JP2743516B2 - 二軸式ガスタービン機関 - Google Patents
二軸式ガスタービン機関Info
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- JP2743516B2 JP2743516B2 JP1258786A JP25878689A JP2743516B2 JP 2743516 B2 JP2743516 B2 JP 2743516B2 JP 1258786 A JP1258786 A JP 1258786A JP 25878689 A JP25878689 A JP 25878689A JP 2743516 B2 JP2743516 B2 JP 2743516B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は二軸式ガスタービン機関に関し、特に、自動
車に搭載される二軸式ガスタービン機関に関する。
車に搭載される二軸式ガスタービン機関に関する。
二軸式ガスタービン機関は、（１）回転運動だけなの
で、低振動で連続した高回転が行える、（２）連続燃焼
機関なので、ガソリン、軽油はもとより、灯油やメタノ
ールなど多種類の燃料が使用できる、（３）低速トルク
が大きいという自動車に適したトルク特性を持っている
等の特徴を備えているので、近年、自動車用機関として
の実用化が検討されている。
で、低振動で連続した高回転が行える、（２）連続燃焼
機関なので、ガソリン、軽油はもとより、灯油やメタノ
ールなど多種類の燃料が使用できる、（３）低速トルク
が大きいという自動車に適したトルク特性を持っている
等の特徴を備えているので、近年、自動車用機関として
の実用化が検討されている。
第７図は自動変速機付の自動車に搭載される従来の二
軸式ガスタービン機関の一般的な構成の一例を示すもの
である。
軸式ガスタービン機関の一般的な構成の一例を示すもの
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（以下吸気という）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、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。
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（以下吸気という）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、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。
以上が二軸式ガスタービンGTの構成であり、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に伝えられ、シフト状態に応じた回転数に変換
された後に差動歯車Ｄを介して車輪Ｗに伝達される。
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に伝えられ、シフト状態に応じた回転数に変換
された後に差動歯車Ｄを介して車輪Ｗに伝達される。
なお、アクチュエータA1は制御回路CONTからの指令に
よって燃料を燃焼器CCに供給し、アクチュエータA2は制
御回路CONTからの指令によって可変ノズルVNの開度を調
整する。この制御回路CONTには、アクセルペダルの開度
や図示しないセンサからの機関の運転状態パラメータが
入力されており、制御回路CONTは機関の運転状態に応じ
てアクチュエータA1,A2を駆動する。
よって燃料を燃焼器CCに供給し、アクチュエータA2は制
御回路CONTからの指令によって可変ノズルVNの開度を調
整する。この制御回路CONTには、アクセルペダルの開度
や図示しないセンサからの機関の運転状態パラメータが
入力されており、制御回路CONTは機関の運転状態に応じ
てアクチュエータA1,A2を駆動する。
また、一般に、第７図のの位置の吸気圧を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を示す。
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を示す。
以上のように構成された二軸式ガスタービン機関にお
いては、従来、ガスジェネレータGGの加速時間taccを短
くして車両の加速性能を向上させるために、ガスジェネ
レータGGの加速時に可変ノズルVNの開度αSを全開にし
ていた。ところが、ガスジェネレータGGの加速時に可変
ノズルVNの開度αSを全開にすると、加速初期に思った
程の加速感が得られず、運転フィーリングが悪かった。
いては、従来、ガスジェネレータGGの加速時間taccを短
くして車両の加速性能を向上させるために、ガスジェネ
レータGGの加速時に可変ノズルVNの開度αSを全開にし
ていた。ところが、ガスジェネレータGGの加速時に可変
ノズルVNの開度αSを全開にすると、加速初期に思った
程の加速感が得られず、運転フィーリングが悪かった。
そこで、本発明者はガスジェネレータGGの加速初期に
充分な加速感が得られ、運転フィーリングを向上させる
ために、ガスジェネレータGGの回転数に応じて可変ノズ
ルVNの開度αSを、第６図にＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄで示す特性
のように制御することを提案した（特願昭63−185546
号）。第６図におけるＥ−Ｃ−Ｄで示す曲線は可変ノズ
ルVNの開度αSの下限である。
充分な加速感が得られ、運転フィーリングを向上させる
ために、ガスジェネレータGGの回転数に応じて可変ノズ
ルVNの開度αSを、第６図にＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄで示す特性
のように制御することを提案した（特願昭63−185546
号）。第６図におけるＥ−Ｃ−Ｄで示す曲線は可変ノズ
ルVNの開度αSの下限である。
第４図に示す実線は第６図のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄで示す特
性のように可変ノズルVNの開度αSを制御した場合の時
間に対するガスジェネレータGGの回転数N1の上昇度を表
すものである。ガスジェネレータGGの加速時は、回転数
N1がこの特性上にあると加速フィーリングが良好であ
る。
性のように可変ノズルVNの開度αSを制御した場合の時
間に対するガスジェネレータGGの回転数N1の上昇度を表
すものである。ガスジェネレータGGの加速時は、回転数
N1がこの特性上にあると加速フィーリングが良好であ
る。
これはガスジェネレータGGの角加速度の面から見る
と、ガスジェネレータGGの角加速度の上昇が遅い場合に
は機関の出力が低下し、逆に上昇が早すぎると車両の加
速初期に加速しないからであり、車両用二軸式ガスター
ビン機関としては、ある一定のガスジェネレータGGの角
加速度にマッチングさせた方が加速フィーリングが良い
からである。
と、ガスジェネレータGGの角加速度の上昇が遅い場合に
は機関の出力が低下し、逆に上昇が早すぎると車両の加
速初期に加速しないからであり、車両用二軸式ガスター
ビン機関としては、ある一定のガスジェネレータGGの角
加速度にマッチングさせた方が加速フィーリングが良い
からである。
ところが、本発明が既に提案したガスジェネレータGG
の加速時の制御においては、ガスジェネレータGGの加速
中の可変ノズルVNの開度αSを固定しているので、標準
状態では良い加速特性が得られるが、例えば、大気温度
が上昇したり、高地を走行したりすると機関出力が低下
してしまい、第４図に破線で示すようにガスジェネレー
タGGの加速特性が悪くなって加速フィーリングが悪化し
てしまうという問題がある。また逆に、大気温度が低下
した場合等は第４図に一点鎖線で示すように機関出力が
増大してしまい、動力伝達系に悪影響を与える場合があ
る。
の加速時の制御においては、ガスジェネレータGGの加速
中の可変ノズルVNの開度αSを固定しているので、標準
状態では良い加速特性が得られるが、例えば、大気温度
が上昇したり、高地を走行したりすると機関出力が低下
してしまい、第４図に破線で示すようにガスジェネレー
タGGの加速特性が悪くなって加速フィーリングが悪化し
てしまうという問題がある。また逆に、大気温度が低下
した場合等は第４図に一点鎖線で示すように機関出力が
増大してしまい、動力伝達系に悪影響を与える場合があ
る。
本発明の目的は、大気温度や気圧等の周囲環境が変わ
っても、ガスジェネレータGGの加速初期に充分な加速感
が得られ、運転フィーリングが悪化しない二軸式ガスタ
ービン機関を提供することにある。
っても、ガスジェネレータGGの加速初期に充分な加速感
が得られ、運転フィーリングが悪化しない二軸式ガスタ
ービン機関を提供することにある。
前記目的を達成する本発明の二軸式ガスタービン機関
は、第１図に示すように、同軸のコンプレッサＣとコン
プレッサタービンCTを備えたガスジェネレータGGと、燃
焼器CCと、可変ノズルVNと、別軸の出力タービンPTとを
備えた二軸ガスタービン機関において、機関の運転状態
パラメータから機関の加速状態を検出する加速状態検出
手段１と、機関が加速状態の時に、機関の運転状態パラ
メータから機関のガスジェネレータGGの実際の角加速度
1を算出する実角加速度算出手段２と、機関が加速状
態の時に、目標角加速度1tをガスジェネレータGGの現
在の回転数N1(0)の関数として求める目標角加速度の算
出手段３と、目標角加速度1tと実際の角加速度1を
比較する角加速度比較手段４と機関の加速時に実際の角
加速度1が、目標角加速度1tより小さい時に可変ノ
ズルVNを開く側に制御し、目標角加速度1tより大きい
時に可変ノズルVNを閉じる側に制御する可変ノズル駆動
手段５とを備えたことを特徴としている。
は、第１図に示すように、同軸のコンプレッサＣとコン
プレッサタービンCTを備えたガスジェネレータGGと、燃
焼器CCと、可変ノズルVNと、別軸の出力タービンPTとを
備えた二軸ガスタービン機関において、機関の運転状態
パラメータから機関の加速状態を検出する加速状態検出
手段１と、機関が加速状態の時に、機関の運転状態パラ
メータから機関のガスジェネレータGGの実際の角加速度
1を算出する実角加速度算出手段２と、機関が加速状
態の時に、目標角加速度1tをガスジェネレータGGの現
在の回転数N1(0)の関数として求める目標角加速度の算
出手段３と、目標角加速度1tと実際の角加速度1を
比較する角加速度比較手段４と機関の加速時に実際の角
加速度1が、目標角加速度1tより小さい時に可変ノ
ズルVNを開く側に制御し、目標角加速度1tより大きい
時に可変ノズルVNを閉じる側に制御する可変ノズル駆動
手段５とを備えたことを特徴としている。
本発明の二軸式ガスタービン機関によれば、二軸式ガ
スタービン機関を搭載した車両の加速状態が検出される
と、機関の運転状態パラメータから機関のガスジェネレ
ータGGの実際の角加速度1が算出されると共に、目標
角加速度1tがガスジェネレータGGの現在の回転数N
1(0)の関数として求められる。そして、求められたガス
ジェネレータGGの目標角加速度1tと実際の角加速度
1とが比較され、実際のガスジェネレータGGの角加速度
が小さければ可変ノズルVNの開度αSが開側に制御さ
れ、実際のガスジェネレータGGの角加速度が大きければ
可変ノズルVNの開度αSが閉側に制御される。この結
果、目標のガスジェネレータGGの加速度に実際のガスジ
ェネレータGGの加速度が等しく制御され、環境条件によ
って運転フィーリングが悪化しない。
スタービン機関を搭載した車両の加速状態が検出される
と、機関の運転状態パラメータから機関のガスジェネレ
ータGGの実際の角加速度1が算出されると共に、目標
角加速度1tがガスジェネレータGGの現在の回転数N
1(0)の関数として求められる。そして、求められたガス
ジェネレータGGの目標角加速度1tと実際の角加速度
1とが比較され、実際のガスジェネレータGGの角加速度
が小さければ可変ノズルVNの開度αSが開側に制御さ
れ、実際のガスジェネレータGGの角加速度が大きければ
可変ノズルVNの開度αSが閉側に制御される。この結
果、目標のガスジェネレータGGの加速度に実際のガスジ
ェネレータGGの加速度が等しく制御され、環境条件によ
って運転フィーリングが悪化しない。
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。
る。
第２図は自動変速機付き車両に搭載された本発明の二
軸式ガスタービン機関の一実施例の構成を示すものであ
り、第７図に示した二軸式ガスタービン機関と同じ構成
部品については同じ符号（記号）を付してある。
軸式ガスタービン機関の一実施例の構成を示すものであ
り、第７図に示した二軸式ガスタービン機関と同じ構成
部品については同じ符号（記号）を付してある。
図においてGTはガスタービンであり、このガスタービ
ンGTには燃料ポンプ，オイルポンプ，スタータモータ等
が接続するフロントギヤF/G、回転軸が直結されてガス
ジェネレータGGを構成するコンプレッサＣとコンプレッ
サタービンCT、熱交換器HE、燃焼器CC、可変ノズルVN、
パワータービンPT及び減速歯車R/G等がある。吸気はコ
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にて燃料噴射弁から噴射される燃料と混合され
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。コンプレッサタービンCTを駆動した燃焼ガス
は、可変ノズルVNを経てパワータービン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。A1は燃焼器CCに燃料を供給するアクチュエータであ
り、メータリングバルブを内蔵している。また、A2は可
変ノズルVNの開度αSを調整するアクチュエータであ
る。
ンGTには燃料ポンプ，オイルポンプ，スタータモータ等
が接続するフロントギヤF/G、回転軸が直結されてガス
ジェネレータGGを構成するコンプレッサＣとコンプレッ
サタービンCT、熱交換器HE、燃焼器CC、可変ノズルVN、
パワータービンPT及び減速歯車R/G等がある。吸気はコ
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にて燃料噴射弁から噴射される燃料と混合され
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。コンプレッサタービンCTを駆動した燃焼ガス
は、可変ノズルVNを経てパワータービン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。A1は燃焼器CCに燃料を供給するアクチュエータであ
り、メータリングバルブを内蔵している。また、A2は可
変ノズルVNの開度αSを調整するアクチュエータであ
る。
ガスタービンGTの減速歯車R/Gには自動変速機A/Tが接
続されており、ガスタービンGTのパワータービン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に内
蔵されるトルクコンバータを介して変速機構に伝えら
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。
続されており、ガスタービンGTのパワータービン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に内
蔵されるトルクコンバータを介して変速機構に伝えら
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。
ガスタービンGTおよび自動変速機A/Tを制御する制御
回路器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。
回路器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。
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，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，及び車軸駆動回転数NPを検出する回転数センサS
NPのような回転数センサと、大気温度を検出する温度セ
ンサST0，コンプレッサＣの出口温度T3を検出する温度
センサST3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T6を検出する温度セ
ンサST6のような温度センサと、コンプレッサＣの出口
圧力P3を検出する圧力センサSP3，コンプレッサタービ
ンCTの出口圧力P5を検出する圧力センサSP5のような圧
力センサ等が設けられている。
GGの回転数N1を検出する回転数センサSN1，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，及び車軸駆動回転数NPを検出する回転数センサS
NPのような回転数センサと、大気温度を検出する温度セ
ンサST0，コンプレッサＣの出口温度T3を検出する温度
センサST3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T6を検出する温度セ
ンサST6のような温度センサと、コンプレッサＣの出口
圧力P3を検出する圧力センサSP3，コンプレッサタービ
ンCTの出口圧力P5を検出する圧力センサSP5のような圧
力センサ等が設けられている。
アナログ信号用の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，P5，T0，T35，T6
やアクセルペダルからのアナログ信号θacc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。
のセンサからの信号N1，N3，NP，P3，P5，T0，T35，T6
やアクセルペダルからのアナログ信号θacc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。
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αS、
トルクコンバータのロックアップクラッチのオンオフを
指示する信号S3、変速機構の変速信号S1，S2やスロット
ルワイヤ信号θW等が出力される。
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αS、
トルクコンバータのロックアップクラッチのオンオフを
指示する信号S3、変速機構の変速信号S1，S2やスロット
ルワイヤ信号θW等が出力される。
次に以上のように構成された二軸式ガスタービン機関
における制御回路10の動作を第３図のフローチャート及
び第４図から第６図の特性図を用いて説明する。なお、
二軸式ガスタービン機関においては、機関の定常状態で
はパワタービンPTの出口温度T6によって機関を制御する
ことができるが、機関の過渡状態、即ち機関加速時や加
速直後は、パワタービンPTの出口温度T6を測定する熱電
対に追従遅れがあるために、機関過渡状態では燃焼器出
口温度T4で制御される。
における制御回路10の動作を第３図のフローチャート及
び第４図から第６図の特性図を用いて説明する。なお、
二軸式ガスタービン機関においては、機関の定常状態で
はパワタービンPTの出口温度T6によって機関を制御する
ことができるが、機関の過渡状態、即ち機関加速時や加
速直後は、パワタービンPTの出口温度T6を測定する熱電
対に追従遅れがあるために、機関過渡状態では燃焼器出
口温度T4で制御される。
まず、第６図に示すガスジェネレータGGの回転数N1−
可変ノズルVNの開度αS特性においてＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄで
結ばれる可変ノズルVNの開度αS（これをαSBとする）
でガスジェネレータGGを加速した場合に、第４図に実線
で示す標準状態の加速特性になったとする。この加速特
性は標準状態における運転フィーリングが最適と考えら
れる特性である。そして、このときのガスジェネレータ
GGの角加速度を第５図に目標角加速度1tとして示す。
第５図において、N1iはガスジェネレータGGのアイドル
回転数、N1RはガスジェネレータGGの定格回転数を示し
ている。
可変ノズルVNの開度αS特性においてＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄで
結ばれる可変ノズルVNの開度αS（これをαSBとする）
でガスジェネレータGGを加速した場合に、第４図に実線
で示す標準状態の加速特性になったとする。この加速特
性は標準状態における運転フィーリングが最適と考えら
れる特性である。そして、このときのガスジェネレータ
GGの角加速度を第５図に目標角加速度1tとして示す。
第５図において、N1iはガスジェネレータGGのアイドル
回転数、N1RはガスジェネレータGGの定格回転数を示し
ている。
以上のような条件のもとで、大気温度や大気圧力の変
化により、ガスジェネレータGGの加速特性が第４図の標
準状態から変化した場合、この実施例の二軸式ガスター
ビン機関ではガスジェネレータGGの加速特性を第４図に
実線で示す標準状態に戻すように、可変ノズルVNの開度
αSの制御が行われる。この可変ノズルVNの開度αSの制
御を次に第３図のフローチャートを用いて説明する。
化により、ガスジェネレータGGの加速特性が第４図の標
準状態から変化した場合、この実施例の二軸式ガスター
ビン機関ではガスジェネレータGGの加速特性を第４図に
実線で示す標準状態に戻すように、可変ノズルVNの開度
αSの制御が行われる。この可変ノズルVNの開度αSの制
御を次に第３図のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップ301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、アクセルペダルの踏込
量θaccガスジェネレータGGの回転数N1，コンプレッサ
Ｃの出口温度T3や燃焼器CCの入口温度T35等が読み込ま
れる。続くステップ302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が加速状態か否かが判定され
る。このガスジェネレータGGの加速状態は、アクセルペ
ダルの踏込量θaccの単位時間内の増加量やガスジェネ
レータGGの現在の回転速度N1が目標の回転速度N1SETよ
りも小さいこと等から判断できる。
運転状態パラメータが入力され、アクセルペダルの踏込
量θaccガスジェネレータGGの回転数N1，コンプレッサ
Ｃの出口温度T3や燃焼器CCの入口温度T35等が読み込ま
れる。続くステップ302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が加速状態か否かが判定され
る。このガスジェネレータGGの加速状態は、アクセルペ
ダルの踏込量θaccの単位時間内の増加量やガスジェネ
レータGGの現在の回転速度N1が目標の回転速度N1SETよ
りも小さいこと等から判断できる。
ステップ302でガスジェネレータGGが加速状態にある
と判定された時（YES）はステップ303に進み、コンプレ
ッサタービンCTの入口温度T4が目標値T4SETとなる燃料
流量Gfが演算される。そして、ステップ304にてガスジ
ェネレータGGの角加速度1が演算される。この演算
は、第４図の特性を用いて行われ、現在の時刻がt
(0)で、このルーチンの１サイクル前の時刻がt(-1)とす
ると、時刻t(0)のガスジェネレータGGの回転数が
N1(0)、時刻t(-1)のガスジェネレータGGの回転数がN
1(-1)となることから次式で表される。1 ＝Ｃ＊（N1(0)−N1(-1)）／Δｔ …… なお、ここでＣは定数（＝２π/60）、Δｔ＝t(0)−t
(-1)であり、N1の単位はrpm、1の単位はrad/S2、ｔの
単位はsecである。
と判定された時（YES）はステップ303に進み、コンプレ
ッサタービンCTの入口温度T4が目標値T4SETとなる燃料
流量Gfが演算される。そして、ステップ304にてガスジ
ェネレータGGの角加速度1が演算される。この演算
は、第４図の特性を用いて行われ、現在の時刻がt
(0)で、このルーチンの１サイクル前の時刻がt(-1)とす
ると、時刻t(0)のガスジェネレータGGの回転数が
N1(0)、時刻t(-1)のガスジェネレータGGの回転数がN
1(-1)となることから次式で表される。1 ＝Ｃ＊（N1(0)−N1(-1)）／Δｔ …… なお、ここでＣは定数（＝２π/60）、Δｔ＝t(0)−t
(-1)であり、N1の単位はrpm、1の単位はrad/S2、ｔの
単位はsecである。
続くステップ305では第５図の特性を用いてガスジェ
ネレータGGの現在の回転数N1(0)における目標角加速度
1tを1t＝ｆ（N1(0)）より演算し、ステップ306にて
この目標角加速度1tと、ステップ304で演算したガス
ジェネレータGGの実際の角加速度1との差Δ1を演算
する。そして、ステップ307では第６図を用いて現在の
ガスジェネレータGGの回転数N1(0)における標準状態の
可変ノズルVNの開度αSBが演算され、続くステップ308
において式、 αS＝αSB−Ｋ＊Δ1 … （但し、Ｋは定数）を用いてガスジェネレータGGの加速
が第４図の標準状態の特性（実線）になるように可変ノ
ズルVNの開度αSが演算される。
ネレータGGの現在の回転数N1(0)における目標角加速度
1tを1t＝ｆ（N1(0)）より演算し、ステップ306にて
この目標角加速度1tと、ステップ304で演算したガス
ジェネレータGGの実際の角加速度1との差Δ1を演算
する。そして、ステップ307では第６図を用いて現在の
ガスジェネレータGGの回転数N1(0)における標準状態の
可変ノズルVNの開度αSBが演算され、続くステップ308
において式、 αS＝αSB−Ｋ＊Δ1 … （但し、Ｋは定数）を用いてガスジェネレータGGの加速
が第４図の標準状態の特性（実線）になるように可変ノ
ズルVNの開度αSが演算される。
もし、Δ1＞０、即ち、ガスジェネレータGGの加速
が遅い時は、式より可変ノズルVNの開度αSが標準状
態の可変ノズルVNの開度αSBより小さくされる。つま
り、可変ノズルVNの開度が開き側に制御されて1＝
1tとなるように制御される。また逆に、Δ1≦０、即
ち、ガスジェネレータGGの加速が速い時は、式より可
変ノズルVNの開度αSが標準状態の可変ノズルVNの開度
αSBより大きくされ、可変ノズルVNの開度が閉じ側に制
御されて1＝1tとなるように制御される。
が遅い時は、式より可変ノズルVNの開度αSが標準状
態の可変ノズルVNの開度αSBより小さくされる。つま
り、可変ノズルVNの開度が開き側に制御されて1＝
1tとなるように制御される。また逆に、Δ1≦０、即
ち、ガスジェネレータGGの加速が速い時は、式より可
変ノズルVNの開度αSが標準状態の可変ノズルVNの開度
αSBより大きくされ、可変ノズルVNの開度が閉じ側に制
御されて1＝1tとなるように制御される。
ステップ309ではトルクコンバータのロックアップク
ラッチのオンオフを指示する信号S3、変速機構の変速信
号S1，S2やスロットルワイヤ信号θW等の制御パラメー
タが演算されてステップ311に進む。
ラッチのオンオフを指示する信号S3、変速機構の変速信
号S1，S2やスロットルワイヤ信号θW等の制御パラメー
タが演算されてステップ311に進む。
一方、ステップ302でガスジェネレータGGが加速状態
でないと判定された時はステップ310に進む。ステップ3
10ではガスジェネレータGGが定常時の燃料流量Gf、可変
ノズルVNの開度αS、及びトルクコンバータのロックア
ップクラッチのオンオフを指示する信号S3、変速機構の
変速信号S1，S2やスロットルワイヤ信号θW等の制御パ
ラメータが演算されてステップ311に進む。
でないと判定された時はステップ310に進む。ステップ3
10ではガスジェネレータGGが定常時の燃料流量Gf、可変
ノズルVNの開度αS、及びトルクコンバータのロックア
ップクラッチのオンオフを指示する信号S3、変速機構の
変速信号S1，S2やスロットルワイヤ信号θW等の制御パ
ラメータが演算されてステップ311に進む。
そして、ステップ311において、制御回路10からガス
ジェネレータGGの運転状態に応じた燃料流量Gf、可変ノ
ズルVNの開度αS、及びトルクコンバータのロックアッ
プクラッチのオンオフを指示する信号S3、変速機構の変
速信号S1，S2やスロットルワイヤ信号θW等の制御パラ
メータが出力される。
ジェネレータGGの運転状態に応じた燃料流量Gf、可変ノ
ズルVNの開度αS、及びトルクコンバータのロックアッ
プクラッチのオンオフを指示する信号S3、変速機構の変
速信号S1，S2やスロットルワイヤ信号θW等の制御パラ
メータが出力される。
ステップ312では現在のガスジェネレータGGの回転数N
1(0)が前回のガスジェネレータGGの回転数N1(-1)として
記憶されてステップ313に進む。ステップ313はこのルー
チンのタイミングを調整するものであり、ガスジェネレ
ータGGが加速状態であっても加速状態でなくとも、常に
このルーチンが一定の時間間隔Δｔで実行されるように
するものである。
1(0)が前回のガスジェネレータGGの回転数N1(-1)として
記憶されてステップ313に進む。ステップ313はこのルー
チンのタイミングを調整するものであり、ガスジェネレ
ータGGが加速状態であっても加速状態でなくとも、常に
このルーチンが一定の時間間隔Δｔで実行されるように
するものである。
以上のような制御により、周囲環境の影響を受けず
に、ガスジェネレータGGの加速中は常に1＝1tとな
るように制御されるので、良好なガスジェネレータGGの
加速特性が得られる。
に、ガスジェネレータGGの加速中は常に1＝1tとな
るように制御されるので、良好なガスジェネレータGGの
加速特性が得られる。
もし、以上のように可変ノズルVNの開度αSを変更し
ないと、機関出力が大きく低下した場合に固定した可変
ノズルVNの開度αSBではガスジェネレータGGの回転数N1
が目標値N1SETに達しないような状態になり、機関出力
が常に少ない状態となって車両の加速特性が低下するか
らである。また、もし、ガスジェネレータGGの回転数N1
が目標値N1SETになったとしても、ガスジェネレータGG
の加速が遅いとやはり車両の加速特性が低下することに
なる。
ないと、機関出力が大きく低下した場合に固定した可変
ノズルVNの開度αSBではガスジェネレータGGの回転数N1
が目標値N1SETに達しないような状態になり、機関出力
が常に少ない状態となって車両の加速特性が低下するか
らである。また、もし、ガスジェネレータGGの回転数N1
が目標値N1SETになったとしても、ガスジェネレータGG
の加速が遅いとやはり車両の加速特性が低下することに
なる。
以上説明したように、本発明の二軸式ガスタービン機
関によれば、大気温度や気圧等の周囲環境が変わって
も、ガスジェネレータGGの加速初期に充分な加速感が得
られ、常に車両の運転フィーリングが良いという効果が
ある。
関によれば、大気温度や気圧等の周囲環境が変わって
も、ガスジェネレータGGの加速初期に充分な加速感が得
られ、常に車両の運転フィーリングが良いという効果が
ある。
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構成を示す全体概要図、
第３図は第２図の制御回路の制御手順の一例を示すフロ
ーチャート、第４図は標準状態の時間に対するガスジェ
ネレータの回転数特性をその他の状態と比較して示す線
図、第５図は機関加速時の標準状態におけるガスジェネ
レータの回転数に対する目標角加速度特性を示す線図、
第６図は第４図の標準状態の加速度特性を得るためのガ
スジェネレータの回転数に対する可変ノズルVNの開度特
性を示す線図、第７図は従来の二軸式ガスタービン機関
の一般的な構成を示す図である。 １…加速状態検出手段、２…角加速度比較手段、３…可
変ノズル駆動手段、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、PT…パワター
ビン、VN…可変ノズル。
明の二軸式ガスタービン機関の構成を示す全体概要図、
第３図は第２図の制御回路の制御手順の一例を示すフロ
ーチャート、第４図は標準状態の時間に対するガスジェ
ネレータの回転数特性をその他の状態と比較して示す線
図、第５図は機関加速時の標準状態におけるガスジェネ
レータの回転数に対する目標角加速度特性を示す線図、
第６図は第４図の標準状態の加速度特性を得るためのガ
スジェネレータの回転数に対する可変ノズルVNの開度特
性を示す線図、第７図は従来の二軸式ガスタービン機関
の一般的な構成を示す図である。 １…加速状態検出手段、２…角加速度比較手段、３…可
変ノズル駆動手段、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、PT…パワター
ビン、VN…可変ノズル。
Claims (1)
- 【請求項１】同軸のコンプレッサ（Ｃ）とコンプレッサ
タービン（CT）を備えたガスジェネレータ（GG）と、燃
焼器（CC）と、可変ノズル（VN）と、別軸の出力タービ
ン（PT）とを備えた二軸ガスタービン機関において、 機関の運転状態パラメータから機関の加速状態を検出す
る加速状態検出手段（１）と、 機関が加速状態の時に、機関の運転状態パラメータから
機関の前記ガスジェネレータ（GG）の実際の角加速度
（1）を算出する実角加速度算出手段（２）と、 機関が加速状態の時に、目標角加速度（1t）を前記ガ
スジェネレータ（GG）の現在の回転数（N1(0)）の関数
として求める目標角加速度の算出手段（３）と、 前記目標角加速度（1t）と実際の角加速度（1）を
比較する角加速度比較手段（４）と、 機関の加速時に前記実際の角加速度（1）が、前記目
標角加速度（1t）より小さい時に前記可変ノズル（V
N）を開く側に制御し、前記目標角加速度（1t）より
大きい時に前記可変ノズル（VN）を閉じる側に制御する
可変ノズル駆動手段（５）と、 を備えた二軸式ガスタービン機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1258786A JP2743516B2 (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | 二軸式ガスタービン機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1258786A JP2743516B2 (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | 二軸式ガスタービン機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03121218A JPH03121218A (ja) | 1991-05-23 |
| JP2743516B2 true JP2743516B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=17325056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1258786A Expired - Lifetime JP2743516B2 (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | 二軸式ガスタービン機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2743516B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003062617A1 (en) * | 2002-01-21 | 2003-07-31 | Ebara Corporation | Gas turbine apparatus |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1153643B1 (en) | 1999-11-19 | 2004-03-31 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structural body |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2208040C3 (de) * | 1972-02-21 | 1979-05-23 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Regelschaltung für die Prozeßtemperatur einer Gasturbine |
| JPS5948294B2 (ja) * | 1977-10-25 | 1984-11-26 | 三菱重工業株式会社 | 二軸ガスタ−ビンの制御装置 |
| JPS6241838U (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-13 |
-
1989
- 1989-10-05 JP JP1258786A patent/JP2743516B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003062617A1 (en) * | 2002-01-21 | 2003-07-31 | Ebara Corporation | Gas turbine apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03121218A (ja) | 1991-05-23 |
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Legal Events
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