JP2001107749A - 航空機用ガスタービン・エンジンの制御装置 - Google Patents

航空機用ガスタービン・エンジンの制御装置

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JP2001107749A JP28447399A JP28447399A JP2001107749A JP 2001107749 A JP2001107749 A JP 2001107749A JP 28447399 A JP28447399 A JP 28447399A JP 28447399 A JP28447399 A JP 28447399A JP 2001107749 A JP2001107749 A JP 2001107749A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 航空機用ガスタービン・エンジンの制御装置
において、高価なエンジン入口センサを除去し、他のセ
ンサ出力に基づいて必要とされるエンジン入口条件デー
タ(マッハ数Mn、圧力高度ALTおよび外気温度(全
温度TAT、真大気温度SAT)などのデータを論理で
求める。 【解決手段】 検出大気圧P0から圧力高度ALTを算
出し(S10)、全温度TATと空気流入温度T1を等
しいと見なしてT1を適宜な値に仮定し(S12)、仮
定したT1などからマッハ数Mnを推定し(S14)、
マッハ数Mnなどから流入空気圧力P1を算出し(S1
6)、P1などからT1を推定し(S18)、推定T1
が仮定T1に収束すると(S20)、T1などから真大
気温度SATを算出する(S22)。さらに、算出値を
機体搭載コンピュータ(ADC)データと比較し、故障
判定する(S24からS28)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は航空機用ガスター
ビン・エンジンの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】航空機用エンジンの制御装置にあって
は、エンジン制御に必要なエンジン入口条件データ、例
えば、マッハ数、圧力高度、外気温度などのデータは、
一般に、エンジン入口に取り付けられた温度センサ、圧
力センサなどのエンジン入口センサ群の出力信号から求
めている。
【0003】また、機体搭載コンピュータを装備する航
空機の場合、エンジン制御装置は機体搭載コンピュータ
側で求めたエンジン入口条件データをそのまま入力して
いるが、その場合でも、通信などの故障によって機体搭
載コンピュータのデータを入力できないときのバックア
ップ用として、エンジン入口に取り付けられたエンジン
入口センサ群を必要としている。
【0004】そのために、従来技術にあっては、図1に
想像線で示す如く、エンジン(ターボファン・エンジ
ン)10の空気取り入れ口66の付近に温度センサ68
を設けて流入空気温度(「T1」という)を検出すると
共に、想像線で示す如く、圧力センサ70を設けて流入
空気圧力(「P1」という)を検出している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、エンジン
入口センサ、即ち、温度センサ68,圧力センサ70な
どはエンジン10の空気取り入れ口66に位置するた
め、FOD(ForeignOjbect Damage)あるいは氷結など
の問題がある。即ち、エンジン入口センサは、鳥、霰な
どとの衝突に耐えるほど強度を必要とすると共に、ヒー
タなどの加熱手段を必要とすることから、一般に高価で
ある。
【0006】従って、かかるエンジン入口センサ群を除
去し、他のセンサ出力に基づいてエンジン入口条件デー
タを推定するのが望ましい。
【0007】尚、米国特許第4,249,238号公報
において、センサに故障あるいは異常動作が生じたと
き、代替センサ出力から必要とするパラメータを推定す
ることが知られている。しかしながら、この技術にはセ
ンサの一部を除去して他のセンサ出力から必要とするデ
ータを代替的に推定するという技術思想が見られないと
共に、推定手法自体も設計したエンジンモデルをリアル
タイムに更新しつつ行うものであって、構成において複
雑となる憾みがあった。
【0008】従って、この発明の目的は上記した課題を
解消することにあり、エンジン入口センサを除去し、他
のセンサ出力に基づいて必要とされるエンジン入口条件
データを論理で求めることを可能とすると共に、構成に
おいても比較的簡易な航空機用ガスタービン・エンジン
の制御装置を提供することにある。
【0009】また、エンジン制御装置でもエンジン入口
条件データを演算して機体搭載コンピュータの演算結果
と比較し、機体搭載コンピュータの故障を検知するのが
望ましい。
【0010】従って、この発明の第2の目的は、エンジ
ン入口センサを除去して他のセンサ出力に基づいて必要
とされるエンジン入口条件データを論理で求めると共
に、機体搭載コンピュータの演算結果と比較して機体搭
載コンピュータの故障を検知するようにした航空機用ガ
スタービン・エンジンの制御装置を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1項にあっては、少なくとも1個のタービ
ン(より具体的には低圧タービンおよび高圧タービン)
を有する航空機用ガスタービン・エンジンの制御装置に
おいて、前記タービンの回転数を検出するタービン回転
数検出手段(より具体的には低圧タービンの回転数を検
出する低圧タービン回転数検出手段、前記高圧タービン
の回転数を検出する高圧タービン回転数検出手段)、前
記タービンの入口側の圧力(より具体的には高圧圧縮機
の出力圧)を検出する圧力検出手段、大気圧を検出する
大気圧検出手段、および少なくとも前記タービン回転数
検出手段(より具体的には低圧タービン回転数検出手
段、高圧タービン回転数検出手段)、圧力検出手段およ
び大気圧検出手段の出力を入力し、少なくとも前記検出
された値に基づいて前記エンジンの入口条件データを推
定するエンジン入口条件データ推定手段を備える如く構
成した。
【0012】これにより、エンジン入口センサ出力に代
え、少なくともタービン回転数検出手段(より具体的に
は低圧タービン回転数検出手段、高圧タービン回転数検
出手段)、圧力検出手段および大気圧検出手段の出力を
入力し、少なくとも前記検出された値に基づいて前記エ
ンジンの入口条件データを推定することが可能となり、
エンジン入口センサを除去することができる。
【0013】さらに、米国特許第4,249,238号
公報に開示される手法と異なり、エンジンモデルを用い
ず、従ってモデルをリアルタイムに更新することもない
ので、論理演算構成においても比較的簡易である。
【0014】請求項2項にあっては、前記エンジンを装
着した機体に搭載されたコンピュータに接続されると共
に、前記エンジン入口条件データ推定手段は、前記機体
搭載コンピュータで演算されたエンジン入口条件データ
を入力するデータ入力手段、前記入力されたエンジン入
口条件データと前記推定されたエンジン入口条件データ
を比較して一致するか否か判断する判断手段、および前
記入力されたエンジン入口条件データと前記推定された
エンジン入口条件データが一致しないと判断されると
き、前記機体搭載コンピュータに故障が生じたと判定す
る判定手段を備える如く構成した。
【0015】これにより、請求項1項で述べた作用、効
果に加え、機体搭載コンピュータの故障を検知し、必要
に応じてパイロットに報知するなどの対策を講じること
ができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
の一つの実施の形態に係る航空機用ガスタービン・エン
ジンの制御装置を説明する。
【0017】図1はその装置を全体的に示す概略図であ
る。
【0018】尚、航空機用ガスタービン・エンジンとし
てはターボジェット・エンジン、ターボファン・エンジ
ン、ターボプロップ・エンジンおよびターボシャフト・
エンジンの4種が知られているが、以下、2軸のターボ
ファン・エンジンを例にとって説明する。
【0019】図1において、符号10はターボファン・
エンジン(以下「エンジン」という)を示し、符号10
aはエンジン本体を示す。エンジン10は機体(図示せ
ず)の適宜位置にマウントされる。
【0020】エンジン10はファン(ファン動翼)12
を備え、ファン12は高速で回転しつつ外気から空気を
吸引する。ファン12にはロータ12aが一体的に形成
され、ロータ12aは対向して配置されたステータ14
と共に低圧圧縮機16を構成し、そこで吸引した空気を
圧縮しつつ後方に圧送する。
【0021】尚、ファン12の付近にはセパレータ20
によってダクト(バイパス)22が形成され、吸引され
た空気の大部分は後段(コア側)で燃焼させられること
なく、ダクト22を通ってエンジン後方に噴出させられ
る。ファン排気は、その反作用としてエンジン10が搭
載される機体(図示せず)に推力(スラスト)を生じさ
せる。推力の大部分は、このファン排気によって生じ
る。
【0022】低圧圧縮機16で圧縮された空気は後段の
高圧圧縮機24に送られ、そこでロータ24aおよびス
テータ24bによってさらに圧縮された後、後段の燃焼
器26に送られる。
【0023】燃焼器26は燃料ノズル28を備え、燃料
ノズル28にはFCU(Fuel Control Unit 。燃料制御
ユニット)30で調量された燃料が圧送される。即ち、
FCU30は燃料調量バルブ32を備え、燃料ポンプ
(ギヤポンプ)34によって機体の適宜位置に配置され
た燃料タンク36から汲み上げられた燃料は、燃料調量
バルブ32で調量された後、燃料供給通路38を通って
燃料ノズル28に供給される。
【0024】噴霧された燃料は高圧圧縮機24から圧送
された圧縮空気と混合し、エンジン始動時にエキサイタ
(図1で図示省略)および点火プラグ(図示せず)で点
火されて燃焼する。混合気は一度着火されて燃焼を開始
すると、かかる圧縮空気と燃料からなる混合気を連続的
に供給されて燃焼を継続する。
【0025】燃焼によって生じた高温高圧ガスは高圧タ
ービン40に送られ、高圧タービン40を高速回転させ
る。高圧タービン40は前記した高圧圧縮機のロータ2
4aに高圧タービン軸40aを介して接続され、前記ロ
ータ24aを回転させる。
【0026】高温高圧ガスは、高圧タービン40を回転
駆動した後、低圧タービン42に送られ、低圧タービン
42を比較的低速で回転させる。低圧タービン42は前
記した低圧圧縮機16のロータ12aに低圧タービン軸
42a(軸40aと同心二軸構造)を介して接続されて
おり、前記ロータ12aを回転させる。
【0027】低圧タービン42を通過した高温高圧ガス
(タービン排気)は、ダクト22を通ってそのまま排出
されるファン排気と混合させられてジェットノズル44
からエンジン後方に噴出される。
【0028】エンジン本体10aの外部下面の前側寄り
には、アクセサリ・ドライブ・ギアボックス(以下「ギ
アボックス」という)50がステー50aを介して取り
付けられると共に、ギアボックス50の前端には一体的
に構成されたスタータおよびジェネレータ(以下「スタ
ータ」と総称する)52が取り付けられる。尚、ギアボ
ックス50の後端には前記したFCU30が配置され
る。
【0029】エンジン10の始動時、スタータ52によ
って軸56が回転させられると、その回転は駆動軸58
(および図示しないベベルギアなどのギア機構)を介し
て高圧タービン軸40aに伝えられ、燃焼に必要な空気
が燃焼器26に送り込まれる。
【0030】他方、軸56の回転はPMA(パーマネン
トマグネット・オルタネータ)60と燃料ポンプ34に
伝えられて燃料ポンプ34を駆動し、前記したように燃
料を燃料ノズル28を介して噴霧する。よって生じた混
合気は、点火されて燃焼を開始する。
【0031】エンジン10が自立運転回転数に達する
と、高圧タービン軸40aの回転が逆に駆動軸58(お
よび図示しないベベルギアなどのギア機構)を介して軸
56に伝えられ、燃料ポンプ34を駆動すると共に、P
MA60とスタータ52を駆動する。それによって、P
MA60は発電すると共に、スタータ52は、機体に電
力を供給する。
【0032】エンジン10において、低圧タービン軸4
2aの付近にはN1センサ(回転数センサ)62が配置
され、低圧タービン回転数(低圧タービン軸42aの回
転数)N1に比例する信号を出力すると共に、軸56の
付近にはN2センサ(回転数センサ)64が配置され、
高圧タービン回転数(高圧タービン軸40aの回転数)
N2に比例する信号を出力する。
【0033】また、ECU(Electronic Control Unit
。電子制御ユニット。後述)の内部にはP0センサ
(圧力センサ)72が設けられ、大気圧P0に比例する
信号を出力すると共に、ロータ24aの下流にはP3セ
ンサ(圧力センサ)74が配置されて高圧圧縮機24の
出力圧P3に比例する信号を出力する。
【0034】さらに、高圧タービン40と低圧タービン
42の間の適宜位置にはITTセンサ(温度センサ)7
6が配置され、その部位の温度(エンジン代表温度)I
TTに比例する信号を出力する。
【0035】尚、先に述べた如く、この実施の形態に係
る航空機用ガスタービン・エンジンの制御装置において
は、エンジン本体10aの前面の空気取り入れ口66の
付近に配置されて流入空気の温度T1を検出する温度セ
ンサ68と、同様にその付近に配置されて流入空気の圧
力P1を検出する圧力センサ70を除去するようにし
た。
【0036】エンジン本体10aの上部位置には前記し
たECU(符号80で示す)が配置される。上記したセ
ンサ群の出力は、ECU80に送られる。
【0037】図2は、ECU80および前記したFCU
30の構成を全体的に示すブロック図である。
【0038】前記したセンサ群に加え、機体操縦席(コ
ックピット。図示せず)付近に設置されたスロットルレ
バー(スラストレバー)82の付近にはTLAセンサ
(スロットルレバー位置センサ)84が配置され、パイ
ロット(操縦者)が入力したスロットルレバー位置(操
作者要求出力)TLAに比例する信号を出力する。TL
Aセンサ84の出力もECU80に入力される。尚、図
2において各センサ(P0センサ、TLAセンサなど)
は、その検出対象名(P0、TLAなど)で示す。
【0039】さらに、FCU30の適宜位置にはFMV
Pセンサ(バルブ位置センサ。図2で図示省略)が設け
られ、燃料調量バルブ32のバルブ位置FMVPに比例
する信号を出力する。FMVPセンサの出力もECU8
0に入力される。
【0040】さらに、ECU80には、通信インターフ
ェース・ユニット88を介して前記したスロットルレバ
ー82以外の機器のパイロット選択指令90、前記した
機体搭載コンピュータ(Air Data Computer 。以下「A
DC」という)92からのデータ、および第2のエンジ
ン(図示せず)のECU94からのデータが入力(ある
いは出力)されると共に、コックピット内のディスプレ
イ96に接続されてECU80のデータを表示させる。
【0041】ECU80はCPU80aを備え、CPU
80aは入力値に基づき、スロットルレバー位置(操作
者要求出力)TLAに応じて低圧タービン軸回転数(低
圧タービン回転数)N1が所定回転数となるように、エ
ンジン10に供給すべき燃料流量の指令値(操作量)
を、トルクモータ98への通電電流指令値として算出し
てFCU30に送る。
【0042】さらに、ECU80は検出された低圧ター
ビン回転数N1および高圧タービン回転数N2の値のい
ずれかが所定値(例えば、それぞれの最高回転数の10
7%相当値)を超えるか否か監視し、検出された低圧タ
ービン回転数N1および高圧タービン回転数N2のいず
れかが所定値を超えるときはオーバースピードと判断
し、エンジン10に供給すべき燃料流量が所定値、より
具体的には零あるいは最小となるようにトルクモータ9
8への通電電流指令値を決定してFCU30に送る。
【0043】FCU30は低圧燃料ポンプ100を備
え、燃料タンク36(図2で図示省略)から汲み上げら
れた燃料は、フィルタ(およびオイルクーラ)102を
経て前記した燃料ポンプ34で高圧化されて燃料調量バ
ルブ32に送られる。トルクモータ98は燃料調量バル
ブ32に接続され、そのスプール位置を決定する。従っ
て、高圧ポンプ34を介して圧送された燃料は、燃料調
量バルブ32でそのスプール位置に応じた流量に調節
(調量)される。
【0044】調量された燃料は、シャットオフバルブ1
04、ドレーンバルブ106およびシャットオフ機構1
08を介して前記した燃料ノズル28に供給される。
【0045】尚、低圧タービン軸42aには非常停止ス
イッチ110が接続されており、低圧タービン軸42a
が何らかの理由から変位するとオンし、シャットオフ機
構108を動作させて燃料ノズル28への燃料供給を機
械的に遮断する。同様に、ソレノイド112が設けら
れ、パイロット選択指令90に応じてシャットオフバル
ブ104を動作させて燃料ノズル28への燃料供給を遮
断する。
【0046】さらに、ECU80においてCPU80a
は、エンジン制御に必要なエンジン入口条件データ、よ
り具体的には、マッハ数Mn、圧力高度ALT、および
外気温度(より具体的には全温度TAT、真大気温度S
AT)などのデータを論理に基づいて推定(演算)す
る。
【0047】この実施の形態に係る航空機用ガスタービ
ン・エンジンの制御装置の特徴は、このようなエンジン
制御に必要なエンジン入口条件データを論理に基づいて
推定(演算)することにあるので、以下その点に焦点を
おいて説明する。
【0048】図3はその推定動作を示すフロー・チャー
トである。
【0049】以下説明すると、S10において、検出し
た大気圧P0に基づいた近似関数から圧力高度ALTを
算出する。圧力高度ALTはこのように、地上からの離
間距離ではなく、大気圧に関連した値として算出する。
尚、検出した大気圧P0をそのまま用いるが、温度など
に応じて適宜補正した値を用いても良い。
【0050】次いでS12に進み、全温度TATと流入
空気温度T1はほぼ等しいものとみなすことができるた
め、流入空気温度T1を適宜な値に仮定する。
【0051】前記したようにこの実施の形態においては
流入空気温度T1を検出するセンサ(および流入空気圧
力P1を検出するセンサ)を除去していることから、流
入空気温度T1を実測していないが、一般に、流入空気
温度T1と全温度TATは、ほぼ等しいとみなすことか
ら、このように仮定する。
【0052】ここで、外気温度について説明すると、高
速機の場合、外気温度を測定する温度センサにあって
は、受感部に衝突した空気が断熱圧縮されて温度上昇を
もたらすため、大気の真の温度より高い値を示す。この
温度を全温度TATという。それに対し、大気の真の温
度を真大気温度SATという。
【0053】全温度TATと真大気温度SATの間には
以下のような関係がある。 SAT=TAT/(1+0.2KMn2 ) 上記で、K:係数、Mn:マッハ数である。従って、先
ずマッハ数を算出し、それから真大気温度(外気温度)
SATを算出する。
【0054】次いでS14に進み、仮定した流入空気温
度T1と低圧タービン回転数N1と高圧タービン回転数
N2からマップ1を検索してマッハ数Mnを推定する。
図4にマップ1の特性を示す。図示の如き特性を予め実
験により求めておく。
【0055】尚、同図においてθは大気温度比を示し、
以下のように算出される。 θ=T1/TSTD 上記で、T1:流入空気温度、TSTD:所定温度であ
り、共に〔°K〕で示す。TSTDは、例えば288.
15〔°K〕である。
【0056】また、同図では最小マッハ数(Mn=0)
と最大マッハ数(Mn=0.9)のみ示すが、破線で示
す如く、その間に種々の値を設定しておくものとする
(尚、補間演算を用いても良い)。
【0057】マッハ数Mnは以下のように示される。 Mn=ω/√κRT 上記で、ω:平均流速、κ:比熱比、R:ガス定数、
T:理想気体の温度である。
【0058】次いでS16に進み、推定したマッハ数M
nと検出大気圧P0から図示の如き物理的な近似式を用
いてから流入空気圧力P1を算出する。
【0059】次いでS18に進み、算出した流入空気圧
力P1と高圧圧縮機出力圧P3と高圧タービン回転数N
2からマップ2を検索して流入空気温度T1を推定す
る。図5にマップ2の特性を示す。図示の如き特性も予
め実験により求めておく。
【0060】次いでS20に進み、先にS12で仮定し
た流入空気温度T1とS18で推定した流入空気温度T
1が一致(より詳しくは完全に一致あるいは少なくとも
ほぼ一致)するか否か判断し、否定されるときはS12
に戻り、仮定値が推定値に収束するまで以上の処理を繰
り返す。
【0061】他方、S20で肯定されるときはS22に
進み、流入空気温度T1とマッハ数Mnから図示の如き
物理的な近似式を用いて真大気温度SATを算出する。
【0062】次いでS24に進み、前記した通信インタ
ーフェース・ユニット88を介してADC92からデー
タ、即ち、ADC92が演算(あるいは検出)したエン
ジン入口条件データを入力する。
【0063】次いでS26に進み、ECU80で算出し
たエンジン入口条件データと、ADC92が演算(ある
いは検出)したエンジン入口条件データが一致(より詳
しくは完全に一致あるいは少なくともほぼ一致)するか
否か判断する。
【0064】S26で否定されるときはADC92(あ
るいはその通信系)系に故障が生じたと判定し、必要に
応じてコックピット内のディスプレイ96への表示など
を介してADC故障検知をパイロットに報知すると共
に、肯定されるときはADC92(あるいはその通信
系)系が正常と判定して以降の処理をスキップする。
【0065】この実施の形態に係る航空機用ガスタービ
ン・エンジンの制御装置は上記の如く、エンジン入口セ
ンサ(温度センサ68,圧力センサ70など)出力に代
え、他のセンサ出力に基づいて必要とされるエンジン1
0の入口条件データを論理で求めるようにしたので、エ
ンジン入口センサ(温度センサ68,圧力センサ70な
ど)を除去することができる。
【0066】さらに、米国特許第4,249,238号
公報に開示される手法と異なり、エンジンモデルを用い
ず、従ってモデルをリアルタイムに更新することもない
ので、論理演算構成においても比較的簡易である。
【0067】さらに、上記に加え、ADC92あるいは
その通信系の故障を検知し、必要に応じてパイロットに
報知するなどの対策を講じることができる。
【0068】尚、上記においてS24以降の処理は必須
ではない。即ち、エンジン入口条件データの論理演算
は、ADC92の故障検知を実行すると否とに関わら
ず、行っても良い。
【0069】図6は、この発明の第2の実施の形態に係
る航空機用ガスタービン・エンジンの制御装置、特にそ
の動作を示す、図3と同様のフロー・チャートである。
【0070】先に述べた第1の実施の形態においてはエ
ンジン入口条件データの論理演算として収束計算を用い
たが、第2の実施の形態ではその演算にニューロ関数を
用いるようにした。
【0071】以下説明すると、S100において運転デ
ータ(いわゆるフライトエンベロープ)またはシミュレ
ーションデータに基づいて作成したニューロ関数を用
い、同図に示す如く、検出大気圧P0と高圧圧縮機出力
圧P3と低圧タービン回転数N1と高圧タービン回転数
N2(あるいはその微分値)などから、マッハ数Mnを
推定する。
【0072】図7は推定用のニューロ関数の作成を示す
説明図である。
【0073】ニューロ関数は、運転データ(いわゆるフ
ライトエンベロープ)または過渡的なシミュレーション
の計算結果を入力値、教師データとして学習に用いつ
つ、予め十分に学習しておく。ネットワークは図示の如
く3層とし、しきい値関数として、シグモイド関数を用
いる。ネットワークへの入出力は、スケーリング行列を
用いて基準化する。同図の下部に計算フローを示す。こ
こでは、学習率、慣性項係数、ニューロン数、しきい値
関数などをチューニングパラメータとする。
【0074】次いでS102に進み、第1の実施の形態
と同様に、検出大気圧P0から近似関数を用いて圧力高
度ALTを算出する。
【0075】次いでS104に進み、第1の実施の形態
と同様に、マッハ数Mnと検出大気圧P0から物理的な
近似式を用いて流入空気圧力P1を算出する。
【0076】次いでS106に進み、第1の実施の形態
と同様に、算出した流入空気圧力P1と高圧圧縮機出力
圧P3と高圧タービン回転数N2からマップ2を検索し
て流入空気温度T1を推定する。
【0077】次いでS108に進み、第1の実施の形態
と同様に、推定した流入空気温度T1とマッハ数Mnか
ら物理的な近似式を用いて真大気温度SATを算出す
る。
【0078】次いでS110に進んでADC92が演算
(あるいは検出)したエンジン入口条件データを入力
し、S112に進んでECU80で算出したエンジン入
口条件データと、ADC92が演算(あるいは検出)し
たエンジン入口条件データが一致(より詳しくは完全に
一致あるいは少なくともほぼ一致)するか否か判断す
る。
【0079】S112で肯定されるときはADC92
(あるいはその通信系)系に故障が生じたと判定し、必
要に応じてコックピット内のディスプレイ96への表示
などを介してADC故障検知をパイロットに報知すると
共に、否定されるときはADC92(あるいはその通信
系)系が正常と判定して以降の処理をスキップする。
【0080】第2の実施の形態に係る航空機用ガスター
ビン・エンジンの制御装置も、第1の実施の形態と同様
に、エンジン入口センサ出力に代え、他のセンサ出力に
基づいて必要とされるエンジン10の入口条件データを
論理で求めるようにしたので、エンジン入口センサを除
去することができる。
【0081】さらに、上記に加え、ADC92あるいは
その通信系の故障を検知し、必要に応じてパイロットに
報知するなどの対策を講じることができる。
【0082】さらに、米国特許第4,249,238号
公報に開示される手法と異なり、エンジンモデルを用い
ず、従ってモデルをリアルタイムに更新することもない
ので、論理演算構成においても比較的簡易である。ま
た、S110以降の処理が必須ではないことも第1の実
施の形態と異ならない。
【0083】尚、第2の実施の形態においてニューロ関
数を用いたが、それに限られるものではなく、近似関数
であればどのような関数を用いても良い。
【0084】上記の如く、この実施の形態にあっては、
少なくとも1個のタービン(より具体的には低圧タービ
ン(42)および高圧タービン(40))を有する航空
機用ガスタービン・エンジン(ターボファン・エンジン
10)の制御装置において、前記タービンの回転数を検
出するタービン回転数検出手段(より具体的には低圧タ
ービンの回転数(低圧タービン(軸)回転数N1)を検
出する低圧タービン回転数検出手段(N1センサ6
2)、前記高圧タービンの回転数(高圧タービン(軸)
回転数N2)を検出する高圧タービン回転数検出手段
(N2センサ64))、前記タービンの入口側の圧力
(より具体的には高圧圧縮機出力圧P3)を検出する圧
力検出手段(P3センサ74)、大気圧(大気圧P0)
を検出する大気圧検出手段(P0センサ72)、および
少なくとも前記タービン回転数検出手段(より具体的に
は低圧タービン回転数検出手段、高圧タービン回転数検
出手段)、圧力検出手段および大気圧検出手段の出力を
入力し、少なくとも前記検出された値に基づいて前記エ
ンジンの入口条件データ、より詳しくはマッハ数Mn、
圧力高度ALT、および外気温度(より詳しくは全温度
TAT、真大気温度SAT)などのデータを推定するエ
ンジン入口条件データ推定手段(ECU80,S10か
らS22,S100からS108)を備える如く構成し
た。
【0085】さらに、前記エンジンを装着した機体に搭
載されたコンピュータ(ADC92)に接続されると共
に、前記エンジン入口条件データ推定手段は、前記機体
搭載コンピュータで演算されたエンジン入口条件データ
を入力するデータ入力手段(S24,S110)、前記
入力されたエンジン入口条件データと前記推定されたエ
ンジン入口条件データを比較して一致するか否か判断す
る判断手段(S26,S112)、および前記入力され
たエンジン入口条件データと前記推定されたエンジン入
口条件データが一致しないと判断されるとき、前記機体
搭載コンピュータに故障が生じたと判定する判定手段
(S28,S114)を備える如く構成した。
【0086】尚、上記した実施の形態において、航空機
用ガスタービン・エンジンとしてはターボファン・エン
ジンを例にとったが、ターボジェット・エンジン、ター
ボファン・エンジン、ターボプロップ・エンジンおよび
ターボシャフト・エンジンなどであっても良い。
【0087】
【発明の効果】請求項1項にあっては、エンジン入口セ
ンサ出力に代え、少なくともタービン回転数検出手段
(より具体的には低圧タービン回転数検出手段、高圧タ
ービン回転数検出手段)、圧力検出手段および大気圧検
出手段の出力を入力し、少なくとも前記検出された値に
基づいて前記エンジンの入口条件データを推定すること
が可能となり、エンジン入口センサを除去することがで
きる。
【0088】さらに、米国特許第4,249,238号
公報に開示される手法と異なり、エンジンモデルを用い
ず、従ってモデルをリアルタイムに更新することもない
ので、論理演算構成においても比較的簡易である。
【0089】請求項2項にあっては、請求項1項で述べ
た作用、効果に加え、機体搭載コンピュータの故障を検
知し、必要に応じてパイロットに報知するなどの対策を
講じることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一つの実施の形態に係る航空機用ガ
スタービン・エンジンの制御装置を全体的に示す概略図
である。
【図2】図1装置の中のECUおよびFCUの構成を示
す説明ブロック図である。
【図3】図1の装置の動作を示すフロー・チャートであ
る。
【図4】図3フロー・チャートで使用されるマップ1の
特性を示す説明グラフである。
【図5】図3フロー・チャートで使用されるマップ2の
特性を示す説明グラフである。
【図6】この発明の第2の実施の形態に係る航空機用ガ
スタービン・エンジンの制御装置、特にその動作を示
す、図3と同様のフロー・チャートである。
【図7】図6フロー・チャートで使用されるニューロ関
数の作成手法を示す説明グラフである。
【符号の説明】
10 航空機用ガスタービン・エンジン(ターボフ
ァン・エンジン) 12 ファン 12a ロータ 14 ステータ 16 低圧圧縮機 24 高圧圧縮機 24a ロータ 24b ステータ 26 燃焼器 28 燃料ノズル 30 FCU(Fuel Control Unit 。燃料制御ユニ
ット) 32 燃料調量バルブ 40 高圧タービン 40a 高圧タービン軸 42 低圧タービン 42a 低圧タービン軸 62 N1センサ(低圧タービン回転数検出手段) 64 N2センサ(高圧タービン回転数検出手段) 76 ITTセンサ 72 P0センサ(大気圧検出手段) 74 P3センサ(圧力検出手段) 80 ECU(Electronic Control Unit 。電子制
御ユニット) 80a CPU 82 スロットルレバー 92 機体搭載コンピュータ(ADC) 98 トルクモータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1個のタービンを有する航空
    機用ガスタービン・エンジンの制御装置において、 a.前記タービンの回転数を検出するタービン回転数検
    出手段、 b.前記タービンの入口側の圧力を検出する圧力検出手
    段、 c.大気圧を検出する大気圧検出手段、および d.少なくとも前記タービン回転数検出手段、圧力検出
    手段および大気圧検出手段の出力を入力し、少なくとも
    前記検出された値に基づいて前記エンジンの入口条件デ
    ータを推定するエンジン入口条件データ推定手段、を備
    えることを特徴とする航空機用ガスタービン・エンジン
    の制御装置。
  2. 【請求項2】 前記エンジンを装着した機体に搭載され
    たコンピュータに接続されると共に、前記エンジン入口
    条件データ推定手段は、 e.前記機体搭載コンピュータで演算されたエンジン入
    口条件データを入力するデータ入力手段、 f.前記入力されたエンジン入口条件データと前記推定
    されたエンジン入口条件データを比較して一致するか否
    か判断する判断手段、および g.前記入力されたエンジン入口条件データと前記推定
    されたエンジン入口条件データが一致しないと判断され
    るとき、前記機体搭載コンピュータに故障が生じたと判
    定する判定手段、を備えることを特徴とする請求項1項
    記載の航空機用ガスタービン・エンジンの制御装置。
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