JPH02223641A

JPH02223641A - ガスタービン機関の回転数制御装置

Info

Publication number: JPH02223641A
Application number: JP12674889A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Tsutsui; 恒雄筒井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-11-15
Filing date: 1989-05-22
Publication date: 1990-09-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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回転数制御装置に関し、特
に、自動車に搭載される二輪式ガスタービン機関の回転
数制御装置に関する。

〔従来の技術〕

二輪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。

第９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一例を示すもので
ある。

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ＨＥ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を経てパワータービン（出力タービン）ＰＴを駆動し
た後、熱交換器ＨＥにて廃熱回収され、大気に排出され
る。

なお、ガスジェネレータＧＧの起動は、コンプレッサＣ
の回転軸上に設けられたフロントギヤＦ／Ｇを、クラッ
チ内蔵のスタータＳＨによって回転させることによって
行われる。

以上が二軸式ガスタービンＧＴの構成であり、パワータ
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。

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、アクチュエータ
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Ａ１．　Ａ２
を駆動する。

また、一般に、第９図の■の位置の吸気圧をＰｌ、■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、Ｏで囲まれた番号の位置の吸気圧Ｐや
温度Ｔを示す。

〔発明が解決しようとする課Ｂ）このような二輪式ガスタービン機関では、アクセルの踏
込量の関数でガスジェネレータＧＧの回転数をアイドル
回転数から定格回転数まで決定している。そして、二軸
式ガスタービン機関の構成が決まると、必然的にガスジ
ェネレータＧＧの回転数の定格回転数（定常時の許容最
大回転数）が決定され、かつ、騒音問題よりアイドル回
転数がこの通常定格回転数の約５０％程度の値として決
定される。

このため、二軸式ガスタービン機関の構成によって機関
性能、即ち、機関出力が決定されるので、通常の加速時
の加速性能やフルアクセル時の加速性能は一義的に決定
されてしまい、急加速時の加速フィーリングが悪いとい
う問題があった。そこで、いかに二輪式ガスタービン機
関の性能を車載時の加速性能に結びつけるかが大きな課
題となっている。

本発明の目的は、前記従来の二輪式ガスタービン機関に
おいて、通常の加速時およびフルアクセル状態の加速時
に、目標回転数をアクセル開度で決まる値を超えて増大
させ、加速性能の向上を実現できるガスタービン機関の
回転数制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成する本発明の二軸式ガスタービン機関の
構成が第１図に示される。本発明のガスタービン機関の
回転数制御装置は、コンプレッサで圧縮し、熱交換器で
加熱した吸気を燃焼器で燃焼させ、この燃焼ガスによっ
て前記コンプレッサに直結するコンプレッサタービンを
駆動し、可変ノズルを経た後の燃焼ガスで負荷に連結す
るパワータービンを駆動すると共に、その後に熱交換器
ＨＥで熱交換を行わせるように構成した二軸式ガスター
ビン機関に、アクセル開度に応じて機関の目標回転数を
演算する目標回転数演算手段と、機関の加速状態を検出
する加速検出手段と、加速時に目標回転数を所定の補正
回転数だけ増大する目標回転数増大手段とを設けて構成
される。

〔作用〕

本発明のガスタービン機関の回転数制御装置によれば、
機関の加速状態が検出されると、アクセル開度に応じて
決定される目標回転数が所定の補正回転数だけ増大され
、機関回転数はこの目標回転数と補正回転数の和の回転
数に向かって、増大される。一方、フルアクセル状態が
検出されると、目標回転数が定格回転数を超えた値に設
定され、機関回転数は定格回転数を超えて上昇する。こ
のとき機関回転数が定格回転数を超えている時間が計数
され、この時間が基準値を超えるまでの間に機関回転数
の目標回転数が定格回転数まで戻される。

〔実施例〕

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
。

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９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。また、前
述したと同様に、第２図においても■の位置の吸気圧を
Ｐｌ、■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、Ｏで囲まれた番号の位置
の吸気圧Ｐや温度Ｔを示すものとする。

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ＣＣ１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
ータービンＰＴ及び減速歯車Ｒ／Ｇ等がある。

以上のような構成の二輪式ガスタービン機関においては
、吸気はコンプレッサＣにて圧縮され、熱交換器Ｈε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ヒンＣ’ｒヲ回転させ
る。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を経てパワータービンＰＴを駆動した後
、熱交換器１１Ｂで廃熱回収された後に大気に排出され
る。Ａ１は燃焼器ＣＣに燃料を供給するメータリングバ
ルブを備えたアクチュエータ、Ａ２は可変ノズルＶＮの
開度を稠整するアクチュエータである。

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’７−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、ここで内蔵されたトルクコ
ンバータ及び変速機構を介して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り、図示しない差動歯
車を経て駆動輪を回転させる。なお、トルクコンバータ
にはロックアツプクラッチが設けられることもある。

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、中央処理ユニ
ットｃｐｕ　、ランダムアクセスメモリＲＡＭ　、読み
出し専用メモリＲＯＭ　、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ζいる。

また、二輪式ガスタービン機関には、大気温を検出する
温度センサＳＴ６．、ガスジェネレータＧＧの回転数Ｎ
１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゜吸気側の熱交
換器ＨＥの出口温度Ｔ１．を検出する温度センサＳＴ！
！、排気側の熱交換器ＦＩＨの入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ＳＮｓ、及び車軸
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。

アナログ信号用の入力インタフェースＩＮａには、ガス
タービンＧＴに設けられた前述のセンサからの信号Ｎ＋
、　Ｎｓ、　ＮＦ、　Ｐ　ｓ、　Ｔｏ、　Ｔｘｓ、　Ｔ
＆やアクセルペダルからのアクセル踏込量θａｃｃを示
す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人力される。

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、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α、や、トルクコンバータのロックアツプクラッチ
のオンオフを指示する信号Ｓ１、自動変速機Ａ／Ｔの変
速信号Ｓｔ、Ｓｔやスロットルワイヤ信号θ８等が出力
される。

なお、この二軸式ガスタービン機関は、機関のアイドリ
ング時にはコンプレッサＣの回転数Ｎｌが一定となるよ
うに燃料噴射弁は制御されているものとする。

次に以上のように構成された二軸式ガスタービン機関に
おける制御回路１０のフルスロットル時の機関加速制御
を第３図のフローチャートを用いて説明するが、その前
にガスタービン機関のアクセル踏込量（アクセル開度）
と機関回転数の関係について説明する。通常、コンプレ
ッサタービンＣＴの回転数は、第４図に示すようにアイ
ドル時回転数（アクセルオフ状態で４５００Ｏｒｐｍ＋
）から定格回転数（フルアクセル状態で６８０００　ｒ
ｐｍ）までのアクセル開度の関数となっており、発進加
速時（フルアクセル）にはガスジェネレータＧＧ回転数
が４５０００ｒＩＩｐから６８００Ｏｒｐｍまで上昇し
、機関出力を増大させて車両を発進させている。

第３図の回転数制御ルーチンは第２図の制御回路１０の
制御手順の一例を示すものであり、所定時間毎、例えば
６０ｍ５毎に実行される。

ステップ３０１ではまず、アクセル開度θａｃｃとコン
プレッサタービンＣＴの回転数Ｎ、とが読み込まれる。

続くステップ３０２では読み込んだアクセル開度θａｃ
ｃがフルアクセル状態を示す所定のアクセル開度θｌ（
第４図参照）と比較され、θｉｃｃ≦θ１の時（ＮＯ）
はステップ３１４に進んで目標回転数Ｎ　ｌ５ＥＴがア
クセル開度θａｃｃの関数として演算され、続くステッ
プ３１５にて目標回転数Ｎｌ５ＥＴを増大させる補正回
転数ΔＮ１および後述するカウンタＴをクリアしてステ
ップ３１６に進む。ステップ３１６及びステップ３１７
はこの補正回転数ΔＮＩが負にならないようにするため
のガードであり、ステップ３１８は今回演算された補正
回転数ΔＮをΔＮ＋（−１）として記憶しておくもので
ある。

一方、ステップ３０２にてθａｃｃ　＞０１と判定され
た時（ＹＥＳ）はフルアクセル状態なのでステップ３０
３に進み、ここで目標回転数Ｎ　ｌ５ＥＴを次式、Ｎｌ
５ＥＴ　　＝　　ｆ　（θ＠Ｃｅ　）＋ΔＮ＋（１）に
より演算する。そして、ステップ３０４にて実際の機関
回転数Ｎ、が定格回転数６８００Ｏｒｐｍを超えたか否
かが判定される。機関回転数Ｎ、が定格回転数６８００
０ｒｐｍ以下の時（ＮＯ）はそのままステップ３０６に
進むが、機関回転数ＮＩが定格回転数６８００Ｏｒｐｍ
を超えた時（ＹＥＳ）はステップ３０５に進む。ステッ
プ３０５では機関回転数Ｎ１が定格回転数６８００Ｏｒ
ｐｍ＋を超えている時間がカウンタＴの計数値をインク
リメントすることにより測定される。

測定されたカウンタＴの計数値はステップ３０６にて所
定の時間αと比較され、Ｔ≦αの時（ＮＯ）はステップ
３０７に進み、Ｔ〉α０時（Ｙｅｓ）はステップ３１０
に進む。ステップ３０７からステップ３１３までの制御
は機関回転数Ｎ、が定格回転数６８０００ｒｐｎ＋を超
えたが、超えている時間がまだ短い時の制御であり、ス
テップ３１０は機関回転数ＮＩが定格回転数６８０００
ｒｐ−を超えてからの時間がかなり経った時の制御であ
る。

ステップ３０６においてＴ≦αの時に進むステップ３０
７では、ステップ３０３にて求められた目標回転数Ｎｌ
５８Ｔと現在の機関回転数Ｎ＋との回転数差ＤＮ、が演
算される。続くステップ３０８ではこの回転数差ＤＮ、
が所定回転数Ａ（約２００Ｏｒｐｍ程度の正の整数）よ
り大きいか否かが比較される。そして、ＤＮ＋　＜Ａの
時（ＮＯ）はステップ３０９に進み、前述の補正回転数
ΔＮ、として例えば３０００ｒｐｒ＠程度の所定値が採
用される。一方、Ｄ　Ｎ　＋　≦へ〇時（ＹＦ！Ｓ）は
ステップ３１１に進み、回転数差ＤＮ、が所定回転数Ｄ
（約−１００Ｏｒｐｍ程度の負の整数）より大きいか否
かが比較される。そして、ＤＮ、≧Ｄの時（ＹＢｓ）は
ステップ３１２に進み、前回の補正回転数ΔＮ　＋　（
−１）から所定値Ｂ　（約１１００ｒｐ＋程度の正の整
数）を減算した値が今回の補正回転数ΔＮ。

とされる、一方、ＤＮ＋　＜Ｄの時（Ｎｏ）はステップ
３１３に進み、補正回転数ΔＮ、がクリアされてＯにな
る。

ステップ３０９．３１２．３１３の処理が終了した後に
進むステップ３１６では前述の補正回転数ΔＮ、が負に
なったか否かが判定される。そして、ΔＮＩく０の時（
Ｙｌ！Ｓ）だけステップ３１７に進み、ここでΔＮ、の
値がＯに戻されて補正回転数ΔＮ、の値が負になるのを
防止している。この後、ステップ３１Ｂにて今回の補正
回転数ΔＮ、をΔＮ＋（４）にしてこのルーチンを終了
する。

ここで、機関始動後にアイドル状態を経て機関のアクセ
ルがアクセル開度θ１を超えて踏み込まれ、機関が加速
された時の制御回路１００制御手順を、この第３図のフ
ローチャート及び第５図の動作説明図を用いて説明する
。尚、第５図（ａ）はアクセルオフ時からのガスジェネ
レータＧＧの実際の回転数Ｎ＋　と時間の関係、第５図
［有］）は燃料流量の時間の対する過渡応答特性、第５
図（Ｃ）はアクセル開度θ□。を示している。そして、
第５図中の実線が通常の応答であり、破線が第３図の制
御における応答を示している。

まず、第５図（ａ）に示すように時刻ｔ０で機関が始動
されてアイドル状ＪｉｑＮ　＋　ｒになった時には、ア
クセル開度θａｃｃがフルアクセルθ、よりも小さいの
で、ステップ３１４において目標回転数Ｎｌ５ＢＴがｆ
（θａｃｃ　）により演算され（この時はθａｃｃ　＝
Ｏ）、ステップ３１５において補正回転数ΔＮ、及びカ
ウンタＴが初期値Ｏに設定される。

この後、時刻【、におけるアイドル状態からアクセルが
踏み込まれて機関が加速され（通常走行状態からの加速
でも同じ）、アクセル開度θｍｃｃがフルアクセル状態
を示す開度θ１を超えて踏み込まれると、θ、、６〉θ
、となるので以後はステップ３０２からステップ３０３
に進み、ｆ（θ、３．）により演算される目標回転数Ｎ
　ｌ５ＢＴに補正回転数ΔＮ。

（−１）が加算される。この補正回転数ΔＮ、（−１）
の初期値は０であるので、ステップ３０３に進んできた
直後の目標回転数Ｎｌ５ＥＴの値はｆ（θ＋）＝６８０
００ｒｐｍとなる。

加速初期は実際の機関回転数Ｎ、は定格回転数Ｎ　１ｍ
ｍｍである６８０００ｒｐｍに達しないので、ステップ
３０４、ステップ３０６では共にＮＯとなってステップ
３０７に進み、ここで演算される目標回転数Ｎｌ５ＥＴ
と実際の機関回転数Ｎ１との差回転数Ｄ　Ｎ　ｒもＡ　
（２０００ｒｐｍ程度）より大きいのでステップ３０９
に進み、補正回転数ΔＮ、の値が所定値Ｃ（ΔＮ１．□
値で３００Ｏｒｐｍ程度）にされる。そして、この後ス
テップ３１８にて補正回転数ΔＮ１（−１）の値がＣに
セントされるので、以後目標回転数Ｎ　ＩＳｆ！Ｔの値
はＣ−３０００ｒｐ鴫として７１０００ｒｐｍになる。

この状態では目標回転数Ｎ　ＩｓＥＴ（７１０００ｒｐ
ｍ＋）と実際の機関回転数Ｎ。

との差回転数ＤＮ、は第５図（ａ）に示すように大きい
ので、補正回転数ΔＮ、の値はＣに保持されたまま機関
回転数Ｎ、が増大し、差回転数Ｄ　Ｎ　＋がＡ以下にな
るまで、機関回転数ＮＩは第５図（ａ）に示すように定
格回転数６８００Ｏｒｐｍを超えて増大する。

また、機関回転数Ｎ１が定格回転数６８００Ｏｒｐｍを
超えた時刻ｔｔ以降はステップ３０４からステップ３０
５に進むようになり、機関回転数Ｎ、が定格回転数６８
００Ｏｒｐｍを超えてからの時間がカウンタＴによって
計数される。

このようにして機関回転数Ｎ、が定格回転数の６８００
０ｒｐｍを超えて新たな目標回転数Ｎｌ５ＥＴ　（この
時点では定格回転数十ΔＮ　ｌ１ｌａｘ）に近づき、目
標回転数Ｎｌ５ＥＴと実際の機関回転数Ｎ、との差回転
数ＤＮ、がＡ以下になると、ステップ３０８からステッ
プ３１１に進み、今度は差回転数Ｄ　Ｎ　＋が負の所定
値りより小さくなったか否かが判定される。

このＤの値は１１０００ｒｐ程度である。そして、差回
転数ＤＮ、が負の所定値りより大きい状態の時はステッ
プ３１２に進み、ここで補正回転数ΔＮｌが所定値Ｂず
つ減らされ、最終的には目標回転数Ｎｌ５ＥＴは定格回
転数６８００Ｏｒｐｍになる。

ステップ３１０およびステップ３１３はフェイルセーフ
機能であり、カウンタＴによって計数される機関回転数
ＮＩが定格回転数６８００Ｏｒｐｍを超えてからの時間
が所定値αを超えても、機関回転数Ｎ。

が定格回転数まで下がらない場合は、ステップ３０６か
らステップ３１０に進んで補正回転数ΔＮｌが所定値２
Ｂずつ急激に減らされる。更に、差回転数ＤＮ、が所定
値りより小さく、な、った場合、即ち、機関回転ａＮｌ
が目標回転数Ｎ　ｌ５ＥＴと補正回転数ΔＮｌを合わせ
た回転数よりも回転数りだけ大きくなった場合は、ステ
ップ３１１からステップ３１３に進み、補正回転数ΔＮ
１がクリアされてＯになり、目標回転数Ｎｌ５ＥＴが定
格回転数に戻される。

このように、第３図のフローチャートの手順においては
、機関のフルアクセルによる加速時に、機関回転数Ｎ、
が定格回転数Ｎ　＋＋＊ａｘを超えてから所定時間αの
間だけ、かつ定格回転数Ｎ　１ｍｍｍから所定回転数Δ
Ｎ１だけ高い回転数まで、機関回転数を増大させること
ができるので、優れた加速感が得られる。即ち、ガスジ
ェネレータＧＧの回転数を定格回転数以上に回すことで
燃料流量Ｇｆが通常時よりも第５図（ｂ）に斜線で示す
量だけ余分に供給することが可能になり、機関出力を更
に引き出すことが可能になっ゛Ｃ車両の加速性能が向上
するのである。

以上説明した制御は、機関加速がアイドル状態からでも
通常走行状態からでも行える実施例であるが、上述の機
関回転数が定格回転数を超える制御を機関がアイドル状
態からのフルアクセルによる加速のみに限定し”で実行
することもできる。その場合は第３図のステップ３０１
とステップ３０２との間に、第６図に示すような制御を
加えれば良い。

第６図においてステップ３０１から進んでくるステップ
６０１では、機関回転数Ｎ、がアイドル回転数近傍、例
えば４７０００ｒｐｍと比較される。そし”ζ、Ｎ１≧
４７００Ｏｒｐｍの時（ＹＥＳ）はステップ６０２に進
み、カウンタＣ０ＮＴによりＮ、　≧４７００Ｏｒｐｍ
である時間を計数し、Ｎ　Ｉ＜　４７０００ｒｐｏｉの
時（ＮＯ）はアイドル状態であると見做してステップ６
０３に進み、カウンタＣ０ＮＴにより計数した時間をク
リアする。

ステップ６０２及びステップ６０３の後はステップ６０
４に進み、ここでカウンタＴＣの値が所定値βより大き
いか否かが判定される。この時、ＴＣ≦β（ＹＥＳ）で
あればステップ３０２に進んで第３図で示した加速制御
が実行されるが、ＴＣ＞β（ＮＯ）であればステップ６
０５に進んで補正回転数ΔＮ１をクリアし、その後にス
テップ３１６に進んで第３図のステップ３０２からステ
ップ３１３までの制御が行われない。これは、加速が行
われる前の状態がアイドル状態か否かを判定するもので
あり、加速が行われる前の機関の運転状態がアイドル状
態近傍であればカウンタＴＣの値が０になっており、通
常運転状態であればカウンタＴＣの値が大きくなってい
るごとに基づくものであり、この実施例では機関のアイ
ドル状態からの加速にのみ、第３図の制御が実行される
ことになる。

以上説明した実施例は機関のフルアクセル時の制御であ
るが、次に、アクセル開度がフルアクセルまで至らない
ハーフアクセル時°等の機関回転数制御手順について第
７図を用いて説明する。この制御も所定時間毎、例えば
６０ｍ５毎に実行される。

ステップ７０１ではまず、アクセル開度θｍｃｃとコン
プレッサタービンＣＴの回転数Ｎｌとが読み込まれる。

続くステップ７０２では、読み込んだアクセル開度θａ
ｃｃの関数として、式ｆ（θＩｃｅ　）から目標回転数
Ｎｌ５ｆ！Ｔが演算され、ステップ７０３にてこの目標
回転数Ｎｌ５ＥＴとステップ７０１で読み込んだコンプ
レッサタービンＣＴの回転数ＮＩとの差回転数Ｄ　Ｎ　
＋が演算される。

次のステップ７０４では機関が加速状態か否かが判断さ
れ、加速状態の時はステップ７０５に進み、加速状態で
ない時はステップ７１５に進むが、この実施例では目標
回転数Ｎ　ｌ５ＥＴと実際のコンプレッサタービンＣＴ
の回転数Ｎ、との差回転数ＤＮ、が３００Ｏｒｐｍを越
えたごとをもって加速と判断される。

加速状態と判断された時に進むステップ７０５では、加
速終了後も暫くの間は加速状態の制御を維持するための
時間カウンタＡＣＴに所定時間、例えば５秒間を示ず値
Ｔ５が設定されてステップ７０６に進む。ごの時間カウ
ンタＡＣＴは、加速状態でないと判断されて進むステッ
プ７１５にて１ずつ減算され、続くステップ７１６でこ
の時間カウンタＡ　ＣＴが０以下になったか否かが判定
され、時間カウンタＡＣＴの値が０より大きい時はステ
ップ７０６に進み、ＡＣＴ≦０にステップ７１７に進ん
で後述する目標回転数の増分ΔＮ、が０にされてこのル
ーチンを終了する。このステップ７１５．７１６の処理
により、加速状態が検出されなくなった後の５秒間だけ
はステップ７０６に戻って加速状態の処理が続行される
。

ステップ７０６ではアクセル開度θａｃｃの値を用いて
、所定目標回転数Ｎ　ｌ５ＥＴにおける目標回転数の増
分ΔＮＩが式屓θ、−）により演算される。

ステップ７０７では実際の回転数ＮＩが目標回転数Ｎ　
ＩＳＦ、Ｔの近傍になったか否かが判定されるが、この
実施例では目標回転数Ｎ　ｌ５ＥＴと実際のコンプレッ
サタービンＣＴの回転数Ｎ、との差回転数Ｄ　Ｎ　＋が
１１０００ｒｐ未満になったことをもって実際の回転数
Ｎ、が目標回転数Ｎ　ＩＳ［！Ｔの近傍になったと判定
される。そして、実際の回転数Ｎ＋が目標回転数Ｎ　ｌ
５ＥＴの近傍になったと判定された時はステップ７０８
に進み、目標回転数Ｎ　ｌ５ＥＴの増分ΔＮＩを所定回
転数Ｅだけ減少される。ステップ７０９．７１０は増分
ΔＮ１が負にならないようにするだめのガードである。

ステップ７０７で実際の回転数ＮＩが目標回転数Ｎ　ｌ
５ＥＴの近傍になっていないと判定された時、およびス
テップ７０９．７１０におけるガード処理が終了すると
ステップ７１１に進み、ここで、目標回転数Ｎ　ｌ５１
１！Ｔに増分ΔＮ、が加算されたものが新たに最終の目
標回転数Ｎ　ｌ５ＥＴとされる。ステップ７１１に続く
ステップ７１２およびステップ７１３は目標回転数Ｎ　
ＩＳｔ！Ｔが定格回転数である６８０００ｒｐａ＋を越
えないようにするガード処理である。

以上の手順により通常の加速時も、アクセル操作するこ
となく、機関回転数Ｎ＋を素早く増大させることができ
るが、この様子を第８図を用いて説明する。

第８図は第４図と同様のガスタービン機関のアクセル開
度と機関回転数の関係を示すものである。

今、アクセルペダルが踏み込まれて加速状態となり、ア
クセル開度θｍｃｃが０．２の位置から０．５の位置ま
で変化した場合を考える。この場合は、まず、ガスジェ
ネレータＧＧの目標回転数Ｎ　ｌ５ＥＴがアクセル開度
０．２の直線上にある点イで示す位置から、アクセル開
度０．５の直線上にある点口で示す位置に移動する。そ
して、この目標回転数Ｎ　ｌ５ＥＴには加速直後に増分
ΔＮ、が加えられるので、目標回転数Ｎ　ｌ５ＥＴは点
口の位置から点ハの位置に移動する。この結果、アクセ
ル開度θａｃｃが０．２の時に一点鎖線の位置にあった
実際の回転数Ｎ、は、この点ハの位置にある目標回転数
Ｎ　ｌ５ＥＴに近づくように燃料制御され、目標回転数
Ｎ　ｌ５ＥＴが点口の位置にある時よりも早く点口の位
置にある目標回転数Ｎｌ５ＥＴに近づくことになり、加
速フィーリングが向上する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、二軸式ガスター
ビン機関において、通常の加速時も、フルアクセル状態
の加速時も、アクセルがいかなる状態であっても機関の
加速性能が向上し、車両急加速時の運転フィーリングが
良くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガスタービン機関の回転数制御装置の
原理構成図、第２図は本発明の二輪式ガスタービン機関
の一実施例の構成を示す全体概要図、第３図は第２図の
制御回路のフルアクセル時の制御手順の一例を示すフロ
ーチャート、第４図はガスタービン機関のアクセル開度
と目標回転数との関係を示す図、第５図は第３図の制御
の動作結果を示す線図、第６図は第２図の制御回路の制
御手順の別の例を示す部分フローチャート、第７図は本
発明の第２図の制御回路の通常の加速時の制御手順の一
例を示すフローチャート、第８図は第７図の動作を示す
線図、第９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。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、ＩＩＥ・
・・熱交換機、ＰＴ・・・パワータービン、ＳＭ・・・
スタータ、ＶＮ・・・可変ノズル。ステップ３０１から第図尤１第８図時間

Claims

【特許請求の範囲】コンプレッサ（Ｃ）で圧縮し、熱交換器（ＨＥ）で加熱
した吸気を燃焼器（ＣＣ）で燃焼させ、この燃焼ガスに
よって前記コンプレッサ（Ｃ）に直結するコンプレッサ
タービン（ＣＴ）を駆動し、可変ノズル（ＶＮ）を経た
後の燃焼ガスで負荷に連結するパワータービン（ＰＴ）
を駆動すると共に、その後に熱交換器（ＨＥ）で熱交換
を行わせるように構成した二軸式ガスタービン機関の回
転数制御装置であって、アクセル開度に応じて機関の目標回転数を演算する目標
回転数演算手段と、機関の加速状態を検出する加速検出手段と、加速時に目
標回転数を所定の補正回転数だけ増大する目標回転数増
大手段と、を備えたガスタービン機関の回転数制御装置。