(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の連続して発生する時限の個々の時限の間、
第１のエンジン作動特性の導関数を得る工程と、
第２のエンジン作動特性の導関数を得る工程と、
第１のエンジン作動特性の導関数を第１のしきい値に比較する工程と、
第２のエンジン作動特性の導関数を第２のしきい値に比較する工程と、
前記第１のエンジン作動特性の導関数が前記第１のしきい値を超えた場合及び前記第２のエンジン作動特性の導関数が前記第２のしきい値を超えた場合のみ計数を増分する工程と、そうでなければ
前記第１のエンジン作動特性の導関数が前記第１のしきい値を超えない場合若しくは前記第２のエンジン作動特性の導関数が前記第２のしきい値を超えない場合又はそれら両方の場合に計数を減分する工程と、
前記計数が１より大きい所定の値に等しい場合にのみサージ状態を指示する工程と
を備えるガスタービンエンジンにおけるサージの発生を検出する方法。
【請求項２】
前記導関数を得る各工程が得られた導関数をろ波する工程を含み、比較する各工程がろ波導関数を比較する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記サージ状態を指示する工程が計数をリセットする工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１のエンジン作動特性の導関数を得る前記工程が少なくとも一つの第１のフィルタパラメータを有する第１のフィルタを用いて前記第１のエンジン作動特性の前記得られた導関数をろ波する工程を含み、
第２のエンジン作動特性の導関数を得る前記工程が少なくとも一つの第２のフィルタパラメータを有する第２のフィルタを用いて前記第２のエンジン作動特性の前記得られた導関数をろ波する工程を含み、
サージ状態を指示する前記工程が少なくとも一つの第１のフィルタパラメータの値を前記第１のしきい値に設定する工程及び少なくとも一つの第２のフィルタパラメータの値を前記第２のしきい値に設定する工程を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第１のエンジン作動特性の導関数を得る前記工程が少なくとも一つの第１のフィルタパラメータを有する第１のフィルタを用いて前記第１のエンジン作動特性の前記得られた導関数をろ波する工程を含み、
第２のエンジン作動特性の導関数を得る前記工程が少なくとも一つの第２のフィルタパラメータを有する第２のフィルタを用いて前記第２のエンジン作動特性の前記得られた導関数をろ波する工程を含み、さらに、
前記複数の時限の個々の時限の間に行われ、少なくとも一つの第１のフィルタパラメータを前記第１のエンジン作動特性のろ波導関数の値に設定する工程と、少なくとも一つの第２のフィルタパラメータを前記第２のエンジン作動特性のろ波導関数の値に設定する工程とをさらに含む
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記エンジンがターボファンエンジンであり、前記第１のエンジン作動特性がファン速度であり、前記第２のエンジン作動特性が排気ガス温度である請求項１に記載の方法。
【請求項７】
複数の連続して発生する時限の各個々の時限の間動作し、第１のエンジン作動特性の導関数を求める第１の手段と、
複数の連続して発生する時限の各個々の時限の間動作し、第２のエンジン作動特性の導関数を求める第２の手段と、
第１のエンジン作動特性の導関数を第１のしきい値に比較する第１の手段と、第２のエンジン作動特性の導関数を第２のしきい値に比較する第１の手段と、前記第１のエンジン作動特性の導関数が前記第１のしきい値を超えたことを前記第１の比較手段が指示する場合及び前記第２のエンジン作動特性の導関数が前記第２のしきい値を超えたこと前記第２の比較手段が指示する場合のみ計数を増分する手段を備える計数手段と、
前記第１のエンジン作動特性の導関数が前記第１のしきい値を超えない場合若しくは前記第２のエンジン作動特性の導関数が前記第２のしきい値を超えない場合又はそれら両方の場合に計数を減分する手段をさらに備える前記計数手段と、１より大きい所定の値に等しい計数に応じてサージ状態を指示する手段と
を備えるガスタービンエンジンにおけるサージを検出する装置。
【請求項８】
前記第１の導関数を求める前記手段の出力と前記第１の比較する手段の入力の間に挿人され、前記第１のエンジン作動特性の導関数をろ波する第１のフィルタ手段と、
前記第２の導関数を求める前記手段の出力と前記第２の比較する手段の入力の間に挿入され、前記第１のエンジン作動特性の導関数をろ波する第２のフィルタ手段とを備え、前記第１の比較手段と前記第２の比較手段が関連のエンジン作動特性のろ波導関数をそれらのそれぞれのしきい値に比較する請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記サージ状態を指示する指示手段が前記計数手段をリセットする手段をさらに備える請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１のフィルタ手段が少なくとも一つの第１のフィルタパラメータに従って動作し、前記第２のフィルタ手段が少なくとも一つの第２のフィルタパラメータに従って動作し、さらにサージ状態を指示する前記指示手段に応じて少なくとも一つの第１のフィルタパラメータの値を前記第１のしきい値に設定する手段と、少なくとも一つの第２のフィルタパラメータの値を前記第2のしきい値に設定する手段とをさらに備える請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１のフィルタ手段が少なくとも一つの第１のフィルタパラメータに従って動作し、前記第２のフィルタ手段が少なくとも一つの第２のフイルタパラメータに従って動作し、さらに、
前記第１のフィルタ手段の一つの出力に接続されて、少なくとも一つの第１のフィルタパラメータの値を第１のエンジン作動特性のろ波導関数の値に設定する手段と、
前記第２のフィルタ手段の一つの出力に接続されて、少なくとも一つの第２のフィルタパラメータの値を第２のエンジン作動特性のろ波導関数の値に設定する手段と、
を備える請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記エンジンがターボファンエンジンであり、前記第１のエンジン作動特性がファン速度であり、前記第２のエンジン作動特性が排気ガス温度である請求項７に記載の装置。
【請求項１３】
回転するファンと排気ガスを発生する燃焼器を有するガスタービンファンエンジンにおけるサージを検出する装置において、
複数の連続して発生する時限の各個々の時限の間動作し、ファンの回転速度の導関数を求める第１の手段と、
複数の連続して発生する時限の各ここの時限の間動作し、排気ガスの温度の導関数を求める第２の手段と、
前記第１の導関数を求める手段の出力に結合されてファンの回転速度の導関数をろ波する第１のフィルタ手段と、
前記第２の導関数を求める手段の出力に結合されて排気ガスの温度の導関数をろ波する第２のフィルタ手段と、
前記第１のフィルタ手段の出力に接続されてファン速度のろ波導関数を第１のしきい値に比較する第１の比較手段と、
前記第２のフィルタ手段の出力に接続されて排気ガスの温度のろ波導関数を第２のしきい値に比較する第２の比較手段と、
ファン速度のろ波導関数が第１のしきい値を超えたことを前記第１の比較手段が指示する場合及び排気ガスの温度のろ波導関数が第２のしきい値を超えたことを前記第２の比較手段が指示する場合のみ計数を増分する手段を備える計数手段と、
前記計数がすでにゼロでない場合及び前記ファン速度のろ波導関数が第１のしきい値を超えないことを前記第１の比較手段の少なくとも一つが指示する場合及び排気ガスの温度のろ波導関数が前記第２のしきい値を超えないことを前記第２の比較手段が指示する場合に計数を減分する手段をさらに備える前記計数手段と、  １より大きい所定の値に等しい計数に応じてサージ状態を指示する手段とを備えるサージ検出装置。
【請求項１４】
サージ状態を指示する前記指示手段に応じて前記計数手段をリセットする手段をさらに備える請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１のフィルタ手段が少なくとも一つの第１のフィルタパラメータに従って動作し、前記第２のフィルタ手段が少なくとも一つの第２のフィルタパラメータニ従って動作し、さらにサージ状態を指示する前記指示手段に応じて少なくとも一つの第１のフィルタパラメータの値を前記第１のしきい値に設定する手段と、少なくとも一つの第２のフィルタパラメータの値を前記第２のしきい値に設定する手段とをさらに備える請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１のフィルタ手段が少なくとも一つの第１のフィルタパラメータに従って動作し、前記第２のフィルタ手段が少なくとも一つの第２のフィルタパラメータに従って動作し、さらに、
前記第１のフィルタ手段の一つの出力に接続されて、少なくとも一つの第１のフィルタパラメータの値をファン速度のろ波導関数の値に設定する手段と、
前記第２のフィルタ手段の一つの出力に接続されて、少なくとも一つの第２のフィルタパラメータの値を排気ガスの温度のろ波導関数の値に設定する手段と、を備える請求項８に記載の装置。
【請求項１７】
前記ガスタービンファン・エンジンがさらにガス発生器を備え、前記装置がさらに前記ガス発生器の出力を比較してガス発生器が所定の速度より上で動作している状態のときにのみ使用可能信号を発生する手段を備え、前記増分手段と前記減分手段が共に前記使用可能信号に接続されてそれに応動し、前記使用可能信号があるときのみ動作する請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記指示手段が少なくともサージ状態を発生している間使用禁止信号を発生する手段を備え、前記増分手段と前記減分手段が共に前記使用禁止信号に接続されてそれに応動し、前記使用禁止信号が発生されないときのみ動作する請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
前記複数の連続して発生する時限の各々が約５０ミリ秒の持続時間を有し、サージ状態を指示する前記手段が５に等しい計数に応動する請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１のフィルタ手段が次式によって与えられる第１のフィルタパラメータに従って動作し、（ｘｌ・ＮＬＤＯＴ（ｎ）十ｙｌ・ＮＬＤＯＴ（ｎ−１）十Ｚｌ・ＮＬＤＰ）ここでＮＬＤＯＴはファン速度の導関数であり、ＮＬＤＰは第１のしきい値と連続して発生する時限の以前の時限からのファン速度のろ波導関数の値の一方から選択され、前記第２のフィルタ手段が次式によって与えられる第２のフィルタパラメータに従って動作し、（ｘ２・Ｔ５ＤＯＴ（ｎ）十ｙ２・Ｔ５ＤＯＴ（ｎ−１）十ｚ２・Ｔ５ＤＰ）ここでＴ５ＤＯＴは排気ガス速度の導関数であり、Ｔ５ＤＰは第２のしきい値と連続して発生する時限の以前の時限からの排気ガス温度のろ波導関数の値の一方から選択され、Ｘ《Ｚ及びｙ《Ｚである請求項１３に記載の装置。
【請求項２１】
手動モードの動作において動作しているときでかつ複数の連続して発生する時限の個々の時限の間に、
（ａ）第１のエンジン作動特性のろ波導関数を得る工程と、
（ｂ）第２のエンジン作動特性のろ波導関数を得る工程と、
（ｃ）第１のエンジン作動特性のろ波導関数を第１のしきい値に比較する工程と、
（ｄ）第２のエンジン作動特性のろ波導関数を第２のしきい値に比較する工程と、
（ｅ）前記第１のエンジン作動特性のろ波導関数が前記第１のしきい値を超えた場合及び前記第２のエンジン作動特性のろ波導関数が前記第２のしきい値を超えた場合のみ計数を増分する工程と、そうでなければ
（ｆ）前記第１のエンジン作動特性のろ波導関数が前記第１のしきい値を超えない場合若しくは前記第２のエンジン作動特性のろ波導関数が前記第２のしきい値を超えない場合又はそれら両方の場合に計数を減分する工程と、（ｇ）ろ波導関数を得るときに用いられるフィルタパラメータの値を定期的に更新する工程とを備え、
動作の手動モードから自動モードの動作への変更に応じてさらに
計数をリセットする工程、
複数の連続して発生する時限の個々の時限の間工程（ａ）〜（ｇ）を実行し続け、フィルタパラメータの値が最初には手動モードの動作の間のエンジン動作の関数であり、
計数が１より大きい所定の値に等しい場合にのみエンジンサージ状態の発生を指示する
ガスタービンエンジン用燃料制御装置を作動させる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ガスタービン・エンジンの動作中にサージ状態を検出する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタ−ビン・エンジンにおける失速状態の発生を検知する種々の技術が開発されてきた。一般に、軽い失速が以下のものの一つ以上によって指示される。すなわち、異常なエンジン騒音、急速な排気ガス温度の変動、回転速度の変動、エンジン圧力比の減少又は変動、圧縮機の脈動による振動、及び動力レベルの動きに対して悪いエンジン応答である。きびしい失速をエンジンの吸込口若しくは、吐出口又は両方における大きなエンジン騒音、炎、蒸気又は煙によって指示でき、エンジンの不具合又は故障を伴うことがある（例えば、「航空機ガスタービン・
【０００３】
エンジン技術
【Ａｉｒｃｒａｆｔ  Ｇａｓ  Ｔｕｒｂｉｎｅ  Ｅｎｇｉｎｅ  Ｔｅｃｋｎｏｌｏｇｙ】」，第２版、１９７９年．アイ・イ−・トリーガ（Ｔｒｅａｇｅｒ）、マグローヒル社、１２３〜１２６頁参照）。
【０００４】
本願発明者達に知られている失速の前兆であることが多いエンジンのサージを検出する従来の技術は、以下のものを含んでいる。
【０００５】
最初の技術がエンジン制御パラメータを実際のエンジンのパラメータと比較する。例として、エンジン制御によって要求されるエンジン速度の変化率とエンジン速度の実際の変化率との間に接続した差があることがサージ状態を指示できる。  もう一つの技術がエンジンのサージを検出するのにエンジン・シグネチャを用い、燃焼器のバーナ圧力の測定に主に依存している。特に、この技術は、燃焼器のバーナ圧力にある過渡スパイクを検出することに依存している。
【０００６】
第３のそして一般により複雑な技術が個別に重みをつけられて補償される多数のエンジン及び機体のパラメータを用いている。
【０００７】
この第３の技術の例が１９９１年９月２４日付けでディ−・エイ・パーソンズ（Ｐａｒｓｏｎｓ）に交付さた米国特許第５，０５１，９１８号「ガスタービン失速／サージ指示及び回復」に開示されている。タービン軸（ターボシヤフト）エンジンに適用されるこのアプローチにおいては、軸速度信号（ＮＧ）の導関数及び測定ガス温度（ＭＧＴ）信号の導関数が他のガスタービン・エンジンのパラメータと関連して得られ、初期の圧縮機失速状態を決定するための対応するしきい値信号に比較するためのしきい値論理回路に加えられる。ＭＧＴ導関数回路は、雑音抑制用低域フィルタを備えることができる。計数器がしきい値信号の対応しきい値信号を超過するたびに増分される。計数器の出力は加速スケジュール出力を利得修飾のためのバイアス信号として用いられるか又は操縦者に対する失速の発端の目視／音響指示を始めるのに使用できる。
【０００８】
１９７７年１２月６日付けでエフ、アイ・エルセッサ（Ｅｌｓｅｓｓｅｒ）ほかに交付された米国特許第４，０６０，９７９号「ガスタービン・エンジン用失速警告検出器」は、圧縮機速度又はブリード弁の位置のいずれかと共同してタービン温度を監視することを開示している。一つの場合に、タービン温度が所定の値を超えたとき及び圧縮機速度が所定の割合で減少するとき、失速信号が「アンド」ゲートによって発生される。
【０００９】
やはり, １９７７年１２月６日付けでエフ・アイ・エルセッサほかに交付された米国特許第４，０６０，９８０号「ガスタービン・エンジン用失速検出器」は、最燃料流量スケジュール及び他のパラメータ（タービン入口又は出口温度など）を監視することを開示している。一つの場合に、最小燃料流量が存在するとき、及びタービン温度が所定レベルを超えたとき、失速信号が「アンド」ゲートで発生される。
【００１０】
従来の技術にある一つの問題は、過渡状態によって発生される「偽警報」に対する感受性である。もう一つの問題、燃焼器バーナ圧力における過渡スパイクを検知することに頼っている技術において特に明らかな問題はスパイクを検出することにおける困難性及びそれをサージのない運転中の正常に燃焼器動作と区別することにある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は、ガスタービン・エンジンにおけるサージ状態を検出する改良された技術を提出することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、タービンファン・エンジンにおけるサージ状態を検出する改良された技術を提供することである。
【００１３】
本発明のもう一つの目的は、タービンファン・エンジンにおけるサージ状態を検出する改良さた技術であり、その技術は検出さる燃焼器のバーナ圧力における過渡スパイクを検出する必要がないものを提供することである。
【００１４】
本発明の関連の目的は、タービンファン・エンジンにおけるサージ状態を検出する改良された技術であり、その技術は多数のエンジンと機体のパラメータを検出し、補正し、重みをつける必要のないものを提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前述及びその他の問題は、ガスタービン・エンジンにおけるサージの発生を検出する方法と装置によって克服され、それらによって本願発明の目的が実現される。この方法には複数の連続して発生する時間の個々の時間の間に実行される工程、（ａ）第１のエンジン作動特性の導関数を得る工程、（ｂ）第２のエンジン作動特性の導関数を得る工程、（ｃ）第１のエンジン作動特性の導関数を第１のしきい値に比較する工程、及び（ｄ）第２のエンジン作動特性の導関数を第２のしきい値に比較する工程を含んでいる。次の工程（ｅ）が（ｉ）第１のエンジン作動特性の導関数が第１のしきい値を超える場合、及びまた（ｉｉ）第２のエンジン作動特性の導関数が第２のしきい値を超える場合のみ計数を増分する。他の場合には、次の工程（ｆ）が、第１のエンジン作動特性の導関数が第１のしきい値を超えないかもしくは第２のエンジン作動特性の導関数が第２のしきい値を超えない場合、又はそれらの両方の場合、計数を減分する。
【００１６】
この方法にはさらに（ｇ）計数が１より大きい所定の値、例えば５に等しい場合にのみサージ状態を指示する工程がある。
【００１７】
導関数を得る第１及び第２の工程は、それぞれ得られた導関数をそれぞれに第１及び第２のフィルタでろ波する工程を含んでいる。結果として、比較する工程は各々ろ波導関数を含んでいる。
【００１８】
サージ状態を指示する工程は、第１のしきい値に対する少なくとも一つの第１のフィルタパラメータの値を設定する工程と、第２のしきい値に対する少なくとも一つの第２のフィルタパラメータの値を設定する工程を備えている。結果として、サージを指示した後に、フィルタは、指示されたサージをもたらしたエンジン状態を無視する状態に初期設定し直される。
【００１９】
この方法はさらに複数の時間の個々の時間の間に行われる少なくとも一つの第１のフィルタパラメータの値を第１のエンジン作動特性のろ波導関数の値に設定する工程及び少なくとも一つの第２のフィルタパラメータの値を第２のエンジン作動性のろ波導関数の値に設定する工程を備えている。結果としてフィルタは、更新されてエンジンの性能をたどる。これらのフィルタパラメータはフィルタパラメータの出力を最も重く重みつけるのに用いられるのが好ましい。
【００２０】
本発明の現在の好ましい実施例において、エンジンはターボファン・エンジンで、第１のエンジン作動特性はファン速度であり、第２のエンジン作動特性は排気ガス温度である。
【００２１】
【実施例】
本発明の上述及びその他の特徴は発明の詳細な説明を添付図面と併せて読むとき一層明らかになる。
【００２２】
ここで特に関心のあるのは、タービンプロップ（ターポプロップ）又はターボシャフト・エンジンとは異なり、タービンファン（ターボファン）エンジンにおけるエンジンサージの検出である。タービンファン・エンジンをタービンプロップ・エンジン及びタービンシャフト・エンジンと区別する一つの特性が他の型のエンジンで達成できる可変ピッチとは異なり、ファン羽根の幾何学的形が固定していることである。本願発明者はファン羽根の固定した幾何学的形状がファン速度の導関数を排気ガス温度の導関数と合わせて使用できるようにし、エンジンサージ状態の発生を検出することを実現した。
【００２３】
図１は従来のターボファン・エンジン１の簡易断面図を示している。エンジン１は、空気吸込口１ａ及び排気ガス吐出口１ｂを備えている。エンジン１はハウジング２、ファン３、圧縮器４、燃焼器５及びタービン６からなっている。矢印は総括的にエネルギー分布を表し、特にファンエネルギー（Ａ）、圧縮器エネルギー（Ｂ）及びジェットエネルギー（Ｃ）を示している。
【００２４】
本発明の教示は多数の異なる形式のターボファン・エンジンに採用できる。一つの適当な形式はテキストロン・ライカミング（Ｔｅｘｔｒｏｎ  Ｌｙｃｏｍｉｎｇ）製のＬＦ５０７タービンである。
【００２５】
本発明は、新規なサージ検出装置（ＳＤＳ）１０へ入力されるそれぞれの電気信号によって表された二つのエンジン作動特性を用いる。これら二つの信号は適当なファン速度変換器７から導出されたファン速度信号（ＮＬＣＫ）及び適当な温度変換器８から導出された排気ガス温度信号（Ｔ５ＣＫ）である。ＳＤＳ  １０の出力はサージフラッグ（ＳＲＧＦＬＧ）信号である。ＳＲＧＦＬＧ信号は検出されたサージに応答して燃焼器５への燃料の流量を変える燃料制御装置（図示なし）によって用いられるのが好ましい。ＳＲＧＦＬＧ信号はまたエンジン失速の発生を避けるため又はそれから回復するために適当な制御装置へのある他のエンジンパラメータを変える入力として用いてもよい。もちろん、ＳＲＧＦＬＧ信号はまた操縦者に対する音響又は視覚サージインジケータを与えるように用いてもよい。
【００２６】
本明細書で用いられているように、エンジンサージがファン速度の変化率とエンジン排気温度の変化率における増加と共同して起こる持続減少であると考えられる。サージの発生はエンジンの失速状態を示している。
【００２７】
次に図２を参照すると、本発明に従って構成されて作動されるサージ検出装置１０のブロック線図が示されている。サージ検出装置１０は機能ブロック、論理要素及び離散回路（例えばスイッチ）に関して例示され説明されているが、これらの機能のすべて又は一部分が適当なプログラムされたデータ又は信号処理装置によって遂行できることを理解すべきである。
【００２８】
ファン速度信号ＮＬＣＫは、４８ミリ秒（１制御サイクル）ごとに１回ファン速度導関数信号ＮＬＤＯＴを生ずる導関数計算ブロック（Ｓ）１２に加えられる。ＮＬＤＯＴ信号は高周波雑音を除くために低域バッタワース・フィルタ１４に加えられる。ろ波ファン速度導関数信号（ＮＬＤＯＴＦ）は比較器１６のｘ入力に加えられる。所定のしきい信号（−２．０％・秒）が比較器１６のｙ入力に加えられる。比較器１６はろ波ファン速度導関数信号が−２％・秒未満のとき真の出力を発生する。
【００２９】
ろ波ファン速度導関数信号（ＮＬＤＯＴＦ）は又正常動作の間スイッチ１８の（．Ｆ．）極を介して帰還され、フィルタパラメータＮＬＤＰを更新する。
【００３０】
フィルタ１４の係数：
0003652729.tif 000002
は、ほとんどの重みが最も最近のフィルタ出力（ＮＬＤＰ）に置かれることを確実にし、ここで、（ｎ）は現在の４８ミリ秒制御サイクルからのデータを表し、（ｎ−１）は前の４８ミリ秒制御サイクルからのデータを表している。本発明の好ましい実施例において、ＮＬＤＯＴＦ及びＮＬＤＰの分解能はＮＬＤＯＴの分解能の１／１６であり、ここで「分解能」は変数を増分又は減分できる最小値を意味するように意図されている。
【００３１】
本発明の一つの面によれば、スイッチ１８はサージクリヤ（ＳＲＧＣＬＲ）信号のアサートの間に．Ｔ．極位置に瞬間的に切り替えられる。これは、以下に記載のように、ＮＬＤＰフィルタパラメ−タを所定のしきい信号（−２％／秒）にリセットされる。
【００３２】
排気ガス温度処理回路の動作はファン速度処理回路の動作を映している。さらに詳しくいえば、排気ガス温度信号Ｔ５ＣＫは毎４８マイクロ秒制御サイクルに１回排気ガス温度導関数信号Ｔ５ＤＯＴを発生する導関数計算ブロック（Ｓ）２０に加えられる。Ｔ５ＤＯＴ信号は高周波雑音を除くために低域ブッタワ−スフィルタ２２に加えられる。ろ波排気ガス温度導関数信号（Ｔ５ＤＯＴＦ）は比較器２４のｘ入力に加えられる。所定のしきい信号（１０℃／秒）が比較器２４のｙ入力に加えられる。比較器２４はろ波排気ガス温度導関数信号が１０℃／秒より大きいとき真の出力を発生する。
【００３３】
ろ波排気ガス温度導関数信号（Ｔ５ＤＯＴＦ）は、バッタワース・フイルタパラメータＴ５ＤＰを更新するために、正常動作の間スイッチ２６の（．Ｆ．）極を介して帰還される。ファン速度フィルタの場合と同様に、フィルタ２２の係数（０．０６２５・Ｔ５ＤＯＴ（ｎ）＋０．１６２５・Ｔ５ＤＯＴ（ｎ−１）        ＋０．８７４９・Ｔ５ＤＰ）
が最大重みを最も最近のフィルタ出力（Ｔ５ＤＰ）に置くことを確実にし、ここで（ｎ）は現在の４８ミリ秒制御サイクルからのデータを表し、（ｎ−１）は前の４８ミリ秒制御サイクルからのデータを表している。なお、本発明の好ましい実施例において、Ｔ５ＤＯＦＴＦ及びＴ５ＤＰの分解能はＴ５ＤＯＴの分解能の１／１６である。
【００３４】
さらに本発明の一つの面によれば、スイッチ２６は、またサージクリア（ＳＲＧＣＬＲ）信号の断定の間に．Ｔ．極位置に切り替えられる。これはＴ５ＤＰフィルタパラメータを１０℃／秒の所定のしきい信号にリセットする。
【００３５】
ブロック２８はタービンガス発生機の速度がそれの定格最大速度の４０％に達するときにのみ使用可能出力を発生する。ガス発生器の地上緩速度が最大値の約５０％なので、ブロック２８はサージ装置１０が、ガス発生器が動作のスタ−ト領域からはずれた後にのみ動作することを保証する。
【００３６】
回路３０、３２、３４及び３６はサージ回復（ＳＲＧＲＥＣ）信号の真（断定された）から偽（断定されない）に移った後に１制御時限の間（４８ミリ秒）サージクリヤ（ＳＲＧＣＬＲ）信号を発生する。回路要素３０及び３２はそれぞれＳＲＧＲＥＣ信号のための１制御時限遅延要素として働き、否定回路３４の出力は遅延ＳＲＧＲＥＣ信号が高（真）であるときのみ低（偽）である。ＳＲＧＲＥＣ信号は下述のように回路５０及び５２によって発生され、サージ回復が進行中であることを指示するのに用いられる。
【００３７】
比較器１６と２４及び回路２８と３４の出力は、すべて「アンド」ゲート３８のそれぞれの入力に接続されている。「アンド」ゲート３８の出力は（ａ）ガス発生器速度がその最大速度の４０％より大きい場合、（ｂ）遅延サージ回復（ＳＲＧＲＥＣ）信号が真でない場合、（ｃ）ファン速度信号のろ波動関数が−２．０％／秒未満である場合及び（ｄ）排気ガス温度信号のろ波関数が１０℃／秒超出ある場合に対してのみ真である。これらの条件の四つすべてがある場合及び特に各々がしきい値を超えるファン速度と排気ガス温度の導関数の同時発生がサージ状態を指示する。
【００３８】
サージ状態を宣言する（サージフラッグ（ＳＲＧＦＬＧ）信号を断言）ために、計数器４０が５の計数に増分しなければなない。これに関して、「アンド」ゲート３８の出力は計数器４０の能動高増分入力に加えられ、否定回路３９を介して計数器４０の能動高減分入力加えられる。計数器４０は４８ミリ秒制御サイクルクロック信号（ＣＬＫ）を受け、その計数を「アンド」ゲート出力の論理状態の関数として増分又は減分のいずれかを行う。すなわち、アンドゲート３８の出力が高であるとき、計数器４０は増分し、アンドゲート４０の出力が低であるとき計数器４０は減分する。計数器４０はパワアップ信号の発生時又は燃料制御の動作のバックアップ流体力学的制御（手動モード）から自動モードへの切換の発生時に「オア」ゲートを介してゼロにリセットされる。自動モードは本明細書に記載されているＳＤＳ１０を用いる。
【００３９】
計数器４０の出力（ＳＲＧＣ）は、比較器４２へ加えられる。ＳＲＧＣ信号が５以上のときサージ計数（ＳＲＧＣＮＴ）信号が発生されラッチ４４によってラッチされる。ラッチ４４の高になる出力は、０．２４０秒タイマ４６を始動させると共に０．３３６秒タイマ５０ヘリットを加える。タイマ５０へのリセットは出力を低に強制し、否定回路５２を介してＳＲＧＲＥＣ信号を高（真）に強制する。タイマ５０の出力は、パワアップ時に真に初期設定されることが分かる。
【００４０】
タイマ４６は、否定回路４８と共同して、ＳＲＧＬＧ信号の幅を０．２２４０秒に設定する。０．２４０秒後にリセットはタイマ５０から除去されて、０．３３６秒あとに、タイマ５０における論理１（．Ｔ．）が否定回路５２への入力に現れ、それによってＳＲＧＲＥＣを低（偽）に駆動する。結果として、ＳＲＧＲＥＣ信号の持続時間は５７６ミリ秒（２４０＋３３６）として確立される。このようにして、サージ回復信号はサージが検出されてラッチされたとき真になり、その後５７６ミリ秒の間続く。
【００４１】
ＳＲＧＲＥＣ信号の５７６ミリ秒（１２制御サイクル）間のアサートによって対応する時間の長さの間（否定回路３４を経て）低になり、結果として、計数器４０がゼロに減分して戻ることが分かる。
【００４２】
サージ回復を遂行する実際の機構は、本発明の理解に密接な関係がないので、本発明の現在好ましい実施例においてＳＲＧＦＬＧ及びＳＲＧＲＥＣ信号が燃料制御装置に関連したサージ回復論理に加えられることを指示する以外詳細を説明しない。
【００４３】
前述のように、バッタワース・フィルタ１４及び２２のそれぞれのＮＬＤＰ及びＴ５ＤＰに対する値は、サージ回復の完了時のそれぞれのしきい値に等しく、ＳＲＧＣＬＲ信号及びスイッチ１８と２６を介してセットされる。本発明の一つの面によるフィルタ値のこのリセッティングによって、ＳＤＳ１０が前のサージ状態から生じたエンジンパラメータの前の値を考慮しないでただちにサージ検出をできるようになる。
【００４４】
本発明の別の面に従えば、手動モードで動作しているとき、導関数回路１２と２０及びフィルタ１４と２２すべてが活動状態のままであることを指摘する。結果として、フィルタ１４と２２のパラメータは更新されて自動モードに切り換えたとき（そして計数器４０をゼロに初期設定したとき）ＳＤＳ１０を使用可能にしてサージ状態の発生に備えたエンジンをただちに監視し始める。
【００４５】
計数器リセットからスタートするＳＲＧＣＮＴ信号（ＳＲＧＣ＝５）をアサートするための最小時間が５×４８ミリ秒すなわち２４０ミリ秒であることに注意すべきである。これは「アンド」ゲート３８の出力が５連続制御サイクルの間真のままであることを意味する。しかし、計数器リセットからスタートするＳＲＧＣＮＴ信号をアサートするための最大時間が２４０ミリ秒よりかなり長くなる可能性がある。例えば、以下の表はＳＲＧＣＮＴ信号をアサートするときに計数器４０の介在リセットを生ずることなく最高点に達する可能な一連の事象を例示している。
【００４６】
0003652729.tif 000003
この例の場合、１９制御サイクル（９１２ミリ秒）の合計がＳＲＧＦＬＧをサージ状態を指示するようにアサートする前に起こる。従ってＳＤＳ１０が、しきい値を超えるファン速度と排気ガス温度信号のそれぞれの導関数の同時発生の履歴記録を維持し、維持された履歴記録に従ってサージフラッグを発生するのが分かる。さらにこのアプローチは、他の場合にはサージを宣言させる過渡状態に免疫を与えることが認められる。
【００４７】
図３は４８ミリ秒の１制御サイクルの間の図２のＳＤＳ１０の動作を例示する論理流れ図である。英字で表されたブロックは以下のように働く。
【００４８】
Ａ．この方法が毎制御サイクルに１回始まる始動節点である。
【００４９】
Ｂ．タイマ４６（ＳＲＧＦＬＧ）がタイムアウトしたかどうかを定める試験が行
われる。
【００５０】
Ｃ．イエスであれば、ＳＲＧＦＬＧ信号は偽にされる。
【００５１】
Ｄ．ノーであるか又はブロックＣの実行の完了時であれば、タイマ５０（ＳＲＧ
ＲＥＣ）がタイムアウトしたかどうかを定める試験が行われる。
【００５２】
Ｅ．イエスであれば、ＳＲＧＲＥＣ信号は偽にされる。
【００５３】
Ｆ．やはりイエスの場合、ＳＲＧＣＬＲ信号は１制御サイクルの間真にされ、ＮＬＤＰとＴＳＤＰフィルタパラメータはそれらのそれぞれのしきい値信号か
ら更新される。
【００５４】
ブロックＧ〜Ｉの動作はファン速度と排気ガス温度を表すエンジン信号を処理するために並列に起こる。
【００５５】
Ｇ１．ＮＬＣＫの導関数ＮＬＤＯＴを得る。
【００５６】
Ｈ１．ＮＬＤＯＴをろ波してＮＬＤＯＴＦを作る。
【００５７】
Ｉ１．ＮＬＤＯＴＦがＮＬＤＰとしてフィルタ１４の入力へ帰還される。
【００５８】
Ｇ２．Ｔ５ＣＫの導関数Ｔ５ＤＯＴを得る。
【００５９】
Ｈ２．Ｔ５ＤＯＴをろ波してＴ５ＤＯＴＦを作る。
【００６０】
Ｉ２．Ｔ５ＤＯＴＦがＴ５ＤＰとしてフィルタ２２の入力へ帰還される。
【００６１】
Ｊ．  ＮＬＤＯＴＦを比較器１６に入力してＮＬＤＯＴＦが−２．０％未満であ
るかどうかを定める。
【００６２】
Ｋ．  イエスであれば、Ｔ５ＤＯＴＦを比較器２４に入力してＴ５ＤＯＴＦが１
０℃／秒超であるかどうかを定める。
【００６３】
Ｌ．  イエスであれば、ＮＨＣＫがＮＨの４０％超であるかどうかの決定をブロ
ック２８によって行う。
【００６４】
Ｍ．  イエスであれば、ＳＲＧＲＥＣが偽であるかどうかの決定をする。
【００６５】
ブロックＪ、Ｋ、Ｌ又はＭにおけるブロックのどれかがノーを示せば、ブロックＮが実行される。
【００６６】
Ｎ．  計数器４０の出力（ＳＲＧＣ）が０に等しいかどうかを決定する。
【００６７】
Ｏ．  ノーであれば、計数器４０は１だけ減分される。
【００６８】
ブロックＮがイエスを示す場合、又は計数器４０をブロック０において減分した後に、制御がブロックＡへ通ってつぎの制御サイクルの開始を待つ。
【００６９】
ブロックＪ、Ｋ、Ｌ及びＭのすべてがイエスを示す場合には、制御が下側ケース“ａ”によって示された接続子を介してブロックＰに通る。
【００７０】
Ｐ．  計数器４０を１だけ増分する。
【００７１】
Ｑ．  ＳＲＧＣが５に等しいかどうかの決定をする。ノーであれば、制御がブロ
ックＡへ通ってつぎの制御サイクルの開始を待つ。
【００７２】
Ｒ．  イエスであれば、タイマ４６と５０は共にＳＲＧＦＬＧとＳＲＧＲＥＣ信号に偽から真に遷移させるように始動される。次に、制御はブロックＡへ
通ってつぎの制御サイクルの開始を待つ。
【００７３】
多数の前述の工程を指示された順序と違えて実行できるが、なお同じ結果を達成することを認めることができる。
【００７４】
前述の説明は、本発明の現在の好ましい実施例に関連してなされた。しかし、この現在の好ましい実施例に対して多数の変更態様を作り得ること、及びそのような変更態様がなお本発明の教示の中に入ることを理解すべきである。例えば、制御サイクルの持続時間、種々のタイマー値、定数値及びしきい値を上に与えられた明示値と異なるようにすることができる。従って、本発明をその現在好ましい実施例に関して詳しく図示して説明したが、形及び細部における変更を本発明の範囲と精神からそれることなくなし得ることは当業者に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のサージ検出装置を備えたタービンファン・エンジンの簡易断面図である。
【図２】  本発明に従って構成され、作動されるサージ検出装置のブロック線図である。
【図３】  図２のサージ検出装置の動作を例示する論理流れ図である。
【符号の説明】
１        ターボファン・エンジン
２        ハウジング
３        ファン
４        圧縮器
５        燃焼器
６        タービン
１０        サージ検出装置
【図１】
0003652729.tif 000004
【図２】
0003652729.tif 000005
【図３】
0003652729.tif 000006