(57)【要約】制御システム（１０）は、主配電バス（２０）から１つまたは複数の電気負荷（３０）によって引き出される電力を能動的に制限する。このシステム（１０）は、負荷（３０）に供給される電圧の大きさを表す信号に基づいて、負荷（３０）に供給することができる最大許容可能電流の大きさを決定する回路（１４）を含む。追加の回路（１８、３４）は、主配電バス（２０）から引き出される電力を所定の最大電力レベルを超えないように最大許容可能電流の大きさまでに制限する。その結果、発電構成要素および配電システムに必要とされる設計容量を、サイズ、重量、およびコスト面で、低減することができる。
2004533197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数の電気負荷（３０）により、配電バス（２０）から引き出された電力を所定の最大電力レベルまでに能動的に制限する制御システム（１０）であって、
（ｉ）前記１つまたは複数の電気負荷（３０）に供給される電圧の大きさを表す少なくとも１つの信号を受け取り、（ｉｉ）そこから引き出される前記電力が前記所定の最大電力レベルを超えないように、前記配電バス（２０）から前記１つまたは複数の電気負荷（３０）に供給されることのできる最大許容可能電流の大きさを前記受け取り済みの信号に基づいて決定し、（ｉｉｉ）前記決定済みの最大許容可能電流の大きさに基づいて電力制限電流コマンド信号を生成する、電流ベースの電力限界決定手段（１４）と、
（ｉ）前記電力制限電流コマンド信号と、前記１つまたは複数の電気負荷（３０）に供給される電流の大きさを表す信号を受け取り、（ｉｉ）前記配電バス（２０）から前記１つまたは複数の電気負荷（３０）に供給すべき電圧の大きさを決定し、（ｉｉｉ）電圧コマンド信号を生成する、電圧コマンド決定手段（１６）と、
（ｉ）少なくとも前記電圧コマンド信号と、前記１つまたは複数の電気負荷（３０）に供給される電流の大きさを表す信号を受け取り、（ｉｉ）そこから引き出される前記電力が前記所定の最大電力レベルを超えないように、前記配電バス（２０）から前記１つまたは複数の電気負荷（３０）に供給されることのできる最大許容可能電圧の大きさを前記受け取り済みの電流の大きさの信号に基づいて決定し、（ｉｉｉ）前記決定済みの最大許容可能電圧の大きさに基づいて電力制限電圧コマンド信号を生成する、電圧ベースの電力限界決定手段（１８）と、
前記電力制限電圧コマンド信号に応答して、前記配電バスから引き出される前記電力を前記最大許容可能電力レベルまでに制限する電力制限手段（３４）と、
を備える制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の制御システムであって、該システムはさらに、
（ｉ）前記１つまたは複数の電気負荷に供給すべき所望の電流の大きさを表すコマンド信号を受け取り、（ｉｉ）電流コマンド信号を生成する、電流コマンド決定手段（１２）を
備え、
前記電流コマンド決定手段（１２）が、前記電流コマンド信号を受け取り、前記決定済みの最大許容可能電流の大きさおよび前記電流コマンド信号に基づいて前記電力制限電流コマンド信号を生成する、制御システム。
【請求項３】
請求項１に記載の制御システムであって、前記電流ベースの電力限界決定手段（１４）が、前記受け取り済みの信号および前記電力制限手段中の電力損失に基づいて前記最大許容可能電流の大きさを決定する、制御システム。
【請求項４】
請求項３に記載の制御システムであって、前記電力調整手段（３４）が、前記配電バスから引き出される前記電力を受け取り、（ｉｉ）前記１つまたは複数の電気負荷に所定の電力限界に、またはそれ以下に前記調整された電力信号を供給する、制御システム。
【請求項５】
請求項１に記載の制御システムであって、前記１つまたは複数の電気負荷（３０）に供給される前記電圧の大きさを表す前記信号が、電圧をセンスするデバイスによって生成される、制御システム。
【請求項６】
請求項１に記載の制御システムであって、前記１つまたは複数の電気負荷に供給される前記電圧の大きさを表す前記信号が、推定手段によって生成され、前記推定手段が、１つまたは複数の動作パラメータに基づいて、前記１つまたは複数の負荷に供給される前記電圧の大きさを推定する、制御システム。
【請求項７】
請求項６に記載の制御システムであって、前記１つまたは複数の電気負荷（３０）が、それぞれモータ負荷（３２）を備え、前記動作パラメータが、前記１つまたは複数のモータ負荷の回転速度を含む、制御システム。
【請求項８】
請求項７に記載の制御システムであって、前記動作パラメータが、前記モータ負荷のバックＥＭＦ定数を含む、制御システム。
【請求項９】
１つまたは複数の電気負荷により配電バスから引き出される電力を所定の最大電力レベルまでに能動的に制限するための方法であって、
前記１つまたは複数の電気負荷に供給される電圧の大きさを表す信号に基づいて、そこから引き出される前記電力が前記所定の最大電力レベルを超えないように、前記配電バスから前記１つまたは複数の電気負荷に供給することができる最大許容可能電流の大きさを決定するステップと、
前記決定済みの最大許容可能電流の大きさに基づいて電力制限電流コマンド信号を生成するステップと、
前記電力制限電流コマンド信号、および前記１つまたは複数の電気負荷に供給される電流の大きさを表す信号に基づいて、前記配電バスから前記１つまたは複数の電気負荷に供給すべき電圧の大きさを決定するステップと、
前記決定済みの電圧の大きさに基づいて、電圧コマンド信号を生成するステップと、
前記電圧コマンド信号、および前記１つまたは複数の電気負荷に供給される前記電流の大きさを表す前記信号に基づいて、そこから引き出される前記電力が前記所定の最大電力レベルを超えないように、前記配電バスから前記１つまたは複数の電気負荷に供給することができる最大許容可能電圧の大きさを決定するステップと、
前記決定済みの最大許容可能電圧の大きさに基づいて、電力制限電圧コマンド信号を生成するステップと、
前記電力制限電圧コマンド信号に応答して前記配電バスから引き出される前記電力を前記最大許容可能電力レベルまでに制限するステップと、
を含む方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、該方法はさらに、
前記１つまたは複数の電気負荷に供給すべき所望の電流の大きさを表す受け取り済みのコマンド信号に応答して電流コマンド信号を生成するステップを
含み、
前記電力制限電流コマンド信号が、前記決定済みの最大許容可能電流の大きさおよび前記電流コマンド信号に基づいて生成される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷によって引き出される電力を制限するためのシステムおよび方法に関する。より詳細には、本発明は、１つまたは複数の電動モータ負荷により配電バスから引き出される電力を能動的に制限するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータ負荷が、様々な環境中に導入され利用されているが、そこではサイズ、重量、およびコストが制限変数になっている。例えば、現代の航空機は、商用用途でも軍用用途でも、今では電力供給による作動システムを用いて設計されている。かかる作動システムにより、航空機の主配電システム上の電気的負荷が増大する。電気作動システムの電力需要は、アクチュエータの速度およびそのアクチュエータ上の負荷によって決まる。しかしながら、アクチュエータが航空機の動作エンベロープ全体にわたって当然出会う可能性のあるすべての範囲の負荷に対して、配電システムの設計をすることは難しい。したがって、通常負荷と一時的な非常に高負荷の両者を含めて動作エンベロープ全体にわたって配電システムがアクチュエータに必要とされる電力を確実に供給できるようにするために、発電システムおよび配電システムは、十分に保守的な設計余裕を持つように設計しなければならない。
【０００３】
保守的な設計余裕により、かなり頑丈な発電システムおよび配電システムが実現されるが、それによってまた、この航空機のサイズ、重量、および製造コストの増加をもたらす。さらに、その作動システムモータ用のコントローラを構成する構成要素は、保守的な設計電力要件を満たすために頑丈に設計する必要があり、これがまた、サイズ、重量、およびコストを増大させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、少なくとも上記問題を解決する、１つまたは複数の電動モータ負荷により主配電バスから引き出される電力を制限するためのシステムおよび方法が必要とされている。すなわち、発電システムおよび配電システムとモータ・コントローラとの両方で必要となる設計容量を低減することができるようになり、サイズ、重量、およびコストの低減がもたらされる、１つまたは複数の電動モータ負荷により主配電バスから引き出される電力を能動的に制限するシステムおよび方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態では、１つまたは複数の電気負荷により配電バスから引き出される電力を能動的に所定の最大電力レベルまでに制限する制御システムは、電流ベースの電力限界決定手段、および電力制限手段を含む。電流ベースの電力限界決定手段は、１つまたは複数の電気負荷に供給される電圧の大きさを表す少なくとも１つの信号を受け取り、受け取った信号に基づいて、そこから引き出される電力が所定の最大電力レベルを超えないように、配電バスから１つまたは複数の電気負荷に供給することができる最大許容可能電流の大きさを決定し、またこの決定済みの最大許容可能電流の大きさに基づいて電力制限電流コマンド信号を生成する。電力制限手段は、電力制限電流コマンド信号に応答して、配電バスから引き出される電力を最大許容可能電力レベルまでに制限する。
【０００６】
本発明の他の態様では、１つまたは複数の電気負荷により配電バスから引き出される電力を所定の最大電力レベルまでに能動的に制限する制御システムは、電圧ベースの電力限界決定手段、および電力制限手段を含む。この電圧ベースの電力限界決定手段は、１つまたは複数の電気負荷に供給される電流の大きさを表す少なくとも１つの信号を受け取り、受け取った信号に基づいて、そこから引き出される電力が所定の最大電力レベルを超えないように、配電バスから１つまたは複数の電気負荷に供給することができる最大許容可能電圧の大きさを決定し、またこの決定済みの最大許容可能電圧の大きさに基づいて電力制限電圧コマンド信号を生成する。電力制限手段は、電力制限電圧コマンド信号に応答して、配電バスから引き出される電力を最大許容可能電力レベルまでに制限する。
【０００７】
本発明のさらに他の態様では、１つまたは複数の電気負荷により配電バスから引き出される電力を所定の最大電力レベルまでに能動的に制限する制御システムは、電流ベースの電力限界決定手段、電圧コマンド決定手段、電圧ベースの電力限界決定手段、および電力制限手段を含む。電流ベースの電力限界決定手段は、１つまたは複数の電気負荷に供給される電圧の大きさを表す少なくとも１つの信号を受け取り、受け取った信号に基づいて、そこから引き出される電力が所定の最大電力レベルを超えないように、配電バスから１つまたは複数の電気負荷に供給することができる最大許容可能電流の大きさを決定し、またこの決定済みの最大許容可能電流の大きさに基づいて電力制限電流コマンド信号を生成する。電圧コマンド決定手段は、電力制限電流コマンド信号および１つまたは複数の電気負荷に供給される電流の大きさを表す１つの信号を受け取り、配電バスから１つまたは複数の電気負荷に供給すべき電圧の大きさを決定し、電圧コマンド信号を生成する。この電圧ベースの電力限界決定手段は、少なくとも電圧コマンド信号と、１つまたは複数の電気負荷に供給される電流の大きさを表す１つの信号を受け取り、受け取った電流の大きさの信号に基づいて、そこから引き出される電力が所定の最大電力レベルを超えないように、配電バスから１つまたは複数の電気負荷に供給することができる最大許容可能電圧の大きさを決定し、またこの決定済みの最大許容可能電圧の大きさに基づいて電力制限電圧コマンド信号を生成する。電力制限手段は、電力制限電圧コマンド信号に応答して、配電バスから引き出される電力を最大許容可能電力レベルまでに制限する。
【０００８】
本発明の他の特徴および利点は、本発明の原理を例として示す添付図面を併せ参照すれば、以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の説明を進める前に、本開示を通して使用される用語の一部をまず明確にしておくことにする。具体的には、本開示では、「所定の電力レベル」という用語を使用している。好ましい実施形態では、所定の電力レベルは、本発明が実装される主配電システムの設計電力レベルである。しかしながら、本発明が、所定の電力レベルが設計電力レベルである場合に限定されないことが理解されよう。実際に、所定の電力レベルは、１つまたは複数の電気負荷により配電システムから引き出され、それを超えないことが必要なまたは望まれる、どのような電力レベルとすることもできる。さらに、本開示では、用語「モータ負荷」が、電動モータ３２も、どのような付随的な電力調整回路３４（図１参照）も含むことに留意されたい。インバータやドライバなど様々な設計を包含することができる電力調整回路３４は、主配電バス２０から電動モータ３２への配電を制御する。
【００１０】
次に、説明に入ると、本発明の電力制限機能を実施するモータ・コントローラ回路１０の機能ブロック図が、図１に示されている。このコントローラ回路１０は、主配電バス２０とモータ負荷３０の間に電気的に結合される。
【００１１】
このコントローラ回路１０は、モータ負荷３０により主配電バス２０から引き出される電力を能動的に制限するための、少なくとも４つの機能回路を備えている。これらの機能回路は、電流コマンド決定回路１２、電流ベースの電力限界決定回路１４、電圧コマンド決定回路１６、および電圧ベースの電力限界決定回路１８を含む。コントローラ回路１０は、他の機能回路も含むことができるが、分かりやすくするためにこれら４つの機能回路だけを示し説明することを理解されたい。４つの機能回路が単に好ましい実施形態の例にすぎず、またこれらの機能回路を統合することができることをさらに理解されたい。
【００１２】
電流コマンド決定回路１２は、入力コマンド信号４０を受け取り、モータ負荷３０によって引き出されるべき電流の大きさを表す電流コマンド信号（ＩＣＯＭ）を供給する。図１に示されているような速度制御の実施形態において、入力コマンド信号４０は、モータ３２の所望の速度および回転方向を表す。さらに、この実施形態においては、電流コマンド決定回路１２はモータ３２の実際の回転速度を表すフィードバック信号４２を受け取る。電流コマンド信号（ＩＣＯＭ）は、指令された速度信号４０とフィードバック信号４２との比較に基づいて生成される。
【００１３】
電流ベースの電力限界決定回路１４は、電流コマンド信号（ＩＣＯＭ）、および主配電バス２０からモータ負荷３０に供給される電圧の大きさを表す信号４４を受け取る。電流ベースの電力限界決定回路１４は、これらの信号を使用して、モータ負荷３０に供給すべき電流の大きさを決定する。具体的には、電流ベースの電力限界決定回路１４は、供給された電圧の大きさの信号に基づいて、主配電バス２０から引き出される電力が所定の電力レベルを大幅に超えないように、主配電バス２０からモータ負荷３０に供給することができる最大許容可能電流の大きさを決定する。この最大許容可能電流の大きさの決定により、電流ベースの電力限界決定回路１４は、「最大」電流コマンド信号（ＩＣＯＭMAX）を生成する。この最大電流コマンド信号（ＩＣＯＭMAX）が、電流コマンド決定回路１２から受け取った電流コマンド信号（ＩＣＯＭ）と比較され、「電力制限」電流コマンド信号（ＩＣＯＭlimit）が、この比較に基づいて出力される。例えば、電流コマンド信号（ＩＣＯＭ）が、最大電流コマンド信号（ＩＣＯＭMAX）を超過する場合には、これによって、主配電バス２０からモータ負荷３０に所定の電力レベルを超えて電力が供給されることが示される。したがって、電流ベースの電力限界決定回路１４から出力される電力制限コマンド信号（ＩＣＯＭlimit）は、最大電流コマンド信号（ＩＣＯＭMAX）と電流コマンド信号（ＩＣＯＭ）のうちの小さい方である。
【００１４】
前述した電流ベースの電力限界決定回路１４によって実施される最大許容可能電流の決定は、アナログ回路またはディジタル回路のいずれかを使用して実施することができることが理解されよう。ディジタル回路が利用される場合には、その決定は、素直なソフトウェア主導の計算、１つまたは複数のルックアップテーブルの利用、これらの組合せ、または当技術分野において知られているその他非常に多くの方法によって行うことができる。
【００１５】
モータ負荷３０に供給される電圧の大きさを表す信号は、当技術分野において知られている非常に多くの方法の１つを使用して生成されることにさらに留意されたい。例えば、信号は、直接にセンスされる電圧の大きさに基づくことが可能である。あるいは、信号が、モータ負荷３０の様々な動作パラメータまたは設計パラメータから推定される電圧の大きさに基づくことが可能である。例えば、バックＥＭＦなどのモータの設計パラメータから、モータ負荷３０のセンスされた回転速度に基づいて、電圧の大きさを推定することができる。モータ負荷３０が多相モータである場合、動作パラメータまたは設計パラメータから、異なる相の電圧を直接決定または推定することができる。
【００１６】
電圧コマンド決定回路１６は、電流ベースの電力限界決定回路１４から電力制限電流コマンド信号（ＩＣＯＭlimit）を、またモータ負荷３０に主配電バス２０から供給される電流の大きさを表す信号４６を受け取る。この電圧コマンド決定回路１６はこれらの信号を使用して、電圧コマンド信号（ＶＣＯＭ）を生成する。電圧コマンド信号（ＶＣＯＭ）は、受け取った電力制限電流コマンド信号（ＩＣＯＭlimit）に基づいて、モータ負荷３０に供給すべき電圧の大きさを表す信号である。次いで、電圧コマンド信号（ＶＣＯＭ）は、電圧ベースの電力限界決定回路１８に伝送される。
【００１７】
電圧ベースの電力限界決定回路１８は、電流ベースの電力限界決定回路１４と同様に機能する。すなわち、この電圧ベースの電力限界決定回路１８は、供給された電流の大きさの信号に基づいて、主配電バス２０から引き出される電力が所定の電力レベルを超えないように主配電バス２０からモータ負荷３０に供給することができる最大許容可能電圧の大きさを決定する。具体的には、この電圧ベースの電力限界決定回路１８は、電圧コマンド信号（ＶＣＯＭ）、および主配電バス２０からモータ負荷３０に供給される電流の大きさを表す信号４６を受け取る。次いで、電圧限界決定回路１８は、これらの信号を使用して、モータ負荷３０に供給すべき最大電圧の大きさを決定する。この電圧ベースの電力限界決定回路１８は、電流ベースの電力限界決定回路１４と同様に、決定された最大電圧の大きさから、「最大」電圧コマンド信号（ＶＣＯＭMAX）を生成する。この最大電圧コマンド信号（ＶＣＯＭMAX）は、電圧コマンド決定回路１６から受け取った電圧コマンド信号（ＶＣＯＭ）と比較され、この比較に基づいて「電力制限」電圧コマンド信号（ＶＣＯＭlimit）が出力される。具体的には、電圧コマンド信号（ＶＣＯＭ）が、最大電圧コマンド信号（ＶＣＯＭMAX）より大きい場合、主配電バス２０が、所定の電力レベルを超過してモータ負荷３０に電力を供給していることが示される。したがって、電圧ベースの電力限界決定回路１８から出力される電力制限電圧電流コマンド信号（ＶＣＯＭlimit）は、最大電圧コマンド信号（ＶＣＯＭMAX）と電圧コマンド信号（ＶＣＯＭ）のうちの小さい方である。
【００１８】
この場合にも、電圧の大きさを表す信号と同様に、モータ負荷３０に供給される電流の大きさを表す信号も、当技術分野において知られている非常に多くの方法の１つを使用して生成される。例えば、信号は、直接にセンスされる電流の大きさに基づくことが可能である。あるいは、信号が、モータ負荷３０の様々な動作パラメータまたは設計パラメータから推定される電流の大きさに基づくことが可能である。さらに、電圧ベースの電力限界決定回路１８によって実施される最大許容可能電圧の決定を、アナログ回路またはディジタル回路のいずれかを使用して実施できることが理解されよう。ディジタル回路が利用される場合には、その決定は、素直なソフトウェア主導の計算、１つまたは複数のルックアップテーブルの利用、これらの組合せ、または当技術分野において知られているその他非常に多くの方法によって行うことができる。
【００１９】
前に論じたように、本明細書で定義したように、モータ負荷３０は、電動モータ３２のみならず、電力調整回路３４も含む。この電力調整回路３４は、上述したように、主配電バス２０から電力信号（Ｐｉｎ）を受け取り、電圧ベースの電力限界決定回路１８によって出力される電力制限電圧コマンド信号（ＶＣＯＭlimit）を受け取る。電力調整回路３４は、この信号に基づいて、主配電バス２０から引き出される電力が所定の電力レベルを超えないことを保証する適切に調整された信号を電動モータ３２に供給する。電力調整回路３４によって実施される特定の信号調整は、使用される（例えばＡＣ、またはＤＣの）電動モータ３２のタイプに依存することになる。
【００２０】
図１に示す好ましい実施形態は、２つの限界決定回路、すなわち電流ベースの電力限界決定回路１４、および電圧ベースの電力限界決定回路１８を含む。しかしながら、以上が本発明を実行するための好ましい実施形態の一例に過ぎないことを理解されたい。実際、図２に示す１つの代替実施形態では、電流ベースの電力限界決定回路１４だけが使用されている。また、図３に示す第２の代替実施形態では、電圧ベースの電力限界決定回路１８だけが利用されている。
【００２１】
コントローラ回路１０、およびそのコントローラ回路１０を構成する様々な機能回路について説明してきたが、次にコントローラ回路１０によって実行される方法全般について説明する。その際、方法論的なプロセスフロー１００を示す図４を参照されたい。この議論では、括弧内の「ステップ」の参照は、図４に示す方法のフロー１００の個々の参照数字に対応する。最初に、モータ負荷３０に何らかの方法でエネルギを与えるように指令があると（ステップ１０２）、プロセス１００がスタートする。所望の速度と方向でモータ負荷３０を回転させるのに必要な電流の大きさが決定され、この決定に基づいて電流コマンド（ＩＣＯＭ）が生成される（ステップ１０４）。その後、モータ負荷３０にエネルギが与えられ（ステップ１０６）、主配電バス２０からモータ負荷３０に供給される電圧および電流の大きさを表す信号が決定される（ステップ１０８）。次いで、所定の電力レベルを超えないことを保証する、決定された供給電圧に対応する最大許容可能電流（ＩＣＯＭMAX）が決定される（ステップ１１０）。そのコマンドによって指令された電流（ＩＣＯＭ）および決定済みの最大許容可能電流コマンド（ＩＣＯＭMAX）の大きさが比較され、２つのうちの小さい方が電力制限電流コマンド信号（ＩＣＯＭlimit）として出力され、これが適切な電圧コマンドを決定するために使用される（ステップ１１２）。
【００２２】
そのコマンドによって指令された電流を提供するのに必要な電圧の大きさが、（ＩＣＯＭlimit）および決定済みの供給電流に基づいて決定され、電圧コマンド（ＶＣＯＭ）がこの決定に基づいて生成される（ステップ１１４）。次いで、所定の電力レベルを超えないことを保証する、この決定済みの供給電流に対応する最大許容可能電圧（ＶＣＯＭMAX）が決定される（ステップ１１６）。そのコマンドによって指令された電圧（ＶＣＯＭ）と決定済みの最大許容可能電圧（ＶＣＯＭMAX）の大きさを比較し、２つのうちの小さい方を電力制限電圧コマンド信号（ＶＣＯＭlimit）として出力し（ステップ１１８）、これを使用して、主配電バス２０から引き出される電力を、最大許容可能な電力までに制限する（ステップ１２２）。
【００２３】
上述のプロセス１００は、モータ負荷３０が電源を遮断するように指令されるまで、あるいは発電状態で動作するまで続くが（ステップ１２４）、これについては以下でより詳細に説明する。このようなことが行われた後は、プロセス１００は、モータ負荷３０が、もう一度モータ状態で動作するまで、あるいは電源が遮断された場合にはエネルギを与えられた状態になるよう指令を受けるまで終了している（ステップ１２６）。
【００２４】
コントローラ回路１０およびプロセス１００についての上記の説明を念頭において、次に、本発明の能動的な電力制限を行う装置と方法を利用した特定の電動モータ駆動の作動システムの動作について説明する。より詳細には、本装置および方法を使用する航空機の逆スラスト・システムの展開動作について説明する。これに関連して、以下の議論に際して、逆スラスト装置の展開動作時の逆スラスト作動システムの動作を示す各種グラフである図５Ａ〜図５Ｅに注目されたい。具体的には、図５Ａに、逆スラスト装置の変位と時間の関係を示し、図５Ｂに、逆スラスト装置に対する空気力と時間の関係を示し、図５Ｃに、モータ速度と時間の関係を示し、図５Ｄに、モータ負荷３０により主配電バス２０から引き出される電力を示し、図５Ｅに、モータ負荷３０の（例えばトルクと速度に基づいた）モータ出力の絶対値を示す。この特定の動作では、所定の最大電力レベルは、主配電バス２０の設計電力であり、これはモータ負荷３０当たり１５．５ｋＷであり、また、モータ３２の所望の定常状態回転速度は、分速１６０００回転（ｒｐｍ）である。さらに、グラフ上の破線が本発明の能動的な電力制限を行う方法がない場合のシステム応答を示すことに留意されたい。本明細書に図示し記載したシステム値は、特定の好ましい一実施形態の一例を示したものに過ぎず、本発明を使用したシステムの特定の設計基準に基づいて、その他の値を選ぶことができることが理解されよう。
【００２５】
上記を念頭に、次に、逆スラスト装置の展開動作について説明する。パイロットが逆スラスト装置に展開するよう指令を出す時刻ｔ0において、逆スラスト装置が展開位置に移動するのに対して、空気力が抵抗として働く。逆スラスト装置のロックが解放された後の時刻ｔ1において、モータ３０にエネルギが与えられて、必要な方向に回転する。図から分かるように、逆スラスト装置に作用する空力抵抗（図５Ｂ）に打ち勝つために、モータ負荷３０に対する入力電力が上昇し始める（図５Ｄ）。その結果、モータの回転速度（図５Ｃ）も、モータの出力パワー（図５Ｅ）も共に増加し、逆スラスト装置が移動を始めることが可能になる（図５Ａ）。
【００２６】
入力電力（図５Ｄ）、モータ速度（図５Ｃ）、およびモータ出力パワー（図５Ｅ）は、時刻ｔ2まで、徐々に増加を続けて、空力抵抗（図５Ｂ）に打ち勝ち、逆スラスト装置を移動させる（図５Ａ）。この時点で、主配電バス２０から引き出される電力が、（上記のように１５．５ｋＷの）所定の最大電力レベルに到達する。それ故に、引き出される電力は１５．５ｋＷでクランプされ、その結果、モータ出力パワーがそれに伴ってクランプされる（図５Ｅ）。さらに、この特定の動作の間、逆スラスト装置が展開位置に向かって移動を始めるので（図５Ａ）、その移動に対して逆に作用する空力抵抗は、減少し始める（図５Ｂ）。したがって、入力電力は、１５．５ｋＷでクランプされるものの、加速の割合が低下しているのではあるが、モータ３０の回転速度は所望の１６０００ｒｐｍの定常状態回転速度に向かって上昇を続ける（図５Ｃ）。
【００２７】
時刻ｔ2とｔ3の間では、逆スラスト装置が展開位置に向かって移動し続けるとき（図５Ａ）、その空力抵抗は低下し続ける（図５Ｂ）。時刻ｔ3において、モータ３０の回転速度が、１６０００ｒｐｍの定常状態動作速度に達する（図５Ｃ）。逆スラスト装置が展開されるとき（図５Ａ）、空力抵抗負荷が減少し続けることから（図５Ｂ）、定常状態速度を維持するためにモータ負荷３０によって引き出される電力もまた、徐々に減少し（図５Ｄ）、同様にモータ出力パワーも減少する（図５Ｅ）。
【００２８】
逆スラスト装置が完全展開のほぼ中間点にある時刻ｔ4において（図５Ａ）、逆スラスト装置に作用する空力負荷は、実際にプラスになる（図５Ｂ）。このようになると、逆スラスト装置は、モータ３２の助けなしに展開位置に向かって移動することになる。したがって、モータ負荷３０によって引き出される電力は、ゼロまで低下される（図５Ｄ）。しかしながら、実際には空力負荷により、モータ３２が、定常状態動作速度で動作しながら動的ブレーキ効果を引き起こす発電機として動作させられ、これが、モータ出力パワーの絶対値が増加することの説明になる（図５Ｅ）。
【００２９】
定常状態動作速度での動作は、逆スラスト装置が所定位置に到達する時刻ｔ5まで続く（図５Ａ）。この時点で、モータ３２は、かなり低下された速度で回転するように指令され、逆スラスト装置は、システム損傷が起こらないように低速で展開位置に達することができるようになる。
【００３０】
直前に行った説明は、航空機の環境中に本発明を使用することに関するものであるが、当業者なら、本発明がそれに限定されないことを理解されよう。実際、モータ負荷などの負荷によって引き出される電力を所定のレベルまでに制限することが、望ましくかつ／または必要である非常に多くの環境中に本発明を組み込むことができる。例えば、電気推進式の自動車は、本発明が有用であるもう一つの環境である。さらに、本開示では、モータ負荷として供給される負荷について明示的に説明しているが、本発明はそれに限定されるものではない。そうではなくて、本発明は、その他多くの種類の電気的負荷に対しても有用である。
【００３１】
本発明の回路構成要素は、ディスクリート部品で構成することができ、あるいは単一の集積回路中に組み込むこともできる。さらに、機能ブロックを別々の物理ブロックとして示し説明しているが、これは、本発明を提示し説明する際に、分かりやすくしているだけである。２つ以上の機能ブロックを、単一の物理構造に一体化することができることが理解されよう。さらに、本発明は、本明細書中で好ましい実施形態として明示的に説明した速度制御方式など、特定のモータ制御方式だけに限定されるものではなく、直接にトルクを制御するもの（例えば「ｄｑ」タイプの制御方式）などのその他の制御方式も含む。さらに、回路構成要素によって実行されるプロセスは、ソフトウェア主導のデバイスを使用して実現することができ、またはアナログ・デバイスおよびアナログ信号を使用して実行することができ、あるいは両方の組合せで行うことができる。
【００３２】
本発明を、好ましい実施形態を参照して説明してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変更を行うことができ、またその要素を等価物で置き換えることができることが、当業者には理解されよう。さらに、その本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状態または材料に適合するように、本発明の教示に多くの修正を加えることができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために企図される最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲に含まれるすべての実施形態を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるコントローラ回路の機能ブロック図である。
【図２】本発明の代替実施形態によるコントローラ回路の機能ブロック図である。
【図３】本発明の他の代替実施形態によるコントローラ回路の機能ブロック図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態による、１つまたは複数の電気負荷により引き出される電力を能動的に制限する方法を示す流れ図である。
【図５】本発明を実施する展開動作中の逆スラスト作動システムの動作を示す様々なグラフの一つを示す図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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