特開 2022-118694 垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022118694

(43)【公開日】2022-08-15

(54)【発明の名称】垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム及び方法

(51)【国際特許分類】

   B64D 41/00 20060101AFI20220805BHJP

   B64D 27/24 20060101ALI20220805BHJP

   B64C 29/00 20060101ALI20220805BHJP

【ＦＩ】

B64D41/00

B64D27/24

B64C29/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021171977

(22)【出願日】2021-10-20

(31)【優先権主張番号】10-2021-0014484

(32)【優先日】2021-02-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】591251636

【氏名又は名称】現代自動車株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＨＹＵＮＤＡＩ ＭＯＴＯＲ ＣＯＭＰＡＮＹ

【住所又は居所原語表記】１２， Ｈｅｏｌｌｅｕｎｇ－ｒｏ， Ｓｅｏｃｈｏ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(71)【出願人】

【識別番号】500518050

【氏名又は名称】起亞株式会社

【住所又は居所原語表記】１２， Ｈｅｏｌｌｅｕｎｇ－ｒｏ， Ｓｅｏｃｈｏ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】朴 成 翼

(57)【要約】

【課題】バッテリーＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）をいつも一定水準以上に維持できる垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム及び方法を提供する。
【解決手段】本発明の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システムは、垂直離着陸飛行体のローターに動力伝達可能に連結されるローター駆動用モーターと、ローター駆動用モーターに電源供給可能に連結されるバッテリーと、バッテリーに充放電可能に連結される発電機と、発電機に動力伝達可能に連結されるエンジンと、バッテリーの充電のためにエンジン及び発電機の駆動を制御するとともに垂直離着陸飛行体の離着陸待機可否を決定する制御装置と、を含んで構成される。
【選択図】 図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

垂直離着陸飛行体のローターに動力伝達可能に連結されるローター駆動用モーターと、
前記ローター駆動用モーターに電源供給可能に連結されるバッテリーと、
前記バッテリーに充放電可能に連結される発電機と、
前記発電機に動力伝達可能に連結されるエンジンと、
前記バッテリーの充電のために前記エンジン及び発電機の駆動を制御するとともに前記垂直離着陸飛行体の離着陸待機可否を決定する制御装置と、
を含むことを特徴とする垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム。

【請求項2】

前記制御装置は、
モーター要求パワー及び垂直離着陸飛行体の現在飛行段階情報を提供する飛行制御器と、
バッテリーＳＯＣ情報、バッテリー放電限界値情報及びバッテリー充電限界値情報を提供するバッテリー制御器と、
触媒加熱要請信号、酸素センサー診断要請信号及び現在エンジンＲＰＭ情報を提供するエンジン制御器と、
発電機トルク限界値及び発電機ＲＰＭ情報を提供する発電機制御器と、
前記飛行制御器、バッテリー制御器、エンジン制御器及び発電機制御器から提供された情報に基づき、エンジン及び発電機の駆動を制御し、垂直離着陸飛行体の離陸許可又は離陸待機を決定するか着陸許可又は着陸待機を決定するメイン制御器と、
を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム。

【請求項3】

前記メイン制御器は、
エンジン駆動モードを、エンジン停止、エンジンパッシブラン、エンジンアイドル、エンジン部分負荷、及びエンジンフル負荷のいずれか一つに決定するエンジン駆動モード決定部と、
バッテリー充電のためのエンジンの目標トルク及びエンジンの目標ＲＰＭを演算するエンジン駆動量演算部と、
エンジンに対する燃料噴射許可、エンジントルク指令、触媒加熱許容、及びエンジン自己診断許容を決定するエンジン要求トルク決定部と、
発電機トルク指令を決定する発電機要求トルク決定部と、
垂直離着陸飛行体の離陸待機又は着陸待機を決定する離着陸待機要請部と、
を含んでなることを特徴とする請求項２に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム。

【請求項4】

前記エンジン駆動モード決定部は、
モーター要求パワーが一定水準以上であればエンジン出力でバッテリー充電を補助することができるように前記エンジン駆動モードをエンジン部分負荷又はエンジンフル負荷に決定することを特徴とする請求項３に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム。

【請求項5】

前記エンジン駆動モード決定部は、
バッテリーＳＯＣが基準値以下であるかバッテリー放電限界値が基準値以下であると判定されれば、エンジン駆動による発電機の駆動でバッテリーを充電することができるように前記エンジン駆動モードをエンジン部分負荷又はエンジンフル負荷に決定することを特徴とする請求項３に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム。

【請求項6】

前記エンジン駆動モード決定部は、
触媒加熱要請信号がある場合、離陸の前に触媒を一定温度以上に加熱するように前記エンジン駆動モードをエンジンアイドルに決定することを特徴とする請求項３に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム。

【請求項7】

前記エンジン駆動モード決定部は、
エンジン自己診断のための酸素センサー診断要請信号がある場合、前記エンジン駆動モードをエンジンパッシブランに決定することを特徴とする請求項３に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム。

【請求項8】

前記エンジン要求トルク決定部は、
エンジン駆動モードがエンジン部分負荷又はエンジンフル負荷に決定されれば、現在エンジンＲＰＭと連動して、エンジンに対する燃料噴射許可を決定する信号と、エンジンのトルク及びＲＰＭがエンジンの目標トルク及びＲＰＭに到逹すると同時に発電機トルク限界値未満に調節されるようにするエンジントルク指令とをエンジン制御器に伝送するように構成されることを特徴とする請求項３に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム。

【請求項9】

前記エンジン要求トルク決定部は、
エンジン駆動モードがエンジンアイドルに決定されれば、現在エンジンＲＰＭと連動して、エンジンに対する燃料噴射許可を決定した信号及び触媒加熱許容信号をエンジン制御器に伝送するように構成されることを特徴とする請求項３に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム。

【請求項10】

前記エンジン要求トルク決定部は、
エンジン駆動モードがエンジンパッシブランに決定されれば、現在エンジンＲＰＭと連動して、エンジン自己診断許容信号をエンジン制御器に伝送するように構成されることを特徴とする請求項３に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム。

【請求項11】

前記離着陸待機要請部は、
バッテリーＳＯＣが基準値以下であるか、バッテリー放電限界値が基準値以下であるか、エンジンアイドル状態で触媒加熱が遂行されていれば、飛行制御器に離陸待機信号を伝送するように構成されることを特徴とする請求項３に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム。

【請求項12】

前記離着陸待機要請部は、
バッテリーＳＯＣが基準値以下であるか、バッテリー放電限界値が基準値以下であるか、エンジンＲＰＭが基準値以下でありながら燃料噴射がない状態であれば、飛行制御器に着陸待機信号を伝送するように構成されることを特徴とする請求項３に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム。

【請求項13】

垂直離着陸飛行体の現在飛行段階を判定する段階と、
判定された飛行段階によってエンジン駆動モード決定段階、エンジン駆動量演算段階、エンジン要求トルク決定段階、及び発電機要求トルク決定段階を順に遂行してエンジンを駆動する段階と、
前記エンジン駆動によって発電機を駆動し、発電機の発電電力でバッテリーを充電する段階と、
を含むことを特徴とする垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御方法。

【請求項14】

判定された飛行段階によってエンジン駆動モードがエンジン部分負荷又はエンジンフル負荷に決定されば、エンジンの目標トルク及びエンジンの目標ＲＰＭを演算し、エンジンに対する燃料噴射許可及びエンジントルク指令が決定されれば、エンジン駆動によって発電機を駆動して発電機の発電電力でバッテリーを充電させることを特徴とする請求項１３に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御方法。

【請求項15】

前記現在飛行段階が離陸準備段階に判定されれば、前記エンジン駆動モード決定段階、エンジン駆動量演算段階、エンジン要求トルク決定段階、及び発電機要求トルク決定段階を順に遂行し、離陸待機可否を判定する段階を遂行することを特徴とする請求項１３に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御方法。

【請求項16】

前記エンジン駆動モード決定段階で触媒加熱要請信号がある場合、エンジン駆動モードをエンジンアイドルに決定し、離陸の前に触媒を一定温度以上に加熱することを特徴とする請求項１５に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御方法。

【請求項17】

前記離陸待機可否を判定する段階で、
バッテリーＳＯＣが基準値以下であるか、バッテリー放電限界値が基準値以下であるか、触媒加熱がずっと遂行されていれば、垂直離着陸飛行体を離陸待機状態に維持するようにメイン制御器から飛行制御器に離陸待機要請信号を伝送することを特徴とする請求項１５に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御方法。

【請求項18】

前記現在飛行段階がクルージング段階又は離陸待機段階に判定されるとともにエンジン自己診断のための酸素センサー診断要請信号がある場合、エンジン駆動モードをエンジンパッシブランに決定し、酸素センサーの検出信号を分析するエンジン自己診断を遂行することを特徴とする請求項１３に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御方法。

【請求項19】

前記現在飛行段階が目的地に近接したクルージング段階に判定されれば、前記エンジン駆動モード決定段階、エンジン駆動量演算段階、エンジン要求トルク決定段階、及び発電機要求トルク決定段階を順に遂行し、着陸待機可否を判定する段階を遂行することを特徴とする請求項１３に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御方法。

【請求項20】

前記着陸待機可否を判定する段階で、
バッテリーＳＯＣが基準値以下であるか、バッテリー放電限界値が基準値以下であるか、エンジンＲＰＭが基準値以下であるか、燃料が噴射されない状態に判断されれば、垂直離着陸飛行体を着陸待機状態に維持するようにメイン制御器から飛行制御器に着陸待機要請信号を伝送することを特徴とする請求項１９に記載の垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム及び方法に関し、より詳しくは、垂直離着陸飛行体の各飛行段階においてバッテリーＳＯＣをいつも一定水準以上に管理できる、すなわちバッテリー残量を一定水準以上に維持できる垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、未来型交通及び運送システムのためのアーバンエアモビリティ（Ｕｒｂａｎ Ａｉｒ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ、ＵＡＭ）として、ローター又はプロペラを用いた垂直離着陸（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｔａｋｅ－Ｏｆｆ ａｎｄ Ｌａｎｄｉｎｇ、ＶＴＯＬ）飛行体が注目されている。図１に示すように、垂直離着陸飛行体１００はローター又はプロペラを用いて垂直離着陸及び飛行が可能な飛行体であり、基本的に、乗客の搭乗のための機体部１１０と、機体部１１０の両側に形成された翼部１２０と、翼部１２０の外側端部に回転可能に装着され、実質的な揚力を発生させるプロペラタイプのローター１３０などから構成される。また、垂直離着陸飛行体の飛行駆動のためのパワートレインとしては、図２に示すように、エンジン２０の出力軸がローター１３０に直結される内燃機関タイプを適用するか、図３に示すように、ローター駆動用モーター１０の出力軸がローター１３０に直結され、バッテリー４０がモーター１０に電源供給可能に連結された電動タイプを適用することができる。

【0003】

このような垂直離着陸飛行体の全飛行過程は、図１に示すように、（１）離陸準備（ｐｒｅｐａｒｅ ｔａｋｅ－ｏｆｆ）段階、（２）一定高さまで垂直上昇する垂直離陸（ｔａｋｅ－ｏｆｆ）段階、（３）水平飛行準備のために一時停止するホバリング（ｈｏｖｅｒｉｎｇ）段階、（４）水平飛行のための高度に移動するトランジション（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）段階、（５）水平飛行のための速度に加速する加速（ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）段階、（６）目的地まで一定速度で巡航飛行するクルージング（ｃｒｕｉｓｉｎｇ）段階、（７）目的地に近接して着陸のために減速する減速（ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）段階、（８）垂直着陸のための高度に移動するトランジション（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）段階、（９）垂直着陸準備のために一時停止するホバリング（ｈｏｖｅｒｉｎｇ）段階、（１０）目的地に垂直下降する垂直着陸（ｌａｎｄｉｎｇ）段階、（１１）目的地に対する垂直着陸完了（ｌａｎｄｉｎｇ ｃｏｍｐｌｅｔｅ）段階などの順に遂行される。

【0004】

概して、飛行体の全飛行過程で、垂直離陸（ｔａｋｅ－ｏｆｆ）段階、垂直着陸（ｌａｎｄｉｎｇ）段階、ホバリング（ｈｏｖｅｒｉｎｇ）段階、及びトランジション（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）段階で飛行駆動のためのエンジン又はモーターのパワーが最も大きく要求される。特に、電動タイプのパワートレインが搭載された垂直離着陸飛行体の場合、バッテリーＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が十分な離陸（ｔａｋｅ－ｏｆｆ）段階ではバッテリー電力を使うモーターの出力可用パワーが高いが、バッテリーが持続的に放電されるクルージング段階の後に着陸（ｌａｎｄｉｎｇ）しなければならない段階でバッテリーＳＯＣが足りなく、結局モーターの出力不足が発生して飛行体の飛行制御に悪影響を及ぶことがある。したがって、飛行体の全飛行過程中にバッテリーＳＯＣを一定水準以上に維持させるために、飛行体に搭載するバッテリーの量を増やすことができるが、これは飛行体の重量増加及びコスト上昇などをもたらす問題点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特表２０１５－０６４７６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、垂直離着陸飛行体のパワートレインとして、ローター駆動用モーターの出力軸がローターに直結され、バッテリーがローター駆動用モーターに電源供給可能に連結され、エンジン及び発電機がバッテリーに充放電可能に連結されたハイブリッドタイプを適用し、垂直離着陸飛行体の各飛行段階でのモーター要求パワー、バッテリーＳＯＣなどによってエンジン及び発電機の駆動を制御し、バッテリーＳＯＣをいつも一定水準以上に管理することができる垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システム及び方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明による垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システムは、垂直離着陸飛行体のローターに動力伝達可能に連結されるローター駆動用モーターと、前記ローター駆動用モーターに電源供給可能に連結されるバッテリーと、前記バッテリーに充放電可能に連結される発電機と、前記発電機に動力伝達可能に連結されるエンジンと、前記バッテリーの充電のために前記エンジン及び発電機の駆動を制御するとともに前記垂直離着陸飛行体の離着陸待機可否を決定する制御装置と、を含むことを特徴とする。

【0008】

前記制御装置は、モーター要求パワー及び垂直離着陸飛行体の現在飛行段階情報を提供する飛行制御器と、バッテリーＳＯＣ情報、バッテリー放電限界値情報及びバッテリー充電限界値情報を提供するバッテリー制御器と、触媒加熱要請信号、酸素センサー診断要請信号及び現在エンジンＲＰＭ情報を提供するエンジン制御器と、発電機トルク限界値及び発電機ＲＰＭ情報を提供する発電機制御器と、前記飛行制御器、バッテリー制御器、エンジン制御器及び発電機制御器から提供された情報に基づき、エンジン及び発電機の駆動を制御し、垂直離着陸飛行体の離陸許可又は離陸待機を決定するか着陸許可又は着陸待機を決定するメイン制御器と、を含んでなることを特徴とする。

【0009】

前記メイン制御器は、エンジン駆動モードを、エンジン停止、エンジンパッシブラン、エンジンアイドル、エンジン部分負荷、及びエンジンフル負荷のいずれか一つに決定するエンジン駆動モード決定部と、バッテリー充電のためのエンジンの目標トルク及びエンジンの目標ＲＰＭを演算するエンジン駆動量演算部と、エンジンに対する燃料噴射許可、エンジントルク指令、触媒加熱許容、及びエンジン自己診断許容を決定するエンジン要求トルク決定部と、発電機トルク指令を決定する発電機要求トルク決定部と、垂直離着陸飛行体の離陸待機又は着陸待機を決定する離着陸待機要請部と、を含んでなることを特徴とする。

【0010】

前記エンジン駆動モード決定部は、モーター要求パワーが一定水準以上であればエンジン出力でバッテリー充電を補助することができるように前記エンジン駆動モードをエンジン部分負荷又はエンジンフル負荷に決定することを特徴とする。

【0011】

前記エンジン駆動モード決定部は、バッテリーＳＯＣが基準値以下であるかバッテリー放電限界値が基準値以下であると判定されれば、エンジン駆動による発電機の駆動でバッテリーを充電することができるように前記エンジン駆動モードをエンジン部分負荷又はエンジンフル負荷に決定することを特徴とする。

【0012】

前記エンジン駆動モード決定部は、触媒加熱要請信号がある場合、離陸の前に触媒を一定温度以上に加熱するように前記エンジン駆動モードをエンジンアイドルに決定することを特徴とする。

【0013】

前記エンジン駆動モード決定部は、エンジン自己診断のための酸素センサー診断要請信号がある場合、前記エンジン駆動モードをエンジンパッシブランに決定することを特徴とする。

【0014】

前記エンジン要求トルク決定部は、エンジン駆動モードがエンジン部分負荷又はエンジンフル負荷に決定されれば、現在エンジンＲＰＭと連動して、エンジンに対する燃料噴射許可を決定する信号と、エンジンのトルク及びＲＰＭがエンジンの目標トルク及びＲＰＭに到逹すると同時に発電機トルク限界値未満に調節されるようにするエンジントルク指令とをエンジン制御器に伝送するように構成されることを特徴とする。

【0015】

前記エンジン要求トルク決定部は、エンジン駆動モードがエンジンアイドルに決定されれば、現在エンジンＲＰＭと連動して、エンジンに対する燃料噴射許可を決定した信号及び触媒加熱許容信号をエンジン制御器に伝送するように構成されることを特徴とする。

【0016】

前記エンジン要求トルク決定部は、エンジン駆動モードがエンジンパッシブランに決定されれば、現在エンジンＲＰＭと連動して、エンジン自己診断許容信号をエンジン制御器に伝送するように構成されることを特徴とする。

【0017】

前記離着陸待機要請部は、バッテリーＳＯＣが基準値以下であるか、バッテリー放電限界値が基準値以下であるか、エンジンアイドル状態で触媒加熱が遂行されていれば、飛行制御器に離陸待機信号を伝送するように構成されることを特徴とする。

【0018】

前記離着陸待機要請部は、バッテリーＳＯＣが基準値以下であるか、バッテリー放電限界値が基準値以下であるか、エンジンＲＰＭが基準値以下でありながら燃料噴射がない状態であれば、飛行制御器に着陸待機信号を伝送するように構成されることを特徴とする。

【0019】

本発明による垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御方法は、垂直離着陸飛行体の現在飛行段階を判定する段階と、判定された飛行段階によってエンジン駆動モード決定段階、エンジン駆動量演算段階、エンジン要求トルク決定段階、及び発電機要求トルク決定段階を順に遂行してエンジンを駆動する段階と、前記エンジン駆動によって発電機を駆動し、発電機の発電電力でバッテリーを充電する段階と、を含むことを特徴とする。

【0020】

判定された飛行段階によってエンジン駆動モードがエンジン部分負荷又はエンジンフル負荷に決定されば、エンジンの目標トルク及びエンジンの目標ＲＰＭを演算し、エンジンに対する燃料噴射許可及びエンジントルク指令が決定されれば、エンジン駆動によって発電機を駆動して発電機の発電電力でバッテリーを充電させることを特徴とする。

【0021】

前記現在飛行段階が離陸準備段階に判定されれば、前記エンジン駆動モード決定段階、エンジン駆動量演算段階、エンジン要求トルク決定段階、及び発電機要求トルク決定段階を順に遂行し、離陸待機可否を判定する段階を遂行することを特徴とする。

【0022】

前記エンジン駆動モード決定段階で触媒加熱要請信号がある場合、エンジン駆動モードをエンジンアイドルに決定し、離陸の前に触媒を一定温度以上に加熱することを特徴とする。

【0023】

前記離陸待機可否を判定する段階で、バッテリーＳＯＣが基準値以下であるか、バッテリー放電限界値が基準値以下であるか、触媒加熱がずっと遂行されていれば、垂直離着陸飛行体を離陸待機状態に維持するようにメイン制御器から飛行制御器に離陸待機要請信号を伝送することを特徴とする。

【0024】

前記現在飛行段階がクルージング段階又は離陸待機段階に判定されるとともにエンジン自己診断のための酸素センサー診断要請信号がある場合、エンジン駆動モードをエンジンパッシブランに決定し、酸素センサーの検出信号を分析するエンジン自己診断を遂行することを特徴とする。

【0025】

前記現在飛行段階が目的地に近接したクルージング段階に判定されれば、前記エンジン駆動モード決定段階、エンジン駆動量演算段階、エンジン要求トルク決定段階、及び発電機要求トルク決定段階を順に遂行し、着陸待機可否を判定する段階を遂行することを特徴とする。

【0026】

前記着陸待機可否を判定する段階で、バッテリーＳＯＣが基準値以下であるか、バッテリー放電限界値が基準値以下であるか、エンジンＲＰＭが基準値以下であるか、燃料が噴射されない状態に判断されれば、垂直離着陸飛行体を着陸待機状態に維持するようにメイン制御器から飛行制御器に着陸待機要請信号を伝送することを特徴とする。

【発明の効果】

【0027】

本発明は、次のような効果を奏する。
第一に、垂直離着陸飛行体の各飛行段階でバッテリーＳＯＣをいつも一定水準以上に管理することができ、これによりバッテリーＳＯＣ不足現象及びモーター出力不足現象を防止し、垂直離着陸飛行体が安定的に飛行することができる。
第二に、離陸の前に触媒加熱によって排出ガスを低減することができる。
第三に、酸素センサー診断要請によるエンジン自己診断が可能な利点がある。
第四に、エンジン及び発電機の駆動によるバッテリーの充電が可能であり、バッテリー搭載容量を減らすことができ、別途の外部充電器連結部品などを排除してコスト低減を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】アーバンエアモビリティのための垂直離着陸飛行体及びその飛行段階を示す概略図である。

【図2】垂直離着陸飛行体に適用される内燃機関タイプパワートレインを示す概略図である。

【図3】垂直離着陸飛行体に適用される電動タイプパワートレインを示す概略図である。

【図4】本発明による垂直離着陸飛行体に適用されるハイブリッドタイプパワートレインを示す概略図である。

【図5】本発明による垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システムのための制御装置を示す構成図である。

【図6】本発明による垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御方法を示すフローチャートである。

【図7】本発明による垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御方法を示すフローチャートである。

【図8】本発明による垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御方法を示すフローチャートである。

【図9】本発明による垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明の好ましい実施例を添付の図面に基づいて詳細に説明する。 図４は、本発明による垂直離着陸飛行体に適用されるハイブリッドタイプパワートレインを示す概略図である。図４に示すように、本発明による垂直離着陸飛行体のパワートレインは、ローター駆動用モーター１０の出力軸がローター１３０に動力伝達可能に直結され、バッテリー４０がローター駆動用モーター１０に電源供給可能に連結され、互いに直列で連結されたエンジン２０及び発電機３０がバッテリー４０に充放電可能に連結されたハイブリッドタイプを適用する。より詳細には、発電機３０がバッテリー４０に充放電可能に連結され、エンジン２０が発電機３０に動力伝達可能に連結される。 よって、ローター駆動用モーター１０がバッテリー４０から電力を受けて駆動されれば、ローター駆動用モーター１０の出力軸と連結されたローター１３０が回転駆動することにより、垂直離着陸飛行体の全飛行過程を遂行することができ、またエンジン２０及び発電機３０の駆動によってバッテリー４０の充電を遂行することができる。

【0030】

ここで、ハイブリッドタイプのパワートレインが適用された垂直離着陸飛行体の全飛行過程も、図１に基づいて前述したように、（１）離陸準備（ｐｒｅｐａｒｅ ｔａｋｅ－ｏｆｆ）段階、（２）一定高さまで垂直上昇する垂直離陸（ｔａｋｅ－ｏｆｆ）段階、（３）水平飛行準備のために一時停止するホバリング（ｈｏｖｅｒｉｎｇ）段階、（４）水平飛行のための高度に移動するトランジション（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）段階、（５）水平飛行のための速度に加速する加速（ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）段階、（６）目的地まで一定速度で巡航飛行するクルージング（ｃｒｕｉｓｉｎｇ）段階、（７）目的地に近接して着陸のために減速する減速（ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）段階、（８）垂直着陸のための高度に移動するトランジション（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）段階、（９）垂直着陸準備のために一時停止するホバリング（ｈｏｖｅｒｉｎｇ）段階、（１０）目的地に垂直下降する垂直着陸（ｌａｎｄｉｎｇ）段階、（１１）目的地に対する垂直着陸完了（ｌａｎｄｉｎｇ ｃｏｍｐｌｅｔｅ）段階などの順に遂行することができる。

【0031】

また、本発明はこのような垂直離着陸飛行体の全飛行過程で、モーター要求パワー、バッテリーＳＯＣなどによってエンジン２０の駆動による発電機３０の発電電力でバッテリー４０を充電することにより、バッテリーＳＯＣをいつも一定水準以上に管理することができるようにした点に主眼点がある。このために、本発明のパワートレイン制御システムは、モーター要求パワー、バッテリーＳＯＣなどによってエンジン及び発電機の駆動を制御するための制御装置２００を含む。

【0032】

図５は、本発明による垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御システムのための制御装置の構成図である。図５に示すように、制御装置２００は、最上位制御器であるメイン制御器２１０、飛行制御器２２０、バッテリー制御器２３０、エンジン制御器２４０、発電機制御器２５０などを含んでなる。あるいは一つに統合された統合型制御器を適用してもよい。飛行制御器２２０はローター駆動用モーター１０及び飛行過程などを制御するためのものであり、モーター要求パワー（ローター駆動用モーターの要求パワー）及び前述した垂直離着陸飛行体の全飛行過程を示す（１）～（１１）段階の一つである現在飛行段階情報をメイン制御器２１０に提供し、メイン制御器２１０から離陸待機又は着陸待機の指令を受けるように構成される。

【0033】

バッテリー制御器２３０は、バッテリーＳＯＣ情報を初めとして、バッテリー放電限界値（ＤｃｈＬｍｔ）及びバッテリー充電限界値（ＣｈｇＬｍｔ）情報をメイン制御器２１０に提供するように構成される。エンジン制御器２４０は、エンジンの排気ガス浄化のための触媒（Ｃａｔａｌｙｓｔ）の温度が基準値以下の場合、触媒加熱（Ｃａｔａｌｙｓｔ Ｈｅａｔｉｎｇ、ＣＨ）要請信号、エンジン自己診断のための酸素センサー診断要請信号、現在エンジンＲＰＭ情報などをメイン制御器２１０に提供し、メイン制御器２１０からエンジン燃料噴射許可信号、エンジントルク指令、エンジンの排気ガス浄化のための触媒（Ｃａｔａｌｙｓｔ）加熱許可信号、エンジン自己診断許容信号などを受けるように構成される。

【0034】

発電機制御器２５０は、発電機トルク限界値（Ｌｍｔ）及び発電機ＲＰＭ情報をメイン制御器２１０に提供し、メイン制御器２１０から発電機トルク指令を受けるように構成される。メイン制御器２１０は、飛行制御器２２０、バッテリー制御器２３０、エンジン制御器２４０及び発電機制御器２５０からそれぞれ提供された情報に基づき、エンジン及び発電機の駆動を制御し、離陸許可又は離陸待機を決定するか着陸許可又は着陸待機を決定するように構成される。このために、メイン制御器２１０は、エンジン駆動モード決定部２１１、エンジン駆動量演算部２１２、エンジン要求トルク決定部２１３、発電機要求トルク決定部２１４、離着陸待機要請部２１５などから構成できる。

【0035】

エンジン駆動モード決定部２１１は、飛行制御器２２０から提供されたモーター要求パワー及び現在飛行段階情報、バッテリー制御器２３０から提供されたバッテリーＳＯＣ及びバッテリー放電限界値（ＤｃｈＬｍｔ）情報、エンジン制御器２４０から提供された触媒加熱（ＣＨ）要請信号、及び酸素センサー診断要請信号などに基づき、エンジン駆動モードを、エンジン停止（ｅｎｇｉｎｅ ｓｔｏｐ）、発電機駆動によってエンジンが回転するようにするエンジンパッシブラン（ｅｎｇｉｎｅ ｐａｓｓｉｖｅ ｒｕｎ）、エンジンアイドル（ｅｎｇｉｎｅ ｉｄｌｅ）、エンジン部分負荷（ｅｎｇｉｎｅ ｐａｒｔ ｌｏａｄ）、及びエンジンフル負荷（ｅｎｇｉｎｅ ｆｕｌｌ ｌｏａｄ）の一つに決定するように構成される。

【0036】

例えば、エンジン駆動モード決定部２１１でエンジン駆動モードを決定するとき、現在飛行段階でモーター要求パワーが一定水準以上であると判定されれば、バッテリー放電量が増加する点に鑑みてエンジン出力がバッテリー充電を補助できるように、エンジン駆動モードを、エンジンラムダ（理論空燃比）＜１でエンジンが駆動されるときに最大エンジントルクが出力されるエンジン部分負荷、又はエンジンが生成することができる最大トルクを出力するエンジンフル負荷に決定することができる。

【0037】

もしくは、エンジン駆動モード決定部２１１でエンジン駆動モードを決定するとき、バッテリーＳＯＣが基準値以下であるか又はバッテリー放電限界値が基準値以下であると判定されれば、エンジン駆動による発電機の駆動によってバッテリーを充電することができるように、エンジン駆動モードをエンジン部分負荷及びエンジンフル負荷の一つに決定することができる。もしくは、エンジン駆動モード決定部２１１でエンジン駆動モードを決定するとき、触媒加熱（ＣＨ）要請信号がある場合、離陸の前に触媒を一定温度以上に加熱するようにエンジン駆動モードをエンジンアイドルに決定することができる。もしくは、エンジン駆動モード決定部２１１でエンジン駆動モードを決定するとき、エンジン自己診断のための酸素センサー診断要請信号がある場合、エンジン駆動モードをエンジンパッシブランに決定し、現在エンジンＲＰＭと連動してエンジン自己診断許容信号をエンジン制御器２４０に伝送する。

【0038】

エンジン駆動量演算部２１２はバッテリー充電のためのエンジン駆動量を演算するためのものであり、エンジン駆動モード決定部２１１で決定されたエンジン駆動モード、飛行制御器２２０から提供されたモーター要求パワー情報、バッテリー制御器２３０から提供されたバッテリーＳＯＣを含むバッテリー充電限界値（ＣｈｇＬｍｔ）及びバッテリー放電限界値（ＤｃｈＬｍｔ）情報、発電機制御器２５０から提供された発電機トルク限界値（Ｌｍｔ）情報などに基づき、バッテリー充電のためのエンジンの目標トルク及びエンジンの目標ＲＰＭを演算するように構成される。

【0039】

例えば、モーター要求パワーがバッテリー放電量を増加させる一定水準以上であるか、バッテリーＳＯＣが基準値以下であるか、バッテリー放電限界値が基準値以下であり、エンジン駆動モードがエンジンアイドル、エンジン部分負荷、及びエンジンフル負荷の一つに決定された場合、エンジン駆動量演算部２１２は、発電機の駆動によってバッテリーを充電できるように、発電機を駆動させるためのエンジンの目標トルク及びエンジンの目標ＲＰＭを演算する。

【0040】

エンジン要求トルク決定部２１３は、エンジン駆動モード決定部２１１で決定されたエンジン駆動モード、エンジン駆動量演算部２１２で演算されたエンジンの目標トルク及びＲＰＭ情報、エンジン制御器２４０から提供された現在エンジンＲＰＭ情報、発電機制御器２５０から提供された発電機トルク限界値（Ｌｍｔ）情報などに基づき、エンジンに対する燃料噴射許可、エンジントルク指令、触媒加熱（Ｃａｔａｌｙｓｔ Ｈｅａｔｉｎｇ、ＣＨ）許容、エンジン自己診断許容などを決定するように構成される。

【0041】

例えば、エンジン要求トルク決定部２１３は、エンジン駆動モードがエンジン部分負荷又はエンジンフル負荷に決定されれば、現在エンジンＲＰＭ（例えば、５０～９００ＲＰＭ）と連動し、エンジンに対する燃料噴射許可を決定した信号をエンジン制御器２４０に伝送し、またエンジントルク及びＲＰＭがエンジンの目標トルク及びＲＰＭに到逹するとともに発電機トルク限界値未満に調節されるようにするエンジントルク指令をエンジン制御器２４０に伝送する。
もしくは、エンジン要求トルク決定部２１３は、エンジン駆動モードがエンジンアイドルに決定されれば、現在エンジンＲＰＭ（例えば、５０～９００ＲＰＭ）と連動し、エンジンに対する燃料噴射許可を決定する信号をエンジン制御器２４０に伝送するとともに、触媒加熱（Ｃａｔａｌｙｓｔ Ｈｅａｔｉｎｇ、ＣＨ）許容信号をエンジン制御器２４０に伝送する。

【0042】

もしくは、エンジン要求トルク決定部２１３は、エンジン駆動モードがエンジンパッシブランに決定されれば、現在エンジンＲＰＭ（例えば、５０～９００ＲＰＭ）と連動し、エンジン自己診断許容信号をエンジン制御器２４０に伝送する。発電機要求トルク決定部２１４は、エンジン要求トルク決定部２１３で決定されたエンジントルク指令情報、エンジン駆動量演算部２１２で演算されたエンジンの目標トルク及びＲＰＭ情報、発電機制御器２５０から提供された発電機ＲＰＭ情報などに基づき、発電機トルク指令を決定し、決定された発電機トルク指令を発電機制御器２５０に伝送するように構成される。

【0043】

離着陸待機要請部２１５は、バッテリーＳＯＣが基準値以下であるか、バッテリー放電限界値が基準値以下であるか、エンジンアイドル状態で触媒が加熱されていれば、飛行制御器２２０に離陸待機信号を伝送し、またバッテリーＳＯＣが基準値以下であるか、バッテリー放電限界値が基準値以下であるか、エンジンＲＰＭが基準値以下であるとともに燃料噴射がない状態であれば、飛行制御器２２０に着陸待機信号を伝送するように構成される。

【0044】

ここで、前述した構成による垂直離着陸飛行体のパワートレイン制御方法について説明すれば次のようである。本発明の制御方法は、垂直離着陸飛行体の現在飛行段階を判定する段階と、判定された飛行段階によってエンジン駆動モード決定段階、エンジン駆動量演算段階、エンジン要求トルク決定段階、及び発電機要求トルク決定段階を順に遂行してエンジンを駆動する段階と、エンジン駆動によって発電機を駆動し、発電機の発電電力をバッテリーに充電させる段階とからなることができる。

【0045】

図６は、本発明による垂直離着陸飛行体の離陸待機状態でのパワートレイン制御方法を示すフローチャートである。まず、垂直離着陸飛行体の現在飛行段階を判断し、現在飛行段階を離陸準備状態に判定することができる。例えば、飛行制御器２２０から前述した垂直離着陸飛行体の全飛行過程を示す（１）～（１１）段階の一つである現在飛行段階情報をメイン制御器２１０に提供すれば、メイン制御器２１０で現在飛行段階を前述した（１）段階である離陸準備（ｐｒｅｐａｒｅ ｔａｋｅ－ｏｆｆ）に判定することができる。

【0046】

現在飛行段階が離陸準備段階に判定されれば（Ｓ１０１）、メイン制御器２１０で、エンジン駆動モード決定段階（Ｓ１０２）、エンジン駆動量演算段階（Ｓ１０３）、エンジン要求トルク決定段階（Ｓ１０４）、及び発電機要求トルク決定段階（Ｓ１０５）を順に遂行する。また、離陸待機可否判定のために、メイン制御器２１０でバッテリーＳＯＣを基準値（Ａ）と比較する段階（Ｓ１０６）、バッテリー放電限界値（ＤｃｈＬｍｔ）を基準値（Ｂ）と比較する段階（Ｓ１０７）、及び触媒加熱（ＣＨ）完了可否を判断する段階（Ｓ１０８）を順に遂行する。よって、段階Ｓ１０６での比較結果、バッテリーＳＯＣが基準値以下であるか、段階Ｓ１０７での比較結果、バッテリー放電限界値が基準値以下であるか、Ｓ１０８段階での判断結果、触媒加熱がずっと遂行されていれば、メイン制御器２１０の離着陸待機要請部２１５から飛行制御器２２０に離陸待機要請信号を伝送することにより（Ｓ１０９）、バッテリーＳＯＣが最大に充電されるとともに触媒加熱が完了するまで垂直離着陸飛行体はずっと離陸待機状態に維持される。

【0047】

ここで、触媒加熱可否は、触媒の温度が基準値未満であればエンジンアイドル状態で触媒加熱がずっと遂行されていると判断し、一方触媒の温度が基準値以上であれば触媒加熱が完了したと判断することができる。
一方、エンジン駆動モード決定段階（Ｓ１０２）でエンジン駆動モードを、バッテリー充電を補助することができるエンジン部分負荷又はエンジンフル負荷に決定し、エンジン駆動量演算段階（Ｓ１０３）でバッテリー充電のためのエンジンの目標トルク及びエンジンの目標ＲＰＭを演算し、エンジン要求トルク決定段階（Ｓ１０４）でエンジンに対する燃料噴射許可及びエンジントルク指令を決定するなどの過程によってエンジンをバッテリー充電のためにずっと駆動することができる。

【0048】

よって、エンジン駆動によって発電機を駆動し、発電機の発電電力でバッテリーを充電することにより、バッテリーＳＯＣを最大値まで充電することができる。また、エンジン駆動モード決定段階（Ｓ１０２）でエンジン駆動モードを決定するとき、触媒加熱（ＣＨ）要請信号がある場合、離陸の前に触媒を一定温度以上に加熱するようにエンジン駆動モードをエンジンアイドルに決定し、触媒の温度が基準値以上になれば、触媒加熱が完了したと判断することができる。したがって、バッテリーＳＯＣが基準値を超え、バッテリー放電限界値が基準値を超え、触媒加熱が完了したと判断されれば、メイン制御器２１０から飛行制御器２２０に離陸許可信号を伝送し（Ｓ１１０）、垂直離着陸飛行体が離陸段階に進む。

【0049】

図７は、本発明による垂直離着陸飛行体の垂直離陸段階から加速段階までのパワートレイン制御方法を示すフローチャートである。垂直離着陸飛行体の全飛行過程で、（２）一定高さまで垂直上昇する垂直離陸（ｔａｋｅ－ｏｆｆ）段階から（３）水平飛行準備のために一時停止するホバリング（ｈｏｖｅｒｉｎｇ）段階、（４）水平飛行のための高度に移動するトランジション（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）段階、及び（５）水平飛行のための速度に加速する加速（ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）段階までバッテリー電源を用いるローター駆動用モーターの出力が最も大きく要求されるので、エンジン出力でバッテリーの充電をずっと補助するようにする。

【0050】

このために、現在飛行段階がこのように（２）～（５）段階に判定されれば（Ｓ２０１）、メイン制御器２１０で、エンジン駆動モード決定段階（Ｓ２０２）、エンジン駆動量演算段階（Ｓ２０３）、エンジン要求トルク決定段階（Ｓ２０４）、及び発電機要求トルク決定段階（Ｓ２０５）を再び遂行する。よって、エンジン駆動モード決定段階（Ｓ２０２）でエンジン駆動モードを、バッテリー充電を補助することができるエンジン部分負荷又はエンジンフル負荷に決定し、エンジン駆動量演算段階（Ｓ２０３）でバッテリー充電のためのエンジンの目標トルク及びエンジンの目標ＲＰＭを演算して、エンジン要求トルク決定段階（Ｓ２０４）でエンジンに対する燃料噴射許可及びエンジントルク指令を決定するなどの過程により、エンジンがバッテリー充電のためにずっと駆動することができ、これによりエンジン駆動によって発電機が駆動して発電機の発電電力でバッテリーを充電することにより、バッテリーＳＯＣを基準値以上にずっと維持することができる。

【0051】

一方、垂直離着陸飛行体の全飛行過程で、（６）目的地まで一定速度で巡航飛行するクルージング（ｃｒｕｉｓｉｎｇ）段階では固定翼の揚力によってモーター要求パワーが大きくないので、エンジン自己診断を遂行することができ、離陸待機段階でもエンジン自己診断を遂行することができる。このために、エンジン制御器２４０からエンジン自己診断のための酸素センサー診断要請信号がメイン制御器２１０に提供されれば、メイン制御器２１０のエンジン駆動モード決定部２１１でエンジン駆動モードを発電機の駆動によってエンジンが回転するようにしたエンジンパッシブラン（ｅｎｇｉｎｅ ｐａｓｓｉｖｅ ｒｕｎ）に決定する。よって、バッテリー電力が発電機に供給されて発電機が駆動されれば、発電機駆動によってエンジンは点火しない状態でエンジンが回転する状態になり、エンジン燃焼室に新気のみ提供することができる状態になる。

【0052】

したがって、エンジンの所定位置に装着された酸素センサーでエンジンに流入する新気量を検出してメイン制御器２１０に伝送すれば、メイン制御器２１０で酸素センサーの検出信号を分析してリーンであるか又はリッチであるかを判定し、リッチ判定の場合はエンジン点検が必要であるという警告灯の点灯過程を遂行することができる。

【0053】

図８は、本発明による垂直離着陸飛行体のクルーズ飛行段階でのパワートレイン制御方法を示すフローチャートである。垂直離着陸飛行体の全飛行過程で、（６）目的地まで一定速度で巡航飛行するクルージング（ｃｒｕｉｓｉｎｇ）段階で固定翼の揚力により、モーター要求パワーが大きくないとしても、垂直離着陸飛行体がクルージング（ｃｒｕｉｓｉｎｇ）段階で目的地に近接すればバッテリーＳＯＣを基準値以上に維持するためにエンジン出力を用いてバッテリーを充電するようにする。

【0054】

このために、現在飛行段階がこのようにクルージング段階である（６）段階に判定されれば（Ｓ３０１）、すなわち目的地に近接したクルージング段階に判定されれば、メイン制御器２１０で、エンジン駆動モード決定段階（Ｓ３０２）、エンジン駆動量演算段階（Ｓ３０３）、エンジン要求トルク決定段階（Ｓ３０４）、及び発電機要求トルク決定段階（Ｓ３０５）を再び遂行する。
また、着陸待機可否判定のために、メイン制御器２１０で、バッテリーＳＯＣを基準値（Ｃ）と比較する段階（Ｓ３０６）、バッテリー放電限界値（ＤｃｈＬｍｔ）を基準値（Ｄ）と比較する段階（Ｓ３０７）、及びエンジンＲＰＭを基準値（Ｅ）と比較するとともに燃料噴射可否を判断する段階（Ｓ３０８）を順に遂行する。

【0055】

よって、段階Ｓ３０６での比較結果、バッテリーＳＯＣが基準値以下であるか、段階Ｓ３０７での比較結果、バッテリー放電限界値が基準値以下であるか、Ｓ３０８段階での比較及び判断結果、エンジンＲＰＭが基準値（Ｅ）以下であるか燃料が噴射されない状態に判断されれば、メイン制御器２１０の離着陸待機要請部２１５から飛行制御器２２０に着陸待機要請信号を伝送し（Ｓ３０９）、垂直離着陸飛行体はずっと着陸待機状態に維持される。

【0056】

ここで、エンジン駆動モード決定段階（Ｓ３０２）でエンジン駆動モードを、バッテリー充電を補助することができるエンジン部分負荷又はエンジンフル負荷に決定し、エンジン駆動量演算段階（Ｓ３０３）でバッテリー充電のためのエンジンの目標トルク及びエンジンの目標ＲＰＭを演算し、エンジン要求トルク決定段階（Ｓ３０４）でエンジンに対する燃料噴射許可及びエンジントルク指令を決定するなどの過程により、エンジンがバッテリー充電のためにずっと駆動することができる。よって、エンジン駆動によって発電機が駆動して発電機の発電電力をバッテリーに充電することにより、バッテリーＳＯＣを最大値まで充電することができる。したがって、バッテリーＳＯＣが基準値を超え、バッテリー放電限界値が基準値を超え、バッテリー充電のためのエンジンＲＰＭが基準値（Ｅ）を超えるとともに燃料が噴射される状態に判断されれば、メイン制御器２１０から飛行制御器２２０に着陸許可信号を伝送し（Ｓ３１０）、垂直離着陸飛行体が着陸段階に進むことができる。

【0057】

図９は、本発明による垂直離着陸飛行体の減速段階から垂直着陸完了段階までのパワートレイン制御方法を示すフローチャートである。垂直離着陸飛行体の全飛行過程で、（７）目的地に近接して着陸のために減速する減速（ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）段階から（８）垂直着陸のための高度に移動するトランジション（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）段階、（９）垂直着陸準備のために一時停止するホバリング（ｈｏｖｅｒｉｎｇ）段階、（１０）目的地に垂直下降する垂直着陸（ｌａｎｄｉｎｇ）段階、及び（１１）目的地に対する垂直着陸完了（ｌａｎｄｉｎｇ ｃｏｍｐｌｅｔｅ）段階までもバッテリー電源を用いるローター駆動用モーターの出力が最も大きく要求されるので、エンジン出力でバッテリー充電をずっと補助するようにする。

【0058】

このために、現在飛行段階がこのように（７）～（１１）段階に判定されれば（Ｓ４０１）、メイン制御器２１０で、エンジン駆動モード決定段階（Ｓ４０２）、エンジン駆動量演算段階（Ｓ４０３）、エンジン要求トルク決定段階（Ｓ４０４）、及び発電機要求トルク決定段階（Ｓ４０５）を再び遂行する。
よって、エンジン駆動モード決定段階（Ｓ４０２）でエンジン駆動モードを、バッテリー充電を補助することができるエンジン部分負荷又はエンジンフル負荷に決定し、エンジン駆動量演算段階（Ｓ４０３）でバッテリー充電のためのエンジンの目標トルク及びエンジンの目標ＲＰＭを演算し、エンジン要求トルク決定段階（Ｓ４０４）でエンジンに対する燃料噴射許可及びエンジントルク指令を決定するなどの過程により、エンジンがバッテリー充電のためにずっと駆動することができ、これによりエンジン駆動によって発電機が駆動して発電機の発電電力でバッテリーを充電することにより、バッテリーＳＯＣを基準値以上にずっと維持することができる。

【0059】

以上で説明したように、本発明によれば、アーバンエアモビリティのための垂直離着陸飛行体の各飛行段階でバッテリーＳＯＣをいつも一定水準以上に管理することができるので、垂直離着陸飛行体が安定的に飛行することができ、離陸の前に触媒加熱によって排出ガスを低減することができ、酸素センサー診断要請によるエンジン自己診断が可能な利点を備えることができる。

【符号の説明】

【0060】

１０ モーター
２０ エンジン
３０ 発電機
４０ バッテリー
１００ 飛行体
１１０ 機体部
１２０ 翼部
１３０ ローター
２００ 制御装置
２１０ メイン制御器
２１１ エンジン駆動モード判断部
２１２ エンジン駆動量演算部
２１３ エンジン要求トルク決定部
２１４ 発電機要求トルク決定部
２１５ 離着陸待機要請部
２２０ 飛行制御器
２３０ バッテリー制御器
２４０ エンジン制御器
２５０ 発電機制御器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】