CN111216904A - 发动机和螺旋桨控制系统 - Google Patents

Abstract

本文中描述了一种用于发动机和螺旋桨的电子控制器、一种控制系统和有关的方法。控制系统包括该控制器，该控制器具有第一信道和第二信道，第二信道独立于第一信道并对于第一信道来说是冗余的。每个信道包括控制处理器，该控制处理器被构造成：接收第一发动机和螺旋桨参数；以及基于第一发动机和螺旋桨参数来输出至少一个发动机控制命令和至少一个螺旋桨控制命令。每个信道还包括保护处理器，该保护处理器被构造成：接收第二发动机和螺旋桨参数；以及基于第二发动机和螺旋桨参数来输出至少一个发动机保护命令和至少一个螺旋桨保护命令。控制系统包括：传感器，其用于测量发动机和/或螺旋桨的参数；以及执行器，其被构造成控制发动机和螺旋桨。

Description

发动机和螺旋桨控制系统

相关申请的交叉引用

本申请要求以下各者的优先权：2018年11月23日提交的带有序列号62/770,896的美国临时专利申请；2018年11月23日提交的带有序列号62/770,912的美国临时专利申请；2019年8月20日提交的带有序列号16/545,472的美国专利申请；以及2019年8月20日提交的带有序列号16/545,498的美国专利申请，以上各者的内容在此通过引用并入本文。

技术领域

本公开大体涉及对发动机和联接到其的螺旋桨的控制。

背景技术

对于螺旋桨驱动的飞行器，动力装置包括燃气涡轮发动机和螺旋桨。通常，发动机和螺旋桨各自具有它们自己的控制系统。例如，发动机由发动机控制系统控制，并且螺旋桨由单独的螺旋桨控制系统控制。然而，这种方法也可存在一些效率低下之处。

因此，存在改进的需求。

发明内容

根据实施例，提供了一种用于发动机和螺旋桨组件的控制系统，该组件包括发动机和联接到发动机的螺旋桨。所述系统包括用于测量该组件的第一操作参数的至少一个第一传感器和用于测量该组件的第二操作参数的至少一个第二传感器。所述系统包括：至少一个控制执行器，其被构造成将该组件控制处于其正常操作模式；以及至少一个保护执行器，其被构造成控制该组件以预防其危险的操作模式。所述系统包括控制器，该控制器通信地联接到所述至少一个第一传感器、所述至少一个第二传感器、所述至少一个控制执行器和所述至少一个保护执行器。控制器包括第一通信信道和独立于该第一信道并对于其来说是冗余的第二通信信道。每个通信信道具有在其上通信的控制处理器和保护处理器。控制处理器将发动机和螺旋桨控制处于其正常操作模式，并且保护处理器控制发动机和螺旋桨以预防其危险的操作模式。控制处理器被构造成：从所述至少一个第一传感器接收包括组件的第一操作参数的第一组发动机和螺旋桨参数；基于第一组发动机和螺旋桨参数将至少一个发动机控制命令和至少一个螺旋桨控制命令输出到所述至少一个控制执行器。所述至少一个发动机控制命令包括用于将发动机控制处于正常操作模式的指令，并且所述至少一个螺旋桨控制命令包括用于将螺旋桨控制处于正常操作模式的指令。保护处理器被构造成：从所述至少一个第二传感器接收包括组件的第二操作参数的第二组发动机和螺旋桨参数；基于第二组发动机和螺旋桨参数将至少一个发动机保护命令和至少一个螺旋桨保护命令输出到所述至少一个保护执行器。所述至少一个发动机保护命令包括超控所述至少一个发动机控制命令以防止发动机的危险操作的指令，并且所述至少一个螺旋桨保护命令包括超控所述至少一个螺旋桨控制命令以防止所述螺旋桨的危险操作的指令。

根据一些实施例，所述至少一个第一传感器和所述至少一个第二传感器中的每一个包括第一线圈和第二线圈，第一操作参数经由所述至少一个第一传感器的第一线圈和第二线圈测得，并且第二操作参数经由所述至少一个第二传感器的第一线圈和第二线圈测得。

根据一些实施例，所述至少一个第一传感器的第一线圈将第一操作参数的第一测量值提供到第一通信信道的控制处理器，并且所述至少一个第一传感器的第二线圈将第一操作参数的第二测量值提供到第二通信信道的控制处理器，第一操作参数的第二测量值独立于第一操作参数的第一测量值并对于其来说是冗余的。

根据一些实施例，第一操作参数是发动机参数，并且其中，第一通信信道的控制处理器被构造成基于第一操作参数的第一测量值来生成所述至少一个发动机控制命令，并且第二通信信道的控制处理器被构造成基于第一操作参数的第二测量值来生成所述至少一个发动机控制命令。

根据一些实施例，第一操作参数是螺旋桨参数，并且其中，第一通信信道的控制处理器被构造成基于第一操作参数的第一测量值来生成所述至少一个螺旋桨控制命令，并且第二通信信道的控制处理器被构造成基于第一操作参数的第二测量值来生成所述至少一个螺旋桨控制命令。

根据一些实施例，所述至少一个第一传感器联接到发动机的齿轮箱以用于测量发动机的动力涡轮机速度，并且控制处理器被构造成基于动力涡轮机速度来确定螺旋桨转速。

根据一些实施例，所述至少一个第一传感器是用于测量发动机的扭矩的扭矩传感器，并且控制处理器被构造成基于发动机的扭矩来确定轴马力。

根据一些实施例，所述至少一个第二传感器的第一线圈将第二操作参数的第一测量值提供到第一通信信道的保护处理器，并且所述至少一个第二传感器的第二线圈将第二操作参数的第二测量值提供到第二通信信道的保护处理器，第二操作参数的第二测量值独立于第二操作参数的第一测量值并对于其来说是冗余的。

根据一些实施例，第二操作参数是发动机参数，并且其中，第一通信信道的保护处理器被构造成基于第二操作参数的第一测量值来生成所述至少一个发动机保护命令，并且第二通信信道的保护处理器被构造成基于第二操作参数的第二测量值来生成所述至少一个发动机保护命令。

根据一些实施例，第二操作参数是螺旋桨参数，并且其中，第一通信信道的保护处理器被构造成基于第二操作参数的第一测量值来生成所述至少一个螺旋桨保护命令，并且第二通信信道的保护处理器被构造成基于第二操作参数的第二测量值来生成所述至少一个螺旋桨保护命令。

根据一些实施例，所述至少一个控制执行器包括第一控制执行器，该第一控制执行器包括用于控制发动机的至少一个物理部件的第一控制致动器和用于控制螺旋桨的至少一个物理部件的第二控制致动器，第一控制致动器被构造成从第一通信信道的控制处理器接收所述至少一个发动机控制命令，并且第二控制致动器被构造成从第一通信信道的控制处理器接收所述至少一个螺旋桨控制命令。

根据一些实施例，所述至少一个控制执行器还包括第二控制执行器，该第二控制执行器包括用于控制发动机的所述至少一个物理部件的第一控制致动器和用于控制螺旋桨的所述至少一个物理部件的第二控制致动器，第二控制执行器的第一控制致动器被构造成从第二通信信道的控制处理器接收所述至少一个发动机控制命令，并且第二控制执行器的第二控制致动器被构造成从第二通信信道的控制处理器接收所述至少一个螺旋桨控制命令。

根据一些实施例，所述至少一个保护执行器包括第一保护执行器，该第一保护执行器包括用于控制发动机的至少一个物理部件的第一保护致动器和用于控制螺旋桨的至少一个物理部件的第二保护致动器，第一保护致动器被构造成从第一通信信道的保护处理器接收所述至少一个发动机保护命令，并且第二保护致动器被构造成从第一通信信道的保护处理器接收所述至少一个螺旋桨保护命令。

根据一些实施例，所述至少一个保护执行器还包括第二保护执行器，该第二保护执行器包括用于控制发动机的所述至少一个物理部件的第一保护致动器和用于控制螺旋桨的所述至少一个物理部件的第二保护致动器，第二保护执行器的第一保护致动器被构造成从第二通信信道的保护处理器接收所述至少一个发动机保护命令，并且第二保护执行器的第二保护致动器被构造成从第二通信信道的保护处理器接收所述至少一个螺旋桨保护命令。

根据实施例，提供了一种用于控制发动机和螺旋桨组件的方法，该组件包括发动机和联接到发动机的螺旋桨。所述方法包括：在第一通信信道中所提供的第一控制处理器处以及在第二通信信道中所提供的第二控制处理器处，从用于测量该组件的第一操作参数的至少一个第一传感器接收包括该组件的第一操作参数的第一组发动机和螺旋桨参数，该第二通信信道独立于第一通信信道并对于其来说是冗余的；在第一通信信道中所提供的第一保护处理器处以及在第二通信信道中所提供的第二保护处理器处，从用于测量该组件的第二操作参数的至少一个第二传感器接收包括该组件的第二操作参数的第二组发动机和螺旋桨参数；由第一控制处理器和第二控制处理器中的至少一个并基于第一组发动机和螺旋桨参数来生成至少一个发动机控制命令和至少一个螺旋桨控制命令，所述至少一个发动机控制命令包括用于将发动机控制处于正常操作模式的指令，并且所述至少一个螺旋桨控制命令包括用于将螺旋桨控制处于正常操作模式的指令；由第一保护处理器和第二保护处理器中的至少一个并基于第二组发动机和螺旋桨参数来生成至少一个发动机保护命令和至少一个螺旋桨保护命令，所述至少一个发动机保护命令包括用于超控所述至少一个发动机控制命令以防止发动机的危险操作的指令，并且所述至少一个螺旋桨保护命令包括用于超控所述至少一个螺旋桨控制命令以防止螺旋桨的危险操作的指令；由第一控制处理器和第二控制处理器中的至少一个将所述至少一个发动机控制命令和所述至少一个螺旋桨控制命令输出到至少一个控制执行器，所述至少一个控制执行器被构造成将该组件控制处于其正常操作模式；以及由第一保护处理器和第二保护处理器中的至少一个将所述至少一个发动机保护命令和所述至少一个螺旋桨保护命令输出到所述至少一个保护执行器，所述至少一个保护执行器被构造成控制组件以预防其危险的操作模式。

根据一些实施例，接收第一发动机和螺旋桨参数包括：在第一控制处理器处，从所述至少一个第一传感器的第一线圈接收第一操作参数的第一测量值；以及在第二控制处理器处，从所述至少一个第一传感器的第二线圈接收第一操作参数的第二测量值。

根据一些实施例，接收第二发动机和螺旋桨参数包括：在第一保护处理器处，从所述至少一个第二传感器的第一线圈接收第二操作参数的第一测量值；以及在第二保护处理器处，从所述至少一个第二传感器的第二线圈接收第二操作参数的第二测量值。

根据一些实施例，生成所述至少一个发动机控制命令包括：在第一控制处理器处，基于第一操作参数的第一测量值来生成所述至少一个发动机控制命令；以及在第二控制处理器处，基于第一操作参数的第二测量值来生成所述至少一个发动机控制命令。

根据一些实施例，生成所述至少一个螺旋桨控制命令包括：在第一控制处理器处，基于第一操作参数的第一测量值来生成所述至少一个螺旋桨控制命令；以及在第二控制处理器处，基于第一操作参数的第二测量值来生成所述至少一个螺旋桨控制命令。

根据一些实施例，生成所述至少一个发动机保护命令包括：在第一保护处理器处，基于第二操作参数的第一测量值来生成所述至少一个发动机保护命令；以及在第二保护处理器处，基于第二操作参数的第二测量值来生成所述至少一个发动机保护命令，并且其中，生成所述至少一个螺旋桨保护命令包括：在第一保护处理器处，基于第二操作参数的第一测量值来生成所述至少一个螺旋桨保护命令；以及在第二保护处理器处，基于第二操作参数的第二测量值来生成所述至少一个螺旋桨保护命令。

附图说明

现在参考附图，在附图中：

图1是示例性燃气涡轮发动机和螺旋桨的示意性横截面视图；

图2是根据实施例的用于控制图1的发动机和螺旋桨的集成式螺旋桨和发动机控制器的框图；

图3是根据实施方式的具体且非限制性的示例的图2的控制器的框图，该控制器具有螺旋桨控制模块和保护模块以及发动机控制模块和保护模块；

图4是图3的控制器的框图，其图示了双线圈传感器；

图5是图3的控制器的框图，其图示了具有双致动器的执行器；

图6是图示用于发动机和螺旋桨的集成式控制的示例性方法的流程图；以及

图7是根据实施例的用于实施图2的控制器的示例性处理器的框图。

将注意的是，贯穿附图，相似的特征由相似的附图标记识别。

具体实施方式

图1图示了用于优选地被提供为供在亚音速飞行中使用的类型的飞行器的涡轮螺旋桨动力装置10，该涡轮螺旋桨动力装置大体包括发动机100和螺旋桨120。可以使用本文中所描述的控制器和系统来控制涡轮螺旋桨动力装置10。涡轮螺旋桨动力装置10大体包括处于串联流体连通的以下各者：螺旋桨120，该螺旋桨附接到轴108并通过螺旋桨来推进环境空气；压缩机区段114，其用于对空气加压；燃烧器116，在该燃烧器中，压缩空气与燃料混合并被点燃以生成热燃烧气体的环状流；以及涡轮机区段106，其用于从燃烧气体中提取能量。螺旋桨120转换来自发动机110的轴的旋转运动，从而为飞行器提供推进力，也被称为推力。螺旋桨120包括一个或多个螺旋桨叶片122。可调节螺旋桨叶片122的叶片角。叶片角可被称为β角、迎角或叶片节距。涡轮螺旋桨动力装置10可被实施为包括具有自由涡轮或增压架构的单或多轴燃气涡轮发动机，其中涡轮机区段106通常通过减速齿轮箱（RGB）连接到螺旋桨120。

参考图2，示出了集成式螺旋桨和发动机控制器200，其用于发动机控制和保护以及螺旋桨控制和保护。控制器200被图示为控制系统300的一部分，该控制系统用于控制发动机100和机械地联接到发动机100的螺旋桨120。应理解的是，尽管本文中参考图1的发动机100和螺旋桨120描述了控制器200和系统300，但这是出于示例目的。控制器200和/或系统300可与任何其他合适的发动机和/或其他合适的螺旋桨一起使用。

控制器200在单个电子控制单元中提供发动机控制和保护以及螺旋桨控制和保护两者。控制器200包括第一通信信道（下文中为“信道A”）和第二通信信道（下文中为“信道B”）。换句话说，控制器200是具有信道A和B的双信道控制器。两个信道A和B完全冗余，因为每个信道A和B实施相同的功能。两个信道A和B彼此独立，因为每个信道的操作不依赖另一信道的操作。

每个信道（例如，信道A）包括两个处理器（例如，处理器212、214）。一个处理器（例如，处理器212）专用于发动机和螺旋桨控制功能，并且另一处理器（例如，处理器214）专用于发动机和螺旋桨保护功能。发动机和螺旋桨控制功能用于控制发动机100和螺旋桨120的操作。发动机和螺旋桨保护功能用于保护发动机100和螺旋桨120免受危险状态的影响（即，提供保护以防出现危险状态）。如本文中所使用的，术语“危险状态”是指对发动机100或螺旋桨120的操作来说危险或有害的状态或事件。因此，发动机和螺旋桨保护功能防止了发动机100和螺旋桨120的危险操作。因此，控制功能用于将发动机和螺旋桨的操作控制处于正常操作模式，并且保护功能用于保护发动机和螺旋桨免受危险的操作模式的影响，如果正常操作模式的控制功能未被超控，则将发生该危险的操作模式。

如所图示的，信道A包括第一控制处理器212和第一保护处理器214，并且信道B包括第二控制处理器222和第二保护处理器224。控制处理器212、222彼此独立，并且由于两个控制处理器212、222都实施相同的功能，因此所述处理器中的一个是冗余的。类似地，保护处理器214、224彼此独立，并且由于两个保护处理器214、224都实施相同的功能，因此所述保护处理器中的一个是冗余的。控制处理器212、222被构造成提供发动机和螺旋桨控制功能，并且保护处理器214、224被构造成提供发动机和螺旋桨保护功能。可将被认为不是控制或保护功能的功能（例如，参数超越监测）分配给控制处理器212、222抑或保护处理器214、224。

特别地，每个控制处理器212、222被构造成：接收发动机和螺旋桨参数；以及基于发动机和螺旋桨参数来输出至少一个发动机控制信号（本文中也被称为“发动机控制命令”）和至少一个螺旋桨控制信号（本文中也被称为“螺旋桨控制命令”），所述发动机控制信号包括用于将发动机100控制处于正常操作模式的指令，所述螺旋桨控制信号包括用于将螺旋桨120控制处于正常操作模式的指令。类似地，每个保护处理器214、224被构造成：接收发动机和螺旋桨参数；以及基于发动机和螺旋桨参数来输出至少一个发动机保护信号（本文中也被称为“发动机保护命令”）和至少一个螺旋桨保护信号（本文中也被称为“螺旋桨保护命令”），所述发动机保护信号包括用于通过超控所述至少一个发动机控制命令以防止发动机100的危险操作来保护发动机100的指令，所述螺旋桨保护信号包括用于通过超控所述至少一个螺旋桨控制命令以防止螺旋桨120的危险操作来保护螺旋桨120的指令。在每个处理器212、214、222、224处接收到的发动机和螺旋桨参数可取决于实际的实施方式而变化。在给定处理器212、214、222、224处接收到的发动机和螺旋桨参数可被称为一组发动机和螺旋桨参数。例如，控制处理器212、222可接收第一组发动机和螺旋桨参数，并且保护处理器214、224可接收第二组发动机和螺旋桨参数。在每个处理器212、214、222、224处接收到的发动机和螺旋桨参数可包括相同的参数、不同的参数、独立的参数和/或冗余的参数。在本文档的其他地方进一步描述接收到的发动机和螺旋桨参数的各种示例。

发动机和螺旋桨参数与发动机100和螺旋桨120的操作和控制有关。根据实施例，发动机参数包括至少一个发动机操作参数和至少一个发动机控制参数；并且螺旋桨参数包括至少一个螺旋桨操作参数和至少一个螺旋桨控制参数。发动机操作参数指示发动机100的至少一种操作状态，并且包括但不限于以下各者中的一个或多个：至发动机100的燃料流量（WF）；至少一个进口导叶（IGV）的位置；至少一个核心可变导叶（VGV）的位置；发动机放气；至少一个放气阀（BOV）的位置；发动机100的转速；轴功率；轴扭矩；轴速度；压缩机压力；涡轮温度；和/或任何其他合适的发动机操作参数。螺旋桨操作参数指示螺旋桨120的至少一种操作状态，并且包括但不限于以下各者中的一个或多个：螺旋桨120的叶片角的位置；螺旋桨120的β环的位置；螺旋桨120的转速；和/或任何其他合适的螺旋桨操作参数。发动机控制参数涉及对发动机100的控制，并且包括但不限于以下各者中的一个或多个：目标发动机推力；目标发动机输出功率；和/或任何其他合适的发动机控制参数。螺旋桨控制参数是用于控制螺旋桨120的指令，并且包括但不限于以下各者中的一个或多个：目标螺旋桨转速；目标叶片节距角；和/或任何其他合适的螺旋桨控制参数。

发动机和螺旋桨参数可由通信地联接到控制器200的一个或多个传感器332、334监测。例如，传感器332可被构造成测量发动机操作参数，并且传感器334可被构造成测量螺旋桨操作参数。在一个实施例中，传感器332可联接到发动机100，并且传感器334可联接到螺旋桨，如图2中所图示的。在另一实施例中，传感器332可与发动机100集成在一起，并且传感器334可与螺旋桨120集成在一起。发动机参数和螺旋桨参数的测量值可被连续地接收（例如，实时地）和/或可根据任何合适的定期或不定期的时间间隔被接收。附加地或替代地，发动机和螺旋桨参数可由一个或多个飞行器或/和发动机计算机提供。

根据实施例，发动机和螺旋桨控制参数指示来自一个或多个导杆（pilot lever）310的一个或多个命令。导杆310可包括但不限于：用以设定目标发动机推力的推力杆、用于设定目标发动机输出功率的功率杆、用于设定目标螺旋桨转速的状态杆、用于设定目标叶片节距角的状态杆和/或任何其他合适的导杆。发动机和螺旋桨控制参数可从导杆310直接提供（例如，通过一个或多个传感器），或者由通信地联接到导杆310的发动机和/或飞行器计算机提供。飞行器计算机可根据从导杆310的一个或多个传感器获得的测量值来确定一个或多个发动机和螺旋桨控制参数。

可通过来自一个或多个传感器332、334、一个或多个导杆310和/或一个或多个飞行器和/或发动机计算机的输入信号将发动机和螺旋桨参数提供到控制器200。给定的发动机或螺旋桨参数可被称为组件10的操作参数。因此，给定的传感器332、334可以测量组件10的给定的操作参数。取决于实际的实施方式，至处理器212、222、214、224中的每一个的输入信号可包括相同的信号、不同的信号、独立的信号和/或冗余的信号。在本文档的其他地方描述至处理器212、222、214、224中的每一个的输入信号的各种示例。

每个控制处理器212、222被构造成基于接收到的发动机和螺旋桨参数来生成用于控制发动机100和螺旋桨120的控制信号。控制信号包括用于控制发动机100的操作（即，用于控制发动机100的至少一种操作状态）和螺旋桨120的操作（即，用于控制螺旋桨120的至少一种操作状态）的指令。根据实施例，控制信号包括用于控制发动机100的操作的至少一个发动机控制信号以及用于控制螺旋桨120的操作的至少一个螺旋桨控制信号。发动机控制信号可包括用以调节发动机操作参数中的一个或多个以控制发动机100的操作状态的指令。螺旋桨控制信号可包括用以调节一个或多个螺旋桨操作参数以控制螺旋桨120的操作状态的指令。

每个控制处理器212、222可被构造成基于一个或多个发动机参数和/或基于一个或多个螺旋桨参数来生成用于控制发动机的至少一个发动机控制信号。类似地，每个控制处理器212、222可被构造成基于一个或多个发动机参数和/或基于一个或多个螺旋桨参数来生成用于控制螺旋桨的至少一个螺旋桨控制信号。每个控制处理器212、222被构造成输出所述控制信号。作为简化的示例，发动机控制信号可以是用以调节至发动机100的燃料流量的燃料流量命令，并且螺旋桨控制信号可以是用以调节螺旋桨120的β角的β角命令。

根据实施例，每个控制处理器212、222被构造成将发动机和螺旋桨控制信号输出到一个或多个致动器322、324以用于控制发动机100和螺旋桨120的操作。致动器322可确实根据发动机控制信号来调节一个或多个发动机参数（例如，调节发动机100的物理部件），而致动器324可根据螺旋桨控制信号来调节一个或多个螺旋桨参数（例如，调节螺旋桨120的物理部件）。例如，致动器322可致动（例如，“接通（ON）”或“切断（OFF）”）燃料泵以调节至发动机100的燃料流量。作为另一示例，致动器324可调节螺旋桨节距变化致动器的位置以调节β角。应理解的是，尽管致动器322被图示为与发动机100分离（为了清楚的目的），但是致动器322可与发动机100集成在一起。类似地，尽管致动器324被图示为与螺旋桨120分离，但是致动器324可与螺旋桨120集成在一起。

每个保护处理器214、224被构造成基于接收到的发动机和螺旋桨参数来生成用于保护发动机100和螺旋桨120的控制信号（本文中被称为“保护信号”）。根据实施例，保护信号包括至少一个发动机保护信号和至少一个螺旋桨保护信号，所述发动机保护信号包括用于保护发动机100免受一种或多种危险状态影响的指令，所述螺旋桨保护信号包括用于保护螺旋桨120免受一种或多种危险状态影响的指令。螺旋桨120的危险状态可与发动机100的危险状态相同或不同。每个保护处理器214、224可被构造成基于一个或多个发动机参数和/或基于一个或多个螺旋桨参数来生成至少一个发动机保护信号。类似地，每个保护处理器214、224可被构造成基于一个或多个发动机参数和/或基于一个或多个螺旋桨参数来生成至少所述一个螺旋桨保护信号。在一个实施例中，发动机保护信号可包括这样的指令，即所述指令用以调节发动机操作参数中的一个或多个以控制发动机100的操作状态，以便保护发动机100免受危险状态的影响。螺旋桨保护信号可包括这样的指令，即所述指令用以调节一个或多个螺旋桨操作参数以控制螺旋桨120的操作状态，以便保护螺旋桨120免受危险状态的影响。每个保护处理器214、224被构造成输出保护信号，其中发动机保护信号被输出到致动器322，并且螺旋桨保护信号被输出到致动器324。

在一些实施例中，控制器200和/或控制系统300的构型允许以下各者中的一个或多个：消除专用于保护功能（例如，发动机超速、螺旋桨超速、低于最小飞行中螺旋桨叶片角度等）的重型液压机械装置；消除与控制器200分离的第二电子控制器；以及简化电线束和接口，同时保持控制与保护功能的独立性。根据实施例，存在用于发动机100和螺旋桨120两者的单个控制器200，并且电信号去往该单个控制器200而不是去往单独的控制器。这可以允许简化线束设计，因为线束设计和布线中所涉及的实体可较少。由于电信号仅被发送到单个控制器，因此这也可允许减轻重量。控制器200和/或控制系统300不同于具有独立的发动机和螺旋桨控制系统的常规系统，在所述常规系统中，发动机和螺旋桨控制系统中的每一个通常具有单个处理器和液压机械备用件。应了解的是，液压机械备用件通常很重，并且可能给控制系统增加不期望的复杂性和重量。控制器200和/或控制系统300也不同于以下常规系统，在所述常规系统中，存在发动机和螺旋桨控制系统的隔离，并且发动机和螺旋桨控制系统中的每一个具有双信道电子控制器，其中每个信道上具有处理器。由于不同的发动机和螺旋桨供应商利用专有软件开发他们自己的专有控制器，因此可存在控制系统的隔离。控制系统的隔离也可能是为了提供冗余而存在，以确保没有单个电子故障会导致危险事件。应了解的是，控制系统的隔离可能给动力装置的控制增加不期望的复杂性。控制器200和/或控制系统300也可不同于专用于安全功能的常规附加独立安全系统，所述安全功能用于预防危险事件（诸如，螺旋桨超速）。这样的附加安全系统通常要么本质上是液压机械的，要么被提供在与被分配来控制发动机和螺旋桨的控制器分离的电子控制器中。

附加地参考图3，示出了控制器200的具体且非限制性的示例。在该示例中，每个控制处理器212、222包括螺旋桨控制模块232和发动机控制模块234。螺旋桨控制模块232可使用螺旋桨控制律来控制螺旋桨120，并且发动机控制模块232可使用发动机控制律来控制发动机100。所述控制律可被实施为基于一个或多个输入参数来确定一个或多个输出参数的任何合适的函数。发动机控制律可用于基于一个或多个发动机和/或螺旋桨参数来确定用于控制发动机的控制信号。类似地，螺旋桨控制律用于基于一个或多个发动机和/或螺旋桨参数来确定用于控制螺旋桨的控制信号。

每个控制处理器212、222可被构造成用于以下各者中的一个或多个：管控发动机100的转速；管控发动机100的输出功率；限制发动机100的扭矩；限制发动机100的转速；管控螺旋桨120的β角；管控螺旋桨的转速；调节放气阀的位置；以及调节进口导叶的角度。可由发动机控制模块234来执行与发动机100有关的上述限制或管控，并且可由螺旋桨控制模块232来执行与螺旋桨120有关的上述限制或管控。特别地，发动机控制模块234可被构造成确定至少一个发动机控制信号，所述发动机控制信号包括用于以下各者中的一个或多个的指令：管控发动机100的转速；管控发动机100的输出功率；限制发动机100的扭矩；以及限制发动机100的转速。螺旋桨控制模块232可被构造成确定至少一个螺旋桨控制信号，所述螺旋桨控制信号包括用于以下各者中的一个或多个的指令：管控螺旋桨的β角；以及管控螺旋桨的转速。

在所图示的示例中，每个保护处理器214、224包括螺旋桨保护模块236和发动机保护模块238。螺旋桨保护模块236可使用螺旋桨保护功能来保护螺旋桨120，并且发动机保护模块238可使用发动机保护功能来保护发动机100。发动机保护功能可用于基于一个或多个发动机和/或螺旋桨参数来确定用于保护发动机100的发动机保护信号。类似地，螺旋桨保护功能可用于基于一个或多个发动机和/或螺旋桨参数来确定用于保护螺旋桨的螺旋桨保护信号。

每个保护处理器214、224被构造成保护发动机100和螺旋桨120免受危险状态的影响。例如，每个保护处理器214、224可被构造成用于以下各者中的一个或多个：保护发动机100免受超速的影响；保护发动机100免受不受控制的高推力的影响；保护螺旋桨免受最小飞行β的影响；保护螺旋桨120免受超速的影响；当发动机100的输出功率未促成推力时，使螺旋桨120顺桨；当第二发动机出故障时（即，当飞行器包括发动机100和第二发动机时），在飞行的起飞阶段期间向上微调（uptrimming）发动机100的输出功率；当飞行器的第二发动机出故障时，在飞行的起飞或复飞阶段期间，使螺旋桨120顺桨；以及在飞行中通过将螺旋桨120的叶片角限制到最小飞行中叶片角来防范无意中将螺旋桨120操作为低于飞行小距（flight fine pitch）或螺旋桨反桨（reverse propeller pitch）。可由发动机保护模块238来执行与发动机100有关的上述保护，并且可由螺旋桨保护模块236来执行与螺旋桨120有关的上述保护。特别地，发动机保护模块238可被构造成确定至少一个发动机保护信号，所述发动机保护信号包括用于以下各者中的一个或多个的指令：保护发动机100免受超速的影响；以及当飞行器的第二发动机出故障时，向上微调发动机100的输出功率。螺旋桨保护模块236可被构造成确定至少一个螺旋桨保护信号，所述螺旋桨保护信号包括用于以下各者中的一个或多个的指令：保护螺旋桨120免受超速的影响；当发动机100的输出功率未促成推力时，使螺旋桨120顺桨；以及在飞行中通过将螺旋桨120的叶片角限制到最小飞行中叶片角来防范将螺旋桨120操作为低于飞行小距或螺旋桨反桨。

根据实施例，每个信道（例如，信道A）中的处理器（例如，处理器212、214）被构造成用于跨处理器通信。跨处理器通信可允许处理器共享信息并同步它们的动作（例如，处理和/或输出）。根据实施例，每个信道被构造成用于跨信道通信。跨信道通信可允许信道共享信息并同步它们的动作（例如，处理和/或输出）。跨处理器通信和/或跨信道通信可根据实际的实施方式而变化。

参考图4，图示了控制器200，其中控制器200通信地联接到至少一个第一传感器502和至少一个第二传感器504。在该实施例中，第一传感器502用于测量发动机100或螺旋桨120的第一参数（即，发动机参数或螺旋桨参数），并且第二传感器504用于测量发动机100或螺旋桨120的第二参数。每个控制处理器212、222被构造成从第一传感器502接收包括第一参数的发动机和螺旋桨参数，并且保护处理器214、224各自被构造成从第二传感器504接收包括第二参数的发动机和螺旋桨参数。

在一些实施例中，第一传感器502和第二传感器504中的每一个是包括第一线圈521和第二线圈522的双线圈传感器。第一传感器502的第一线圈521和第二线圈522被构造成用于测量第一参数，并且第二传感器504的第一线圈521和第二线圈522被构造成用于测量第二参数。因此，第一传感器502的第一线圈521将第一参数的第一测量值提供到第一控制处理器212，并且第一传感器502的第二线圈522将第一参数的第二测量值提供到第二控制处理器222。第一参数的第二测量值独立于第一参数的第一测量值并对于其来说是冗余的。类似地，第二传感器504的第一线圈521将第二参数的第一测量值提供到第一保护处理器214，并且第二传感器504的第二线圈522将第二参数的第二测量值提供到第二保护处理器224。第二参数的第二测量值独立于第二参数的第一测量值并对于其来说是冗余的。第一参数可与第二参数相同或不同。在一些实施例中，第一参数和第二参数的第一测量值和第二测量值彼此独立并作为彼此的冗余。

替代地，在一些实施例中，给定的双线圈传感器502、504可替换为两个单独的传感器，以用于获得第一参数和/或第二参数的独立和冗余的测量值。例如，代替使用两个双线圈传感器502、504的是，可使用四个独立的传感器。因此，可使用单独的传感器来提供第一参数和第二参数的第一测量值和第二测量值。

在一些实施例中，当第一参数是发动机参数时，第一控制处理器212被构造成基于第一参数的第一测量值来生成至少一个发动机控制信号，并且第二控制处理器222被构造成基于第一参数的第二测量值来生成至少一个发动机控制信号。在一些实施例中，当第一参数是螺旋桨参数时，第一控制处理器212被构造成基于第一参数的第一测量值来生成至少一个螺旋桨控制信号，并且第二控制处理器222被构造成基于第一参数的第二测量值来生成至少一个螺旋桨控制信号。

在一些实施例中，当第二参数是发动机参数时，第一保护处理器214被构造成基于第二参数的第一测量值来生成至少一个发动机保护信号，并且第二保护处理器224被构造成基于第二参数的第二测量值来生成至少一个发动机控制信号。在一些实施例中，当第二参数是螺旋桨参数时，第一保护处理器214被构造成基于第二参数的第一测量值来生成至少一个螺旋桨保护信号，并且第二保护处理器224被构造成基于第二参数的第二测量值来生成至少一个螺旋桨保护信号。

每个处理器212、214、222和224具有与其他处理器的输入分离且电气独立的至少一个输入。给定的处理器（例如，第一控制处理器212）可接收至少一个输入信号，所述输入信号独立于由其他处理器（例如，第一保护处理器214、第二控制处理器222和第二保护处理器224）中的至少一个接收的输入信号并对于其来说是冗余的。如本文中所使用的，关于信号的术语“独立”是指来自不同源的信号。如本文中所使用的，关于信号的术语“冗余”是指传达与另一信号类似或重复的信息的信号。每个控制处理器212、222可接收指示第一参数的输入信号，并且每个保护处理器214、224可接收指示第二参数的输入信号。

第二控制处理器222可接收独立于由第一控制处理器212接收的输入信号并对于其来说是冗余的输入信号。类似地，第二保护处理器224可接收独立于由第一保护处理器214接收的输入信号并对于其来说是冗余的输入信号。每个控制处理器212、222可将输入信号提供到螺旋桨控制模块232和发动机控制模块234。类似地，每个保护处理器214、224可将输入信号提供到螺旋桨保护模块236和发动机保护模块238。每个处理器212、214、222和224可基于接收到的输入信号来确定用于控制发动机100和螺旋桨120的控制信号以及用于保护发动机100和螺旋桨120的保护信号。

在一些实施例中，第一控制处理器212接收至少一个第一输入信号，并且第二控制处理器222接收至少一个第二输入信号。所述至少一个第二输入信号独立于所述至少一个第一输入信号并对于其来说是冗余的。第一输入信号和第二输入信号中的每个信号对应于第一参数。在一些实施例中，第一保护处理器214接收至少一个第三输入信号，并且第二保护处理器224接收至少一个第四输入信号。所述至少一个第三输入信号独立于所述至少一个第四输入信号并对于其来说是冗余的。第三输入信号和第四输入信号中的每个信号对应于第二参数。在一些实施例中，第一信号、第二信号、第三信号和第四信号全部包括公共参数。替代地，在一些实施例中，第一信号和第二信号的第一参数不同于第三信号和第四信号的第二参数。

在一些实施例中，每个双线圈传感器502、504是动力涡轮机速度和扭矩（NPT/Q）传感器。NPT/Q传感器被构造成用于测量动力涡轮机速度和在发动机100的输出轴108处生成的扭矩两者，输出轴108连接到RGB，RGB将轴速度降低到适合螺旋桨120的速度。第一NPT/Q传感器可联接（例如，安装）到齿轮箱RGB并且用于测量发动机100的动力涡轮机速度和扭矩。第一NPT/Q传感器可将独立的动力涡轮机速度和扭矩测量值提供到每个信道A、B的控制处理器212、222。在知道齿轮箱RBG中的齿轮比的情况下，控制器200可基于动力涡轮机速度的测量值来确定螺旋桨转速。在一些实施例中，这允许消除安装到螺旋桨组件的专用螺旋桨转速（Np）传感器。控制处理器212、222可基于扭矩的测量值来确定轴马力（SHP），且然后基于扭矩和螺旋桨转速的测量值来管控发动机功率。类似地，第二NPT/Q传感器可联接（例如，安装）到齿轮箱RGB并且用于测量发动机100的动力涡轮机速度和扭矩。第二NPT/Q传感器可将独立的动力涡轮机速度和扭矩测量值提供到每个信道A、B的保护处理器214、224。保护处理器214、224可使用动力涡轮机速度测量值以用于发动机动力涡轮机超速保护。保护处理器214、224可使用扭矩测量值以用于自动顺桨。根据实施例，被提供到控制处理器212、222的动力涡轮机速度和扭矩的测量值独立于被提供到保护处理器214、224的动力涡轮机速度和扭矩的测量值。因而，如果NPT/Q传感器中的一个出故障，则这不影响控制处理器和保护处理器两者。

在一些实施例中，使用控制器200可允许减少控制和/或保护所需的传感器的数目，该控制器在单个电子装置中具有螺旋桨控制和保护以及发动机控制和保护。

在一些实施例中，每个双线圈传感器502、504可替换为两个单独的传感器，例如，一个用于测量动力涡轮机速度，且另一个用于测量扭矩。

在一些实施例中，每个处理器212、214、222和224出于操作和控制两个目的而接收独立且冗余的输入信号。例如，第一控制处理器212（或第一保护处理器214）可接收对应于发动机操作参数和/或螺旋桨操作参数的至少一个信号以及对应于发动机控制参数和/或螺旋桨控制参数的至少一个其他信号。第二控制处理器222（或第二保护处理器224）可接收对应于发动机操作参数和/或螺旋桨操作参数的至少一个信号以及对应于发动机控制参数和/或螺旋桨控制参数的至少一个其他信号，其中在第二控制处理器222（或第二保护处理器224）处接收到的信号独立于在第一控制处理器212（或第一保护处理器214）处接收到的信号并对于其来说是冗余的。例如，双线圈传感器（或两个单独的传感器）可用于获得导杆310的位置的独立且冗余的测量值，所述测量值传达发动机控制参数和/或螺旋桨控制参数。

参考图5，图示了控制器200，其中控制器200通信地联接到第一控制执行器602、第二控制执行器604、第一保护执行器603和第二保护执行器605。控制执行器602、604被构造成将组件10控制处于正常操作模式，并且保护执行器603、605被构造成控制该组件以免受危险的操作模式的影响。控制器200可以通过一个或多个驱动电路通信地联接到执行器602、603、604、605中的每一个。如本文中所使用的，术语“执行器”是指用于改变发动机100和/或螺旋桨120的操作的任何合适的装置。给定的执行器602、603、604、605可包括一个或多个致动器以控制发动机100和/或螺旋桨120的操作。术语“执行器”和“致动器”可以可互换地使用。在所图示的实施例中，第一控制处理器212连接到第一控制执行器602，第一保护处理器214连接到第一保护执行器603，第二控制处理器222连接到第二控制执行器，并且第二保护处理器224连接到第二保护执行器605。根据实施例，第一控制执行器602和第二控制执行器604中的每一个包括：第一致动器621、641，其被构造成控制发动机100的至少一个物理部件以便修改发动机100的操作状态；以及第二致动器622、642，其被构造成控制螺旋桨120的至少一个物理部件以便修改螺旋桨120的操作状态。类似地，根据实施例，第一保护执行器603和第二保护执行器605中的每一个包括：第一致动器631、651，其被构造成控制发动机100的至少一个物理部件以便修改发动机100的操作状态，从而保护发动机100免受危险状态的影响；以及第二致动器632、652，其被构造成控制螺旋桨120的至少一个物理部件以修改螺旋桨120的操作状态，以便保护螺旋桨120免受危险状态的影响。当被激活时，保护执行器603、605可被构造成超控所述控制执行器602、604。

第一控制处理器212可被构造成将至少一个发动机控制信号和/或至少一个螺旋桨控制信号输出到第一控制执行器602。第二控制处理器222可被构造成将至少一个发动机控制信号和/或至少一个螺旋桨控制信号输出到第二控制执行器604。第一保护处理器214可被构造成将至少一个发动机保护信号和/或至少一个螺旋桨保护信号输出到第一保护执行器603。第二保护处理器224可被构造成将至少一个发动机保护信号和/或至少一个螺旋桨保护信号输出到第二保护执行器605。

每个处理器212、214、222和224具有至少一个单独且电气独立的输出，以用于输出至少一个独立信号。在一些实施例中，信道A和B两者都是有效的，并且两者都生成并输出控制和/或保护信号，由此提供独立且冗余的控制和/或保护信号。每个控制处理器212、222可生成并输出一个或多个独立的控制信号，以用于控制发动机100的相同操作状态和/或螺旋桨120的相同操作状态。类似地，每个保护处理器214、224可输出一个或多个独立的保护信号，以用于保护发动机100和/或螺旋桨120。例如，第二控制处理器222可生成独立于由第一控制处理器212生成的控制信号并对于其来说是冗余的控制信号。类似地，第二保护处理器224可生成独立于由第一保护处理器214生成的保护信号并对于其来说是冗余的保护信号。在一些实施例中，第二控制处理器222（或第二保护处理器224）处的独立且冗余的输入信号用于生成独立于第一控制处理器212（或第一保护处理器214）的控制信号（或保护信号）并对于其来说是冗余的控制信号（或保护信号）。

在一些实施例中，每个螺旋桨控制模块232和每个发动机控制模块234输出独立的控制信号。类似地，在一些实施例中，每个螺旋桨保护模块236和每个发动机保护模块238输出独立的保护信号。

在图5中所图示的实施例中，图示了双致动器执行器602、603、604、605。替代地，在一些实施例中，给定的双致动器执行器602、603、604、605可替换为两个单独的致动器。例如，每个双致动器执行器602、603、604、605可替换为：第一致动器，其以与第一致动器621、631、641、651类似的方式被构造并连接到控制器200；以及第二致动器，其以与第二致动器622、632、642、652类似的方式被构造并连接到控制器200。在一些实施例中，两个执行器（例如，控制执行器602、604或保护执行器603、605）可替换为双信道执行器，其中该双信道执行器的每个信道连接到控制器200的信道A、B中的一个。换句话说，该双信道执行器的信道中的一个可被构造并连接到控制器200，并且该双信道执行器的另一信道可被构造并连接到控制器200。在一些实施例中，控制器200的两个信道A、B都可使用同一个执行器，且因此仅可使用一个控制执行器和一个保护执行器。例如，两个控制处理器212、222都可连接到公共双信道控制执行器，并且两个保护处理器214、224都可连接到公共双信道保护执行器。更具体地，在一些实施例中，每个双信道执行器可包括第一致动器和第二致动器。然后，控制处理器212、222可连接到双信道控制执行器的第一致动器和第二致动器，并且保护处理器214、224可连接到双信道保护执行器的第一致动器和第二致动器。在一些实施例中，可使用单致动器执行器602、603、604、605。

在一些实施例中，第一控制执行器602的第一致动器621被构造成从第一控制处理器212接收至少一个发动机控制信号，并且第一控制执行器602的第二致动器622被构造成从第一控制处理器212接收至少一个螺旋桨控制信号。在一些实施例中，第二控制执行器604的第一致动器641被构造成从第二控制处理器222接收至少一个发动机控制信号，并且第二控制执行器604的第二致动器642被构造成从第二控制处理器222接收至少一个螺旋桨控制信号。在一些实施例中，第一保护执行器603的第一致动器631被构造成从第一保护处理器214接收至少一个发动机保护信号，并且第一保护执行器603的第二致动器632被构造成从第一保护处理器214接收至少一个螺旋桨保护信号。在一些实施例中，第二保护执行器605的第一致动器651被构造成从第二保护处理器224接收至少一个螺旋桨保护信号，并且第二保护执行器605的第二致动器652被构造成从第二保护处理器224接收至少一个螺旋桨保护信号。

在一些实施例中，第一控制执行器602的第一致动器621连接到第一控制处理器212的发动机控制模块234，并且第一控制执行器602的第二致动器622连接到第一控制处理器212的螺旋桨控制模块232。在一些实施例中，第二控制执行器604的第一致动器641连接到第二控制处理器222的发动机控制模块234，并且第二控制执行器604的第二致动器642连接到第二控制处理器222的螺旋桨控制模块232。在一些实施例中，第一保护执行器603的第一致动器631连接到第一保护处理器214的发动机保护模块238，并且第一保护执行器603的第二致动器632连接到第一保护处理器214的螺旋桨保护模块236。在一些实施例中，第二保护执行器605的第一致动器651连接到第二保护处理器224的发动机保护模块238，并且第二保护执行器605的第二致动器652连接到第二保护处理器224的螺旋桨保护模块236。控制模块232、234和保护模块236、238可以将各种控制信号提供到执行器602、603、604、605。

在一些实施例中，第一控制执行器602和第二控制执行器604包括扭矩电机或步进电机，所述扭矩电机或步进电机用于控制发动机100的燃料阀以控制提供到发动机100的燃料量。在一些实施例中，第一保护执行器和第二保护执行器包括用于停止至发动机100的燃料流量的燃料切断螺线管。例如，给定的控制处理器212、222可以相应地控制至发动机100的燃料流量，并且给定的保护处理器214、224可以在来自给定的控制处理器212、222的所命令的燃料流量过高（例如，高于阈值）的情况下切断至发动机100的燃料流量。在一些实施例中，第一控制执行器602和第二控制执行器604包括用于控制螺旋桨120的叶片角的控制阀。在一些实施例中，第一保护执行器和第二保护执行器包括用于超控控制阀并且用于使螺旋桨120顺桨的顺桨螺线管（feather solenoid）。例如，给定的控制处理器212、222可以相应地控制螺旋桨120的叶片角以保持螺旋桨叶片速度基本上恒定，并且给定的保护处理器214、224可以在螺旋桨叶片速度过高（例如，高于阈值）的情况下使螺旋桨叶片顺桨。

在一些实施例中，将信道中的一个（例如，信道A）选择为有效的（active），而另一信道保持为非活动的（inactive）（例如，信道B）。当信道是有效的时，该信道被构造成生成和输出控制信号，并且当信道是非活动的时，该信道不生成和输出任何控制信号。如果确定当前有效的信道或连接到该信道的输出执行器出故障或失效（inoperative），则可停用当前有效的信道并激活非活动的信道中的一个信道。类似地，如果在操作期间至当前有效的信道的输入信号是错误的或不存在，则可停用当前有效的信道并激活非活动的信道中的一个信道。

在一些实施例中，控制器200和/或控制系统300的构型允许控制信道的双工（duplexing），这可消除对液压机械控制备用系统的需求，同时通过使电子传感器和执行器进行双工以及用于控制与保护两种功能的双过程构型来保持可靠性。

应了解的是，可在单发动机或多发动机的飞行器上使用控制器200。

参考图6，示出了图示用于发动机和螺旋桨控制的示例性方法400的流程图。尽管本文中参考图1的发动机100和螺旋桨120描述了方法400，但这是出于示例目的。取决于实际的实施方式，方法400可应用于其他类型的发动机和螺旋桨。在步骤402处，在第一信道（图2中的信道A）的第一控制处理器（图2的参考212）处以及在第二信道（图2中的参考B）的第二控制处理器（图2中的参考222）处接收第一组发动机和螺旋桨参数。在步骤404处，在第一信道A的第一保护处理器（图2的参考214）处以及在第二信道B的第二保护处理器（图2的参考224）处接收第二组发动机和螺旋桨参数。第一组发动机和螺旋桨参数与第二组发动机和螺旋桨参数可相同或可不同。在第一控制处理器212处接收到的第一组发动机和螺旋桨参数可独立于在第二控制处理器222处接收到的第一组发动机和螺旋桨参数并对于其来说是冗余的。关于发动机和/或螺旋桨参数的术语“独立的”是指来自不同源的发动机和/或螺旋桨参数。关于发动机和/或螺旋桨参数的术语“冗余的”是指传达与其他发动机和/或螺旋桨参数类似或重复的信息的发动机和/或螺旋桨参数。第一组和第二组发动机和螺旋桨参数可包括本文中所描述的任何参数，并且对发动机和螺旋桨参数的接收可如在本文档的其他地方所描述的那样。

在步骤406处，控制处理器212、222中的至少一个基于第一组发动机和螺旋桨参数来生成至少一个发动机控制信号和至少一个螺旋桨控制信号，所述发动机控制信号包括用于控制发动机100的操作的指令，所述螺旋桨控制信号包括用于控制螺旋桨120的操作的指令。在步骤408处，保护处理器214、224中的至少一个基于第二组发动机和螺旋桨参数来生成至少一个发动机保护信号和至少一个螺旋桨保护信号，所述发动机保护信号包括用于保护发动机100免受危险状态的影响的指令，所述螺旋桨保护信号包括用于保护螺旋桨120免受危险状态的影响的指令。所述至少一个发动机控制信号、所述至少一个螺旋桨控制信号、所述至少一个发动机保护信号和所述至少一个螺旋桨保护信号可如在本文档的其他地方所描述的那样来生成。

在步骤410处，控制处理器212、222中的至少一个输出所述至少一个发动机控制信号和所述至少一个螺旋桨控制信号。在步骤412处，保护处理器214、224中的至少一个输出所述至少一个发动机保护信号和所述至少一个螺旋桨保护信号。控制信号和保护信号的输出可如在本文档的其他地方所描述的那样。

应理解的是，虽然步骤402和404在图6中被图示为串行执行，但是步骤402和404可替代地并行执行。类似地，尽管在图6中被图示为串行执行，但是步骤406和408以及步骤410和412也可并行执行。因而，方法400可包括与执行步骤404、408和412并行地执行步骤402、406和410。

在一些实施例中，控制处理器212、222中的一个是有效的，并且另一个是被动的。换句话说，控制处理器212、222中的一个正执行方法400的步骤。替代地，在一些实施例中，控制处理器212、222两者都是有效的，并且正执行方法400的步骤。类似地，在一些实施例中，保护处理器214、224中的一个是有效的，并且另一个是停用的，使得保护处理器214、224中的一个正执行方法400的步骤。替代地，在一些实施例中，保护处理器214、224两者都是有效的，并且正执行方法400的步骤。在实施方式的具体且非限制性的示例中，控制处理器212、222中的一个是有效的，并且保护处理器214、224两者都是有效的。

参考图7，控制器200的处理器212、214、222和224中的每一个可包括处理单元712和存储器714，该存储器中存储有计算机可执行指令716。方法400可由处理器212、214、222和224实施。处理单元712可包括任何合适的装置，使得指令716在由处理器212、214、222或224或其他可编程设备执行时可导致执行如本文中所描述的功能/动作/步骤。处理单元712可包括例如任何类型的通用微处理器或微控制器、数字信号处理（DSP）处理器、中央处理单元（CPU）、集成电路、现场可编程门阵列（FPGA）、可重构处理器、其他经适当编程或可编程的逻辑电路，或其任何组合。

存储器714可包括任何合适的已知或其他机器可读存储介质。存储器714可包括非暂时性计算机可读存储介质，例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或装置，或前述的任何合适的组合。存储器714可包括位于装置内部抑或外部的任何类型的计算机存储器的合适的组合，例如随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、光盘只读存储器（CDROM）、电光存储器、磁光存储器、可擦可编程只读存储器（EPROM）和电可擦可编程只读存储器（EEPROM）、铁电RAM（FRAM）等等。存储器714可包括适合于可检索地存储可由处理单元712执行的机器可读指令716的任何存储器件（例如，装置）。

在一些实施例中，控制器200可以被实施为全权限数字发动机控制件（FADEC）或其他类似装置的一部分，所述其他类似装置包括电子发动机控制件（EEC）、发动机控制单元（ECU）等等。

本文中所描述的方法400以及控制器200和处理器212、214、222和224的功能可以以高级过程或面向对象的编程或脚本语言或其组合来实施，以与控制系统（例如，控制系统300）通信或辅助其操作。替代地，方法400以及控制器200和处理器212、214、222和224的功能可以以汇编或机器语言来实施。该语言可以是编译的或解释的语言。用于实施方法400以及控制器200和处理器212、214、222和224的功能的程序代码可存储在存储介质或装置上，例如ROM、磁盘、光盘、闪存驱动器，或任何其他合适的存储介质或装置。程序代码可以是可由通用或专用可编程计算机读取的，以用于在存储介质或装置由计算机读取以执行本文中所描述的程序时构造和操作计算机。方法400、控制器200、控制系统300和/或处理器212、214、222和224的实施例也可被认为是通过其上存储有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质来实施的。该计算机程序可包括计算机可读指令，所述计算机可读指令导致计算机或者在一些实施例中处理单元712以具体和预先限定的方式操作以执行本文中所描述的功能。

计算机可执行指令可呈由一个或多个计算机或其他装置执行的许多种形式，包括程序模块。一般地，程序模块包括执行特定的任务或实施特定的抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。通常，在各种实施例中，程序模块的功能可根据需要进行组合或分配。

以上描述意在仅仅是示例性的，并且本领域技术人员将认识到，可在不脱离所公开的本发明的范围的情况下对所描述的实施例进行改变。根据对本公开的回顾，落入本发明的范围内的还有其他修改对于本领域技术人员将是显而易见的。

所述方法、控制器和/或控制系统的各个方面可单独地、组合地或以在前文中所描述的实施例中未具体讨论的多种布置来使用，且因此在其应用方面并不限于在前面的描述中所阐述或在附图中所图示的部件的细节和布置。例如，一个实施例中所描述的方面可以以任何方式与其他实施例中所描述的方面组合。尽管已示出和描述了特定的实施例，但是对于本领域技术人员明显的是，在不脱离本发明的更广泛方面的情况下，可进行改变和修改。所附权利要求的范围不应由示例中所阐述的实施例来限制，而是应被给予与作为整体的描述一致的最广泛的合理解释。

Claims (20)

1.一种用于发动机和螺旋桨组件的控制系统，所述发动机和螺旋桨组件包括发动机和联接到所述发动机的螺旋桨，所述系统包括：

用于测量所述组件的第一操作参数的至少一个第一传感器和用于测量所述组件的第二操作参数的至少一个第二传感器；

至少一个控制执行器，其被构造成将所述组件控制处于其正常操作模式；

至少一个保护执行器，其被构造成控制所述组件以预防其危险的操作模式；

控制器，其通信地联接到所述至少一个第一传感器、所述至少一个第二传感器、所述至少一个控制执行器和所述至少一个保护执行器，所述控制器包括第一通信信道和独立于第一信道并对于所述第一信道来说冗余的第二通信信道，每个通信信道具有在其上通信的控制处理器和保护处理器，所述控制处理器将所述发动机和所述螺旋桨控制处于其正常操作模式，并且所述保护处理器控制所述发动机和所述螺旋桨以预防其危险的操作模式，

所述控制处理器被构造成：从所述至少一个第一传感器接收包括所述组件的所述第一操作参数的第一组发动机和螺旋桨参数；基于所述第一组发动机和螺旋桨参数将至少一个发动机控制命令和至少一个螺旋桨控制命令输出到所述至少一个控制执行器，所述至少一个发动机控制命令包括用于将所述发动机控制处于所述正常操作模式的指令，并且所述至少一个螺旋桨控制命令包括用于将所述螺旋桨控制处于所述正常操作模式的指令，并且

所述保护处理器被构造成：从所述至少一个第二传感器接收包括所述组件的所述第二操作参数的第二组发动机和螺旋桨参数；基于所述第二组发动机和螺旋桨参数将至少一个发动机保护命令和至少一个螺旋桨保护命令输出到所述至少一个保护执行器，所述至少一个发动机保护命令包括超控所述至少一个发动机控制命令以防止所述发动机的危险操作的指令，并且所述至少一个螺旋桨保护命令包括超控所述至少一个螺旋桨控制命令以防止所述螺旋桨的危险操作的指令。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述至少一个第一传感器和所述至少一个第二传感器中的每一个包括第一线圈和第二线圈，所述第一操作参数经由所述至少一个第一传感器的所述第一线圈和所述第二线圈测得，并且所述第二操作参数经由所述至少一个第二传感器的所述第一线圈和所述第二线圈测得。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其中，所述至少一个第一传感器的所述第一线圈将所述第一操作参数的第一测量值提供到所述第一通信信道的所述控制处理器，并且所述至少一个第一传感器的所述第二线圈将所述第一操作参数的第二测量值提供到所述第二通信信道的所述控制处理器，所述第一操作参数的所述第二测量值独立于所述第一操作参数的所述第一测量值并对于所述第一操作参数的所述第一测量值来说是冗余的。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其中，所述第一操作参数是发动机参数，并且其中，所述第一通信信道的所述控制处理器被构造成基于所述第一操作参数的所述第一测量值来生成所述至少一个发动机控制命令，并且所述第二通信信道的所述控制处理器被构造成基于所述第一操作参数的所述第二测量值来生成所述至少一个发动机控制命令。

5.根据权利要求3所述的控制系统，其中，所述第一操作参数是螺旋桨参数，并且其中，所述第一通信信道的所述控制处理器被构造成基于所述第一操作参数的所述第一测量值来生成所述至少一个螺旋桨控制命令，并且所述第二通信信道的所述控制处理器被构造成基于所述第一操作参数的所述第二测量值来生成所述至少一个螺旋桨控制命令。

6.根据权利要求3所述的控制系统，其中，所述至少一个第一传感器联接到所述发动机的齿轮箱以用于测量所述发动机的动力涡轮机速度，并且所述控制处理器被构造成基于所述动力涡轮机速度来确定螺旋桨转速。

7.根据权利要求3所述的控制系统，其中，所述至少一个第一传感器是用于测量所述发动机的扭矩的扭矩传感器，并且所述控制处理器被构造成基于所述发动机的所述扭矩来确定轴马力。

8.根据权利要求3所述的控制系统，其中，所述至少一个第二传感器的所述第一线圈将所述第二操作参数的第一测量值提供到所述第一通信信道的所述保护处理器，并且所述至少一个第二传感器的所述第二线圈将所述第二操作参数的第二测量值提供到所述第二通信信道的所述保护处理器，所述第二操作参数的所述第二测量值独立于所述第二操作参数的所述第一测量值并对于所述第二操作参数的所述第一测量值来说是冗余的。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其中，所述第二操作参数是发动机参数，并且其中，所述第一通信信道的所述保护处理器被构造成基于所述第二操作参数的所述第一测量值来生成所述至少一个发动机保护命令，并且所述第二通信信道的所述保护处理器被构造成基于所述第二操作参数的所述第二测量值来生成所述至少一个发动机保护命令。

10.根据权利要求8所述的控制系统，其中，所述第二操作参数是螺旋桨参数，并且其中，所述第一通信信道的所述保护处理器被构造成基于所述第二操作参数的所述第一测量值来生成所述至少一个螺旋桨保护命令，并且所述第二通信信道的所述保护处理器被构造成基于所述第二操作参数的所述第二测量值来生成所述至少一个螺旋桨保护命令。

11.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述至少一个控制执行器包括第一控制执行器，所述第一控制执行器包括用于控制所述发动机的至少一个物理部件的第一控制致动器以及用于控制所述螺旋桨的至少一个物理部件的第二控制致动器，所述第一控制致动器被构造成从所述第一通信信道的所述控制处理器接收所述至少一个发动机控制命令，并且所述第二控制致动器被构造成从所述第一通信信道的所述控制处理器接收所述至少一个螺旋桨控制命令。

12.根据权利要求11所述的控制系统，其中，所述至少一个控制执行器还包括第二控制执行器，所述第二控制执行器包括用于控制所述发动机的所述至少一个物理部件的第一控制致动器以及用于控制所述螺旋桨的所述至少一个物理部件的第二控制致动器，所述第二控制执行器的所述第一控制致动器被构造成从所述第二通信信道的所述控制处理器接收所述至少一个发动机控制命令，并且所述第二控制执行器的所述第二控制致动器被构造成从所述第二通信信道的所述控制处理器接收所述至少一个螺旋桨控制命令。

13.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述至少一个保护执行器包括第一保护执行器，所述第一保护执行器包括用于控制所述发动机的至少一个物理部件的第一保护致动器以及用于控制所述螺旋桨的至少一个物理部件的第二保护致动器，所述第一保护致动器被构造成从所述第一通信信道的所述保护处理器接收所述至少一个发动机保护命令，并且所述第二保护致动器被构造成从所述第一通信信道的所述保护处理器接收所述至少一个螺旋桨保护命令。

14.根据权利要求13所述的控制系统，其中，所述至少一个保护执行器还包括第二保护执行器，所述第二保护执行器包括用于控制所述发动机的所述至少一个物理部件的第一保护致动器以及用于控制所述螺旋桨的所述至少一个物理部件的第二保护致动器，所述第二保护执行器的所述第一保护致动器被构造成从所述第二通信信道的所述保护处理器接收所述至少一个发动机保护命令，并且所述第二保护执行器的所述第二保护致动器被构造成从所述第二通信信道的所述保护处理器接收所述至少一个螺旋桨保护命令。

15.一种用于控制发动机和螺旋桨组件的方法，所述发动机和螺旋桨组件包括发动机和联接到所述发动机的螺旋桨，所述方法包括：

在第一通信信道中所提供的第一控制处理器处以及在第二通信信道中所提供的第二控制处理器处，从用于测量所述组件的第一操作参数的至少一个第一传感器接收包括所述组件的所述第一操作参数的第一组发动机和螺旋桨参数，所述第二通信信道独立于所述第一通信信道并对于所述第一通信信道来说是冗余的；

在所述第一通信信道中所提供的第一保护处理器处以及在所述第二通信信道中所提供的第二保护处理器处，从用于测量所述组件的第二操作参数的至少一个第二传感器接收包括所述组件的所述第二操作参数的第二组发动机和螺旋桨参数；

由所述第一控制处理器和所述第二控制处理器中的至少一个并基于所述第一组发动机和螺旋桨参数来生成至少一个发动机控制命令和至少一个螺旋桨控制命令，所述至少一个发动机控制命令包括用于将所述发动机控制处于正常操作模式的指令，并且所述至少一个螺旋桨控制命令包括用于将所述螺旋桨控制处于所述正常操作模式的指令；

由所述第一保护处理器和所述第二保护处理器中的至少一个并基于所述第二组发动机和螺旋桨参数来生成至少一个发动机保护命令和至少一个螺旋桨保护命令，所述至少一个发动机保护命令包括用于超控所述至少一个发动机控制命令以防止所述发动机的危险操作的指令，并且所述至少一个螺旋桨保护命令包括用于超控所述至少一个螺旋桨控制命令以防止所述螺旋桨的危险操作的指令；

由所述第一控制处理器和所述第二控制处理器中的至少一个将所述至少一个发动机控制命令和所述至少一个螺旋桨控制命令输出到至少一个控制执行器，所述至少一个控制执行器被构造成将所述组件控制处于其正常操作模式；以及

由所述第一保护处理器和所述第二保护处理器中的至少一个将所述至少一个发动机保护命令和所述至少一个螺旋桨保护命令输出到所述至少一个保护执行器，所述至少一个保护执行器被构造成控制所述组件以预防其危险的操作模式。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，接收所述第一发动机和螺旋桨参数包括：在所述第一控制处理器处，从所述至少一个第一传感器的第一线圈接收所述第一操作参数的第一测量值；以及在所述第二控制处理器处，从所述至少一个第一传感器的第二线圈接收所述第一操作参数的第二测量值。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，接收所述第二发动机和螺旋桨参数包括：在所述第一保护处理器处，从所述至少一个第二传感器的第一线圈接收所述第二操作参数的第一测量值；以及在所述第二保护处理器处，从所述至少一个第二传感器的第二线圈接收所述第二操作参数的第二测量值。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，生成所述至少一个发动机控制命令包括：在所述第一控制处理器处，基于所述第一操作参数的所述第一测量值来生成所述至少一个发动机控制命令；以及在所述第二控制处理器处，基于所述第一操作参数的所述第二测量值来生成所述至少一个发动机控制命令。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，生成所述至少一个螺旋桨控制命令包括：在所述第一控制处理器处，基于所述第一操作参数的所述第一测量值来生成所述至少一个螺旋桨控制命令；以及在所述第二控制处理器处，基于所述第一操作参数的所述第二测量值来生成所述至少一个螺旋桨控制命令。

20.根据权利要求17所述的方法，其中，生成所述至少一个发动机保护命令包括：在所述第一保护处理器处，基于所述第二操作参数的所述第一测量值来生成所述至少一个发动机保护命令；以及在所述第二保护处理器处，基于所述第二操作参数的所述第二测量值来生成所述至少一个发动机保护命令；并且其中，生成所述至少一个螺旋桨保护命令包括：在所述第一保护处理器处，基于所述第二操作参数的所述第一测量值来生成所述至少一个螺旋桨保护命令；以及在所述第二保护处理器处，基于所述第二操作参数的所述第二测量值来生成所述至少一个螺旋桨保护命令。

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