JPS5951659B2 - 自動車用ガスタ−ビン制御装置 - Google Patents
自動車用ガスタ−ビン制御装置Info
- Publication number
- JPS5951659B2 JPS5951659B2 JP6831279A JP6831279A JPS5951659B2 JP S5951659 B2 JPS5951659 B2 JP S5951659B2 JP 6831279 A JP6831279 A JP 6831279A JP 6831279 A JP6831279 A JP 6831279A JP S5951659 B2 JPS5951659 B2 JP S5951659B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amount
- gas generator
- engine
- angle
- rotation speed
- 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
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- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は自動車用二軸ガスタービンエンジンの制御装置
に関する。
に関する。
一般に、自動車用二輪ガスタービンエンジンでは、第１
図に示すように、供給燃料の流量Ｗｆとパワータービン
入口可変案内翼（以後ＶＮと略す）の角度αとを主に変
化させて、要求出力が得られるように、エンジン１を制
御している。
図に示すように、供給燃料の流量Ｗｆとパワータービン
入口可変案内翼（以後ＶＮと略す）の角度αとを主に変
化させて、要求出力が得られるように、エンジン１を制
御している。
燃料流量Ｗｆに応じてガス発生機軸の回転数Ｎｇｇが制
御され、一方ＶＮ角度αはコンプレッサのサージを防き
、かつエンジンを効率の良い点で運転できるように制御
するのが通例である。
御され、一方ＶＮ角度αはコンプレッサのサージを防き
、かつエンジンを効率の良い点で運転できるように制御
するのが通例である。
具体的には、アクセル５からのガス発生機回転数指示信
号Ｎｇｇｓｅｔと実際のガス発生機回転数Ｎｇｇとの偏
差を引き算器７で演算して、さらにこの偏差ΔＮｇｇを
演算回路９ （通常は比例積分）に入力して燃料流量指
示値ＣＶｓｅｔとし、この指示値に応じてアクチュエー
タ１１を駆動することにより、ガス発生機回転数Ｎｇｇ
が指示値Ｎｇｇｓｅｔになるように、流量Ｗｆを増減し
て、アクセル踏込量に応じた要求出力を確保する。
号Ｎｇｇｓｅｔと実際のガス発生機回転数Ｎｇｇとの偏
差を引き算器７で演算して、さらにこの偏差ΔＮｇｇを
演算回路９ （通常は比例積分）に入力して燃料流量指
示値ＣＶｓｅｔとし、この指示値に応じてアクチュエー
タ１１を駆動することにより、ガス発生機回転数Ｎｇｇ
が指示値Ｎｇｇｓｅｔになるように、流量Ｗｆを増減し
て、アクセル踏込量に応じた要求出力を確保する。
一方、演算器１５において、エンジン吸気温度Ｔ１と回
転数Ｎｇｇとからガス発生機修正回転数Ｎｇｇ ＊＝
Ｎｇｇ〜何を演算して求め、この修正回転数Ｎｇｇ＊か
ら第２図に示すようなコンプレッサタービン入口修正温
度Ｔ７ｓｅｔ＊を求める。
転数Ｎｇｇとからガス発生機修正回転数Ｎｇｇ ＊＝
Ｎｇｇ〜何を演算して求め、この修正回転数Ｎｇｇ＊か
ら第２図に示すようなコンプレッサタービン入口修正温
度Ｔ７ｓｅｔ＊を求める。
次にＴ７Ｓｅｔ＊×Ｔ１を演算してコンプレッサタービ
ン入口温度指示値Ｔ７Ｓｅｔを求め、これと実際のコン
プレッサタービン入口温度Ｔ７との偏差を引き算器［８
で演算して、さらにこの偏差ΔＴ７を演算回路２０ （
通常は比例積分）に入力しＶＮ角度指示値ＶＮｓｅｔを
得る。
ン入口温度指示値Ｔ７Ｓｅｔを求め、これと実際のコン
プレッサタービン入口温度Ｔ７との偏差を引き算器［８
で演算して、さらにこの偏差ΔＴ７を演算回路２０ （
通常は比例積分）に入力しＶＮ角度指示値ＶＮｓｅｔを
得る。
この指示値に応じてアクチュエータ２２を駆動すること
により、コンプレッサタービン入口温度Ｔ７が指示値Ｔ
７ｓｅｔになるように、ＶＮ角度αを変化させてパワー
タービンへの高温ガスの流速方向をコンＩ・ロールし、
コンプレッサのサージを防ぎ、かつエンジン効率を良好
に制御する。
により、コンプレッサタービン入口温度Ｔ７が指示値Ｔ
７ｓｅｔになるように、ＶＮ角度αを変化させてパワー
タービンへの高温ガスの流速方向をコンＩ・ロールし、
コンプレッサのサージを防ぎ、かつエンジン効率を良好
に制御する。
ところで、タービンの耐熱性の見地から所定の上限Ｔ７
ＭＡＸを越えないようにタービン人「１温度Ｔ７を制御
する必要があり、従来は、選択器２４で指示値Ｔ７Ｓｅ
ｔと上限Ｔ７、ＩＡＸとを比較して小さい方の値を選択
して、これを実際のタービン人口温度指示値Ｔ７Ｓｅｔ
１としている。
ＭＡＸを越えないようにタービン人「１温度Ｔ７を制御
する必要があり、従来は、選択器２４で指示値Ｔ７Ｓｅ
ｔと上限Ｔ７、ＩＡＸとを比較して小さい方の値を選択
して、これを実際のタービン人口温度指示値Ｔ７Ｓｅｔ
１としている。
しかし、このような制御においては、エンジン吸気温度
Ｔ１が通常よりも上昇した時に、エンジンの最大出力の
低下が著しいという欠点がある。
Ｔ１が通常よりも上昇した時に、エンジンの最大出力の
低下が著しいという欠点がある。
すなわち、エンジンの空気力学的設計は常温で最も効率
が良くなるように設計するので、最大出力時には、ＶＮ
は最も出力を出し易い角度に、またコンプレッサタービ
ン入口温度Ｔ７は」１限Ｔ７ＭＡＸになるように設定し
である。
が良くなるように設計するので、最大出力時には、ＶＮ
は最も出力を出し易い角度に、またコンプレッサタービ
ン入口温度Ｔ７は」１限Ｔ７ＭＡＸになるように設定し
である。
しかるに、同一の回転数ＮｇｇおよびＶＮ角度において
は、吸気温度Ｔ１が上昇すると、ターボ機械の相似則に
よって人口温度Ｔ７は大幅に上昇する。
は、吸気温度Ｔ１が上昇すると、ターボ機械の相似則に
よって人口温度Ｔ７は大幅に上昇する。
このときエンジンに最大負荷を要求すると、回転数Ｎｇ
ｇは」−昇するが、指示値Ｔ７ｓｅｔが」１限Ｔ７ＭＡ
Ｘよりも大となってしまうので、強制的にＶＮが開かれ
て、結果的に単にエンジン入口温度が上昇したために起
こる出力低下よりも大きな出力低下をきたす。
ｇは」−昇するが、指示値Ｔ７ｓｅｔが」１限Ｔ７ＭＡ
Ｘよりも大となってしまうので、強制的にＶＮが開かれ
て、結果的に単にエンジン入口温度が上昇したために起
こる出力低下よりも大きな出力低下をきたす。
この様子を第３図に示す。
本発明は、かかる従来の装置の欠点を解消するもので、
そのときの吸気温度での実現可能な最大出力を要求した
ときに常にエンジンが発揮できるようにして、吸気温度
の一ヒ昇による最大出力の低下をエンジン安全性を保ち
つつ最小限に抑えた装置を提供するものである。
そのときの吸気温度での実現可能な最大出力を要求した
ときに常にエンジンが発揮できるようにして、吸気温度
の一ヒ昇による最大出力の低下をエンジン安全性を保ち
つつ最小限に抑えた装置を提供するものである。
以下図面に示す実施例に基づいて、本発明を説明する。
第４図は第１実施例を示すもので、２６．２８は比較器
、２６ａ、２８ａはスイッチ回路である。
、２６ａ、２８ａはスイッチ回路である。
比較器２６は、予め設定した所定の基準回転数ＮｇｇＬ
＆ガス発生機回転数Ｎｇｇとを比較して、回転数Ｎｇｇ
が基準回転数Ｎｇｇｔ、 （例えば最大回転数の９０％
）を越えたときにはスイッチ回路２６ａの接点を切り換
えて、タービン入口温度に基づくＶＮ角度指示値ＶＮｓ
ｅｔに代えて、常温において最もエンジン出力を出し易
い角度にＶＮを固定する指示値ＶＮＦ、、をアクチュエ
ータ２２に送る。
＆ガス発生機回転数Ｎｇｇとを比較して、回転数Ｎｇｇ
が基準回転数Ｎｇｇｔ、 （例えば最大回転数の９０％
）を越えたときにはスイッチ回路２６ａの接点を切り換
えて、タービン入口温度に基づくＶＮ角度指示値ＶＮｓ
ｅｔに代えて、常温において最もエンジン出力を出し易
い角度にＶＮを固定する指示値ＶＮＦ、、をアクチュエ
ータ２２に送る。
比較器２８は、コンプレッサタービン人口温度Ｔ７ ト
上限’Ｌｕａｘ トラ比較り、 テ、人［Ｉ］温度Ｔ７
カ上限”’７ＭＡＸを越えたときには、スイッチ回路２
８ａの接点を切り換えて、燃料流量指示値ＣＶｓｅｔに
代えてコンプレッサタービンの温度を上限値より下げて
熱損を回避するのに最低必要量に燃料供給量を絞り込ん
で固定する指示値ＣＶｓｅｔユ４１Ｎをアクチュエータ
１１に送る。
上限’Ｌｕａｘ トラ比較り、 テ、人［Ｉ］温度Ｔ７
カ上限”’７ＭＡＸを越えたときには、スイッチ回路２
８ａの接点を切り換えて、燃料流量指示値ＣＶｓｅｔに
代えてコンプレッサタービンの温度を上限値より下げて
熱損を回避するのに最低必要量に燃料供給量を絞り込ん
で固定する指示値ＣＶｓｅｔユ４１Ｎをアクチュエータ
１１に送る。
その他の構成については、第１図と同様であるので、同
一部については同符号を付しておく。
一部については同符号を付しておく。
したがって、この実施例では、回転数Ｎｇｇが基準回転
数Ｎｇｇ＋を越えた場合には、温度条件にもとづくｖＮ
の可変制御を止めて、最もエンジン出力を出し易い角度
にＶＮを固定する。
数Ｎｇｇ＋を越えた場合には、温度条件にもとづくｖＮ
の可変制御を止めて、最もエンジン出力を出し易い角度
にＶＮを固定する。
このため吸気温度の高い状態でアクセル５を大きく踏込
んで最大負荷（最大出力）を要求したようなとき回転数
Ｎｇｇが上昇するとともに、タービン人口温度Ｔ７カ’
ｆｆｊＪ座に上昇しても、ＶＮが通常のフィードバック
制御時のように開きすぎることがなくなる。
んで最大負荷（最大出力）を要求したようなとき回転数
Ｎｇｇが上昇するとともに、タービン人口温度Ｔ７カ’
ｆｆｊＪ座に上昇しても、ＶＮが通常のフィードバック
制御時のように開きすぎることがなくなる。
他方、燃料流量はタービン人口温度Ｔ７が上限Ｔ７ＭＡ
Ｘを越えない範囲では基準回転数ＮｇｇＬを越えても回
転数Ｎｇｇに応じて増量制御される。
Ｘを越えない範囲では基準回転数ＮｇｇＬを越えても回
転数Ｎｇｇに応じて増量制御される。
したがって、ＶＮの角度制御に関しては、吸気温度が高
いために生じていた大出力要求時の強制的なエンジン出
力の低下を防ぎ、そのときの吸気温度に応じた実現可能
な最大出力を要求に応じて発揮することが可能となり、
吸気温度の上昇による大出力要求時の出力低下を最小限
に抑えることができる。
いために生じていた大出力要求時の強制的なエンジン出
力の低下を防ぎ、そのときの吸気温度に応じた実現可能
な最大出力を要求に応じて発揮することが可能となり、
吸気温度の上昇による大出力要求時の出力低下を最小限
に抑えることができる。
よって第３図に示すように、従来の装置と比べて最大出
力要求時のエンジンの出力性能を大幅に改善できる。
力要求時のエンジンの出力性能を大幅に改善できる。
なお、コンプレッサタービンの入口温度Ｔ７が上限Ｔ７
ＭＡＸを越えたときには、最低必要量に燃料流量を絞っ
て、温度Ｔ７の上昇を抑制するので、過度の熱によるタ
ービンの損傷は従来の装置と同様に未然に防ぐことがで
きる。
ＭＡＸを越えたときには、最低必要量に燃料流量を絞っ
て、温度Ｔ７の上昇を抑制するので、過度の熱によるタ
ービンの損傷は従来の装置と同様に未然に防ぐことがで
きる。
第５図は本発明の第２実施例を示すものである。
この実施例では、コンプレッサタービン入口温度Ｔ７が
上限Ｔ７ＭＡＸを越えたときには、一次遅れ回路３２を
経てアクセルが小開度のときに対応した指示値Ｎ ＬＯ
ｔｌｔ＋を指示値Ｎｇｇｓｅｔに代えて引き算器７へ供
給して、燃料の流量を最低必要量に絞るようにしている
。
上限Ｔ７ＭＡＸを越えたときには、一次遅れ回路３２を
経てアクセルが小開度のときに対応した指示値Ｎ ＬＯ
ｔｌｔ＋を指示値Ｎｇｇｓｅｔに代えて引き算器７へ供
給して、燃料の流量を最低必要量に絞るようにしている
。
その他は第１実施例と全く同様であり、この実施例は第
１実施例と同様の効果を発揮する。
１実施例と同様の効果を発揮する。
第６図は本発明の第３実施例を示すものである。
この実施例では、偏差ΔＮｇｇが所定の限度ΔＮｇｇＭ
Ａｘを越えた場合には、比較器３０の出力に応じてスイ
ッチ回路３０ａの接点を切り換えて、ＶＮ角度を少し開
くような指示値■ＮＦ、ｘ２をアクチュエータ２２へ供
給して、ガス発生機回転数Ｎｇｇが高いところでのサー
ジを避けるようにしている。
Ａｘを越えた場合には、比較器３０の出力に応じてスイ
ッチ回路３０ａの接点を切り換えて、ＶＮ角度を少し開
くような指示値■ＮＦ、ｘ２をアクチュエータ２２へ供
給して、ガス発生機回転数Ｎｇｇが高いところでのサー
ジを避けるようにしている。
その他は第１実施例と全く同様であり、この実施例は第
１実施例と同様の効果を発揮する。
１実施例と同様の効果を発揮する。
ところで、コンプレッサタービン入口温度Ｔ７が上昇し
て、アクチュエータ１１に指示値ＣｖＳｅｔＭ１Ｎが供
給され、ガス発生器回転数Ｎｇｇと指示値Ｎｇｇｓｅｔ
との偏差が増大した場合には、もし演算回路９に積分器
があればこの出力が増加し続け、制御系が不安定になる
こともあるので、このときには、前記積分器の出力を強
制的にゼロにするとよい。
て、アクチュエータ１１に指示値ＣｖＳｅｔＭ１Ｎが供
給され、ガス発生器回転数Ｎｇｇと指示値Ｎｇｇｓｅｔ
との偏差が増大した場合には、もし演算回路９に積分器
があればこの出力が増加し続け、制御系が不安定になる
こともあるので、このときには、前記積分器の出力を強
制的にゼロにするとよい。
また、タービン人口温度Ｔ７の代りに、タービン出口温
度を用いても、精度と応答性は多少悪化するが、同様の
制御が行える。
度を用いても、精度と応答性は多少悪化するが、同様の
制御が行える。
以上説明したように、本発明は、ガス発生機回転数が基
準値を越えた場合には、最もエンジン出力を出し易い角
度にＶＮを固定したので、特に吸気温度が上昇した場合
にも要求に応じて最大出力を発揮することが可能となり
、吸気温度上昇にもとづく大出力要求時の強制的な出力
低下を最小限に抑えることができる。
準値を越えた場合には、最もエンジン出力を出し易い角
度にＶＮを固定したので、特に吸気温度が上昇した場合
にも要求に応じて最大出力を発揮することが可能となり
、吸気温度上昇にもとづく大出力要求時の強制的な出力
低下を最小限に抑えることができる。
一方、コンプレッサタービンの温度が所定の上限値を越
えたときには、燃料流量を減らして熱負荷を軽減するの
でタービンの安全性も維持できる。
えたときには、燃料流量を減らして熱負荷を軽減するの
でタービンの安全性も維持できる。
第１図は従来の装置を示すブロック図、第２図はコンプ
レッサタービン入口修正温度と修正回転数との関係を示
す図、第３図は従来の装置と本発明の装置とにおける吸
気温度に対するエンジン出力の特性を示す図、第４図は
本発明の第１実施例を示すブロック図、第５図は同じく
第２実施例を示すブロック図、第６図は同じく第′３実
施例を示すブロック図である。 １・・・エンジン、５・・・アクセル、７・・・引き算
器、９・・・演算回路、１１・・・アクチュエータ、１
５・・・演算器、１８・・・引き算器、２０・・・演算
回路、２２・・・アクチュエータ、２４・・・選択器、
２６・・・比較器、２６ａ・・・スイッチ回路、２８・
・・比較器、２８ａ・・・スイッチ回路、３０・・・比
較器、３０ａ・・・スイッチ回路、３２・・・一次遅れ
回路。
レッサタービン入口修正温度と修正回転数との関係を示
す図、第３図は従来の装置と本発明の装置とにおける吸
気温度に対するエンジン出力の特性を示す図、第４図は
本発明の第１実施例を示すブロック図、第５図は同じく
第２実施例を示すブロック図、第６図は同じく第′３実
施例を示すブロック図である。 １・・・エンジン、５・・・アクセル、７・・・引き算
器、９・・・演算回路、１１・・・アクチュエータ、１
５・・・演算器、１８・・・引き算器、２０・・・演算
回路、２２・・・アクチュエータ、２４・・・選択器、
２６・・・比較器、２６ａ・・・スイッチ回路、２８・
・・比較器、２８ａ・・・スイッチ回路、３０・・・比
較器、３０ａ・・・スイッチ回路、３２・・・一次遅れ
回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 互いに独立して回転するガス発生機軸とパワーター
ビン軸と、パワータービン入口に配設した可変翼と、ア
クセル踏込量に基づいた指示値とガス発生機軸回転数と
の偏差を縮小する方向に燃料の供給量を増減制御する手
段と、ガス発生機軸回転数およびエンジン吸気温度に基
づいた指示値とコンプレッサタービン入口または出口温
度との偏差を縮小する方向に上記具の角度を可変制御す
る手段を備えた自動車用ガスタービンエンジンにおいて
、ガス発生機軸回転数が予め定めた設定値を越えた場合
は常温においてエンジンの出力効率が良好となる所定の
角度に上記具を固定する手段と、コンプレッサタービン
入口または出口温度が予め定めた設定値を越えた場合に
燃料の供給量を所定量に絞る手段とを設けた自動車用ガ
スタービン制御装置。 ２ 上記具は、アクセルペダルの踏込量に基づいた指示
値とガス発生機軸回転数との偏差が予め定められた設定
値を越えた場合はエンジンの出力効率が最良となる角度
より若干量いた所定角度に固定される特許請求の範囲第
１項記載の自動車用ガスタービン制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6831279A JPS5951659B2 (ja) | 1979-06-01 | 1979-06-01 | 自動車用ガスタ−ビン制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6831279A JPS5951659B2 (ja) | 1979-06-01 | 1979-06-01 | 自動車用ガスタ−ビン制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55161922A JPS55161922A (en) | 1980-12-16 |
| JPS5951659B2 true JPS5951659B2 (ja) | 1984-12-15 |
Family
ID=13370161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6831279A Expired JPS5951659B2 (ja) | 1979-06-01 | 1979-06-01 | 自動車用ガスタ−ビン制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5951659B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0282658U (ja) * | 1988-12-15 | 1990-06-26 | ||
| JPH0291058U (ja) * | 1989-01-05 | 1990-07-19 |
-
1979
- 1979-06-01 JP JP6831279A patent/JPS5951659B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0282658U (ja) * | 1988-12-15 | 1990-06-26 | ||
| JPH0291058U (ja) * | 1989-01-05 | 1990-07-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55161922A (en) | 1980-12-16 |
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