JPH02169827A - Control device for gas turbine engine - Google Patents

Control device for gas turbine engine

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JPH02169827A
JPH02169827A JP32360388A JP32360388A JPH02169827A JP H02169827 A JPH02169827 A JP H02169827A JP 32360388 A JP32360388 A JP 32360388A JP 32360388 A JP32360388 A JP 32360388A JP H02169827 A JPH02169827 A JP H02169827A
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pressure
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gas turbine
compressor
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Hiroyoshi Fukuda
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Abstract

PURPOSE:To maintain normal driving without stopping a vehicle by controlling a gas turbine, when abnormality is detected with a pressure detector, based on the fuel feed rate calculated with a calculation means. CONSTITUTION:An estimated value P3' of an outlet pressure of a compressor is calculated in a control circuit 10 from the revolution N1 of a gas generator shaft 100. When a value P3 measured with a pressure sensor SP3 does not differ much from the calculated value P3', the pressure sensor SP3 is determined to be normal, and when differs much, the pressure sensor is determined to be abnormal. When the pressure sensor SP3 is determined to be normal, the measured value P3 is directly used. In the case of abnormality, the calculated value P3' deducted by a specified value which constitute a nonsensitive zone replaces the pressure value P3. As a gas turbine GT is controlled based on the fuel feed rate calculated from the pressure value P3, abnormality such as the stop or overrunning of the engine is prevented.

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 that detects the pressure downstream of a compressor in a gas turbine engine such as a two-shaft gas turbine engine, and adjusts the amount of fuel supplied based on the pressure. This invention relates to fail-safe systems for calculating and controlling gas turbines.

〔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、燃焼器からのコンプ
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T 6 s e t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 automobiles, in which a gas generator including a compressor and a compressor turbine, and a power turbine connected to a vehicle drive shaft are configured by separate shafts, and the compressor turbine from the combustor A system is known in which the combustion gas that drives the power turbine is passed through a variable nozzle to drive a power turbine. During steady state, the gas generator controls the amount of fuel supplied to the combustor and the variable nozzle so that the outlet temperature (T6) of the power turbine becomes the target value T 6 s e t when the rotation speed of the gas generator is kept constant to maximize efficiency. The angle of the constituent blades 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の
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T、8゜、よ
り吸入空気量Ga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T3S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60−351
32号参照。
On the other hand, during transient operation, the responsiveness of the sensor (thermocouple) that detects the outlet temperature of the power turbine becomes a problem, so instead of T6, the control target is changed to the combustor outlet temperature T4.
The amount of fuel is controlled so that the rotational speed of the gas generator is increased to a predetermined value. Since the combustor outlet temperature T4 cannot be directly known, the intake air amount Ga is calculated from the compressor outlet pressure P3 and the target value T of the combustor outlet temperature, 8°, and this intake air amount and combustion The amount of fuel supplied to the engine is calculated from the measured value T3S of the air temperature at the engine inlet. For example, JP-A-60-351
See No. 32.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem 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flig
h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、旧gh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。
Semiconductor pressure sensors are commonly used as sensors to measure the outlet pressure of a compressor. However, in this type of semiconductor pressure sensor, if its operation becomes abnormal, its output level will be low regardless of pressure changes. signal or flig
It is normal for the device to exhibit an abnormal state of being stuck to the h signal. Therefore, in the case of an abnormality in which the sensor operation remains in the Low state, the fuel supply amount remains at the minimum, and in the case of an abnormality in which the sensor operation remains in the old gh state, the operation continues with the fuel supply amount at the maximum. As a result, the engine may stop or the engine rotation may abnormally increase.

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 of a vehicle to be maintained without stopping the vehicle when there is an abnormality in a pressure sensor.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve 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
ンエンジンへ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
算手段りと、圧力検出手段Cによる圧力の検出値と圧力
演算手段り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
手段り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 has the following features:
Means B calculates the fuel supply amount to the gas turbine engine from the air pressure downstream of the compressor as one of the condition factors and other condition factors as necessary; A control means B' for controlling the turbine, a pressure detection means C for detecting the pressure downstream of the compressor, a pressure calculation means for calculating the pressure value downstream of the compressor predicted from various state factors of the gas turbine, and pressure a determining means E for determining whether or not the pressure detecting means C is abnormal by comparing the pressure detected by the detecting means C with the pressure calculated by the pressure calculating means; and the controlling means B for determining whether the pressure detecting means C is abnormal or not. The pressure detecting means C and the pressure calculating means are provided with means F for selectively connecting the pressure detecting means C and the pressure calculating means.

〔作用〕[Effect]

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り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
During normal operation, the fuel supply amount is calculated based on the value detected by the pressure detection means C, and the control means B' controls the gas turbine.
In the event of an abnormality, the fuel supply amount is calculated based on a value calculated by the pressure calculation means, and the control means B' controls 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
Embodiments of the present invention will be described in detail below 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、Hε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
はアクチュエータへ1を介して燃料が供給されている。
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, Hε is a heat exchanger, CC is a combustor, and CT is a compressor turbine. The compressor C and compressor turbine CT are directly connected by a rotating shaft 100, and the combustor CC is connected to an actuator via fuel is being supplied.

吸入空気はコンプレッサCにて圧縮され、熱交換器ト1
ε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11ε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にはロックアツプクラッチL/Cが設け
られている。
The intake air is compressed by compressor C, and then transferred to heat exchanger T1.
It is heated at ε, mixed with fuel and combusted in the combustor CC, and the combustion gas rotates the compressor turbine CT. This compressor turbine CT and compressor C
are sometimes collectively referred to as gas generators GG, and the rotation speed of this compressor turbine CT determines the degree of compression of the compressor C. compressor turbine CT
The combustion gas that drives the power turbine (output turbine) PT passes through a variable nozzle VN adjusted by an actuator A2, and then passes through a heat exchanger 11ε as exhaust gas and is discharged to the atmosphere. A front gear 3 is connected to the rotating shaft 100, and a fuel pump, an oil pump, a starter motor, etc. 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 connected to the automatic transmission A. /T is transmitted to the transmission mechanism T via the torque converter T/C, and is converted to a rotational speed according to the shift state, and becomes an axle drive output. Further, this torque converter T/C is provided with a lock-up clutch L/C.

ガスタービンGTおよび自動変速機A7T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
INa 、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 。
The control circuit 10 that controls the gas turbine GT and the automatic transmission A7T includes an input interface INa for analog signals and an input interface INd for digital signals.
, an analog-to-digital converter A/D that digitally converts the signal from the input interface INa.

中央処理ユニットCPU、ランダムアクセスメモリRA
M 、読み出し専用メモリROM 、および出力回路O
UT等があり、それぞれパスライン11で接続されてい
る。
Central processing unit CPU, random access memory RA
M, read-only memory ROM, and output circuit O
There are UTs, etc., and each is connected by a pass line 11.

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SN、。
In addition, a gas generator GG is used for a two-shaft gas turbine engine.
A rotation speed sensor SN, which detects the rotation speed N1 of.

コンプレッサCの出口温度T、を検出する温度センサS
TsコンプレッサCの出口圧力P、を検出するコンプレ
ッサ出口圧力センサsp、、熱交換器旺の出口温度T3
5を検出する温度センサ5T3S、パワタービンPTの
出口温度を検出する温度センサSTs減速歯車R/Gを
経たガスタービンGTの回転数N、を検出する回転数セ
ンサSN3.および車軸駆動回転数N、を検出する回転
数センサSN、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T、というように、吸気圧
Pや温度Tに付された添え字は、Oで囲まれた番号の位
置の吸気圧Pや温度Tを示し、ガスジェネレータGGの
回転軸の回転数がNl、減速歯車R/Gを経たパワター
ビンPTの出力軸の回転数がN、で表わされる。
Temperature sensor S that detects the outlet temperature T of the compressor C
Compressor outlet pressure sensor sp, which detects the outlet pressure P of the compressor C, and the outlet temperature T3 of the heat exchanger O
Temperature sensor 5T3S detects the outlet temperature of the power turbine PT, temperature sensor STs detects the outlet temperature of the power turbine PT, rotation speed sensor SN3. and a rotation speed sensor SN for detecting the axle drive rotation speed N, and the like. Regarding the relationship between letters and subscripts, the subscripts attached to the intake pressure P and temperature T are as follows: In Fig. 2, the intake pressure at the position of ■ is P3, the temperature at the position of ■ is T, and so on. It shows the intake pressure P and temperature T at the position of the number surrounded by O, the rotation speed of the rotating shaft of the gas generator GG is expressed as Nl, and the rotation speed of the output shaft of the power turbine PT via the reduction gear R/G is expressed as N. It will be done.

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N、、N、、N、、P3.T33.T。
The analog signal input interface INa receives signals N, , N, , N, , P3 . T33. T.

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−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。
Analog signals from the engine and accelerator pedal are input, and 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 are input to an input interface INd for digital signals.

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。
On the other hand, from the output circuit OUT, a signal Gf instructs the fuel flow rate to the actuator A1 of the combustor CC.

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α5、トルクコンバータT/Cのロックアツ
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S、、S2やスロットルワイヤ信号θ
T11等が出力される。
A signal α5 that instructs the opening degree of the variable nozzle VN to the actuator A2, a signal S3 that instructs the on/off of the lock-up clutch L/C of the torque converter T/C, a shift signal S, S2 of the transmission mechanism T, and a throttle wire. signal θ
T11 etc. are 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P、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を正常とし太き(外れていれ
ば異常と見なすものでである。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63−485547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を検出するセンサST、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STsの応答性がよくないこ
とがら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。
The present invention is characterized by a compressor outlet pressure sensor SP3. It is fail-safe. That is, if the current output value of sensor SP3 is within a reasonable range compared to values predicted from other gas turbine conditions, sensor SP3 is considered normal (if it is out of the range, it is considered abnormal). The control of a gas turbine engine incorporating this fail-safe function will be explained below.The general flow of this control is the same as that of Japanese Patent Application No. 63-485547, which is the earlier application filed by this applicant.
It is determined whether the engine is stationary or not, and when the engine is stationary (the rotational speed of the gas generator is maintained near a constant value that maximizes the efficiency of the compressor), control is performed based on the outlet temperature T6 of the power turbine. It will be done. On the other hand, during transient operation, the response of the sensor ST that detects the temperature T6 is not good, so control is performed mainly based on the inlet temperature T4 of the compressor turbine. Since the responsiveness of the sensor STs is not good at the beginning of the return from the transient state to the steady state, control aiming at T4 is executed for a while. below,
An overview of the operation of the control circuit 10 that implements this control will be explained using the flowcharts of FIGS. 3 and 4.

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CGの回転数Nl、アク
セル開度θ5cc−t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の出口圧力Pj、自動変速機A/Tの入力回転数N
3等である。
In step 401, engine operating state parameters are input to the control circuit 10. These operating state parameters include, for example, the rotational speed Nl of the gas generator CG, the accelerator opening θ5cc-t, the outlet temperature T6 of the compressor turbine PT, the outlet temperature T35 of the heat exchanger HE, the outlet pressure Pj of the compressor C, and the automatic transmission A. /T input rotation speed N
It is 3rd prize.

ステップ401−406が圧力センサSTa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P、1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P、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N、
よりコンプレッサCの出口圧力P、を大体予測すること
ができる。
Steps 401-406 are a fail-safe routine for the pressure sensor STa. In step 402, an estimated value P,1 of the compressor outlet pressure is calculated from the rotational speed N1 of the gas generator. That is, there is a relationship shown in FIG. 5 between the rotational speed N1 of the gas generator and the outlet pressure P of the compressor C, and the rotational speed N1 of the gas generator,
Therefore, the outlet pressure P of the compressor C can be approximately predicted.

ステップ403ではP、≧P、′+αか否か、ステップ
404ではPs <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S
P3の計測値P、が演算値とP、′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P、′と大きく食い違
いが存在する場合は圧力センサSP、に異常があったと
判断することができる。
In step 403, it is determined whether P, ≧P, '+α, and in step 404, it is determined whether Ps<P3'-α. Here α is an appropriate value that determines the dead zone, and the sensor S
If the measured value P of P3 is not significantly different from the calculated value P,', the pressure sensor SP3 is judged to be normal.If the measured value P3 of sensor SP3 is significantly different from the calculated value P,', the pressure sensor SP3 is judged to be normal. It can be determined that there is an abnormality in the pressure sensor SP.

圧力センサSP、が正常と判断される場合はステップ4
06に進み、圧力センサSP、の検出値P3がそのまま
使用され、異常の場合はステップ405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P、 −αが圧力
値P、に置き換えられる。
If the pressure sensor SP is determined to be normal, proceed to step 4.
The process proceeds to step 06, where the detected value P3 of the pressure sensor SP is used as is, and in the case of an abnormality, the process proceeds to step 405, where the value obtained by subtracting the predetermined value α constituting the dead zone from the expected value P3' calculated in step 402, i.e. P, -α is replaced by the pressure value P,.

ステップ407以下は被操作因子としての燃料供給量G
f及び可変ノズルVNの制御ルーチンを示す。
Step 407 and subsequent steps are the fuel supply amount G as the operated factor.
The control routine for the variable nozzle VN and the variable nozzle VN is shown.

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N 
+ s。、が演算される。
This routine is the same as that of the above-mentioned Japanese Patent Application No. 185547/1983. In step 302, a target value N of the rotation speed of the gas generator GG, which is a function of the accelerator opening degree θacc, is determined.
+s. , is calculated.

そして、ステップ30i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CG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 30i, it is determined from the operating state parameters of the engine whether the gas generator GG is in a steady state. The transient state and steady state of the engine may be determined based on the amount of depression of the accelerator pedal, the amount of change in the accelerator pedal within a unit time, the rate of change in the rotational speed of the rotating shaft of the gas generator CG, and the like.

ガスジェネレータCG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30
4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30
9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 CG is in a steady state (YES), the process advances to step 304, followed by step 30.
Steady state control is performed from step 4 to step 307, and when it is determined that the gas generator GG is in a transient state (NO), the process proceeds to step 308, and the subsequent step 30
From step 9 to step 311, transient state control is performed.

定常状態のときは、ステップ304にて時間カウンタT
。ACに1を加算して時間を計数し、続くステップ30
5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(TCAC>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CGの回
転数N、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76 m g +になるように燃料流ff
1Gf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.
. Add 1 to AC to count time, followed by step 30
It is determined whether the time counted in step 5 is greater than the reference value Kt, that is, whether a predetermined time has elapsed since the transition to the steady state. When a predetermined time has elapsed since the transition to the steady state (TCAC>Kt), that is, when the steady state is stable, the process proceeds to step 307, where control is performed based on the outlet temperature T6 of the power turbine. In this control, the responsiveness of the temperature sensor that measures the outlet temperature of the compressor turbine is not a problem, so the outlet temperature T6 of the power turbine is set to the target value of 76 m with the rotational speed N of the gas generator CG constant. Fuel flow ff so that g +
1Gf and the opening degree α of the variable nozzle VN.

一方、過渡状態のときは、ステップ308にて時間カウ
ンタT。AC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N l * e lに対して、現在のガ
スジェネレータCGの回転数NI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(Nl−7>Nl)のときはステッ
プ310に進み、ガスジェネレータCG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N、を増
大しながら、燃焼器CCの出口温度T4が目標値T41
゜、になるように燃料流量G「を制御するものである。
On the other hand, in a transient state, the time counter T is counted in step 308. After the value of AC is cleared, in the following step 309, it is determined whether the current rotation speed NI of the gas generator CG is smaller than the target value N l * e l of the rotation speed of the gas generator GG calculated in step 302. That is, it is determined whether the transient state is an acceleration state or a deceleration state. If the acceleration state is present (Nl-7>Nl), the process proceeds to step 310, and the gas generator CG is controlled based on the outlet temperature T4 of the combustor CC. The control at this time is to accelerate the gas generator GG and increase its rotational speed N, while increasing the outlet temperature T4 of the combustor CC to the target value T41.
This is to control the fuel flow rate G' so that it becomes .

また、減速状態のとき(N l m s +≦N、)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i、ooo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P、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T 4 x s lになるよ
うに燃料流ff1Gf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T4□
6、とから吸入空気量Gaを求め、求めた吸入空気ff
1G&と、T 4 m e L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。
Further, when the vehicle is in a deceleration state (N l m s +≦N), the process proceeds to step 311, and control during deceleration is performed. At this time, since the outlet temperature T4 of the CC of the combustor becomes a high temperature of i,ooo degrees or higher, it cannot be directly measured accurately with a temperature sensor, so by measuring the compressor outlet pressure P with a pressure sensor SP3. The outlet temperature T4 is indirectly known and the fuel flow ff1Gf is controlled so that this becomes the target value T4xsl. That is, compressor outlet pressure P3 and combustor outlet temperature target value T4□
6. Calculate the intake air amount Ga from and, and calculate the intake air ff
The amount of fuel Gf supplied to the engine can be calculated from 1G&, T 4 m e L, and the air temperature T35 at the combustor inlet.

そして、定常状態に移行してから所定時間かまだ経過し
ていないときくToAC≦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ff1Gf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ffl G fの制御につ
いしは上述した通りである。
If a predetermined period of time has not yet passed since the transition to the steady state (ToAC≦Kt), the process proceeds from step 305 to step 306, where the gas generator GG is controlled based on the outlet temperature T4 of the combustor CC. . That is, at this time, there is a problem in the responsiveness of the temperature sensor T6 as in the case of acceleration, so for a while, the opening degree α of the variable nozzle VN is adjusted based on the outlet temperature T4 of the combustor CC in addition to the fuel flow ff1Gf.
, is controlled. The control of the fuel flow fflGf is as described above.

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G
fl を算出し、この目標値Gfl 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いの開度α
、の開閉制御が実行される。
In addition, the control of the variable nozzle VN is as detailed in the previous application.
Target value G of fuel flow rate according to the rotation speed of the gas generator
fl is calculated, this target value Gfl is compared with the actual fuel flow rate Gf, and the opening degree α of the variable nozzle is adjusted depending on the magnitude of the target value Gfl.
, opening/closing control is executed.

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G「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。
When step 306, step 307, step 310 or step 311 is completed, proceed to step 312,
The calculated opening degree α of the variable nozzle VN, fuel flow rate G, etc. are output to the gas turbine GT.Then, the time is adjusted by a predetermined cycle time in step 313 of FIG. Returning to step 408, the aforementioned control is repeated.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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 this invention, the pressure at the compressor outlet is calculated based on the state factors of the gas turbine, such as the rotational speed of the gas generator, and the calculated value is compared with the measured value of the pressure sensor, and if it is determined that there is an abnormality, the sensor value is not used. In addition, since the fuel supply amount is calculated based on the calculated value and the gas turbine is controlled based on the calculated fuel supply amount, it is possible to prevent abnormalities such as the engine stopping or over-speeding.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, FIG. 2 is an overall schematic diagram showing the configuration of the control device for the two-shaft gas turbine engine of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are the control shown in FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an outline of the circuit control procedure, and FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the rotation speed of the gas generator and the compressor outlet pressure.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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. Means for calculating the amount of fuel supplied to the gas turbine engine from the air pressure downstream of the compressor as one of its condition factors and other condition factors as necessary, and this calculation. a control means for controlling the gas turbine based on the fuel supply amount; a pressure detection means for detecting the pressure downstream of the compressor; and a pressure calculation means for calculating the pressure value downstream of the compressor predicted from various state factors of the gas turbine. a means for determining whether or not the pressure detecting means is abnormal by comparing the pressure detected by the pressure detecting means with the pressure calculated by the pressure calculating means; and the fuel supply amount calculating means depending on whether the pressure is normal or abnormal. has means for selectively connecting the fuel supply to the pressure detection means and the pressure calculation means, and when normal, the gas turbine is controlled by calculating the fuel supply amount based on the value detected by the pressure detection means, and when abnormal, the amount calculated by the pressure calculation means is calculated. 1. A gas turbine engine control device that controls a gas turbine by calculating a fuel supply amount.
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JP2011043134A (en) * 2009-08-24 2011-03-03 Honda Motor Co Ltd Over rotation prevention device of gas turbine engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011043134A (en) * 2009-08-24 2011-03-03 Honda Motor Co Ltd Over rotation prevention device of gas turbine engine
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