構成されていることを特徴とする、電子機器のヘルスモニタリング。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の電子機器のヘルスモニタリング装置であって、
前記第１注意信号出力部と、前記第２注意信号出力部と、前記制御部及び前記モニタ部のうちのいずれか一方とは、同一の演算処理装置において構成されていることを特徴とする、電子機器のヘルスモニタリング装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の電子機器のヘルスモニタリング装置であって、
前記制御部及び前記モニタ部が設けられた前記電子機器に対して指令信号を出力する上位のコントローラを備え、
前記コントローラに、前記記憶部と、前記第１注意信号出力部と、前記第２注意信号出力部とが設けられていることを特徴とする、電子機器のヘルスモニタリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１７６６４５（Ｐ２０１２−１７６６４５Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３９５３０（Ｐ２０１１−３９５３０）
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（５０３４０５６８９）ナブテスコ株式会社 (737)
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（５０３４０５６８９）ナブテスコ株式会社 (737)
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