JP2002115565A - エンジン制御システムをトリムする方法及び装置 - Google Patents
エンジン制御システムをトリムする方法及び装置Info
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/28—Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 制御システムは、所望の量の推力を提供す
るために、ガスタービンエンジンをリアルタイムでトリ
ムする。 【解決手段】 制御システムは、エンジンからエンジン
の状態に関する入力を受信するためにエンジンに結合す
る制御装置を含む。制御装置はプロセッサと、プロセッ
サに結合する不揮発性メモリとを含む。プロセッサは制
御論理を実行するようにプログラムされている。制御さ
れる変数の値を表すエンジンパワースケジュールがメモ
リに格納されている。
るために、ガスタービンエンジンをリアルタイムでトリ
ムする。 【解決手段】 制御システムは、エンジンからエンジン
の状態に関する入力を受信するためにエンジンに結合す
る制御装置を含む。制御装置はプロセッサと、プロセッ
サに結合する不揮発性メモリとを含む。プロセッサは制
御論理を実行するようにプログラムされている。制御さ
れる変数の値を表すエンジンパワースケジュールがメモ
リに格納されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、ガスター
ビンエンジンに関し、特にガスタービンエンジンの制御
システムに関する。
ビンエンジンに関し、特にガスタービンエンジンの制御
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】航空機のエンジンが発生する推力の量を
飛行中に測定することは不可能であるので、通常、ガス
タービンエンジンは、エンジンファン速度又はエンジン
圧力比を制御することにより推力を間接的に制御する制
御システムを使用している。すなわち、そのような制御
システムは、ファンの回転速度又はノズル入口圧力とフ
ァン入口圧力との比などの測定可能なパラメータからエ
ンジン推力を推論することができるのである。測定され
たパラメータは、制御システムにあらかじめロードされ
ているパワー管理スケジュールと比較される。
飛行中に測定することは不可能であるので、通常、ガス
タービンエンジンは、エンジンファン速度又はエンジン
圧力比を制御することにより推力を間接的に制御する制
御システムを使用している。すなわち、そのような制御
システムは、ファンの回転速度又はノズル入口圧力とフ
ァン入口圧力との比などの測定可能なパラメータからエ
ンジン推力を推論することができるのである。測定され
たパラメータは、制御システムにあらかじめロードされ
ているパワー管理スケジュールと比較される。
【０００３】エンジンごとの製造時の品質のばらつき
や、時間の経過に伴うエンジン構成要素の劣化、制御セ
ンサの測定誤差、及び湿度などの動作条件の変化を考慮
に入れるため、制御システムは、通常、パワー管理スケ
ジュール内の各制御パラメータを実際に必要とされるよ
りも高い値にあらかじめ設定している。その結果、実際
に発生する推力は少なくとも所望のエンジン推力量と等
しく、通常はそれより大きくなる。
や、時間の経過に伴うエンジン構成要素の劣化、制御セ
ンサの測定誤差、及び湿度などの動作条件の変化を考慮
に入れるため、制御システムは、通常、パワー管理スケ
ジュール内の各制御パラメータを実際に必要とされるよ
りも高い値にあらかじめ設定している。その結果、実際
に発生する推力は少なくとも所望のエンジン推力量と等
しく、通常はそれより大きくなる。
【０００４】航空機エンジンがリアルタイムでトリムさ
れないため、制御システムは劣化したエンジンからも最
小限の量の推力が得られるように事前にプログラムされ
る。従って、劣化していないエンジンは一連の所定の動
作パラメータに対して必要以上の大きな推力を発生する
ことになる。付加的な推力によって、エンジンはより高
い動作温度で動作する結果になる。更に、時間の経過に
伴って又は特定のエンジン特性に応答してスケジュール
が変化することはないので、このようなエンジンは所望
の最適推力を発生するようには全くトリムされない。時
間の経過に伴って、高い温度でエンジンを動作させ続け
ると、エンジンの寿命は短くなり、動作コストは増大
し、ユーザがエンジンの動作範囲を選択する際の融通性
は損なわれるであろう。
れないため、制御システムは劣化したエンジンからも最
小限の量の推力が得られるように事前にプログラムされ
る。従って、劣化していないエンジンは一連の所定の動
作パラメータに対して必要以上の大きな推力を発生する
ことになる。付加的な推力によって、エンジンはより高
い動作温度で動作する結果になる。更に、時間の経過に
伴って又は特定のエンジン特性に応答してスケジュール
が変化することはないので、このようなエンジンは所望
の最適推力を発生するようには全くトリムされない。時
間の経過に伴って、高い温度でエンジンを動作させ続け
ると、エンジンの寿命は短くなり、動作コストは増大
し、ユーザがエンジンの動作範囲を選択する際の融通性
は損なわれるであろう。
【０００５】
【発明の概要】一実施例においては、所望の量の推力を
発生するために、制御システムはガスタービンエンジン
をリアルタイムでトリムする。制御システムは、エンジ
ンの状態に関する入力をエンジンから受信するためにエ
ンジンに結合する制御装置を含む。制御装置はプロセッ
サと、プロセッサに結合するメモリとを含む。プロセッ
サは制御論理を実行するようにプログラムされる。制御
量の値を表すエンジンパワースケジュールがメモリに格
納される。
発生するために、制御システムはガスタービンエンジン
をリアルタイムでトリムする。制御システムは、エンジ
ンの状態に関する入力をエンジンから受信するためにエ
ンジンに結合する制御装置を含む。制御装置はプロセッ
サと、プロセッサに結合するメモリとを含む。プロセッ
サは制御論理を実行するようにプログラムされる。制御
量の値を表すエンジンパワースケジュールがメモリに格
納される。
【０００６】動作中、プロセッサはエンジン入力を使用
して、所望の推力の量に対応する指令燃料流量を決定す
る。制御システムはエンジンをリアルタイムでトリム
し、エンジンの動作特性の変化に応答して変化すること
のない固定したスケジュールを使用してエンジンを制御
するのではないため、エンジンのオンウィングエンジン
寿命は長くなる。更に、エンジンはリアルタイムでトリ
ムされ、必要以上の推力を発生させるようなスケジュー
ルを使用してトリムされるのではないため、エンジンの
過剰推力は減少し、エンジンはより低い動作温度で動作
し、動作コストは低減し、且つ信頼性は向上する。
して、所望の推力の量に対応する指令燃料流量を決定す
る。制御システムはエンジンをリアルタイムでトリム
し、エンジンの動作特性の変化に応答して変化すること
のない固定したスケジュールを使用してエンジンを制御
するのではないため、エンジンのオンウィングエンジン
寿命は長くなる。更に、エンジンはリアルタイムでトリ
ムされ、必要以上の推力を発生させるようなスケジュー
ルを使用してトリムされるのではないため、エンジンの
過剰推力は減少し、エンジンはより低い動作温度で動作
し、動作コストは低減し、且つ信頼性は向上する。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、航空機エンジン１２と共
に使用するための制御システム１０の論理図である。制
御システム１０はファン速度トリム推定装置２０と、複
数の加算ジャンクション２２と、パワー管理スケジュー
ルメモリ２４と、調整装置２６とを含む。パワー管理ス
ケジュールメモリ２４と調整装置２６は当該技術分野に
おいては知られている。トリム推定装置２０はエンジン
１２から入力３０を受信し、その入力３０を推力対ファ
ン速度スケジュール（図示せず）に印加して、定常状態
パワー管理パラメータトリム値３４を生成する。一実施
例では、入力は排気ガス温度；EGT及びパワー管理フィ
ードバックパラメータの測定値である。
に使用するための制御システム１０の論理図である。制
御システム１０はファン速度トリム推定装置２０と、複
数の加算ジャンクション２２と、パワー管理スケジュー
ルメモリ２４と、調整装置２６とを含む。パワー管理ス
ケジュールメモリ２４と調整装置２６は当該技術分野に
おいては知られている。トリム推定装置２０はエンジン
１２から入力３０を受信し、その入力３０を推力対ファ
ン速度スケジュール（図示せず）に印加して、定常状態
パワー管理パラメータトリム値３４を生成する。一実施
例では、入力は排気ガス温度；EGT及びパワー管理フィ
ードバックパラメータの測定値である。
【０００８】加算ジャンクション２２は第１の加算ジャ
ンクション３６と、第２の加算ジャンクション３８とを
含む。第２の加算ジャンクション３８は当該技術分野に
おいては良く知られている。第１の加算ジャンクション
３６は、パワー管理スケジュールメモリ２４からのパワ
ー管理パラメータ基準値４０を加算する。パワー管理ス
ケジュールメモリ２４は、パワー管理パラメータ基準値
４０と推力要求との関係を表すテーブルを含む。推力要
求は、スロットルレバー角度（TLA）４４と、飛行条件
を示す、エンジンセンサから受信される値４２とから決
定される。一実施例においては、値４２はファン入口温
度（T２）を含む。加算ジャンクション３６はパワー管
理パラメータ基準値４０と基準パラメータトリム値３４
とを加算して、修正基準パラメータ値４６を生成する。
ンクション３６と、第２の加算ジャンクション３８とを
含む。第２の加算ジャンクション３８は当該技術分野に
おいては良く知られている。第１の加算ジャンクション
３６は、パワー管理スケジュールメモリ２４からのパワ
ー管理パラメータ基準値４０を加算する。パワー管理ス
ケジュールメモリ２４は、パワー管理パラメータ基準値
４０と推力要求との関係を表すテーブルを含む。推力要
求は、スロットルレバー角度（TLA）４４と、飛行条件
を示す、エンジンセンサから受信される値４２とから決
定される。一実施例においては、値４２はファン入口温
度（T２）を含む。加算ジャンクション３６はパワー管
理パラメータ基準値４０と基準パラメータトリム値３４
とを加算して、修正基準パラメータ値４６を生成する。
【０００９】第２の加算ジャンクション３８はエンジン
１２により提供されるフィードバックパラメータ値４８
を修正基準パラメータ値４６から減算して、制御誤差５
０を生成する。一実施例では、パワー管理パラメータ基
準値４０は基準ファン速度であり、パワー管理パラメー
タトリム値３４はファン速度トリムであり、フィードバ
ックパラメータ値４８は感知されたファン速度であり、
修正基準パラメータ値４６は修正基準ファン速度であ
り、制御誤差５０はファン速度の誤差である。別の実施
例においては、パワー管理パラメータ基準値４０は基準
エンジン圧力比であり、パワー管理パラメータトリム値
３４はエンジン圧力比トリムであり、フィードバックパ
ラメータ値４８は感知されたエンジン圧力比であり、修
正基準パラメータ値４６は修正基準エンジン圧力比であ
り、制御誤差５０はエンジン圧力比の誤差である。
１２により提供されるフィードバックパラメータ値４８
を修正基準パラメータ値４６から減算して、制御誤差５
０を生成する。一実施例では、パワー管理パラメータ基
準値４０は基準ファン速度であり、パワー管理パラメー
タトリム値３４はファン速度トリムであり、フィードバ
ックパラメータ値４８は感知されたファン速度であり、
修正基準パラメータ値４６は修正基準ファン速度であ
り、制御誤差５０はファン速度の誤差である。別の実施
例においては、パワー管理パラメータ基準値４０は基準
エンジン圧力比であり、パワー管理パラメータトリム値
３４はエンジン圧力比トリムであり、フィードバックパ
ラメータ値４８は感知されたエンジン圧力比であり、修
正基準パラメータ値４６は修正基準エンジン圧力比であ
り、制御誤差５０はエンジン圧力比の誤差である。
【００１０】第２の加算ジャンクション３８により生成
される制御誤差５０は調整装置２６に供給される。調整
装置２６は、調整装置２６にあらかじめプログラムされ
ている情報と誤差５０との組み合わせに基づいて指令燃
料流量出力５２を発生する。指令燃料流量出力５２は、
スロットルレバー角度４４と、エンジンセンサから受信
される値４２と、フィードバックパラメータ値４８と、
エンジン値３０とに基づいて所望の推力５６を生成する
ために、エンジン１２に供給される。一実施例では、値
４２はファン入口温度であり、フィードバックパラメー
タ値４８は感知されたファン速度であり、エンジン値３
０は感知された排気ガス温度である。
される制御誤差５０は調整装置２６に供給される。調整
装置２６は、調整装置２６にあらかじめプログラムされ
ている情報と誤差５０との組み合わせに基づいて指令燃
料流量出力５２を発生する。指令燃料流量出力５２は、
スロットルレバー角度４４と、エンジンセンサから受信
される値４２と、フィードバックパラメータ値４８と、
エンジン値３０とに基づいて所望の推力５６を生成する
ために、エンジン１２に供給される。一実施例では、値
４２はファン入口温度であり、フィードバックパラメー
タ値４８は感知されたファン速度であり、エンジン値３
０は感知された排気ガス温度である。
【００１１】トリム推定装置２０は、エンジン状態及び
エンジンパワーレベルを示す入力値３０を使用して、パ
ワー管理トリム値３４を計算する。一実施例では、エン
ジン値３０は排気ガス温度と、ファン速度とを含む。ト
リム推定装置２０は、エンジンの動力学的条件を考慮し
て、トリム値３４に対する修正が定常状態条件の下で実
行されるように保証するための論理を更に含む。一実施
例においては、トリム推定装置２０はルックアップテー
ブルと、定常状態検出論理とから構成される。別の実施
例では、トリム推定装置２０は曲線当てはめ又は物理モ
デルを使用して、エンジン状態及びパワーレベルの関数
としてトリム値３４を求める。更に別の実施例において
は、トリム推定装置２０と第１の加算ジャンクション３
６は、パワー管理スケジュールメモリ２４、調整装置２
６及び加算ジャンクション３８を実現するプロセッサに
結合する不揮発性メモリユニットで実現されている。
エンジンパワーレベルを示す入力値３０を使用して、パ
ワー管理トリム値３４を計算する。一実施例では、エン
ジン値３０は排気ガス温度と、ファン速度とを含む。ト
リム推定装置２０は、エンジンの動力学的条件を考慮し
て、トリム値３４に対する修正が定常状態条件の下で実
行されるように保証するための論理を更に含む。一実施
例においては、トリム推定装置２０はルックアップテー
ブルと、定常状態検出論理とから構成される。別の実施
例では、トリム推定装置２０は曲線当てはめ又は物理モ
デルを使用して、エンジン状態及びパワーレベルの関数
としてトリム値３４を求める。更に別の実施例において
は、トリム推定装置２０と第１の加算ジャンクション３
６は、パワー管理スケジュールメモリ２４、調整装置２
６及び加算ジャンクション３８を実現するプロセッサに
結合する不揮発性メモリユニットで実現されている。
【００１２】時間の経過に伴ってエンジン１２が劣化す
るにつれて、感知排気ガス温度を示すエンジン値３０は
それに応答して変化する。制御システム１０はファン速
度トリム値３４を使用してエンジンをトリムし、時間の
経過に伴って又はエンジン１２の動作状態に応答して変
化することのない固定されたパワー管理スケジュール２
４に基づいて制御されるのではないため、エンジン１２
のオンウィングエンジン寿命は長くなる。更に、エンジ
ン１２はリアルタイムでトリムされ、必要以上に大きな
推力を生成するように設計されたスケジュールに基づい
てトリムされるわけではないので、エンジン１２からの
過剰推力は減少し、エンジン１２は従来より低い動作温
度で動作する。
るにつれて、感知排気ガス温度を示すエンジン値３０は
それに応答して変化する。制御システム１０はファン速
度トリム値３４を使用してエンジンをトリムし、時間の
経過に伴って又はエンジン１２の動作状態に応答して変
化することのない固定されたパワー管理スケジュール２
４に基づいて制御されるのではないため、エンジン１２
のオンウィングエンジン寿命は長くなる。更に、エンジ
ン１２はリアルタイムでトリムされ、必要以上に大きな
推力を生成するように設計されたスケジュールに基づい
てトリムされるわけではないので、エンジン１２からの
過剰推力は減少し、エンジン１２は従来より低い動作温
度で動作する。
【００１３】図２は、航空機エンジン１２と共に使用す
るための制御システム１００の別の実施例の論理図であ
る。制御システム１００の、制御システム１０（図１に
示す）の構成要素と同じ構成要素は、図２においても図
１と同じ図注符号を付して示してある。従って、制御シ
ステム１００は調整装置２６と、加算ジャンクション３
６とを含む。制御システム１００はエンジン品質推定装
置１０２と、推力推定装置１０４と、ファン速度トリム
推定装置２０（図１に示す）とほぼ同様であるファン速
度トリム推定装置１０８と、パワー管理スケジュール２
４（図１に示す）とほぼ同様であるパワー管理スケジュ
ール１１３とを更に含む。更に別の実施例においては、
制御システム１００はエンジン品質推定装置１０２を含
まない。
るための制御システム１００の別の実施例の論理図であ
る。制御システム１００の、制御システム１０（図１に
示す）の構成要素と同じ構成要素は、図２においても図
１と同じ図注符号を付して示してある。従って、制御シ
ステム１００は調整装置２６と、加算ジャンクション３
６とを含む。制御システム１００はエンジン品質推定装
置１０２と、推力推定装置１０４と、ファン速度トリム
推定装置２０（図１に示す）とほぼ同様であるファン速
度トリム推定装置１０８と、パワー管理スケジュール２
４（図１に示す）とほぼ同様であるパワー管理スケジュ
ール１１３とを更に含む。更に別の実施例においては、
制御システム１００はエンジン品質推定装置１０２を含
まない。
【００１４】推力推定装置１０４はエンジン１２からの
センサ値１１４を使用して、推定推力１１６を決定す
る。一実施例では、センサ値１１４は圧力、温度及び／
又は回転子速度の測定値である。別の実施例において
は、推力推定装置１０４はテーブルルックアップ方式を
使用して、推定推力１１６を決定する。更に別の実施例
では、推力推定装置１０４は、回帰装置を使用して推定
推力１１６を決定する。更に別の実施例においては、推
力推定装置１０４はニューラルネットワークモデルを使
用して推定推力１１６を決定する。更に別の実施例で
は、推力推定装置１０４は物理学に基づくモデルを使用
して推定推力１１６を決定する。更に別の実施例では、
推力推定装置１０４は、推定装置１０２により計算され
るエンジン品質推定値１１８を使用する。
センサ値１１４を使用して、推定推力１１６を決定す
る。一実施例では、センサ値１１４は圧力、温度及び／
又は回転子速度の測定値である。別の実施例において
は、推力推定装置１０４はテーブルルックアップ方式を
使用して、推定推力１１６を決定する。更に別の実施例
では、推力推定装置１０４は、回帰装置を使用して推定
推力１１６を決定する。更に別の実施例においては、推
力推定装置１０４はニューラルネットワークモデルを使
用して推定推力１１６を決定する。更に別の実施例で
は、推力推定装置１０４は物理学に基づくモデルを使用
して推定推力１１６を決定する。更に別の実施例では、
推力推定装置１０４は、推定装置１０２により計算され
るエンジン品質推定値１１８を使用する。
【００１５】エンジン品質推定装置１０２はエンジン１
２からのセンサ値１２０を使用して、エンジン構成要素
の調子を示すエンジン品質推定値１１８を生成する。一
実施例では、センサ値１１０は温度、圧力及び回転子速
度の測定値である。別の実施例では、エンジン品質推定
装置１０２は、回帰行列を使用してエンジン品質推定値
１１８を生成する。更に別の実施例においては、推定装
置１０２は、カルマンフィルタを使用してエンジン品質
推定値１１８を生成する。更に別の実施例では、推定装
置１０２はニューラルネットワークを使用してエンジン
品質推定値を生成する。
２からのセンサ値１２０を使用して、エンジン構成要素
の調子を示すエンジン品質推定値１１８を生成する。一
実施例では、センサ値１１０は温度、圧力及び回転子速
度の測定値である。別の実施例では、エンジン品質推定
装置１０２は、回帰行列を使用してエンジン品質推定値
１１８を生成する。更に別の実施例においては、推定装
置１０２は、カルマンフィルタを使用してエンジン品質
推定値１１８を生成する。更に別の実施例では、推定装
置１０２はニューラルネットワークを使用してエンジン
品質推定値を生成する。
【００１６】パワー管理スケジュール１１３はパワー管
理スケジュール２４とほぼ同様であり、パワー管理スケ
ジュール２４に含まれていた機能性を含む。パワー管理
スケジュール１１３は所望の推力１２０を表す値を更に
提供する。一実施例では、所望の推力１２０はスロット
ルレバー角度４４と、飛行条件を示す、エンジンセンサ
から受信される値４２とから計算される。
理スケジュール２４とほぼ同様であり、パワー管理スケ
ジュール２４に含まれていた機能性を含む。パワー管理
スケジュール１１３は所望の推力１２０を表す値を更に
提供する。一実施例では、所望の推力１２０はスロット
ルレバー角度４４と、飛行条件を示す、エンジンセンサ
から受信される値４２とから計算される。
【００１７】トリム推定装置１０８は推力推定装置１０
４により提供される推定推力１１６と、パワー管理スケ
ジュール１１３により提供される所望の推力１２０とを
受信し、パワー管理パラメータトリム値１２６を生成す
る。トリム推定装置２０と同様に、パワー管理パラメー
タトリム値１２６もエンジン１２からのエンジン推力が
定常状態値に到達するたびに更新される。一実施例で
は、パワー管理パラメータ値４０は基準ファン速度であ
り、パワー管理パラメータトリム値１２６はファン速度
トリム値であり、フィードバック入力パラメータ値４８
は感知されたファン速度であり、修正基準パラメータ値
４６は修正基準ファン速度であり、制御誤差５０はファ
ン速度の誤差である。
４により提供される推定推力１１６と、パワー管理スケ
ジュール１１３により提供される所望の推力１２０とを
受信し、パワー管理パラメータトリム値１２６を生成す
る。トリム推定装置２０と同様に、パワー管理パラメー
タトリム値１２６もエンジン１２からのエンジン推力が
定常状態値に到達するたびに更新される。一実施例で
は、パワー管理パラメータ値４０は基準ファン速度であ
り、パワー管理パラメータトリム値１２６はファン速度
トリム値であり、フィードバック入力パラメータ値４８
は感知されたファン速度であり、修正基準パラメータ値
４６は修正基準ファン速度であり、制御誤差５０はファ
ン速度の誤差である。
【００１８】第２の加算ジャンクション３８により生成
された制御誤差５０は調整装置２６に供給される。調整
装置２６は、調整装置２６にあらかじめプログラムされ
ている情報と、制御誤差５０により提供される情報との
組み合わせに基づいて、指令燃料流量出力５２を発生す
る。指令燃料流量出力５２は、スロットルレバー角度４
４、ファン入口温度値４２、感知されたファン速度値４
８、及びセンサ値１１４及び１２０により提供される感
知された圧力、温度及び／又は回転子速度の値に基づい
て所望の推力５６を生成するために、エンジン１２に供
給される。
された制御誤差５０は調整装置２６に供給される。調整
装置２６は、調整装置２６にあらかじめプログラムされ
ている情報と、制御誤差５０により提供される情報との
組み合わせに基づいて、指令燃料流量出力５２を発生す
る。指令燃料流量出力５２は、スロットルレバー角度４
４、ファン入口温度値４２、感知されたファン速度値４
８、及びセンサ値１１４及び１２０により提供される感
知された圧力、温度及び／又は回転子速度の値に基づい
て所望の推力５６を生成するために、エンジン１２に供
給される。
【００１９】一実施例では、推定装置１０２、１０４及
び１０８と、加算ジャンクション３６とは、パワー管理
スケジュールメモリ１１３、調整装置２６及び加算ジャ
ンクション３８を実現するプロセッサに結合する不揮発
性メモリユニットで実現されている。
び１０８と、加算ジャンクション３６とは、パワー管理
スケジュールメモリ１１３、調整装置２６及び加算ジャ
ンクション３８を実現するプロセッサに結合する不揮発
性メモリユニットで実現されている。
【００２０】時間の経過に伴ってエンジン１２が劣化す
るにつれて、センサ値１１４及び１２０はそれに応答し
て変化する。制御システム１００はファン速度トリム値
１２６を使用してエンジンをトリムし、時間の経過に伴
って又はエンジン１２の動作状態に応答して変化するこ
とのない固定されたパワー管理スケジュール１１３に基
づいて制御されるのではないため、エンジン１２のオン
ウィングエンジン寿命は長くなる。更に、エンジン１２
はリアルタイムでトリムされ、必要以上に大きな推力を
生成するように設計されたスケジュールに基づいてトリ
ムされるわけではないので、エンジン１２からの過剰推
力は減少し、エンジン１２は従来より低い動作温度で動
作する。
るにつれて、センサ値１１４及び１２０はそれに応答し
て変化する。制御システム１００はファン速度トリム値
１２６を使用してエンジンをトリムし、時間の経過に伴
って又はエンジン１２の動作状態に応答して変化するこ
とのない固定されたパワー管理スケジュール１１３に基
づいて制御されるのではないため、エンジン１２のオン
ウィングエンジン寿命は長くなる。更に、エンジン１２
はリアルタイムでトリムされ、必要以上に大きな推力を
生成するように設計されたスケジュールに基づいてトリ
ムされるわけではないので、エンジン１２からの過剰推
力は減少し、エンジン１２は従来より低い動作温度で動
作する。
【００２１】以上説明したガスタービンエンジンの制御
システムはコスト有効性及び信頼性に優れている。制御
システムは、エンジンからのリアルタイム入力を受信す
るためにエンジンに結合するプロセッサを含む。このリ
アルタイム入力に基づいて、制御システムは所望の量の
エンジン推力を生成するようにエンジンをトリムするこ
とができる。制御システムがリアルタイムでエンジンを
トリムすることにより、その結果、エンジンのオンウィ
ング寿命は延び、エンジンの動作に要するコストは低減
され、且つエンジンは従来より低い動作温度で動作する
ようになる。
システムはコスト有効性及び信頼性に優れている。制御
システムは、エンジンからのリアルタイム入力を受信す
るためにエンジンに結合するプロセッサを含む。このリ
アルタイム入力に基づいて、制御システムは所望の量の
エンジン推力を生成するようにエンジンをトリムするこ
とができる。制御システムがリアルタイムでエンジンを
トリムすることにより、その結果、エンジンのオンウィ
ング寿命は延び、エンジンの動作に要するコストは低減
され、且つエンジンは従来より低い動作温度で動作する
ようになる。
【００２２】本発明を様々な特定の実施例に関して説明
したが、特許請求の範囲の趣旨を逸脱せずに本発明に変
形を加えて実施できることは当業者には認められるであ
ろう。
したが、特許請求の範囲の趣旨を逸脱せずに本発明に変
形を加えて実施できることは当業者には認められるであ
ろう。
【図１】 航空機エンジンと共に使用するための制御シ
ステムの論理図。
ステムの論理図。
【図２】 航空機エンジンと共に使用するための制御シ
ステムの別の実施例の論理図。
ステムの別の実施例の論理図。
１０…制御システム、１２…航空機エンジン、２０…フ
ァン速度トリム推定装置、２２…加算ジャンクション、
２４…パワー管理スケジュールメモリ、２６…調整装
置、３６…第１の加算ジャンクション、３８…第２の加
算ジャンクション、１００…制御システム、１０２…品
質推定装置、１０４…推力推定装置、１０８…ファン速
度トリム推定装置、１１３…パワー管理スケジュールメ
モリ
ァン速度トリム推定装置、２２…加算ジャンクション、
２４…パワー管理スケジュールメモリ、２６…調整装
置、３６…第１の加算ジャンクション、３８…第２の加
算ジャンクション、１００…制御システム、１０２…品
質推定装置、１０４…推力推定装置、１０８…ファン速
度トリム推定装置、１１３…パワー管理スケジュールメ
モリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スリドハル・アディブハトラ アメリカ合衆国、オハイオ州、ウエスト・ チェスター、アレンデール・ドライブ、 8488番 (72)発明者 マシュー・ウィリアム・ワイズマン アメリカ合衆国、オハイオ州、フェアフィ ールド、チャールトン・コート、345番
Claims (17)
- 【請求項１】 航空機エンジン（１２）に結合するプロ
セッサを含む制御システム（１０）を使用して航空機エ
ンジンを制御する方法において、 航空機からスロットル指令（４４）を受信する過程と、 エンジンパワースケジュール（２４）からの制御量に関
して基準値（４０）を決定する過程と、 現在のエンジン状態に基づいて基準値に対するトリム出
力（３４）を生成する過程と、 トリム出力を基準値に加算して、修正基準値（４６）を
求める過程と、 修正基準値をフィードバック値（４８）と比較する過程
と、 制御量に応答して対応する量の推力（５６）を発生する
ために指令燃料流量（５２）を決定する過程とから成る
方法。 - 【請求項２】 前記トリム出力（３４）を生成する過程
は、トリムを生成するために使用されるエンジンセンサ
値（４２）を受信する過程を更に含む請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 前記エンジンセンサ値（４２）を受信す
る過程は、 エンジンの排気ガス温度を表すエンジンセンサ値を受信
する過程と、 エンジンのファン速度を表すエンジンセンサ値を受信す
る過程とを更に含む請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 前記トリム出力（３４）を生成する過程
は、定常状態検出論理と、ルックアップテーブル、曲線
当てはめ及び物理モデルのうち少なくとも１つとを使用
してトリムを生成する過程を更に含む請求項４記載の方
法。 - 【請求項５】 前記トリム出力（３４）を生成する過程
は、 推力要求値を受信する過程と、 推力推定値（１１６）を受信する過程と、 推力要求値及び推力推定値に応答してトリムを生成する
過程とを更に含む請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 航空機エンジン（１２）に結合するエン
ジンセンサからの基準入力（３０）を受信するために航
空機エンジンに結合し、航空機エンジンを制御する制御
システム（１０）において、制御量の基準値（４０）を
表すエンジンパワースケジュールを格納するスケジュー
ルメモリ（２４）を具備し、更に、基準値に対するトリ
ム出力（３４）を生成するように構成され、且つ制御量
及びエンジンセンサ値に応答して、トリム出力をエンジ
ンパワースケジュール基準値に加算し、対応する量の推
力を発生するために指令燃料流量（５２）を生成するよ
うに構成されている制御システム。 - 【請求項７】 前記制御システムは、更に、航空機エン
ジン（１２）から受信される基準入力（３０）に応答し
てトリム出力を生成するように構成されている請求項６
記載の制御システム（１０）。 - 【請求項８】 前記制御システムは、更に、ルックアッ
プテーブル、曲線当てはめ及び物理モデルのうち少なく
とも１つを使用してトリム出力（３４）を生成するよう
に構成されている請求項６記載の制御システム（１
０）。 - 【請求項９】 前記制御システムは、エンジン構成要素
の調子を示す調子推定値（１１８）を受信するように構
成された推定装置（１０４）を更に具備する請求項６記
載の制御システム（１０）。 - 【請求項１０】 前記制御システムは、更に、回帰行
列、カルマンフィルタ及びニューラルネットワークのう
ち少なくとも１つを使用してエンジン構成要素の調子を
示す調子推定値（１１８）を受信するように構成されて
いる請求項９記載の制御システム（１０）。 - 【請求項１１】 前記制御システムは、更に、エンジン
から排気ガス温度値及びファン速度値を受信するように
構成されている請求項１０記載の制御システム（１
０）。 - 【請求項１２】 航空機エンジン（１２）の状態を決定
するために航空機エンジンから基準入力（３０）を受信
するように航空機エンジンに結合し、推力要求値及び推
力推定値（１１６）に応答してトリム出力（３４）を生
成するように構成されている航空機エンジントリムシス
テム（１０）。 - 【請求項１３】 前記航空機エンジントリムシステム
は、制御量の基準値（４０）を表すエンジンパワースケ
ジュール（２４）を格納するスケジュールメモリ（２
４）を具備し、更に、トリム出力に応答して、航空機エ
ンジン（１２）により提供される基準入力（３０）及び
前記スケジュールメモリにより提供される基準値を使用
して、対応する量の推力を得るための指令燃料流量（５
２）を決定するように構成されている請求項１２記載の
航空機エンジントリムシステム（１０）。 - 【請求項１４】 前記航空機エンジントリムシステム
は、更に、ルックアップテーブル、曲線当てはめ及び物
理モデルのうち少なくとも１つを使用してトリム出力
（３４）を生成するように構成されている請求項１３記
載の航空機エンジントリムシステム（１０）。 - 【請求項１５】 前記航空機エンジントリムシステム
は、更に、エンジンスロットルレバー角度を受信するよ
うに構成されている請求項１２記載の航空機エンジント
リムシステム（１０）。 - 【請求項１６】 前記航空機エンジントリムシステム
は、更に、エンジン構成要素の調子を示す調子推定値
（１１８）を受信するように構成されている請求項１２
記載の航空機エンジントリムシステム（１０）。 - 【請求項１７】 前記航空機エンジントリムシステム
は、回帰行列、カルマンフィルタ及びニューラルネット
ワークのうち少なくとも１つを使用して、エンジン構成
要素の調子を示す調子推定値（１１８）を受信するよう
に構成されている請求項１６記載の航空機エンジントリ
ムシステム（１０）。
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