【手続補正書】
【提出日】平成25年9月19日(2013.9.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体のための電力管理装置であって、
発電をして、電圧を電力バスに供給するようにされた電源設備と、
前記電力バスに接続されており、前記電源設備によって発電されて前記電源設備から前記電力バスを介して供給される電流によって充電されるようにされたバッテリと、
前記電力バスに接続されており、前記電源設備から前記電力バスを介して電力を取り出して前記機体を動かすプロペラ駆動ユニットと、
前記プロペラ駆動ユニットを異なる形態で制御する複数の別個の動作モードで、当該電力管理装置に指示をするコントローラと、を備えており、
前記コントローラは、バス電圧を最大電圧と最小電圧とによって規定される範囲内に維持し、バス電流を実質的に設定値に維持するようにされ、
第一の動作モードが低速スロットルモードであり、第二の動作モードが高速スロットルモードであり、
前記低速スロットルモードにおいては、電力の流れは、実質的に前記電源設備から前記プロペラ駆動ユニット及びバッテリへのみであり、
前記高速スロットルモードにおいては、電力の流れは、前記バッテリ及び前記電源設備から前記プロペラ駆動ユニットへとなり、要求されているプロペラ駆動ユニットの速度の増加が初期には実質的に全て前記バッテリで駆動され、その結果、該高速スロットルモードにおいては、前記プロペラ駆動ユニットの速度が、前記電源設備によって発生されている現在の電力レベルによって制限されないようになされている、ことを特徴とする電力管理装置。
【請求項２】
前記低速スロットルモードにおいては、前記電力バスの電圧レベルが前記電源設備によって維持され、前記電力バスの電圧は、電力の流れが前記電源設備と前記プロペラ駆動ユニットとから前記バッテリへ流れるのに十分な大きさとなっており、前記プロペラ駆動ユニットのモーターによって回転されるプロペラが、主として前記電源設備によって発電される電力によって駆動される一方で、前記バッテリがトリクル充電状態に維持されるようになされている、ことを特徴とする請求項１に記載の電力管理装置。
【請求項３】
前記高速スロットルモードにおいては、前記コントローラは、（１）前記プロペラ駆動ユニットにプロペラ速度を急速に増大させるように指示して、前記プロペラ駆動ユニットが前記電源設備によって現在供給されている電力より大きい電力を前記電力バスを介して取り出し、プロペラ速度を急速に増大させるのに必要な追加の電力を前記バッテリから取り出すようにされ、（２）前記電源設備にプロペラの要求されている速度に見合うだけのより多くの電力を発生するように指示して、該電源設備が次第により多くの電力を発生し、前記電力バスの電圧が前記電源設備によって決まる状態に戻って、電力の流れが再度前記電源設備から前記プロペラ駆動ユニット及びバッテリへとなる、ことを特徴とする請求項２に記載の電力管理装置。
【請求項４】
前記プロペラ駆動ユニットが、プロペラを備え、前記電力バスを介して前記電源設備と前記バッテリとから取り出された電力を使用して前記プロペラを回転させるようにされており、前記プロペラ駆動ユニットが、再生動作モードにおいては前記プロペラを風車回転させることによって前記電力バスを介して前記バッテリに電力を供給するようになっている、ことを特徴とする請求項１に記載の電力管理装置。
【請求項５】
前記電源設備が、液体水素を燃料として使用するようにされた内燃モーターを備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の電力管理装置。
【請求項６】
前記機体が遠隔制御の無人航空機であり、アビオニクスユニットと案内誘導制御ユニットとが前記電力バスに接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載の電力管理装置。
【請求項７】
機体のための電力管理装置であって、
発電をして、電圧を電力バスに供給するようにされた電源設備と、
前記電力バスを介して前記電源設備と接続され、電流を前記電力バスに放電するか、又は前記電力バスから取り出して前記電力バスに関連付けけられているバス電圧のレベルに応じて充電するようにされたバッテリと、
前記電力バスを介して前記電源設備と前記バッテリとの両方に接続されており且つ前記電源設備及び前記バッテリから前記電力バスを介して電力を取り出すようにされたプロペラ駆動ユニットと、
前記プロペラ駆動ユニットに異なる形態で電力を供給する複数の別個の動作モードで指示するようにされているコントローラと、を備えており、
前記コントローラは、バス電圧を最大電圧と最小電圧とによって画定される範囲内に維持し、バス電流を実質的に設定値に維持するようにされ、
第一の動作モードが低速制御モードであり、第二の動作モードが高速制御モードであり、
前記低速制御モードにおいては、前記コントローラは、前記プロペラ駆動ユニットに前記電力バスを介して前記電源設備から前記プロペラ駆動ユニットに供給されている電力の量のみを概ね使用するように指示することによって、前記プロペラ駆動ユニットの速度の変化が前記電源設備によって発生されている電力の変化に追従するように指示し、
前記高速制御モードにおいては、前記コントローラが、前記電源設備によって前記プロペラ駆動ユニットに供給されている電力を超えて要求されている速度に到達するために、前記バッテリから前記電力バスを介して必要な追加の電力を取り出すことによって、前記プロペラ駆動ユニットが該プロペラ駆動ユニットの要求された速度の増加に迅速に応答するように指示し、前記プロペラ駆動ユニットの速度が前記電源設備によって発生されている電力のレベルによって制限されないようになされている、ことを特徴とする電力管理装置。
【請求項８】
前記低速制御モードにおいては、前記電源設備が電力を前記プロペラ駆動ユニットに供給し、前記電源設備の内燃モーターが、要求されているプロペラ速度の小さな変化に見合うまでの速度に上昇する際に、前記電力バスを介して前記プロペラ駆動ユニットが利用可能な電力の量がゆっくりと追加されて、前記電力バスには前記バッテリから電力が追加されないように、前記電力バスの電圧が維持される、ことを特徴とする請求項７に記載の電力管理装置。
【請求項９】
前記高速制御モードにおいては、前記プロペラ駆動ユニットが前記電源設備によって供給されている電力よりも大きい電力を取り出し、前記プロペラ駆動ユニットを出来る限り迅速に要求されているプロペラ速度の大きな変化まで上昇させるのに必要な要求されている電力の増加分が前記バッテリから取り出され、前記高速制御モードに関連付けられている要求されているプロペラ速度の大きな変化が前記低速制御モードと関連付けられている要求されているプロペラ速度の小さな変化よりも大きく、その結果、低速制御モードにおいては前記電源設備によって前記電力バスの電圧が維持されており、前記高速制御モードにおいては前記バッテリによって前記電力バスの電圧が維持されるようになされている、ことを特徴とする請求項８に記載の電力管理装置。
【請求項１０】
前記プロペラ駆動ユニットが前記電力バスから引き出された電力を使用してプロペラを回転させ、前記プロペラ駆動ユニットの速度がプロペラ速度に対応するようになされている、ことを特徴とする請求項７に記載の電力管理装置。
【請求項１１】
前記電源設備が、液体水素を燃料として使用する内燃モーターを備えており、前記プロペラ駆動ユニットが、再生モードにおいて前記プロペラを風車回転させることによって前記電力バスを介して前記バッテリに電力を供給するようにされている、ことを特徴とする請求項１０に記載の電力管理装置。
【請求項１２】
前記コントローラは、ユーザーによって前記高速制御モードが選択されたとき又は所定の閾値より大きいか又はほぼ等しい要求されたプロペラ駆動ユニットの速度の変化が確認されたときに、前記低速制御モードから前記高速制御モードヘ切り換える、ことを特徴とする請求項７に記載の電力管理装置。
【請求項１３】
機体上に配置され、バスと接続されている電源設備で発電するステップと、
低速スロットルモードで動作させ、機体のプロペラ駆動ユニットに前記電源設備によって前記バスにかけられた電圧から電力を供給するステップであって、該低速スロットルモードにおいては前記プロペラ駆動ユニットが前記電源設備からの電力を使用してプロペラを駆動するようにされている、ステップと、
高速スロットルモードで動作するように切り替えて、前記プロペラ駆動ユニットが、必要な追加の電力をバッテリから迅速に取り出して、前記プロペラの速度を、要求されており且つ前記バスを介して前記電源設備によって前記プロペラ駆動ユニットに供給されている電力を超える量だけ増大させるようにするステップと、を含み、
前記高速スロットルモードにおいては、（１）バス電圧が設定点近辺で変化し、（２）上方電圧リミット及び下方電圧リミットがバッテリ充電速度及びバッテリ放電速度を設定するようにされる、電力管理方法。
【請求項１４】
前記プロペラ駆動ユニットによって駆動される前記プロペラのプロペラ速度の変化を要求するスロットル要求を受け取るステップと、
要求されたプロペラ速度の変化が所定の閾値を超えているか否かを特定するステップと、
前記要求されたプロペラ速度の変化が前記閾値に概ね等しいか又は該閾値より大きいと判断された場合に前記高速スロットルモードに動作を切り換えるステップと、
前記高速スロットルモードに動作を切り替えた後に、発電されている電力を、前記要求されたプロペラ速度、及び前記バスを介して前記電源設備によって電力を供給されている他の負荷に見合うように調整することを前記電源設備に指示するステップと、を含んでいることを特徴とする請求項１３に記載の電力管理方法。
【請求項１５】
ユーザーによる高速スロットルモード設定の選択によって、前記高速スロットルモードに動作を切り換えるステップを含んでいる、ことを特徴とする請求項１３に記載の電力管理方法。
【請求項１６】
再生制御モードにおいて、前記プロペラ駆動ユニットのプロペラを風車回転させ、電力が前記プロペラ駆動ユニットで発電されて前記バス上に送られて前記バッテリを充電するステップを含んでいる、請求項１３に記載の電力管理方法。
【請求項１７】
前記電源設備が液体水素で発電し、前記機体が無人航空機であり、遠隔制御によって操作されるようにされている、ことを特徴とする請求項１３に記載の電力管理方法。
【請求項１８】
機体上に配置され、バスと接続されている電源設備で発電するステップと、
低速スロットルモードで動作させ、機体のプロペラ駆動ユニットに前記電源設備によって前記バスにかけられた電圧から電力を供給するステップであって、該低速スロットルモードにおいては前記プロペラ駆動ユニットが前記電源設備からの電力を使用してプロペラを駆動するようにされている、ステップと、
高速スロットルモードで動作するように切り替えて、前記プロペラ駆動ユニットが、必要な追加の電力をバッテリから迅速に取り出して、前記プロペラの速度を、要求されており且つ前記バスを介して前記電源設備によって前記プロペラ駆動ユニットに供給されている電力を超える量だけ増大させるようにするステップと、を含み、
前記低速スロットルモードにおいて、（１）バス電圧が、前記高速スロットルモードのときよりも小さい増分で設定点を中心に変化するようにされ、（２）制御限界曲線が一定の電圧利得を有する部分を含んでいる、電力管理方法。
【請求項１９】
前記プロペラ駆動ユニットによって駆動される前記プロペラのプロペラ速度の変化を要求するスロットル要求を受け取るステップと、
要求されたプロペラ速度の変化が所定の閾値を超えているか否かを特定するステップと、
前記要求されたプロペラ速度の変化が前記閾値に概ね等しいか又は該閾値より大きいと判断された場合に前記高速スロットルモードに動作を切り換えるステップと、
前記高速スロットルモードに動作を切り替えた後に、発電されている電力を、前記要求されたプロペラ速度、及び前記バスを介して前記電源設備によって電力を供給されている他の負荷に見合うように調整することを前記電源設備に指示するステップと、を含んでいることを特徴とする請求項１８に記載の電力管理方法。
【請求項２０】
ユーザーによる高速スロットルモード設定の選択によって、前記高速スロットルモードに動作を切り換えるステップを含んでいる、ことを特徴とする請求項１８に記載の電力管理方法。
【請求項２１】
再生制御モードにおいて、前記プロペラ駆動ユニットのプロペラを風車回転させ、電力が前記プロペラ駆動ユニットで発電されて前記バス上に送られて前記バッテリを充電するステップを含んでいる、請求項１８に記載の電力管理方法。
【請求項２２】
前記電源設備が液体水素で発電し、前記機体が無人航空機であり、遠隔制御によって操作されるようにされている、ことを特徴とする請求項１８に記載の電力管理方法。