JPH0314794A - プロペラの同期制御装置 - Google Patents

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、多プロペラ及び／又はエンジンにより駆動さ
れる航空機に関し、そして更に詳細には米国特許第４，
５６９．２８３号及び第４，６５３。９８１号に示され
た型式の同期制御装置（シンクロフエーザー（　ＳＹＮ
ＣＨＲＯＰＨＡＳＥＲ）　：登録商標）に関する。本発
明は主プロペラと従プロペラとの間の位相関係を測定す
る改善した方法を提供する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］プロペ
ラシンクロナイザー又は同期制御装置は、主プロペラと
、指定した従プロペラの各々との間に選択した位相関係
を維持するために多エンジンプロペラ駆動航空機に使用
されてきた。一旦プロペラがシンクロフェーズ又はシン
クロナイズされると、航空機のノイズ及び振動レベルは
最少となる。プロペラ同期制御装置装置が、従プロペラ
速度を変化することにより与えられた従プロペラに相対
位相角を提供する。従来技術の同期制御装置は、主プロ
ペラと従プロペラとの間の位相誤差のマグニチュードに
応答しなければならない。従って、差が非常に大きけれ
ば、同期制御装置は正しく機能しないか、あるいは適切
な時間内にプロペラのシンクロフェージングを提供しな
い。　プロペラ駆動航空機のノイズを最小にするため、
すべての航空機プロペラ内の所望の位相関係を維持する
ことが重要である。実質的なノイズ減少は、プロペラの
中の位相関係を性格に維持することによって達成できる
。本開示は、２つのプロペラ間の位相関係を測定する改
善した方法を規定する。

現今の同期制御装置は、各々のプロペラが特定のブレー
ド方位にある時を検出するために電気パルスを利用する
。任意の２つのプロペラ間のいおす関係は従って、主プ
ロペラパルス間の時間（ｔｍ）及び主プロペラパルスと
従プロペラパルスとの間の時間（ｔｄ）の組み合わせか
ら決定される。

主プロペラパルスと従プロペラパルスとの間の時間関係
が第１図に示されている。第１図の位相検知は、従来技
術に関して上記に説明した型式の同期制御装置に位相情
報を提供するのに使用される測定法である。従来技術の
プロペラシンクロナイザーは、各々のプロペラが特定の
ブレード方位にある回数を検出するため電気パルスを使
用する。

従って、任意の２つのプロペラ間の位相関係は、ａ）１
つのプロペラからの連続パルス間の時限（Ｌｉａｅ　　
ｉｎｔｅｒｖａｌ）　（　ｔ　ｍ　）の測定及びｂ）ｌ
−）のプロペラ上のパルスと第２のプロペラからの次の
パルスとの時間遅延（ｔｄ）の組み合わせから決定され
る。２つのプロペラ（指定の主プロペラ及び従プロペラ
）からのパルスの時間関係及びプロベラ位相関係をｉ！
ＩＩＩ定する方法を実施例が第１式に示されている。

φ．＝（３６０°　／ＮＰ）　　・　（ＴＮ／Ｔ）ｌ）
第１式 この場合、ＮＰはプロペラ１回転当たりのパルス数であ
る。

第１式において、従プロペラパルスか次の主プロペラパ
ルスと共に発生する十分遅延されるまで、インターバル
（Ｔｄ）の増加遅延が増加検知位相（φ８）を生ずる。

パルスｔｄ及び（ｍが整合すると、ｔｄの値は急激にｔ
ｍの値から０に変化し、検知した位相を急激に最大値か
らＯに変化する。

実際の位相に比べて検知した位相（φＳ）が第２図に示
されている。　位相誤差（φＥ）は、第２式に示すよう
に、検知した位相φ８一基準位相（φＲＩＩＦ）である
。

φ８−φ８−φＲＩＩＦ 第２式 第２式の（φＲＥＦ）は、しばしばプロペラの最低ノイ
ズシンクロニゼーションを提供するのに必要なブレード
の完全整合からの位相オフセットである。主プロペラ及
び従プロペラからのパルスが一致しているとき、最小ノ
イズ及び振動が発生すれば、φＱ８Ｆは必要がない。φ
ＲＥＦは、特定の航空機及びエンジンの特性によって決
定される。

本同期制御装置は典型的に、不連続（性）　（ｄｉｓｃ
ｏｎｔｉｎｕｉｔｉｅｓ）間の検知した位相が±１８０
°までの位相誤差測定値を提供するように、プロペラ１
回転当たりＩ電気パルスを利用する。更に本同期制御装
置はいくつかの形式の「スタート回路」を利用して、主
プロペラ及び従プロペラ速度が殆ど同じであるように保
証し、従って、同期制御装置の制御法則により位相誤差
が、位相測定不連続（性）おいて発生するサインあいま
い性（ｓｉｇｎａｍｂｉｇｕｉｔｙ）に達するのを防止
できる。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、航空機上の主プロペラと従プロペラと
の間の位相差を測定して主従のプロペラの回転を制御す
る同期制御装置において、位相測定値における位相の不
連続変化の発生を検出して、位相の不連続変化の発生回
数を計数する手段と： 前記位相変化の計数値に３６０゜を乗算し、その乗算結
果をプロペラ！回転当たりのパルス数で除算して、位相
の不連続変化量を算出するする手段と、 主プロペラパルスと従プロペラパルスとの間の位相差を
検出する手段と： 主プロペラパルスと従プロペラパルスとの間の位相差と
、不連続変化量を加算して、主プロペラと従プロペラ間
における主従のプロペラ間の全位相変化量を算出する手
段とより構戊し、前記全位相変化量に基づいて主従のプ
ロペラの回転を制御することを特徴とするプロペラの同
期制御装置が提供される。

なお、前記主プロペラと従プロペラの回転位相間の所望
の位相変化量を前記位相の不連続変化の計数値に加算す
る手段を設けることが出来る。また、要すれば、前記位
相変化量の値が、所定範囲に制限することも可能である
。なお、前記所定範囲が同期制御装置の制御利得及び同
期制御装置の設定出力限界値に一致するように設定する
ことが望ましい。前記所定範囲の限界値が積分量とする
ことも可能である。前者の場合、前記所定範囲の限界値
、検出位相差の制限値を超える量に設定する。

更に、位相の不連続変化の計数手段が、前記位相が減少
方向に変化するとき前記計数値に１を加え、前記位相の
不連続変化の計数手段が増加する方向に変化する場合に
は前記計数値より１を除算するように構成することが出
来る。前記主プロペラの回転速度が所定の量以上前記従
プロペラの回転速度を超えている場合には、前記計数値
に回転速度差を加算する。

本発明は、同期制御装置による制御法Ｉｌｌにおける位
相測定不連続（性）及び関連する位相誤差サインあいま
い性を除去する方法を含み、そして更に、プロペラシン
クロフェージングの関連ずる敗善を提供する。不連続（
性）を除去する塙本的な手順は下記の通りである。

■．不連続位相測定装置を利用する、これはプロペラが
特定のブレード方位にある毎に電気パルスの測定及び任
意の２つのプロペラ（パルス）間の位相関係の測定であ
る。これは、上記の従来技術のパルス及び位相検出シス
テムと同じである。

２．更に、本発明は位相測定における不連続（性）数を
加算する装置を提供する（即ち、アップ／ダウンカウン
タ）。位相不連続（性）が最大からゼロに切り替わると
きカウントに１を加えられる。

同様に、位相不連続（性）がゼロから最大に切り替わる
ときカウントから１が差し引かれる。

３．次に、位相測値及びカウントした不連続（性）が全
位相測定値を生ずるために組み合わされる。

本発明の上記及び他の課題、特徴及び利点は、添付図面
に例示したようにその好ましい実施例の上記の説明に照
らしてより明らかとなるでであろう。

［実　施　例］ 本発明による改善した位相測定方法を以下に説明する。

本実施例では、！回転当たり６つの電気パルス（Ｎｐ＝
６）を有しているプロペラについて説明する。第３図に
プロペラ間の位相測定値φ３及び位相カウントφｃｏｕ
ｎｔ対実際位相のプロットが示されている。

第４図は全測定位相対実際位相のプロットを示している
。全測定位相は： φＴＯ？ＡＬ”φ８＋３６０／ＮＰφｃｏｕｎｔ＝φｓ
＋６０φｃｏｕｎｔ 第３式 位相誤差は測定φ８は、基準位相（φｌｌｇＦ）より少
ない全位相（φ７０ＴＡＬ）でわる。これ以下の第４式
で示される。

φ区２φＴＯＴＡＬ−φＩＩＩＩＦ 第４式 ？４式では、φ■，はＡ主プロペラと従プロペラとの間
の所望の位相変換である。この位相変換は、航空機の異
なる位相設定における振動及びノイズを測定することに
よって経験的に決定される。

一旦、最小ノイズ及び振動を発生する位相変換（移相）
が決定されると、主プロペラと従プロペラとの間の所望
の変換（シフト）は既知となり、モしてφｌｌＥＦとし
て同期制御装置の制御法則に支配される。

第３式及び第４式を組み合わせると、第５式に示したよ
うな、位相誤差φ８式が得られる。

φ８＝φｇ＋３６０／ＮＰφｃｏｕｎｔ一φＲＩＥＦ第
５式 上記の式において、Ｎｐはプロペラ１回転当たりのパル
ス数である。また、位相誤差測定（φ８）範囲は、同期
制御装置の制御利得及び同期制御装置の出力限界（ａｕ
ｔｈｏｒｉｔｙ　　ｌｉｍｉｔ）　ｔ　ｏいつツいして
いるのが望ましい。例えば、プロペラが１回転当たりの
６つのパルスを有し、位相誤差範囲（φ６）±８０％が
望ましければ、カウントは、正及び負の方向に＋２×６
０゜一ｌ２０゜であると同様、第５図に示されたように
−２乃至＋２の範囲を有していなければならない。φｃ
ｏｕｎｔの範囲制限が位相誤差測定値（φＩ！）の範囲
を制限する。

検知位相（φＳ）不連続（性）が、大きな位相誤差測定
不連続（性）を生ずるが、位相誤差のサインのあいまい
性（　ａｍｂｉｇｕｉｔｙ）はない。

第５図はまたφｃｏｕｎｔ　２の限界を示している。

ｉのカウントは位相誤差測定値の６０゜に寄与し、そし
て２のカウントは１２０’″に寄与する。２のカウント
限界では、位相測定誤差の値は１２０”プラスφＳであ
る。φＳは±３０゜の範囲にあるから、位相誤差測定値
は以下の第６式に示したように９０゜乃至１５０゜の範
囲にある。

φＥ＝φ．＋　６　０　． 一±３０．　　＋６０．　　ｘ２ 一±３０＋１２０， ＝９０°乃至１５０° 第６式 φｃｏｕｎｔ 同様に、マイナス２（−２）のφｃｏｕｎｔは−９０゜
乃至１５０゜の範囲の位相誤差測定値を生ずる。

いくつかの同期制御装置の制御法則は、大きな位相誤差
測定値に依存する位相誤差不連続（性）に敏感である導
関数を含む動的（ｄｙｎａｍｉｃ）補償を含んでもよい
。これ等の位相誤差不連続（性）は、第５図に示したよ
うに位相誤差の大きさを制限することによって除去され
る。第５図の位相誤差限界は、８０’及び−８０゜にあ
る水平線Ｑ．．１，である。位相誤差の８０゜及び−８
０゜限界は、第５図の位相誤差出力又は垂直軸に見られ
る。位相誤差測定値の８０゜及び−８０゛限界は、第５
図に示された位相誤差測定値対実際位相誤差のプロット
の鋸歯状パターンを離れている。

得られる位相誤差測定値φＢは、不連続（性）を有して
いない、そしてサインあいまい性を有していない。従っ
て同期制御装置の多くの機能的改善が、本願に記載され
た改善した位相誤差測定の使用から得られる。本位相誤
差測定から得られる有意義な機能的改善は： ！．同期制御装置「スタート回路」に現在必要であるよ
うな制御法則は必要がなく、そして省かれてもよい。

２．何時「スタート回路」を利用すべきか、何時「位相
制御」回路を利用するかを決定する制御論理が省かれる
。

３．プロペラ１回転当たりの電気パルス数が、ｌプロペ
ラブレード当たりｌパルスまで増加できる。！ブレード
当たり！パルスによって、選んだ単一ブレードよりも寧
ろ同期制御装置に対してすべての従プロペラブレードの
使用が可能である。

この多ブレード選択により従プロペラを主プロペラに合
わせるのに必要な時間間隔を減少することができ、ばつ
同期制御装置を速やかに開始できる。

４．電気パルスを！ブレード・ｌパルスに増加すること
はパルス周波数を増加する。これ等の電気パルスはまた
通常、プロペラ速度遅れもまた減少される。

５．位相誤差測定範囲が、同期制御装置の制御法■りに
最適であるように選択することかでき、そしてプロペラ
の１回転当たりの電気パルス数によって制限、あるいは
低下されない。

６，位相カウント制限が、回復される最大量の位相誤差
を測定する。この位相の滑りが全過度妨害（　ｔｒａｎ
ｓｉｅｎｔ　　ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）につづく同期
制御装置の回復時間を減少する。

第６図を参照すると、概略的に本発明により提供される
改善が示されている。第６図のトップに示されたように
従来技術の誤差測定は単に加算接合部ｌＯにおける検知
位相と基準位相との比較にすぎなかった。加算接合郎Ｉ
Ｏからの出力位相謳差が、第７図に示したように同期制
御装置に送られる。第７図に使用されている記号が第１
表に含まれている。

第１表 第７図、第９図及び第１Ｏ図の記号の説明ｋｍ　　　同
期制御装置の制御法ＩＱ積分利得ｋｐ　　　同期制御装
置の制御法ＩＩにおける積分利得 ＮＩＳＹＮＣ同期制御装置の制御法則における積分器出
力 φｃｏｕｎｔ位相不連続（性）のカウントφ８　　位相
誤差測定値 φ３　　位相センサ測定値 φ９Ｌ　　　位相センサ測定値の前の値φＩＩＥＦ　　
主プロペラパルスと従ブ♂ベラパルス間の所望の位相変
換（移相） ＮＭＡＳＴ　　主プロペラ速度 ＮＳＬＡＶＥ　　　　従プロペラ速度 第６図のブロック１１から明らかなように、本発明は位
相謳差測定論理を含む。最初に、無制限位相誤差φ２ｏ
が、検知プロペラ位相関係（φＳ）、カウント及び位相
基準の関数として決定される。

それから位相誤差は、φ６ｕの値を制限することにより
制限される。

同期制御装置アブプデート（ｕｐ　　ｄａｔｅ）　　時
限の選択 同期制御装置論理を提供するのに使用される典型的なデ
イジタル制御はまたエンジン制御論理のような制御論理
を提供する。多くの検知した変数がエンジン制御論理内
に受け入れられなければならない。各々の検知した変数
を人力するのに必要な時限が決定され、そして各々の検
知した変数の連続測定間の最大許容時限が決定される。

これ等の測定値は逐次人力されるので、タイミングの優
先順位がまた決定される。一般的に、同期制御装置の測
定は最低優先順位を有し、従って連続位相測定間の最長
時限を有する。連続位相測定、従って同期制御装置の制
御論理の計算間の典型的時限は０．２秒である。

位相誤差φ８の範囲の選択 位相誤差φ８の所望の範囲は、同期制御装置の制御利得
及び同期制御装置の出力限界値に左右される。

同期制御装置の制御利得は速過度応答を生ずるためでき
るだけ高いのが望ましい、しかし乍ら、この利得は良い
動的安定性を生ずるため十分に低くなければならない。

同期制御装置の利得の選択は、プロペラ調節特性及び同
期制御装置アップデート　インターバル（　ｕｐ　　ｄ
ａｔｅ　　ｉｎｔｅｒｖａｌ）に左右される。従って、
同期制御装置の利得の選択は、特定の推進システム特性
に左右される。

同期制御装置の出力限界値は、機能不全により従プロペ
ラ（Ｓ）の速度の過大変化を生ずることがないように出
来るだけ小さく選択される。しかし乍ら、同期制御装置
の出力は、典型的な制御システム許容範囲及び大気妨害
に対し修正するのに十分なオーソリティを有していなけ
ればならない。

同期制御装置の出力限界値は、典型的にはプロペラ調節
速度の±１％乃至±２．５％の範囲である。

一旦同期制御装置の制御利得及び出力限界が決定される
と、所望の最大位相誤差（φ８最大）が決定できる。位
相誤差範囲は、最大位相誤差（φ６最大）×同期制御装
置比例利得（ｋｐ）が第７式に示したように同期制御装
置の出力限界値にほぼ等しい同期制御装置の出力を生ず
るように選択される。

φＥ最大Ｘｌ（ｐ一同期制御装置の出力限界φ８最大＝
同期制御装置の出力限界／ｋ．ｐ＝±１２／０．２＝±
６０゜ φ８最大一±８０゜が本実施例に使用されていることに
注目 位相測定不連続（性）をカウントするための範囲制限の
選択 φＣｏｕｎｔのためのカウンたは、第３式及び第５式に
示したように位相測定不連続（性）の数のアップ／ダウ
ン　カウンタである。カウンタ範囲は、必要な位相誤差
角度φｇをシンセサイズするのに十分大きくなければな
らない。

φ８−φ．＋３６０／Ｎｐφｃｏｕｎｔ−φＲｇＦ第８
式 φＲＥＦ””０、Ｎｐ＝６及びφ８−±３０の場合、φ
８のいかなる値に対してもφ８−±８０゜を生ずること
ができるφｃｏｕｎｔの最小値は、φｃｏｕｉｔ＝　２
である。これは次式で示される。

φ６−±３　０＋３　６　０／６　（２）−０−±３０
＋１２０＝９０゜乃至１５０° φＥ一±３０＋３６０／６　　（−２）−０＝±３０−
１２０＝−９０゜乃至−１５０＠第９式 従って、この実施例の位相カウント範囲限界は＋２カウ
ントとなるように選択される。

位相不連続（性）の選択 位相センサφ８は、３６０／Ｎｐに等しい位相不連続性
を有している。Ｎｐが６に等しい場合、φＳ不連続性は
６０゜である。φ８の不連続性検出の！つの方法は、φ
５の大きな変化が連続φＳ測定間に生じたときに決定す
ることである。現在検知した位相φ５と前に検知した位
相φ８，．との間の大きな差は、センサの不連続が生じ
たことを示す。

即ち、φ８−φｓｔ．＝６０゜が位相検知不連続である
。しかし乍ら、主プロペラと従プロペラとの間の速度差
は、位相センサの不連続性に関係のないような方法で位
相差、φＳ−φＭＬに影響を与える。

従って、位相測定論理は、φ９の不連続によって生じた
φＳ−φＩＩＬと、主プロペラ及び従プロペラ速度差に
よって生じたφＳ−φ１との間の差を識別できなければ
ならない。速度差によって生じた非あいまいな（　ｎｏ
ｎ−ａｍｂｉｇｕｏｕｓ　）理論的φ８−φ８，はφ５
の不連続の±５０％以下でなければならない（それは本
実施例では±３０％以下である、Ｎｐ−６）。φ８−φ
８Ｌが±３０待つ以上であれば、これはφ８不連続（性
）が生じたことを示し、そして±３０゜以下のφＳ一φ
れが速度差によって生ずる。しかし乍ら、実際の考察に
は、これ等の２つのφＢ−φＳＬ帯域にいくつかの離隔
距離を設けるべきである。従って、速度差によって生じ
たφ８−φ８Ｌに対する実際の限界は、検知した不連続
（性）の±４０％である。これは以下の第１０式に示し
たようにＮＤ＝６のとき±２４゜である。

φ８−φＳＬ＝３６０／Ｎｐの±４０％３６０／６ｘＯ
．４＝±２４゜ ０．２秒における±２４゜＝±１２０度／秒＝±２ＯＲ
ＰＭ ．゛．大きい速度差は±２ＯＲＰＭよりも大きい第１０
式 ラとの間の大きな速度差の結果に適応するように変更さ
れる。この速度差が連続φ８測定のφ５測定範囲の４０
％を超えるプロペラ位相差を生ずるとき、この速度差は
大きいと呼ばれる。従って、速度差は下記の第２式に示
したように大きいと定義される。

従ってセンサの不連続（Ｎｐ＝６のとき±３６゜）の６
０％を超え゛るφ８−φれの不連続は、位相誤差の不連
続が生じたことを示す。第９図に示した実施例では、±
３５″′を超える（ブロック１４及びブロック１５）φ
Ｓ−φＩＩＬは、位相誤差に不連続が生じたことを示す
。大きな速度差（位相不連続の４０％を超えるφ８−φ
８Ｌを生じる速度差）は、位相不連続数をカウントする
とき誤差を生ずる。従って、φ８の非あいまいな（　ｎ
ｏｎ−ａｍｂｉｇｕｏｕｓ　）計算を保証するため検出
され、そして論理に含まれなければならない。位相誤差
測定論理（第６図の参照番号１２）は、主プロペラと従
プロペＤ　ＮＭＳ　＝　２　４　／Ｎ　ｐ　Ｘ　Ｄ　Ｔ
第！ｌ式 この場合ＤＮＭＳ Ｎｐ ＤＴ は大きいと定義されている 主プロペラと従プロペラ間の ＲＰＭの速度差である はプロペラ１回転当たりのパ ルス数 は専属φＳセンサ位相測定間 の秒の時限（　ｔｉｍｅ　　ｉｎｔｅｒｖａｌ）である 第６図の参照番号１２における位相誤差測定論理の説明
は、第８図に示したように大きな速度差の論理を含むよ
うに変更される。この変更は、主プロペラ速度マイナス
従プロペラ速度が第８図の参照番号Ｉ６に示したように
規定の大きな速度差ＤＮＭＳよりも大きいときは何時で
も最大φｃｏｕｎｔプラス１に等しい設定φｃｏｕｎｔ
より成っている。

この変更はまた、主プロペラ速度マイナス従プロペラ速
度が参照番号Ｉ７で示したように規定の大きな速度差（
−ＤＮＭＳ）以下であるときは何時でも最小φｃｏｕｎ
ｔマイナスＩに等しい設定φｃｏｕｎｔより成っている
。最大φｃｏｕｎｔプラス１のφｃｏｕｎｔを有してい
る論理は、次の位相誤差測定論理が常に位相誤差測定の
ため最大値を生ずることを保証する。また、最小φｃｏ
ｕｎｔマイナスｌのφｃｏｕｎｔを有している論理は、
次の論理が常に位相誤差測定のため最小値を生ずること
を保証する。

プロペラ１回転当たりのパルス数（Ｎｐ）が６であり、
モしてφ８センサアップデート　インターバル（ＤＴ）
が０．２秒である場合の実施例を考えてみよう。従って
第１１式の使用は、２０ＲＰＭを超える速度差ＤＮＭＳ
は大きいと規定されることを示している。第９図は、第
６図の一般的条件のとき説明した位相誤差論理を達成す
るためのこの特定の実施例に対する位相論理を示してい
る。第１Ｏ図は、第８図の参照番号ｌ６及び！７で一般
的条件のとき説明したような位相論理変更の実施例を示
している。第９図及び第１Ｏ図に使用されている記号は
第ｉ表に規定されている。第９図は、規定の大きな速度
差ＤＮＭＳとしてＩ８ＲＰＭを利用している。第９図の
論理プラス第１Ｏ図の論理が、本実施例の位相誤差測定
論理に対する完全な論理セットを提供する。「位相論理
または位相ロジック開始−１ブロック１３と決定ブロッ
クｌ４との間のロケーションの第！０図の論理は第９図
の論理内に埋め込まれている。０．２秒アップデートイ
ンターバルのときの速度差±１８ＲＰＭはφ８−φｓＬ
＝±２１．６゜、あるいは位相センサの不連続の３６％
を生ずることに注目。この論理は、主プロペラと従プロ
ペラとのプロペラ速度間のいかなる速度差に対しても非
あいまいな（ｎｏｎ−ａａ＋ｂｉｇｕｏｕｓ　）値φＥ
を提供する。

同期制御装置のシュミレーション及び改善した測定によ
る制御 位相測定制御はディジタル制御で簡単に実施できる。し
かし乍ら、他の実施手段も可能である。

この同期制御装置における位相測定技法は、ｌ列当たり
６ブレード有している反対方向回転プロペラファン”（
ＣＲＰ）のシンクロフェージングを実物で立証するため
動的シュミレーション模型に作られた。このＣＲＰは各
々のプロペラファン列の速度を１２３５ＲＰＭに維持す
るため独立の速度がバナーを有している。このプロペラ
ファンの後列が「主プロペラ」であり、そして前列が「
従プロペラ」であるように選択された。第７図に示した
ようにこの同期制御装置デモンストレーション模型は、
本技術の同期制御装置の制御法１１１を利用している。

本開示に記載した位相測定論理は、第１Ｏ図に示したよ
うに変更して第９図に示したように模型に作られた。典
型的な同期制御装置のφＥの範囲の最適値は、約［φｘ
Ｘｋｐ＝ｓＹＮＣ　　ＯＵＴ　　ＬＩＭＩＴＳ］出射面
ある、第７式参照。このシュミレーシａン実施例では、
最適φ８の範囲は−８０゜乃至＋８０”である：従って
φｃｏｕｎｔの必要な範囲は−２から＋２である。第９
図に示したφＥ及びφｃｏｕｎｔの範囲は他の同期制御
装置に対して所望のように調整できると理解されるべき
である。このシュミレーション模型の位相測定及び同期
制御装置の制御法則は、０．２秒毎に！回計算される。

　動的シュミレーション模型の機能性結果が第１１図乃
至第１４図に示されている。各々の図はプロットした８
つの変数対時間より成っている。これ等の８つのプロッ
トした変数の各々に対する記号及びテキストに使用した
記号との関係の説明が第２表に提供されている。

第２表 シュミレーション模型でプロットした変数の記号の定義 ＰＩ｛ＳＥＮＳＥ　　　位相センサ測定値（テキストの
φｓ）ＰＨ　ＣＯＵＮＴ　　位相不連続（性）のカウン
ト（テキストのφｃｏｕｎｔ　） ＰＨＳＥＮ　ＴＯＴＡＬ全位相測定値（テキストのφＴ
ＯＴＡＬ　）Ｐｌ’ｌ　ＴＯＴＡＬ　　実際全位相 ＰＯＶＥＲ　　　　プロペラファンに伝えられるエンジ
ンパワー ＮＭ−ＮＳ　　　　主プロペラ速度マイナス従プロペラ
速度 ＰＨ　ＥＲＲＯＲ　　位相誤差測定値（テキストのφＥ
）ＳＹＮＣ　ＯＵＴ　　　同期制御装置出力、これは従
プロペラ速度ガバナーの速度基準に 対するバイアスである。

第１１図及び第■２図はシンクロフェージングの開始を
示している。初期従プロペラ速度は０．２５％（３１Ｐ
Ｍ）、主プロペラ速度よりも少ない、これが典型的な初
期速度差である。同期制御装置の作動（　ｔｕｒｎ−ｏ
ｎ）が時間＝ｌ．０秒で起こる。同期制御装置が作動し
たときの位相誤差は、それぞれ第１１図及び第１２図に
おいて＋２９゜であり、これが６ブレードブロペラに対
する本質的に最大位相誤差である。これ等の図は、同期
制御装置の作動が（位相誤差を最小にするため）同期制
御装置が作動した直後に開始し、そして主プロペラ・フ
ァンブレードに対して最も近い従プロペラ・ファンブレ
ードをシンクロフェーズすることを示している。位相誤
差は作動後５秒で１０”以内である。第１！図は、ＰＨ
ＳＥＮＳＥが測定不連続（性）の領域を通過することを
示しているが、しかしＰＨＳＥＮ　　ＴＯＴＡＬ，ＰＨ
　　［１１ＲＯＲ及びＳＹＮＣ　　ＯＵＴＩ．：．すべ
ては、この不連続（性）が同期制御装置性能に悪影響を
与えないことを示している。

第１３図は、比較的大きな初期速度差が同期制御装置の
制御法則にあいまい性（　ａｍｂｉｇｕｉｔｙ）を生じ
ないことを示している。従プロペラ・ファン定常状態速
度は最初に１８ＲＰＭ（１．５％）、主プロペラ速度よ
りも少ない。同期制御装置の作動は時間−１０秒で起こ
る。ＳＹＮＣ　　ＯＵＴオーソリティ限′界である）。

従プロペラ速度は増加するＲＰＭだけに応答するが、主
プロペラ速度よりも６　ＲＰ　Ｍ少ないままである。従
プロペラ・ファンは「スリップ」しつづける、モしてＰ
　｝［　ＳＥＮＳＥは繰り返し不連続を通過する。ＰＨ
　　ＥＲＲＯＲにはあいまい性はない；そしてＳＹＮＣ
ＯＵＴは一貫して従プロペラ速度を増加しようとする。

第１４図は、主プロペラ・ファンが別のエンジンから駆
動され、そして主プロペラ速度が一定であるときのシン
クロフェージング１を示している。

このシュミレーション模型の従プロペラ・ファンは反対
方向に回転するプロペラ（ＣＲＰ）前方列である。この
ＣＲＰは、従プロペラ過度速度により同期制御装置の出
力限界値を超える量を減少せしめる減少パワー過度妨害
（　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ−ｐｏｗｅｒ　ｔｒａｎｓｉｅ
ｎＬ　ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）を有している。第１４
図は、ＳＹＮＣ　　ＯＵＴが従プロペラ・ファン速度を
増加しようとして＋ｌ　２ＲＰＭ　（これがＳＹＮＣＯ
ＵＴオーソリティ限界である）となることを示している
。ＰＨ　　ＳＥＮＳＥは多くの位相の不連続を通過する
が、しかしこれ等の不連続はＰＨＥＲＲＯＲは＋８０゜
にあり、従プロペラ速度の増加を正しく制御する。Ｉ）
　Ｈ　　Ｓ　Ｅ　Ｎ　Ｓ　Ｅは、時間−４．７及び６．
１秒において不連続を示しており、それはＰＨ　　ＣＯ
ＵＮＴによりカウントされないことに注目。パワー過度
現象（　ｐｏｗｅｒ　　ｔｒａｎ−ｓｉｅｎｔ）が完了
した後、ＰＨＥがゼロ・誤差に接近するが、ＰＨ　　Ｔ
ＯＴＡＬは１２０゜に接近する。これは、同期制御装置
がこのパワー過度現象中に「スリップした」２つのブレ
ードを有し、しかしあいまい性（　ａｍｂｉｇｕｉｔｙ
）なくシンクロフエージングを回復することを示してい
る。全過度現象中の大きな位相誤差は正常であり、同期
制御装置の制御法１１１にいて出力限界値を制限した結
果である。スリップは過度妨害後、シンクロフエージン
グを回復する時間を最小にするので、大きな過度現象中
の「スリップ」は望ましい。

本発明はその最も良いモードの実施態様に関して図示し
、説明したけれども、その形式及び詳細の上記及び種々
の他の変更、省略、削除が本発明の精神及び範囲から逸
脱することなく行うことができると当業者により理解さ
れるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は同期制御装置に情報を提供するのに使用される
測定のタイミング線図を示している。 第２図は実際位相と比較したときの検知した位相（φＳ
）を示している。 第３図はプロペラ間の検知した位相測定値（φ５）対実
際位相のプロットを示している。 ！ｊ！．４図は測定した位相対実際位相のプロットであ
る。 第５図は位相カウント制限及び位相誤差マグニチュード
制限を有する泣相誤差測定を示している。 第６図は従来技術のφ６の位相測定と、本発明の改善し
た位相誤差測定との比較を示している。 第７図は本発明で開示したシュミレーション模型に使用
されたような典型的な同期制御装置の制御法

【【Ｉ１を
説明している。 ′：５８図は大きな速度差に適応した位相誤差測定を示
している。 第９図は本発明の位相論理流れ線図を示している。 第１０図は第９図に示したようなブロックｌ３と１４と
の間に使用される追加の位相論理を示している。 第１１図及び第１２図はこのバラグラフによるシンクロ
フェージングの初期設定を示しているシュミレータデー
タを提供している。 第１３図は同期制御装置の比較的大きな初期速度差の作
用を示している。 第１４図はＰＨ　　ＳＥＮＳＥが多くの位相不連続（性
）を通過するときのＰＨ　　ＳＥＮＳＥの作用及びＰ　
Ｈ　　Ｅ　ＲＲ　Ｏ　Ｒに影響のないことを示している
。 ＦＩＧ．１ （●） Ｘ　＜ｆｆｉ相 ＦＩＧ．２ 秋主＜１ｌ山わ生二二８０ Ｎｐ　．−　６ ６ 屠±８０＋ Φωυ〜丁 ΦＥ ±２ ±８０． 】（　　１Δ　４目 ＦＩＧ．５ φＣＯＬＪＮＴ　−４　−３　−２ −１ Ｏ ２ ３ ４ ５ ６ ７ Φ″ｒｏＴＡｌ−　Ｑｓ　＋　，．　ＸΦＣＯＬＩ｝Ｊ
Ｔ＠　Ｎｐ　−　６，Φ　　２０５　＋　６０ΦＦＩＧ
．３ （０） ）〔イｚ２ニ「Σゴ １１　０）イｉｌｌコレ噸艷ｊえ“Δ疋Φ ？｛ミ，！２■−ｑ　のくｉｌｈ差４１′１足■Ｅｖ算
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Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）航空機上の主プロペラと従プロペラとの間の位相
   差を測定して主従のプロペラの回転を制御する同期制御
   装置において、 位相測定値における位相の不連続変化の発生を検出して
   、位相の不連続変化の発生回数を計数する手段と； 前記位相変化の計数値に３６０゜を乗算し、その乗算結
   果をプロペラ１回転当たりのパルス数で除算して、位相
   の不連続変化量を算出するする手段と、 主プロペラパルスと従プロペラパルスとの間の位相差を
   検出する手段と； 主プロペラパルスと従プロペラパルスとの間の位相差と
   、不連続変化量を加算して、主プロペラと従プロペラ間
   における主従のプロペラ間の全位相変化量を算出する手
   段とより構成し、前記全位相変化量に基づいて主従のプ
   ロペラの回転を制御することを特徴とするプロペラの同
   期制御装置。
2. （２）前記主プロペラと従プロペラの回転位相間の所望
   の位相変化量を前記位相の不連続変化の計数値に加算す
   る手段を有する請求項第１項に記載の装置。
3. （３）前記位相変化量の値が、所定範囲に制限される請
   求項第１項に記載の装置。
4. （４）前記所定範囲が同期制御装置の制御利得及び同期
   制御装置の設定出力限界値に一致する請求項第３項に記
   載の装置。
5. （５）前記所定範囲の限界値が積分量である請求項第３
   項に記載の装置。
6. （６）前記所定範囲の限界値、検出位相差の制限値を超
   える量に設定される請求項第３項に記載の装置。
7. （７）位相の不連続変化の計数手段が、前記位相が減少
   方向に変化するとき前記計数値に１を加え、前記位相の
   不連続変化の計数手段が増加する方向に変化する場合に
   は前記計数値より１を除算する請求項第１項に記載の装
   置。
8. （８）前記主プロペラの回転速度が所定の量以上前記従
   プロペラの回転速度を超えている場合には、前記計数値
   に回転速度差を加算する請求項第３項に記載の装置。
9. （９）主プロペラの回転速度が１８ＲＰＭ以上従プロペ
   ラの回転速度を上回る場合にも、前記計数値がそれに加
   わった追加の量を有している請求項第８項に記載の装置
   。