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リニア形光伝送路を用いた多端末光データバス構造

国内特許コード P05A007946
整理番号 1994
掲載日 2005年12月2日
出願番号 特願2000-288989
公開番号 特開2002-101050
登録番号 特許第3520982号
出願日 平成12年9月22日(2000.9.22)
公開日 平成14年4月5日(2002.4.5)
登録日 平成16年2月13日(2004.2.13)
発明者
  • 新井 裕
  • 伊奈 伸一郎
  • 中田 聡
  • 阿閉 裕
出願人
  • 防衛装備庁長官
  • 川崎重工業株式会社
発明の名称 リニア形光伝送路を用いた多端末光データバス構造
発明の概要 【課題】 光信号を効率よく転送し、多数の機器を接続することができるリニア形光伝送路を用いた多端末データバス構造を提供する。
【解決手段】 一方向に光信号を導く複数の第1バスラインと他方向に光信号を導く複数の第2バスラインとの間には、複数の端末機器が設けられ、各送信部は第1バスラインに接続され、各受信部は第2バスラインに接続される。また各第1および各第2バスライン間には、対を成す受信部および送信部を有するバスライン制御機器が接続され、各受信部は、第1バスラインに各端末機器よりも一方向下流側で接続され、各送信部は、第2バスラインに各端末機器よりも他方向上流側で接続される。このバスライン制御機器は、各端末機器からの第1光信号に応答して、第2光信号を各端末機器に出力する。これによって多数の端末機器間で相互に信号の転送をすることができる。
従来技術、競合技術の概要


航空機の操縦系統として、機体全体の重量の軽減、および飛行制御機能の改善を目的として、操縦桿と舵とを機械的に接続する方式の操縦系統に代えて、パイロットの操縦内容を電気信号に置換えて舵を駆動するアクチュエータへ転送する電気的な方式、すなわちフライバイワイヤ方式の操縦系統が多く採用されている。このフライバイワイヤ方式において操縦内容を伝達している電気信号は、電磁干渉およびノイズの影響を受けやすいので、これらの影響の少ない光信号を用いるフライバイライト方式の操縦系統が採用されつつある。
図3は、従来のリニア形光伝送路を用いた光データバス構造を示す回路図である。フライバイライト方式の操縦系統を実現するために、従来の電気データバスの接続方法と同様に図3に示す光データバス構造の採用が考えられる。一方向A1に光信号を導く第1バスライン1と、他方向A2に光信号を導く第2バスライン2とを有し、第1および第2バスライン1,2間に、複数の機器3a,3b,3c,3d,3eが接続されている。各機器3(以下同様に、各機器3a~3eを総称するときには、添字a~eを省略して示す場合がある)は、航空機の制御のための機器であり、たとえば機器3aは操縦桿であり、機器3cはバスライン制御機器であり、飛行制御コンピュータ機能を含み(以下、飛行制御コンピュータという)、機器3eは舵を駆動するアクチュエータである。
各機器3は、2対の送信部4a,4bおよび受信部5a,5bをそれぞれ有し、各機器3の一方の対を成す送信部4aおよび受信部5aは、第1バスライン1にカプラ6aを介してそれぞれ接続され、各機器3の他方の対を成す送信部4bおよび受信部5bは、第2バスライン2にカプラ6bを介してそれぞれ接続されている。各カプラ6a,6bは、2つの光を1つの光に結合させることができる部分と、1つの光を2つの光に分岐させることができる部分とを有している。
各機器3の送信部4aから送信される光信号は、各カプラ6aによって結合され、第1バスライン1に送出される。第1バスライン1によって導かれている光信号は、各カプラ6aによって分岐され、各機器3の受信部5aから受信することができる。また各機器3の送信部4bから送信される光信号は、各カプラ6bによって結合され、第2バスライン2に送出される。第2バスライン2によって導かれている光信号は、各カプラ6bによって分岐され、各機器3の受信部5bから受信することができる。
このような光データバス構造によって接続される各機器3は、相互に信号を転送することができる。前述した航空機の操縦系統として採用される場合を例に挙げて、具体的に説明すると、パイロットによって操縦桿3aが操作されると、その操作量を表す信号が操縦桿3aの各送信部4a,4bから送信される。操縦桿3aの各送信部4a,4bから送信された信号は、第1および第2バスラインによって導かれ、残余の各機器3b~3eにおいて受信される。この信号には受信先が指定されており、飛行制御コンピュータ3cだけが、操縦桿3aからの信号に対して応答し、舵の駆動量を表す信号を、飛行制御コンピュータ3cの各送信部4a,4bから送信する。飛行制御コンピュータ3cの各送信部4a,4bから送信された信号は、第1および第2バスライン1,2によって導かれ、残余の各機器3a,3b,3d,3eにおいて受信される。この信号には受信先が指定されており、舵を駆動するアクチュエータ3eだけが、飛行制御コンピュータ3cからの信号に応答し、その信号の表す駆動量だけ舵を駆動する。
またこのように舵が駆動されると、舵が周囲の大気から受ける抵抗力が変化する。アクチュエータ3eは、この抵抗力を検出することが可能であり、検出された抵抗力を表す信号がアクチュエータ3eの各送信部4a,4bから送信される。アクチュエータ3eの各送信部4a,4bから送信された信号は、第1および第2バスライン1,2によって導かれ、残余の各機器3a~3dにおいて受信される。この信号には受信先が指定されており、飛行制御コンピュータ3cだけが、アクチュエータ3eからの信号に対して応答し、操縦フィールを表す信号を、飛行制御コンピュータ3cの各送信部4a,4bから送信する。飛行制御コンピュータ3cの各送信部4a,4bから送信された信号は、第1および第2バスライン1,2によって導かれ、残余の各機器3a,3b,3d,3eにおいて受信される。この信号には受信先が指定されており、操縦桿3aだけが、飛行制御コンピュータ3cからの信号に応答し、その信号の表す操縦フィールに対応した反力を発生させる。
このような従来技術では、各機器3と第1および第2バスライン1,2とを接続するカプラとして同一の構成を有する各カプラ6a,6bを用い、かつ各機器3間において相互に信号の転送を可能にするために、各機器3は2対の送信部4a,4bおよび受信部5a,5bを備える。これによって前述のように各機器3間での信号の転送が可能になっている。

産業上の利用分野


本発明は、航空機の操縦系統などにおいて、操縦桿などから与えられる情報を舵を駆動するアクチュエータに伝達するためのリニア形の光伝送路を用いた多端末光データバス構造に関する。
なお本発明において、「リニア形」とは、バスラインに直列に介在される光カプラによって機器が並列に接続される形式をいう。

特許請求の範囲 【請求項1】
航空機におけるフライバイライト方式の操縦系統を実現するための光データバス構造であって、
パイロットが航空機を操縦するために操作する複数の操縦入力用機器、および航空機の舵を駆動するための複数のアクチュエータを有する複数の端末機器と、
航空機の飛行状態を管理および制御する飛行制御コンピュータと、
一方向に光信号を導く、入力機器用第1バスラインおよびアクチュエータ用第1バスラインと、
各第1バスラインとそれぞれ対を成し、一方向とは異なる他方向に光信号を導く、入力機器用第2バスラインおよびアクチュエータ用第2バスラインとを含み、
各操縦入力用機器は、入力機器送信部および入力機器受信部をそれぞれ有し、入力機器用第1バスラインおよび入力機器用第2バスライン間に並列に設けられ、各入力機器送信部が入力機器用第1バスラインに接続され、各入力機器受信部が入力機器用第2バスラインに接続され、
各アクチュエータは、アクチュエータ送信部およびアクチュエータ受信部をそれぞれ有し、アクチュエータ用第1バスラインおよびアクチュエータ用第2バスライン間に並列に設けられ、各アクチュエータ送信部がアクチュエータ用第1バスラインに接続され、各アクチュエータ受信部がアクチュエータ用第2バスラインに接続され、
飛行制御コンピュータは、2対の制御器受信部および制御器送信部を有し、一方の制御器受信部は、入力機器用第1バスラインに、各操縦入力用機器よりも前記一方向下流側でそれぞれ接続され、一方の制御器受信部と対を成す一方の制御器送信部は、入力機器用第2バスラインに、各操縦入力用機器よりも前記他方向上流側でそれぞれ接続され、他方の制御器受信部は、アクチュエータ用第1バスラインに、各アクチュエータよりも前記一方向下流側でそれぞれ接続され、他方の制御器受信部と対を成す他方の制御器送信部は、アクチュエータ用第2バスラインに、各アクチュエータよりも前記他方向上流側でそれぞれ接続され、
さらに飛行制御コンピュータは、各端末機器からの信号を受信したとき、受信した信号を演算処理して各端末機器に送信可能であるとともに、受信した信号をそのまま各端末機器に送信可能であることを特徴とするリニア形光伝送路を用いた多端末光データバス構造。

【請求項2】
飛行制御コンピュータは、
各端末機器間および各端末機器と飛行制御コンピュータとの間の信号の転送を制御するとともに、各制御器受信部で受信される各端末機器からの信号が与えられてその信号を演算処理して各制御器送信部に与えるプロトコルコントローラと、
プロトコルコントローラと各制御器送信部との間にそれぞれ介在され、プロトコルコントローラから信号が与えられるとともに、各制御器受信部から信号が与えられ、プロトコルコントローラからの信号および各制御器受信部からの信号を選択的に各制御器送信部に与える複数の選択回路とを有することを特徴とする請求項1記載のリニア形光伝送路を用いた多端末光データバス構造。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2000288989thum.jpg
出願権利状態 登録
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