JPH0424197A - 可変ピッチプロペラ機の制御装置 - 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
ラを備えた航空機における運航制御を行なう可変ピッチ
プロペラ機の制御装置に関する。

【従来技術】

従来、この種の装置として特開昭第６０−７６４９９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、大気全部及びエンジン軸出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
にプロペラピッ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ＨＭ】

上述した従来の装置では、可変ピッチプロペラ（Ｄ性ｅ
Ａデータだけに基づいてプロペラの作動効率を向上せし
めようとしており、エンジンの特性は考慮していない。 エンジン特性はエンジン効率にも表れるから、エンジン
効率とプロペラ作動効率の積で表される最適燃費を考慮
すると、パイロットが所定の出力を設定する操作をした
ときに、そのときの運航条件の下でプロペラ作動効率を
最大にしたとしても、必ずしも同設定出力において最適
燃費となるものではなかった。 本発明は、上記課題に対処するためになされたもので、
常に、パイロットの操作した設定出力において最適燃費
となるようにし、経済性を向上せしめることが可能な可
変ピッチプロペラ機の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
ッチプロペラを備えた航空機における運航制御を行なう
可変ピッチプロペラ機の制御装置において、機体速度を
検出する機運検出手段１と、大気密度を検出する大気密
度検出手段２と、出力値を設定する出力設定手段３と、
上記検出機体速度と上記検出大気密度と上記設定出力値
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設定出力値における最適燃
費となる同エンジンの吸気管内圧力を求める最適燃費吸
気管内圧力導出手段４と、上記エンジンにおける吸気管
内圧力を検出する吸気管内圧力検出手段５と、上記検出
吸気管内圧力が上記最適燃費吸気管内圧力となるように
上記エンジンにおけるスロットルの開度を制御するスロ
ットル開度制御手段６と、上記検出機体速度と上記検出
大気密度と上記設定出力値とを入力し、上記エンジンの
特性と上記可変ピンチプロペラの特性とに基づいて当該
設定出力値における最適燃費となる同エンジンの回転数
を求める最適燃費エンジン回転数導出手段７と、上記エ
ンジンの回転数を検出する回転数検出手段８と、上記検
出回転数が上記最適燃費エンジン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制御するピンチ制御手
段９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、機運検出手段
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、出力設定手段３が出力値を設定すると、最適
燃費吸気管内圧力導出手段４が上記検出機体速度と上記
検出大気密度と上記設定出力値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
当該設定出力値における最適燃費となる同エンジンの吸
気管内圧力を求め、吸気管内圧力検出手段５が上記エン
ジンにおける吸気管内圧力を検出すると、スロットル開
度制御手段６は上記検出吸気管内圧力が上記最適燃費吸
気管内圧力となるように上記エンジンにおけるスロット
ルの開度を制御する。 また、最適燃費エンジン回転数導出手段７が上記検出機
体速度と上記検出大気密度と上記設定出力値とを入力し
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
とに基づいて当該設定出力値における最適！８炎となる
同エンジンの回転数を求め、回転数検出手段８が上記エ
ンジンの回転数を検出すると、ピッチ制御手段９は上記
検出回転数が上記最適燃費エンジン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
とに基づいて現状運航状態において最適燃費となるエン
ジンの吸気管内圧力（最適燃費吸気管内圧力）とエンジ
ンの回転数（最適燃費エンジン回転数）を求め、上記可
変ピッチプロペラ機におけるエンジンのスロットル開度
と同プロペラのピッチを変化せしめてエンジンの吸気管
内圧力と回転数が目標値となるようにしているため、常
にバイロフトの設定した出力において最適燃費を生ぜし
めることが可能となり、経済性が向上する。 また、吸気管内圧力で出力をフィードバック制御するた
め、常にパイロットの設定出力を発生することができ、
操縦感覚の変化を防止することできる。

【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
チプロペラ機の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とスロットル開度制御機構４０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、このビン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（プロペラピッチ）
が高ピツ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
を制御可能であり、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１１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
は断線等の故障時）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のピッチを低ピツチ（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■を検出す
る機運センサ３１と、運航時の大気圧Ｐを検出する大気
圧センサ３２と、運航時の大気温度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
、前記エンジンの吸気管内圧力ＰＢを検出する吸気管内
圧力センサ３５と、操縦者が図示しない出力レバーで設
定したエンジンの設定出力値ＴＨを検出する設定出力値
センサ３６と、マイクロコンピュータ３７などによって
構成されており、各センサ３１〜３６はマイクロコンピ
ュータ３７にそれぞれ接続されている。 マイクロコンピュータ３７は、各センサ３１〜３６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ＣＰＵが実行するフローチャート
（第４図、第７図、及び第８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（第５図及
び第６図参照）などを記憶するＲＯＭと、上″ｆｉＩＣ
ＰＵが上記プロダ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、機運Ｖと大気密
度ρと設定８力ＭＴＨに対応する最適燃費吸気管内圧力
Ｐ　Ｂｂｅｓｔ　　（第５図参照）、及び機運■と大気
密度ρと設定出力値ＴＨに対応する最適燃費エンジン回
転数ＮＥｂｅｓｔ　　（第６図参照）を示す２種類の三
次元マツプであり、いずれも第９図に示すようなエンジ
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１機速Ｖを検出して同検出機運■０を表す機運信
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。 吸気管内圧力センサ３５は、レシプロエンジンにおける
吸気管内の圧力を検出するものであり、同圧力ＰＢを検
出して同検出吸気管内圧力ＰＢＯを表す圧力信号を出力
する。 設定出力値センサ３６は、コクピット内に備えられた出
力設定レバーで設定した出力値を検出するものであり、
同レバーに取り付けたポテンショメータが同設定出力値
ＴＨＯを表す設定出力値信号を出力する。 なお、各センサ３１〜３６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３７に出力し、マイクロコ
ンピュータ３７のインターフェイスにてディジタル値に
変換している。 マイクロコンピュータ３７には、これらの各センサ３１
〜３６が出力する検出信号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
号を出力する制御信号線と、スロットル制御機構４０を
制御する制御信号線とが接続されている。 スロットル制御機構４０は、第２図に示すように、吸気
管４１内に備えられたスロットル弁４２を駆動するスロ
ットル弁モータ部４３を有しており、マイクロコンピュ
ータ３７からの制御信号θｔｈに応じてスロットル弁モ
ータ部４３の出力軸が回転し、スロットル弁４２の開度
を制御する。 スロットル弁モータ部４３は、第１０図に示すように、
　リレースイッチ４３ａを介して電源４３ｂに接続され
たモータ４３ｃを有し、基準電圧（Ｖｒｅｆ）発生用抵
抗４３ｄの発生する電圧とマイクロコンピュータ３７が
発生する制御信号θｔｈの電圧とを比較する比較器４３
ｅの出力によってＮＰＮ型スイッチングトランジスタ４
３ｆの導通・非導通状態が制御され、同導通・非導通状
態によってリレースイッチ４３ａの電磁コイル４３ａ１
が励磁・非励磁されることによフてモータ４３ｃへ供給
する電源の極性が返転する。 なお、制御信号θｔｈの電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより大
きな値となると同モータ４．３ｃは正転してスロットル
弁４２を開く方向に回転し、同制御信号θｔｈの電圧が
基準電圧Ｖｒｅｆより小さな値となると同モータ４３ｃ
は逆転してスロットル弁４２を閉しる方向に回転する。 なお、スロットル弁モータ部４３は電源スィッチ４３ｇ
を有し、制御信号θしｈによってオン・オフが制御され
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
７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１１００〜
１６００からなる一連の処理を繰り返し実行する。 初期設定処理の終了後、ＣＰＵはステップ１１００にて
各センサ３１〜３６からの検出信号より各検出データを
読み込む。すなわち、機運センサ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が検出した大気温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、吸
気管内圧力センサ３５が検出した吸気管内圧力ＰＢＯと
、設定出力値センサ３６が検出した設定出力値ＴＨＯと
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１２００にて大気密度
ρ０を算出する。 本実施例において、ある設定出力を最適燃費で得るため
に必要な要素は、対気速度ｖＯと大気密度ρ０と設定出
力値ＴＨＯであり、各要素が得られた後、所定の三次元
マツプを参照して同出力を得ることができる吸気管内圧
力Ｐ　Ｂｂｅｓｔとエンジンの回転数Ｎ　Ｅｂｅｓｔを
読み出す。 まず、ＣＰＵはステップ１３００にて検出された各要素
に基づいて第５図に示す最適燃費吸気管内圧カマツブ（
ＰＢｂｅｓｔ（Ｖ、　　ｐ、　　ＴＨ）河ＡＰ）を参照
し、当該設定出力値に対応する吸気管内圧力Ｐ　Ｂｂｅ
ｓシを読み出す。 同最適燃費吸気管内圧力Ｐ　Ｂｂｅｓｔが読み出された
ら、ステップ１４００ではスロットル開度制御ルーチン
にてスロットル開度を変化せしめ、吸気管内圧力ＰＢＯ
が同読み出された最適燃費吸気管内圧力Ｐ　Ｂｂｅｓｔ
と一致するようにする。 具体的には、ＣＰＵはステップ１４１０　Ｇ；て吸気管
内圧力センサ３５が検出した吸気管内圧力ＰＢＯを読み
込み、ステップ１４２０にてこの読み込んだ現在の吸気
管内圧力ＰＢＯと上記のようにして読み込んだ最適燃費
吸気管内圧力Ｐ　Ｂｂｅｓｔとを比較する。 いま、現在の吸気管内圧力ＰＢＯが最適燃費吸気管内圧
力Ｐ　Ｂｂｅｓｔより小さかったとする。 ステップ１４２ｏにおける比較の結果、ＣＰＵはステッ
プ１４３０を実行し、スロットル弁モータ部４３に対す
る制御信号θｔｈとして基準電圧Ｖｒｅｆより大きい電
圧の信号を出力する。すると、第１０図に示す比較器４
３ｅの出力はハイレベルとなり、スイッチングトランジ
スタ４３ｆが導通となってリレースイッチ４３ａにおけ
る電磁コイル４３ａ１が励磁され、モータ４３ｃは正転
する。 従って、スロットル弁４２は開き始める。 スロットル弁４２が開くと、吸気管内圧力（負圧）は増
加するが、検、出される吸気管内圧力ＰＢＯが最適燃費
吸気管内圧力Ｐ　Ｂｂｅｓｔより小さい間はこのステッ
プ１４１０，１４２０，１４３０のルーチンが繰り返さ
れ、吸気管内圧力ＰＢＯが徐々に最適燃費吸気管内圧力
Ｐ　Ｂｂｅｓｔ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吸気管内圧
力ＰＢＯは最適燃費吸気管内圧力Ｐ　Ｂｂｅｓｔ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
１４２０における比較では吸気管内圧力ＰＢＯと最適燃
費吸気管内圧力Ｐ　Ｂｂｅｓｔとが等しいと判断されて
ステップ１４４０を実行することになる。 ステップ１４４０では、ＣＰＵはスロットル弁モータ部
４３における電源スィッチ４３ｇを開くようにする制御
信号θｔｈを出力する。この結果、以後、モータ４３ｃ
はなんら駆動されず、スロットル弁４２は最適燃費吸気
管内圧力Ｐ　Ｂｂｅｓｔとなる位置に停止する。 この停止状態に至ったら、当該スロットル開度制御ルー
チンを終了してメインルーチンであるステップ１４００
に戻る。 これに対し、最適燃費吸気管内圧力Ｐ　Ｂｂｅｓｔより
吸気管内圧力ＰＢＯの方が大きい場合は次のようになる
。 ステップ１３００にて最適燃費吸気管内圧力ＰＢｂｅｓ
ｔを読み出した後、ステップ１４００でスロットル開度
制御ルーチンを実行し、同制御ルーチン内のステップ１
４２０にて吸気管内圧力ＰＢＯと最適燃費吸気管内圧力
Ｐ　Ｂｂｅｓｔとを比較すると、吸気管内圧力ＰＢＯの
方が最適燃費吸気管内圧力ＰＢｂｅｓｔより大きいと判
断されてステップ１４５０を実行する。 同ステップでは、ＣＰＵはスロットル弁モータｍ４３に
対する制御信号θｔｈとして基準電圧Ｖｒｅｆより小さ
い電圧の信号を出力する。すると、第１０図に示す比較
器４３ｅの出力はローレベルとなり、スイッチングトラ
ンジスタ４３ｆが非導通となってリレースイッチ４３ａ
における電磁コイル４３ａ１が励磁されなくなり、モー
タ４３ｃは逆転する。従って、スロットル弁４２は閉じ
始める。 スロットル弁４２が閉じていくと、吸気管内圧力（負圧
）は減少するが、検出される吸気管内圧力ＰＢＯが最適
燃費吸気管内圧力Ｐ　Ｂｂｅｓｔより大きい間はこのス
テップ１４１０，１４２０．１４５０のルーチンが繰り
返され、吸気管内圧力ＰＢＯが徐々に最適燃費吸気管内
圧力Ｐ　Ｂｂｅｓｔ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吸気管内圧
力ＰＢＯは最適燃費吸気管内圧力Ｐ　Ｂｂｅｓｔ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
１４２０における比較では吸気管内圧力ＰＢＯと最適燃
費吸気管内圧力Ｐ　Ｂｂｅｓｔが等しいと判断されてス
テップ１４４０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、算出された最適燃費吸気管内圧力Ｐ　Ｂｂ
ｅｓｔと現在の吸気管内圧力ＰＢＯが異なる場合にはス
ロットル開度制御ルーチン内にてリレースイッチ４３ａ
における電磁コイル４３ａ１の励磁・非励磁を制御し、
モータ４３ｃの回転によってスロットル弁４２の開度を
変更せしめる結果、エンジンの吸気管内圧力は読み出さ
れた最適燃費吸気管内圧力に近づくよう制御され、当該
運航状態において最適燃費を発生せしめることができる
。 一方、このようにして吸気管内圧力の制御を実施したら
、ＣＰＵは次なるステップ１５００にて、検出された各
対気速度■０と大気密度ρＯと設定出力値ＴＨＯに基づ
いて第６図に示す最適燃費エンジン回転数マツプ（ＮＥ
ｂｅｓｔ　（Ｖ、　　ｐ、　　ＴＨ）　ＭＡＰ）を参照
して、当該設定出力値に対応する最適燃費エンジン回転
数Ｎ　Ｅｂｅｓｔを読み出す。 同最適燃費エンジン回転数ＮＥｂｅｓｔが読み出された
ら、ステップ１６００ではピッチ制御ルーチンにて可変
ピッチプロペラのピッチを変化せしめ、エンジン回転数
ＮＥＯが同読み出された最適燃費エンジン回転数Ｎ　Ｅ
ｂｅｓｔと一致するようにする。 具体的には、ＣＰＵはステップ１６１０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１６２０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読み出した最適燃
費エンジン回転数Ｎ　Ｅｂｅｓｔとを比較する。 いま、現在のエンジン回転数ＮＥＯが最適燃費エンジン
回転数ＮＥｂｅｓｔより小さかったとする。 ステップ１６２ｏにおける比較の結果、ＣＰＵはステッ
プ１６３０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
ドし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、第２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１１
ｂの押圧力によってピストンｌｌａは第３図において左
方向へ移動し、ピン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
よってグレード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、
ピッチは低ピンチ側になるため、ブレード１５による吸
取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が最適燃費エンジン回転数ＮＥｂ
ｅｓｔより小さい間はこのステップ１６１０゜１６２０
．１６３０のルーチンが繰り返され、エンジン回転数Ｎ
ＥＯが徐々に最適燃費エンジン回転数Ｎ　Ｅｂｅｓｔ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は最適燃費エンジン回転数ＮＥｂｅｓｔ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１６２０における比較ではエンジン回
転数ＮＥＯと最適燃費エンジン回転数ＮＥｂｅｓ七が等
しいと￥ｉＪ断されてステップ１６４０を実行すること
になる。 ステップ１６４０では、ＣＰＵ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はなんら変位されず、電磁弁は中立位置に停
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のポート２３ｂ
にて遮断されるとともに、可変ピンチプロペラ１０内の
油圧シリンダ１１もボート２３ａにて遮断される。従っ
て、これ以上は可変ピンチプロペラ１０内の油圧シリン
ダ１１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能により絞り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は低ピツチ側へ回転してい
る。 この停止状態に至ったときにはエンジンの回転数ＮＥＯ
が最適燃費エンジン回転数Ｎ　Ｅｂｅｓｔとなったので
あるから、当該ピッ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１６００に戻る。 ステップ１６００が終了すると、処理はステップ１０１
０に移行し、時々刻々と代わる運航状態をセンサ３１〜
３６にて検出し、上述した処理を繰り返し実行する。 ただし、上述した説明では、最適燃費エンジン回転数Ｎ
Ｅｂｅｓｔより現実のエンジン回転数ＮＥＯの方が小さ
い場合であったが、最適燃費エンジン回転数Ｎ　Ｅｂｅ
ｓｔより同現実のエンジン回転数ＮＥＯの方が大きい場
合は次のようになる。 ステップ１５０ｏにて最適燃費エンジン回転数ＮＥｂｅ
ｓｔを読み出した後、ステップ１６００でピッチ制御ル
ーチンを実行し、同ピツチ制御ルーチン内のステップ１
６２０にてエンジンの回転数ＮＥＯと最適燃費エンジン
回転数Ｎ　Ｅｂｅｓｔとを比較すると、エンジンの回転
数ＮＥＯの方が最適燃費エンジン回転数ＮＥｂｅｓｔよ
り大きいと判断されてステップ１６５０を実行する。 同ステップでは、ＣＰＵ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、ピッチは高ピツチ側になるため
、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は最適燃費エンジン回転数ＮＥｂｅｓｔ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１６２０における比較ではエンジン回
転数ＮＥＯと最適燃費エンジン回転数Ｎ　Ｅｂｅｓｔが
等しいと判断されてステップ１６４０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、読み出された最適燃費エンジン回転数ＮＥ
ｂｅｓｔと現在のエンジン回転数ＮＥＯが異なる場合に
はピッチｉ１１＃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ンチプロペラ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
読み出された最適燃費エンジン回転数に近づくよう制御
さ九、当該運航状態において最適燃費を発生せしめるこ
とができる。 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読み出し
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、上記三次元マツプを二つの二次元マツプで構成す
ることもできる。 例えば、最適燃費エンジン回転数の場合、マイクロコン
ピュータ３７内に備えられたＲＯＭに、機運■と大気密
度ρとによって所定の引き数Ｋを読み出す第１の二次元
マツプＫ（Ｖ、　　ρ）にＡＰと、同第１のマツプで読
み出される引き数にと設定出力値ＴＨとによって最適燃
費エンジン回転数ＮＥｂｅｓｔを読み出す第２の二次元
マツプＮ　Ｅｂｅｓｔ　　（Ｋ。 ＴＨ）　ＭＡＰとを記憶させておき、まず機運ｖＯと大
気密度ρＯとから第１の二次元マツプＫ（Ｖ。 ρ）　ＭＡＰを参照して引き数ＫＯを読み出し、その後
、同読み出した引き数ＫＯと設定出力値ＴＨＯとから第
２の二次元マツプＮＥｂｅｓｔ　　（Ｋ、　　ＴＨ）　
ＭＡＰを参照して最適燃費エンジン回転数ＮＥｂｅｓｔ
を読み出す。最適燃費吸気管内圧力Ｐ　Ｂｂｅｓｔにつ
いても同様である。 このようにして二次元マツプを二枚用意する構成とすれ
ば、三次元マツプを用意する場合に比べてＲＯＭの記憶
容量を低減させることができる。 一方、エンジンは、水温や油温等により同一スロットル
バルブ開度であってもその出力が変化し、操縦感覚が変
化してしまうが、本実施例では上述したようにパイロッ
トが直接プロペラの出力を指示できるため、出力変化を
もたらすパラメータの影響を補正でき、操縦感覚の変化
を防止することもできる。

【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、第２図は単発飛行機の概略図
、第３図は可変ピッチプロペラにおけるピッチ変動機構
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図は機運と大気密度
と設定出力値とに対応した最適燃費吸気管内圧力の三次
元マツプを示す図、第６図は機運と大気密度と設定出力
値とに対応した最適燃費エンジン回転数の三次元マツプ
を示す図、第７図は制御プログラムのスロットル開度制
御ルーチンに対応したフローチャート、第８図は制御プ
ログラムのピンチ制御ルーチンに対応したフローチャー
ト、第９図はエンジンの特性を示す図、第１０図はスロ
ットル弁モータ部の回路図である。 符　　号　　の　　説　　明 １０・・・可変ピッチ機構、２０・・・油圧制御回路、
３０・・電子制御装置、３１〜３６・・・センサ、３７
・・マイクロコンピュータ、４０・・・スロットル制御
機構、４１・・・吸気管、４２・・・スロットルバルブ
、４３・・・スロットル弁モータ部、ｖＯ・・・対気速
度、ρ０・・・大気密度、ＴＩ（Ｏ・・・設定出力値、
ＰＢＯ・・・吸気管内圧力、Ｐ　Ｂｂｅｓｔ・・・最適
燃費吸気管内圧力、ＮＥＯ・・・エンジン回転数、ＮＥ
ｂｅｓｔ・・・最適燃費エンジン回転数。 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 図 第 図

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を備えた
   航空機における運航制御を行なう可変ピッチプロペラ機
   の制御装置において、 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、 出力値を設定する出力設定手段と、 上記検出機体速度と上記検出大気密度と上記設定出力値
   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設定出力値における最適燃
   費となる同エンジンの吸気管内圧力を求める最適燃費吸
   気管内圧力導出手段と、 上記エンジンにおける吸気管内圧力を検出する吸気管内
   圧力検出手段と、 上記検出吸気管内圧力が上記最適燃費吸気管内圧力とな
   るように上記エンジンにおけるスロットルの開度を制御
   するスロットル開度制御手段と、上記検出機体速度と上
   記検出大気密度と上記設定出力値とを入力し、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
   て当該設定出力値における最適燃費となる同エンジンの
   回転数を求める最適燃費エンジン回転数導出手段と、上
   記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、 上記検出回転数が上記最適燃費エンジン回転数となるよ
   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機の制御
   装置。