JPH0415196A - 可変ピッチプロペラのピッチ制御装置 - 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、エンジンにより回転される可変ピッチプロペ
ラの同ピッチを制御する可変ピッチプロペラのピンチ制
御装置に関する。 【従来技術１ 従来、この種の装置として特開昭ｌｌ６Ｏ−７６４９９
号公報に開示されたものが知られている。 同装置によれば、航空機の運行中におけるマツハ数、高
度、大気余振及びエンジン軸比力のデータに基づいて、
プロペラの作動効率（プロペラ効率）が最大となるよう
にプロペラピンチ及びプロペラ回転数を制御している。 【発明が解決しようとする１１８） 上述した従来の装置では、可変ピッチプロペラにおける
プロペラの作動効率を向上せしめようとしているものの
、エンジン出力とプロペラ作動効率の積が最大となった
状態での最大推力、あるいはエンジン効率とプロペラ作
動効率の積が最大となる最適燃費状態を考慮すると、プ
ロペラの作動効率だけが最適となったとしてもそれがパ
イロットの望む操縦状態であるとは限らなかった。 本発明は、上記課題に対処するためになされたもので、
パイロットが場合に応じて必要とする最大推力制御や最
適燃費制御を適宜実施することが可能な可変ピッチプロ
ペラのピッチ制御装置を提供することを目的とする。 【課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、
第１図に示すように、エンジンにより回転される可変ピ
ッチプロペラの同ピッチを制御する可変ピッチプロペラ
のピッチ制御装置において、機体速度を検出する機速検
出手段ｌと、大気密度を検出する大気密度検出手段２と
、スロットルの開度を検出するスロットル開度検出手段
３と、上記検出機体速度と上記検出大気密度と上記検出
スロットル開度とを入力し、上記エンジンの特性と上記
可変ピッチプロペラの特性とに基づいて当該スロットル
開度における最大推力を生じる同エンジンの最大推力回
転数を導出する第１の導出手段４と、上記検出機、体速
度と上記検出大気密度と上記検出スロントル間度とを入
力し、上記エンジンの特性と上記可変ピッチプロペラの
特性とに基づいて当該スロットル開度における最適燃費
となる同エンジンの最適燃費回転数を導出する第２の導
出手段５と、上記エンジンの回転数を検出する回転数検
出手段６と、最大推力制御と最適燃費制御の切換を指示
する制御指示手段７と、この制御指示手段７によって指
示される制御に応じて上記検出回転数が上記最大推力回
転数か上記最適燃費回転数のいずれかとなるように上記
可変ピッチプロペラのピッチを制御するピッチ制御手段
８とを備えたことにある。 【発明の作用及び効果】 上記のように構成した本発明においては、エンジンによ
り回転される可変ピッチプロペラの同ピッチを制御する
可変ピッチプロペラのピンチ制御装置において、機速検
出手段１が機体速度を検出し、大気密度検出手段２が大
気密度を検出し、スロットル開度検出手段３がスロット
ルの開度を検出すると、１１の４呂手段４が上記検出機
体速度と上記検出大気密度と上記検出スロットル開度と
を入力して上記エンジンの特性と上記可変ピッチプロペ
ラの特性とに基づいて当該スロットル開度における最大
推力を生じる同エンジンの最大推力回転数を導出すると
ともに、第２の導出手段５が上記検出機体速度と上記検
出大気密度と上記検出スロットル開度とを入力して上記
エンジンの特性と上記可変ピッチプロペラの特性とに基
づいて当該スロントル開度における最適燃費となる同エ
ンジンの最適燃費回転数を導出し、回転数検出手段６が
上記エンジンの回転数を検出すると、制御指示手段７が
最大推力制御と最適燃費制御の切換を指示して、ピッチ
制御手段８がこの制御指示手段７によって指示される制
御に応じて上記検出回転数が上記最大推力回転数か上記
最適燃費回転数のいずれかとなるように上記可変ピッチ
プロペラのピンチを制御する。 すなわち、エンジンの特性と可変ピッチプロペラの特性
とに基づいて現遍航状況下において最大推力を生じるエ
ンジンの回転数（最大推力回転数）と最適燃費となるエ
ンジンの回転数（最適燃費回転数）とを求め２選択され
た制御が最大推力制御か最適燃費制御かに応じてエンジ
ンの回転数が同導出したいずれかの回転数となるように
上記可変ピッチプロペラのピッチを変化せしめてしてい
るため、最大推力制御と最適燃費制御とを切り換えて実
施することができ、パイロットが場合に応じて適宜制御
を選択可能となって操縦性が向上する。

【実施例】

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。 第２図は単発飛行機に適用される本発明による可変ピッ
チプロペラのピッチ制御装置を概略的に示していて、当
該装置は可変ピッチ機構１０と油圧制御回路２０と電子
制御装置３０とにより構成されている。 可変ピンチ機構１０は、第３図にて示したように、軸方
向へのみ移動可能なピストンｌｌａとリターンスプリン
グｌｌｂとを備える油圧シリンダ１１と、この油圧シリ
ンダ１１のピストンｌｌａと一体的に軸方向へ移動する
ピン１２と、このピン１２が嵌合するカム孔１３ａを有
してエンジン（図示省略）によって回転されるハウジン
グ１４に回転可能かつ軸方向へ移動不能に組み付けられ
たハブ１３と、このハブ１３の一端に一体的に形成され
たギヤ１３ｂと、ハウジング１４に回転可能かつ軸方向
へ移動不能に組み付けられたブレード１５の一端に一体
的に形成されて前記ギヤ１３ｂに噛合するギヤ１５ａな
どによって構成されていて、油圧制御回路２０から油圧
シリンダ１１に付与される作動油によりピストンｌｌａ
が図示右方に移動すると、ブレード１が図示矢印方向に
回転して当該ブレード１５のピッチ（プロペラピンチ）
が高ピッチに変更されるようになっている。 油圧制御回路２０は、第２図に示したように、エンジン
によって駆動されるオイルポンプ２１と。 このオイルポンプ２１とから吐出される油圧を一定にす
るレギュレータ弁２２と、前記油圧シリンダ１１に供給
される作動油の流量を制御する電磁流量制御弁２３及び
絞り２４などによって構成されている。電磁流量制御弁
２３は、スプリングセンタ型の３ボート電磁弁であって
、電子制御装置３０による各ソレノイドａ、　　ｂへの
励磁電流の付与に応じて油圧シリンダ１１への作動油の
供給及び排出を側御可能であり、各ソレノイドａ、　　
ｂの非励磁時には図示中立位置に保持されて、油圧シリ
ンダ１１に接続されたボート２３ａがオイルポンプ２１
に接続されたボート２３ｂ及び油溜２５に接続されたボ
ート２３ｃから遮断され、ソレノイドａの励磁時には電
磁弁が上方へ移動してボート２３ａとボート２３ｂとが
連通され、ソレノイドｂの励磁時には電磁弁が下方へ移
動してボート２３ａとボート２３ｃとが連通されるよう
に構成されている。なお、絞り２４は、油圧シリンダ１
１に供給される作動油の一部（小量）を常に油溜２５に
逃すものであり、電磁流量制御弁２３の非制御状態（例
えば、電子制御装置３０．　　ソレノイドａ、　　ｂの
ショートまたは剛線等の故障時）において油圧シリンダ
１１内の作動油を逃してブレード１５のピッチを低ピッ
チ（一般に知られている単発飛行機におけるフェイルセ
ーフ側）にするものである。 電子制御装置３０は、当該飛行機の対気速度Ｖを検出す
る棚連センサ３１と、運航時の大気圧Ｐを検出する大気
圧センサ３２と、Ｎ航時の大気温度Ｔを検出する大気温
センサ３３と、当該飛行機のプロペラを駆動するエンジ
ンの回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ３４と
、前記エンジンの負荷を決定するスロットル開度θｔｈ
を検出するスロットル開度センサ３５と、マイクロコン
ピュータ３６と、＠御を切り換えるセレクトスイッチ３
７などによって構成されており、各センサ３１〜３５と
スイッチ３７はマイクロコンピュータ３６にそれぞれ接
続されている。 マイクロコンピュータ３６は、各センサ３１〜３５、及
びセレクトスイッチ３７との信号の授受などを行なうイ
ンターフェイスと、演算処理を行なうＣＰＵと、同ＣＰ
Ｕが実行するフローチャート（第４図及び第５図参照）
に対応したプログラム及び同プロ゛グラムの処理に必要
なマツプ（＠６図〜第９図参照）などを記憶するＲＯＭ
と、上記ＣＰＵが上記プログラムの実行時に変数などを
一時的に記憶せしめるＲＡＭなどを共通のバスに接続し
て構成されている。ＲＯＭに記憶されたマツプは、棚連
Ｖと大気密度ρに対応じて最大推力回転数ＮＰＷを読み
出すための最大推力用引き数ＫＰ（Ｉ！６図参照）、同
最大推力用引き数ＫＰとスロットル開度θｔｈに対応す
る最大推力回転数ＮＰＷ（第７図参照）、棚連Ｖと大気
密度ρに対応じて最適燃費回転数ＮＥＣを読み出すため
の最適燃費用引き数ＫＥ　　（第８図参照）、及び同最
適燃費用引き数ＫＥとスロットル開度θｔｈに対応する
最適燃費回転数ＮＥＣ（第９図参照）を示す４種類の二
次元マツプであり、エンジン特性を考慮した理論的考察
を経て実験的に確認されたデータが記憶されている。 対気速度センサ３１は実質的に機体速度を検出するもの
であり、棚連Ｖを検出して同検出棚連ＶＯを表す棚連信
号を出力する。大気圧センサ３２は運航時の機体周囲の
大気圧Ｐを検出し、同検出大気圧ＰＯを表す大気圧信号
を出力する。大気温センサ３３は運航時の機体周囲の大
気温Ｔを検出し、同検出大気圧Ｔｏを表す大気温信号を
出力する。 エンジン回転数センサ３４は、可変ピッチプロペラを駆
動せしめるエンジンの回転数ＮＥを検出するものであり
、本実施例ではレシプロエンジンを使用するため、同エ
ンジンの点火信号に基づいて同エンジンにおけるクラン
ク軸の単位時間あたりの検出回転数ＮＥＯを表す回転数
信号を出力する。 なお、同回転数は光学的に計測したり、磁気的に計測す
ることも可能である。 スロットル開度センサ３５は、レシプロエンジンにおけ
るスロットル弁の開度を検出して同エンジンの出力を得
るものであり、向弁に取り付けたポテンショメータが同
検出開度θｔｈｏを表す開度信号を出力する。 なお、各センサ３１〜３５はいずれもアナログ値の検出
信号をマイクロコンピュータ３６に出力し、マイクロコ
ンピュータ３６のインターフェイスにてディジタル値に
変換している。 セレクトスイッチ３７は、コクピット内でパイロットが
最大推力制御か最適燃費制御かのいず九を選択するかに
応じて操作するスイッチであり、同選択内容に広してオ
ン／オフとなる選択信号ＳＬを出力する。同選択信号Ｓ
Ｌは、オン側のときに最大推力制御を示し、オフ側のと
きに最適燃費制御を示す。 マイクロコンピュータ３６には、これらの各センサ３１
〜３５が出力する検出信号とセレクトスイッチ３７が出
力する選択信号とが入力される信号線が接続されるとと
もに、電磁流量制御弁２３の各ソレノイドａ、　　ｂに
対して励磁電流を通電せしめるか否かの制御信号を出力
するＩ！御信号線が接続されている。 次に、上記のように構成した実施例の動作について説明
する。エンジンが始動されるとマイクロコンピュータ３
６では、ＣＰＵが第４図に示す制御プログラムの実行を
開始し、ステップ１０００にて各種変数の初期化などを
行なう初期設定処理を実行した後、ステップ１０１０〜
１１００からなる一連の処理を繰り返し実行する。 いま、パイロットはセレクトスイッチ３７を操作して最
大推力制御を選択していたとする。 初期設定処理の終了後、ＣＰＵはステップ１０１０にて
各センサ３１〜３５からの検出信号より各検出データを
読み込む。すなわち、棚連センサ３１が検出した対気速
度ｖＯと、大気圧センサ３２が検出した大気圧ＰＯと、
大気温センサ３３が検出した大気′＆ＴＯと、エンジン
回転数センサ３４が検出したエンジン回転数ＮＥＯと、
スロットル開度センサ３５が検出したスロットル開度θ
ｔｈ。 がインターフェイスを介して読み込まれ、ＣＰＵは各デ
ータをＲＡＭの所定領域に記憶せしめる。 大気圧ＰＯと大気温ＴＯを読み込んだのは、大気密度ρ
Ｏを検出するためであり、ＣＰＵは同大気圧ＰＯと大気
温Ｔｏを読み込んだ後、ステップ１０２０にて大気密度
ρＯを算出する。 本実施例における最大推力制御と最適燃費制御に必要な
要素は、対気速度ｖＯと大気密度ρ０とスロットル開度
θｅｈｏであり、各要素が得られた後、ステップ１０３
０〜１０９０にて各制御を達成するエンジンの目標回転
数ＮＯＢを導出する。 まず、ＣＰＵは、ステップ１０３０にて、セレクトスイ
ッチ３７の操作状況より選択された制御が最大推力制御
なのか最適ｔＩＢ費制御なのかを判定する。 いま、パイロットは最大推力制御を選択しているから、
セレクトスイッチ３７はオン側となっており、ＣＰＵは
、ステップ〕０３０における判断で同スイッチ３７がオ
ン側であると判断して、ステップ１０４０〜１０６０か
らなる最大推力回転数決定ルーチンを実行する。 ここで、同最大推力回転数決定ルーチンで参照される二
次元マツプの作成方法について説明する。 本発明は、本来、運航状態に応じて変化するスロットル
開度θｔｈと大気密度ρと棚連Ｖにより、可変ピッチプ
ロペラの特性やエンジンの特性などを考慮して得られた
三次元マツプを参照し、同三次元マツプより最大推力を
生じるエンジンの回転数を４比するものであり、その三
次元マツプの記憶容量を低減させるためにステップ１０
４０．１０５０で参照される二次元マツプを２つ使用し
ている。 まず、三次元マツプの作成手順について説明すスロット
ル開度θｔｈとエンジン回転数ＮＥが特定された場合の
エンジン出力を示すマツプを作成し、検出された現在の
スロットル開度θｔｈｏに基づいて同エンジン出カマツ
ブ（Ｐｓ（θｔｈ、ＮＥ）ＭＡＰ　）を参照して、当該
スロットル開度θｔｈｏにおけるエンジン出力とエンジ
ン回転数との関係を表すＰｓ−ＮＥラインを算出する。 ここで、プロペラの回転数をＮＰ、同プロペラの直径を
Ｄとすると、エンジン出力Ｐｓはパワー係数Ｃｐとの関
係より、次式で表される。 但し、プロペラの回転数ＮＰはエンジン回転数ＮＥと係
数により、 ＮＰ＝　ｋ　−ＮＥ　　　　　　　　　　　・・・（２
）で表される。 従って、パワー係数Ｃｐは。 Ｃｐ＝ｆｌ（Ｐｓ、ＮＥ）　　　　　　　　−（３）で
表され、エンジン出カマツブ（Ｐｓ（θｔｈ、　　ＮＥ
）　ｌ’１ＡＰ）と現状のスロットル開度θｔｈｏから
算出したＰｓ−ＮＥラインに基づいてパワー係数とエン
ジン回転数との関係を表すｃｐ−ＮＥラインを算出する
。 一方、進行率Ｊは、棚連■とプロペラ回転数ＮＰとプロ
ペラの直径りより、 で表され、かつ（２）式に基づいてエンジン回転数ＮＥ
よりプロペラ回転数ＮＰが導出されるので、進行率Ｊと
エンジン回転数ＮＥとの関係を次式のように算出してお
く。 Ｊ＝ｆ３（ＮＥ）　　　　　　　　　　　　・・・（５
）この（５）式で表される進行率Ｊとエンジン回転数Ｎ
Ｅとの関係に、前記Ｃｐ−ＮＥラインを代入することに
より、パワー係数と進行率との関係を表すｃｐ−Ｊライ
ンが算出できる。 一方、パワー係数Ｃｐと進行率Ｊが特定された場合にお
ける推力係数ＣＴのマツプを作成しておき、このパワー
係数Ｃｐと進行率Ｊとの関係が算出されたときに同推力
係数マツプ（ＣＴ（Ｃｐ、Ｊ）ＭＡＰ）を参照し、推力
係数と進行率との関係を表す０丁−Ｊラインを算出する
。 進行率Ｊについては、　（４）（５）式より現棚連ｖＯ
におけるエンジン回転数ＮＥとの関係が明らかにされて
おり、　（５）式に上記ＣＴ−Ｊラインを代入して推力
係数とエンジン回転数との関係を表す０丁−ＮＥライン
を算出する。 推力Ｔは、推力係数ＣＴやプロペラ回転数ＮＰなどから
、 で算出されるから、　（６）式に（２）式を代入すると
ともに上記ＣＴ−ＮＥラインを代入すれば推力とエンジ
ン回転数との関係を表すＴ−ＮＥラインが算出できる。 これで、現運航状況下においてエンジン回転数を変化さ
せた場合に出力される推力が算出可能となり、同推力が
最大となるエンジン回転数（最大推力回転数という。）
ＮＰＷをポめることができるから、上述した三次元マツ
プを作成できる。 このようにして三次元マツプが形成されたら、機運Ｖと
大気密度ρとから引き数ＫＰを読み畠す第１の二次元マ
ツプＫＰ（Ｖ、　　ρ）Ｍ＾Ｐを作成するとともに、同
第１の二次元マツプから読み出される引き数ＫＰとスロ
ットル開度θｔｈとから上記最大推力回転数ＮＰＷを読
み出すｊ１２の二次元マツプＮＰＩＩ（ＫＰ、　　θｔ
ｈ）　Ｍ＾Ｐを作成する。 むろん、記憶容量などがあれば三次元マツプのまま使用
することもできる。 ステップ１０４０．１０５０により現在の機運■０と大
気密度ρ０とスロットル開度θｔｈｏから最大推力を生
じる最大推力回転数ＮＰＷが読み出されたら、ステップ
１０６０にてエンジンの目標回転数ＮＯＢに同読み出し
た最大推力回転数ＮＰＷをセントする。 このようにしてエンジンの目標回転数ＮＯＢが求められ
たら、ＣＰＵはステップ１１００にて、可変ピッチプロ
ペラのピンチ制御ルーチンを実行し、同ピッチ制御ルー
チンにてエンジンの回転数ＮＥがこの目標回転数ＮＯＢ
となるようにピッチをｒｉｆＪ卿する。 具体的には、ＣＰＵはステップ２０００にてエンジン回
転数センサ３４が検出したエンジン回転数ＮＥＯを読み
込み、ステップ２０１０にてこの読み込んだ現在のエン
ジン回転数ＮＥＯと上記のようにして算出した目標回転
数ＮＯＢとを比較する。 いま、現在のエンジン回転数ＮＥＯが目標回転数ＮＯＢ
より小さかったとする。 ステップ２０１０における比較の結果、ＣＰＵはステッ
プ２０２０を実行することになり、ソレノイドａに接続
された信号線には当該ソレノイドａに励磁電流を通電せ
しめないような制御信号を出力するとともに、ソレノイ
ドｂに接続された信号線に制御信号を出力して当該ソレ
ノイドｂに励磁電流を通電せしめる。 ソレノイドｂが励磁されると、１２図において電磁弁は
下方へ移動し、オイルポンプ２１から吐出された作動油
は電磁流量制御弁２３のボート２３ｂにて遮断され、可
変ピッチプロペラ１０内の油圧シリンダ１１はボート２
３ａよりボート２３Ｃへと導かれて油溜２５に連通する
。油圧シリンダ１１が油溜２５に連通すると、同シリン
ダ１１内の作動油が排出され、　リターンスプリング１
１ｂの押圧力によってピストン１１．　ａは第３図にお
いて左方向へ移動し、ビン１２とカム孔１３ａからなる
カム機構、及びギヤ１３ｂとギヤ１５ａとからなるギヤ
機構によってブレード１５は第３図に示す矢印と反対の
方向へ回転する。ブレード１５が同矢印方向へ回転した
場合、ピッチは低ピッチ側になるため、ブレード１５に
よる吸収馬力が減少してエンジンの回転数が増加する。 エンジン回転数ＮＥＯが目標回転数ＮＯＢより小さい間
はこのステップ２０００，２０１０．２０２０のルーチ
ンが繰り返され、エンジン回転数ＮＥＯが徐々に目標回
転数ＮＯＢに近づいていく。 このルーチンが数回繰り返されることによりエンジン回
転数ＮＥＯは目標回転数ＮＯＢに近づいていき、ついに
は両者が一致する。すると、ステップ２０１０における
比較ではエンジン回転数ＮＥＯと目標回転数ＮＯＢが等
しいと判断されてステップ２０３０を実行することにな
る。 ステップ２０３０では、ＣＰ　ｔＪは両ソレノイドａ、
　　ｂに接続された信号線に対して励磁電流を通電せし
めないようにする制御信号を出力する。この結果、電磁
流量制御弁２３における電磁弁は中立位置に戻って停止
する。 同電磁弁が中立位置にある場合、オイルポンプ２１から
吐出された作動油は電磁流量制御弁２３のボート２３ｂ
にて遮断されるとともに、可変ピッチプロペラｌｏ内の
油圧シリンダ１１もボート２３ａにて遮断される。従っ
て、これ以上は可変ピッチプロペラ１ｏ内の油圧シリン
ダ１コ−から作動油が流出されず、同シリンダ１１内に
おけるピストンｌｌａは現状位置にて停止する。ただし
、厳密にはフェイルセーフ機構により絞り２４より小量
の作動油が流出するため、ピストンｌｌａはわずかづつ
左方向へ移動してブレード１５は低ピッチ側へ回転して
いる。 この停止状態に至ったときにはエンジンの回転数ＮＥＯ
が目標回転数ＮＯＢとなったのであるから、当該ピンチ
制御ルーチンを終了してメインルーチンであるステップ
１１００に戻る。 ステップ１１００が終了すると、処理はステップ１０１
０に移行し、時々刻々と変化する運航状態をセンサ３１
〜３５にて検出し、上述した処理を繰り返し実行する。 上述した説明では、ステップ１０１０〜１０６０にて算
出した目標回転数ＮＯＢよりエンジンの回転数ＮＥＯの
方が小さい場合であったが、目標回転数ＮＯＢよりエン
ジンの回転数ＮＥＯの方が大きい場合は次のようになる
。 ステップ１０１０〜１０６０にて目標回転数ＮＯＢを算
出した後、ステップ１１００でピンチ制御ルーチンを実
行し、同ピンチ制御ルーチン内のステップ２０１０にて
エンジンの回転数ＮＥＯと目標回転数ＮＯＢとを比較す
ると、エンジンの回転数ＮＥＯの方が目標回転数ＮＯＢ
より大きいと判断されてステップ２０４０を実行する。 同ステップでは、ＣＰＴＪはソレノイドａに接続された
信号線に制御信号を出力して当該ソレノイドａに励磁電
流を通電せしめるとともに、ソレノイドｂに接続された
信号線には当該ソレノイドｂに励磁電流を通電せしめな
いような制御信号を出力する。 ソレノイドａが励磁されると、第２図において電磁弁は
上方へ移動し、オイルポンプ２１から吐出された作動油
が可変ピッチプロペラ１０内の油圧シリンダ１１へと導
かれる。油圧シリンダ１１へ作動油が供給されると、ピ
ストンｌｌａは第３図において右方向へ移動し、ビン１
２とカム孔１３ａからなるカム機構、及びギヤ１３ｂと
ギヤ１５ａとからなるギヤ機構によってブレード１５は
第３図に示す矢印方向へ回転する。ブレード１５が同矢
印方向へ回転した場合、ピッチは高ピンチ側になるため
、ブレード１５による吸取馬力が増大し、エンジンの回
転数が減少する。 このルーチンが数回繰り返されることによりエンジン回
転数ＮＥＯは目標回転数ＮＯＢに近づいていき、ついに
は両者が一致する。すると、ステップ２０１０における
比較ではエンジン回転数ＮＥＯと目標回転数ＮＯＢが等
しいと判断されてステップ２０３０を実行し、当該ピッ
チ制御ルーチンを終了してメインルーチンへ戻ることに
なる。 このように、算出された目標回転数ＮＯＢと現在のエン
ジン回転数ＮＥＯが異なる場合にはピンチ制御ルーチン
内にて電磁流量制御弁２３におけるソレノイドａ、　　
ｂの励磁電流を制御し、油圧制御によって可変ピッチプ
ロペラ１０におけるブレード１５のピッチを変更せしめ
る結果、エンジン回転数は算出された最大推力回転数に
近づくよう制御され、当該運航状態において最大推力を
発生せしめることができる。 一方、パイロットが最大推力を得るよりも最適燃費で運
航する必要があると判断すれば、コクピット内のセレク
トスイッチ３７を最適燃費側（オフ側）に操作すればよ
い。 この場合、ＣＰＵは、ステップ１０１０〜１１００から
なる一連の処理におけるステップ１０３０にて同セレク
トスイッチ３７がオフ側である（最適燃費ｆｌＡ）であ
ると判断し、上述した最大推力回転数決定ルーチンでは
なく、ステップ１０７０〜１０９０の最適燃費回転数決
定ルーチンを実行する。 この最適燃費回転数決定ルーチンでも２つの三次元マツ
プを参照して最適燃費回転数ＮＥＣ得ており、同二次元
マツプは予め所定の計算手順に従って作成した三次元マ
ツプをもとに展開している。 ここで、同三次元マツプの作成手順について説明する。 最大推力回転数を得る際に導出した Ｊ＝ｆ３（ＮＥ）　　　　　　　　　　　　・・・（５
）と、パワー係数と進行率との関係を表すＣｐ−Ｊライ
ンが算出されているものとする。 マツプとしては、さらにパワー係数ＣＰと進行率Ｊが特
定された場合のプロペラ効率ηＰを示すマツプ（ηｐ（
Ｃｐ、　　Ｊ）ＮＡＰ）、及びスロットル開度θｔｈと
エンジン回転数ＮＥが特定された場合のエンジン効率η
Ｅを示すマツプ（ηＥ　（θｔｈ。 ＮＥ）阿ＡＰ）を作成しておく。 まず、パワー係数と進行率との関係を表すＣｐ−Ｊライ
ンと、プロペラ効率ηＰのマツプ（ηＰ（Ｃｐ、Ｊ）Ｎ
ＡＰ）とを用いて、プロペラ効率ηＰと進行率Ｊとの関
係を表すηＰ−Ｊラインを算出する。このηＰ−Ｊライ
ンに（５）式を代入して進行率を削除すれば、プロペラ
効率ηＰとエンジン回転数ＮＥとの関係を表すηＰ−Ｎ
Ｅラインを算出できる。 次に、検出されたスロットル開度θｔｈｏに基づいて、
エンジン効率ηＥのマツプ（ηＥ　（θｔｈ。 ＮＥ）　ＮＡＰ）の必要部分だけを参照すれば、エンジ
ン効率ηＥとエンジン回転数ＮＥとの関係を表すηＥ−
ＮＥラインが導出できる。 プロペラ効率ηＰとエンジン効率ηＥの積（総合効率η
Ｔ　　（＝ηＰ×ηＥ）　）が最大となるときに最適燃
費となるので、　ηＰ−ＮＥラインとηＥ−ＮＥライン
とから総合効率ηＴとエンジン回転数ＮＥとの関係を表
すηＴ−ＮＥラインが導出できる。 このηＴ−ＮＥラインにおいて総合効率η丁が最大とな
るエンジン回転数ＮＥを最適燃費回転数ＮＥＣとして三
次元マツプを作成する。 本実施例では、この三次元マツプを２つの二次元マツプ
に展開し、ステップ１０７０．１０８０にて参照する。 実際の制御では、ＣＰＵがステップ１０３０にてセレク
トスイッチ３７の選択状況を判断し、最適燃費回転数決
定ルーチンのステップ１０７０゜１０８０にて２つの二
次元マツプを参照して最適燃費回転数ＮＥＣを読み出す
。同最適燃費回転数ＮＥＣが得られたら、ＣＰＵはステ
ップ１０９０にて目標エンジン回転数ＮＯＢに同最適燃
費回転数ＮＥＣをセットし、ステップ１　】−００にて
エンジンの回転数ＮＥが同目標エンジン回転数０８とな
るように可変ピッチプロペラのピッチを制御するピッチ
制御ルーチンを実行する。 この結果、現在のエンジン回転数ＮＥＯが同目標エンジ
ン回転数ＮＯＢより小さければ、ステップ２０２０にて
可変ピッチプロペラ１０における吸取馬力を少なくする
べくピンチを低ピッチとしてエンジン回転数ＮＥＯを増
加せしめ、逆に、現在のエンジン回転数ＮＥＯが目標エ
ンジン回転数ＮＯＢより小さければ、ステップ２０４０
にて可変ピッチプロペラ１ｏにおける吸収馬力を増大さ
せるべくピッチを高ピンチとしてエンジン回転数ＮＥＯ
を減少させる。 いずれかの制御により、エンジンの回転数ＮＥＯは目標
エンジン回転数ＯＢと−散し、最適燃費を得る運航を行
なうことができる。 このように本実施例によれば、コクピット内に備えられ
たセレクトスイッチを操作することにより、場合に応じ
て最大推力制御と最適燃１ＩＩＩＩ御とを容易に切り換
えて実施することが可能となり、操縦性が向上する。 なお、上記実施例においては、大気圧センサ３２と大気
温センサ３３の検出結果に基づいて大気密度を算出して
いるが、他の手段によって大気密度を検出する構成とし
ても良い。 また、最大推力回転数や最適燃費回転数を得るための計
算手順については他の計算方法も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は上記特許請求の範囲に記載した本発明の構成に
対応するクレーム対応図、１ｉ２図は単発飛行機の概略
図、１８３図は可変ピッチプロペラにおけるピンチ変動
機構の要部断面図、第４図は制御プログラムのメインル
ーチンに対応したフローチャート、第５図は制御プログ
ラムのピッチ制御ルーチンに対応したフローチャート、
第６図は機運と大気密度に対応した最大推力用引き数の
マツプを示す図、第７図は最大推力用引き数とスロット
ル開度に対応した最大推力回転数のマツプを示す図、１
１１８図は機運と大気密度に対応した最適燃費用引き数
のマツプを示す図、１１９図は最適燃費用引き数とスロ
ットル開度に対応した最適燃費回転数のマツプを示す図
である。 符　　号　　の　　説　　明 １ｏ・・・可変ピッチ機構、２０・・・油圧制御回路、
３０・・・電子制御装置、３１〜３５・・・センサ、３
６・・マイクロコンピュータ、３７・・セレクトスイッ
チ、ｖＯ・・・対気速度、ρ０・・・大気密度、　θｔ
ｈｏ・・・スロットル開度、ＮＥＯ・・・エンジン回転
数、　　ＮＢＥＳＴ・・・最大推力回転数。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　長谷照−（外１名）第６図 Ｐ 第７ 図 θ乃 第８ 図 第９ 閃 θ泊

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジンにより回転される可変ピッチプロペラの同ピッ
   チを制御する可変ピッチプロペラのピッチ制御装置にお
   いて、 機体速度を検出する機速検出手段と、 大気密度を検出する大気密度検出手段と、 スロットルの開度を検出するスロットル開度検出手段と
   、 上記検出機体速度と上記検出大気密度と上記検出スロッ
   トル開度とを入力し、上記エンジンの特性と上記可変ピ
   ッチプロペラの特性とに基づいて当該スロットル開度に
   おける最大推力を生じる同エンジンの最大推力回転数を
   導出する第１の導出手段と、 上記検出機体速度と上記検出大気密度と上記検出スロッ
   トル開度とを入力し、上記エンジンの特性と上記可変ピ
   ッチプロペラの特性とに基づいて当該スロットル開度に
   おける最適燃費となる同エンジンの最適燃費回転数を導
   出する第２の導出手段と、 上記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、 最大推力制御と最適燃費制御の切換を指示する制御指示
   手段と、 この制御指示手段によつて指示される制御に応じて上記
   検出回転数が上記最大推力回転数か上記最適燃費回転数
   のいずれかとなるように上記可変ピッチプロペラのピッ
   チを制御するピッチ制御手段と を備えたことを特徴とする可変ピッチプロペラのピッチ
   制御装置。