JPH02185627A - Device for controlling two-shaft gas turbine - Google Patents

Device for controlling two-shaft gas turbine

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JPH02185627A
JPH02185627A JP385089A JP385089A JPH02185627A JP H02185627 A JPH02185627 A JP H02185627A JP 385089 A JP385089 A JP 385089A JP 385089 A JP385089 A JP 385089A JP H02185627 A JPH02185627 A JP H02185627A
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JP
Japan
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intake air
combustor
air temperature
flow rate
temperature
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JP385089A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyoshi Fukuda
大喜 福田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

PURPOSE:To enable traveling even at the time of failure of the inlet temperature sensor of a combustor by controlling a fuel flow rate in accordance with the output of an intake air temperature correcting means for correcting an intake air temperature to be a defined value and outputting same only when the intake air temperature into the combustor is out of a defined range. CONSTITUTION:A gas generator GG is driven by a combustion gas from a combustor CC and compresses an intake air fed into the combustor CC while feeding a combustion gas into an output turbine PT via a variable nozzle VN to drive same. By detecting the temperature of an intake air fed into the combustor CC, it is judged whether the intake air temperature is within a defined range or not by a judging means 1. When within the defined range, a correcting means 2 does not carry out the correction of the intake air temperature but a control means 3 obtains a fuel flow rate based on the detected intake air temperature and air flow rate. On the other hand, when not within the defined range, i.e., at the time of the failure of the intake air sensor, a fuel flow rate is operated and controlled based on the corrected value set by the correcting means 2. Thereby, a vehicle can safely travel even at the time of the failure of the sensor.

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の制御装置に関し、特
に、二軸式ガスタービン機関の吸気温度センサの異常時
も機関を破損させることなく燃料を制御することができ
る制御装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a control device for a two-shaft gas turbine engine, and in particular, to a control device for a two-shaft gas turbine engine that can prevent the engine from being damaged even when an abnormality occurs in the intake air temperature sensor of the two-shaft gas turbine engine. The present invention relates to a control device that can control fuel.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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。
Two-shaft gas turbine engines are (1) rotary motion only, so they can run at high speeds continuously with low vibration; (2) they are continuous combustion engines, so they can use a wide variety of fuels, including gasoline, diesel oil, kerosene, and methanol. (3) It has torque characteristics suitable for automobiles, such as large low-speed torque, so its practical use as an automobile engine has been considered in recent years.

第4図は自動変速機付の自動車に搭載される従来の二輪
式ガスタービン機関の一般的な構成の−例を示すもので
ある。
FIG. 4 shows an example of a general configuration of a conventional two-wheel gas turbine engine mounted on an automobile with an automatic transmission.

図において、Cはコンプレッサ、II8は熱交換器、C
C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^l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HB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6G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、アクチユエータ^2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。
In the figure, C is a compressor, II8 is a heat exchanger, C
C is a combustor, and CT is a compressor turbine. The compressor C and the compressor turbine CT are directly connected through a rotating shaft, and fuel is supplied to the combustor CC via an actuator ^l. Intake air (hereinafter referred to as intake air) is compressed by a compressor C, heated by a heat exchanger HB, mixed with fuel and combusted in a combustor CC, and the combustion gas rotates a compressor turbine CT. The compressor turbine CT and the compressor C may be collectively referred to as a gas generator 6G, and the rotation speed of the compressor turbine CT determines the degree of compression of the compressor C. The combustion gas that has driven the compressor turbine CT passes through a variable nozzle VN adjusted by an actuator ^2, drives a power turbine (output turbine) PT, and then passes through a heat exchanger HE to become exhaust gas and is discharged to the atmosphere.

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りを介して車輪Wに伝達され
る。
The above is the configuration of the two-shaft gas turbine GT. The rotation of the power turbine PT is decelerated by the reduction gear R/G and transmitted to the automatic transmission A/T, and after being converted to a rotation speed according to the shift state, the rotation speed is It is transmitted to the wheels W via a moving gear.

なお、アクチュエータ^1は制御回路C0NTからの指
令によって燃料を燃焼器CCに供給し、アクチユエータ
A2は制御回路C0NT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C口NT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C0NT
は機関の運転状態に応じてアクチュエータ^1.^2を
駆動する。
Note that the actuator ^1 supplies fuel to the combustor CC according to a command from the control circuit C0NT, and the actuator A2 adjusts the opening degree of the variable nozzle VN according to a command from the control circuit C0NT. The opening degree of the accelerator pedal and engine operating state parameters from a sensor (not shown) are input to this control circuit C port NT.
is the actuator ^1 depending on the operating condition of the engine. Drive ^2.

また、一般に、第4図の■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、○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N1、減速歯車fl/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。
In addition, in general, the subscripts attached to the intake pressure P and temperature T are the numbers surrounded by circles, such as P3 for the intake pressure at the position of ■ in Figure 4, and T for the temperature at the position of ■. It shows the intake pressure P and temperature T at the position, the rotation speed of the rotating shaft of the gas generator GG is expressed as N1, and the rotation speed of the output shaft of the power turbine PT via the reduction gear fl/G is expressed as N.

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、ガスジェネレータGGの加速流、及びガスジェネレ
ータ6Gが定常に移行してからある定められた時間内の
燃料制御を、燃焼器CCの出口温度T、を基にして行う
装置を本出願人は既に提案した(特願昭63−1855
47号参照)。この制御装置における燃料制御は、コン
プレッサCの吸気の出口圧力P3とコンプレッサタービ
ンCTの吸気人口温度の目標値T4S1!?から吸入空
気流量Gaを求め、この求めた空気流量Gaと入口温度
の目標値T 4 S II ?と、実際に計測して得ら
れる燃焼器CCの吸気の入口温度T35から、機関に供
給する燃料流量Gfを算出するものである。
In the two-shaft gas turbine engine configured as described above, the accelerated flow of the gas generator GG and the fuel control within a certain predetermined time after the gas generator 6G shifts to a steady state are controlled by the outlet temperature of the combustor CC. The applicant has already proposed a device based on T.
(See No. 47). The fuel control in this control device is based on the target value T4S1 of the intake air outlet pressure P3 of the compressor C and the intake air temperature of the compressor turbine CT! ? The intake air flow rate Ga is calculated from the calculated air flow rate Ga and the target value of the inlet temperature T 4 S II ? The fuel flow rate Gf supplied to the engine is calculated from the actually measured inlet temperature T35 of the intake air of the combustor CC.

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

ところが、この制御装置ではガスタービン機関の燃焼器
CCの入口温度Tssを、温度センサとして熱電対等を
用いて計測しているために、熱電対の断線時に燃料流1
1Gfの演算が不能になり、燃料制御が出来なくなると
いう問題がある。この理由を以下に説明する。
However, since this control device measures the inlet temperature Tss of the combustor CC of the gas turbine engine using a thermocouple or the like as a temperature sensor, when the thermocouple is disconnected, the fuel flow 1
There is a problem that calculation of 1Gf becomes impossible and fuel control becomes impossible. The reason for this will be explained below.

ガスタービン機関のコンプレッサタービンCTの吸気人
口温度T4はKを定数、Gfを燃料流量、6aを空気流
量、’I”35を燃焼器CCの入口温度として、次式■
で求められる。
The intake air temperature T4 of the compressor turbine CT of the gas turbine engine is calculated by the following formula, where K is a constant, Gf is the fuel flow rate, 6a is the air flow rate, and 'I'35 is the inlet temperature of the combustor CC.
is required.

T4 = K −Gf/Ga+ ’r、s+HH−H■
コンプレッサタービンCTの入口温度T、は機関内で最
も高い温度であり、ガスタービン機関の燃料制御におい
てはこの温度T、を如何に許容最高温度近傍で使用する
かが機関の熱効率上で重要である。このため、燃焼器C
Cの入口温度T35は0式において重要な要素を占めて
いる。従って、燃焼器CCの入口温度T35を検出する
ための熱電対が断線すると、その検出値は検出回路の回
路構成にもよるが、(a)0の値を示す場合と、(ハ)
通常ではありえない大きな値を示す場合の2通りが考え
られる。
T4 = K −Gf/Ga+ 'r, s+HH-H■
The inlet temperature T of the compressor turbine CT is the highest temperature in the engine, and in fuel control of a gas turbine engine, how to use this temperature T near the maximum allowable temperature is important for the thermal efficiency of the engine. . For this reason, combustor C
The inlet temperature T35 of C occupies an important element in Equation 0. Therefore, when the thermocouple for detecting the inlet temperature T35 of the combustor CC is disconnected, the detected value will be (a) 0, depending on the circuit configuration of the detection circuit, or (c)
There are two possible cases in which a large value that is not normally possible is shown.

(a)の場合は0式においてT’35の項が小さな値を
持つことになるため燃料流量Gfが増加し、実際のコン
プレッサタービンCTの人口温度T4が上昇し、最悪事
態では機関の破損を招く。一方、(ハ)の場合は0式に
おいてTssの項が大きくなるため、燃料流lGfが減
少し、機関の運転が不可能になる。このように、(a)
、(6)何れの場合もガスタービン機関を搭載した車両
は走行不可能に陥る。
In the case of (a), the term T'35 in equation 0 will have a small value, so the fuel flow rate Gf will increase, the actual population temperature T4 of the compressor turbine CT will rise, and in the worst case, the engine may be damaged. invite On the other hand, in case (c), the term Tss in equation 0 becomes large, so the fuel flow lGf decreases, making it impossible to operate the engine. In this way, (a)
, (6) In either case, a vehicle equipped with a gas turbine engine becomes unable to run.

本発明は二軸式ガスタービン機関のこのような問題に対
し、燃焼器CCの入口温度T35を求めるためのセンサ
の故障時に、燃焼器CCの入口温度T35を固定定数化
することにより、車両を停止させることなく走行可能に
する二軸式ガスタービン機関の制御装置をを提供するこ
とにある。
The present invention solves this problem of the two-shaft gas turbine engine by making the inlet temperature T35 of the combustor CC a fixed constant when the sensor for determining the inlet temperature T35 of the combustor CC breaks down. An object of the present invention is to provide a control device for a two-shaft gas turbine engine that allows the engine to run without stopping.

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

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、燃焼器CCからの燃焼ガスに駆
動されて燃焼器CCへの吸気を圧縮するガスジェネレー
タGGと、このガスジェネレータGGからの燃焼ガスに
駆動されて負荷を駆動する出力タービンPTと、前記燃
焼器CCへの吸気温度Lsを検出する手段と、コンプレ
ッサ出口空気流量Gaを求める手段と、これら吸気温度
735 と空気流量Gaより燃料流量を算出する手段と
を備えた二軸式ガスタービン機関の制御装置であって、
前記燃焼器CCへの吸気温度T35が所定範囲内にある
か否かを判定する吸気温度判定手段lと、前記吸気温度
’Lsが前記所定範囲外にある時は、前記吸気温度T+
sを所定値に補正して出力し、それ以外の時は補正を行
わない吸気温度補正手段2と、この吸気温度補正手段2
からの出力に応じて燃料流量Gfを制御する燃料流量制
御手段3とを備えている。
As shown in FIG. 1, the two-shaft gas turbine engine of the present invention that achieves the above object includes a gas generator GG that is driven by combustion gas from the combustor CC to compress intake air into the combustor CC; An output turbine PT driven by combustion gas from the gas generator GG to drive a load, means for detecting the intake air temperature Ls to the combustor CC, means for determining the compressor outlet air flow rate Ga, and the intake air temperature 735. A control device for a two-shaft gas turbine engine, comprising means for calculating a fuel flow rate from an air flow rate Ga,
an intake air temperature determining means 1 for determining whether the intake air temperature T35 to the combustor CC is within a predetermined range; and when the intake air temperature 'Ls is outside the predetermined range, the intake air temperature T+ is determined;
an intake air temperature correction means 2 that corrects s to a predetermined value and outputs it, and does not perform correction at other times; and this intake air temperature correction means 2.
The fuel flow rate control means 3 controls the fuel flow rate Gf according to the output from the fuel flow rate control means 3.

〔作 用〕[For production]

本発明の二軸式ガスタービン機関の制御装置によれば、
二軸式ガスタービン機関を搭載した車両において、検出
された燃焼器CCへの吸気温度Lsが所定範囲内にある
場合はその値を基に燃料流量Gfが演算され、検出され
た吸気温度’I”35が所定範囲内に無い場合はその値
に代わる補正値を基に燃料流量Gfが演算される。
According to the control device for a two-shaft gas turbine engine of the present invention,
In a vehicle equipped with a two-shaft gas turbine engine, if the detected intake air temperature Ls to the combustor CC is within a predetermined range, the fuel flow rate Gf is calculated based on that value, and the detected intake air temperature 'I If ``35'' is not within the predetermined range, the fuel flow rate Gf is calculated based on a correction value that replaces that value.

〔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4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)を付しである。
FIG. 2 shows the configuration of an embodiment of a two-shaft gas turbine engine of the present invention installed in a vehicle with an automatic transmission, and shows the same components as the two-shaft gas turbine engine shown in FIG. The same reference numerals (symbols) are given for the above.

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 、コンプレッサC1
熱交換器HE、燃焼器cc、コンプレッサCに回転軸で
直結されたコンプレッサタービンCT、可変ノズルVN
、パワタービン(出力タービン)PT及び減速歯車R/
G等がある。なお、コンプレッサCとコンプレッサター
ビンCTとはガスジェネレータ6Gと呼ばれる。
In the figure, GT is a gas turbine, and this gas turbine GT includes a front gear F/G to which a fuel pump, an oil pump, a starter motor, etc. are connected, and a compressor C1.
Heat exchanger HE, combustor cc, compressor turbine CT directly connected to compressor C by a rotating shaft, variable nozzle VN
, power turbine (output turbine) PT and reduction gear R/
There are G, etc. Note that the compressor C and compressor turbine CT are referred to as a gas generator 6G.

吸気はコンプレッサCにて圧縮され、熱交換器H6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。
Intake air is compressed by a compressor C, heated by a heat exchanger H6, mixed with fuel and combusted in a combustor CC, and the combustion gas rotates a compressor turbine CT.

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。
The combustion gas that has driven the compressor turbine CT passes through the variable nozzle VN and drives the power turbine PT, and then passes through the heat exchanger 11ε and is discharged into the atmosphere as exhaust gas.

A1は燃焼器ccに燃料を供給するアクチュエータ、A
2は可変ノズルVNの開度α、を調!するアクチュエー
タである。
A1 is an actuator that supplies fuel to the combustor cc;
2. Adjust the opening α of the variable nozzle VN! It is an actuator that

ガスタービンGTの減速歯車1t/Gには自動変速機付
/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^/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。なお、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
An automatic transmission /T is connected to the reduction gear 1t/G of the gas turbine GT, and the rotation of the power turbine PT of the gas turbine GT is reduced by the reduction gear R/G and transferred to the torque converter of the automatic transmission ^/T. The signal is transmitted to the transmission mechanism T via the T/C, and converted to a rotational speed according to the shift state, resulting in an axle drive output. Furthermore, 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A/Tを制御する制
御回路lOには、アナログ信号用の入力インタフェース
INa 、デジタル信号用の人力インタフェース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−デジタル変換器へ/D 。
The control circuit IO that controls the gas turbine GT and the automatic transmission A/T includes an input interface INa for analog signals and a manual interface INd for digital signals.
, /D to an analog-to-digital converter 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R
AM 、読み出し専用メモIJROM、および出力回路
OUT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 R
AM, a read-only memory IJROM, and an output circuit OUT, which are connected to each other 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6
Gの回転数N、を検出する回転数センサSN、。
In addition, a gas generator 6 is used for a two-shaft gas turbine engine.
A rotation speed sensor SN, which detects the rotation speed N, of G.

コンプレッサCの出口温度T、を検出する温度センサs
’rs、熱交換器HHの出口温度Tssを検出する温度
センサ5Tss、 パワタービンPTの出口温度を検出
する温度センサST、、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SNF
等が設けられている。
Temperature sensor s that detects the outlet temperature T of the compressor C
'rs, a temperature sensor 5Tss that detects the outlet temperature Tss of the heat exchanger HH, a temperature sensor ST that detects the outlet temperature of the power turbine PT, a rotational speed that detects the rotational speed N3 of the gas turbine GT that has passed through the reduction gear R/G. Rotation speed sensor SNF that detects sensor SN3° and axle drive rotation speed Np
etc. are provided.

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N 1. Na、 Np、 P 3
. T35。
The analog signal input interface INa receives the signal N1 from the sensor described above. Na, Np, P3
.. T35.

Tsやアクセルペダルからのアナログ信号等が入力され
、デジタル信号用の人力インタフェース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 Ts and the accelerator pedal are input, and digital signals such as on/off signals from the key switch, shift position signals from the shift lever, and brake signals from the brake are input to the human 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^1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 ^1 of the combustor CC.

アクチュエータ^2に対して可変ノズルVNの開度を指
示する信号αSsF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33%変速
機構Tの変速信号Sl、S2やスロットルワイヤ信号θ
TII等が出力される。
Signal that instructs actuator ^2 to open the variable nozzle VN αSsF Signal that instructs on/off of lock-up clutch L/C of torque converter T/C 33% Shift signals Sl and S2 of transmission mechanism T and throttle wire signal θ
TII etc. are output.

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、通常の機関運転状!I4(ガスジェネレータGGの
回転数がアイドル回転数より高い状態)において、熱交
換器HEの出口温度735を検出する温度センサ5T3
5の異常を検出するために、センサ5Tssの検出値T
35’  のあり得ない下限値及び上限値を設け、実際
に熱電対等の温度センサを用いて検出した熱交換器HE
の出口温度T’asがこの下限値と上限値の領域を外れ
た場合に、前記温度センサ5T35が故障したと判断す
るようにしている。
In the two-shaft gas turbine engine configured as above, normal engine operating conditions! Temperature sensor 5T3 detects the outlet temperature 735 of the heat exchanger HE in I4 (state where the rotation speed of the gas generator GG is higher than the idle rotation speed)
In order to detect the abnormality of sensor 5Tss, the detection value T of sensor 5Tss is
The heat exchanger HE was actually detected using a temperature sensor such as a thermocouple by setting impossible lower and upper limits of 35'.
When the outlet temperature T'as is outside the range between the lower limit value and the upper limit value, it is determined that the temperature sensor 5T35 has failed.

ところで、コンプレッサタービンCTの人口温度T4は
前にも述べたように、次式■で与えられる。
By the way, as mentioned before, the artificial temperature T4 of the compressor turbine CT is given by the following equation (2).

T4 =K −Gf/Ga 十T35  ”・・”■こ
の0式において、T’35の値を大きくすると、燃料流
量Gfが少なくなり、機関の運転に支障を来すようにな
り、また、T35の値を小さくすると燃料流lGfが多
くなって実際のコンプレッサタービンCTの入口温度T
、が上昇し、機関が破損する恐れがある。
T4 =K - Gf/Ga 10T35 ”...”■In this formula 0, if the value of T'35 is increased, the fuel flow rate Gf will decrease, which will hinder engine operation, and T35 When the value of is decreased, the fuel flow lGf increases and the actual inlet temperature T of the compressor turbine CT
, may rise and cause damage to the engine.

そこで、本発明の二軸式ガスタービン機関の制御装置で
は、更に、温度センサ5T35の異常時には、温度セン
サ5T35からの検出値T35’  を実際の機関の運
転状態における熱交換器能の出口温度Tssの上限値に
補正することにより、ガスタービン機関を搭載する車両
が停止することなく走行できるようにしている。このよ
うな制御は実際には制御回路10によって行われるので
、温度センサ5T35が正常の時、及び異常の時の制御
回路10の動作を次に第3図のフローチャートを用いて
説明する。
Therefore, in the control device for a two-shaft gas turbine engine of the present invention, when the temperature sensor 5T35 is abnormal, the detected value T35' from the temperature sensor 5T35 is converted to the outlet temperature Tss of the heat exchanger function in the actual operating state of the engine. By correcting to the upper limit of , it is possible for vehicles equipped with gas turbine engines to run without stopping. Since such control is actually performed by the control circuit 10, the operation of the control circuit 10 when the temperature sensor 5T35 is normal and when it is abnormal will be described next using the flowchart in FIG.

ステップ301においては、制御回路lOに機関の運転
状態パラメータが人力される。この運転状態パラメータ
は、例えば、ガスジェネレータG6の回転数N1、アク
セル開度θ、C,、コンプレッサタービンPTの出口温
度T6、熱交換器■εの出口温度Tssの検出値’r3
5’  、コンプレッサCの出口圧力P3、自動変速機
へ/Tの入力回転数N3等である。
In step 301, the operating state parameters of the engine are manually input to the control circuit IO. These operating state parameters include, for example, the rotational speed N1 of the gas generator G6, the accelerator opening degree θ, C, the outlet temperature T6 of the compressor turbine PT, and the detected value 'r3 of the outlet temperature Tss of the heat exchanger ■ε.
5', the outlet pressure P3 of the compressor C, the input rotation speed N3 of the /T to the automatic transmission, etc.

ステップ302ではガスジェネレータGGの回転数N1
がアイドル回転数近傍の設定回転数、例えばアイドル回
転数(Nsdt*−ΔN)以上であるか否かが判定され
る。なお、ここでΔNはアイドル回転数N1dL、のl
O%程度の値とする。そして、ガスジェネレータ6Gの
回転数N+が(N1dt*−ΔN)以上の場合(YES
)にはステップ303に進んで以後温度センサ5T35
からの燃焼器CCの入口温度T35の検出値T35’ 
 が正常か否かの判定が行われるが、回転数N+が(N
、dL、−ΔN)未満の場合(N口)にはこの判定は行
われない。即ち、Nr <Ntdt*−ΔNの場合には
ステップ306に進み、現在の温度センサ5T35から
の検出値738’  がそのまま熱交換器+113の出
口温度T35とおかれてステップ307に進む。
In step 302, the rotation speed N1 of the gas generator GG is
It is determined whether or not is equal to or higher than a set rotational speed near the idle rotational speed, for example, the idle rotational speed (Nsdt*-ΔN). Note that here, ΔN is l of the idle rotation speed N1dL.
The value is approximately 0%. If the rotation speed N+ of the gas generator 6G is (N1dt*-ΔN) or more (YES)
), the process advances to step 303 and thereafter the temperature sensor 5T35
The detected value T35' of the inlet temperature T35 of the combustor CC from
is normal or not, but the rotation speed N+ is (N
, dL, -ΔN) (N entries), this determination is not made. That is, if Nr<Ntdt*-ΔN, the process proceeds to step 306, where the current detection value 738' from the temperature sensor 5T35 is set as the outlet temperature T35 of the heat exchanger +113, and the process proceeds to step 307.

一方、N、≧N、d、。−ΔNの時に進んでくるステッ
プ303では、まず温度センサ5T35からの検出値T
3.°  が熱交換器HEの出口温度Tコ、の上限値で
あるT35−(= 600℃)以上であるか否か々(判
定される。そして、T35’  <600℃の時はステ
ップ304に進み、ここで温度センサs’rzsからの
検出値T35’ が熱交換器Hεの出口温度735の下
限値である’rjs−,(= 150℃)未満であるか
否かが判定される。ステップ303及びステップ304
における判定で150℃≦’rss’  5600℃と
判定された時(ステップ303.304で共にNO)は
ステップ306に進み、温度センサ5Tjsからの検出
値T35’  は正常であるとみなされてこの値が熱交
換器HBの出口温度T3゜とおかれてステップ307に
進む。一方、ステップ303において’rss’  ≧
600℃と判定された時、或いはステップ304におい
てT3%’  <150℃と判定された時は、温度セン
サ5T35からの検出値T35’は異常であるとみなさ
れてステップ305に進み、ここでガスタービン機関を
安全に運転するために熱交換器H8の出口温度T’as
が補正値、つまり上限値600℃に設定されてステップ
307に進む。
On the other hand, N,≧N,d,. In step 303, which proceeds when -ΔN, first the detected value T from the temperature sensor 5T35 is
3. It is determined whether or not ° is greater than or equal to the upper limit of the outlet temperature T of the heat exchanger HE, T35- (= 600°C). If T35'< 600°C, the process proceeds to step 304. , Here, it is determined whether or not the detected value T35' from the temperature sensor s'rzs is less than the lower limit value 'rjs-, (= 150°C) of the outlet temperature 735 of the heat exchanger Hε.Step 303 and step 304
When it is determined that 150°C≦'rss' 5600°C (NO in both steps 303 and 304), the process proceeds to step 306, where the detected value T35' from the temperature sensor 5Tjs is considered to be normal and this value is is set to the outlet temperature of the heat exchanger HB, T3°, and the process proceeds to step 307. On the other hand, in step 303 'rss' ≧
When it is determined that the temperature is 600°C, or when it is determined that T3%'< 150°C in step 304, the detected value T35' from the temperature sensor 5T35 is considered to be abnormal, and the process proceeds to step 305, where the gas To operate the turbine engine safely, the outlet temperature of heat exchanger H8 T'as
is set to a correction value, that is, an upper limit value of 600° C., and the process proceeds to step 307.

ステップ307ではステップ305或いはステップ30
6にて設定された熱交換器Hεの出口温度T”ssに基
づいて燃料流量Gfが演算される。この演算は前述した
ように、コンプレッサCの吸気の出口圧力P、とコンプ
レッサタービンCTの吸気入口温度の目標値T 4 S
 e tから吸入空気流11 G aを求め、この求め
た空気流量Gaと人口温度の目標値T4SETと、ステ
ップ305或いはステップ306にて設定された熱交換
器11εの出口温度T 3 sから、機関に供給する燃
料流lGfを算出するものである。この後、ステップ3
08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301に戻って前述の制御が繰
り返される。
In step 307, step 305 or step 30
The fuel flow rate Gf is calculated based on the outlet temperature T"ss of the heat exchanger Hε set in step 6. As described above, this calculation is performed based on the outlet pressure P of the intake air of the compressor C and the intake air of the compressor turbine CT. Target value of inlet temperature T 4 S
The intake air flow 11 Ga is determined from e t, and the engine This is to calculate the fuel flow lGf to be supplied to. After this, step 3
In step 08, the time is adjusted by a predetermined cycle time, and after the time adjustment, the process returns to step 301 and the above-described control is repeated.

このように、本発明の二軸式ガスタービン機関の制御装
置では、従来、燃焼器CCへの吸気入口部に設けられた
温度センサ5T35の検出値をそのまま燃焼器CCの入
口温度T’ssとして燃料流lGfの演算を行っていた
のに対し、温度センサ5T35の出力が正常か異常かを
判断し、異常時には検出値を補正して燃料流量Gfの演
算を行うようにしているので、温度センサ5Tzsの、
故障時にもフェイルセーフで機関が支障なく運転される
As described above, in the control device for a two-shaft gas turbine engine of the present invention, conventionally, the detected value of the temperature sensor 5T35 provided at the intake inlet to the combustor CC is directly used as the inlet temperature T'ss of the combustor CC. In contrast to the calculation of the fuel flow lGf, the temperature sensor 5Tzs,
Even in the event of a breakdown, the fail-safe system allows the engine to operate without any problems.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明の二軸式ガスタービン機関
の制御装置によれば、燃焼器CCの入口温度T35を求
めるためのセンサが故障時しても、センサの検出値を補
正して燃料流量を演算するので、機関が破損する恐れが
なく、また、車両を停止させることなく走行させること
ができるという効果がある。
As explained above, according to the control device for a two-shaft gas turbine engine of the present invention, even if the sensor for determining the inlet temperature T35 of the combustor CC fails, the detected value of the sensor is corrected and the fuel Since the flow rate is calculated, there is no risk of damage to the engine, and there is an effect that the vehicle can be driven without stopping.

【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
明の二輪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4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・・・吸気温度判定手段、2・・・吸気温度補正手段
、3・・・燃料流量制御手段、10・・・制御回路、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、SN、、 SN、。 SN、・・・回転数センサ、ST、、 ST、、、 S
T、・・・温度センサ、VN・・・可変ノズル。 第1 回
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 a two-wheeled gas turbine engine of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the control procedure of the control circuit in FIG. FIG. 4 is a schematic flowchart showing the general configuration of a conventional two-shaft gas turbine engine. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Intake air temperature determination means, 2... Intake air temperature correction means, 3... Fuel flow rate control means, 10... Control circuit, C
...Compressor, CC...Combustor, CT...Compressor turbine, HE...Heat exchanger, PT...
Power turbine, SN,, SN,. SN, ... rotation speed sensor, ST,, ST,,, S
T...Temperature sensor, VN...Variable nozzle. 1st

Claims (1)

【特許請求の範囲】 燃焼器(CC)からの燃焼ガスに駆動されて燃焼器(C
C)への吸気を圧縮するガスジェネレータ(GG)と、
このガスジェネレータ(GG)からの燃焼ガスに駆動さ
れて負荷を駆動する出力タービン(PT)と、前記燃焼
器(CC)への吸気温度(T_3_5)を検出する手段
と、コンプレッサ出口空気流量(Ga)を求める手段と
、これら吸気温度(T_3_5)と空気流量(Ga)よ
り燃料流量を算出する手段とを備えた二軸式ガスタービ
ン機関の制御装置であって、 前記燃焼器(CC)への吸気温度(T_3_5)が所定
範囲内にあるか否かを判定する吸気温度判定手段(1)
と、前記吸気温度(T_3_5)が前記所定範囲外にあ
る時は、前記吸気温度(T_3_5)を所定値に補正し
て出力し、それ以外の時は補正を行わない吸気温度補正
手段(2)と、 この吸気温度補正手段(2)からの出力に応じて燃料流
量(Gf)を制御する燃料流量制御手段(3)と、を備
えた二軸式ガスタービン機関の制御装置。
[Claims] The combustor (CC) is driven by combustion gas from the combustor (CC).
a gas generator (GG) that compresses the intake air to C);
An output turbine (PT) that is driven by the combustion gas from the gas generator (GG) to drive a load, a means for detecting the intake air temperature (T_3_5) to the combustor (CC), and a compressor outlet air flow rate (Ga ), and a means for calculating a fuel flow rate from these intake air temperature (T_3_5) and air flow rate (Ga), the control device for a two-shaft gas turbine engine comprising: Intake air temperature determination means (1) that determines whether the intake air temperature (T_3_5) is within a predetermined range
and intake air temperature correction means (2) which corrects and outputs the intake air temperature (T_3_5) to a predetermined value when the intake air temperature (T_3_5) is outside the predetermined range, and does not perform correction at other times. A control device for a two-shaft gas turbine engine, comprising: and a fuel flow rate control means (3) that controls a fuel flow rate (Gf) according to the output from the intake air temperature correction means (2).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113719358A (en) * 2021-09-06 2021-11-30 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 Heavy gas turbine control method, device, equipment and storage medium

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113719358A (en) * 2021-09-06 2021-11-30 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 Heavy gas turbine control method, device, equipment and storage medium
CN113719358B (en) * 2021-09-06 2022-12-30 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 Heavy gas turbine control method, device, equipment and storage medium

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