(57)【要約】      （修正有）【課題】航空機におけるロードシェッドをより適切に行い、より多くの機器への電力供給を維持する方法を提案する。【解決手段】発電機の故障を検知する故障検知ステップＳ１と、ロードシェッドステップＳ３０，Ｓ５０とを備える。ロードシェッドステップＳ３０，Ｓ５０は、消費電力Ｗｄが、モニタ時間Ｔ１の間、発電容量Ｗ５Ｍ，Ｗを超えた状態が継続するとロードシェッドが必要と判断する判断ステップＳ３，Ｓ５と、発電容量Ｗ５Ｍ，Ｗを消費電力Ｗｄが下回るまで、対象機器に与えられた優先度１〜５を進めながら段階的にロードシェッドを実行する実行ステップＳ４，Ｓ６とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機が備える発電機により発電された電力が供給される機器群から選択された複数の対象機器への前記電力の供給を停止するロードシェッドの方法であって、
前記発電機による発電を妨げる故障を検知する故障検知ステップと、
前記故障検知ステップにより故障が検知された後、前記ロードシェッドの要否の判断に基づいて前記ロードシェッドを実行するロードシェッドステップと、を備え、
前記ロードシェッドステップは、
前記機器により消費される消費電力が、所定のモニタ時間の間、所定の発電容量を超えた状態が継続したことに基づいて前記ロードシェッドが必要と判断する判断ステップと、
前記判断ステップにより前記ロードシェッドが必要と判断されると、前記消費電力が前記発電容量を下回るまで、前記対象機器に与えられた優先度を進めながら段階的に前記ロードシェッドを実行する実行ステップと、を備える、
ことを特徴とする航空機におけるロードシェッド方法。
【請求項２】
前記ロードシェッドステップとして、
所定の第１期間を処理時間の単位とする第１期間ロードシェッドステップと、
前記第１期間よりも長い第２期間を処理時間の単位とする第２期間ロードシェッドステップと、を備え、
前記第１期間ロードシェッドステップにおいて、
前記発電容量は、前記第２期間に対応する前記発電機の特性に応じた容量に設定し、
前記第２期間ロードシェッドステップにおいて、
前記発電容量は、前記発電機の定常特性に応じた容量に設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の航空機におけるロードシェッド方法。
【請求項３】
前記第１期間ロードシェッドステップにおいて、
前記モニタ時間は、前記対象機器への前記電力の供給停止に要する時間として定められた時間を前記第１期間から差し引いた時間に設定し、
前記第２期間ロードシェッドステップにおいて、
前記モニタ時間は、前記対象機器への前記電力の供給停止に要する時間として定められた時間を前記第２期間から差し引いた時間に設定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の航空機におけるロードシェッド方法。
【請求項４】
前記実行ステップでは、
前記消費電力が、前記発電容量よりも低い値に設定された故障時容量を下回るまで前記ロードシェッドを実行する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の航空機におけるロードシェッド方法。
【請求項５】
前記故障検知ステップにより前記故障が検知された後、発電機を装備する補助動力装置を起動する補助動力装置起動ステップを備え、
前記補助動力装置の起動が完了することにより、前記補助動力装置の前記発電機による発電が開始されると、前記ロードシェッドステップの処理を中断する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の航空機におけるロードシェッド方法。
【請求項６】
航空機が備える発電機により発電された電力が供給される機器群から選択される複数の対象機器への前記電力の供給を停止するロードシェッドを行う制御装置であって、
前記発電機による発電を妨げる故障を検知する故障検知部と、
前記故障検知部により前記故障が検知されると作動するロードシェッド部と、を備え、
前記ロードシェッド部は、
前記機器により消費される消費電力が、所定のモニタ時間の間、所定の発電容量を超えた状態が継続したことに基づいて前記ロードシェッドが必要と判断する判断部と、
前記判断部により前記ロードシェッドが必要と判断されると、前記消費電力が前記発電容量を下回るまで、前記対象機器に与えられた優先度を進めながら段階的に前記ロードシェッドを実行する実行部と、を備える、
ことを特徴とする制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の制御装置を備える、
ことを特徴とする航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機が備える機器への電力供給を停止するロードシェッドを行う方法、およびロードシェッドを行う制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機には、エンジンの回転の一部を動力源として発電する複数の発電機が設けられる。航行中、それらの発電機から得られた電力が、電力供給系統を通じて各機器に供給される。
ところが、故障によって一部の発電機が発電不能、あるいはその発電能力が低下すると、需要電力を賄えずにオーバーロードが生じうる。このとき、発電機が保護機能により停止すると、航空機の主要電源が喪失してしまう。それを避けるため、航空機には、発電機の発電を妨げる故障を検知すると、航行に影響を及ぼさない機器への電力供給を意図的に停止することで電源喪失を回避するロードシェッド（Load Shed）機能が備わる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ロードシェッドの対象となる機器を選択するときは、機器の定格最大消費電力を積算し、積算した電力が発電容量を下回るように、対象となる機器一式が選択される。そして、発電機の故障が検知されると、対象機器一式への電力供給が停止される。
しかしながら、各機器は、実際には定格の半分程度の電力しか消費しない。そのため、一部の発電機が故障したためにロードシェッドを実行した後、残りの発電機により得られる発電容量には大きな余力がある。
そこで、本発明は、航空機におけるロードシェッドをより適切に行い、より多くの機器への電力供給を維持することができるロードシェッド方法、および制御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】
【０００４】
本発明は、航空機が備える発電機により発電された電力が供給される機器群から選択された複数の対象機器への電力の供給を停止するロードシェッドの方法であって、発電機による発電を妨げる故障を検知する故障検知ステップと、故障検知ステップにより故障が検知された後、ロードシェッドの要否の判断に基づいてロードシェッドを実行するロードシェッドステップと、を備える。
そして、本発明は、ロードシェッドステップが、機器により消費される消費電力が、所定のモニタ時間の間、所定の発電容量を超えた状態が継続したことに基づいてロードシェッドが必要と判断する判断ステップと、判断ステップによりロードシェッドが必要と判断されると、消費電力が発電容量を下回るまで、対象機器に与えられた優先度を進めながら段階的にロードシェッドを実行する実行ステップと、を備えることを特徴とする。
【０００５】
本発明では、発電機の発電を妨げる故障の発生により、航空機が装備する機器への電力供給能力が低下したときに、機器への電力供給を段階的に制限する。このような電力負荷制限（ロードシェッド）を行うにあたり、消費電力のモニタリングに基づいてロードシェッドの要否を判断した上で、必要とする優先度まで対象機器のロードシェッドを実行する。
こうすることで、発電容量の余力に照らして無用なロードシェッドが回避されるので、より優先度の高い対象機器への電力供給を維持することができる。
【０００６】
一度ロードシェッドを実行した後も、例えば舵面の操作などによる消費電力の変動によって電力需給の状況が変化するため、ロードシェッドステップを繰り返し行うことができる。
本発明では、ロードシェッドが低い優先度の対象機器から順に行われるので、より高い優先度の対象機器は、電力需給の状況によってはロードシェッドが実行されない。また、実行されるとしても、初回のロードシェッドに含まれなければ、電力の供給が停止されるまでに時間的猶予がある上、時間的猶予の間に、発電機が故障から復帰したり、外部電源が接続されることで電源が回復すれば、ロードシェッドの実行を免れることができる。
【０００７】
優先度は、任意の基準に基づいて対象機器の各々に与えることができる。
例えば、乗客へのサービスのために用いる対象機器には低い優先度を与え、乗員の居住性に影響する対象機器には、その影響度に応じた優先度を与え、パイロットに影響する対象機器には高い優先度を与えることができる。
【０００８】
本発明のロードシェッド方法では、ロードシェッドステップとして、所定の第１期間を処理時間の単位とする第１期間ロードシェッドステップと、第１期間よりも長い第２期間を処理時間の単位とする第２期間ロードシェッドステップと、を備えることが好ましい。
第１期間ロードシェッドステップにおいては、発電容量を、第２期間に対応する発電機の特性に応じた容量に設定する。
第２期間ロードシェッドステップにおいては、発電容量を、発電機の定常特性に応じた容量に設定する。
【０００９】
この構成は、発電機の短時間特性および定常特性の各々が示す発電容量と、短時間特性に基づく時間に基づいて定められる。
一般に、第１期間は５秒間に、第２期間は５分間に定めることができる。
第２期間に対応する発電機の容量の方が定常容量よりも大きいため、優先度を進める上での閾値に第２期間対応の容量を用いる第１期間ロードシェッドの方が、当該閾値に定常容量を用いる第２期間ロードシェッドよりも発電容量の余力が大きい。そのため、第１期間ロードシェッドでは、ロードシェッドを低い優先度に留めることができる。その後、第２期間ロードシェッドが実行されるまでの第２期間に相応する時間に亘り、より優先度の高い対象機器を使い続けることができる。
【００１０】
ここで、第１期間ロードシェッドステップにおいては、モニタ時間を、対象機器への電力の供給停止に要する時間として定められた時間を第１期間から差し引いた時間に設定し、第２期間ロードシェッドステップにおいては、モニタ時間を、対象機器への電力の供給停止に要する時間として定められた時間を第２期間から差し引いた時間に設定することが好ましい。
対象機器への電力の供給停止に用いられるサーキットブレーカーを開放するためには所定の時間を要するので、モニタ時間を上記のように設定することにより、第１期間、第２期間の各々のうちに、ロードシェッドが必要な対象機器への電力供給を確実に停止することができる。
【００１１】
本発明のロードシェッド方法において、実行ステップでは、消費電力が、発電容量よりも低い値に設定された故障時容量を下回るまでロードシェッドを実行することが好ましい。
これにより、消費電力が発電容量を確実に下回るまでロードシェッドを行うことができる。
【００１２】
本発明のロードシェッド方法では、故障検知ステップにより故障が検知された後、発電機を装備する補助動力装置を起動する補助動力装置起動ステップを備え、補助動力装置の起動が完了することにより、補助動力装置の発電機による発電が開始されると、ロードシェッドステップの処理を中断することができる。
上述したように、高い優先度の対象機器は、初回のロードシェッドに含まれなければ、電力の供給が停止されるまでに時間的猶予がある。そこで、時間的猶予の間に、補助動力装置の起動が完了し、その発電機による発電によって電源が回復すれば、ロードシェッドの実行を免れることができる。
【００１３】
本発明は、航空機におけるロードシェッドを行う制御装置にも展開できる。
本発明の制御装置は、航空機が備える発電機により発電された電力が供給される機器群から選択される複数の対象機器への電力の供給を停止するロードシェッドを行う制御装置であって、発電機による発電を妨げる故障を検知する故障検知部と、故障検知部により故障が検知されると作動するロードシェッド部と、を備える。
そして、本発明は、ロードシェッド部が、機器により消費される消費電力が、所定のモニタ時間の間、所定の発電容量を超えた状態が継続したことに基づいてロードシェッドが必要と判断する判断部と、判断部によりロードシェッドが必要と判断されると、消費電力が発電容量を下回るまで、対象機器に与えられた優先度を進めながら段階的にロードシェッドを実行する実行部と、を備えることを特徴とする。
本発明の制御装置は、その機能を実現できる限り、任意に構成することができる。故障検知部およびロードシェッド部は、同一の機器に実装することも、別々の機器に実装することもできる。また、本発明の制御装置を例えば電子配電装置などに組み込むこともできる。
【００１４】
本発明の航空機は、上述の制御装置を備えることを特徴とする。
航空機が備える制御装置によって上述したロードシェッド方法を行うことにより、上述と同様の作用および効果が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、航空機におけるロードシェッドをより適切に行い、より多くの機器への電力供給を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態である航空機の電力供給に関する構成を示すブロック図である。
【図２】電子配電装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ロードシェッドの対象とする対象機器と優先度との対応を表すテーブルデータを示す図である。
【図４】ロードシェッドの処理概要を示すフロー図である。
【図５】第１期間ロードシェッドの処理詳細および第２期間ロードシェッドの処理詳細を示すフロー図である。
【図６】消費電力の時間的変化を示す図である。縦軸は、電力供給系統に接続された全ての機器による消費電力を示し、横軸は、故障発生時からの経過時間を示す。
【図７】ロードシェッドにおいて、補助動力装置に関する処理を説明するためのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る実施形態について説明する。
本実施形態に係る航空機は、図１に示すように、２つのエンジン１，１と、エンジン１，１の各々に装備された発電機１１，１１とを備える。
発電機１１，１１の各々は、エンジン１の回転の一部を動力源として交流電力を発電する。２つの発電機１１，１１は、並列運転されることで一つの電源１０を形成する。
これらの発電機１１，１１により発電された電力は、電力供給系統２を通じて機器群を構成する多数の機器（電気負荷）３に供給される。なお、多数の機器３のうちの一部のみを図示する。
【００１８】
発電機１１，１１の各々の発電容量はＷ（定常時）である。発電機１１，１１により、発電容量２Ｗの電源１０が形成される。
これらの発電機１１，１１は、機器３による消費電力に応じて、合計で容量２Ｗを上限とする電力を発電する。
ここで、発電機１１は、定常特性の他に、５秒間を限度に許容できる発電容量を示す５秒特性、５分間を限度に許容できる発電容量を示す５分特性を有する。定常特性は、５分間を超えて連続して許容できる発電容量（定常容量）Ｗを示す。５秒特性に応じた５秒間容量Ｗ５Ｓ、５分特性に応じた５分間容量Ｗ５Ｍ、定常容量Ｗは、この順序で低くなる。
【００１９】
電力供給系統２は、各機器３に接続された電路２１、電路２１に設けられたサーキットブレーカー２２などを含んで構成されており、発電機１１，１１により発電された電力を機器３に供給する。
幾多のサーキットブレーカー２２のうちの一部は配電装置２３において手動で開閉（遮断）操作されるが、残りは電子配電装置２４によって電子的に自動で開閉操作される。
サーキットブレーカー２２が開放されることで電路２１が開路されると、電路２１に接続された機器３への電力供給が停止される。その機器３は、電力供給系統２から切り離された状態となる。
【００２０】
機器３は、ロードシェッドの対象とはしない複数の機器３Ａと、ロードシェッドの対象とする複数の機器（対象機器）３Ｂとに区分される。
複数の機器３Ａの中には、航空機を操縦するために必要な計器等、航空機が航行するために不可欠なものや、人員を安全に運ぶために必要なものが含まれる。
一つの発電機１１が故障しても、残りの発電機１１の発電によって得られる発電容量Ｗにより、全ての機器３Ａの各々が最大の電力を消費したときの最大消費電力を賄える。
対象機器３Ｂは、機器３Ａとは異なり、航行や安全確保に影響を及ぼさないものであって、電子配電装置２４のサーキットブレーカー２２に接続された機器３から選択される。
対象機器３Ｂの各々には、後述する優先度１〜５のうちのいずれかの優先度が与えられる（図３）。
【００２１】
電子配電装置２４は、サーキットブレーカー２２の他、図２に示すように、制御装置４０と、表示装置２４１と、指示装置２４２とを備える。
制御装置４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理装置および記憶装置を備えており、サーキットブレーカー２２の状態を表示装置２４１に表示したり、表示装置２４１に表示されたメニューやコマンドを指示する指示装置２４２の操作を受け付けてサーキットブレーカー２２の状態を変更したりする。
【００２２】
制御装置４０は、故障検知部４１と、記憶部４２と、ロードシェッド部４３とを備える。ロードシェッド部４３は、対象機器３Ｂを電力供給系統２から切り離すロードシェッドを実行するコンピュータプログラムとして構成することができる。
【００２３】
故障検知部４１は、発電機１１の発電を妨げる故障を検知する。
ここで、故障検知部４１は、発電機１１自体の故障の他に、発電機１１が装備されたエンジン１の故障も、発電機１１の発電を妨げる故障として検知する。故障の検知は、例えば、発電機１１から発電された電流に基づいて行われる。その電流がゼロとなったり、所定の閾値を下回ったことに基づいて、発電機１１による発電を妨げる故障を検知する。
【００２４】
記憶部４２には、図３に示すように、対象機器３ＢのＩＤ（Identifier）と、対象機器３Ｂの各々に与えられる優先度１〜５との対応を表すテーブルデータ４２０が記憶される。
優先度は、対象機器３Ｂの重要度や影響度に基づいて定められるものであり、「１」が最も低く、「５」が最も高い。優先度１から始めて、優先度２、優先度３、優先度４、優先度５と順次、優先度をカウントアップしながら、必要な優先度までロードシェッドが実行される。
【００２５】
各優先度１〜５は、表１に示すように、誰に影響が及ぶのか、どの程度の影響が及ぶのかという観点により定めることが好ましい。
【表１】
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【００２６】
優先度１が与えられる対象機器３１は、主として駐機中に使用され、航行には関係しないもの、または乗客に提供されるサービスのために客室乗務員が使用する機器である。例えば、フライトデッキの照明、翼のイルミネーションライト、ギャレー（調理室）の湯沸し器などが該当する。
エントランスエリアの照明の一部やギャレーの照明の一部にも優先度１が与えられる。優先度１についてロードシェッドが実行されたときに客室乗務員に及ぶ影響を抑えるために、エントランスエリアの照明の一部のみ、ギャレーの照明の一部のみに優先度１を与える。
【００２７】
優先度２が与えられる対象機器３２は、主として駐機中に使用されるもの、または客室乗務員が使用する機器のうち優先度１が与えられない機器、または乗客に影響が及ぶ機器である。
乗客が使用する機器のうち、必要に迫られず、使えないことによる影響度が低い機器に優先度２が与えられる。影響度の低い機器としては、例えば、客室の壁際の照明、音楽・映像用の視聴機器、読書灯、乗客が客室乗務員を呼び出したことを示す標示灯などがある。
【００２８】
優先度３が与えられる対象機器３３は、乗客が使用する機器のうち、優先度２よりも影響度が高いものである。例えば、トイレ・洗面所の天井照明、便器洗浄機、トイレの給水・排水の配管に設けられるバルブ、配管に設けられる凍結防止用のヒーターなどが該当する。
また、客室内の空気をより快適なものとするために設けられる２つの再循環ファンの一方に、優先度３が与えられる。
【００２９】
優先度４が与えられる対象機器３４は、優先度３よりも乗客への影響度が高いものである。本実施形態では、再循環ファンの他方と、荷物室の空調ファンに優先度４が与えられる。
優先度５が与えられる対象機器３５は、パイロットに限定的な影響が及ぶものである。コックピットに設けられる複数のウィンドシールド（窓）の各々には、曇りを防止するためのヒーターが内蔵されているが、そのうちの１枚に曇りが生じても航行の安全性を確保できる。そのため、ウィンドシールドの１枚に内蔵されたヒーターに優先度５を与える。
【００３０】
上述のように優先度１〜５に区分された対象機器３Ｂは、ロードシェッド部４３によりサーキットブレーカー２２が開放されることによって電力供給が停止される。
サーキットブレーカー２２を構成する電磁石を動かして、優先度１の対象機器３１の各々のサーキットブレーカーを開放するために要する所要時間は、余裕分を加えて、例えば０．５秒に定める。本実施形態では、優先度２、３、４、５のそれぞれについても、同じく０．５秒に定める。
その場合、優先度１〜５の全ての対象機器３Ｂのサーキットブレーカーを開放するために要する所要時間ＴＬは、２．５秒間に定められる。
なお、優先度別に異なる所要時間を定めることもできる。
【００３１】
ロードシェッド実行に要する所要時間ＴＬは、後述するように、一定期間のモニタリングに基づいて行われるロードシェッドの進捗状況に応じて設定することもできる。例えば、優先度２までロードシェッドが実行されている場合は、残りの優先度３〜５の対象機器３Ｂのサーキットブレーカーを開放するために要する時間を所要時間ＴＬとして設定することができる。
【００３２】
記憶部４２には、テーブルデータ４２０の他に、５分間容量Ｗ５Ｍおよび定常容量Ｗ、後述する第１モニタ時間Ｔ１および第２モニタ時間Ｔ２も記憶される。
【００３３】
ロードシェッド部４３は、航空機の駐機中および航行中において、故障検知部４１により、発電機１１の故障が検知されると作動する。このロードシェッド部４３は、消費電力（需要電力）および発電容量から定まる電力需給、および発電機１１の特性に基づいて、対象機器３Ｂについて、優先度１〜５を進めながら段階的にロードシェッドを実行する。
【００３４】
ロードシェッド部４３は、消費電力を計測する計測部４０１と、所定時刻からの経過時間を計時するタイマー４０２と、所定のタイミングで必要な優先度までロードシェッドを実行するための要否判断部４０３および実行部４０４とを備える。
計測部４０１は、電力供給系統２に電気的に接続された全ての機器３により電力供給系統２を通じて消費される消費電力を計測する電力計から、消費電力Ｗｄを得る。
【００３５】
タイマー４０２は、ロードシェッドの要否を判断するための第１モニタ時間Ｔ１および第２モニタ時間Ｔ２を計時する。
第１モニタ時間Ｔ１および第２モニタ時間Ｔ２は、発電機１１の５秒特性、５分特性、および対象機器３Ｂのロードシェッドに要する所要時間ＴＬに基づいて定められる。
第１モニタ時間Ｔ１は、５秒間から所要時間ＴＬを差し引いた時間である。
第２モニタ時間Ｔ２は、５分間から所要時間ＴＬを差し引いた時間である。
本実施形態では所要時間ＴＬは２．５秒間であるため、第１モニタ時間Ｔ１は、２．５秒間であり、第２モニタ時間Ｔ２は、４分と５７．５秒間である。
【００３６】
要否判断部４０３は、計測部４０１により継続的に得られる消費電力Ｗｄをモニタリングする。そして、所定のモニタ時間（第１モニタ時間Ｔ１、第２モニタ時間Ｔ２）の間、消費電力Ｗｄが所定の発電容量を超える状態が継続するか否かに基づいて、ロードシェッドの要否を判断する。
実行部４０４は、要否判断部４０３によりロードシェッドが必要と判断された場合にロードシェッドを実行する。
【００３７】
発電機１１の発電を妨げる故障が発生すると、消費電力Ｗｄに対して発電容量が不足しうる（オーバーロード）。
このとき、正常に運転する発電機１１に関しては、短時間に限り、定常容量Ｗよりも大きい発電容量（５秒間容量Ｗ５Ｍおよび５分間容量Ｗ５Ｍ）が許容されるため、発電機１１の保護機能によって直ちに発電が停止することはない。この時間的猶予を利用して、要否判断部４０３は、ロードシェッドの要否を適切に判断するためのモニタ時間をとり、その時間が経過するまではロードシェッドを行うことなく待機する。そして、消費電力Ｗｄのモニタリングに基づいて、必要な優先度まで、段階的にロードシェッドを実行する。
【００３８】
次に、図４〜図６を参照し、電子配電装置２４によるロードシェッドについて説明する。
先ず、図４に示すように、故障検知部４１により発電機１１の発電を妨げる故障を検知する（故障検知ステップＳ１）。
故障が検知されると（ステップＳ１でＹ）、要否判断部４０３は、計測部４０１により、消費電力Ｗｄのモニタリングを開始する（モニタリングステップＳ２）。
さらに、ロードシェッド部４３は、５秒間（第１期間）を処理時間の単位とする第１期間ロードシェッドステップＳ３０と、５分間（第２期間）を処理時間の単位とする第２期間ロードシェッドステップＳ５０とを行う。
これらの第１期間ロードシェッドステップＳ３０および第２期間ロードシェッドステップＳ５０は、並行して繰り返し行われる。
本実施形態では、第１期間ロードシェッドステップＳ３０の初回（初回ロードシェッド）が終了すると、第２期間ロードシェッドステップＳ５０を開始する。
以下の処理では、ロードシェッド待ちの優先度である「現在の優先度」を記憶部４２に記憶させる。現在の優先度は予め「優先度１」に初期化されるものとする。
【００３９】
以下では、第１期間ロードシェッドを実行した後、第２期間ロードシェッドを実行する例について説明する。
第１期間ロードシェッドステップＳ３０は、第１期間ロードシェッド判断ステップＳ３および第１期間ロードシェッド実行ステップＳ４を備える。
第１期間ロードシェッド判断ステップＳ３では、モニタリングされる消費電力Ｗｄが５分間容量Ｗ５Ｍを超える状態が継続する超過継続時間ＴＥ１を、タイマー４０２により計時する。
その超過継続時間ＴＥ１が第１モニタ時間Ｔ１（２．５秒間）に達すると、要否判断部４０３は、ロードシェッドの実行が必要であると判断する（ステップＳ３１でＹ）。
それを受けて、実行部４０４は、第１期間ロードシェッドを実行する（第１期間ロードシェッド実行ステップＳ４）。
超過継続時間ＴＥ１が第１モニタ時間Ｔ１に満たない場合は、ロードシェッドが不要と判断し（ステップＳ３１でＮ）、ロードシェッドは実行せず、消費電力Ｗｄのモニタリングを継続する。
【００４０】
第１期間ロードシェッド実行ステップＳ４において、実行部４０４は、計測部４０１により計測された消費電力Ｗｄが、５分間容量Ｗ５Ｍから余裕分を差し引いた第１故障時容量Ｗ１を下回るまで、優先度を１つずつカウントアップしながら、テーブルデータ４２０に基づいて特定される該当優先度の対象機器についてロードシェッドを実行する。このとき、各優先度のロードシェッドに要する時間に基づいて、優先度を０．５秒間隔で進めながらロードシェッドを実行する。
仮に、優先度１から優先度５までの全ての対象機器３Ｂについてロードシェッドを実行するとしても、それらの対象機器３Ｂを電力供給系統２から切り離すために要する所要時間ＴＬは２．５秒間以内であるため、第１期間ロードシェッドの初回ロードシェッドは、第１モニタ時間Ｔ１を含め、故障検知時Ｔ０から５秒後には完了する（図６）。
【００４１】
第１故障時容量Ｗ１は、５分間容量Ｗ５Ｍから、余裕分として例えば数ｋＶａｒ差し引いた値に設定する。５分間容量Ｗ５Ｍから余裕分を差し引いた第１故障時容量Ｗ１を設定することにより、消費電力Ｗｄが５分間容量Ｗ５Ｍを確実に下回るまでロードシェッドを行うことができる。
【００４２】
ここで、故障検知時Ｔ０から５秒経過時のオーバーロードを回避することだけを目的とするならば、故障検知時Ｔ０から５秒間のうちに行う第１期間ロードシェッドの初回のロードシェッドにより、消費電力Ｗｄを５秒間容量Ｗ５Ｓ以下に抑えれば足りる。
しかし、本実施形態では、初回ロードシェッドの実行後、ほぼ５分間（第２モニタ時間Ｔ２）待機してからロードシェッドの要否判断に基づいて第２期間ロードシェッドを実行するので、その待機時間中、故障検知時Ｔ０から５分間経過時にオーバーロードが生じることを回避するために、消費電力Ｗｄを５分間容量Ｗ５Ｍよりも低下させておく必要がある。
【００４３】
したがって、本実施形態では、初回ロードシェッドの際に、消費電力Ｗｄが第１故障時容量Ｗ１を下回るように、優先度１から始めて、優先度をカウントアップしながら、必要な優先度までロードシェッドを実行する。
その初回ロードシェッドにより、図６に一例を示すように、消費電力Ｗｄが低下する。
【００４４】
上記のように、第１モニタ時間Ｔ１（２．５秒間）の間、消費電力Ｗｄが継続して５分間容量Ｗ５Ｍを超えると実行される第１期間ロードシェッドの初回ロードシェッドについて、図５を参照し、具体例を挙げる。
実行部４０４は、テーブルデータ４２０に基づいて、現在の優先度である優先度１の対象機器３１の各々に対応するサーキットブレーカー２２に制御信号を送ることでサーキットブレーカー２２を開放し、電力供給系統２から切り離す（優先度１の実行ステップＳ４１）。
また、実行部４０４は、現在の優先度（優先度１）を優先度２にカウントアップし、優先度２を現在の優先度として記憶部４２に記憶させる（優先度カウントアップステップＳ４２）。
【００４５】
上記のように優先度１の対象機器３１が電力供給系統２から切り離されると、電力供給系統２に接続された機器３による消費電力Ｗｄが低くなる。
しかし、その後に計測された消費電力Ｗｄが、第１故障時容量Ｗ１を上回るのであれば、より優先度が高い対象機器３Ｂをもロードシェッドすることが必要となる。
その場合、実行部４０４は、優先度１のロードシェッド実行から０．５秒後に、現在の優先度である優先度２について、上記と同様に、対象機器３２の各々に対応するサーキットブレーカー２２を電力供給系統２から切り離す（優先度２の実行ステップＳ４３）。さらに、優先度をカウントアップして、現在の優先度として優先度３を記憶部４２に記憶させる（優先度カウントアップステップＳ４４）。
【００４６】
これ以降も、計測された消費電力Ｗｄが第１故障時容量Ｗ１を上回るのであれば、上記同様に、優先度３、優先度４，および優先度５へと順次、より優先度が高い対象機器３Ｂへと対象を拡大しながら、ロードシェッドを実行する。
優先度５までロードシェッドを行うと（図４の最高優先度判定ステップＳ７でＹ）、ロードシェッド部４３は処理を終了し、第２期間ロードシェッドは実行されない。
ここでは、優先度１の対象機器３１および優先度２の対象機器３２を電力供給系統２から切り離したことにより、消費電力Ｗｄが第１故障時容量Ｗ１を下回ったものとする。
以上のように、消費電力Ｗｄが第１故障時容量Ｗ１を下回るまで、優先度を進めながら段階的に第１期間ロードシェッドが行われる。
【００４７】
その後も、消費電力Ｗｄのモニタリングを継続する。大電力の消費を伴う舵面が操作されることなどによって、消費電力Ｗｄが５分間容量Ｗ５Ｍを再び超える可能性がある。消費電力Ｗｄが５分間容量Ｗ５Ｍを超える状態が続く超過継続時間ＴＥ１が第１モニタ時間Ｔ１に達したら（ステップＳ３１でＹ）、現在の優先度から、上記と同様にロードシェッドを実行する。
【００４８】
本実施形態では、第１期間ロードシェッドの初回ロードシェッドに続いて、第２期間ロードシェッドステップＳ５０を行う。
第２期間ロードシェッドステップＳ５０は、第２期間ロードシェッド判断ステップＳ５および第２期間ロードシェッド実行ステップＳ６を備える。
第２期間ロードシェッドでは、第１期間ロードシェッドで指標とする５分間容量Ｗ５Ｍよりも低い定常容量Ｗを下回るように消費電力Ｗｄを抑える必要があるため、初回ロードシェッドを実行した後、消費電力Ｗｄの変動がなくても、第２期間ロードシェッドが必要であると判断されうる。
【００４９】
第２期間ロードシェッド判断ステップＳ５では、消費電力Ｗｄが定常容量Ｗを超える状態が継続する超過継続時間ＴＥ２が第２モニタ時間Ｔ２（４分５７．５秒間）に達すると、要否判断部４０３は、さらなるロードシェッドの実行が必要と判断する（ステップＳ５１でＹ）。
それを受けて、実行部４０４は、第２期間ロードシェッドを実行する（第２期間ロードシェッド実行ステップＳ６）。
このステップＳ６において、実行部４０４は、計測部４０１により計測された消費電力Ｗｄが、定常容量Ｗから余裕分を差し引いた第２故障時容量Ｗ２を下回るまで、現在の優先度を進めながら０．５秒間隔でロードシェッドを実行する。
第２故障時容量Ｗ２は、定常容量Ｗから、例えば数ｋＶａｒ差し引いた値に設定する。
【００５０】
消費電力Ｗｄが定常容量Ｗを超えた状態が継続する超過継続時間が第２モニタ時間Ｔ２に満たない場合は、ロードシェッドが不要と判断し（ステップＳ５１でＮ）、消費電力Ｗｄのモニタリングを継続する。
【００５１】
第２期間ロードシェッドについても、図５を参照し、具体例を挙げる、
実行部４０４は、テーブルデータ４２０に基づいて、現在の優先度である優先度３の対象機器３１の各々に対応するサーキットブレーカー２２に制御信号を送ることでサーキットブレーカー２２を開放し、電力供給系統２から切り離す（優先度３の実行ステップＳ６１）。
また、実行部４０４は、現在の優先度（優先度３）を優先度４にカウントアップし、優先度４を現在の優先度として記憶部４２に記憶させる（優先度カウントアップステップＳ６２）。
【００５２】
これ以降も、計測された消費電力Ｗｄが第２故障時容量Ｗ２を上回るのであれば、上記同様に、優先度４、および優先度５へと順次、ロードシェッドを実行する。
ここでは、優先度３の対象機器３３を電力供給系統２から切り離したことにより、消費電力Ｗｄが第２故障時容量Ｗ２を下回ったものとする。
【００５３】
その後も、消費電力Ｗｄのモニタリングを継続する。消費電力Ｗｄが定常容量Ｗを再び超え、その時点からの超過継続時間が第２モニタ時間Ｔ２に達したら、現在の優先度から、上記と同様にロードシェッドを実行する。
図６は、上述のように優先度３までのロードシェッドが行われた後、舵面が操作されることなどによって、消費電力Ｗｄが定常容量Ｗを再び超えた例を示す。この例では、第２モニタ時間Ｔ２の間（図６の右側に図示）、消費電力Ｗｄが定常容量Ｗを超えた状態が継続したため、優先度４の対象機器３４のロードシェッドを実行する。
これ以降も、消費電力Ｗｄのモニタリングを継続し、必要に応じて優先度５の対象機器３５のロードシェッドを行うことができる。優先度５までロードシェッドを行うと（ステップＳ７でＹ）、ロードシェッド部４３は処理を終了する。
優先度５までロードシェッドを終えると、電力供給系統２に機器３Ａのみが接続された状態となる。この状態では、仮に、全ての機器３Ａが最大の消費電力Ｗｄで作動したとしても、その消費電力Ｗｄを、一つの発電機１１の発電によって得られる定常容量Ｗにより賄える。
【００５４】
以上、１つの発電機１１のみによって電源１０が構成される場合に行われるロードシェッドの処理について説明したが、発電機１１が故障から復帰したり、地上に用意された外部電源に電力供給系統２が接続されることなどによって、オーバーロードのおそれがなくなれば、ロードシェッドの処理を中断する。外部電源が電力供給系統２に接続されると、外部電源が故障の発電機１１に代わり電源１０を構成するので、電源１０の容量が十分に回復される。
したがって、ロードシェッド部４３は、発電機１１が故障から復帰したり、外部電源が接続されたことを検知すると、処理を中断する。
【００５５】
本実施形態では、発電機１１の復帰や外部電源の接続によって電源１０が回復したとしても、既にロードシェッドが実行された優先度の対象機器３Ｂへの電力供給を自動的に再開することは行わない。電力供給が一旦停止されたにも関わらず、対象機器３Ｂへの電力供給を自動的に再開すると、現状で使用可能な対象機器３Ｂを把握しづらくなるためである。
【００５６】
以上で説明したように、本実施形態は、消費電力Ｗｄのモニタリング結果に基づいてロードシェッドの要否を判断するとともに、対象機器３Ｂに与えられた優先度に基づいて必要な優先度までロードシェッドを実行することを主要な特徴とする。
一般に、各機器３に定められる定格の最大消費電力は、その機器の通常使用時の消費電力に対して大きな余裕を加えて定められる。したがって、機器３の定格最大消費電力を積算した消費電力に基づいてロードシェッドの要否を判断すると、１つの発電機１１のみでは電力需給が逼迫することとなる。
しかし、実際には、全ての機器３が同時に使用されたとしても、それらの機器３の合計の最大消費電力の半分程度しか使用されないため、発電容量Ｗには大きな余力がある。この場合、一部の対象機器３Ｂに対してのみ限定的にロードシェッドを実行すれば足りる。
したがって、本実施形態のように、消費電力Ｗｄのモニタリングに基づいてロードシェッドの要否を判断した上で、必要とする優先度まで対象機器３Ｂのロードシェッドを実行することにより、過度に多数の対象機器３Ｂへの電力供給が断たれることを避けて、より優先度の高い対象機器３Ｂへの電力供給を維持することができる。
【００５７】
また、本実施形態におけるロードシェッドは、発電機１１の特性に基づいて、５秒間を単位とする第１期間ロードシェッドと、５分間を単位とする第２期間ロードシェッドとが併せて実行される。発電機１１の５分間容量Ｗ５Ｍの方が定常容量Ｗよりも大きいため、優先度を進める上での閾値として５分間容量Ｗ５Ｍに基づく第１故障時容量Ｗ１を用いる第１期間ロードシェッドの方が、当該閾値として定常容量に基づく第２故障時容量Ｗ２を用いる第２期間ロードシェッドよりも発電容量の余力が大きい。
そのため、第１期間ロードシェッドでは、ロードシェッドを低い優先度に留めることができる。その後、第２期間ロードシェッドが実行されるまでの５分間近くの間、より優先度の高い対象機器３Ｂを使い続けることができる。そうしているうちに、航空機が外部電源に接続されたり、後述するように補助動力装置の起動が完了したために電源１０の容量が回復されると、その時点でロードシェッドが中断される。つまり、必要限度内でロードシェッドを行いながら、電源１０が回復されるまでオーバーロードせずに持ちこたえることができれば、それ以降は、電力供給停止の懸念なく、優先度の高い対象機器３Ｂを使い続けることができる。
【００５８】
以下、ロードシェッドにおいて、補助動力装置に関する処理について説明する。
補助動力装置（ＡＰＵ；Auxiliary Power Unit）は、エンジン１に故障が生じた場合に稼働することで推力を発生させるものであり、発電機を装備する。補助動力装置は、一般に、使用可能な高度に上限がある。また、起動を開始してから完了するまでに、例えば、数分程度の起動時間を要する。
【００５９】
図７に示すように、発電機１１の発電を妨げる故障が検知されると（ステップＳ１）、所定の航行高度以下であれば、補助動力装置を起動する（ステップＳ１１）。また、消費電力Ｗｄのモニタリングを開始する（ステップＳ２）。
その後は、上述と同様に、第１期間ロードシェッドの要否を判断し（ステップＳ３）、必要な場合に第１期間ロードシェッドを実行するとともに（ステップＳ４）、第２期間ロードシェッドの要否を判断し（ステップＳ５）、必要な場合に第２期間ロードシェッドを実行する（ステップＳ６）。
それらの過程で補助動力装置の起動が完了すると、補助動力装置の発電機による発電が開始される。その発電機が電源１０を構成することで、電源１０の容量が回復される。そのため、ロードシェッド部４３は、補助動力装置の起動が完了したことを検知すると、処理を中断する。
また、ステップＳ２のときに、高度制限や、何らかの事情によって補助動力装置を起動することができない場合は、補助動力装置の起動を再試行する。航行高度が下がったために補助動力装置の起動が開始され、起動完了すると、ロードシェッド部４３は処理を中断する。それ以降は、現在の優先度以降の対象機器３Ｂへの電源供給を維持することができる。
【００６０】
上記実施形態で示したロードシェッドの処理、およびロードシェッドを行うための構成は、一例に過ぎない。
以上では、第１期間ロードシェッドの要否判断（ステップＳ３１）、第２期間ロードシェッドの要否判断（ステップＳ５１）のいずれにおいても、ロードシェッドが必要と判断された例を挙げたが、電力需給の状況によっては、ステップＳ３１またはステップＳ５１のいずれか、あるいは両方において、ロードシェッドが不要と判断される場合もありうる。
また、第２期間ロードシェッド実行ステップＳ６が行われる前に、第１期間ロードシェッド実行ステップＳ４が複数回行われる場合もありうる。
さらに、本発明は、外部電源の接続や、発電機１１の故障からの復帰、補助動力装置の起動完了により、電源１０の容量が回復したときに、既にロードシェッド済みの対象機器３Ｂへの電力供給を再開することも許容する。
上記実施形態では、２つの発電機を備える航空機の例を示したが、発電機の数は任意である。例えば、４台の発電機を備える航空機の場合において、１〜３台の発電機が故障した際に行うロードシェッドにも本発明を適用できる。この場合、５分間容量Ｗ５Ｍ、定常容量Ｗの各々は、故障した発電機の数に応じた値に設定されることが好ましい。
【００６１】
本発明において対象機器に与えられる優先度は、各々の対象機器の用途や性質に基づく重要度や影響度に基づいて定められ、優先度が高いものほど遅れてロードシェッドが実行される。そうした意味での優先度とは逆に、重要度や影響度が低いために先にロードシェッドを実行しても構わないものほど高い優先度を与える場合は、最も高い優先度から始めて、より低い優先度へと優先度をカウントダウンしながら、ロードシェッドを行うとよい。
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１      エンジン
２      電力供給系統
３      機器
３Ａ    機器
３Ｂ    対象機器
１０    電源
１１    発電機
２１    電路
２２    サーキットブレーカー
２３    配電装置
２４    電子配電装置
３１〜３５  対象機器
４０    制御装置
４１    故障検知部
４２    記憶部
４３    ロードシェッド部
２４１  表示装置
２４２  指示装置
４０１  計測部
４０２  タイマー
４０３  要否判断部（判断部）
４０４  実行部
４２０  テーブルデータ
Ｓ１    故障検知ステップ
Ｓ２    モニタリングステップ
Ｓ３０  第１期間ロードシェッドステップ
Ｓ３    第１期間ロードシェッド判断ステップ
Ｓ４    第１期間ロードシェッド実行ステップ
Ｓ４１  優先度１の実行ステップ
Ｓ４２  優先度カウントアップステップ
Ｓ４３  優先度２の実行ステップ
Ｓ４４  優先度カウントアップステップ
Ｓ５０  第２期間ロードシェッドステップ
Ｓ５    第２期間ロードシェッド判断ステップ
Ｓ６    第２期間ロードシェッド実行ステップ
Ｓ６１  優先度３の実行ステップ
Ｓ６２  優先度カウントアップステップ
Ｓ７    最高優先度判定ステップ
Ｔ０      故障検知時
Ｔ１    第１モニタ時間
Ｔ２    第２モニタ時間
ＴＬ      所要時間
Ｗ      定常容量（発電容量）
Ｗ１    第１故障時容量
Ｗ２    第２故障時容量
Ｗ５Ｍ    ５分間容量
Ｗ５Ｓ    ５秒間容量
Ｗｄ    消費電力
【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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