特許 7533438 電動垂直離着陸機の制御装置およびコンピュータプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】電動垂直離着陸機の制御装置およびコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   B64D 45/00 20060101AFI20240806BHJP

   B64C 27/24 20060101ALI20240806BHJP

   B64C 27/26 20060101ALI20240806BHJP

   B64U 20/30 20230101ALI20240806BHJP

   B64U 30/10 20230101ALI20240806BHJP

   B64U 30/294 20230101ALI20240806BHJP

   B64U 50/19 20230101ALI20240806BHJP

   B64U 50/23 20230101ALI20240806BHJP

   G05D 1/46 20240101ALI20240806BHJP

【ＦＩ】

B64D45/00 A

B64C27/24

B64C27/26

B64U20/30

B64U30/10

B64U30/294

B64U50/19

B64U50/23

G05D1/46

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021208996

(22)【出願日】2021-12-23

(65)【公開番号】P2023093878

(43)【公開日】2023-07-05

【審査請求日】2023-12-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹村 優一

(72)【発明者】

【氏名】川北 晋一郎

(72)【発明者】

【氏名】中田 真吾

(72)【発明者】

【氏名】福士 正人

【審査官】大宮 功次

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３３６８０６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０２０－５１３１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１６０４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８４３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１４７１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１４６５７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２２６５５９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｄ ４５／００

Ｂ６４Ｃ ２７／２６

Ｇ０５Ｄ １／４６

Ｂ６４Ｃ ２７／２４

Ｂ６４Ｕ ２０／３０

Ｂ６４Ｕ ３０／１０

Ｂ６４Ｕ ３０／２９４

Ｂ６４Ｕ ５０／１９

Ｂ６４Ｕ ５０／２３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動垂直離着陸機（１００）の制御装置（５０）であって、
前記電動垂直離着陸機が備える磁場センサ（７０）により検出された磁場の強さが予め設定された閾値以上である場合に、前記電動垂直離着陸機または他の前記電動垂直離着陸機が前記磁場に応じた飛行を行うための予め定められた対応処理を実行し、
前記磁場の強さが前記閾値以上である場合かつ、前記電動垂直離着陸機が備える電動推進装置（１０）の制御に用いられるセンサであって、前記電動推進装置の出力に関連するパラメータの値を検出するセンサである制御センサの検出値が予め設定された範囲外である場合に、前記対応処理として、前記磁場による異常の発生を通知することを実行する、
制御装置。

【請求項2】

電動垂直離着陸機（１００）の制御装置（５０）であって、
前記電動垂直離着陸機が備える磁場センサ（７０）により検出された磁場の強さが予め設定された閾値以上である場合に、前記電動垂直離着陸機または他の前記電動垂直離着陸機が前記磁場に応じた飛行を行うための予め定められた対応処理を実行し、
前記磁場の強さが前記閾値以上である場合かつ、前記電動垂直離着陸機が備える電動推進装置の制御に用いられるセンサであって、前記電動推進装置の出力に関連するパラメータの値を検出するセンサである制御センサの検出値が予め設定された範囲外である場合に、前記対応処理として、
複数の前記電動推進装置のうち、前記磁場による異常が発生していない前記電動推進装置を用いて飛行を継続する処理と、
着陸可能地点を検索し、前記着陸可能地点に前記電動垂直離着陸機を着陸させる処理と、のうち少なくともいずれかを含む処理を実行する、
制御装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の制御装置であって、
前記対応処理は、前記閾値以上の強さの前記磁場を検出した座標を少なくとも含む磁場関連情報を、通知する処理を含む、
制御装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の制御装置であって、
前記対応処理は、航空管制室からの指示を受けて前記電動垂直離着陸機の制御を実行する処理を含む、
制御装置。

【請求項5】

請求項４に記載の制御装置であって、
前記対応処理は、
前記磁場に応じて飛行ルートを再計算する処理と、
再計算されて得られた新規飛行ルートの情報を、前記閾値以上の強さの前記磁場を検出した座標を少なくとも含む磁場関連情報とともに前記航空管制室に発信する処理と、
前記新規飛行ルートへの変更の許可を前記航空管制室から受信したのちに、前記飛行ルートを前記新規飛行ルートへ変更する処理と、を含む、
制御装置。

【請求項6】

電動垂直離着陸機の制御装置であって、
前記電動垂直離着陸機が備える電動推進装置の制御センサの検出値と平常時の前記制御センサの検出値として予め設定されている基準値との差分の大きさが予め設定された第１閾値以上である場合に、前記電動垂直離着陸機または他の前記電動垂直離着陸機が、前記差分の原因となりうる強さの磁場に応じた飛行を行うための予め定められた対応処理を実行する、
制御装置。

【請求項7】

請求項６に記載の制御装置であって、
前記差分の大きさが前記第１閾値以上であると判定された場合に、前記差分の大きさが、前記第１閾値以上の第２閾値以上であるか否かを判定し、前記判定の結果に応じて、前記対応処理として互いに異なる処理を実行する、
制御装置。

【請求項8】

電動垂直離着陸機（１００）を制御するためのコンピュータプログラムであって、
前記電動垂直離着陸機が備える磁場センサ（７０）により検出された磁場の強さが予め設定された閾値以上である場合に、前記電動垂直離着陸機または他の前記電動垂直離着陸機が前記磁場に応じた飛行を行うための予め定められた対応処理を実行し、
前記磁場の強さが前記閾値以上である場合かつ、前記電動垂直離着陸機が備える電動推進装置（１０）の制御に用いられるセンサであって、前記電動推進装置の出力に関連するパラメータの値を検出するセンサである制御センサの検出値が予め設定された範囲外である場合に、前記対応処理として、前記磁場による異常の発生を通知することを実行する機能を、コンピュータに実現させるためのコンピュータプログラム。

【請求項9】

電動垂直離着陸機（１００）を制御するためのコンピュータプログラムであって、
前記電動垂直離着陸機が備える磁場センサ（７０）により検出された磁場の強さが予め設定された閾値以上である場合に、前記電動垂直離着陸機または他の前記電動垂直離着陸機が前記磁場に応じた飛行を行うための予め定められた対応処理を実行し、
前記磁場の強さが前記閾値以上である場合かつ、前記電動垂直離着陸機が備える電動推進装置の制御に用いられるセンサであって、前記電動推進装置の出力に関連するパラメータの値を検出するセンサである制御センサの検出値が予め設定された範囲外である場合に、前記対応処理として、
複数の前記電動推進装置のうち、前記磁場による異常が発生していない前記電動推進装置を用いて飛行を継続する処理と、
着陸可能地点を検索し、前記着陸可能地点に前記電動垂直離着陸機を着陸させる処理と、のうち少なくともいずれかを含む処理を実行する機能を、コンピュータに実現させるためのコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電動垂直離着陸機の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ガスタービンエンジンを有する飛行機とは異なる種類の航空機として、電動垂直離着陸機（ｅＶＴＯＬ：electric Vertical Take-Off and Landing aircraft）と呼ばれる有人または無人の航空機の開発が活発化している。電動垂直離着陸機は、モータを有する電動推進装置を複数備え、複数のモータによって複数の回転翼が回転駆動されることで、機体の揚力や推力を得ている。複数の電動推進装置は、電動推進装置の出力に関する値を検出するセンサや回路をそれぞれ備えているため、電動垂直離着陸機は、従来の航空機より磁場や電場の影響を受けやすい。特許文献１には、航空機における落雷検出用の電子回路が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１４－５３４４３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の落雷検出回路は、航空機において落雷があったことを検出しパイロット等への警告を行うが、電動推進装置は従来の航空機より磁場や電場の影響を受けやすいため、強い磁場や電場が発生する環境は回避した方がより安全である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
［形態１］電動垂直離着陸機（１００）の制御装置（５０）であって、前記電動垂直離着陸機が備える磁場センサ（７０）により検出された磁場の強さが予め設定された閾値以上である場合に、前記電動垂直離着陸機または他の前記電動垂直離着陸機が前記磁場に応じた飛行を行うための予め定められた対応処理を実行し、前記磁場の強さが前記閾値以上である場合かつ、前記電動垂直離着陸機が備える電動推進装置（１０）の制御に用いられるセンサであって、前記電動推進装置の出力に関連するパラメータの値を検出するセンサである制御センサの検出値が予め設定された範囲外である場合に、前記対応処理として、前記磁場による異常の発生を通知することを実行する、制御装置。
［形態２］電動垂直離着陸機（１００）の制御装置（５０）であって、前記電動垂直離着陸機が備える磁場センサ（７０）により検出された磁場の強さが予め設定された閾値以上である場合に、前記電動垂直離着陸機または他の前記電動垂直離着陸機が前記磁場に応じた飛行を行うための予め定められた対応処理を実行し、前記磁場の強さが前記閾値以上である場合かつ、前記電動垂直離着陸機が備える電動推進装置の制御に用いられるセンサであって、前記電動推進装置の出力に関連するパラメータの値を検出するセンサである制御センサの検出値が予め設定された範囲外である場合に、前記対応処理として、複数の前記電動推進装置のうち、前記磁場による異常が発生していない前記電動推進装置を用いて飛行を継続する処理と、着陸可能地点を検索し、前記着陸可能地点に前記電動垂直離着陸機を着陸させる処理と、のうち少なくともいずれかを含む処理を実行する、制御装置。

【0006】

本開示の一形態によれば、電動垂直離着陸機（１００）の制御装置（５０）が提供される。この制御装置は、電動垂直離着陸機の制御装置であって、前記電動垂直離着陸機が備える磁場センサ（７０）により検出された磁場の強さが予め設定された閾値以上である場合に、前記電動垂直離着陸機または他の前記電動垂直離着陸機が前記磁場に応じた飛行を行うための予め定められた対応処理を実行する。
この形態の制御装置によれば、磁場センサにより検出された磁場に応じて電動垂直離着陸機の制御を実行するため、強い磁場や電場が発生する環境を回避しやすくなり、電動垂直離着陸機の飛行安定性の低下を抑制できる。

【0007】

本開示は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、制御装置を備える電動垂直離着陸機、電動垂直離着陸機の制御方法等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】制御装置を搭載した電動垂直離着陸機の構成を模式的に示す上面図である。

【図2】電動垂直離着陸機の構成を模式的に示す側面図である。

【図3】電動垂直離着陸機の構成を示すブロック図である。

【図4】第１実施形態の制御装置における処理の手順を示すフローチャートである。

【図5】第２実施形態の制御装置における処理の手順を示すフローチャートである。

【図6】第２実施形態の制御装置において制御センサの検出値が正常範囲外である場合の処理の手順を示すフローチャートである。

【図7】第３実施形態の制御装置における処理の手順を示すフローチャートである。

【図8】第３実施形態の制御装置において航空管制室が飛行ルートの変更を許可しない場合の処理の手順を示すフローチャートである。

【図9】第４実施形態の制御装置における処理の手順を示すフローチャートである。

【図10】第５実施形態の制御装置における処理の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

Ａ．第１実施形態：
Ａ－１．装置構成：
図１および図２に示すように、本開示の一実施形態としての制御装置５０は、電動垂直離着陸機１００（以下、「ｅＶＴＯＬ（electric Vertical Take-Off and Landing aircraft）１００」とも呼ぶ）に搭載されて、ｅＶＴＯＬ１００の動作を制御する。

【0010】

ｅＶＴＯＬ１００は、電気により駆動され、鉛直方向に離着陸可能な有人航空機として構成されている。ｅＶＴＯＬ１００は、制御装置５０に加えて、機体２０と、複数のロータ３０と、複数の電動推進装置１０と、図３に示すバッテリ４０と、コンバータ４２と、分配器４４と、機体通信部６４と、報知部６６と、磁場センサ７０とを備えている。図１に示すように、本実施形態のｅＶＴＯＬ１００は、ロータ３０と電動推進装置１０とをそれぞれ８つずつ備えている。なお、図３では、図示の便宜上、ｅＶＴＯＬ１００が備える８つのロータ３０および電動推進装置１０のうち、２つのロータ３０および電動推進装置１０を代表して示している。

【0011】

図１および図２に示すように、機体２０は、ｅＶＴＯＬ１００において８つのロータ３０および電動推進装置１０を除いた部分に相当する。機体２０は、機体本体部２１と、支柱部２２と、６つの第１支持部２３と、６つの第２支持部２４と、主翼２５と、尾翼２８とを備える。

【0012】

機体本体部２１は、ｅＶＴＯＬ１００の胴体部分を構成する。機体本体部２１は、機体軸ＡＸを対称軸として左右対称の構成を有する。本実施形態において、「機体軸ＡＸ」とは、機体重心位置ＣＭを通り、ｅＶＴＯＬ１００の前後方向に沿った軸を意味している。また、「機体重心位置ＣＭ」とは、乗員が搭乗していない空虚重量時におけるｅＶＴＯＬ１００の重心位置を意味している。機体本体部２１の内部には、図示しない乗員室が形成されている。また、機体本体部２１には、加速度センサ２９が搭載されている。加速度センサ２９は、三軸センサにより構成され、ｅＶＴＯＬ１００の加速度を検出する。加速度センサ２９による検出結果は、制御装置５０へと出力される。

【0013】

支柱部２２は、鉛直方向に延びる略柱状の外観形状を有し、機体本体部２１の上部に固定されている。本実施形態において、支柱部２２は、鉛直方向に見てｅＶＴＯＬ１００の機体重心位置ＣＭと重なる位置に配置されている。支柱部２２の上端部には、６つの第１支持部２３の一方の端部がそれぞれ固定されている。６つの第１支持部２３は、それぞれ略棒状の外観形状を有し、鉛直方向に垂直な面に沿って延びるように、互いに等角度間隔で放射状に配置されている。各第１支持部２３の他方の端部、すなわち支柱部２２から遠ざかる位置にある端部には、それぞれロータ３０と電動推進装置１０とが配置されている。６つの第２支持部２４は、それぞれ略棒状の外観形状を有し、互いに隣り合う第１支持部２３の他方の端部（支柱部２２と接続されていない側の端部）同士を接続している。

【0014】

主翼２５は、右翼２６と左翼２７とにより構成されている。右翼２６は、機体本体部２１から右方向に延びて形成されている。左翼２７は、機体本体部２１から左方向に延びて形成されている。右翼２６と左翼２７とには、それぞれロータ３０と電動推進装置１０とが１つずつ配置されている。尾翼２８は、機体本体部２１の後端部に形成されている。

【0015】

８つのロータ３０のうちの６つは、各第２支持部２４の端部に配置され、主に機体２０の揚力を得るためのリフト用ロータ３１として構成されている。８つのロータ３０のうちの２つは、右翼２６と左翼２７とにそれぞれ配置され、主に機体２０の推力を得るためのクルーズ用ロータ３２として構成されている。各ロータ３０は、それぞれの回転軸を中心として、互いに独立して回転駆動される。各ロータ３０は、互いに等角度間隔で配置された３つのブレード３３をそれぞれ有する。本実施形態において、各ロータ３０のブレード角は、それぞれ可変に構成されている。具体的には、制御装置５０からの指示に従い図示しないアクチュエータによってブレード角が調整される。図３に示すように、各ロータ３０には、回転数センサ３４と、トルクセンサ３５とがそれぞれ設けられている。回転数センサ３４は、ロータ３０の回転数を検出する。トルクセンサ３５は、ロータ３０の回転トルクを検出する。各センサ３４、３５による検出結果は、制御装置５０へと出力される。

【0016】

図１に示す８つの電動推進装置１０は、各ロータ３０をそれぞれ回転駆動させるための駆動装置として構成されている。８つの電動推進装置１０のうちの６つは、それぞれリフト用ロータ３１を回転駆動させる。８つの電動推進装置１０のうちの２つは、それぞれクルーズ用ロータ３２を回転駆動させる。

【0017】

図３に示すように、各電動推進装置１０は、駆動部１１と、駆動用モータ１２と、ギアボックス１３と、回転数センサ１４と、電流センサ１５と、電圧センサ１６と、トルクセンサ１７とを有する。以下、電動推進装置１０が備え、１０の出力に関連するパラメータの値を検出するセンサを総称して、「制御センサ」とも呼ぶ。

【0018】

駆動部１１は、図示しないインバータ回路と、かかるインバータ回路を制御する図示しないコントローラとを含む電子機器として構成されている。インバータ回路は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等のパワー素子により構成され、コントローラから供給される制御信号に応じたデューティ比により駆動用モータ１２に駆動電圧を供給する。コントローラは、制御装置５０と電気的に接続されており、制御装置５０からの指令に応じてインバータ回路に制御信号を供給する。

【0019】

駆動用モータ１２は、本実施形態ではブラシレスモータにより構成され、駆動部１１のインバータ回路から供給される電圧および電流に応じた回転運動を出力する。なお、ブラシレスモータに代えて、誘導モータやリラクタンスモータ等の任意のモータにより構成されていてもよい。

【0020】

ギアボックス１３は、駆動用モータ１２とロータ３０とを物理的に接続している。ギアボックス１３は、図示しない複数のギアを有し、駆動用モータ１２の回転を減速してロータ３０へと伝達する。なお、ギアボックス１３が省略されて駆動用モータ１２にロータ３０の回転軸が直接的に接続されていてもよい。

【0021】

回転数センサ１４とトルクセンサ１７とは、それぞれ駆動用モータ１２に設けられており、駆動用モータ１２の回転数と回転トルクとをそれぞれ検出する。電流センサ１５と電圧センサ１６とは、それぞれ駆動部１１と駆動用モータ１２との間に設けられており、駆動電流と駆動電圧とをそれぞれ検出する。各センサ１４～１７による検出結果は、駆動部１１を介して制御装置５０へと出力される。

【0022】

バッテリ４０は、リチウムイオン電池により構成され、ｅＶＴＯＬ１００における電力供給源の１つとして機能する。バッテリ４０は、主に、各電動推進装置１０がそれぞれ有する駆動部１１へと電力を供給して各駆動用モータ１２を駆動させる。なお、リチウムイオン電池に代えて、ニッケル水素電池等の任意の二次電池により構成されていてもよく、バッテリ４０に代えて、またはバッテリ４０に加えて、燃料電池や発電機等の任意の電力供給源が搭載されていてもよい。

【0023】

コンバータ４２は、バッテリ４０と接続されており、バッテリ４０の電圧を降圧してｅＶＴＯＬ１００が備える図示しない補機類や制御装置５０へと供給する。分配器４４は、バッテリ４０の電圧を各電動推進装置１０が備える駆動部１１へと分配する。なお、各電動推進装置１０がバッテリ４０等の電力供給源をそれぞれ備えることにより、分配器４４が省略されてもよい。

【0024】

制御装置５０は、記憶部５１とＣＰＵ（Central Processing Unit）とを備えるマイクロコンピュータであり、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）として構成されている。記憶部５１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）とを有する。ＣＰＵは、記憶部５１に予め記憶されている制御プログラムを実行することにより、ｅＶＴＯＬ１００の全体動作を制御する制御部５２として機能する。

【0025】

ｅＶＴＯＬ１００の全体動作としては、例えば、垂直離着陸動作、飛行動作や、各電動推進装置１０の機能試験の実行動作等が該当する。垂直離着陸動作および飛行動作は、設定された航空経路情報に基づいて実行されてもよく、乗員の操縦により実行されてもよく、後述する外部装置５００が備える外部制御部５１０からの指令に基づいて実行されてもよい。制御部５２は、ｅＶＴＯＬ１００の動作において、各電動推進装置１０が有する駆動用モータ１２の回転数および回転方向や、各ロータ３０のブレード角等を制御する。

【0026】

機体通信部６４は、無線通信を行なう機能を有し、外部装置５００が備える外部通信部５２０とｅＶＴＯＬ１００との間で情報の送受信を行なうとともに、制御装置５０と通信可能に構成されている。無線通信としては、例えば、民間用ＶＨＦ（Very High Frequency）無線通信や、４Ｇ（第４世代移動体通信システム）や５Ｇ（第５世代移動体通信システム）等の電気通信事業者が提供する無線通信や、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従った無線ＬＡＮ通信等が該当する。また、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）や、ＩＥＥＥ８０２．３規格に従った有線通信であってもよい。なお、外部装置５００としては、例えば、機能試験の制御や試験結果の記録等を行うサーバ装置等の管理および制御用のコンピュータが該当する。かかる管理・制御用コンピュータは、例えば、航空管制室に配置されているサーバ装置であってもよく、また、機能試験を含む保守や点検を行う保守作業員がｅＶＴＯＬ１００の運用場所に持ち込んだパーソナルコンピュータであってもよい。

【0027】

報知部６６は、制御装置５０からの指示に従って報知を行う。本実施形態において、報知部６６は、乗員室に搭載されて文字や画像等を表示する表示装置や、音声や警告音等を出力するスピーカ等により構成され、視覚情報や聴覚情報によって乗員に各種情報を報知する。

【0028】

磁場センサ７０は、ｅＶＴＯＬ１００に設置され、磁場の強さの検出を行う。磁場センサ７０は、制御センサよりも感度よく磁場を検出可能なセンサであることが好ましい。本実施形態においては、磁場センサ７０は、機体２０の下部に１つ設置されている。

【0029】

Ａ－２．制御装置５０による処理：
制御装置５０は、図４に示す処理を実行することにより、磁場センサ７０により検出された磁場の強さが設定値以上の場合に、磁場に応じた対応処理を実行する。図４に示す処理は、ｅＶＴＯＬ１００が起動されると、制御装置５０において繰り返し実行される。対応処理とは、自らまたは他のｅＶＴＯＬ１００が、設定値以上の強さの磁場に応じた飛行を行うための処理であり、予め定められている。

【0030】

ステップＳ１１０において、制御装置５０は、磁場センサ７０により検出された磁場の強さが、予め設定された閾値以上か否かの判定を行う。なお、閾値は、制御センサの検出値が正常範囲外となりうる磁場の強さとして、予め実験等により特定された値である。磁場の強さが閾値より小さい場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、制御装置５０は、本処理を終了する。磁場の強さが閾値以上の場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、予め設定された待機時間の経過後、制御装置５０は、制御センサの検出値が予め設定された正常範囲内であるか否かの判定を行う（ステップＳ１２０）。待機時間の経過後に制御センサの検出値が予め設定された正常範囲内であるか否かの判定を行うのは、制御センサの検出値の磁場による変化が瞬間的であればｅＶＴＯＬ１００の制御への影響は少ないため、後述する異常発生情報の通知が必要ないからである。なお、待機時間は、ｅＶＴＯＬ１００の飛行状態によって異なる。例えば、本実施形態における水平飛行状態での待機時間は１秒程度であるが、垂直離着陸動作中にはより安定した制御が必要となるため、水平飛行状態よりも短い待機時間で制御センサの検出値が正常範囲内か否かを判定する必要がある。

【0031】

制御センサの検出値が予め設定された正常範囲内である場合（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）、制御装置５０は、対応処理として、磁場関連情報のパイロットへの通知（ステップＳ１３０）および磁場関連情報の航空管制室への発信（ステップＳ１４０）を実行し、本処理を終了する。「磁場関連情報」とは、磁場に関する情報を意味する。磁場関連情報は、本実施形態においては、閾値以上の強さの磁場が検出された座標を少なくとも含む。磁場関連情報には、閾値以上の磁場が検出された時刻および検出された磁場の強さが含まれてもよい。パイロットは、磁場関連情報に基づいて、ｅＶＴＯＬ１００の制御を実行することができる。航空管制室は、磁場関連情報に基づいて、他の航空機に対して磁場に関する注意喚起等を行うことができる。

【0032】

これに対して、制御センサの検出値が予め設定された正常範囲外である場合（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、制御装置５０は、対応処理として、磁場関連情報および異常発生情報のパイロットへの通知（ステップＳ１３２）および磁場関連情報および異常発生情報の航空管制室への発信（ステップＳ１４２）を実行し、本処理を終了する。「異常発生情報」とは、磁場による異常に関する情報を意味する。「磁場による異常」とは、待機時間経過後にも制御センサの検出値の異常が継続し、ｅＶＴＯＬ１００の正常な制御が妨げられるおそれがある状況を意味する。異常発生情報は、本実施形態では、複数の電動推進装置１０のうちどの電動推進装置１０で磁場による異常が発生しているかという情報を少なくとも含む。異常発生情報には、電動推進装置１０で異常が発生した時刻が含まれてもよい。パイロットは、磁場関連情報および異常発生情報に基づいて、ｅＶＴＯＬ１００の制御を実行することができる。航空管制室は、磁場関連情報および異常発生情報に基づいて、他の航空機に対して磁場に関する注意喚起等を行うことができる。

【0033】

以上説明した第１実施形態の制御装置５０によれば、磁場センサ７０により検出された磁場の強さが、予め設定された閾値以上である場合に、磁場関連情報のパイロットへの通知および航空管制室への発信を行う。加えて、制御センサの検出値が、予め設定された正常範囲外である場合には、磁場関連情報に加え、異常発生情報のパイロットへの通知および航空管制室への発信を行う。このため、磁場および磁場による異常に応じて、ｅＶＴＯＬ１００の飛行ルートの変更および緊急着陸等の制御を実行することができるので、強い磁場や電場が発生する環境を回避しやすくなり、ｅＶＴＯＬ１００の飛行安定性の低下を抑制できる。加えて、航空管制室を介して、他の航空機に対して磁場に関する注意喚起等を行うことができるため、他の航空機の飛行安定性の低下も抑制できる。

【0034】

Ｂ．第２実施形態：
第２実施形態のｅＶＴＯＬ１００は、無人航空機として構成されている。第２実施形態の制御装置５０は、図５および図６に示すように、磁場関連情報および異常発生情報を航空管制室に発信し、航空管制室からの指示を受信してｅＶＴＯＬ１００の制御を実行する点において、第１実施形態の制御装置５０と異なっている。第２実施形態のｅＶＴＯＬ１００の装置構成および制御装置５０による処理におけるその他の手順は、第１実施形態のｅＶＴＯＬ１００と同じであるので、同一の構成および同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0035】

図５に示すように、制御装置５０は、上述のステップＳ１３０において磁場関連情報を航空管制室に発信し、その後、航空管制室の指示を所定時間内に受信しない場合（ステップＳ２４０：Ｎｏ）、制御装置５０は、航空管制室に対して指示を要請し（ステップＳ２５２）、再び航空管制室からの指示を待つ。航空管制室の指示を受信した場合（ステップＳ２４０：Ｙｅｓ）、制御装置５０は、対応処理として、受信した指示に従ってｅＶＴＯＬ１００の制御を実行し（ステップＳ２５０）、本処理を終了する。

【0036】

上述のステップＳ１２０において制御センサの検出値が予め設定された正常範囲外である場合には、図６に示すように、制御装置５０は、対応処理として、予め設定された、異常に応じた飛行モードに切り替えて（ステップＳ２３２）、ｅＶＴＯＬ１００の制御を実行する。本実施形態において、「異常に応じた飛行モード」とは、複数の電動推進装置１０のうち、異常の発生した電動推進装置１０を含む一部の電動推進装置１０を停止して飛行を継続することと、着陸可能地点を検索しｅＶＴＯＬ１００を着陸させることとのうち少なくともいずれかを実行するモードを意味する。

【0037】

ステップＳ２４２において、制御装置５０は、磁場関連情報および異常発生情報に加えて、磁場による異常発生により異常に応じた飛行モードに切り替えたことを航空管制室へ発信する。

【0038】

航空管制室から指示を受信した場合（ステップＳ２５２：Ｙｅｓ）、制御装置５０は、指示に従ってｅＶＴＯＬ１００の制御を実行し（ステップＳ２６２）、本処理を終了する。

【0039】

これに対して、航空管制室から指示を受信しない場合（ステップＳ２５２：Ｎｏ）、制御装置５０は、引き続き異常に応じた飛行モードによるｅＶＴＯＬ１００の制御を継続し（ステップＳ２６４）、本処理を終了する。

【0040】

以上説明した第２実施形態の制御装置５０によれば、第１実施形態の制御装置５０と同様の効果を奏する。加えて、制御装置５０は、航空管制室から指示を受けることにより、他のｅＶＴＯＬ１００から航空管制室に発信された情報に基づいたより広範囲の磁場に関する情報に応じてｅＶＴＯＬ１００の制御を実行できるため、強い磁場や電場が発生する環境をより回避しやすくなり、ｅＶＴＯＬ１００の飛行安定性の低下をより抑制できる。また、磁場による異常が発生した際には、異常に応じた飛行モードに移行して安全な飛行を維持するため、異常発生時におけるｅＶＴＯＬ１００の安全性の低下を抑制できる。

【0041】

Ｃ．第３実施形態：
第３実施形態のｅＶＴＯＬ１００は、無人航空機として構成されている。図７および図８に示すように、第３実施形態の制御装置５０は、ステップＳ１２０の後にステップＳ３３０からステップＳ３７４の処理を行う点において、第２実施形態の制御装置５０と異なっている。第３実施形態のｅＶＴＯＬ１００の装置構成および制御装置５０による処理におけるその他の手順は、第２実施形態のｅＶＴＯＬ１００と同じであるので、同一の構成および同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0042】

上述のステップＳ１２０において制御センサの検出値が正常範囲内である場合、制御装置５０は、対応処理として、磁場関連情報に基づいて飛行ルートの再計算を行う（ステップＳ３３０）。その後、制御装置５０は、再計算により得られた新規飛行ルートについての情報を磁場関連情報とともに航空管制室へ発信し（ステップＳ３４０）、新規飛行ルートへの飛行ルート変更の許可を要請する。

【0043】

航空管制室が飛行ルート変更を許可した場合（ステップＳ３５０：Ｙｅｓ）、制御装置５０は、飛行ルートを新規飛行ルートに変更し（ステップＳ３６０）、処理を終了する。

【0044】

これに対して、航空管制室から飛行ルート変更を許可しない場合（ステップＳ３５０：Ｎｏ）であって、図８に示すように、航空管制室から指示を受信した場合（ステップＳ３６２：Ｙｅｓ）には、制御装置５０は、対応処理として、航空管制室からの指示に従ってｅＶＴＯＬ１００の制御を実行し（ステップＳ３７２）、本処理を終了する。航空管制室から指示を受信しない場合（ステップＳ３６２：Ｎｏ）には、制御装置５０は、ｅＶＴＯＬ１００の制御を変更することなく（ステップＳ３７４）、本処理を終了する。

【0045】

以上説明した第３実施形態の制御装置５０によれば、第２実施形態の制御装置５０と同様の効果を奏する。加えて、制御装置５０は、磁場に応じて再計算した新規飛行ルートを航空管制室に発信し、許可を得て飛行ルートを新規飛行ルートへ変更するため、強い磁場や電場が発生する環境をより回避しやすくなり、ｅＶＴＯＬ１００の飛行安定性の低下をより抑制できる。

【0046】

Ｄ．第４実施形態：
第４実施形態のｅＶＴＯＬ１００は、無人航空機として構成されている。図９に示すように、第４実施形態の制御装置５０は、航空管制室からの指示のみに従って、ｅＶＴＯＬ１００の制御を実行する点において、第１実施形態の制御装置５０と異なっている。第４実施形態のｅＶＴＯＬ１００の装置構成および制御装置５０による処理におけるその他の手順は、第１実施形態のｅＶＴＯＬ１００と同じであるので、同一の構成および同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0047】

上述のステップＳ１２０において制御センサの検出値が正常範囲内である場合には、制御装置５０は、上述のステップＳ１４０の処理を実行する。制御センサの検出値が正常範囲外である場合には、制御装置５０は、上述のステップＳ１４２の処理を実行する。

【0048】

航空管制室への情報発信後、制御装置５０は、上述のどちらの場合にも、対応処理として、図８に示す上述のステップＳ３６２からステップＳ３７４の処理を実行し、本処理を終了する。

【0049】

以上説明した第４実施形態の制御装置５０によれば、第１実施形態の制御装置５０と同様の効果を奏する。加えて、制御装置５０は、航空管制室からの指示のみに従ってｅＶＴＯＬ１００の制御を実行するため、制御装置５０における複雑な処理を必要とすることなく磁場および磁場による異常に応じた制御をすることができ、ｅＶＴＯＬ１００の飛行安定性の低下を抑制できる。

【0050】

Ｅ．第５実施形態：
第５実施形態の制御装置５０は、磁場センサ７０を備えずに、制御センサの検出値と基準値との差分の大きさを用いて磁場による異常発生の判定を行う点において、第１実施形態の制御装置５０と異なっている。第５実施形態のｅＶＴＯＬ１００の装置構成および制御装置５０による処理におけるその他の手順は、第１実施形態のｅＶＴＯＬ１００と同じであるので、同一の構成および同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0051】

図１０に示すステップＳ５１０において、制御装置５０は、制御センサの検出値と予め設定された基準値との差分の大きさを算出する。基準値は、平常時における制御センサの検出値として、予め記憶部５１に設定されている。例えば制御センサが駆動用モータ１２の回転数を検出する構成では、垂直離着陸モードや水平飛行モード等の飛行モードや飛行高度ごとに、平常時の駆動用モータ１２の平均回転数が基準値として設定されてもよい。

【0052】

算出された差分の大きさが予め設定された第１閾値より小さい場合（ステップＳ５１５：Ｎｏ）、制御装置５０は、本処理を終了する。算出された差分の大きさが予め設定された第１閾値以上である場合（ステップＳ５１５：Ｙｅｓ）、制御装置５０は、前回の差分の大きさの算出から予め設定された待機時間の経過後に、再び制御センサの検出値と基準値との差分の大きさを算出する（ステップＳ５２０）。待機時間の経過後に再び制御センサの検出値と基準値との差分の大きさを算出するのは、制御センサの検出値の磁場による変化が瞬間的であればｅＶＴＯＬ１００の制御への影響は少ないため、異常発生情報の通知が必要ないからである。

【0053】

再び算出された差分の大きさが予め設定された第２閾値以上である場合（ステップＳ５２５：Ｙｅｓ）、制御装置５０は、対応処理として、上述のステップＳ１３２およびステップＳ１４２の処理を実行し、本処理を終了する。再び算出された差分の大きさが予め設定された第２閾値より小さい場合（ステップＳ５２５：Ｎｏ）、制御装置５０は、対応処理として、上述のステップＳ１３０およびステップＳ１４０の処理を実行し、本処理を終了する。なお、本実施形態では、第２閾値は、第１閾値以上である。

【0054】

以上説明した第５実施形態の制御装置５０によれば、第１実施形態の制御装置５０と同様の効果を奏する。加えて、制御センサの出力値と基準値との差分の原因となりうる磁場の強さの判定に磁場センサ７０を必要としないため、ｅＶＴＯＬ１００の製造コストを抑制できる。

【0055】

Ｆ．他の実施形態：
（Ｆ１）上記実施形態において、磁場センサ７０は、機体２０の下部に１つ設置されているが、本開示はこれに限定されない。磁場センサ７０は、複数の電動推進装置１０の内部に電動推進装置１０ごとに設置されてもよい。かかる構成によれば、制御装置５０は、磁場が発生している方向および電動推進装置１０ごとの磁場の影響を検出し得る。

【0056】

（Ｆ２）上記実施形態において、制御装置５０は、磁場関連情報および異常発生情報を航空管制室に発信するが、本開示はこれに限定されない。制御装置５０は、付近を飛行中の航空機に対して、直接磁場関連情報および異常発生情報を発信してもよい。かかる構成によれば、航空管制室を介して他の航空機に対して磁場関連情報および異常発生情報を発信するよりも、短時間で他の航空機に対して磁場に関する注意喚起等を行うことができる。

【0057】

（Ｆ３）上記実施形態において、制御装置５０は、磁場関連情報および異常発生情報を航空管制室に発信するが、本開示はこれに限定されない。制御装置５０は、磁場関連情報および異常発生情報を記憶部５１に記録してもよい。かかる構成によれば、磁場関連情報および異常発生情報を記憶部５１に記録しておくことにより、着陸後のｅＶＴＯＬ１００の点検に要する時間を短縮できる。

【0058】

（Ｆ４）上記実施形態において、制御装置５０は、航空管制室から指示を受けてｅＶＴＯＬ１００の制御を実行するが、本開示はこれに限定されない。制御装置５０は、付近を飛行中の他の航空機から直接発信された注意喚起等に応じて、ｅＶＴＯＬ１００の制御を実行してもよい。

【0059】

（Ｆ５）上記実施形態において、パイロットは、磁場関連情報および異常発生情報に基づいて、ｅＶＴＯＬ１００の制御を実行することができるが、本開示はこれに限定されない。制御装置５０は、磁場関連情報および異常発生情報に基づいて、予め設定された制御を強制的に実行してもよい。

【0060】

（Ｆ６）上記実施形態において、制御装置５０は、検出された磁場の強さが閾値以上であると判定された後、待機時間の経過後に制御センサの検出値が正常範囲内か否かの判定を行うが、本開示はこれに限定されない。制御装置５０は、検出された磁場の強さが閾値以上であると判定された直後に、制御センサの検出値が正常範囲内か否かの判定を行ってもよい。

【0061】

（Ｆ７）上記実施形態において、制御装置５０は、第１閾値による判定の後、待機時間の経過後に第２閾値による判定を行うが、本開示はこれに限定されない。制御装置５０は、第１閾値による判定の直後に、第２閾値による判定を行ってもよい。

【0062】

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した形態中の技術的特徴に対応する各実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【0063】

本開示に記載の制御部およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部およびその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部およびその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【符号の説明】

【0064】

５０…制御装置、７０…磁場センサ、１００…電動垂直離着陸機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】