JP2586623B2 - Control device for gas turbine engine - Google Patents

Control device for gas turbine engine

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JP2586623B2
JP2586623B2 JP63323603A JP32360388A JP2586623B2 JP 2586623 B2 JP2586623 B2 JP 2586623B2 JP 63323603 A JP63323603 A JP 63323603A JP 32360388 A JP32360388 A JP 32360388A JP 2586623 B2 JP2586623 B2 JP 2586623B2
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gas turbine
compressor
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calculating
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大喜 福田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、2軸ガスタービンエンジン等のガスター
ビンエンジンにおいてコンプレッサ下流の圧力を検出す
る圧力センサを具備し、その圧力に基づいて燃料供給量
算出し、ガスタービンを制御する装置におけるフェイル
セーフに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention includes a pressure sensor for detecting a pressure downstream of a compressor in a gas turbine engine such as a two-shaft gas turbine engine, and a fuel supply amount based on the pressure sensor. The present invention relates to a fail-safe device for calculating and controlling a gas turbine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

自動車用の2軸ガスタービンエンジンであって、コン
プレッサとコンプレッサタービンとを具備するガスジェ
ネレータと、車両駆動軸に連結されるパワータービンと
は別々の軸によって構成されており、燃料器からのコン
プレッサタービンを駆動した燃焼ガスは可変ノズルを介
してパワータービンを駆動する方式のものが知られてい
る。定常時はガスジェネレータはその回転数を効率最大
とする一定とした状態においてパワータービンの出口温
度(T6)が目標値T6setとなるように燃焼器への燃料供
給量及び可変ノズルを構成する羽根の角度が制御され
る。
A two-shaft gas turbine engine for an automobile, wherein a gas generator having a compressor and a compressor turbine and a power turbine connected to a vehicle drive shaft are formed by different shafts, and a compressor turbine from a fuel device is provided. There is known a system in which the combustion gas that drives the power turbine drives a power turbine through a variable nozzle. Under normal conditions, the gas generator configures the fuel supply amount to the combustor and the variable nozzle so that the outlet temperature (T 6 ) of the power turbine becomes the target value T 6set in a state where the rotation speed is constant and the efficiency is maximized. The angle of the blade is controlled.

一方、過渡運転時にはパワータービンの出口温度を検
出するセンサ(熱電対)の応答性が問題となるためT6
代わりに、燃焼器の出口温度T4を制御目標に切替え、ガ
スジェネレータの回転数が所定値まで増速されるように
燃料量の制御が行われる。そして、燃焼器の出口温度T4
を直接に知ることはできないことから、コンプレッサ出
口圧力P3と燃焼器出口温度の目標値T4setより吸入器量G
aを算出し、この吸入空気量及び燃焼器入口の空気温度
の実測値T35からエンジンに供給される燃料量を算出し
ている。例えば、特開昭60−35132号参照。
On the other hand, during transient operation, the response of the sensor (thermocouple) that detects the outlet temperature of the power turbine becomes a problem, so the outlet temperature T 4 of the combustor is switched to the control target instead of T 6 , and the rotation speed of the gas generator is changed. Is controlled so that the speed of the fuel is increased to a predetermined value. And the outlet temperature T 4 of the combustor
From the compressor outlet pressure P 3 and the target value T 4set of the combustor outlet temperature, the amount of inhaler G
calculates a, and calculates the amount of fuel supplied to the engine from the measured values T 35 of the intake air amount and the combustion inlet air temperature. For example, see JP-A-60-35132.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

コンプレッサの出口圧力を計測するセンサとしては半
導体圧力センサが一般的であるが、この種の半導体圧力
センサではその作動が異常となった場合に、圧力の変化
にも係わらず、その出力レベルがLow信号又はHigh信号
に張りつくという異常状態を呈することが普通である。
従って、センサの作動がLow状態に張りつく異常の場合
は燃料供給量が最小のまま、High状態に張りつく異常の
場合は燃料供給量が最大のまま運転継続されることにな
る。その結果、エンジンが停止するか、エンジンの回転
が異常に増大するかのおそれがある。
A semiconductor pressure sensor is generally used as a sensor for measuring the outlet pressure of a compressor.However, when the operation of this type of semiconductor pressure sensor becomes abnormal, the output level of the semiconductor pressure sensor becomes low regardless of the pressure change. It is common to exhibit an abnormal state of sticking to a signal or a high signal.
Therefore, if the operation of the sensor is stuck in the Low state, the operation is continued with the fuel supply amount kept at a minimum, and in the case of an abnormality stuck in the High state, the operation is continued with the fuel supply amount at the maximum. As a result, there is a possibility that the engine stops or the rotation of the engine abnormally increases.

この発明は圧力センサの異常があった場合に車両を停
止することなく正常な走行を維持可能とすることを目的
とする。
An object of the present invention is to enable normal running to be maintained without stopping the vehicle when an abnormality occurs in the pressure sensor.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明のガスタービンエンジンは、第1図におい
て、その状態因子の一つとしてのコンプレッサの下流の
空気圧力及び必要に応じてその他の状態因子よりガスタ
ービンエンジンAのへの燃料供給量を算出する手段B
と、この算出された燃料供給量よりガスタービンを制御
する制御手段B′と、コンプレッサ下流の圧力を検出す
る圧力検出手段Cと、ガスタービンの種々の状態因子よ
り予測される前記コンプレッサ下流の圧力値を演算する
圧力演算手段Dと、圧力検出手段Cによる圧力の検出値
と圧力演算手段Dによる圧力の演算値との比較により圧
力検出手段Cが異常か否かを判別する判別手段Eと、正
常時か異常時かで前記制御手段Bを圧力検出手段Cと圧
力演算手段Dに切替的に接続する手段Fとを具備する。
In FIG. 1, the gas turbine engine of the present invention calculates the fuel supply amount to the gas turbine engine A from the air pressure downstream of the compressor as one of the state factors and, if necessary, other state factors. Means B
Control means B 'for controlling the gas turbine based on the calculated fuel supply amount, pressure detecting means C for detecting the pressure downstream of the compressor, and pressure downstream of the compressor predicted from various state factors of the gas turbine. Pressure calculating means D for calculating a value; determining means E for determining whether the pressure detecting means C is abnormal by comparing the detected value of the pressure by the pressure detecting means C with the calculated value of the pressure by the pressure calculating means D; A means F for switchingly connecting the control means B to a pressure detecting means C and a pressure calculating means D depending on whether the operation is normal or abnormal.

〔作用〕[Action]

正常時には圧力検出手段Cによる検出値により燃料供
給量が算出され、制御手段B′はガスタービンを制御
し、異常時には圧力演算手段Dによる演算値により燃料
供給量が算出され、制御手段B′はガスタービンを制御
する。
In a normal state, the fuel supply amount is calculated based on the value detected by the pressure detecting means C, and the control means B 'controls the gas turbine. In an abnormal state, the fuel supply amount is calculated based on the calculated value by the pressure calculating means D. Control the gas turbine.

〔実施例〕〔Example〕

以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明す
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第2図は自動変速機付き車両に搭載された本発明の実
施例の構成を示すものである。図においてCはコンプレ
ッサ、HEは熱交換器、CCは燃焼器、CTはコンプレッサタ
ービンであり、コンプレッサCとコンプレッサタービン
CTとは回転軸100にて直結され、燃焼器CCにはアクチュ
エータA1を介して燃料が供給されている。吸入空気はコ
ンプレッサCにて圧縮され、熱交換器HEにて加熱され、
燃焼器CCにて燃料と混合されて燃焼し、その燃焼ガスが
コンプレッサタービンCTを回転させる。このコンプレッ
サタービンCTとコンプレッサCとは総称してガスジェネ
レータGGと呼ばれることがあり、このコンプレッサター
ビンCTの回転数がコンプレッサCの圧縮度を左右する。
コンプレッサタービンCTを駆動した燃焼ガスは、アクチ
ュエータA2により調整される可変ノズルVNを経てパワタ
ービン(出力タービン)PTを駆動した後、熱交換器HEを
経て排気ガスとなって大気に排出される。回転軸100に
フロントギヤ3が連結され、このフロントギヤ3に燃料
ポンプ,オイルポンプ,スタータモータ等が接続され
る。パワータービンPTの回転軸101は減速歯車R/Gを介し
て自動変速機A/Tが接続されており、ガスタービンGTの
パワタービンPTの回転は減速歯車R/Gによって減速され
て自動変速機A/TのトルクコンバータT/Cを介して変速機
構Tに伝えられ、シフト状態に応じた回転数に変換され
て車軸駆動出力となる。また、このトルクコンバータT/
CにはロックアップクラッチL/Cが設けられている。
FIG. 2 shows the configuration of an embodiment of the present invention mounted on a vehicle with an automatic transmission. In the figure, C is a compressor, HE is a heat exchanger, CC is a combustor, and CT is a compressor turbine.
The CT is directly connected to the CT via a rotating shaft 100, and fuel is supplied to the combustor CC via the actuator A1. The intake air is compressed by the compressor C and heated by the heat exchanger HE.
The fuel is mixed and burned in the combustor CC, and the combustion gas rotates the compressor turbine CT. The compressor turbine CT and the compressor C may be collectively referred to as a gas generator GG, and the number of revolutions of the compressor turbine CT determines the degree of compression of the compressor C.
The combustion gas that has driven the compressor turbine CT drives the power turbine (output turbine) PT via the variable nozzle VN adjusted by the actuator A2, and then is discharged to the atmosphere as exhaust gas via the heat exchanger HE. A front gear 3 is connected to the rotating shaft 100, and a fuel pump, an oil pump, a starter motor, and the like are connected to the front gear 3. The rotating shaft 101 of the power turbine PT is connected to an automatic transmission A / T via a reduction gear R / G, and the rotation of the power turbine PT of the gas turbine GT is reduced by the reduction gear R / G and the automatic transmission A The transmission is transmitted to the transmission mechanism T via a / T torque converter T / C, and is converted into a rotational speed according to the shift state to be an axle drive output. Also, this torque converter T /
C has a lock-up clutch L / C.

ガスタービンGTおよび自動変速機A/Tを制御する制御
回路10には、アナログ信号用の入力インタフェースIN
a、デジタル信号用の入力インタフェースINd、入力イン
タフェースINaからの信号をデジタル変換するアナログ
−デジタル変換器A/D、中央処理ユニットCPU、ランダム
アクセスメモリRAM、読み出し専用メモリROM、および出
力回路OUT等があり、それぞれバスライン11で接続され
ている。
The control circuit 10 for controlling the gas turbine GT and the automatic transmission A / T has an input interface IN for analog signals.
a, an input interface INd for digital signals, an analog-digital converter A / D for digitally converting a signal from the input interface INa, a central processing unit CPU, a random access memory RAM, a read-only memory ROM, and an output circuit OUT. And are connected by a bus line 11, respectively.

また二軸式ガスタービン機関にはガスジェネレータGG
の回転数N1を検出する回転数センサSN1,コンプレッサC
の出口温度T3を検出する温度センサST3,コンプレッサC
の出口圧力P3を検出するコンプレッサ出口圧力センサSP
3,熱交換器HEの出口温度T35を検出する温度センサST35,
パワタービンPTの出口温度を検出する温度センサST6,減
速歯車R/Gを経たガスタービンGTの回転数N3を検出する
回転数センサSN3,および車軸駆動回転数NPを検出する回
転数センサSNP等が設けられている。ここにおいて文字
と添字との関係であるが第2図においての位置の吸気
圧をP3、の位置の温度をT4というように、吸気圧Pや
温度Tに付された添え字は、○で囲まれた番号の位置の
吸気圧Pや温度Tを示し、ガスジェレネータGGの回転軸
の回転数がN1、減速歯車R/Gを経たパワータービンPTの
出力軸の回転数がN3で表わされる。
The gas generator GG is used for a twin-shaft gas turbine engine.
Speed sensor SN 1 for detecting a rotational speed N 1 of the compressor C
Temperature sensor ST 3 for detecting the outlet temperature T 3 of the compressor C
Compressor outlet pressure sensor SP that detects the outlet pressure P 3
3 , a temperature sensor ST 35 that detects the outlet temperature T 35 of the heat exchanger HE,
Temperature sensor ST 6 that detects the outlet temperature of the Pawatabin PT, speed sensor for detecting the rotational speed sensor SN 3, and the axle driving rpm N P for detecting the rotational speed N 3 of the gas turbine GT having passed through the reduction gear R / G SN P and the like are provided. Is a relationship between the character and the subscript wherein the intake pressure of the position of the second view P 3, the temperature of the location of the so called T 4, attached a subscript in the intake pressure P and temperature T, ○ Indicates the intake pressure P and temperature T at the positions enclosed by the circles, the rotation speed of the rotation shaft of the gas generator GG is N 1 , and the rotation speed of the output shaft of the power turbine PT via the reduction gear R / G is N 3 Is represented by

アナログ信号用入力インタフェースINaには前述のセ
ンサからの信号N1,N3,NP,P3,T35,T6やアクセルペダルか
らのアナログ信号等が入力され、デジタル信号用の入力
インタフェースINdにはキースイッチからのオンオフ信
号、シフトレバーからのシフト位置信号、ブレーキから
のブレーキ信号等のデジタル信号が入力される。
The analog signal input interface INa receives the signals N 1 , N 3 , N P , P 3 , T 35 , and T 6 from the above-described sensors and analog signals from the accelerator pedal, and the digital signal input interface INd. Are input with digital signals such as an on / off signal from a key switch, a shift position signal from a shift lever, and a brake signal from a brake.

一方、出力回路OUTからは、燃焼器CCのアクチュエー
タA1に対して燃料流量を指示する信号Gf、アクチュエー
タA2に対して可変ノズルVNの開度を指示する信号α
トルクコンバータT/CのロックアップクラッチL/Cのオン
オフを指示する信号S3、変速機構Tの変速信号S1,S2
スロットルワイヤ信号θTH等が出力される。
On the other hand, from the output circuit OUT, a signal Gf indicating the fuel flow rate to the actuator A1 of the combustor CC, a signal α S indicating the opening degree of the variable nozzle VN to the actuator A2,
Signal S 3 that instructs the on-off of the lock-up clutch L / C of the torque converter T / C, transmission signal S 1, S 2 and throttle wire signal theta TH, etc. of the transmission mechanism T is output.

この発明の特徴となるのはガスタービンエンジンにお
ける燃料供給量や可変ノズルの角度等の被操作因子を制
御する状態因子となるコンプレッサの出口圧力P3を検出
するコンプレッサ出口圧力センサSP3,のフェイルセーフ
である。即ち、センサSP3の現在の出力値が他のガスタ
ービンの状態から予測される値と比較して妥当な範囲に
あればセンサSP3を正常とし大きく外れていれば異常と
見なすものである。以下このフェイルセーフ機能を組み
込んだガスタービンエンジンの制御を説明する。この制
御の大まかな流れは、この出願人の出願した先願である
特願昭63−185547号と同様であり、エンジンが定常か否
かを判別し、定常時(ガスジェネレータの回転速度はコ
ンプレッサの効率が最大となる一定値付近に維持されて
いる)のときは、パワータービンの出口温度T6に基づい
た制御が行われる。一方、過渡的な運転時には温度T6
検出するセンサST6の応答がよくないためコンプレッサ
タービンの入口温度T4を主体とする制御が行われる。そ
して、過渡状態から定常状態への復帰の最初はセンサST
6の応答性がよくないことからT4を目標とする制御が暫
時実行される。以下、この制御を実現する制御回路10の
動作の概要を第3図及び第4図のフローチャートを用い
て説明する。
A feature of the present invention is a failure of a compressor outlet pressure sensor SP 3 , which detects a compressor outlet pressure P 3, which is a state factor for controlling operated factors such as a fuel supply amount and a variable nozzle angle in a gas turbine engine. Be safe. That is, it the current output value of the sensor SP 3 is regarded as abnormal if it is outside a large sensor SP 3 and normal if a reasonable range compared with values predicted from the state of the other gas turbine. Hereinafter, control of the gas turbine engine incorporating the fail-safe function will be described. The general flow of this control is the same as that of Japanese Patent Application No. 63-18855, which was filed by the applicant of the present invention. It is determined whether the engine is stationary or not. when the efficiency is maintained near a constant value as a maximum), control based on the outlet temperature T 6 of the power turbine is performed. The control mainly the inlet temperature T 4 of the compressor turbine for during transient operation poor response of the sensor ST 6 for detecting the temperature T 6 is performed. At the beginning of the return from the transient state to the steady state, the sensor ST
Control a target of T 4 is briefly run from the response of 6 is not good. Hereinafter, the outline of the operation of the control circuit 10 for realizing this control will be described with reference to the flowcharts of FIGS.

ステップ401においては、制御回路10に機関の運転状
態パラメータが入力される。この運転状態パラメータ
は、例えば、ガスジェネレータGGの回転数N1、アクセル
開度θacc、コンプレッサタービンPTの出口温度T6、熱
交換器HEの出口温度T35、コンプレッサCの出力圧力
P3、自動変速機A/Tの入力回転数N3等である。
In step 401, the operating state parameters of the engine are input to the control circuit 10. The operating state parameters include, for example, the rotation speed N 1 of the gas generator GG, the accelerator opening θ acc , the outlet temperature T 6 of the compressor turbine PT, the outlet temperature T 35 of the heat exchanger HE, and the output pressure of the compressor C.
P 3, the input rotational speed N 3, etc. of the automatic transmission A / T.

ステップ401−406が圧力センサST6のフェイルセーフ
のためのルーチンである。ステップ402ではガスジェネ
レータの回転数N1からコンプレッサ出口圧力の見込値
P3′が算出される。即ち、ガスジェネレータの回転数N1
とコンプレッサCの出口圧力P3との間には第5図の関係
があり、ガスジェネレータの回転数N1よりコンプレッサ
Cの出口圧力P3を大体予測することができる。ステップ
403ではP3≧P3′+αか否か、ステップ404ではP3<P3
−αか否かが判別される。ここにαは不感帯を決める適
当な値であり、センサSP3の計測値P3が演算値とP3′そ
れほど大きな相違がない場合は圧力センサSP3は正常と
判断され、センサSP3の計測値P3が演算値とP3′と大き
く食い違いが存在する場合は圧力センサSP3に異常があ
ったと判断することができる。圧力センサSP3が正常と
判断される場合はステップ406に進み、圧力センサSP3
検出値P3がそのまま使用され、異常の場合はステップ40
5に進み、ステップ402で算出された見込値P3′から不感
帯を構成する所定値αを差し引いた値、つまりP3′−α
が圧力値P3に置き換えられる。
Step 401-406 are routine for failsafe pressure sensor ST 6. Step 402 The expected value from the rotational speed N 1 of the compressor outlet pressure of the gas generator
P 3 ′ is calculated. That is, the rotation speed N 1 of the gas generator
And is related to FIG. 5 between the outlet pressure P 3 of the compressor C, it can be predicted approximately the outlet pressure P 3 of the compressor C than the rotational speed N 1 of the gas generator. Steps
At 403, it is determined whether P 3 ≧ P 3 ′ + α, and at step 404, P 3 <P 3
-Α is determined. Here α is a suitable value for determining the dead zone, a pressure sensor SP 3 If the measured value P 3 of the sensor SP 3 there is no operation value and P 3 'so large difference is judged to be normal, the measurement of the sensor SP 3 If the value P 3 there is large discrepancies between calculated values and P 3 'it can be determined that there is an abnormality in the pressure sensor SP 3. If the pressure sensor SP 3 is judged to be normal proceeds to step 406, the detected value P 3 of the pressure sensor SP 3 are used as is, in the case of abnormal Step 40
5, the value obtained by subtracting the predetermined value α constituting the dead zone from the expected value P 3 ′ calculated in step 402, that is, P 3 ′ −α
There is replaced by a pressure value P 3.

ステップ407以下は被操作因子としての燃料供給量Gf
及び可変ノズルVNの制御ルーチンを示す。このルーチン
は前記特願昭63−185547号と同様である。ステップ302
では、アクセル開度θaccの関数であるガスジェネレー
タGGの回転数の目標値N1setが演算される。
The fuel supply amount Gf as the manipulated factor is obtained after step 407.
And a control routine of the variable nozzle VN. This routine is the same as that of the aforementioned Japanese Patent Application No. 63-188554. Step 302
Then, a target value N1set of the rotation speed of the gas generator GG, which is a function of the accelerator opening θ acc , is calculated.

そして、ステップ303にて機関の運転状態パラメータ
からガスジェネレータGGが定常状態か否かが判定され
る。この機関の過渡状態と定常状態の判別は、アクセル
ペダルの踏み込み量とアクセルペダルの単位時間内の変
化量やガスジェネレータGGの回転軸の回転速度の変化率
等で判定すれば良い。
Then, in step 303, it is determined from the operating state parameters of the engine whether or not the gas generator GG is in a steady state. The determination between the transient state and the steady state of the engine may be made based on the amount of depression of the accelerator pedal, the amount of change of the accelerator pedal within a unit time, the rate of change of the rotation speed of the rotating shaft of the gas generator GG, and the like.

ガスジェネレータGGが定常状態にあると判定された時
(YES)はステップ304に進み、続くステップ304からス
テップ307において定常状態の制御が行われ、ガスジェ
ネレータGGが過渡状態にあると判定された時(NO)はス
テップ308に進み、続くステップ309からステップ311に
おいて過渡状態の制御が行われる。
When it is determined that the gas generator GG is in the steady state (YES), the process proceeds to step 304. When the steady state control is performed in the subsequent steps 304 to 307, and it is determined that the gas generator GG is in the transient state. (NO) advances to step 308, and in the following step 309 to step 311, the control of the transient state is performed.

定常状態のときは、ステップ304にて時間カウンタT
GACに1を加算して時間を計数し、続くステップ305にて
計数した時間が基準値Ktより大きいか否か、即ち、定常
状態に移行してから所定時間が経過したか否かが判定さ
れる。定常状態に移行してから所定時間が経過したとき
(TGAC>Kt)、即ち安定な定常状態であるときはステッ
プ307に進み、パワタービンの出口温度T6を基にして制
御される。このときの制御は、コンプレッサタービンの
出口温度を測定する温度センサの応答性は問題とならな
いので、ガスジェネレータGGの回転数N1を一定にした状
態で、パワタービンの出口温度T6が目標値T6setになる
ように燃料流量Gfと可変ノズルVNの開度αを制御する
ものである。
In the steady state, the time counter T is set in step 304.
The time is counted by adding 1 to the GAC , and it is determined whether or not the time counted in the subsequent step 305 is greater than the reference value Kt, that is, whether or not a predetermined time has elapsed since the transition to the steady state. You. When the predetermined time has elapsed since the transition to the steady state (T GAC> Kt), that is, when a stable steady state, the process proceeds to step 307, is controlled based on the outlet temperature T 6 of Pawatabin. At this time, the response of the temperature sensor that measures the outlet temperature of the compressor turbine does not matter, so that the outlet temperature T 6 of the power turbine is set to the target value T 6 while the rotation speed N 1 of the gas generator GG is kept constant. and controls the degree of opening alpha S of the fuel flow rate Gf and the variable nozzle VN so that 6Set.

一方、過渡状態のときは、ステップ308にて時間カウ
ンタTGACの値がクリアされ、続くステップ309にてステ
ップ302で演算されたガスジェネレータGGの回転数の目
標値N1setに対して、現在のガスジェネレータGGの回転
数N1が小さいか否か、即ち、過渡状態が加速状態か減速
状態かが判定される。そして、加速状態のとき(N1set
>N1)のときはステップ310に進み、ガスジェネレータG
Gが燃焼器CCの出口温度T4を基にして制御される。この
ときの制御は、ガスジェネレータGGを加速してその回転
数N1を増大しながら、燃焼器CCの出口温度T4が目標値T
4setになるように燃料流量Gfを制御するものである。ま
た、減速状態のとき(N1set≦N1)はステップ311に進
み、減速時の制御が行われる。この際、燃焼器のCCの出
口温度T4は1,000度以上の高温となるため直接に温度セ
ンサで制度よく計測することはできないので、圧力セン
サSP3によりコンプレッサ出口圧力P3を計測することに
より出口温度T4を間接的に知り、これが目標値T4set
なるように燃料流量Gfを制御するものである。即ち、コ
ンプレッサ出口圧力P3と燃焼器出口温度目標値T4set
から吸入空気量Gaを求め、求めた吸入空気量Gaと、T
4setと、燃焼器入口での空気温度T35とからエンジンに
供給される燃料量Gfを算出することができる。
On the other hand, when the transient state, the value of the time counter T GAC at step 308 is cleared and continues at step 309 with respect to the rotational speed of the target value N 1set arithmetic gas generator GG at step 302, the current gas generator GG rotational speed N 1 whether small, i.e., transients or acceleration state or deceleration state is determined. Then, when accelerating (N 1set
> N 1 ), proceed to step 310, where the gas generator G
G is controlled based on the outlet temperature T 4 of the combustor CC. The control at this time is such that the outlet temperature T 4 of the combustor CC is set to the target value T while accelerating the gas generator GG to increase its rotation speed N 1.
The fuel flow rate Gf is controlled to be 4 sets. Further, when the deceleration state (N 1set ≦ N 1) proceeds to step 311, the control of the deceleration is performed. At this time, since the outlet temperature T 4 of the CC of the combustor can not be measured well system by the temperature sensor directly to the 1,000 degrees or more high temperature, by measuring the compressor outlet pressure P 3 by the pressure sensor SP 3 indirectly know an exit temperature T 4, which is for controlling the fuel flow rate Gf such that the target value T 4set. That is, the intake air amount Ga is obtained from the compressor outlet pressure P 3 and the combustor outlet temperature target value T 4set, and the obtained intake air amount Ga and T
Can be calculated and 4set, the fuel amount Gf supplied from the air temperature T 35 Metropolitan the engine in the combustion inlet.

そして、定常状態に移行してから所定時間がまだ経過
していないとき(TGAC≦Kt)はステップ305よりステッ
プ306に進み、ガスジェネレータGGが燃焼器CCの出口温
度T4を基にして制御される。即ち、このときは加速時と
同様に温度センサT6の応答性に問題があるので、暫時、
燃焼器CCの出口温度T4をベースにして燃料流量Gfに加え
て可変ノズルVNの開度αの制御が行われる。燃料流量
Gfの制御については上述した通りである。また、可変ノ
ズルVNの制御は先願で詳述したように、ガスジェネレー
タの回転数に応じた燃料流量の目標値Gf1を算出し、こ
の目標値Gf1を実際の燃料流量Gfと比較し、その大小に
応じて可変ノズルVNの開度αの開閉制御が実行され
る。
When the prescribed time has shifted to the steady state not expired (T GAC ≦ Kt), the process proceeds to step 306 from step 305, the control gas generator GG is based on the outlet temperature T 4 of the combustor CC Is done. That is, since at this time there is a problem in the response of the temperature sensor T 6 similarly to the time of acceleration, briefly,
Control of opening alpha S of the variable nozzle VN is performed in addition to the fuel flow rate Gf of the outlet temperature T 4 of the combustor CC in the base. Fuel flow
The control of Gf is as described above. As described in detail in the earlier application, the control of the variable nozzle VN calculates a target value Gf1 of the fuel flow rate according to the rotation speed of the gas generator, compares this target value Gf1 with the actual fuel flow rate Gf, closing control of the opening degree alpha S of the variable nozzle VN is performed according to the magnitude.

ステップ306、ステップ307、ステップ310またはステ
ップ311が終了するとステップ312に進み、演算した可変
ノズルVNの開度αや燃料流量Gf等がガスタービンGTに
出力される。そして、第3図のステップ313にて所定の
サイクルタイムだけ時間が調整され、時間調整後は再び
ステップ408に戻って前述の制御が繰り返される。
Step 306, Step 307 proceeds to step 312 when step 310 or step 311 is completed, the opening degree alpha S and the fuel flow rate Gf, etc. computed variable nozzle VN is outputted to the gas turbine GT. Then, the time is adjusted by a predetermined cycle time in step 313 of FIG. 3, and after the time adjustment, the process returns to step 408 to repeat the above-described control.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

この発明では、コンプレッサ出口の圧力をガスタービ
ンの状態因子、例えばガスジェネレータの回転速度によ
り算出し、その算出値を圧力センサの計測値と比較し、
異常と判断したときはセンサ値を使用せずに、演算値に
より燃料供給量を算出し、この算出された燃料供給量を
基にガスタービンを制御しているため、エンジンが停止
したり過回転する等の異常を防止することができる。
In the present invention, the pressure at the compressor outlet is calculated based on the state factor of the gas turbine, for example, the rotation speed of the gas generator, and the calculated value is compared with the measured value of the pressure sensor.
When it is determined that there is an abnormality, the fuel supply amount is calculated based on the calculated value without using the sensor value, and the gas turbine is controlled based on the calculated fuel supply amount. It is possible to prevent abnormalities such as the occurrence of an error.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図は本発
明の二軸式ガスタービン機関の制御装置の構成を示す全
体概要図、第3図及び第4図は第2図の制御回路の制御
手順の概略を示すフローチャート、第5図はガスジェネ
レータの回転数とコンプレッサ出口圧力との関係を示す
図。 10……制御回路、100……ガスジェネレータ軸 101……パワータービン軸、C……コンプレッサ CC……燃焼器、CT……コンプレッサタービン HE……熱交換機、A/T……自動変速機 A1,A2……アクチュエータ、VN……可変ノズル PT……パワタービン、SP3……圧力センサ SN1;SN3,SNP……回転数センサ ST3,ST35,ST6……温度センサ、VN……可変ノズル
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the present invention, FIG. 2 is an overall schematic diagram showing a configuration of a control device for a two-shaft gas turbine engine of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are control diagrams of FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an outline of a control procedure of the circuit, and FIG. 5 is a diagram showing a relationship between the number of revolutions of the gas generator and a compressor outlet pressure. 10 Control circuit, 100 Gas generator shaft 101 Power turbine shaft, C Compressor CC Combustor, CT Compressor turbine HE Heat exchanger A / T Automatic transmission A1, A2 ...... actuator, VN ...... variable nozzle PT ...... Pawatabin, SP 3 ...... pressure sensor SN 1; SN 3, SN P ...... speed sensor ST 3, ST 35, ST 6 ...... temperature sensor, VN ...... Variable nozzle

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ガスタービンエンジンであって、その状態
因子の一つとしてのコンプレッサの下流の空気圧力及び
必要に応じたそれ以外の状態因子よりガスタービンエン
ジンへの燃料供給量を演算する手段と、この算出された
燃料供給量よりガスタービンを制御する制御手段と、コ
ンプレッサ下流の圧力を検出する圧力検出手段と、ガス
タービンの種々の状態因子より予測される前記コンプレ
ッサ下流の圧力値を演算する圧力演算手段と、圧力検出
手段による圧力の検出値と圧力演算手段による圧力の演
算値との比較により圧力検出手段が異常か否かを判別す
る手段と、正常時か異常時かで前記燃料供給量演算手段
を圧力検出手段と圧力演算手段に切替的に接続する手段
とを有し、正常時には圧力検出手段による検出値により
燃料供給量を算出してガスタービンを制御し、異常時に
は圧力演算手段による演算値により燃料供給量を算出し
てガスタービンを制御することを特徴とするガスタービ
ンエンジンの制御装置。
1. A gas turbine engine, comprising means for calculating a fuel supply amount to a gas turbine engine from an air pressure downstream of a compressor as one of the state factors and other state factors as required. Control means for controlling the gas turbine from the calculated fuel supply amount, pressure detecting means for detecting the pressure downstream of the compressor, and calculating a pressure value downstream of the compressor predicted from various state factors of the gas turbine. Pressure calculating means; means for determining whether the pressure detecting means is abnormal by comparing the detected value of the pressure by the pressure detecting means with the calculated value of the pressure by the pressure calculating means; A means for selectively connecting the amount calculating means to the pressure detecting means and the pressure calculating means, and calculating a fuel supply amount based on a value detected by the pressure detecting means in a normal state Te controls the gas turbine, abnormality control apparatus for a gas turbine engine and controlling the gas turbine by calculating the fuel supply amount by calculation value by the pressure calculating means for.
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