JPH0580580B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0580580B2 JPH0580580B2 JP58156043A JP15604383A JPH0580580B2 JP H0580580 B2 JPH0580580 B2 JP H0580580B2 JP 58156043 A JP58156043 A JP 58156043A JP 15604383 A JP15604383 A JP 15604383A JP H0580580 B2 JPH0580580 B2 JP H0580580B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control pattern
- atmospheric conditions
- set value
- angle
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/48—Control of fuel supply conjointly with another control of the plant
- F02C9/50—Control of fuel supply conjointly with another control of the plant with control of working fluid flow
- F02C9/54—Control of fuel supply conjointly with another control of the plant with control of working fluid flow by throttling the working fluid, by adjusting vanes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
本発明は、電子制御ガスタービンエンジンの可
動部制御方法に係り、特に、自動車等の車両に用
いられるガスタービンエンジンに適用するのに好
適な、少くともガスゼネレータ回転数に応じて、
予め設定された制御パターンを用いて、タービン
温度が設定値となるよう可変ノズル又は可変イン
レツトガイドベーンの角度を制御するようにした
電子制御ガスタービンエンジンの可動部制御方法
に関する。
動部制御方法に係り、特に、自動車等の車両に用
いられるガスタービンエンジンに適用するのに好
適な、少くともガスゼネレータ回転数に応じて、
予め設定された制御パターンを用いて、タービン
温度が設定値となるよう可変ノズル又は可変イン
レツトガイドベーンの角度を制御するようにした
電子制御ガスタービンエンジンの可動部制御方法
に関する。
近年、車両用燃料、特に自動車用燃料の多様化
を図る目的で、ガスタービンエンジンを自動車に
用いる試みがなされている。このガスタービンエ
ンジンにおいては、アクセル操作に応じて、安定
な、時には迅速に変化する出力を発生する為に、
エンジンの全ての構成要素の作動点が許容範囲
内、できれば最適な位置にくるように、燃焼器に
供給される燃料流量、及び、ガスゼネレータ（以
下GGと称する）を構成するコンプレツサタービ
ンの出側に配設される可変ノズル（以下VNと称
する）の角度や同じくGGを構成するコンプレツ
サの入側に配設される可変インレツトガイドベー
ン（以下VIGVと称する）の角度等の可動部を
刻々制御する必要がある。従つて、例えば、GG
回転数に応じて、予め設定された制御パターンを
用いて、タービン入口温度が設定値となるよう
VN角度を制御することが考えられる。 ２軸式ガスタービンエンジンに適用された、前
記のようなVN角度制御の原理を、第１図に示
す。図において、横軸は、GG回転数N1を、その
定格回転数（通常のエンジンで数万rpmから10万
rpm程度）を100％として、％単位で示したもの
であり、アイドリングの回転数は、例えば、50％
となる。又、縦軸は、VN角度θvnを示したもの
であり、図の上方に行く程、開くものとする。 一般に、GG回転数N1が一定であれば、VN角
度θvnを閉じるほど、タービン入口温度T4及びタ
ービン出口温度T6が高くなり、エンジンの熱効
率が向上する。しかしながら、このタービン入口
温度T4及びタービン出口温度T6には、タービン
の材料等による上限がある。 今、タービン入口温度T4の上限値又は設定値
T4setでエンジンが作動するように制御する場合
を例にとつて説明する。尚、前記設定値T4set、
ここでは、説明を簡単にする為に、一定値として
いるが、実際には、次式に示す如く、GG回転数
N1等の関数であつても良い。 T4set＝ｆ（N1） ………(1) 大気条件が定まつた場合、例えば15℃１気圧の
時に、タービン入口温度T4が設定値T4setになる
VN角度θvnは、エンジンが定常状態にあれば、
例えば、第１図に示す線分ABとなる。又、エン
ジンがアイドリングの時は、VN角度θvnを開の
状態にしておく方が、燃料流量が少いので、アイ
ドリング回転数50％以下の時は、線分EFで示す
如く、VN角度θvnを全開とする。結局、GG回転
数N1に応じた、定常状態でエンジンを熱効率良
く運転できる最適なVN角度θvnは、線分FECAB
に示されるものとなる。勿論、GG回転数N1がＡ
点より小さい領域では、タービン入口温度T4が
設定値T4setより低くなつている。 以上のことから、エンジンコントローラ内に、
第１図の線分FECAB（以下設定制御パターンθs
（N1）と称する）を与えておき、GG回転数N1が
定まつた時に、その時の最適なVN角度θvnを設
定制御パターンθs（N1）から求めて、その角度に
なるように、VNを制御すれば良い。 又、エンジンを加速した場合には、第２図に示
す如く、VN角度θvnが、線分FMG上を通つて変
化する。第２図において、線分FGは、第１図の
線分ABの一部分である。又、N1setは、アクセ
ルペダルで制御されるGG回転数の設定値であ
る。従つて、GG回転数は、設定値N1setに追従
して変化する。今、点Ｆ上で、GG回転数N1及び
その設定値N1setが共にN1iの定常状態にあり、
設定値T4setの温度でエンジンが作動していたの
が、次の瞬間にアクセルペダルが踏込まれて、
GG回転数の設定値が第２図に示されるN1set（＞
N1i）となつたとする。この時、エンジンコント
ローラは、GG回転数N1iがその設定値N1setに等
しくなるように、燃料流量を増加し、同時にVN
角度θvnを予め設定された加速用制御パターンに
従つて制御するので、エンジンは線分FMGをた
どつて加速する。そして、GG回転数N1が設定値
N1setに達した時、VN角度θvnが、設定制御パタ
ーン上の点θs（N1set）になるように、即ち、点
Ｇで作動するように制御される。 一方、例えば大気温度が変化して大気条件が変
化すると、タービン入口温度T4が設定値T4setに
なるVN角度θvnは、前出第１図の線分ABから線
分CDに変化する。これに伴つて、タービン入口
温度T4がその設定値T4setになるVN角度θvnが、
第３図に示す如く、θs（N1）からθs′（N1）に変化
したとする。この時、線分FGJ上でエンジンを作
動すると、即ち、設定制御パターンθs（N1）上で
作動すると、タービン入口温度T4はその設定値
T4set以上となり、エンジンの破損に繋がるおそ
れがある。第３図は、θs′（N1）＞θs（N1）の状態
を示すが、勿論、大気条件やエンジン性能の変化
により、θs′（N1）＜θs（N1）になることもある。
この場合には、設定制御パターンθs（N1）上でエ
ンジンを作動すると、タービン入口温度T4は設
定値T4setよりも低くなり、エンジンを熱効率の
悪い所で使用することになる。 このように、タービン入口温度T4が設定値
T4setになる作動線が、設定制御パターンθs
（N1）、即ち線分FGJからずれた場合には、それ
を補正し、設定値T4setの温度でエンジンを運転
する必要がある。従つて、第３図の点Ｆから点Ｇ
に加速した時、タービン入口温度T4が設定値
T4setになつていないので、タービン入口温度T4
のフイードバツク制御により、タービン入口温度
T4が設定値T4setになるようにVN角度を開いて
いくようにすると、点Ｇから点Ｈに移る。そし
て、点Ｈで設定値T4setの温度で運転される。次
にこの状態からアクセルペダルを踏込み、GG回
転数の設定値N1setがN1′setになつたとすると、
エンジンは、点Ｈから点Ｊへ加速する。次いで、
点Ｇから点Ｈへ移つた時と同様にして、タービン
入口温度T4のフイードバツク制御により、点Ｊ
から点Ｋに移る。 このようにして、タービン入口温度T4のフイ
ードバツク制御を行うことにより、設定値T4set
に、ある程度近づけて制御することが考えられる
が、この場合には、点Ｇ及び点Ｊで運転されるこ
となどからわかるように、精度良くタービン入口
温度T4を設定値T4setに制御することができない
という問題点を有していた。 尚、前記説明においては、タービン入口温度
T4を制御する場合を例にとつて説明しているが、
タービン入口温度T4の代わりに、タービン出口
温度T6を用いた場合でも同様の問題点を有して
いた。勿論、このタービン出口温度T6を用いた
制御においては、その設定値T6setになるVN角
度θvnは、GG回転数N1と出力軸回転数N3の両者
の関数で与えられる。 前記のような問題点を解消するべく、VN又は
VIGVの制御パターンを、大気温度、大気圧、エ
ンジン性能等の変化に応じて修正して、精度の高
いタービン入口温度T4或いはタービン出口温度
T6の制御を行なうことが考えられる。 しかしながら、例えばトンネル通過時のように
大気温度が急激に変化すると、VN又はVIGVの
制御パターンの修正が遅れ、最適な制御ができな
い恐れがあつた。
を図る目的で、ガスタービンエンジンを自動車に
用いる試みがなされている。このガスタービンエ
ンジンにおいては、アクセル操作に応じて、安定
な、時には迅速に変化する出力を発生する為に、
エンジンの全ての構成要素の作動点が許容範囲
内、できれば最適な位置にくるように、燃焼器に
供給される燃料流量、及び、ガスゼネレータ（以
下GGと称する）を構成するコンプレツサタービ
ンの出側に配設される可変ノズル（以下VNと称
する）の角度や同じくGGを構成するコンプレツ
サの入側に配設される可変インレツトガイドベー
ン（以下VIGVと称する）の角度等の可動部を
刻々制御する必要がある。従つて、例えば、GG
回転数に応じて、予め設定された制御パターンを
用いて、タービン入口温度が設定値となるよう
VN角度を制御することが考えられる。 ２軸式ガスタービンエンジンに適用された、前
記のようなVN角度制御の原理を、第１図に示
す。図において、横軸は、GG回転数N1を、その
定格回転数（通常のエンジンで数万rpmから10万
rpm程度）を100％として、％単位で示したもの
であり、アイドリングの回転数は、例えば、50％
となる。又、縦軸は、VN角度θvnを示したもの
であり、図の上方に行く程、開くものとする。 一般に、GG回転数N1が一定であれば、VN角
度θvnを閉じるほど、タービン入口温度T4及びタ
ービン出口温度T6が高くなり、エンジンの熱効
率が向上する。しかしながら、このタービン入口
温度T4及びタービン出口温度T6には、タービン
の材料等による上限がある。 今、タービン入口温度T4の上限値又は設定値
T4setでエンジンが作動するように制御する場合
を例にとつて説明する。尚、前記設定値T4set、
ここでは、説明を簡単にする為に、一定値として
いるが、実際には、次式に示す如く、GG回転数
N1等の関数であつても良い。 T4set＝ｆ（N1） ………(1) 大気条件が定まつた場合、例えば15℃１気圧の
時に、タービン入口温度T4が設定値T4setになる
VN角度θvnは、エンジンが定常状態にあれば、
例えば、第１図に示す線分ABとなる。又、エン
ジンがアイドリングの時は、VN角度θvnを開の
状態にしておく方が、燃料流量が少いので、アイ
ドリング回転数50％以下の時は、線分EFで示す
如く、VN角度θvnを全開とする。結局、GG回転
数N1に応じた、定常状態でエンジンを熱効率良
く運転できる最適なVN角度θvnは、線分FECAB
に示されるものとなる。勿論、GG回転数N1がＡ
点より小さい領域では、タービン入口温度T4が
設定値T4setより低くなつている。 以上のことから、エンジンコントローラ内に、
第１図の線分FECAB（以下設定制御パターンθs
（N1）と称する）を与えておき、GG回転数N1が
定まつた時に、その時の最適なVN角度θvnを設
定制御パターンθs（N1）から求めて、その角度に
なるように、VNを制御すれば良い。 又、エンジンを加速した場合には、第２図に示
す如く、VN角度θvnが、線分FMG上を通つて変
化する。第２図において、線分FGは、第１図の
線分ABの一部分である。又、N1setは、アクセ
ルペダルで制御されるGG回転数の設定値であ
る。従つて、GG回転数は、設定値N1setに追従
して変化する。今、点Ｆ上で、GG回転数N1及び
その設定値N1setが共にN1iの定常状態にあり、
設定値T4setの温度でエンジンが作動していたの
が、次の瞬間にアクセルペダルが踏込まれて、
GG回転数の設定値が第２図に示されるN1set（＞
N1i）となつたとする。この時、エンジンコント
ローラは、GG回転数N1iがその設定値N1setに等
しくなるように、燃料流量を増加し、同時にVN
角度θvnを予め設定された加速用制御パターンに
従つて制御するので、エンジンは線分FMGをた
どつて加速する。そして、GG回転数N1が設定値
N1setに達した時、VN角度θvnが、設定制御パタ
ーン上の点θs（N1set）になるように、即ち、点
Ｇで作動するように制御される。 一方、例えば大気温度が変化して大気条件が変
化すると、タービン入口温度T4が設定値T4setに
なるVN角度θvnは、前出第１図の線分ABから線
分CDに変化する。これに伴つて、タービン入口
温度T4がその設定値T4setになるVN角度θvnが、
第３図に示す如く、θs（N1）からθs′（N1）に変化
したとする。この時、線分FGJ上でエンジンを作
動すると、即ち、設定制御パターンθs（N1）上で
作動すると、タービン入口温度T4はその設定値
T4set以上となり、エンジンの破損に繋がるおそ
れがある。第３図は、θs′（N1）＞θs（N1）の状態
を示すが、勿論、大気条件やエンジン性能の変化
により、θs′（N1）＜θs（N1）になることもある。
この場合には、設定制御パターンθs（N1）上でエ
ンジンを作動すると、タービン入口温度T4は設
定値T4setよりも低くなり、エンジンを熱効率の
悪い所で使用することになる。 このように、タービン入口温度T4が設定値
T4setになる作動線が、設定制御パターンθs
（N1）、即ち線分FGJからずれた場合には、それ
を補正し、設定値T4setの温度でエンジンを運転
する必要がある。従つて、第３図の点Ｆから点Ｇ
に加速した時、タービン入口温度T4が設定値
T4setになつていないので、タービン入口温度T4
のフイードバツク制御により、タービン入口温度
T4が設定値T4setになるようにVN角度を開いて
いくようにすると、点Ｇから点Ｈに移る。そし
て、点Ｈで設定値T4setの温度で運転される。次
にこの状態からアクセルペダルを踏込み、GG回
転数の設定値N1setがN1′setになつたとすると、
エンジンは、点Ｈから点Ｊへ加速する。次いで、
点Ｇから点Ｈへ移つた時と同様にして、タービン
入口温度T4のフイードバツク制御により、点Ｊ
から点Ｋに移る。 このようにして、タービン入口温度T4のフイ
ードバツク制御を行うことにより、設定値T4set
に、ある程度近づけて制御することが考えられる
が、この場合には、点Ｇ及び点Ｊで運転されるこ
となどからわかるように、精度良くタービン入口
温度T4を設定値T4setに制御することができない
という問題点を有していた。 尚、前記説明においては、タービン入口温度
T4を制御する場合を例にとつて説明しているが、
タービン入口温度T4の代わりに、タービン出口
温度T6を用いた場合でも同様の問題点を有して
いた。勿論、このタービン出口温度T6を用いた
制御においては、その設定値T6setになるVN角
度θvnは、GG回転数N1と出力軸回転数N3の両者
の関数で与えられる。 前記のような問題点を解消するべく、VN又は
VIGVの制御パターンを、大気温度、大気圧、エ
ンジン性能等の変化に応じて修正して、精度の高
いタービン入口温度T4或いはタービン出口温度
T6の制御を行なうことが考えられる。 しかしながら、例えばトンネル通過時のように
大気温度が急激に変化すると、VN又はVIGVの
制御パターンの修正が遅れ、最適な制御ができな
い恐れがあつた。
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくな
されたもので、大気温度や大気圧等の大気条件が
急激に変化した場合であつても、最適な制御パタ
ーンを迅速に得ると共に、エンジン性能の変化に
応じた制御パターンの修正を的確に行うことがで
き、従つて、タービン温度を精度良く制御して、
常にエンジンを熱効率の良いところで運転するこ
とができると共に、過温度によるエンジンの破壊
を防止することができる電子制御ガスタービンエ
ンジンの可動部制御方法を提供することを目的と
する。
されたもので、大気温度や大気圧等の大気条件が
急激に変化した場合であつても、最適な制御パタ
ーンを迅速に得ると共に、エンジン性能の変化に
応じた制御パターンの修正を的確に行うことがで
き、従つて、タービン温度を精度良く制御して、
常にエンジンを熱効率の良いところで運転するこ
とができると共に、過温度によるエンジンの破壊
を防止することができる電子制御ガスタービンエ
ンジンの可動部制御方法を提供することを目的と
する。
本発明は、少くともガスゼネレータ回転数に応
じて、予め設定された制御パターンを用いて、タ
ービン温度が設定値となるよう可変ノズル又は可
変インレツトガイドベーンの角度を制御するよう
にした電子制御ガスタービンエンジンの可動部制
御方法において、第４図にその要旨を示す如く、
大気条件を検知し、該大気条件に応じて、基準の
大気条件における制御パターンを変化させて補正
すると共に、タービン温度が設定値と一致してい
るか否かを判定し、タービン温度が設定値と一致
していない時は、可変ノズル又は、可変インレツ
トガイドベーンの角度を変化させ、タービン温度
が設定値と一致した時は、その時の可変ノズル又
は可変インレツトガイドベーンの角度に応じて、
大気条件の変化による影響分を除いた上で、前記
基準の大気条件における制御パターンを修正する
ことにより、前記目的を達成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記制御パターン
を、基準の大気条件における制御パターン上のデ
ータに、大気条件に応じて変化する設定値を加減
することによつて補正するようにして、制御パタ
ーンが大気条件に応じて容易に変化できるように
したものである。 又、本発明の他の実施例態様は、前記基準の大
気条件における制御パターンを、修正時のガスゼ
ネレータ回転数から遠いデータ程、修正量が徐々
に小さくなるように、ガスゼネレータ回転数に対
応するデータを重み付けして変更することによ
り、修正するようにして、制御パターン修正の信
頼性を高めたものである。
じて、予め設定された制御パターンを用いて、タ
ービン温度が設定値となるよう可変ノズル又は可
変インレツトガイドベーンの角度を制御するよう
にした電子制御ガスタービンエンジンの可動部制
御方法において、第４図にその要旨を示す如く、
大気条件を検知し、該大気条件に応じて、基準の
大気条件における制御パターンを変化させて補正
すると共に、タービン温度が設定値と一致してい
るか否かを判定し、タービン温度が設定値と一致
していない時は、可変ノズル又は、可変インレツ
トガイドベーンの角度を変化させ、タービン温度
が設定値と一致した時は、その時の可変ノズル又
は可変インレツトガイドベーンの角度に応じて、
大気条件の変化による影響分を除いた上で、前記
基準の大気条件における制御パターンを修正する
ことにより、前記目的を達成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記制御パターン
を、基準の大気条件における制御パターン上のデ
ータに、大気条件に応じて変化する設定値を加減
することによつて補正するようにして、制御パタ
ーンが大気条件に応じて容易に変化できるように
したものである。 又、本発明の他の実施例態様は、前記基準の大
気条件における制御パターンを、修正時のガスゼ
ネレータ回転数から遠いデータ程、修正量が徐々
に小さくなるように、ガスゼネレータ回転数に対
応するデータを重み付けして変更することによ
り、修正するようにして、制御パターン修正の信
頼性を高めたものである。
【発明の作用】
本発明においては、大気条件に応じて制御パタ
ーンを補正するようにしたので、変化の時間的割
合が早い大気温度や大気圧等の大気条件の変化に
応じて、制御パターンが迅速に補正され、従つ
て、大気条件に応じた適切な制御を迅速に行なう
ことができる。これにより、エンジンのタービン
入口温度或いはタービン出口温度を精度良く制御
して、エンジンを熱効率の良いところで運転する
と共に、過温度によるエンジン破壊が防止され
る。更に、タービン温度が設定値と一致していな
い時は、VN又はVIGNの角度を変化させ、ター
ビン温度が設定値と一致した時は、その時のVN
又はVIGVの角度に応じて、、大気条件の変化に
よる影響分を除いた上で、基準の大気条件におけ
る制御パターンを修正するようにしたので、比較
的変化の時間的割合が遅いエンジン性能の変化に
応じて、制御パターンが的確に修正される。 即ち、大気温度が基準温度、例えば０℃の時
に、定常状態でタービン入口温度T4が最大許容
温度T4setになるVN角度θvnと、GG回転数N1と
の関係を表わした基準制御パターンθs（N1）は、
第５図に実線で示す如くとなる。従つて、大気温
度が０℃の時は、この基準制御パターンθs（N1）
上でエンジンを運転することが、エンジンを熱効
率の良い点で運転することに相当する。この大気
温度において、エンジンを加速して、GG回転数
N1iをアクセルペダルで設定される設定値N1set
まで増加する場合は、第５図の線分GMFと作動
させれば良い。しかしながら、大気温度や大気圧
の大気条件やエンジン性能の変化により、タービ
ン入口温度T4が設定値T4setとなるVNの制御パ
ターンは、第５図に実線で示された基準制御パタ
ーンθs（N1）からずれる。例えば大気温度が30℃
となると、最適な制御パターンは、第５図に破線
で示す制御パターンθs′（N1）となる。従つて、例
えば前記基準制御パターンθs（N1）をエンジン運
転状態に応じて逐次修正してゆくことが考えられ
るが、大気温度や大気圧等の大気条件変化によつ
て生じた基準制御パターンθs（N1）の修正を、エ
ンジンの性能変化によつて生じた基準制御パター
ンθs（N1）の修正と同様に行なうことは、両者の
時間的変化の割合が大幅に異なり、例えば、大気
温度はトンネルを通過する時のように急激に変化
することがあることを考慮すると、不都合であ
る。従つて、本発明では、基準となる大気温度に
対応するVNの基準制御パターンθs（N1）を記憶
しておき、大気温度の変化による基準制御パター
ンθs（N1）の変化分は、大気条件の変化に合わせ
て迅速に変化させるのみで、基準制御パターンθs
（N1）自体は修正せず、エンジン性能等の変化の
みに応じて、基準制御パターンθs（N1）の修正を
行なうようにしたものである。
ーンを補正するようにしたので、変化の時間的割
合が早い大気温度や大気圧等の大気条件の変化に
応じて、制御パターンが迅速に補正され、従つ
て、大気条件に応じた適切な制御を迅速に行なう
ことができる。これにより、エンジンのタービン
入口温度或いはタービン出口温度を精度良く制御
して、エンジンを熱効率の良いところで運転する
と共に、過温度によるエンジン破壊が防止され
る。更に、タービン温度が設定値と一致していな
い時は、VN又はVIGNの角度を変化させ、ター
ビン温度が設定値と一致した時は、その時のVN
又はVIGVの角度に応じて、、大気条件の変化に
よる影響分を除いた上で、基準の大気条件におけ
る制御パターンを修正するようにしたので、比較
的変化の時間的割合が遅いエンジン性能の変化に
応じて、制御パターンが的確に修正される。 即ち、大気温度が基準温度、例えば０℃の時
に、定常状態でタービン入口温度T4が最大許容
温度T4setになるVN角度θvnと、GG回転数N1と
の関係を表わした基準制御パターンθs（N1）は、
第５図に実線で示す如くとなる。従つて、大気温
度が０℃の時は、この基準制御パターンθs（N1）
上でエンジンを運転することが、エンジンを熱効
率の良い点で運転することに相当する。この大気
温度において、エンジンを加速して、GG回転数
N1iをアクセルペダルで設定される設定値N1set
まで増加する場合は、第５図の線分GMFと作動
させれば良い。しかしながら、大気温度や大気圧
の大気条件やエンジン性能の変化により、タービ
ン入口温度T4が設定値T4setとなるVNの制御パ
ターンは、第５図に実線で示された基準制御パタ
ーンθs（N1）からずれる。例えば大気温度が30℃
となると、最適な制御パターンは、第５図に破線
で示す制御パターンθs′（N1）となる。従つて、例
えば前記基準制御パターンθs（N1）をエンジン運
転状態に応じて逐次修正してゆくことが考えられ
るが、大気温度や大気圧等の大気条件変化によつ
て生じた基準制御パターンθs（N1）の修正を、エ
ンジンの性能変化によつて生じた基準制御パター
ンθs（N1）の修正と同様に行なうことは、両者の
時間的変化の割合が大幅に異なり、例えば、大気
温度はトンネルを通過する時のように急激に変化
することがあることを考慮すると、不都合であ
る。従つて、本発明では、基準となる大気温度に
対応するVNの基準制御パターンθs（N1）を記憶
しておき、大気温度の変化による基準制御パター
ンθs（N1）の変化分は、大気条件の変化に合わせ
て迅速に変化させるのみで、基準制御パターンθs
（N1）自体は修正せず、エンジン性能等の変化の
みに応じて、基準制御パターンθs（N1）の修正を
行なうようにしたものである。
以下図面を参照して、本発明に係る電子制御ガ
スタービンエンジンの可動部制御方法が採用され
た自動車用ガスタービンエンジンの実施例を詳細
に説明する。 本発明の第１実施例は、本発明を２軸式ガスタ
ービンエンジンのVN角度の制御に適用したもの
で、第６図に示す如く、吸気を圧縮する為のコン
プレツサ１０Ａ及び該コンプレツサ１０Ａを回転
する為のコンプレツサタービン１０Ｂからなる
GG、該コンプレツサタービン１０Ｂに燃焼ガス
を供給する為の燃焼器１０Ｃ、前記コンプレツサ
タービン１０Ｂから排出される燃焼ガスの流量を
制御する為の、本発明に係る制御が行われるVN
１０Ｄ、該VN１０Ｄを通過した燃焼ガスが供給
されるパワータービン１０Ｅ、該パワータービン
１０Ｅを通過したガスによつて、前記コンプレツ
サ１０Ａを介して燃焼器１０Ｃに供給される吸気
を加熱する為の熱交換器１０Ｆ、前記パワーター
ビン１０Ｅの出力軸の回転を減速する為の減数歯
車１０Ｇ，１０Ｈからなるガスタービンエンジン
１０と、前記減速歯車１０Ｇ及び１０Ｈによつて
減速された前記パワータービン１０Ｅの回転を、
自動車の走行状態に合わせて変速する為の自動変
速機（以下ATと称する）１２と、該自動変速機
１２の出力軸の回転を左右の車輪１６に伝える為
の差動歯車装置１４と、アクセルペダル１８の踏
込み量に応じて出力、即ちGG回転数の設定値
N1setが変化するアクセルセンサ２０と、前記コ
ンプレツサ１０Ａ及びコンプレツサタービン１０
ＢからなるGGの回転数N1に比例した出力を発生
するGG回転数検出器２２と、前記減速歯車１０
Ｈの回転数、即ち、エンジン出力軸の回転数N3
に比例した出力を発生するエンジン出力軸回転数
検出器２４と、前記コンプレツサ１０Ａの出口圧
力CDPに比例した出力を発生する為の、圧力セ
ンサとアンプからなるCDP検出器２６と、前記
熱交換器１０Ｆの空気側出口温度、即ち燃焼器１
０Ｃの入口空気温度T35に比例した出力を発生す
る為の、熱電対とアンプからなる燃焼用空気温度
検出器２８と、前記パワータービン１０Ｅの出口
温度、即ちタービン出口温度T6に比例した出力
を発生する為の、同じく熱電対とアンプからなる
タービン出口温度検出器３０と、前記VN１０Ｄ
の角度αfに比例した出力を発生する為の、ポテン
シヨメータとアンプからなるVN角度検出器３２
と、大気温度T0に比例した出力を発生する為の、
サーミスタ又は白金抵抗体とアンプからなる大気
温度検出器３３と、前記AT１２のシフト位置
Spiに比例した出力を発生するシフト位置検出器
３４と、前記GG回転数設定値N1set、GG回転数
N1i、エンジン出力軸回転数N3i、コンプレツサ
出口圧力CDP、燃焼器入口温度T35、タービン出
口温度T6、VN角度αf、大気温度T0等のアナロ
グ信号を順次デジタル信号に変換する為のアナロ
グ−デジタル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器と称す
る）３６と、予め定められた制御プログラムに従
つて、前記Ａ／Ｄ変換器３６やシフト位置検出器
３４等から入力されるデジタル信号をソフトウエ
アで処理して、計量弁３８によつて制御される、
燃料タンク４０から前記燃焼器１０Ｃに供給され
る燃料流量Gf、VN制御用アクチユエータ４２に
よつて制御されるVN角度指令値αs、AT制御用
アクチユエータ４４によつて制御される前記AT
１２のシフト位置Sp等を制御する為のマイクロ
コンピユータ４６と、から構成されている。 前記GG回転数検出器２２は、第７図に詳細に
示す如く、GGの回転に連動する磁性体の回転歯
車２２Ａと、該回転歯車２２Ａの回転をGG回転
数N1に比例した周波数の交流信号で取出す為の
電磁ピツクアツプ２２Ｂと、該電磁ピツクアツプ
２２Ｂの出力を増幅すると共に矩形波に整形する
為のアンプ２２Ｃと、該アンプ２２Ｃの出力をア
ナログ電圧信号に変換して出力する為の周波数−
電圧変換回路２２Ｄとから構成されている。 前記マイクロコンピユータ４６は、第８図に詳
細に示す如く、燃料流量Gf，VN角度指令値αs、
シフト位置Sp等を制御する為の演算手順を定め
た制御プログラム及び故障診断のプログラムを記
憶しているリードオンリメモリ（以下ROMと称
する）４６Ａと、該ROM４６Ａに記憶された制
御プログラムを順次呼び出して、その手順に対応
する演算処理を実行する中央処理ユニツト（以下
CPUと称する）４６Ｂと、該CPU４６Ｂの演算
処理に関連する各種データ及びCPU４６Ｂでの
演算結果を記憶すると共に、そのデータの必要時
にCPU４６Ｂによる呼び出しが可能なランダム
アクセスメモリ（以下RAMと称する）４６Ｃ
と、水晶振動子４６Ｄを含み、前記各種演算の為
の基準クロツクパルスを発生するクロツク発生回
路４６Ｅと、前記シフト位置検出器３４から入力
されるシフト位置信号Spiを入力する為の入出力
ポート（以下Ｉ／Ｆと称する）４６Ｇと、前記
CPU４６Ｂの演算結果に応じて、燃料流量Gf，
VN角度指令値αs、シフト位置Sp等の制御信号を
出力する為のＩ／Ｆ４６Ｈと、から主に構成され
ている。このマイクロコンピユータ４６は、エン
ジンキイスイツチの投入により作動開始する安定
化電源回路（図示省略）からの安定化電圧の供給
を得て作動状態となり、所定の演算処理を設定周
期例えば50ミリ秒で繰返して、燃料流量Gf，VN
角度指令値αs、シフト置Spの制御指令を発生し
ている。 本発明においては、前記基準制御パターンθs
（N1）は固定せずに逐次修正していく必要がある
為、該基準制御パターンθs′（N1）が前記RAM４
６Ｃに記憶されているが、その方法としては、座
標で与える方法と、関数で与える方法が考えられ
る。例えば、座標で与える場合には、第９図及び
下記第１表に示す如く、RAM４６Ｃの中に、１
番目からｉ＋５番目までのデータを、GG回転数
N1（％）とVN角度θvn（゜）で与えることができ
る。なお、ここでは、VNの全開時はθvn＝30゜、
全閉時はθvn＝−30゜とした場合の例を示してい
る。
スタービンエンジンの可動部制御方法が採用され
た自動車用ガスタービンエンジンの実施例を詳細
に説明する。 本発明の第１実施例は、本発明を２軸式ガスタ
ービンエンジンのVN角度の制御に適用したもの
で、第６図に示す如く、吸気を圧縮する為のコン
プレツサ１０Ａ及び該コンプレツサ１０Ａを回転
する為のコンプレツサタービン１０Ｂからなる
GG、該コンプレツサタービン１０Ｂに燃焼ガス
を供給する為の燃焼器１０Ｃ、前記コンプレツサ
タービン１０Ｂから排出される燃焼ガスの流量を
制御する為の、本発明に係る制御が行われるVN
１０Ｄ、該VN１０Ｄを通過した燃焼ガスが供給
されるパワータービン１０Ｅ、該パワータービン
１０Ｅを通過したガスによつて、前記コンプレツ
サ１０Ａを介して燃焼器１０Ｃに供給される吸気
を加熱する為の熱交換器１０Ｆ、前記パワーター
ビン１０Ｅの出力軸の回転を減速する為の減数歯
車１０Ｇ，１０Ｈからなるガスタービンエンジン
１０と、前記減速歯車１０Ｇ及び１０Ｈによつて
減速された前記パワータービン１０Ｅの回転を、
自動車の走行状態に合わせて変速する為の自動変
速機（以下ATと称する）１２と、該自動変速機
１２の出力軸の回転を左右の車輪１６に伝える為
の差動歯車装置１４と、アクセルペダル１８の踏
込み量に応じて出力、即ちGG回転数の設定値
N1setが変化するアクセルセンサ２０と、前記コ
ンプレツサ１０Ａ及びコンプレツサタービン１０
ＢからなるGGの回転数N1に比例した出力を発生
するGG回転数検出器２２と、前記減速歯車１０
Ｈの回転数、即ち、エンジン出力軸の回転数N3
に比例した出力を発生するエンジン出力軸回転数
検出器２４と、前記コンプレツサ１０Ａの出口圧
力CDPに比例した出力を発生する為の、圧力セ
ンサとアンプからなるCDP検出器２６と、前記
熱交換器１０Ｆの空気側出口温度、即ち燃焼器１
０Ｃの入口空気温度T35に比例した出力を発生す
る為の、熱電対とアンプからなる燃焼用空気温度
検出器２８と、前記パワータービン１０Ｅの出口
温度、即ちタービン出口温度T6に比例した出力
を発生する為の、同じく熱電対とアンプからなる
タービン出口温度検出器３０と、前記VN１０Ｄ
の角度αfに比例した出力を発生する為の、ポテン
シヨメータとアンプからなるVN角度検出器３２
と、大気温度T0に比例した出力を発生する為の、
サーミスタ又は白金抵抗体とアンプからなる大気
温度検出器３３と、前記AT１２のシフト位置
Spiに比例した出力を発生するシフト位置検出器
３４と、前記GG回転数設定値N1set、GG回転数
N1i、エンジン出力軸回転数N3i、コンプレツサ
出口圧力CDP、燃焼器入口温度T35、タービン出
口温度T6、VN角度αf、大気温度T0等のアナロ
グ信号を順次デジタル信号に変換する為のアナロ
グ−デジタル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器と称す
る）３６と、予め定められた制御プログラムに従
つて、前記Ａ／Ｄ変換器３６やシフト位置検出器
３４等から入力されるデジタル信号をソフトウエ
アで処理して、計量弁３８によつて制御される、
燃料タンク４０から前記燃焼器１０Ｃに供給され
る燃料流量Gf、VN制御用アクチユエータ４２に
よつて制御されるVN角度指令値αs、AT制御用
アクチユエータ４４によつて制御される前記AT
１２のシフト位置Sp等を制御する為のマイクロ
コンピユータ４６と、から構成されている。 前記GG回転数検出器２２は、第７図に詳細に
示す如く、GGの回転に連動する磁性体の回転歯
車２２Ａと、該回転歯車２２Ａの回転をGG回転
数N1に比例した周波数の交流信号で取出す為の
電磁ピツクアツプ２２Ｂと、該電磁ピツクアツプ
２２Ｂの出力を増幅すると共に矩形波に整形する
為のアンプ２２Ｃと、該アンプ２２Ｃの出力をア
ナログ電圧信号に変換して出力する為の周波数−
電圧変換回路２２Ｄとから構成されている。 前記マイクロコンピユータ４６は、第８図に詳
細に示す如く、燃料流量Gf，VN角度指令値αs、
シフト位置Sp等を制御する為の演算手順を定め
た制御プログラム及び故障診断のプログラムを記
憶しているリードオンリメモリ（以下ROMと称
する）４６Ａと、該ROM４６Ａに記憶された制
御プログラムを順次呼び出して、その手順に対応
する演算処理を実行する中央処理ユニツト（以下
CPUと称する）４６Ｂと、該CPU４６Ｂの演算
処理に関連する各種データ及びCPU４６Ｂでの
演算結果を記憶すると共に、そのデータの必要時
にCPU４６Ｂによる呼び出しが可能なランダム
アクセスメモリ（以下RAMと称する）４６Ｃ
と、水晶振動子４６Ｄを含み、前記各種演算の為
の基準クロツクパルスを発生するクロツク発生回
路４６Ｅと、前記シフト位置検出器３４から入力
されるシフト位置信号Spiを入力する為の入出力
ポート（以下Ｉ／Ｆと称する）４６Ｇと、前記
CPU４６Ｂの演算結果に応じて、燃料流量Gf，
VN角度指令値αs、シフト位置Sp等の制御信号を
出力する為のＩ／Ｆ４６Ｈと、から主に構成され
ている。このマイクロコンピユータ４６は、エン
ジンキイスイツチの投入により作動開始する安定
化電源回路（図示省略）からの安定化電圧の供給
を得て作動状態となり、所定の演算処理を設定周
期例えば50ミリ秒で繰返して、燃料流量Gf，VN
角度指令値αs、シフト置Spの制御指令を発生し
ている。 本発明においては、前記基準制御パターンθs
（N1）は固定せずに逐次修正していく必要がある
為、該基準制御パターンθs′（N1）が前記RAM４
６Ｃに記憶されているが、その方法としては、座
標で与える方法と、関数で与える方法が考えられ
る。例えば、座標で与える場合には、第９図及び
下記第１表に示す如く、RAM４６Ｃの中に、１
番目からｉ＋５番目までのデータを、GG回転数
N1（％）とVN角度θvn（゜）で与えることができ
る。なお、ここでは、VNの全開時はθvn＝30゜、
全閉時はθvn＝−30゜とした場合の例を示してい
る。
【表】
【表】
・ ・ ・
・ ・ ・
・ ・ ・
・ ・ ・
・ ・ ・
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少くともガスゼネレータ回転数に応じて、予
め設定された制御パターンを用いて、タービン温
度が設定値となるよう可変ノズル又は可変インレ
ツトガイドベーンの角度を制御するようにした電
子制御ガスタービンエンジンの可動部制御方法に
おいて、 大気条件を検知し、 該大気条件に応じて、基準の大気条件における
制御パターンを変化させて補正すると共に、 タービン温度が設定値と一致しているか否かを
判定し、 タービン温度が設定値と一致していない時は、
可変ノズル又は可変インレツトガイドベーンの角
度を変化させ、 タービン温度が設定値と一致した時は、その時
の可変ノズル又は可変インレツトガイドベーンの
角度に応じて、大気条件の変化による影響分を除
いた上で、前記基準の大気条件における制御パタ
ーンを修正することを特徴とする電子制御ガスタ
ービンエンジンの可動部制御方法。 ２ 前記制御パターンを、基準の大気条件におけ
る制御パターン上のデータに、大気条件に応じて
変化する設定値を加減することによつて補正する
ようにした特許請求の範囲第１項記載の電子制御
ガスタービンエンジンの可動部制御方法。 ３ 前記基準の大気条件における制御パターン
を、修正時のガスゼネレータ回転数から遠いデー
タ程、修正量が徐々に小さくなるように、ガスゼ
ネレータ回転数に対応するデータを重み付けて変
更することにより、修正するようにした特許請求
の範囲第１項記載の電子制御ガスタービンエンジ
ンの可動部制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15604383A JPS6047825A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 電子制御ガスタ−ビンエンジンの可動部制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15604383A JPS6047825A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 電子制御ガスタ−ビンエンジンの可動部制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6047825A JPS6047825A (ja) | 1985-03-15 |
| JPH0580580B2 true JPH0580580B2 (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=15619066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15604383A Granted JPS6047825A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 電子制御ガスタ−ビンエンジンの可動部制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6047825A (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51111518A (en) * | 1975-03-28 | 1976-10-01 | Hitachi Ltd | Controlling method of gas turbine |
| GB1597129A (en) * | 1976-12-20 | 1981-09-03 | Gen Electric | Gas turbine engine control system |
| JPS6050969B2 (ja) * | 1978-12-25 | 1985-11-11 | 三菱重工業株式会社 | 二軸ガスタ−ビンのバリアブルベ−ン制御装置 |
| JPS5735157A (en) * | 1980-08-08 | 1982-02-25 | Nippon Denso Co Ltd | Ignition timing control system for internal combustion engine |
-
1983
- 1983-08-26 JP JP15604383A patent/JPS6047825A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6047825A (ja) | 1985-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3803081B1 (en) | Two-shaft gas turbine engine system and method of operation | |
| WO2000020746A1 (en) | Device for controlling a variable geometry turbocharger | |
| WO2003067060A1 (en) | Control method for variable geometry turbocharger and related system | |
| JP2008082960A (ja) | ターボチャージャの試験装置 | |
| JPH0580580B2 (ja) | ||
| JPH0575891B2 (ja) | ||
| JPS6363733B2 (ja) | ||
| JPH0575890B2 (ja) | ||
| JPH11257097A (ja) | ガスタービンのファン・圧縮機の可変静翼の制御方法 | |
| JP2010223201A (ja) | ターボチャージャーの可変ノズル制御装置 | |
| JP2855620B2 (ja) | 二軸式ガスタービン機関の制御装置 | |
| JP4244088B2 (ja) | 多変数制御方法 | |
| JP2900371B2 (ja) | 二軸式ガスタービン機関 | |
| JP5123241B2 (ja) | ターボチャージャーの可変ノズル制御装置 | |
| EP1503058B1 (en) | Boost pressure control for an internal combustion engine | |
| JP2547760B2 (ja) | コンバインドサイクル発電プラントの制御装置 | |
| JPH0615824B2 (ja) | ガスタービン燃料制御装置 | |
| JP2961764B2 (ja) | 二軸式ガスタービン機関 | |
| JPH0237119A (ja) | 二軸式ガスタービン機関の制御装置 | |
| JP3557302B2 (ja) | ガスタービン制御装置 | |
| JPH073190B2 (ja) | ガスタービンの制御装置 | |
| JPH06323166A (ja) | ガスタービン燃焼器 | |
| JPH03121218A (ja) | 二軸式ガスタービン機関 | |
| JPH03258928A (ja) | ガスタービン機関の燃料制御装置 | |
| JPH0472430A (ja) | ガスタービン機関の制御方法 |