(57)【要約】【課題】航空機電力を制御するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】一実施例に従ったシステムは、電気モータと、当該電気モータに結合され、当該電気モータによって動力が供給される航空機負荷と、当該電気モータの出力を変えるよう当該電気モータに結合されたモータコントローラとを含む。当該モータコントローラは固定数の予め設定されたコントローラモード間で変更可能であり、個々のコントローラモードは、航空機の動作モードと電気モータの非ゼロ出力レベルとに対応する。さらなる実施例においては、モータコントローラは、たとえば１つのモータコントローラが動作不能になった場合には互いに代用可能であり得る。【選択図】図１
2008062920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機パワーシステムであって、
電気モータと、
前記電気モータに結合され、前記電気モータによって動力が供給される航空機負荷と、
前記電気モータの出力を変えるよう前記電気モータに結合されるモータコントローラとを含み、前記モータコントローラは、固定数の予め設定されたコントローラモード間で変更可能であり、個々のコントローラモードは航空機の動作モードと前記電気モータの非ゼロ出力レベルとに対応する、航空機パワーシステム。
【請求項２】
前記負荷は油圧ポンプを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記油圧ポンプに結合された高揚力装置をさらに含み、前記モータコントローラは、前記高揚力装置の位置の変化に少なくとも部分的に基づいて、前記コントローラモードを変更するよう前記高揚力装置に作動的に結合される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
エンジンスロットルをさらに含み、前記モータコントローラは、前記エンジンスロットルの設定の変更に少なくとも部分的に基づいて、前記コントローラモードを変更するよう前記エンジンスロットルに作動的に結合される、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
車輪荷重インジケータをさらに含み、前記モータコントローラは、前記車輪荷重インジケータからの標識に少なくとも部分的に基づいて、前記コントローラモードを変更するよう前記車輪荷重インジケータに作動的に結合される、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記電気モータの出力は前記電気モータの回転速度を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
予め設定された各々のコントローラモードは、電力が前記モータに供給される異なる周波数に対応する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記モータコントローラは５つのコントローラモード間で変更可能であり、第１のコントローラモードは地上動作に対応し、第２のコントローラモードは巡航動作に対応し、第３のコントローラモードは離陸および降下動作に対応し、第４のコントローラモードは逆推力装置の動作に対応し、第５のコントローラモードは自動フラップ展開動作に対応する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
胴体と、
翼と、
推進システムとをさらに含み、
前記電気モータ、前記航空機負荷および前記モータコントローラは、前記翼および前記胴体のうちの少なくとも１つによって担持され、
前記航空機負荷は、前記翼および前記胴体のうちの少なくとも１つによって担持される油圧アクチュエータに結合された油圧ポンプを含み、
前記電気モータは前記推進システムに結合され、
前記モータコントローラは、地上動作に対応する第１のコントローラモードと、巡航動作に対応する第２のコントローラモードと、離陸および降下動作に対応する第３のコントローラモードと、逆推力装置の動作に対応する第４のコントローラモードと、自動フラップ展開動作に対応する第５のモードとを含む５つのコントローラモード間で変更可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
航空機システムを制御するための方法であって、
航空機の動作モードの標識を受信するステップと、
前記動作モードに少なくとも部分的に基づいて、複数の、固定数である予め設定された出力レベルの中から概ね一定の出力レベルを自動的に選択するステップと、
前記選択された出力レベルを生成するよう電気モータに指示するステップとを含む、方法。
【請求項１１】
前記モータに対する負荷が変化すると固定速度で動作するよう前記電気モータに指示するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記電気モータは油圧ポンプに結合され、前記方法はさらに、前記ポンプの可聴ノイズ出力がほぼ一定レベルであり、前記電気モータが前記選択された出力レベルを生成する間、前記ポンプを駆動するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記電気モータは第１のモータコントローラによって指示される第１の電気モータであり、前記方法はさらに、
前記第１のモータから前記第１のモータコントローラを切離すステップと、
第２のモータから第２のモータコントローラを切離すステップと、
前記第１のモータコントローラの代わりに前記第２のモータコントローラを前記第１のモータに結合するステップとを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のモータコントローラを切離すステップは、前記第１のモータコントローラに欠陥があるという標識を受信することに応答して、前記第１のモータコントローラを切離すステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
この開示は、概して、航空機の動作モードに応じた態様でモータコントローラの動作を制御すること、および／または、或るモータコントローラを別のモータコントローラの代わりに用いることを含めて、航空機の動力を制御するためのシステムおよび方法に向けられる。
【背景技術】
【０００２】
背景
航空機製造業者は、商業用の輸送機が必要とする動力を減らし、このような航空機の作動効率を向上させるよう絶えず迫られている。これらの目的を達成するための一方策は、従来より航空機のエンジンから出力される抽気またはシャフトによって駆動されていた装置を電動式の装置と置換えることであった。たとえば、より世代の新しい航空機上の油圧ポンプは、現在、電気モータによって駆動されている。油圧ポンプが作動油を加圧し、これを用いて、着陸装置、高揚力装置（たとえば、前縁装置および後縁装置）、エルロン、昇降舵、方向舵および／または航空機の動作にとって重要な他の装置を含む多くの航空機システムに動力を供給する。電動式油圧ポンプは、効率性、柔軟性および／または信頼性をある程度向上させるものと期待されている。
【０００３】
電動式油圧ポンプに移行した結果、大型の電気ポンプおよび関連する電気モータならびにモータコントローラの必要性が増してきた。油圧ポンプは、航空機が通常の飛行中に滅多に遭遇しない条件で動作するような大きさにされているため、一般には最大出力レベル未満で動作する。当該ポンプの出力は、大抵の飛行状態中にはポンプの回転速度を下げ、油圧についての要求が高まったときにはポンプ速度を上げることによって、低減させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の方策についての１つの欠点としては、電動式ポンプが、油圧についての要求の変動に応じて高出力設定と低出力設定との間で周期的に繰返す傾向があることである。これにより、うなり音（whining noise）が引起こされるおそれがある。油圧ポンプが客室の真下にあるかもしれないので、乗客にこのうなり音が聞こえてしまい彼らを不快にしてしまう可能性がある。したがって、油圧ポンプを効率的に作動させつつ、乗客が被る騒音のレベルを下げる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概要
以下の概要は読み手のためにのみ提供されるものであり、添付の特許請求の範囲によって規定されるこの発明を限定することを意図するものではない。この開示の局面は、航空機の電力を制御するためのシステムおよび方法に向けられる。一局面に従った航空機パワーシステムは、電気モータと、当該電気モータに結合され、当該電気モータによって動力が供給される航空機負荷（たとえば、油圧ポンプ）と、当該電気モータの出力を変えるよう当該電気モータに結合されたモータコントローラとを含む。当該モータコントローラは、固定数の予め設定されたコントローラモード間で変更可能であり、個々のコントローラモードは航空機の動作モードと電気モータの非ゼロ出力レベルとに対応している。予め設定されたコントローラモードの数が固定されていることで、電気モータによって出力される動力が頻繁に変動する傾向を低減させることができる。
【０００６】
特定の局面においては、モータコントローラは、５つのコントローラモード間で変更可能である。第１のコントローラモードは地上動作に対応し、第２のコントローラモードは巡航動作に対応し、第３のコントローラモードは離陸および降下動作に対応し得る。第４のコントローラモードは逆推力装置の動作に対応し、第５のコントローラモードは自動フラップ展開動作（flap gapping operations）に対応し得る。
【０００７】
別の局面に従った航空機動力生成システムは、第１の電気モータと、当該第１の電気モータに結合され当該第１の電気モータによって動力が供給される第１の装置（機内に搭載された航空機油圧ポンプを含む）と、第１の電気モータに結合されてその動作を指示する第１のモータコントローラとを含む。当該システムはさらに、第２の電気モータと、当該第２の電気モータに結合され当該第２の電気モータによって動力が供給される第２の装置と、当該第２の電気モータに結合されてその動作を指示する第２のモータコントローラとを含み得る。スイッチング装置が第１のモータコントローラと第２のモータコントローラとの間に結合されて、第１のモータから第１のモータコントローラを切離し、第２のモータから第２のモータコントローラを切離し、第１のモータコントローラの代わりに第２のモータコントローラを第１のモータに結合する。したがって、第２のモータコントローラは第１のモータコントローラの代わりにになることができ、システム冗長性を提供することができる。
【０００８】
いくつかの局面はまた、航空機システムを制御するための方法に向けられる。一方法は、航空機の動作モードの標識を受信するステップと、動作モードに少なくとも部分的に基づいて、複数の、固定数である予め設定された出力レベルの中から概ね一定の出力レベルを自動的に選択するステップと、当該選択された出力レベルを生成するよう電気モータに指示するステップとを含む。特定の局面においては、電気モータは、当該モータに対する負荷が変化すると一定の回転速度で動作するよう指示され得る。さらなる特定の局面においては、電気モータは油圧ポンプに結合され、当該方法はさらに、電気モータが選択された出力レベルを生成している状態で当該ポンプの可聴ノイズ出力がほぼ一定のレベルである間、ポンプを駆動するステップを含む。さらなる特定の局面においては、当該電気モータは油圧ポンプに結合されてもよく、航空機の動作モードの標識は、高揚力装置の展開の変更、エンジンスロットルの設定の変更、高度標識、および／または、航空機が着陸したという車輪荷重インジケータ（a weight-on-wheels indicator）からの標識に対応し得る。
【０００９】
さらに別の局面に従った方法は、航空機の電気モータに対する負荷の、現在の負荷レベルから次の負荷レベルへの予想される増加に対応する標識を受信するステップを含む。当該方法はさらに、当該標識に応答して、負荷レベルが現在の負荷レベルから次の負荷レベルに変化する前に電気モータの出力を自動的に変更するステップを含み得る。たとえば、電気モータの出力は、航空機のスロットル設定が最大推力の少なくとも９０％にまで進んだという標識に応答して変更することができる。別の局面においては、電気モータの出力は、高揚力装置設定の変更（たとえば、展開設定もしくは収容設定への変更、または展開設定もしくは収容設定からの変更）の標識に応答して変更可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
詳細な説明
この開示は、航空機の電力を制御するためのシステムおよび方法を記載する。この発明のさまざまな実施例を完全に理解できるようにするために、いくつかの特定の詳細が以下の説明および図１〜図５において記載される。このようなシステムにしばしば関連付けられる周知の構造、システムおよび方法は、この発明のさまざまな実施例の説明を不必要に曖昧にすることを避けるために詳細には図示または説明されない。加えて、当業者であれ
ば、以下に記載される詳細のうちのいくつかがなくてもこの発明の付加的な実施例が実現可能であることを理解するだろう。
【００１１】
以下に記載されるこの発明のいくつかの実施例は、プログラム可能なコンピュータによって実行されるルーチンを含むコンピュータ実行可能な命令の形を取り得る。当業者であれば、この発明が添付の図面に示され以下に説明される以外のコンピュータまたはアナログシステム上で実施可能であることを認識するだろう。この発明は、以下に記載されるコンピュータ実行可能な命令のうちの１つ以上を実行するよう特にプログラム、構成または構築された特定用途のコンピュータまたはデータプロセッサにおいて実現可能である。したがって、この明細書中で概して用いられる「コンピュータ」という語は、以下に記載される命令のいくつかまたはすべてを実行するようプログラムされ、既存の航空機に用いられるプロセッサを含む、好適な如何なるデータプロセッサをも指す。
【００１２】
図１は、この発明の実施例に従って構成された１つ以上のパワーシステム１１０を担持する航空機１００の概略図である。航空機１００は、胴体１０１と、翼１０２と、航空機１００を推進させ、さまざまな航空機サブシステムまたは負荷１２０を駆動するよう電力を供給する１つ以上のエンジン１０３とを含む。これらのサブシステムは、航空機の翼１０２上に位置する高揚力装置１２１（たとえば、前縁装置１２２および／または後縁装置１２３）と、翼１０２および／または胴体１０１によって担持される着陸装置１２７とを含み得る。これらの装置には、１つ以上の油圧ポンプ１２４によって油圧で作動され得る（図１には油圧ポンプ１２４ａ〜１２４ｄとして４つが示される）。各々の油圧ポンプ１２４は対応する電気モータ１１１（電気モータ１１１ａ〜１１１ｄとして４つが図示される）によって駆動され得、各モータ１１１は対応するモータコントローラ１１３（モータコントローラ１１３ａ〜１１３ｄとして４つが図示される）によって制御され得る。
【００１３】
航空機１００はまた、他の電動式装置、たとえば、客室、乗員室および荷物区画に加圧空気を供給する環境制御システム（ＥＣＳ）コンプレッサ１２５を担持する。さらなる電動式装置は窒素生成システム１２６を含み得る。当該窒素生成システム１２６は周囲空気から窒素を抽出し、これを燃料タンク１０４に供給することにより、燃料が爆発する可能性が著しく低くなる不活性環境を作り出す。これらの装置の各々は、モータおよび関連するモータコントローラ１１３（それぞれ、モータコントローラ１１３ｅおよび１１３ｆと示される）を含み得る。図２および図３に関連して以下により詳細に記載されるように、モータコントローラ１１３は、典型的な航空機飛行中にモータ回転速度または他の出力パラメータが変化する頻度を下げるよう固定数の予め設定されたコントローラモードで動作するよう構成され得る。図４および図５に関連して以下にさらに詳細に説明されるように、モータコントローラは、互いに代用されて、たとえば、対応するモータによって駆動される装置が実行する機能にあるレベルの冗長性を与えるよう構成され得る。
【００１４】
図２は、この発明の実施例に従って航空機パワーシステムを作動させるための典型的なプロセス２００を示すフロー図である。当該プロセス２００は、航空機エンジンを始動させるステップ（プロセス部２０１）と、エンジンに結合された電気モータについての最初の出力レベルを設定するステップ（プロセス部２０２）とを含む。最初の出力レベルは、モータ回転速度、電力レベル、トルクまたは他の好適な算定基準に対応し得る。モータの出力は、好適な入力、たとえば入力電流および／または電圧レベル、信号周波数および／または他の入力を制御することによって制御することができる。プロセス部２０３は、航空機の動作モードの変更の標識を受信するステップを含む。標識についての代表的なリストがブロック２０６に示される。たとえば、１つの標識はエンジンスロットル設定の変更を含み得る。別の標識は、高揚力装置の設定の変更（たとえば、装置の展開または装置の収容）を含み得る。さらに別の標識は、航空機が着陸したという標識、たとえば車輪荷重センサによって送信される信号、を含み得る。他の実施例においては、当該標識は他のパ
ラメータ、たとえば、着陸装置上昇の標識または高度の標識を含み得る。
【００１５】
任意のプロセス部２０４においては、当該プロセス２００は、動作モードの変更がモータ出力レベルの変更を保証するかどうか判断するステップを含む。たとえば、動作モードのすべての変更が必ずしもモータ出力レベルの変更をもたらすわけではない。特定の例においては、モータ出力レベルの変更は、動作モードの変更が、しきい値レベルに適合するかまたは当該しきい値レベルを上回っていると想定して、モータに課される要求についての上方向の変更または下方向の変更をもたらすと予想される場合、保証される。変更が保証される場合、モータの出力レベルがプロセス部２０５において変更される。保証されない場合、プロセス２００はプロセス部２０３に戻って、動作モードの変更の標識を待つ。上述のプロセスステップは、エンジンが停止されるまで繰返され得る。
【００１６】
図３は、典型的な飛行中における航空機についての動作プロファイル１３０を示す概略図である。航空機の動作はさまざまな動作モードを含み、その代表的な番号が図３の上部における水平軸に沿って示されている。これらのモードは、地上モード、次に続く離陸および上昇モード、巡航モード、さらに、進入および着陸モード、次に別の地上モードを含み得る。典型的な飛行は表わされていないが、高性能モードがまた説明の目的で図３に示される。他の実施例においては、当該システムは他のモード、たとえば、テストおよび／またはメンテナンスのための付加的な地上モードまたはサブモードを含み得る。
【００１７】
モータコントローラモード線１３２がまた図３に示される。この典型例においては、航空機に油圧を与える１つ以上のモータについてのモータコントローラモードが、数字Ｉ〜Ｖで表わされる５つの異なるモードの中から選択される。各々のモータコントローラモードは航空機動作モードとモータ出力レベルとに対応しており、モードＩは最低のまたは選択された５つの出力レベルに対応し、モードＶは最高の出力レベルに対応する。コントローラモードと当該モードが変更される態様とについてのさらなる詳細を以下に説明する。
【００１８】
図３はまた、油圧モータ作動線１３１および１３３ならびに非油圧モータ作動線１３４および１３５を含むモータ作動線を示す。機外の油圧モータの作動線１３１は、図１に示される第１および第２（たとえば、左側および右側）のモータ１１１ａおよび１１１ｂの動作に対応する。中央の油圧モータの作動線１３３は、図１に示される第３および第４の中央に位置するモータ１１１ｃおよび１１１ｄの動作を示す。非油圧モータ作動線１３４、１３５は、ＥＣＳコンプレッサ１２５（図１）および窒素生成システム１２６（図１）の動作をそれぞれ示す。
【００１９】
典型的な飛行中におけるモータおよび関連するモータコントローラの動作が図３に関連して説明される。動作プロファイル１３０で示されるとおり、地上動作は、典型的には、航空機補助パワーユニットの始動（動作プロファイル１３０上の目盛Ａで示される）から始まり、ＥＣＳコンプレッサの起動（目盛Ｂ）がこれに続き、次に、航空機の主エンジンの始動（目盛Ｃ）が続く。目盛Ｄでは、モータ出力レベル線１３２で示されるとおり、モータ出力レベルＩに対応して、電気モータ駆動型の油圧ポンプを始動させる。モータ出力は、離陸（目盛Ｅ）に備えた地上走行操作およびエンジン暖機（run-up）中にレベルＩに留まり得る。
【００２０】
エンジン暖機を開始することにより、図３に図示のとおり、油圧ポンプを駆動する電気モータの出力をレベルＩから別のレベル、たとえばレベルＩＩＩに変える誘因（trigger）をもたらすことができる。この誘因は、たとえば航空機のスロットル設定が最大推力の９０％を上回った場合、航空機のスロットル設定の変化によって識別可能である。他の実施例においては、他の誘因を用いて、動作モードの変更を識別し、コントローラモードおよびモータ出力レベルの対応する変更を誘発させ得る。
【００２１】
誘因イベント、たとえば上述のエンジンの暖機という誘因イベント、の実施例の一特徴は、それが、出力の増大を必要とするようなモータに対する負荷の増大前にモータ出力の増大を誘発させることである。たとえば、エンジン上におけるスロットル設定の増加だけでは油圧モータポンプによる付加的な出力が必要とされないかもしれないが、その後の、航空機が地上を離れるときに当該航空機にかけれられる負荷では典型的には必要となるだろう。したがって、この発明の一局面においては、モータコントローラは、電気モータによって駆動される装置に対する要求が変わる前に、誘因に応じて自動的にモードを変更する。
【００２２】
モータコントローラモードは、離陸（目盛Ｆ）中および着陸装置の格納（目盛Ｇ）中にモードＩＩＩに留まり得る。高性能のイベントが起こった場合（たとえば、航空機が失速しつつあり、自動フラップ展開動作を必要とする場合）、モータモードは、目盛Ｈで示されるとおりモードＶにシフトし、関連するモータ出力がこれに応じて増大し得る。これは典型的には短期間のセグメントであり、その後、モータコントローラモードがモードＩＩＩに戻る。高性能の要件は典型的には予測されないので、この場合、１つのコントローラモードから別のコントローラモードへの変更は、上述の離陸動作の場合と同様に、モータに対する負荷の変化よりも前に起り得ないかまたはこれを予期し得ない。
【００２３】
目盛Ｉでは、フラップ、スラットおよび／または他の高揚力装置が完全に格納されており、段階的に巡航状態に移行していることを示す。高揚力装置が格納されると、コントローラモードがモードＩＩへと変更可能となり、これは、巡航モード全体を通じ、最初の降下中、有効なままであり得る。目盛Ｊでは、高揚力装置が展開され、コントローラモードがモードＩＩＩに戻る。着陸装置は、コントローラモードに影響を及ぼすことなく目盛Ｋで展開され得る。目盛Ｌでは、航空機が着陸し、これにより、逆推力装置が展開される（目盛Ｍ）ことを予期してコントローラモードが自動的にモードＩＶに変更され得る。コントローラモードの変更は、車輪荷重センサから受取った信号によって、または、航空機の着陸に対応する他の信号によって自動的に誘発されてもよい。着陸自体は、油圧ポンプモータに対する要求の増加をもたらすとは予想されないが、予想される逆推力装置の展開より前に起る。目盛Ｎでは、逆推力装置が収容され、コントローラモードが、エンジンが停止するまで（目盛Ｏ）の残りの地上動作中にモードＩに戻る。
【００２４】
図１〜図３に関連して上述される実施例の一特徴は、モータコントローラと当該モータコントローラが指示するモータとが予め設定されたいくつかのモード間で変化することである。各々のモードは、関連する航空機の動作モードのために十分な動力を供給するモータ出力に対応するよう選択され、これは、負荷の変動のためのマージンを含み得る。図３に図示のとおり、モータおよびモータコントローラモードの変更は航空機の動作モードの変更に対応し、典型的な飛行中には制限される。図３に示される典型例においては、油圧モータは、通常の飛行中にはモードを６回変更し、高性能モードが必要とされる場合にはモードを８回変更する。これは、モータと関連する油圧ポンプとが出力レベル間を行ったり来たりを周期的に繰返し得るいくつかの既存のモータ構成とは異なる。また、他の既存の構成は、エネルギを浪費するおそれのある高出力レベルでの連続的な油圧ポンプの動作を含む。上述の構成の実施例の利点は、油圧ポンプが出力（たとえば、ポンプ回転速度）を変更する事例の数を減らすことによって「うなり音」または他の不快な騒音が客室に伝わる可能性が低減することである。結果として、上述の構成が乗客の快適さを高めると予想される。
【００２５】
上述の実施例の少なくともいくつかのうちの別の局面は、コントローラモードとこれによりモータおよびポンプ出力との変更が自動的に油圧システムに対する要求の変更よりも前に起り得ることである。たとえば、上述のとおり、油圧ポンプが利用可能な動力は、離
陸中に被る負荷の増大を予期して離陸前に増大させることができ、逆推力装置の展開中に必要とされるより高い負荷を予期して着陸後に増大させることができる。この構成の利点は、これにより、さらに高い負荷がシステムにかけられる前にモータおよびポンプ時間が出力を増大させることが可能となり、結果として、負荷の増大という要求がより速やかに満たされることである。
【００２６】
図３に示される実施例の一局面は、油圧システムに結合された４つのモータの各々についてのコントローラモードが同じであり得ることである。たとえば、離陸および上昇中、４つのモータコントローラ１１１ａ〜１１１ｄはすべてモードＩＩＩである。他の実施例においては、異なるモータコントローラは同時に異なるモードを有し得る。この構成により、油圧ポンプ出力の設定の際にさらなる柔軟性が可能となり得る。
【００２７】
図３にも示されるように、すべての油圧ポンプが同時に作動している必要はない。たとえば、モードＩの間、中央に位置するモータ１１１ｃ〜１１１ｄだけが作動していればよく、機外のモータ１１１ａ〜１１１ｂは停止させられてもよい。モードＩＩの間、破線１３３ａで示されるとおり、中央に位置するモータ１１１ｃ〜１１１ｄのうちの１つだけが動作可能であればよい。降下中には、中央に位置するモータ１１１ｃ〜１１１ｄがともに作動していればよく、随意には、機外のモータ１１１ａ〜１１１ｂのうちの１つだけがまた作動されればよく（破線１３３ｂで示される）、進入および着陸中に他の機外のモータがこれに加えられてもよい。
【００２８】
他の実施例においては、非油圧負荷に関連付けられるモータコントローラは、油圧システムに或る程度の冗長性を与えるよう、油圧ポンプに結合されたモータの動作を通常指示する故障したかまたは作動していないモータコントローラの代わりになり得る。たとえば、図４に示されるプロセス４００は、第１のモータコントローラからのコマンドを介して油圧ポンプを駆動するよう第１のモータに指示するステップ（プロセス部４０１）と、第２のモータコントローラからのコマンドを介して動力を生成するよう第２のモータに指示するステップ（プロセス部４０２）とを含む。第２のモータは動力を非油圧システム、たとえばＥＣＳコンプレッサまたは窒素生成システムに供給し得る。プロセス部４０１および４０２は第１の動作モードに対応する。プロセス部４０３においては、この場合、図３に関連して上述された航空機の全体的な動作モードとは無関係であり得るこのモードの変更についての要求が受信される。たとえば、モード変更の要求は、第１のモータコントローラが故障したという標識に対応し得る。この要求に応答して、第１のモータコントローラが第１のモータから切離され（プロセス部４０４）、第２のモータコントローラが第２のモータから切離され得る（プロセス部４０５）。プロセス部４０６においては、第１のモータは、第２のモータコントローラからのコマンドを介して油圧ポンプを駆動するよう指示される。したがって、第２のモータコントローラは第１のモータコントローラの代わりに用いられる。
【００２９】
図５は、油圧ポンプに関連付けられる故障したかまたは作動していないモータコントローラの代わりに、非油圧負荷に関連付けられるモータコントローラを代用するためのシステムの概略図である。当該システムは（第１のバス１１２ａおよび第２のバス１１２ｂとして示される）１つ以上のバス１１２を含み得る。その各々は、対応する第１の油圧モータコントローラ１１３ａおよび第２の油圧モータコントローラ１１３ｂに電力を供給する。第１のバス１１２ａはまた、バックアップまたは非油圧モータコントローラ５１３ａに電力を供給し、第２のバス１１２ｂは、対応する第２のバックアップまたは非油圧モータコントローラ５１３ｂに電力を供給する。通常の動作中、第１の油圧モータコントローラ１１３ａは第１の油圧ポンプモータ１１１ａを制御し、第２の油圧モータコントローラ１１３ｂは第２の油圧ポンプモータ１１１ｂを制御し、第１のバックアップモータコントローラ５１３ａは第１の非油圧負荷５２０ａに電力を供給し、第２のバックアップモータコ
ントローラ５１３ｂは第２の油圧負荷５２０ｂを制御する。スイッチング装置５１４がモータコントローラと負荷との間に結合されて、モータコントローラを適切な負荷と選択的に結合する。したがって、スイッチング装置５１４は、通常、対応する油圧モータコントローラを対応する油圧ポンプと結合するよう閉じられる第１のプライマリスイッチ５１５ａおよび第２のプライマリスイッチ５１５ｂを含み得る。第３のプライマリスイッチ５１５ｃおよび第４のプライマリスイッチ５１５ｄはまた、通常、バックアップモータコントローラ５１３ａ、５１３ｂと、対応する非油圧負荷５２０ａ、５２０ｂとの間に接続をもたらすよう閉じられる。油圧モータコントローラ１１３ａ、１１３ｂが故障するかまたは作動しなくなった場合、対応するプライマリスイッチ５１５ａ、５１５ｂが図５に図示のとおり開かれ、対応するバックアップスイッチ５１６ａ、５１６ｂが図５に図示のとおり閉じられる。したがって、第２のバックアップモータコントローラ５１３ｂが第１の油圧ポンプモータ１１１ａを制御し、および／または、第１のバックアップモータコントローラ５１３ａが第２の油圧ポンプモータ１１１ｂを制御する。
【００３０】
図４および図５に関連して上述された特徴を有するシステムの実施例の一利点は、油圧モータコントローラが故障した場合にバックアップまたは非油圧モータコントローラが油圧モータコントローラの代用になり得ることである。したがって、バックアップモータコントローラは、より重要な負荷への電力が必要とされる場合に、さほど重要でない負荷から分離し、より重要な負荷に電力を供給することができる。このため、バックアップモータコントローラは、油圧モータコントローラと同じ大きさおよび／もしくは能力を有し得るか、または、この代用をサポートするために油圧モータコントローラよりも大きなサイズおよび／もしくは能力を有し得る。
【００３１】
以上のことから、説明の目的でこの発明の特定の実施例をこの明細書中において説明してきたが、この発明から逸脱することなくさまざまな変形例が可能であることが認識されるだろう。たとえば、モータコントローラが有する固定されたモードの数は、上述のいくつかの実施例に記載されたものよりも多くても少なくてもよい。当該モードは、上述のものとは異なる飛行状況に対応し得る。いくつかの実施例が特定のシステム（たとえば、油圧ポンプモータ、ＥＣＳシステムおよび窒素生成システム）の文脈において記載されたが、これら実施例は他の実施例における他のシステムおよび／またはシステムの組合せに適用されてもよい。特定の実施例の文脈に記載されるこの発明の局面は、他の実施例においては組合されるかまたは削除されてもよい。たとえば、バックアップモータコントローラ機能の局面が、固定数の予め定められたモードで動作するモータコントローラと組合せて提供され得る。さらに、この発明のいくつかの実施例に関連付けられる利点をこれらの実施例の文脈において記載してきたが、他の実施例もこのような利点を示す可能性があり、必ずしもすべての実施例がこの発明の範囲内に収まるこのような利点を示すとは限らない。したがって、この発明は、添付の特許請求の範囲による限定を除いては限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施例に従って構成されるパワーシステムを有する航空機の概略的な上面図である。
【図２】航空機の動作モードの変更に応答して電気モータの出力レベルを変更するための、この発明の実施例に従ったプロセスを示すフロー図である。
【図３】航空機の動作モードの変更の機能としての、モータ出力レベルの変化を示す概略図である。
【図４】この発明の実施例に従った、１つのモータコントローラを別のモータコントローラの代わりに用いるための方法を示すフロー図である。
【図５】この発明の別の実施例に従った、１つの航空機モータコントローラを別の航空機モータコントローラの代わりに用いるための構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３３】
１００  航空機、１０１  胴体、１０２  翼、１０３  エンジン、１０４  燃料タンク、１１０  パワーシステム、１１１  電気モータ、１１３  モータコントローラ、１２０
負荷、１２１  高揚力装置、１２２  前縁装置、１２３  後縁装置、１２４  油圧ポンプ、１２５  ＥＣＳコンプレッサ、１２６  窒素生成システム。
【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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