JPH0348359B2

JPH0348359B2 -

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Publication number: JPH0348359B2
Application number: JP57022175A
Authority: JP
Inventors: Efu Sutokusu Richaado; Deii Teimu Jeimuzu; Aaru Rakuroikusu Sutefuan; Aaru Adamusu Miruton
Original assignee: Garrett Corp
Current assignee: Garrett Corp
Priority date: 1981-02-19
Filing date: 1982-02-16
Publication date: 1991-07-24
Also published as: EP0059061A2; EP0059061B2; DE3278372D1; US4380893A; EP0059061A3; EP0059061B1; JPS57153995A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はコンプレツサから放出された流体の流
量を調整する方法および装置、特にコンプレツサ
から確実に一定した最小流量の流体を供給し航空
機の空気圧で作動される付属装置等を駆動する電
子制御機構を具備した、流体の流量を調整する方
法および装置に関する。

（従来の技術）ガスタービンエンジンは推力機能を果たす他
に、機械的ないしは空気圧による動力を航空機の
各種の付属装置に供給する動力供給装置として使
用される場合が多い。圧縮空気は通常動力供給装
置のコンプレツサ部からの圧縮空気を主ダクト、
サージング防止用のダクトを介して付属装置の入
口部に供給されている。動力供給装置のコンプレ
ツサ部から付属装置へ供給された圧縮空気により
サージング現象を生じることを防止するために
は、主ダクトに流れる流体を所定の最小量の流量
に維持する必要がある。

一方、動力供給装置のコンプレツサ部から付属
装置へ供給される圧縮空気は変動幅が大きいから
サージング防止用のダクト内に設けられた調整弁
を介し所望量に自動制御する必要がある。

付属装置への流体の要求量の減少に応じかつコ
ンプレツサからの流体の流量をサージングを生ず
る量より多量に維持するため、付属装置のダクト
を流れる流体流量が付属装置の弁を閉じることに
より減少されるに応じコンプレツサからの圧縮空
気を別の出口流路を介し分流すべく、通常サージ
ング防止用のダクトが主ダクトに付設されてい
る。サージング用のダクトを流れる流量はこのダ
クトに設けられた調整弁を介し調整される。

従来の圧縮空気制御機構には、主ダクトの流体
流量と所定の流体流量値との差に応じ調整弁を比
例して動作させるダイヤフラム制御の機械式装置
が採用されている。すなわち主ダクトにおける流
体の流量が所定値から外れ始めると、誤差信号が
発生され圧縮空気制御機構を介し調整弁が誤差信
号の大きさに正比例して調整される。

（本発明が解決しようとする問題）しかしながらこのような従来の制御構成では、
サージング防止用の調整弁はコンプレツサのサー
ジング現象を防止するために必要な最小流量（サ
ージング現象が生じる流体流量に好適な安全率を
見込んで増量した流体流量）より大巾に多いコン
プレツサの最大出力状態で解放せねばならない。
即ち所定の関数を用いた特性図で表したとき調整
弁の動作線がコンプレツサのサージングを防止す
る流体流量を示す線に対し傾斜するような、比例
動作特有の特性を持つためサージング防止用の調
整弁を早期に解放しなければならないので、調整
弁の全開の際相当の量の圧縮空気が大気へ放出さ
れる。このため動力供給装置の燃料消費量が高く
なり、且多量の放出空気により騒音が生じ、動力
供給装置の最大動力が減少し、かつ付属装置に供
給しうる最大圧力が低減される欠点があつた。

本発明の一目的は従来の制御機構の欠点を除去
し得る制御方法並びに制御機構を提供することに
ある。

（問題点を解決するための手段）本発明によれば、コンプレツサの出口部と流体
の要求量が可変の流体圧作動装置の入口部との間
に連結されている流体流動用のダクトを実際に流
れる流体流量と所定の流体流量との差に比例する
振幅を有した第１の制御信号を発生する第１の信
号発生工程と、前記の流体流量差の振幅の積分し
た振幅を持つ第２の制御信号を発生する第２の信
号発生工程と、前記第１および第２の制御信号を
同時に用いて前記ダクトのサージング防止用の流
路内に設けられる調整弁を調整する調整工程とを
包有し、第１および第２の信号発生工程には、流
量差を表す振幅を持つ誤差信号を発生する誤差信
号発生工程と、比例制御装置および前記積分制御
装置に対し前記誤差信号を与える工程とが含ま
れ、調整工程には、第１および第２の制御信号を
重畳して比例・積分制御信号を発生する工程と、
調整弁に対し配置した調整モータへ前記比例・積
分制御信号を送る工程とが含まれ、且つ誤差信号
発生工程には、ダクト内のパラメータ値（P_t−
P_s）／P_t（P_tが前記ダクト内の全圧力、P_sが前記
ダクト内の静圧）を検出するパラメータ検出工程
と、前記パラメータの前記検出値を表す信号を比
較器の入力部へ送るパラメータ送出工程とが包有
されてなる前記流体圧作動装置の流体の要求量の
変化に対し独立して前記ダクトに実質的に一定し
た所定の最小流量の流体を与えるべく前記サージ
ング防止用の調整弁を制御する方法により上記目
的が達成される。

（作用）しかして本発明によれば、サージング防止用の
調整弁を積分並びに比例制御することにより、所
定の関数をもつて特性を表したとき調整弁の制御
線とコンプレツサにサージングを生ずる値を示す
線とが実質的に平行となるので、コンプレツサか
らの流体流量がサージングを生ずる流体流量より
極めて僅少に多い流体流量になるまで調整弁の開
放動作の開始時点を遅延することができる。本発
明により調整弁の制御構成が大巾に改善され、空
気放出流量はサージングを防止するに要する最小
の流体流量に、好適な安全率を見込んだ流体流量
を増量するだけで良かつ調整弁の全位置において
ほぼ一定にし得る。

本発明の好ましい実施例によれば、電子制御機
構が空気圧作動されかつ所望の圧縮空気量が変化
する付属装置に圧縮空気を供給するガスタービン
エンジンの動力供給装置と連係して使用される。
動力供給装置のロードコンプレツサには調整可能
な入口案内羽根が具備されている。又ロードコン
プレツサには主ダクト含浸連結され、主ダクトに
は更に付属装置に連結される分流用のダクトと、
付属装置の圧縮空気要求量が減少するとき、圧縮
空気を大気中に放出するダクト（サージング防止
用の調整弁を含む）とを有することになる。

この場合、電子制御機構は主ダクトの流体流量
に関する流量パラメータ（P_t−P_s）／P_t（ここに
はP_tは主ダクト内の全圧力、P_sは主ダクト内の静
圧）を検出する流量センサ部を備えている。電子
制御機構には又流量パラメータの検出値と所望値
とを比較しその差を表す誤差信号を発生する装置
が設けられる。誤差信号は比例制御部と積分制御
部に同時に送られ、該比例および積分制御部から
の各出力信号が加算器で加算されて制御信号が得
られる。この制御信号を用いてサージング防止用
の調整弁が効果的に調整され得る。

更にロードコンプレツサ入口部の案内羽根位置
の函数として流量パラメータの所望値（設定値）
を自動的に設定する装置が設けられている。案内
羽根位置と設定値を連係させて流量パラメータ
（P_t−P_s）／P_tを用いると、電子制御機構が最適
に制御され、流体温度および外気温度によりコン
プレツサの動作が変動しても所定の関数をもつて
特性を示す場合サージング防止用の調整弁の制御
線とコンプレツサのサージングを防止するに要す
る最小の流体流量を示す線とが実質的に平行にな
るようにすることができる。

（実施例）第１図に、ガスタービンエンジンにおける本発
明による補助装置への動力供給装置１０を示す。
かかる動力供給装置１０は通常機械的動力をゼネ
レータ１２のような被動の付属装置へ供給し、同
時に航空機の機内空気制御機構１４のような付属
機構あるいはエヤタービンモータ等の他の空気圧
作動装置への圧縮空気の供給時に使用される。

動力供給装置１０の左端部には、歯車箱（第１
図には図示せず）を介し動力シヤフト１６がゼネ
レータ１２に連結されている。また動力シヤフト
１６にはその左側から順次遠心ロードコンプレツ
サ１８、第１および第２の遠心出力コンプレツサ
２０，２２が固設され、一方右端部には第１、第
２および第３の出力タービン２４，２６，２８が
固設されている。

動力供給装置１０が作動すると、外気３０が第
１の出力コンプレツサ２０の入口部に導入され、
圧縮空気はダクト３２を通り第２の出力コンプレ
ツサ２２の入口部に導入され更に圧縮される。第
２のコンプレツサから圧縮空気がダクト３４を経
て燃焼器３６へ送られ燃料３８と混合されて混合
気が作られる。この混合気は燃焼器３６内で連続
的に燃焼される。燃焼器３６からの膨張されたガ
ス４０が動力シヤフト１６の軸方向に沿つて出力
タービン２４，２６，２８へと供給されて、動力
シヤフト１６が回転される。最終的に出力タービ
ン２８から排気ガスが放出流路４２を経て大気へ
と放出される。

シヤフト１６が回転することによりゼネレータ
１２（又は他の機械的に駆動される付属装置）が
回転され同時にロードコンプレツサ１８も駆動さ
れる。ロードコンプレツサ１８は圧縮空気を機内
空気制御機構１４へ供給する。又外気４４が一組
の調整可能な入口案内羽根４６を通りロードコン
プレツサ１８の入口部に導入される。ロードコン
プレツサ１８から流出される圧縮空気は主ダクト
４８およびダクト５０を経て機内空気制御機構１
４へ送られる。ダクト５０はロードコンプレツサ
１８からの最大圧縮空気出力量を機内空気制御機
構１４へ供給可能に形成されている。

ロードコンプレツサ１８から機内空気制御機構
１４へ供給される圧縮空気はダクト５０内に配設
される調整弁５２により調整され得、調整弁５２
自体は機内空気制御機構１４と調整弁５２との間
に配設される流量制御装置５４により制御され得
る。機内空気制御機構１４における圧縮空気の要
求量が増加すると、流量制御装置５４を介し調整
弁５２が全開位置にされる。逆に機内空気制御機
構１４における圧縮空気の要求量が低下すると、
流量制御装置５４を介し調整弁５２が全閉位置に
される。

一方通常のロードコンプレツサ１８はガスター
ビンエンジンに定格負荷が加わつた時効率が最大
となるよう設計されているので、流量が所定値以
下になるとロードコンプレツサ１８においてサー
ジング現象（ロードコンプレツサ１８の羽根の矢
速）を来たし易くなり、これを防止するためには
ロードコンプレツサにおいて所定の最低流量を維
持する必要がある。機内空気制御機構１４の圧縮
空気の要求量は変化するので、ダクト５０を流れ
る流量がロードコンプレツサ１８のサージング現
象を防止するための所定の最低流量以下になるよ
うな場合、主ダクト４８を流れる流体を分流する
別の出力流路が必要となる（すなわちダクト５０
の他に別のダクトを付設する必要がある）。換言
すれば調整弁５２によりダクト５０への流量が制
限され、ロードコンプレツサ１８に対しサージン
グ現象を防止するに必要な最低流量以下になる場
合、主ダクト４８から別途の出力流路に更に流体
を分流しなければならない。

このためサージング防止用のダクト５６が主ダ
クト４８から分岐され放出流路４２に連通されて
いる。この場合ダクト５０と同様に、調整弁５２
が全開にされロードコンプレツサ１８からの放出
流量がすべてダクト５６を通り放出流路４２へ放
出され得るようにダクト５６は形成される。

ダクト５６を流れる圧縮空気の流量はダクト５
６に付設された調整弁５８により調整される。調
整弁５８自体は、第２の出力コンプレツサ２２か
ら供給される圧縮空気６２を動力として駆動され
るトルクモータ６０を介し調整されている。

本発明の一特徴は機内空気制御機構１４の圧縮
空気の要求量に応じ調整弁５８を制御することに
ある。ここで本発明の理解を早めるため、第１図
に沿つて従来の調整構成を含めて後述するに、調
整弁５８を制御する従来の方法においては、機械
的制御機構を用いて主ダクト４８内の圧力（又は
主ダクト４８を流れる全流量に関する他のパラメ
ータ）を検出し、かかる検出パラメータと所望値
との差を示す誤差信号を発生する。この誤差信号
を用いて調整弁を比例制御し主ダクト４８内の流
量を所定の最低流量に維持してロードコンプレツ
サのサージング現象を防止している。この場合、
周知の機械的制御機構により、単純に誤差信号の
強さに比例する量だけ調整弁が調整されることに
なるが、このような比例制御には欠点がある。以
下従来の方法を第２図に沿つて説明する。

第２図の点Ｄは入口案内羽根が所定の位置にあ
り、主ダクト４８にロードコンプレツサ１８から
最大流量の流体が流出せしめられ、この場合調整
弁５８が全閉かつ調整弁５２が全開にされている
ことを示す。点Ｄの左側の垂直に延びる点線６４
はロードコンプレツサ１８にサージングを生ずる
位置を示しており、従つて点線６４の左側の領域
ではロードコンプレツサ１８にサージング現象が
生じる。

従来の調整弁５８を比例制御する場合その制御
線（第２図の点線６６）は垂直線に対し傾斜せし
められ、これは比例制御特有のものである。この
ため調整弁が開かれダクト５６に最大流量の流体
が流れる時ロードコンプレツサの流出させる流体
の流量は（５乃至15％増加させ好適な安全を見込
んで）サージングを抑止する最低流量より確実に
幾分高目に設定する（すなわち点Ｃでありこの場
合調整弁は従来の構成によれば全開位置より幾分
閉じられる）必要があり、この場合サージング防
止用の調整弁を点Ｃの充分右側の点Ｂで頭初開放
しなければならない。調整弁が点Ｂの位置で開放
されると、サージングを防止するよう過剰の流体
が大気に放出され点Ｃに至る。この場合のサージ
ングを防止するため過剰に流出される流体は第２
図の点線６４，６６間の斜線領域で示されているしかして従来の比較制御により調整弁を調整し
てサージングを防ぐ場合、一部上述した如く、大
量の流体を必要とするので、動力供給装置１０の
燃料消費量が上昇し、機内空気制御機構１４への
放出流圧を充分高く取れず、延いては動力供給装
置１０の最大出力が低下する欠点があつた。

これに対し本発明による第１図に示した電子制
御機構６８を用いることにより、上述の従来の構
成の欠点を低廉な構成をもつて除去でき、ダクト
のサージング防止用の流路内に設けられた調整弁
の調整を中心とする調整工程が実現される。これ
を詳述するに、本発明の電子制御機構６８によれ
ば、サージング防止用調整弁が第２図のサージン
グを生ずる位置を示す点線６４とほぼ平行かつ前
記の点線６４の僅か右側において点Ｃを通るよう
な制御線７０（第２図参照）に沿つて作動され得
る。本発明による場合、制御線７０がこのように
従来の制御線６６と異ならしめることができ、調
整弁の頭初の開放位置Ｄも点Ｃと同様前記の点線
の僅かに右側に位置する。このため調整弁５２が
閉じ始め最大流量の流体が減少する（即ち点Ａか
ら左側へ移動する）に応じ、調整弁の頭初の開放
動作も遅延し得ることになる。即ち電子制御機構
６８を用いることにより調整弁の制御線を（従来
の構成の制御線６６より）時計方向に変位せしめ
得るので、線６６，７０間の領域で示される過剰
の流体の放出が除去されることは第２図より容易
に理解されよう。一方過剰の流体を放出領域とし
て線６４，７０間の斜線部分が依然残されるが、
これは動力供給装置１０の作動中所定の安全率を
維持するとき必要最低限の領域である。

さて電子制御機構６８を第１図、第３図および
第４図に沿つて詳述する。電子制御機構６８にお
いては流量センサ７２が主ダクト４８内に配設さ
れ、前記流量センサ７２には全圧力変換器７４と
差圧変換器７６とを具備している。主ダクト４８
内に突出する静圧プローブ７８は差圧変換器７６
の静圧入力部に連結される。又主ダクト４８内に
突入する全圧力プローブ８０は全圧力変換器７４
の入力部および差圧変換器７６の全圧力入力部に
連結されている。全圧力、差圧変換器７４，７６
からの各電気出力信号８２，８４が組み合わせら
れて流量センサ７２から電気出力信号が出力され
る。前記電気出力信号８２は全圧力（P_t）を、電
気出力信号８４は主ダクト４８内の全圧力と静圧
との差（P_t−P_s）を夫々示している。

全圧力、差圧変換器の電気出力信号８２，８４
が電子制御部８６へ送られると、電子制御部８６
からは電気制御信号８８が調整モータとしてのト
ルクモータ６０へ供給され出力コンプレツサ２２
からの圧縮空気量が変化せしめられて常開の調整
弁５８が駆動され第２図の制御線７０のような極
めて好ましい特性が与えられる。

又第１図および第４図に示す電気入力信号９
０，９２，９４，９６が電子制御部８６に入力さ
れ得、以下に説明するような構成で電子制御部８
６の動作が設定される。即ち入口案内羽根４６の
位置を検出する位置センサ９８から電気入力信号
９０が電子制御部８６へ送られ、この電気入力信
号９０は入口案内羽根４６の実際の位置（即ち開
放角）を表わしている。一方電気入力信号９２は
手動で発生され、電子制御部８６をリセツトして
機内空気制御機構の圧縮空気の要求量を零（アイ
ドリング状態）にし同時に入口案内羽根が図示し
てない好適な手段を介し閉じられる。又電気入力
信号９４も手動で発生され、電子制御部８６を機
内空気制御機構に対して最少の要求量を与える状
態に設定し入口案内羽根が所定の最小の開放位置
にされる。電気入力信号９６はロードコンプレツ
サの入口部内の圧力を検出する圧力センサ（図示
せず）から供給される。

さて第４図を参照するに、電子制御部８６には
除算器１００が包有されており、除算器１００は
圧力変換器からの電気出力信号８２，８４を入力
し信号１０２を発生する。信号１０２は電子制御
機構６８において検出した制御パラメータ（P_t−
P_s）／P_tを表わしている。

この場合電気入力信号９０，９４，９６が組合
わせられて制御パラメータ（P_t−P_s）／P_tの所望
値（又は設定点）が決められることは理解されよ
う。入口案内羽根４６の位置を検出する位置セン
サ９８から出力された電気入力信号９０を用い
て、入口案内羽根４６の角位置の関数として前記
設定点が調整される。この調整は、関数発生器１
０４に前記の電気入力信号９０が入力されて第４
図中のほぼ線形に増加する線１０８によつて表わ
される出力信号１０６を発生することにより行な
われる。

制御パラメータ（P_t−P_s）／P_tを用い入口案内
羽根の位置の変化に応じて設定点を自動的に調整
することにより、入口案内羽根の位置および外気
温度に関係なくロードコンプレツサのサージング
を抑止する流量と機内空気制御機構の最大要求流
量との間でロードコンプレツサの一定かつ最小の
放出流体の流量が電子制御機構により維持される
ことは理解されよう。

機内空気制御機構に対し手動により圧縮空気の
最小の要求量を表わす電気入力信号９４が信号発
生器１１０に与えられると、信号発生器１１０が
振幅の一定な信号１１２を出力する。

比較器１１４にロードコンプレツサの入口部圧
力を表わす電気入力信号９６および大気圧（海面
における）を表わす一定した振幅の基準信号１１
６が入力されると、比較器１１４から乗算器１１
８を介し信号９６，１１６間の振幅の差すなわち
動力供給装置１０の実際の高度に比例する信号１
２０を発生する。

一方３制御信号１０６，１１２，１２０および
（主ダクト４８内の流量パラメータ（P_t−P_s）／
P_tの実際値を表わす）信号１０２が比較器１２２
に入力されると、比較器１２２は誤差信号１２６
を発生する。誤差信号１２６の振幅は流量制御パ
ラメータの実際値と所望値との差、すなわち信号
１０６，１１２，１２０の和を示している。ダイ
ナミツク補償器１２４により周知の如く誤差信号
１２６が適宜進相ないしは遅相せしめられ、これ
により誤差信号の状態に影響を与えることなく過
渡応答特性が改善される。

主ダクト４８の流量パラメータ（P_t−P_s）／P_t
の設定値が電子制御機構６８を介し３状態に、す
なわち(1)入力案内羽根の開度が次第に大きくなる
よう開放する、(2)機内空気制御機構の最小の要求
量を選択する、ないしは(3)動力供給装置１０の高
度が上昇する、ことにより増加されることは第４
図から理解されよう。逆に設定値は信号１０６，
１１２，１２０のいずれかの振幅を低下させるこ
とにより減少されうる。

誤差信号１２６は比例制御部１２８および積分
制御部１３０に同時に与えられる。比例および積
分制御部１２８，１３０は夫々制御信号１３２，
１３４を出力しこれが加算器１３６に入力され
る。出力信号１３２の振幅は誤差信号１２６の振
幅の所定に倍数されており、一方出力信号１３４
の振幅は誤差信号１２６の振幅を積分したものと
なつている。

加算器１３６により信号１３２，１３４が加算
されて制御信号８８が得られる。制御信号８８は
トルクモータ６０（第１図参照）を制御してサー
ジング防止用の調整弁５８を調整するために使用
される。電子制御部８６からの出力信号８８の振
幅は誤差信号１２６の時間を関数として誤差信号
１２６の振幅に対し線形に増加するものであり、
時間ｔで積分成分および比例成分Ｐを有するこ
とは第５図から理解されよう。このためダクト５
６からサージングを防止するため放出される流体
流量が比例成分および積分成分に関するパラメー
タ（P_t−P_s）／P_tと設定値との差に相応すること
になる。

比例制御部１２８および積分制御部１３０を介
し比例・積分制御が与えられるので、最終的な信
号である制御信号８８により上述した従来の装置
において生ずるような過剰の流体放出を充分抑止
した特性を得ることができる。

特に、弁を制御する信号８８の積分成分（す
なわち出力信号１３４）を用いるので、制御線７
０（第２図参照）が理想的な位置となり、第２図
の線６６，７０間で示されるサージング防止のた
めの過剰の流体放出を防ぐことができることが判
明している。また制御線７０とサージングを生ず
る位置を示す線６４とをほぼ平行にし得るので、
ロードコンプレツサの最大流量が減少し始める時
上述したように従来の比例制御の場合より調整弁
の頭初の開放動作時点を大巾に遅延できる。

要約するに、従来のサージング防止用の調整弁
制御機構の場合サージング防止に要する流体の最
小流量（線６６によつて示す）が変化するが、本
発明による図示の電子制御機構６８によればサー
ジング防止に要する流体の最小流量（線７０によ
つて示す）を一定したものにできる。電子制御機
構６８の制御が大巾に改善されている場合、調整
弁５８が頭初開放されると、主ダクト４８を流れ
る流量は調整弁が更に開放されてもほぼ一定に保
持される。

再び第４図を参照するに、比例および積分制御
部１２８，１３０に入力される誤差信号１２６は
又キツク制御部１３８にも印加される。誤差信号
１２６が所定の最大レベルに達する（実際の流量
パラメータ（P_t−P_s）／P_tの値と設定値との差が
所定の最大値となつている）と、キツク制御部１
３８により一定振幅の出力信号１４０がORゲー
ト回路１４２へ送られる。ORゲート回路１４２
には又信号９２（機内空気制御機構の圧縮空気要
求量が零を表わす）が入力されている。ORゲー
ト回路１４２は信号１４０，９２の一方を入力す
ると直ちにしや断信号１４４を積分制御部１３０
へ送り、積分制御部１３０を流れる電流をしや断
して、最大の回転速度で調整弁５８が常開位置へ
回動するように機能する。

このため例えば主ダクト４８を流動する流体の
最大流量が極めて急峻に減少すると、誤差信号が
所定の値以下になるまでキツク制御部１３８は調
整弁をより大きく開放するように動作して、この
状態を補償するような安全装置として機能する。
信号９２を与えて機内空気制御機構の要求量を零
に選定すると、機内空気制御機構の弁（図示せ
ず）が閉じられる（この場合従来の装置ではロー
ドコンプレツサが失速する）が積分制御部１３０
が消勢され調整弁が迅速に開放されてロードコン
プレツサの失速が防止される。

上述したように制御パラメータ（P_t−P_s）／P_t
を選定することにより、電子制御装置にはいくつ
かの利点が生じる。これら利点を第６図に沿つて
説明する。

第６図において一定温度にあるときのロードコ
ンプレツサの動作線を２群１４６ａ，１４６ｂ，
１４６ｃおよび１４８ａ，１４８ｂ，１４８ｃに
示しており、２つの代表的な値として入口案内羽
根の角度70度および35度に対応させ、ロードコン
プレツサの出口部と入口部との圧力比とロードコ
ンプレツサの入口部における流体流量との関係を
示す。入口案内羽根の角度が70度の場合、ロード
コンプレツサにおけるサージングを防止する値を
点線１５０で示しており、入口案内羽根の角度が
35度の場合サージングを防止する値は点線１５２
となる（案内羽根角の70度と35度に相応する）。
点線１５０，１５２の各右側において機内空気制
御機構が最大の要求流量をとるときの値を示す点
線１５４，１５６は前記点線１５０，１５２に対
し実質的に平行に表われる。

更に、主ダクトの流量パラメータ（P_t−P_s）／
P_tが夫々一定値をとる場合を夫々２制御線１５
８，１６０として第６図に示してある。

各制御線１５８，１６０はロードコンプレツサ
の動作線群を通過する際一定の傾きを有する。す
なわちパラメータ（P_t−P_s）／P_tがロードコンプ
レツサの入口部温度（すなわち外気温度）の変動
に左右されないことを意味する。また各制御線１
５８，１６０は上記の点線１５０，１５４および
１５２，１５６の夫々と実質的に平行かつそれら
の線間に延びる。従つて夫々線１４６ａ，１５
４，１４６ｃ，１５８、あるいは線１４８ａ，１
５６，１４８ｃ，１６０により夫々ロードコンプ
レツサの理想的な動作領域１６２および１６４が
区画され、かかる動作領域１６２，１６４内では
夫々最小流量がほぼ一定となり得、且これらの領
域は夫々上記の点線１５０，１５２と平行に広が
つている。

無論一部が制御線１５８，１６０により区画さ
れるロードコンプレツサの最適の動作領域は、電
子制御機構に対し上述した新規な調整弁積分・比
例制御部を組み込むことにより得ることができ
る。

この独特の流量制御パラメータを用いることに
より、各案内羽根角に対する最適なパラメータの
値がその時の案内羽根角とほぼ比例関係にあり動
作上極めて好適である。このような比例関係を持
つので、比較的簡単な線形関数発生器１０４（第
４図参照）を用いて入口案内羽根位置の関数とし
て流量パラメータの所望値を好適に設定できる。

本発明の圧縮空気の制御思想は上述した動力供
給装置１０のロードコンプレツサのみに限定され
ることなく他のコンプレツサに対しても適用し得
る。例えば本発明による調整弁の比例・積分制御
構成は（ロードコンプレツサと異なる）出力コン
プレツサから放出される圧縮空気の一部を分流し
て付属装置の圧縮空気供給源を形成する場合にも
応用できる。

又制御パラメータ（P_t−P_s）／P_tは特に図示の
ロードコンプレツサに最適であるが、必要に応じ
制御パラメータとして（P_t−P_s）のような他のパ
ラメータも使用できる。更に設定値を調整するた
めの信号（例えば本実施例の場合、高度信号、最
小要求量を表わす信号、入口部の案内羽根調整用
の信号）は用途に応じ変更できる。例えば、コン
プレツサに調整可能な案内羽根が具備されていな
い場合、設定値の案内羽根調整用の信号は除去で
きる。

要約すると、積分および比例制御機能を備えた
電子制御機構６８によれば、従来の調整弁制御機
構の場合と異なり圧縮空気を大巾に低減可能であ
る。又本発明による電子制御機構に用いる構成部
材は標準的なもので、耐用性並びに信頼性の高い
電子部品で構成しうる。又本発明により制御機能
が大巾に向上されるので、燃料消費量、サージン
グ防止に要する流体流量およびノイズが低減さ
れ、同時に機内空気制御機構１４に対し最大の圧
縮空気が供給され又機械的に駆動されるゼネレー
タ１２のシヤフトに動力が最大効率で与えられ得
る。

本発明は図示の実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲の技術的思想に含まれる設計
変更を包有することは理解されよう。

（発明の効果）上述のように構成された本発明によれば、制御
パラメータ（P_t−P_s）／P_tを用いると共に、比
例・積分制御を実現することにより、特に第５図
に示す如く比例成分Ｐに加え斜めの勾配を持つ積
分成分を含むことになつて、誤差信号の時間を
関数とし誤差信号の振幅に対し線形に振幅が増大
するような電子制御機構の出力信号が得られ、こ
の出力信号により制御される調整弁は頭書の開放
動作が有効に遅延せしめられて、遅延弁を含むダ
クトの流体流量がほゞ一定に維持され得、ロード
コンプレツサに生じるサージングを有効に防止で
きる等々の顕著な効果を達成する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子制御機構を備えた機
内空気制御機構のブロツク図、第２図は第１図の
電子制御機構の調整弁の制御特性を示す図、第３
図は第１図の電子制御機構の流量検出部の拡大説
明図、第４図は第１図の電子制御機構の電子制御
部のブロツク図、第５図は第１図の電子制御部の
出力信号と電子制御機構からの誤差信号との関係
を示す図、第６図は動力供給装置のロードコンプ
レツサの入口案内羽根位置と電子制御機構の流量
パラメータとの関係を示す図である。１０……動力供給装置、１２……ゼネレータ、
１４……機内空気制御機構、１６……動力シヤフ
ト、１８……ロードコンプレツサ、２０，２２…
…出力コンプレツサ、２４，２６，２８……出力
タービン、３０……外気、３２，３４……ダク
ト、３６……燃焼器、３８……燃料、４０……ガ
ス、４２……放出流路、４４……外気、４６……
入口案内羽根、４８……主ダクト、５０……ダク
ト、５２……調整弁、５４……流量制御装置、５
６……ダクト、５８……調整弁、６０……トルク
モータ、６２……圧縮空気、６４，６６……点
線、６８……電子制御機構、７０……制御線、７
２……流量センサ、７４……全圧力変換器、７６
……差圧変換器、７８……静圧プローブ、８０…
…全圧力プローブ、８２，８４……電気出力信
号、８６……電子制御部、８８……電気制御信
号、９０，９２，９４，９６……電気入力信号、
９８……位置センサ、１００……除算器、１０２
……信号、１０４……関数発生器、１０６……出
力信号、１０８……線、１１０……信号発生器、
１１２……信号、１１４……比較器、１１６……
基準信号、１１８……乗算器、１２０……信号、
１２２……比較器、１２４……ダイナミツク補償
器、１２６……誤差信号、１２８……比例制御
部、１３０……積分制御部、１３２，１３４……
制御信号、１３６……加算器、１３８……キツク
制御部、１４０……出力信号、１４２……ORゲ
ート回路、１４４……しや断信号、１４６ａ，１
４６ｂ，１４６ｃ，１４８ａ，１４８ｂ，１４８
ｃ……動作線、１５０，１５２……点線、１５
４，１５６……点線、１５８，１６０……制御
線、１６２，１６４……動作領域。

Claims

【特許請求の範囲】１コンプレツサの出口部と流体の要求量が可変
の流体圧作動装置の入口部との間に連結されてい
る流体流動用のダクトを実際に流れる流体流量と
所定の流体流量との差に比例する振幅を有した第
１の制御信号を発生する第１の信号発生工程と、
前記の流体流量差の振幅の積分した振幅を持つ第
２と制御信号を発生する第２の信号発生工程と、
前記第１および第２の制御信号を同時に用いて前
記ダクトのサージング防止用の流路内に設けられ
る調整弁を調整する調整工程とを包有し、第１お
よび第２の信号発生工程には、流量差を表す振幅
を持つ誤差信号を発生する誤差信号発生工程と、
比例制御装置および積分制御装置に対し前記誤差
信号を与える工程とが含まれ、調整工程には、第
１および第２の制御信号を重畳して比例・積分制
御信号を発生する工程と、調整弁に対し配置した
調整モータへ前記比例・積分制御信号を送る工程
とが含まれ、且つ誤差信号発生工程には、ダクト
内のパラメータ値（P_t−P_s）／P_t（P_tが前記ダク
ト内の全圧力、P_sが前記ダクト内の静圧）を検出
するパラメータ検出工程と、前記パラメータの前
記検出値を表す信号を比較器の入力部へ送るパラ
メータ送出工程とが包有されてなる前記流体圧作
動装置の流体の要求量の変化に対し独立して前記
ダクトに実質的に一定した所定の最小流量の流体
を与えるべく前記サージング防止用の調整弁を制
御する方法。２パラメータ検出工程およびパラメータ送出工
程には、入力部および出力部を有した全圧力セン
サを設置する工程と、第１および第２の入力部お
よび出力部を有した差圧センサを設置する工程
と、第１および第２の入力部および出力部を有し
た信号除算器を設置する工程と、前記全圧力セン
サの前記入力部と前記差圧センサの前記第１の入
力部とを互いに連通させかつダクトと連通させる
工程と、前記差圧センサの前記第２の入力部を前
記ダクトと連通させる工程と、前記全圧力センサ
の前記出力部を前記信号除算器の前記第１の入力
部と接続する工程と、前記差圧センサの前記出力
部を前記信号除算器の前記第２の入力部に接続す
る工程と、前記信号除算器の前記出力部を比較器
の入力部と接続する工程とが包有されてなる特許
請求の範囲第１項記載の方法。３コンプレツサに調整可能な入口案内羽根に配
置し、比較器に調整可能な設定値を持たせ、且前
記入口案内羽根の位置の変化に応じ前記設定値を
調整する設定値調整工程を包有してなる特許請求
の範囲第１項記載の方法。４設定値調整工程が入口案内羽根の位置の変化
に対し実質的に比例変化するよう設定値を調整す
ることにより実行されてなる特許請求の範囲第３
項記載の方法。５コンプレツサから放出される流体を供給し流
体駆動装置を作動するダクト装置と、前記ダクト
装置に対し付設されたサージング防止用の流路装
置と、前記サージング防止用の流路装置を流れる
流体の流量を変化可能な調整装置と、前記ダクト
装置を流れる流体の流量を検出した流量値と所定
流量値との差を表す誤差信号を発生する発生装置
と、誤差信号を誤差信号の振幅に応じ積分成分と
比例成分とから成る制御信号に変換する信号変換
装置および前記制御信号を調整装置へ送り調整す
る装置とを含み、前記誤差信号に応じて前記調整
装置を作動し前記流体駆動装置に導入される流体
の流量の変化に対し独立して前記ダクト装置を流
れる流体の流量を実質的に所定の最小値にする制
御装置とを備えた、コンプレツサから流体駆動装
置へ送る流体の流量調整装置。６信号変換装置には比例制御部と積分制御部と
が包有され、前記比例制御部および前記積分制御
部は発生装置と調整装置との間に並列に接続され
てなる特許請求の範囲第５項記載の流量調整装
置。７コンプレツサが入口部と前記入口部の面積を
可変の調整装置とを有し、発生装置はダクト装置
を流れる流体の流量に関する所定の流量パラメー
タの値を検出する装置と前記検出値および設定値
を比較して誤差信号を発生する比較装置とを有
し、且前記比較装置と連係され前記入口部の面積
変化に応じ前記の流量パラメータの前記設定値を
変化させる装置が包有されてなる特許請求の範囲
第５項記載の流量調整装置。