JP2876821B2 - 航空機用エンジンにおける吸入空気量検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は航空機用エンジンにおけ
る吸入空気量検出装置に係り、特に吸気管内のスロット
ル弁の上流にエアフローメータを下流に吸気圧センサを
備えた吸入空気量検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記吸入空気量検出装置を備えた
航空機用エンジンは、吸気管の空気導入端に接続された
エアフィルタの目詰まりや氷結等による吸気管内の吸入
空気不足を解消するため、エアフィルタの下流に位置し
てエアフローメータに向けて空気を導入する空気取入口
にエアフィルタ下流の圧力損失時にのみ開かれるバイパ
スドアを設けている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記吸気管
内の吸入空気量を検出する場合に、エアフローメータは
吸入空気の流れが定常状態にあるときには吸入空気量を
精度よく検出することができるが、例えば航空機の運行
中にエアフィルタの目詰まり等によりバイパスドアを開
放して吸気管内に空気を導入したとき、空気流の乱れに
より検出誤差が大きくなって吸入空気量を正確に検出す
ることができなくなり、かかるセンサ出力によっては燃
料噴射制御を精度良く行うことができないという問題が
ある。また、吸気圧センサによる吸入空気量の検出方法
は、吸気管内の検出圧力を利用するものであるため空気
流の乱れにより影響されることはないが、空気量を推定
する方法であるため本質的に検出結果にある程度の誤差
を含むという問題がある。本発明は上記課題を解決しよ
うとするもので、バイパスドアの開閉に応じて吸気管内
の吸入空気量を精度よく検出することの可能な吸入空気
量検出装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の吸入空気量検出
装置の特徴は、スロットル弁の上流に吸入空気量を検出
するエアフローメータを設け同スロットル弁の下流に吸
気負圧又はスロットル弁開度に対応する信号を出力する
吸気圧センサを設けた吸気管の空気導入端にエアフィル
タを接続し、前記エアフィルタと前記エアフローメータ
との間の吸気管壁に設けられて前記エアフローメータに
向けて空気を導入する空気取入口にエアフィルタ下流の
圧力損失時に開かれるバイパスドアを設けてなる航空機
用エンジンにおいて、エンジン回転数を検出するエンジ
ン回転数検出手段と、前記バイパスドアの作動を検出し
同パイパスドアが閉じられているか開かれているかを表
すドア検出信号を出力するドア検出手段と、前記ドア検
出信号が前記バイパスドアの開じられていることを表す
とき前記エアフローメータの出力信号に基づき吸入空気
量を算出し前記ドア検出信号が前記バイパスドアの開か
れていることを表すとき前記吸気圧センサの出力信号と
前記エンジン回転数検出手段の出力信号に基づき吸入空
気量を算出する演算手段とを備えたことにある。

【０００５】

【発明の作用・効果】以上のように吸入空気量検出装置
を構成したことにより、エアフィルタが目詰まり等のな
い適正状態にあるときはバイパスドアが閉じており、こ
のときには、ドア検出手段から出力されるドア検出信号
はバイパスドアが閉じていることを表すので、演算手段
はエアフローメータからの出力信号に基づき吸入空気量
を算出する。一方、エアフィルタの目詰まり等により吸
気管内に圧力損失状態を生じると、手動によりあるいは
自動的にバイパスドアが開かれ吸気管内に空気が供給さ
れる。このとき、ドア検出手段から出力されるドア検出
信号はバイパスドアが閉じていることを表すので、演算
手段は吸気圧センサの出力信号とエンジン回転数検出手
段の出力信号に基づき吸入空気量の算出を行う。上記し
たように、バイパスドアが閉じているときには検出誤差
の少ないエアフローメータにより吸入空気量を検出し、
バイパスドアが開かれているときには空気流の乱れによ
り大きな検出誤差を生じるエアフローメータによる吸入
空気量の検出に代えより検出誤差の少ない吸気圧センサ
の出力とエンジン回転数に基づき吸入空気量を算出する
ようにしたことにより、バイパスドアの開閉状態に応じ
て吸入空気量を精度良く検出することができ、この検出
結果から適正な燃料噴射量を決定することができるの
で、エンジンの燃料噴射制御を精度良く行うことができ
る。

【０００６】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面により説
明する。図１は本発明の一実施例に係る航空機用エンジ
ンの吸気管１０の一部分及び吸入空気量検出装置２０を
示す。吸気管１０は空気導入端１０ａに吸入空気を清浄
にするためのエアフィルタ１１を備え、エアフィルタ１
１の下流の空気取入口１０ｂに開閉可能なバイパスドア
１２を備え、バイパスドア１２の下流にスロットル弁１
４を備え、さらにスロットル弁１４の下流に燃料噴射弁
３０を備えている。バイパスドア１２は、同ドアに固定
された支持片１２ａに取り付けたワイヤ１２ｂを介して
レバー１３に結合されており、操縦者がレバー１３を手
動操作することにより開閉されるようになっている。

【０００７】吸入空気量検出装置２０は、航空機のプロ
ペラを駆動するエンジンの回転数Ｎ _E を検出するエンジ
ン回転数センサ２１と、吸気管１０内の吸入空気量を検
出するエアフローセンサ２２と、吸気管１０内の圧力を
検出する吸気圧センサ２３と、バイパスドア１２の開閉
を検出するドアセンサ２４とマイクロコンピュータ２５
などによって構成されており、各センサ２１〜２４はマ
イクロコンピュータ２５にそれぞれ接続されている。エ
アフローセンサ２２は、例えばホットチップ型のセンサ
であり、バイパスドア１２とスロットル弁１４の間の吸
気管壁に取り付けられている。吸気圧センサ２３は、例
えば半導体式圧力センサであり、スロットル弁１４の下
流の吸気管壁に取り付けられている。ドアセンサ２４
は、バイパスドア１２の開放状態に対応して開成されバ
イパスドア１２の閉止状態に対応して閉成される近接セ
ンサであり、バイパスドア１２の先端に対向する吸気管
壁に取り付けられている。ただし、ドアセンサ２４の検
出モードは上記と逆に設定してもよく、また、近接セン
サにかえて光電センサ，磁気センサ等を用いてもよい。

【０００８】マイクロコンピュータ２５は、各センサ２
１〜２４等との信号の授受などを行う入出力インターフ
ェースと、演算処理を行うＣＰＵと、同ＣＰＵが実行す
る図２に示したフローチャートに対応した制御プログラ
ムおよび同プログラムの処理に必要なマップなどを記憶
するＲＯＭと、ＣＰＵが上記制御プログラムの実行時に
変数などを一時的に記憶させるＲＡＭなどを共通のバス
に接続して構成されている。マイクロコンピュータ２５
には、入力側に上記センサ２１〜２４が出力する検出信
号を入力する信号線が接続されると共に、出力側に燃料
噴射弁３０に制御信号を出力する制御信号線が接続され
ている。

【０００９】次に、上記のように構成した実施例の動作
について説明する。エンジンが始動されるとマイクロコ
ンピュータ２５では、ＣＰＵが図２に示す制御プログラ
ムの実行をステップ１００にて開始し、ステップ１１０
にて各種変数の初期化などをを行う初期設定処理を実行
した後、ステップ１２０〜１９０からなる一連の処理を
繰り返し実行する。現在、吸気管１０の空気導入端１０
ａに設けられたエアフィルタ１１は目詰まりあるいは氷
結等を生じておらずバイパスドア１２は閉じられてお
り、吸入空気量の検出がエアフローセンサ２２により行
われているものとする。

【００１０】初期設定処理の終了後、ＣＰＵはステップ
１２０にてエンジン回転数センサ２１からの検出信号よ
りエンジンの回転数検出データＮ_E をインターフェース
を介して読み込みＲＡＭの所定領域に記憶させる。次
に、ＣＰＵはステップ１３０にてバイパスドア１２のド
アセンサ２４の検出信号がオンかオフかすなわちバイパ
スドア１２が閉止されているか開放されているかを判定
する。現時点においてバイパスドア１２は閉止されてお
り、吸入空気量の検出はエアフローセンサ２２により行
われているので、ＣＰＵは「ＹＥＳ」との判定の基に制
御プログラムをステップ１４０に進め、ステップ１４０
にてエアフローセンサ２２の流量検出信号Ｑを入力しＲ
ＡＭに記憶させる。しかして、ＣＰＵはステップ１５０
にて、回転数Ｎ_E および流量検出信号Ｑの記憶データに
より燃料噴射弁通電時間Ｔ_AUを下記の数式１により算出
する。ただし、ｋは定数である。

【数１】Ｔ_AU＝ｋＱ／Ｎ_E ＣＰＵは、ステップ１９０にて算出された時間Ｔ_AUだけ
燃料噴射弁３０に通電させ、吸気管１０内に燃料を噴射
させる。

【００１１】上記したステップ１２０〜１９０にいたる
制御ルーチンを繰り返す過程において、バイパスドア１
２が目詰まりしたりあるいは氷結したりして吸気管１０
内が所定の圧力損失状態になると、操縦者が手動にてレ
バー１３を操作してバイパスドア１２を開放する。バイ
パスドア１２が開放されると吸気管１０内に空気取入口
１０ｂから空気が導入されるとともにドアセンサ２４が
ドア開放状態を検出してオフ信号をマイクロコンピュー
タ２５に出力する。すると、ＣＰＵはステップ１３０に
て「ＮＯ」との判定の基に制御プログラムをステップ１
６０に移行させ、吸気圧センサ２３の検出信号Ｐ_B を読
み取りＲＡＭに記憶させる。しかして、ＣＰＵはステッ
プ１７０にて、エンジン回転数Ｎ_Eおよび吸入空気圧Ｐ_B
の記憶データにより吸入空気量を算出し、さらに吸入空
気量の算出結果からステップ１８０にて公知の制御マッ
プ（図示しない）により燃料噴射弁通電時間Ｔ_AUを算出
する。ＣＰＵは、ステップ１９０にて算出された時間Ｔ
_AUだけ燃料噴射弁３０に通電させ、吸気管１０内に燃料
を噴射させる。

【００１２】以上のように、バイパスドア１２の開閉に
応じて吸入空気量をエアフローセンサ２２と吸気圧セン
サ２３に切り替えて計測するようにしたことにより、バ
イパスドア１２の閉止時には測定精度のよいエアフロー
センサ２２による計測を行い、バイパスドア１２の開放
時には開放により生じた空気流の乱れにより大きな測定
誤差の生じるエアフローセンサ２２による計測に代えて
吸気圧センサ２３および回転数センサ２１を用いた計測
を採用したことにより、つねに適正な吸入空気量を検出
することができ、この検出データに基づいて燃料噴射量
が求められることにより常に適正なエンジンの燃料噴射
制御が可能である。

【００１３】なお、上記実施例においては、バイパスド
ア１２の開閉は操縦者のレバー１３の操作により行われ
ているが、変形例として、図３に示すように、内部が可
動ダイヤフラム１６により２部分１５ａ，１５ｂに分離
された圧力調整室１５を設け、一の部分１５ａが外気に
連通し他の部分１５ｂが連通管を介してエアフィルタ１
１の下流に連通するように吸気管壁に取り付けるように
した。可動ダイヤフラム１６はスプリング１７により圧
力調整室１５の中間部分に位置するように支持されると
共にバイパスドア１２の支持片１２ａとワイヤ等を介し
て接続されている。以上のように変形例を構成したこと
により、吸気管内圧力Ｐ_I が所定圧力以上の場合には、
可動ダイヤフラム１６の位置に変動はなくバイパスドア
１２は閉じている。吸気管１０内に圧力損失状態が生じ
吸気管内圧力Ｐ_I が所定圧力以下に低下すると可動ダイ
ヤフラム１６が外気圧Ｐ_O により右方向に押されてバイ
パスドア１２が開放される。すなわち、上記圧力調整室
１５を設けたことにより、エアフィルタ１１の下流にお
ける圧力損失状態の有無により自動的にバイパスドア１
２の開閉を行うことが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る航空機用エンジンの吸
気管部分及び吸入空気量検出装置の概略図である。

【図２】図１に示すマイクロコンピュータにより実行さ
れる制御プログラムのフローチャートである。

【図３】バイパスドアの開閉部分の変形例の概略図であ
る。

【符号の説明】

１０…吸気管、１１…エアフィルタ、１２…バイパスド
ア、１３…レバー、１４…スロットル弁、２０…吸入空
気量検出装置、２１…エンジン回転数センサ、２２…エ
アフローセンサ、２３…吸気圧センサ、２４…ドアセン
サ、２５…マイクロコンピュータ、３０…燃料噴射弁。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットル弁の上流に吸入空気量を検出
   するエアフローメータを設け同スロットル弁の下流に吸
   気負圧又はスロットル弁開度に対応する信号を出力する
   吸気圧センサを設けた吸気管の空気導入端にエアフィル
   タを接続し、前記エアフィルタと前記エアフローメータ
   との間の吸気管壁に設けられて前記エアフローメータに
   向けて空気を導入する空気取入口にエアフィルタ下流の
   圧力損失時に開かれるバイパスドアを設けてなる航空機
   用エンジンにおいて、エンジン回転数を検出するエンジ
   ン回転数検出手段と、前記バイパスドアの作動を検出し
   同パイパスドアが閉じられているか開かれているかを表
   すドア検出信号を出力するドア検出手段と、前記ドア検
   出信号が前記バイパスドアの閉じられていることを表す
   とき前記エアフローメータの出力信号に基づき吸入空気
   量を算出し前記ドア検出信号が前記バイパスドアの開か
   れていることを表すとき前記吸気圧センサの出力信号と
   前記エンジン回転数検出手段の出力信号に基づき吸入空
   気量を算出する演算手段とを備えたことを特徴とする吸
   入空気量検出装置。