(57)【要約】      （修正有）【課題】電力容量が制限された回路上で、複数の装置が断続的に電力を使用した場合に、電力系統の負荷を軽減するシステム及び方法を提供する。【解決手段】システムは電力バス、電力バスから電力を断続的に使用することのできる第１電気装置、電力バスから電力を断続的に使用することのできる第２電気装置、及びいつ第２電気装置が断続的に電力を使用しているかを検出する手段を含む。第２電気装置が断続的に電力を使用している時は、第１電気装置の電力バスからの電力の使用が阻止される。【選択図】図６
2012080762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力バス；
前記電力バスからの電力を断続的に使用する第１電動装置；
前記電力バスからの電力を断続的に使用する第２電動装置；及び
前記第２電動装置が前記電力バスからの電力を使用していることを検出する手段
を含み、
前記第２電動装置が前記電力バスからの電力を使用している時は、前記第１電動装置が前記電力バスからの電力を使用することが阻止される、
システム。
【請求項２】
前記電力バスが、前記第１電動装置と前記第２電動装置を回路ブレーカーにつなげる電線を含み、前記電線が、前記第１電動装置と前記第２電動装置の電流の使用の合計よりも小さい、制限された通電容量を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記検出手段が、電圧センサ、アンペア数センサ、磁場センサ、前記電力バスの電流を検出するコイル、ホール効果装置、固体センサ、電気センサ、磁気センサ、及び電磁気センサからなるグループから選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１電動装置を完全に起動させるために、前記第１電動装置にエネルギーを供給するエネルギー貯蔵手段をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記エネルギー貯蔵手段は、電池、再充電可能な電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、及びコンデンサからなるグループから選択される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１電動装置が、前記第２電動装置とともに、前記電力バスからの断続的な電力の使用を調整する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第２電動装置の断続的な電力の使用に対して、前記第１電動装置の前記電力バスからの断続的な電力の使用を優先化するための手段をさらに含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１電動装置による断続的な電力の使用を前記第２電動装置へ通信する通信手段をさらに含み、前記通信手段はデータ回線、シリアルデータ通信モジュール、無線データ通信モジュール、及び電力バス通信モジュールからなるグループから選択される、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
複数のインテリジェント負荷を電気回路に接続させ；
前記電気回路を通電させ；
前記複数のインテリジェント負荷によって、前記電気回路から複数の断続的な電力の使用を調整して、回路ブレーカーが前記電気回路を電源から接続解除することを阻止する
操作を含む方法。
【請求項１０】
第２インテリジェント負荷が断続的に電力を使用している間、第１インテリジェント負荷の断続的な電力の使用を阻止する
操作をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２インテリジェント負荷の前記断続的な電力の使用を検出し、
前記第２インテリジェント負荷の前記断続的な電力の使用を検出している操作中は、前記第１インテリジェント負荷の断続的な電力の使用を阻止する
操作をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記検出操作が、電圧センサ、アンペア数センサ、磁場センサ、電流を検出するコイル、ホール効果装置、固体センサ、電気センサ、磁気センサ、及び電磁気センサからなるグループから選択されるセンサによって行われる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記調整操作が、データ回線、シリアルデータ通信モジュール、無線データ通信モジュール、及び電力バス通信モジュールからなるグループから選択される通信媒体を使用して、前記第２インテリジェント負荷の前記断続的な電力の使用を阻止するために、前記第１インテリジェント負荷の前記断続的な電力の使用を通信することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記電気回路からの前記複数のインテリジェント負荷の複数の断続的な電力の使用を優先化する
操作をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
エネルギー貯蔵手段に貯蔵されたエネルギーから、第１インテリジェント負荷の起動に電力供給し、
断続的な電力の使用を利用して、前記エネルギー貯蔵手段を充電する
操作をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記エネルギー貯蔵手段が、電池、再充電可能な電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、及びコンデンサからなるグループから選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記電気回路は、一を超えるインテリジェント負荷の同時起動により、前記回路ブレーカーが前記電気回路の電源との接続を解除するようになっている、通電制限された電気回路である、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載される主題の実施形態は概して、断続的に電力を必要とする装置によって同時に使用される電力系統の負荷を軽減するシステム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の装置に電力供給する電力系統を設計する時の保守的な方法は、各装置によって使用されると予測される最大負荷の合計に対応する電力系統を設計することである。この負荷の合計は装置を電源につなげるのに使用する電線のサイズと電気容量を決定するのに使用され、また回路及び接続された装置を保護するのに必要な回路保護を決定するのにも使用される。
【０００３】
保守的な方法では、全ての負荷のスイッチが入れられて電力を同時に必要とする場合があり得ることを想定する。しかしながら、ある場合には、電力を断続的にのみ必要とする装置もあり得る。したがって、連続的に電力を供給するように設計された電力系統はより大きく重いゲージの電線を使用し、おおむね必要以上に高価なものとなる。空間と重量が重要因子であるシステム、例えば航空電力系統においては、重いゲージの電線及び大きい電源はビークルが運搬しなければならない不必要な重量となり、ビークルはこの余分な重量を運ぶために追加の燃料を使用し、他のシステムが用いることのできた機体の空間も減ってしまう。
【０００４】
当技術分野での標準的な技法は、「需要率」と呼ばれるものを想定することである。需要率は、住宅への応用において普及している。需要率とは、任意の一時点において幾つの装置が同時に稼働する可能性があるかどうかの予測である。住宅の全てのケーブルの敷設及び保護機構はこの数によってレベルを下げるため、ある程度価格が抑えられる。しかしながら、需要率が適切に計算されていない場合、又は電力を同時に引き出そうとする装置の数が多すぎる場合、回路ブレーカー又はヒューズが落ちてしまう。回路ブレーカーの遮断は、たいてい必要に応じて装置をコンセントから抜いて、家の中の別のコンセントに再配置することができるため、許容範囲のリスクと考えられる。
【０００５】
しかしながら、あるシステム、例えばビークルの電力系統においては、回路のブレーカーの遮断を回避することが望ましい。余分な電力を引き出すことが原因で回路ブレーカーが落ちると同時に、電線の過熱も起す可能性がある。余分な電力の流れはまた、システム及びコンポーネントにかかるストレスを増加させ、故障率を上げ、機器の耐用年数を縮めることになる。
【発明の概要】
【０００６】
電流容量が制限された回路上の複数の装置間で電力を調整するシステム及び方法が提示されている。ある実施形態では、システムは電力バス、電力バスからの電力を断続的に使用することができる第１電気装置、電力バスからの電力を断続的に使用することができる第２電気装置、及び第２電気装置が電力を断続的に使用している時に検出する手段を含む。第２電気装置が電力を断続的に使用している時に、第１電気装置の電力バスからの電力の使用が阻止される。
【０００７】
一実施形態では、方法は、電気回路に多数のインテリジェント負荷を接続し、電気回路を通電させ、インテリジェント負荷による電力の使用を調整することで、回路ブレーカーが電源から電気回路の接続を解除することを防止する操作を含む。
【０００８】
一実施形態では、装置は電力バスからの電力を断続的に使用するためのスイッチと、スイッチと連通する負荷と、電力バスの電気状態を検出するセンサと、スイッチとセンサと連通して、電力バスの電気状態に部分的に基づいて負荷に電力を供給するために、電力バスからの電力の断続的な使用を制御するコントローラを含む。
【０００９】
上述した特徴、機能及び利点は、本発明の様々な実施形態において個別に達成することができる、または下記の説明及び図面を参照することによってさらに詳細を理解することができる更に別の実施形態と組み合わせることができる。
【００１０】
添付の図面は、電流容量が制限された回路上の複数の装置間で電力を調整するシステム及び方法の様々な実施形態を提示している。各図面の簡単な説明を下に示す。各図面における同じ参照番号を有する要素は、同一の要素、又は機能的に類似の要素を示している。さらに、参照番号の最も左の数字は、その参照番号が最初に出てくる図面を表している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】簡略化した例示のシステムの単一回線回路の図である。
【図２】電流容量が制限された回路の複数の装置間での電力の使用を調整するシステム及び方法の一実施形態における、自己調整電力系統の単一回線回路の図である。
【図３】電流容量が制限された回路の複数の装置間での電力の使用を調整するシステム及び方法の一実施形態における、自己調整電力装置の図である。
【図４】図４ａ及び４ｂは、簡略化した例示のシステムにおいて同時に稼働している６つのソレノイドの電流及び電圧を示す図である。
【図５】図５ａ及び５ｂは、電流容量が制限された回路の複数の装置間で電力の使用を調整するシステム及び方法の一実施形態において、自己調整電力装置を使用した図４ａ及び４ｂの６つのソレノイドの電流及び電圧を示す図である。
【図６】図６は、電流容量が制限された回路の複数の装置間で電力の使用を調整するシステム及び方法の一実施形態において、電力を断続的に必要とする装置に使用される電気回路を操作する方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
下記の詳細説明は単に例示するためのものであって、本発明の実施形態、又は上記実施形態の応用及び使用を限定するものではない。さらに、前述の技術分野、背景技術、発明の概要又は下記の詳細説明に提示される全ての表された、又は暗示された理論によって縛られるものではない。
【００１３】
複数の装置に電力を供給するための電気系統を設計する際の保守的な方法とは、各装置によって使用される、予期される最大負荷の合計に対応する電気系統を設計することである。その合計によって、電源に装置をつなげるのに使用される電線の電気容量が決定され、また、回路及び接続された他の装置を保護するのに必要な回路保護が決定される。
【００１４】
図１では、簡略化したシステム１００の例図が提示されている。この簡略化したシステム１００では、一連の負荷１０２、１０４、１０６、１０８、１１０（まとめて負荷１１２）はそれぞれ、スイッチが入ると最大５Ａｍｐの電流を引き出す。各負荷１１２は、共通の電線、又はバス１２０を介して回路ブレーカー１３０に接続されている。回路ブレーカー１３０は電源線、あるいは給電線１２２として知られる電源１４０に接続されている。簡略化したシステム１００においては、需要率は８０％と推定される。８０％の需要率は、簡略化したシステム１００が、任意の一時点において負荷１１２全てを足したものに対する最大電流の供給が８０％を超えないことが予想されるように設計されていることを表す。負荷１１２全部に対する最大可能電流の供給は、負荷１１２の全てが同時に電流を使用したと仮定すると、２５Ａｍｐ（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０それぞれがスイッチが入った時に使用する５Ａｍｐの５つの負荷合計）である。回路ブレーカー１３０はしたがって、バス１２０に２０Ａｍｐを超える負荷がかかった場合（２５Ａｍｐ×８０％需要率＝２０Ａｍｐ）に落ちてしまう。バス１２０及び保護機構はしたがって、最大２０Ａｍｐをサポートしさえすればよいが、バス１２０は負荷１１２のために、バス１２０の長さに沿って電圧低下を減らすために大きいものとすることができる。バス１２０の電線はおおむね２０Ａｍｐに対応するようにサイズが調整されている。
【００１５】
しかしながら簡略化したシステム１００には欠点がある。同時に電力を引き出す負荷１１２の数が多すぎる場合、回路ブレーカー１３０が落ちてしまう。負荷１１２のうちの一つが誤動作を起こすが２０Ａｍｐよりも少ない電流を引き出す場合、故障状態であるにも関わらず回路ブレーカー１３０が落ちることはない。また、一より多い数の負荷１１２がバス１２０から電力を使用している場合、異なる負荷１１２の電圧はバス１２０全体の電圧低下に基づき違ったものとなる。例えば、負荷１０２、１０４、及び１０６がバス１２０から電流を使用している場合、負荷１０８及び１１０の電圧は、電源１４０によって供給される電圧よりもある程度低いものと成り得る。
【００１６】
ここで、これらの及び他の問題を解決するための負荷調整システム２００を提示している図２を参照する。図１の簡略化したシステム１００と同様に、負荷調整システム２００は、給電線１２２を介して回路ブレーカー１３０に電力を供給する電源１４０を有する。負荷調整システム２００は、回路ブレーカー１３０をインテリジェント負荷２０２、２０４、２０６、２０８、２１０（まとめてインテリジェント負荷２１２）につなげる低電力バス２２０を有利に使用する。インテリジェント負荷２１２は、低電力バス２２０から電力を使用している時に、他のインテリジェント負荷２１２とともに調整を行う。
【００１７】
ここで、図２及び３を参照すると、一実施形態において、インテリジェント負荷２１２は負荷１１２、及び検出／制御装置３００を含む。一実施形態において、検出／制御装置３００は負荷１１２、エネルギー貯蔵手段３０２、及び低電力バス２２０を相互接続させるスイッチ３１８を有する。一実施形態では、検出／制御装置３００はエネルギー貯蔵手段３０２を有する。一実施形態では、エネルギー貯蔵手段３０２を一以上のインテリジェント負荷２１２が共有する。複数の実施形態では、エネルギー貯蔵手段３０２は、例えば再充電可能なニッケル−カドミウム（ＮｉＣａｄ），リチウム−イオン（Ｌｉ−Ｉｏｎ）、又はリチウムポリマー電池等の電池である。 複数の実施形態では、エネルギー貯蔵手段３０２は容量性素子である。複数の実施形態では、エネルギー貯蔵手段３０２は、一以上の完全起動のためにインテリジェント負荷２１２に電力供給するのに十分なエネルギーを貯蔵する。一以上の使用に対し電力を供給することによって、エネルギー貯蔵手段３０２は、インテリジェント負荷２１２がエネルギー貯蔵手段を再充電するために、低電力バス２２０からの電力の使用をスケジューリングし、長期間待機することを可能にする。
【００１８】
複数の実施形態では、エネルギー貯蔵手段３０２はインテリジェント負荷２１２において使用される検出機器３０４を稼働させるための電力を供給する。これらの実施形態では、エネルギー貯蔵手段３０２は、低電力バス２２０の現在の状態の検出を可能にするためにインテリジェント負荷２１２に初期の電力供給源を提供する。これにより、最初に低電力バス２２０に電力が送られた時に、インテリジェント負荷２１２のスタートを遅らせることができる。このことにより、最初にバス１２０に電力が供給された時に起こる厄介なブレーカーの遮断の一般的な原因が防止される。この状況は、一定期間スイッチが切られていた後でバス１２０を起動した直後に、複数の負荷１１２が電力の使用を開始した時に発生する。低電力バス２２０が最初に起動した時、直後にインテリジェント負荷２１２が電力を一斉に使用しないようにすることによって、厄介なブレーカーの遮断をなくすことができる。
【００１９】
一実施形態では、検出／制御装置３００は検出機器３０４を含み、検出機器３０４は低電力バス２２０の現在の状態を検出することを可能にする。一実施形態では、検出機器３０４を一又は複数のインテリジェント負荷２１２で共有する。複数の実施形態では、検出機器３０４は低電力バスの電圧、電流、又は電力に関連する事項を検出する手段を含む。検出手段の非限定的な例には、当技術分野で周知の、電圧センサ、電流量センサ、例えば低電力バス２２０に近接して又はその周囲に配置される誘導コイル３０６等の磁場センサ、ホール効果装置等の電場センサ３０８、固体センサ、又は他の任意の電気、磁気、又は電磁気センサが挙げられる。複数の実施形態では、検出機器３０４は例えば、低電力バス２２０の電圧、又は低電力バス２２０の一部を通って流れる電流を監視することによって、低電力バス２２０の電気状態を直接検出する。複数の実施形態では、検出機器３０４は、低電力バス２２０に近接する電場又は磁場の変化に起因する容量又は磁気の変化を監視するセンサ３０６、３０８を使用して、低電力バス２２０を受動的に監視する。一実施形態では、検出機器３０４は低電力バス２２０の現在の状態を表す信号を発信する関連回路を含む。非限定的な実施例では、検出機器３０４はアナログ・デジタルコンバーター（Ａ／Ｄコンバーター３１０）、検出／制御装置３００の要素間の相互作用、及び／又は外部の装置から検出信号を受信する通信ポート３１６を制御するプロセッサ又はＣＰＵ３１２を含む。非限定的な実施形態では、ＣＰＵ３１２は、例えば非限定的に、ＤＳＰ、ＡＲＭプロセッサ、プログラマブル論理装置、ＡＳＩＣ、又は当業者に既知のほかの全てのプロセッサを含む、任意の種類のプロセッサである。複数の実施形態では、ＣＰＵ３１２は検出／制御装置のほかのコンポーネントからの入力に基づき決定を行う機器である。ＣＰＵ３１２はしたがって、スイッチ３１８がいつ負荷１１２、エネルギー貯蔵手段３０２、及び低電力バス２２０を相互接続させるかを決定するコントローラである。入力として、ＣＰＵはプログラミング、センサ３０６、３０８からの入力、例えば他のインテリジェント負荷２１２等のほかの装置からの入力、検出／制御装置３００の他のコンポーネントからの入力、又は通信ポート３１６からの通信信号として受信する入力を使用することができる。
【００２０】
一実施形態では、検出／制御装置３００及び／又は検出機器３０４は、インテリジェント負荷２１２に完全に統合されている。一実施形態では、検出機器３０４、又は検出／制御装置３００は、ＡＳＩＣ、ハイブリッドチップ、又は他のカスタマイズ可能なチップ、回路又はチップの組合せ及び／又は検出又は検出／制御機能を行う回路である。一実施形態では、検出機器３０４は他の全てのインテリジェント負荷２１２とは分離されている。インテリジェント負荷２１２が検出機器３０４を別のインテリジェント負荷２１２と共有しているこの実施形態、及び複数の実施形態では、検出機器３０４は、検出機器３０４をセンサ３０６、３０８と接続する検出入力３１４、又は別のインテリジェント負荷２１２の検出出力（図示せず）を含む。一実施形態では、インテリジェント負荷２１２はさらに、他のインテリジェント負荷２１２と信号をやり取りする通信ポート又は通信手段３１６を含む。非限定的な実施形態では、通信手段３１６は一以上のデータ回線、シリアルデータ通信ポート、無線データ通信パッケージ、及び低電力バス２２０上で通信するための送電線通信装置を含む。
【００２１】
複数の実施形態では、低電力バス２２０から電力を引き出す前に、負荷調整システム２００の各インテリジェント負荷２１２は検出機器３０４を使用して低電力バス２２０の現在の状態を検出する。複数の実施形態では、インテリジェント負荷２１２は他のインテリジェント負荷２１２と連携して、低電力バス２２０からの電力の使用のスケジューリングを行う。複数の実施形態では、インテリジェント負荷２１２は回路ブレーカー１３０又は電力使用のインテリジェントキューイング又はスケジューリングを行うコンピュータシステム（図示せず）とともに電力の使用のスケジューリングを行う。複数の実施形態では、負荷１１２及びインテリジェント負荷２１２の両方が同じバス１２０、２２０に設置されている。複数の実施形態では、このインテリジェント負荷２１２は電力を使用しようとする前に、低電力バス２２０から電力が使用されなくなるまで待機する。複数の実施形態では、インテリジェント負荷２１２は電力を使用する前に、低電力バス２２０に利用可能な容量が残っているかどうかを判断するため、２つ以上のインテリジェント負荷２１２が、回路ブレーカー１３０を落とすことなく、同時に電力を使用することができる。
【００２２】
一実施形態では、ユーザが多数のインテリジェント負荷２１２を同時に起動させようとした場合に、インテリジェント負荷２１２は、起動して電流を使用するべきかどうかを検出する。一実施形態では、インテリジェント負荷２１２は、例えばディップスイッチ、又は他の任意の優先度を確立する手段を用いて優先化される。優先度が最も高いインテリジェント負荷２１２が最初に起動する。別の実施形態では、最初に起動したインテリジェント負荷２１２が最初に電力を使用する。いずれの実施形態においても、他のインテリジェント負荷２１２は選択された時間間隔の間、スタンバイモードに入る。この時間間隔は、例えば再試行する前の１秒等の固定であってよい、又は試行間の時間間隔を５００ミリ秒ずつ増加させる等のバックオフ法を使用することができる。低電力２２０を再試行する前の時間の長さは、適応的であってよい、又は確率変数、例えば５００ミリ秒＋／−２００ミリ秒を有することができる。これらの実施形態では、図１の簡略化したシステム１００において起こり得る回路ブレーカーの遮断の代わりに、幾つかのインテリジェント負荷２１２は起動する前に遅延する。起動間の待ち時間が短い場合は、各インテリジェント負荷２１２の起動と電流の使用が速ければ速いほど、共通の低電力バス２２０に据付することができるインテリジェント負荷２１２の数が増える。インテリジェント負荷２１２が通信を行う一実施形態では、インテリジェント負荷２１２は別のインテリジェント負荷２１２に動作を停止するように合図することができ、これによりオーバーライド機能が可能になる。例えば、最初に負荷調整システム２００がオンになると、エネルギー貯蔵手段３０２を有する幾つかのインテリジェント負荷２１２が起動を開始して、エネルギー貯蔵手段３０２の充電を始めることができる。ユーザが手動で別のインテリジェント負荷２１２を起動させようとした場合、そのインテリジェント負荷２１２は別のインテリジェント負荷２１２に動作を停止するよう信号を送る。
【００２３】
複数の実施形態では、インテリジェント負荷２１２は他のインテリジェント負荷２１２、回路ブレーカー１３０、電源１４０、又はコンピュータシステム（図示せず）と連通して、電力の使用を調整する。例えば、インテリジェント負荷２１２は航空機のエンジンの発電機等の電源１４０と連通して、予想される電力の使用量を知らせることができ、これにより電力が必要でないときに発電機にアイドリングさせることができる。インテリジェント負荷２１２は回路ブレーカー１３０と連通することにより、回路ブレーカー１３０に予想される電力の使用量を警告することができる。装置又はインテリジェント負荷２１２からの電力の使用は特徴づけられており、これによりインテリジェント回路が、通常の電力使用操作の予期される範囲外の電力使用操作を遮断することが可能になる。電力の使用がそのインテリジェント負荷２１２の電力使用量の予期される許容範囲外である場合、回路ブレーカー１３０は知的に遮断する。一実施形態では、回路ブレーカー１３０は、予想される使用電力量のプロファイルを、インテリジェント負荷２１２による実際の使用電力量と比較する。例えば、ドアのロックの起動は、ドアロックの起動において使用されるインテリジェント負荷２１２による適切な電力の使用を識別するためのテンプレートとして使用することができる特有のサインプロファイルを有することができる。例えば、図４ａ及び４ｂを参照すると、２８Ｖソレノイドの電流グラフ４００及び電圧グラフ４１０が示されている。電流グラフ４００及び電圧グラフ４１０は、ソレノイドの電流の使用４０２及び電圧の低下４０４には同一の特徴、通電直後に起き、サインプロファイルを作成するのに使用可能なスパイクを有することを示している。
【００２４】
図４ａ及び４ｂの電流グラフ４００及び電圧グラフ４１０を続けて参照すると、負荷１１２として６つの０．４Ａｍｐソレノイドに電力供給する２８Ｖ回路の電流の使用４０２及び電圧の低下４０４が示されている。図４ａ及び４ｂの電流グラフ４００及び電圧グラフ４１０の構成は、インテリジェント負荷２１２が用いられていない簡略化したシステム１００と同様のものである。初期の電流の使用４０２は、０Ａｍｐであり、電圧の低下４０４は０Ｖである。バス１２０は公称２８Ｖ回路である。０．５秒において一のソレノイド負荷１１２が起動し、０．４Ａｍｐの電流が使用される。またこれにより、２８Ｖ回路の電圧が約０．７５Ｖ低下する。１秒と３秒の間に、他のソレノイド負荷１１２が起動し、また動作を停止する。１．５秒において、複数のソレノイドが起動し、最大１．８Ａｍｐの電流が使用され、これにより２８Ｖ回路の電圧が３．５Ｖ低下する。図４ａ及び４ｂに示す実施例では、回路ブレーカー１３０、電源１４０、及び配線１２２、１２０は、過熱を防止する又は回路ブレーカー１３０の遮断を回避するために１．８Ａｍｐの電流に対応できなくてはならない。さらに、ソレノイド負荷１１２又は他の負荷１１２は、利用度が高い間は、２８Ｖ回路に供給される低い２４．５電圧を利用して稼動できなくてはならない。
【００２５】
ここで、図５ａ及び５ｂのインテリジェント負荷５００の電流グラフと、インテリジェント負荷５１０の電圧グラフを参照すると、インテリジェント負荷２１２として構成された６つの０．４Ａｍｐソレノイドに電力供給している２８Ｖ回路の電流の使用５０２が低下し、電圧の低下５０４が低減していることが示されている。初期の低下した電流の使用５０２は０Ａｍｐであり、低減された電圧の低下５０４は０Ｖである。低電力バス２２０は公称２８Ｖ回路である。１．０秒において、インテリジェント負荷２１２として構成された一つのソレノイドが起動し、０．４Ａｍｐの電流を使用する。またこれにより、２８Ｖ回路の電圧が約０．７５Ｖ低下する。しかしながら、最初のソレノイドの動作が停止するまで、インテリジェント負荷２１２として構成された他のソレノイドは起動しない。すべてのソレノイドが起動するまでが図４ａ及び４ｂにおいてよりもいくらか長くかかるが、インテリジェント負荷２１２によって短縮された時間が低デューティサイクル負荷の追加時間を相殺する。一つの利点は、低下した電流の使用５０２が０．４Ａｍｐを超えて上がることはなく、低減された電圧の低下５０４が０．７５ボルトを超えることがないため、２８Ｖ回路が約２７．２５ボルトを下回ることがないことである。これにより、０．４Ａｍｐのみに対応すればよい回路ブレーカー１３０、電源１４０、及び配線１２２、１２０の使用、及び２７．２５ボルト以上の電圧で稼動するソレノイドを使用することが有利に可能になる。
【００２６】
開示のシステム及び方法は、例えば電子ロック、貨物ドア用モータ、及び単一使用のメンテナンスディスプレイ等の断続的に使用されるインテリジェント負荷５００に電力供給するのに使用した時に、大幅な改善が得られる。これらの及び他の低使用の負荷は、これらをサポートするのに必要な、最低量の電力インフラストラクチャで据付けることができるため、電気システムの設計者は電力の低いコンポーネント、発電機及び配線を使用することが可能になる。低電力発電機及び配線はおおむね小さく、費用も安く、重量も軽いため、空間の使用を抑え、製造費用を削減し、また航空機の重量が低減されるため顧客の繰り返しの燃料費が削減される。したがって、開示のシステム及び方法は、従来の方法を使用して設計されたシステムよりも小さくて軽い、経済的な電力システム及び電力インフラストラクチャの設計及び実行を有利に可能にする。
【００２７】
ここで、インテリジェント負荷２１２の操作６００方法の例示のフロー図を提示する図６を参照する。最初のステップにおいて、低電力バス２２０の電源がオンになる６０２。インテリジェント負荷２１２は、例えばユーザが貨物ドアを開ける等の、ユーザによるインテリジェント負荷２１２の起動等の起動６０４を待機する状態に入る。例えば信号又はボタンを押すことによって、いったんインテリジェント負荷２１２が起動する６０６と、インテリジェント負荷２１２は、低電力２２０から活発に電力を使用するかもしれない他のインテリジェント負荷２１２について低電力バス２２０を監視する。別の負荷が活発に電流を使用している場合、インテリジェント負荷２１２は起動を遅延し６１０、再び低電力バス２２０を監視する６０８。他の負荷２１２が電流を使用していない場合、インテリジェント負荷２１２は起動又は稼動し６１２、その後インテリジェント負荷２１２は起動６０４を待機する動作に戻る。
【００２８】
さらなる実施形態は、下記の段落に示すように主張することができる。
【００２９】
Ａ１８．装置であって：電力バスから断続的に電力を使用するためのスイッチ；前記スイッチと電気的に連通している負荷；前記電力バスの電気状態を検出するためのセンサ；及び前記スイッチ及び前記検出手段と連通しているコントローラを含み、前記コントローラが、前記電力バスの前記電気状態に少なくとも部分的に基づいて前記負荷に電力を供給するために、前記スイッチを制御して前記電力バスから断続的に電力を使用する装置。
【００３０】
Ａ１９．前記スイッチを介して前記電力バスと電気的に連通している電池をさらに含み、前記電池が前記スイッチを介した断続的な電力の使用を利用して貯蔵された電力で充電され、前記負荷が前記電池と電気的に連通しており、前記電池は、前記スイッチが前記電力バスから電力を使用していない時に、前記貯蔵された電力を前記負荷に供給する、請求項Ａ１８の装置。
【００３１】
Ａ２０．前記コントローラが、第２負荷の前記電力バスからの電力の使用に起因する前記電力バスの電圧低下、前記第２負荷の前記電力バスからの電力を使用に起因する前記電力バスの電流の増加、及び前記電力バスが使用されていることを示す信号の受信からなるグループから選択された状態に基づいて、前記スイッチが前記電力バスから電力を使用することを阻止する、請求項Ａ１８の装置。
【００３２】
図面及び上記に示す本発明の実施形態は、添付の請求項の範囲内で実行可能である多数の実施形態の例示である。負荷調整システム１００の他の多数の構成を、開示の方法の利点を生かして作製することが可能であると考えられる。本願により発行される特許の範囲は、添付の請求項の範囲によってのみ限定されることが本出願人の意図するところである。
【符号の説明】
【００３３】
１００    簡略化したシステム
１２０    バス
１２２    電線
１１２    負荷
２００    負荷調整システム
２１２    インテリジェント負荷
２２０    低電力バス
３００    検出／制御装置
３０４    検出機器
３０６    誘導コイル
４００    電流グラフ
４０２    電流の使用
４０４    電圧の低下
４１０    電圧グラフ
５００    電流グラフ
５０２    電流の使用
５０４    電圧の低下
５１０    電圧グラフ
６００    インテリジェント負荷の操作方法
【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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【外国語明細書】
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2012080762000002.pdf
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