JPH0424199A - 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ッチ制
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課題】

上述した従来の装置では、可変ビ・ツチブロベラにおけ
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、騒音の最も少ない最静粛状態、アルいはエンジン効
率とプロペラ作動効率の精力（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）＜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、
バイロフトが場合に応じて必要とする最静粛制御や最適
燃費制御を適宜実施することが可能す可変ピッチプロペ
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１と、大気密度を検出する大気密度検出手段２と
、エンジンの負荷設定量を検出する負荷設定量検出手段
３と、上記検出機体速度と上記検出大気密度と上記検出
負荷設定量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負荷設定量にお
ける最静粛運航をせしめる同エンジンの最静粛回転数を
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負荷設定量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
いて当該負荷設定量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、最静
粛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静粛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・ソ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、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、負荷設定量検出手段３がエンジンの負荷設定
量を検出すると、第１の導出手段４が上記検出機体速度
と上記検出大気密度と上記検出負荷設定量とを入力して
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
に基づいて当該負荷設定量における最静粛運航をせしめ
る同エンジンの最静粛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
上記検出負荷設定量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負荷設
定量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が最静粛制御と最適燃費
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
数が上記最静粛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。 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いて騒音の最も少ないエ
ンジンの回転数（最静粛回転数）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、選択された
制御が最静粛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、最静粛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
該装置は可変ピンチ機構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１１８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
ビン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ノ＼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
圧ンリンダ１１に付与される作動油によりピストンｌｌ
ａ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のビ・ｙ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から吐出される油圧を一定にするレギユレータ
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２３　ｂ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
２３８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のンヨートまたは断
線等の故障時）において油圧シリンダｌｌ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
、前記エンジンの負荷を決定するスロットル開度６ｔｈ
を検出するスロットル開度センサ３５と、可変ピッチプ
ロヘラノヒッチ角βを検出するピッチ角センサ３６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３７と、制御を切り換えるセレクトスイッチ３
８と、マイクロコンビエータ３９などによって構成され
ており、各センサ３１〜３７とスイッチ３８はマイクロ
コンビ、−９３９にそれぞれ接続されている。 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、機運■を検出して同検出機運ＶＯを表す機速信
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目メータが同
検出開度θｔｈｏを表す開度信号を出力する。 ピッチ角センサ３６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
示すノ１ブ１３の回転軸に接続されたポテンシ璽メータ
３６ａで同ノλブ１３の回転角度を検出し、−同ポテン
ショメータ３６ａの出力端子３６ｂ、３６ｃを図示しな
いスリ９．ブリング番こ接続して検出ピッチ角β０を表
すピ・ソチ角信号を取り出している。 吸気管内圧力センサ３７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３１〜３７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３９に出力し、マイクロコ
ンピュータ３９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３８は、コクピ・ノド内でノずイロッ
トが最静粛制御か最適燃費制御かのいずれかを選択する
かに応じて操作するスイッチであり、同選択内容に応じ
てオン／オフとなる選択信号ＳＬを出力する。同選択信
号ＳＬは、セレクトスイッチ３８がオン側のときに最静
粛制御を示し、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３９は、各センサ３１〜３７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ＣＰＵが実行するフローチャート
（第４図〜第６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７図〜第１０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、機運Ｖと大気密度ρに対応して最静
粛回転数ＮＱＴを読み出すための最静粛用引き数ＫＱ　
　（第７図参照）、同最静粛用引き数ＫＱと吸気管内圧
力ＰＢＨに対応する最静粛回転数Ｎ　ＱＴ　（第８図参
照）、機運Ｖと大気密度ρに対応して最適燃費回転数Ｎ
ＥＣを読み出すための最適燃費用引き数ＫＢ　　（第９
図参照）、及び同最適燃費用引き数ＫＥと吸気管内圧力
ＰＢＨに対応する最適燃費回転数ＮＥＣ（第１０図参照
）を示す４種類の二次元マツプであり、可変ピ・ノチプ
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れている。 マイクロコンピュータ３９には、上記センサ３１〜３７
が出力する検出信号とセレクトスイッチ３８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
９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〜
１１１Ｏからなる一連の処理を繰り返し実行する。 イマ、パイロットはセレクトスイッチ３８を操作して最
静粛制御を選択しており、また、吸気管内圧力センサ３
７には故障が生じていないものとする。 初期設定処理の終了後、ＣＰＵ　Ｉ　Ｏｆｉはステップ
１０１０にて各センサ３１〜３７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、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、ピッチ角センサ３６が検出したピ
ッチ角β０と、吸気管内圧力センサ３７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
０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
ρ０を算出する。 次に、ステップ１０３０にて補正ルーチンを実行し、検
出した吸気管内圧力ＰＢＯＯ値が適切なものであるか判
定するとともに、吸気管内圧力センサ３７が故障してい
たりして同圧力ＰＢＯが不適切であれば所定の値に補正
する。 本実施例における判定では、吸気管内圧力に基づいて計
算したエンジン出力が、スロ・ｙトル開度に基づいて計
算したエンジン出力とプロペラのノ４ヮー係数に基づい
て計算したエンジン出力とに比べて所定の範囲以上にず
れていない場合に適切なものと判定する。 具体的には、ステップ３０００にて検出吸気管内圧力Ｐ
ＢＯとエンジン回転数ＮＥＯとから第１のエンジン出力
ＰＳｌを算出し、ステップ３０１０にてスロットル開度
θｔｈｏとエンジン回転数ＮＥＯとから第２のエンジン
出力ＰＳ２を算出し、ステップ３０２０にてピッチ角β
０と機運ｖＯとプロペラ回転数ＮＰと大気密度ρ０とに
基づいてプロペラのパワー係数Ｃｐを導出するとともに
次式より第３のエンジン出力ＰＳ３を算出する。 ＰＳ＝Ｃｐ・ρ・ＮＰ−Ｄ　　　　　　　・・・（１）
但し、 ＮＰ＝に−ＮＥ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　・・・　（２）ｋ：乗算係数 次に、ステップ３０３０にて、このようにして算出した
第１〜第３のエンジン出力Ｐ　Ｓｌ、　　Ｐ　Ｓ２゜Ｐ
Ｓ３の平均値と吸気管内圧力に基づいて算出した第１の
エンジン出力ＰＳ１との差を誤差パラメータＥＲＲとし
て算出する。誤差パラメータＥＲＲが得られたら、ステ
ップ３０４０にて当該誤差パラメータＥＲＲが所定の範
囲内であるか判断する。現時点では、吸気管内圧力セン
サ３７は故障しておらず、ステップ１０１Ｏにて入力し
た吸気管内圧力ＰＢＯは適切なものであったと判定され
るので、ステップ３０５０にて以後の計算に使用する吸
気管内圧力ＰＢＨに同圧力ＰＢＯを代入する。 本実施例における最静粛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と吸気管内圧力ＰＢ
Ｒであり、各要素が得られた後、ステップ１０４０〜１
１００にて各制御を達成するエンジンの目標回転数ＮＯ
Ｂを導出する。 まず、ＣＰＵは、ステップ１０４０にて、セレクトスイ
ッチ３８の操作状況より選択された制御が最静粛制御な
のか最適燃費制御なのかを判定する。 いま、パイロットは最静粛制御を選択しているから、セ
レクトスイッチ３８はオン側となっており、ＣＰＵは、
ステップ１０４０における判断で同スイッチ３８がオン
側であると判断して、ステップ１０５０〜１０７０から
なる最静粛回転数決定ルーチンを実行する。 最静粛回転数決定ルーチンは、本来、運航状態に応じて
変化する吸気管内圧力ＦＢと大気密度ρと機運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
より最も騒音の生じないエンジンの回転数を導出するも
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１０５０．　１０６０で参照される二次元
マツプを２つ使用している。そして、その参照されるも
ととなる三次元マツプは、各パラメータを変化させた実
験データより、ある出力域での低騒音目標回転数を求め
て作成している。 このようにして三次元゛マツプが作成されたら、機運Ｖ
と大気密度ρとから引き数ＫＱを読み出す第１の二次元
マツプＫ　Ｑ　（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Ｋ
Ｑと吸気管内圧力ＦＢとから上記最静粛回転数ＮＱＴを
読み出す第２の二次元マツプＮＱＴ（ＫＱ、　　Ｐ　Ｂ
Ｒ）　ＭＡＰを作成する。 むろん、記憶容量などに余裕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１０５０．　１０６０により現在の機運ＶＯと
大気密度ρ０と吸気管内圧力ＰＢＲから最静粛を生じる
最静粛回転数ＮＱＴが読み出されたら、ステップ１０７
０にてエンジンの目標回転数ＮＯＢに同読み出した最静
粛回転数ＮＱＴをセ・ノドする。 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１１１０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がこの目標回転数ＮＯＢ
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、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
。油圧ンリンダ１１が油溜２５に連通すると、同シリン
ダｌｌ内の作動油が排出され、リターンスプリングｌｌ
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
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、ブ２０１Ｏ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、ブ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ｌＯ内の
油圧ンリンダ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ｌＯ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
が目標回転数ＮＯＢ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
１１１０に戻る。 ステップ１１１０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
〜３７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１０１０〜１０７０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１０１０〜１０７ｏにて目標回転数ＮＯＢを算
出した後、ステップ１１１０でピッチＩＪ　ｍルーチン
を実行し、同ピッ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Ｎ
ＯＢ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、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１ｏ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図に示す矢印方間へ回転する。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による吸収馬力が増大し、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ｌＯ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静粛回転数に近
づくよう制御され、当該運航状態において最も静粛に運
航せしめることができる。 一方、パイロットが最静粛とす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。 ト内のセレクトスイッチ３８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１０１０〜１１１０から
なる一連の処理におけるステップ１０４０にて同セレク
トスイッチ３８がオフ側である（最適燃費側）であると
判断し、上述した最静粛回転数決定ルーチンではな（、
ステ・アブ１０８０〜工１００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つの二次元マツ
プを参照して最適燃費回転数ＮＥＣを得ており、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、この最適燃費回転数ＮＥＣを得るための三次元
マツプの作成手順について説明する。 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　）と、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）と、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ηＥを示すマ・ノブ（ηＥ　（θｔｈ、　
　ＮＥ）　ＭＡＰ）とを作成してお（。 まず、検出された現在のスロットル開度θｔｈ。 に基づいて同エンジン出カマＩブ（Ｐｓ（θｔｈ。 ＮＥ　）ＭＡＰ　）を参照して、当該スロットル開度θ
ｔｈｏ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、パワー係数Ｃｐについては、　（１）式と（２
）式との関係より、 Ｃｐ＝ｆｌ（Ｐｓ、ＮＥ）　　　　　　　　−（３）で
表され、エンジン出カマツブ（Ｐｓ　　（θｔｈ、　　
ＮＥ）　ＭＡＰ）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、機運Ｖ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ＮＢ
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ＮＥ
との関係に、先に導出した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。 次に、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）Ｍ
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ＮＢとの関係を表すηＰ−Ｎ
Ｅラインを算出できる。 一方、検出されたスロットル開度θｔｈｏに基づぃて、
エンジン効率ηＥのマツプ（ηＥ　（θｔｈ。 ＮＥ）　ＭＡＰ）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ηＴ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１０８０．１０９０にて参照する。 実際の制御では、ＣＰＵがステップ１０４０にてセレク
トスイッチ３８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１０８０゜１０９０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１１００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１１１０にてエン
ジンの回転数ＮＥが同目標エンジン回転数ＯＢ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における吸収馬力を少なくする
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１０における吸収馬力を増大さ
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、ニンジンの回転数ＮＥＯは目標
エンジン回転数ＮＯＢと一致し、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
て最静粛制御と最適燃費制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、第１
１図には最静粛制御と最適燃費制御におけるエンジン回
転数とエンジン出力との関係を示しており、同図に示す
ようにその関係が若干ずれている。 以上の例では、吸気管内圧力センサ３７に故障が生じて
いない場合について説明したが、同センサ３７に故障が
生じていた場合は、補正ルーチンにおいて吸気管内圧力
ＰＢＨに設定される圧力が異なってくる。 ＣＰＵは、ステップ１０００の初期設定処理を行った後
、ステップ１０１０にて故障した吸気管内圧力センサ３
７からの検出データを読み込み、ステップ１０２０にて
大気密度を計算した後、ステップ１０３０にて補正ルー
チンを実行する。 補正ルーチンでは、ステップ３０００〜３０２０にて、
検出した吸気管内圧力ＰＢＯと、検出したスロットル開
度θｔｈｏと、プロペラのパワー係数Ｃｐとに基づいて
それぞれ第１〜第３のエンジン出力Ｐ　Ｓｌ、　　Ｐ　
Ｓ２．　　Ｐ　Ｓ３を算出し、ステップ３０３０にて、
こめようにして算出した第１〜第３のエンジン出力Ｐ　
Ｓｔ、　　Ｐ　Ｓ２．　　Ｐ　Ｓ３の平均値と吸気管内
圧力に基づいて算出した第１のエンジン出力ＰＳｌとの
差を誤差パラメータＥＲＲとして算出する。しかし、上
述したように吸気管内圧力センサ３７は故障しているの
で同センサによって検出された吸気管内圧力Ｔ’ＢＯに
基づいて算出した第１のエンジン出力ＰＳ１は、第２及
び第３のエンジン出力Ｐ　Ｓ２゜ＰＳ３とはかなりずれ
た値となっており、ステ、ツブ３０４０にて誤差パラメ
ータＥＲＲが所定範囲外のものと判定される。これによ
り、ＣＰＵはステップ１０１０にて入力した吸気管内圧
力ＰＢＯが適切なものでなかったと判断し、ステップ３
０６０〜３０８０にて吸気管内圧力を推定する。すなわ
ち、ステップ３０６０にて上記第１及び第２のエンジン
出力の平均値を算出して現在のエンジン出力と推定しく
　ｐ　ｓｖ）、ステップ３０７０にて推定したエンジン
出力ＰＳＶとエンジン回転数ＮＥＯから吸気管内圧力を
逆算して推定した後、ステップ３０８０にて同推定した
吸気管内圧力ＰＢＶを以後の計算に使用する吸気管内圧
力ＰＢＨに代入する。なお、ステップ３０４０において
設定した所定の誤差範囲については適宜、実験データ等
に基づいて設定すれば良い。 ステップ３０８０が終了すると、処理はメインルーチン
に戻って上述した処理を実行する。 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。負荷設定量については、吸気管内圧力ではな
く、スロットル開度を利用して検出する構成としても良
い。 また、最静粛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、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図は制御プログラム
の補正ルーチンに対応したフローチャート、第６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７図は機運と大気密度に対応した最静粛用
引き数のマツプを示す図、第８図は最静粛用引き数とス
ロットル開度に対応した最静粛回転数のマ、ブを示す図
、第９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、第１０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
、第１１図は最静粛制御と最適燃費制御の関係を示す図
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、３１〜３７・・・センサ、３
９・・・マイクロコンピユータ、３８・・・セレクトス
イッチ、ｖＯ・・・対気速度、ρ０・・・大気密度、Ｐ
ＢＯ・・・吸気管内圧力、ＮＥＯ・・・エンジン回転数
、ＮＱＴ・・・最静粛回転数、ＮＥＣ・・・最適燃費回
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７ 図 第 図 第１１ 図 第９図 第１０図 ＢＲ

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、 エンジンの負荷設定量を検出する負荷設定量検出手段と
   、 上記検出機体速度と上記検出大気密度と上記検出負荷設
   定量とを入力し、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負荷設定量における最
   静粛運航をせしめる同エンジンの最静粛回転数を導出す
   る第１の導出手段と、上記検出機体速度と上記検出大気
   密度と上記検出負荷設定量とを入力し、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
   負荷設定量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、 最静粛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って指示される制御に応じて上記
   検出回転数が上記最静粛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。