JP2871209B2 - 可変ピッチプロペラのピッチ制御装置 - Google Patents
可変ピッチプロペラのピッチ制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンにより回転さ
せられる可変ピッチプロペラのピッチを制御する可変ピ
ッチプロペラのピッチ制御装置に関する。
せられる可変ピッチプロペラのピッチを制御する可変ピ
ッチプロペラのピッチ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の可変ピッチプロペラのピッチ制御
装置は、例えば特開昭６０ー７６４９９号公報に開示さ
れているように、航空機の運行中におけるマッハ数、高
度、大気全温、エンジン軸出力等の運転データに基づい
て、プロペラの作動効率（プロペラ効率）が最大になる
ようにプロペラピッチおよびプロペラ回転数を制御して
いる。
装置は、例えば特開昭６０ー７６４９９号公報に開示さ
れているように、航空機の運行中におけるマッハ数、高
度、大気全温、エンジン軸出力等の運転データに基づい
て、プロペラの作動効率（プロペラ効率）が最大になる
ようにプロペラピッチおよびプロペラ回転数を制御して
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した航
空機に対しては、プロペラ効率とは別に離陸前において
は離陸滑走距離をより短くしまた巡航状態に入ったら騒
音をより低くしたいという要求がある。このため、上記
航空機においては、通常エンジンを最大出力かつ最高回
転数にし、低速時の推力を高めて離陸滑走距離を少なく
するようにしている。しかし、航空機が離陸して機体速
度が増加すると、図８にて同一エンジン出力での機体速
度Ｖi ー推力Ｔ図における最低ピッチ高回転数曲線I に
示すように、プロペラを低ピッチ高回転数にて使用する
ことによっては推力の増大は望めず逆に推力が低下する
ような場合もある。また、プロペラの回転数が高いとプ
ロペラの騒音が高くなるという問題があり、さらにプロ
ペラを長時間高回転数にて使用するとエンジンの耐久性
が劣化するという問題もある。これに対し、航空機の離
陸前からプロペラを高ピッチ低回転数に設定した場合に
は、上記したプロペラの騒音とエンジンの耐久性の問題
は解消されるが、前記図８の最高ピッチ低回転数曲線II
に示すように、離陸前においてエンジンの推力が低下し
離陸滑走距離が長くなるという問題がある。本発明は、
上記課題を解決しようとするもので、航空機の離陸滑走
距離を最小限にしつつプロペラの騒音をできる限り低く
しかつエンジンの耐久性を高めるような可変ピッチプロ
ペラのピッチ制御装置を提供することを目的とする。
空機に対しては、プロペラ効率とは別に離陸前において
は離陸滑走距離をより短くしまた巡航状態に入ったら騒
音をより低くしたいという要求がある。このため、上記
航空機においては、通常エンジンを最大出力かつ最高回
転数にし、低速時の推力を高めて離陸滑走距離を少なく
するようにしている。しかし、航空機が離陸して機体速
度が増加すると、図８にて同一エンジン出力での機体速
度Ｖi ー推力Ｔ図における最低ピッチ高回転数曲線I に
示すように、プロペラを低ピッチ高回転数にて使用する
ことによっては推力の増大は望めず逆に推力が低下する
ような場合もある。また、プロペラの回転数が高いとプ
ロペラの騒音が高くなるという問題があり、さらにプロ
ペラを長時間高回転数にて使用するとエンジンの耐久性
が劣化するという問題もある。これに対し、航空機の離
陸前からプロペラを高ピッチ低回転数に設定した場合に
は、上記したプロペラの騒音とエンジンの耐久性の問題
は解消されるが、前記図８の最高ピッチ低回転数曲線II
に示すように、離陸前においてエンジンの推力が低下し
離陸滑走距離が長くなるという問題がある。本発明は、
上記課題を解決しようとするもので、航空機の離陸滑走
距離を最小限にしつつプロペラの騒音をできる限り低く
しかつエンジンの耐久性を高めるような可変ピッチプロ
ペラのピッチ制御装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の構成上の特徴
は、図１に示すように、プロペラのピッチを変更可能な
可変ピッチ機構１を有する航空機に適用され、プロペラ
を回転させるエンジンの回転数を検出するエンジン回転
数検出手段２と、エンジンのスロットル開度を検出する
スロットル開度検出手段３と、前記検出されたスロット
ル開度に基づいて同スロットル開度に略比例して変化す
るエンジンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段
４と、前記設定されたエンジンの目標回転数が前記検出
されたエンジン回転数よりも大きいときプロペラのピッ
チを小さくし、かつ同設定されたエンジンの目標回転数
が同検出されたエンジン回転数よりも小さいときプロペ
ラのピッチを大きくするように可変ピッチ機構１を制御
するピッチ制御手段５とを備えた可変ピッチプロペラの
ピッチ制御装置であって、航空機の機体速度を検出する
機体速度検出手段６と、機体速度が大きくなるにしたが
って補正後のエンジンの目標回転数が小さな値になるよ
うに、前記設定されたエンジンの目標回転数を前記検出
された機体速度に応じて補正する目標回転数補正手段７
とを設けたことにある。この場合、目標回転数補正手段
７を、前記検出された機体速度が離陸時の機体速度を表
す所定値よりも大きいとき略一定値となり、同検出され
た機体速度が同所定値よりも小さいとき前記一定値より
も大きな値となる補正係数を決定する補正係数決定手段
７ａと、前記設定されたエンジンの目標回転数に前記決
定した補正係数を乗算して同目標回転数を補正する演算
手段７ｂとで構成できる。
は、図１に示すように、プロペラのピッチを変更可能な
可変ピッチ機構１を有する航空機に適用され、プロペラ
を回転させるエンジンの回転数を検出するエンジン回転
数検出手段２と、エンジンのスロットル開度を検出する
スロットル開度検出手段３と、前記検出されたスロット
ル開度に基づいて同スロットル開度に略比例して変化す
るエンジンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段
４と、前記設定されたエンジンの目標回転数が前記検出
されたエンジン回転数よりも大きいときプロペラのピッ
チを小さくし、かつ同設定されたエンジンの目標回転数
が同検出されたエンジン回転数よりも小さいときプロペ
ラのピッチを大きくするように可変ピッチ機構１を制御
するピッチ制御手段５とを備えた可変ピッチプロペラの
ピッチ制御装置であって、航空機の機体速度を検出する
機体速度検出手段６と、機体速度が大きくなるにしたが
って補正後のエンジンの目標回転数が小さな値になるよ
うに、前記設定されたエンジンの目標回転数を前記検出
された機体速度に応じて補正する目標回転数補正手段７
とを設けたことにある。この場合、目標回転数補正手段
７を、前記検出された機体速度が離陸時の機体速度を表
す所定値よりも大きいとき略一定値となり、同検出され
た機体速度が同所定値よりも小さいとき前記一定値より
も大きな値となる補正係数を決定する補正係数決定手段
７ａと、前記設定されたエンジンの目標回転数に前記決
定した補正係数を乗算して同目標回転数を補正する演算
手段７ｂとで構成できる。
【０００５】
【発明の作用・効果】上記のように構成した請求項１に
係る発明においては、エンジン回転数検出手段２及びス
ロットル開度検出手段３がエンジンの回転数及びスロッ
トル開度をそれぞれ検出し、目標回転数設定手段４が前
記検出されたスロットル開度に略比例したエンジンの目
標回転数を設定して、ピッチ制御手段５が、前記設定さ
れたエンジンの目標回転数が前記検出されたエンジン回
転数よりも大きいときプロペラのピッチを小さくするよ
うに可変ピッチ機構１を制御するとともに、前記設定さ
れたエンジンの目標回転数が前記検出されたエンジン回
転数よりも小さいときプロペラのピッチを大きくするよ
うに可変ピッチ機構１を制御する。したがって、エンジ
ンの実際の回転数は、スロットル開度に略比例して変化
する目標回転数に追従することになる。一方、機体速度
検出手段６は航空機の機体速度を検出していて、目標回
転数補正手段７が、機体速度が大きくなるにしたがって
補正後のエンジンの目標回転数が小さな値になるよう
に、前記設定されたエンジンの目標回転数を前記検出さ
れた機体速度に応じて補正する。なお、前記目標回転数
の補正は、例えば請求項２に記載のような補正係数決定
手段７ａ及び演算手段７ｂにより行われる。したがっ
て、図８の機体速度Ｖｉ−推力Ｔ特性に示すように、機
体速度が低いときには最低ピッチ高回転数曲線Ｉに従っ
た特性でプロペラが回転制御され、機体速度が高いとき
には最高ピッチ低回転速度曲線ＩＩに従った特性でプロ
ペラが回転制御される。その結果、航空機が離陸前の機
体速度の低い状態にあるときには大きな推力が得られ、
航空機の急激な加速が可能となり、その離陸滑走距離を
短くすることができる。一方、航空機が巡航高度に達し
機体速度の高い状態になると、推力の低下を回避した上
で、プロペラの騒音を離陸滑走時に比べて大幅に減少さ
せることができる。また、エンジンの耐久性上問題とな
る高回転数でのエンジンの使用が航空機の離陸滑走時に
限られるので、エンジンの耐久性をより高めることがで
きる。
係る発明においては、エンジン回転数検出手段２及びス
ロットル開度検出手段３がエンジンの回転数及びスロッ
トル開度をそれぞれ検出し、目標回転数設定手段４が前
記検出されたスロットル開度に略比例したエンジンの目
標回転数を設定して、ピッチ制御手段５が、前記設定さ
れたエンジンの目標回転数が前記検出されたエンジン回
転数よりも大きいときプロペラのピッチを小さくするよ
うに可変ピッチ機構１を制御するとともに、前記設定さ
れたエンジンの目標回転数が前記検出されたエンジン回
転数よりも小さいときプロペラのピッチを大きくするよ
うに可変ピッチ機構１を制御する。したがって、エンジ
ンの実際の回転数は、スロットル開度に略比例して変化
する目標回転数に追従することになる。一方、機体速度
検出手段６は航空機の機体速度を検出していて、目標回
転数補正手段７が、機体速度が大きくなるにしたがって
補正後のエンジンの目標回転数が小さな値になるよう
に、前記設定されたエンジンの目標回転数を前記検出さ
れた機体速度に応じて補正する。なお、前記目標回転数
の補正は、例えば請求項２に記載のような補正係数決定
手段７ａ及び演算手段７ｂにより行われる。したがっ
て、図８の機体速度Ｖｉ−推力Ｔ特性に示すように、機
体速度が低いときには最低ピッチ高回転数曲線Ｉに従っ
た特性でプロペラが回転制御され、機体速度が高いとき
には最高ピッチ低回転速度曲線ＩＩに従った特性でプロ
ペラが回転制御される。その結果、航空機が離陸前の機
体速度の低い状態にあるときには大きな推力が得られ、
航空機の急激な加速が可能となり、その離陸滑走距離を
短くすることができる。一方、航空機が巡航高度に達し
機体速度の高い状態になると、推力の低下を回避した上
で、プロペラの騒音を離陸滑走時に比べて大幅に減少さ
せることができる。また、エンジンの耐久性上問題とな
る高回転数でのエンジンの使用が航空機の離陸滑走時に
限られるので、エンジンの耐久性をより高めることがで
きる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は、単発飛行機に適用される本発明による
可変ピッチプロペラのピッチ制御装置を概略的に示した
もので、このピッチ制御装置は可変ピッチ機構１０と油
圧制御回路２０と電子制御装置３０により構成されてい
る。
明する。図２は、単発飛行機に適用される本発明による
可変ピッチプロペラのピッチ制御装置を概略的に示した
もので、このピッチ制御装置は可変ピッチ機構１０と油
圧制御回路２０と電子制御装置３０により構成されてい
る。
【０００７】可変ピッチ機構１０は、図３に示すよう
に、軸方向へのみ移動可能なピストン１１ａとリターン
スプリング１１ｂを備える油圧シリンダ１１と、この油
圧シリンダ１１のピストン１１ａと一体的に軸方向へ移
動するピン１２と、このピン１２が嵌合するカム孔１３
ａを有していてエンジン（図示省略）によって回転され
るハウジング１４に回転可能にかつ軸方向へ移動不能に
組み付けられたハブ１３と、このハブ１３の一端に一体
的に形成されたギア１３ｂと、ハウジング１４に回転可
能かつ軸方向へ移動不能に組み付けられたプロペラブレ
ード１５の一端に一体的に形成されて前記ギア１３ｂに
かみ合うギア１５ａ等によって構成されていて、油圧制
御回路２０から油圧シリンダ１１に付与される作動油に
よりピストン１１ａが図示右方に移動すると、プロペラ
ブレード１５が図示矢印Ｐ方向に回転して当該プロペラ
ブレード１５のピッチが高ピッチに変更されるようにな
っている。
に、軸方向へのみ移動可能なピストン１１ａとリターン
スプリング１１ｂを備える油圧シリンダ１１と、この油
圧シリンダ１１のピストン１１ａと一体的に軸方向へ移
動するピン１２と、このピン１２が嵌合するカム孔１３
ａを有していてエンジン（図示省略）によって回転され
るハウジング１４に回転可能にかつ軸方向へ移動不能に
組み付けられたハブ１３と、このハブ１３の一端に一体
的に形成されたギア１３ｂと、ハウジング１４に回転可
能かつ軸方向へ移動不能に組み付けられたプロペラブレ
ード１５の一端に一体的に形成されて前記ギア１３ｂに
かみ合うギア１５ａ等によって構成されていて、油圧制
御回路２０から油圧シリンダ１１に付与される作動油に
よりピストン１１ａが図示右方に移動すると、プロペラ
ブレード１５が図示矢印Ｐ方向に回転して当該プロペラ
ブレード１５のピッチが高ピッチに変更されるようにな
っている。
【０００８】油圧制御回路２０は、図２に示すように、
エンジンによって駆動されるオイルポンプ２１と、この
オイルポンプ２１から吐出される油圧を一定にするレギ
ュレータ弁２２と、前記油圧シリンダ１１に供給される
作動油の流量を制御する電磁流量制御弁２３及び絞り２
４等によって構成されている。電磁流量制御弁２３は、
スプリングセンタ型の３ポート電磁弁であって、電子制
御装置３０による各ソレノイドａ，ｂへの励磁電流付与
値に応じて油圧シリンダ１１への作動油の供給量及び排
出量を制御可能であり、各ソレノイドａ，ｂの非通電時
には図示中立位置に保持されて油圧シリンダ１１に接続
されたポート２３ａがオイルポンプ２１に接続されたポ
ート２３ｂ及び油溜２５に接続されたポート２３ｃから
遮断され、ソレノイドａの通電時には電磁弁が図示上方
に移動してポート２３ａとポート２３ｂとが連通され、
ソレノイドｂの通電時には電磁弁が図示下方へ移動して
ポート２３ａとポート２３ｃとが連通されるように構成
されている。なお、絞り２４は、油圧シリンダ１１に供
給される作動油の一部を常に油溜２５に逃がすものであ
り、電磁流量制御弁２３の非制御状態（たとえば、電子
制御装置３０等の故障時）において油圧シリンダ１１内
の作動油を逃がしてプロペラブレード１５のピッチを低
ピッチ（一般に知られている単発飛行機におけるフェイ
ルセーフ側）にするものである。
エンジンによって駆動されるオイルポンプ２１と、この
オイルポンプ２１から吐出される油圧を一定にするレギ
ュレータ弁２２と、前記油圧シリンダ１１に供給される
作動油の流量を制御する電磁流量制御弁２３及び絞り２
４等によって構成されている。電磁流量制御弁２３は、
スプリングセンタ型の３ポート電磁弁であって、電子制
御装置３０による各ソレノイドａ，ｂへの励磁電流付与
値に応じて油圧シリンダ１１への作動油の供給量及び排
出量を制御可能であり、各ソレノイドａ，ｂの非通電時
には図示中立位置に保持されて油圧シリンダ１１に接続
されたポート２３ａがオイルポンプ２１に接続されたポ
ート２３ｂ及び油溜２５に接続されたポート２３ｃから
遮断され、ソレノイドａの通電時には電磁弁が図示上方
に移動してポート２３ａとポート２３ｂとが連通され、
ソレノイドｂの通電時には電磁弁が図示下方へ移動して
ポート２３ａとポート２３ｃとが連通されるように構成
されている。なお、絞り２４は、油圧シリンダ１１に供
給される作動油の一部を常に油溜２５に逃がすものであ
り、電磁流量制御弁２３の非制御状態（たとえば、電子
制御装置３０等の故障時）において油圧シリンダ１１内
の作動油を逃がしてプロペラブレード１５のピッチを低
ピッチ（一般に知られている単発飛行機におけるフェイ
ルセーフ側）にするものである。
【０００９】電子制御装置３０は、当該飛行機の機体速
度を検出する機体速度センサ３１と、当該飛行機のプロ
ペラを駆動するエンジンの回転数を検出するエンジン回
転数センサ３２、エンジンの負荷を決定するスロットル
の開度を検出するスロットル開度センサ３３、マイクロ
コンピュータ３４等によって構成されていて、各センサ
３１〜３３はマイクロコンピュータ３４にそれぞれ接続
されている。マイクロコンピュータ３４は、各センサ３
１〜３３との信号の授受などを行うインターフェース
と、演算処理を行うＣＰＵと、同ＣＰＵが実行するフロ
ーチャートに対応した図７に示すプログラム及び同プロ
グラムの処理に必要な図４〜図６に示すマップ等を記憶
するＲＯＭと、ＣＰＵが上記プログラムの実行時に変数
などを一時的に記憶させるＲＡＭ等を共通のバスに接続
して構成されている。
度を検出する機体速度センサ３１と、当該飛行機のプロ
ペラを駆動するエンジンの回転数を検出するエンジン回
転数センサ３２、エンジンの負荷を決定するスロットル
の開度を検出するスロットル開度センサ３３、マイクロ
コンピュータ３４等によって構成されていて、各センサ
３１〜３３はマイクロコンピュータ３４にそれぞれ接続
されている。マイクロコンピュータ３４は、各センサ３
１〜３３との信号の授受などを行うインターフェース
と、演算処理を行うＣＰＵと、同ＣＰＵが実行するフロ
ーチャートに対応した図７に示すプログラム及び同プロ
グラムの処理に必要な図４〜図６に示すマップ等を記憶
するＲＯＭと、ＣＰＵが上記プログラムの実行時に変数
などを一時的に記憶させるＲＡＭ等を共通のバスに接続
して構成されている。
【００１０】ＲＯＭに記憶されたマップは、スロットル
開度ＴAiとエンジンの目標回転数基準設定値ＮBS（図４
参照）、機体速度Ｖi と回転数補正係数ｋ（図５参照）
及び目標回転数補正設定値Ｎsetとエンジン回転数ＮEi
の差（以下、回転数差という）ΔＮEiと制御量Ａ（図６
参照）の関係を示す３種類の二次元マップである。エン
ジンの目標回転数基準設定値ＮBSは、スロットル開度の
０近傍を除いて検出スロットル開度ＴAiに略比例するよ
うに規定されている。回転数補正係数ｋは、機体速度Ｖ
iが０から離陸時の値Ｖi0に至るまでは直線的に減少
し、Ｖi＝Ｖi0において１となり、Ｖi0 以上では１以下
の略一定値になるように定められている。ｋ値を機体速
度Ｖi が離陸時の値Ｖi0に至るまで直線的に減少させる
ようにした理由は、離陸前後での急激なプロペラブレー
ドのピッチの変動により、エンジンに急激に変動する負
荷を加えることを避けるためである。制御量Ａは、回転
数差ΔＮEiに略比例する量として規定され、回転数差Δ
ＮEiに基づいて作動油を制御する電磁流量制御弁２３へ
の通電量を表すもので、Ａが正の場合は油圧シリンダ１
１から作動油を油量Ｑ1 排出させ、Ａが負の場合は油圧
シリンダ１１に作動油を油量Ｑ1 供給することを意味す
る。ここで、制御量Ａと作動油量Ｑは比例関係にある。
これら各マップは、可変ピッチプロペラの特性とエンジ
ン特性等を考慮した理論的考察を経て導かれたものであ
る。
開度ＴAiとエンジンの目標回転数基準設定値ＮBS（図４
参照）、機体速度Ｖi と回転数補正係数ｋ（図５参照）
及び目標回転数補正設定値Ｎsetとエンジン回転数ＮEi
の差（以下、回転数差という）ΔＮEiと制御量Ａ（図６
参照）の関係を示す３種類の二次元マップである。エン
ジンの目標回転数基準設定値ＮBSは、スロットル開度の
０近傍を除いて検出スロットル開度ＴAiに略比例するよ
うに規定されている。回転数補正係数ｋは、機体速度Ｖ
iが０から離陸時の値Ｖi0に至るまでは直線的に減少
し、Ｖi＝Ｖi0において１となり、Ｖi0 以上では１以下
の略一定値になるように定められている。ｋ値を機体速
度Ｖi が離陸時の値Ｖi0に至るまで直線的に減少させる
ようにした理由は、離陸前後での急激なプロペラブレー
ドのピッチの変動により、エンジンに急激に変動する負
荷を加えることを避けるためである。制御量Ａは、回転
数差ΔＮEiに略比例する量として規定され、回転数差Δ
ＮEiに基づいて作動油を制御する電磁流量制御弁２３へ
の通電量を表すもので、Ａが正の場合は油圧シリンダ１
１から作動油を油量Ｑ1 排出させ、Ａが負の場合は油圧
シリンダ１１に作動油を油量Ｑ1 供給することを意味す
る。ここで、制御量Ａと作動油量Ｑは比例関係にある。
これら各マップは、可変ピッチプロペラの特性とエンジ
ン特性等を考慮した理論的考察を経て導かれたものであ
る。
【００１１】マイクロコンピュータ３４には、各センサ
３１〜３３が出力する検出信号が入力される信号線が接
続されると共に、電磁流量制御弁２３の各ソレノイド
ａ，ｂに対して励磁電流を通電させるか否かの制御信号
を出力する制御信号線が接続されている。
３１〜３３が出力する検出信号が入力される信号線が接
続されると共に、電磁流量制御弁２３の各ソレノイド
ａ，ｂに対して励磁電流を通電させるか否かの制御信号
を出力する制御信号線が接続されている。
【００１２】つぎに、上記のように構成した実施例の動
作について説明する。エンジンの始動が開始されるとマ
イクロコンピュータ３４では、ＣＰＵが図７に示すプロ
グラムの実行をステップ５０にて開始し、ステップ５１
にて各種変数の初期化などを行う初期設定処理を実行し
た後、ステップ５２〜５８からなる一連の処理を繰り返
し実行する。
作について説明する。エンジンの始動が開始されるとマ
イクロコンピュータ３４では、ＣＰＵが図７に示すプロ
グラムの実行をステップ５０にて開始し、ステップ５１
にて各種変数の初期化などを行う初期設定処理を実行し
た後、ステップ５２〜５８からなる一連の処理を繰り返
し実行する。
【００１３】初期設定処理の終了後、ＣＰＵはステップ
５２にて各センサ３１〜３３からの検出信号より各検出
データを読み込む。すなわち、機体速度センサ３１が検
出した飛行機の機体速度Ｖi と、エンジン回転数センサ
３２が検出した検出エンジン回転数ＮEiと、スロットル
開度センサ３３が検出した検出スロットル開度ＴAiとが
インターフェースを介して読み込まれ、ＣＰＵは各デー
タをＲＡＭの所定領域に記憶させる。つぎに、ＣＰＵは
ステップ５３にて現在の検出スロットル開度ＴAiにおけ
るエンジンの目標回転数基準設定値ＮBS を（ＮBS，ＴA
i）マップ より決定し、さらにステップ５４にて機体速
度Ｖiにおける目標回転数補正係数ｋを（ｋ，Ｖi）マッ
プより決定する。つぎに、ＣＰＵはステップ５５にて下
記数式１により目標回転数補正係数ｋと目標回転数基準
設定値ＮBSを用いて目標回転数補正設定値Ｎsetを算出
する。
５２にて各センサ３１〜３３からの検出信号より各検出
データを読み込む。すなわち、機体速度センサ３１が検
出した飛行機の機体速度Ｖi と、エンジン回転数センサ
３２が検出した検出エンジン回転数ＮEiと、スロットル
開度センサ３３が検出した検出スロットル開度ＴAiとが
インターフェースを介して読み込まれ、ＣＰＵは各デー
タをＲＡＭの所定領域に記憶させる。つぎに、ＣＰＵは
ステップ５３にて現在の検出スロットル開度ＴAiにおけ
るエンジンの目標回転数基準設定値ＮBS を（ＮBS，ＴA
i）マップ より決定し、さらにステップ５４にて機体速
度Ｖiにおける目標回転数補正係数ｋを（ｋ，Ｖi）マッ
プより決定する。つぎに、ＣＰＵはステップ５５にて下
記数式１により目標回転数補正係数ｋと目標回転数基準
設定値ＮBSを用いて目標回転数補正設定値Ｎsetを算出
する。
【数１】Ｎset＝ｋ・ＮBSＣＰＵはステップ５６にて目
標回転数補正設定値Ｎset と検出エンジン回転数ＮEiと
の差ΔＮEiを算出し、この回転数差算出値ΔＮEiに基づ
いてステップ５７にて（Ａ，ΔＮEi）マップ より制御
量Ａを決定する。
標回転数補正設定値Ｎset と検出エンジン回転数ＮEiと
の差ΔＮEiを算出し、この回転数差算出値ΔＮEiに基づ
いてステップ５７にて（Ａ，ΔＮEi）マップ より制御
量Ａを決定する。
【００１４】この制御量Ａに基づいてＣＰＵはステップ
５８にて作動油量等を調整するため、電磁流量制御弁２
３のソレノイドａ，ｂに通電させる励磁電流の値を規定
する制御信号を出力する。すなわち、ＣＰＵはＡが正の
場合はＡの値に基づく励磁電流をソレノイドｂに流入さ
せて作動油を油量Ｑだけ油圧シリンダ１１から油溜２５
に排出させ、プロペラブレード１５のピッチを小さくし
てエンジン回転数ＮEiを増加させ目標回転数補正設定値
Ｎset に合わせる。一方Ａが負の場合は、ＣＰＵはＡの
値に基づく励磁電流をソレノイドａに流入させて作動油
を油量Ｑだけオイルポンプ２１によって油圧シリンダ１
１に供給させ、プロペラブレード１５のピッチを大きく
してエンジン回転数ＮEiを減少させ目標回転数補正設定
値Ｎsetに合わせるように制御する。
５８にて作動油量等を調整するため、電磁流量制御弁２
３のソレノイドａ，ｂに通電させる励磁電流の値を規定
する制御信号を出力する。すなわち、ＣＰＵはＡが正の
場合はＡの値に基づく励磁電流をソレノイドｂに流入さ
せて作動油を油量Ｑだけ油圧シリンダ１１から油溜２５
に排出させ、プロペラブレード１５のピッチを小さくし
てエンジン回転数ＮEiを増加させ目標回転数補正設定値
Ｎset に合わせる。一方Ａが負の場合は、ＣＰＵはＡの
値に基づく励磁電流をソレノイドａに流入させて作動油
を油量Ｑだけオイルポンプ２１によって油圧シリンダ１
１に供給させ、プロペラブレード１５のピッチを大きく
してエンジン回転数ＮEiを減少させ目標回転数補正設定
値Ｎsetに合わせるように制御する。
【００１５】ここで、数式１と（ｋ，Ｖi）マップ から
明らかなように、機体速度Ｖi がＶi0以下すなわち航空
機が離陸前の機体速度の低い状態にあるときは、目標回
転数補正係数ｋは１より大きな値に規定されているの
で、目標回転数補正設定値Ｎset は目標回転数基準設定
値ＮBSより大きな値に補正され、この目標回転数補正設
定値Ｎset とエンジン回転数ＮEiの差に基づいてプロペ
ラのピッチをより低ピッチにしエンジン回転数を高くす
ることにより大きな推力が得られ（図８の点線で示す補
正曲線III 参照）、最大出力近辺にて飛行機は速やかに
加速され離陸滑走距離を短くすることができる。一方、
機体速度ＶiがＶi0 以上すなわち航空機が巡航状態に入
り機体速度の高い状態になると、目標回転数補正係数ｋ
は離陸時を境として１より小さな値に規定されているの
で、目標回転数補正設定値Ｎset は目標回転数基準設定
値ＮBSより小さな値に補正され、この目標回転数補正設
定値Ｎset とエンジン回転数ＮEiの差に基づいて、最大
出力近辺にてプロペラのピッチをより高ピッチにしエン
ジン回転数を低くすることにより（図８の補正曲線III
参照）、巡航時におけるプロペラの騒音を離陸滑走時に
くらべて大幅に減少させることができる。また、高回転
数でのエンジンの使用が飛行機の離陸滑走時に限られ、
巡航時には高プロペラピッチ低回転数で使用されるの
で、エンジンの耐久性を高めることができる。以上のよ
うに、エンジンの出力が最大出力の近辺の同一値におい
て、図９に示すように、エンジン回転数をプロペラブレ
ードのピッチを変えることにより、高回転数Ｎ1 と低回
転数Ｎ2 とを実現することができ、エンジンが高回転数
の離陸滑走時においては飛行機は大きな加速が得られ離
陸滑走距離を短くすることができ、また低回転数の巡航
時においては、プロペラ騒音を減少させることができる
と共に、エンジンの寿命を高めることができる。
明らかなように、機体速度Ｖi がＶi0以下すなわち航空
機が離陸前の機体速度の低い状態にあるときは、目標回
転数補正係数ｋは１より大きな値に規定されているの
で、目標回転数補正設定値Ｎset は目標回転数基準設定
値ＮBSより大きな値に補正され、この目標回転数補正設
定値Ｎset とエンジン回転数ＮEiの差に基づいてプロペ
ラのピッチをより低ピッチにしエンジン回転数を高くす
ることにより大きな推力が得られ（図８の点線で示す補
正曲線III 参照）、最大出力近辺にて飛行機は速やかに
加速され離陸滑走距離を短くすることができる。一方、
機体速度ＶiがＶi0 以上すなわち航空機が巡航状態に入
り機体速度の高い状態になると、目標回転数補正係数ｋ
は離陸時を境として１より小さな値に規定されているの
で、目標回転数補正設定値Ｎset は目標回転数基準設定
値ＮBSより小さな値に補正され、この目標回転数補正設
定値Ｎset とエンジン回転数ＮEiの差に基づいて、最大
出力近辺にてプロペラのピッチをより高ピッチにしエン
ジン回転数を低くすることにより（図８の補正曲線III
参照）、巡航時におけるプロペラの騒音を離陸滑走時に
くらべて大幅に減少させることができる。また、高回転
数でのエンジンの使用が飛行機の離陸滑走時に限られ、
巡航時には高プロペラピッチ低回転数で使用されるの
で、エンジンの耐久性を高めることができる。以上のよ
うに、エンジンの出力が最大出力の近辺の同一値におい
て、図９に示すように、エンジン回転数をプロペラブレ
ードのピッチを変えることにより、高回転数Ｎ1 と低回
転数Ｎ2 とを実現することができ、エンジンが高回転数
の離陸滑走時においては飛行機は大きな加速が得られ離
陸滑走距離を短くすることができ、また低回転数の巡航
時においては、プロペラ騒音を減少させることができる
と共に、エンジンの寿命を高めることができる。
【００１６】なお、上記実施例においては、目標回転数
補正係数ｋは、図５のマップに示すように、機体速度Ｖ
i が離陸時の値Ｖi0に至るまでは１以上に規定され、こ
の補正係数ｋにより目標回転数補正設定値Ｎset が目標
回転数基準設定値ＮBSより大になるように補正され、機
体速度Ｖi が離陸後の値Ｖi0になるとｋは１以下に規定
され、この補正係数ｋにより目標回転数補正設定値Ｎse
t が目標回転数基準設定値ＮBSより小になるように補正
されるが、目標回転数補正係数ｋを規定するマップの他
の例としては図１０に示す３つの例が考えられる。第１
の例として、図１０(a) に示すように、予め目標回転数
基準設定値ＮBSを機体速度Ｖi が高いとき騒音が低くな
るように設定し（ｋ＝１）、機体速度Ｖi が低いときは
ｋを１以上の値に設定してエンジンが高回転数になるよ
うに目標回転数基準設定値ＮBSを補正してもよい。ま
た、第２の例として、図１０(b) に示すように、予め目
標回転数基準設定値ＮBSを低く設定し、機体速度Ｖi が
高いときは適度の推力を維持しつつプロペラの騒音が低
くなるようにｋを１以上の所定値に設定し、機体速度Ｖ
i が低いときは最大推力を得るために機体速度Ｖi が高
いときのｋの値より大きなｋの値を設定して目標回転数
基準設定値ＮBSを補正するようにしてもよい。さらに第
３の例として、図１０(c) に示すように、目標回転数基
準設定値ＮBSを機体速度Ｖi が低いとき最大推力が得ら
れるように設定し、機体速度Ｖi が高いときは騒音を低
くするために機体速度Ｖi が低いときのｋの値よりｋの
値を低くし、エンジンを低回転数側にするように目標回
転数基準設定値ＮBSを補正してもよい。
補正係数ｋは、図５のマップに示すように、機体速度Ｖ
i が離陸時の値Ｖi0に至るまでは１以上に規定され、こ
の補正係数ｋにより目標回転数補正設定値Ｎset が目標
回転数基準設定値ＮBSより大になるように補正され、機
体速度Ｖi が離陸後の値Ｖi0になるとｋは１以下に規定
され、この補正係数ｋにより目標回転数補正設定値Ｎse
t が目標回転数基準設定値ＮBSより小になるように補正
されるが、目標回転数補正係数ｋを規定するマップの他
の例としては図１０に示す３つの例が考えられる。第１
の例として、図１０(a) に示すように、予め目標回転数
基準設定値ＮBSを機体速度Ｖi が高いとき騒音が低くな
るように設定し（ｋ＝１）、機体速度Ｖi が低いときは
ｋを１以上の値に設定してエンジンが高回転数になるよ
うに目標回転数基準設定値ＮBSを補正してもよい。ま
た、第２の例として、図１０(b) に示すように、予め目
標回転数基準設定値ＮBSを低く設定し、機体速度Ｖi が
高いときは適度の推力を維持しつつプロペラの騒音が低
くなるようにｋを１以上の所定値に設定し、機体速度Ｖ
i が低いときは最大推力を得るために機体速度Ｖi が高
いときのｋの値より大きなｋの値を設定して目標回転数
基準設定値ＮBSを補正するようにしてもよい。さらに第
３の例として、図１０(c) に示すように、目標回転数基
準設定値ＮBSを機体速度Ｖi が低いとき最大推力が得ら
れるように設定し、機体速度Ｖi が高いときは騒音を低
くするために機体速度Ｖi が低いときのｋの値よりｋの
値を低くし、エンジンを低回転数側にするように目標回
転数基準設定値ＮBSを補正してもよい。
【００１７】また、上記実施例においてはエンジン出力
が略同一の場合について説明したが、離陸前のエンジン
の出力を離陸後のエンジン出力より高く設定することに
より、離陸滑走距離をさらに短くすることができる。ま
た、過給制御との組合せにより離陸前のエンジン出力を
さらに高めることも可能である。さらに、離陸前にスク
ランブル回転を用いることによりさらに離陸性能の向上
を図ることが可能である。
が略同一の場合について説明したが、離陸前のエンジン
の出力を離陸後のエンジン出力より高く設定することに
より、離陸滑走距離をさらに短くすることができる。ま
た、過給制御との組合せにより離陸前のエンジン出力を
さらに高めることも可能である。さらに、離陸前にスク
ランブル回転を用いることによりさらに離陸性能の向上
を図ることが可能である。
【００１８】さらに、上記実施例においてはエンジンの
目標回転数を、検出スロットル開度から直接求めている
が、出力レバーの操作量等を電子制御装置にて演算処理
することにより間接的に目標回転数を求めるようにして
もよく、また機体速度等の出力レバーの操作に基づいて
規定される出力量から求めるようにしてもよい。
目標回転数を、検出スロットル開度から直接求めている
が、出力レバーの操作量等を電子制御装置にて演算処理
することにより間接的に目標回転数を求めるようにして
もよく、また機体速度等の出力レバーの操作に基づいて
規定される出力量から求めるようにしてもよい。
【図１】特許請求の範囲に記載した本発明の構成に対応
するクレーム対応図である。
するクレーム対応図である。
【図２】本発明の一実施例に係るピッチ制御装置を示す
概略図である。
概略図である。
【図３】同ピッチ制御装置の可変ピッチ機構を示す要部
断面図である。
断面図である。
【図４】スロットル開度ＴAiとエンジンの目標回転数基
準設定値ＮBSとの関係を示すマップである。
準設定値ＮBSとの関係を示すマップである。
【図５】機体速度Ｖiと目標回転数補正係数ｋの関係を
示すマップである。
示すマップである。
【図６】目標回転数補正設定値Ｎsetとエンジン回転数
ＮEi の差ΔＮEiと制御量Ａ の関係を示すマップであ
る。
ＮEi の差ΔＮEiと制御量Ａ の関係を示すマップであ
る。
【図７】図２のマイクロコンピュータにて実行されるプ
ログラムのフローチャートである。
ログラムのフローチャートである。
【図８】同一エンジン出力における機体速度Ｖi と推力
Ｔの関係を示す図である。
Ｔの関係を示す図である。
【図９】エンジン回転数ＮEiとエンジン出力Ｐs の関係
を示す図である。
を示す図である。
【図１０】機体速度Ｖi と目標回転数補正係数ｋの関係
を示すマップの他の例である。
を示すマップの他の例である。
１０…可変ピッチ機構、１５…プロペラブレード、２０
…油圧制御回路、３１…機体速度センサ、３２…エンジ
ン回転数センサ、３３…スロットル開度センサ、３４…
マイクロコンピュータ。
…油圧制御回路、３１…機体速度センサ、３２…エンジ
ン回転数センサ、３３…スロットル開度センサ、３４…
マイクロコンピュータ。
Claims (2)
- 【請求項１】 プロペラのピッチを変更可能な可変ピッ
チ機構を有する航空機に適用され、 プロペラを回転させるエンジンの回転数を検出するエン
ジン回転数検出手段と、 前記エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開
度検出手段と、 前記検出されたスロットル開度に基づいて同スロットル
開度に略比例して変化するエンジンの目標回転数を設定
する目標回転数設定手段と、 前記設定されたエンジンの目標回転数が前記検出された
エンジン回転数よりも大きいときプロペラのピッチを小
さくし、かつ同設定されたエンジンの目標回転数が同検
出されたエンジン回転数よりも小さいときプロペラのピ
ッチを大きくするように前記可変ピッチ機構を制御する
ピッチ制御手段とを備えた可変ピッチプロペラのピッチ
制御装置であって、 前記航空機の機体速度を検出する機体速度検出手段と、機体速度が大きくなるにしたがって補正後のエンジンの
目標回転数が小さな値に なるように、前記設定されたエ
ンジンの目標回転数を前記検出された機体速度に応じて
補正する目標回転数補正手段とを設けたことを特徴とす
る可変ピッチプロペラのピッチ制御装置。 - 【請求項２】 前記請求項１に記載の目標回転数補正手
段を、 前記検出された機体速度が離陸時の機体速度を表す所定
値よりも大きいとき略一定値となり、同検出された機体
速度が同所定値よりも小さいとき前記一定値よりも大き
な値となる補正係数を決定する補正係数決定手段と、 前記設定されたエンジンの目標回転数に前記決定した補
正係数を乗算して同目標回転数を補正する演算手段とで
構成した可変ピッチプロペラのピッチ制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3222053A JP2871209B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 可変ピッチプロペラのピッチ制御装置 |
| US07/921,196 US5284418A (en) | 1991-07-29 | 1992-07-28 | Electric pitch control apparatus for variable pitch propeller capable of controlling the pitch angle based instantaneous operational conditions of the propeller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3222053A JP2871209B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 可変ピッチプロペラのピッチ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0539091A JPH0539091A (ja) | 1993-02-19 |
| JP2871209B2 true JP2871209B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=16776363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3222053A Expired - Lifetime JP2871209B2 (ja) | 1991-07-29 | 1991-08-06 | 可変ピッチプロペラのピッチ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2871209B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3269633A1 (en) * | 2016-07-13 | 2018-01-17 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Method and system for propeller control |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0702608D0 (en) * | 2007-02-10 | 2007-03-21 | Rolls Royce Plc | Aeroengine |
| US9771878B2 (en) * | 2015-10-19 | 2017-09-26 | General Electric Company | Thrust scheduling method for variable pitch fan engines and turbo-shaft, turbo-propeller engines |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6076499A (ja) * | 1983-09-29 | 1985-04-30 | 社団法人日本航空宇宙工業会 | 可変ピツチプロペラのピツチ制御方法及びその制御装置 |
-
1991
- 1991-08-06 JP JP3222053A patent/JP2871209B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3269633A1 (en) * | 2016-07-13 | 2018-01-17 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Method and system for propeller control |
| US10072796B2 (en) | 2016-07-13 | 2018-09-11 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Metering of oil flow to engine propeller |
| US10830391B2 (en) | 2016-07-13 | 2020-11-10 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Metering of oil flow to engine propeller |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0539091A (ja) | 1993-02-19 |
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