JPS5910742A - ガスタ−ビン機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスタービン機関の制御装置に関する。

自動車用のガスタービン機関として、通常、１軸式ガス
タービン機関及び２軸式がスタービン機関が用いられる
。■軸式がスタービン機関には、吸入空気流量を調整す
る可変インレットがイドベーン（’ＶＴＧＶ）がその圧
縮機の入口部に設けられ、また、２軸式がスタービン機
関には、上記ＶＩＧＶとガス流量調整用の可変ノズル（
ｖＮ）とが出力タービンの入口部に設けられることが多
い。機関を加速する場合、ｖＩＧＶについてはこれを閉
じる方向に作動させることによって吸入空気流量を減少
させタービン入口ガス温度を上昇せしめて機関の加速特
性を上昇させることが行われる。また、ＶＮについてＬ
ｌこれを開方向に作動させることにょって圧縮機タービ
ンの入口ガス温度を上列せしめ機関の加速特性を上昇さ
せることが行われる。

従来技術においては、これらＶＮ及びＶＩＧＶの作動速
度が常に一定に保たれていたので次の如き問題があった
。一般に、ｖＮ及びＶＩＧＶの作動速度は、機関の全開
加速時の加速特性を良好とするために、できるだけ大き
な値Ｃ最大速度）に設定されている。しかしながら、作
動速度が常に最大速度に設定されていると、圧縮機の回
転速度を少しだけ上列させる如き加速状態となった場合
にも、ＶＮもしくはｖｌＧＶが速い速度で作動してしま
い、圧縮機の回転速度の変化率が非常に大きいものと々
る。その結果、この種の機関を搭載した自動車を所定の
走行・等ターンで走行した場合等に燃料消費鍛が極めて
多くなり、燃料消費率が悪化する。

従って本発明は従来技術の上述の問題点を解決するもの
であシ、本発明の目的は、燃料消費率を向上せしめるこ
とができるガスタービン機関の制御装置を提供すること
にある。

上述した目的を達成する本発明の特徴は、出力タービン
の入口にがス流凱調整用の可変ノズルをあるいけ圧縮機
の人口に吸入空気流量調整用の可変がイドベーンを設け
たがスタービン機関の制御装置であって、前記可変ノズ
ルの開速度もしく目、可変がイドベーンの閉速度を可変
制御する速度制御手段を設けたことにある。

」？Ｊ下図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図にＨ本発明の一実施例（第１実施例）として２軸
式がスタービン機関を用いた自動車が概。

略画に示されている。同図において、１０は２＠１式の
ガスタービン機関であり、この機関１０の出カバ、トラ
ンスミッションギア１２．７ゝイフアレンンヤルギア１
４を介して車輪１６に伝達される。

２軸式ガスタービン機関１０は、ガス発生機と称ぜらｉ
］る圧縮機（Ｃ）　１０　ａ及び圧縮機タービン（ＣＴ
）ｌＯｂが互いに同軸に結合されておシ、出力タービン
（ＰＴ）１０ｅは減速ギア１０ｄを介して前述のトラン
スミッションギア１２と接続されている。吸入空気は、
圧縮機１０ａによって圧縮された後、熱交換器（Ｒ）　
１０　ｅを介して燃焼器（Ｒ＞　１ｏ　ｒに送り込１れ
る。燃焼器１０ｆから出るガスは、圧縮機タービン１０
ｂに送り込まれてこれを駆動し、次いで可変ノズル（Ｖ
Ｎ）１０ｇを介して出力タービン１０ｅに送り込１れて
これを駆動した後、熱交換器１０ｅを介して排気される
。

燃焼器１．　Ｏｆへの燃料供給流量は、メータリングパ
ルプ１８によって制御される。このメータリング・ぐル
ブＩ８は、制御回路２０から出力端子２０ｆを介して送
シ込腫れる駆動信号によって連続的もし７くは間欠的に
作動する。燃料タンク２２からの加圧燃料がメータリン
グバルブ１８に送り込オれる。

可変ノズル（Ｖ　Ｎ　）　１．　Ｏｇ　（ｒＣ圧縮機タ
ービンＪｏｂと出力タービン１０ｃとの仕事量の割合を
変化させて圧縮機タービン１．　Ｏｂの入口ガス温度を
変化させ、機関の効率を制御するために、ノズル取付角
が可変となっている。しかも、そのノズル取伺角の作動
速度が可変となっている。このＶＮｌｏｇの駆動は、制
御回路２０から出力端子２０ｇ及び２０ｈを介して送り
込まれる駆動信号によって作動するアクチュエータ２８
によって行わ）する。

アクせルーダル３０の踏み込み川に応じた山川あるいけ
この電圧を関数変換して成る電圧を発生するアクセル電
圧変換回路３２がらは、その踏み込み量電圧が入力端子
２０＆を介して制御回路２０に送す込壕れる。

例えばサーミスタ、白金側温抵抗等から構成される大気
潟センサ３４からは、大気温度Ｔｏを表わす電圧が入力
端子２０ｂを介して制御回路２ｏに印加される。

電磁ピックアップ３６からは、ガス発生機（圧縮機１０
ａ、圧縮機タービン１０ｂ）の回転速度に応じた周波数
を有するパルスが、入力端子２０ｃを介して制御回路２
０に印加される。

例えば熱電対等から構成されるガス温度センサ３８から
は、圧縮機タービン１０ｂのタービン入口ガス温度Ｔｔ
を表わす電圧が入力端子２０ｄを介して制御回路２０に
印加される。

電磁ピックアップ４ｏからは、出力タービン１０Ｃの回
転速度に応じた周波舷を有する・母ルスが、入力端子２
０ｅを介して制御回路２０に印加される。

−ｒクセル電圧変換回路３２及び大気７ムλセン判４の
出力は大気温補正回路４２に送り込まれる。大気温補正
回路４２において、アクセルペダル３０の踏み込み量准
圧は、その時の大気温Ｔ。に応じて補正され、回転速度
設定信号となる。踏み込み量電圧をＶθ、に、を定数と
すると、この回転速度設定信号は例えばＶθ・（１＋に
、・Ｔｏ）となシ、加合せ点４４及びＶＮｌｏｇの開閉
指示回路４６さらにＶＮ］Ｏｇの作動速度指示回路４８
に送り込ま！′シる。

’ｆｌｉ磁ピッ磁子ツクアップ３６ｉ４ルスは、Ｆ／ｖ
コンバータ５０に印加されて周波数−電圧変換され、こ
れによってガス発生機の回転速度Ｎ＋＋に応じた（比例
しだ）゛辺上が得られる７このＦ／Ｖコン・々−タ５０
の出力は、：’ＪＯ合せ点４４．開閉指示回路４６、及
び作動速度指示回路４８に送シ込まれる。

加合せ点４４及び　れに接続される燃料流量設定回路５
２は、大気温補正回路４２から送られる回転速度設定信
号とＦ／Ｖコン・々−タ５０から送られるガス発生機の
実際の回転速度信号との差に応じて燃料流量を増減する
ための燃料流量制御信号を発生する。加合せ点４４は、
例えば差動増幅器、燃料流量設定回路５２は例えば積分
器から構成される。回転速度設定信号の表わす設定回転
速度Ｎ１１ｌが実際の回転速度ＮＯより大きい場合、そ
の差（ＮｓＮａ）に応じて燃料流量制御信号が大きくな
るように、逆の場合はその差に応じて小さくなるように
動作する。

ガス湯度センザ３８からの検出電圧は、増幅器５４を介
して加合せ点５６及び開閉指示回路４６に印加される。

加合せ点５６には、あらかじめ定めた最大許容ガス温度
Ｔｊに相当する一定電圧が印加されている。加合せ点５
６及びこれに接続される燃料流量設定回路５８は、圧縮
機タービン１０ｂの実際の入口温度Ｔｔが、最大許容ガ
ス温度Ｔｔｍより低い場合には、回路５２かも出力され
る燃料流量制御信号より大きな値の燃料流量制御信号を
出力し、実際の温度Ｔｔが最大詐容ガス温度Ｔｔｍ以」
二となる場合にはその差が大きくなるにつれ値が小さく
なるような燃料流量制御信号を出力する。

電磁ビックアッグ４０からのノ４ルスｉｌ：、Ｆ／Ｖコ
ンバータ６０によって出力タービン１０ｅの回転速度Ｎ
Ｅに応じた（比例した）電圧に変換され、加合せ点６２
及び開閉指示回路４６へ送り込まれる。

加合せ点６２には、出力タービン１０ｅの最高峰零回転
速度Ｎ０□に相当する一定電圧が印加されている。加合
せ点６２及びこれに接続される燃料流量設定回路６４は
、出力タービン１０’ｅの実際の回転速度ＮＥが最高許
容回転速度町□より低い場合には、回路５２から出力さ
れる燃料流量制御信号より大きな飴の燃料流量制御信号
を出力し、実際の回転速度ＮＥが最高詐容回転速度Ｎ！
□以上となる場合にはその差が大きくなるにつれ値が小
さくなるような燃料流量制御信号を出力する。

各燃料流量設定回路５２．５８．６４の出力は、最小値
選択回路６６に印加される。この最小値選択回路６６は
、印加される上述の各信号のうち値が最も小さいものの
みを選択しこれを駆動回路６８へ出力する。

駆動回路６８は、入力する上述の信号に応じて駆動信号
を作成し１、これをメータリング・々ルグ１８に送り込
むもので、メータリングバルブ１８が連続的に動作する
ものであるときｔよ、入力信号値、に応じた電流値の駆
動電流を作成する。捷た、メータリングバルブ１８が間
欠的に動作すゐものである、ときは１、入力信号を三角
波の基準信号と比較し、その比較結果に応じてｒニーテ
ィ′比が入力信号値に対、応する如き矩形波状の駆動電
流を形成する。

開閉、指示Ｎ−４６は、ＶＮｌｏｇを開方向に駆動すべ
、きか閉方向に駆動すべきかを指示する回路であり、′
この決定−１、アクセルペダル踏み込み預及び大気温ｆ
ら定まるガス発生機の設定回転速度、ガス発生機の実際
の回転速度、タービン入口ガス温度、及び出力、タービ
シの実際の回転速度に応じてなさハる。

作動速度指示回路４８は、ガス発生機の設定回転速度及
びガス発生機の実際め回転速度さらに入力端子２０１を
介して印加される手動設定器７０からの設定電圧に応じ
てＶＮｌｏｇの開速度あるいは開閉速度を指示する回路
である。

駆動回路７２は、開閉指示回路４６及び作動速度指示回
路４８からの指示信号に応じてアクチュエータ２８を駆
動する回路である。

第２図は第１図の開閉指示回路４６の構成を詳細に表わ
すブロック図であり、第３図はこの第２図の回路の各部
信号波形図である。第２図において、８０は第１図に示
す大気温補正回路４２から送り込まれるガス発生機の設
定回転速度ＮＲを表わす信号に対して、Ｎ５Ｎｃ（ただ
し、ＮＣは一定値）の演算を行う減算器である。減羽器
８０の出力は、比較器８２において、Ｆ／／ｖコン・９
−夕５０かう送り込まれるガス発生機の実際の回転速度
ＮＧを表わす信号と比較される。従って比較器８２の出
力５１１２は、Ｎｓ　　Ｎｃ）Ｎｏのときのみ論理”１
″′となり、その他の場合は論理”０”となる（第３図
（Ｂ）及び（２）参照）。比較器８２の出力Ｓａ２は、
オアｒ−ト８４に送り込まれ、さらに、インバータ８６
を介してアンドｒ　−ト８８に送シ込まれる。

ガス発生機の実際の回転速度Ｎ、を表わす信号は、さら
に、比較器９０に送り込捷れ、ガス発生機のアイドル回
転速度より数百〜数千ｒｐｍ高い一定の回転速度ＮＧ＋
（例えばアイドル回転速度を２０．（ｌ　ＯＯｒｐｍと
するとＮｏｘ−２ＬＯ００ｒｐｍ）を表わす一定電圧と
比較される。比較器９０の出力５９１）は、Ｎｏ　＜　
ＮＧ　＋　、即ち、ＮＧがほぼアイドル回転速度のとき
論理”０”となり、その他の場合は論理”１″となる（
第３図（Ｒ）及び（Ｆ、）参照）。この比較器９０の出
力８９０は、アンドケ゛〜ト８８に送り込壕れると共に
、イン・々−タ９１を介してオアヶ゛−ト８４に送勺込
まれる。

Ｆ／Ｖコンバータ６０から送り込まれる出力タービンｌ
Ｏｃの実際の回転速度ＮＦＣを表わす信号は、比較器９
２に送り込まｉｌ、出力タービン１０ｅの最高許容ＩＥ
＝１転速度ＮＥｍを表わす一定電圧と比較される。Ｖ聯
（ＮＦ、の場合、比較器９２の出力Ｓ９２は、論理”０
”となり、その他の場合は論理″１″となる。

比較器９２の出力８９２は、アンドヶ゛−ト９４及び９
６に送り込まれ、さらに、インバータ９８を介し２てオ
アケ゛−）１００に送υ込まわる。

増幅器５４を介してガス温度センサ３８から送り込まれ
る実際のタービン入口ガス温度Ｔｊを表わす信号は、比
較器１０２に送シ込まれて、最犬詐容ガス温度Ｔｔｍを
表わず一定電圧と比較される。

Ｔｔｍ　＜　Ｔｔの場合は、比較器１０２の出力Ｓ　Ｉ
Ｏ２が論理”０”となり、その他の場合は論理゛１”と
々る（第３図（Ａ）及び（Ｇ）参照）。比較器１０２の
出力５ＩＯｆ１は、アンドヶ”−ト８８に印加される。

オアケ゛−ト８４の出力５ｓ４（第３図（ｌわ参照）は
アンドｒ−ト９６に送り込まれて出力５９６（第３図（
Ｉ）参照）となる。アンドｒ−）９６の出力Ｓｇ６は、
オアケ゛−ト１００に送り込甘れ、比較器９２からイン
バータ９８を介して印加される出力Ｓ９２との論理和演
算によって出力５ｌｏｏ　（第３図（Ｊ）参照）となり
、線１０４を介して駆動回路７２に送り込まれる。

一方、アンドケ°−ト８８の出力Ｓｓｓ　（第３図（６
）参照）は、アンドケ゛−ト９４に送り込まれ、比較器
９２からの出力Ｓ９２と論理稍演詩される。このアンド
グ９−ト９４の出力５９４（第３図（Ｌ）参照）は、線
１０６を介して駆動回路７２に送り込まれる。

従って、第２図の開閉指示回路からＶＮｌｏｇを開方向
に駆動すべき旨の指示が出るのは、次のヨつの場合であ
る。

（１）出力タービンｌ　Ｏｄの回転速度ＮＥが最大許容
値ＮＥｍ以Ｔ　（ＮＰ！≦ＮＥｍ）であって、ガス発生
器の設定回転速度Ｎ８が実際の回転速度ＮＯよりＮＣを
越えて大きいとき（Ｎｌｌ　−ＮＣ＞ＮＯ）、（２）　
　Ｎｃ５１．Ｎ聯　でガス発生器の実際の回転速度ＮＧ
がＮ（Ｊｌより小さい（ＮＧ（Ｎｏ　■）とき、即ちア
イドル回転速度のとき、 （３）出力タービン１０ｄの回転速度ＮＺが最大許容値
ＮＥｍを上回ったとき（ＮＥ　＞Ｎｔｙｌ　）。

また逆に、ＶＮＩ　Ｏｇを閉方向に駆動すべき旨の指示
がでるのは、次の場合のみである。

即ち、出力タービン１０ｄの回転速度ＮＥが最大許容値
８８ｍ以下（Ｎｌ！≦ＮＩ！！ｍ）であ広　タービン入
口がス濡度Ｔｔがその最大許容値Ｔｔｍ以下（Ｔｔ≦Ｔ
ｔｍ）であり、ガス発生機回転速度ＮＯが一定値ＮＧＩ
以Ｊ−（Ｎ（１≧Ｎｏｔ）ｆｆｌＪちアイドルと異なる
回転速度であり、しかもガス発生器の実際の回転速度Ｎ
ａがその設定回転速度Ｎ８より一定値Ｎｃを引いた値（
ＮＩＩ−Ｎｃ　）以上である（Ｎ、−Ｎｃ≦Ｎａ）場合
である。

第４図は第１図の作動速度指示回路４８及び駆動回路７
２の構成を詳細に表わすプロ、り図である。同図におい
て、手動設定器７０はポテンショメータから成っており
、また、作動速度指示回路４８は、差動増幅器を形成す
る反転増幅器４８ａ及び加ａ器４８ｂさらに乗算器４８
ｃかも構成されている。

大気温補正回路４２からの回転速度設定信号は、反転増
幅器４８ａによって反転された後、加算器４８ｂに送υ
込まれる。加算器４８ｂには、Ｆ／ｖコンバータ５０か
らガス発生機の実際の回転速度信号が送り込まれる。従
って加算器４８ｂの出力は、Ｋｌ（Ｎｓ＋　　Ｎｏ）を
表わすことになる。ただし、Ｋ、け加算器４８ｂの入力
抵抗及び帰還抵抗の比で定まる定数である。一方、ポテ
ンショメータ７０によって手動により設定される電圧が
定数に２を表わすものとすると、乗ｐ器４８ｃの出力は
、Ｋｌ　”　Ｋ２・（Ｎｓ　　Ｎｏ）　　を表わすこと
になる。即ち、乗算器４８ｃの出力け、ガス発生機の設
定回転速度Ｎ８とその実際の回転速度Ｎ、との差に比例
したものとなり、これがＶＮｌｏｇの作動速度指示信号
として駆動回路７２に送り込まれる。

駆動回路７２において、作動速度指示回路４８からの上
述の信号は、比較器７２ｍに印加され、端子７２ｂがら
印加される一定振幅がっ一定周期の玉角波あるいは鋸歯
状波信号と比較される。従って、比較器７２ａの出力け
、作動速度指示信号にｔ−３、したテ゛、−−ティ比を
有する矩形波信号となる。

ｆｆ１Ｊち、（Ｎ８　　ＮＧ　）に比例したデユーティ
比を有する矩形波信号となる。

この矩形波信号は、駆動トランジスタ７２ｃのペースに
送り込寸れる。この駆動トランジスタ７２ｃＨ、アクチ
ュエータ２８内に設けられている電磁弁１０８の励磁コ
イル１０８８の駆動電流を制御するものである。駆動ト
ランジスタ７２ｃのベースには、さらに、トランジスタ
７２ｄのコレクタが接続されている。トランジスタ７２
ｄは、線１０４を介して開閉指示回路４６より論理゛１
″の信号が印加されるとオフとなり、従ってこの場合、
比較器７２ａからの上述の矩形波信号によって駆動トラ
ンジスタ７２ｃがオンオフ駆動され、それに応じて励磁
コイル１０８ａが間欠的に付勢される。線１０４を介し
て送り込まれる信号が論理”０″の場合はトランジスタ
７２ｄがオンとなるため、比較器７２ａの出力が接地さ
ｉｌ、その結果駆動トランクスタフ２ｃは全く駆動され
ない。

開閉指示回路４６より、線１０６を介して論理１１１１
１の係列が印加されると、そのときのみ駆動トランジス
タ７２＠がオンとなり、アクチュエータ２８内に設けら
れている電磁弁１１０の励磁コイル１１０ａが付勢され
る。

第５図はアクチーエータ２８及びこれに連結されるＶＮ
ｌｏｇの構造を概略的に表わす図である。

同図には一枚のみが示されているが実際には多数枚設け
られているＶＮｌｏｇは、シリンダ１１２内に圧入され
る油及びし１示しないばねによって開閉駆動される。電
磁弁１１ｏが付勢されて開成すると、油がシリンダ１１
２内に圧入され、ピストン１１４がツ１にて右方向に動
き、これによってＶＮｌｏｇが閉方向に動く。一方、電
磁弁１０８が付勢されて開成すると、ばねによってピス
トン１１４が左方向に押されるので油がシリンダ１】２
から出て行き、これによってＶＮｌｏｇは開方向に動く
。この場合、電磁弁１０８が前述の矩形波信号によって
オン・オフ駆動されるため、油がシリンダ１１４かも出
て行く速度、従ってｖ　Ｎ　ＩＯｇの開速度はその矩形
波信号のデユーティ比に応じて制御されるこ々となる。

即ち、ＶＮｌｏｇの開速度は、（Ｎｓ　　Ｎｃ）に応じ
た値に制御される。

第６図は上述した実施例及び従来技術における（Ａ）カ
ス発生機回転速度Ｎａ　、　（Ｂ）燃刺流畦、（Ｃ）Ｖ
Ｎ開速度をそれぞれ横軸を時間軸として表わしたもので
ある。時刻１ｏがら、ガス発生機の回転速度を少しだけ
上列せしめる如き加速状態となった場合、従来技術では
同図（Ｃ）の破線に示す如（ＶＮ１０ｇの開速度が常に
最大速度であったため、同図（Ａ）の破線に示す如くガ
ス発生機の回転速度も素早く立上る。しかしながら、同
図（Ｂ）の破線に示すように、この際燃料流量も急激に
増大するのでその分燃料消費昂が多くなってしまう。こ
れに対て本発明の」−述の実施例によれば、ＶＮｌｏｇ
の開速度が（ＮｓＮａ）に応じて制御されているため、
小規模の加速では同図（Ｃ）の実線に示すようにＶＮｌ
ｏｇの開速度が小さく、従って同図（Ｂ）の実線に示す
ように燃料流針はゆっくり増大し２、その過渡時の燃料
消費量が従来技術に比して少なくなる。これにより、特
に・やターン走行等を行った場合、燃料省費率が大きく
低減化できるのである。

以下余ｌ− なお、土１ボの実施例において手動設定器７０）；ＩＨ
ｌ、Ｊ？アンシ９メータ（８１”、　４図参照）で構成
さｉｌてぃたが、こ；Ｍｉ第７図に示すように、直列４
＞（Ｆ；（ｌたｉ夏乏９の抵抗＋１６と各接続点を選択
−Ｊるスイ７ヂ１１８で１′１〃成しても良いことは明
らかである。

第８　シ′ｌ　ｌ−Ｊ、　Ａ：光間の仙σルＪ４が■ｌ
（與′ル２実施例）におけるイ′１動速１倉゛指示回路
のブロック［ツ１である。本実ム′−例のその他の部分
の構成及び作用効果Ｇ；ｌ−前述の第１実）准［′ｊ１
１と全く同ト、ｔであるため説明を省略する。第８［Ｖ
］か［っも明らかのように、木実Ｋ１１例の作動速度指
示回路・１８′は、第４図の作！］ｊＪＪ速す）指示回
路４８　Ｋおける乗豹器４８ｃの代りに加埠器４８′ｄ
を設けだものであり、反転増幅器４８′ａ及び加算÷１
：÷４８′ｂの構成は第４１ンＩのものと全く同じであ
７−９ｉｚｔ　ッて木実Ｍ’ａ　Ｉ”’Ｊに丸・いては
、Ｋ、　（Ｎｓ−Ｎａ）斗に３を表わず信号が作動速度
指示回路として駆動回路７２に必りｉＡすれることにな
る。ただし、Ｋ３はポデンショメータ７０’によって手
動により設定される電圧が表わす定数である。

第９図は本発明のさらに他の寿／ａ　ｐｌＪ　（第３実
施例）におりる作動速度指示回路及びＶＮｌｏｇの駆■
ｊ１回路のブロック図である。本実施例のその仙の部分
の構成及び作用効果は第１実施例と全く同様である。本
実施例は、ＶＮｌｏｇの開速度のみならず開運Ｉｆも、
がス発生機の設定回転速度Ｎｓ及び実際の回転速ＩＮ。

の差に応じて、さらに手動により設定される値に応じて
可変制御しようとするものである。

従って第９図においで、作動速度指示回路４８′におけ
る反転増幅器４８“ａ１加算器４８“ｂｌ及び乗算器４
８“Ｃの構成さらに駆動回路７２′における比較器７２
’ａ、端子７２’ｂ、駆動トランジスタ７２′ｃ及びト
ランジスタ７２′ｄ等の構成は第４図の場合と全く同じ
であり、こｈによってＶＮｌｏｇの開方向への作動速度
かに１・Ｋ２・（Ｎｓ　　Ｎｏ）に応じだ１直に可変制
机される。一方、第９図の作動速度指示回路４８’では
、反転増幅器４８“ｅにガス発生機の実際の回転速度Ｎ
Ｇに応じた信号で印加され、加算器４８”ｆにその反転
増幅器４８“ｅの出力と、ガス発生機の設定回転速度Ｎ
８を表わす信号とが印加されて加算さｈるように構成さ
れている。

従って、乗算器４８“ｇＫは、Ｋ１・（Ｎｃ　　Ｎｓ）
を表わす出力とヂテンショメータ７ｏがらに２を表わす
電圧とが印加されるととになり、乗算器４８”ｇの出力
はに、−に２・（Ｎｏ−Ｋ６）を表わすことになる。乗
算器４８“ｇの出力はリミッタ４８“ｈに印加さり、る
。リミッタ４８“ｈけ、乗算器４８“ｇの出力かに、　
・Ｋ２・（Ｎ、−Ｋ８））Ｋ４となる場合には出力かに
４に応じた値となるように動作する。ただし、Ｋ４は、
Ｋ４）０の定数である。駆動回路７２′における比較器
７２’ｆ、駆動トランジスタ７２’ｅ。

及びトランジスタ７２′ｇ等の構成は第４図の場合と同
じであるから、ＶＮｌｏｇの閉方向への作動速度１ｒｊ
、　Ｋ　Ｉ・Ｋ２・（ＮＧ　−ＮＡ）に応じた値に可変
側（財）される。

上〕ホの説明では、加算器４８“ｂのケ゛インと加尊器
４８“ｆのダインとがクーいに同じに１であるとしたが
これらを〃いに異なる値とすることにょυ、ＶＮｌＯｇ
の開速度と閉速度とを斤いに異なる値に設定することが
できる。また、ポテンショメータ７０を各々の乗算器４
８“ｃ　、　４８”ｇ毎に設ければ、ＶＮｌｏｇの開床
叶と閉速度とを運転者が手動により任意のかつ互いに異
々る値に設定することができる。

第１０図は、本発明の第４実ｂ＋’Ｆｉ例におけるガス
タービン機関及びその機関出力を受は取るトランスミン
シ、ンギア等を表わしている。本実施例において、作動
速度を可変制狽１するのは、ＶＮでは々く、ｖＩＧＶ（
可変インレットがイドベーン）である。

同図において、圧縮機１０’！１．圧縮機タービン１０
’）ｌ、出力タービン１０’ｅ、減速ギア１０’ｄ。

熱交換器ＩＱ’ｅ、燃焼器１０’ｆ、）ランスミ、シ１
ンギア１２、ディファレンシャルギア１４．１輪１６、
がス視度セン−＋）３８　、、電磁ビックア、ツブ３６
及び４０等の構１ノνは、第１図に示し／こものと全く
同じである。ＶＮ１０’ｇは前述した実施例とは異なり
、作動速度が一定に設定されている。圧縮ｍｘｏ’ａへ
の吸入空気通路の途中にはＶＩＧＶ　１０’ｈが設けら
れており、これによって吸入空気通路が調整せしめられ
る。本実施例において、ｖＩＧｖ１０′ｈＶ、１．アク
ヂ、エータ１２０によって駆動せしめらねる。アクヂー
エ−り１２０は前１１４（シだ実施例の゛アクチュエー
タ２８とほぼ同様の構成であり、駆動回路７２からの信
号によって駆動せしめられるが、電磁弁１０８１りび１
１０がアクデーエータ２８の場合どｑいに入）１換っで
取り付けられている。従って、例えば第４ダに示す構成
の開閉指示回路４６゜作動速１８゛指示回路４８及び駆
動回路７２でアクチュエータ１２０を１駆動し２だ場合
、Ｋ＋　・Ｋ２　・（Ｎｇ−Ｎｃ）に応じて速奪用変と
々るのは、ＶＩＧＶ１０’ｈの開速度ではなく開運鳴′
となる。前にも述べたように、〜ｒＩＧＶは、閉じる方
向に作動せしめらねた際に吸入空気流鋼を減少させてタ
ービン入［１がス温度を上昇させ、とｉｌによって機関
効率が上昇するのである。従って、υＩＪ速時に（Ｎｓ
　　Ｎｏ）に応じてＶＩＧＶ　Ｉ　Ｏ’ｈの関連１「を
可変制御すれば、前Ｌボの実施例でＶＮの開速度を可変
判例した場合と同様に燃料消費率を低減せしめることが
できる。

第１１図は、本発明の第５実施例におけるガスタービン
機（■及びその機関出力を受は取るギア部分、車輪等を
表わしている。本実す面画では、機関として］　＋Ｎｌ
＋式ガスタービン機関が用いられ、そのＶＩＧＶの作動
速度が可変制御される。第１１図に示すように、ｌ軸式
がスタービン機関１２２は、圧縮機１２２ａ及び出力タ
ービン１２２Ｃが互いに同囮１に結合されており、出力
タービン１２２Ｃは無段変速機１２４を介してトランス
ミ”）ションギー／”１２に接続されている。吸入空気
は、ＶＩＧＶ１２２ｈを介して圧縮機１２２ａＫ送り込
まれ、圧縮された後、熱交換器１２２ｅを介して燃焼器
１２２ｆに送り込オれる。燃焼器１２２ｆから出るガス
は出力タービン１２２Ｃに送り込１れてこれを駆動１〜
だ後、熱交換器１２２ｅを介して排気される。

ＶＩＧＶ　１２２ｈはアクチュエータ１２６によって駆
動すしめられる。アクチュエータ１２６及びＶＩＧＶ　
１．２２ｈの動作等は第１Ｏ図の第４実施例の場合と全
く同様である。なお、１　ｉｋｔ＋式ガスメガスター２
フ １２２ｃの回転速度検出は、圧縮機１２２ａの回転速度
検出手段で行わノ１，る。

以上詳細に直間したように本発明によれし」、【１変ノ
ズル（ＶＮ）のｉｍｌ速度もしくは１）］変ノｆイド′
ぐ一ン（　ＶＩＧＶ）の閉速度を輸■変制御ｆ［ｉｌす
る館度制作１手段が設けら）じτいるだめ、燃料消費率
を大幅に改善することができる。まだ、ＶＮもしくはＶ
ＩＧＶσ〕作動連ｊＪ！を手動で設定できるのて、−ア
クセルペダル踏み込み４１に対する機関の応冴Ｉ時性を
任胸、してわ定でき、運転台の好みに応じ７社応房Ｉ￥
１゛性を選ぶことができる。

【図面の簡単な説明】

第１しｌは木花明の第１実施例の全体をｔＪ、略画に表
わす図、第２図は第１図の開閉指示回路のプロ　゛７ク
レｌＸ＝：＋ｌゾ１は第２図の回路のタイムチャー１−
１第４１ン１は第２図の作動速度指示回路及び１駆動回
路の構成を詳しく表わすブロックＩＡ１第５図は第１図
の“アクチュエータ及びｖＮ部分の構成図、第６図ｄ本
元明の作用効果の〜５明図、第７図ｔ」手動設定器の変
°史態様を示す図、第８図は本発明の卯２実廁例の作動
速度指示回路のブロック図、第９図は本発明の第３実施
例の作動速度指示回路及び駆動回路のブロック図、第１
０図は本発明の第４実殉例の機関部分を示す［シｌＸ第
１１し）（・よ本発明の第５実施例の機関部分を示す図
である。 １０　、　］　Ｏ’・・・２輔式ガスタービン機関、１
０　ａ。 Ｉ　Ｑ’ａ　、　１２２ａ・−・圧縮機、１０ｂ、１０
’ｂ・圧縮機タービン、１００　、］、Ｏ’ｃ　、１２
２ｃｍ・出力タービン、１０ｇ、１０’ｇ・・・ＶＮ、
　　ＩＯ’ｈ、１２２ｈ・ＶＩＧＶ　、　　２０　・・
・制御回路、２８　、１２０．１２６・アクチうエータ
、３０・・・アクセルペダル、３２・・・アクセル電圧
変換回路、３４　大気温センザ、３６．４０・・・電磁
ぎツクアップ、３８・・ガス温度センザ、４２・・・大
気温補正回路、４６　・開閉指示回路、４８．４８’、
４８“・作動速度４目示回路、４８ａ　、４８’ａ　、
４８”ａ　、４８“ｅ・・反転増幅器、４８ｂ、４８”
ｂ、４８″ｂ、４Ｂ’ｄ、４８”ｆ−・・加算器、４８
ｅ、４８“ｃ、４８“ｇ　”’乗算器、５０．６０・・
・Ｆ／Ｖ　二ｔンパータ、７０・・・手動設定器、７２
・駆動回路、７２　ａ　、　７２　ａ’　、　７２’　
ｆ　・−・比較器、７２ｃ　、７２ｃ’、７２ｓ　、７
２ｅ’　　駆動トランゾスタ、１０８　、１１　（１市
、磁片、１１２　ンリンダ、１１４　ビ〉、トン。 ｑ′、：訂由随人 トヨタ自動車株式会社 ｒＦ”、？　ｇ’ｔ’出願代１ｊ１人 井１．ｊｐ十Ｎ木　朗 ｔｖ、ｉ、ｌＩ！ト西舘利之 ｆＦ埋十　山　口　昭　之 第３図 時間 手続補正書（自発） 昭和５７年８月１１口 特許庁長７ＥＰ５　　杉　和夫　殿 １、小（′１の表示 昭和５７年　待ｔ′「願　　第１１７７８５号２、発明
の名称 ガヌタービン機関の制御装置 ３、補正をする者 −”ｔ？　（！１′−どの関係　　特許出願人名　称　
（３２１Ｊ’）　トヨタ自ＷＪＪ車株式会社４、代理人 （外２　名） ５　補止の対象 （１）　明細男（１）ｌ特許請求の範囲一１の欄（２）
　　明卸１４１の１発明の訂細なＬ１川」の朴場６　補
正の内容 （＋ｌ　　ＢＪ序１ｉ書の特許請求の範囲ケ別紙の通り
補正する。 （２）（イ）　明細壱、第２百第１６行目の１−閉じる
」をＩ”開く」とｈｉｉ正する。 （ロ）明細＠第２［！％Ｊ７行目σ汀誠少」を「増大さ
せこれに１６じて焔ｉ料加も増大」と補正する。 （ハ）明細場第４自第５行１の「閉速度ｊを　　　　゛
「開辻歴」と補正する。 に）明卸ｊ８第２４頁第４行目〜第６行目の「駆動せし
めら扛るが、・・・・・・取り付けられている。」ケ１
駆動せしめられる。」と補正する。 吐）明細書第２４画第１０行目〜第Ｊ】行目の［に応じ
て・・・・・・閉速度となる６　−１ケＩＩ’　Ｋ応じ
てＶｉＧＶ　＋　０’　ｈの開速度がｎＪ変となる。」
と補正する。 （へ）明細誓第２４酉第１Ｊ行目へ・第１５行目の１前
１７（も述べ友ように、・・・・・・上昇するのであ２
）６」をｒ　ＶＩＧＶが、閉しる方間に作動ぜしめら！
しると、吸入空気ｂ’に、　Ｗ乞ｌ、減少ぜｌ〜められ
、燃料供給量が一定であればこれによって燃焼温度が高
くなるからタービン八［−１ガス温ル：が上列し、機関
効率が上昇すイ、。また逆に、ＶＩＧＶが開く方向に作
動せしめらｔ１イ）と、Ｖ、入７Ｐ気流瑣が増大し、こ
れに背７Ｇっ７ｒ　ｉｊの釘１’ｌ　供給が７丁われれ
ばタービン入１」刀ス温鹿が」−列１″′ると共に機関
トルクも増大する。」と油止−ｊｂ０ （ト）　　明イ（ｉｆ譬３′酊２４白第１６行目の’Ｆ
ＢＩ速度」を「開速度、Ｊと１１１］化する。 （ｆｌ　　明に＋１１書第２６自第４行目の「閉速度」
？「間遠１埃」と補止する◎ ７、　　　をＬ−１τ１１１・白　の　１　録補止し７
だ″ｇ、許精求の範囲　　　　　　ｌ’＋ｌ（２、特許
請求の範囲 １　出力タービンの入［コにｉｊスがｒμ訓判二川用１
ｊ］変ノズル４−あるいは王縮機の入ＩＮで１汐、大空
うぶ市調整用の可免カイトベーンを・設は六ガヌタービ
ン機関の制御装置内であって、前記ｎ、Ｉ′Ａノズルの
開速度もしくは可変ガイドベーンの開運１５をＴＩＴ変
制御ブる速度制御手段を備えたことを特徴とすイ〕力、
フタービン機関の割病１装着。 ２　前り己速度制御手段が前記可変ノズルもし７〈は可
変ツノイドベーンの開速度及び閉速度の両方をｒ＋Ｊ変
制副制御ものである特許請求の範囲第１項記載のガスタ
ービン機関の制御装着。 ３　前記速度制御手段が開速度と閉速度とを互いに異な
る値に制御するものである特許請求の範囲第２項記載の
ガスタービン機関の制御１Ｌ４　＠記速度制御手段がア
クセルペタル踏み込み１に応じて定オる設定回転速度と
ｒＥ縮機の回転速度とに応じで、前記可変ノズルの開速
度もしくは開速度及び閉速度、あるいは＾１１記可変ガ
イドベーンの開速度もしくは開運賢及び閉速度？可変開
−１４′す・１．もの−で−６（、の特ｄ′「５青求り
）範囲第＋　、１ｍ　、　’：ｉ夫２（酉。 ”Ｚ　Ｉ／よ１７３　、！’ｉ’ｊ　ｉ、己ｉｊ！７　
（’−）力、フタ−ビンリ関ノ山ＩＪ　ｎ＜’　：￥ｊ
　：Ｎｊ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　出力タービンの入口にがス流量調整用の可変ノズル
   をあるいは圧縮機の入口に吸入空気流量調整用の可変が
   イドベーンを設けたがスタービン機関の制御装置であっ
   て、前記可変ノズルの開速度もしくは可変がイドＲ−ン
   の閉速度を可変制御する速度制御手段を備えたことを特
   徴とするがスタービン機関の制御装置。 ２、前記速度制御手段が前記可変ノズルもしくは可変が
   イドベーンの開速度及び閉速度の両方を可変制御するも
   のである特許請求の範囲第１項記載のがスタービン機関
   の制御装置。 ３　前記速度制御手段が開速度と閉速度とを互いに異な
   る値に制御するものである特許請求の範囲第２項記載の
   がスタービン機関の制御装置。 ４、前記速度制御手段がアクセルＲダル踏み込み量に応
   じて定まる設定回転速度と圧縮機の回転速度とに応じて
   、前記可変ノズルの開速度もしくは開速度及び閉速度、
   あるいは前記可変ガイドペ〜ンの開速度もしくは閉速度
   及び開速度を可変制御するものである特許請求の範囲第
   １項、第２項。 又は第３項記載のがスタービン機関の制御装置。