特許 7439666 異常警報システムおよび警報レベル設定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-19

(45)【発行日】2024-02-28

(54)【発明の名称】異常警報システムおよび警報レベル設定方法

(51)【国際特許分類】

   B64D 25/00 20060101AFI20240220BHJP

   B64C 27/26 20060101ALI20240220BHJP

   B64D 27/24 20240101ALI20240220BHJP

   H02P 5/46 20060101ALI20240220BHJP

   H02P 29/024 20160101ALI20240220BHJP

【ＦＩ】

B64D25/00

B64C27/26

B64D27/24

H02P5/46 D

H02P29/024

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020118320

(22)【出願日】2020-07-09

(65)【公開番号】P2022015468

(43)【公開日】2022-01-21

【審査請求日】2023-06-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川津 信介

【審査官】諸星 圭祐

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－８８１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－４７７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２４１２７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００６６５３１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｄ ２５／００

Ｂ６４Ｃ ２７／２６

Ｂ６４Ｄ ２７／２４

Ｈ０２Ｐ ２９／０２４

Ｈ０２Ｐ ５／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動航空機（２０）が有する複数の回転翼（３０）にそれぞれ対応して用いられるモータ（１１）を駆動させる複数のモータシステム（１０）の異常警報を行う異常警報システム（１３０、１３０ａ）であって、
前記複数のモータシステムのうち、異常であるモータシステムを判定する異常判定部（１３１）と、
前記異常判定部により異常と判定されたモータシステムに対応する、前記回転翼の前記電動航空機における位置情報と、前記回転翼の機能と、のうちの少なくとも一方に応じて、前記異常を警報する警報レベルを設定する警報レベル設定部（１３２）と、
を備える、異常警報システム。

【請求項2】

請求項１に記載の異常警報システムにおいて、
前記電動航空機の飛行時に必要な要求モータ出力に対する、前記複数のモータシステムによる合計モータ出力の割合である出力率を算出する出力率算出部（１３３）を、さらに備え、
前記警報レベル設定部は、さらに前記出力率にも応じて、前記警報レベルを設定する、異常警報システム。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の異常警報システムにおいて、
前記電動航空機は、前記複数の回転翼として、前記電動航空機における浮上機能を発揮する浮上用回転翼（３１ａ－３１ｇ）と、前記電動航空機における推進機能を発揮する推進用回転翼（３２ａ－３２ｂ）との２種類の回転翼を有する、異常警報システム。

【請求項4】

請求項３に記載の異常警報システムにおいて、
異常であるモータシステムが判定された状態において、前記浮上機能と前記推進機能とがそれぞれ損なわれたか否かを特定する機能損失特定部（１３３）を、さらに備え、
前記警報レベル設定部は、前記浮上機能と前記推進機能とのうちのいずれも損なわれない場合には、前記浮上機能と前記推進機能とのうちの少なくとも一方が損なわれた場合に比べて、前記警報レベルとして同じレベル又はより低いレベルを設定する、異常警報システム。

【請求項5】

請求項４に記載の異常警報システムにおいて、
前記警報レベル設定部は、前記推進機能と前記浮上機能とのうちの前記浮上機能が損なわれた場合に、前記推進機能が損なわれた場合に比べて、前記警報レベルとしてより高いレベルを設定する、異常警報システム。

【請求項6】

請求項５に記載の異常警報システムにおいて、
前記複数の回転翼には、複数の前記浮上用回転翼が含まれ、
前記警報レベル設定部は、複数の前記浮上用回転翼のうち、前記電動航空機の機体重心（ＣＭ）から遠い位置に配置されている前記浮上用回転翼に対応する前記モータシステムについての前記警報レベルを、前記機体重心に近い位置に配置されている前記浮上用回転翼に対応する前記モータシステムについての前記警報レベルよりも高いレベルとして設定する、異常警報システム。

【請求項7】

請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の異常警報システムにおいて、
前記異常判定部は、単一の前記モータシステムについて予め定められた閾値回数連続して異常判定された場合に、該モータシステムを異常であるモータシステムとして判定し、
前記警報レベル設定部は、前記位置情報と前記機能とのうちの少なくとも一方に応じて、前記閾値回数を決定することにより、前記警報レベルを設定し、
より高い前記警報レベルは、より少ない前記閾値回数が設定されたレベルであり、
より低い前記警報レベルは、より多い前記閾値回数が設定されたレベルである、異常警報システム。

【請求項8】

請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の異常警報システムにおいて、
前記警報レベル設定部は、
同一の前記モータシステムについて異常と判定される期間に応じて、前記警報レベルを変化させ、
前記期間が長い場合には、前記期間が短い場合に比べて前記警報レベルとしてより高いレベルを設定する、異常警報システム。

【請求項9】

電動航空機（２０）が有する複数の回転翼（３０）にそれぞれ対応して用いられるモータ（１１）を駆動させる複数のモータシステム（１０）の異常を警報する警報レベルを設定する警報レベル設定方法であって、
前記複数のモータシステムのうち、異常であるモータシステムを判定する判定工程と、
前記判定工程により異常と判定されたモータシステムに対応する、前記回転翼の前記電動航空機における位置情報と、前記回転翼の機能と、のうちの少なくとも一方に応じて、前記警報レベルを設定する設定工程と、
を備える、警報レベル設定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、モータシステムの異常状態の警報に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ｅＶＴＯＬ（electric Vertical Take-Off and Landing aircraft）等の電動航空機においては、回転翼を回転駆動させるために、モータを含むモータシステムが搭載されて用いられている。モータシステムは、例えば、モータと、モータに電力を供給するインバータ回路と、インバータ回路を制御する制御装置とを含むシステムとして構成される。このようなモータシステムでは、従来と同様に、例えば、特許文献１に記載のモータの故障診断のような異常診断を行うことが望まれる。特許文献１では、モータに供給する相電流における所定の特徴の有無（特定周波数の信号の有無）や、相電流値およびモータ回転数の実測値から求められるトルク電流値（ｑ軸電流値）における所定の特徴量有無に基づき、異常の有無が診断される。そして、異常診断の結果、異常が見つかった場合には、異常の発生を検出するとともに、発止した異常の種類を特定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－４９１７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に、異常が検出された場合には、かかる異常状態の警報（以下、単に「異常警報」と呼ぶ）が求められる。例えば、電動航空機が飛行中において異常診断を実行する構成では、異常が検出された場合に、乗組員や地上の管制官に対する異常警報が求められる。電動航空機におけるモータシステムの異常として、飛行安全性に大きく影響するために対応に緊急を要するような異常がある一方、現在の飛行計画で飛行して着陸後に対応しても十分に間に合うような異常もあり得る。しかし、特許文献１では、警報についての開示が無いため、警報レベルが設定されない、或いは、適切でない警報レベルが設定されるおそれがある。このため、対応に緊急を要する異常が発生したにも関わらずそのまま飛行を継続して安全性を大きく損なうという問題や、現在の飛行計画で飛行して着陸後に対応しても十分に間に合うような異常が発生したにもかかわらず、飛行計画を変更して緊急に着陸して乗員の利便性を大きく損なうといった問題が起こり得る。このため、適切な警報レベルを設定可能な技術が望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一形態によれば、電動航空機（２０）が有する複数の回転翼（３０）にそれぞれ対応して用いられるモータ（１１）を駆動させる複数のモータシステム（１０）の異常警報を行う異常警報システム（１３０、１３０ａ）が提供される。この異常警報システムは、前記複数のモータシステムのうち、異常であるモータシステムを判定する異常判定部（１３１）と、前記異常判定部により異常と判定されたモータシステムに対応する前記回転翼の前記電動航空機における位置情報と、前記回転翼の機能と、のうちの少なくとも一方に応じて、前記異常状態を警報する際の警報レベルを設定する警報レベル設定部（１３２）と、を備える。

【0006】

回転翼の配置位置によってかかる回転翼に対応するモータシステムの異常が電動航空機の飛行に与える影響は異なる。また、回転翼の用途によって回転翼に対応するモータシステムの異常が電動航空機の飛行に与える影響は異なる。したがって、上記形態の異常警報システムによれば、異常と判定されたモータシステムに対応する、回転翼の電動航空機における位置情報と、回転翼の機能と、のうちの少なくとも一方に応じて、異常を警報する警報レベルを設定するので、適切な警報レベルを設定することができる。

【0007】

本開示は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、複数のモータシステムを含む電駆動システム、電動航空機、警報レベルの設定方法、これらの装置や方法を実現するためのコンピュータプログラム、かかるコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の一実施形態としての異常警報システムを適用した電動航空機の構成を模式的に示す上面図。

【図2】第１実施形態におけるモータシステムを含む電駆動システムの機能的構成を示すブロック図。

【図3】第１実施形態における警報レベル設定処理の手順を示すフローチャート。

【図4】第２実施形態における警報レベル設定処理の手順を示すフローチャート。

【図5】第３実施形態における電動航空機の構成を模式的に示す上面図。

【図6】第３実施形態における電動航空機の構成を模式的に示す上面図。

【図7】第３実施形態における警報レベル設定処理の手順を示すフローチャート。

【図8】第３実施形態におけるモータ合計出力のレベルを示す説明図。

【図9】第４実施形態におけるモータシステムを含む電駆動システムの機能的構成を示すブロック図。

【図10】第４実施形態における警報レベルマップの設定内容を示す説明図。

【図11】第４実施形態における警報レベル設定処理の手順を示すフローチャート。

【図12】第５実施形態における警報レベル調整処理の手順を示すフローチャート。

【図13】第６実施形態における警報レベル設定処理の手順を示すフローチャート。

【図14】第７実施形態における警報レベル調整処理の手順を示すフローチャート。

【図15】他の実施形態における警報レベルマップの設定内容を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

Ａ．第１実施形態：
Ａ１．装置構成：
図１に示す電動航空機２０は、ｅＶＴＯＬ（electric Vertical Take-Off and Landing aircraft）とも呼ばれ、鉛直方向に離着陸可能であり、また、水平方向への推進が可能な有人航空機である。電動航空機２０は、機体２１と、９つの回転翼３０と、各回転翼に対応して配置されている９つのモータシステム１０とを備える。

【0010】

機体２１は、電動航空機２０において９つの回転翼３０およびモータシステム１０を除いた部分に相当する。機体２１は、本体部２２と、主翼２５と、尾翼２８とを備える。

【0011】

本体部２２は、電動航空機２０の胴体部分を構成する。本体部２２は、軸線ＡＸを対称軸として左右対称の構成を有する。本実施形態において、「軸線ＡＸ」とは、電動航空機２０の重心位置ＣＭを通り、電動航空機２０の前後方向に沿った軸を意味している。また、「重心位置ＣＭ」とは、乗員が搭乗していない空虚重量時における電動航空機２０の重心位置を意味する。本体部２２の内部には、図示しない乗員室が形成されている。

【0012】

主翼２５は、右翼２６と左翼２７とにより構成されている。右翼２６は、本体部２２から右方向に延びて形成されている。左翼２７は、本体部２２から左方向に延びて形成されている。右翼２６と左翼２７とには、それぞれ回転翼３０とモータシステム１０とが２つずつ配置されている。尾翼２８は、本体部２２の後端部に形成されている。

【0013】

９つの回転翼３０のうちの５つは、本体部２２の上面の中央部に配置されている。これら５つの回転翼３０は、主に機体２１の揚力を得るための浮上用回転翼３１ａ～３１ｅとして機能する。浮上用回転翼３１ａは、重心位置ＣＭに対応する位置に配置されている。浮上用回転翼３１ｂと浮上用回転翼３１ｃは、浮上用回転翼３１ａよりも前方において、軸線ＡＸを中心として互いに線対称の位置に配置されている。浮上用回転翼３１ｄと浮上用回転翼３１ｅは、浮上用回転翼３１ａよりも後方において、軸線ＡＸを中心として互いに線対称の位置に配置されている。９つの回転翼３０のうちの２つは、右翼２６および左翼２７に配置されている。具体的には、右翼２６の先端部の上面に浮上用回転翼３１ｆが配置され、左翼２７の先端部の上面に浮上用回転翼３１ｇが配置されている。

【0014】

９つの回転翼３０のうちのさらに２つは、右翼２６および左翼２７にそれぞれ配置され、主に機体２１の水平方向の推進力を得るための推進用回転翼３２ａ、３２ｂとして機能する。右翼２６に配置された推進用回転翼３２ａと、左翼２７に配置された推進用回転翼３２ｂは、軸線ＡＸを中心として互いに線対称の位置に配置されている。各回転翼３０は、それぞれの回転軸（後述のシャフト１７）を中心として、互いに独立して回転駆動される。各回転翼３０は、互いに等角度間隔で配置された３つのブレードをそれぞれ有する。

【0015】

図２に示すように、各回転翼３０に対応する合計９つのモータシステム１０は、電駆動システム１００の一部として構成されている。電駆動システム１００は、予め設定されている飛行プログラム、或いは、乗員や外部からの操縦に応じて各モータシステム１０を制御し、回転翼３０を回転駆動させるシステムである。以降では、浮上用回転翼３１ａ～３１ｇを回転駆動させるモータシステム１０が備えるモータ１１を「浮上用モータ」と呼び、推進用回転翼３２ａ～３２ｂを回転駆動させるモータシステム１０が備えるモータ１１を「推進用モータ」と呼ぶ。

【0016】

９つのモータシステム１０は、互いにほぼ同じ構成を有する。各モータシステム１０は、モータ１１と、インバータユニット（ＩＮＶユニット）１２と、電圧センサ１３と、電流センサ１４と、回転センサ１５と、記憶装置１６と、シャフト１７を備える。モータシステム１０は、後述の電動統括ＥＣＵ１１０からの指令に応じた回転トルクおよび回転数となるように、回転翼３０を回転させるシステムである。

【0017】

モータ１１は、シャフト１７を介して回転翼３０を回転駆動させる。モータ１１は、本実施形態では３相交流ブラシレスモータにより構成され、後述のインバータ回路１２１から供給される電圧および電流に応じてシャフト１７を回転させる。なお、モータ１１は、ブラシレスモータに代えて、誘導モータやリラクタンスモータ等の任意の種類のモータにより構成されていてもよい。

【0018】

インバータユニット１２は、インバータ回路１２１と、モータ制御部１２２とを備える。インバータ回路１２１は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等のパワー素子を有し、モータ制御部１２２から供給される制御信号に応じたデューティ比でスイッチングすることにより、モータ１１に駆動電力を供給する。

【0019】

モータ制御部１２２は、モータシステム１０を全体制御する。具体的には、モータ制御部１２２は、後述する統合制御部１２０からの指示に応じて駆動信号を生成し、かかる駆動信号をインバータ回路１２１に供給する。また、モータ制御部１２２は、各センサ１３～１５の検出値を用いてインバータ回路１２１をフィードバック制御する。本実施形態において、モータ制御部１２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有するマイクロコンピュータにより構成されている。

【0020】

電圧センサ１３は、後述の電源７０から供給される電圧を検出する。電流センサ１４は、インバータ回路１２１とモータ１１との間に設けられており、モータ１１の各相の駆動電流（相電流）を検出する。回転センサ１５は、モータ１１の回転数を検出する。電圧センサ１３、電流センサ１４および回転センサ１５の検出値は、記憶装置１６に時系列に記憶されると共に、モータ制御部１２２を介して電動統括ＥＣＵ１１０へと出力される。記憶装置１６には、各種制御プログラムや、各種センサの検出値に加えて、後述の異常診断処理の結果が記録される。

【0021】

電駆動システム１００は、上述の９つのモータシステム１０に加えて、電動統括ＥＣＵ１１０を備える。電動統括ＥＣＵ１１０は、電駆動システム１００を全体制御すると共に、モータシステム１０の異常診断を行う。本実施形態において、電動統括ＥＣＵ１１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えるコンピュータにより構成されている。電動統括ＥＣＵ１１０が備えるＣＰＵは、ＲＯＭに予め記憶されている制御プログラムをＲＡＭに展開して実行することにより、統合制御部１２０および異常警報システム１３０として機能する。

【0022】

統合制御部１２０は、予め設定されている飛行プログラム或いはユーザによる操縦桿の操舵等に応じて、各モータシステム１０を制御する。

【0023】

異常警報システム１３０は、各モータシステム１０の異常診断を行うためのシステムである。異常警報システム１３０は、異常判定部１３１と、警報レベル設定部１３２と、出力率算出部１３３と、警報出力部１３４とを備える。

【0024】

異常判定部１３１は、異常診断処理を実行することにより、異常状態であるモータシステム（以下、「異常システム」とも呼ぶ）を特定する。本実施形態における異常診断処理を説明する。まず、異常判定部１３１は、診断対象のモータシステム（以下、「診断対象システム」と呼ぶ）と、比較対象のモータシステム（以下、「比較対象システム」と呼ぶ）とから、それぞれモータの動作状態に関連する値（以下、「状態関連値」と呼ぶ）を取得する。そして、診断対象システムの状態関連値と比較対象システムの状態関連値との差分が、所定の閾値よりも大きい場合には、診断対象システムは異常であると判定する。他方、上述の差分が所定の閾値以下の場合には、診断対象システムは異常ではない（正常である）と判定する。状態関連値としては、例えば、電流センサ１４により測定される相電流値や、電圧センサ１３により測定される電源７０からの供給電圧や、回転センサ１５により測定されるモータ１１の回転数などが該当する。診断対象システムは、例えば、９つのモータシステム１０に対して、予め診断対象システムとして特定される順序が予め定められており、かかる順序に従って順次特定されてもよい。また、比較対象システムは、例えば、診断対象システムとして特定されたモータシステムに対して、予め特定のモータシステムを比較対象システムとして定めておいてもよい。このとき、より高い信頼性を有するモータシステムを比較対象システムとして定めてもよい。

【0025】

警報レベル設定部１３２は、モータシステムの異常を警報する警報レベルを設定する。警報レベルとは、警報の緊急性を示すレベルであり、より高いレベルほど、より緊急性が高い警報であることを意味する。本実施形態では、下記３つの警報レベル１～３が設定され得る。警報レベル１は、最も緊急性が低いレベルであり、そのまま飛行継続可能である程度の異常を警報する場合に設定される。警報レベル２は、２番目に緊急性が低いレベルであり、電動航空機２０が飛行中であれば、飛行計画を短縮する必要がある程度の異常を警報する場合に設定される。警報レベル３は、最も緊急性が高いレベルであり、緊急着陸が必要になる程度の異常を警報する場合に設定される。後述の警報レベル設定処理が実行されることにより、いずれかの警報レベルが設定されることとなる。
・警報レベル１：飛行継続可能
・警報レベル２：飛行計画短縮
・警報レベル３：緊急着陸

【0026】

出力率算出部１３３は、電動航空機２０の飛行時に必要な要求モータ出力（以下、単に「要求モータ出力」と呼ぶ）に対する、複数のモータシステムの合計モータ出力の割合（以下、「出力率」と呼ぶ）を特定する。すなわち、下記式（１）が成り立つ。
出力率＝合計モータ出力／要求モータ出力 ・・・（１）

【0027】

警報出力部１３４は、モータシステムの異常を警報する。具体的には、本実施形態では、後述するユーザインターフェイス部（「ＵＩ部」とも呼ぶ）５０が有する表示部に警報メッセージを表示させることにより、モータシステムの異常を警報する。

【0028】

電動航空機２０には、上述の電駆動システム１００に加えて、飛行や異常診断を行うための様々な構成要素が搭載されている。具体的には、電動航空機２０には、センサ群４０と、ユーザインターフェイス部５０（以下、「ＵＩ部５０」と呼ぶ）と、通信装置６０と、電源７０とが搭載されている。

【0029】

センサ群４０は、高度センサ４１、位置センサ４２、速度センサ４３を含む。高度センサ４１は、電動航空機２０の現在の高度を検出する。位置センサ４２は、電動航空機２０の現在位置を緯度および経度として特定する。本実施形態において、位置センサ４２は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）により構成されている。ＧＮＳＳとしては、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いてもよい。速度センサ４３は、電動航空機２０の速度を検出する。

【0030】

ＵＩ部５０は、電動航空機２０の乗員に対し、電動航空機２０の制御用のユーザインターフェイスおよび動作状態のモニタ用のユーザインターフェイスを提供する。かかるユーザインターフェイスとしては、例えば、キーボードやボタンなどの操作入力部や、液晶パネルなどの表示部などが含まれる。ＵＩ部５０は、例えば、電動航空機２０のコクピットに設けられている。乗組員は、ＵＩ部５０を用いて、飛行計画の変更や、警報内容の確認を行うことができる。

【0031】

通信装置６０は、他の電動航空機や、地上の管制塔などと通信を行う。通信装置６０としては、例えば、民間用ＶＨＦ無線機などが該当する。なお、通信装置６０は、民間用ＶＨＦ以外にも、ＩＥＥＥ８０２．１１において規定されている無線ＬＡＮや、ＩＥＥＥ８０２．３において規定されている有線ＬＡＮなどの通信を行う装置として構成されてもよい。電源７０は、リチウムイオン電池により構成され、電動航空機２０における電力供給源の１つとして機能する。電源７０は、各モータシステム１０のインバータ回路１２１を介してモータ１１に三相交流電力を供給する。なお、電源７０は、リチウムイオン電池に代えて、ニッケル水素電池等の任意の二次電池により構成されていてもよく、二次電池に代えて、または二次電池に加えて、燃料電池や発電機等の任意の電力供給源により構成されてもよい。

【0032】

Ａ２．警報レベル設定処理：
図３に示す警報レベル設定処理は、警報レベルを設定するための処理であり、電動統括ＥＣＵ１１０の電源がオンすると実行される。異常判定部１３１は、各モータシステム１０をそれぞれ対象として異常診断を実行し、異常を検出した否かを判定する（ステップＳ１０５）。異常を検出しないと判定された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、処理はステップＳ１０５に戻る。

【0033】

他方、各モータシステム１０をそれぞれ対象として異常診断を実行したところ、少なくとも１つのモータシステム１０が異常であると判定され、その結果、異常システムを検出したと判定された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、警報レベル設定部１３２は、検出されたモータシステム１０の異常が、電動航空機２０における推進力または揚力に影響があるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。「推進力または揚力に影響があるか否か」の判定は、電動統括ＥＣＵ１１０が有する図示しない記憶部に予め記憶されているマップを参照して実行される。かかるマップには、予め「推進力または揚力に影響がある異常内容」が列挙されている。例えば、「インバータ回路１２１の故障」や、「電動統括ＥＣＵ１１０が備えるＣＰＵの故障」や、「冗長無しのセンサ故障」や、「所定部品の故障」などが列挙されている。所定部品とは、例えば、モータ１１に含まれるモータコイルや、インバータ回路１２１に含まれるインバータ回路１２１や、図示しない冷却系の部品（冷却媒体用のポンプなど）が該当する。他方、かかるマップに設定されていない種類のモータシステム１０の異常については、電動航空機２０における推進力または揚力に影響が無いと判定される。

【0034】

検出されたモータシステム１０の異常が、電動航空機２０における推進力または揚力に影響が無いと判定された場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、警報レベル設定部１３２は、警告レベルとして警告レベル１を設定する（ステップＳ１３５）。したがって、この場合には、飛行継続可能な程度の警報レベルが設定され、警報出力部１３４は、かかる警報レベル１で警報をＵＩ部５０に出力することとなる。

【0035】

上述のステップＳ１１０において、検出されたモータシステム１０の異常が、電動航空機２０における推進力または揚力に影響があると判定された場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、出力率算出部１３３は、浮上用モータの合計モータ出力が第１閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１１５）。ここで、第１閾値とは、上述の出力率に対して予め定められている閾値率を、上述の着陸合計出力に掛け合わせて得られる値を意味する。したがって、ステップＳ１１０は、下記式（２）が成立するか否かを判定することに等しく、また、かかる式（２）を書き換えて得られる式（３）によれば、かかるステップＳ１１５は、浮上用モータの出力率（合計モータ出力／着陸合計出力）が閾値率よりも低いか否かを判定する処理であるとも言える。なお、上述の「浮上用モータの出力率に対して予め定められている閾値率」は、出力率がかかる閾値率よりも低い場合には、例えば、浮上用回転翼のみの駆動により高度を維持できなくなって飛行安定性が著しく損なわれることとなる率として、予め実験やシミュレーション等により定められている。
合計モータ出力＜（閾値率×着陸合計出力） ・・・（２）
（合計モータ出力／要求モータ出力）＜閾値率 ・・・（３）

【0036】

浮上用モータの合計モータ出力が第１閾値よりも小さいと判定された場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、警報レベル設定部１３２は、警告レベルとして警告レベル３を設定する（ステップＳ１２０）。したがって、この場合には、緊急着陸をしなければならない程度の警報レベルが設定され、警報出力部１３４は、かかる警報レベル３で警報をＵＩ部５０に出力することとなる。

【0037】

上述のステップＳ１１５において、浮上用モータの合計モータ出力が第１閾値よりも小さくないと判定された場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、出力率算出部１３３は、推進用モータの合計モータ出力が第２閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１２５）。ステップＳ１２５は、上述のステップＳ１１５と同様に、推進用回転翼を回転駆動させるモータの出力率（合計モータ出力／要求モータ出力）が閾値率よりも低いか否かを判定する処理であるとも言える。なお、上述の「推進用モータの出力率に対して予め定められている閾値率」は、出力率がかかる閾値率よりも低い場合には、推進用回転翼の駆動により高度を維持できなくなって飛行安定性が著しく損なわれることとなる率として、予め実験やシミュレーション等により定められている。

【0038】

推進用モータの合計モータ出力が第２閾値よりも小さいと判定された場合（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、警報レベル設定部１３２は、警告レベルとして警告レベル２を設定する（ステップＳ１３０）。したがって、この場合には、飛行計画を短縮しなければならない程度の警報レベルが設定され、警報出力部１３４は、かかる警報レベル２で警報をＵＩ部５０に出力することとなる。上述のステップＳ１２５において、推進用モータの合計モータ出力が第２閾値よりも小さくないと判定された場合（ステップＳ１２５：ＮＯ）、上述のステップＳ１３５が実行され、警報レベル１が設定される。上述のステップＳ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１３５が完了すると、処理はステップＳ１０５に戻る。

【0039】

ステップＳ１２５で推進用モータの合計モータ出力が第２閾値よりも小さいときには、浮上用モータの合計モータ出力が第１閾値より小さいときに設定される「警告レベル３」よりも低い「警告レベル２」が設定される理由について説明する。浮上用モータの合計モータ出力が第１閾値より小さい場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、もはや電動航空機２０は、浮上用回転翼の回転駆動だけでは高度を維持できない。したがって、かかる場合には最も高い「警告レベル３」が設定される。これに対して、ステップＳ１２５において、推進用モータの合計モータ出力が第２閾値より低い場合（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、浮上用モータの合計モータ出力は第１閾値以上であるため、浮上用モータの駆動により得られる浮上力を利用して高度を維持することができる。したがって、かかる異常への対応の緊急性は低く、より低いレベルの「警告レベル２」が設定される。このように、本実施形態では、モータシステム１０の異常が検出された場合に、かかるモータシステムが回転駆動させる回転翼の機能（浮上／推進）に応じて警告レベルが設定されている。これにより、対応の緊急性が高い異常であるにも関わらず低いレベルの警報レベルが設定されることや、対応の緊急性が低い異常であるにも関わらず高いレベルの警報レベルが設定されたために、不要な緊急着陸が行われ、乗員の利便性を損ねることを抑制できる。

【0040】

以上説明した第１実施形態のモータシステム１０によれば、異常システムに対応する回転翼の機能に応じた警報レベルを設定するので、適切な警報レベルを設定することができる。

【0041】

また、浮上用モータの合計モータ出力が第１閾値よりも小さい場合に、大きい場合に比べて警報レベルとしてより高いレベルを設定するので、合計モータ出力が小さく、対応の緊急性がより高い異常が発生した場合に、警報レベルとしてより高いレベルを設定できる。このため、かかる警報に対する対応が遅れてしまい安全性を損なうことを抑制できる。同様に、推進用モータの合計モータ出力が第２閾値よりも小さい場合に、大きい場合に比べて警報レベルとしてより高いレベルを設定するので、合計モータ出力が小さく、対応の緊急性がより高い異常が発生した場合に、警報レベルとしてより高いレベルを設定できる。このため、かかる警報に対する対応が遅れてしまい安全性を損なうことを抑制できる。また、合計モータ出力が大きく、対応の緊急性がより低い異常が発生した場合に、警報レベルとしてより低いレベルを設定するので、不要な緊急着陸が行われ、乗員の利便性を損ねることを抑制できる。

【0042】

また、推進力または揚力に影響が無い場合、すなわち、電動航空機２０における推進機能と浮上機能とのうちのいずれも損なわれていない場合には、最も低い警告レベルである「警告レベル１」が設定される。つまり、本実施形態では、上記２つの機能のいずれも損なわれていない場合には、２つの機能のうちの少なくとも一方が損なわれた場合に比べて警告レベルとしてより低いレベルが設定される。このため、推進機能と浮上機能がいずれも損なわれないにも関わらず緊急着陸や飛行計画の短縮が行われてしまい、電動航空機の乗員の利便性を損なってしまうことを抑制できる。

【0043】

Ｂ．第２実施形態：
第２実施形態の異常警報システム１３０は、警報レベル設定処理の具体的な手順において、第１実施形態の異常警報システム１３０と異なる。第２実施形態における異常警報システム１３０を含む電動航空機２０の装置構成は、第１実施形態の電動航空機２０と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0044】

図４に示すように、第２実施形態の警報レベル設定処理では、ステップS１１２が追加して実行される点において、図３に示す第１実施形態の警報レベル設定処理と異なる。第２実施形態の警報レベル設定処理におけるその他の手順は、第１実施形態の警報レベル設定処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0045】

上述のステップS１１０において、電動航空機２０における推進力または揚力に影響が無いと判定された場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、警報レベル設定部１３２は、電動航空機２０の制御性に影響があるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。制御性とは、制御の容易性や、制御の正確性といった意味である。例えば、各種センサの特性異常に起因して測定精度が悪化している場合、かかる測定値に基づき電動航空機２０を制御すると、制御精度が低下するおそれがあり、制御性に影響がある。また、例えば、インバータ回路１２１が有する図示しない平滑コンデンサの容量が低下した場合も、各モータシステム１０への供給電圧が低下するため、制御性は低下して影響がある。他方、例えば、故障を検出する機能部、例えば、故障検出専用の信号線や、比較回路が故障しても、電動航空機２０の制御自体には影響を与えない。同様に、例えば、フェールセーフを実行するための機能部の故障も電動航空機２０の制御自体には影響を与えない。したがって、これらの故障では、制御性に影響はない。本実施形態では、異常の種類と制御性に影響を与えるか否かが対応付けられたマップが予め異常警報システム１３０が有する記憶部に記憶されており、ステップＳ１１２ではかかるマップを参照することにより、電動航空機２０の制御性に影響があるか否かを判定される。

【0046】

電動航空機２０の制御性に影響が無いと判定された場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、上述のステップＳ１３５が実行され、警報レベルとして「警報レベル１」が設定される。これに対して、電動航空機２０の制御性に影響があると判定された場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、上述のステップＳ１３０が実行され、警報レベルとして「警報レベル２」が設定される。電動航空機２０の制御性に影響がある場合には、無い場合に比べて対応の緊急性は高いため、本実施形態では、より高い警報レベルが設定されるように構成されている。

【0047】

以上説明した第２実施形態の異常警報システム１３０は、第１実施形態の異常警報システム１３０と同様な効果を奏する。加えて、検出された異常が電動航空機２０の制御性に影響があるか否かを判定し、影響があると判定された場合には影響が無いと判定された場合に比べてより高い警報レベルを設定するので、対応が行われ易くできる。

【0048】

Ｃ．第３実施形態：
Ｃ１．装置構成：
第３実施形態の異常警報システム１３０は、警報レベル設定処理の具体的な手順において、第１実施形態の異常警報システム１３０と異なる。第３実施形態における異常警報システム１３０の装置構成は、第１実施形態の異常警報システム１３０と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。第３実施形態の異常警報システム１３０が搭載されている電動航空機２０ａの構成は、第１実施形態の電動航空機２０の構成と異なる。まず、この電動航空機２０ａの構成について、図５および図６を用いて説明する。

【0049】

図５および図６に示す電動航空機２０ａは、いわゆるチルトウィング形の機体を有する。なお、図５は、クルーズ時の電動航空機２０ａの上面図を表し、図２１は、垂直離着陸時の電動航空機２０ａの上面図を表している。

【0050】

第３実施形態の電動航空機２０ａは、第１実施形態の電動航空機２０と同様に、機体２１、主翼２５、尾翼２８を有する。右翼２６および左翼２７には、それぞれモータシステム１０と回転翼３０ａとのセットが２つずつ配置されている。回転翼３０ａは、浮上用回転翼として機能するとともに推進用回転翼としても機能する点において、第１実施形態の回転翼３０と異なりその他の構成は同じである。本実施形態では、右翼２６および左翼２７は、回動可能に構成されている。図５に示すように、クルーズ時には、右翼２６および左翼２７は、略水平となるように姿勢が制御されている。これにより、回転翼３０ａは、鉛直方向と平行に回転駆動可能となり、かかる回転駆動によって推進力が発生する。これに対して、図６に示すように、垂直離着陸時には、右翼２６および左翼２７は、略鉛直となるように姿勢が制御されている。これにより、回転翼３０ａは、水平方向と平行に回転駆動可能となり、かかる回転駆動によって揚力が発生する。

【0051】

Ｃ２．警報レベル設定処理：
図７に示す第３実施形態の警報レベル設定処理は、ステップＳ１１５に代えてステップＳ１１５ａが実行される点、およびステップＳ１２５に代えてステップＳ１２５ａが実行される点において、図３に示す第１実施形態の警報レベル設定処理と異なる。第３実施形態の警報レベル設定処理におけるその他の手順は、第１実施形態の警報レベル設定処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0052】

検出されたモータシステム１０の異常が、電動航空機２０における推進力または揚力に影響があると判定された場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、出力率算出部１３３は、すべてのモータの合計モータ出力が低閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１１５ａ）。第１実施形態のステップＳ１１５では、浮上用モータの合計モータ出力について判定が行われていたが、このステップＳ１１５ａでは、すべてのモータの合計モータ出力について判定が行われる。これは、回転翼３０ａが浮上用回転翼としても推進用回転翼としても機能するためである。上述の「低閾値」および後述の「高閾値」について、図８を用いて説明する。

【0053】

図８において、縦軸は合計モータ出力を示す。横軸には、合計モータ出力が互いに異なる４つのモデルケースが表されている。第３実施形態においては、合計モータ出力に対して、「正常限界閾値」、「性能限界閾値」、「安全限界閾値」の３つの閾値が設定されている。「正常限界閾値」とは、かかる閾値以上であれば正常な飛行が可能となる値として設定された閾値である。「性能限界閾値」とは、かかる閾値以上であれば設計意図通りの機体性能を最大限発揮できる値として設定された閾値である。「安全限界閾値」とは、かかる閾値以上であればパイロットのスキルに依存せずに安全確保できる値として設定された閾値である。これらの閾値は、予め実験やシミュレーションにより決定され得る。例えば、「ケース１」では、合計モータ出力は正常限界閾値よりも大きいので、電動航空機２０ａにおいて正常な飛行が実現できる。「ケース２」では、合計モータ出力は正常限界閾値を下回っているものの、性能限界閾値よりも大きいので、設計意図通りの機体性能を最大限発揮することができる。「ケース３」では、合計モータ出力は、性能限界閾値を下回っているものの、安全限界閾値よりも大きいので、パイロットのスキルに依存せずに安全確保することができる。「ケース４」では、合計モータ出力は、安全限界閾値を下回っている。このため、パイロットのスキルが高ければ安全が確保できる場合もあるが、かかるスキルが低い場合には安全が確保できなくなる。図８の右端に示すように、合計モータ出力が安全限界閾値未満の場合には、電動航空機２０ａの飛行状態は、危険状態であるといえる。また、合計モータ出力が安全限界閾値以上且つ正常限界閾値未満の状態は、安全余裕のある状態であるといえる。また、合計モータ出力が正常限界閾値以上の状態は、正常であるといえる。本実施形態では、「低閾値」とは、「安全限界閾値」に相当し、「高閾値」とは、「性能限界閾値」に相当する。

【0054】

図７に示すように、合計モータ出力が低閾値よりも小さいと判定された場合（ステップＳ１１５ａ：ＹＥＳ）、上述のステップＳ１２０が実行され、警報レベルは「警報レベル３」に設定される。これに対して、モータの合計モータ出力が低閾値よりも小さくないと判定された場合（ステップＳ１１５ａ：ＮＯ）、出力率算出部１３３は、すべてのモータの合計モータ出力が高閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１２５ａ）。

【0055】

合計モータ出力が高閾値よりも小さいと判定された場合（ステップＳ１２５ａ：ＹＥＳ）、上述のステップＳ１３０が実行され、警報レベルは「警報レベル２」に設定される。これに対して、合計モータ出力が高閾値よりも小さくないと判定された場合（ステップＳ１２５ａ：ＮＯ）、上述のステップＳ１３５が実行され、警報レベルは「警報レベル１」に設定される。

【0056】

以上説明した第３実施形態の異常警報システム１３０は、第１実施形態の異常警報システム１３０と同様な効果を有する。加えて、チルトウィング形の機体を有する電動航空機２０ａに異常警報システム１３０ａが搭載された構成において、合計モータ出力が安全限界閾値未満の場合には、警告レベル３を設定でき、合計モータ出力が安全限界閾値以上且つ性能限界閾値未満である場合には、警告レベル２を設定でき、合計モータ出力が性能限界閾値以上且つ正常限界閾値未満である場合には、警告レベル１を設定できる。したがって、モータ合計モータ出力に応じた適切なレベルを、警報レベルとして設定できる。

【0057】

Ｄ．第４実施形態：
Ｄ１．装置構成：
図９に示す第４実施形態の異常警報システム１３０ａは、警報レベルマップ１３５を備える点において、図２に示す第１実施形態の異常警報システム１３０と異なる。第４実施形態の異常警報システム１３０ａにおけるその他の構成は、第１実施形態の異常警報システム１３０と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0058】

図１０に示すように、第４実施形態の警報レベルマップ１３５は、浮上用モータの合計モータ出力と、推進用モータの合計モータ出力の組み合わせに対して、警報レベルが対応付けられている。浮上用モータの合計モータ出力には、下記（ｉ）～（ｉｉｉ）の３つの出力レベルが設定されている。
（ｉ）安全限界閾値未満
（ｉｉ）安全限界閾値以上且つ性能限界閾値未満
（ｉｉｉ）性能限界閾値以上且つ正常限界未満
また、推進用モータの合計モータ出力には、上記（ｉ）～（ｉｉｉ）の３つの出力レベルに加えて、下記（ｉｖ）の出力レベルが設定されている。
（ｉｖ）推進力喪失

【0059】

上記（ｉ）～（ｉｉｉ）における、安全限界閾値、性能限界閾値、正常限界閾値は、いずれも第３実施形態と同様であるのでその詳細な説明を省略する。上記（ｉｖ）の推進力喪失とは、すなわち、推進用モータの合計モータ出力が０（ゼロ）であることを意味する。

【0060】

図１０に示すように、浮上用モータの出力レベルが「安全限界閾値未満」の場合、および「安全限界閾値以上且つ性能限界閾値未満」の場合に対しては、推進用モータの出力レベルに関わらず、「警報レベル３」が設定されている。また、浮上用モータの出力レベルが「性能限界異常且つ正常限界未満」の場合であって、推進用モータの出力レベルが「安全限界未満」または「推進力喪失」の場合に対しては、「警報レベル３」が設定されている。さらに、浮上用モータの出力レベルが「性能限界閾値以上且つ正常限界未満」であり、且つ、推進用モータの出力レベルが「安全限界閾値以上且つ性能限界閾値未満」または「性能限界閾値以上且つ正常限界未満」である場合に対しては、「警報レベル２」が設定されている。

【0061】

ここで、浮上用モータの出力レベルが「性能限界閾値以上且つ正常限界未満」であり、且つ、推進用モータの出力レベルが「安全限界閾値以上且つ性能限界閾値未満」の場合に対して「警報レベル２」が設定されているのに対して、出力レベルが逆となる場合、すなわち、浮上用モータの出力レベルが「安全限界閾値以上且つ性能限界閾値未満」であり、且つ、推進用モータの出力レベルが「性能限界閾値以上且つ正常限界未満」の場合に対しては、「警報レベル３」が設定されている。これは、第１実施形態において述べた回転翼の機能の違いによるものである。すなわち、浮上用モータは、電動航空機２０の揚力を得るために用いられる回転翼を回転駆動させる機能を有する。このため、故障等による出力低下は、推進用モータの出力低下に比べて電動航空機２０の飛行に大きな影響を与える。そこで、本実施形態では、同じ出力レベルであっても、浮上用モータがかかる出力レベルになった場合に対して高い警報レベル（警報レベル３）が設定されるように予め警報テーブルが設定されている。

【0062】

Ｄ２．警報レベル設定処理：
図１１に示す第４実施形態の警報レベル設定処理は、第１実施形態の警報レベル設定処理と同様に、警報レベルを設定するための処理であり、電動統括ＥＣＵ１１０の電源がオンすると実行される。異常判定部１３１は、各モータシステム１０をそれぞれ対象として異常診断を実行し、異常を検出した否かを判定する（ステップＳ２０５）。異常を検出しないと判定された場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、処理はステップＳ１０５に戻る。このステップＳ２０５は、上述の第１実施形態の警報レベル設定処理のステップＳ１０５と同じであるので、その詳細な説明を省略する。

【0063】

異常を検出したと判定された場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、出力率算出部１３３は、浮上用モータの合計モータ出力を特定する（ステップＳ２１０）。また、出力率算出部１３３は、推進用モータの合計モータ出力を特定する（ステップＳ２１５）。

【0064】

警報レベル設定部１３２は、ステップＳ２１０により特定された浮上用モータの合計モータ出力と、ステップＳ２１５により特定された推進用モータの合計モータ出力とに基づき、図１０に示す警報レベルマップ１３５を参照して、警報レベルを設定する（ステップＳ２２０）。したがって、例えば、浮上用モータの出力レベル（合計モータ出力）が安全限界閾値以上且つ性能限界閾値未満の出力レベルに該当し、推進用モータの出力レベル（合計モータ出力）が性能限界閾値以上且つ正常限界閾値未満の出力レベルに該当する場合には、「警報レベル３」が設定されることとなる。ステップＳ２２０の完了後、処理はステップＳ２０５に戻る。

【0065】

以上説明した第４実施形態の異常警報システム１３０ａは、第１実施形態の異常警報システム１３０と同様な効果を奏する。加えて、浮上用モータの合計モータ出力と、推進用モータの合計モータ出力の組み合わせに対して、予め警報レベルが設定されている警報レベルマップ１３５を参照して警報レベルを設定するので、適切な警報レベルを簡易且つ短時間に設定できる。また、同じ出力レベルであっても、浮上用モータがかかる出力レベルになった場合には、推進用モータがかかる出力レベルになった場合に比べて、より高い警報レベル（警報レベル３）が設定されるので、電動航空機２０の飛行により大きな影響を与える浮上用モータを含むモータシステム１０の異常時に、より高い警報レベルを設定できる。

【0066】

Ｅ．第５実施形態：
第５実施形態の異常警報システム１３０の構成は、第１実施形態の異常警報システム１３０の構成と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、第５実施形態の異常警報システム１３０が搭載される電動航空機は、図１に示す第１実施形態の電動航空機２０と同じである。第５実施形態の異常警報システム１３０では、図３に示す警報レベル設定処理に加えて、図１２に示す警報レベル調整処理が実行される点において、第１実施形態の異常警報システム１３０と異なる。警報レベル調整処理とは、警報レベル設定処理により設定された警報レベルを調整するための処理であり、警報レベル設定処理のステップＳ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１３５のいずれかが完了すると実行される。

【0067】

図１２に示すように、警報レベル設定部１３２は、警報レベル設定処理において異常と判定されたモータシステム（以下、「異常システム」と呼ぶ）に対応するモータは浮上用モータであるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。異常システムに対応するモータが浮上用モータでないと判定された場合（ステップＳ３０５：ＮＯ）、警報レベル設定部１３２は警報レベルを維持する（ステップＳ３１０）。したがって、この場合、警報レベルは、警報レベル設定処理によって設定された警報レベルのままとなる。

【0068】

これに対して、異常システムに対応するモータが浮上用モータであると判定された場合（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、警報レベル設定部１３２は、該当の浮上用モータにより回転駆動される回転翼３０は、主翼２５に配置されているか否か、すなわち、２つの浮上用回転翼３１ｆ、３１ｇのいずれかに該当するか否かを判定する（ステップＳ３１５）。

【0069】

該当の浮上用モータが回転駆動させる回転翼３０は、主翼２５に配置されていない、すなわち、浮上用回転翼３１ａ～３１ｅのいずれかに該当すると判定された場合（ステップＳ３１５：ＮＯ）、上述のステップＳ３１０が実行され、警報レベルは維持される。これに対して、該当の浮上用モータが回転駆動させる回転翼３０は、主翼２５に配置されている、すなわち、２つの浮上用回転翼３１ｆ、３１ｇのいずれかに該当すると判定された場合（ステップＳ３１５：ＹＥＳ）、警報レベル設定部１３２は、警報レベルを１つ上げる（ステップＳ３２０）。上述のステップＳ３１０またはステップＳ３２０の完了後、警報レベル調整処理は終了する。なお、警報レベルが最大レベルの「警報レベル３」である場合には、かかるレベルを維持する。

【0070】

例えば、浮上用モータを含むモータシステム１０の故障により推進力または揚力に影響がある（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）と判定され、浮上用モータの合計モータ出力が第１閾値以上であり（ステップＳ１１５：ＮＯ）、且つ、推進用モータの合計モータ出力が第２閾値よりも小さい場合（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、警報レベル設定処理によれば、「警報レベル２」が設定される。しかし、故障したモータシステム１０が主翼２５に配置されている２つの浮上用回転翼３１ｆ、３１ｇのいずれかを回転駆動させるシステムである場合には、警報レベルは、１つ上がって「警報レベル３」に調整（変更）されることとなる。これに対して、故障したモータシステム１０が本体部２２に配置されている５つの浮上用回転翼３１ａ～３１ｅのいずれかを回転駆動させるシステムである場合には、警報レベルは、「警報レベル２」のままである。

【0071】

このように、故障したモータシステム１０が主翼２５に配置されている２つの浮上用回転翼３１ｆ、３１ｇのいずれかを回転駆動させるモータシステムである場合には、警報レベルを１つ上げるようにしている理由について説明する。主翼２５に配置されている２つの浮上用回転翼３１ｆ、３１ｇは、重心位置ＣＭから遠い位置に存在しているため、これらを回転駆動させるモータシステム１０が故障した場合には、他の５つの浮上用回転翼３１ａ～３１ｅが故障した場合に比べて、電動航空機２０の姿勢が大きく変動して飛行安定性が低下し易い。そこで、故障したモータシステム１０が主翼２５に配置されている２つの浮上用回転翼３１ｆ、３１ｇのいずれかを回転駆動させるモータシステムである場合には、警報レベルを１つ上げるようにして、迅速な対応を促すようにしている。

【0072】

以上説明した第５実施形態の異常警報システム１３０は、第１実施形態の異常警報システム１３０と同様な効果を奏する。加えて、警報レベル調整処理を実行して、故障したモータシステム１０が主翼２５に配置されている２つの浮上用回転翼３１ｆ、３１ｇのいずれかを回転駆動させるシステムである場合には、警報レベルを１つ上げるようにしているので、故障が生じた場合に電動航空機２０の姿勢が大きく変動して飛行安定性が低下し易いモータシステム１０の故障時において、警報レベルを１つ上げて迅速な対応を促すことができる。

【0073】

Ｆ．第６実施形態：
第６実施形態の異常警報システム１３０は、警報レベル設定処理の具体的な手順において、第１実施形態の異常警報システム１３０と異なる。第６実施形態における異常警報システム１３０を含む電動航空機２０の装置構成は、第１実施形態の電動航空機２０と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0074】

第１実施形態では、警報レベルは警報レベル１～３の３つのレベルであった。これに対して第６実施形態では、警報レベルは、相対的に「低い警報レベル」と、相対的に「高い警報レベル」の２つのレベルである。これら２つのレベルの差は、第１実施形態と同様に、緊急性の差に相当する。しかし、かかる警報に基づき出力される警報自体、すなわち、ＵＩ部５０に表示される警報メッセージ自体は、「高い警報レベル」と「低い警報レベル」とで共通している。また、第６実施形態では、警報出力部１３４は、異常診断の結果、同一のモータシステム１０に対して閾値回数以上連続して異常であると診断された場合に、警報を出力する。そして、第６実施形態では、「高い警報レベル」に設定されている場合には、相対的に警報が出力され易くなり、「低い警報レベル」に設定されている場合には、相対的に警報が出力され難くなる。

【0075】

図１３に示すように、異常判定部１３１は、各モータシステム１０をそれぞれ対象として異常診断を実行し、異常を検出した否かを判定する（ステップＳ４００）。異常を検出しないと判定された場合（ステップＳ４００：ＮＯ）、処理はステップＳ４００に戻る。このステップＳ４００は、第１実施形態のステップＳ１０５と同じである。

【0076】

異常を検出したと判定された場合（ステップＳ４００：ＹＥＳ）、警報レベル設定部１３２は、警報レベル設定処理において検出された異常システムに対応するモータは浮上用モータであるか否かを判定する（ステップＳ４０５）。このステップＳ４０５は、第５実施形態のステップＳ３０５と同じである。

【0077】

異常システムに対応するモータが浮上用モータでないと判定された場合（ステップＳ４０５：ＮＯ）、警報レベル設定部１３２は、警報出力の条件に用いられる「閾値回数」が初期値に設定された「低い警報レベル」に、警報レベルを設定する（ステップＳ４１０）。例えば、「閾値回数」として初期値の「４回」が設定される。

【0078】

異常システムに対応するモータが浮上用モータであると判定された場合（ステップＳ４０５：ＹＥＳ）、警報レベル設定部１３２は、該当の浮上用モータが回転駆動させる回転翼３０は、主翼２５に配置されているか否か、すなわち、２つの浮上用回転翼３１ｆ、３１ｇのいずれかに該当するか否かを判定する（ステップＳ４１５）。このステップＳ４１５は、第５実施形態の警報レベル調整処理のステップＳ３１５と同様である。

【0079】

該当の浮上用モータが回転駆動させる回転翼３０は、主翼２５に配置されていない、すなわち、浮上用回転翼３１ａ～３１ｅのいずれかに該当すると判定された場合（ステップＳ４１５：ＮＯ）、上述のステップＳ４１０が実行され、警報出力の条件に用いられる「閾値回数」が初期値に設定された「低い警報レベル」に、警報レベルが設定される。

【0080】

これに対して、該当の浮上用モータが回転駆動させる回転翼３０は、主翼２５に配置されている、すなわち、２つの浮上用回転翼３１ｆ、３１ｇのいずれかに該当すると判定された場合（ステップＳ４１５：ＹＥＳ）、警報レベル設定部１３２は、警報出力の条件に用いられる「閾値回数」を初期値に対して所定回数減少させた「高い警報レベル」に、警報レベルを設定する（ステップＳ４２０）。例えば、ステップＳ４２０では、閾値回数が「３」に設定される。上述のステップＳ４１０またはステップＳ４２０の完了後、処理はステップＳ４００に戻る。

【0081】

例えば、浮上用モータを含むモータシステム１０の故障が発生し、かかるモータシステム１０が本体部２２に配置されている５つの浮上用回転翼３１ａ～３１ｅのいずれかを回転駆動させるためのモータシステムである場合には、閾値回数は「４回」となり、警報が出力され難い。これに対して、故障したモータシステム１０が主翼２５に配置されている２つの浮上用回転翼３１ｆ、３１ｇのいずれかを回転駆動させるモータシステムである場合には、閾値回数は「３回」となり、警報が出力され易い。

【0082】

このように、故障したモータシステム１０が主翼２５に配置されている２つの浮上用回転翼３１ｆ、３１ｇのいずれかを回転駆動させるシステムである場合には、閾値回数を減少させて警報を出力され易くしているのは、第５実施形態において、故障したモータシステム１０が主翼２５に配置されている２つの浮上用回転翼３１ｆ、３１ｇのいずれかを回転駆動させるモータシステムである場合には、警報レベルを１つ上げるようにしている理由と同様である。

【0083】

以上説明した第６実施形態の異常警報システム１３０は、第１実施形態の異常警報システム１３０と同様な効果を奏する。加えて、故障したモータシステム１０が主翼２５に配置されている２つの浮上用回転翼３１ｆ、３１ｇのいずれかを回転駆動させるシステムである場合には、警報出力の条件で用いられる閾値回数を減少させるので、電動航空機２０の姿勢が大きく変動して飛行安定性が低下し易いモータシステム１０の故障時において、警報を出力され易くでき、迅速な対応を促すことができる。なお、第６実施形態では、出力率算出部１３３を省略してもよい。

【0084】

Ｇ．第７実施形態：
第７実施形態の異常警報システム１３０の構成は、第１実施形態の異常警報システム１３０の構成と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、第７実施形態の異常警報システム１３０が搭載される電動航空機は、図１に示す第１実施形態の電動航空機２０と同じである。第７実施形態の異常警報システム１３０では、図３に示す警報レベル設定処理に加えて、図１４に示す警報レベル調整処理が実行される点において、第１実施形態の異常警報システム１３０と異なる。警報レベル調整処理とは、警報レベル設定処理により設定された警報レベルを調整するための処理であり、警報レベル設定処理のステップＳ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１３５のいずれかが完了すると実行される。

【0085】

図１４に示すように、警報レベル設定部１３２は、警報レベルの前回設定から所定期間経過したか否かを判定する（ステップＳ５０５）。警報レベルの前回設定から所定期間経過していないと判定された場合（ステップＳ５０５：ＮＯ）、警報レベル設定部１３２は、警報レベルを維持する（ステップＳ５１０）。本実施形態において、ステップＳ５０５の「所定期間」は、３分間に設定されている。なお、３分間に限らず、任意の期間に設定されてもよい。

【0086】

これに対して、警報レベルの前回設定から所定期間経過したと判定された場合（ステップＳ５０５：ＹＥＳ）、警報レベル設定部１３２は、警報レベルを１つ上げる（ステップＳ５１５）。ステップＳ５１０またはステップＳ５１５の完了後、処理はステップＳ５０５に戻る。警報レベルの前回設定から所定期間経過した場合、かかる所定期間の飛行により、故障による飛行への影響がより大きくなるおそれ、換言すると、対応の迅速性がより求められるおそれがある。例えば、各種センサ１３～１５の故障により、最適な動作点にてモータ１１を回転させることができなくなり、モータ１１における消費電力が増大して、電源７０（二次電池）のＳＯＣ（State Of Charge）の減少速度が大きくなった場合、所定期間経過した場合には、ＳＯＣがより低下して飛行が継続できなくなるおそれがある。そこで、このような場合には、警報レベルを１つ上げて、より緊急性の高い警報を出力するようにしている。なお、第７実施形態の警報レベル調整処理は、繰り返し実行されるため、異常状態が改善されない限り、所定時間経過ごとに警報レベルが１つずつ上がることとなる。したがって、より長い間異常状態が継続するほど、より高い警報レベルが設定されることとなる。

【0087】

以上説明した第７実施形態の異常警報システム１３０は、第１実施形態の異常警報システム１３０と同様な効果を奏する。加えて、警報レベルの前回設定から所定期間経過した場合に警報レベルを１つ上げるので、かかる所定期間の飛行により、故障による飛行への影響がより大きくなって対応の迅速性がより求められる場合において、より緊急性の高い警報を出力できる。

【0088】

Ｈ．他の実施形態：
（Ｈ１）各実施形態において、出力率算出部１３３が算出する出力率は、要求モータ出力に対するモータシステムの合計モータ出力の割合を意味していたが、本開示はこれに限定されない。電動航空機２０の飛行に必要な最低限の回転翼３０（モータ１１）の個数に対する、出力可能な正常な回転翼３０（モータ１１）の個数の割合を意味してもよい。かかる構成においても、各実施形態と同様な効果を奏する。

【0089】

（Ｈ２）第５実施形態では、故障したモータシステム１０が主翼２５に配置されているか否かに応じて警報レベルを１つ上げるか否かが決定されていたが、本開示はこれに限定されない。電動航空機２０の重心位置ＣＭから遠い位置に配置されている浮上用回転翼に対応するモータシステム１０についての警報レベルを、重心位置ＣＭに近い位置に配置されている浮上用回転翼に対応するモータシステム１０についての警報レベルよりも高いレベルとして設定する任意の構成を採用してもよい。具体的には、本体部２２に配置されている５つの浮上用回転翼３１ａ～３１ｅのうち、重心位置ＣＭに配置されている浮上用回転翼３１ａが故障した場合に設定される警報レベルよりも、他の４つの浮上用回転翼３１ｂ～３１ｅが故障した場合に設定される警報レベルを高く設定するようにしてもよい。かかる構成においては、重心位置ＣＭから遠い位置に配置されている浮上用回転翼に対応するモータシステム１０についての警報レベルを、重心位置ＣＭに近い位置に配置されている浮上用回転翼に対応するモータシステム１０についての警報レベルよりも高いレベルとして設定するので、重心位置ＣＭから遠い位置に配置されているために回転が異常となった場合の電動航空機２０の飛行や姿勢に大きな影響を与える回転翼に対応するモータシステム１０の異常に対して、より高いレベルの警報レベルを設定できる。

【0090】

（Ｈ３）第６実施形態では、故障したモータシステム１０が主翼２５に配置されているか否かに応じて回転閾値を増加させるか否かが決定されていたが、本開示はこれに限定されない。電動航空機２０の重心位置ＣＭから遠い位置に配置されている浮上用回転翼に対応するモータシステム１０についての閾値回数を、重心位置ＣＭに近い位置に配置されている浮上用回転翼に対応するモータシステム１０についての閾値回数よりもより減少させる構成を採用してもよい。かかる構成によれば、第６実施形態と同様な効果を奏する。加えて、重心位置ＣＭからより遠くに配置されているために故障が生じた場合に電動航空機２０の姿勢が大きく変動して飛行安定性がより低下し易いモータシステム１０の故障時において、警報をより出力され易くでき、迅速な対応を的確な程度にて促すことができる。

【0091】

（Ｈ４）第７実施形態の警報レベル調整処理では、ステップＳ５０５において、警報レベルの前回設定から所定期間経過したか否かが判定されていたが、本開示はこれに限定されない。例えば、最初に異常と判定されてからの経過時間に対して、予め警報レベルを上げる閾値時間を設けておく。具体的には、警報レベルを１つ上げる閾値時間、警報レベルをさらに１つ上げる閾値時間をそれぞれ設定しておく。そして、ステップＳ５０５では、「経過時間が閾値時間に達したか否か」を判定するようにしてもよい。

【0092】

（Ｈ５）各実施形態において、警報レベルの数は、２つまたは３つであったが、本開示はこれらに限定されない。２以上の任意の数であってもよい。例えば、第１実施形態においては、警報レベルの数を４つ以上とし、浮上用モータの合計モータ出力および推進用モータの合計モータ出力に対してそれぞれ複数の閾値を設け、かかる閾値により特定される複数の出力レベルごとに、互いに異なる警報レベルを設定するようにしてもよい。同様に、第３実施形態においても、合計モータ出力に対して、３つ以上の閾値を設けてもよい。第４実施形態では、例えば、図１５に示す警報レベルマップ１３５ａように、浮上用モータの出力レベルについて「浮上力喪失」という新たなレベルを設け、かかる出力レベルに該当する場合には、推進用モータの出力レベルに関わらず、いずれも警報レベル３よりも高い「警報レベル４」を設定するようにしてもよい。かかる構成においては、警報レベル設定部１３２は、推進機能と浮上機能とのうちの浮上機能が損なわれた場合（すなわち、浮上力が喪失した場合）に、推進機能が損なわれた場合（すなわち、推進力が喪失した場合）に比べて、警報レベルとしてより高いレベルを設定することとなる。かかる構成においては、推進機能と浮上機能とのうちの浮上機能のみが損なわれた場合に、推進機能のみが損なわれた場合に比べて、警報レベルとしてより高いレベルを設定するので、電動航空機の安全性が大きく損なわれることを抑制できる。かかる構成においては、出力率算出部１３３は、本開示における出力率算出部および機能損失特定部に相当する。なお、かかる構成および第４実施形態では、警報レベル設定部１３２は、推進機能と浮上機能とのうちのいずれも損なわれない場合には、推進機能と浮上機能とのうちの少なくとも一方が損なわれた場合に比べて、警報レベルとして同じレベル又はより低いレベルを設定することとなる。これにより、推進機能と浮上機能がいずれも損なわれないにも関わらず緊急の対応が行われてしまい、電動航空機の乗員の利便性を損なうことを抑制できる。

【0093】

（Ｈ６）警報レベル調整処理における警報レベルの調整は、主翼２５に配置されているか否か（第５実施形態）、警報レベルの前回設定から所定期間経過したか否か（第６実施形態）に応じて実施されていたが、本開示はこれに限定されない。例えば、電源７０の充電残量（電池ＳＯＣ）、空港までの距離、高度、乗員数、機体重量、機体タイプなどの各パラメータに応じて、警報レベル設定処理にて設定された警報レベルを調整するようにしてもよい。具体的には、電源７０の充電残量が少ないほど、空港までの距離が長いほど、高度が高いほど、乗員数が多いほど、機体重量が大きいほど、警報レベルを上げるようにしてもよい。また、機体タイプに関しては、例えば、翼が無いタイプは有るタイプに比べて警報レベルを上げる、モータ数が少ないタイプは多いタイプに比べて警報レベルを上げる、などの調整を行ってもよい。また、これらの各パラメータをそれぞれ点数化し、全パラメータの点数の合計値に応じて警報レベルを設定するようにしてもよい。さらに、これらのパラメータに代えて、上述の出力率、制御性への影響度をそれぞれ点数化し、それらの合計値に応じて警報レベルを設定するようにしてもよい。なお、かかる構成においては、モータ１１の冷却性能の高低も点数化して合計値に加えるようにしてもよい。冷却性能は、例えば、冷却媒体の温度を点数化し、より高い温度であるほどより点数が高い（警報レベルが高く設定され易い）構成としてもよい。

【0094】

（Ｈ７）各実施形態における異常警報システム１３０、１３０ａは、あくまでも一例であり、様々に変更可能である。例えば、異常警報システム１３０、１３０ａは、電動航空機２０、２０ａに搭載されずに、例えば、地上の管制塔などに設置されたサーバ装置により構成されてもよい。かかる構成においては、通信装置６０を介した通信により各モータシステム１０の制御、各モータシステム１０の異常診断、警報レベル設定処理、警報レベル調整処理が行われてもよい。各実施形態において、モータシステム１０は、モータ１１を含んでいたが、モータ１１を含まない構成としてもよい。また、第４および第６実施形態を除く他の実施形態の警報レベル設定処理のステップＳ１１０では、予め「推進力または揚力に影響がある異常内容」が列挙されたマップが用いられていたが、かかるマップに代えて、または、かかるマップに加えて、「推進力または揚力に影響がない異常内容」が列挙されたマップが用いられてもよい。また、モータ１１をモータジェネレータにより構成してもよい。

【0095】

（Ｈ８）本開示に記載の異常警報システム１３０、１３０ａ及びそれら手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の異常警報システム１３０、１３０ａ及びそれら手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の異常警報システム１３０、１３０ａ及びそれら手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【0096】

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した形態中の技術的特徴に対応する各実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0097】

１０…モータシステム、１１…モータ、２０…電動航空機、３０…回転翼、１３０、３０ａ…異常警報システム、１３１…異常判定部、１３２…警報レベル設定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】