(57)【要約】【課題】簡易な構成でありながら、センサ故障を精度良く検知できるようにしたガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置を提供する。【解決手段】ガスタービン・エンジンの運転状態を示す値を出力するセンサから出力された値を入力し、第１の所定時間（１０ｍｓｅｃ）ごとに出力された値が許容範囲内にあるか否か判断し（許容範囲判断ブロック３００のステップ３００ａ）、出力された値が許容範囲内にないと判断された回数（ＦＣ）が第１の所定値（１）未満ではないとき（故障判定ブロックのステップ３０２ｅ）、および出力された値が許容範囲内にないと連続して判断された回数（ＦＣ）が第２の所定値（８）未満ではないとき（故障判定ブロックのステップ３０２ｄ）の少なくともいずれかにある場合、センサが故障したと判定する（故障判定ブロック３０２のステップ３０２ｈ）。【選択図】図５
2005315237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置において、
ａ．前記ガスタービン・エンジンに配置され、前記エンジンの運転状態を示す値を出力する少なくとも１個のセンサ、
ｂ．前記出力された値を入力し、第１の所定時間ごとに前記出力された値が許容範囲内にないか否か判断する判断部、
および
ｃ．前記出力された値が前記許容範囲内にないと判断された回数が第１の所定値未満ではないとき、および前記出力された値が前記許容範囲内にないと連続して判断された回数が第２の所定値未満ではないときの少なくともいずれかにある場合、前記センサが故障したと判定する判定部、
を備えたことを特徴とするガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置。
【請求項２】
前記第１の所定時間をｍ倍（ｍ≧２）してなる第２の所定時間ごとに前記ガスタービン・エンジンに供給されるべき燃料量を算出して前記算出された燃料量となるように燃料供給を制御する燃料制御部を備えると共に、前記第２の所定値は、前記第２の所定時間に相当する値以下に設定されることを特徴とする請求項１記載のガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置。
【請求項３】
前記第１の所定時間をｍ倍（ｍ≧２）してなる第２の所定時間ごとに前記ガスタービン・エンジンに供給されるべき燃料量を算出して前記算出された燃料量となるように燃料供給を制御する燃料制御部を備えると共に、前記第２の所定値は、前記第１の所定値の示す時間の１／２以下の時間に相当する値に設定されることを特徴とする請求項１記載のガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置。
【請求項４】
さらに、
ｄ．前記出力された値を入力し、前記第１の所定時間ごとに前記出力された値の変化率が第２の許容範囲内にないか否か判断する判断部、
および
ｅ．前記出力された値の変化率が前記第２の許容範囲内にないと判断された回数が第３の所定値未満ではないとき、前記センサが故障したと判定する第２の判定部、
を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置。
【請求項５】
ガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置において、
ａ．前記ガスタービン・エンジンに配置され、前記エンジンの運転状態を示す値をそれぞれ出力する少なくとも１組のセンサ群、
ｂ．前記センサ群の出力を入力し、相互に比較することで前記センサ群の出力のそれぞれについて正常か異常かを判定して判定結果を出力する第１の判定部、
ｃ．前記判定結果を入力し、第１の所定時間ごとに前記判定結果で異常と判定されたか否か判断する判断部、
および
ｄ．前記異常と判定された回数が第１の所定値未満ではないとき、および前記異常と連続して判定された回数が第２の所定値未満ではないときの少なくともいずれかにある場合、前記センサ群の中、異常と判定されたセンサ出力に対応するセンサが故障したと判定する第２の判定部、
を備えたことを特徴とするガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置。
【請求項６】
前記第１の所定時間をｍ倍（ｍ≧２）してなる第２の所定時間ごとに前記ガスタービン・エンジンに供給されるべき燃料量を算出して前記算出された燃料量となるように燃料供給を制御する燃料制御部を備えると共に、前記第２の所定値は、前記第２の所定時間に相当する値以下に設定されることを特徴とする請求項５記載のガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置。
【請求項７】
前記第１の所定時間をｍ倍（ｍ≧２）してなる第２の所定時間ごとに前記ガスタービン・エンジンに供給されるべき燃料量を算出して前記算出された燃料量となるように燃料供給を制御する燃料制御部を備えると共に、前記第２の所定値は、前記第１の所定値の示す時間の１／２以下の時間に相当する値に設定されることを特徴とする請求項５記載のガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置。
【請求項８】
前記センサおよびセンサ群の少なくともいずれかが、前記エンジンのタービンの回転数を示す値を出力するセンサであることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置、より具体的には航空機用ガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン・エンジンの制御においては、エンジンに配置されたセンサ群の出力から運転状態を検出し、それに基づいて供給すべき燃料量を算出するなど種々の制御が行われるが、センサに断線などの故障が生じると、その出力は適正な値とならない。そこでセンサが故障したか否か検知する必要がある。
【０００３】
それに関し、下記の特許文献１に記載されるように、センサ出力の２つのサンプル値と、そのパラメータについての公称値を示す合成信号との中から最良の値を検出する技術が提案されている。
【０００４】
また、下記の特許文献２に記載されるように、センサ出力が許容範囲内にあるか否か判断し、許容範囲内にないと判断される度に、ずれ方向に応じて許容範囲の上下限を設定し直し、次回の入力値が設定し直された許容範囲内において上下に振れた回数を所定時間内においてカウントし、そのカウント値が所定値を超えるとき、異常が発生したと判定する技術が提案されている。
【特許文献１】特開昭６１−２４１４２４号公報
【特許文献２】特開平６−０５０１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載した従来技術においては、センサ出力に相当するパラメータについての公称値を示す合成信号を作成し、それとセンサ出力の２つのサンプル値の中から最良の値を検出する必要があると共に、特許文献２に記載した従来技術においても入力されたセンサ出力に応じて許容範囲の上下限を設定し直す必要などがあって、共に構成が複雑であった。
【０００６】
従って、この発明の目的は上記した課題を解消することにあり、簡易な構成でありながら、センサ故障を精度良く検知できるようにしたガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１にあっては、ガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置において、前記ガスタービン・エンジンに配置され、前記エンジンの運転状態を示す値を出力する少なくとも１個のセンサ、前記出力された値を入力し、第１の所定時間ごとに前記出力された値が許容範囲内にないか否か判断する判断部、および前記出力された値が前記許容範囲内にないと判断された回数が第１の所定値未満ではないとき、および前記出力された値が前記許容範囲内にないと連続して判断された回数が第２の所定値未満ではないときの少なくともいずれかにある場合、前記センサが故障したと判定する判定部を備える如く構成した。
【０００８】
請求項２に係るガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置にあっては、前記第１の所定時間をｍ倍（ｍ≧２）してなる第２の所定時間ごとに前記ガスタービン・エンジンに供給されるべき燃料量を算出して前記算出された燃料量となるように燃料供給を制御する燃料制御部を備えると共に、前記第２の所定値は、前記第２の所定時間に相当する値以下に設定される如く構成した。
【０００９】
請求項３に係るガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置にあっては、前記第１の所定時間をｍ倍（ｍ≧２）してなる第２の所定時間ごとに前記ガスタービン・エンジンに供給されるべき燃料量を算出して前記算出された燃料量となるように燃料供給を制御する燃料制御部を備えると共に、前記第２の所定値は、前記第１の所定値の示す時間の１／２以下の時間に相当する値に設定される如く構成した。
【００１０】
請求項４に係るガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置にあっては、さらに、前記出力された値を入力し、前記第１の所定時間ごとに前記出力された値の変化率が第２の許容範囲内にないか否か判断する判断部、および前記出力された値の変化率が前記第２の許容範囲内にないと判断された回数が第３の所定値未満ではないとき、前記センサが故障したと判定する第２の判定部を備える如く構成した。
【００１１】
請求項５にあっては、ガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置において、前記ガスタービン・エンジンに配置され、前記エンジンの運転状態を示す値をそれぞれ出力する少なくとも１組のセンサ群、前記センサ群の出力を入力し、相互に比較することで前記センサ群の出力のそれぞれについて正常か異常かを判定して判定結果を出力する第１の判定部、前記判定結果を入力し、第１の所定時間ごとに前記判定結果で異常と判定されたか否か判断する判断部、および前記異常と判定された回数が第１の所定値未満ではないとき、および前記異常と連続して判定された回数が第２の所定値未満ではないときの少なくともいずれかにある場合、前記センサ群の中、異常と判定されたセンサ出力に対応するセンサが故障したと判定する第２の判定部を備える如く構成した。
【００１２】
請求項６に係るガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置にあっては、前記第１の所定時間をｍ倍（ｍ≧２）してなる第２の所定時間ごとに前記ガスタービン・エンジンに供給されるべき燃料量を算出して前記算出された燃料量となるように燃料供給を制御する燃料制御部を備えると共に、前記第２の所定値は、前記第２の所定時間に相当する値以下に設定される如く構成した。
【００１３】
請求項７に係るガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置にあっては、前記第１の所定時間をｍ倍（ｍ≧２）してなる第２の所定時間ごとに前記ガスタービン・エンジンに供給されるべき燃料量を算出して前記算出された燃料量となるように燃料供給を制御する燃料制御部を備えると共に、前記第２の所定値は、前記第１の所定値の示す時間の１／２以下の時間に相当する値に設定される如く構成した。
【００１４】
請求項８に係るガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置にあっては、前記センサおよびセンサ群の少なくともいずれかが、前記エンジンのタービンの回転数を示す値を出力するセンサである如く構成した。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係るガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置にあっては、第１の所定時間ごとにセンサから出力された値が許容範囲内にないか否か判断し、許容範囲内にないと判断された回数が第１の所定値未満ではないとき、および許容範囲内にないと連続して判断された回数が第２の所定値未満ではないときの少なくともいずれかにある場合、センサが故障したと判定する如く構成したので、センサ出力が許容範囲内にないと判断された回数が通算して第１の所定値未満ではないか否か判断することでノイズなどに起因する一過性の異常をセンサ故障と誤検知するのを回避できると共に、センサ出力が許容範囲内にないと連続的に判断された回数が第２の所定値未満ではないか否か判断することで断線などによるセンサ故障を迅速に検知することができ、よって簡易な構成でありながら、センサ故障を精度良く検知することができる。
【００１６】
請求項２に係るガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置にあっては、第２の所定値は、燃料制御周期である第２の所定時間に相当する値以下に設定される如く構成したので、前記した効果に加え、比較的瞬時の対応が必要となる燃料制御において、センサ故障を燃料制御の１周期の間に検知することができ、よって次回の燃料制御の際に迅速に対応することが可能となる。
【００１７】
請求項３に係るガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置にあっては、第２の所定値は、第１の所定値の示す時間の１／２以下の時間に相当する値に設定される如く構成したので、換言すれば、センサ故障の判定に要する時間が、ノイズなどに起因してセンサ出力が許容範囲にない一過的な異常の判定に要する時間の半分の時間以下である如く構成したので、前記した効果に加え、センサ故障を早期に検知することができ、同様に比較的瞬時の対応が必要となる燃料制御において迅速に対応することが可能となる。
【００１８】
請求項４に係るガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置にあっては、第１の所定時間ごとに出力された値の変化率が第２の許容範囲内にないか否か判断し、第２の許容範囲内にないと判断された回数が第３の所定値未満ではないとき、センサが故障したと判定する如く構成したので、前記した効果に加え、センサ故障を一層精度良く検知することができる。
【００１９】
請求項５に係るガスタービン・エンジンの故障検知装置にあっては、少なくとも１組のセンサ群の出力を入力し、相互に比較することで正常か異常かを判定して判定結果を出力すると共に、第１の所定時間ごとに異常と判定されたか否か判断し、異常と判定された回数が第１の所定値未満ではないとき、および異常と連続して判定された回数が第２の所定値未満ではないときの少なくともいずれかにある場合、異常と判定されたセンサ出力に対応するセンサが故障したと判定する如く構成したので、同様にノイズなどに起因する一過性の異常をセンサ故障と誤検知するのを回避できると共に、断線などによるセンサ故障を迅速に検知することができ、よって簡易な構成でありながら、センサ故障を精度良く検知することができる。
【００２０】
請求項６に係るガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置にあっては、第２の所定値は、燃料制御周期である第２の所定時間に相当する値以下に設定される如く構成したので、前記した効果に加え、比較的瞬時の対応が必要となる燃料制御において、センサ故障を燃料制御の１周期の間に検知することができ、よって次回の燃料制御の際に迅速に対応することが可能となる。
【００２１】
請求項７に係るガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置にあっては、第２の所定値は、第１の所定値の示す時間の１／２以下の時間に相当する値に設定される如く構成したので、換言すれば、センサ故障の判定に要する時間が、ノイズなどに起因してセンサ出力が許容範囲にない一過的な異常の判定に要する時間の半分の時間以下である如く構成したので、前記した効果に加え、センサ故障を早期に検知することができ、同様に比較的瞬時の対応が必要となる燃料制御において迅速に対応することが可能となる。
【００２２】
請求項８に係るガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置にあっては、センサおよびセンサ群の少なくともいずれかがタービンの回転数を示す値を出力するセンサである如く構成したので、前記した効果に加え、ガスタービン・エンジンの運転状態を示すパラメータとして比較的重要なパラメータを出力するセンサの故障を精度良く検知することができ、それに応じて迅速に適切な対応をとることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面に即してこの発明に係るガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、そのセンサ故障検知装置が前提とする、ガスタービン・エンジンの制御装置を全体的に示す概略図である。
【００２５】
この発明に係るセンサ故障検知装置は、かかる制御装置で使用されるセンサの故障を検知する装置であることから、説明の便宜のため、前提とするガスタービン・エンジンの制御装置について以下説明する。尚、ガスタービン・エンジンとして、航空機用ガスタービン・エンジンを例にとる。また、航空機用ガスタービン・エンジンとしては、ターボジェット・エンジン、ターボファン・エンジン、ターボプロップ・エンジンおよびターボシャフト・エンジンの４種が知られているが、以下、２軸のターボファン・エンジンを例にとって説明する。
【００２６】
図１において、符号１０はターボファン・エンジン（ガスタービン・エンジン。以下「エンジン」という）を示し、符号１０ａはエンジン本体を示す。エンジン１０は機体（図示せず）の適宜位置にマウントされる。
【００２７】
エンジン１０はファン（ファン動翼）１２を備え、ファン１２は高速で回転しつつ外気から空気を吸引する。ファン１２にはロータ１２ａが一体的に形成され、ロータ１２ａは対向して配置されたステータ１４と共に低圧圧縮機（コンプレッサ）１６を構成し、そこで吸引した空気を圧縮しつつ後方に圧送する。
【００２８】
尚、ファン１２の付近にはセパレータ２０によってダクト（バイパス）２２が形成され、吸引された空気の大部分は後段（コア側）で燃焼させられることなく、ダクト２２を通ってエンジン後方に噴出させられる。ファン排気は、その反作用としてエンジン１０が搭載される機体（図示せず）に推力（スラスト）を生じさせる。推力の大部分は、このファン排気によって生じる。
【００２９】
低圧圧縮機１６で圧縮された空気は後段の高圧圧縮機２４に送られ、そこでロータ２４ａおよびステータ２４ｂによってさらに圧縮された後、後段の燃焼器２６に送られる。
【００３０】
燃焼器２６は燃料ノズル２８を備え、燃料ノズル２８にはＦＣＵ（Fuel Control Unit 。燃料制御ユニットあるいは燃料制御部）３０で調量された燃料が圧送される。即ち、ＦＣＵ３０は燃料調量バルブ３２を備え、燃料ポンプ（ギヤポンプ）３４によって機体の適宜位置に配置された燃料タンク３６から汲み上げられた燃料は、燃料調量バルブ３２で調量された後、燃料供給通路３８を通って燃料ノズル２８に供給される。
【００３１】
噴霧された燃料は高圧圧縮機２４から圧送された圧縮空気と混合し、エンジン始動時にエキサイタ（図１で図示省略）および点火プラグ（図示せず）で点火されて燃焼する。混合気は一度着火されて燃焼を開始すると、かかる圧縮空気と燃料からなる混合気を連続的に供給されて燃焼を継続する。
【００３２】
燃焼によって生じた高温高圧ガスは高圧タービン４０に送られ、高圧タービン４０を高速回転させる。高圧タービン４０は前記した高圧圧縮機のロータ２４ａに高圧タービン軸４０ａを介して接続され、前記ロータ２４ａを回転させる。
【００３３】
高温高圧ガスは、高圧タービン４０を回転駆動した後、低圧タービン４２に送られ、低圧タービン４２を比較的低速で回転させる。低圧タービン４２は前記した低圧圧縮機１６のロータ１２ａに低圧タービン軸４２ａ（軸４０ａと同心二軸構造）を介して接続されており、前記ロータ１２ａおよびファン１２を回転させる。
【００３４】
低圧タービン４２を通過した高温高圧ガス（タービン排気）は、ダクト２２を通ってそのまま排出されるファン排気と混合させられてジェットノズル４４からエンジン後方に噴出される。
【００３５】
エンジン本体１０ａの外部下面の前側寄りには、アクセサリ・ドライブ・ギアボックス（以下「ギアボックス」という）５０がステー５０ａを介して取り付けられると共に、ギアボックス５０の前端には一体的に構成されたスタータおよびジェネレータ（以下「スタータ」と総称する）５２が取り付けられる。尚、ギアボックス５０の後端には前記したＦＣＵ３０が配置される。
【００３６】
エンジン１０の始動時、スタータ５２によって軸５６が回転させられると、その回転は駆動軸５８（および図示しないベベルギアなどのギア機構）を介して高圧タービン軸４０ａに伝えられ、燃焼に必要な空気が送り込まれる。
【００３７】
他方、軸５６の回転はＰＭＡ（パーマネントマグネット・オルタネータ）６０と高圧（燃料）ポンプ３４に伝えられて高圧（燃料）ポンプ３４を駆動し、前記したように燃料を燃料ノズル２８から噴霧する。よって生じた混合気は、点火されて燃焼を開始する。
【００３８】
エンジン１０が自立運転回転数に達すると、高圧タービン軸４０ａの回転が逆に駆動軸５８（および図示しないベベルギアなどのギア機構）を介して軸５６に伝えられ、燃料ポンプ３４を駆動すると共に、ＰＭＡ６０とスタータ５２を駆動する。それによって、ＰＭＡ６０は発電すると共に、スタータ５２は、機体に電力を供給する。
【００３９】
エンジン１０において、低圧タービン軸４２ａの付近にはＮ１センサ（回転数センサ）６２が配置され、低圧タービン回転数（低圧タービン軸４２ａの回転数）Ｎ１に比例する信号を出力すると共に、軸５６の付近にはＮ２センサ（回転数センサ）６４が配置され、高圧タービン回転数（高圧タービン軸４０ａの回転数）Ｎ２に比例する信号を出力する。
【００４０】
またエンジン本体１０ａの前面の空気取り入れ口６６の付近にはＴ１センサ（温度センサ）６８およびＰ１センサ（圧力センサ）７０が配置され、流入空気の温度Ｔ１および圧力Ｐ１に比例する信号を出力すると共に、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit 。電子制御ユニット）の内部にはＰ０センサ（圧力センサ）７２が設けられ、大気圧Ｐ０に比例する信号を出力する。また、ＥＣＵの内部には温度センサ（図示せず）も設けられてＥＣＵの温度に比例する信号を出力する。
【００４１】
またロータ２４ａの下流にはＰ３センサ（圧力センサ）７４が配置されて高圧圧縮機２４の出力圧Ｐ３に比例する信号を出力すると共に、低圧タービン４２の下流の適宜位置にはＥＧＴセンサ（温度センサ）７６が配置され、排ガス温度ＥＧＴ（低圧タービン４２から排出される排ガスの温度）に比例する信号を出力する。
【００４２】
エンジン本体１０ａの上端位置には前記したＥＣＵ（符号８０で示す）が収納される。上記したエンジン１０の運転状態を示すセンサ群の出力は、ＥＣＵ８０に送られる。
【００４３】
図２は、ＥＣＵ８０および前記したＦＣＵ３０の構成、特にＦＣＵ３０の構成を全体的に示すブロック図である。
【００４４】
前記したセンサ群に加え、機体操縦席（コックピット。図示せず）付近に設置されたスラストレバー（スロットルレバー）８２の付近にはＴＬＡセンサ（スラストレバー角度センサ）８４が配置され、パイロット（操縦者）が入力したスラストレバー角度あるいは位置（操作者要求推力）ＴＬＡに比例する信号を出力する。ＴＬＡセンサ８４の出力もＥＣＵ８０に入力される。尚、図２（および後述する図３）において各センサ（Ｐ０センサ、ＴＬＡセンサなど）は、その検出対象パラメータ名（Ｐ０、ＴＬＡなど）で示す。
【００４５】
さらに、ＦＣＵ３０の適宜位置にはＦＭＶＰセンサ（バルブ位置センサ。図２で図示省略）が設けられ、燃料調量バルブ３２のバルブ位置ＦＭＶＰに比例する信号を出力する。ＦＭＶＰセンサの出力もＥＣＵ８０に入力される。
【００４６】
さらに、ＥＣＵ８０には、ＣＡＮ（Control Area Network）通信インターフェース・ユニット８８を介して前記したスラストレバー８２以外の機器のパイロット選択指令９０、機体搭載コンピュータ（Air Data Computer あるいはＡＤＣ）９２からのデータ（例えばマッハ数Ｍｎ、圧力高度ＡＬＴ、外気温度（より具体的には全温度ＴＡＴ、真大気温度ＳＡＴ））、および第２のエンジン（図示せず）のＥＣＵ９４からのデータが入力（あるいは出力）されると共に、コックピット内のディスプレイ９６に接続されてＥＣＵ８０のデータを表示させる。
【００４７】
ＥＣＵ８０は１０ｍｓｅｃごとに起動され、入力値に基づき、後述する如く故障検知などを行うと共に、４０ｍｓｅｃごとに、スラストレバー角度（操作者要求出力）ＴＬＡに応じて低圧タービン軸回転数（低圧タービン回転数）Ｎ１と目標回転数Ｎ１ｃｏｍの偏差が減少するように、エンジン１０に供給すべき燃料量（燃料流量）の指令値（操作量）Ｗｆを、トルクモータ９８への通電電流指令値として算出してＦＣＵ３０に送る。
【００４８】
さらに、ＥＣＵ８０は検出された低圧タービン回転数Ｎ１および高圧タービン回転数Ｎ２の値のいずれかがリミット値（例えば、それぞれの最高回転数の１０７％相当値）を超えるか否か監視し、検出された低圧タービン回転数Ｎ１および高圧タービン回転数Ｎ２のいずれかがリミット値を超えるときはオーバースピードと判断し、エンジン１０に供給すべき燃料流量が所定値、より具体的には零あるいは最小となるようにトルクモータ９８への通電電流指令値を決定してＦＣＵ３０に送る。
【００４９】
さらに、ＥＣＵ８０は検出された高圧タービン回転数Ｎ２の変化率Ｎ２ドット（Ｎ２の微分値。加減速率）と目標加減速率Ｎ２ドットｃｏｍの偏差が減少するようにエンジン１０に供給すべき燃料流量の指令値Ｗｆ、より詳しくはトルクモータ９８への通電電流指令値を決定してＦＣＵ３０に送る。  
【００５０】
ＦＣＵ３０は低圧（燃料）ポンプ１００を備え、燃料タンク３６（図２で図示省略）から汲み上げられた燃料は、フィルタ（およびオイルクーラ）１０２を経て前記した高圧（燃料）ポンプ３４で高圧化されて燃料調量バルブ３２に送られる。トルクモータ９８は燃料調量バルブ３２に接続され、そのスプール位置を決定する。従って、高圧ポンプ３４を介して圧送された燃料は、燃料調量バルブ３２でそのスプール位置に応じた流量に調節（調量）される。調量された燃料は、シャットオフバルブ１０４、ドレーンバルブ１０６およびシャットオフ機構１０８を介して前記した燃料ノズル２８に供給される。このように、ＥＣＵ８０は、４０ｍｓｅｃごとにエンジン１０に供給すべき燃料流量の指令値Ｗｆを算出し、それに応じてＦＣＵ３０で算出された燃料流量となるように燃料供給が制御される。
【００５１】
尚、低圧タービン軸４２ａには非常停止スイッチ１１０が接続されており、低圧タービン軸４２ａが何らかの理由から変位するとオンし、シャットオフ機構１０８を動作させて燃料ノズル２８への燃料供給を機械的に遮断する。同様に、ソレノイド１１２が設けられ、パイロット選択指令９０に応じてシャットオフバルブ１０４を動作させて燃料ノズル２８への燃料供給を遮断する。
【００５２】
図３は、上記したＥＣＵ８０およびＦＣＵ３０の構成をハードウェアで示すブロック図である。
【００５３】
エンジン１０が航空機用ガスタービン・エンジンであることから、ＥＣＵ８０およびＦＣＵ３０はプライマリレーン（Primary  Lane）２００とセカンダリレーン（Secondary  Lane）２０２からなり、それぞれ上記した動作を行うＣＰＵ２００ａ，２０２ａ、その動作をモニタするモニタＣＰＵ２００ｂ，２０２ｂと、さらにモニタＣＰＵの動作を監視するＷＤＴ（ウォッチドグタイマ）２００ｃ，２０２ｃとを備える。モニタによってレーン２００に異常が生じたと判断されたとき、レーン２０２がレーン２００に代わって燃料供給制御を行う。
【００５４】
２個のＣＰＵ２００ａと２０２ａが上記したＥＣＵ８０およびＦＣＵ３０として動作し、図示のセンサ出力に基づいてトルクモータ９８への通電指令値を算出し、サーボドライバ２００ｄ，２０２ｄ（図２で図示省略）を介してトルクモータ９８に出力する（サーボドライバ２００ｄ，２０２ｄの動作はモニタ（回路）２００ｅ，２０２ｅでモニタされる）。図３から明らかな如く、トルクモータ９８も実際には、プライマリレーン用の９８１とセカンダリレーン用の９８２の２個が設けられる。尚、プライマリレーンのＣＰＵ２００ａが正常に動作している限り、プライマリレーンの出力のみがトルクモータ９８１に送られる。
【００５５】
同様に、上記した種々のセンサの多くも、実際には、２個以上設けられる。ＴＬＡセンサ８４は、図示の如く、３個設けられ、その出力が２つのレーン２００，２０２に入力される。Ｎ１センサ６２、ＥＧＴセンサ７６およびＦＭＶＰセンサ（図２で図示省略）は２個設けられ、それぞれ２つのレーン２００，２０２に入力される。さらに、Ｎ２センサ６４は両レーン用に２個（Ａ，Ｂで示す）、合計４個設けられ、その中のＡ，Ｂ２個のセンサ出力が２つのレーン２００，２０２に入力される。
【００５６】
Ｎ２センサ６４は具体的には磁気ピックアップからなり、同種の構造のものが軸５６の付近に４個配置されてなる。Ｎ１センサ６２も同様の構造の磁気ピックアップが低圧タービン軸４２ａの付近に２個配置されてなる。他のセンサについても同様に、同種構造のものが該当個数だけ配置される。尚、これらのセンサは、出力が同一の値となるように設定される。
【００５７】
また、Ｐ１センサ７０およびＰ０センサ７２の出力は全てレーン２００に入力される。Ｐ３センサ７４の出力はレーン２０２のみに入力される。これらのセンサの入力を一方のレーンに限定したのは、Ｎ１センサ６２およびＮ２センサ６４などタービン回転数を検出するものに比せば重要度が低いためである。尚、一方のレーンのみ入力されるセンサ出力につき、他方のレーンはＣＡＮ通信を介してその出力を入力する。
【００５８】
プライマリレーン２００においてモニタＣＰＵ２００ｂとＷＤＴ２００ｃが自己診断回路を構成し、同種のセンサ出力からＣＰＵ２００ａと同様の出力を生じる。それらの出力はＡＮＤ回路２００ｆに送られる。ＡＮＤ回路２００ｆは入力が全て一致したとき、換言すれば、プライマリレーン２００が異常ではないと判定されるとき、Ｈレベル信号を出力してスイッチ２００ｇを閉じ、ＣＰＵ２００ａの出力をサーボドライバ２００ｄに送る。
【００５９】
セカンダリレーン２０２においてもモニタＣＰＵ２０２ｂとＷＤＴ２０２ｃが自己診断回路を構成し、同種のセンサ出力から同様の出力を生じ、それらの出力もＡＮＤ回路２０２ｆに送られる。また、プライマリレーン２００のＡＮＤ回路２００ｆの出力は、インバータ２００ｈを介してセカンダリレーン２０２のＡＮＤ回路２０２ｆに入力される。
【００６０】
従って、プライマリレーン２００においてＡＮＤ回路２００ｆの出力が一致しているとき、セカンダリレーン２０２においてＡＮＤ回路２０２ｆの入力は一致せず、Ｌレベル信号を出力する結果、スイッチ２０２ｇを開放し、ＣＰＵ２０２ａの出力をサーボドライバ２０２ｄに出力しない。一方、プライマリレーン２００においてＡＮＤ回路２００ｆの出力が一致しないとき、セカンダリレーン２０２においてモニタＣＰＵ２０２ｂとＷＤＴ２０２ｃの出力が一致する限り、そのＡＮＤ回路２０２ｆはＨレベル信号を出力してスイッチ２０２ｇを閉じ、ＣＰＵ２０２ａの出力をサーボドライバ２０２ｄに送る。
【００６１】
尚、プライマリレーン２００のモニタＣＰＵ２００ｂとＷＤＴ２００ｃの出力はセカンダリレーン２０２のＣＰＵ２０２ａに送られる一方、セカンダリレーン２０２の同種の出力はプライマリレーン２００のＣＰＵ２００ａに送られる。
【００６２】
上記を前提として、この実施例に係るガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置を説明する。
【００６３】
図４は、その動作をセンサ出力の可否判定および定常・過渡の運転状態判定も含めて示すブロック図である。尚、同図は、具体的にはＥＣＵ８０が行う動作、より具体的には上記した４個のＣＰＵの中、ＣＰＵ２００ａ，２０２ａが平行して行う動作を機能的にブロック化して示すものである。
【００６４】
以下説明すると、エンジン１０の運転状態を示す前記したセンサ出力（出力された値）は、先ず図示しないローパスフィルタに入力されてノイズ成分が除去され、波形処理がなされた後、カウンタなどにおいて運転状態を示すパラメータ（例えばＮ１センサ６２でいえばｒｐｍ相当の値）に変換された後、１０ｍｓｅｃごとに許容範囲判断ブロック３００に入力され、そこで適宜設定された許容範囲にあるか否かチェックされた後、故障判定ブロック３０２に送られる。尚、ローパスフィルタはセンサ出力に応じてセンサ出力のノイズ成分が可能な限り除去されるようにカットオフ周波数が設定され、それによってセンサ出力に重畳するノイズ成分が除去される。
【００６５】
尚、センサ出力は、前記した低圧タービン回転数を示すＮ１センサ６２、高圧タービン回転数を示すＮ２センサ６４など前記したセンサの全ての出力を含む。センサは少なくとも２個設けられるが、４個設けられるＮ２センサ６４の出力については、レーン２００，２０２でそれぞれ２個ずつを対象として以下に述べる処理が行われる。
【００６６】
図５は、その許容範囲判断フロック３００および故障判定ブロック３０２の動作をより詳細に機能的にブロック化して示すブロック図である。
【００６７】
以下説明すると、ローパスフィルタで濾波されたセンサ出力は、波形処理された後、カウンタなどにおいて運転状態を示すパラメータ（例えばＮ１センサ６２でいえばｒｐｍ相当の値）に変換された後、１０ｍｓｅｃ（第１の所定時間）ごとに許容範囲判断ブロック３００に入力され、そのステップ３００ａに入力される。
【００６８】
ステップ３００ａにおいては、センサ出力がセンサごとに予め設定された許容範囲内にあるか否か判断される。
【００６９】
ステップ３００ａの判断結果は、故障判定ブロック３０２に送られる。即ち、ステップ３００ａにおいてセンサ出力が許容範囲内にあると判断されるとき、その出力（判断結果）は故障判定ブロック３０２のステップ３０２ａに入力され、そこでＦＣ（フラグカウンタ）の値が−１に設定されると共に、センサ出力が許容範囲内にないと判断されるとき、その出力は故障判定ブロック３０２のステップ３０２ｂに入力され、そこでＦＣの値が＋２に設定される。
【００７０】
次いでステップ３０２ｃにおいてＦＣの前回値に加算あるいは前回値から減算されてＦＣの通算値（累積値）が算出された後、ステップ３０２ｄにおいてＦＣの値（通算値）が８（第２の所定値）未満か否か判断される。初めての判断ではＦＣの値は−１あるいは＋２のままであることから通例肯定される。
【００７１】
以上の処理が１０ｍｓｅｃごとに実行され、８回、即ち、８０ｍｓｅｃの間、繰り返され、８０ｍｓｅｃ経過した時点でステップ３０２ｅにおいてＦＣの値（通算値）が１（第１の所定値）未満か否か判断されると共に、タイマリセット３０２ｇでリセットされる。リセットされる時点でステップ３０２ｅで同様に肯定されるとき、続くステップ３０２ｆにおいて当該センサは故障していない（正常）と判断される。
【００７２】
ここで、判定しているセンサに断線などの故障が生じると、その出力は該当する許容範囲内にないと連続的に判断され、その度に３０２ｂで＋２が与えられて３０２ｃで通算される結果、４回（４０ｍｓｅｃ）処理が実行された時点で、ステップ３０２ｄにおいてＦＣの値が８（第２の所定値）未満ではないと判断されて否定され、ステップ３０２ｈにおいて当該センサが故障したと判定される。
【００７３】
他方、８０ｍｓｅｃの間、センサ出力が該当する許容範囲内にあると判断され続けられる限り、３０２ａにおいてＦＣに−１の値を与えられ続けられてステップ３０２ｅの判断は肯定され、ステップ３０２ｆにおいて当該センサは正常と判定されるが、８０ｍｓｅｃの間、センサ出力が該当する許容範囲内に３回以上ない状態が散発的に生じた場合、リセット時におけるステップ３０２ｅでの判断は否定され、よって３０２ｈにおいて当該センサは故障と判定される。
【００７４】
前記した如く、ＥＣＵ８０およびＦＣＵ３０（燃料制御部。具体的にはＣＰＵ２００ａ，２０２ａ）においては同様に１０ｍｓｅｃごとに処理が実行されると共に、４０ｍｓｅｃ、即ち、それをｍ倍、より正確には４倍してなる４０ｍｓｅｃごとにエンジン１０に供給されるべき燃料量の指令値Ｗｆが算出され、算出された燃料量が供給されるようにトルクモータ９８が駆動される燃料供給制御が実行されるが、センサ出力が許容範囲内にないと連続的に４回判断されてセンサ故障と判定されるまでに要する時間は、その燃料供給制御時間（第２の所定時間）以下、より正確にはその燃料供給制御時間と同一になる。
【００７５】
また、ＦＣの値と１（第１の所定値）の比較によるステップ３０２ｅにおけるリセット時の故障判定には８０ｍｓｅｃを要することから、８（第２の所定値）は、１（第１の所定値）の示す時間の１／２以下の時間に相当する値に設定されることを意味する。
【００７６】
さらに、１０ｍｓｅｃ（第１の所定時間）ごとに許容範囲判断ブロック３００に入力されたセンサ出力の一部、具体的にはＮ１センサ６２およびＮ２センサ６４の出力は、そのステップ３００ｂにも入力される。尚、センサ出力の全てを入力するのではなく、この２種のセンサ出力に限定したのは、タービン回転数を示すこれらのセンサ出力が、比較的重要なためである。
【００７７】
ステップ３００ｂにおいては、Ｎ１センサ６２およびＮ２センサ６４の出力が、センサごとに予め設定された変化率許容範囲内にあるか否か判断される。尚、これらの値は、最大加速率および失火時減速率に適宜な値を加えて設定される。
【００７８】
ステップブロック３００ｂの判断結果は、故障判定ブロック３０２に送られる。即ち、ステップ３００ｂにおいてセンサ出力が変化率許容範囲内にあると判断されるとき、その出力（判断結果）は故障判定ブロック３０２のステップ３０２ｉでＦＣの値が同様に−１に設定されると共に、センサ出力が許容範囲内にないと判断されるとき、同様にステップ３０２ｊでＦＣの値が＋２に設定される。
【００７９】
次いでステップ３０２ｋにおいてＦＣの前回値に加算あるいは前回値から減算されてＦＣの累積値（通算値）が算出された後、８０ｍｓｅｃ経過したときのリセット時、ステップ３０２ｌにおいてＦＣの値（累積値）が１（第３の所定値）未満か否か判断される。ここで肯定されるとき、ステップ３０２ｍにおいて当該センサは故障していない（正常）と判断される一方、否定されるとき、３０２ｎにおいて当該センサは故障と判定される。
【００８０】
上記から明らかな如く、ステップ３０２ｄ，３０２ｅ，３０２ｌのいずれかで否定された場合、ステップ３０２ｈあるいはステップ３０２ｎにおいて当該センサが故障したと判定される。
【００８１】
尚、センサが故障と判定（検知）された場合、同種のセンサが正常と判定されたときはその出力を使用して上記した燃料供給制御が実行される。また、同種の全てのセンサが故障と判定された場合、所定の値を設定して制御を継続する。具体的には、Ｎ１センサ６２が全て故障と判定された場合、Ｎ１をその最大許容回転数以上に設定する。この場合、Ｎ２の値はアイドル制御値となる。また、Ｎ２センサ６４が全て故障と判定された場合、Ｎ２を同様にその最大許容回転数以上に設定し、燃料供給量を最小値に設定する。他のパラメータについても適宜な値に設定される。
【００８２】
尚、許容範囲判断ブロック３００は、判断できないときは判断保留とし、そのセンサ出力について一時休止Flagを付して出力する。また、図５の右側の処理については後述する。
【００８３】
図４の説明に戻ると、故障判定ブロック３０２の出力は出力分離ブロック３０４に送られると共に、許容範囲判断ブロック３００の出力もそのまま出力分離ブロック３０４に送られる。出力分離ブロック３０４は、故障判定ブロック３０２の判定結果に基づき、入力したセンサ出力の中、故障と判定されなかったセンサ出力を同種の値ごとに分離して出力する。
【００８４】
図４で、「４値ＯＫ」と示すものは、Ｎ２センサ６４の出力４個が全て正常と判定されて出力された場合を、「３値ＯＫ」と示すものはその４個の中の３個が正常と判断された場合を、「２値ＯＫ」と示すものはその４個の中の２個が正常と判断された場合を、「１値ＯＫ」と示すものはその４個の中の１個が正常と判定された場合を示す。また、「全ＮＧ」と示すものは、Ｎ２センサ６４の出力が故障と判定された場合を示す。
【００８５】
これはＴＬＡセンサ８４など他のセンサについても同様であり、「３値ＯＫ」と示すものは，ＴＬＡセンサなどの３個の出力を有するものの全てがそのまま正常と判定された場合を、「２値ＯＫ」と示すものは３個の出力の中の２個が正常と判断された場合、およびＮ１センサ６２などの２個の出力がそのまま正常と判断された場合を、「１値ＯＫ」と示すものはＮ１センサ６２などの２個の出力の中の１個が正常と判定された場合を示す。「全ＮＧ」と示すものが、そのセンサが故障と判定された場合を示すことも同様である。
【００８６】
出力分離ブロック３０４の出力は出力選別ブロック３０６に送られる。前記した許容範囲判断ブロック３００で判断保留とされて一時休止Flagを付して出力されたセンサ出力も出力選別ブロック３０６に送られる。出力選別ブロック３０６では判断保留とされたセンサ出力が除去されつつ、比較すべき信号の選別が行われた後、可否判断ブロック３０８に送られ、そこで同種の出力同士が同一と許容できる範囲内にあるか否か比較して判断され、燃料供給制御に使用可能なセンサ出力か否か可否判定される。
【００８７】
可否判断ブロック３０８に記載されている比較に関して下から説明すると、１値のみ入力されたときは比較相手が存在しないことから、そのまま制御信号として出力される。この場合、１個の制御信号のみ出力されることから、レーン２００，２０２のいずれかは他レーンに入力されるその信号を参照することになる。
【００８８】
２値比較の場合、相互に同一と許容できる範囲内にあるか判断され、許容できる範囲内にあると判断された場合、２個の信号が制御信号としてレーン２００，２０２のそれぞれに出力される。
【００８９】
記載は省略するが、他のパラメータについても同様な範囲が設定される。尚、この範囲はエンジン１０の運転状態が過渡と定常のいずれにあるかによって異なる値に設定されることから、後述する運転状態の判定結果に基づいていずれかを選択する。また、この範囲は続いて述べる３値比較および４値比較においても使用される。
【００９０】
３値比較に関しては、図６に示す如く、２値比較を３回行い、図７に示すように比較結果を求め、それに基づいて制御信号として使用可能な信号を選定すると共に、併せて異常信号であるか否かの可否判断を行う。例えば、図３を参照して説明すると、Ａは自レーンに入力されるセンサ出力，Ｂは他レーンに入力されるセンサ出力，ＣはＣＡＮ通信を介して入力されるセンサ出力を示し、これは優先度の順も示す。即ち、全て同一と判断された場合、図示の如く、Ａが制御信号として使用されることを意味する。
【００９１】
図７に示す如く、比較結果に基づいて図示のような論理で判定がなされる。Case１は、異常信号がないと判定された場合、Case２は異常信号が１個と判定された場合、Case３は、全て異常信号と判定された場合である。Case３の場合、そのセンサの出力の全てについて異常検知とし、制御信号として使用中のときは、その値に固定して使用し続けると共に(Freeze)、Warning（警告）を出力する。Case１の中、Ａ丸付き数字２の場合、極めて低いが、生じ得る可能性もあることから、Ａが最も確からしいと判定する。
【００９２】
４値比較に関しては、図８に示す如く、４値の中の３値を用いて２値比較を３回行い、正常と判定された信号（センサ出力）と、４値目を比較する。４値はＮ２センサ６４の出力に限定されることから、Ａは自レーンに入力されるＮ２センサＡの出力，Ｂは他レーンに入力されるＮ２センサＡの出力，Ｃは自レーンに入力されるＮ２センサＢの出力、Ｄは他レーンに入力されるＮ２センサＢの出力を意味し、優先度もその順となる。従って、優先度の高い順のＡ，Ｂ，Ｃについて３値比較を行い、それらが全て正常と判定された場合（Case１）、あるいは３値の中の１値が異常信号と判定された場合（Case２）、それらと優先度において最も低いＤとの２値比較を行う。尚、３値比較自体は、Warning（警告）を出力しない点を除くと、図６に示したものと異ならない。
【００９３】
図８に示す如く、３値比較結果がCase１の場合、Ｄとの２値比較結果は、４個の出力が正常（全信号正常）か、あるいはＤが異常（Single Fail）となる。３値比較結果がCase２の場合、Ｄとの２値比較結果は、４個の中の１個が異常（Single Fail）か、あるいはＤとその他の出力１個が異常（Double Fail）となる。
【００９４】
また、３値比較結果がCase３の場合も、Ｄとの３値比較を行い、可能ならば、使用信号を選択する。図９にその比較ロジックを、図１０に比較結果に基づく可否判断を示す。図１０にCase１, Case２と示す場合、Ｄとの再比較によって使用信号が選択された場合を示す。尚、図示の如く、Ｄとの再比較によって一旦異常と判定されたＡ，Ｂ，Ｃ信号のいずれかが使用信号として選択されることもある。尚、図１０にCase 3と示す場合は、図７のCase３の場合と同様、そのセンサの出力の全てについて異常検知とし、制御信号として使用中のときは、その値に固定して使用し続けると共に(Freeze)、Warning（警告）を出力する。
【００９５】
可否判断ブロック３０８は、３値比較あるいは４値比較において上記したように異常と判定（判断）したとき、センサ出力ごとに設けられる異常検知Flag（フラグ）の中、対応するフラグのビットを１にセットすると共に、上記したような異常と判定（判断）しないとき、そのビットを０にリセットする。図４に示す如く、可否判断ブロック３０８の異常検知Flagのビット情報は故障判定ブロック３０２に送られ、そこで前記したと同様な処理が行われる。
【００９６】
図５に戻り、それに関して説明すると、故障判定ブロック３０２のステップ３０２ｏにおいては、入力された異常検知Flagのビットが０か否か、即ち、そのフラグに対応するセンサ出力が正常と判定されているか否か判断される。
【００９７】
ステップ３０２ｏにおいてフラグのビットが０にリセットされていると判断されるとき、その出力（判断結果）はステップ３０２ｐに入力され、そこで前記したと同様のＦＣ（フラグカウンタ）の値が−１に設定されると共に、入力されたフラグのビットが１にセット、即ち、そのフラグに対応するセンサ出力が異常と判定されていると判断されるとき、その出力はステップ３０２ｑに入力され、そこでＦＣの値が＋２に設定される。
【００９８】
次いでステップ３０２ｒにおいてＦＣの前回値に加算あるいは前回値から減算されてＦＣの通算値（累積値）が算出された後、ステップ３０２ｓにおいてＦＣの値（通算値）が８（第２の所定値）未満か否か判断される。その処理が１０ｍｓｅｃごとに実行され、８回（８０ｍｓｅｃの間）繰り返され、８０ｍｓｅｃ経過した時点でステップ３０２ｔにおいてＦＣの値（通算値）が１（第１の所定値）未満か否か判断されると共に、タイマリセット３０２ｇでリセットされる。リセットされる時点でステップ３０２ｔにおいて同様に肯定されるとき、続くステップ３０２ｕにおいて当該センサ、具体的には異常検知Flagのビットから異常と判定されたセンサ出力に対応するセンサは故障していない（正常）と判断される。
【００９９】
先の場合と同様、判定しているセンサに不具合が生じると、ステップ３０２ｏで判定結果異常と連続的に判断され、その度に３０２ｑで＋２が与えられて３０２ｒで通算される結果、４回（４０ｍｓｅｃ）処理が実行された時点で、ステップ３０２ｓにおいてＦＣの値が８（第２の所定値）未満ではないと判断されて否定され、ステップ３０２ｖにおいて当該センサ、具体的には異常検知Flagのビットから異常と判定されたセンサ出力に対応するセンサは故障したと判定される。
【０１００】
他方、８０ｍｓｅｃの間、判定結果正常と判断され続けられる限り、３０２ｐにおいてＦＣに−１の値を与えられ続けられてステップ３０２ｔの判断は肯定され、ステップ３０２ｕにおいて当該センサは正常と判定されるが、８０ｍｓｅｃの間、判定結果異常との判断が散発的に３回以上なされた場合、リセット時におけるステップ３０２ｔでの判断は否定され、よって３０２ｖにおいて当該センサは故障と判定される。
【０１０１】
これにより、同様にセンサ出力が異常と連続的に４回判断されてセンサ故障と判定されるまでに要する時間は、燃料供給制御時間（第２の所定時間）以下、即ち、その燃料供給制御時間と同一になる。また、第２の所定値（８）が第１の所定値（１）の示す時間の１／２以下の時間に相当する値に設定されることも同様である。さらに、センサが故障と判定（検知）された場合、同種のセンサが正常と判定されたときはその出力を使用して上記した燃料供給制御が実行されると共に、同種の全てのセンサが故障と判定された場合、所定の値を設定して制御を継続することも、上記した場合と異ならない。
【０１０２】
図４の説明に戻ると、許容範囲判断ブロック３００の出力は過渡・定常判定ブロック３１０にも入力され、そこでエンジン１０の運転状態が判定される。
【０１０３】
図１１は、過渡・定常判定ブロック３１０の構成を詳細に示すブロック図である。
【０１０４】
過渡・定常判定に使用されるセンサ出力（パラメータ）は、図示の如く、Ｎ１センサ６２、Ａ，Ｂ２個のＮ２センサ６４、およびＥＧＴセンサ７６の出力ならびにＰ３センサ７４の出力が１個ずつ使用される（具体的には、正常と判定される限り、優先度の高い出力Ａが使用される）。
【０１０５】
具体的には、レーン２００の判定にはＮ１，Ｎ２Ａ，Ｂ，ＥＧＴの４種が、レーン２０２の判定にはそれらにＰ３を加えた５種のパラメータが使用される。レーン２０２の判定パラメータにＰ３が追加されるのは、レーン２０２はセカンダリであり、レーン２００に異常が生じた場合、レーン２００に代わって燃料供給制御を実行するレーンであることから、判断をより慎重に行うためである。
【０１０６】
それら４種あるいは５種の出力は、１０ｍｓｅｃごとに変化率しきい値ブロック３１０ａに入力され、センサごとに予め設定された変化率しきい値と比較される。
【０１０７】
図１１に示す如く、ブロック３１０ａでは入力された値を対応するしきい値と比較し、比較結果を判定ブロック３１０ｂに送る。判定ブロック３１０ｂでは、比較結果に基づき、４０ｍｓｅｃごとに運転状態が判定される。判定は原則的には多数決でなされるが、具体的には以下のようになされる。即ち、レーン２００における判定では、４値中２値以上（半数以上）が対応するしきい値以上であるとき、エンジン１０が過渡状態にあると判定する一方、４値中２値以上が対応するしきい値未満である状態が連続３回生じたか、または４回中３回生じると共に、４値中２値以上（半数以上）が対応するしきい値以上であるとき、エンジン１０が定常状態にあると判定する。比較は、１０ｍｓｅｃごとに、入力値としきい値との間でなされることから、４０ｍｓｅｃの間の比較回数は４回となる。尚、４値中２値同士の同数となったときは、Ｎ２センサ６４の出力を１個除去し、残りの３値で判定して判定結果が過半数となるか否か判断する。
【０１０８】
レーン２０２における判定では、５値中３値以上が対応するしきい値以上であるとき、エンジン１０が過渡状態にあると判定する一方、５値中３値以上が対応するしきい値未満である状態が連続３回生じたか、または４回中３回生じたとき、エンジン１０が定常状態にあると判定する。
【０１０９】
また、レーン２００，２０２におけるＴＬＡを用いた判定では、３値中２値以上が対応するしきい値以上であるとき、エンジン１０が過渡状態にあると判定する一方、３値中２値以上が対応するしきい値未満である状態が連続３回生じたか、または４回中３回生じると共に、５値中３値以上が対応するしきい値以上であるとき、エンジン１０が定常状態にあると判定する。尚、上記では所定時間ごとに出力される値の変化率をしきい値として判定するようにしたが、所定時間ごとに出力された値同士の差を求めてしきい値として判定するようにしても良い。
【０１１０】
図４の説明に戻ると、過渡・定常判定ブロック３１０は可否判断ブロック３０８に送られ、ブロック３０８では送られた判定結果に応じ、同一と許容できる範囲として予め設定された過渡と定常用の中のいずれかを選択して使用する。また、過渡・定常判定ブロック３１０の判定結果に基づいて相応する燃料供給制御が実行される。
【０１１１】
尚、Ｎ１，Ｐ３，ＥＧＴなどに関しては合成信号作成部３１２で他のパラメータより推測された値を用いて合成信号が作成され、可否判断ブロック３０８においてそれとの比較を通じて可否判断が再度なされる。
【０１１２】
上記の如く、この実施例にあっては、ガスタービン・エンジン１０のセンサ故障検知装置において、前記ガスタービン・エンジン１０に配置され、前記エンジンの運転状態を示す値を出力する少なくとも１個のセンサ（Ｎ１センサ６２，Ｎ２センサ６４など）、前記出力された値を入力し、第１の所定時間（１０ｍｓｅｃ）ごとに前記出力された値が許容範囲内にないか否か判断する判断部（許容範囲判断ブロック３００のステップ３００ａ）、および前記出力された値が前記許容範囲内にないと判断された回数が第１の所定値未満ではないとき（ＦＣの通算値が第１の所定値１未満ではないとき）（故障判定ブロック３０２のステップ３０２ｅ）、および前記出力された値が前記許容範囲内にないと連続して判断された回数が第２の所定値未満ではないとき（ＦＣの通算値が第２の所定値８未満ではないとき）（故障判定ブロック３０２のステップ３０２ｄ）の少なくともいずれかにある場合、前記センサが故障したと判定する判定部（故障判定ブロック３０２のステップ３０２ｈ）を備える如く構成した。
【０１１３】
また、ガスタービン・エンジン１０のセンサ故障検知装置において、前記ガスタービン・エンジン１０に配置され、前記エンジンの運転状態を示す値をそれぞれ出力する少なくとも１組のセンサ群（Ｎ１センサ６２，Ｎ２センサ６４など）、前記センサ群の出力を入力し、相互に比較することで前記センサ群の出力のそれぞれについて正常か異常かを判定して判定結果（異常検知Flag、より具体的にはそのビット）を出力する第１の判定部（可否判断ブロック３０８）、前記判定結果を入力し、第１の所定時間（１０ｍｓｅｃ）ごとに前記判定結果で異常と判定されたか否か判断する判断部（故障判定ブロック３０２のステップ３０２ｏ）、および前記異常と判定された回数が第１の所定値未満ではないとき（ＦＣの通算値が第１の所定値１未満ではないとき）（故障判定ブロック３０２のステップ３０２ｔ）、および前記異常と連続して判定された回数が第２の所定値未満ではないときの少なくともいずれかにある場合（ＦＣの通算値が第２の所定値８未満ではないとき）（故障判定ブロック３０２のステップ３０２ｓ）、前記センサ群の中、異常と判定されたセンサ出力に対応するセンサが故障したと判定する第２の判定部（故障判定ブロック３０２のステップ３０２ｖ）を備える如く構成した。
【０１１４】
このように、第１の所定時間ごとにセンサから出力された値が許容範囲内にあるか否か（あるいは判定結果で異常と判定されたか否か）判断し、許容範囲内にない（あるいは異常）と判断された回数が第１の所定値未満ではないとき、および許容範囲内にない（あるいは異常）と連続して判断された回数が第２の所定値未満ではないときの少なくともいずれかにある場合、センサが故障したと判定する如く構成したので、センサ出力が許容範囲内にない（あるいは異常）と判断された回数が通算して第１の所定値以上か否か判断することでノイズなどに起因する一過性の異常をセンサ故障と誤検知するのを回避できると共に、センサ出力が許容範囲内にない（あるいは異常）と連続的に判断された回数が第２の所定値以上か否か判断することで断線などによるセンサ故障を迅速に検知することができ、よって簡易な構成でありながら、センサ故障を精度良く検知することができる。
【０１１５】
また、前記第１の所定時間（１０ｍｓｅｃ）をｍ倍（ｍ≧２、より正確には４倍）してなる第２の所定時間（４０ｍｓｅｃ）ごとに前記ガスタービン・エンジンに供給されるべき燃料量を算出して前記算出された燃料量となるように燃料供給を制御する燃料制御部（ＥＣＵ８０およびＦＣＵ３０）を備えると共に、前記第２の所定値（８）は、前記第２の所定時間に相当する値以下、より正確にはそれと同一に設定される如く構成した。これにより、比較的瞬時の対応が必要となる燃料制御において、センサ故障を燃料制御の１周期の間に検知することができ、よって次回の燃料制御の際に迅速に対応することが可能となる。尚、前記第２の所定値（８）は、実施例においては前記第２の所定時間に相当する値と同一の値に設定される如く構成したが、それ以下であっても良いことは上記した通りである。
【０１１６】
また、前記第１の所定時間（１０ｍｓｅｃ）をｍ倍（ｍ≧２）してなる第２の所定時間（４０ｍｓｅｃ）ごとに前記ガスタービン・エンジンに供給されるべき燃料量を算出して前記算出された燃料量となるように燃料供給を制御する燃料制御部を備えると共に、前記第２の所定値（８）は、前記第１の所定値（１）の示す時間（８０ｍｓｅｃ）の１／２以下の時間に相当する値に設定される如く構成した。これにより、センサ故障を早期に検知することができ、同様に比較的瞬時の対応が必要となる燃料制御において迅速に対応することが可能となる。尚、前記第２の所定値は、実施例においては前記第１の所定値の示す時間（８０ｍｓｅｃ）の１／２と同一の時間に相当する値に設定される如く構成したが、それ以下であっても良いことは上記した通りである。
【０１１７】
さらに、前記出力された値を入力し、前記第１の所定時間（１０ｍｓｅｃ）ごとに前記出力された値の変化率が第２の許容範囲内にないか否か判断する判断部（許容範囲判断ブロック３００のステップ３００ｂ）、および前記出力された値が前記第２の許容範囲内にないと判断された回数が第３の所定値未満ではないとき（ＦＣの通算値が第３の所定値１未満ではないとき）、前記センサが故障したと判定する第２の判定部（故障判定ブロック３０２のステップ３０２ｌ）を備える如く構成した。これにより、センサ故障を一層精度良く検知することができる。尚、実施例において第３の所定値を第１の所定値と同一にしたが、相違させても良い。
【０１１８】
また、前記センサおよびセンサ群の少なくともいずれかが、より具体的にはその双方が前記エンジンのタービンの回転数を示す値を出力するセンサ（Ｎ１センサ６２およびＮ２センサ６４）である如く構成したので、エンジン１０の運転状態を示すパラメータとして比較的重要なパラメータを出力するセンサの故障を精度良く検知することができ、それに応じて迅速に適切な対応をとることができる。
【０１１９】
尚、上記した実施例において、航空機用ガスタービン・エンジンとしてはターボファン・エンジンを例にとったが、ターボジェット・エンジン、ターボプロップ・エンジンおよびターボシャフト・エンジンなどであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】この発明の一つの実施例に係るガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置が前提とするガスタービン・エンジンの制御装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１装置の中のＥＣＵおよびＦＣＵの構成を示す説明ブロック図である。
【図３】図２のＥＣＵおよびＦＣＵの構成をハードウェアで示すブロック図である。
【図４】図２のＥＣＵの動作の中の、故障検知を含むセンサ出力の可否判定および過渡・定常の運転状態判定動作を機能的にブロック化して示すブロック図である。
【図５】図４に示す許容範囲判断ブロックと故障判定ブロックの構成および動作を示すブロック図である。
【図６】図４の可否判断ブロックの３値比較を示すブロック図である。
【図７】図６の３値比較の結果に基づいて制御信号として使用可能な信号を選定すると共に、併せて異常信号であるか否かの可否判断を示す説明図である。
【図８】図４の可否判断ブロックの４値比較を示すブロック図である。
【図９】図８の４値比較の中の３値が異常のときの残る値との比較を示すブロック図である。
【図１０】図９の４値比較の結果に基づいて制御信号として使用可能な信号を選定すると共に、併せて異常信号であるか否かの可否判断を示す説明図である。
【図１１】図４の過渡・定常判定ブロックの構成を詳細に示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１０      航空機用ガスタービン・エンジン（ターボファン・エンジン）
１２      ファン
１２ａ    ロータ
１４      ステータ
１６      低圧圧縮機
２４      高圧圧縮機
２４ａ    ロータ
２４ｂ    ステータ
２６      燃焼器
２８      燃料ノズル
３０      ＦＣＵ（Fuel Control Unit。燃料制御部)
３２      燃料調量バルブ
４０      高圧タービン
４０ａ    高圧タービン軸
４２      低圧タービン
４２ａ    低圧タービン軸
６２      Ｎ１センサ
６４      Ｎ２センサ
６８      Ｔ１センサ
７０      Ｐ１センサ
７２      Ｐ０センサ
７４      Ｐ３センサ
７６      ＥＧＴセンサ
８０      ＥＣＵ（Electronic Control Unit 。燃料制御部）
８２      スラストレバー（スロットルレバー）
９８      トルクモータ
３００    許容範囲判断ブロック
３０２    故障判定ブロック
３０８    可否判断ブロック
３１０    過渡・定常判定ブロック  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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