JPH0249934A - ガスタービンエンジン用ディジタル電子制御装置 - 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】 この発明は、ガスタービンエンジン用の電子燃料制御装
置から外部記録装置にデータを伝送するシステムに関す
る。

発明の背景 第１図はガスタービンエンジンを示す。ブロック１とし
て示されたディジタル電子制御装置は、線２Ａ〜２Ｄに
送られる信号によりエンジンのいくつかの作動器を制御
する。これら作動器には次のものがある。

第１の作動器６Ａは、ブースタ段１４から圧縮空気１１
を抽出する抽出ドア９を開閉する。ブースタ１４は低圧
圧縮機であり、高圧圧縮機１８の入力要求に応じて点１
６でブースタ圧縮空気を抽出する。ドア９は可変側路弁
（Ｖ　Ｂ　Ｖ）と通常呼ばれる。

第２の作動器６Ｂは、第２図に詳細に示す、可変ステー
タ・ベーン２６（ＶＳＶ）を動かす。円矢印２２で示す
ようにＶＳＶを回転させ角度Ａを変えることにより、圧
縮機ブレード２７に入る空気流２４の方向を制御でき、
これにより圧縮機ブレード２７の迎え角を制御すること
ができる。ＶＳＶは加速時の圧縮機の性能を向上するた
めに用いる。

第３の作動器６Ｃ（第１図）は、弁３０を制御するもの
で、この弁３０はタービン中ケーシング３６に高１Ｍま
たは低温空気３３を吹きつけケーシング３６を膨張また
は収縮させ、これによりタービン・ブレード４１とケー
シング３６の間のクリアランス３９を制御する。通常空
気３３は高圧圧縮機１８から抽出される。クリアランス
３９を通る漏洩を最小にするために、クリアランス３９
をできるだけ小さく保つのが望ましい。なぜなら、漏れ
空気はタービン・ブレード４１に実質的に何らモーメン
トを与えず、漏れ空気のエネルギーは無駄になるから、
このような漏洩は損失である。

第４の作動器６Ｄ（第１図）は、燃料弁４３を制御して
燃焼器４４への燃料供給量を制御する。

これらの４タイプの作動器のほかに、航空機ガスタービ
ンエンジンには、他のタイプのものも用いられている。

たとえば、各種の作動器が、推力反転装置可変面積の排
気ノズル、および垂直離着陸（ＶＴＯＬ）航空機に用い
られる推力方向制御装置に使用されている。

上述したように、線２Ａ〜２Ｄは制御信号を作動器６Ａ
〜６Ｄに送り、これらの信号は通常、パラレルタイプま
たはシリアルタイプのディジタル信号ではなく、アナロ
グ電気信号の形式をとる。

その結果、第１図の制御装置１はディジタル型であるの
で、制御装置１と作動器６Ａ〜６Ｄの間の位置でディジ
タル−アナログ変換を行なう必要がある。なお、制御装
置１は、ディジタル形式のデータを処理し記憶するディ
ジタル・コンピュータ（第１図に図示せず）を備える。

第３図のディジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器６０が
この変換を行なう。これについては以下に詳述する。

上述した作動器を駆動するほかに、制御装置１は線６１
を介してエンジン上の感知装置（図示せず）からのエン
ジン運転状態を表わす信号、たとえば温度、圧力、回転
速度およびステータ・ベーン位置を表わす信号を受け取
る。制御装置はこれらの感知装置の信号を用いて、作動
器に送るべき信号を演算し、また別の目的のため他のデ
ータを演算する。

特定の感知装置が発する信号を監視するとともに、さら
にこの監視作業をエンジンから離れた位置の記録ステー
ション６３で行なうことが、特にエンジンの地上試験の
際に望ましい。現在、この監視作業用には通常２つの形
式の信号インターフェース（線６５）が用いられ、これ
らが制御装置１と記録ステーション６３との間でディジ
タル信号を搬送する。第１の形式はＲ３２３２プロトコ
ルを用い、第２の形式はＡＲＩＮＣ４２９プロトコルを
用いるＡＲＩＮＣ４２９プロトコルについての詳細は、
アメリカ合衆国メリーランド州アナポリス所在のエアロ
ナラティ力ルψラジオＦ−１−（Ａｅｒｏｎａｕｔｌｃ
ａｌ　Ｒａｄｉｏ　Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ　）発行
の仕様書４２９−９　（１９８５年９月）に記載されて
いる。

Ｒ５２３２プロトコルについての詳細は、アメリカ合衆
国ワシントンＤ、　　Ｃ，所在の電子工業協会の規格Ｒ
５−２３２−Ｃ（１９６９年８月）に記載されている。

しかし両方のプロトコルとも限界がある。たとえば、Ａ
ＲＩＮＣプロトコルでは、約１００のランダムアクセス
記憶装置（ＲＡＭ）のロケーションにしか到達できず、
アップデート時間（すなわち、データの連続読出し間の
最短許容時間）は６０〜２４０　ＩＱｓｅｃ、の範囲に
ある。

一方、Ｒ５２３２プロトコルはディジタル電子制御装置
のすべてのＲＡＭのロケーションを読むことができるが
、アップデート速度は遅（なり、約１２５〜２５０　ｍ
５ｅｃ、である。これら２つの形式のインターフェース
の許容速度より速い速度で、すべての記憶装置のロケー
ションを読むのが望ましいことがある。

さらに、両方のプロトコルとも、ディジタル−アナログ
変換を制御装置１でではなく、記録ステーション６３で
行なっている。

発明の目的 この発明の目的は、データをガスタービンエンジン用デ
ィジタル電子制御装置から外部装置に伝送する改良装置
を提供することである。

この発明の他の目的は、制御装置内のマイクロプロセッ
サが利用できるすべての記憶装置を読むことができ、速
いアップデート速度を有する、ガスタービンエンジン用
の電子制御装置のデータ・リンクを提供することである
。

発明のＩＩ！Ｅ要 この発明の１形式においては、航空機ガスタービンエン
ジンのディジタル電子制御装置に含まれるディジタル−
アナログ変換器を用いてディジタルデータをアナログ形
式に変換し、この変換されたアナログデータを制御装置
から離れて位置する記録装置に伝送する。この発明によ
れば、遠隔位置からディジタル制御装置内のランダムア
クセス記憶装置（ＲＡＭ）にアクセスすることができ、
したがってエンジン性能を遠隔位置から監視することが
できる。

具体的な構成 第３図は、第１図の制御装置１の一部を詳細に図解した
もので、この発明で用いる装置も示す。

制御装置１は、マイクロプロセッサ（ｍＰ）６４、ラン
ダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）６６、Ｄ／１”変換’
ＪＳ６０Ａ〜６０Ｆ１および図示の通りの信号ノリ線を
含む。ＤＡ変換器６０Ａ〜６０Ｄは、第３図に示すよう
に、第１図の作動器６Ａ〜６Ｄに信号を送るために使用
されている。

マイクロプロセッサ（ｍＰ）６４は、たとえばモトロー
ラ社（Ｍｏｔｏｒｏｌａ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎアメ
リカ合衆国テキサス州オースチン所在）から販売されて
いるＭＣ６８０００シリーズのものとするのが好ましい
。ＤＡ変換器は、アナログ中デバイセズ社（＾ｎａｌｏ
ｇ　Ｄｅｖｉｃｅｓアメリカ合衆国マサチ合衆国マサチ
ュー−ウッド所在）から型番Ａ、Ｄ３９０として人手で
きる。

この発明では、作動器６Ａ〜６Ｄを駆動するのに用いる
ＤＡ変換器（すなわちＤＡ変換器６０Ａ〜６０Ｄ）のほ
かに、１つ以上のＤＡ変換器を用いてアナログ信号を伝
送線６７を経て記録ステーション６３に位置する記録装
置に供給する。このような記録装置の１（ｊに、グール
ド社（Ｇｏｕｌｄ　Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｏｄアメリカ
合衆国オハイオ州クリーブランド所在）から人手できる
型番２２０の帯形記録計６８がある。代表的な帯形記録
計は線６７からの信号に応答して矢印１０２で示すよう
に動く可動ベン１０１が、矢印１０５の方向に前進する
用紙１０４に接触し、こうして用紙の前進につれて記録
チャート１０６をプリントしてゆく構成である。

小型コンピュータ（ＰＣ）７３、たとえばコンパツク・
コンピュータ社（ＣＯＭＰＡＱ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｃ
ｏｒｐｏｒａｔ　Ｉｏｎアメリカ合衆国テキサス州ヒユ
ーストン所在）から型番４５０−Ｄにて販売されている
コンピュータの形態のインターフェースが、リンクバス
（リンク母線）７８により万能非同期型受信送信機（Ｕ
ＡＲＴ）　、たとえばインテル社（Ｉｎｔｅｌ　Ｃｏｒ
ｐｏｒａｔｉｏｎアメリカ合衆国カルフォルニア州サン
タクララ所在）かす型番８２５１Ａにて入手できるＵＡ
ＲＴに接続されている。ＵＡＲＴは、母線７８により搬
送されたシリアル形式のＲ５−２３２データを受け取り
、マイクロプロセッサ６４がアクセスできるようにブロ
ック６６内のＲＡＭロケーションに転送できるようにそ
のデータを緩衝記憶（バッファ記憶）する。ＰＣｌ３も
母線７５によりマイクロプロセッサ６４の制御母線８２
に接続されている。１つの動作モードでは、第３図の装
置は次のように機能する。

ＰＣｌ３は、制御母線８２とＵＡＲＴを用いて、マイク
ロプロセッサ６４に割込みルーチンを実行するように命
令を出す。割込みルーチンは、予めＲＡＭ６６に書込ま
れ記憶されたコンピュータプログラムである。割込みル
ーチンを第４図にフローチャートの形態で示す。ＰＣｌ
３を使用するオペレータは、割込み信号をマイクロプロ
セッサ（ｏ＋Ｐ）　６４に送ることにより割込みルーチ
ンを呼び出す。これに応じて、割込みルーチンは、ＰＣ
ｌ３が図示の通り、目的のデータワードが位置するＲＡ
Ｍ内のアドレスであるｒＡＤＤＤＪで始まる順序で５項
目のデータを供給するよう要求する。

（ＰＣがデータを予想外の順序で供給すると、割込みル
ーチンはこれを知らず、混同、たとえば第４図のマスク
情報ＭＭＭＭをシフト情報５Ｈ８Ｈと混同するおそれが
ある。なお、これらの情報については後述する。） 割込みルーチンはデータを収集するのにハンドシェイキ
ング信号（初期接続手順信号）を用いる。

すなわち、データ伝送の開始時に第３図の制御母線８２
の１本がＵＡＲＴに、マイクロプロセッサ６４がデータ
受取り可能状態であることを知らせる。これに応じて、
ＵＡＲＴはＰＣから受け取ったデータ、たとえばｒＡ　
Ｄ　Ｄ　ＤＪデータを送信し、ついでｍＰにハンドシェ
イキング信号を送り、そう指示する。つぎに、ＩＩＰは
別のハンドシエイキング信号を送り、次のデータ、すな
わちｒＭＭＭＭＪデータを要求し、その後順次同様であ
る。

ＰＣは、ｍＰに送らなければならないデータの種類およ
び順序に関して予めプログラムされている。

すなわち、割込みルーチンが余り迅速に実行されるので
、オペレータはハンドシエイキング時にはＰＣにデータ
をタイプしていない。ＰＣプログラムは最初、前述した
ように割込み要求をし、それからハンドシエイキングし
ながら、第４図に示す５項目の情報を送信する。これら
の５項目の情報について以下に説明する。

ｒＡＤＤＤＪはＲＡＭアドレスを表わし、ｏ＋Ｐ６４が
そこから２進データワードを検索しなければならない。

（前述した６８０００プロセツサ用のデータワードは１
６ビツト長である。しかし説明の便宜上、時にここでは
４ビツト長のデータワードを例示としている。）アドレ
スＡＤＤＤに位置するワードは乱されず、ＩＩＰにより
読み出されるだけである。このワードは、この発明とは
関係のない別のプログラムによりエンジン運転を制御す
るに使用することがあるからである。

２種類のデータワードを用いる。ワードは、技術的パラ
メータ、たとえばエンジン速度を表示するか、あるいは
状態表示ワードとして作用してもよく、この場合各ビッ
トがエンジン信号の健全さを表わす。状態表示ワードの
一例を説明すると、４ビツトの状態表示ワードはエンジ
ン内の４構成部品（各構成部品について１ビツト）のよ
うに多数についての、あるいはこれら構成部品が生ずる
信号についての情報を含有できる。もしもある状態表示
ワードの第３最上位ビット（ＭＳＢ）が特定の温度感知
装置の健全さについてであれば、そのワードがｏｏｏｏ
である場合、このワードは感知情報が適性に機能してい
る（すなわち健全である）ことを示し、一方、上記ワー
ドが００１０である場合に、感知装置が誤動作している
とみなす。

ｒＭＭＭＭＪは、記憶装置のアドレスＡＤＤＤに位置す
る２進データワードの選択したビットを隔離するのに用
いるマスク値を表わす。たとえば、そのメモリアドレス
のデータワードは２進の数００１０となる。第３Ｍ５Ｂ
　（下線付）の値をさがせばよい。

第３Ｍ５Ｂの値は、ワード（００１０）を、目的のビッ
トであるＭＳＢ３の「１」を除いてはすべて０だけから
なるワードと論理的にＡＮＤするマスク演算により確認
される。すなわち、マスク演算は、−射的に記述すると
、ＡＢＣＤ）ＡＮＤ（００１０）である。ＡＮＤ演算の
結果が１であったら、ビットＣの値はｌである。逆に、
ＡＮＤ演算の結果が０であったら、とットＣの値は０で
ある。

状態表示ワード用ではなく技術的パラメータ・ワード用
には異なるマスクを用いる。一般に、技術的パラメータ
（たとえばエンジン速度）用に用いるマスク値はすべて
１だけからなる（たとえば１１１１）。このマスクを技
術的パラメータ・ワードと論理的にＡＮＤＬでも、その
結果ワードは変らない。しかし、状態表示ワードについ
ては、マスク演算を用いてそのワードに含まれる個々の
ビットを調べる。状態表示ワードにマスキングを行なう
理由の１つは下記の通りである。

第１図の制＠Ｊ！ｊｔ置工内に位置する、エンジンを制
御する大きなプログラム、いわゆるエンジン制御プログ
ラム（ＥＣＰ）には「感知装置確認」ルーチンが存在す
る。感知装置確認ルーチンは、第１図の線６１に信号を
送り出す感知装置の健全さを検査するものである。感知
装置確認ルーチンが、成る感知装置が不正確であること
を検出したら、このルーチンは、特定の記憶装置のロケ
ーションの状態表示ワード内の特定のビット（たとえば
上側のＭＳ　Ｂ　３）を変えることにより欠陥感知装置
を同定する。

前述したように、ＤＡ変換器に適正なアナログ出力電圧
を出させるためには、マイクロプロセッサは５項目のデ
ータを必要とする。第１項［ＩＡＤＤＤは、問題のデー
タワードを位置決めさせるアドレスである。（前述した
ように、ＭＣ６８０００用のデータワードは１６ビツト
長である。しかし、やはり簡ｉ１ｔにするために、以下
でも４ビツト長のワードを用いて説明する。）マイクロ
プロセッサは、残りの４項目（マスク゛ＭＭＭＭ、スケ
ール５ｃｓｃ、シフト５Ｈ５Ｈ，およびバイアスＢＢＢ
Ｂ）を用いて、１６ビツトのワードをフォーマット化（
または再配列）し、ＤＡ変換器が生成するアナログ電圧
をオペレータが選んだ事項でキャリブレーション（校正
）できるようにする。残りの４項目を用いて行なう校正
を、２つの例、すなわち状態表示ワードについての例お
よび技術的パラメータ・ワードについての例を用いて説
明する。

前述したように、ＲＡＭアドレスＡＤＤＤには２つの異
なるタイプのデータを記憶することができる。１６ビツ
トのワードは状態情報（たとえば、１６個までの異なる
エンジン構成部品の健全状態）または技術的パラメータ
（たとえば、エンジン速度）いずれかを表わすことがで
きる。各データタイプは異なる値（７）ＭＭＭＭ、５Ｃ
３ＣＳＳＨ３ＨおよびＢＢＢＢを必要とする。

状態表示ワードの場合、オペレータはＤＡ出力用に１６
ビツトの中から１つを選ばなくてはならない。その選ば
れたビットが「状態ビット」になる。さらに、オペレー
タは、状態ビットが「１」に設定されたときＤＡ変換器
が生成すべき校正電圧を決定しなければならない。たと
えば、アドレスＡＤＤＤにあるデータワードを２進数１
０１０とする。オペレータは、目的のビット力（ＬＳＢ
（最下位ビット）２であることを決定する。ＬＳＢ２は
状態ビットであり、下線が施されている。

したがって、マスク値ＭＭＭＭはｏｏｉｏである。

マイクロプロセッサはこのデータワード（１０１０）と
マスク値（００１０）との論理積、すなわちＡＮＤをと
り、ＬＳＢ２の値のみを表示する新しい２進ワードを得
る。この例では、論理ＡＮＤの結果は００１０となるが
、もしも状態表示ワードがｏｏｏｏであったら、論理Ａ
ＮＤの結果は００００となる。ＡＮＤ演算の結果が状態
ビットの値を与える。

スケール項目５ｃｓｃは状態表示ワードの場合１　（す
なわち０００１）に設定される。スケール項目は、後で
詳述するように、主として技術的パラメータ・ワードと
ともに用いられる。しかし、状態表示ワードの場合、状
態表示ワードに１のスケール項目を積算するとき、目的
のビットはそのＬＳＢ位置を保持する。たとえば、００
１０に０００１を掛けた積は００００００１０に等しい
。

目的のビットはＬＳＢ位置２に留まる。

シフト項目５ＨＳＨは、前の段落で説明したスケーリン
グ演算により生成した３２ビツトのワードから１２ビツ
トのワードを取り出す目的で用いられる。（なお、マイ
クロプロセッサが１６ビツトのワードで作動しており、
２つの１６とットワードを積算するとここで述べる３２
ビツトのワードになることに留意されたい。）シフト項
目５Ｈ３Ｈを用いてＬＳ８２６〜３０（両端を含む）間
の状態ビットの位置を求める。（状態表示ワードの場合
、１２ビツトのうち５ビツト、すなわちこれらのＬＳＢ
ビット２６〜３０を用いるだけである。技術的パラメー
タ・ワードの場合、後述するように１２ビツトすべてを
用いる。）３２の位置からこれらの特定のＬＳＢ位置２
６〜３０を選び出すことは、下表を参照して説明できる
。

００００００００００００−　＋　１０．０００　　Ｖ
ｄｃｏｏｏｏｌｏｏｏｏｏｏｏ−＋　　９．３７５　Ｖ
ｄｃ００旧００００００００−＋　８．７５０　Ｖｄｃ
ｏｏｌｏｏｏｏｏｏｏｏｏ−＋　７．５００　Ｖｄｃｏ
ｌｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏ−＋　　５．０００　　Ｖｃｌ
ｃｉ０００００００００００＝　　　０．０００　　Ｖ
ｄｃこの表は、選ばれた１２ビツトの入力に応答して第
３図のＤＡ変換器が出力するｄＣ電圧を示す。

たとえば、入力００００１０００００．００から出力＋
９．３７５Ｖｄｃ　　（直流ボルト）が得られる。

（一般に、ＤＡ変換器の出力と入力との関係は次式： Ｖｄｃ−１０，０−ｆ　（１２ビツトを１０進法に変換
した値）／４０９６１　　Ｘ２０で表わされる。上表は
この式の６つの特定値を示す。） ここでは理解する必要のない理由で、マイクロプロセッ
サはＬＳＢ１９とＬＳＢ３０との間の連続群を１２ビツ
トの数として選択し、こうして選んだ１２ビツト群をＤ
Ａ変換器に送る。この群はＬＳ８２６〜３０を含む。５
Ｈ５Ｈの計算処理について具体例で説明する。

まず最初、オペレータは問題としているビットのＬＳＢ
位置を同定する。上側では、ＬＳＢは２であった。つぎ
に、オペレータは、状態ビットを１に等しく設定したと
き、そしてその結果マスキング演算の論理積（ＡＮＤ）
の出力が１になるとき、ＤＡ変換器が表中の５つの出力
電圧のうちどれを生成すべきかを決定する。最後に、オ
ペレータはシフト値５Ｈ３Ｈを選ぶ。このシフト値は、
ＬＳＢ１９〜３０を占めている１２ビツトのワードが上
表に従って目標電圧に対して適正なワードとなるように
するには、３２ビツトのワードのなかでビットを左に同
位置移動すべきかを、マイクロプロセッサに教える。

たとえば７．５ボルトの信号が欲しいとすると、状態ビ
ットは、表の第４行に示される通り、１２ビツトのワー
ドのなかのＬＳＢ位置１０になくてはならない。しかし
、１２ビツトのワードのなかのＬＳＢ位置１０は実際に
は３２ビツトのワードのなかのＬＳＢ位置３０である。

３２ビツトのワードの最古側１８ビットは落とされてい
るので、ビット１９〜３０しか使えないからである。も
う−度言うと、１２とットワードのなかのＬＳＢ　１は
実際には３２ビツトワードのなかのＬＳＢ１９であり、
１２ビツトワードのなかのＬＳＢ２は実際には３２ビツ
トワードのなかのＬＳＢ２０であり、以下同様となる。

その結果、シフト値５Ｈ３Ｈを選んで状態ビットを３２
とットワードのなかの位置２から同じ３２ビツトワード
のなかの位置２８に移動する。この７．５ボルトの例で
は５ＨＳＨとして値２６（すなわち２８−２）を用いる
。

同様に、ＤＡ出力電圧９．３７５ボルトを得るためには
、５Ｈ５Ｈ値２４（すなわち２６−２）を用いて、状態
ビットを３２ビツトワードのなかのＬＳＢ位置２からＬ
ＳＢ位置２６に移動する。

バイアス値ＢＢＢＢは状態表示ワードにはなんの意味も
もたない。したがって、状態ビット処理には、バイアス
値をＯに設定する。技術的パラメタのバイアス値につい
ては後述する。

以上の説明は、第４図の５つの項目を状態ワードを処理
する関連で考えてきた。さて、同じ５つの値を技術的パ
ラメータの処理に適用する例について考えてみよう。

記憶装置のアドレスＡＤＤＤに位置するデータワードは
エンジン人口温度（たとえば第１図の点３１の温度）を
表示する。ここではワード全体の値が問題であるので、
ワードから１ビツトを隔離する必要はなく、したがって
マスク値ＭＭＭＭは１１１１に設定するＭＭＭＭをアド
レスＡＤＤＤに位置するワードとＡＮＤすると、その結
果として得られる新しい２進ワードはアドレスＡＤＤＤ
のワードと同じである。

スケール項目５Ｃ３Ｃを用いる理由について以下の例で
説明する。

ＲＡＭワードは１６ビツト長であり、一方ＤＡ嚢換器は
１２ビツトのワードしか受入れない。ＤＡ変換器に送ら
れるワードの長さと比べて、ＲＡＭに含まれるワードの
ビット長の差を吸収するために、スケール項目５ｃｓｃ
とシフト項目５ＨＳＨの両方をマイクロプロセッサ６４
に供給する。

たとえば、与えられたＲＡＭアドレスＡＤＤＤが温度を
示すワードを含んでおり、その温度がθ〜３００下の範
囲にあるとすると、１度に値２１８゜４５、すなわち６
５，５３５／３００　（計数器が２１８１を表示）が割
り当てられていると考えられる。すなわち、各ＲＡＭア
ドレスは１６ビツトのワードを含むので、ワードはＯか
ら６５，５３５までの範囲の１０進数を表示できる。１
″の温度は２１８．４５に相当する２進数で表示され、
２°の温度は２１８．４５Ｘ２に相当する２進数で表示
され、以下同様となる。

１６ビツト数を対応する１２ビツト数にスケーリングす
るために、次の式を解く。

ｘ／６５，５３５−ｙ／４０９に こで、ＸはＲＡＭのアドレスＡＤＤＤに記憶された温度
の１０進数値、ｙはＤＡ変換器に送られるスケーリング
された温度の値である。計算の実例を示す。

今問題としているアドレスの温度の１０進数値が２５０
°であるとする。上式でＸに２５０を代入すると、ｙの
解１５．６２５が得られる。この数１５．６２５に相当
する２進数をＤＡ変換器に送る。

第４図に示す５ＣＳＣおよび５ＨＳＨの値は、１６ビツ
トワードを１２ビツトワードにスケーリングするのに用
いる特定のソフトウェア・インプリメンテーションに依
存し、これらの変数は目的の変数が移行する最大範囲（
上側では３００’）に関する情報を含む。

技術的パラメータ用のバイアス値ＢＢＢＢは、パラメー
タの範囲が一極性であれば（すなわち、パラメータがい
つも正であるかいつも負であれば）、０に設定し、パラ
メータの範囲が二極性であれば（すなわち、パラメータ
が正および負の両方の値をもつならば）、２進数２１５
に設定する。バイアス信号に応じて、マイクロプロセッ
サはＤＡ変換器が必要に応じて負の電圧を出力するよう
にさせる。たとえば、ＲＡＭのアドレスＡＤＤＤに位置
する変数は一３００下から＋３００″Ｆの範囲の温度を
表わし、したかって＋１０ボルトのＤＡ小出力温度＋３
００°に相当し、一方−１０ボルトのＤＡ小出力温度−
３００°に相当する。

ｍＰが第４図に示す５項目のデータを受け取った後、第
３図のＩＩＰは要求された計算を実行しくすなわち、Ｒ
ＥＡＤＯＵＴ　（読出し）ルーチンを実行し）、計算し
たデータをデータ母線を使ってＤＡ変換器に伝送する。

当業界で周知の通り、制御母線８２上に現れる駆動（ｅ
ｎａｂｌｅ）信号は、ＤＡ変換器がデータを受け取るの
を許容する。ただし、駆動信号を受け取らないＤＡ変換
器を除く。

アナログ電圧信号であるＤＡ変換器の出力を記録装置、
たとえば前述したような第３図の帯形記録計６８に伝送
する。ＤＡ変換器による伝送の頻度は、第４図のＥＸＥ
ＣＵＴＥ　　ＩＮＴＥＲＲＵＰＴ（割込み実行）信号に
より呼び出される割込みルーチンの出現頻度に依存する
。後者の頻度はエンジン制御プログラムＥＣＰのマイカ
・フレーム時間によって決められる。

マイカ・フレーム時間とは、ＥＣＰの完全な走行の頻度
を意味する。ＥＣＰは０．０１５秒毎に１回走行するが
、各ランは０．０１５秒の全期間を必要とするわけでは
ない。ＥＣＰのマイカ・フレーム時間はこの値０．０１
５秒となる。

この発明の１形式では、第４図のＥＸＥＣＵＴＥ　　Ｉ
ＮＴＥＲＲＵＰＴ信号により、アドレスＡＤＤＤに位置
するワードについての計算が０．０１５秒毎に１回起こ
る。この０．０１５秒の頻度によって、ＤＡ変換器に送
られたデータが、実時間データとみなすのに十分なアッ
プトウディト（すなわち、約０．０１５秒より新しい）
状態に更新される。すなわち、たとえば（ａ）（ＥＣＰ
により）データワードを第３図のＲＡＭに線６１１−の
感知装置入力に基づいてローディングしてから（ｂ）Ｒ
ＥＡＤＯＵＴルーチンによる処理後にワードをＤＡ変換
器に送るまでの遅れは約０．０１５秒となり、ＤＡ小出
力感知装置出力に関して実質的に実時間となる。

以上この発明を、第１図のディジタル制御装置１のＲＡ
Ｍ内のデータをマイクロコンピュータによりＲＥＡＤＯ
ＵＴプログラムに従って処理し、ＤＡ変換器に送り、Ｄ
Ａ変換器から処理されたデータワードをアナログ形式で
、制御装置から離れたロケーションに伝送する場合につ
いて説明した。

この発明の１つの応用例では、振動に対して敏感なため
故障しがちな感知装置を複数個使って、エンジン速度を
検出する。

この用途では、２つのＤＡ変換器を用いて、第２のもの
を第３図に破線のＤＡ変換３６０Ｅとして示す。さらに
、２つのＲＥＡＤＯＵＴルーチンを用い、両者はプログ
ラム構造が同じで、第４図に示す通りであるが、各処理
データを異なるＲＡＭアドレスから検索する。さらに、
マスク（ＭＡＳＫ）、シフト（ＳＨＩＦＴ）などの命令
は一般に各ＲＡＭアドレス毎に相違する。

１つのＲＡＭアドレスＡＤＤＤ　（１）はスピード・ワ
ード５ｐｅｅｄ　Ｗｏｒｄ）と呼ばれる、エンジン速度
を示すワードを含む。別のＲＡＭアドレスＡＤＤＤ　（
２）は、速度に敏感な温度感知装置用のメインテナンス
・ビットを有するワードを含む。すなわち、温度感知装
置は特定のエンジン速度で故障しやすい。おそらくは、
その速度で感知装置が特定の振動周波数にさらされるた
めである。

故障が起こる速度を検出するために、スピード・ワード
を片方のＤＡ変換器に送り、一方メインテナンス・ビッ
トを適正なマスキング等の後で他方のＤＡ変換器に送る
。各ＤＡ変換器は帯形記録二１６８の別々のペン１０１
および１０３を駆動する。

エンジンを加速すると、スピード・ワードは１ビツトの
増分づつ連続的に増加する。増分方式の増加は、第５図
に示す帯形記録計の描線が階段状に現れることを説明し
ている。各段１５０は、スピード・ワードを受け取るＤ
Ａ変換器により駆動されるペンを駆動する、ＤＡ変換器
への入力信号の１ビツトの増加を示す。

しかし、メインテナンス・ビットおよびこのビットで駆
動されるペン（メインテナンス・ビットφベンまたはＭ
Ｂペン）は、そのメインテナンス・ビットの値が変わる
まで、安定である。値が変わると、ＭＢペンが振れる。

（振れの量はこのビットに用いたシフト値５Ｈ８Ｈに依
存する。）かくして、第５図に示すように、感知装置の
故障が起こるエンジン速度はＭＢペンのチャートの折れ
１５５として現れる。

この発明の第２の適用例は、始動時のエンジン構成部品
の作動を検査するのに用いられる。始動時には、適切な
エンジン部品が適切な順序で起動することがｍ要である
。たとえば、まず１ｉｋＶ′Ｊ１エンジンが回転してい
ないとき、始動機空気弁（図示せず）を開き、圧縮空気
の噴射を第１図の高圧タービンブレード４１に吹き込ん
でタービンを回転させる。つぎに、タービンが適正速度
に達したら、燃料弁４３を開き、燃料を燃焼器４４に供
給する。その後、点火装置（図示せず）を作動し、燃料
に点火する。これに続いて、火炎検出器（図示せず）が
、点火が行なわれたか否かを示す信号を出す。

もし点火が失敗していたら、この事実を確認し、未燃焼
燃料がエンジン内にあふれるのを防ぐため燃料弁４３を
閉じなければならない。

この発明を用いて適正な順序についてチエツクするには
、次のようにする。２つのＤＡ変換器を用いる。１つの
ＤＡ変換器は、前述の例と同じくスピード・ワードを受
け取り、そして他方のＤＡ変換器は４つの事象の発生を
示す複合信号を受け取る。

この複合信号を導出する１つの方法では、各事象を表わ
す状態ビット同士を組合わせて、ＤＡ出力に送ることが
できる１つの複合状態表示ワードとする。このことは、
本発明を用いて次のように行なうことができる。最初、
目的の各ビットをマイクロプロセッサにより前述した工
程の通りに操作する。第１事象を表示するビットを、Ａ
ＤＤＤ。

ＭＭＭＭ、５Ｃ３Ｃ，５Ｈ３ＨおよびＢＢＢＢに適正な
値をあてることにより、２進データワードの位置ＭＳＢ
２に挿入する。第２事象を表示するビットをその２進デ
ータワードの位置ＭＳＢ３に挿入し、第３事象を表示す
るビットをその２進デタワードの位置ＭＳＢ４に挿入し
、第４事象を表示するビットをその２進データワードの
位置ＭＳＢ５に挿入する。つぎに、これら４つの２進デ
ータワードの論理和（ＯＲ）をとり、複合２進データワ
ードを生成する。この複合ワードをＤＡ変換器に送る。

この場合、始動機の空気を起動させると、始動機空気ワ
ードに０１０００の信号が生じる。燃料を流し始めると
、燃料流れワードに００１００の信号が生成する。点火
装置が動作すると、点火装置ワードに０００１０の信号
が生成する。火炎を検出すると、火炎ワードに００００
１の信号が生起する。これら４つのワードを一緒に論理
和をもとめる（ＯＲする）と、その結果は、これから説
明するように、どの事象が実際に起こったかに依存する
。

もしも始動機の空気がオンであるが、残り、つまり燃料
流れ、点火装置、および火炎検出器がオフであると、論
理的ＯＲｎ算の結果は０１０００となる。（すなわち、
０１（１００−（ｉｉ（１０（１０Ｒ００００００Ｒ０
０００００Ｒ０ ００００）この信号がＤＡ変換器に送られると（１２ビ
ツトワードの５つのＭＳＢの形式でＤＡ変換器に送られ
る）、その結果、上記式で示されるように、ＤＡ変換器
が＋５　Ｖｄｃの信号を出す。

（すなわち、５−１０−　（１０２４Ｘ２０）／４しか
し、始動機空気と燃料流れの両方がオンであるが、点火
装置と火炎検出器の両方がオフであると、その場合、論
理和（ＯＲ）演算の結果は０１１００となり、ＤＡ変換
器が生成するアナログ電圧は＋２．５Ｖｃｆｃとなる。

始動機空気、燃料流れ、および点火装置がすべてオンで
あるが、火炎が検出されないと、その場合、論理和（Ｏ
Ｒ）演算の結果は０１１１０となり、生成するアナログ
電圧は＋１．２５Ｖｄｃとなる。最後の場合として、も
しも４つすべての事象が生起していたなら、論理和（Ｏ
Ｒ）演算の結果は０１１１１となり、アナログ電圧は＋
〇、６２５Ｖｄｃとなる。

したがって、運転の順序が適正であれば、ＤＡ変換器に
とどく信号の順序は、０１０００．０１１００．０１１
１０そして０１１１１となり、これらはそれぞれ＋５、
＋２．５、＋１．２５そして＋〇、６２５Ｖｄｃに相当
する。この順序は４つの事象の時間的履歴を与える。こ
れらの電圧信号を受け取るＤＡ変換器で駆動されるペン
は第６図に示す段階状応答１６５を描く。

しかし、もしも燃料弁が故障すると、ＤＡ変換器にとど
く信号の順序が、０１０００，０１０００（すなわち不
変）、０１１１０そして０１１１１となり、これらはそ
れぞれ＋５、＋５　（不変）、＋１．２５そして＋〇、
６２５Ｖｄｃに相当する。

かくして描かれるプロットは第６図に破線で示す破線プ
ロット１６８となる。点１７０で始まる階段状チャート
１６５からの逸脱から誤作動が明らかである。さらに、
誤作動が起こった速度は速度チャートに現われており、
それは階段状チャート１６５からの逸脱が起こるときの
速度である。

この発明の重要な特徴は、利用されていなかった第１図
のエンジン制御装置１に含まれるハードウェアを使用で
きることにある。すなわち、第３図のＤＡ変換器６０は
集積回路としてパッケージされていることがほとんどで
、１対または４個組で納品される。（４個組とは、４個
のＤＡ変換器が１つのパッケージに組み込まれているこ
と。）エンジンを適正に運転するのに１パツケージ中の
ＤＡ変換器のすべてが必要なわけではないこともあり、
そのような場合には制御装置内に余ったＤＡ変換器が存
在することになる。たとえば、第３図のＤＡ変換器６０
ＦはＤＡ変換器６０Ａと同じパッケージに含まれている
のに、このＤＡ変換器６０Ｆは作動器の制御には利用さ
れていない。本発明は、第３図の記録ステーション６３
の記録装置を駆動するために、これらの使われていない
ＤＡ変換器を利用する。

この発明の要旨を逸脱せぬ範囲内で種々の置換えや変更
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はガスタービンエンジンの線図的断面図、第２図
は第１図のエンジンの高圧圧縮機１８に含まれる可変ス
テータベーンの斜視図、第３図は第１図の制御装置１の
一部をこの発明と合わせて示すブロック図、 第４図はこの発明に用いるデータ転送シーケンスを示す
図、そして 第５図および第６図は帯形記録３［にプロットさ８２：
制御母線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、マイクロプロセッサ、記憶装置およびディジタル−
   アナログ（ＤＡ）変換器を含むガスタービンエンジン用
   のディジタル電子制御装置において、 ａ）制御装置から離れて位置し、マイクロ プロセッサにデータをＤＡ変換器に伝送するよう命令す
   るインターフェース手段と、 ｂ）制御装置から離れて位置し、ＤＡ変換 器からの出力信号を受け取る表示手段と を含む装置。 ２、マイクロプロセッサを有するガスタービンエンジン
   用のディジタル電子制御装置において、ａ）（ｉ）マイ
   クロプロセッサからディジ タル信号を受取り、（ｉｉ）ディジタル信号をアナログ
   信号に変換し、（ｉｉｉ）アナログ信号を、エンジン構
   成部品を作動する作動器に送るための第１群のディジタ
   ル−アナログ（ＤＡ）変換器と、ｂ）（ｉ）マイクロプ
   ロセッサからディジ タル信号を受取り、（ｉｉ）ディジタル信号をアナログ
   信号に変換し、（ｉｉｉ）アナログ信号をエンジンの外
   部に位置する記録装置に送るための第２群の１つ以上の
   ＤＡ変換器とを含む装置。 ３、ａ）プロセッサと、 ｂ）ディジタルワードを記憶する記憶装置 と、 ｃ）記憶装置とプロセッサの間でディジタ ルワードを伝送するディジタルデータ母線と、ｄ）ディ
   ジタルデータ母線から入力を受け 取る少なくとも１個のディジタル−アナログ（ＤＡ）変
   換器と、 ｅ）制御装置から離れて位置する記録装置 と、 ｆ）ＤＡ変換器から記録装置にアナログ信 号を搬送する線とを含むガスタービンエンジン用電子制
   御装置。 ４、ガスタービンエンジン用のディジタル電子制御装置
   において、 ａ）（ｉ）制御装置の外部の源から、デー タの記憶装置のアドレスについての情報および各アドレ
   ス毎にそのデータのコンピュータ処理のタイプについて
   の情報を受取り、（ｉｉ）処理後にデータをディジタル
   データ母線に送るプロセッサと、ｂ）（ｉ）上記母線か
   ら処理データを受取 り、（ｉｉ）処理データをアナログ形式に変換し、（ｉ
   ｉｉ）アナログ形式のデータをエンジンの外部に位置す
   る記録装置に送る１つ以上のディジタル−アナログ信号
   変換器とを含む装置。 ５、上記源が、データのマスキング、データのシフト、
   データのスケーリング、およびデータのバイアスの手続
   きの１つ以上を行なう手段を有するコンピュータである
   請求項４に記載の装置。 ６、マイクロプロセッサ、ランダムアクセス・メモリ（
   ＲＡＭ）および複数のディジタル−アナログ（ＤＡ）変
   換器をすべて共通のディジタルデータ母線でリンクして
   有するガスタービンエンジン用のディジタル電子エンジ
   ン制御装置からプリントされたデータを得る方法が、 ａ）上記ＤＡ変換器の１つを用い、ＲＡＭ アドレスにあるデータから導出したアナログ信号を制御
   装置から離れたロケーションに伝送し、ｂ）伝送中にア
   ナログ信号を記録する工程 を含む方法。 ７、ディジタル−アナログ（ＤＡ）変換器を含むガスタ
   ービンエンジン用のディジタル電子制御装置において、 ａ）ディジタルデータをＤＡ変換器に伝送 してアナログ形式に変換し、 ｂ）アナログ形式のデータをエンジン外部 の記録装置に伝送する工程を含む方法。 ８、それぞれ２つ以上のディジタル−アナログ（ＤＡ）
   変換器を有する集積回路パッケージに含まれるＤＡ変換
   器を有する、ガスタービンエンジン用のディジタル電子
   制御装置において、 ａ）ディジタルデータをＤＡ変換器に伝送 してアナログ形式に変換し、 ｂ）アナログ形式のデータをエンジン外部 の記録装置に伝送する工程を含む方法。 ９、ＤＡ変換器に伝送する前にディジタルデータを記憶
   装置に記憶し、記憶したディジタルデータを０．０１５
   秒毎に１度より頻繁に更新する工程を含む請求項７記載
   の方法。 １０、マイクロプロセッサ、ランダムアクセス・メモリ
   （ＲＡＭ）およびディジタル−アナログ（ＤＡ）変換器
   をすべて共通のディジタルデータ母線でリンクして有す
   るガスタービンエンジン用のディジタル電子エンジン制
   御装置からプリントされたデータを得る方法に於て、 ａ）マイクロプロセッサに、第１ＲＡＭロ ケーションに位置する第１ディジタルワードから導出し
   た第１ディジタル信号を周期的に第１ＤＡ変換器に送り
   出すよう命令し、 ｂ）マイクロプロセッサに、第２ＲＡＭロ ケーションに位置する第２ディジタルワードから導出し
   た第２ディジタル信号を周期的に第２ＤＡ変換器に送り
   出すよう命令し、 ｃ）第１および第２ＤＡ変換器からの信号 を制御装置から離れて位置する表示装置に伝送し、ｄ）
   表示装置上に、第１および第２ディジ タルワードの時間履歴の視覚的表現を表示する工程を含
   む方法。 １１、マイクロプロセッサ、ランダムアクセス・メモリ
   （ＲＡＭ）およびディジタル−アナログ（ＤＡ）変換器
   をすべて共通のディジタルデータ母線でリンクして有す
   るガスタービンエンジン用のディジタル電子エンジン制
   御装置からプリントされたデータを得る方法に於て、 ａ）第１ＤＡ変換器を用いて、ＲＡＭ中の 第１ディジタルワードに基づく第１アナログ信号を第１
   の線に送り、 ｂ）第２ＤＡ変換器を用いて、ＲＡＭ中の 第２ディジタルワードに基づく第２アナログ信号を第２
   の線に送り、 ｃ）制御装置から離れた位置で、第１アナ ログ信号が生起するのとほぼ同時にこの第１アナログ信
   号の視覚的表現を表示し、 ｄ）制御装置から離れた位置で第２アナロ グ信号に変化が生じたときその変化を表示する工程を含
   む方法。 １２、第１ディジタルワードがエンジン速度を表わす請
   求項１１に記載の方法。 １３、第２アナログ信号の変化がエンジン構成部品の状
   態を表わす請求項１１に記載の方法。 １４、第１ディジタルワードがエンジン速度を表わす請
   求項１０に記載の方法。 １５、第２ディジタルワードがエンジン構成部品の故障
   を表わす請求項１０に記載の方法。 １６、第１および第２ラインがそれぞれの信号を帯形記
   録計の第１および第２ペンに送る請求項１１に記載の方
   法。 １７、表示装置がデータを記録し表示する記録手段から
   なる請求項１に記載の装置。 １８、複数のディジタル−アナログ（ＤＡ）変換器を含
   むガスタービンエンジン用のディジタル制御装置におい
   て、 ａ）１つ以上のＤＡ変換器をエンジンから 離れて位置する記録装置に接続する手段と、ｂ）制御装
   置が選ばれたデータを記録装置 に伝送するのを促す手段とを含む装置。