JP2017078421A - 可変ピッチファンエンジン及びターボシャフト、ターボプロペラエンジンのための推力スケジューリング方法 - Google Patents

可変ピッチファンエンジン及びターボシャフト、ターボプロペラエンジンのための推力スケジューリング方法 Download PDF

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Abstract

【課題】可変ピッチｂｅｔａ角度を有する複数のブレードを含むガスタービンエンジンのための推力スケジューリング。
【解決手段】各センサからの条件入力を受信し、低圧シャフト速度センサからの低圧シャフト速度を受信し、フルオーソリティデジタルエンジンコントロール（ＦＡＤＥＣ）から制御コマンドを受信し、受信された少なくとも１つの条件入力及び受信された制御コマンドに基づいて制御システム内の第１のスケジュールロジックから、低圧シャフト速度ベース参照値を生成し、受信された少なくとも１つの条件入力、低圧シャフト速度、及び受信された制御コマンドから、第２のスケジュールロジックから、ｂｅｔａ角度ベース参照値を生成し、低圧シャフト速度ベース参照値及びｂｅｔａ角度ベース参照値をエンジン制御システムに供給する。エンジン制御システムは、複数のファンブレードのピッチ角度又はエンジンに対する燃料流量を調整する。
【選択図】図１

Description

本開示は、可変ピッチファンエンジン及びターボシャフト、ターボプロペラエンジンのための制御システムに関する。
幾つかのファンエンジン（「プロップファン（ｐｒｏｐｆａｎ）」エンジンとしても知られる）において、ファンプロペラの軸は、ガスエンジンの軸に平行又は同軸である。通常、ターボシャフト、ターボプロペラエンジンにおいて、１つ又は複数のプロペラの軸は、ガスエンジンの軸に垂直であることになる。両方の構成において、ファン又はプロペラは、固定ピッチ又は可変ピッチを有してもよい。ピッチが可変である場合、エンジンは、同様に、専用ピッチ変更機構（ＰＣＭ：ｐｉｔｃｈ ｃｈａｎｇｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を有してもよい。プロペラ速度（Ｎｘ）は、純粋に機械的ギア列による変換によってガスエンジンパワータービンシャフト速度（Ｎｐ）に比例する、すなわち、Ｎｘ＝Ｋｇｂ＊Ｎｐである。ここで、Ｋｇｂはギア比を表す定数である。プロペラ速度Ｎｘを制御することは、パワータービン速度Ｎｐを制御することと等価である。主要な課題は、限定はしないが負荷変化を含む外乱及び／又は限定はしないが可変ブリード弁及び可変固定子ベーンを含む、知られている内部の変動を除去しながら、限定はしないが、コア圧力（Ｐｘ）、排気温度（Ｔ）、コア速度（Ｎ２ｄｏｔ）、及び／又はトルク（Ｔｑ）を含む有効な制約のセットを規定済み限度内に留まるように維持しながら、プロペラ速度（Ｎｘ）又はパワータービン速度（Ｎｐ）（互いに対するそれらの関係によってＮｘとして一般に示される）、ＨＰシャフト速度（Ｎ２）、及び任意のＰＣＭピッチ角度の制御を協調させることである。課題は、２つの重要な態様を含み、１つの態様は、どんな制御システムが、協調制御目的を実現するために設計されるべきかであり、他の態様は、制御システムが、期待される制御目的に従いそれを達成するためにどんな制御参照値がスケジュールされるべきかである。
可変ピッチファンエンジン又はターボシャフト、ターボプロペラエンジンの制御システムのための協調参照値を提供する体系的な制御参照値スケジューリング法についての必要性が残ったままである。
米国特許第８６８９５３９Ｂ２号公報
本発明の態様及び利点は、以下の説明において部分的に述べられることになる、又は、説明から明らかになってもよい、又は、本発明の実施を通して学習されてもよい。
推力スケジューリング法は、一般に、可変ピッチｂｅｔａ角度を有する複数のブレードを含むガスタービンエンジンのために提供される。一実施形態において、方法は、各センサからの少なくとも１つの条件入力を制御システム内に受信すること、低圧シャフト速度センサからの低圧シャフト速度を制御システム内に受信すること、制御システム内のフルオーソリティデジタルエンジンコントロール（ＦＡＤＥＣ：ｆｕｌｌ ａｕｔｈｏｒｉｔｙ ｄｉｇｉｔａｌ ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）から制御コマンドを受信すること、受信された少なくとも１つの条件入力及び受信された制御コマンドに基づいて制御システム内の第１のスケジュールロジックから、低圧シャフト速度ベース参照値を生成すること、受信された少なくとも１つの条件入力、低圧シャフト速度、及び受信された制御コマンドから、第２のスケジュールロジックから、ｂｅｔａ角度ベース参照値を生成すること、及び、低圧シャフト速度ベース参照値及びｂｅｔａ角度ベース参照値をエンジン制御システムに供給することを含み、エンジン制御システムは、少なくとも、複数のファンブレードのピッチ角度又はエンジンに対する燃料流量を調整する。
本発明のこれらのまた他の特徴、態様、及び利点は、以下の説明及び添付特許請求の範囲を参照してよりよく理解されるであろう。本明細書に組込まれまた本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示し、また、説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。
当業者を対象とする本発明の最良モードを含む本発明の完全でかつ実施可能な開示は、添付図を参照する本明細書において述べられる。
例示的なターボシャフトターボプロップエンジンの断面図である。 飛行中の航空機用の可変ピッチファンエンジン又はターボシャフトターボプロップエンジン用の主要な制御アーキテクチャのブロック線図である。 飛行中の航空機用のターボシャフトターボプロップエンジン用の可変ピッチ外側ガイドベーン用の主要な制御アーキテクチャのブロック線図である。 ＮｘとＮ２の所与の組合せについての順及び逆ピッチ角度ソリューションを示す図である。 可変ピッチファンエンジンについての例示的な提案されるパワー管理スケジュールを示す図である。 Ｎ２Ｒｅｆ整形のために供給されるベース入力Ｎ２Ｒｅｆの例示的なスケジューリングを示す図である。 Ｎ２Ｒｅｆ整形のために供給されるベース入力ＮｘＲｅｆの例示的なスケジューリングを示す図である。 順又は逆推力信号に依存する、ＢｅｔａＰ Ｓｅｒｖｏコントロールに供給されるベース入力Ｂ＿Ｒｅｆ＿Ｂａｓｅのスケジューリングを示す図である。 順推力におけるＢｅｔａＰ Ｓｅｒｖｏコントロールに供給されるｄＢｅｔａのスケジューリングを示す図である。 逆推力におけるＢｅｔａＰ Ｓｅｒｖｏコントロールに供給されるｄＢｅｔａのスケジューリングを示す図である。 地上滑走モードにおけるＢｅｔａＰ Ｓｅｒｖｏコントロールに供給されるｄＢｅｔａのスケジューリングを示す図である。 ＯＧＶサーボコントロールに供給されるベース入力ＯＧＶ＿Ｒｅｆ＿Ｂａｓｅのスケジューリングを示す図である。 順推力におけるｄｖ２ｄｏｔ信号のスケジューリングを示す図である。 逆推力におけるｄｖ２ｄｏｔ信号のスケジューリングを示す図である、フェーズ１。 逆推力におけるｄｖ２ｄｏｔ信号のスケジューリングを示す図である、フェーズ２。
本明細書及び図における参照符合の反復使用は、本発明の同じ又は類似の特徴又は要素を示すことを意図される。
ここで、本発明の実施形態に対して詳細に参照が行われ、実施形態の１つ又は複数の例が図面に示される。各例は、本発明の制限ではなく、本発明の説明として提供される。実際には、種々の修正及び変形が、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく本発明において行われる可能性があることが当業者に明らかになる。例えば、一実施形態の一部として示され述べられる特徴は、別の実施形態と共に使用されて、なお更なる実施形態をもたらす可能性がある。そのため、本発明が、添付特許請求項及びその均等物の範囲内に入る、こうした修正及び変形を包含することが意図される。
本明細書で使用されるとき、用語「第１（ｆｉｒｓｔ）」、「第２（ｓｅｃｏｎｄ）」、及び「第３（ｔｈｉｒｄ）」は、１つのコンポーネントを別のコンポーネントから識別するために相互交換可能に使用され、個々のコンポーネントの場所又は重要性を意味することを意図されない。
用語「上流（ｕｐｓｔｒｅａｍ）」又は「下流（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）」は、流体通路内の流体の流れに関する相対的方向を指す。例えば、「上流」は流体がそこから流れる方法を指し、「下流」は流体がそこへ流れる方法を指す。
本開示は、ベース参照値及び過渡的参照値のセットを、ファン又はプロペラ（ファンプロペラ）及びガスエンジンが単一被制御プラントとして処理される制御システムに提供する。制御システムアーキテクチャは、制御される全ての出力及び制約を含み、知られている外乱除去を考慮し、参照値の劇的な変化に対して頑健である。当然、本開示が、ダクトの有無に関わらず、可変ピッチファンエンジン及びターボシャフト、ターボプロペラエンジンの制御について体系的でかつ協調した推力スケジューリングソリューションを提供するということになる。
推力スケジューリング法は、一般に、可変ピッチプロパルサを使用する可変ピッチファンエンジン及びターボシャフト及び／又はターボプロペラエンジンアーキテクチャのために本明細書で提供される。一般に、推力スケジューリング法は、ロータブレード角度の符号を使用して、逆推力から順推力を識別する、ｂｅｔａ角度と共にエンジン速度及びロータ速度を使用して、推力レベルをスケジュールする、元々のロジック及び過渡的スケジュールを使用して、異なる運転モードにおける指令式又は非指令式変化を予測し、また、システム効率を向上させながら、速度がよりスムーズでかつより高速な過渡現象を達成できるように変化を補償する、エンジン速度と協調するロータ速度及びブレードピッチ角度を使用して、ＳＦＣ減少を獲得する、及び／又は、エンジン可変幾何形状をスケジュールして、エンジン速度、圧力、及び温度と協調し、それにより、動作性及びエンジン限界保護を保証する。そのため、推力スケジューリング法は、より効率的なエンジン運転用の幅広い用途が性能要件を満たすことを可能にする可能性がある。
一実施形態において、推力スケジューリング法は、エンジンコア速度、プロパルサ速度、及びファンピッチ角度に基づく。方法は、制御システムが、最適システム効率を達成しながら推力及び動作性を協調して制御するために協調式制御参照値を提供する可能性がある。入口温度センサ（ＴInlet）及びＢｅｔａ角度センサ（Ｂ１）を利用することによって、推力スケジューリングシステムは、制御システムが最適効率及び簡便さを達成することを可能にする可能性がある。更に、本方法は、協調予測アクション及び過渡的スケジュールを提供して、制御システムが、異なる運転モードにおける指令式又は非指令式変化を予測し、また、システム効率を向上させながら、速度がよりスムーズでかつより高速な過渡現象を達成できるように変化を補償する可能性がある。最後に、本方法は、特に離陸及び着陸フェーズ中にノイズが最小になるよう、ロータピッチ角度及びロータ速度と協調するよう出口ガイドベーン（ＯＧＶ：ｏｕｔｌｅｔ ｇｕｉｄｅ ｖａｎｅ）ピッチ角度をスケジュールすることによって、ノイズ低減のための協調スケジューリングを提供する可能性がある。
一実施形態において、同じプロパルサ速度（又はエンジン速度）に設定された２つの異なるピッチ角度（１つは順推力用、１つは逆推力用）が使用されて、逆推力から順推力を識別するため、ピッチ角度は、２つの別個の値で指定され、それぞれ、（１）順方向ピッチ角度：順推力表示について＋Ｂｅｔａ角度、及び、（２）逆方向ピッチ角度：逆推力表示について−Ｂｅｔａ角度を指定する。
一実施形態において、本方法は、エンジン速度値（Ｎ２）、ロータ速度（Ｎｘ）、及びピッチ角度（Ｂｅｔａ＿Ｐｒｏｐ）をスケジュールして、図３及び４に示すように、要求される推力を異なる入口温度（ＴInlet）すなわち、より高いＮｐ≧より高い推力、に関してマッピングする。更に、本方法は、同様に、ロータ速度と協調するようピッチ角度（Ｂｅｔａ＿Ｐｒｏｐ）をスケジュールして、同じ推力要求を満たすが、より低いＢｅｔａがより高いＮｘ及びより低い抗力をもたらすため、より低い燃料係数（ＳＦＣ：ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｆｕｅｌ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）をもたらす可能性がある。
したがって、制御システムは、エンジンが効率的にかつ迅速に応答して、角度入力を絞ることができるような、角度センサによるブレード角度（Ｂｅｔａ）検出を含む。一実施形態において、２つのセンサが利用されて、ロータブレードの角度（Ｂｅｔａ１）及び外側ガイドベーン（ＯＧＶ）の角度（Ｂｅｔａ２）を検出し、一方、他の実施形態は、ＯＧＶが存在しないためロータ角度を必要とするだけである。順推力、逆推力、及びアイドル推力をスケジュールするため、制御システムは、トルクセンサ、速度センサ、圧力センサ、温度センサ、及び角度センサを必要とする。エンジン制御用のセンサ構成の要約は、以下の図１に要約される。
図１は、ダクトなし推力生成システム１０００の例示的な実施形態の断面図を示す。図１から見られるように、ダクトなし推力生成システム１０００は、開ロータ推進システムの形態をとり、プロペラ組立体として示す回転要素１０２０を有し、回転要素１０２０は、ダクトなし推力生成システム１０００の中心長手方向軸１０１１の周りにエーロフォイルブレード１０２１のアレイを含む。ブレード１０２１は、中心長手方向軸１０１１の周りに、通常、等間隔の関係で配置され、各ブレード１０２１は、ルート１０２３及び先端１０２４並びに両者の間に規定されたスパンを有する。左手又は右手エンジン構成は、ブレード１０２１（及び以下で論じるベーン１０３１）を鏡像化することによって達成される可能性がある。代替法として、オプションの反転ギアボックス（タービン１０５０内に又はその背後に位置する、又は、パワーギアボックス１０６０と組み合わされるか又はそれと連結される）は、共通ガス発生器及び低圧タービンが、ファンブレードを時計方向又は反時計方向に回転させる、すなわち、或る航空機設置について所望されるように一対の逆回転するエンジン組立体を提供するため等で、所望に応じて左手構成又は右手構成を提供するために使用されることを可能にする。図１に示す実施形態におけるダクトなし推力生成システム１０００は、同様に、エンジン１０５０に対してプロペラ組立体の回転速度を減少させるためのギアセットを含む場合がある一体ドライブ（パワーギアボックス）１０６０を含む。
参照するために、図１は、同様に、矢印Ｆで示す、前方向を示し、矢印Ｆは、次に、システムの前方及び後方部分を規定する。図１で示すように、「プラー（ｐｕｌｌｅｒ）」構成内の回転要素１０２０は、ハウジング１０４０の前に位置し、一方、排気部１０８０は、固定要素１０３０の後に位置する。ハウジング１０４０は、一般に、推力を生成するため回転要素１０２０を旋回させるのに十分なエネルギーを提供するように構成されるガスタービンエンジン又は他のエンジンを含む。
ダクトなし推力生成システム１０００は、同様に、例示的な実施形態において、中心軸１０１１の周りに同様に配設されたベーン１０３１のアレイを含む非回転固定要素１０３０を含み、各ベーン１０３１は、ルート１０３３及び先端１０３４並びに両者の間に規定されたスパンを有する。これらのベーンは、全てが回転組立体から必ずしも全てが等距離にないように配置されてもよく、また、任意選択で、軸１０１１から遠位に環状シュラウド又はダクト（図示せず）を含んでもよい、又は、シュラウドなしでもよい。これらのベーン１０３１は、固定フレームに搭載され、中心軸１０１１に対して回転しないが、その軸に対する及び／又はブレード１０２１に対するその配向を調整するための機構を含んでもよい。
運転時、回転ブレード１０２１は、ギアボックス１０６０を介して低圧タービン１０５７によって駆動され、それにより、回転ブレード１０２１は、軸１０１１の周りに回転し、推力を発生して、ダクトなし推力生成システム１０００、したがって、システム１０００が連結される航空機を、前方向Ｆに推進させる。プロパルサ速度又はブレード１０２１の回転の低圧シャフト速度（Ｎ１）は、低圧シャフト１０５１上のセンサ（Ｎ１）によって測定される。
ブレード１０２１及びベーン１０３１のセットのそれぞれは、ピッチ変更機構を組込み、それにより、ブレードは、ピッチ回転軸に関して、独立に又は互いに連携して回転する可能性がある。こうしたピッチ変更は、推力反転特徴であって、航空機を着陸させるとき等の或る運転状態において有用である場合がある、推力反転特徴を提供することを含む種々の運転状態下で推力及び／又はスワール効果を変更するために利用される可能性がある。ブレード１０２１のピッチ角度又はｂｅｔａ角度は、ｂｅｔａ角度センサ（Ｂ１）によって測定され、ベーン１０３１のピッチ角度又はｂｅｔａ角度は、ｂｅｔａ角度センサ（Ｂ２）によって測定される。
ベーン１０３１は、相殺するスワールを流体に与えるようにサイズ決定され、形作られ、構成されるため、ブレードの両方の列の後の下流方向において、流体は、大幅に減少した程度のスワールを有し、それが、誘導される効率のレベルの増加につながる。ベーン１０３１は、図１に示すブレード１０２１より短いスパン、例えば、ブレード１０２１のスパンの５０％を有してもよい、又は、所望に応じてブレード１０２１より長いスパン又は同じスパンを有してもよい。ベーン１０３１は、図１に示す推進システムに連結した航空機構造、又は、ウィング、パイロン、又は胴体等の別の航空機構造に取付けられてもよい。固定要素のベーン１０３１は、回転要素のブレード１０２１の数より数が少ない又は多い或は数が同じであり、通常、数が３以上又は５以上であってよい。
図１に示す実施形態において、入口部１０７０は、やって来る大気がハウジング１０４０に入る経路を提供する。入口部内の入口温度は、入口温度センサ（ＴInlet）によって測定され、入口部内の入口圧力は、入口圧力センサ（Ｐ２）によって測定される。
図１は、コアエンジン１０５０が回転要素１０２０の前に位置する「プッシャ（ｐｕｓｈｅｒ）」構成の実施形態と対照的に、推力発生回転要素１０２０がエンジンのハウジング１０４０の前に位置する「プラー（ｐｕｌｌｅｒ）」構成と呼ばれてもよいものを示す。排気部１０８０は、回転要素１０２０と固定要素１０３０の両方の内側でかつ後に位置する。
「プラー」構成又は「プッシャ」構成の選択は、意図される航空機用途の機体に対する搭載配向の選択と連携して行われてもよく、幾つかの選択は、搭載場所及び配向が、ウィング搭載式構成であるか、胴体搭載式構成であるか、尾部搭載式構成であるかに応じて、構造的に又は運転的に有利であってよい。
図１の実施形態は、中心長手方向軸１０１１に沿って延在する高圧シャフト１０５３を旋回させるために共に働く、圧縮機１０５２、燃焼器１０５４、及びタービン１０５６を含むガスタービンエンジン１０５０を示す。しかし、他の実施形態において、低圧タービン１０５７は、ハウジング１０４０内に位置決めされた任意のガス発生器と共に利用されて、シャフトを旋回させる可能性がある。シャフト速度又はコア速度は、ガスタービンエンジン１０５０のコア速度センサＮ２によってシャフトの回転速度として測定される。燃焼器１０５４の温度は燃焼器温度センサＴ３によって測定され、燃焼器１０５４内の圧力は燃焼器圧力センサＰ３によって測定される。ＨＰタービンの温度はＨＰタービン温度センサＴ４によって測定され、タービン１０５６の速度はＨＰタービン速度センサＮ３によって測定される。タービン１０５６によってシャフト上に生成されるトルクはトルクセンサＴ１によって測定される。最後に、タービン１０５６を出る排気の圧力は圧力センサＰ９によって測定される。
これらのセンサのそれぞれは、１つ又は複数のコントローラと通信状態にあり、１つ又は複数のコントローラは、コンピュータ又は他の適した処理ユニットを備えてもよい。コントローラは、適したコンピュータ可読命令を含んでもよく、適したコンピュータ可読命令は、実装されると、センサから、信号を受信すること、送信すること、及び／又は実行すること等の、種々の異なる機能を実施するようコントローラを構成する。コンピュータは、一般に、プロセッサ（複数可）及びメモリを含む。プロセッサ（複数可）は、任意の知られている処理デバイスである可能性がある。メモリは、限定はしないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードドライブ、フラッシュドライブ、又は他のメモリデバイスを含む任意の適した１つ又は複数のコンピュータ可読媒体を含む可能性がある。メモリは、プロセッサ（複数可）によって実行される可能性がある命令を含む、プロセッサ（複数可）によってアクセス可能な情報を格納する。命令は、プロセッサ（複数可）によって実行されると、プロセッサ（複数可）が所望の機能を提供するようにさせる命令の任意のセットである可能性がある。例えば、命令は、コンピュータ可読形態にレンダリングされたソフトウェア命令である可能性がある。ソフトウェアが使用されると、任意の適したプログラミング、スクリプティング、或は、他の型の言語又は言語の組合せが、本明細書に含まれる教示を実装するために使用されてもよい。代替的に、命令は、実配線式ロジック又は、限定はしないが、特定用途向け回路を含む他の回路要素によって実装される可能性がある。コンピューティングデバイスは、ネットワークを通じて情報にアクセスするためのネットワークインタフェースを含む可能性がある。ネットワークは、ＷｉＦｉネットワーク、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネット、セルラーネットワーク、及び／又は他の適したネットワーク等のネットワークの組合せを含む可能性があり、また、任意の数の有線又は無線通信リンクを含む可能性がある。例えば、コンピューティングデバイスは、有線又は無線ネットワークを通してエンジンの各センサ及び他のシステム（例えば、エンジンロジックコントロール）と通信する可能性がある。
或る実施形態において、エンジンコントローラ及び／又はフルオーソリティデジタルエンジンコントロール（ＦＡＤＥＣ）１１００において実行可能である可能性がある一般的なエンジン制御ロジックは、トルク（Ｔ１）及びＢｅｔａ角度（Ｂ１，Ｂ２）と組合せて低圧シャフト速度（Ｎ１）及び高圧シャフト速度（Ｎ２）を使用して、燃料流量（Ｗｆ）を調節し、推力をスケジュールする。従来の制御システムはエンジン圧力比（ＥＰＲ：Ｅｎｇｉｎｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｒａｔｉｏ）を使用するが、ＨＰシャフト速度（Ｎ２）は幾つかの利点を提供する。燃料流量は、ＨＰシャフト自然回転ダイナミクスを通してトルク（Ｔ１）及びＨＰシャフト速度（Ｎ２）に直接相関し、したがって、燃料流量（Ｗｆ）及びＨＰシャフト速度（Ｎ２）の動的関係は、明白に物理学に基づき、また、容易にモデル化される可能性がある。一方、ＥＰＲダイナミクスは、上流及び下流の流路条件に著しく依存するため、モデル化することが難しい。そのため、ＥＰＲは、燃料流量によって明白に支配されない。
現在提供されている制御システムの１つのコンポーネントは、順推力と逆推力とを識別する能力である。所与のコア速度（Ｎ２）又はプロパルサ速度（Ｎｘ）の場合、プロパルサピッチ角度（Ｂｅｔａ）について２つのソリューションが存在する。１つのこうしたソリューションは、順推力のためのものであり、第２のソリューションは逆推力のためのものである。２つのソリューションを識別するため、制御システムは、ピッチ角度（Ｂｅｔａ）を検出する角度センサを含む。図３は、Ｎ１とＮ２の所与の組合せについての順及び逆Ｂｅｔａソリューションを示す。パワー管理システムは、スロットル角度入力を使用して、順推力が要求されるか、逆推力が要求されるかを判定し、したがって、スケジュール済みＮ１及びＮ２について適切なＢｅｔａ角度ソリューションを決定する。逆推力が選択されると、スロットル逆信号は、Ｂｅｔａサーボループの開ループ制御をトリガーする。ピッチ変更機構は、最大トルクを使用して、指定されたＢｅｔａ角度が満たされるまで、Ｂｅｔａが平坦ピッチを通過し、逆になるよう駆動する。この時点で、閉ループ燃料流量及びｂｅｔａ制御が、逆推力において再開する。
推力スケジューリングシステムは、Ｎ１、Ｎ２、ＴInlet、ＰInlet、Ｂｅｔａ角度、トルク、及び燃料流量メータを利用して、スロットル角度入力を満たすように推力を調節する。入口温度（ＴInlet）は、推進システムが運転される飛行条件に関する情報を提供する。入口温度（ＴInlet）センサは、推力スケジューリングシステムが、飛行エンベロープ全体を通して、性能及び音響学についての最適先端速度になるようＮｘをスケジュールすることを可能にする。推力スケジューリングシステムは、所与の飛行条件の対応するＮｘについて、Ｎ２を、ｂｅｔａ角度、したがって、推力にマッピングする。Ｎｘはスロットル角度及びＴInletによって左右され、Ｂｅｔａは、より高い推力及びより小さい抗力のためのＮｘにマッピングするように協調される必要があり、したがって、Ｎ２は、スロットル角度及びマッハ及びＴInlet及び／又はＰInletによって決定されて、所与のＮｘ及びＢｅｔａについて所望の推力を生成する。提案されるパワー管理スケジュールの例は、図４に示される。
推力スケジューリングシステムは、同様に、エンジンの動作性を保証するため、燃焼器圧力リミタ（Ｐ３）、ＨＰタービン温度（Ｔ４）、及びトルク（Ｔ１）を制約として使用する。離陸モード中、トルクは、主要な制約である。ハイパワー運転において、ＨＰタービン温度（Ｔ４）は、ＨＰタービンが過熱することから保護する最も高い優先度の制約である可能性がある。下降及びアイドルを通して、燃焼器圧力リミタ（Ｐ３）は、燃焼器をフレームアウトから保護する最も高い優先度の制約である場合がある。エンジン速度導関数及びパワータービン速度導関数は、過剰速度を防止する制約としてスケジュールされる。
過剰速度検出は、Ｎ１及びＮ３センサを利用して、考えられる過剰速度条件に対して制御システムに警告する可能性がある。過剰速度は、ギアボックス比を通して関係付けられるＮ１とＮ３の比の不一致によって示される。不一致が検出されると、燃料流量が、遮断されて、過剰速度条件が起こることを防止し、ロータブレードが、フェザー位置に移動される。
汎用制御システムは、スケジュールされた参照値に従うことによって推力を制御し、エンジン運転が制約内に留まるように維持する。
汎用制御システムの例は、可変ピッチファンエンジン又はターボシャフト、ターボプロペラエンジンの実施形態について以下で図２Ａに示される。制御入力は、（燃料流量サーボコントロール６２に一体化された）燃料アクチュエータからの燃料流量（Ｗｆ）２０及び（ＰＣＭピッチ角度サーボコントロール６４に一体化された）ＰＣＭアクチュエータからのＰＣＭピッチ角度（ＢｅｔａＰ）２２である。他の可変幾何形状（ＶＧ：ｖａｒｉａｂｌｅ ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ）は、わかっている外乱入力として考慮される。被制御出力のうちの一方の被制御出力２４は、プロペラ速度（Ｎｘ）又はパワータービンシャフト速度（Ｎ１）（関係Ｎｘ＝Ｋｇｂ＊Ｎ１に基づく）であってよく、Ｎｘと称される。第２の被制御出力２６は、エンジンコア速度（Ｎ２）、エンジン圧力比（ＥＰＲ：ｅｎｇｉｎｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒａｔｉｏ）、及びエンジントルク（Ｔｑ）のうちの任意のものであってよい。明確でかつ簡潔にするため、以下の系統的論述のため本明細書で提示される被制御出力２４、２６は、Ｎｘ（第１の被制御出力２４）及びＮ２（第２の被制御出力２６）である。制御方法論についての典型的な制約は、限定はしないが最小圧力限界（ＭｉｎＰｘ）、最大圧力限界（ＭａｘＰｘ）、最大温度限界（ＭａｘＴ）、最大トルク限界（ＭａｘＴｑ）、最小速度限界（ＭｉｎＮ２ｄｏｔ）、及び最大速度限界（ＭａｘＮ２ｄｏｔ）等の最小及び最大限界を含んでもよい。
被制御出力２４、２６（Ｎｘ及びＮ２）は、制御システムアーキテクチャ１０内のフィードバックループの基礎を形成する。これらのフィードバック信号は、Ｎ２Ｒｅｆ及びＮｘＲｅｆとして示す整形済み（又はフィルタリング済み）参照値と組み合わされる。フィードバック信号並びに整形済み参照値Ｎ２Ｒｅｆ及びＮｘＲｅｆの組合せは、トラッキング誤差信号を形成する。トラッキング誤差信号は、参照値トラッキング単一入力単一出力（ＳＩＳＯ：ｓｉｎｇｌｅ−ｉｎｐｕｔ ｓｉｎｇｌｅ−ｏｕｔｐｕｔ）コントロールを通過し、その後、被制御出力２４、２６（Ｎｘ及びＮ２）に対する空気力学的負荷変化の影響を考慮することによってもたらされるフィードフォワード制御アクションと組み合わされる。
図５は、Ｎ２Ｒｅｆ整形のために供給されるベース入力Ｎ２Ｒｅｆ１００のスケジューリングを示す。ベース入力Ｎ２Ｒｅｆ１００は、パイロットコマンドからのパワーレバー角度（ＰＬＡ：ｐｏｗｅｒ ｌｅｖｅｒ ａｎｇｌｅ）、航空機センサから供給される航空機速度（マッハ）、入口圧力センサからの入口圧力（Ｐ２）、入口温度センサからの入口温度（ＴInlet）から形成される。入力から取得（ｔａｋｅ）される特定の運転条件に応じて、Ｎ２＿Ｒｅｆ＿Ｂａｓｅ１０２がスケジュールに従って計算される。
図６は、ＮｘＲｅｆ整形のために供給されるベース入力ＮｘＲｅｆ２００のスケジューリングを示す。ベース入力ＮｘＲｅｆ２００は、パイロットコマンドからのパワーレバー角度（ＰＬＡ）、航空機センサから供給される航空機速度（マッハ）、及び入口温度センサからの入口温度（ＴInlet）から形成される。入力から取得される特定の運転条件に応じて、Ｎｘ＿Ｒｅｆ＿Ｂａｓｅ２０２がスケジュールに従って計算される。
参照値トラッキングＳＩＳＯ制御出力及びフィードフォワードコントロールの組合せは、疑似入力３０、３２（ｖ１ｄｏｔ，ｖ２ｄｏｔ）を形成する。疑似入力から、最も要求の厳しい入力を選択するための選択ロジック４８の適用は、制約非干渉コントロール及び被制御出力トラッキングコントロールからもたらされる。制約非干渉コントロールからもたらされる疑似入力は、疑似入力３０、３２のうちの少なくとも１つを置換し、主非干渉コントロール３４のための入力を形成してもよい。主非干渉コントロールの出力は、制御入力コマンドの基礎を形成する。制御入力コマンドは、被制御出力２４、２６及び被制御制約５０を生成する被制御プラント２８と共に、燃料流量サーボコントロール６２及びＰＣＭピッチ角度サーボコントロール６４に給送される。
図７Ａは、ＢｅｔａＰサーボコントロール６４（すなわち、図１においてブレード１０２１のピッチを調整するための制御ユニット）に供給されるベース入力Ｂ＿Ｒｅｆ＿Ｂａｓｅ５０２のスケジューリング５００を示す。Ｂ＿Ｒｅｆ＿Ｂａｓｅ５０２は、パイロットコマンドからのパワーレバー角度（ＰＬＡ）、航空機センサから供給される航空機速度（マッハ）、及び低圧シャフト速度Ｎ１から形成される入力を使用して計算されて、順又は逆推力信号に応じてロータブレード１０２１のピッチを設定する。このスケジュール及び他のスケジュールにおいて、温度補正は、以下の方程式に基づいて実施される可能性がある：
ＮｘＣ＿Ｒｅｆ＝Ｎｘ＿Ｒｅｆ＿Ｂａｓｅ／ｓｑｒｔ（Θ２）、ここでΘ２＝ＴInlet／５１８．６７；
ＮｘＣ＝Ｎｘ／ｓｑｒｔ（Θ２）；ここでΘ２＝ＴInlet／５１８．６７；及び
Ｎ２Ｃ＝Ｎ２／ｓｑｒｔ（Θ２５）；ここでΘ２５＝Ｔdischarge／５１８．６７、ここで、Ｔdischargeは、ＨＰ圧縮機における（圧縮機後で、燃焼器に入る前の）放出温度である。
同様に、図８は、図２ＢのＯＧＶサーボコントロール（すなわち、図１のベーン１０３１のピッチを調整するための制御ユニット）に供給されるベース入力ＯＧＶ＿Ｒｅｆ＿Ｂａｓｅ６０２のスケジューリングを示す。ＯＧＶ＿Ｒｅｆ＿Ｂａｓｅは、パイロットコマンドからのパワーレバー角度（ＰＬＡ）、航空機センサから供給される航空機速度（マッハ）、及びプロパルサブレード（Ｂ１）のｂｅｔａ角度から形成される入力を使用して計算されて、順又は逆推力信号に応じてＯＧＶベーン１０３１のピッチを設定する。
順推力及び一定ＰＬＡにおける飛行において、ｄｖ２ｄｏｔを生成するための過渡的スケジュール及びロジックは、航空機操縦及び／又は横風によって引起される非指令式Ｎｘ変化のより高速な補償のために使用される。Ｎｘ及びＮ２は、２×２ＭＩＭＯコントロールによって協調される。図９Ａは、パイロットコマンドからのパワーレバー角度（ＰＬＡ）、航空機センサから供給される航空機速度（マッハ）、低圧シャフト速度Ｎ１（ロータ速度Ｎｘに等しい）から形成される入力を使用して計算されたロジック３００からのｄｖ２ｄｏｔ信号３０２のスケジューリングを示す。
着陸開始位相と推力反転開始位相との間の前進飛行において、図９Ａに示すｄｖ２ｄｏｔを生成するための過渡的スケジュール及びロジックは、ＰＬＡ指令式ＮｘＲｅｆ／Ｎ２Ｒｅｆ変化からもたらされたより高速のＮｘ応答のために使用される。Ｂｅｔａは、２×２コントロールから取得され、Ｂｅｔａ＿Ｒｅｆ＿Ｂａｓｅ及び推力反転の準備をするためＢｅｔａ過渡的スケジュール及びロジックによって計算されたｄＢａｔａの組合せによって直接制御される。図７Ｂは、順推力におけるＢｅｔａＰサーボコントロール６４に供給されるｄＢｅｔａ５０２’のスケジューリング５００’を示す。ｄＢｅｔａ５０２’は、ロータブレード１０２１のピッチを設定するため、パイロットコマンドからのパワーレバー角度（ＰＬＡ）、航空機センサから供給される航空機速度（マッハ）、及び低圧シャフト速度Ｎ１（ロータ速度Ｎｘに等しい）から形成される入力を使用して計算される。
逆推力において、エンジンは少なくとも２つの位相を通過する。推力反転の第１のフェーズにおいて、Ｎｘは、ＮＸ＿Ｒｅｆ＿Ｂａｓｅによって指定されたＮｘＲｅｆに従い、過渡的スケジュール及びロジック３００’は、Ｎｘ応答を補償するためｄｖ２ｄｏｔ３０２’を生成するために使用される。図９Ｂは、推力反転の第１のフェーズにおける、入力ＰＬＡ、ＮｘＣ、ＮＸＣ＿Ｒｅｆ、及びＢｅｔａを使用して計算され、主非干渉コントロール３４の入力に供給されるｄｖ２ｄｏｔ３０２’のスケジューリング３００’を示す。Ｂｅｔａは、２×２コントロールから外れて維持され、ネガティブ領域内のＢｅｔａ＿Ｒｅｆ＿Ｂａｓｅ及び推力反転の第１のフェーズのためのＢｅｔａ過渡的スケジュール及びロジックによって計算されたｄＢａｔａの組合せによって直接制御される。図７Ｃは、順推力におけるＢｅｔａＰサーボコントロール６４の入力に供給されるｄＢａｔａ５０２”のスケジューリング５００”を示す。ｄＢｅｔａ５０２”は、パイロットコマンドからのパワーレバー角度（ＰＬＡ）、航空機センサから供給される航空機速度（マッハ）、Ｂｅｔａ角度センサからのＢｅｔａ角度からの入力を使用して計算される。Ｂｅｔａは、ＦＦＬ及び０を通って最小のネガティブＢｅｔａ角度になる。
逆推力フェーズ２において、ＰＬＡコマンドの新しいＮｘＲｅｆ及びＮ２Ｒｅｆとして、Ｂｅｔａは２×２コントロールに戻される。Ｎｘは、Ｎｘ＿Ｒｅｆ＿Ｂａｓｅに従い、過渡的スケジュール及びロジックは、ｄｖ２ｄｏｔを生成するために使用される。図９Ｃは、入力ＰＬＡ、マッハ、ＮｘＣ、及びＮＸＣ＿Ｒｅｆを使用して計算されるロジック３００”からのｄｖ２ｄｏｔ信号３０２”のスケジューリングを示す。
最後に、ＰＬＡコマンドにおける地上滑走において、Ｂｅｔａは、２×２コントロールから外れて維持され、Ｂｅｔａ＿Ｒｅｆ＿Ｂａｓｅ及び過渡的スケジュール及びロジックによって計算されたｄＢａｔａの組合せによって直接制御される。Ｂｅｔａ＿Ｒｅｆ＿Ｂａｓｅは、推力反転のためネガティブ領域において又は推力前進のためポジティブ領域においてＢｅｔａをスケジュールするが、飛行細目限界Ｂｅｔａ＿ＦＦＬを超えない。ｄＢｅｔａの過渡的スケジュール及びロジックは、ＮｘＲｅｆに対するＮｘ応答を補償する。図７Ｄは、ＢｅｔａＰサーボコントロール６４に供給されるｄＢｅｔａ５０２’’’のスケジューリングを示す。ｄＢｅｔａ５０２’’’は、地上滑走モードにおけるロータブレード１０２１のピッチを設定するため入力ＰＬＡ、Ｎｘ、Ｂｅｔａ、ＮｘＣ＿Ｒｅｆを使用して計算される。
ｄｖ１ｄｏｔ４００によって供給される入力４０２が、オプションであるが、該当する場合、ｄｖ２ｄｏｔ３００によって供給される入力３０２と一貫性があることになることが留意される。
予測アクションｃａｂは、
ｋ（τｓ＋１）／（Ｔｓ＋１） 又は、 ｋｓ／（Ｔｓ＋１）
であり、ここで、ｋ、Ｔ、τは、スケジュールされた上記アクションについてそれぞれ異なる値を有してもよい。
被制御プラント２８は、可変ピッチファンエンジン及びターボプロップエンジン及びターボシャフトエンジンを表す機能要素を備える。
したがって、推力スケジューリング法は、可変ピッチファンエンジン、ターボファンエンジン、及びターボプロペラエンジンについて述べられる。一実施形態において、少なくとも１つの条件入力が、ベース参照値生成のため（例えば、各センサから）制御システム内に受信され、少なくとも１つの出力測定値が、過渡的スケジュール及びロジックのために制御システム内に受信される。制御コマンドが、同様に、フルオーソリティデジタルエンジンコントロールから制御システム内に受信される可能性がある。被制御出力のベース参照値は、同じ主運転条件入力（例えば、低圧シャフト速度ベース参照値及び高圧シャフト速度ベース参照値）を使用することによって、また、入力として幾つかの被制御出力測定値を使用する（例えばＢａｔａベース参照値は、入力として補正済み低圧シャフト速度を使用する）ことによって、生成され協調される。過渡的スケジュール及びロジックは、入力として、少なくとも、１つの被制御出力及びその参照値及び運転条件を使用することによって生成される。過渡的スケジュール及びロジックは、同様に、汎用制御システムの異なる運転モードに従ってスケジュールされる。ベース参照値並びに過渡的スケジュール及びロジックは、汎用制御システムについて適用されて、アクチュエータを制御し、出力を調節する。
条件入力は、限定はしないが、速度センサから供給される航空機速度（マッハ）、入口温度センサからのエンジン入口温度入力、入口圧力センサからのエンジン入口圧力入力等を含む可能性がある。
幾つかの実施形態において、ガスタービンエンジンは、可変ピッチ角度を有する複数のガイドベーンを含む可能性がある。こうした実施形態において、外側ガイドベーンベース参照値は、少なくとも、受信される１つの条件入力及び受信される制御コマンドから生成される可能性がある。更に、外側ガイドベーンの可変ピッチ角度は調整される可能性がある。
方法は、同様に、燃料流量信号を受信すること、ピッチ変更機構信号を受信すること、被制御プラントにおいて、ピッチ変更機構信号からのピッチ変更機構ピッチ角度（ＢｅｔａＰ）及び燃料流量（Ｗｆ）燃料流量信号を、少なくとも２つの被制御出力に関連付けることを含む可能性あり、被制御出力の第１の被制御出力は、プロペラ速度（Ｎｘ）又はパワータービンシャフト速度（Ｎ１）であり、被制御出力の第２の被制御出力は、エンジンコア速度（Ｎ２）、エンジン圧力比（ＥＰＲ）、又はエンジントルク（Ｔｑ）である。例えば、航空機エンジンは、ピッチ変更機構アクチュエータを含む可能性があり、それにより、方法は、ピッチ変更機構信号を受信すること、及び、被制御プラントにおいて、ピッチ変更機構信号からのピッチ変更機構ピッチ角度（ＢｅｔａＰ）を少なくとも２つの被制御出力に関連付けることを更に含み、被制御出力の第１の被制御出力は、プロペラ速度（Ｎｘ）又はパワータービンシャフト速度（Ｎ１）であり、被制御出力の第２の被制御出力は、エンジンコア速度（Ｎ２）、エンジン圧力比（ＥＰＲ）、又はエンジントルク（Ｔｑ）である。
本明細書で使用するとき、用語「Ｂｅｔａ角度（Ｂｅｔａ ａｎｇｌｅ）」は、ファンブレード角度、ロータブレード角度、圧縮機ブレード角度、プロペラブレード角度等を指す。すなわち、用語「Ｂｅｔａ角度」は、任意の可変ブレードのピッチを指す。
この書面による説明は、最良モードを含む本発明を開示するために、また同様に、任意のデバイス又はシステムを作り使用すること、及び、組込まれる任意の方法を実施することを含む、本発明を当業者が実施することを可能にするために例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が思い付く他の例を含んでもよい。こうした他の例は、特許請求の範囲の逐語的言語と異ならない構造的要素を有する場合、又は、特許請求の範囲の逐語的言語と非実質的相違を有する等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図される。
最後に、代表的な実施形態を以下に示す。
［実施形態１］
可変ピッチｂｅｔａ角度を有する複数のブレードを含むガスタービンエンジン（１０５０）のための推力スケジューリング方法であって、
各センサからの少なくとも１つの条件入力を制御システム内に受信すること、
低圧シャフト速度センサからの低圧シャフト速度を制御システム内に受信すること、
前記制御システム内のフルオーソリティデジタルエンジンコントロール（ＦＡＤＥＣ：ｆｕｌｌ ａｕｔｈｏｒｉｔｙ ｄｉｇｉｔａｌ ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）（１１００）から制御コマンドを受信すること、
受信された前記少なくとも１つの条件入力及び受信された前記制御コマンドに基づいて前記制御システム内の第１のスケジュールロジックから、低圧シャフト速度ベース参照値を生成すること、
受信された前記少なくとも１つの条件入力、前記低圧シャフト速度、及び受信された前記制御コマンドから、第２のスケジュールロジックから、ｂｅｔａ角度ベース参照値を生成すること、及び、
前記低圧シャフト速度ベース参照値及び前記ｂｅｔａ角度ベース参照値をエンジン制御システムに供給することを含み、前記エンジン制御システムは、少なくとも、前記複数のファンブレードのピッチ角度又は前記エンジンに対する燃料流量を調整する、方法。
［実施形態２］
前記少なくとも１つの条件入力は、速度センサからの航空機速度入力を含む、実施形態１に記載の方法。
［実施形態３］
前記少なくとも１つの条件入力は、入口温度センサから入力されるエンジン入口温度を含む、実施形態１に記載の方法。
［実施形態４］
前記少なくとも１つの条件入力は、入口圧力センサから入力されるエンジン入口圧力を含む、実施形態１に記載の方法。
［実施形態５］
前記制御コマンドから高圧シャフト速度ベース参照値を、また、前記各センサから前記少なくとも１つの条件入力を生成することを更に含む、実施形態１に記載の方法。
［実施形態６］
前記エンジン制御システムは、前記高圧シャフト速度ベース参照値及び高圧シャフト速度センサからの入力に基づいて前記エンジンに対する前記燃料流量を調整する、実施形態５に記載の方法。
［実施形態７］
前記エンジン制御システムは、前記燃料流量と前記ピッチ角度の両方を調整する、実施形態１に記載の方法。
［実施形態８］
前記ガスタービンエンジン（１０５０）は、可変ピッチ角度を有する複数の外側ガイドベーンを含み、方法は、
受信された前記少なくとも１つの条件入力、受信された前記制御コマンド、及び前記ブレードの前記ｂｅｔａ角度から外側ガイドベーンベース参照値を生成することを更に含む、実施形態１に記載の方法。
［実施形態９］
前記外側ガイドベーンの前記可変ピッチ角度を調整することを更に含む、実施形態８に記載の方法。
［実施形態１０］
前記ガスタービンエンジン（１０５０）は、可変ピッチファンエンジン、ターボシャフトエンジン、又はターボプロペラエンジンを備える、実施形態１に記載の方法。
［実施形態１１］
燃料流量信号を受信すること、
ピッチ変更機構信号を受信すること、
被制御プラントにおいて、前記ピッチ変更機構信号及び燃料流量（Ｗｆ）燃料流量信号からのピッチ変更機構ピッチ角度（ＢｅｔａＰ）を、少なくとも２つの被制御出力に関連付けることを更に含み、前記被制御出力の第１の被制御出力は、プロペラ速度（Ｎｘ）又はパワータービンシャフト速度（Ｎ１）であり、前記被制御出力の第２の被制御出力は、エンジンコア速度（Ｎ２）、エンジン圧力比（ＥＰＲ）、又はエンジントルク（Ｔｑ）である、実施形態１に記載の方法。
［実施形態１２］
前記航空機エンジンはピッチ変更機構アクチュエータを備え、ピッチ変更機構信号を受信すること、及び、前記被制御プラントにおいて、前記ピッチ変更機構信号からのピッチ変更機構ピッチ角度（ＢｅｔａＰ）を、少なくとも２つの被制御出力に関連付けることを更に含み、前記被制御出力の第１の被制御出力は、プロペラ速度（Ｎｘ）又はパワータービンシャフト速度（Ｎ１）であり、前記被制御出力の第２の被制御出力は、エンジンコア速度（Ｎ２）、エンジン圧力比（ＥＰＲ）、又はエンジントルク（Ｔｑ）である、実施形態１１に記載の方法。
［実施形態１３］
ＮｘＣ＿Ｒｅｆ、ＮｘＣ、ＰＬＡ、及びマッハに基づいて前記ｂｅｔａ角度を変更するため、順推力において過渡的スケジュールを実施することを更に含む、実施形態１に記載の方法。
［実施形態１４］
Ｂｅｔａ＿Ｒｅｆ、Ｂｅｔａ、ＰＬＡ、及びマッハに基づいて前記ｂｅｔａ角度を変更するため、逆推力において過渡的スケジュールを実施することを更に含む、実施形態１に記載の方法。
［実施形態１５］
ＮｘＣ＿Ｒｅｆ、ＮｘＣ、ＰＬＡ、及びＢｅｔａに基づいて前記ｂｅｔａ角度を変更するため、地上モードにおいて過渡的スケジュールを実施することを更に含む、実施形態１に記載の方法。
［実施形態１６］
ＮｘＣ＿Ｒｅｆ、ＮｘＣ、ＰＬＡ、及びマッハに基づいて前記低圧シャフト速度及び前記ｂｅｔａ角度を変更するため、順推力において過渡的スケジュールを実施することを更に含む、実施形態１に記載の方法。
［実施形態１７］
ＮｘＣ＿Ｒｅｆ、ＮｘＣ、ＰＬＡ、及びＢｅｔａに基づいて前記低圧シャフト速度及び前記ｂｅｔａ角度を変更するため、逆推力において過渡的スケジュールを実施することを更に含む、実施形態１に記載の方法。
［実施形態１８］
ＮｘＣ＿Ｒｅｆ、ＮｘＣ、ＰＬＡ、及びマッハに基づいて前記低圧シャフト速度及び前記ｂｅｔａ角度を変更するため、逆推力において過渡的スケジュールを実施することを更に含む、実施形態１７に記載の方法。
１０ 制御システムアーキテクチャ（飛行中）
１２ 制御システムアーキテクチャ（地上又は推力反転）
２０ Ｗｆ、燃料流量
２２ ＢｅｔａＰ、ＰＣＭピッチ角
２４ 被制御出力
２６ 被制御出力
２８ プラント
３０ ｖ１ｄｏｔ
３２ ｖ２ｄｏｔ
３４ 主非干渉コントロール
３６ ＢｅｔａＰ参照値
３８ ｕ２ｄｏｔ
４０ Ｎ２トラッキング
４２ Ｎｘトラッキング
４４ 制約非干渉コントロール
４６ 非干渉制御プラント
４８ 選択ロジック
５０ 制御制約
５２ 制約トラッキング誤差
５４ 制約参照値
５６ 最小及び最大限界
５８ 制御参照値整形
５８Ａ 主制御参照値整形
５８Ｂ 制約制御参照値整形
６０ 空気力学的負荷に対する変化
６２ 燃料流量サーボコントロール
１０２ エンジン
１０４ エンジン
１１０ 単一エンジン制御システム
１１２ 単一エンジン制御システム
１１４ 速度位相同期調整器
１１６ プロペラ速度位相
１１８ プロペラ速度位相
１２０ フィルタリング済み位相信号
１２２ フィルタリング済み位相信号
１２４ 速度位相信号の差
１２６ 位相差参照値
１２８ 位相差誤差

Claims (10)

  1. 可変ピッチｂｅｔａ角度を有する複数のブレードを含むガスタービンエンジン（１０５０）のための推力スケジューリング方法であって、
    各センサからの少なくとも１つの条件入力を制御システム内に受信すること、
    低圧シャフト速度センサからの低圧シャフト速度を制御システム内に受信すること、
    前記制御システム内のフルオーソリティデジタルエンジンコントロール（ＦＡＤＥＣ：ｆｕｌｌ ａｕｔｈｏｒｉｔｙ ｄｉｇｉｔａｌ ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）（１１００）から制御コマンドを受信すること、
    受信された前記少なくとも１つの条件入力及び受信された前記制御コマンドに基づいて前記制御システム内の第１のスケジュールロジックから、低圧シャフト速度ベース参照値を生成すること、
    受信された前記少なくとも１つの条件入力、前記低圧シャフト速度、及び受信された前記制御コマンドから、第２のスケジュールロジックから、ｂｅｔａ角度ベース参照値を生成すること、及び、
    前記低圧シャフト速度ベース参照値及び前記ｂｅｔａ角度ベース参照値をエンジン制御システムに供給することを含み、前記エンジン制御システムは、少なくとも、前記複数のファンブレードのピッチ角度又は前記エンジンに対する燃料流量（２０）を調整する、方法。
  2. 前記少なくとも１つの条件入力は、速度センサからの航空機速度入力を含む、請求項１記載の方法。
  3. 前記少なくとも１つの条件入力は、入口温度センサから入力されるエンジン入口温度を含む、請求項１記載の方法。
  4. 前記少なくとも１つの条件入力は、入口圧力センサから入力されるエンジン入口圧力を含む、請求項１記載の方法。
  5. 前記制御コマンドから高圧シャフト速度ベース参照値を、また、前記各センサから前記少なくとも１つの条件入力を生成することを更に含み、前記エンジン制御システムは、前記高圧シャフト速度ベース参照値及び高圧シャフト速度センサからの入力に基づいて前記エンジンに対する前記燃料流量を調整する、請求項１記載の方法。
  6. 前記エンジン制御システムは、前記燃料流量と前記ピッチ角度の両方を調整する、請求項１記載の方法。
  7. 前記ガスタービンエンジン（１０５０）は、可変ピッチ角度を有する複数の外側ガイドベーンを含み、
    受信された前記少なくとも１つの条件入力、受信された前記制御コマンド、及び前記ブレードの前記ｂｅｔａ角度から外側ガイドベーンベース参照値を生成すること、及び、
    前記外側ガイドベーンの前記可変ピッチ角度を調整することを更に含む、請求項１記載の方法。
  8. 前記ガスタービンエンジン（１０５０）は、可変ピッチファンエンジン、ターボシャフトエンジン、又はターボプロペラエンジンを備える、請求項１記載の方法。
  9. 燃料流量信号を受信すること、
    ピッチ変更機構信号を受信すること、
    被制御プラントにおいて、前記ピッチ変更機構信号及び燃料流量（Ｗｆ）燃料流量信号からのピッチ変更機構ピッチ角度（ＢｅｔａＰ）を、少なくとも２つの被制御出力に関連付けることを更に含み、前記被制御出力の第１の被制御出力は、プロペラ速度（Ｎｘ）又はパワータービンシャフト速度（Ｎ１）であり、前記被制御出力の第２の被制御出力は、エンジンコア速度（Ｎ２）、エンジン圧力比（ＥＰＲ）、又はエンジントルク（Ｔｑ）である、請求項１記載の方法。
  10. ＮｘＣ＿Ｒｅｆ、ＮｘＣ、ＰＬＡ、及びマッハに基づいて前記ｂｅｔａ角度を変更するため、順推力において過渡的スケジュールを実施すること、及び／又は、
    Ｂｅｔａ＿Ｒｅｆ、Ｂｅｔａ、ＰＬＡ、及びマッハに基づいて前記ｂｅｔａ角度を変更するため、逆推力において過渡的スケジュールを実施すること、及び／又は、
    ＮｘＣ＿Ｒｅｆ、ＮｘＣ、ＰＬＡ、及びＢｅｔａに基づいて前記ｂｅｔａ角度を変更するため、地上モードにおいて過渡的スケジュールを実施すること、及び／又は、
    ＮｘＣ＿Ｒｅｆ、ＮｘＣ、ＰＬＡ、及びマッハに基づいて前記低圧シャフト速度及び前記ｂｅｔａ角度を変更するため、順推力において過渡的スケジュールを実施すること、及び／又は、
    ＮｘＣ＿Ｒｅｆ、ＮｘＣ、ＰＬＡ、及びＢｅｔａに基づいて前記低圧シャフト速度及び前記ｂｅｔａ角度を変更するため、逆推力において過渡的スケジュールを実施すること、及び／又は、
    ＮｘＣ＿Ｒｅｆ、ＮｘＣ、ＰＬＡ、及びマッハに基づいて前記低圧シャフト速度及び前記ｂｅｔａ角度を変更するため、逆推力において過渡的スケジュールを実施することを更に含む、請求項１記載の方法。
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