JP4481740B2 - 二軸式ガスタービンエンジンの回転速度センサの異常検出装置 - Google Patents
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Description
本発明は、低圧軸の回転速度センサの異常を速やかに検出することのできる二軸式ガスタービンエンジンの回転速度センサの異常検出装置に関するものである。
航空機用ガスタービンエンジンにおいては、エンジンの運転状態を最適に制御するために種々のセンサからの情報を用いているが、センサが故障すると制御パラメータが異常を呈し、エンジンの適正制御に支障を来すので、センサ故障時の対策は極めて重要である。
特に回転速度センサの異常検出方法として、二軸式ガスタービンエンジンにおける低圧軸の回転速度と高圧軸の回転速度との関係式を予め設定しておき、低圧軸回転センサと高圧軸回転センサとの出力値の関係が所定値を外れた時にセンサ異常と判断する技術が公知である（特許文献１を参照されたい）。
特開２０００−２４９６２９号
しかるに、上記文献１に記載の技術は、スターターによるエンジン始動時の低圧軸と高圧軸との回転速度の関係に着目しているに止まり、実際のところ、高速運転や過渡状態での異常を速やかに判別することはこの技術では十分とは言い難い。
このような従来技術の不都合に鑑み、本発明は、二軸式ガスタービンエンジンにおいて、特に低圧軸の回転速度センサの異常、あるいは複数の低圧軸回転速度センサの同時故障を速やかに判別し得る異常検出装置を提供することを課題とした。
このような課題を解決するために、本発明は、二軸式ガスタービンエンジンの回転速度センサの異常検出装置を、低圧軸（７）の回転速度（Ｎ１）を検出する低圧軸回転センサ（１１）と、高圧軸（４）の回転速度（Ｎ２）を検出する高圧軸回転センサ（１０）と、エンジンの入口温度（Ｔ１）を検出する吸気温センサ（９）と、高圧軸回転センサの出力と吸気温センサの出力との関係に基づいて低圧軸の回転速度を推定する低圧軸回転速度推定手段（２１）と、低圧軸回転センサの出力と低圧軸回転速推定手段の出力とを比較してその比較結果に基づいて前記低圧軸回転センサの正否を判別する判別手段（２２）とを有し、前記低圧軸回転速度推定手段は、前記高圧軸回転センサの出力と前記吸気温センサの出力との関係に基づく前記低圧軸の回転速度の推定値を設定したマップをエンジンの定常運転、加速運転、減速運転の各運転モードに対応して複数有し、前記運転モードに応じて選択したマップを用いて前記低圧軸の回転速度を推定する。
このような本発明によれば、高圧軸の回転速度およびエンジンの入口温度に基づいて低圧軸の回転速度を推定し、この推定値と定圧軸回転センサの出力とを比較するので、定圧軸回転センサが異常を起こした場合には、即座にセンサの異常を判別し得ると共に、推定値によってエンジンの運転を安定的に継続することが可能となる。
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明が適用された制御装置で制御されるガスタービンエンジンを示している。このガスタービンエンジン１は、コンプレッサ２及び高圧タービン３を連結する高圧軸４と、低圧タービン５及びファン６を連結する低圧軸７とを有し、ファン６の入口温度Ｔ１を吸気温センサ９で、高圧軸４の回転速度Ｎ２を高圧軸回転センサ１０で、低圧軸７の回転速度Ｎ１を低圧軸回転センサ１１で、それぞれ検出し、これらの出力値に基づいてエンジン１が最適な応答を示すように、燃料流量制御器１５によって燃料調量弁１６を制御して燃焼室１７に供給する燃料流量が制御されるようになっている。
低圧軸回転センサ１１は、例えば断線するなどしてその出力が異常となった場合にも最低限の安定的運転を継続できるように、低圧軸回転センサ１１の異常時の対応装置が設けられている。この異常時対応装置は、低圧軸回転速度推定部２１と、センサ正否判別部２２と、出力選択部２３とからなっている。
低圧軸回転速度推定部２１は、低圧軸回転センサ１１の出力Ｎ１と比較して低圧軸回転センサ１１の正否を判断するための比較値Ｎ１Ｓを生成する。この比較値Ｎ１Ｓは、高圧軸回転センサ１０が検出した高圧軸４の回転速度Ｎ２を、吸気温センサ９が検出したファン６の入口温度Ｔ１で補正した補正値Ｎ２Ｃに基づいて、低圧軸回転速度推定部２１内に予め設定されたマップから得た値であり、このマップを、定常、加速、減速の各運転モードに対応して複数用意しておき、その運転モードに最適なマップを選択するようにすれば、過渡状態にも対応し得る。
但し、Ｎ２Ｃは次式で与えられる。
但し、Ｎ２Ｃは次式で与えられる。
次に本発明による低圧軸回転センサ１１の正否判別時の処理フローについて説明する。
先ず、高圧軸回転センサ１０の出力値Ｎ２を別途設けられた高圧軸回転センサ正否判別部（図示せず）に入力し（ステップ１）、高圧軸回転センサ１０の出力値Ｎ２が正常か否かを判断する（ステップ２）。この判定は、たとえば１０msec毎に高圧軸回転センサ１０の出力値をサンプリングしてこの値を予め定められた規定のしきい値と比較し、規定範囲を超えていたならば高圧軸回転センサ１０を異常と判断するものである。
ここで正常と判定された場合は、この値Ｎ２を低圧軸回転速度推定部２１に入力して低圧軸回転速度の比較値Ｎ１Ｓをマップから検索する（ステップ３）。他方、ステップ２で高圧軸回転センサ１０が異常と判定された場合は、警報を発してこのフローを終了する（ステップ４）。
次に低圧軸回転速度の比較値Ｎ１Ｓが所定値Ｎｔｈ（例えばアイドリング回転速度３，０００ｒｐｍ）以上か否かを判別し（ステップ５）、所定値以下であった場合はこのフローを最初から繰り返し、所定値以上であった場合は、低圧軸回転センサ１１の出力Ｎ１と比較値Ｎ１Ｓとを比較する（ステップ６）。そして低圧軸回転センサ１１の出力Ｎ１の比較値Ｎ１Ｓとの誤差を予め定められた所定の規定値と比較し（ステップ７）、誤差が所定値以内であったならば低圧軸回転センサ１１は正常と判断し、低圧軸回転センサ１１の出力値を出力選択部２３から出力してエンジン制御を行う（ステップ８）。もしここで低圧軸回転センサ１１が異常と判断された場合は、制御パラメータとして比較値Ｎ１Ｓを出力選択部２３から出力してエンジン制御を行う（ステップ９）。
このようにして、本発明においては、低圧軸７の回転速度を検出する低圧軸回転センサ１１が異常を起こしても、その時の運転状態に応じて安定的に運転を継続し得る代替値として比較値Ｎ１Ｓを与えることにより、エンジン挙動の急変を抑制し、エンジン運転の安定的な継続を実現している。
なお、上記実施例は低圧軸回転センサ１１を１個だけ設けた場合について説明したが、低圧軸回転センサ１１を複数個設け、これらの出力を比較値と比較し合うことでより一層の信頼性向上を企図することができる。
４ 高圧軸
７ 低圧軸
９ 吸気温センサ
１０ 高圧軸回転センサ
１１ 低圧軸回転センサ
２１ 低圧軸回転速度推定部
２２ センサ正否判別部
７ 低圧軸
９ 吸気温センサ
１０ 高圧軸回転センサ
１１ 低圧軸回転センサ
２１ 低圧軸回転速度推定部
２２ センサ正否判別部
Claims (2)
- 二軸式ガスタービンエンジンの回転速度センサの異常検出装置であって、
低圧軸の回転速度を検出する低圧軸回転センサと、
高圧軸の回転速度を検出する高圧軸回転センサと、
エンジンの入口温度を検出する吸気温センサと、
前記高圧軸回転センサの出力と前記吸気温センサの出力との関係に基づいて前記低圧軸の回転速度を推定する低圧軸回転速度推定手段と、
前記低圧軸回転センサの出力と前記低圧軸回転速度推定手段の出力とを比較する比較手段と、
該比較手段による比較結果に基づいて前記低圧軸回転センサの正否を判別する判別手段とを有し、
前記低圧軸回転速度推定手段は、前記高圧軸回転センサの出力と前記吸気温センサの出力との関係に基づく前記低圧軸の回転速度の推定値を設定したマップをエンジンの定常運転、加速運転、減速運転の各運転モードに対応して複数有し、前記運転モードに応じて選択したマップを用いて前記低圧軸の回転速度を推定する二軸式ガスタービンエンジンの回転速度センサの異常検出装置。 - 前記低圧軸回転速度推定手段の推定値がアイドリング回転数以下であれば、前記低圧軸回転センサの出力と前記低圧軸回転速度推定手段の出力との比較を行わず、前記低圧軸回転速度推定手段の推定値がアイドリング回転数を超えたならば、前記低圧軸回転センサの出力と前記低圧軸回転速度推定手段の出力との比較を行う請求項１に記載の二軸式ガスタービンエンジンの回転速度センサの異常検出装置。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP2004187874A JP4481740B2 (ja) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | 二軸式ガスタービンエンジンの回転速度センサの異常検出装置 |
| US11/165,497 US7826954B2 (en) | 2004-06-25 | 2005-06-24 | System for monitoring sensor outputs of a gas turbine engine |
| US12/877,205 US7983829B2 (en) | 2004-06-25 | 2010-09-08 | System for monitoring sensor outputs of a gas turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004187874A JP4481740B2 (ja) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | 二軸式ガスタービンエンジンの回転速度センサの異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006009684A JP2006009684A (ja) | 2006-01-12 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2004187874A Expired - Fee Related JP4481740B2 (ja) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | 二軸式ガスタービンエンジンの回転速度センサの異常検出装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4481740B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5356967B2 (ja) * | 2009-09-29 | 2013-12-04 | 本田技研工業株式会社 | 航空機用ガスタービン・エンジン |
| US10309249B2 (en) | 2015-04-17 | 2019-06-04 | Honda Motor Co., Ltd. | Control apparatus for a gas-turbine aeroengine |
| US9903278B2 (en) | 2015-04-17 | 2018-02-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Control apparatus for estimating operating parameter of a gas-turbine aeroengine |
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2004
- 2004-06-25 JP JP2004187874A patent/JP4481740B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2006009684A (ja) | 2006-01-12 |
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