JPS62156565A - 回転速度測定装置 - 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】 この発明は航空機用プロペラのｒｐｍセンサ、更に具体
的に云えば、反対廻りのプロペラの対にある両方のプロ
ペラのｒｐｍを測定する装置に関する。この装置はプロ
ペラの間の位相関係をも測定する。

発明の背景 第４図で航空機用プロペラ３の回転速度を測定するには
、プロペラ軸に歯車６（「ターゲット・ホィール」と呼
ぶ）を取付けるのが普通である。

各々の歯（又はフラグ）９が、磁気ピックアップ・コイ
ル１２を通過する時に、このコイルに信号を発生する。

別の回路（図面に示してない）が信号を処理する。この
回路は次の様に動作してｒｐｍを測定する。

歯車６が８個の歯を持つ場合、回路は歯がコイルを通過
する周波数を測定し、この周波数から、回転速度を推測
する。例えば周波数が１６０１（ｚ（即ち、枚秒１６０
個の歯）であり、１回転に８個の歯があるとすれば、推
測するｒｐｍは１，２ＱＯｒｐｍ（即ち、１，２００−
６０Ｘ１６０／８）である。

この方式の１つの欠点は、コイルを幾つかの歯が通過す
る期間にわたる平均速度しか得られないことである。こ
の期間中のプロペラの加速度及び減速度は検出されない
。更にこの方式はプロペラ羽根の瞬時位置に関する情報
が得られない。例えば、プロペラの羽根Ｎｏ、１が１＝
３０時の位置にある精密な時点を知ることが望ましいこ
とがある。

発明の目的 この発明の目的は航空機用プロペラに対する新規で改良
された速度測定装置を提供することである。

この発明の別の目的は、航空機用プロペラの反対廻りの
対に対し、各々のプロペラの速度を測定する速度測定装
置を提供することである。

この発明の別の目的は、航空機用プロペラの瞬時回転位
置に関する実時間データを提供することである。

発明の詳細な説明 第１図は１対の航空機用プロペラ１５．１８を示す。こ
れらのプロペラが矢印２１．２４で示す様に反対向きに
回転し、この為反対廻りと云う名前かついている。プロ
ペラにターゲット・ホィール２７．３０か結合されてお
り、これらのホィールも反対向きに回転する。従来公知
の磁気ピックアップ・コイル３３．３６が、歯４５の通
過に応答して、ストローブ線３９．４２に信号（この明
細書ではストローブ信号と呼ぶ）を発生する。この様な
１つのコイルは、フロリダ州のエレクトロ・コーポレー
ションから入手し得るＮｏ、７２６４５２型ファン速度
センサである。

ストローブ線３９．４２がラッチ４８．５１のストロー
ブ入力に接続される。こうしてストローブ信号はラッチ
４８．５１がデータ母線５４に（Ｙ在するデータを装入
するトｌにする。データ母線５４は１６ビツト計数２；
５７の出力を伝える。１６ビツト計数器５７は２　Ｍｌ
ｌｚの速度で、２進数Ｏから２進数２１６−１（普通６
４Ｉ（と呼ばれ、１０進数の６５，５３５である）を計
数し、クロックとして使われる。即ち、計数λ；５７は
１０進数Ｏから６５，５３５まで順次毎秒２００万回変
化し、その後Ｏから出発しく「ロールオーバ」）、計数
を続ける。

ラッチ４８．５６の出力６０．６３が記号μＰで示すマ
イクロプロセッサ６６に供給される。データ母線５４も
マイクロプロセッサ６６に接続される。この為、両方の
、ラッチ４８．５１とマイクロプロセッサ６６が計数器
５７からの人力を受取り、この為実時間信号を受取る。

マイクロプロセッサ６６が下記の表１に示す８工程によ
って示すフローチャートに従ってプログラムされる。こ
の表の後に各々の工程を詳しく説明する。二＼では、こ
の表１を工程毎に述べた説明を飛越すことにする。

表　　１ １、完全な１回転に要する時間を計算する。

時間（完全な１回転） 一ΔＴ（１）＋へＴ（２）十へＴ（３）＋ΔＴ（４）＋
ΔＴ（５）＋ΔＴ（６）＋ΔＴ（７）＋ΔＴ（８） ２、現在の歯と向い合った南の誤差係数を計算する。ｍ
及びｎは指数である。

ｍ−（ｎ＋４）基数８ ΔＴ　（ｍ） 誤差（ｍ）−□ 時間（完全な１回転）／８ ３、不足速度状態（３４０，９ｒ　ｐｍ未満）では、係
数を１にｍ期設定する。不足速度状態が終了する時、そ
れは徐々に正しい値に収斂する。

ラッチが相次ぐ８回の読取で変化しない時、不足速度が
存在する。（これを「８回規則」と呼ぶ） ４、速度を計算する。

ＥＲＲＯＲ（ｎ） 速度−□ ΔＴ　（ｎ） （６０秒／分）　Ｘ　（２，０００，０００力ウント／
秒）Ｘ　　−−一−−−−−−−−−−−−−−−−一
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−一一一一８個
の歯／１回転 ５、良好なセンサを選択する。（ＡＩ及びＡ２は１つの
プロペラにある２つのセンサを示す。

Ｂ１及びＢ２は他方のプロペラの２つのセンサを示す。

） ５、Ｉ　　ＡＦ客色対１直（センサＡ１−センサＡ２）
４０、Ｏｒｐｍの時 （センサＡ１＋センサＡ２） 速度−□ フラグをリセットし、両方の前側センサが良好であるこ
とを示す。

そうでなければ、次のことをする。

５．２　　センサＢ１及びセンサＢ２が両方とも良好で
あれば ５．２．１　　絶対値（センサＡ１−後側速度）く絶対
値（センサＡ２−後側速度）であれば、前側速度−Ａ１
であり、フラグをセットし、前側センサＡ１が良好であ
り、前側センサＡ２が不良であることを示す。

５．２．２　　そうでなければ、前側速度−センサＡ２
であり、フラグをセットし、センサＡ１か不良であり、
センサＡ２が良好であることを示す。

５．３　　センサＢ１及びセンサＢ２が両方とも良好で
なければ、低い方をとる。

５．４　　他方のプロペラに対して５．１乃至５゜３を
繰返し、Ａ１をＢ１、Ａ２をＢ２、Ｂ１をＡ１、Ｂ２を
Ａ２に置換える。

６、エンジンを運転している時読みのないセンサを検査
する。

コア速度＞１０．００Ｏｒｐｍ且つＡＢＳ（前側ピッチ
−計画前側ピッチ）＜３．０度且つＡＢＳ　（後側ピッ
チ−計画後側ピッチ）＜３．０度であれば 前側センサＡ＜３５Ｏｒｐｍの時、前側センサＡが不良
であることを示すフラグをセ、。

トする。

前側センサＢ＜３５Ｏｒｐｍであれば、前側センサＢが
不良であることを示すフラグをセットする。

後側センサＡ＜３５Ｏｒｐｍであれば、後側センサＡが
不良であることを示すフラグをセットする。

後側センサＢ＜３５Ｏｒｐｍであれば、後側センサＢが
不良であることを示すフラグをセットする。

７、位相を計算する。

このフローチャートは、第１図の各々のプロペラ１５．
１８が８枚の羽根を持ち、従って各々のターゲット・ホ
ィール２７．３０に、これに対応して８個の歯があると
仮定して書かれている。然し、判り易くする為に、各々
のプロペラが４枚の羽根しか持たないものとして示され
ている。

工程１は、１つのプロペラの１回転の合計時間を計算す
る加算である。この計算が各々のプロペラに対して行な
われる。この計算は次の様に行なわれる。前に述べた様
に、歯４５がピックアップ３６を通過する時、線４２に
発生される信号により、ラッチ５１が現在母線５４に存
在する数を装入する。事実」二、ラッチ５１には、＠４
５がピックアップ３６を通過した正確な時刻が装入され
る。

計数器５７がＯから６４Ｋまで計数し、その後再びＯか
ら開始することは、この考えに目立った影響はないが、
これは後で説明する。更に、ピックアップ３６を「通過
」にすると云うことによって意味することの正確な定義
は、工程２に関連して説明する。

マイクロプロセッサ６６は、各々のラッチ４８゜５１を
連続的に読取り、実時間データをランダムアクセス・メ
モリ（ＲＡＭ）配列７０に入れる。

ＲＡＭの１つの部分配列をプロペラ１５にある羽根１−
４に対して４つのボックス７３で示してあり、プロペラ
１８に対して同様な部分配列７５がある。

部分配列７３．７５のボックスは事実上ＲＡＭメモリの
位置である。各々のボックスがプロペラの羽根に対応す
る。普通の動作順序は、羽根が通過し、ラッチ５１の数
を変えることである。マイクロプロセッサ６６がラッチ
５１を読取り、読取ったばかりの数を部分配列７３のＲ
ＡＭ７Ｔに貯蔵する。この後の歯がコイル３６を通過し
、再びラッチ５１の数を変える。マイクロプロセッサ６
６が再びラッチ５１を読取り、読取ったばかりの数を別
のＲＡＭ７９に貯蔵すると云う様にして、ストローブ信
号の実時間の発生時点を貯蔵する。

これは歯が通過した実時間を貯蔵することに相当し、そ
れが羽根が点８２の様な予定の点と交差する実時間の発
生時刻を貯蔵することに相当する。

そうなるのは、プロペラ１５及び歯車３０の相対的な形
状が前もってプロペラ装置の構成から判りているからで
ある。

１例として、前に述べた様にクロック速度が２Ｍ１ｌｚ
の場合、８個の歯を持つ歯車でプロペラ速度が１．２０
Ｏｒｐｍで一定の時、所定の時刻に、プロペラ１５に対
してＲＡＭにある数は、図示の様に、ｒｔ−９，０ＯＯ
Ｊの様になる。こ＼で、全ての数が１２．５００だけ異
なることに注意されたい。これは歯の交差の間の０．０
０６２５秒の期間中に起るカウント数である。

マイクロプロセッサ６６が他方のプロペラ１８に対する
データを部分配列７５に同様に貯蔵する。

マイクロプロセッサ６６の実行速度（例えば１秒当たり
１００万回のアッセンブリ・コードの工程）は、データ
母線５４のデータを変えるストローブ信号（例えば１，
２０Ｑｒｐｍの８個の歯を持つホィールに対する枚秒１
６０回の変化）よりもずっと早く、この為、マイクロプ
ロセッサがラッチ・ストローブ事象の合間に両方のラッ
チを読取って貯蔵するのに何の問題もない。

ＲＡＭ７０に貯蔵された羽根の交差に関する実時間の情
報により、マイクロプロセッサはｔ目次ぐ羽根の交差の
間の期間（ΔＴ）を計算することが出来る。この期間は
、ボックス７７及び７９の横で、第１図に記号ΔＴで示
す様に、２つの１目次ぐ羽根に対して貯蔵された実時間
の間の差である。

この例では、ΔＴが１２，５００である。

ΔＴ（１）は歯Ｎｏ、ｉｌｌ及び歯Ｎｏ、１の交差の間
の期間（ΔＴ）である。ΔＴ（２）は１１ｉｉｉＮ　ｏ
　。

１及び歯Ｎｏ、２の交差の間の期間と云う様になってい
る。この為、工程Ｎｏ、１は、各々の羽根の１回転の合
計期間を計算する。

工程２は誤差係数を計算する。誤差係数の１つの理由を
第５図について説明する。第１図及び第５図の歯車６を
製造する時、第５図の歯９Ａが必ずしも所期の位置に正
確になく、（１）破線の位置８５に変位し、（２）破線
８８で示す様に寸法が過大になり、又は（３）破線８９
で示す様に寸法が過小になることは殆んど避けることか
出来ない。この３つの場合のどの場合も、縁９０は所期
の位置９３から、角度θで示す様に０．　１度までの変
位が起り得る。この為、ピックアップ１２によって発生
される信号が、実際には、縁９０が所期の位置にあった
時とは異なる時刻゛に発生する。

その結果、縁９０を担持する歯の間でａ−１定した期間
（ΔＴ（１）及び八Ｔ（２）で示す）は、歯車６が一定
速度で回転していても、歯９Ｃ及び９Ｄの間で測定した
期間（即ち、ΔＴ（３）及びΔＴ（４））とは異なる。

補正しなければ、第１図のラッチ５１のデータは、ホィ
ール３０及びそれを取付けたプロペラが、加速した後減
速したことを示すようになる。これは、期間ΔＴ（１）
がΔＴ（４）より小さいからである。

更に、歯車３０が完全に製造されていても、歯車飼料の
磁気抵抗の非一様性により、ストローブ信号に非一様性
を招くことがある。１つの理由は、コイル１２が領域９
５に於ける磁気抵抗の所定の変化によってトリガされる
ことである。磁気抵抗の変化には、歯車３０の組成並び
に歯車の形状の両方が関係する。歯の通過を推測する為
に、コイル１２が応答するのは、この磁気抵抗の所定の
変化である。工程２は、組成及び形状の偏差を誤差係数
を用いて補正する。

工程２に示す様に、ｍ及びｎが指数である。

（「基数８」は、使われる最大の数が８であることを示
しており、従って、ｎ−６であれば、ｍは１０ではなく
、２である。９が１になり、１０が２になり、１１が３
になり、１２が４になる。台所用の時計は「基数１２」
と見なすことが出来る。

使われる最大の数が１２である。１１時に４時を加えて
も、１５時にはならず、３時になる。「基数８」の「８
」は８個の南を指す。）例えば、ｍ−１で、ｎ−５の時
、即ち、８個の南を用いる時、現在第１図のラッチ４８
．５１に装入を行なう歯と向い合った南に対する誤差係
数が計算される。

これは加速の際に意味があり、後で更に詳しく説明する
。誤差係数が工程２に示す式によって計算される。この
式は、完全な１回転に対する期間の１／８に対し、この
向い合った歯の期間を正規化する効果がある。例えば、
歯車が完全に製造され、完全な材料で作られていて、プ
ロペラ速度が一定であれば、工程１の全てのΔＴは同一
である。完全な１回転の時間が８単位であれば、各々の
ΔＴか１単位であり、工程２の誤差係数は１である。

然し、第５Ａ図の期間ΔＴ（１）が３／４単位であり、
期間ΔＴ（２）が１１／４単位であれば、歯１に対する
誤差係数は工程２の式に従って３／４である（３／４−
　（Ｉｌｌ　Ｘ　３／４）　／８）。（例示し易くする
為にΔＴは、縁ではなく、歯の中心の方て線９９を基準
としている。）誤差係数は、第５Ａ図の実際の期間ΔＴ
（１）と一定速度に於ける理想化した期間ΔＴ（ＩＤ）
との比である。

ΔＴ（ＩＤ）は完全な形状及び完全な組成によって得ら
れる。ΔＴ（ＩＤ）は、第５Ａ図に示す様に、時間（完
全な１回転）を８で除すことによって５平価される。

誤差係数が工程４で使われるが、最初にマイクロプロセ
ッサ６６が、工程３で不足速度状態が存在するかどうか
を質問する。この様な１つの不足速度はエンジンのアイ
ドリングである。もう１つは起動の際に起る。不足速度
状態が存在する場合、全ての誤差係数は１に再び所期設
定される。係数を１に再び所期設定する１つの理由は、
この様な低速では、プロペラ速度の測定値に高い精度か
必要ではないからである。更に、起動は、誤差係数の様
な変数を１の様な公称値に設定する論理的な時であると
思われる。更に、計数器５７の範囲が６４にであること
により、測定し得る最低速度に制限か加えられる。この
為、速度が計算されないから、誤差係数は限界より低い
速度では無用である。こ＼で、本題から離れて、第６図
の説明から始まる低速に於ける速度の測定に関する若干
の問題を考える。

第６図は第１図の計数器５７によって発生されるパルス
列１０１を示す。計数２′：、５７の出力は、実際には
絶えず変化する２進数であるが、今の説明では、第６図
のパルス列１０１に相当すると見なすことが出来る。各
々のパルスが図示の様に１／２，０００，０００秒だけ
離れている。第１図の歯４５の通過に対応して、ストロ
ーブ４２によって発生されるパルス１０３が次のパルス
１０５から、６４ＫＸ１／２，０００，０００秒に等し
いか又はそれより大きな距離だけ離れている場合、マイ
クロプロセッサ６６はパルス１０５を、それより正確に
Ｔ　　　１つ分だけ前に起るパルロール ス１０７から識別することが出来ない。両方のパスル１
０５，１０７が母線５４を介して同じ実時間データをラ
ッチ４８．５１に送る。パルス１０３及び１０７に基づ
いて計算された速度は、パルス１０３及び１０５に基づ
いて計算された速度と同じであるが、パルス１０５は一
層遅い実際の速度を表わす。

別の云い方をすれば、ストローブ・パルス１０３．１０
５は、速度を正しく計算する為には、パスル列１０１中
の６４　Ｋの計数器のパルスより一層密でなければなら
ない。南が８個、計数器が６４に、クロック速度が２　
Ｍｌｌｚの場合、測定し得る最低の回転速度は２２８．
７ｒｐｍであり、次の様に計算される。

第６図のＴ。−２゜ ８５．５３６カウント／ロールオーバ ー　　　　　　　　　　　　　　　　　−０，０３２８
秒／ロールオーバ２、ＯＯＯ，０００力ウント／秒 ＴＯ−／ｌ、は２つの歯の間の最大期間である。歯が８
個の歯車では、”　０−　Ａｙは２２８．７ｒｐｍに対
応する。

×６０秒／分 ３２ビツト又はそれより大きな計数器と云う様に、ロー
ルオーバの回数が一層少ない、１６ビツトより大きい計
数器を使い、こうして第６図の期間”ｏ−Ｊを長くする
ことにより、この制限を除くことが出来るが、これはコ
スト増になると共に、ハードウェアが利用できるかどう
かの問題を生ずる。

今述べた速度の測定に関する制限は、ＲＡＭ　７０のデ
ータが連続的に更新されると仮定している。

然し、更新が連続的ではなく周期的であれば、異なる制
限が得られる。この異なる制限になるのは、主に、計数
器５７を作動する２　Ｍｌｌｚのクロックを、マイクロ
プロセッサ６６を動作させるクロックに対して非同期に
することによって得られるものであり、次にこれを説明
する。

プロペラ１５．１８を使うエンジン及び航空機には一層
大きな制御装置（図面に示してないが、「１次制御装置
」）がある。こ＼では、この１次制御装置に対する一層
大形の計算機プログラム（「１次プログラム」）が、１
０ミリ秒（ｆｆｌｓｅｃ）毎に初めから終りまで実行し
なければならないこと以外に、１次制御装置について知
らなくてもよい。即ち、１次プログラムが、第７図の１
５０の様な矢印で示す様に、１０ｍ５ｅｃ毎に繰返され
る。

矢印１５０は１次プログラムの開始を示す。１０ｍ５Ｑ
Ｃの条件が、この発明には無関係な要因によって課せら
れる。

表１のプログラム（「速度プログラム」）を、１次プロ
グラムの各々の実行の間、４．８及び１０　ｍ５ｅｃ毎
に１次プログラム内で実行する。速度プログラムは、１
次プログラムのサブルーチンと見なすことが出来る。速
度プログラムの実行が、第７図に線１５５で示されてい
る。速度プログラムの１回の実行に要する時間は短く、
例えば５０マイクロ秒（１マイクロ秒は１／１，０００
，０００秒である）である。この時間は、１次プログラ
ムの開始１５０の間の１０ｍ５ｅｃ（即ち１０／’。

０００秒）の期間よりもずっと速いので、速度プログラ
ムの実行時間は、第７図に実入で示すことが出来ない。

実行時間は短か過ぎる。実行時間は、例えばこの図に示
す時刻４９．９７５及び５０゜０２５の間の５０マイク
ロ秒の期間内に起る。この様な長さの時間は、図示の目
盛では、肉眼には見えない。

従って、１次プログラムの毎回の実行の間、４．８及び
１０ミリ秒毎に速度プログラムが実行される。速度プロ
グラムの実行は非常に速いので、第７図のメモリでは瞬
時的と見なすことが出来る。

３２．８ｍ５ｅｃであるＴ　　　に対しても瞬時的とロ
ール 見なすことが出来る。前に説明した様に、速度プログラ
ムの毎回の実行により、第７図のＲＡＭ　７０が更新さ
れる。次に計数器５７及びマイクロプロセッサ６６が非
同期的である点について説明する。

０．４．８及び１０ｍ５ｅｃから始まる４つの”Ｏ−／
ｌ／が示されている。第１図の計数器５７は、この任意
の点で、又はその中間の任意の点で、ゼロ（即ちロール
オーバ）から開始することが出来る。この為、ある意味
で、計数器５７及びマイクロプロセッサ６６は非同期的
である。１次プログラムの開始時刻１５０は、必ずしも
Ｔ　　　の開ロール 始と一致せず、開始時刻１５０はＴ　　　の初めロール に対して同等既知の一定の関係を持たない。この非同期
的な場合、この発明では解析の結果、次の結論を得た。

後で説明する例外があるが、速度プログラムの実行１５
５の間に次に述べる関係を存在しなければならないと云
うことである。

ストローブが発生する直前の速度プログラムの実行をＦ
ＩＲＳＴと呼ぶ。次のストローブより後のこの後の速度
プログラムの実行１５５をＬＡＳＴと呼ぶ。即ち、順序
は次の通りである。ＦＩＲＳＴが起り、その後ストロー
ブが発生し、その後０乃至又は更に多くの中間の速度プ
ログラムの実行があり、次に２番目のストローブが発生
し、その後ＬＡＳＴが起る。第１図では、ＦＩＲ３Ｔは
４　ｍ５ｅｃの時の実行１５５であってよく、ストロー
ブは点１５７で発生することがあり、ＬＡＳＴはこの為
２８ｍ５ｅｃの時に実行される。

この発明では、第６図について説明した問題を避ける様
に保証する為には、ＦＩＲ５Ｔ及びＬＡＳＴの両方が同
じＴ　　　内に発生しなければなロール らないと云う結論が得られた。言換えれば、ＦＩＲＳＴ
及びＬＡＳＴが同じＴ　　　内にないと、ロール ラッチ４８．５１にある数が、それから速度を正確に計
算することが出来る様なデータであると云う保証はない
。第８図にこの問題を示す。

ストローブ１５７Ａ及び１５７Ｂが第１図のうッチ５１
にある数、例えば３，９３５を装入する。

その後、１つの場合、第８図のそれより後のストローブ
１５７Ｃが、Ｔ　　　１個分より多く離れロール ているが、ラッチ５１に２番目の数、例えば５゜９８６
を装入させる。別の場合、計数器５７か点１５９てロー
ルオーバしているので、ストローブ１５７Ｄがラッチ５
１に同じ￥！（（５，９８６）を装入することがある。

この為、速度プログラムでは同じ敢（両方の場合の５，
９８６）に出合うが、この故は、第８図に示す様に大幅
に異なるΔＴを表わしている。ＦＩＲ３Ｔ及びＬＡＳＴ
の両方が同じＴ　　　内に発生すると云う条件により、
異ロール なるΔＴの為に起るこの誤差がなくなる。

次に、今述べた状況のもとで、即ち３２．８［ｌ１ｓｃ
ｃの７　　　　１０ｍ５ｅｃ毎の１次プログラムのロー
ルゝ 非同期的な繰返し、及び１次プログラムの毎回の繰返し
以内の４．８及び１０ｆｆｌｓｃｃ毎の速度プログラム
の実行と云う条件のもとで測定し得る最低のプロペラ速
度は幾らになるかを質問することが出来る。

この質問に対する１つの答えは、ＦＩＲＳＴ及びＬＡＳ
Ｔの間の速度プログラムの実行回数が最小になる様なＴ
　　　の位置を探して、第１図にロール 示す４つの位置Ｔ。−ｚｌ、（１）　　　。−＞１．（
４）−丁 の間で、Ｔ　　　を前後にシフトさせることによロール って得られる。例えば、Ｏｆｆ１ｓｅｃの時の実行がＴ
ｏ−ｔ！、（１）内にあると考え、この実行がＦＩＲ３
Ｔであれば、ＬＡＳＴは３０ｍ５ｅｃの時に行なわれる
。中間の速度プログラムの実行は４．８．１０．１４．
１８．２０．２４及び２８　ｍ５ｃｅの時であり、合計
８個の中間の実行がある。残りのＴＯ−／、に同様な解
析を適用すれば、表２に示すデータが得られる。

表２ １）Ｏ＋ｎｓα二　　　３０ＩＩＩＳ部　　　４，８．
ｌＯ，１４，８２４１ｉ！、２０，２４゜ ８ｍ５ｅｃ ２）　４ｍ５ｅｃ　　　３４ｍ５ｅｃ　　　８，１０，
１４．１ｇ、　　　　８　　　２２２０．２４，２８゜ ３０ＬＩＩｓｅｃ ３）　８＋ｎ５ｃｃ　　　４０＋＋＋ｓｃｅ　　　１０
，１４．１ｇ、２０、　９２８２４．２８，３０，３４
゜ ８ｍ５ｅｃ ４）　１０ｍ５ｅｃ　　　４０ｍ５ｅｃ　　　１４．１
ｇ、２０．２４．　　８　　　２４２８．３０，３４゜ ３ｇｍ５代 ３）（修正）　　　３８ｍ５ｅｃ　　　　１０，１４．
１８，２０．　　　８　　　　２４８［ｌ１ｓｅｃ　　
　　　　　　２４．２８．３０　。

３４［ｌ５ＯＣ 表２は、速度プログラムの中間にある実行の最も小さい
数が、１番右の列の８であることを示している。従って
、速度プログラムの実行中に読取られるラッチ５１にあ
るデータが、速度プログラムの８回又はそれより少ない
実行の範囲内で変化する場合、ＦＩＲ３Ｔ及びＬＡＳＴ
の両方が同じＴ　　　内に発生すると仮定する。ラッチ
５１のロール データが８回より多くの相次ぐ速度プログラムの実行１
５５に対して変らない場合、ＦＩＲＳＴ及びＬＡＳＴが
同じＴ　　　の外側で発生すると仮ロール 定し、この為、同じＴ　　　の外側で２つのストロール ローブが発生したかも知れないと考える。

ラッチの読みが８回変らないと云う限界は、表２の第３
行を修正する効果を持つことが理解されよう。実際に起
るＴ　　　が第７図の ロール Ｔｏ−Ａ（３）である場合、事実上、ＬＡＳＴは、第３
行の様に４０ｆｆｌｓｅｃではなく、３８ｍ５ｅｃの時
に発生する。これは、他の点ではＬＡＳＴとしての条件
を備えていても、表１の工程３の８回実行規則のもとで
は、それが使われないので、ラッチの変化が３８ｍ５ｅ
ｃの後に発生する為である。第３行のこの修正は、非同
期性の結果である。ＬＡＳＴはＴ。−２しく３）で４０
ｍ５ｅｃの時に発生するか、”ｏ−ｚ、（３）が実際に
発生するＴ　　　であるロール ことは判らない。”ｏ−／しく１）であるかも知れない
。この為、ラッチのデータが変らない８回の実行の後の
任意の速度プログラムの実行は、事実上無視する。

８口実行規則のもとて常に測定することが出来る最低速
度は、一旦規則を導き出せば、容易に計算することが出
来る。この速度を中間の８回のプログラムの実行によっ
て隔てられた２つのストローブの間で起り得る最も小さ
いΔＴに関係づける。

このΔＴが、最初の中間のプログラムの実行と最後の間
、即ち、表２のケース１の場合の２８−４＝　２４　ｍ
５ｅｃの差である。表２から、最小値は２２ミリ秒（ケ
ース２）である。式（２）と同様に、歯が８個の歯車に
対する計算をすると、速度は３４０．９ｒｐｍである。

１　、０００ｍ５ｅｃ／秒×６０秒／分３４０．９＝ ８個の歯７１回転Ｘ　２２ｍ５ｅｃ ８回実行規則によって判定して、不足速度状態が存在し
なければ、次に工程４が現在の速度を計算する。括弧の
式で示す様に、速度をＥＲＲＯＲ（ｒｎ　）で調節して
、第５図及び第６図に示す歯の位置の誤差に対処する。

例えば、１回転の完全な時間が１６０，０００カウント
（即ち、２０．０００カウント毎に１／８回転）である
が、第５Ａ図の期間へＴ（１）及びΔＴ（２）が夫々１
５゜０００及び２５，０００カウントであると仮定する
。歯１及び２に対する工程２の誤差係数は、夫々３／４
及び１１１４になる。この為、工程４で、ΔＴ（１）に
基づいて計算される実際の速度は３１４　　　　　　Ｇ
ＯＸ　２，０００．０００７５０ｒｐｍ＝　−ｘ　　□ １５．０００　　　　　　　８ 従って、実際に測定された期間が、２０，０００カウン
トではなく、１５，０００カウントであっても、誤差係
数により、定常状態に於けるプロペラの実際の速度を計
算することが出来る。

然し、加速及び減速の間、工程４で計算される速度は、
実際の速度は若干異なる。その差は、プロペラの加速度
とマイクロプロセッサ６６の計算速度の間の相対的な差
、或いはもっと簡単に云えば、プロペラの加速度に対し
、工程４が毎秒何回行なわれるかの関数である。この発
明では、工程４を毎秒３００回の速度で実行し、プロペ
ラを毎秒３９３ｒｐｍの最高の割合いで加速するシミュ
レーションを行なった。第９図は、共にｒｐｍで表わし
た測定されたプロペラ速度（Ｃ３ＰＤ）及び測定誤差（
ＴＥＲＲ）のグラフである。４拳１定誤差は小さく、ｌ
ｒｐｍを越えることがない。比較の為、第１０図は、全
ての誤差係数を１に固定した（即ち、計算工程２を省略
した）同じシミュレーションを示している。誤差がｌＱ
ｒｐｍを越える。これは誤差係数の有効性を実証するも
のである。

これまでの説明では、各々の歯車２７．３０に対して１
個のピックアップ・コイル３３．３６（第１図）を使う
と仮定した。然し、支援ラッチ１１５と共に、２番目の
支援コイル１１０，１１３を設けるのが望ましいことが
ある。この発明では、支援センサ１１０，１１３を使う
と、今度は４個の速度が計算されることを指摘しておき
たい。

４個のセンサの各々に対して工程５が実行される。

プロペラ１５に対するセンサ（即ち、コイル３６及び１
１３）を表１でセンサＡ１及びＡ２と呼び、同様にプロ
ペラ１８に対するものをセンサＢ１及びＢ２と呼んでい
る。工程５はセンサが正しく作用しているかどうかを検
査する。「センサＡｌｌと云う用語は「センサＡ１に基
づいて計算された速度」を省略したものである。５．１
は、所定のプロペラに対して両方のセンサによって表示
された速度が十分に似通っているかどうか、今の場合は
、互いに４０ｒｐｍ以内であるかどうかを質問する。そ
うであれば、速度は２個の速度の平均として求められ、
各々のセンサに対するフラグをリセットし、両方のセン
サが良好であることを示す。

フラグは、ＲＡＭ内のメモリ位置の様な任意の形式のメ
モリ装置にすることが出来る。

速度差が４Ｏｒｐｍの範囲を越えた場合、工程５．２を
実行する。工程５．２は、他方のプロペラ（今の例では
後側のプロペラ）の両方の速度が、工程５．１を基準と
して「良好」であるかどうか、即ち、互いに４０ｒｐｍ
以内であるかどうかを最初に質問する。工程５．　２．
　１及び５．　２．　２は更に詳しい形で次の質問を述
べている。即ち、（前側のプロペラ１５に対する）セン
サＡｌ及びＡ２の内、どれが他方のプロペラのセンサ装
置によって表示された速度、例えば、（「後側速度」）
からより多く偏差があるか？（後側速度は、工程５．１
で後側のプロペラに対して計算される速度である。）偏
差が最も小さいセンサを良好なものとする。工程５．２
で、両方のセンサＢ１及びＢ２か「良好」でない（即ち
、「後側速度」か信頼し得る判断基弗にならない）こと
が判った場合、工程５．３を実行する。工程５．３は、
どちらのセンサが一層低い速度を示しているかを質問す
る。

一層低い速度を示しているセンサを選ぶ。これは、この
発明では、センサが故障した場合、プロペラを不足速度
にするよりも、プロペラ１５．１８を超過速度にする方
が好ましいと考えられるからである。速度が一層低いセ
ンサを選ぶことにより、プロペラ速度制御装置（ニーで
は説明しない）は、プロペラが適正な値よりも低くなっ
ていると判断し、この為、装置はプロペラを加速しよう
とし、こうしてプロペラを超過速度にする。

工程６は二重センサである。励振回路（図面に示してな
い）の電気的な故障の様な、４個のセンサ全部の共通の
故障により、工程５が４個全部に対する良好フラグをセ
ットすることがある。工程６はこういうことを防止する
。初めの“ＩＦ″の記述は、３つの条件を持っている。

（１）コア速度が１０，０００ｒｐｍを越えなければな
らない。

（コア速度はプロペラに動力を供給し得るガスタービン
機関の高速タービンの速度を指す）（２）プロペラ１５
の実際のピッチを計画ピッチからの偏差が３６より小さ
くなければならない。同様に、（３）プロペラ１８のピ
ッチの偏差が３″より小さなくなければならない。これ
らの条件が存在することは、プロペラ装置が動力状態の
ちとに運転されていることを示す。この様なエンジン及
び°ピッチ状態では、何れかのプロペラが３５０ｒｐｍ
未満で動作することは極くあり得ないと考えられる。従
って、３５０ｒｐｍ又はそれ未満の読みが得られた場合
、その読みを生じたセンサは不良と考えられ、従ってフ
ラグをセットする。

これまで速度を感知することだけを考えてきた。

然し、反対周りプロペラ装置では、プロペラの間の位相
角を感知することも望ましいことがある。

位ＩＩＩ′１ｃよ第２図について定義する。第２図は同
軸の２つのプロペラの端面図を図式的に示す。一方のプ
ロペラの羽根を四角１２０で示し、他方のプロペラの羽
根を円１２３で示す。位相角は、一方のプロペラの羽根
と時計廻りに見て他方のプロペラの一番近い羽根の間の
角度１２５として定義するが、これは羽根１２３が図示
の１２時の位置の様な予定の位置にある時に１ｌｌｌ！
定する。勿論、反対廻りの羽根が互いに接近する向きに
移動しているから、実際の角度１２５は絶えず変化して
いる。然し、今述べた予定の時刻に測定した時、プロペ
ラが同じ一定の速度で動作していれば、位相角は測定可
能な定数である。

事実」二、位相角はプロペラの羽根の空間に於ける交点
を記述する。例えば、羽根１２３Ａ及び１２ＯＡは、同
じ速度で移動していれば、大体領域１３０で交差する。

音響上並びにその他の理由により、領域１３０を第２図
の領域１３３へ移動すると云う様に、この交点を制御す
ることが望ましいことがある。

この発明は工程７で位相角を測定する。工程７は自明で
あると考えられる。事実上、工程７は２つの期間の比で
ある。期間は第３図の円弧１２５゜１３５で表わすこと
が出来る。円弧１２５が、第２図の羽根１２０Ａが点１
３７から点１３９まて移動するのに要する時間の長さを
表わす。同（玉に円弧１３５（やはり第２図に示す）が
羽根１２３Ａが点１４１から点１４４に移動するのに要
する期間を表わす。２つの円弧（又は角度）の比が位相
である。

この比が位相角を表わすと云う理由は、羽根１２３Ａが
図示の１２　：　００時の位置と云う様な予定の位置に
ある時、羽根１２３Ａに対する第２図の羽根１２０の相
対位置を表わすからである。羽根１２ＯＡが羽根１２３
Ａに対して一層接近していれば（角度１２５が一層小さ
ければ）、工程７の位Ｆｌｊは一層小さくなる。逆も真
である。

工程７でＡｌ１１定される位相角は、実際には角度１２
５か第３図の角度１３５のどんな百分率になるかを計算
するものである。この百分率か大きければ大きい程、羽
根１２３Ａが１２：００時の位置にある時、第２図の羽
根１２０Ａが点１４４に一層接近している。従って、位
相角は、羽根１２３Ａか１２：００時の位置にある時の
羽根１２０Ａの拝Ｉ対位置を示す。

航空機用プロペラの回転速度を１回転当たり何回も計算
するこの発明について説明した。この発明はタコメータ
を含む。例えば、１，２００ｒｐｍでは１回転に５０ｍ
５ｅｃ　（０，０５０秒）を要する。第７図のタイミン
グでは、０及び５０ｍ５ｅｃの間に包括的に１６回の速
度プログラムの実行が行なわれる。１回転当たり速度が
１６回計算される。

この発明は、航空機用の反対廻りの１対のプロペラで、
この速度を計算することが出来る。更にこの発明は、１
回転当たり１６回と云う同じ速度で、反対廻りのプロペ
ラの位相角を計算する。この為、この発明は航空機の計
算機及びパイロットに、ΔＴの１測定に対して殆んど瞬
時的な性能データを供給する。

明細書の冒頭の発明の背景で述べた様に、羽根Ｎｏ、１
が１＝３０時の位置にいつ来るかを知ることが望ましい
ことがある。この為には、計数器５７のロールオーバを
計数する計数器（図に示してない）を追加すればよい。

ＲＡＭ７０の他に、第２組のメモリ位置を使って、この
２番目の；！゛数器ら求めたデータを貯蔵することが出
来る。その時、マイクロプロセッサ６６が、ラッチ４８
゜５１を読取る時に２番目の計数器を読取り、両方の計
数器の値を問題の歯４５に対し、１対のメモリ位置に貯
蔵する。例えば、ラッチが１２，０００の値を持つ時に
、ロールオーバ計数器の読みが５であれば、ラッチに１
２，０００を装入させた歯が実時間で１６４，００６ｍ
５ｅｃ（１６４，００６−５Ｘ３２．８＋ｎ５ｃｃ＋１
２，０００／２，０００、　００６　Ｘ　３２．　８ｍ
５ｅｃ）の時にコイル３６に交差したことを表わす。第
１図の磁気ピックアップ・コイル３６を用いて、この発
明がΔＴを測定することを説明した。別の形式では、フ
ラグの通過を感知する為に、従来公知の光学ピックアッ
プを用いる。

この発明の重要な一面を第５図及び第５Ａ図について説
明することが出来る。前に述べた様に、一定速度では、
歯が所期の位置から偏差を持つことにより、測定された
ΔＴが理想化したΔＴからずれる。この偏差を使って、
前に述べた工程２の誤差係数を計算する。その後、偏差
がある爾に基づいて期間を再び測定する時、両方の測定
された（即ち理想化したものではなく）期間と誤差係数
とから、実際の速度を計算することが出来る。ある意味
で、理想化したΔＴは測定されたΔＴから再生される。

この発明の作用を次に例について説明する。第１２図の
四角１．７０が実際には第１図の歯（即ちフラグ）４５
であると仮定する。更に、全ての隣合うフラグの対の間
の角度が４５°であるが、フラグ１７０Ｂが変位してい
て、フラグ１７０Ｂ及び１７０Ｃの間の角度が２０°で
あり、フラグ１７０Ａ及び１７０Ｂの間の角度が７０’
であると仮定する。フラグ１７ＯＡ及び１７０Ｃの間の
合計角度は９０’である。更に、一定速度に於ける１回
転の時間が８秒であると仮定する。こういう仮定により
、ΔＴ（ＩＤ）が１秒であり、測定されたΔＴは夫々１
秒であるが、２つの例外がある。

フラグ１７０Ｂ及び１７０ＣのΔＴは２０／４５×１秒
であるが、フラグ１７０Ａ及び１７０ＢのΔＴは７０＠
４５Ｘ１秒である。誤差係数がｍｌ＋定されたΔＴを理
想化したΔＴと比較する。誤差係数により、少なくとも
２種類の方法で、フラグの間の実際の角度を導き出すこ
と出来る。（１）２０″の角度に対する誤差係数は２０
／４５である。

理想化した八Ｔが４５″の角度を表わすことが判ってお
り、従って、実際の角度は誤差係数に理想化した角度を
乗じた値、２０Ｘ４５ｘ４５−２０である。（２）フラ
グの組全体が円、即ち３６０°を表わす。２０°の期間
に対する八Ｔは２０７４５秒である。円全体か８秒を表
わすから、２０／４５Ｘ３６０／８、即ち２０°が角度
として得られる。

フラグの間の角度が判れば、ΔＴに基づいて速度を計算
することか出来る。上に述べた例では、フラグ１７０Ｂ
及び１７０Ｃの間のΔＴが２０／４５秒であることによ
り、速度を計算することが出来る。２０’の移動に対す
る２　０／４５秒は、１°に対する１／４５秒又は、仮
定した速度に合わせて、３６０９にわたるフラグの組全
体に対しては３６０／４５（即ち８秒）である。

従って、一旦誤差係数が決まれば、フラグの実際の角度
位置が判る。次に、１個のΔＴから、速度を推測するこ
とが出来る。第１２図に示す様に、フラグの分布が大ま
かにずれていても、これは原則的に成立する。フラグの
角度の隔たりに関する情報を含む誤差係数か得られれば
、図示のΔＴだけに基づいて、プロペラの角速度を計算
することか出来る。完全な１回転は必要ではなく、実際
、極く最近の情報か得られれば、１回転の間に（ｉｉ１
回も速度を計算することが出来る。

この発明は、ΔＴ及び完全な１回転の経過時間を含めた
データの集合を発生して貯蔵するものと見なすことがで
き、このデータからフラグの位置を計算することが出来
る。ターゲット・ホィールのモデルが言わばＲＡＭ内で
発生される。

以上の説明は、ΔＴに対するフラグの位置の影響だけを
考えていた。然し、前に第５図及び第５Ａ図について説
明した様に、フラグの位置だけでなく、その形状と組成
もΔＴに関係する。この為、この発明が測定するΔＴは
、必ずしも第５図に示す様に、歯又は縁９０に対して明
瞭な関係を持たない。然し、実際、ΔＴは縁９０に対し
て終始一貫した関係を持つ。例えば、第５図のΔＴ（１
）を歯９　Ａ及び９Ｂに対して測定することが出来る。

ΔＴ（１）は縁９３で終らず、破線で示した縁９０で終
る。この為、このΔＴが一般的に常に破線の縁９０で終
るから、何の問題も起らない。従って、ΔＴは隣合った
歯の間の実際の幾何学的な角度間隔室めるのではなく、
隣合った歯の［実効的な」位置の間の角度と呼ばれるも
のを定める。破線で示した縁９０がこの様な１つの「実
効的な」位置である。

前に工程２の説明で述べた様に、ラッチに装入させた羽
根と向い合った羽根に対し、誤差係数が計算される。こ
の１つの理由を例によって説明する。

最後に通過する歯が歯Ｎｏ、８であり、ΔＴ（８）を計
算したばかりであると仮定する。従ってｎ−８゜更に、
表３に示す様に、絶えず増加するΔＴで示す様に、減速
が起っていると仮定する。

表３ ΔＴ（Ｌ）＝１２．１００　　１−（ｎｉｌ）基数８Δ
Ｔ（２）＝１２，２００　　　　　２−（ｎ＋２）　　
　　〃ΔＴ（３）−１２，３００３−（ｎ＋３）　　”
ΔＴ（４）＝１２．４００　　　　　４−（ｎ＋４）　
　　　〃ΔＴ（５）＝１２，５００　　　　　　５−（
ｎ＋５）　　　　　”ΔＴ（８）−１２，６００８−（
ｎ＋６）　　〃ΔＴ（７）−１２，７００７−（口＋７
）　　　　〃ΔＴ（８）＝１２，８００　　８＝ｎ 従って、この例では 時間（完全な１回転）／８ 冒９９．Ｂ００／８０１２，４５０ これが評価されたΔＴ（ＩＤ）である。

前に述べた様に、誤差係数は事実上、ΔＴ（ＩＤ）に対
する実際のΔＴの比である。更に、８個の相次ぐΔＴか
らΔＴ（ＩＤ）を評価することを前に述べた。更に、速
度が工程４で、個々のΔＴから、場合によっては１回転
当たり何回も計算される。この発明では、一定の加速度
又は一定の減速度の間、工程２に指数に４又は５を加算
すれば、一層よく評価されたΔＴ（ＩＤ）を通じて、誤
差係数を一層真実に近いものにすることにより、１個の
ΔＴから速度をより正確に計算することが出来ることが
判った。これが、表３の右側の列に示されている。

この発明の範囲内で種々の変更を加えることが出来るこ
とを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は１対の反対廻りのプロペラに関連してこの発明
の１形式を示す略図、 第２図は１対の反対廻りのプロペラの略図、第３図は第
２図に示した２つの円弧１２５，１３５を示す図、 第４図はプロペラ速度を測定する従来のセンサを示す略
図、 第５図及び第５Ａ図は第１図のホィール３０の１墳４５
の位置の変化を示す図、 第６図は第１図の計数器５７によって発生される一連の
パルス及び第１図のストローブ・パルスを示すグラフ、 第７図及び第８図は第１図の計数器５７及びマイクロプ
ロセッサ６６の非同期的な動作を説明する為の時間線図
、 第９図及び第１０図は速度の計算に誤差係数を用いるこ
の発明の１形式の動作を用いない場合の別の形式と比較
したシミュレーションの結果を示すグラフ、 第１１図及び第１２図は第１図の１１ｉｉｉ４５の２つ
の配置を示す略図である。 画１１　　　　　　　　画１ｚ 画５ ’４　ｒ−１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）回転中に基準点を通過する幾つかのフラグを担持す
   るターゲット・ホィールを持つ航空機用プロペラの回転
   速度を測定する装置に於て、フラグが基準点を相次いで
   通過する間の期間を測定する手段と、 前記期間から隣合うフラグの間の角度間隔を導き出す手
   段と、 １つの期間に基づいて速度を計算する手段とを有する装
   置。 ２）航空機用プロペラの回転速度を計算する装置に於て
   、 プロペラに接続されていて幾つかのフラグを担持するタ
   ーゲット・ホィールと、 フラグの通過に応答してストローブ信号を発生するセン
   サと、 ストローブ信号の間の測定された期間を修正する誤差補
   正手段とを有し、 フラグの配置、組成、形状又はその任意の組合せの非一
   様性の影響を少なくした装置。 ３）センサ（１２）のストローブ信号をトリガするフラ
   グ（９）を担持するターゲット・ホィール（６）を持っ
   ていて、航空機用プロペラの回転速度を測定するタコメ
   ータに用い、ストローブ信号のタイミングの非一様性を
   補償する装置に於て、ストローブ信号の間の期間を測定
   する手段と、理想化した期間を発生する手段と、 実際の期間を理想化した期間と比較することによって誤
   差係数を発生する手段と、 １つの期間及び１つの誤差係数に基づいてプロペラの回
   転速度を計算する手段とを有する装置。 ４）反対廻りの航空機用プロペラの回転速度を測定する
   装置に於て、 夫々第１及び第２のプロペラに結合されていて、夫々多
   数のフラグを持つ第１及び第２のターゲット・ホィール
   と、 フラグが当該センサを通過したことに応答して第１及び
   第２のストローブ信号を発生する第１及び第２のセンサ
   と、 時間信号を発生するクロック手段と、 時間信号を受取り、夫々のストローブ信号に応答して時
   間信号を貯蔵する第１及び第２のラッチ手段と、 ラッチ手段から得られたデータを貯蔵し、それから１つ
   のターゲット・ホィールの相次ぐフラグの間の期間を計
   算することが出来る様にするメモリ手段と、 ２つ又は更に多くのフラグが通過するのに経過した合計
   時間を計算し、あるホィールに於けるフラグの分布の非
   一様性を補償する為に前記メモリ手段の期間を修正する
   誤差係数を計算し、前記メモリ手段の期間並びに前記誤
   差係数に基づいてプロペラの略瞬時的な速度を計算する
   計算手段とを有する装置。 ５）反対廻りのプロペラの対にあるプロペラの回転速度
   を測定する装置に於て、 第１のプロペラに接続されていて第１組のフラグを担持
   する第１のターゲット・ホィールと、第２のプロペラに
   接続されていて第２組のフラグを担持する第２のターゲ
   ット・ホィールとを有し、各組のフラグの分布は必ずし
   も一様ではなく、更に、 フラグの第１組にあるフラグが通過したことに応答して
   第１のストローブ信号を発生する第１のセンサと、フラ
   グの第２組にあるフラグが通過したことに応答して第２
   のストローブ信号を発生する第２のセンサと、 時間信号を発生するクロックと、 １つの前記第１のストローブ信号が発生した時に存在す
   る時間信号を貯蔵する第１のラッチ手段と、１つの前記
   第２のストローブ信号が発生した時に存在する時間信号
   を貯蔵する第２のラッチ手段と、 該ラッチ手段を読取ってラッチされた時間信号をメモリ
   配列に貯蔵する処理手段と、 各々のターゲット・ホィールの選ばれた数のフラグが通
   過する合計経過時間を計算し、フラグの分布に非一様性
   がある場合、その非一様性を表わす誤差係数を計算し、
   前記ラッチ手段に貯蔵された信号並びに前記誤差信号に
   基づいてプロペラの速度を計算する計算する計算手段と
   を有する装置。