JPH0627810Y2 - Idle control device for gas turbine engine - Google Patents

Idle control device for gas turbine engine

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JPH0627810Y2
JPH0627810Y2 JP4189U JP4189U JPH0627810Y2 JP H0627810 Y2 JPH0627810 Y2 JP H0627810Y2 JP 4189 U JP4189 U JP 4189U JP 4189 U JP4189 U JP 4189U JP H0627810 Y2 JPH0627810 Y2 JP H0627810Y2
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turbine
compressor
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output
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はガスタービン機関の回転数制御装置に関し、特
に、自動車に搭載される二軸式ガスタービン機関のアイ
ドル制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a rotational speed control device for a gas turbine engine, and more particularly to an idle control device for a two-shaft gas turbine engine mounted on an automobile.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

二軸式ガスタービン機関は、(1)回転運動だけなので、
低振動で連続した高回転が行える、(2)連続燃焼機関な
ので、ガソリン、軽油はもとより、灯油やメタノールな
ど多種類の燃焼が使用できる、(3)低速トルクが大きい
という自動車に適したトルク特性を持っている等の特徴
を備えているので、近年、自動車用機関としての実用化
が検討されている。
Since the twin-shaft gas turbine engine has only (1) rotary motion,
(2) Since it is a continuous-combustion engine, it can be used for various types of combustion such as kerosene and methanol as well as gasoline and light oil. (3) Torque characteristics suitable for automobiles with high low-speed torque Since it has the features such as having an engine, it has been studied in recent years for practical use as an automobile engine.

第4図は自動変速機付の自動車に搭載される従来の二軸
式ガスタービン機関の一般的な構成の一例を示すもので
ある。
FIG. 4 shows an example of a general configuration of a conventional two-shaft gas turbine engine mounted on an automobile with an automatic transmission.

図において、Cはコンプレッサ、HEは熱交換器、CCは燃
焼器、CTはコンプレッサタービンであり、コンプレッサ
CとコンプレッサタービンCTとは回転軸にて直結され、
燃焼器CCにはアクチュエータA1を介して燃料が供給され
ている。吸入空気(以下吸気という)はコンプレッサC
にて圧縮され、熱交換器HEにて加熱され、燃焼器CCにて
燃料と混合されて燃焼し、その燃焼ガスがコンプレッサ
タービンCTを回転させる。このコンプレッサタービンCT
とコンプレッサCとは総称してガスジェネレータGGと呼
ばれることがあり、このコンプレッサタービンCTの回転
数がコンプレッサCの圧縮度を左右する。コンプレッサ
タービンCTを駆動した燃焼ガスは、アクチュエータA2に
調整される可変ノズルVNを経てパワタービン(出力ター
ビン)PTを駆動した後、熱交換器HEを経て排気ガスとな
って大気に排出される。
In the figure, C is a compressor, HE is a heat exchanger, CC is a combustor, CT is a compressor turbine, and the compressor C and the compressor turbine CT are directly connected by a rotary shaft,
Fuel is supplied to the combustor CC via the actuator A1. Intake air (hereinafter referred to as intake air) is compressed by compressor C
Is heated in the heat exchanger HE, mixed with fuel in the combustor CC and burned, and the combustion gas rotates the compressor turbine CT. This compressor turbine CT
The compressor C and the compressor C may be collectively referred to as a gas generator GG, and the rotation speed of the compressor turbine CT affects the compression degree of the compressor C. The combustion gas that drives the compressor turbine CT drives the power turbine (output turbine) PT through the variable nozzle VN that is adjusted by the actuator A2, and then passes through the heat exchanger HE to be discharged as exhaust gas to the atmosphere.

なお、ガスジェネレータGGの起動は、コンプレッサCの
回転軸上に設けられたフロントギヤF/Gを、クラッチ内
蔵のスタータSMによって回転させることによって行われ
る。
The gas generator GG is started by rotating a front gear F / G provided on the rotary shaft of the compressor C by a starter SM with a built-in clutch.

以上が二軸式ガスタービンGTの構成であり、パワタービ
ンPTの回転は減速歯車R/Gによって減速されて自動変速
機A/Tに伝えられ、シフト状態に応じた回転数に変換さ
れた後に差動歯車Dを介して車輪Wに伝達される。ま
た、減速歯車R/Gの回転軸には発電機や空調機器用のコ
ンプレッサ等の補機AXが接続されており、パワタービン
PTの回転によりこれらの補機AXも駆動されるようになっ
ている。
The above is the configuration of the two-shaft gas turbine GT, and the rotation of the power turbine PT is reduced by the reduction gear R / G and transmitted to the automatic transmission A / T, and after being converted to the number of rotations according to the shift state, the difference is generated. It is transmitted to the wheels W via the dynamic gear D. In addition, an auxiliary machine AX such as a generator or a compressor for air conditioning equipment is connected to the rotary shaft of the reduction gear R / G.
These auxiliary machines AX are also driven by the rotation of PT.

なお、アクチュエータA1は制御回路CONTからの指令によ
って燃料を燃焼器CCに供給し、アクチュエータA2は制御
回路CONTからの指令によって可変ノズルVNの開度α
調整し、コンプレッサタービンCTからパワタービンPTへ
流れ込む燃焼ガスの通路面積を変える。この結果、コン
プレッサタービンCTの回転数が同じNであれば、可変
ノズルVNの開度αを調整することにより、燃焼ガスの
圧力が変化し、パワタービンPTの回転数Nが変化する
ことになるので、制御回路CONTはパワタービンPTの回転
数Nが低下すれば、可変ノズルVNの開度αを小さく
する制御を行う。このため、制御回路CONTにはアクセル
ペダルの開度や図示しないセンサからの機関の運転状態
パラメータが入力されており、これらの情報を基に制御
回路CONTは機関の運転状態に応じてアクチュエータA1,A
2を駆動するのである。
Note that the actuator A1 supplies fuel to the combustor CC according to a command from the control circuit CONT, and the actuator A2 adjusts the opening α s of the variable nozzle VN according to a command from the control circuit CONT, and then from the compressor turbine CT to the power turbine PT. Change the passage area of the combustion gas that flows in. As a result, if the number of revolutions of the compressor turbine CT is the same N 1 , the pressure of the combustion gas is changed and the number of revolutions N 3 of the power turbine PT is changed by adjusting the opening α s of the variable nozzle VN. Therefore, the control circuit CONT performs control to reduce the opening degree α s of the variable nozzle VN when the rotation speed N 3 of the power turbine PT decreases. Therefore, the opening degree of the accelerator pedal and the engine operating state parameters from a sensor (not shown) are input to the control circuit CONT. Based on these information, the control circuit CONT operates the actuators A1, A1 according to the operating state of the engine. A
Drive the two.

また、一般に、第4図のの位置の吸気圧をP、の
位置の温度をTというように、吸気圧Pや温度Tに付
された添え字は、○で囲まれた番号の位置の吸気圧Pや
温度Tを示す。
Further, generally, the intake pressure at the position in FIG. 4 is P 3 , and the temperature at the position is T 4 , so that the subscripts attached to the intake pressure P and the temperature T are the positions of the numbers circled. The intake pressure P and the temperature T are shown.

このような二軸式ガスタービン機関では、車両停止時等
の機関のアイドリング時に、オルタネータや空調機器用
のコンプレッサ、或いはオイルポンプ等の補機の負荷に
より出力タービンPTの回転数が低下して補機AXの回転数
が低くなりすぎると、制御回路CONTがそれを検出してガ
スタービン機関のコンプレッサタービンCTの回転数を上
げてそれにより補機AXを駆動する出力タービンPTの回転
数を上げてアイドルアップを図っていた。
In such a two-shaft gas turbine engine, during idling of the engine such as when the vehicle is stopped, the rotational speed of the output turbine PT decreases due to the load of auxiliary equipment such as an alternator, a compressor for air conditioning equipment, or an oil pump. If the rotation speed of the machine AX becomes too low, the control circuit CONT detects it and increases the rotation speed of the compressor turbine CT of the gas turbine engine, thereby increasing the rotation speed of the output turbine PT that drives the auxiliary machine AX. I was trying to improve my idol.

ところが、このようにアイドルアップを燃焼器CCへの燃
料供給流量Gfを増加することのみにより行うと、出力タ
ービンPTの出力のみならず、コンプレッサタービンCTの
出力も共に全体的にアップし、効率的には無駄である。
However, if the idle-up is performed only by increasing the fuel supply flow rate Gf to the combustor CC in this way, not only the output of the output turbine PT but also the output of the compressor turbine CT is increased overall, resulting in an efficient operation. Is useless for.

そこで、二軸式ガスタービン機関のアイドル運転時に、
燃料流量Gfを増量すると共に可変ノズルVNの開度α
小さくし、コンプレッサタービンCTの回転数Nは一定
に保ったままパワタービンPTの回転数を増大させるもの
が本出願人から提案されている。即ち、アイドル運転時
に増やした燃料流量Gf分だけ可変ノズルVNを閉め、コン
プレッサタービンCTの回転数Nは上昇させずに出力タ
ービンPTの回転数Nを上昇させる方法が本出願人から
提出されている(特開昭62-214237号公報参照)。
Therefore, during idle operation of the two-shaft gas turbine engine,
The present applicant has proposed that the fuel flow rate Gf is increased, the opening degree α s of the variable nozzle VN is reduced, and the rotation speed N 1 of the compressor turbine CT is kept constant while the rotation speed of the power turbine PT is increased. There is. That is, a method of closing the variable nozzle VN by the fuel flow rate Gf increased during the idle operation and increasing the rotation speed N 3 of the output turbine PT without increasing the rotation speed N 1 of the compressor turbine CT has been submitted by the applicant. (See JP-A-62-214237).

〔考案が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the device]

ところが、この方法は自動変速器A/Tの負荷および補機A
Xの消費馬力、電力、即ち、出力タービンPTの負荷が極
めて小さい場合に成り立ち、出力タービンPTの負荷が大
きい場合には成り立たない。これは、出力タービンPTの
負荷が大きく、可変ノズルVNの開度αを余り小さくし
過ぎると、コンプレッサタービンCTの出口の燃焼ガス温
度Tが許容値を超える場合があり、機関が溶損する恐
れがあるからである。
However, this method uses the load of the automatic transmission A / T and the auxiliary equipment A.
This is true when the horsepower consumption of X, electric power, that is, the load of the output turbine PT is extremely small, and is not true when the load of the output turbine PT is large. This is because if the load of the output turbine PT is large and the opening degree α s of the variable nozzle VN is made too small, the combustion gas temperature T 6 at the outlet of the compressor turbine CT may exceed the allowable value and the engine is melted and damaged. Because there is a fear.

本考案の目的は、前記従来の二軸式ガスタービン機関の
アイドル運転状態時に、機関の補機駆動により機関負荷
が増大した場合でも、機関回転数をアイドル回転数範囲
内に保持したまま出力タービンの回転数を増大させ、機
関を溶損させることなく補機をスムーズに駆動すること
ができるガスタービン機関のアイドル制御装置を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide an output turbine while maintaining the engine speed within the idle speed range even when the engine load is increased by driving an auxiliary machine of the engine during idle operation of the conventional two-shaft gas turbine engine. An object of the present invention is to provide an idle control device for a gas turbine engine that can increase the number of revolutions of the engine and smoothly drive an auxiliary machine without melting and damaging the engine.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

前記目的を達成する本考案の二軸式ガスタービン機関の
構成が第1図に示される。本考案のガスタービン機関の
アイドル制御装置は、コンプレッサで圧縮し、熱交換器
で加熱した吸気を燃焼器で燃焼させ、この燃焼ガスによ
って前記コンプレッサに直結するコンプレッサタービン
を駆動し、可変ノズルを経た後の燃焼ガスで負荷に連結
する出力タービンを駆動すると共に、その後に熱交換器
で熱交換を行わせる構成の二軸式ガスタービン機関にお
いて、機関のアイドル状態を検出するアイドル状態検出
手段1と、出力タービンの出力軸の回転数を検出する出
力回転数検出手段2と、出力タービンの下流側の燃焼ガ
スの温度を検出する燃焼ガス温度検出手段3と、機関が
アイドル状態かつ前記出力軸の回転数が所定値未満かつ
前記燃焼ガスの温度が所定値以上の時に、可変ノズルの
開度を所定値まで開く第1の制御手段4と、機関がアイ
ドル状態かつ前記出力軸の回転数が所定値未満かつ前記
燃焼ガスの温度が所定値未満の時に、可変ノズルの開度
を所定値まで閉じるか、またはコンプレッサタービンの
回転数を所定値まで上昇させる第2の制御手段と、機関
がアイドル状態かつ前記出力軸の回転数が所定値以上の
時に、コンプレッサタービンの回転数を所定値まで減少
させるかまたは可変ノズルの開度を所定値まで開く第3
の制御手段6とから構成される。
The structure of a two-shaft gas turbine engine of the present invention which achieves the above-mentioned object is shown in FIG. The idle control device of the gas turbine engine of the present invention burns the intake air compressed by the compressor and heated by the heat exchanger by the combustor, drives the compressor turbine directly connected to the compressor by this combustion gas, and passes through the variable nozzle. In a two-shaft gas turbine engine configured to drive an output turbine connected to a load with the subsequent combustion gas, and then perform heat exchange with a heat exchanger, an idle state detection means 1 for detecting an idle state of the engine. An output rotation speed detection means 2 for detecting the rotation speed of the output shaft of the output turbine, a combustion gas temperature detection means 3 for detecting the temperature of the combustion gas on the downstream side of the output turbine, and an engine in an idle state and the output shaft First control means 4 for opening the opening of the variable nozzle to a predetermined value when the number of revolutions is less than a predetermined value and the temperature of the combustion gas is a predetermined value or more; When the engine is idle, the output shaft speed is less than a predetermined value, and the combustion gas temperature is less than a predetermined value, the variable nozzle opening is closed to a predetermined value, or the compressor turbine speed is set to a predetermined value. Second control means for increasing the speed, and when the engine is in the idle state and the rotation speed of the output shaft is above a predetermined value, the rotation speed of the compressor turbine is reduced to a predetermined value or the opening of the variable nozzle is opened to a predetermined value. Third
The control means 6 of FIG.

〔作用〕[Action]

本考案のガスタービン機関の回転数制御装置によれば、
機関のアイドル運転状態の時に、出力タービンの出力軸
の回転数Nの許容最小値N3min以下への低下が検出さ
れると、まず、可変ノズルVNの開度αの調節により出
力軸の回転数Nの上昇を図り、次いでコンプレッサタ
ービンCTの回転数Nの上昇を図ることにより出力軸の
回転数Nを回復させる。逆に、出力軸の回転数N
アイドル時の許容値N3maxを超えた時は、まず、コンプ
レッサタービンCTの回転数Nの減少を図り、次いで、
可変ノズルVNの開度αの調節により出力軸の回転数N
を低減させる。
According to the revolution control device of the gas turbine engine of the present invention,
When it is detected that the rotation speed N 3 of the output shaft of the output turbine falls below the allowable minimum value N 3min during the idling state of the engine, first, the output shaft of the output shaft is adjusted by adjusting the opening α s of the variable nozzle VN. The rotation speed N 3 of the output shaft is restored by increasing the rotation speed N 3 and then the rotation speed N 1 of the compressor turbine CT. On the contrary, when the rotation speed N 3 of the output shaft exceeds the allowable value N 3max at the time of idling, first, the rotation speed N 1 of the compressor turbine CT is reduced, and then,
By adjusting the opening α s of the variable nozzle VN, the rotation speed N of the output shaft
Reduce 3 .

〔実施例〕〔Example〕

以下添付図面を用いて本考案の実施例を詳細に説明す
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第2図は自動変速機付き車両に搭載された本考案の二軸
式ガスタービン機関の一実施例の構成を示すものであ
り、第4図に示した二軸式ガスタービン機関と同じ構成
部品については同じ符号(記号)を付してある。また、
前述したと同様に、第2図においてもの位置の吸気圧
をP、の位置の温度をTというように、吸気圧P
や温度Tに付された添え字は、○で囲まれた番号の位置
の吸気圧Pや温度Tを示すものとする。
FIG. 2 shows the configuration of an embodiment of the two-shaft gas turbine engine of the present invention mounted on a vehicle with an automatic transmission, and the same components as the two-shaft gas turbine engine shown in FIG. Are denoted by the same reference numerals (symbols). Also,
In the same manner as described above, the intake pressure P in FIG. 2 is P 3 and the temperature at the position is T 4 , so that the intake pressure P
The subscripts attached to the temperature T and the temperature T indicate the intake pressure P and the temperature T at the positions of the numbers circled.

図においてGTはガスタービンであり、このガスタービン
GTには燃料ポンプ,オイルポンプ,スタータ等が接続す
るフロントギヤF/G、コンプレッサC、熱交換器HE、燃
焼器CC、コンプレッサCに回転軸で直結されたコンプレ
ッサタービンCT、可変ノズルVN、パワタービン(出力タ
ービン)PT及び減速歯車R/G等がある。
In the figure, GT is a gas turbine, and this gas turbine
Front gear F / G to which fuel pump, oil pump, starter, etc. are connected to GT, compressor C, heat exchanger HE, combustor CC, compressor turbine CT directly connected to compressor C by rotary shaft, variable nozzle VN, power turbine (Output turbine) PT, reduction gear R / G, etc.

以上のような構成の二軸式ガスタービン機関において
は、吸気はコンプレッサCにて圧縮され、熱交換器HEに
て加熱され、燃焼器CCにて燃料と混合されて燃焼し、そ
の燃焼ガスがコンプレッサタービンCTを回転させる。コ
ンプレッサタービンCTを駆動した燃焼ガスは、可変ノズ
ルVNを経て出力タービンPTを駆動した後、熱交換器HEを
経て排気ガスとなって大気に排出される。A1は燃焼器CC
に燃料を供給するメータリングバルブを備えたアクチュ
エータ、A2は可変ノズルVNの開度を調整するアクチュエ
ータである。
In the two-shaft gas turbine engine configured as described above, the intake air is compressed by the compressor C, heated by the heat exchanger HE, mixed with the fuel by the combustor CC, and burned. Rotate the compressor turbine CT. The combustion gas that drives the compressor turbine CT drives the output turbine PT via the variable nozzle VN, and then passes through the heat exchanger HE to become exhaust gas, which is discharged to the atmosphere. A1 is the combustor CC
An actuator equipped with a metering valve for supplying fuel to A2, A2 is an actuator for adjusting the opening of the variable nozzle VN.

ガスタービンGTの減速歯車R/Gには自動変速機A/Tが接続
されており、ガスタービンGTのパワタービンPTの回転は
減速歯車R/Gによって減速されて自動変速機A/Tに伝えら
れ、ここで内蔵されたトルクコンバータ及び変速機構を
介してシフト状態に応じた回転数に変換されて車軸駆動
出力となり、図示しない差動歯車を経て駆動輪を回転さ
せる。なお、トルクコンバータにはロックアップクラッ
チが設けられることもあり、また、減速歯車R/Gの回転
軸には発電機や空調機器用のコンプレッサ等の補機AXが
接続されており、パワタービンPTの回転によりこれらの
補機AXも駆動されるようになっている。
An automatic transmission A / T is connected to the reduction gear R / G of the gas turbine GT, and the rotation of the power turbine PT of the gas turbine GT is reduced by the reduction gear R / G and transmitted to the automatic transmission A / T. Through the built-in torque converter and transmission mechanism, the number of rotations is converted into the number of rotations corresponding to the shift state to be an axle drive output, and the drive wheels are rotated via a differential gear (not shown). A lockup clutch may be provided in the torque converter, and an auxiliary machine AX such as a compressor for a generator or an air conditioner is connected to the rotation shaft of the reduction gear R / G, and the power turbine PT These accessories AX are also driven by rotation.

ガスタービンGTおよび自動変速機A/Tを制御する制御回
路10には、アナログ信号用の入力インタフェースINa、
デジタル信号用の入力インタフェースINd、入力インタ
フェースINaからの信号をデジタル変換するアナログ−
デジタル変換器A/D、中央処理ユニットCPU、ランダムア
クセスメモリRAM、読み出し専用メモリROM、および出力
回路OUT等があり、それぞれバスライン11で接続されて
いる。
The control circuit 10 for controlling the gas turbine GT and the automatic transmission A / T includes an input interface INa for analog signals,
Analog that digitally converts the signals from the input interface INd for digital signals and the input interface INa −
There are a digital converter A / D, a central processing unit CPU, a random access memory RAM, a read-only memory ROM, an output circuit OUT, etc., which are connected by a bus line 11.

また、二軸式ガスタービン機関には、大気温を検出する
温度センサST0,、ガスジェネレータGGの回転数N
検出する回転数センサSN1,コンプレッサCの出口温度
を検出する温度センサST3,吸気側の熱交換器HEの
出口温度T35を検出する温度センサST35,排気側の熱
交換器HEの入口温度を検出する温度センサST6,減速歯
車R/Gを経たガスタービンGTの回転数Nを検出する回
転数センサSN3,及び車軸駆動回転数Nを検出する回
転数センサSNP等が設けられている。
Further, in the two-shaft gas turbine engine, a temperature sensor ST 0 that detects the atmospheric temperature, a rotation speed sensor SN 1 that detects the rotation speed N 1 of the gas generator GG, and a temperature that detects the outlet temperature T 3 of the compressor C. sensor ST 3, the temperature sensor ST 35 that detects the outlet temperature T 35 of the heat exchanger HE of intake, the temperature sensor ST 6 that detects the inlet temperature of the heat exchanger HE of the exhaust side, through the speed reduction gear R / G gas speed sensor SN 3 detects the rotational speed N 3 of the turbine GT, and the rotational speed sensor SN P for detecting the axle drive rotational speed N P is provided.

アナログ信号用の入力インタフェースINaには、ガスタ
ービンGTに設けられた前述のセンサからの信号N1,N3,
NP,P3,T0,T35,T6やアクセルペダルからのアクセル踏込
量θaccを示すアナログ信号等が入力され、デジタル信
号用の入力インタフェースINdにはキースイッチからの
オンオフ信号、シフトレバーからのシフト位置信号、ブ
レーキからのブレーキ信号等のデジタル信号が入力され
る。
The input interface INa for analog signals includes signals N 1 , N 3 and the signals from the aforementioned sensors provided in the gas turbine GT.
N P, P 3, T 0 , T 35, T 6 and the analog signal or the like showing the amount of accelerator pedal depression theta acc of the accelerator pedal is inputted, the input interface INd OFF signal from the key switch to the digital signal, the shift Digital signals such as a shift position signal from the lever and a brake signal from the brake are input.

一方、出力回路OUTからは、燃焼器CCのアクチュエータA
1に対して燃料流量を指示する信号Gf、アクチュエータA
2に対して可変ノズルVNの開度を指示する信号αや、
トルクコンバータのロックアップクラッチのオンオフを
指示する信号S、自動変速機A/Tの変速信号S1,S2やス
ロットルワイヤ信号θ等が出力される。
On the other hand, from the output circuit OUT, the combustor CC actuator A
Signal Gf that indicates the fuel flow rate for 1 and actuator A
2 for the signal α s that instructs the opening of the variable nozzle VN,
A signal S 3 for instructing on / off of the lockup clutch of the torque converter, shift signals S 1 , S 2 of the automatic transmission A / T, a throttle wire signal θ w, etc. are output.

なお、この二軸式ガスタービン機関は、機関のアイドリ
ング時にはコンプレッサCの回転数Nが一定となるよ
うに燃料噴射弁は制御されている。
In this two-shaft gas turbine engine, the fuel injection valve is controlled so that the rotation speed N 1 of the compressor C is constant when the engine is idling.

次に以上のように構成された二軸式ガスタービン機関に
おける制御回路10のフルスロットル時の機関加速制御を
第3図のフローチャートを用いて説明する。
Next, the engine acceleration control at full throttle of the control circuit 10 in the two-shaft gas turbine engine configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.

第3図の回転数制御ルーチンは第2図の制御回路10の制
御手順の一例を示すものであり、所定時間毎、例えば60
ms毎に実行される。
The rotation speed control routine shown in FIG. 3 shows an example of the control procedure of the control circuit 10 shown in FIG.
It is executed every ms.

ステップ301ではまず、自動変速機A/Tのシフトレンジが
パーキング状態を示すPレンジか、ニュートラル状態を
示すNレンジかを判定す。シフト状態がPレンジまたは
Nレンジの時(YES)はステップ302に進むが、それ以外の
レンジの時はステップ303に進む。
In step 301, first, it is determined whether the shift range of the automatic transmission A / T is the P range indicating the parking state or the N range indicating the neutral state. When the shift state is the P range or the N range (YES), the process proceeds to step 302, but when the shift state is any other range, the process proceeds to step 303.

ステップ302では出力タービンPTの減速ギヤR/Gを経た出
力軸の回転数Nと、その許容最小回転数N3minと許容
最大回転数N3maxとの比較を行う。そして、出力軸の回
転数が許容範囲内を示すN3min<N<N3max場合はステ
ップ303に進み、N≦N3minの場合はステップ304に進
み、N≧N3maxの場合はステップ324に進む。
In step 302, the rotation speed N 3 of the output shaft that has passed through the reduction gear R / G of the output turbine PT is compared with the allowable minimum rotation speed N 3min and the allowable maximum rotation speed N 3max . Then, if the rotation speed of the output shaft is within the allowable range, N 3min <N 3 <N 3max , the process proceeds to step 303, if N 3 ≦ N 3min , the process proceeds to step 304, and if N 3 ≧ N 3max , the step proceeds. Proceed to 324.

ステップ302でN3min<N<N3maxの時に進むステップ3
03では、後述するカウンタのカウント値CN3,CN1,
CN1′,及びCをクリアして(0にして)このルーチ
ンを終了し、実質的に制御を行わない。よって、以後の
本考案の実際の制御はN≦N3minの場合と、N≧N
3maxの場合にのみ行われることになるので、以後はN
≦N3minの場合と、N≧N3maxの場合に分けて制御回路
10の制御手順を説明する。
Go to step 302 when N 3min <N 3 <N 3max Step 3
In 03, the count value C N3 , C N1 ,
C N1 ′ and C D are cleared (set to 0) and this routine is ended, and no control is executed. Therefore, the actual control of the present invention after that is when N 3 ≦ N 3min and when N 3 ≧ N
Since it will be performed only in the case of 3max , after that, N 3
Control circuit for ≤ N 3min and N 3 ≥ N 3max
The control procedure of 10 will be described.

(1)N≦N3minの場合 ステップ304にてカウンタCN3の値に1を加算し、他のカ
ウンタCN1とカウンタCをクリアする。そして、ステ
ップ305にてカウンタCN3のカウント値が最大設定値C
N3maxを超えたか否かを判定する。そして、ここでCN3
CN3maxの場合(NO)はこのルーチンを終了し、CN3≧C
N3maxの場合(YES)はステップ306に進んでカウンタCN3
値をCN3maxに設定してステップ307に進む。
(1) When N 3 ≦ N 3 min In step 304, 1 is added to the value of the counter C N3 and the other counters C N1 and C D are cleared. Then, in step 305, the count value of the counter C N3 is the maximum set value C.
It is determined whether N3max is exceeded. And here C N3 <
If C N3 max (NO), this routine is terminated and C N3 ≧ C
In the case of N3max (YES), the process proceeds to step 306, the value of the counter C N3 is set to C N3max , and the process proceeds to step 307.

ステップ307では出力タービンPTの下流側の燃焼ガスの
温度Tが最大許容値以上になったか否かの判定を行
う。以後の制御は温度Tが許容値内にあるか否かで制
御が大きく異なるので、T≧T6maxの場合とT<T
6maxの二つの場合に分けて制御を説明する。
In step 307, it is judged whether or not the temperature T 6 of the combustion gas on the downstream side of the output turbine PT has become equal to or higher than the maximum allowable value. Subsequent control is greatly different depending on whether or not the temperature T 6 is within the allowable value. Therefore, when T 6 ≧ T 6max and T 6 <T
The control will be described separately for two cases of 6max .

(1)−T≧T6maxの時 燃焼ガス温度が許容値を超えている時(YES)はステップ3
08に進み、この状態の時にのみカウント動作を行うカウ
ンタCT6の値に1を加算し、続くステップ309でこのカウ
ント値CT6が最大設定値CT6maxを超えたか否かを判定す
る。そして、ここでCT6<CT6maxの場合(NO)はステップ3
14に進んで後述するカウント値CN1をクリアしてこのル
ーチンを終了するが、CT6≧CT6maxの場合(YES)はステッ
プ310に進んでカウンタCT6の値をCT6maxに設定してステ
ップ311に進む。
(1) -When T 6 ≧ T 6max When the combustion gas temperature exceeds the allowable value (YES), step 3
The process proceeds to 08, 1 is added to the value of the counter C T6 that performs the counting operation only in this state, and in the following step 309, it is determined whether or not this count value C T6 exceeds the maximum set value C T6max . If C T6 <C T6 max (NO), step 3
The routine proceeds to step 14 and clears the count value C N1 described later to end this routine. However, if C T6 ≧ C T6max (YES), proceed to step 310 and set the value of counter C T6 to C T6max and proceed to the step. Continue to 311.

ステップ311は可変ノズルVNの開度αを調整するステ
ップであり、可変ノズルVNの目標開度値VNSET(=A+
B×CVN:A,Bは定数)を変更するためのカウンタCVN
の値を1だけ減らす制御を行う。この制御により、可変
ノズルVNの開度αは大きくなる。そして、続くステッ
プ312ではカウンタ値CVNの値が負になったか否かを判定
し、CVN>0ならばステップ314に進むが、CVN≦0の時
はステップ313に進んでカウンタCVNの値をクリアしてか
らステップ314に進む。そして、ステップ314ではカウン
ト値CN1をクリアしてこのルーチンを終了する。
Step 311 is a step of adjusting the opening degree α s of the variable nozzle VN, and the target opening degree value VNSET (= A +
B × C VN : Counter C VN for changing A and B are constants
The value of is decreased by 1. By this control, the opening degree α s of the variable nozzle VN becomes large. Then, in the following step 312, it is determined whether or not the value of the counter value C VN has become negative. If C VN > 0, the process proceeds to step 314. However, if C VN ≦ 0, the process proceeds to step 313 and the counter C VN. After clearing the value of, go to step 314. Then, in step 314, the count value C N1 is cleared and this routine ends.

(1)−T<T6maxの時 燃焼ガス温度が許容範囲内にある時(NO)はステップ315
に進み、前述のカウンタCT6の値をクリアすると共に、
可変ノズルVNの目標開度値VNSETを変更するためのカウ
ンタCVNの値を1だけ増やす制御を行う。この制御によ
り、可変ノズルVNの開度αは小さくなる。続くステッ
プ316ではこのカウント値CVNが最大設定値CVNmaxを超え
たか否かを判定する。そして、ここでCVN<CVNmaxの場
合(NO)はステップ314に進んで後述するカウント値CN1
クリアしてこのルーチンを終了するが、CVN≧CVNmax
場合(YES)はステップ317に進んでカウンタCVNの値をC
VNmaxに設定してステップ318に進む。
(1) -T 6 <T 6max When the combustion gas temperature is within the allowable range (NO), step 315
Go to and clear the value of the counter C T6 described above,
Control is performed to increase the value of the counter C VN for changing the target opening value VNSET of the variable nozzle VN by 1. By this control, the opening degree α s of the variable nozzle VN becomes small. In the following step 316, it is determined whether or not the count value C VN exceeds the maximum set value C VNmax . If C VN <C VNmax (NO), the routine proceeds to step 314, where a count value C N1 described later is cleared and this routine ends, but if C VN ≧ C VNmax (YES), step 317. Go to and set the value of counter C VN to C
Set to VNmax and proceed to step 318.

ステップ318では燃焼温度Tが許容範囲内でかつカウ
ンタCVNの値が可変ノズルVNを最大限閉めるための設定
値CVNmaxを超えない状態の時にカウント動作を行うカウ
ンタCN1の値を1だけ増やし、続く、ステップ319ではカ
ウンタCN1の値が最大設定値CN1max以上になったか否か
を判定し、CN1<CN1max(NO)ならばこのルーチンを終了
するが、CN1≧CN1maxの時はステップ320に進んでカウン
タCN1の値をCN1maxに設定してステップ321進む。
In step 318, when the combustion temperature T 6 is within the allowable range and the value of the counter C VN does not exceed the set value C VNmax for maximally closing the variable nozzle VN, the value of the counter C N1 performing the counting operation is set to 1 only. In the next step 319, it is determined whether or not the value of the counter C N1 is equal to or more than the maximum set value C N1max . If C N1 <C N1max (NO), this routine is ended, but C N1 ≧ C N1max If so, the process proceeds to step 320, the value of the counter C N1 is set to C N1max , and the process proceeds to step 321.

ステップ321ではコンプレッサタービンCTの回転数N
を所定回転数ΔNだけ増加させる制御を行い、ステッ
プ322にて増加させたコンプレッサタービンCTの回転数
が許容最大回転数N1max以上になったか否かを判定
する。そして、N<N1maxの場合(NO)はこのルーチン
を終了するが、N≧N1maxの場合(YES)はステップ323
に進んで回転数Nの値をN1maxに設定してこのルーチ
ンを終了する。
At step 321, the rotation speed N 1 of the compressor turbine CT is increased.
Is increased by a predetermined rotation speed ΔN 1, and it is determined in step 322 whether the increased rotation speed N 1 of the compressor turbine CT is equal to or higher than the maximum allowable rotation speed N 1max . Then, if N 1 <N 1max (NO), this routine ends, but if N 1 ≧ N 1max (YES), step 323.
Then, the routine proceeds to step S1 and sets the value of the rotation speed N 1 to N 1max and terminates this routine.

(2)N≧N3maxの場合 出力軸の回転数Nが許容回転数N3max以上になった時
には、まず、ステップ324にてカウンタCN3の値及びカウ
ンタCN1をクリアする。そして、ステップ325にてカウン
タCN1′の値に1を加算し、続くステップ326にてカウン
タCN1′のカウント値が最大設定値CN1′maxを超えたか
否かを判定する。そして、ここでCN1′<CN1′maxの場
合(NO)はこのルーチンを終了し、CN1′≧CN1′maxの場
合(YES)はステップ327に進んでカウンタCN1′の値を
CN1′maxに設定してステップ328に進む。
(2) When N 3 ≧ N 3max When the rotation speed N 3 of the output shaft exceeds the allowable rotation speed N 3max , first, at step 324, the value of the counter C N3 and the counter C N1 are cleared. Then, in step 325, 1 is added to the value of the counter C N1 ′, and in the following step 326, it is determined whether or not the count value of the counter C N1 ′ exceeds the maximum set value C N1 ′ max. Then, when C N1 ′ <C N1 ′ max (NO), this routine is terminated, and when C N1 ′ ≧ C N1 ′ max (YES), the routine proceeds to step 327, where the value of the counter C N1 ′ is set.
Set C N1 ′ max and proceed to step 328.

ステップ328ではコンプレッサタービンCTの回転数N
を所定回転数ΔNだけ減少させる制御を行い、ステッ
プ329にて減少させたコンプレッサタービンCTの回転数
が許容最小回転数N1min以下になったか否かを判定
する。そして、N>N1minの場合(NO)はこのルーチン
を終了するが、N≦N1minの場合(YES)はステッ
プ330に進んで回転数Nの値をN1minに設定する。
At step 328, the rotational speed N 1 of the compressor turbine CT
Is controlled to decrease by a predetermined rotation speed ΔN 1, and it is determined in step 329 whether the rotation speed N 1 of the compressor turbine CT decreased below the allowable minimum rotation speed N 1min . Then, if N 1 > N 1min (NO), this routine is ended, but if N 1 ≦ N 1min (YES), the routine proceeds to step 330, where the value of the rotation speed N 1 is set to N 1min .

続くステップ331ではN≧N3maxかつN≦N1minの状
態の時のみカウント動作を行うカウンタCの値に1を
加算し、続くステップ332でこのカウント値Cが最大
設定値CDmaxを超えたか否かを判定する。そして、ここ
でC<CDmaxの場合(NO)はこのルーチンを終了する
が、C≧CDmaxの場合(YES)はステップ333に進んでカ
ウンタCの値をCDmaxに設定してステップ334に進む。
In the following step 331, 1 is added to the value of the counter C D that performs the counting operation only when N 3 ≧ N 3 max and N 1 ≦ N 1 min , and in the following step 332, this count value C D is the maximum set value C Dmax. It is determined whether or not is exceeded. Then, if C D <C Dmax (NO), this routine ends, but if C D ≧ C Dmax (YES), the process proceeds to step 333, and the value of the counter C D is set to C Dmax. Go to step 334.

ステップ334は可変ノズルVNの開度αを調整するステ
ップであり、可変ノズルVNの目標開度値VNSETを変更す
るためのカウンタCVNの値を1だけ減らす制御を行う。
この制御により、可変ノズルVNの開度αは大きくな
る。そして、続くステップ335ではカウンタ値CVNの値が
負になったか否かを判定し、CVN>0(NO)ならばこのルー
チンを終了し、CVN≦0の時(YES)はステップ336に進ん
でカウンタCVNの値をクリアしてこのルーチンを終了す
る。
Step 334 is a step of adjusting the opening degree α s of the variable nozzle VN, and performs control to decrease the value of the counter C VN by 1 for changing the target opening value VNSET of the variable nozzle VN.
By this control, the opening degree α s of the variable nozzle VN becomes large. Then, in the following step 335, it is determined whether or not the value of the counter value C VN becomes negative. If C VN > 0 (NO), this routine is ended, and if C VN ≦ 0 (YES), the step 336 is executed. Go to and clear the value of the counter C VN and end this routine.

なお、前述の実施例におけるカウンタは、車両のイグニ
ッションスイッチがONされた時に初期化される。ま
た、ステップ321とステップ328におけるコンプレッサタ
ービンCTの回転数Nの増減制御は、通常燃焼器CCに供
給する燃焼流量Gfの増減により行われる。
The counter in the above embodiment is initialized when the vehicle ignition switch is turned on. Further, the increase / decrease control of the rotation speed N 1 of the compressor turbine CT in step 321 and step 328 is performed by increasing / decreasing the combustion flow rate Gf supplied to the normal combustor CC.

以上のようなこの実施例の制御によれば、出力軸の回転
数Nが許容最小回転数未満になった時は、可変ノズル
VNの開度αの調節によってまず回転数Nを増大さ
せ、次いで、コンプレッサタービンCTの回転数Nを燃
焼流量の増大等によって許容回転数N1maxまで上昇させ
ることによって回転数Nを増大している。この結果、
燃料消費率を考慮しながら回転数Nの増大が図れる。
一方、回転数Nが許容最大回転数以上になった時は、
まず燃料流量の減少によって回転数Nを低下させるよ
うにし、次いで可変ノズルVNの開度を調節して回転数N
を低下させるようにしている。
According to the control of this embodiment as described above, when the rotation speed N 3 of the output shaft becomes less than the allowable minimum rotation speed, the variable nozzle
First increase the rotational speed N 3 by adjusting the VN opening degree alpha s, then the rotational speed N 3 by raising up allowable speed N 1max the rotational speed N 1 of the compressor turbine CT by such as increased combustion rate It is increasing. As a result,
The rotation speed N 3 can be increased while considering the fuel consumption rate.
On the other hand, when the rotation speed N 3 exceeds the maximum allowable rotation speed,
First, the rotational speed N 3 is reduced by decreasing the fuel flow rate, and then the opening of the variable nozzle VN is adjusted to adjust the rotational speed N 3.
I am trying to lower 3 .

〔考案の効果〕[Effect of device]

以上説明したように、本考案によれば、二軸式ガスター
ビン機関において、アイドル運転時の機関出力軸の回転
数の低下を防止することができ、しかも、燃料消費率も
損なわれないという効果がある。
As described above, according to the present invention, in the two-shaft gas turbine engine, it is possible to prevent a decrease in the rotational speed of the engine output shaft during idle operation, and further, the fuel consumption rate is not impaired. There is.

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

第1図は本考案のガスタービン機関のアイドル制御装置
の原理構成図、第2図は本考案の二軸式ガスタービン機
関の一実施例の構成を示す全体概要図、第3図は第2図
の制御回路の制御手順の一例を示すフローチャート、第
4図は従来の二軸式ガスタービン機関の一般的な構成を
示す図である。 1……アイドル状態検出手段、2……出力軸回転数検出
手段、3……燃焼ガス温度検出手段、4……第1の制御
手段、5……第2の制御手段、6……第3の制御手段、
AX……補機、C……コンプレッサ、CC……燃焼器、CT…
…コンプレッサタービン、F/G……フロントギヤ、HE…
…熱交換機、PT……パワタービン、SM……スタータ、VN
……可変ノズル。
FIG. 1 is a principle configuration diagram of an idle control device for a gas turbine engine of the present invention, FIG. 2 is an overall schematic diagram showing the configuration of an embodiment of a two-shaft gas turbine engine of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a flowchart showing an example of the control procedure of the control circuit shown in FIG. 4, and FIG. 4 is a diagram showing the general configuration of a conventional two-shaft gas turbine engine. 1 ... Idle state detecting means, 2 ... Output shaft rotational speed detecting means, 3 ... Combustion gas temperature detecting means, 4 ... First control means, 5 ... Second control means, 6 ... Third Control means,
AX ... Auxiliary equipment, C ... Compressor, CC ... Combustor, CT ...
… Compressor turbine, F / G …… front gear, HE…
… Heat exchanger, PT …… Power turbine, SM …… Starter, VN
...... Variable nozzle.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】コンプレッサ(C)で圧縮し、熱交換器(HE)
で加熱した吸気を燃焼器(CC)で燃焼させ、この燃焼ガス
によって前記コンプレッサ(C)に直結するコンプレッサ
タービン(CT)を駆動し、可変ノズル(VN)を経た後の燃焼
ガスで補機を含む負荷に連結する出力タービン(PT)を駆
動すると共に、その後に熱交換器(HE)で熱交換を行わせ
る構成の二軸ガスタービン機関のアイドル制御装置であ
って、 機関のアイドル状態を検出するアイドル状態検出手段
と、 出力タービンの出力軸の回転数を検出する出力回転数検
出手段と、 出力タービンの下流側の燃焼ガスの温度を検出する燃焼
ガス温度検出手段と、 機関がアイドル状態かつ前記出力軸の回転数が所定値未
満かつ前記燃焼ガスの温度が所定値以上の時に、可変ノ
ズルの開度を所定値まで開く第1の制御手段と、 機関がアイドル状態かつ前記出力軸の回転数が所定値未
満かつ前記燃焼ガスの温度が所定値未満の時に、可変ノ
ズルの開度を所定値まで閉じるか、またはコンプレッサ
タービンの回転数を所定値まで上昇させる第2の制御手
段と、 機関がアイドル状態かつ前記出力軸の回転数が所定値以
上の時に、コンプレッサタービンの回転数を所定値まで
減少させるかまたは可変ノズルの開度を所定値まで開く
第3の制御手段と、 を備えたガスタービン機関のアイドル制御装置。
1. A heat exchanger (HE) compressed by a compressor (C)
Intake air heated by the above is combusted in the combustor (CC), this compressor gas drives the compressor turbine (CT) directly connected to the compressor (C), and the combustion gas after passing through the variable nozzle (VN) drives auxiliary equipment. A two-shaft gas turbine engine idle control device configured to drive an output turbine (PT) that is connected to a load that includes it, and then perform heat exchange with a heat exchanger (HE). Idle state detection means, output rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the output shaft of the output turbine, combustion gas temperature detection means for detecting the temperature of the combustion gas on the downstream side of the output turbine, and the engine is in the idle state. First control means for opening the opening of the variable nozzle to a predetermined value when the rotation speed of the output shaft is less than a predetermined value and the temperature of the combustion gas is a predetermined value or more; and an engine idle state and rotation of the output shaft. number Is less than a predetermined value and the temperature of the combustion gas is less than a predetermined value, the second control means for closing the opening of the variable nozzle to a predetermined value or increasing the rotational speed of the compressor turbine to a predetermined value, A third control means for reducing the rotation speed of the compressor turbine to a predetermined value or for opening the opening of the variable nozzle to a predetermined value when the rotation speed of the output shaft is equal to or higher than a predetermined value in an idle state; Turbine engine idle control device.
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