JPH02211334A - Controller for gas turbine engine - Google Patents

Controller for gas turbine engine

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Publication number
JPH02211334A
JPH02211334A JP2985089A JP2985089A JPH02211334A JP H02211334 A JPH02211334 A JP H02211334A JP 2985089 A JP2985089 A JP 2985089A JP 2985089 A JP2985089 A JP 2985089A JP H02211334 A JPH02211334 A JP H02211334A
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JP
Japan
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output
turbine
shift
shift change
automatic transmission
Prior art date
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Application number
JP2985089A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Watanabe
厚 渡辺
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
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  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

PURPOSE:To restrain speed change shock and improve accelerating and decelerating performance by providing an air flow increasing and decreasing means for increasing and decreasing an air flow flowing into an output turbine according to a shift change pattern detected by a shift change detecting means. CONSTITUTION:A shift change detecting means 1 for detecting the shift change of an automatic transmission A/T and an air flow increasing and decreasing means 2 for increasing and decreasing air flow flowing into an output turbine PT according to a detected shift change pattern are provided. When the shift change of the automatic transmission A/T is detected, the air flow to the output turbine PT is decreased in the shift-up for example to finally reduce the output. Conversely, the air flow to the output turbine PT in the shift-down is increased to increase the output. Thus, the output of the output turbine PT is properly increased or decreased according to the shift change pattern to restrain effectively speed change shock in the speed change and improve accelerating and decelerating performance.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は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と自動変速機とを備えた車両の、
変速時におけるガスタービン機関の制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a control device for a gas turbine engine, and in particular to a control device for a vehicle equipped with a two-shaft gas turbine engine and an automatic transmission.
The present invention relates to a control device for a gas turbine engine during gear shifting.

〔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8図は自動変速機付の車両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。
FIG. 8 shows an example of a general configuration of a conventional two-shaft gas turbine engine mounted on a vehicle equipped with an automatic transmission.

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はコンプレッサクービンであり、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H8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に調整される可変ノズルV
N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HBを経て排気ガスとなって大気に排出さ
れる。
In the diagram, C is a compressor, HE is a heat exchanger, and CC
is a combustor, 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 A1. Intake air (hereinafter referred to as intake air) is compressed by a compressor C, heated by a heat exchanger H8, 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 GG, and the rotation speed of the compressor turbine CT determines the degree of compression of the compressor C. The combustion gas that drove the compressor turbine CT is transferred to the variable nozzle V which is adjusted by the actuator A2.
After passing through N and driving a power turbine (output turbine) PT, the gas passes through a heat exchanger HB and is discharged into the atmosphere as exhaust gas.

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A1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C0NT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At、 A2
を駆動する。
Note that the actuator A1 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 C0NT.
is the actuator At, A2 depending on the operating state of the engine.
to drive.

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を示し、ガスジェネレータGGの回転軸の回転
数がN11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。
In addition, in general, the subscripts attached to the intake pressure P and temperature T are the positions of the numbers surrounded by circles, such as P3 for the intake pressure at the position of ■ in Figure 4, and T4 for the temperature at the position of ■. Intake pressure P
and temperature T, and the rotation speed of the rotation shaft of the gas generator GG is represented by N, and the rotation speed of the output shaft of the power turbine PT which has passed through the N11 reduction gear R/G is represented by 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
ては、自動変速機A/Tが機関回転数と負荷に応じて自
動的に変速(シフトチェンジ)を行うと、シフトチェン
ジ中に変速ショックが発生するという問題がある。そこ
で、この問題を解決するため、シフトチェンジ時にガス
ジェネレータGGへの燃料流量と、可変ノズルVNの開
度を変更することにより行う制御装置を本発明者は既に
提案したく特願昭63−98291号参照)。この制御
装置では、自動変速器A/Tのシフトチェンジを検出す
ると、シフトチェンジ中に発生するトルク変化を逆に増
減するようにガスジェネレータGGに供給する燃料流1
16fが変化すると共に、シフトチェンジ中にガスジェ
ネレータGGのコンプレッサCの回転数が変化するのを
防止する方向に可変ノズルVNの開度が変化させられる
In the two-shaft gas turbine engine configured as described above, when the automatic transmission A/T automatically changes gears (shift change) according to the engine speed and load, a shift shock occurs during the shift change. There is a problem that occurs. Therefore, in order to solve this problem, the present inventor has already proposed a control device that changes the fuel flow rate to the gas generator GG and the opening degree of the variable nozzle VN at the time of shift change. (see issue). In this control device, when a shift change of the automatic transmission A/T is detected, a fuel flow 1 is supplied to the gas generator GG so as to reversely increase or decrease the torque change that occurs during the shift change.
16f changes, and the opening degree of the variable nozzle VN is changed in a direction that prevents the rotation speed of the compressor C of the gas generator GG from changing during the shift change.

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

ところが、この提案の制御装置によるシフトチェンジ時
の燃料流IGfと可変ノズルVNの開度だけの制御では
、シフトアップ時の機関のトルク減少量およびシフトダ
ウン時の機関のトルク増大量が不足する場合があり、変
速ショックが十分になくならないという問題点があるこ
とが分かった。
However, when the proposed control device controls only the fuel flow IGf and the opening of the variable nozzle VN during a shift change, the amount of engine torque reduction during upshifting and the amount of engine torque increase during downshifting may be insufficient. It was discovered that there was a problem in that the gear shift shock was not sufficiently removed.

本発明はこのような自動変速器A/Tに接続されたガス
タービン機関の、シフトチェンジ時の変速ショックを無
くし、シフトチェンジ後の加減速性能の向上を図ること
ができるガスタービン機関の制御装置を提供することを
目的としている。
The present invention provides a control device for a gas turbine engine connected to such an automatic transmission A/T, which is capable of eliminating shift shock during a shift change and improving acceleration/deceleration performance after a shift change. is intended to provide.

〔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ガスタービン機関の制御装
置の構成が第1図に示される。本発明の制御装置は第1
図に示すように、ガスジェネレータGGからの燃焼ガス
を可変ノズルVNで調節して出力タービンPTを駆動す
るガスタービン機関の出力を自動変速機A/Tで変速し
て走行する車両における、変速時のガスタービン機関の
制御装置であって、自動変速機A/Tのシフトチェンジ
を検出するシフトチェンジ検出手段1と、このシフトチ
ェンジ検出手段1により検出されたシフトチェンジパタ
ーンに応じて出力タービンFTに流入する空気流量を増
減する空気流量増減手段2とを備えている。
The configuration of a control device for a gas turbine engine according to the present invention that achieves the above object is shown in FIG. The control device of the present invention has a first
As shown in the figure, when a vehicle runs by changing the output of a gas turbine engine that drives an output turbine PT by adjusting combustion gas from a gas generator GG with a variable nozzle VN and driving an output turbine PT with an automatic transmission A/T, during a gear change. This is a control device for a gas turbine engine, which includes a shift change detection means 1 for detecting a shift change of an automatic transmission A/T, and a shift change detection means 1 for detecting a shift change in an output turbine FT according to a shift change pattern detected by the shift change detection means 1. It is equipped with an air flow rate increase/decrease means 2 for increasing/decreasing the flow rate of inflowing air.

〔作 用〕[For production]

本発明のガスタービン機関の制御装置によれば、自動変
速器A/Tのシフトチェンジが検出されると、例えば、
シフトアップの場合は出力タービンPTへの空気流量が
減量され、最終的に出力タービンPTの出力が低下する
。逆に、シフトダウンの場合は、出力タービンPTへの
空気流量が増量され、従って出力タービンPTの出力が
増加する。
According to the gas turbine engine control device of the present invention, when a shift change of the automatic transmission A/T is detected, for example,
In the case of an upshift, the air flow to the power turbine PT is reduced, and the output of the power turbine PT is ultimately reduced. Conversely, in the case of a downshift, the air flow to the power turbine PT is increased, thus increasing the output of the power turbine PT.

〔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ガス
タービン機関の制御装置の一実施例の構成を示すもので
あり、第8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 the control device for a gas turbine engine of the present invention installed in a vehicle with an automatic transmission, and includes 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、スタークモータ
等が接続するフロントギヤF/G 、コンプレッサCS
熱交換器HB、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、可変ノズルシN
1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GGと呼ばれる。
In the figure, GT is a gas turbine, and this gas turbine GT has a front gear F/G connected to a fuel pump, an oil pump, a stark motor, etc., and a compressor CS.
Heat exchanger HB, combustor CC, compressor turbine CT directly connected to compressor C by a rotating shaft, variable nozzle N
1 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 GG.

また、この実施例ではコンプレッサCと熱交換機HHの
間の吸気通路と出力タービンPTと熱交換器HHの間の
排気通路とを結ぶバイパス通路BP3が設けられている
。そして、バイパス通路BP3の途中には開閉弁v3が
設けられており、この開閉弁V3はアクチユエータA3
によって開閉駆動されるようになっている。なお、この
開閉弁v3には後述する常閉型の弁が一般に使用される
Further, in this embodiment, a bypass passage BP3 is provided that connects the intake passage between the compressor C and the heat exchanger HH and the exhaust passage between the output turbine PT and the heat exchanger HH. An on-off valve v3 is provided in the middle of the bypass passage BP3, and this on-off valve V3 is connected to the actuator A3.
It is designed to be driven to open and close by. Note that a normally closed type valve, which will be described later, is generally used as the on-off valve v3.

更に、この実施例では出力タービンPTと可変ノズルν
Nとを結ぶ通路の途中に、圧縮空気導入管CAが接続さ
れており、この圧縮空気導入管CAは常閉型の電磁開閉
弁14を介して別置きの高圧のエアタンク13に接続さ
れている。このエアタンク13内の高圧の圧縮空気はニ
アコンプレッサ12により常に一定の圧力に保持されて
いる。
Furthermore, in this embodiment, the output turbine PT and the variable nozzle ν
A compressed air introduction pipe CA is connected in the middle of the passage connecting N, and this compressed air introduction pipe CA is connected to a separate high-pressure air tank 13 via a normally closed electromagnetic on-off valve 14. . The high-pressure compressed air in the air tank 13 is always maintained at a constant pressure by the near compressor 12.

以上のような構成の二軸式ガスタービン機関において、
開閉弁v3および電磁開閉弁14が共に閉弁している状
態では、吸気はコンプレッサ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。コンプレッサタービン[T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、熱交換器財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ユエータ
、A2は可変ノズルVNの開度を調整するアクチュエー
タである。
In the two-shaft gas turbine engine configured as above,
When both the on-off valve v3 and the electromagnetic on-off valve 14 are closed, intake air is compressed in the compressor C, heated in the heat exchanger HB, mixed with fuel in the combustor CC, and combusted. The combustion gases rotate the compressor turbine CT. The combustion gas that has driven the compressor turbine [T passes through a variable nozzle VN to drive a power turbine PT, and then passes through a heat exchanger and is discharged into the atmosphere as exhaust gas. A1 is an actuator that supplies fuel to the combustor CC, and A2 is an actuator that adjusts the opening degree of the variable nozzle VN.

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。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。
The reduction gear R/G of the gas turbine GT is equipped with an automatic transmission A/
The rotation of the power turbine PT of the gas turbine GT is decelerated by the reduction gear R/G and transmitted to the transmission mechanism T via the torque converter T/C of the automatic transmission A/T, and the shift state is established. It is converted to the corresponding rotational speed and becomes the 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10には、アナログ信号用の人力インクフェース
INa 、デジタル信号用の人力インタフェースINd
 、人力インタフェース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CP[I 、ランダムアクセスメモリRAM 、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。
The control circuit 10 that controls the gas turbine GT and the automatic transmission A/T includes a manual ink interface INa for analog signals and a manual interface INd for digital signals.
, an analog-to-digital converter A/D that digitally converts the signal from the human interface INa, a central processing unit CP[I, a random access memory RAM, a read-only memory IJROM, and an output circuit OUT, each of which is connected to the pass line 11. It is connected.

また、二軸式ガスタービン機関には大気温度を検出する
温度センサSTo、ガスジェネレータGGの回転数N、
を検出する回転数センサSN、、コンプレッサCの出口
温度T、を検出する温度センサST3.熱交換器HBの
出口温度T3Sを検出する温度センサ5T3S。
In addition, the two-shaft gas turbine engine includes a temperature sensor STo that detects the atmospheric temperature, a rotation speed N of the gas generator GG,
A rotation speed sensor SN detects the temperature at the outlet of the compressor C, and a temperature sensor ST3 detects the outlet temperature T of the compressor C. Temperature sensor 5T3S detects outlet temperature T3S of heat exchanger HB.

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N
3を検出する回転数センサSN、、及び車軸駆動回転数
Npを検出する回転数センサSN、、排気ガス温度を検
出する温度でンサST、等が設けられている。
Temperature sensor ST that detects the outlet temperature of power turbine PT
, , rotational speed N of the gas turbine GT via the reduction gear R/G
3, a rotation speed sensor SN to detect the axle drive rotation speed Np, a temperature sensor ST to detect the exhaust gas temperature, and the like 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 +、 N3. Np、 P 3
. To、 T3S。
The input interface INa for analog signals receives signals N +, N3 . Np, P3
.. To, T3S.

T8.T7やアクセルペダルからのアナログ信号等が人
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
ジタル信号が人力される。
T8. Analog signals from the T7 and accelerator pedal are input manually, 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 digital signal interface INd. .

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VNO開度を指
示する信号α3、アクチュエータA3に対して常閉型の
開閉弁v3を開弁させる開弁信号へux 、常閉型の電
磁開閉弁14の開弁信号EMVや、トルクコンバータT
/Cのロツタアップクラッチ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S1゜S2やスロッ
トルワイヤ信号θい等が出力される。
A signal α3 that instructs the actuator A2 to open the variable nozzle VNO, a valve opening signal ux that causes the actuator A3 to open the normally closed on-off valve v3, and an opening signal for the normally closed solenoid on-off valve 14. EMV, torque converter T
A signal S3 instructing on/off of the rotor up clutch L/C, a shift signal S1°S2 of the transmission mechanism T, a throttle wire signal θ, etc. are output.

なお、自動変速器A/Tのシフトチェンジは、自動変速
器へ/Tのセレクトレバーく図示せず)に設けたシフト
位置検出センサ(図示せず)によって検出されるが、こ
れらのセンサを設けなくても、ガスジェネレータGGの
回転速度N1を検出するセンサSN、 、自動変速器A
/Tの人力軸の回転速度N3を検出するセンサSN3 
、および自動変速器A/Tの出力軸の回転数N、を検出
するセンサSN、の出力の変化を検出することによって
も、シフトチェンジ状態は検出することができる。
Note that a shift change of the automatic transmission A/T is detected by a shift position detection sensor (not shown) provided on the automatic transmission/T select lever (not shown); Even without the sensor SN, which detects the rotational speed N1 of the gas generator GG, the automatic transmission A
Sensor SN3 that detects the rotation speed N3 of the human-powered shaft of /T
The shift change state can also be detected by detecting changes in the outputs of the sensor SN, which detects the rotational speed N of the output shaft of the automatic transmission A/T.

第3図は、排気ガス通路の熱交換器)IBをバイパスす
るバイパス通路BP3の、開閉弁v3が設けられている
部分を取り出して示すものである。開閉弁v3は、例え
ば回転軸21を軸として揺動するバタフライ弁22であ
り、この回転軸21のバイパス通路BP3の外部への延
長部には、自由端に長穴24が穿設されたリンク23の
他端が固着されている。そして、この長穴24にはアク
チュエータA3のロッド25の先端部に設けられた軸2
6が摺動可能に嵌め込まれている。
FIG. 3 shows a portion of a bypass passage BP3 that bypasses the exhaust gas passage heat exchanger (IB), in which an on-off valve v3 is provided. The on-off valve v3 is, for example, a butterfly valve 22 that swings around the rotating shaft 21, and the extending portion of the rotating shaft 21 to the outside of the bypass passage BP3 has a link having an elongated hole 24 bored at its free end. The other end of 23 is fixed. A shaft 2 provided at the tip of the rod 25 of the actuator A3 is inserted into this elongated hole 24.
6 is slidably fitted.

アクチュエータ八3のロッド25はこの実施例ではプラ
ンジャ27に突設されており、このプランジャ27はソ
レノイド28を有するアクチュエータ本体29に内装さ
れている。また、アクチュエータ本体29内にはプラン
ジャ27を付勢するためのばね30が設けられており、
ソレノイド28が通電されない状態ではプランジャ27
はこのばね30の付勢力により、ロッド25をアクチュ
エータ本体29の外に突出させている。即ち、ソレノイ
ド28に通電がない時は、プランジャ27はばね30に
付勢されて第2図に二点鎖線で示す位置にあり、このと
き、バタフライ弁22は二点鎖線で示すようにバイパス
通路BP3を閉じている。そして、ソレノイド28が通
電されると、プランジャ27はばね30の付勢力に抗し
て実線で示す位置に移動し、このとき、バタフライ弁2
2は実線で示すようにバイパス通路8P3を開く。31
はスペーサ、32はゴムブツシュである。
In this embodiment, the rod 25 of the actuator 83 projects from a plunger 27, and the plunger 27 is housed in an actuator body 29 having a solenoid 28. Further, a spring 30 is provided within the actuator body 29 to bias the plunger 27.
When the solenoid 28 is de-energized, the plunger 27
The urging force of the spring 30 causes the rod 25 to protrude outside the actuator body 29. That is, when the solenoid 28 is not energized, the plunger 27 is biased by the spring 30 and is in the position shown by the two-dot chain line in FIG. BP3 is closed. Then, when the solenoid 28 is energized, the plunger 27 moves to the position shown by the solid line against the biasing force of the spring 30, and at this time, the butterfly valve 2
2 opens the bypass passage 8P3 as shown by the solid line. 31
is a spacer, and 32 is a rubber bush.

次に以上のように構成されたガスタービン機関の制御装
置の動作を、第4図のフローチャートを用いて説明する
Next, the operation of the gas turbine engine control device configured as described above will be explained using the flowchart shown in FIG. 4.

第4図は第1図の制御回路の制御手順の一例を示すもの
であり、ステップ401ではまず各種センサからの機関
の運転状態パラメータが読み込まれる。続くステップ4
02では読み込んだ運転状態に基づいて燃料流量Gfと
可変ノズルVNの開度α、とが演算される。この演算は
シフトチェンジ中か否かにかかわらず行われる。そして
、ステップ403において自動変速器A/Tのシフト状
態、即ち、自動変速器へ/Tのシフトアップ中、シフト
ダウン中、或いはシフトチェンジ中でないの何れかの状
態が検出される。
FIG. 4 shows an example of the control procedure of the control circuit shown in FIG. 1. In step 401, engine operating state parameters from various sensors are first read. Next step 4
In step 02, the fuel flow rate Gf and the opening degree α of the variable nozzle VN are calculated based on the read operating state. This calculation is performed regardless of whether a shift change is in progress or not. Then, in step 403, the shift state of the automatic transmission A/T, that is, whether the automatic transmission A/T is shifting up, downshifting, or not changing is detected.

まず、自動変速器A/Tがシフトアップ中の動作につい
て説明する。この時はステップ404でY8Sとなって
ステップ405に進み、ここでまずバイパス弁v3の開
弁信号AUXをハイレベル゛H”にしてバイパス弁v3
を開弁させる。この結果、コンプレッサCで圧縮された
吸気の一部はバイパス通路BP3を通って出力タービン
PTと熱交換機HEとの管の通路に排出される。続くス
テップ406ではステップ402で演算された燃焼器C
Cへの燃料流量Gf (実際にはアクチュエータA1に
対して燃料流量を指示する信号)を、シフトアップ時の
燃料流量Gfu (Gfu<Gf)に置き、換えてガス
ジェネレータGGに供給する燃料流量を減少させる。そ
して、ステップ407においては、ステップ402で演
算された可変ノズルVNO開度α、 (実際にはアクチ
ュエータA2に対して開度を指示する信号)を、シフト
アップ時の開度αSυ(開度α、Uは開度α、よりも開
き側)に置き換えて可変ノズルVNO開度を開く側に制
御してこのルーチンを終了する。このように、燃料流量
Gfを減少させた後に、可変ノズルVNの開度α。
First, the operation of the automatic transmission A/T during upshifting will be explained. At this time, the result is Y8S in step 404, and the process proceeds to step 405, where the valve opening signal AUX of bypass valve v3 is first set to high level "H".
Open the valve. As a result, a portion of the intake air compressed by the compressor C is discharged through the bypass passage BP3 into the pipe passage between the output turbine PT and the heat exchanger HE. In the following step 406, the combustor C calculated in step 402 is
Replace the fuel flow rate Gf (actually a signal that instructs the fuel flow rate to actuator A1) to C with the fuel flow rate Gfu (Gfu<Gf) at the time of upshifting, and replace it with the fuel flow rate supplied to the gas generator GG. reduce Then, in step 407, the variable nozzle VNO opening degree α, calculated in step 402 (actually a signal instructing the opening degree to actuator A2) is converted to the opening degree αSυ (opening degree α, The variable nozzle VNO opening is controlled to the open side by replacing U with the opening α, which is on the opening side, and ends this routine. In this way, after reducing the fuel flow rate Gf, the opening degree α of the variable nozzle VN.

を開き側に制御するのは、コンプレッサタービンCTの
出力が低下しないようにするためであり、ガスジェネレ
ータGGの回転数N、が変化しないようにするためであ
る。
The reason for controlling N to the open side is to prevent the output of the compressor turbine CT from decreasing, and to prevent the rotational speed N of the gas generator GG from changing.

次に、自動変速器A/Tがシフトアップ中でない時の動
作について説明する。この時はステップ404でNOと
なってステップ408に進み、ここでバイパス弁v3の
開弁信号へuxをローレベル“ビ′にしてバイパス弁v
3を閉弁させる。次いでステップ409において自動変
速器A/Tがシフトダウン中か否かを判定する。シフト
ダウン中でない時(NO)にはステップ413に進み、
電磁開閉弁14の開弁信号8MVをローレベル′′L″
にして電磁開閉弁14の閉弁状態を保持する。一方、ス
テップ409でYESとなるシフトダウン中はステップ
410に進み、ここで電磁開閉弁14の開弁信号EMV
をハイレベルIIH”にして電磁開閉弁14を開弁させ
る。この結果、エアタンク13からの高圧の圧縮空気が
圧縮空気通路CAを通って出力タービンPTの入口に導
かれる。続くステップ411ではステップ402で演算
された燃焼器CCへの燃料流量Gfを、シフトダウン時
の燃料流量Gf。
Next, the operation when the automatic transmission A/T is not in the process of upshifting will be explained. At this time, the answer in step 404 is NO, and the process proceeds to step 408, where ux is set to low level "B" to the valve opening signal of bypass valve v3.
Close valve 3. Next, in step 409, it is determined whether the automatic transmission A/T is in the process of downshifting. If the shift is not in progress (NO), the process advances to step 413;
The valve opening signal 8MV of the electromagnetic on-off valve 14 is set to low level ''L''
to maintain the closed state of the electromagnetic on-off valve 14. On the other hand, during downshifting when YES is determined in step 409, the process proceeds to step 410, where the valve opening signal EMV of the electromagnetic on-off valve 14 is
is set to a high level "IIH" to open the electromagnetic on-off valve 14. As a result, high-pressure compressed air from the air tank 13 is guided to the inlet of the output turbine PT through the compressed air passage CA. The fuel flow rate Gf to the combustor CC calculated by is the fuel flow rate Gf at the time of downshifting.

(Gfo > Gf ) に置き換えてガスジェネレー
タGGに供給する燃料流量を増大させる。そして、ステ
ップ4,2においては、ステップ402で演算された可
変ノズルVNの開度αSを、シフトアップ時の開度α3
.(開度α、。は開度α、よりも閉じ側)に置き換えて
可変ノズルVNO開度を閉じ側に制御してこのルーチン
を終了する。ここでも、燃料流量Gfを増大させた後に
、可変ノズルVNの開度α、を閉じ側に制御するのは、
コンプレッサタービンCTの出力が増大しないようにす
るためであり、ガスジェネレータGGの回転数N、が変
化しないようにするためである。
(Gfo > Gf) to increase the fuel flow rate supplied to the gas generator GG. In steps 4 and 2, the opening degree αS of the variable nozzle VN calculated in step 402 is changed to the opening degree α3 during upshifting.
.. (The opening degree α, . is closer to the closing side than the opening degree α), the variable nozzle VNO opening degree is controlled to the closing side, and this routine ends. Here again, the opening degree α of the variable nozzle VN is controlled to the closed side after increasing the fuel flow rate Gf.
This is to prevent the output of the compressor turbine CT from increasing, and to prevent the rotational speed N of the gas generator GG from changing.

このように制i卸回路10からアクチュエータA3に対
して開弁信号Auxが出力されている間は、吸気の一部
はコンプレッサタービンCTと出力タービンPTをバイ
パスするので、コンプレッサタービンCTと出力タービ
ンPTを通るガス流量が減少し、出力タービンPTの出
力PSが減少する。これは出力タービンPTの出力PS
が次式により決まるからである。
While the valve opening signal Aux is output from the control circuit 10 to the actuator A3 in this way, a part of the intake air bypasses the compressor turbine CT and the output turbine PT. The gas flow rate through the power turbine PT decreases, and the power PS of the power turbine PT decreases. This is the output PS of the output turbine PT
This is because it is determined by the following equation.

PS= J*CP*TS本G5本ηpT*  C1](
Ps/P s) (′[”八 但し、J :熱の仕事等量、 C1:定圧比、 T5 ;出力タービン人口温度、 G、;出力タービンガス流量、 η、T:出力タービン効率、 P5 :出力タービン人口圧力、 P8 :出力タービン出口圧力、 K :比熱比。
PS= J*CP*TS book G5 book ηpT* C1] (
Ps/Ps) (′[”8 However, J: Work equivalent of heat, C1: Constant pressure ratio, T5: Output turbine population temperature, G,; Output turbine gas flow rate, η, T: Output turbine efficiency, P5: Output turbine population pressure, P8: Output turbine outlet pressure, K: Specific heat ratio.

即ち、出力タービンPTのガス流量G、が減少するので
、出力タービンPTの出力PSが減少するのである。従
って、シフトアップ中にバイパス弁v3を開くと、バイ
パス弁を閉じている場合より出力タービンPTの出力P
Sを減少することができ、変速ショックを低減すること
ができる。
That is, since the gas flow rate G of the output turbine PT decreases, the output PS of the output turbine PT decreases. Therefore, when the bypass valve v3 is opened during upshifting, the output P of the output turbine PT is higher than when the bypass valve is closed.
S can be reduced, and shift shock can be reduced.

この減少は逆に自動変速器A/Tがシフトダウンされて
いる時も同様であり、電磁開閉弁14が制御回路10か
らの開弁信号EMVにより開弁じている間は、エアタン
ク13内の高圧の圧縮空気が余分に出力タービンPTに
入ると共に燃料流IGfも増えるので、出力タービンP
Tを通るガス流量が増大し、出力タービンPTの出力P
Sが増大する。
This decrease is also the same when the automatic transmission A/T is downshifted, and while the electromagnetic on-off valve 14 is opened by the valve opening signal EMV from the control circuit 10, the high pressure inside the air tank 13 is reduced. As the extra compressed air enters the output turbine PT, the fuel flow IGf also increases, so the output turbine P
The gas flow rate through T increases and the output P of the power turbine PT increases
S increases.

第5図は自動変速器A/Tのシフトアップ時の制御回路
10の動作の一例を示す波形図である。時刻toにおい
てシフトアップが開始されると、このシフトアップ状態
が検出されてバイパス弁V3の開弁信号Auxがハイレ
ベル゛′H″になる。これと同時に燃料流量Gfがシフ
トアップ時の開度GF、に設定されると共に、可変ノズ
ルVNの開度αSがシフトアップ時の開度α、Uに設定
される。そして、時刻t。
FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of the operation of the control circuit 10 during upshifting of the automatic transmission A/T. When the upshift is started at time to, this upshift state is detected and the valve opening signal Aux of the bypass valve V3 becomes high level ``H''.At the same time, the fuel flow rate Gf changes to the opening degree at the time of upshifting. GF, and the opening degree αS of the variable nozzle VN is set to the opening degree α,U during upshifting.Then, at time t.

でシフトアップが終了すると、バイパス弁v3の開弁信
号Auxがローレベル“Lllになり、同時に燃料流量
Gfおよび可変ノズルVNの開度α5がシフトアップ時
の値から演算値に切り換わる。この結果、ガスジェネレ
ータGGの回転数N1は変化せずに出力タービンPTの
出力PSのみが減少するので、変速ショックが低減され
る。
When the upshift is completed, the valve opening signal Aux of the bypass valve v3 becomes low level "Lll," and at the same time, the fuel flow rate Gf and the opening degree α5 of the variable nozzle VN are switched from the values at the time of the upshift to the calculated values. Since only the output PS of the output turbine PT decreases without changing the rotational speed N1 of the gas generator GG, the shift shock is reduced.

第6図は自動変速器A/Tのシフトダウン時の制御回路
10の動作の一例を示す波形図である。時刻toにおい
てシフトダウンが開始されると、このシフトダウン状態
が検出されて電磁開閉弁14の開弁信号EMVがハイレ
ベル″H′″になる。これと同時に燃料流量Gfがシフ
トダウン時の開度GFDに設定されると共に、可変ノズ
ルVNの開度αSがシフトダウン時の開度αsoに設定
される。そして、時刻t1でシフトアップが終了すると
、電磁開閉弁14の開弁信号EMVがローレベルII 
L 11になり、同時に燃料流iGfおよび可変ノズル
vNの開度α8がシフトアップ時の値から演算値に切り
換わる。この結果、ガスジェネレータGGの回転数N、
は変化せずに出力タービンPTの出力PSのみが増大す
るので、変速ショックが低減される。
FIG. 6 is a waveform chart showing an example of the operation of the control circuit 10 during downshifting of the automatic transmission A/T. When downshifting is started at time to, this downshifting state is detected and the valve opening signal EMV of the electromagnetic on-off valve 14 becomes high level "H'". At the same time, the fuel flow rate Gf is set to the opening degree GFD during downshifting, and the opening degree αS of the variable nozzle VN is set to the opening degree αso during downshifting. Then, when the upshift ends at time t1, the valve opening signal EMV of the electromagnetic on-off valve 14 goes to low level II.
At the same time, the fuel flow iGf and the opening degree α8 of the variable nozzle vN are switched from the values at the time of upshifting to the calculated values. As a result, the rotation speed N of the gas generator GG,
Since only the output PS of the output turbine PT increases without changing, the shift shock is reduced.

なお、自動変速器へ/Tのシフトチェンジ時に、ガスジ
ェネレータGGの回転数N1を一定に制御するのでなけ
れば、第4図のフローチャートにおけるステップ407
とステップ412とを省略することも可能である。第7
図はシフトアップ時にバイパス弁v3を開弁させ、同時
に燃料流量Gfを減少させるが、可変ノズルVNの開度
αSは制御しない例を示すものである。この時は、燃料
流量Gfを減少させた後に、可変ノズルVNの開度α、
を開き側に制御しないので、コンプレッサタービンCT
の出力が低下してガスジェネレータGGの回転数Nlが
僅かに低下するが、この場合も出力タービンFTの出力
PSは低下するので、変速ショックを低減することが可
能である。
Incidentally, if the rotational speed N1 of the gas generator GG is not controlled to be constant during the shift change of /T to the automatic transmission, step 407 in the flowchart of FIG.
It is also possible to omit steps 412 and 412. 7th
The figure shows an example in which the bypass valve v3 is opened at the time of upshifting and the fuel flow rate Gf is simultaneously decreased, but the opening degree αS of the variable nozzle VN is not controlled. At this time, after reducing the fuel flow rate Gf, the opening degree α of the variable nozzle VN,
Since the compressor turbine CT is not controlled to the open side,
Although the output of the gas generator GG decreases and the rotation speed Nl of the gas generator GG slightly decreases, the output PS of the output turbine FT also decreases in this case, so it is possible to reduce the shift shock.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明のガスタービン機関の制御
装置によれば、自動変速機のシフトチェンジパターンに
応じて出力タービンの出力を適切に増大、或いは減少さ
せることができるので、変速時の変速ショックを有効に
抑えることができ、車両の加減速性能を向上させること
ができるという効果がある。
As explained above, according to the gas turbine engine control device of the present invention, the output of the output turbine can be appropriately increased or decreased according to the shift change pattern of the automatic transmission, so that the This has the effect that shock can be effectively suppressed and the acceleration/deceleration performance of the vehicle can be improved.

【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図のバイパス弁及びそのアクチュエー
タの構成の一例を示す断面図、第4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5図は第
4図の手順によるシフトアップ時の各信号の動作を示す
波形図、第6図は第4図の手順によるシフトダウン時の
各信号の動作を示す波形図、第7図は第2図の制御回路
の他の制御手順によるシフトアップ時の各信号の動作を
示す波形図、第8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・・・シフトチェンジ検出手段、2・・・空気流量増
減手段、10・・・制御回路、12・・・ニアコンプレ
ッサ、13・・・エアタンク、14・・・電磁開閉弁、
22・・・バタフライ弁、25・・・ロッド、27・・
・プランジャ、28・・・ソレノイド、30・・・ばね
、A1−A3・・・アクチュエータ、BF2・・・バイ
パス通路、C・・・コンプレッサ、CC・・・燃焼器、
CT・・・コンプレッサタービン、F/R・・・フロン
トギヤ、HE・・・熱交換機、PT・・・パワタービン
、sト・スタータ、v3・・・開閉弁、VN・・・可変
ノズル。
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 gas turbine engine of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the bypass valve and its actuator shown in FIG. 4 is a flowchart showing an example of the control procedure of the control circuit of FIG. 2, FIG. 5 is a waveform diagram showing the operation of each signal during upshifting according to the procedure of FIG. 4, and FIG. 6 is a sectional view showing an example. FIG. 7 is a waveform diagram showing the operation of each signal during downshifting according to the procedure of FIG. 4, and FIG. 7 is a waveform diagram showing the operation of each signal during upshifting according to another control procedure of the control circuit of FIG. 2. FIG. 8 is a diagram showing a general configuration of a conventional two-shaft gas turbine engine. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Shift change detection means, 2... Air flow rate increase/decrease means, 10... Control circuit, 12... Near compressor, 13... Air tank, 14... Solenoid on-off valve,
22... Butterfly valve, 25... Rod, 27...
・Plunger, 28...Solenoid, 30...Spring, A1-A3...Actuator, BF2...Bypass passage, C...Compressor, CC...Combustor,
CT...Compressor turbine, F/R...Front gear, HE...Heat exchanger, PT...Power turbine, ST starter, V3...Opening/closing valve, VN...Variable nozzle.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ガスジェネレータ(GG)からの燃焼ガスを可変ノズル
(VN)で調節して出力タービン(PT)を駆動するガ
スタービン機関の出力を自動変速機(A/T)で変速し
て走行する車両における、変速時のガスタービン機関の
制御装置であって、 自動変速機(A/T)のシフトチェンジを検出するシフ
トチェンジ検出手段(1)と、 このシフトチェンジ検出手段(1)により検出されたシ
フトチェンジパターンに応じて出力タービン(PT)に
流入する空気流量を増減する空気流量増減手段(2)と
、 を備えることを特徴とするガスタービン機関の制御装置
[Claims] A variable nozzle (VN) adjusts combustion gas from a gas generator (GG) to change the output of a gas turbine engine that drives a power turbine (PT) using an automatic transmission (A/T). Shift change detection means (1) for detecting a shift change of an automatic transmission (A/T), the control device for a gas turbine engine during gear change in a vehicle running at A control device for a gas turbine engine, comprising: an air flow rate increase/decrease means (2) for increasing/decreasing the air flow rate flowing into a power turbine (PT) according to a shift change pattern detected by the PT.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61135831A (en) * 1984-12-05 1986-06-23 Nissan Motor Co Ltd Change gear shock load damping device for automobile equipped with automatic transmission

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61135831A (en) * 1984-12-05 1986-06-23 Nissan Motor Co Ltd Change gear shock load damping device for automobile equipped with automatic transmission

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