JPH11255199A

JPH11255199A - 航空機の推力制御装置

Info

Publication number: JPH11255199A
Application number: JP10058305A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Tanaka; 茂貴田中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 1999-09-21
Also published as: US6224021B1

Abstract

(57)【要約】【課題】操縦者の負担を増大することなく、各飛行状
態に応じた適切な状態に機関を制御する。【解決手段】過給機１０を有する航空機内燃機関１の
スロットル弁１１開度とプロペラ２回転数とを制御する
制御ユニット（ＥＥＣ）３０を設ける。ＥＥＣ３０は、
通常時は単一のパワーレバー１２のストロークに応じて
スロットル弁開度とプロペラ回転数とを設定する第１の
制御を行うが、例えば機体が降下操作中であると判断さ
れる場合には、スロットル弁開度を第１の制御操作によ
り設定される開度より小さく設定し、かつプロペラ回転
数を第１の制御操作により設定される設定回転数にかか
わらず所定の回転数以上の高い回転数に設定する。これ
により、過給機回転数を高く維持し、機内与圧を維持し
ながら機関出力を低下させ充分な降下速度を得ることが
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、航空機の推力制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】可変ピッチプロペラを有する航空機用の
機関では、プロペラピッチを変化させることにより、プ
ロペラ消費動力を調節して機関回転数を設定回転数に制
御するプロペラガバナが使用される。また、機関出力は
機関吸気通路に配置したスロットル弁開度を調節するこ
とにより回転数とは別個に制御される。このため、操縦
者は、所望のプロペラ推力を得るためには、プロペラガ
バナの設定回転数とスロットル弁設定開度とを同時に調
節する操作が必要となる。

【０００３】特開平８−３２４４９６号公報は、可変ピ
ッチプロペラを有する航空機用機関において、プロペラ
ガバナの設定回転数とスロットル弁の設定開度との両方
を単一のレバーの操作量に応じて変化させるようにした
航空機の推力制御装置を開示している。同公報の装置
は、単一のレバー操作により同時にプロペラガバナの設
定回転数とスロットル弁開度とを制御するようにして、
プロペラガバナ設定回転数とスロットル弁開度とを別々
に制御することによる操縦者の負担を軽減させるもので
ある。また、同公報の装置は、プロペラガバナの設定回
転数とスロットル弁開度とのうち少なくとも一方を単一
のレバーの操作量に対して非線形に変化させるようにし
て、機体特性に合致した操縦特性を予め設定することを
容易にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平８−３２４
４９６号公報の推力制御装置は、単一のレバーの操作量
に対してプロペラガバナ設定回転数とスロットル弁開度
とを予め一定の関係になるように設定しておくことによ
り、操縦者の負担の軽減と機体特性への適合を容易にす
ることを可能としている。しかし、上記公報の装置で
は、単一のレバーの操作量に応じてガバナ設定回転数と
スロットル開度とが同時に決まってしまうため、ガバナ
設定回転数とスロットル開度との関係が固定されてしま
うことによる問題が生じる。

【０００５】すなわち、ガバナ設定回転数とスロットル
開度との関係を一定に固定してしまうと、機関回転数と
出力トルクとの関係が固定されてしまうことになり、種
々の飛行状態において最適な機関回転数と出力トルクと
を得られない場合が生じる。例えば、航空機では機関過
給機の吐出空気を機内の与圧空気として使用するため、
高空では過給機の吐出圧力（過給圧）を一定値以上に維
持する必要がある。ところが、機関回転数が低下すると
排気流量の減少により過給機吐出圧力が低下するため充
分な機内与圧を維持することができなくなる場合があ
り、機関回転数を大幅に低下させることは望ましくな
い。一方、スロットル弁開度一定の条件下では、過給圧
が上昇するほど機関出力は増大することになる。このた
め、例えば高空からの降下時にはガバナ設定回転数とス
ロットル弁開度との関係が固定されていると、過給機吐
出圧を維持するためにガバナ設定回転数を高く設定する
とスロットル弁開度も大きく設定されてしまい、機関出
力を充分に低下させることができなくなる。このため、
降下時にはプロペラ推力が過大になり機体の降下率（降
下速度）を充分に大きくすることができない問題が生じ
る。

【０００６】また、航空機の定常飛行状態で過給圧力が
インターセプトポイント（過給圧力の設定最大圧力）に
到達した状態では、機関が全負荷運転可能な状態にある
ため回転数にかかわらずスロットル弁を全開にして吸気
抵抗を低減することが好ましいが、上記のように機関回
転数とスロットル弁開度との関係が固定されていると機
関回転数によってはスロットル弁開度が全開にならない
ため、吸気抵抗の低減による燃費向上が不十分になる場
合が生じる。

【０００７】更に、過給機に流入する排気流量を調節す
ることにより過給機回転数を制御するウェイストゲート
バルブが故障すると、過給圧が過度に上昇して機関出力
が過大になる場合が生じるが、このような場合にも機関
回転数とスロットル弁開度との関係が固定されている
と、機関回転数を一定に維持しながらスロットル弁開度
を調節することにより過給圧を制限することができなく
なる問題が生じる。

【０００８】また、上記のようにプロペラ回転数（機関
回転数）とスロットル弁開度とを固定してしまうと種々
の飛行状態において必ずしもプロペラや機関を良好な効
率点で使用することができない。一方、従来のように操
縦者がガバナ設定回転数とスロットル弁開度とを個別に
調節するようにすれば上記問題はある程度解決すること
ができるものの、この場合には操縦者の負担を軽減する
ことはできない。

【０００９】本発明は上記問題に鑑み、操縦者の負担を
軽減しつつ各種の飛行状態に応じて適切に機関の運転状
態を制御することが可能な航空機の推力制御装置を提供
することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、航空機に搭載された過給機付内燃機関と、前記
機関の出力軸に接続された可変ピッチプロペラと、前記
プロペラのピッチを変更することにより、前記機関回転
数を設定回転数に制御する可変ピッチ手段と、前記機関
吸気通路に配置されたスロットル弁開度を設定開度に制
御するスロットル手段と、予め定めた関係に基づいて、
前記可変ピッチ手段の設定回転数と前記スロットル手段
の設定開度とを単一のレバーの操作量に応じて設定する
第１の制御手段と、航空機の飛行状態を表す飛行状態パ
ラメータを検出する飛行パラメータ検出手段と、前記飛
行パラメータ検出手段の検出した飛行状態パラメータに
基づいて、前記第１の制御手段により設定された可変ピ
ッチ手段の設定回転数とスロットル手段の設定開度とを
補正する第２の制御手段と、を備えた、航空機の推力制
御装置が提供される。

【００１１】すなわち、請求項１の発明では、第１の制
御手段により単一のレバーの操作量に応じて可変ピッチ
手段の設定回転数とスロットル手段の設定開度とが予め
定めた関係に基づいて設定されるため、回転数とスロッ
トル弁開度とを操縦者が個別に設定する煩雑さが回避さ
れる。また、上記第１の制御手段により設定される機関
回転数とスロットル弁開度との関係は一定に固定されて
いるため、航空機の飛行状態に必ずしも最適な組み合わ
せにならない場合がある。しかし、本発明では第２の制
御手段は上記により設定された回転数とスロットル弁開
度とを飛行状態に応じて補正するため、回転数とスロッ
トル弁開度とが飛行状態に応じた適切な値に制御され
る。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、前記飛行
パラメータ検出手段は、前記飛行状態パラメータとして
操縦者により航空機の降下操作がなされているか否かを
検出し、前記第２の制御手段は、前記降下操作が実施さ
れているときには、スロットル手段の設定開度を第１の
制御手段の設定より小さくなるように補正し、かつ可変
ピッチ手段の設定回転数を第１の制御手段の設定にかか
わらず所定回転数以上に設定する、請求項１に記載の航
空機の推力制御装置が提供される。

【００１３】すなわち、請求項２の発明では、第２の制
御手段は航空機降下時に機関回転数を所定回転数以上に
維持しつつスロットル弁開度が小さくなるように回転数
とスロットル弁開度とを補正する。このため、機関回転
数が高く保持されて過給機吐出圧力の低下が防止される
とともに、スロットル弁開度の低下のためにプロペラ推
力は低減され、機内与圧を維持しながら機体降下率が増
大される。

【００１４】請求項３に記載の発明によれば、前記飛行
パラメータ検出手段は、前記飛行状態パラメータとして
機関過給圧がインターセプトポイントに到達したか否
か、及び航空機が定常飛行状態にあるか否かを検出し、
前記第２の制御手段は、前記過給圧がインターセプトポ
イントに到達し、かつ航空機が定常飛行状態になった場
合には第１の制御手段の設定にかかわらず前記スロット
ル手段の設定開度を全開に設定する、請求項１に記載の
航空機の推力制御装置が提供される。

【００１５】すなわち、請求項３の発明では、第２の制
御手段は航空機が定常飛行状態にあり、かつ機関過給圧
が設定最大圧力に到達した場合には、第１の制御手段の
設定にかかわらずスロットル弁を全開に制御する。これ
により機関は全負荷運転されるようになり、スロットル
弁全開により吸気抵抗が低減される。このため、定常飛
行状態において燃費が低減され航続距離が増大する。

【００１６】請求項４に記載の発明によれば、前記機
関、可変ピッチプロペラ、可変ピッチ手段、スロットル
弁、スロットル手段及び第１の制御手段とを有する推進
装置を複数組備え、前記飛行パラメータ検出手段は、飛
行状態パラメータとして各推進装置のプロペラブレード
の回転位相を検出し、前記第２の制御手段は、各プロペ
ラブレードの回転位相が同期するようにそれぞれの第１
の制御手段の設定した可変ピッチ手段の設定回転数を補
正する、請求項１に記載の航空機の推力制御装置が提供
される。

【００１７】すなわち、請求項４の発明では、複数のプ
ロペラと機関とが設けられており、第２の制御手段は各
プロペラブレードの回転位相を同期させるように可変ピ
ッチ手段の設定回転数を制御する。双発機等複数のプロ
ペラを有する航空機では、各プロペラの回転位相が異な
るとプロペラ後流に発生する渦の干渉により騒音が増大
する場合がある。本発明では、第２の制御手段により各
プロペラの回転位相が同期するように機関回転数が微調
整されるため騒音の発生が防止される。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、更に、前
記過給機を通過する機関排気流量を調節するウェイスト
ゲートバルブと、該ウェイストゲートバルブ開度を設定
開度に制御するウェイストゲートバルブ調節手段を備
え、前記飛行パラメータ検出手段は、飛行状態パラメー
タとして少なくとも大気条件と航空機の対気速度とを検
出し、前記第２の制御手段は、前記ウェイストゲートバ
ルブ調節手段の設定開度と、前記第１の制御手段により
設定された可変ピッチ手段の設定回転数とスロットル手
段の設定開度とを、それぞれ過給機効率とプロペラ効率
と機関効率とが最大になるように補正する請求項１に記
載の航空機の推力制御装置が提供される。

【００１９】すなわち、請求項５の発明では第１の制御
手段により設定された機関回転数とスロットル弁開度、
及びウェイストゲートバルブ開度とが飛行状態に応じて
補正され、プロペラ効率、機関効率と過給機効率がそれ
ぞれの飛行状態において最大になるように補正される。
このため、航空機の燃費が向上し航続距離を増大させる
ことができる。

【００２０】請求項６に記載の発明によれば、更に、前
記過給機を通過する機関排気流量を調節するウェイスト
ゲートバルブと、該ウェイストゲートバルブ開度を設定
開度に制御するウェイストゲートバルブ調節手段と、ウ
ェイストゲートバルブ設定開度を過給機の吐出空気圧力
または過給機の圧縮比が所定値になるように設定する設
定手段とを備え、前記第２の制御手段は、ウェイストゲ
ートバルブ設定開度を前記設定手段の設定以下に補正す
るとともに前記スロットル手段の設定開度を第１の制御
手段の設定より小さくなるように補正することにより、
将来の出力急増要求に備える制御モードをとることが可
能な請求項１に記載の航空機の推力制御装置が提供され
る。

【００２１】すなわち、請求項６の発明では、第２の制
御手段は将来の出力急増要求が予測されるような場合に
備えた制御モードをとることが可能である。この制御モ
ードにおいては、ウェイストゲートバルブ開度は小さく
設定され過給機回転数は高く維持されるとともに、過給
圧の上昇による機関出力増大を抑制するためにスロット
ル弁開度は小さく設定される。従って、機関出力（推
力）が低い飛行状態であっても過給機回転数は低下しな
いため、機関低出力状態で出力急増要求があった場合に
過給機回転数上昇に要する時間が短縮され、短時間で機
関出力が増大するようになる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。図１は本発明の過給機付内
燃機関の一実施形態の概略構成を示す図である。図１に
おいて、１は内燃機関本体、２は機関１により駆動され
るプロペラを示す。本実施形態では機関１として多気筒
（図１ではＶ型８気筒）の４サイクルレシプロエンジン
が使用されている。また、図１において、５は機関１の
各気筒の吸気ポートを共通の吸気ダクト６に接続する吸
気マニホルドである。吸気マニホルド５の各気筒の吸気
ポート接続部近傍には、それぞれ各気筒の吸気ポートに
加圧燃料を噴射する燃料噴射弁７が配置されている。

【００２３】図１において、１１で示したのは、吸気ダ
クト６内に配置されたスロットル弁である。スロットル
弁１１はアクチュエータ１１ａを備え、後述するＥＥＣ
３０からの制御信号に応じた開度をとる。また、８は吸
気ダクト６のスロットル弁１１上流側に設けられたイン
タクーラ、１０は排気ターボチャージャ（過給機）、９
はターボチャージャ１０のコンプレッサ１６の吐出口１
５とインタクーラ８とを接続する吸気ダクトを示してい
る。

【００２４】図１において２１、２２で示したのは、機
関１の両側のバンクの各気筒の排気ポートを共通の排気
管２３に接続する排気マニホルドである。共通排気管２
３はターボチャージャ１０の排気タービン２０の排気入
口１７に接続されている。ターボチャージャ１０は遠心
型コンプレッサ１６と、コンプレッサ１６を駆動する排
気タービン２０とからなる。機関１の吸入空気は、エア
クリーナ（図示せず）から吸気入口管１３を経てコンプ
レッサ１６に流入し、昇圧された過給空気となって吸気
ダクト９からインタクーラ８に供給され、インタクーラ
８で冷却された後、吸気ダクト６、スロットル弁１１、
吸気マニホルド５を通って機関１の各気筒に供給され
る。なお、図示していないが、過給機吐出空気の一部は
吸気ダクト６のスロットル弁１１上流側で取り出され、
航空機キャビン内を与圧するために使用される。

【００２５】また、機関１の排気は、排気マニホルド２
１、２２から排気管２３を通り、排気入口１７からター
ビン２０に流入し、タービン及びそれに接続されたコン
プレッサ１６を回転駆動した後、排気出口管１９から排
出される。本実施形態では、排気管２３とタービンの排
気出口管１９とを接続する排気バイパス通路２４が設け
られている。この排気バイパス通路２４には、バイパス
通路２４から排気タービン２０をバイパスして排気出口
管１９に流入する排気流量を制御するウェイストゲート
バルブ２６が設けられている。ウェイストゲートバルブ
（以下「ＷＧＶ」と呼ぶ）２６が全閉状態では、機関１
からの排気の全量がタービン２０に流入するためターボ
チャージャ１０の回転数が上昇し、コンプレッサ１６の
出口圧力（過給圧）が上昇する。一方、ＷＧＶ２６が開
弁すると機関１の排気の一部はタービン２０をバイパス
して排気出口管１９に流出するためタービン２０を通過
する排気流量が低下する。これにより、ターボチャージ
ャ１０の回転数は低下し、ＷＧＶ２６の開度に応じて過
給圧が低下する。すなわち、ＷＧＶ２６の開度を調節す
ることにより、機関１の過給圧を所望のレベルまで低下
させることができる。図１に２６ａで示すのは、ＷＧＶ
２６を開閉駆動するアクチュエータである。アクチュエ
ータ２６ａはＥＥＣ３０からの制御信号に応じて作動
し、ＷＧＶ２６をＥＥＣ３０からの制御信号に応じた開
度に制御する。

【００２６】本実施形態では、機関１により駆動される
プロペラ２は可変ピッチプロペラとされており、プロペ
ラ２のプロペラピッチを制御する可変ピッチ手段として
のプロペラガバナ３１を備えている。本実施形態では、
プロペラガバナ３１は図示しない伝達軸を介してプロペ
ラの可変ピッチ機構３１０に接続されている。ＥＥＣ３
０は機関回転数（プロペラ回転数）が設定回転数に一致
するようにプロペラガバナ３１を制御してプロペラピッ
チを調節する作用を行う。すなわち、プロペラ回転数が
設定回転数より高くなった場合にはＥＥＣ３０はガバナ
３１を制御してプロペラピッチを増加させ、プロペラの
吸収馬力を増大することにより機関回転数を低下させ
る。また、プロペラ回転数が設定回転数より低くなった
場合にはＥＥＣ３０はガバナ３１を制御してプロペラピ
ッチを低減し、プロペラの吸収馬力を低下させることに
より機関回転数を増大させる。これにより、プロペラ回
転数（機関回転数）は設定回転数に一致するように制御
される。本実施形態では、ガバナ３１にはＥＥＣ３０か
らの制御信号に応じて作動するアクチュエータ３１ａが
設けられている。アクチュエータ３１ａはＥＥＣ３０か
らの制御信号に応じてガバナ３１を制御し、プロペラピ
ッチを変更する。また、ガバナ３１としては、上記のも
の以外にも、例えばＥＥＣ３０から制御されるアクチュ
エータにより設定回転数をセット可能な公知の遠心型ガ
バナを使用することも可能である。

【００２７】なお、可変ピッチ機構３１０はプロペラピ
ッチを所望の値にする機構であり、詳細は省略する。本
実施形態では、スロットル弁１１、ＷＧＶ２６、ガバナ
３１のアクチュエータ１１ａ、２６ａ、３１ａは、それ
ぞれＤＣモータからなり、後述する制御ユニット（ＥＥ
Ｃ）３０（図２）からの制御信号に応じて作動し、それ
ぞれスロットル弁１１開度、ガバナ３１設定回転数、Ｗ
ＧＶ２６の開度を調節する。なお、アクチュエータ１１
ａ、２６ａ、３１ａとしては、ＥＥＣ３０からの制御信
号に応じて作動可能なものであればＤＣモータ以外のも
のも使用可能であり、例えば、電気／油圧式のアクチュ
エータ等を使用することもできる。

【００２８】図１に１２で示すのは、ガバナ３１の設定
回転数とスロットル弁１１の開度とを設定するためのパ
ワーレバーである。パワーレバー１２にはパワーレバー
の操作量に応じた信号を発生するストロークセンサ１２
ａが設けられている。図２は、機関１の制御を行うＥＥ
Ｃ（エンジンエレクトリックコントロールユニット）３
０の構成を示す図である。図２に示すように、ＥＥＣ３
０は本実施形態では、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ、及び入
力ポート、出力ポートを相互に双方向性バスで接続した
公知の構成のマイクロコンピュータとされる。本実施形
態では、ＥＥＣ３０はエンジン１の燃料噴射制御、点火
時期制御等の基本制御を行う他、後述するように、パワ
ーレバー１２の操作量に応じてアクチュエータ３１ａと
１１ａとを制御し、ガバナ３１設定開度とスロットル弁
１１開度とをパワーレバー１２操作量により定まる値に
設定する第１の制御手段として機能する。また、本実施
形態では、ＥＥＣ３０は、更にパワーレバー１２の操作
量に応じて設定されたガバナ３１設定回転数とスロット
ル弁１１開度とを航空機の飛行状態に応じて補正する第
２の制御手段として機能する。

【００２９】これらの制御のため、図２に示すようにＥ
ＥＣ３０の入力ポートにはエンジン１のクランク軸（図
示せず）に設けられたＮＥセンサ３２から、エンジン１
の回転数ＮＥに応じたパルス信号が入力されている。Ｅ
ＥＣ３０のＣＰＵは、一定時間毎にこのパルス信号に基
づいて機関回転数ＮＥを算出し、後述する種々の制御に
使用する。また、同様にＥＥＣ３０の入力ポートにはタ
ーボチャージャ１０の回転軸に設けられたＮＴセンサ３
９からターボチャージャ１０の回転数ＮＴに応じたパル
ス信号が入力されており、この信号に基づいてターボチ
ャージャ１０の回転数ＮＴが一定時間毎に算出される。
なお、実際にはＮＥセンサ３２は、クランク軸一定回転
角（例えば１５度毎）に回転パルス信号を出力するクラ
ンク回転角センサとクランク軸が基準回転位置（例えば
機関の第１気筒の圧縮上死点）に到達する毎に基準パル
ス信号を発生する回転位相センサとの２つのセンサとか
らなっており、ＥＥＣ３０は機関回転速度を算出する他
に、基準パルス信号入力後の回転パルス信号の数からク
ランク軸の回転位相を一定時間毎に算出している。

【００３０】また、ＥＥＣ３０の入力ポートには、スロ
ットル弁１１下流の吸気ダクト６に設けられたＰＭセン
サ３３、及びスロットル弁１１上流の吸気ダクト６に設
けられたＰＤセンサ３４から、吸気ダクト６内の絶対圧
力ＰＭに比例した電圧信号と、ターボチャージャ１０の
過給圧ＰＤ（絶対圧力）に比例した電圧信号とが、それ
ぞれＡＤ変換器６７を介して入力されている。更に、Ｅ
ＥＣ３０の入力ポートにはスロットル弁１１開度ＴＨに
応じた電圧信号がＴＨセンサ３５から、大気温度ＴＡに
応じた電圧信号がＴＡセンサ３７から、大気圧力ＰＡに
応じた電圧信号がＰＡセンサ３６から，それぞれＡＤ変
換器６７を介して入力されている。更に、ＥＥＣ３０の
入力ポートには、機体外部に設けたＶＡＩＲセンサ３８
から飛行中の対気速度ＶＡＩＲに対応した信号がＡＤ変
換器６７を介して入力されている。更に、ＥＥＣ３０の
入力ポートには、パワーレバー１２のストロークセンサ
１２ａから、パワーレバー１２の操作量ＰＳＴに応じた
信号がＡＤ変換器６７を介して入力されている。

【００３１】また、ＥＥＣ３０の出力ポートは、機関１
の各気筒の点火プラグ４と燃料噴射弁７とにそれぞれ点
火回路６８、駆動回路６９を介して接続され、機関１の
燃料噴射量及び時期、点火時期を制御している。本実施
形態では、ＥＥＣ３０はＰＭセンサ３３とＮＥセンサ３
２とにより検出した吸気圧力ＰＭと機関回転数ＮＥとに
基づいて、予めＲＯＭに格納した数値テーブルから最適
な燃料噴射量、噴射時期、点火時期を決定し、これらに
基づいて燃料噴射及び点火を行う。

【００３２】また、ＥＥＣ３０の出力ポートは、更に駆
動回路６９を介してスロットル弁１１、ガバナ３１、Ｗ
ＧＶ２６それぞれのアクチュエータ１１ａ、３１ａ、２
６ａに接続されている。次に、本実施形態のガバナ３１
の設定回転数とスロットル弁１１の設定開度とについて
説明する。本実施形態では、ＥＥＣ３０はパワーレバー
１２のストローク（操作量）に応じてガバナ３１の基本
設定回転数ＧＳ₀とスロットル弁１１の基本設定開度Ｔ
ＨＳ₀とを決定する。図３は、基本設定回転数ＧＳ₀と
基本設定開度ＴＨＳ₀との設定操作を説明するフローチ
ャートである。図３の操作は、ＥＥＣ３０により一定時
間毎に実行されるルーチンにより行われる。

【００３３】図３において操作がスタートすると、ステ
ップ３０１ではストロークセンサ１２ａの出力からパワ
ーレバー１２のストロークＰＳＴが読み込まれる。そし
て、ステップ３０３では、予め定めた関係に基づいてパ
ワーレバーストロークＰＳＴから基本設定値ＧＳ₀とＴ
ＨＳ₀とが設定される。図４は、図３ステップ３０３で
ＧＳ₀とＴＨＳ₀との設定に使用する、ストロークＰＳ
ＴとＧＳ₀とＴＨＳ₀との関係の一例を示すチャートで
ある。図４に示すように、本実施形態ではＧＳ₀とＴＨ
Ｓ₀とはパワーレバー１２のストロークに対して応じて
定まる値とされる。また、ガバナ３１の基本設定回転数
ＧＳ₀はパワーレバー１２ストロークＰＳＴに比例した
値に設定されるのに対して、スロットル弁１１の基本設
定開度ＴＨＳ₀はストロークＰＳＴに対して非線形に変
化するように設定されている。上記ＧＳ₀とＴＨＳ₀の
パワーレバー１２ストロークに対する変化は、予め機体
特性に応じて任意に設定することが可能であり、通常の
飛行状態では実際のガバナ３１設定回転数とスロットル
弁１１開度とは、それぞれ基本設定値ＧＳ₀、ＴＨＳ₀
に設定される。しかし、図４の関係が一旦設定される
と、パワーレバー１２の或るストロークに対してＧＳ₀
とＴＨＳ₀とがそれぞれ１つの値に決まってしまうた
め、ＧＳ₀（機関及びプロペラ回転数）とＴＨＳ₀（機
関出力）との関係は固定されてしまうことになる。

【００３４】このため、ガバナ３１設定回転数とスロッ
トル弁１１開度とを常に基本設定値ＧＳ₀、ＴＨＳ₀に
設定したのでは、特定の飛行状態では設定回転数とスロ
ットル弁開度との関係が不適切になる場合がある。そこ
で、本実施形態では、特定の飛行状態では図３の操作に
より設定された基本設定値を飛行状態に応じて補正し、
補正後の設定回転数とスロットル弁開度設定値とを用い
てガバナ３１とスロットル弁１１とを制御するようにし
ている。

【００３５】すなわち、図３の操作は第１の制御手段に
相当し、以下に説明する補正操作は第２の制御手段に相
当している。そこで、以下の説明では便宜上図３の操作
を第１の制御操作、以下に説明する補正操作を第２の制
御操作と呼ぶことにする。次に、第２の制御手段として
のＥＥＣ３０による基本設定回転数ＧＳ₀とスロットル
弁基本設定開度ＴＨＳ₀との補正操作（第２の制御操
作）についての実施形態を説明する。（１）第１の実施形態本実施形態の第２の制御操作では、航空機の降下中にキ
ャビンの与圧を維持しながら充分な降下率を得ることを
目的として基本設定値ＧＳ₀、ＴＨＳ₀を補正する操作
を行う。

【００３６】前述のように、図１の実施形態では過給機
吐出空気の一部をキャビン与圧用の空気として使用する
ため、高空からの降下時等にも過給機の吐出圧力が低下
しないように過給機回転数を高く維持する必要がある。
一方、過給機回転数を高く維持するためには機関排気流
量を高く維持する必要があるため、機関回転数をある程
度以下には減少させることができない。

【００３７】ところが、第１の制御操作では機関回転数
（ガバナ３１設定回転数）と機関出力（スロットル弁１
１開度）との関係が固定されているために機関回転数を
高く設定しようとすると、それに応じてスロットル弁１
１開度も大きく設定されてしまい機関出力を充分に低減
することができなくなる。この結果、降下中もプロペラ
推力を充分に低下させることができず、推力過剰のため
降下率が小さくなる問題がある。そこで、本実施形態の
第２の制御操作では機体の降下中は、ガバナ３１設定開
度を予め定めた回転数以上（すなわち、与圧に充分な過
給機回転数が得られる機関回転数）に維持するようにす
るとともに、過給圧の上昇による機関出力の上昇を抑制
するためにスロットル弁１１開度を基本設定開度ＴＨＳ
₀より小さくなるように補正している。

【００３８】図５は、本実施形態の第２の制御操作を説
明するフローチャートである。本操作は、ＥＥＣ３０に
より一定時間毎に実行されるルーチンにより行われる。
図５ステップ５０１では、大気圧ＰＡがＰＡセンサ３６
から、パワーレバー１２のストロークＰＳＴがストロー
クセンサ１２ａからそれぞれ読み込まれる。そして、ス
テップ５０３では、前回本操作実行時からの大気圧の変
化ΔＰＡが、ΔＰＡ＝ＰＡ−ＰＡ_i-1として算出され
る。ここで、ＰＡ_i-1は前回本操作実行時の大気圧であ
る。ＰＡ_i-1の値は、次回の操作実行に備えて操作実行
毎にステップ５０５で更新されている。

【００３９】ステップ５０７、５０８は現在降下のため
の操作が行われているか否かの判定を示す。本実施形態
では、ステップ５０３で算出した大気圧の変化（増加）
ΔＰＡが所定値ΔＰＡ₁より大きく（ステップ５０
７）、かつパワーレバー１２ストロークＰＳＴが所定値
ＰＳＴ₁より小さくなっているとき（ステップ５０９）
に現在降下のための操作が行われていると判定するよう
にしている。すなわち、機体の高度の変化（低下）があ
る程度以上になっており、しかも操縦者がパワーレバー
１２のストロークを小さく設定している場合には、操縦
者の意志に基づいて機体が降下中であると判定される。

【００４０】ステップ５０７、５０９で現在降下のため
の操作が行われていると判定された場合には、ステップ
５１１でガバナ３１の設定回転数ＧＳが第１の制御操作
で設定された基本設定値ＧＳ₀の値にかかわらず、所定
値ＧＳ₁に設定され、ステップ５１３ではスロットル弁
１１の設定開度ＴＨＳが第１の制御操作により設定され
た基本設定値ＴＨＳ₀より一定値ΔＴＨＳ₁だけ小さな
値に設定される。ここで、ＧＳ₁はキャビンの与圧を維
持できる過給機回転数を得ることができる最低機関回転
数以上の適宜な値とされる。また、ΔＴＨＳ₁は過給圧
の上昇による機関出力増大を抑制するのに充分な値とさ
れる。

【００４１】一方、ステップ５０７、５０９の条件のい
ずれか１つ以上が成立しない場合には、現在降下のため
の操作が行われていないと判断される。この場合には、
ステップ５１５と５１７とで、ガバナ３１の設定回転数
ＧＳとスロットル弁１１設定開度ＴＨＳとは、それぞれ
第１の制御操作で設定された基本設定値ＧＳ₀、ＴＨＳ
₀に設定される。

【００４２】上記により、ＧＳとＴＨＳとを設定後、ス
テップ５１９ではＧＳとＴＨＳとがガバナ３１とスロッ
トル弁１１とのアクチュエータ３１ａ、１１ａの駆動回
路６９に出力され、本操作は終了する。これにより、ガ
バナ３１は機関回転数（プロペラ回転数）が設定値ＧＳ
になるようにプロペラピッチを調節し、スロットル弁１
１は設定開度ＴＨＳをとるようになる。

【００４３】上述のように、本実施形態によれば降下操
作が行われている時にはキャビンの与圧を確保しつつ、
機関出力を低下させることが可能となり、降下率を増大
させることが可能となる。また、従来と同様ガバナ３１
の設定とスロットル弁１１開度の設定とは単一のパワー
レバー１２の操作により行われるため、上記操作中にも
操縦者の負担が増大することが防止される。

【００４４】なお、図５の操作では現在降下のための操
作が行われているか否かを大気圧（高度）の変化速度と
パワーレバー１２のストロークとから判定するようにし
ているが、これらに代えて（若しくはこれらの判定に加
えて）、操縦者が操作可能な降下スイッチを設け、操縦
者がこの降下スイッチを切り換えた場合にステップ５１
１と５１３の操作を行うようにしても良い。（２）第２の実施形態次に、第２の制御操作の別の実施形態について説明す
る。

【００４５】本実施形態では、航空機が定常飛行状態に
あり、かつ過給機がインターセプトポイントに到達した
場合（すなわち、過給圧ＰＤが最大設定圧力に到達した
場合）には、第１の制御により設定された基本設定値Ｔ
ＨＳ₀にかかわらず、スロットル弁開度ＴＨＳを全開
（ＴＨＳ_MAX）に設定するようにしている。本実施形態
では、ＥＥＣ３０は過給圧ＰＤが予め定めた最大過給圧
ＰＤ_MAXに到達するとＷＧＶ２６を開き、過給圧を最大
過給圧に維持するように制御している。このため、過給
機がインターセプトポイントに到達した状態では、過給
圧はスロットル弁開度にかかわらず一定となる。このた
め、過給機がインターセプトポイントに到達後は、スロ
ットル弁を全開に保持して吸気抵抗を低減し燃費を向上
させることが好ましい。そこで、本実施形態では過給機
のインターセプトポイント到達後の定常飛行状態では第
１の制御による設定値にかかわらずスロットル弁１１開
度を全開に保持するようにしている。

【００４６】図６は、本実施形態の第２の制御操作を示
すフローチャートである。本操作はＥＥＣ３０により一
定時間毎に実行されるルーチンにより行われる。図６の
操作では、ステップ６０１で過給圧ＰＤ、大気圧ＰＡ、
対気速度ＶＡＩＲが、それぞれセンサ３４、３６、３８
から読み込まれ、ステップ６０３では前回の操作実行時
からのＰＡとＶＡＩＲとの変化量ΔＰＡ、ΔＶＡＩＲが
算出される。ステップ６０３のＰＡ_i-1、ＶＡＩＲ_i-1
はそれぞれ前回操作実行時の大気圧と対気速度であり、
操作実行毎にステップ６０５で更新される。

【００４７】上記によりΔＰＡとΔＶＡＩＲとを算出
後、ステップ６０７では過給機がインターセプトポイン
トに到達したか否か、すなわち過給圧ＰＤが設定最大圧
力ＰＤ _MAXに到達したか否かが判定される。また、ステ
ップ６０９、６１１では大気圧ＰＡと対気速度の前回ル
ーチン実行時からの変化量がそれぞれ所定値ΔＰＡ₂と
ΔＶＡＩＲ₂（ΔＰＡ₂＞０、△ＶＡＩＲ₂＞０）より
小さいか、すなわち飛行高度と飛行速度の変化がそれぞ
れ所定値より小さいか否かが算出される。本実施形態で
は、飛行高度と飛行速度との変化がそれぞれ所定値より
小さい状態が所定時間継続した場合に定常飛行状態が成
立したと判定する。このため、ステップ６０７から６０
９のいずれか１つ以上が成立していない場合にはステッ
プ６１３で計時カウンタＣＴの値をリセットし、ステッ
プ６０７から６１１の条件が全て成立した場合にはステ
ップ６１７で計時カウンタＣＴを１ずつ増大させる。そ
して、ステップ６１９で計時カウンタＣＴの値が所定時
間に相当する値ＣＴ₂に到達した場合には、過給機がイ
ンターセプトポイントに到達し、しかも定常飛行状態が
成立したと判定しステップ６２１でスロットル弁開度Ｔ
ＨＳを全開に相当する値ＴＨＳ_MAXにセットする。一
方、ステップ６０７から６１１の条件の１つ以上が成立
していない場合には、計時カウンタＣＴをリセットする
とともに、またステップ６１９でＣＴの値がＣＴ₂に到
達していない場合は計時カウンタＣＴの値は変更せず
に、それぞれステップ６１５でスロットル弁開度ＴＨＳ
を第１の制御で設定された基本設定値ＴＨＳ₀に設定す
る。

【００４８】そして、ステップ６１５または６２１でＴ
ＨＳを設定後、ステップ６２３ではガバナ３１設定回転
数ＧＳを第１の制御で設定された基本設定値ＧＳ₀に設
定するとともに、上記により設定されたＧＳとＴＨＳと
を駆動回路に出力する。これにより、過給機のインター
セプト到達後の定常飛行状態では機関回転数はパワーレ
バー１２のストロークに応じた値に維持しながら、スロ
ットル弁１１開度を全開に保持し、吸気抵抗を低減した
機関の高効率運転を行うことが可能となる。（３）第３の実施形態次に第２の制御操作の別の実施形態を説明する。

【００４９】本実施形態では、ＷＧＶ２６の異常や過給
機制御系統の異常により過給圧の異常上昇（オーバーブ
ースト）や過給機回転数の異常上昇（オーバーラン）が
生じた場合には、機関１のスロットル弁１１開度を第１
の制御操作で設定された基本設定値ＴＨＳ₀より一定量
小さな値に設定するようにしている。スロットル弁開度
を低下させることにより、機関回転数が同一であっても
機関吸入空気量は減少するため、機関排気流量の低下に
より過給機回転数は低下する。従って、スロットル弁開
度を低減することにより過給圧と過給機回転数との両方
を低下させることができる。

【００５０】図７は、本実施形態の第２の制御操作を示
すフローチャートである。本操作はＥＥＣ３０により一
定時間毎に実行されるルーチンにより行われる。図７の
操作では、ステップ７０１で過給圧ＰＤと過給機回転数
ＮＴとがそれぞれセンサ３４及び３９から読み込まれ、
ステップ７０３では過給圧ＰＤが最大設定値ＰＤ_MAXよ
り一定値ΔＰＤ₃以上上昇しているか否か、すなわちオ
ーバーブーストが生じているか否かが判定される。ま
た、ステップ７０５では過給機回転数ＮＴが最大設定回
転数ＮＴ_MAXより一定値ΔＮＴ₃以上上昇しているか否
か、すなわちオーバーランが生じているか否かが判定さ
れる。

【００５１】ステップ７０３、７０５でオーバーブース
トまたはオーバーランが生じていた場合には、ステップ
７０７で異常フラグＸＦの値が１にセットされ、ステッ
プ７０９ではスロットル弁１１の設定開度ＴＨＳが基本
設定値ＴＨＳ₀よりΔＴＨＳ ₃低減される。これによ
り、機関排気流量が低下するため過給圧ＰＤと過給機回
転数ＮＴとの両方が低下する。

【００５２】また、ステップ７０３と７０５とでオーバ
ーブーストとオーバーランとの両方が生じていないと判
断された場合にはステップ７１１に進み、異常フラグＸ
Ｆの値が１にセットされているか否かを判定する。そし
て、ＸＦ≠１であった場合には、過給機系統には異常が
生じていないと判断し、ステップ７１３でスロットル弁
１１開度ＴＨＳを第１の制御操作で設定された基本設定
値ＴＨＳ₀にセットする。一方、ステップ７１１でＸＦ
＝１であった場合には過去にオーバーブーストまたはオ
ーバーランの状態になり、ステップ７０９が実行された
結果オーバーブーストやオーバーランが抑制された状態
であり、スロットル弁開度を基本設定値ＴＨＳ₀に設定
するとオーバーブーストやオーバーランが再発する可能
性がある。このため、この場合には、ステップ７０９に
進みスロットル弁開度を減少する補正を継続する。な
お、異常フラグＸＦは機関の始動時に０にセットされる
が、機関運転中に異常が生じてＸＦの値が一旦１にセッ
トされると機関が停止、再始動されるまでＸＦ＝１の状
態に保持される。また、図示していないが、本実施形態
ではガバナ３１設定回転数ＧＳは第１の制御操作で設定
された基本設定値ＧＳ ₀に設定され、図７においてスロ
ットル弁１１開度ＴＨＳが設定されると、別途ＥＥＣ３
０により実行される操作により駆動回路６９に設定値Ｇ
ＳとＴＨＳとがセットされる。（４）第４の実施形態次に、第２の制御操作の別の実施形態について説明す
る。

【００５３】本実施形態では、航空機は２つの機関と２
つのプロペラとを有する、例えば双発機とされている。
また、本実施形態では、図１に示したパワーレバー１
２、機関１、プロペラ２及びガバナ３１、スロットル弁
１１等の全てをそれぞれ備えた推進装置が２組設けられ
ている。更に、本実施形態では図８に示すようにＥＥＣ
３０は、両方の推進装置（推進装置１と推進装置２）か
らＰＳＴ、ＮＥ、ＰＭ、ＰＤ、ＴＨ、等の運転パラメー
タを個別に入力し、それぞれの推進装置のスロットル弁
１１設定開度ＴＨＳ、ガバナ設定回転数ＧＳ、ＷＧＶ２
６設定開度ＧＶＳを出力する制御を行う。

【００５４】本実施形態では、ＥＥＣ３０はそれぞれの
推進装置のガバナ設定回転数ＧＳを微調節することによ
り、それぞれのプロペラ回転数とプロペラブレードの回
転位相とを同期させる制御を行う。前述したように、双
発機等の複数のプロペラを有する航空機では、プロペラ
相互の回転数やブレード回転位相が相互に一致していな
いと、それぞれのプロペラの後流に発生する渦の干渉に
より騒音が増大する問題がある。本実施形態では、それ
ぞれの機関の回転数とクランク回転位相（すなわち、プ
ロペラ回転位相）とをＮＥセンサ３２によって検出し、
それぞれの機関の回転数と回転位相とが一致するよう
に、第１の制御操作により設定されたガバナ３１設定回
転数を調節する。これにより、特別なセンサや制御装置
を用いることなく双発機等複数の機関とプロペラとを有
する航空機の騒音を低下させることが可能となる。

【００５５】図９は本実施形態の第２の制御操作を示す
フローチャートである。本操作はＥＥＣ３０により一定
時間毎に実行されるルーチンにより行われる。図９にお
いて操作がスタートすると、ステップ９０１では推進装
置１と２両方のパワーレバー１２ストロークＰＳＴ１、
ＰＳＴ２がそれぞれ両方の推進装置のストロークセンサ
１２ａから読み込まれ、それぞれのＮＥセンサ３２から
の回転角パルス信号と基準位置信号とから算出されたク
ランク回転位相（クランク角）ＣＡ１、ＣＡ２と回転数
ＮＥ１、ＮＥ２とが読み込まれる。

【００５６】そして、ステップ９０３では前回操作実行
時からパワーレバー１２が操作されているか否か、すな
わちそれぞれのパワーレバー１２のストロークＰＳＴ
１、ＰＳＴ２が前回操作実行時のストロークＰＳＴ１
_i-1、ＰＳＴ２_i-1から変化しているか否かが判定さ
れ、一方若しくは両方のパワーレバーストロークが変化
していた場合には、回転数と回転位相との補正を行わ
ず、推進装置のガバナ３１の設定開度ＧＳ１を第１の制
御操作により設定された基本設定値ＧＳ１₀にセットす
る。そして、ステップ９２３に進みＰＳＴ１_i-1、ＰＳ
Ｔ２_i-1の値を更新して今回の操作を終了する。なお、
本実施形態では後述するように推進装置１の回転数と回
転位相とを増減して推進装置２と同期させるようにして
いるため、推進装置２のガバナ３１設定回転数ＧＳ２は
常に第１の制御操作で設定された基本設定値ＧＳ２₀に
設定されている。

【００５７】一方、ステップ９０３で、両方のパワーレ
バー１２のストロークが前回から変化していない場合、
すなわち機関回転数が一定に制御されていると考えられ
る場合には、ステップ９０７から９２１の回転数補正と
回転位相補正とを実行する。ステップ９０７から９１３
は回転数補正操作を示している。この操作では、まず推
進装置１の回転数ＮＥ１と推進装置２の回転数ＮＥ２と
を比較して、ＮＥ１がＮＥ２に対して一定量ΔＮＥ₄以
上離れているか否かを判定する（ステップ９０７、９１
１）。そして、ΔＮＥ₄以上離れている場合には、（す
なわち、ＮＥ１が、ＮＥ２−ΔＮＥ₄≦ＮＥ１≦ＮＥ２
＋ΔＮＥ₄の範囲にない場合）には、操作実行毎に推進
装置１のガバナ３１設定値ＧＳ１をΔＧＳ₄ずつ減少
（ステップ９０９）、または増加（ステップ９１３）さ
せる。これにより、推進装置１の回転数ＮＥ１は、ＮＥ
２±ΔＮＥ₄の範囲に入るまで操作実行毎に増減され
る。ΔＮＥ₄は、実質的に両方の推進装置の回転数が合
致したと判定できる程度の値である。

【００５８】上記操作により推進装置１、２の回転数が
合致した場合には、次にステップ９１５から９２１で両
方の推進装置の回転位相の同期が行われる。この場合
も、推進装置１のクランク角ＣＡ１と推進装置２のクラ
ンク角ＣＡ２とを比較して、推進装置１のクランク角Ｃ
Ａ１が推進装置２のクランク角ＣＡ２から一定量ΔＣＡ
₄以上離れているか否かを判定し（ステップ９１５、９
１９）、ΔＣＡ₄以上離れている場合には、推進装置１
のガバナ３１設定値ＧＳ１を、ＣＡ１が、ＣＡ２±ΔＣ
Ａ₄の範囲になるまで操作実行毎にΔＧＳ₄′ずつ増減
させる（ステップ９１７、９２１）。これにより、最終
的に推進装置１と推進装置２のクランク角ＣＡ１、ＣＡ
２が相互に同期したとみなされる範囲（ＣＡ２−ΔＣＡ
₄≦ＣＡ１≦ＣＡ２＋ΔＣＡ₄）になるまで推進装置１
の回転位相が調節されるようになる。なお、ステップ９
１５から９２１の回転位相調節を行ったために、回転数
ＮＥ１とＮＥ２とが前述の範囲を越えて変化した場合に
は、再度ステップ９０７から９１３により回転数の補正
が行われ、最終的に両方の推進装置の回転数と回転位相
との両方が同期するようになり、双発機等の複数の推進
装置を有する航空機の騒音を低減することができる。（５）第５の実施形態次に、第２の制御操作の別の実施形態について説明す
る。

【００５９】本実施形態では、航空機が定常飛行状態に
あるときに、ガバナ３１によりプロペラ２のピッチを調
節するとともに、スロットル弁１１により機関の吸気圧
力ＰＭを調節し、更にＷＧＶ２６開度を制御することに
よりターボチャージャ回転数ＮＴを制御して、プロペラ
２、機関１、ターボチャージャ１０のそれぞれの効率η
_P、η_E、η_TCを総合した全体としての推進装置効率η
_Tが最大になるようにする制御を行う。

【００６０】本実施形態では、まず現在のプロペラ回転
数ＮＥと大気密度ρ、対気速度ＶＡＩＲとを用いて、プ
ロペラ翼の最適迎え角α₀を算出し、このα₀を得るよ
うにガバナ３１によりプロペラピッチβを調節する。そ
して、プロペラピッチ調節後の機関回転数ＮＥから機関
効率が最大になる吸気圧力ＰＭ₀を算出し、この吸気圧
力を得るようにスロットル弁１１開度ＴＨＳを調節す
る。そして、スロットル弁１１開度を調節後、更にター
ボチャージャ１０の圧縮比と吸気流量とからターボチャ
ージャ圧縮機効率が最大になる回転数ＮＴを算出し、こ
のＮＴが得られるようにＷＧＶ２６開度ＧＶＳを調節す
る。そして、調節後に再度機関の運転パラメータを読み
込んで、各パラメータに基づいて効率η_P、η_E、η_TC
を算出するとともに、総合効率η_Tを算出する。そし
て、この総合効率がη_Tが最大値になっているか否かを
判定し、最大になっていない場合には再度プロペラピッ
チとスロットル弁開度とＷＧＶ開度との最適化を繰り返
す。これにより、最終的に総合効率η_Tが最大になるよ
うにプロペラピッチ、スロットル弁開度及びＷＧＶ開度
が調節されるようになる。

【００６１】図１０、図１１は本実施形態の第２の制御
操作を説明するフローチャートである。本操作は、ＥＥ
Ｃ３０により一定時間毎に実行されるルーチンにより行
われる。図１０において操作がスタートすると、ステッ
プ１００１では現在の飛行状態が定常か否かが判定され
る。ステップ１００１では、パワーレバー１２のストロ
ーク及び、航空機の飛行高度と対気速度の変化が小さい
状態が一定期間継続した場合に航空機が定常飛行状態に
あると判定する。

【００６２】ステップ１００１で航空機が定常飛行状態
にないと判定された場合には、ステップ１００３で後述
する最適化終了フラグＸの値を０にセットし、ステップ
１００５で通常の推力制御を行う。ステップ１００５の
通常の推力制御では、ガバナ３１の設定回転数ＧＳとス
ロットル弁１１の開度ＴＨＳは、第１の制御操作により
設定される基本設定値ＧＳ₀、ＴＨＳ₀にそれぞれ設定
され、ＷＧＶ２６の開度ＧＶＳは過給圧ＰＤを最大設定
圧力に維持するように制御される。

【００６３】ステップ１００１で現在定常飛行が行われ
ている場合には、ステップ１００７に進み、現在最適化
が終了しているか否かが、最適化終了フラグＸの値に基
づいて判定される。最適化終了フラグＸは、推進装置総
合効率η_Tの最適化が終了したときにステップ１０４３
で１にセットされ、Ｘ＝１は最適化が終了していること
を表している。ステップ１００７で既に最適化が終了し
ていた場合には、本操作は直ちに終了し現在の運転状態
（すなわち最適化後の運転状態）が保持される。この場
合には、定常飛行状態が終了しステップ１００３でフラ
グＸの値が０にセットされるまでステップ１００９以下
の最適化操作は行われない。

【００６４】ステップ１００７でまだ最適化が終了して
いない場合（Ｘ≠１の場合）には、続いてステップ１０
０９で大気圧ＰＡ、大気温度ＴＡ、機関（プロペラ）回
転数ＮＥ、対気速度ＶＡＩＲがそれぞれ対応するセンサ
から読み込まれると共に、ＰＡとＴＡとから大気密度ρ
が算出される。そして、ステップ１０１１では大気密度
ρに基づいて、プロペラ翼の迎え角の最適値α₀が算出
され、α₀と機関回転数ＮＥ、対気速度ＶＡＩＲとに基
づいて、最適迎え角α₀を得るためのプロペラピッチβ
が算出される。最適ピッチβの算出後、ステップ１０１
５ではプロペラピッチがβになるようにガバナ３１が調
節される。これにより、プロペラピッチは最適値βに調
節される。

【００６５】ステップ１０１７から１０２１は機関１の
最適化操作を示す。ステップ１０１７では、再度現在の
機関回転数ＮＥが読み込まれる。ステップ１０１７で再
度ＮＥを読み込むのは、ステップ１０１５でのプロペラ
ピッチ調節により機関運転状態がステップ１００９の状
態から変化しており、回転数ＮＥも変化している可能性
があるためである。そして、ステップ１０１９ではこの
回転数ＮＥに基づいて機関効率を最大にする吸気圧力Ｐ
Ｍ₀が算出される。また、ステップ１０２１では吸気圧
力が最適値ＰＭ₀になるようにスロットル弁開度ＴＨＳ
が調節される。

【００６６】ステップ１０２３から１０２７はターボチ
ャージャ１０の運転状態の最適化操作である。ステップ
１０２３では、現在の過給圧ＰＤと吸気圧力ＰＭ、吸気
温度ＴＭ、機関回転数ＮＥが読み込まれる。なお、吸気
温度ＴＭはインタクーラ８下流側の吸気ダクトに配置し
た吸気温度センサ（図示せず）により検出される。ＰＭ
とＮＥとを再度読み込むのはステップ１０１７と同じ理
由である。そして、ステップ１０２５では現在のターボ
チャージャ圧縮比ＰＲ＝ＰＤ／ＰＡと、ＰＭとＮＥ及び
ＴＭとから定まる吸気流量（圧縮機吐出流量）Ｑとに基
づいて現在の圧縮比ＰＲと流量Ｑとの条件で最も圧縮機
効率η_TCが高いターボチャージャ回転数ＮＴ₀が算出さ
れる。そして、ステップ１０２７では、実際のターボチ
ャージャ１０回転数が上記により算出された最適ターボ
チャージャ回転数ＮＴ₀に等しくなるようにＷＧＶ２６
開度ＧＶＳが制御される。

【００６７】ステップ１００９から１０２７でプロペラ
ピッチβ、機関吸気圧ＰＭとターボチャージャ回転数Ｎ
Ｔの個別の最適化が終了した後、図１１ステップ１０２
９からステップ１０３７では現在の総合効率η_Tの算出
が行われる。すなわち、ステップ１０２９では、ＰＡ、
ＴＡ、ＮＥ、ＮＴ、ＶＡＩＲ、ＰＤ、ＰＭ、ＴＭの各運
転状態パラメータが再度読み込まれ、ステップ１０３１
ではステップ１０１５で設定したプロペラピッチβと、
大気密度ρ、回転数ＮＥ、対気速度ＶＡＩＲとから現在
のプロペラ効率η_Pが算出される。上記の運転状態パラ
メータがステップ１００９で読み込んだ値から全く変化
していない場合には現在のプロペラ効率η_Pはステップ
１０１１でα₀を求めた際の最高効率に一致するはずで
ある。しかし、実際には、ステップ１０１５のプロペラ
ピッチβの調節やステップ１０２１におけるスロットル
弁開度ＴＨＳの調節及び、ステップ１０２７でのＷＧＶ
開度ＧＶＳの調節のために上記運転状態パラメータはス
テップ１００９で読み込んだ値からは変化しており、プ
ロペラピッチβでの現在のプロペラ効率は必ずしも最高
効率になっていない。そこで、ステップ１０３１では現
在の状態におけるプロペラ効率η_Pを再計算するように
しているのである。

【００６８】また、同様に、ステップ１０３３では現在
のＮＥ、ＰＭに基づいて現在の機関効率η_Eが、ステッ
プ１０３５では現在の圧縮比ＰＲと吸気流量Ｑ及びター
ボチャージャ回転数ＮＴに基づいて現在の運転状態にお
けるターボチャージャの圧縮機効率η_TCが算出される。
ステップ１０３７では、上記η_P、η_E、η_TCを用い
て、現在の推進装置総合効率η_Tが、η_T＝η_P×η_E
×η_TCとして算出される。

【００６９】ステップ１０３９から１０４１は現在の総
合効率が最大値であるか否かの判定を示す。ステップ１
０３９では算出した現在の総合効率η_Tが前回最適化操
作を実行した後の総合効率η_{T i-1}より増大しているか
否かが判定される。そして、η_T＞η_{T i-1}であった場
合、すなわち、今回ステップ１００９から１０２７の最
適化操作を実行することにより前回より総合効率が上昇
している場合には、総合効率は最適化操作によりまだ向
上する余地がある可能性があるため、ステップ１０４１
で現在のプロペラピッチβ、スロットル弁開度ＴＨＳ、
ＷＧＶ開度ＧＶＳ及び総合効率η_Tをそれぞれβ_i-1、
ＴＨＳ_i-1、ＧＶＳ_i-1及びη_{T i-1}として記憶し、今
回の操作を終了する。これにより、ステップ１０３９で
前回より総合効率η_Tが増大している場合には、次回操
作が実行されると再度ステップ１００９から１０２７の
最適化操作が繰り返されることになる。

【００７０】一方、ステップ１０３９でη_T≦η_{T i-1}
であった場合には、最適化操作の繰り返しにより増大し
てきたη_Tが今回の最適化操作を実行したために減少し
たことを意味し、前回の効率（η_{T i-1}）が総合効率の
最大値であったことになる。そこで、この場合にはステ
ップ１０４３でフラグＸの値を１にセットしてこれ以上
ステップ１００９から１０２７の最適化操作が繰り返さ
れることを防止するとともに、ステップ１０４５では前
回操作実行時（すなわち総合効率η_Tが最大になったと
き）に記憶したプロペラピッチとスロットル弁開度、Ｗ
ＧＶ開度（β_i- ₁、ＴＨＳ_i-1、ＧＶＳ_i-1）を最適値
β_OPT、ＴＨＳ_OPT、ＧＶＳ_OPTとして記憶し、ステッ
プ１０４７でプロペラピッチβ、スロットル弁開度ＴＨ
Ｓ、ＷＧＶ開度ＧＶＳの値を最適値β_OPT、ＴＨ
Ｓ_OPT、ＧＶＳ_OPTにそれぞれセットして操作を終了す
る。これにより、プロペラピッチ、スロットル弁開度、
ＷＧＶ開度は、それぞれ前回最大の総合効率を得た時の
値にセットされ、推進装置の総合効率は最大値に固定さ
れる。（６）第６の実施形態次に、第２の制御操作の別の実施形態について説明す
る。

【００７１】本実施形態では、ＥＥＣ３０は着陸操作中
等の出力急増要求が生じる可能性がある飛行状態ではタ
ーボチャージャ１０の回転数を高く維持するように制御
し、要求があった場合には短時間で機関出力（推力）を
増大できる状態に機関を維持する制御を行う。例えば着
陸操作中には何らかの原因で着陸を中止し機体を急上昇
させる、いわゆるＧＯＡＲＯＵＮＤ操作が要求される
場合がある。また、飛行中にも気象状況等によっては、
機体の急上昇等が必要となる場合がある。このような場
合に、特に機体の降下中などで機関出力が低下している
状態では、それに応じてターボチャージャ回転数も低下
しているため、ターボチャージャの回転数上昇に時間を
要してしまい、急激な出力増大要求に応じられない場合
がある。そこで、本実施形態では着陸操作中、または着
陸操作中以外でも操縦者が選択した場合には、ＷＧＶ２
６開度を通常の制御より小さく設定してターボチャージ
ャの回転低下を防止する。また、この場合ターボチャー
ジャの回転を高く維持すると過給圧の増大により機関出
力が上昇してしまい、着陸操作時等に充分な降下速度が
得られない場合があるため、スロットル弁開度は第１の
制御操作の設定値より小さく設定し機関吸気圧力の上昇
を防止するようにしている。これにより、機関出力の増
大を招くことなくターボチャージャ回転数を高く維持す
ることができ、機関出力の急増要求に備えることが可能
となる。

【００７２】図１２は、本実施形態の第２の制御操作を
示すフローチャートである。本操作はＥＥＣ３０により
一定時間毎に実行されるルーチンにより行われる。図１
２で操作がスタートすると、ステップ１２０１から１２
０９では現在着陸（降下）操作実行中であるか否かが判
定される。本実施形態においても着陸（降下）操作実行
中か否かの判定は第１の実施形態（図５）と同じ方法で
行われ、図１２のステップ１２０１から１２０９では図
５のステップ５０１から５０９と同一の操作が行われ
る。

【００７３】本実施形態では、ステップ１２０７または
１２０９で現在降下操作実行中でないと判定された場合
には、次にステップ１２１１に進み、操縦者が加速準備
モードを選択しているか否かが判定される点が第１の実
施形態と相違する。本実施形態では、機体の操縦席には
加速準備モード選択スイッチが設けられており、降下操
作中以外であっても操縦者の選択によりＥＥＣ３０に出
力急増要求に備えるモード（加速準備モード）をとらせ
ることが可能となっている。ステップ１２１１で加速準
備モードが選択されていない場合には、ステップ１２１
３でＷＧＶ２６は通常の開度制御が行われる。通常の開
度制御においては、ＷＧＶ２６開度ＧＶＳは、過給圧Ｐ
Ｄを所定値（例えば最大設定圧力ＰＤ_MAX）に維持する
ように制御し、過給圧ＰＤがＰＤ_MAXより低い時にはＷ
ＧＶ２６は全閉となる。

【００７４】また、加速準備モードが選択されていない
場合には、ステップ１２１５でスロットル弁１１開度は
第１の制御操作で設定された基本設定値ＴＨＳ₀に制御
される。一方、ステップ１２０７、１２０９で現在降下
操作を実行中と判断された場合、及びそれ以外であって
もステップ１２１１で加速準備モードが選択された場合
には、ステップ１２１７でＷＧＶ２６開度ＧＶＳは通常
制御時の開度より小さい予め設定された開度ＧＶＳ₆に
設定される。これにより、ターボチャージャ回転数は通
常制御時より高く維持される。また、ステップ１２１９
では、過給圧の上昇により機関出力が増大することを防
止するために、スロットル弁１１開度ＴＨＳは第１の制
御操作により設定された基本設定値ＴＨＳ₀より一定量
ΔＴＨＳ₆だけ小さな開度に設定される。これにより、
出力の急増要求が予測される運転状態では、機関出力の
増大を生じることなくターボチャージャ回転数が高く維
持されるため、出力急増要求が生じた場合には直ちに過
給圧を上昇させることができ、短時間で機関出力を上昇
させることが可能となる。

【００７５】

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、操縦者
の負担を増大させることなく航空機の飛行状態に応じた
適切な運転状態に機関を制御することが可能となるとい
う共通の降下を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の推力制御装置の一実施形態の概略構成
を説明する図である。

【図２】図１の制御ユニットの構成例を示す図である。

【図３】第１の制御操作を説明するフローチャートであ
る。

【図４】図３の制御操作に用いるチャートである。

【図５】本発明の第１の実施形態を説明するフローチャ
ートである。

【図６】本発明の第２の実施形態を説明するフローチャ
ートである。

【図７】本発明の第３の実施形態を説明するフローチャ
ートである。

【図８】本発明の第４の実施形態における制御ユニット
の構成例を示す図である。

【図９】本発明の第４の実施形態を説明するフローチャ
ートである。

【図１０】本発明の第５の実施形態を説明するフローチ
ャートの一部である。

【図１１】本発明の第５の実施形態を説明するフローチ
ャートの一部である。

【図１２】本発明の第６の実施形態を説明するフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１…内燃機関本体２…プロペラ１０…ターボチャージャ１１…スロットル弁２６…ウエィストゲート弁３０…制御ユニット３１…ガバナ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】航空機に搭載された過給機付内燃機関
と、前記機関の出力軸に接続された可変ピッチプロペラと、前記プロペラのピッチを変更することにより、前記機関
回転数を設定回転数に制御する可変ピッチ手段と、前記機関のスロットル弁開度を設定開度に制御するスロ
ットル手段と、予め定めた関係に基づいて、前記可変ピッチ手段の設定
回転数と前記スロットル手段の設定開度とを単一のレバ
ーの操作量に応じて設定する第１の制御手段と、航空機の飛行状態を表す飛行状態パラメータを検出する
飛行パラメータ検出手段と、前記飛行パラメータ検出手段の検出した飛行状態パラメ
ータに基づいて、前記第１の制御手段により設定された
可変ピッチ手段の設定回転数とスロットル手段の設定開
度とを補正する第２の制御手段と、を備えた、航空機の推力制御装置。
【請求項２】前記飛行パラメータ検出手段は、前記飛
行状態パラメータとして操縦者により航空機の降下操作
がなされているか否かを検出し、前記第２の制御手段
は、前記降下操作が実施されているときには、スロット
ル手段の設定開度を第１の制御手段の設定より小さくな
るように補正し、かつ可変ピッチ手段の設定回転数を第
１の制御手段の設定にかかわらず所定回転数以上に設定
する、請求項１に記載の航空機の推力制御装置。
【請求項３】前記飛行パラメータ検出手段は、前記飛
行状態パラメータとして機関過給圧がインターセプトポ
イントに到達したか否か、及び航空機が定常飛行状態に
あるか否かを検出し、前記第２の制御手段は、前記過給
圧がインターセプトポイントに到達し、かつ航空機が定
常飛行状態になった場合には第１の制御手段の設定にか
かわらず前記スロットル手段の設定開度を全開に設定す
る、請求項１に記載の航空機の推力制御装置。
【請求項４】前記機関、可変ピッチプロペラ、可変ピ
ッチ手段、スロットル弁、スロットル手段及び第１の制
御手段とを有する推進装置を複数組備え、前記飛行パラ
メータ検出手段は、飛行状態パラメータとして各推進装
置のプロペラブレードの回転位相を検出し、前記第２の
制御手段は、各プロペラブレードの回転位相が同期する
ようにそれぞれの第１の制御手段の設定した可変ピッチ
手段の設定回転数を補正する、請求項１に記載の航空機
の推力制御装置。
【請求項５】更に、前記過給機を通過する機関排気流
量を調節するウェイストゲートバルブと、該ウェイスト
ゲートバルブ開度を設定開度に制御するウェイストゲー
トバルブ調節手段を備え、前記飛行パラメータ検出手段は、飛行状態パラメータと
して少なくとも大気条件と航空機の対気速度とを検出
し、前記第２の制御手段は、前記ウェイストゲートバルブ調
節手段の設定開度と、前記第１の制御手段により設定さ
れた可変ピッチ手段の設定回転数とスロットル手段の設
定開度とを、それぞれ過給機効率とプロペラ効率と機関
効率とが最大になるように補正する請求項１に記載の航
空機の推力制御装置。
【請求項６】更に、前記過給機を通過する機関排気流
量を調節するウェイストゲートバルブと、該ウェイスト
ゲートバルブ開度を設定開度に制御するウェイストゲー
トバルブ調節手段と、ウェイストゲートバルブ設定開度
を過給機の吐出空気圧力または過給機の圧縮比が所定値
になるように設定する設定手段とを備え、前記第２の制御手段は、ウェイストゲートバルブ設定開
度を前記設定手段の設定以下に補正するとともに前記ス
ロットル手段の設定開度を第１の制御手段の設定より小
さくなるように補正することにより、将来の出力急増要
求に備える制御モードをとることが可能な請求項１に記
載の航空機の推力制御装置。