JPH09287550A

JPH09287550A - イオンエンジン装置

Info

Publication number: JPH09287550A
Application number: JP8102681A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nagano; 長野　　寛; Yoshifumi Goto; 祥史後藤
Original assignee: National Space Development Agency of Japan; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: National Space Development Agency of Japan; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-04-24
Filing date: 1996-04-24
Publication date: 1997-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】流量調整器の流量センサの補正を軌道上で行
うことができ、長期間にわたる動作において推進剤の流
量を常に把握することが可能なイオンエンジン装置を得
る。【解決手段】流量調整器２に供給する推進剤を停止し
た状態での流量信号を測定するとともに、流量調整器２
に一定流量の推進剤を供給する装置２６を付加し、一定
流量を供給した状態での流量信号を測定することによ
り、換算式における定数項と傾きの補正を軌道上で行
い、センサ特性が変化した後の換算式に更新して常に正
確な流量を把握する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば人工衛星
の軌道制御に使用するイオンエンジン装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図２３は従来のイオンエンジン装置を示
す図である。図において、１は軌道制御に必要な推力を
発生するイオンスラスタ、２はイオンスラスタ１に供給
する推進剤の流量を調整する流量調整器、３はイオンス
ラスタ１及び流量調整器２に電力を供給するイオンエン
ジン電源装置、４は推進剤を貯蔵及び供給する推進剤貯
蔵供給器、５は推進剤貯蔵供給器４に電力を供給するイ
オンエンジンバルブ駆動回路、６はイオンエンジン電源
装置３、イオンエンジンバルブ駆動回路５の制御及び人
工衛星システムとのインタフェース機能を持つスラスタ
制御器、７は流量調整器２に内蔵される流量センサ、８
は流量調整器２に内蔵される流量制御バルブ、９は流量
調整器２に内蔵される流量制御回路、１０は流量調整器
２に内蔵される流量制御バルブ駆動回路、１１はスラス
タ制御器６からイオンエンジン電源装置３を経て流量調
整器２に供給される流量制御信号、１２は流量センサ７
から流量制御回路９、イオンエンジン電源装置３を経て
スラスタ制御器６に出力される流量信号、１３は流量制
御回路９から流量制御バルブ駆動回路１０に出力される
流量制御バルブ駆動信号、１４はイオンエンジン電源装
置３から流量調整器２に供給される流量調整器電力、１
５は流量制御バルブ駆動回路１０から流量制御バルブ８
に供給される流量制御バルブ駆動電力、１６はイオンエ
ンジン電源装置３からイオンスラスタ１に供給されるイ
オンスラスタ電力、１７は推進剤貯蔵供給器４から流量
調整器２に供給される一次側推進剤、１８は流量調整器
２からイオンスラスタ１に供給される二次側推進剤、１
９は推進剤貯蔵供給器４に内蔵される推進剤タンク、２
０はスラスタ制御器６からイオンエンジンバルブ駆動回
路５に供給されるバルブ駆動信号、２１はバルブ駆動電
力である。なお、図はイオンスラスタ１、流量調整器
２、イオンエンジン電源装置３、推進剤貯蔵供給器４及
びイオンエンジンバルブ駆動回路５が各々１台ずつで構
成されている場合であるが、これらの機器が複数台で構
成される場合もある。また、図はイオンスラスタ１に供
給される二次側推進剤１８が１系統の場合であるが、２
系統以上の場合もある。

【０００３】次に、このイオンエンジン装置における推
進剤の調整方法について説明する。一次側推進剤１７は
推進剤貯蔵供給器４から流量調整器２に供給される。推
進剤の流量は流量調整器２に内蔵された流量センサ７に
よって検出され、流量信号１２が流量制御回路９に出力
される。流量制御回路９は流量信号１２と流量制御信号
１１の差などに応じた流量制御バルブ駆動電力制御信号
１３を流量制御バルブ駆動回路１０に出力する。すなわ
ち、流量信号１２が流量制御信号１１よりも大きい場合
は流量制御バルブ８が閉じるように、逆に流量信号１２
が流量制御信号１１よりも小さい場合には流量制御バル
ブ８が開くような流量制御バルブ制御信号１３を出力す
る。流量制御バルブ駆動回路１０はイオンエンジン電源
装置３から流量調整器電力１４の供給を受け、バルブ駆
動電力制御信号１３に応じた流量制御バルブ駆動電力１
５を流量制御バルブ８に出力する。流量制御バルブ８
は、内部にヒータを有するステムの先端にボールを設
け、流量制御バルブ駆動電力１５によるヒータの発熱で
ステムの長さが変わることを用いてオリフィスとの距離
を調節し二次側推進剤１８の流量を制御するものであ
る。従って、一次側推進剤１７の圧力が十分低く、流量
制御信号による設定流量よりも小さい流量の推進剤しか
流れないような場合には流量制御バルブ駆動電力１５は
ゼロとなり、流量制御バルブ８は全開状態となる。

【０００４】図２４に流量信号１２と二次側推進剤１８
の流量の一般的な関係を示す。このように流量信号１２
と二次側推進剤１８の流量の関係はほぼ線形の関係にあ
り、直線のｙ切片をａ、傾きをｂ、流量信号１２をＳ、
二次側推進剤１８流量をｍとすると、”数１”に示す関
係を用いて流量信号１２を二次側推進剤１８の流量に換
算することができる。

【０００５】

【数１】

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図２３に示すようなイ
オンエンジン装置において、イオンスラスタ１に供給す
る二次側推進剤１８の流量を調整する場合には、流量信
号１２と二次側推進剤１８の実際の流量との関係は、人
工衛星を打ち上げる以前に地上において取得した換算デ
ータをもとに算出していた。この場合には、数年から十
数年にわたるイオンエンジン装置の使用期間の間に流量
センサ７の特性が若干変化し、イオンスラスタ１の性能
に影響を及ぼす程度の流量信号１２と実際の二次側推進
剤１８の流量とのずれが生じる可能性がある。図２５は
このようなずれが生じた場合の流量信号１２と二次側推
進剤１８の流量の関係を示したものである。”数１”で
表される直線は地上で取得した換算データに基づくもの
であり、”数２”で表される直線は流量センサ７の特性
が軌道上で変化した後の流量信号１２と二次側推進剤１
８の流量の関係を示したものである。同一の二次側推進
剤１８の流量を表す直線と、これら二つの直線との交点
のｙ座標の差が流量センサ７の特性の変化によるずれを
表している。

【０００７】

【数２】

【０００８】このようなセンサ特性の変化に対して、現
状のイオンエンジン装置では軌道上において流量の換算
式を補正する方法を持っていないため、流量信号１２と
二次側推進剤１８の実際の流量との間にずれが生じた場
合にはその正確な流量を把握することができず、イオン
エンジン装置の動作を適切に制御することが困難になる
という課題があった。

【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、軌道上で流量信号１２と二次
側推進剤１８の実際の流量の変換式を補正する手段を有
し、常に二次側推進剤１８の流量を正確に把握し、適切
に制御できるイオンエンジン装置を得ることを目的とす
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明によるイオンエ
ンジン装置は、流量調整器に供給する推進剤を停止した
状態における流量信号を測定することにより、換算式に
おける定数項の補正を軌道上で行い、センサ特性が変化
した後の換算式に更新して常に正確な流量を把握する機
能を有するものである。

【００１１】この発明によるイオンエンジン装置は、流
量調整器に供給する推進剤を停止した状態での流量信号
を測定するとともに、流量調整器に一定流量の推進剤を
供給する装置を付加し、一定流量を供給した状態での流
量信号を測定することにより、換算式における定数項と
傾きの補正を軌道上で行い、センサ特性が変化した後の
換算式に更新して常に正確な流量を把握する機能を有す
るものである。

【００１２】この発明によるイオンエンジン装置は、流
量調整器に供給する推進剤を停止した状態での流量信号
を測定するとともに、一次側圧力を下げて流量制御バル
ブが全開となる範囲内で一定とした状態における流量信
号を測定することにより、換算式における定数項と傾き
の補正を軌道上で行い、センサ特性が変化した後の換算
式に更新して常に正確な流量を把握する機能を有するも
のである。

【００１３】この発明によるイオンエンジン装置は、流
量調整器に供給する推進剤を停止した状態での流量信号
を測定するとともに、流量制御バルブに一定のバルブ駆
動電力を供給して一次側圧力を一定とした状態における
流量信号を測定することにより、換算式における定数項
と傾きの補正を軌道上で行い、センサ特性が変化した後
の換算式に更新して常に正確な流量を把握する機能を有
するものである。

【００１４】この発明によるイオンエンジン装置は、流
量調整器に供給する推進剤を停止した状態での流量信号
を測定するとともに、流量調整器の一次側に圧力及び温
度を測定することができ既知の体積を有するリザーバー
を有し、流量制御信号を一定として流量調整器を動作さ
せ、既知の体積部の圧力が一定の変化を生じるまで流量
調整器を動作させた場合の時間を測定することにより、
換算式における定数項と傾きの補正を軌道上で行い、セ
ンサ特性が変化した後の換算式に更新して常に正確な流
量を把握する機能を有するものである。

【００１５】この発明によるイオンエンジン装置は、流
量調整器に供給する推進剤を停止した状態での流量信号
を測定するとともに、流量調整器の一次側に圧力及び温
度を測定することができ既知の体積を有するリザーバー
を有し、流量制御信号を一定として流量調整器を一定時
間動作させた場合の既知の体積部の圧力変化を測定する
ことにより、換算式における定数項と傾きの補正を軌道
上で行い、センサ特性が変化した後の換算式に更新して
常に正確な流量を把握する機能を有するものである。

【００１６】この発明によるイオンエンジン装置は、流
量調整器に２通りの流量の推進剤を供給する装置を付加
し、２通りの流量を供給した状態での流量信号を測定す
ることにより、換算式における定数項と傾きの補正を軌
道上で行い、センサ特性が変化した後の換算式に更新し
て常に正確な流量を把握する機能を有するものである。

【００１７】この発明によるイオンエンジン装置は、流
量制御バルブを全開とし、一次側圧力を２通りとした状
態における流量信号を測定することにより、換算式にお
ける定数項と傾きの補正を軌道上で行い、センサ特性が
変化した後の換算式に更新して常に正確な流量を把握す
る機能を有するものである。

【００１８】この発明によるイオンエンジン装置は、流
量制御バルブに一定のバルブ駆動電力を供給するととも
に一次側圧力を２通りとした状態における流量信号を測
定することにより、換算式における定数項と傾きの補正
を軌道上で行い、センサ特性が変化した後の換算式に更
新して常に正確な流量を把握する機能を有するものであ
る。

【００１９】この発明によるイオンエンジン装置は、一
次側圧力を一定とするとともに流量制御バルブに２通り
のバルブ駆動電力を供給した状態における流量信号を測
定することにより、換算式における定数項と傾きの補正
を軌道上で行い、センサ特性が変化した後の換算式に更
新して常に正確な流量を把握する機能を有するものであ
る。

【００２０】この発明によるイオンエンジン装置は、流
量調整器の一次側に圧力及び温度を測定することができ
既知の体積を有するリザーバーを有し、その圧力が一定
の変化を生じるまで流量調整器を動作させた場合の時間
を流量制御信号を２通りとした場合で測定することによ
り、換算式における定数項と傾きの補正を軌道上で行
い、センサ特性が変化した後の換算式に更新して常に正
確な流量を把握する機能を有するものである。

【００２１】この発明によるイオンエンジン装置は、流
量調整器に供給する推進剤を停止した状態での流量信号
を測定するとともに、流量調整器の一次側に圧力及び温
度を測定することができ既知の体積を有するリザーバー
を有し、一定時間流量調整器を動作させた場合の圧力変
化を流量制御信号を２通りとした場合で測定することに
より、換算式における定数項と傾きの補正を軌道上で行
い、センサ特性が変化した後の換算式に更新して常に正
確な流量を把握する機能を有するものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１のイオン
エンジン装置を示す図である。図において、１は軌道制
御に必要な推力を発生するイオンスラスタ、２はイオン
スラスタ１に供給する推進剤の流量を調整する流量調整
器、３はイオンスラスタ１及び流量調整器２に電力を供
給するイオンエンジン電源装置、４は推進剤を貯蔵及び
供給する推進剤貯蔵供給器、５は推進剤貯蔵供給器に電
力を供給するイオンエンジンバルブ駆動回路、６はイオ
ンエンジン電源装置３、イオンエンジンバルブ駆動回路
５の制御及び人工衛星システムとのインタフェース機能
を持つスラスタ制御器、７は流量調整器２に内蔵される
流量センサ、８は流量調整器２に内蔵される流量制御バ
ルブ、９は流量調整器２に内蔵される流量制御回路、１
０は流量調整器２に内蔵される流量制御バルブ駆動回
路、１１はスラスタ制御器６からイオンエンジン電源装
置３を経て流量調整器２に供給される流量制御信号、１
２は流量センサ７から流量制御回路９、イオンエンジン
電源装置３を経てスラスタ制御器６に出力される流量信
号、１３は流量制御回路９から流量制御バルブ駆動回路
１０に出力される流量制御バルブ駆動信号、１４はイオ
ンエンジン電源装置３から流量調整器２に供給される流
量調整器電力、１５は流量制御バルブ駆動回路１０から
流量制御バルブ８に供給される流量制御バルブ駆動電
力、１６はイオンエンジン電源装置３からイオンスラス
タ１に供給されるイオンスラスタ電力、１７は推進剤貯
蔵供給器４から流量調整器２に供給される一次側推進
剤、１８は流量調整器２からイオンスラスタ１に供給さ
れる二次側推進剤、１９は推進剤貯蔵供給器４に内蔵さ
れる推進剤タンク、２０はスラスタ制御器６からイオン
エンジンバルブ駆動回路５に供給されるバルブ駆動信
号、２１はイオンエンジンバルブ駆動回路５からバルブ
２２に供給されるバルブ駆動電力、２２は一次側推進剤
１７を遮断するバルブ、２３はスラスタ制御器６に内蔵
され、推進剤が流れない際の流量信号１２をもとに変換
式の定数項を補正する定数項補正フロー部、２４はスラ
スタ制御器６に内蔵されたバルブ制御フロー部を示して
いる。

【００２３】上記のように構成されたイオンエンジン装
置においては、一次側推進剤１７を停止した状態におけ
る流量信号１２を測定することにより、図２５に示す流
量信号１２と二次側推進剤１８の流量の関係におけるｙ
切片ａ’の軌道上での値を知ることができる。

【００２４】このｙ切片の値はそのまま変換式”数２”
における定数項となるため、従来の変換式”数１”にお
ける定数項ａの値を測定値ａ’に更新すればより正確に
流量信号１２を二次側推進剤１８の流量に換算すること
ができる。

【００２５】図２は、このイオンエンジン装置において
流量調整器２の補正を行う動作について説明した図であ
る。図において、Ｓ１はバルブを閉として一次側推進剤
１７の供給を停止するステップ、Ｓ２は推進剤停止状態
で流量信号１２を測定するステップ、Ｓ３はステップＳ
２で測定した流量信号１２を元に変換式を補正するステ
ップを示している。定数項補正フロー部２３がスタート
すると、ステップＳ１においてバルブ駆動フロー部２４
は定数項補正フロー部がスターとしたことを検知し、イ
オンエンジンバルブ駆動回路５にバルブ２２を閉とする
バルブ駆動信号１９を出力する。この信号に応じて、イ
オンエンジンバルブ駆動回路５は推進剤貯蔵供給器４に
内蔵されるバルブ２２にバルブを閉とするバルブ駆動電
力２１が供給され、バルブ２２が閉となる。この際、流
量調整器２に内蔵される流量センサ７は二次側推進剤１
８が流れない状態に対応した流量信号１２を、流量制御
回路９、イオンエンジン電源装置３を経てスラスタ制御
器６に出力する。定数項補正フロー部２３はステップＳ
２によりこの流量信号１２を取り込み、ステップＳ３に
より変換式のａの値をａ’に更新する。

【００２６】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２のイオンエンジン装置を示す図である。図３におい
て、２５は二次側推進剤１８が流れている際の流量信号
１２をもとに変換式の補正を行う流量補正フロー部、２
６は一定流量の推進剤を供給する定流量供給装置、２７
は定流量供給装置２６に供給する一次側推進剤１７を遮
断する第２のバルブ、２８は定流量供給装置２６に内蔵
されるオリフィス、２９は定流量供給装置２６に内蔵さ
れる圧力調整器を示している。

【００２７】上記のように構成されたイオンエンジン装
置においては、実施の形態１と同様に変換式”数２”に
おける定数項ａ’の値を更新することができるととも
に、ある一定流量の二次側推進剤１８を供給した状態で
流量信号１２を測定することができる。従って、変換
式”数２”においてａ’、Ｓ、ｍの値が既知となるた
め、ｂ’の値を算出することができ、変換式”数２”に
おける傾きｂ’の値も更新することができる。このよう
な処理を実施して変換式を更新することにより、より正
確に流量信号１２を二次側推進剤流量１８に換算するこ
とが可能となる。

【００２８】図４はこのイオンエンジン装置において流
量調整器２の補正を行う動作について説明した図であ
る。図において、Ｓ４はバルブ２７を開いて一定流量の
推進剤を供給するステップ、Ｓ５は一定流量を供給して
いる状態で流量信号１２を測定する第２の流量信号測
定、Ｓ６はステップＳ２及びステップＳ５で測定した流
量信号１２を元に変換式を補正するステップを表してい
る。まず、変換式の定数項の補正は、実施の形態１の場
合と同様に行われる。さらに、流量補正フロー部２５が
スタートすると、ステップＳ４によりバルブ駆動フロー
部２４を経てイオンエンジンバルブ駆動回路５に第２の
バルブ２７を開とするバルブ駆動信号１９が出力され
る。イオンエンジンバルブ駆動回路５はこの信号に応じ
たバルブ駆動電力２１を出力し、第２のバルブ２７は開
となり、一次側推進剤１７が供給される。オリフィス２
８の上流側圧力は、圧力調整器２９によって一定に保た
れる。従って、オリフィス２８から供給される推進剤の
流量は一定に保たれる。なお、流量制御信号１１を定流
量供給装置２６から供給される流量よりも大きい流量に
設定しておくことにより、流量制御バルブ８は全開状態
になるため、二次側推進剤流量１８が流量制御バルブ８
によって変えられることはない。このように一定流量の
二次側推進剤１８が流れている状態において、流量セン
サ７は流量に応じた流量信号１２をスラスタ制御器６に
出力する。流量補正フロー部２５は、ステップＳ５によ
りこの流量信号１２を取り込み、ステップＳ６により変
換式のｂの値をｂ’に更新する。

【００２９】実施の形態３．図５はこの発明の実施の形
態３のイオンエンジン装置を示す図である。図におい
て、２９は流量制御バルブ８が全開となるような圧力範
囲内で圧力を一定に保つよう設定された圧力調整器を示
している。

【００３０】上記のように構成されたイオンエンジン装
置においては、実施の形態１と同様に変換式”数２”に
おける定数項ａ’の値を補正することができる。また、
流量制御バルブ８を全開とした場合にはそのコンダクタ
ンスが一定となるため、圧力を一定とした場合の流量は
予め解析又は実測により知ることができる。従って、実
施の形態２と同様にｂ’の値を算出することができ、変
換式”数２”における傾きｂ’の値も更新することがで
きる。このような処理を実施して変換式を更新すること
により、より正確に流量信号１２を二次側推進剤流量１
８に換算することが可能となる。

【００３１】図６はこのイオンエンジン装置において流
量調整器２の補正を行う動作について説明した図であ
る。まず、変換式の定数項の補正は、実施の形態１の場
合と同様に行われる。さらに、流量補正フロー部２５が
スタートすると、実施の形態２と同様にステップＳ４に
より第２のバルブ２７が開となる。第２のバルブ２７が
開となって一次側推進剤１７の供給が開始されると、流
量調整器２に供給される一次側推進剤１７の圧力は圧力
調整器２９により規定値に調整される。この圧力の規定
値が十分低いと、流量制御バルブ８が全開となっても流
量制御信号１１に応じた二次側推進剤１８が流れないた
め、流量制御バルブ８は全開状態に保たれる。このよう
に流量制御バルブ８が全開状態に保たれると、そのコン
ダクタンスが一定値になるため、圧力が一定の場合には
二次側推進剤１８の流量は一定となり、その値は予め解
析又は実測によって求めておくことができる。このよう
に既知の流量の二次側推進剤１８が流れている状態にお
いて、流量センサ７は流量に応じた流量信号１２をスラ
スタ制御器６に出力する。流量補正フロー部２５は、ス
テップＳ５によりこの流量信号１２を取り込み、ステッ
プＳ６により変換式のｂの値を補正する。

【００３２】実施の形態４．図７はこの発明の実施の形
態４のイオンエンジン装置を示す図である。図におい
て、３０は流量制御バルブ８に一定の電力を供給する信
号を示している。

【００３３】上記のように構成されたイオンエンジン装
置においては、実施の形態１と同様に変換式”数２”に
おける定数項ａ’の値を補正することができる。また、
流量制御バルブ８に一定の電力を供給した場合には、そ
のコンダクタンスが一定となるため、圧力を一定とした
場合の流量は予め解析又は実測により知ることができ
る。従って、実施の形態２と同様にｂ’の値を算出する
ことができ、変換式”数２”における傾きｂ’の値も更
新することができる。このような処理を実施して変換式
を更新することにより、より正確に流量信号１２を二次
側推進剤１８の流量に換算することが可能となる。

【００３４】図８はこのイオンエンジン装置において流
量調整器２の補正を行う動作について説明した図であ
る。図において、Ｓ７は流量制御バルブ８のコンダクタ
ンスを一定に保つために一定の電力を供給するステップ
を表している。まず、変換式の定数項の補正は、実施の
形態１の場合と同様に行われる。さらに、流量補正フロ
ー部２５がスタートすると、ステップＳ７により流量制
御バルブ駆動電力制御信号３０が出力され、流量制御バ
ルブ駆動電力１５が一定に保たれて流量制御バルブ８の
コンダクタンスが一定値となる。続いて実施の形態２と
同様にステップＳ４により第２のバルブ２７が開とな
る。第２のバルブ２７が開となって一次側推進剤１７の
供給が開始されると、流量調整器２に供給される一次側
推進剤１７の圧力は圧力調整器２９により規定値に調整
される。このようにコンダクタンスと圧力が一定の場合
には二次側推進剤１８の流量は一定となり、その値は予
め解析又は実測によって求めておくことができる。この
ように既知の流量の二次側推進剤１８が流れている状態
において、流量センサ７は流量に応じた流量信号１２を
スラスタ制御器６に出力する。流量補正フロー部２５
は、ステップＳ５によりこの流量信号１２を取り込み、
ステップＳ６により変換式のｂの値を補正する。

【００３５】実施の形態５．図９はこの発明の実施の形
態５のイオンエンジン装置を示す図である。図におい
て、３１は体積が既知であり、温度及び圧力を測定する
ことのできるリザーバー、３２はリザーバー３１に内蔵
された圧力センサ、３３はリザーバー３１に内蔵された
温度センサ、３４は圧力センサ３２から出力される圧力
信号、３５は温度センサ３３から出力される温度信号、
３６はリザーバー本体、３７は一次側推進剤１７の供給
を停止する第３のバルブを示している。

【００３６】上記のように構成されたイオンエンジン装
置においては、実施の形態１と同様に変換式”数２”に
おける定数項ａ’の値を補正することができる。また、
流量調整器２を動作させることにより消費された推進剤
量Ｇは、リザーバーの体積、温度及び圧力変化がわかれ
ば算出することができる。よって、一定の圧力変化を生
じるまで流量調整器を動作させた場合の二次側推進剤１
８の流量ＭＲは、流量調整器２の動作時間ΔＴを測定す
ることにより”数３”を用いて算出することができる。
従って、実施の形態２と同様にｂ’の値を算出すること
ができ、変換式”数２”における傾きｂ’の値も更新す
ることができる。このような処理を実施して変換式を更
新することにより、より正確に流量信号１２を二次側推
進剤１８の流量に換算することが可能となる。

【００３７】

【数３】

【００３８】図１０はこのイオンエンジン装置において
流量調整器２の補正を行う動作について説明した図であ
る。図において、Ｓ８はリザーバー３１の圧力がＰ１の
状態で第３のバルブ３７を開とするステップ、Ｓ９はリ
ザーバーの圧力がＰ２に達した時点で第３のバルブ３７
を閉とするステップ、Ｓ１０はステップＳ８からステッ
プＳ９までの時間を測定するステップ、Ｓ１１は規定の
圧力変化、すなわちＰ２とＰ１の差、及び測定したバル
ブ開時間ΔＴ等からバルブ開状態で流れていた二次側推
進剤１８の流量を算出するステップを表している。ま
ず、変換式の定数項の補正は、実施の形態１の場合と同
様に行われる。さらに、流量補正フロー部２５がスター
トすると、ステップＳ８によりリザーバー３１の圧力が
Ｐ１の状態で第３のバルブ３７が開となる。第３のバル
ブ３７が開となって一次側推進剤１７の供給が開始され
ると、流量調整器２は予め供給された流量制御信号１１
に従って二次側推進剤１８の流量を一定値に制御する。
ステップＳ５ではこの状態で流量信号１２を測定する。
このように一定流量の二次側推進剤１８を流し続ける状
態を維持すると、リザーバー３１の圧力は徐々に低下し
ていくが、流量補正フロー部２５は流量信号１２、リザ
ーバー３１の温度信号３５及び圧力センサ３２が出力す
る圧力信号３４をモニタしており、圧力変化が規定の値
に達した時点でステップＳ９により第３のバルブ３７を
閉とし、ステップＳ１０によりステップＳ８から要した
時間を測定する。なお、時間の測定は流量補正フロー部
２５の中の時間測定ルーチンにより、スラスタ制御器６
内の演算装置により行われる。この時間及びリザーバー
の温度、既知のリザーバー体積、圧力変化から、ステッ
プＳ１１により流量調整器２動作時の二次側推進剤１８
の流量を算出し、ステップＳ６により変換式のｂの値を
補正する。

【００３９】実施の形態６．この発明の実施の形態６の
イオンエンジン装置は、実施の形態５と同様の構成を持
つものである。

【００４０】上記のように構成されたイオンエンジン装
置においては、実施の形態１と同様に変換式”数２”に
おける定数項ａ’の値を補正することができる。また、
流量調整器２を動作させることにより消費された推進剤
量Ｇは、リザーバー３１の体積、温度及び圧力変化がわ
かれば算出することができる。よって、一定時間ＴＣの
間流量調整器２を動作させた場合の二次側推進剤１８の
流量ＭＲは”数４”を用いて算出することができる。従
って、実施の形態２と同様にｂ’の値を算出することが
でき、変換式”数２”における傾きｂ’の値も更新する
ことができる。このような処理を実施して変換式を更新
することにより、より正確に流量信号１２を二次側推進
剤１８の流量に換算することが可能となる。

【００４１】

【数４】

【００４２】図１１はこのイオンエンジン装置において
流量調整器２の補正を行う動作について説明した図であ
る。図において、Ｓ１２は時刻Ｔ１において第３のバル
ブ３７を開とするステップ、Ｓ１３は規定の時間ΔＴ経
過した時刻Ｔ２に第３のバルブ３７を閉とするステッ
プ、Ｓ１４は推進剤を供給していた間のリザーバーの圧
力変化を測定するステップ、Ｓ１５は規定のバルブ開時
間ΔＴ及び測定した圧力変化などからバルブ開状態で流
れていた二次側推進剤１８の流量を算出するステップを
表している。まず、変換式の定数項の補正は、実施の形
態１の場合と同様に行われる。さらに、流量補正フロー
部２５がスタートすると、ステップＳ１２により時刻Ｔ
１に第３のバルブ３７が開となる。第３のバルブ３７が
開となって一次側推進剤１７の供給が開始されると、流
量調整器２は予め供給された流量制御信号１１に従って
二次側推進剤１８の流量を一定値に制御する。ステップ
Ｓ５ではこの状態で流量信号１２を測定する。この状態
を維持すると、リザーバー３１の圧力は徐々に低下して
いくが、流量補正フロー部２５は流量信号１２、リザー
バー３１の温度信号３５及び第３のバルブ３７が開とな
ってからの時間をモニタしており、この時間が規定の値
に達した時点でステップＳ１３により第３のバルブ３７
を閉とし、その間のリザーバー３１の圧力変化をステッ
プＳ１４により測定する。この圧力変化及びリザーバー
の温度、既知のリザーバー体積、第３のバルブ３７が開
となっていた時間から、ステップＳ１５により流量調整
器２動作時の二次側推進剤１８の流量を算出し、モニタ
していた流量信号１２と併せてステップＳ６により変換
式のｂの値を補正する。

【００４３】実施の形態７．図１２はこの発明の実施の
形態７のイオンエンジン装置を示す図である。図におい
て、３８は定流量供給装置２６に内蔵され、第１のオリ
フィス２８とは別のコンダクタンスを持つ第２のオリフ
ィスを示している。

【００４４】上記のように構成されたイオンエンジン装
置においては、一定流量の二次側推進剤１８を供給した
状態における流量信号１２を２ケースにおいて測定する
ことができる。従って、変換式における定数項と傾きの
関係式を二つ作ることができるため、これらの式を解い
て定数項と傾きを求めることができ、その解は”数５”
及び”数６”のようになる。なお、これらの式中におい
て、ｍ１は第１の測定における二次側推進剤１８の流
量、Ｓ１は第１の測定における流量信号、ｍ２は第２の
測定における二次側推進剤１８の流量、Ｓ２は第２の測
定における流量信号を表している。これらの算出値を用
いると、従来の変換式における定数項と傾きの値を更新
することが可能となり、より正確に流量信号１２を二次
側推進剤１８の流量に換算することが可能となる。

【００４５】

【数５】

【００４６】

【数６】

【００４７】図１３はこのイオンエンジン装置において
流量調整器２の補正を行う動作について説明した図であ
る。図において、Ｓ１６は第２の定流量の二次側推進剤
１８を供給するためにバルブを開とするステップ、Ｓ１
７は第１及び第２の定流量を供給した状態での二つの流
量信号１２等から変換式の定数項及び傾きを算出し、変
換式を補正するステップを表している。流量補正フロー
部２５がスタートすると、まずステップＳ４により第２
のバルブ２７が開となり、一次側推進剤１７が供給さ
れ、実施の形態２と同様に二次側推進剤１８の流量が一
定に保たれる。この際の流量信号１２をステップＳ２に
より測定することにより、変換式の定数項と傾きに関す
る第１の関係式を得ることができる。続いてステップＳ
１６により第２のバルブ２７を閉とし、第３のバルブ３
７を開とすると、実施の形態２と同様に第２の規定流量
に保たれた二次側推進剤１８が流量調整器２に供給され
る。この際の流量信号１２をステップＳ５により測定す
ることにより、変換式の定数項と傾きに関する第２の関
係式を得ることができる。流量補正フロー部２５は、ス
テップＳ１７によりこのようにして得られた定数項と傾
きに関する二つの関係式を解き、定数項と傾きの値を更
新する。

【００４８】実施の形態８．図１４はこの発明の実施の
形態８のイオンエンジン装置を示す図である。図におい
て、３９は流量制御バルブ８が全開となるような圧力範
囲内において、第１の圧力調整器２９とは異なる圧力設
定値を持つ圧力調整器である。

【００４９】上記のように構成されたイオンエンジン装
置においては、流量制御バルブ８が全開となるような圧
力範囲内で流量調整器２の一次圧を２通りの規定値に保
つことにより、流量センサ７を流れる二次側推進剤１８
の流量を２通りに変化させることが可能となる。従っ
て、一定流量の二次側推進剤１８を供給した状態におけ
る流量信号１２を２ケースにおいて測定することができ
るため、実施の形態７の場合と同様に従来の変換式にお
ける定数項と傾きの値を更新することが可能となり、よ
り正確に流量信号１２を二次側推進剤１８の流量に換算
することが可能となる。

【００５０】図１５はこのイオンエンジン装置において
流量調整器２の補正を行う動作について説明した図であ
る。流量補正フロー部２５がスタートすると、まずステ
ップＳ４により第２のバルブ２７が開となり、一次側推
進剤１７が供給されるが、実施の形態３と同様に圧力が
十分低いと流量制御バルブ８のコンダクタンスが一定と
なるため、二次側推進剤１８の流量は圧力調整器２９の
設定圧力に対応した一定流量に保たれる。この際の流量
信号１２をステップＳ２により測定することにより、変
換式の係数ａとｂに関する第１の関係式を得ることがで
きる。続いてステップＳ１６により第２のバルブ２７を
閉とし、第３のバルブ３７を開とすると、流量制御バル
ブ８のコンダクタンスは前述と同じ一定値となるが、第
２の圧力調整器３９の圧力設定が異なるため、第２のバ
ルブ２７を開とした場合とは異なる値を持つ定流量に保
たれる。従って、この際の流量信号１２をステップＳ５
により測定することにより、変換式のａとｂに関する第
２の関係式を得ることができる。流量補正フロー部２５
は、ステップＳ１７によりこのようにして得られた定数
項と傾きに関する二つの関係式を解き、定数項と傾きの
値を更新する。

【００５１】実施の形態９．図１６はこの発明の実施の
形態９のイオンエンジン装置を示す図である。図におい
て、４０は流量制御バルブ８に流量制御バルブ駆動電力
制御信号３０とは異なる値の駆動電力を供給する第２の
流量制御バルブ駆動電力制御信号を示している。

【００５２】上記のように構成されたイオンエンジン装
置においては、一次側圧力を一定とした状態で流量制御
バルブ８に供給する電力を２通りの規定値に保つことに
より、流量センサ７を流れる二次側推進剤１８の流量を
２通りに変化させることが可能となる。従って、一定流
量の二次側推進剤１８を供給した状態における流量信号
１２を２ケースにおいて測定することができるため、実
施の形態７の場合と同様に従来の変換式における定数項
と傾きの値を更新することが可能となり、より正確に流
量信号１２を二次側推進剤１８の流量に換算することが
可能となる。

【００５３】図１７はこのイオンエンジン装置において
流量調整器２の補正を行う動作について説明した図であ
る。流量補正フロー部２５がスタートすると、まずステ
ップＳ４により実施の形態４と同様に第２のバルブ２７
が開となる。第２のバルブ２７が開となって一次側推進
剤１７の供給が開始されると、流量調整器２に供給され
る一次側推進剤１７の圧力は圧力調整器２９により規定
値に調整される。また、流量補正フロー部２５から流量
制御バルブ駆動電力制御信号３２が出力され、流量制御
バルブ駆動電力１５が一定に保たれると、流量制御バル
ブ８のコンダクタンスは一定値となるため、圧力が一定
の場合には二次側推進剤１８の流量は一定となり、その
値は予め解析又は実測によって求めておくことができ
る。このように既知の流量の二次側推進剤１８が流れて
いる状態において、ステップＳ２により流量信号１２を
測定することによって変換式の係数ａとｂに関する第１
の関係式を得ることができる。続いて、ステップＳ１６
により第２の流量制御バルブ駆動電力制御信号４０を出
力すると、流量制御バルブ８のコンダクタンスは上記と
は異なる一定値になるため、異なる値を持つ一定流量に
保たれる。従って、この際の流量信号１２をステップＳ
５により測定することにより、変換式のａとｂに関する
第２の関係式を得ることができる。流量補正フロー部２
５は、ステップＳ１７によりこのようにして得られた定
数項と傾きに関する二つの関係式を解き、定数項と傾き
の値を更新する。

【００５４】実施の形態１０．図１８はこの発明の実施
の形態１０のイオンエンジン装置を示す図である。図に
示すように、このイオンエンジン装置は、定数項補正フ
ロー部の代わりに第２の設定値を持つ圧力調整器３９を
実施の形態４によるイオンエンジン装置に付加した構成
となっている。

【００５５】上記のように構成されたイオンエンジン装
置においては、流量制御バルブ８に一定の電力を供給し
た状態で一次側圧力を２通りの規定値に保つことによ
り、流量センサ７を流れる二次側推進剤１８の流量を２
通りに変化させることが可能となる。従って、一定流量
の二次側推進剤１８を供給した状態における流量信号１
２を２ケースにおいて測定することができるため、実施
の形態７の場合と同様に従来の変換式における定数項と
傾きの値を更新することが可能となり、より正確に流量
信号１２を二次側推進剤１８の流量に換算することが可
能となる。

【００５６】図１９はこのイオンエンジン装置において
流量調整器２の補正を行う動作について説明した図であ
る。流量補正フロー部２５がスタートすると、実施の形
態９と同様にしてステップＳ４及びステップＳ２により
変換式の定数項と傾きに関する第１の関係式を得ること
ができる。続いて、ステップＳ１６により第２のバルブ
２７を閉、第３のバルブ３７を開とすることによって、
流量制御バルブ８が上記と同じコンダクタンスを持った
状態で、第２の圧力調整器３９により異なる圧力に調整
された一次側推進剤１７が供給され、その流量は第２の
定流量に保たれる。従って、この際の流量信号１２をス
テップＳ５により測定することによって、変換式の定数
項と傾きに関する第２の関係式を得ることができる。こ
のようにして実施の形態７と同様に定数項と傾きに関す
る二つの関係式を得ることができるため、流量補正フロ
ー部２５は、ステップＳ１７によりこれら二つの関係式
を解き、定数項と傾きの値を更新する。

【００５７】実施の形態１１．図２０はこの発明の実施
の形態１１のイオンエンジン装置を示す図である。図に
示すように、このイオンエンジン装置は、定数項補正フ
ロー部の代わりに第２の設定値を持つ流量制御信号４１
を実施の形態５によるイオンエンジン装置に付加した構
成となっている。

【００５８】上記のように構成されたイオンエンジン装
置においては、流量調整器２を動作させることにより消
費された推進剤量Ｇは、体積、温度及び圧力変化がわか
れば算出することができる。よって、一定の圧力変化を
生じるまで流量調整器２を動作させた場合の二次側推進
剤１８の流量ＭＲは、その時間ΔＴを測定することによ
り”数３”を用いて算出することができる。従って、流
量調整器２に異なる二つの流量制御信号を与えた２ケー
スにおいて一定の圧力変化を生じるまで流量調整器２を
動作させ、その時間を測定することにより、実施の形態
７の場合と同様に従来の変換式における定数項と傾きの
値を更新することが可能となり、より正確に流量信号１
２を二次側推進剤１８の流量に換算することが可能とな
る。

【００５９】図２１はこのイオンエンジン装置において
流量調整器２の補正を行う動作について説明した図であ
る。図において、Ｓ１８は第２の流量制御信号を供給し
た状態で一次側推進剤１７を供給するためにバルブを開
とするステップ、Ｓ１９はリザーバーの圧力がＰ４に達
した時点でバルブを閉とするステップ、Ｓ２０はステッ
プＳ１８からステップＳ１９までに要した時間を測定す
るステップ、Ｓ２１は規定の圧力変化Ｐ４−Ｐ３及び測
定した時間ΔＴ２等からバルブ開状態で流れていた二次
側推進剤１８の流量を算出するステップを表している。
流量補正フロー部２５がスタートすると、実施の形態５
と同様にしてステップＳ８、ステップＳ２、ステップＳ
９、ステップＳ１０及びステップＳ１１により変換式の
係数ａとｂに関する第１の関係式を得ることができる。
続いて、ステップＳ１８により第２の流量制御信号４０
を出力した状態で、実施の形態５と同様にステップＳ
５、ステップＳ１９、ステップＳ２０及びステップＳ２
１を行うことにより、変換式のａとｂに関する第２の関
係式を得ることができる。流量補正フロー部２５は、ス
テップＳ１７によりこれら二つの関係式を解き、定数項
と傾きの値を更新する。

【００６０】実施の形態１２．この発明の実施の形態１
２のイオンエンジン装置は、実施の形態１１と同様の構
成を持つものである。

【００６１】上記のように構成されたイオンエンジン装
置においては、流量調整器２を動作させることにより消
費された推進剤量Ｇは、体積、温度及び圧力変化がわか
れば算出することができる。よって、一定時間ＴＣの間
流量調整器２を動作させた場合の二次側推進剤１８の流
量ＭＲは”数４”を用いて算出することができる。従っ
て、流量調整器２に異なる二つの流量制御信号を与えた
２ケースにおいて一定時間ＴＣの間流量調整器２を動作
させ、その間の圧力変化を測定することにより、変換式
の定数項と傾きの関係式を二つ作ることができるため、
実施の形態７の場合と同様に従来の変換式における定数
項と傾きの値を更新することが可能となり、より正確に
流量信号１２を二次側推進剤１８の流量に換算すること
が可能となる。

【００６２】図２２はこのイオンエンジン装置において
流量調整器２の補正を行う動作について説明した図であ
る。図において、Ｓ２２は第２の流量制御信号を供給し
た状態で一次側推進剤１７を供給するためにバルブを開
とするステップ、Ｓ２３は時刻Ｔ４に達した時点でバル
ブを閉とするステップ、Ｓ２４はステップＳ２２からス
テップＳ２３までに生じたリザーバー３１の圧力変化Δ
Ｐ２を測定するステップ、Ｓ２５は規定の時間Ｔ４−Ｔ
３及び測定した圧力変化ΔＰ２等からバルブ開状態で流
れていた二次側推進剤１８の流量ＭＲを算出するステッ
プを表している。流量補正フロー部２５がスタートする
と、実施の形態５と同様にしてステップＳ１２、ステッ
プＳ２、ステップＳ１３、ステップＳ１４及びステップ
Ｓ１５により変換式の係数ａとｂに関する第１の関係式
を得ることができる。続いて、ステップＳ２２により第
２の流量制御信号４１を出力した状態で、実施の形態５
と同様にステップＳ５、ステップＳ２３、ステップＳ２
４及びステップＳ２５を行うことにより、変換式のａと
ｂに関する第２の関係式を得ることができる。流量補正
フロー部２５は、ステップＳ１７によりこれら二つの関
係式を解き、定数項と傾きの値を更新する。

【００６３】

【発明の効果】この発明によれば、流量調整器に供給す
る推進剤を停止した状態における流量信号を測定するこ
とにより、流量調整器の変換式の定数項の補正を軌道上
で行うことができ、長期間にわたる動作において二次側
推進剤の流量を常に正確に把握することが可能なイオン
エンジン装置を得ることができる。

【００６４】この発明によれば、流量調整器に供給する
推進剤を停止した状態での流量信号を測定するととも
に、流量調整器に一定流量の二次側推進剤を供給する装
置を付加し、一定流量を供給した状態での流量信号を測
定することにより、換算式における定数項と傾きの補正
を軌道上で行い、センサ特性が変化した後の換算式に更
新して常に正確な流量を把握することが可能なイオンエ
ンジン装置を得ることができる。

【００６５】この発明によれば、流量調整器に供給する
推進剤を停止した状態での流量信号を測定するととも
に、一次側圧力を下げて流量制御バルブが全開となる範
囲内で一定とした状態における流量信号を測定すること
により、換算式における定数項と傾きの補正を軌道上で
行い、センサ特性が変化した後の換算式に更新して常に
正確な流量を把握することが可能なイオンエンジン装置
を得ることができる。

【００６６】この発明によれば、流量調整器に供給する
推進剤を停止した状態での流量信号を測定するととも
に、流量制御バルブに一定のバルブ駆動電力を供給する
とともに一次側圧力を一定とした状態における流量信号
を測定することにより、換算式における定数項と傾きの
補正を軌道上で行い、センサ特性が変化した後の換算式
に更新して常に正確な流量を把握することが可能なイオ
ンエンジン装置を得ることができる。

【００６７】この発明によれば、流量調整器に供給する
推進剤を停止した状態での流量信号を測定するととも
に、流量調整器の一次側に圧力及び温度を測定すること
ができ既知の体積を有するリザーバーを有し、流量制御
信号を一定として流量調整器を動作させ、既知の体積部
の圧力が一定の変化を生じるまで流量調整器を動作させ
た場合の時間を測定することにより、換算式における定
数項と傾きの補正を軌道上で行い、センサ特性が変化し
た後の換算式に更新して常に正確な流量を把握すること
が可能なイオンエンジン装置を得ることができる。

【００６８】この発明によれば、流量調整器に供給する
推進剤を停止した状態での流量信号を測定するととも
に、流量調整器の一次側に圧力及び温度を測定すること
ができ既知の体積を有するリザーバーを有し、流量制御
信号を一定として流量調整器を一定時間動作させた場合
の既知の体積部の圧力変化を測定することにより、換算
式における定数項と傾きの補正を軌道上で行い、センサ
特性が変化した後の換算式に更新して常に正確な流量を
把握することが可能なイオンエンジン装置を得ることが
できる。

【００６９】この発明によれば、流量調整器に２通りの
流量の推進剤を供給する装置を付加し、２通りの流量を
供給した状態での流量信号を測定することにより、換算
式における定数項と傾きの補正を軌道上で行い、センサ
特性が変化した後の換算式に更新して常に正確な流量を
把握することが可能なイオンエンジン装置を得ることが
できる。

【００７０】この発明によれば、流量制御バルブを全開
とし、一次側圧力が２通りの状態における流量信号を測
定することにより、換算式における定数項と傾きの補正
を軌道上で行い、センサ特性が変化した後の換算式に更
新して常に正確な流量を把握することが可能なイオンエ
ンジン装置を得ることができる。

【００７１】この発明によれば、流量制御バルブに一定
のバルブ駆動電力を供給するとともに一次側圧力が２通
りの状態における流量信号を測定することにより、換算
式における定数項と傾きの補正を軌道上で行い、センサ
特性が変化した後の換算式に更新して常に正確な流量を
把握することが可能なイオンエンジン装置を得ることが
できる。

【００７２】この発明によれば、一次側圧力を一定とす
るとともに流量制御バルブに２通りのバルブ駆動電力を
供給した状態における流量信号を測定することにより、
換算式における定数項と傾きの補正を軌道上で行い、セ
ンサ特性が変化した後の換算式に更新して常に正確な流
量を把握することが可能なイオンエンジン装置を得るこ
とができる。

【００７３】この発明によれば、流量調整器の一次側に
圧力及び温度を測定することができ既知の体積を有する
リザーバーを有し、その圧力が一定の変化を生じるまで
流量調整器を動作させた場合の時間を流量制御信号が２
通りの場合で測定することにより、換算式における定数
項と傾きの補正を軌道上で行い、センサ特性が変化した
後の換算式に更新して常に正確な流量を把握することが
可能なイオンエンジン装置を得ることができる。

【００７４】この発明によれば、流量調整器に供給する
推進剤を停止した状態での流量信号を測定するととも
に、流量調整器の一次側に圧力及び温度を測定すること
ができ既知の体積を有するリザーバーを有し、一定時間
流量調整器を動作させた場合の圧力変化を流量制御信号
を２通りとした場合で測定することにより、換算式にお
ける定数項と傾きの補正を軌道上で行い、センサ特性が
変化した後の換算式に更新して常に正確な流量を把握す
ることが可能なイオンエンジン装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１によるイオンエンジ
ン装置の構成を示す図である。

【図２】この発明の実施の形態１によるイオンエンジ
ン装置の、流量調整器の補正に関する動作を示す図であ
る。

【図３】この発明の実施の形態２によるイオンエンジ
ン装置の構成を示す図である。

【図４】この発明の実施の形態２によるイオンエンジ
ン装置の、流量調整器の補正に関する動作を示す図であ
る。

【図５】この発明の実施の形態３によるイオンエンジ
ン装置の構成を示す図である。

【図６】この発明の実施の形態３によるイオンエンジ
ン装置の、流量調整器の補正に関する動作を示す図であ
る。

【図７】この発明の実施の形態４によるイオンエンジ
ン装置の構成を示す図である。

【図８】この発明の実施の形態４によるイオンエンジ
ン装置の、流量調整器の補正に関する動作を示す図であ
る。

【図９】この発明の実施の形態５によるイオンエンジ
ン装置の構成を示す図である。

【図１０】この発明の実施の形態５によるイオンエン
ジン装置の、流量調整器の補正に関する動作を示す図で
ある。

【図１１】この発明の実施の形態６によるイオンエン
ジン装置の、流量調整器の補正に関する動作を示す図で
ある。

【図１２】この発明の実施の形態７によるイオンエン
ジン装置の構成を示す図である。

【図１３】この発明の実施の形態７によるイオンエン
ジン装置の、流量調整器の補正に関する動作を示す図で
ある。

【図１４】この発明の実施の形態８によるイオンエン
ジン装置の構成を示す図である。

【図１５】この発明の実施の形態８によるイオンエン
ジン装置の、流量調整器の補正に関する動作を示す図で
ある。

【図１６】この発明の実施の形態９によるイオンエン
ジン装置の構成を示す図である。

【図１７】この発明の実施の形態９によるイオンエン
ジン装置の、流量調整器の補正に関する動作を示す図で
ある。

【図１８】この発明の実施の形態１０によるイオンエ
ンジン装置の構成を示す図である。

【図１９】この発明の実施の形態１０によるイオンエ
ンジン装置の、流量調整器の補正に関する動作を示す図
である。

【図２０】この発明の実施の形態１１によるイオンエ
ンジン装置の構成を示す図である。

【図２１】この発明の実施の形態１１によるイオンエ
ンジン装置の、流量調整器の補正に関する動作を示す図
である。

【図２２】この発明の実施の形態１２によるイオンエ
ンジン装置の、流量調整器の補正に関する動作を示す図
である。

【図２３】現状のイオンエンジン装置の構成を示す図
である。

【図２４】流量調整器に内蔵される流量センサの特性
である、流量と流量信号の関係を示す図である。

【図２５】流量調整器に内蔵される流量センサの特性
が変化した場合の、流量と流量信号のずれを示す図であ
る。

【符号の説明】

１イオンスラスタ、２流量調整器、３イオンエン
ジン電源装置、４推進剤貯蔵供給器、５イオンエン
ジンバルブ駆動回路、６スラスタ制御器、７流量セン
サ、８流量制御バルブ、９流量制御回路、１０流
量制御バルブ駆動回路、１１流量制御信号、１２流
量信号、１３流量制御バルブ駆動信号、１４流量調
整器電力、１５流量制御バルブ駆動電力、１６イオ
ンスラスタ電力、１７一次側推進剤、１８二次側推
進剤、１９推進剤貯蔵タンク、２０バルブ駆動信
号、２１バルブ駆動電力、２２バルブ、２３定数
項補正フロー部、２４バルブ制御フロー部、２５流
量補正フロー部、２６定流量供給装置、２７第２の
バルブ、２８オリフィス、２９圧力調整器、３０
流量制御バルブ駆動電力制御信号、３１リザーバー、
３２圧力センサ、３３温度センサ、３４圧力信
号、３５温度信号、３６リザーバー本体、３７第
３のバルブ、３８第２のオリフィス、３９第２の圧
力調整器、４０第２の流量制御バルブ駆動電力制御信
号、４１第２の流量制御信号。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軌道制御に必要な推力を発生するイオン
スラスタと、上記イオンスラスタに供給する推進剤の流
量を調整する流量調整器と、上記イオンスラスタ及び上
記流量調整器に電力を供給するイオンエンジン電源装置
と、推進剤を貯蔵及び供給する推進剤貯蔵供給器と、上
記推進剤貯蔵供給器に電力を供給するイオンエンジンバ
ルブ駆動回路と、上記イオンエンジン電源装置、上記イ
オンエンジンバルブ駆動回路の制御及び人工衛星システ
ムとのインタフェース機能を持つスラスタ制御器と、上
記流量調整器に内蔵され流量を検出する流量センサと、
上記推進剤貯蔵供給器に内蔵され推進剤の供給を停止す
るバルブと、上記スラスタ制御器に内蔵され、上記流量
調整器への推進剤の供給を停止した状態において上記流
量センサが出力する流量信号を測定し、その測定した流
量信号により推進剤流量の換算式の定数項を軌道上で更
新する定数項補正フロー部とを設けたことを特徴とする
イオンエンジン装置。
【請求項２】軌道制御に必要な推力を発生するイオン
スラスタと、上記イオンスラスタに供給する推進剤の流
量を調整する流量調整器と、上記イオンスラスタ及び上
記流量調整器に電力を供給するイオンエンジン電源装置
と、推進剤を貯蔵及び供給する推進剤貯蔵供給器と、上
記推進剤貯蔵供給器に電力を供給するイオンエンジンバ
ルブ駆動回路と、上記イオンエンジン電源装置、上記イ
オンエンジンバルブ駆動回路の制御及び人工衛星システ
ムとのインタフェース機能を持つスラスタ制御器と、上
記流量調整器に内蔵され流量を検出する流量センサと、
上記推進剤貯蔵供給器に内蔵され推進剤の供給を停止す
るバルブと、圧力調整器及びオリフィスからなり、上記
流量調整器に一定流量の推進剤を供給する定流量供給装
置と、上記スラスタ制御器に内蔵され、上記流量調整器
への推進剤の供給を停止した状態、及び上記流量調整器
に一定流量の推進剤を供給した状態の流量信号を測定
し、その測定した流量信号により、流量信号を流量に変
換する変換式の定数項と傾きを更新する定数項補正フロ
ー部と流量補正フロー部とを設けたことを特徴とするイ
オンエンジン装置。
【請求項３】軌道制御に必要な推力を発生するイオン
スラスタと、上記イオンスラスタに供給する推進剤の流
量を調整する流量調整器と、上記イオンスラスタ及び上
記流量調整器に電力を供給するイオンエンジン電源装置
と、推進剤を貯蔵及び供給する推進剤貯蔵供給器と、上
記推進剤貯蔵供給器に電力を供給するイオンエンジンバ
ルブ駆動回路と、上記イオンエンジン電源装置、上記イ
オンエンジンバルブ駆動回路の制御及び人工衛星システ
ムとのインタフェース機能を持つスラスタ制御器と、上
記流量調整器に内蔵され流量を検出する流量センサと、
同じく上記流量調整器に内蔵され、推進剤の流量を制御
する流量制御バルブと、同じく上記流量調整器に内蔵さ
れ、上記流量制御バルブに駆動電力を供給する流量制御
バルブ駆動回路と、同じく上記流量調整器に内蔵され、
上記流量センサの出力と流量制御信号を元に流量制御バ
ルブ駆動信号を出力する流量制御回路と、上記推進剤貯
蔵供給器に内蔵され、推進剤の供給を停止するバルブ
と、上記流量調整器に供給される推進剤の圧力を一定値
に調整する圧力調整器と、上記スラスタ制御器に内蔵さ
れ、上記流量調整器への推進剤の供給を停止した状態、
及び上記流量調整器一次側の推進剤圧力を、上記流量制
御バルブが全開となる範囲まで下げて一定とした状態で
推進剤を供給した際の流量信号を測定し、その測定した
流量信号により、流量信号を流量に変換する変換式の定
数項と傾きを軌道上で更新する定数項補正フロー部と流
量補正フロー部とを設けたことを特徴とするイオンエン
ジン装置。
【請求項４】軌道制御に必要な推力を発生するイオン
スラスタと、上記イオンスラスタに供給する推進剤の流
量を調整する流量調整器と、上記イオンスラスタ及び上
記流量調整器に電力を供給するイオンエンジン電源装置
と、推進剤を貯蔵及び供給する推進剤貯蔵供給器と、上
記推進剤貯蔵供給器に電力を供給するイオンエンジンバ
ルブ駆動回路と、上記イオンエンジン電源装置、上記イ
オンエンジンバルブ駆動回路の制御及び人工衛星システ
ムとのインタフェース機能を持つスラスタ制御器と、上
記流量調整器に内蔵され流量を検出する流量センサと、
同じく上記流量調整器に内蔵され、推進剤の流量を制御
する流量制御バルブと、同じく上記流量調整器に内蔵さ
れ、上記流量制御バルブに駆動電力を供給する流量制御
バルブ駆動回路と、同じく上記流量調整器に内蔵され、
上記流量センサの出力と流量制御信号を元に流量制御バ
ルブ駆動信号を出力する流量制御回路と、上記推進剤貯
蔵供給器に内蔵され、推進剤の供給を停止するバルブ
と、上記流量調整器に供給される推進剤の圧力を一定値
に調整する圧力調整器と、上記スラスタ制御器に内蔵さ
れ、上記流量調整器への推進剤の供給を停止した状態、
及び上記流量調整器一次側の圧力を一定とし、流量制御
バルブに一定のバルブ駆動電力を供給した状態で推進剤
を供給した際の流量信号を測定し、その測定した流量信
号により、流量信号を流量に変換する変換式の定数項と
傾きを軌道上で更新する定数項補正フロー部と流量補正
フロー部とを設けたことを特徴とするイオンエンジン装
置。
【請求項５】軌道制御に必要な推力を発生するイオン
スラスタと、上記イオンスラスタに供給する推進剤の流
量を調整する流量調整器と、上記イオンスラスタ及び上
記流量調整器に電力を供給するイオンエンジン電源装置
と、推進剤を貯蔵及び供給する推進剤貯蔵供給器と、上
記推進剤貯蔵供給器に電力を供給するイオンエンジンバ
ルブ駆動回路と、上記イオンエンジン電源装置、上記イ
オンエンジンバルブ駆動回路の制御及び人工衛星システ
ムとのインタフェース機能を持つスラスタ制御器と、上
記流量調整器に内蔵され流量を検出する流量センサと、
上記推進剤貯蔵供給器に内蔵され推進剤の供給を停止す
るバルブと、上記流量調整器の一次側に設けられ、圧力
及び温度を測定することができ、かつ既知の容積を持つ
リザーバーと、上記スラスタ制御器に内蔵され、上記流
量調整器への推進剤の供給を停止した状態での流量信
号、及び上記流量調整器を動作させた状態で上記リザー
バーの圧力が所定の変化を生じるまでの時間を測定し、
その測定した流量信号及び時間により、流量信号を流量
に変換する変換式の定数項と傾きを軌道上で更新する定
数項補正フロー部と流量補正フロー部とを設けたことを
特徴とするイオンエンジン装置。
【請求項６】軌道制御に必要な推力を発生するイオン
スラスタと、上記イオンスラスタに供給する推進剤の流
量を調整する流量調整器と、上記イオンスラスタ及び上
記流量調整器に電力を供給するイオンエンジン電源装置
と、推進剤を貯蔵及び供給する推進剤貯蔵供給器と、上
記推進剤貯蔵供給器に電力を供給するイオンエンジンバ
ルブ駆動回路と、上記イオンエンジン電源装置、上記イ
オンエンジンバルブ駆動回路の制御及び人工衛星システ
ムとのインタフェース機能を持つスラスタ制御器と、上
記流量調整器に内蔵され流量を検出する流量センサと、
上記推進剤貯蔵供給器に内蔵され推進剤の供給を停止す
るバルブと、上記流量調整器の一次側に設けられ、圧力
及び温度を測定することができ、かつ既知の容積を持つ
リザーバーと、上記スラスタ制御器に内蔵され、上記流
量調整器への推進剤の供給を停止した状態での流量信
号、及び上記流量調整器を動作させた状態で規定の時間
を経過する間の、上記リザーバーの圧力変化を測定し、
その測定した流量信号及び圧力変化により、流量信号を
流量に変換する変換式の定数項と傾きを軌道上で更新す
る定数項補正フロー部と流量補正フロー部とを設けたこ
とを特徴とするイオンエンジン装置。
【請求項７】軌道制御に必要な推力を発生するイオン
スラスタと、上記イオンスラスタに供給する推進剤の流
量を調整する流量調整器と、上記イオンスラスタ及び上
記流量調整器に電力を供給するイオンエンジン電源装置
と、推進剤を貯蔵及び供給する推進剤貯蔵供給器と、上
記推進剤貯蔵供給器に電力を供給するイオンエンジンバ
ルブ駆動回路と、上記イオンエンジン電源装置、上記イ
オンエンジンバルブ駆動回路の制御及び人工衛星システ
ムとのインタフェース機能を持つスラスタ制御器と、上
記流量調整器に内蔵され流量を検出する流量センサと、
上記推進剤貯蔵供給器に内蔵され推進剤の供給を停止す
るバルブと、圧力調整器及びオリフィスからなり、２通
りの定流量で推進剤を上記流量調整器に供給することが
できる定流量供給装置と、上記スラスタ制御器に内蔵さ
れ、上記流量調整器に一定流量の推進剤を供給した際の
流量信号を２ケースにわたって測定し、その測定した２
つの流量信号により、流量信号を流量に変換する変換式
の定数項と傾きを軌道上で更新する流量補正フロー部と
を設けたことを特徴とするイオンエンジン装置。
【請求項８】軌道制御に必要な推力を発生するイオン
スラスタと、上記イオンスラスタに供給する推進剤の流
量を調整する流量調整器と、上記イオンスラスタ及び上
記流量調整器に電力を供給するイオンエンジン電源装置
と、推進剤を貯蔵及び供給する推進剤貯蔵供給器と、上
記推進剤貯蔵供給器に電力を供給するイオンエンジンバ
ルブ駆動回路と、上記イオンエンジン電源装置、上記イ
オンエンジンバルブ駆動回路の制御及び人工衛星システ
ムとのインタフェース機能を持つスラスタ制御器と、上
記流量調整器に内蔵され流量を検出する流量センサと、
上記推進剤貯蔵供給器に内蔵され推進剤の供給を停止す
るバルブと、異なる２つの設定値を持ち、上記流量調整
器に供給される推進剤の圧力を各々の設定値に調整する
２つの圧力調整器と、上記スラスタ制御器に内蔵され、
上記流量調整器一次側の推進剤圧力を、上記流量制御バ
ルブが全開となる範囲内の２通りの規定値まで下げ、上
記流量制御バルブを全開にした状態で推進剤を供給した
際の流量信号を２ケースにわたって測定し、その測定し
た２つの流量信号により、流量信号を流量に変換する変
換式の定数項と傾きを軌道上で更新する流量補正フロー
部とを設けたことを特徴とするイオンエンジン装置。
【請求項９】軌道制御に必要な推力を発生するイオン
スラスタと、上記イオンスラスタに供給する推進剤の流
量を調整する流量調整器と、上記イオンスラスタ及び上
記流量調整器に電力を供給するイオンエンジン電源装置
と、推進剤を貯蔵及び供給する推進剤貯蔵供給器と、上
記推進剤貯蔵供給器に電力を供給するイオンエンジンバ
ルブ駆動回路と、上記イオンエンジン電源装置、上記イ
オンエンジンバルブ駆動回路の制御及び人工衛星システ
ムとのインタフェース機能を持つスラスタ制御器と、上
記流量調整器に内蔵され流量を検出する流量センサと、
同じく上記流量調整器に内蔵され、推進剤の流量を制御
する流量制御バルブと、同じく上記流量調整器に内蔵さ
れ、上記流量制御バルブに駆動電力を供給する流量制御
バルブ駆動回路と、同じく上記流量調整器に内蔵され、
上記流量センサの出力と流量制御信号を元に流量制御バ
ルブ駆動信号を出力する流量制御回路と、上記推進剤貯
蔵供給器に内蔵され推進剤の供給を停止するバルブと、
上記流量調整器に供給される推進剤の圧力を一定値に調
整する圧力調整器と、上記スラスタ制御器に内蔵され、
上記流量制御バルブに２通りの規定のバルブ駆動電力を
供給し、上記流量調整器の一次側圧力を規定の値に設定
した状態で推進剤を供給した際の流量信号を２ケースに
わたって測定し、その測定した２つの流量信号により、
流量信号を流量に変換する変換式の定数項と傾きを軌道
上で更新する流量補正フロー部とを設けたことを特徴と
するイオンエンジン装置。
【請求項１０】軌道制御に必要な推力を発生するイオ
ンスラスタと、上記イオンスラスタに供給する推進剤の
流量を調整する流量調整器と、上記イオンスラスタ及び
上記流量調整器に電力を供給するイオンエンジン電源装
置と、推進剤を貯蔵及び供給する推進剤貯蔵供給器と、
上記推進剤貯蔵供給器に電力を供給するイオンエンジン
バルブ駆動回路と、上記イオンエンジン電源装置、上記
イオンエンジンバルブ駆動回路の制御及び人工衛星シス
テムとのインタフェース機能を持つスラスタ制御器と、
上記流量調整器に内蔵され流量を検出する流量センサ
と、同じく上記流量調整器に内蔵され、推進剤の流量を
制御する流量制御バルブと、同じく上記流量調整器に内
蔵され、上記流量制御バルブに駆動電力を供給する流量
制御バルブ駆動回路と、同じく上記流量調整器に内蔵さ
れ、上記流量センサの出力と流量制御信号を元に流量制
御バルブ駆動信号を出力する流量制御回路と、上記推進
剤貯蔵供給器に内蔵され推進剤の供給を停止するバルブ
と、異なる２つの設定値を持ち、上記流量調整器に供給
される推進剤の圧力を各々の設定値に調整する２つの圧
力調整器と、上記スラスタ制御器に内蔵され、上記流量
制御バルブに規定のバルブ駆動電力を供給し、上記流量
調整器の一次側圧力を２通りの規定値に設定した状態で
推進剤を供給した際の流量信号を測定し、その測定した
２つの流量信号により、流量信号を流量に変換する変換
式の定数項と傾きを軌道上で更新する流量補正フロー部
とを設けたことを特徴とするイオンエンジン装置。
【請求項１１】軌道制御に必要な推力を発生するイオ
ンスラスタと、上記イオンスラスタに供給する推進剤の
流量を調整する流量調整器と、上記イオンスラスタ及び
上記流量調整器に電力を供給するイオンエンジン電源装
置と、推進剤を貯蔵及び供給する推進剤貯蔵供給器と、
上記推進剤貯蔵供給器に電力を供給するイオンエンジン
バルブ駆動回路と、上記イオンエンジン電源装置、上記
イオンエンジンバルブ駆動回路の制御及び人工衛星シス
テムとのインタフェース機能を持つスラスタ制御器と、
上記流量調整器に内蔵され流量を検出する流量センサ
と、上記推進剤貯蔵供給器に内蔵され推進剤の供給を停
止するバルブと、上記流量調整器の一次側に設けられ、
圧力及び温度を測定することができ、かつ既知の容積を
持つリザーバーと、上記スラスタ制御器に内蔵され、上
記リザーバーが規定の圧力変化を生じるまでの時間を、
２通りの流量制御信号を供給した２ケースにおいて測定
し、その測定した２つの時間及び既知であるところの上
記リザーバーの圧力変化、温度、体積により、流量信号
を流量に変換する変換式の定数項と傾きを軌道上で更新
する流量補正フロー部とを設けたことを特徴とするイオ
ンエンジン装置。
【請求項１２】軌道制御に必要な推力を発生するイオ
ンスラスタと、上記イオンスラスタに供給する推進剤の
流量を調整する流量調整器と、上記イオンスラスタ及び
上記流量調整器に電力を供給するイオンエンジン電源装
置と、推進剤を貯蔵及び供給する推進剤貯蔵供給器と、
上記推進剤貯蔵供給器に電力を供給するイオンエンジン
バルブ駆動回路と、上記イオンエンジン電源装置、上記
イオンエンジンバルブ駆動回路の制御及び人工衛星シス
テムとのインタフェース機能を持つスラスタ制御器と、
上記流量調整器に内蔵され流量を検出する流量センサ
と、上記推進剤貯蔵供給器に内蔵され推進剤の供給を停
止するバルブと、上記流量調整器の一次側に設けられ、
圧力及び温度を測定することができ、かつ既知の容積を
持つリザーバーと、上記スラスタ制御器に内蔵され、上
記流量調整器を一定時間動作させた際の上記リザーバー
の圧力変化を２通りの流量制御信号を供給した２ケース
において測定し、その測定した２つの圧力変化、及び既
知であるところの上記流量調整器の動作時間、上記リザ
ーバーの温度、体積により、流量信号を流量に変換する
変換式の定数項と傾きを軌道上で更新する流量補正フロ
ー部とを設けたことを特徴とするイオンエンジン装置。