JPH0424198A - Pitch controller of variable pitch propeller - Google Patents

Pitch controller of variable pitch propeller

Info

Publication number
JPH0424198A
JPH0424198A JP12779690A JP12779690A JPH0424198A JP H0424198 A JPH0424198 A JP H0424198A JP 12779690 A JP12779690 A JP 12779690A JP 12779690 A JP12779690 A JP 12779690A JP H0424198 A JPH0424198 A JP H0424198A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
pitch
propeller
speed
detected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP12779690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshito Moriya
嘉人 守谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP12779690A priority Critical patent/JPH0424198A/en
Priority to DE69025738T priority patent/DE69025738T2/en
Priority to EP90125760A priority patent/EP0436231B1/en
Priority to US07/635,360 priority patent/US5209640A/en
Publication of JPH0424198A publication Critical patent/JPH0424198A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

PURPOSE:To secure the optimum operation constantly by obtaining the most appropriate rotational speed of an engine under existing operating condition according to engine characteristics and variable pitch propeller characteristics, and determining necessary machine speed based on the propeller characteristics and the like when determining the rotational speed. CONSTITUTION:This controller are provided with a pitch angle detecting means 1, a rotational speed detecting means 2, an air density detecting means 3, an engine output detecting means 4, and an engine load detecting means 5. The detected pitch angle, engine rotational speed, air density, and engine output are inputted to obtain machine speed by the first determining means 6 based on the variable pitch propeller characteristics. Also, the machine speed, air density, and engine load are inputted to obtain the most appropriate rotational speed under prescribed conditions at the engine load by the second determining means 7 based on engine characteristics variable pitch propeller characteristics, thus controlling the pitch of the variable pitch propeller by a pitch control means 8 so that the detected rotational speed may become the most appropriate rotational speed.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[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ッチ制
御装置に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a pitch control device for a variable pitch propeller that controls the pitch of a variable pitch propeller rotated by an engine.

【従来技術】[Prior art]

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!g御してい
る。
Conventionally, as this type of device, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-76499 is known. According to this device, the propeller pitch and propeller rotation speed are adjusted to maximize propeller operating efficiency (propeller efficiency) based on data on the Matsuha number, altitude, total atmosphere, and engine shaft output during aircraft operation. ! G is in control.

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

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というような所定
条件のもとでの最適状態を考慮すると、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。 また、マツハ数を検出するにはピトー管を使用した対気
速度計が必要となるが、同速度計は誤差要因が多く、正
確な測定が困難であったため、同対気速度計を使用した
制御では正確性が不十分であった。 本発明は、上記課題に対処するためになされたもので、
常時、正確に所定条件のもとでの最適状態で運航せしめ
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。 rtlAMを解決するための手R】 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、上記可変ピッチプロペラの
ピッチ角を検出すピッチ角検出手段1と、上記エンジン
の回転数を検出する回転数検出手段2と、大気密度を検
出する大気密度検出手段3と、上記エンジンの出方を検
出するエンジン出力検出手段4と、上記エンジンの負荷
を検出するエンジン負荷検出手段5と、上記検出ピッチ
角と上記検出エンジン回転数と上記検出大気密度と上記
検出エンジン出力とを入力して上記可変ピッチプロペラ
の特性に基づいて機速を導出する第1の導出手段6と、
上記導出機速と上記検出大気密度と上記検出エンジン負
荷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エンジン負荷における所
定条件のもとでの最適回転数を導出する第2の導出手段
7と、上記検出回転数が上記最適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8とを備えたことにある。
The above-mentioned conventional devices attempt to improve the operating efficiency of the propeller in a variable pitch propeller, but the maximum thrust when the product of engine output and propeller operating efficiency is maximum, or the product of engine efficiency and propeller operating efficiency When considering the optimal state under predetermined conditions, such as the optimal fuel efficiency state where the product is maximum, even if only the operating efficiency of the propeller is optimal, this is not necessarily the operating state desired by the pilot. . In addition, an airspeed meter using a pitot tube is required to detect the Matsuha number, but this airspeed meter has many error factors and is difficult to measure accurately, so the airspeed meter was used. Control was not accurate enough. The present invention has been made to address the above problems, and
It is an object of the present invention to provide a pitch control device for a variable pitch propeller that can be operated accurately and in an optimal state under predetermined conditions at all times. Measures to solve rtlAM] In order to achieve the above object, the structural features of the present invention are as follows:
As shown in FIG. 1, a pitch control device for a variable pitch propeller that controls the pitch of a variable pitch propeller rotated by an engine includes pitch angle detection means 1 for detecting the pitch angle of the variable pitch propeller, and a pitch angle detection means 1 for detecting the pitch angle of the variable pitch propeller; a rotational speed detection means 2 for detecting the rotational speed of the engine, an air density detection means 3 for detecting the air density, an engine output detection means 4 for detecting the output direction of the engine, and an engine load detection means for detecting the load of the engine. means 5; and first deriving means 6 for inputting the detected pitch angle, the detected engine rotation speed, the detected atmospheric density, and the detected engine output to derive the aircraft speed based on the characteristics of the variable pitch propeller. ,
By inputting the derived aircraft speed, the detected atmospheric density, and the detected engine load, the optimum rotation speed under the specified conditions at the engine load is derived based on the characteristics of the engine and the characteristics of the variable pitch propeller. and a pitch control means 8 that controls the pitch of the variable pitch propeller so that the detected rotational speed becomes the optimum rotational speed.

【発明の介層及び効果】[Intermediate layer and effects of the invention]

上記のように構成した本発明においては、ピッチ角検出
手段1が可変ピッチプロペラのピッチ角を検出し、回転
数検出手段2がエンジンの回転数を検出し、大気密度検
出手段3が大気密度を検出し、エンジン出力検出手段4
がエンジンの出力を検出し、エンジン負荷検出手段5が
エンジンの負荷を検出すると、第1の導出手段6が上記
検出エンジン回転数と上記検出大気密度と上記検出エン
ジン出力とを入力して上記可変ピッチプロペラの特性に
基づいて機速を導出し、第2の導出手段7が上記導出機
速と上記検出大気密度と上記検出エンジン負荷とを入力
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エンジン負荷における所定条件のも
とでの最適回転数を導出し、ピッチ制御手段8は上記検
出回転数が上記最適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am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
とに基づいて現運航状況下における所定条件下での最適
なエンジンの回転数を求め、かつ、この回転数を導出す
るときに必要な機速は対気速度針を使用せずにプロペラ
の特性等に基づいて導出しているため、常時、正確に所
定条件のもとでの最適状態で運航せしめることができる
In the present invention configured as described above, the pitch angle detection means 1 detects the pitch angle of the variable pitch propeller, the rotation speed detection means 2 detects the rotation speed of the engine, and the atmospheric density detection means 3 detects the atmospheric density. engine output detection means 4
detects the engine output, and when the engine load detecting means 5 detects the engine load, the first deriving means 6 inputs the detected engine rotation speed, the detected atmospheric density, and the detected engine output to calculate the variable The aircraft speed is derived based on the characteristics of the pitch propeller, and the second derivation means 7 inputs the derived aircraft speed, the detected air density, and the detected engine load to determine the engine characteristics and the variable pitch propeller characteristics. Based on this, the optimum rotational speed under a predetermined condition at the engine load is derived, and the pitch control means 8 adjusts the pitch of the variable pitch propeller so that the detected rotational speed becomes the optimum rotational speed. In other words, the optimum engine speed under the specified conditions under the current operational situation is determined based on the characteristics of the engine and the characteristics of the variable pitch propeller, and the aircraft speed required to derive this speed is Since it is derived based on the characteristics of the propeller without using an air speed needle, it is possible to operate the aircraft in the optimum state under the precise predetermined conditions at all times.

【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1o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。 可変ピッチ機構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(プロペラピッチ)
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
続されたポート23aがオイルポンプ21に接続された
ポート23b及び油溜25に接続されたポート23cか
ら遮新され、ソレノイドaの励磁時には電磁弁が上方へ
移動してポート23aとポート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ポート
23aとポート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、可変ピッチプロペラのピッチ角β
を検出するピッチ角センサ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0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
、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マイクロコン
ピユータ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)
 (IF5図及び第7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R
AMなどを共通のバスに接続して構成されている。RO
Mに記憶されたマツプは、パワー係数Cpとピッチ角β
に対応した進行率Jを示す二次元マツプ(J(Cp、 
 β)MAP)(第5図参照)と、同様の構造からなる
二次元マツプであってエンジン回転数NEと吸気管内圧
力PBに対応したエンジン出力psを示す二次元マツプ
(PS (NE、  PB) MAP)  (図示省略
)と、機速Vと大気密度ρとスロットル開度θthに対
応する最適回転数NBEST(第6図参照)を示す三次
元マツプ(N BEST (V、  ρ。 θth) MAP )であり、二次元マツプ(J(Cp
。 β) MAP )には可変ピッチプロペラの特性を考慮
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、二次元マツプ(PS (NE、  PB) MA
P)にはエンジン特性を考慮した理論的考籟を経て実験
的に確認されたデータが記憶され、三次元マップ(NB
EST (V、  ρ、  θth) MAP )には
可変ピッチプロペラの特性とエンジン特性とを考慮した
理論的考察を経て実験的に確認されたデータが記憶さ九
ている。 ピッチ角センサ31は可変ピッチプロペラにおけるブレ
ード15のピッチ角βを検出するものであり、第3図に
示すハブ13の回転軸に接続されたポテンショメータ3
1aで同ハブ13の回転角度を検出し、同ポテンショメ
ータ31aの出力端子31b、31cを図示しないスリ
ップリングに接続して検出ピッチ角β0を表すピッチ角
信号を取り出している。 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、同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。 吸気管内圧力センサ36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。 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
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〜
1800からなる一連の処理を繰り返し実行する。 本実施例における最適状態とは、所定スロットル開度に
おいて最大推力を発生する状態を示し、そのために最大
推力制御を行なうものとする。 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、ピッチ角センサ31が検出したピ
ッチ角βO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
、スロットル開度センサ35が検出したスロットル開度
θthoと、吸気管内圧力センサ36が検出した吸気管
内圧力PBO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12oO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に必要な要素は、機速v
Oと大気密度ρOとスロットル開度θth。 であるが、この時点では機速が検知されていないので、
機速vOを導出する。 まず、CPUはステップ1300にて検出エンジン回転
数NEOと検出吸気管内圧力PBOとに基づいて二次元
マツプ(PS (NE、  PB) MAP)次式より
エンジン出力PSOを算出する。 ところで、プロペラのパワー係数Cpは、Cp=PS/
(ρ ・NP−D)      ・・・ (1)但し、
NP:  プロペラ回転数、D= プロペラ直径また、
プロペラ回転数NPは、 NP=に−NE                ・・
・ (2)なる関係があるから、 (1)式と(2)式
よりプロペラのパワー係数Cpは、 Cp=f(PS、  ρ、NE)      ・・・(
3)で表され、CPUはステップ14oOにて上記算出
エンジン出力PSOと上記算出大気密度ρ0と上記検出
エンジン回転数NEOとに基づいて現在のパワー係数C
POを算出する。 ROMにはパワー係数CPとピッチ角βとに対応する進
行率Jのマツプが記憶されており、CPUはステップ1
500にて上記算出パワー係数CPOと上記検出ピッチ
角βOによって同マツプを参照し、現在の進行率JOを
読み出す。 進行率Jと機速Vとの間には、 V=J−NP−D           ・・・(4)
なる関係があるから、CPUはマツプより読み出した上
記進行率JOと上記検出エンジン回転数NEOに基づい
てステップ16oOにて(2)式と(4)式より現在の
機速■0を算出する。 以上により機速■0と大気密度ρOとスロットル開度θ
thoが得られたので、CPUはステップ1700にて
上記算出機速vOと上記算出大気密度ρOと上記検出ス
ロットル開度θthoよりROMに記憶されたマツプを
参照し、現在スロットル開度において最大推力を発生す
るエンジンの回転数N BESTを読み出す。 ここで、同参照される三次元マツプの作成方法について
説明する。 予め、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(Ps(θt
h、  NE) MAP)を作成しておき、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。 一方、パワー係数Cpについては(3)式に示す関係が
あるから、検出した大気密度ρOと上記Ps−NEライ
ンを代入すると、パワー係数とエンジン回転数との関係
を表すCP−NEラインが算出できる。 一方、進行率Jについては、 (4)式で示した関係が
あるから、現在の機速vOを代入して式を変形すると、 J=f・3(NE)            ・・・(
5)で表される。 この(5)式で表される進行率Jとエンジン回転数NE
との関係に、前記算出した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CT−Jラインを算出する
。 進行率Jについては、 (5)式より現機速v。 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CT−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
、 T:ρ0 ・CT−NP−D         ・・・
 (6)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
せた場合に出方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(最適回転数) NBEST
を求めることができるがら、上述した三次元マツプを作
成できる。 ステップ1700にて現在の機速Voと大気密度ρOと
スロットル開度θthoがら最大推力を生じる最大推力
回転数N BESTが読み出されたら、CPUはステッ
プ1800にて、可変ピッチプロペラのピッチ制御ルー
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がこの最適回転数N BESTとなるようにピ
ッチを制御する。 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最適回転
数N BESTとを比較する。 いま、現在のエンジン回転数NEOが最適回転数NBE
ST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、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のポート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はポート2
3aよりポート23Cへと導かれて油溜25に連通ずる
。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
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が最適回転数N BEST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
最適回転数N BEST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は最適回転数N BEST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と最適回転数N 
BEST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、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のポート23b
にて遮断されるとともに、可変ピッチプロペラ10内の
油圧シリンダ11もポート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
が最適回転数N BEST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1800に戻る。 ステップ1800が終了すると、処理はステップ110
0に移行し、時々刻々と変化す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。 上述した説明では、ステップ11oO〜1700にて導
出した最適回転数NBESTよりエンジンの回転数NE
Oの方が小さい場合であったが、最適回転数N BES
T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1100〜1700にて最適回転数NBEST
を算出した後、ステップ180oでピッチ制御ルーチン
を実行し、同ピッチ制御ルーチン内のステップ201o
にてエンジンの回転数NEOと最適回転数N BEST
とを比較すると、エンジンの回転数NEOの方が最適回
転数NBESTより大きいと判断されてステップ204
0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、ピン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、ピッチは高ピッチ側になるため
、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は最適回転数N BEST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と最適回転数N 
BEST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、算出された最適回転数N BESTと現在
のエンジン回転数NEOが異なる場合にはピッチ制御ル
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。 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、エンジン出力や、エンジン負荷を検出
するにあたっても、他の方法で検出する構成とすること
もできる。 上記実施例では、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と機速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導出しているが、その三次元
マツプの記憶容量を低減させるために二次元マツプを2
つ使用する構成とすることもできる。 例えば、三次元マツプの作成後、機速Vと大気密度ρと
から引き数KPを読み出す第1の二次元マツプKP(V
、  ρ) MAP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とから上記最適回転数NBESTを読み出す第2
の二次元マツプNPW(KP、  θLh) !’IA
Pを作成する。 そして、ステップ1700にて三次元マツプを参照する
代わりに、ステップ1710として機速Vと大気密度ρ
とから第1の二次元マツプKP(V。 ρ) MAPを参照して引き数KPを読み出し、ステッ
プ1720として同Ill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8thとから第2の
二次元マツプNPii (KP、  θth) MAP
ヲ参照して上記最適回転数N BESTを読み出すよう
にする。 上記実施例においては最大推力を発生する状態を最適状
態としていたが、他の状態、例えば、最適燃費で運航す
る状態を最適状態として最適燃費制御を実施することな
ども可能である。 この最適燃費制御ルーチンでも機速vOと大気密度ρO
とスロットル開度θthoよりマツプを参照し、現在の
スロットル開度において最適燃費となるエンジンの回転
数N BESTを読み出すため、この三次元マツプの作
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 ) MAP)、及びスロットル開度θ
thとエンジン回転数NEが特定された場合のエンジン
効率ηEを示すマツプ(ηE (θth。 NE) MAP)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
) MAP )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−NE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9丁とエンジン回転数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9丁が最大とな
るエンジン回転数NEを最適回転数NBESTとして三
次元マツプを作成する。 実際の制御では、CPUがステップ1700の代わりに
ステップ1730としてこのように作成した最適燃費の
三次元マツプを参照し、同最適燃費となる最適回転数N
 BESTが得られたら、ステップ1800にてエンジ
ンの回転数NEが同最適回転数BEST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が同最適回転数
N BEST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
くピッ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が最適回転
数N BESTより小さければ、ステップ2040にて
可変ピッチプロペラ1oにおける吸取馬力を増大させる
べくピッチを高ピッ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と一致し、最適燃費を得る運航を行
なうことができる。 また、コクピント内に備えらたセレクトスイッチを操作
することによって二つのマツプを切り換え、最大推力制
御と最適燃費制御とを選択的に実施するような構成とす
れば、場合に応じた適切な制御を行なうことが可能とな
り、操縦性も向上する。 むろん、最大推力を得る回転数や最適燃費となる回転数
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。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 schematically shows a pitch control device for a variable pitch propeller according to the present invention applied to a single-engine airplane, and the device is composed of a variable pitch mechanism 1o, a hydraulic control circuit 20, and an electronic control device 30. There is. As shown in FIG. 3, the variable pitch mechanism 10 includes a hydraulic cylinder 11 that includes a piston lla that is movable only in the axial direction and a return spring llb, and a hydraulic cylinder 11 that is integrally movable with the piston lla of the hydraulic cylinder 11 in the axial direction. a hub 13 which is rotatably but immovably assembled in a housing 14 which is rotated by an engine (not shown) and has a cam hole 13a into which the pin 12 fits; A gear 13b integrally formed at one end of the hub 13, a gear 15a integrally formed at one end of a blade 15 rotatably but not axially movably assembled to the housing 14 and meshing with the gear 13b, etc. The hydraulic oil applied to the hydraulic cylinder 11 from the hydraulic control circuit 20 causes the piston lla to
When the blade 1 moves to the right in the figure, the blade 1 rotates in the direction of the arrow in the figure and the pitch of the blade 15 (propeller pitch)
is now changed to a higher pitch. As shown in FIG. 2, the hydraulic control circuit 20 includes an oil pump 21 driven by an engine, a regulator valve 22 that maintains a constant hydraulic pressure discharged from the oil pump 21, and a hydraulic pressure that is supplied to the hydraulic cylinder 11. It is comprised of an electromagnetic flow control valve 23 and a throttle 24 that control the flow rate of hydraulic oil. The electromagnetic flow control valve 23 is a spring center type three-boat electromagnetic valve, and controls the supply and discharge of hydraulic oil to the hydraulic cylinder 11 in accordance with the application of excitation current to each solenoid a and b by the electronic control device 30. The ports 23a connected to the hydraulic cylinder 11 are connected to the ports 23b connected to the oil pump 21 and the ports connected to the oil sump 25. When solenoid a is energized, the solenoid valve moves upward and ports 23a and 23b are communicated with each other, and when solenoid b is energized, the solenoid valve moves downward and ports 23a and 23c are communicated with each other. is configured to be Note that the throttle 24 always releases a portion (a small amount) of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder 11 to the oil reservoir 25, and the throttle 24 always releases a portion (a small amount) of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder 11 to the oil sump 25. In the event of a failure such as short-circuit or disconnection of solenoids a and b, the hydraulic oil in the hydraulic cylinder 11 is released and the pitch of the blade 15 is set to a low pitch (generally known fail-safe side for single-engine airplanes). The electronic control device 30 controls the pitch angle β of the variable pitch propeller.
a pitch angle sensor 31 that detects the atmospheric pressure P during flight, an atmospheric pressure sensor 32 that detects the atmospheric pressure P during flight, an atmospheric temperature sensor 33 that detects the atmospheric temperature T during flight, and an engine that drives the propeller of the aircraft. An engine rotation speed sensor 34 that detects the rotation speed NE, a throttle opening sensor 35 that detects the throttle opening θth that determines the load of the engine, and an intake pipe pressure sensor 36 that detects the intake pipe pressure PB of the engine. , a microcomputer 37, etc., and each sensor 31 to 36 is connected to the microcomputer 37, respectively. The microcomputer 37 includes an interface for exchanging signals with each sensor 31 to 36, a CPU for performing arithmetic processing, and a flowchart executed by the CPU.
(Refer to IF Figure 5 and Figure 7) and the map necessary for processing the program (Figure 5 and Figure 6)
(see figure), etc., and R, which allows the CPU to temporarily store variables, etc. when executing the program.
It is configured by connecting AM, etc. to a common bus. R.O.
The map stored in M is the power coefficient Cp and pitch angle β
A two-dimensional map (J(Cp,
β) MAP) (see Figure 5), and a two-dimensional map (PS (NE, PB)) which has a similar structure and shows engine output ps corresponding to engine speed NE and intake pipe pressure PB. MAP) (not shown) and a three-dimensional map (N BEST (V, ρ. θth) MAP) showing the optimum rotational speed NBEST (see Figure 6) corresponding to the aircraft speed V, atmospheric density ρ, and throttle opening θth. , and the two-dimensional map (J(Cp
. β) MAP) stores data that has been experimentally confirmed through theoretical considerations that take into account the characteristics of variable pitch propellers, and a two-dimensional map (PS (NE, PB) MA
P) stores data that has been experimentally confirmed through theoretical considerations that take engine characteristics into account, and creates a three-dimensional map (NB
EST (V, ρ, θth) MAP) stores data that has been experimentally confirmed through theoretical considerations that take into account the characteristics of the variable pitch propeller and the engine characteristics. The pitch angle sensor 31 detects the pitch angle β of the blades 15 in the variable pitch propeller, and is connected to a potentiometer 3 connected to the rotating shaft of the hub 13 shown in FIG.
1a detects the rotation angle of the hub 13, and output terminals 31b and 31c of the potentiometer 31a are connected to a slip ring (not shown) to extract a pitch angle signal representing the detected pitch angle β0. The atmospheric pressure sensor 32 detects the atmospheric pressure P around the aircraft during operation, and outputs an atmospheric pressure signal representing the detected atmospheric pressure PO. The atmospheric temperature sensor 33 detects the atmospheric temperature T around the aircraft during operation, and outputs an atmospheric temperature signal representing the detected atmospheric pressure TO. The engine rotation speed sensor 34 detects the rotation speed NE of the engine that drives the variable pitch propeller. Since a reciprocating engine is used in this embodiment, the engine rotation speed sensor 34 detects the rotation speed NE of the engine based on the ignition signal of the engine. A rotational speed signal representing the detected rotational speed NEO per unit time is output. Note that the rotational speed can also be measured optically or magnetically. The throttle opening sensor 35 detects the opening of a throttle valve in a reciprocating engine to obtain the output of the engine, and a potentiometer attached to the valve outputs an opening signal representing the detected opening θtho. The intake pipe pressure sensor 36 detects the pressure inside the intake pipe of the reciprocating engine, detects the same pressure PB, and outputs a pressure signal representing the detected intake pipe pressure PBO. Note that each of the sensors 31 to 36 outputs a detection signal of an analog value to the microcomputer 37, which converts it into a digital value at the interface of the microcomputer 37. The microcomputer 37 has each of these sensors 31
The signal line into which the detection signal outputted by ~36 is input is connected, and each solenoid a of the electromagnetic flow control valve 23,
A control signal line is connected to output a control signal indicating whether or not to apply an excitation current to b. Next, the operation of the embodiment configured as described above will be explained. When the engine is started, the microcomputer 3
In step 7, the CPU starts executing the control program shown in FIG.
A series of steps 1800 is repeatedly executed. The optimal state in this embodiment refers to a state in which maximum thrust is generated at a predetermined throttle opening, and maximum thrust control is performed for this purpose. After the initial setting process is completed, the CPU reads each detection data from the detection signals from each sensor 31 to 36 in step 1100. That is, the pitch angle βO detected by the pitch angle sensor 31 and the atmospheric pressure PO detected by the atmospheric pressure sensor 32
, the atmospheric temperature TO detected by the atmospheric temperature sensor 33, the engine speed NEO detected by the engine speed sensor 34, the throttle opening θtho detected by the throttle opening sensor 35, and the intake pipe pressure sensor 36. The intake pipe internal pressure PBO is read through the interface, and the CPU stores each data in a predetermined area of the RAM. The atmospheric pressure PO and atmospheric temperature TO were read because of the atmospheric density ρ.
This is to detect O, and after reading the atmospheric pressure PO and atmospheric temperature TO, the CPU calculates the atmospheric density ρO in step 12oO. The elements necessary for maximum thrust control in this embodiment are the aircraft speed v
O, atmospheric density ρO, and throttle opening θth. However, since the aircraft speed is not detected at this point,
Derive the aircraft speed vO. First, in step 1300, the CPU calculates the engine output PSO based on the detected engine speed NEO and the detected intake pipe internal pressure PBO using a two-dimensional map (PS (NE, PB) MAP) using the following equation. By the way, the power coefficient Cp of the propeller is Cp=PS/
(ρ ・NP-D) ... (1) However,
NP: propeller rotation speed, D= propeller diameter,
The propeller rotation speed NP is NP=to-NE...
・Since there is the relationship (2), the propeller power coefficient Cp from equations (1) and (2) is: Cp=f(PS, ρ, NE) ・・・(
3), and the CPU determines the current power coefficient C in step 14oO based on the calculated engine output PSO, the calculated atmospheric density ρ0, and the detected engine rotation speed NEO.
Calculate PO. A map of the progress rate J corresponding to the power coefficient CP and the pitch angle β is stored in the ROM, and the CPU executes step 1.
At step 500, the map is referred to using the calculated power coefficient CPO and the detected pitch angle βO, and the current rate of progress JO is read out. Between the progress rate J and the aircraft speed V, V=J-NP-D...(4)
Because of this relationship, the CPU calculates the current aircraft speed 0 from equations (2) and (4) in step 16oO based on the progress rate JO read from the map and the detected engine rotational speed NEO. From the above, aircraft speed ■0, atmospheric density ρO, and throttle opening θ
Since tho has been obtained, the CPU in step 1700 refers to the map stored in the ROM from the calculated aircraft speed vO, the calculated atmospheric density ρO, and the detected throttle opening θtho, and calculates the maximum thrust at the current throttle opening. Read out the engine rotational speed N BEST that occurs. Here, a method for creating the referenced three-dimensional map will be explained. A map (Ps(θt
h, NE) MAP) is created, and based on the detected current throttle opening θtho, the engine output is referred to to represent the relationship between the engine output and engine rotation speed at the current throttle opening θtho. Ps
- Calculate the NE line. On the other hand, since the power coefficient Cp has the relationship shown in equation (3), by substituting the detected atmospheric density ρO and the above Ps-NE line, the CP-NE line representing the relationship between the power coefficient and the engine speed can be calculated. can. On the other hand, regarding the progress rate J, since there is a relationship shown in equation (4), if we change the equation by substituting the current aircraft speed vO, we get J=f・3(NE)...(
5). Progress rate J and engine speed NE expressed by equation (5)
By substituting the calculated Cp-NE line into the relationship between the power coefficient and the progress rate, Cp-
J line can be calculated. On the other hand, a map of the thrust coefficient CT when the power coefficient Cp and the advancement rate J are specified is created, and when the relationship between the power coefficient Cp and the advancement rate J is calculated, the same thrust coefficient map (CT ( Cp, J) MAP) to calculate the CT-J line representing the relationship between the thrust coefficient and the progress rate. Regarding the progress rate J, the current aircraft speed v is calculated from equation (5). The relationship between the thrust coefficient and the engine rotation speed NE has been clarified, and the CT-NE line representing the relationship between the thrust coefficient and the engine rotation speed is calculated by substituting the above CT and -J lines into equation (5). Thrust force T is determined from thrust coefficient CT, propeller rotation speed NP, etc., as follows: T: ρ0 ・CT-NP-D...
Since it is calculated by (6), by substituting equation (2) into equation (6) and the above CT-NE line, the T-NE line representing the relationship between thrust and engine speed can be calculated. Now, it is possible to calculate the thrust that will be produced when the engine speed is changed under the current operational conditions, and the engine speed at which the same thrust is maximum (optimal speed) NBEST
The three-dimensional map described above can be created. When the maximum thrust rotation speed N BEST that produces the maximum thrust is read out in step 1700 based on the current aircraft speed Vo, atmospheric density ρO, and throttle opening θtho, the CPU executes a pitch control routine for the variable pitch propeller in step 1800. Then, in the same pitch control routine, the pitch is controlled so that the engine rotational speed NE becomes the optimum rotational speed N BEST. Specifically, the CPU reads the engine rotation speed NEO detected by the engine rotation speed sensor 34 in step 2000, and in step 2010, the CPU reads the read current engine rotation speed NEO and the optimum rotation speed calculated as described above. Compare with N BEST. Now, the current engine speed NEO is the optimal speed NBE
Suppose that it is smaller than ST. As a result of the comparison in step 2010, the CPU executes step 2020, outputting a control signal to the signal line connected to solenoid a so as not to energize the excitation current to solenoid a, and outputting a control signal to the signal line connected to solenoid a, and A control signal is output to the connected signal line to cause the excitation current to flow through the solenoid b. When solenoid b is energized, the solenoid valve moves downward in FIG. Cylinder 11 is port 2
3a to the port 23C, which communicates with the oil reservoir 25. When the hydraulic cylinder 11 communicates with the oil reservoir 25, the hydraulic oil in the cylinder 11 is discharged and the return spring 11
The piston lla moves to the left in FIG. 3 due to the pressing force b, and the blade 15 moves in the direction of the arrow shown in FIG. rotate in the opposite direction. When the blade 15 rotates in the direction of the same arrow,
Since the pitch is on the low pitch side, the horsepower absorbed by the blades 15 decreases and the engine speed increases. The routine of steps 2000, 2010, and 2020 is repeated while the engine rotational speed NEO is smaller than the optimum rotational speed N BEST, and the engine rotational speed NEO gradually approaches the optimum rotational speed N BEST. By repeating this routine several times, the engine speed NEO approaches the optimum speed N BEST,
In the end, both agree. Then, in the comparison in step 2010, the engine rotation speed NEO and the optimum rotation speed N
If it is determined that the BESTs are equal, step 2030 will be executed. In step 2030, the CPU controls both solenoids a,
A control signal is output to prevent the excitation current from flowing to the signal line connected to b. As a result, the electromagnetic valve in the electromagnetic flow control valve 23 returns to the neutral position and stops. When the solenoid valve is in the neutral position, the hydraulic oil discharged from the oil pump 21 is transferred to the port 23b of the solenoid flow control valve 23.
At the same time, the hydraulic cylinder 11 in the variable pitch propeller 10 is also shut off at the port 23a. Therefore, no more hydraulic oil flows out from the hydraulic cylinder 11 in the variable pitch propeller 10, and the piston lla in the cylinder 11 stops at its current position. however,
Strictly speaking, due to the fail-safe mechanism, a small amount of hydraulic oil flows out from the orifice 24, so the piston lla moves slightly to the left and the blade 15 rotates toward the low pitch side. When this stopped state is reached, the engine rotational speed NEO
Since the rotation speed has become the optimum rotational speed N BEST, the pitch control routine is ended and the process returns to step 1800, which is the main routine. Upon completion of step 1800, the process proceeds to step 110.
0, and the sensor 31 detects the constantly changing operational status.
to 36, and the above-described process is repeatedly executed. In the above explanation, the engine rotation speed NE is determined from the optimum rotation speed NBEST derived in steps 11oO to 1700.
Although O was smaller, the optimum rotation speed N BES
If the engine rotation speed NEO is greater than T, the following will occur. Optimal rotation speed NBEST at steps 1100-1700
After calculating, a pitch control routine is executed in step 180o, and step 201o in the pitch control routine is executed.
Engine rotation speed NEO and optimum rotation speed N BEST
When compared with the engine speed NEO, it is determined that the engine speed NEO is larger than the optimum speed NBEST, and step 204 is performed.
Execute 0. In the same step, the CPU outputs a control signal to the signal line connected to solenoid a to energize the excitation current to the solenoid a, and the signal line connected to the solenoid b to energize the excitation current to the solenoid b. Outputs a control signal that does not disturb the user. When the solenoid a is energized, the solenoid valve moves upward in FIG. 2, and the hydraulic oil discharged from the oil pump 21 is guided to the hydraulic cylinder 11 in the variable pitch propeller 10. When hydraulic oil is supplied to the hydraulic cylinder 11, the piston lla moves to the right in FIG.
The blade 15 is rotated in the direction of the arrow shown in FIG. 3 by a cam mechanism consisting of a cam hole 13a and a cam hole 13a, and a gear mechanism consisting of a gear 13b and a gear 15a. When the blade 15 rotates in the direction of the same arrow, the pitch becomes higher pitch, so the horsepower absorbed by the blade 15 increases and the engine speed decreases. By repeating this routine several times, the engine speed NEO approaches the optimum speed N BEST,
In the end, both agree. Then, in the comparison in step 2010, the engine rotation speed NEO and the optimum rotation speed N
When it is determined that the BESTs are equal, step 2030 is executed, the pitch control routine is ended, and the process returns to the main routine. In this way, if the calculated optimum engine speed N BEST is different from the current engine speed NEO, the solenoid a in the electromagnetic flow control valve 23 is changed in the pitch control routine.
, b are controlled, and the pitch of the blades 15 in the variable pitch propeller 10 is changed by hydraulic control. As a result, the engine rotation speed is controlled to approach the calculated maximum thrust rotation speed, and the maximum thrust is achieved in the operating state. can be caused to occur. In the above embodiment, the atmospheric density is calculated based on the detection results of the atmospheric pressure sensor 32 and the atmospheric temperature sensor 33, but the atmospheric density may be detected by other means. Further, when detecting the engine output and engine load, it is also possible to adopt a configuration in which other methods are used to detect the engine output and engine load. In the above example, a three-dimensional map obtained by taking into account the characteristics of the variable pitch propeller, the characteristics of the engine, etc. is referred to, based on the throttle opening θth, atmospheric density ρ, and aircraft speed V, which vary depending on the operational status. The engine speed that produces the maximum thrust is derived from the same three-dimensional map, but in order to reduce the storage capacity of the three-dimensional map, the two-dimensional map is
It is also possible to use a configuration in which one is used. For example, after creating a three-dimensional map, a first two-dimensional map KP (V
, ρ) A second MAP is created, and the optimum rotational speed NBEST is read from the argument KP and the throttle opening θth read from the first two-dimensional map.
Two-dimensional map NPW (KP, θLh)! 'IA
Create P. Then, instead of referring to the three-dimensional map in step 1700, in step 1710, the aircraft speed V and the atmospheric density ρ are
The argument KP is read out by referring to the first two-dimensional map KP (V. ρ) MAP, and from the argument KP and the throttle opening degree 8th read from the same two-dimensional map in step 1720. Second two-dimensional map NPii (KP, θth) MAP
The optimal rotation speed N BEST is read by referring to . In the embodiments described above, the optimum state is the state in which the maximum thrust is generated, but it is also possible to perform the optimum fuel efficiency control in other states, for example, the state in which the aircraft operates at the optimum fuel efficiency. Even in this optimal fuel efficiency control routine, aircraft speed vO and atmospheric density ρO
The procedure for creating this three-dimensional map will be explained in order to read out the engine rotational speed N BEST that provides the optimum fuel efficiency at the current throttle opening by referring to the map from the current throttle opening and the throttle opening θtho. J = f3 (NE) derived when obtaining the maximum thrust rotation speed (5)
It is assumed that the Cp-J line representing the relationship between the power coefficient and the progress rate has been calculated. As a map, a map (ηP
(Cp, J) MAP), and throttle opening θ
A map (ηE (θth. NE) MAP) showing the engine efficiency ηE when th and the engine speed NE are specified is created in advance. First, the Cp-J line representing the relationship between the power coefficient and the rate of progress, and the map of propeller efficiency ηP (ηP(Cp, J
) MAP ) is used to calculate the ηP-J line representing the relationship between propeller efficiency ηP and progress rate J. This ηP
- Substituting equation (5) into the J line and deleting the progress rate, we get
The ηP-NE line representing the relationship between propeller efficiency ηP and engine speed NE can be calculated. Next, based on the detected throttle opening θthO,
By referring only to the necessary part of the map of engine efficiency ηE (ηE(θth. NE) NAP), we can obtain ηE-, which represents the relationship between engine efficiency ηE and engine speed NE.
The NE line can be derived. Product of propeller efficiency ηP and engine efficiency ηE (total efficiency η
The optimal fuel efficiency is achieved when T (=ηP×ηE)) is maximum, so from the ηP-NE line and the ηE-NE line, the ηT-NE line, which represents the relationship between the overall efficiency and the engine speed NE, can be obtained. It can be derived. A three-dimensional map is created by setting the engine rotation speed NE at which the overall efficiency is maximum on this ηT-NE line as the optimum rotation speed NBEST. In actual control, the CPU refers to the three-dimensional map of the optimal fuel efficiency created in this way in step 1730 instead of step 1700, and determines the optimal rotation speed N that will give the same optimal fuel efficiency.
Once the BEST is obtained, a pitch control routine is executed in step 1800 to control the pitch of the variable pitch propeller so that the engine rotational speed NE becomes the optimum rotational speed BEST. As a result, if the current engine rotation speed NEO is smaller than the optimum rotation speed N BEST, in step 2020, the pitch is set to a low pitch in order to reduce the suction horsepower in the variable pitch propeller 10, and the engine rotation speed NEO is increased; If the current engine rotational speed NEO is smaller than the optimum rotational speed N BEST, in step 2040, the pitch is set to a high pitch and the engine rotational speed NEO is decreased in order to increase the suction horsepower in the variable pitch propeller 1o. By either control, the engine rotational speed NEO matches the target engine rotational speed OB, and it is possible to operate the vehicle with optimal fuel efficiency. In addition, if the configuration is such that the two maps can be switched by operating a select switch provided in the cockpit and selectively perform maximum thrust control and optimal fuel efficiency control, appropriate control can be performed depending on the situation. It also improves maneuverability. Of course, other calculation methods are also possible for the calculation procedure for obtaining the rotation speed that provides the maximum thrust and the rotation speed that provides the optimum fuel efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

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、15図はパワー係数とピ
ッチ角βに対応した進行率のマツプを示す図、96図は
機速と大気密度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、第7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である。 符  号  の  説  明 10・・・可変ピッチ機構、20・・・油圧!′!I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、β0・・・ピッ
チ角、PBO・・吸取管内圧力、■0・・・機速、ρO
・・・大気密度、θthO・・・スロットル開度、  
NEO・・・エンジン回転数。 N BEST・・・最適回転数。 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
FIG. 1 is a claim correspondence diagram corresponding to the structure of the present invention described in the above claims, FIG. 2 is a schematic diagram of a single-engine airplane, and FIG. 3 is a sectional view of a main part of a pitch variation mechanism in a variable pitch propeller. Figure 4 is a flowchart corresponding to the main routine of the control program, Figure 15 is a map of the rate of advance corresponding to the power coefficient and pitch angle β, and Figure 96 is the maximum map corresponding to aircraft speed, atmospheric density, and throttle opening. FIG. 7, which is a diagram showing a map of the thrust rotation speed, is a flowchart corresponding to the pitch control routine of the control program. Explanation of symbols 10...Variable pitch mechanism, 20...Hydraulic pressure! ′! I control circuit, 30... Electronic control unit, 31-36... Sensor, 37... Microcomputer, β0... Pitch angle, PBO... Suction pipe internal pressure, ■0... Machine speed, ρO
...Atmospheric density, θthO...Throttle opening,
NEO: Engine rotation speed. N BEST...Optimal rotation speed. Applicant Toyota Motor Corporation Representative Patent Attorney Teru Hase (1 other person)

Claims (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、 上記可変ピッチプロペラのピッチ角を検出すピッチ角検
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、 大気密度を検出する大気密度検出手段と、 上記エンジンの出力を検出するエンジン出力検出手段と
、 上記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出手段と
、 上記検出ピッチ角と上記検出エンジン回転数と上記検出
大気密度と上記検出エンジン出力とを入力し、上記可変
ピッチプロペラの特性に基づいて機速を導出する第1の
導出手段と、 上記導出機速と上記検出大気密度と上記検出エンジン負
荷とを入力し、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エンジン負荷における所
定条件のもとでの最適回転数を導出する第2の導出手段
と、 上記検出エンジン回転数が上記最適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のピッチ
制御装置。
[Scope of Claims] A pitch control device for a variable pitch propeller that controls the pitch of a variable pitch propeller rotated by an engine, comprising: pitch angle detection means for detecting a pitch angle of the variable pitch propeller; and a rotational speed of the engine. an air density detection means for detecting air density; an engine output detection means for detecting the output of the engine; an engine load detection means for detecting the load of the engine; and the detected pitch angle. and a first deriving means for inputting the detected engine rotational speed, the detected air density, and the detected engine output, and derives an aircraft speed based on the characteristics of the variable pitch propeller; and the derived aircraft speed and the detected atmospheric air. a second deriving means inputting the density and the detected engine load and deriving the optimum rotation speed under predetermined conditions at the engine load based on the characteristics of the engine and the characteristics of the variable pitch propeller; A pitch control device for a variable pitch propeller, comprising pitch control means for controlling the pitch of the variable pitch propeller so that the detected engine rotation speed becomes the optimum rotation speed.
JP12779690A 1989-12-30 1990-05-17 Pitch controller of variable pitch propeller Pending JPH0424198A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12779690A JPH0424198A (en) 1990-05-17 1990-05-17 Pitch controller of variable pitch propeller
DE69025738T DE69025738T2 (en) 1989-12-30 1990-12-28 Blade adjustment control for propellers with variable pitch
EP90125760A EP0436231B1 (en) 1989-12-30 1990-12-28 Pitch control apparatus for variable pitch propeller
US07/635,360 US5209640A (en) 1989-12-30 1990-12-28 Pitch control apparatus for variable pitch propeller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12779690A JPH0424198A (en) 1990-05-17 1990-05-17 Pitch controller of variable pitch propeller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0424198A true JPH0424198A (en) 1992-01-28

Family

ID=14968890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12779690A Pending JPH0424198A (en) 1989-12-30 1990-05-17 Pitch controller of variable pitch propeller

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0424198A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6224021B1 (en) 1998-03-10 2001-05-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Thrust control apparatus and method for an airplane
KR100861895B1 (en) * 2008-07-21 2008-10-09 강한이엔씨 주식회사 Device for testing characteristics pitch controller to hydraulic drive system of axial flow fan blades
CN104443372A (en) * 2014-11-26 2015-03-25 大连宏翼航空科技发展有限公司 Variable-pitch and multi-rotor aircraft adopting multi-engine oil drive

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6224021B1 (en) 1998-03-10 2001-05-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Thrust control apparatus and method for an airplane
KR100861895B1 (en) * 2008-07-21 2008-10-09 강한이엔씨 주식회사 Device for testing characteristics pitch controller to hydraulic drive system of axial flow fan blades
CN104443372A (en) * 2014-11-26 2015-03-25 大连宏翼航空科技发展有限公司 Variable-pitch and multi-rotor aircraft adopting multi-engine oil drive

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0436231B1 (en) Pitch control apparatus for variable pitch propeller
US5284418A (en) Electric pitch control apparatus for variable pitch propeller capable of controlling the pitch angle based instantaneous operational conditions of the propeller
EP3055204B1 (en) Method and apparatus for controlling a turboprop engine
US5299911A (en) Electric pitch control apparatus for variable-pitch propeller
EP3369660B1 (en) System and method for testing control logic for a propeller of a gas turbine engine
EP3434598B1 (en) Method of controlling gas generator power and torque output
CN106143892A (en) The method of the motor in the hybrid control device of activation multiple-motor aircraft and aircraft
JPH06510100A (en) Helicopter engine control device with side cycle pitch prediction function
US11663863B2 (en) Methods and systems for operating a rotorcraft
CN111936384A (en) System and method for combined propeller speed and propeller pitch control for a turboprop
GB2197909A (en) Fuel control system for gas turbine aeroengine overspeed
GB2194357A (en) Controlling propulsor driven by gas turbine engine
JPH0424198A (en) Pitch controller of variable pitch propeller
JPH0424200A (en) Pitch controller of variable pitch propeller
JP3006026B2 (en) Pitch control device for variable pitch propeller
JP2871209B2 (en) Pitch control device for variable pitch propeller
US20210403170A1 (en) Aircraft control for endurance and fuel economy
JP2805940B2 (en) Pitch control device for variable pitch propeller
JPH0415196A (en) Pitch control device for variable pitch propeller
CA3132349A1 (en) System and method for providing in-flight reverse thrust for an aircraft
CN115315389A (en) Automatic blade pitch control
JPH0424199A (en) Pitch controller of variable pitch propeller
JPH0424197A (en) Controller for variable pitch propeller machine in inboard/outboard motor
JPH0443196A (en) Anomaly detecting device for aeroplane equipped with a plurality of engines
CA2988694A1 (en) Control element for an aircraft, corresponding aircraft and piloting method for an aircraft