JPH06247392A - プロペラ式航空機の制御装置 - Google Patents

プロペラ式航空機の制御装置

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Publication number
JPH06247392A
JPH06247392A JP3675193A JP3675193A JPH06247392A JP H06247392 A JPH06247392 A JP H06247392A JP 3675193 A JP3675193 A JP 3675193A JP 3675193 A JP3675193 A JP 3675193A JP H06247392 A JPH06247392 A JP H06247392A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
propeller
power lever
rotation speed
engine
aircraft
Prior art date
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Pending
Application number
JP3675193A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Itakura
英二 板倉
Toshitake Suzuki
利武 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP3675193A priority Critical patent/JPH06247392A/ja
Publication of JPH06247392A publication Critical patent/JPH06247392A/ja
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 航空機の滑らかな滑走走行を確保する。 【構成】 パワーレバーを高出力側に移動するほど、即
ちスロットル開度TAを大きくするほど機関の目標回転
数NETが増大せしめられ、機関回転数が目標回転数N
ETとなるようにプロペラのピッチ角が制御される。パ
ワーレバーの位置が予め定められた低出力範囲X内にあ
るときにはパワーレバーが高出力側に移動せしめられる
ほど目標回転数NETの増大率を低下させ、同時にプロ
ペラ内にオイルを供給してプロペラの質量を増大させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプロペラ式航空機の制御
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】プロペラ効率と内燃機関の効率との積が
最大値となる最適な機関回転数を求め、機関回転数がこ
の最適な機関回転数となるようにプロペラのピッチ角を
制御して燃料消費率を向上せしめるようにしたプロペラ
式航空機の制御装置が公知である(特開平3−2043
93号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
に機関回転数およびプロペラのピッチ角を制御してもパ
ワーレバーを最も低出力側から高出力側に向けて移動し
たときに最初はほとんどプロペラによる推力が発生せ
ず、或る位置を越えると急激にプロペラによる推力が発
生するために航空機が急激に滑走しだすことになる。更
に航空機が滑走を開始した後にパワーレバーを高出力側
に移動するとプロペラによる推力が急上昇するために航
空機の滑走速度が急速に上昇してしまう。このように従
来の制御装置ではパワーレバーの移動に対して航空機が
敏感に反応するために滑らかな滑走を行うのが困難であ
るという問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、パワーレバーを高出力側に移動す
るほど機関の目標回転数が増大せしめられ、機関回転数
が目標回転数となるようにプロペラのピッチ角が制御さ
れるプロペラ式航空機の制御装置において、パワーレバ
ーの位置が予め定められた低出力範囲内にあるときには
パワーレバーが高出力側に移動せしめられるほど目標回
転数の増大率を低下させる目標回転数設定手段を具備し
ている。
【0005】更に本発明によれば上記問題点を解決する
ために、パワーレバーを高出力側に移動するほど機関の
目標回転数が増大せしめられ、機関回転数が目標回転数
となるようにプロペラのピッチ角が制御されるプロペラ
式航空機の制御装置において、パワーレバーの位置が予
め定められた低出力範囲内にあるときにはプロペラの質
量を増大せしめる質量増大手段を具備している。
【0006】
【作用】請求項1に記載の発明ではパワーレバーが高出
力側に移動せしめられるほど目標回転数の増大率を低下
させることによってパワーレバーが移動せしめられたと
きにプロペラによる推力が滑らかに上昇せしめられる。
請求項2に記載の発明ではプロペラの質量を増大させる
ことによってパワーレバーが移動せしめられたときに航
空機が敏感に反応しなくなる。
【0007】
【実施例】図1は航空機のプロペラ2を駆動するための
往復動内燃機関1を図解的に示している。図1に示す実
施例ではこの内燃機関1は火花点火式のV型8気筒内燃
機関からなり、各気筒3a,3b,3c,3d,3e,
3f,3g,3hに夫々点火栓4a,4b,4c,4
d,4e,4f,4g,4hが設けられている。更に各
気筒3a〜3hは夫々対応する吸気枝管5を介して共通
の吸気ダクト6に連結されており、各吸気枝管5には夫
々燃料噴射弁7a,7b,7c,7d,7e,7f,7
g,7hが配置される。吸気ダクト6はインタクーラ8
および吸気ダクト9を介して排気ターボチャージャ10
に連結され、インタクーラ8下流の吸気ダクト6内には
スロットル弁11が配置される。このスロットル弁11
は操縦席に設けられたスロットルレバー12に連結され
る。
【0008】ターボチャージャ10は空気吸込管13、
インペラ14、コンプレッサスクロール室15からなる
コンプレッサ16と、タービンスクロール室17、ター
ビンホイール18、排気ガス流出管19からなる排気タ
ービン20とにより構成され、コンプレッサ16のスク
ロール室15が吸気ダクト9に連結される。一方、各気
筒3a,3b,3c,3dは共通の排気マニホルド21
に連結され、残りの各気筒3e,3f,3g,3hは共
通の排気マニホルド22に連結される。これらの各排気
マニホルド21,22は共通の排気管23に連結され、
この排気管23は排気タービン20のスクロール室17
に連結される。各気筒3a〜3hから排出された排気ガ
スによりタービンホイール18が回転せしめられ、それ
によってインペラ14が回転せしめられるとコンプレッ
サ16により昇圧された空気が吸気ダクト9、インタク
ーラ8、吸気ダクト6および対応する吸気枝管5を介し
て各気筒3a〜3hに供給される。一方、排気管23か
らは排気バイパス管24が分岐され、この排気バイパス
管24は排気ガス流出管19に連結される。この排気バ
イパス管24内にはアクチュエータ25により制御され
るウェストゲートバルブ26が配置されこのアクチュエ
ータ25によって過給圧が制御される。
【0009】図1に示されるように機関本体1には機関
回転数NEを検出するための回転数センサ(以下NEセ
ンサと称す)32が取付けられる。また、スロットル弁
11下流の吸気ダクト6内には吸気ダクト6内の圧力P
Mを検出するための圧力センサ(以下PMセンサと称
す)33が取付けられる。また、スロットル弁11には
スロットル弁11の開度TAを検出するための開度セン
サ(以下TAセンサと称する)34が取付けられる。
【0010】図1に示されるように機関本体1の前面に
はプロペラ軸40を包囲するケーシング41が取付けら
れており、図2はこのケーシング41の内部を図解的に
示している。図2を参照するとプロペラ軸40はケーシ
ング41内において回転可能に支承されており、プロペ
ラ軸40の内端部には大径の歯車42が固定される。こ
の大径の歯車42は機関のクランクシャフト43に固定
された小径の歯車44と噛合せしめられており、従って
クランクシャフト43は歯車42,44からなる減速歯
車機構を介してプロペラ軸40に連結されることにな
る。
【0011】一方、プロペラ軸40内にはプロペラピッ
チを制御するためのピストン45が配置される。このピ
ストン45はプロペラ軸40と共に回転しつつプロペラ
軸40内で軸線方向に摺動可能に配置される。プロペラ
軸40の先端部内にはピストン45の拡大頭部45aに
より画定された油圧室46が形成され、プロペラ軸40
内にはピストン45を油圧室46に向けて押圧する圧縮
ばね47が配置される。油圧室46内には油圧導管48
およびピストン45内の油圧通路49を介してオイルが
供給される。ピストン45上にはピストン45の軸線に
対して直角方向にプロペラ2の根本部2aに向けて延び
る制御ロッド50が固定されており、制御ロッド50の
先端面には溝51が形成されている。一方、プロペラ2
の根本部2aはプロペラ軸40により回転可能に支承さ
れており、このプロペラ2の根本部2aには根本部2a
の回転軸線から偏心した位置に溝51と係合するピン5
2が固定される。従ってピストン45が軸線方向に移動
するとプロペラ2はプロペラ2の長手軸線回りに回転せ
しめられ、斯くしてピストン45によってプロペラ2の
ピッチが制御されることになる。ピストン2の移動量は
油圧室46内のオイル量によって制御され、油圧室46
内のオイル量はプロペラピッチ制御用アクチュエータ5
3(図1)によって制御される。
【0012】一方、図3に示されるようにプロペラ2の
各内部空間54内にはプロペラ2の先端部近傍まで延び
るオイル導管55が配置される。これらのオイル導管5
5はプロペラ軸40内において互いに合流せしめられて
共通のオイル導管56に接続され、このオイル導管56
は図2に示されるようにオイル導管57を介してオイル
ポンプ58に連結される。
【0013】図4は点火栓4a〜4h、燃料噴射弁7a
〜7h、プロペラピッチ制御用アクチュエータ53およ
びオイルポンプ58を制御するための電子制御ユニット
60を示している。図4に示されるように電子制御ユニ
ット60はディジタルコンピュータからなり、双方向性
バス61によって相互に接続されたリードオンリメモリ
(ROM)62、ランダムアクセスメモリ(RAM)6
3、又はマイクロプロセッサ(CPU)64、入力ポー
ト65および出力ポート66を具備する。
【0014】NEセンサ32は機関クランクシャフト4
3が一定クランク角度回転する毎に出力パルスを発生す
る。NEセンサ32の出力パルスは入力ポート65に入
力され、CPU64ではこの出力パルスに基づいて機関
回転数NEが算出される。一方、PMセンサ33はスロ
ットル弁11下流の吸気ダクト6内の絶対圧PMに比例
した出力電圧を発生し、TAセンサ34はスロットル弁
11の開度TAに比例した出力電圧を発生する。PMセ
ンサ33および、TAセンサ34の出力電圧は夫々対応
するAD変換器67を介して入力ポート65に入力され
る。一方、出力ポート66は対応する駆動回路68を介
して各点火栓4a〜4h、各燃料噴射弁7a〜7h、ア
クチュエータ53およびオイルポンプ53に接続され
る。
【0015】ところで本発明による実施例では図6に示
されるように機関の目標回転数NETはパワーレバー1
2の位置、即ちスロットル弁11の開度TAの関数とし
て予め定められており、図6からわかるように目標回転
数NETはパワーレバー12が高出力側に移動せしめら
れるほど、即ちスロットル弁11の開度TAが大きくな
るほど増大せしめられる。なお、パワーレバー12の位
置が低出力範囲にある図6の領域Xは航空機を滑走する
ために使用され、航空機が飛行しているときには図6の
領域Yが使用される。
【0016】図5はパワーレバー12の位置が低出力範
囲(図6の領域X)にあるときの機関回転数NEとプロ
ペラ2による推力との関係を示している。図5から機関
回転数NEが低いうちはほとんど推力が発生せず、機関
回転数NEが或る程度高くなると推力が急激に増大する
ことがわかる。従って例えば図6において破線で示すよ
うに目標回転数NETがスロットル弁11の開度TAに
比例して増大するように設定するとパワーレバー12を
最低出力側から高出力側に移動せしめた当初は推力がほ
とんど発生せず、パワーレバー12が或る位置を越える
と推力が急激に増大することになる。従ってパワーレバ
ー12を高出力側に移動したときに航空機が急激に滑走
を開始し、その後はパワーレバー12を少し変化させる
と推力が大巾に変化するので滑走速度を細かく制御する
のが困難となる。
【0017】そこで本発明による実施例では推力がパワ
ーレバー12の移動量に対して比例するように図6の領
域Xにおける実線で示される如くパワーレバー12が高
出力側に移動せしめられるほど目標回転数NETの増大
率を低下させるようにしている。このようにすると航空
機は静かに滑走を開始し、しかもパワーレバー12の移
動量に対する推力の変化が小さくなるので滑走速度を細
かく制御できることになる。
【0018】また、パワーレバー12を移動させたとき
に推力がゆっくり変化するようにしても航空機の滑らか
な滑走走行を確保することができる。そこで本発明によ
る別の実施例ではパワーレバー12の位置が低出力範囲
(図6の領域X)にあるときにはオイルポンプ58を駆
動してオイル導管55からプロペラ2の内部空間54内
にオイルを供給し、それによってプロペラ2の質量を増
大させるようにしている。プロペラ2の質量を増大させ
るとパワーレバー12を高出力側に移動したときにプロ
ペラ2の回転数が増大するのに時間を要し、斯くして推
力がゆっくりと上昇することになる。従って航空機の滑
らかな滑走を確保できることになる。
【0019】なお、プロペラ2内にオイルを供給すると
このオイルは遠心力によってプロペラ2の内部空間54
の外周部に集まる。従ってオイルポンプ58を逆転させ
ればプロペラ2の全オイルを排出することができる。図
6の領域Xにおける目標回転数NETを図6において実
線で示されるように設定し、しかも図6の領域Xにおい
てプロペラ2内にオイルを供給すると航空機を一層滑ら
かに滑走させることができる。図7はこのようにした場
合の制御ルーチンを示している。
【0020】図7を参照するとまず初めにステップ70
において機関回転数NEおよび吸気ダクト6内の絶対圧
PMに基いて燃料噴射量が算出される。次いでステップ
71ではスロットル弁11の開度TAから図6において
実線で示す関係に基いて目標回転数NETが算出され
る。次いでステップ72では機関回転数NEが目標回転
数NETとなるようにプロペラピッチ制御用アクチュエ
ータ53によってプロペラ2のピッチ角が制御される。
次いでステップ73ではスロットル弁11の開度TAが
設定開度TA0 (図6)よりも小さいか否かが判別され
る。TA≦TA0のときはステップ74に進んで一定時
間オイルポンプ58が正転方向に駆動され、それによっ
てオイルがプロペラ2内に送り込まれる。これに対して
TA>TA 0 になるとステップ75に進んで一定時間オ
イルポンプ58が逆転方向に駆動され、それによってプ
ロペラ2内からオイルが排出される。
【0021】
【発明の効果】航空機の滑らかな滑走走行を確保するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】内燃機関の全体図である。
【図2】プロペラ軸周りの側面断面図である。
【図3】図2の III−III 線に沿ってみた断面図であ
る。
【図4】電子制御ユニットを示す図である。
【図5】機関回転数NEと推力との関係を示す線図であ
る。
【図6】目標回転数NETとスロットル開度TAとの関
係を示す線図である。
【図7】制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…内燃機関 2…プロペラ 11…スロットル弁 12…パワーレバー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パワーレバーを高出力側に移動するほど
    機関の目標回転数が増大せしめられ、機関回転数が目標
    回転数となるようにプロペラのピッチ角が制御されるプ
    ロペラ式航空機の制御装置において、パワーレバーの位
    置が予め定められた低出力範囲内にあるときにはパワー
    レバーが高出力側に移動せしめられるほど目標回転数の
    増大率を低下させる目標回転数設定手段を具備したプロ
    ペラ式航空機の制御装置。
  2. 【請求項2】 パワーレバーを高出力側に移動するほど
    機関の目標回転数が増大せしめられ、機関回転数が目標
    回転数となるようにプロペラのピッチ角が制御されるプ
    ロペラ式航空機の制御装置において、パワーレバーの位
    置が予め定められた低出力範囲内にあるときにはプロペ
    ラの質量を増大せしめる質量増大手段を具備したプロペ
    ラ式航空機の制御装置。
JP3675193A 1993-02-25 1993-02-25 プロペラ式航空機の制御装置 Pending JPH06247392A (ja)

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JP3675193A JPH06247392A (ja) 1993-02-25 1993-02-25 プロペラ式航空機の制御装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006007445B4 (de) * 2005-03-01 2007-03-08 Honda Motor Co., Ltd. Kraftstoffeinspritzsteuer/regelsystem für einen Motor
RU2633824C1 (ru) * 2016-09-09 2017-10-18 Сергей Александрович Савухин Винтомоторная установка для малоразмерного летательного аппарата
JP2020510569A (ja) * 2017-02-07 2020-04-09 サフラン・エアクラフト・エンジンズ タービンエンジンのプロペラの速度およびパワーを制御するための方法

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