(57)【要約】【課題】プロペラブレードまたはプロペラ組立体をエンジンまたはエンジンコントローラモジュールと協調させるためのシステムおよび方法を提供すること。【解決手段】プロペラをコントローラモジュールと協調させるための方法およびシステムで、コントローラモジュール、およびプロペラシャフトにハブで取り付けられたプロペラを有する機械を含む。シャフトは機械内に受け取られるように配置され、ゼンサは機械に取り付けられ、電子コントローラモジュールに接続され、かつ、プロペラシャフトが機械内に受け取られたとき、プロペラを検知するように構成される。【選択図】図１
2017154727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロペラ（１８）を電子エンジンコントローラモジュール（４８）と協調させるための方法であって、
プロペラシャフト（３２）にハブ（１９）で取り付けられたプロペラ（１８）をエンジン（１６）内に受け取るステップであって、前記プロペラシャフト（３２）または前記ハブ（１９）のうちの少なくとも１つが特有のパラメータを有する、ステップと、
較正モードで前記エンジン（１６）を作動させるステップと、
前記作動中、前記エンジン（１６）に取り付けられたセンサによって、前記プロペラシャフト（３２）または前記ハブ（１９）のうちの前記少なくとも１つの前記特有のパラメータを検知するステップと、
前記エンジンコントローラモジュール（４８）によって、前記特有のパラメータの前記検知するステップに基づいて前記プロペラ（１８）を識別するステップと、
前記プロペラ（１８）を前記エンジン（１６）と協調させるように前記エンジン（１６）の少なくとも１つの性能特性を調整するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記検知するステップが、ブレードピッチの変化に関係する、前期プロペラシャフト（３２）の取付け挿入深さ、または取付け挿入深さの範囲のうちの少なくとも１つを検知するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記検知するステップが、前期ハブ（１９）に配置された一組のターゲット（４４）を検知するステップを含み、前記較正モードで前記エンジン（１６）を作動させる前記ステップが、前記ターゲット（４４）の組をターゲットセンサ（４６）に対して回転させる、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記識別するステップが、前記特有のパラメータをルックアップテーブルと比較して、前記プロペラ（１８）を識別するステップを含み、前記ルックアップテーブルが多数の特有のプロペラ（１８）を含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
機械であって、
電子コントローラモジュール（４８）と、
プロペラシャフト（３２）にハブ（１９）で取り付けられたプロペラ（１８）であって、前記プロペラシャフト（３２）が前記機械内に受け取られた、プロペラ（１８）と、
前記機械に取り付けられ、前記電子コントローラモジュール（４８）に接続されたセンサであって、前記プロペラシャフト（３２）が前記機械に対して回転させられるとき、前記プロペラ（１８）の少なくとも１つの特有のパラメータを検知して、前記少なくとも１つの特有のパラメータを示す信号を前記電子コントローラモジュール（４８）に送信するように構成されたセンサと
を備え、
前記電子コントローラモジュール（４８）が、前記プロペラ（１８）を識別して、前記信号に基づいて前記機械の性能を前記プロペラ（１８）に合わせて調整するように構成された、機械。
【請求項６】
前記センサが、少なくとも１つの磁気ピックアップ装置（４６）を含み、前記少なくとも１つの特有のパラメータが、前記プロペラ（１８）に特有に配置され、前記プロペラ（１８）が回転すると前記少なくとも１つの磁気ピックアップ装置（４６）の範囲内に入るターゲット（４４）を含む、請求項５記載の機械。
【請求項７】
前記ターゲットが、前記プロペラ（１８）の１つまたは複数のブレードにターゲット（４４）を選択的に置くこと、前記ハブ（１９）のバックプレート（２８）にターゲット（４４）を選択的に置くこと、あるいは標準のターゲットの列からターゲット（４４）を取り除く、または標準のターゲットの列にターゲット（４４）を加えることによって特有に配置された、請求項６記載の機械。
【請求項８】
前記電子コントローラモジュール（４８）が、前記少なくとも１つの特有のパラメータをルックアップテーブルと比較して前記プロペラ（１８）を識別し、前記ルックアップテーブルが多数の特有のプロペラ（１８）を含む、請求項６記載の機械。
【請求項９】
前記センサが、前記機械内で前記シャフト（３２）に対して固定された少なくとも１つの変換器（４０）を含み、前記少なくとも１つの特有のパラメータが、前記機械内の前記シャフト（３２）の位置を含む、請求項５記載の機械。
【請求項１０】
前記機械が、モータ、発電機、またはエンジン（１６）のうちの１つである、請求項５記載の機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で説明する様々な態様は、プロペラ組立体に基づいて航空機エンジンの性能を調整するように、プロペラ組立体をエンジンに取り付けること、あるいは、航空機、航空機エンジン、またはエンジンコントローラモジュールを構成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代のターボプロップエンジン航空機は、航空機のエンジンに取り付けられた１つまたは複数のプロペラを含むことができる。航空機エンジンは、２つ以上のタイプのプロペラを受け取り作動させるように構成することができる。エンジンコントローラシステムは、取り付けられたプロペラのタイプに基づいて航空機エンジンを作動させるように構成することができ、また、選ばれたプロペラのタイプの特定のプロペラ特性を使用するように調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５７０６６４９号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様では、プロペラを電子エンジンコントローラモジュールと協調させるためのシステムは、電子エンジンコントローラモジュールを有するエンジンと、プロペラシャフトにハブで取り付けられたプロペラであって、プロペラシャフトがエンジン内に受け取られるように配置された、プロペラと、エンジンに取り付けられ、電子エンジンコントローラモジュールに接続されたセンサであって、プロペラシャフトがエンジン内に受け取られ、プロペラがエンジンによって回転させられるとき、プロペラの少なくとも１つの特有のパラメータを検知して、少なくとも１つの特有のパラメータを示す信号を電子エンジンコントローラモジュールに送信するように構成されたセンサとを含む。電子エンジンコントローラモジュールは、プロペラを識別して、信号に基づいてエンジンの性能をプロペラに合わせて調整するように構成される。
【０００５】
別の態様では、プロペラを電子エンジンコントローラモジュールと協調させるための方法は、プロペラシャフトにハブで取り付けられたプロペラをエンジンによって受け取り、プロペラシャフトまたはハブのうちの少なくとも１つの特有のパラメータを有するステップと、較正モードでエンジンを作動させるステップと、作動中、エンジンに取り付けられたセンサによって、プロペラシャフトまたはハブのうちの少なくとも１つの特有のパラメータを検知するステップと、エンジンコントローラモジュールによって、特有のパラメータの検知するステップに基づいてプロペラを識別するステップと、エンジンの少なくとも１つの性能特性を調整するステップとを含む。エンジンの少なくとも１つの性能特性を調整するステップは、プロペラをエンジンと協調させる。
【０００６】
さらに別の態様では、機械は、電子コントローラモジュールと、プロペラシャフトにハブで取り付けられたプロペラであって、プロペラシャフトが機械内に受け取られた、プロペラと、機械に取り付けられ、電子コントローラモジュールに接続されたセンサであって、プロペラシャフトが機械に対して回転させられるとき、プロペラの少なくとも１つの特有のパラメータを検知して、少なくとも１つの特有のパラメータを示す信号を電子コントローラモジュールに送信するように構成されたセンサとを含む。電子コントローラモジュールは、プロペラを識別して、信号に基づいて機械の性能をプロペラに合わせて調整するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本明細書で説明する様々な態様による、翼、エンジン、およびプロペラを有する航空機の例示的な概略上面図である。
【図２】本明細書で説明する様々な態様による、エンジンおよびプロペラ組立体の概略側面図で、それらを図１の航空機が含むことができる。
【図３】本明細書で説明する様々な態様による、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿うプロペラ組立体の概略透視図である。
【図４】本明細書で説明する様々な態様による、プロペラを図２のエンジンコントローラモジュールと協調させる方法を示す例示的なフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示の実施形態は、プロペラ組立体が果たす機能にかかわらず、プロペラ組立体を取り付ける、調整する、選択する、または整備するために、いかなる環境、装置、または方法においても実施することができる。非限定的な例として、このようなプロペラ組立体は、航空機、船舶、風力タービンなどに利用することができる。したがって、本明細書の残りの部分はこのような環境に焦点を合わせる。
【０００９】
図１は、胴体１２、および胴体１２から外向きに延在する翼１４を有する航空機１０を示す。航空機１０は、航空機１０に結合した少なくとも１つのターボプロップ航空機エンジン１６を含むことができ、両側の翼１４と結合した一組のエンジン１６として示されている。エンジン１６は一組のプロペラ組立体１７を含むことができ、プロペラ組立体１７は、エンジン１６と結合し、プロペラブレード１８および回転可能なハブ組立体１９を含む。エンジン１６は、プロペラ組立体１７がプロペラ組立体回転軸２０の周りを回転２２するのを駆動する。プロペラブレード１８はさらに、プロペラブレード１８の回転２２が航空機１０に対して推力（矢印２４として示す）を発生するように構成することができる、すなわち、プロペラ組立体回転軸２０に対して角度を付けることができる。２つのターボプロップエンジン１６を有する航空機１０を示したが、本開示の実施形態は、任意の数のエンジン１６、プロペラ組立体１７、またはプロペラブレード１８、あるいは航空機に対して任意の配置のエンジン１６、組立体１７、またはブレード１８を含むことができる。本開示の実施形態はさらに、限定するものではないが、ピストンベースの燃焼エンジン、または電気駆動エンジンを含む様々なタイプの航空機エンジン１６に適用することができる。さらに、プロペラ組立体１７またはプロペラブレード１８の回転２２は、本開示の実施形態を理解するために示されている。本開示の実施形態は、プロペラ組立体１７またはプロペラブレード１８の代替の回転２２の方向、あるいは一組のエンジン１６がプロペラブレード１８を同じ方向または反対方向に回転させる実施形態を含むことができる。
【００１０】
図２は、プロペラ組立体１７およびエンジン１６の概略断面図を示す。図示のように、プロペラ組立体１７は、ピッチ変更シリンダ２６、ハブバックプレート２８、プロペラ伝達チューブまたはベータチューブ３０、およびプロペラシャフト３２を有するプロペラハブ１９を含むことができる。本開示は、ベータチューブ３０とプロペラシャフト３２とを組み合わせた、結合した、または一体化した実施形態を含むことができる。あるいは、ベータチューブ３０はプロペラシャフト３２の副構成部品とすることができる、またはその逆とすることができる。例示した図は、ハブ１９、ハブバックプレート２８、ベータチューブ３０、およびプロペラシャフト３２がどのようにプロペラ組立体回転軸２０の周りを一緒に回転するかを示している。また、図示のように、ベータチューブ３０または伝達チューブの少なくとも一部分を受け取る大きさの、任意選択でそれに合わせられるプロペラシャフト３２をエンジン１６は含むことができる。
【００１１】
エンジン１６はギヤボックス３４を任意選択で含むことができ、また、エンジン１６は、プロペラシャフト３２に任意選択でギヤボックス３４によって、あるいはプロペラ組立体１７またはプロペラシャフト３２に直接回転運動の駆動力を与えるように配置または構成することができる。このように、エンジン１６またはギヤボックス３４の動作は駆動力を与えて、プロペラ組立体回転軸２０の周りにプロペラ組立体１７を回転させる。エンジン１６またはギヤボックス３４はさらに、ベータチューブ３０の後端３８を受け取るように配置され、そのような大きさの空間または空洞３６を画定する。エンジン１６またはギヤボックス３４は、例えば、空洞３６の外周など、空洞３６に近接して配置された変換器４０などの第１のセンサを含むことができ、第１のセンサは、空洞３６、変換器４０、ギヤボックス３４、またはエンジン１６に対するベータチューブ３０の後端３８の位置または深さを検出、検知、または測定するように構成される。
【００１２】
図示の実施形態では、空洞３６の長さに沿って軸方向に間隔を空けた例示的な一組の深さ位置４２は、エンジン１６またはプロペラ組立体１７の作動中の、空洞３６、変換器４０、またはエンジン１６に対するベータチューブ３０の後端３８の利用可能な、知られた、または所定の深さ位置を示す。説明を簡潔にするために４つの深さ位置４２を示しているが、深さ位置４２の組は、空洞３６の軸方向長さに沿って、これより多いまたは少ない離散的な位置、あるいは非離散的な位置を含むことができる。変換器４０はさらに、ベータチューブ３０の後端３８の位置または深さを示す信号を発生するように構成することができる。１つの例示的な構成では、変換器４０はベータ変換器を含むことができる。ベータチューブ３０の後端３８の位置または深さは、本明細書で使用するとき、取り付けられた挿入位置または深さ、「静止」または中立位置または深さ、あるいはプロペラブレード１８のピッチとともに変化する位置または深さを含むことができる。変換器４０の実施形態は、ベータチューブ３０の後端３８の位置または深さの変化を示す信号、位置または深さを示す絶対値、あるいは変化と絶対値との組合せを発生するように構成することができる。
【００１３】
本明細書で使用するとき、「半径方向の（ｒａｄｉａｌ）」または「半径方向に（ｒａｄｉａｌｌｙ）」という用語は、回転軸からの相対的な距離を示し、一方、「軸方向の（ａｘｉａｌ）」または「軸方向に（ａｘｉａｌｌｙ）」という用語は、回転軸に沿った、または回転軸に平行な長さまたは位置を示す。例えば、プロペラ組立体１７は、長手方向または軸方向に、プロペラ組立体回転軸２０に沿って延在し、一方、プロペラブレード１８は、プロペラ組立体回転軸２０の周りを半径方向に離間して、または一列になって配置され、プロペラ組立体回転軸２０の周りを回転する。
【００１４】
ハブバックプレート２８は、軸方向にハブ１９とエンジン１６との間に配置され、ハブバックプレート２８と組立体１７とが一緒に回転するようにプロペラ組立体１７と結合される。ハブバックプレート２８は、ハブバックプレート２８の共通の半径、または共通の周囲の周りに半径方向に固定して配置された一組のターゲット４４を含むことができる。プロペラ組立体１７が回転軸２０の周りを回転すると、ハブバックプレート２８およびターゲットの組４４もまた回転する。エンジン１６に取り付けられ、ハブバックプレート２８に対して、あるいはターゲットの組４４の共通の半径、または共通の周囲に対して配置されたターゲットセンサ４６などの第２のセンサをエンジン１６は含むことができる。このようにして、プロペラ組立体１７が回転すると、ターゲットの組４４がターゲットセンサ４６に対して回転し、その結果、ターゲットセンサ４６は、ターゲットの組４４を検知、測定、読取、または識別することができる、あるいはターゲットの組４４がターゲットセンサ４６に対して通過するのを検知、測定、読取、または識別することができる。
【００１５】
１つの例示的な構成では、ターゲットの組４４は、磁石、または透磁性材料を含むことができ、ターゲットセンサ４６は、磁気ピックアップ装置、すなわち、ターゲットセンサ４６に対して所定の範囲内の磁場または磁束を検知することができる、または検知するように構成された装置を含むことができる。本開示の実施形態は、ターゲットの組４４、およびターゲットの組４４を検知、測定、読取、または識別するように構成された、または選択されたターゲットセンサ４６のさらなる例を含むことができる。
【００１６】
プロペラブレード１８は、プロペラシャフト３２と結合された第１の部分４１でハブ１９と結合され、第１の部分の回転軸４３の周りを回転することができる。プロペラブレード１８はさらに、第１の部分４１に対して固定された第２の部分４５でハブ１９と回転可能に結合され、プロペラブレードピッチ回転軸４７の周りを回転することができる。本開示の実施形態は、第１の部分の回転軸４３がプロペラブレードピッチ回転軸４７からずれている構成を含むことができる。ベータチューブ３０は、エンジン１６またはハブ１９、およびピッチ変更シリンダ２６に対して、プロペラ組立体の回転軸２０に沿って軸方向に動くことができる。ベータチューブ３０の軸方向の動きの方向の例は、矢印４９で示されている。ベータチューブ３０の軸方向の動き４９は、ベータチューブ３０の後端３８の動きと一致することは理解されるであろう。ベータチューブ３０の軸方向の動き４９は、理解するために示しているに過ぎない。動きの矢印４９の長さおよび大きさは、軸方向の動きの１つの非限定的な例に過ぎない。
【００１７】
ベータチューブ３０がプロペラ組立体の回転軸２０に沿って軸方向に動く４９と、それに対応してプロペラブレード１８の第１の部分４１が軸方向に動き、それは、第１の部分４１が第１の部分の回転軸４３の周りに回転することを含む。プロペラブレード１８の第１の部分４１は第２の部分４５に対して固定されているので、第１の部分の回転軸４３をピッチ回転軸４７に対してずらした構成によってさらに、プロペラブレード１８が、ブレード１８の第２の部分４５でピッチ回転軸４７の周りを回転することになる。このようにして、回転軸４３、４７をずらした構成、およびベータチューブ３０の軸方向の動き４９が、プロペラブレード１８の有効ピッチをハブ１９またはピッチ変更シリンダ２６に対して動作可能に制御することができる。
【００１８】
図示の実施形態はまた、電子エンジンコントローラモジュール４８を含む。エンジンコントローラモジュール４８はさらに、プロセッサ５０およびメモリ５２を含むことができる。図示のように、エンジンコントローラモジュール４８またはプロセッサ５０は、エンジン１６、ターゲットセンサ４６、変換器４０、またはこれらを組み合わせたもののうちの少なくとも１つと通信可能に結合することができる。このように、本明細書で説明したように、エンジンコントローラモジュール４８またはプロセッサ５０は、エンジン１６の有効な動作を制御し、ターゲットの組４４がターゲットセンサ４６を通過することを示す信号を受信し、あるいは空洞３６、変換器４０、またはエンジン１６に対するベータチューブ３０の後端３８の位置または深さを示す信号を受信することをそれぞれ行うように構成することができる。エンジンコントローラモジュール４８は、プロペラ組立体１７およびエンジン１６から離れているように概略的に示されている。しかしながら、本開示は、エンジンコントローラモジュール４８を、例えば、エンジン１６、別の制御システム、フライトコンピュータまたは航空機のコンピュータ、あるいはエンジン１６に近接して配置された、または離れて配置された制御モジュールの中に組み込む非限定的な実施形態を含むことができる。
【００１９】
プロペラ組立体１７をエンジン１６と協調させるなど、エンエンジン１６、プロペラ組立体１７、またはこれらを組み合わせたものを設定する、または作動させるための一組の運転制御プロファイルまたはプログラムを、エンジンコントローラモジュール４８のメモリ５２は記憶することができる。メモリ５２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ：ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、あるいは、ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの１つまたは複数の様々なタイプの可搬の電子メモリ、あるいは、これらのタイプのメモリの任意の適切な組合せを含むことができる。エンジンコントローラモジュール４８は、メモリ５２と動作可能に結合することができ、その結果、エンジンコントローラモジュール４８およびメモリ５２のうちの１つが、前述の構成部品の作動を制御するための実行可能な命令セット、またはそれらを作動させる方法を有するコンピュータプログラムのすべて、または一部分を含むことができる。プログラムは、機械実行可能な命令またはデータ構造を担持または記憶するための機械読み取り可能な媒体を含むことができるコンピュータプログラム製品を含むことができる。このような機械読み取り可能な媒体は、汎用または専用のコンピュータ、あるいはプロセッサを有する他の機械によってアクセスすることができる利用可能な任意の媒体とすることができる。概して、このようなコンピュータプログラムは、特定のタスクを実行する、または特定の抽象データ型を実施する技術的効果を有するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、アルゴリズムなどを含むことができる。
【００２０】
機械実行可能な命令、関連するデータ構造、およびプログラムは、本明細書で開示するような情報の交換を実行するためのプログラムコードの例を表している。機械実行可能な命令は、例えば、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、エンジンコントローラモジュール４８、または専用処理機械に特定の機能、または一群の機能を実行させる命令およびデータを含むことができる。実行時、これらの機能は、プロセッサ５０によって実行することができる一組の実行可能な命令を含むコンピュータプログラムに変換することができる。
【００２１】
異なるプロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７の組を使用する、利用する、これらに提供する、またはこれらと協調するように航空機エンジン１６を構成することができる。このように、交換可能なプロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７とともに動作するようにエンジン１６を構成する、または協調させることができる。例えば、異なるプロペラ組立体１７が、限定するものではないが最大または最小ピッチ角、プロペラ速度、またはプロペラの位相関係などの作動特性を含む異なる特性を含むことができる。個々のまたは選ばれたプロペラ組立体１７の特性は変わり得るので、エンジン１６またはエンジンコントローラモジュール４８は、エンジン１６の能力を選ばれたプロペラ組立体１７と協調させるように構成することができる。本開示の実施形態は、エンジンコントローラモジュール４８がプロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７を識別し、エンジン１６の少なくとも１つの性能特性を調整することができるように、プロペラ組立体１７の少なくとも１つのプロペラブレード１８をエンジン１６またはエンジンコントローラモジュール４８と協調させるためのシステムおよび方法を含む。エンジン１６の少なくとも１つの性能特性を調整することによって、エンジンは、プロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７に動作可能に、かつ効果的にマッチングして、協調して、設定されて、較正させて、またはカスタマイズされて作動する。つまり、本開示の実施形態は、エンジン１６またはエンジンコントローラモジュール４８が、どのようなプロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７が取り付けられているかを判定することができる、気付く、または気付くことができる、あるいは「知る」システムおよび方法を含む。
【００２２】
ロペラ組立体１７をエンジン１６に最初に取り付ける際、プロペラ組立体１７、プロペラブレード１８、ハブ１９、ピッチ変更シリンダ２６、ベータチューブ３０、プロペラシャフト３２、またはこれらを組み合わせたものが、エンジン１６内およびエンジン１６上に取り付けられる。次いで、エンジン１６またはエンジンコントローラモジュール４８は、初期セットアップ動作、実行可能プログラム、方法、またはプロセスを作動させることができる。初期セットアップ動作の例には、限定するものではないが、ベータチューブ３０を軸方向に動かして４９、プロペラブレードを最大ピッチ角、および最小ピッチ角となるようすることを含むことができる。初期セットアップ動作のさらなる例には、限定するものではないが、プロペラ組立体１７を、例えば、駆動力を与えるエンジン１６またはギヤボックス３４によって、あるいは、駆動力を与える外部力によって、プロペラ組立体の回転軸２０の周りに少なくとも部分的に回転させることを含むことができる。
【００２３】
初期セットアップ動作がベータチューブ３０を軸方向に動かす４９ことを含む本開示の第１の実施形態では、変換器４０は、プロペラ組立体１７の少なくとも１つの特有のパラメータを測定する、または検知するために使用することができる。例えば、変換器４０は、ベータチューブ３０の後端３８の深さ位置４２などの特有のパラメータを測定または検知し、少なくとも１つの特有のパラメータを表す信号をエンジンコントローラモジュール４８またはプロセッサ５０に送信することができる。１つの非限定的な例では、変換器４０は、プロペラブレード１８の最大ピッチ角または最小ピッチ角に相当する後端３８を受け取ることができる空洞３６内の最大深さを測定または検知することができる。別の非限定的な例では、変換器４０は、プロペラブレード１８の最大ピッチ角または最小ピッチ角のうちの他方に相当する後端３８を受け取ることができる空洞内の最小深さを測定または検知することができる。本開示の第１の実施形態はさらに、限定するものではないが、最大深さ、最小深さ、それらの間の一組の深さ、深さの変化、またはこれらを組み合わせたものを含む一組の深さ位置４２を測定または検知する変換器４０を含むことができる。
【００２４】
次いで、第１の実施形態は、測定または検知されたプロペラ組立体１７の特有のパラメータ、または特有のパラメータの組を、エンジンコントローラモジュール４８またはプロセッサ５０に提供する。ここで、エンジンコントローラモジュール４８またはプロセッサ５０は、特有のパラメータまたは特有のパラメータの組に基づいて、プロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７を識別するように構成される。次いで、エンジンコントローラモジュール４８またはプロセッサ５０は、プロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７の識別に基づいて、エンジン１６の動作または性能を効果的にマッチングさせる、協調させる、設定する、較正する、またはカスタマイズするように構成することができる。例えば、エンジンコントローラモジュール４８またはプロセッサ５０は、深さ測定値などの少なくとも１つの特有のパラメータを、メモリ５２内に記憶されたルックアップテーブルと比較することによって、プロペラ組立体１７のプロペラブレード１８を判定または識別することができる。ここで、ルックアップテーブルは多数の特有のプロペラブレード１８または特有のプロペラ組立体１７を含む。あるいは、ルックアップテーブルは、エンジンコントローラモジュール４８から取り除かれたメモリ、またはエンジンコントローラモジュール４８から離れたメモリ内に記憶することができ、さらに、例えば、電子ネットワークを経由して、エンジンコントローラモジュール４８またはプロセッサ５０によってアクセス可能なメモリ内に記憶することができる。例えば、ルックアップテーブルは、航空機から離れたメモリ５２内に置くことができる。
【００２５】
初期セットアップ動作がプロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７の回転運動を含む、本開示の第２の実施形態では、ターゲットセンサ４６は、ターゲットセンサ４６に対して回転する、またはターゲットセンサ４６を通過するときのターゲットの組４４などのプロペラ組立体１７の少なくとも１つの特有のパラメータを測定または検知するように使用することができる。例えば、ターゲットセンサ４６は、１つのターゲット４４、あるいは、一連の、または一組のターゲット４４が回転して通過することなどの特有のパラメータを測定または検知し、少なくとも１つの特有のパラメータを表す信号をエンジンコントローラモジュール４８またはプロセッサ５０に送信することができる。
【００２６】
１つの非限定的な例では、ターゲットセンサ４６は、パルス列などの指示信号の連続を測定または検知することができる。ここで、これらのインジケーションの連続または信号を、特有のプロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７と合わせ、マッチングさせ、または協調させ、または対応させることができる。このように、特有に編成また配置されたターゲットの組４４がターゲットセンサ４６に対して通過することが、プロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７をコード化することと対応し得るように、ターゲットの組４４をハブバックプレート２８の周りに特有に編成また配置することができる。
【００２７】
次いで、第２の実施形態は、測定または検知されたプロペラ組立体１７の特有のパラメータ、または特有のパラメータの組を、エンジンコントローラモジュール４８またはプロセッサ５０に提供する。ここで、エンジンコントローラモジュール４８またはプロセッサ５０は、特有のパラメータまたは特有のパラメータの組に基づいて、プロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７を識別するように構成される。次いで、エンジンコントローラモジュール４８またはプロセッサ５０は、プロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７の識別に基づいて、エンジン１６の動作または性能を効果的にマッチングさせる、協調させる、設定する、較正する、またはカスタマイズするように構成することができる。
【００２８】
図３は、プロペラ組立体１７の前方から後方に見た第２の実施形態の概略透視図である。ここで、プロペラブレード１８は、理解しやすくするために外形を点線で示されている。図示のように、ハブバックプレート２８の共通の半径、または共通の周囲の周りに特有に配置されたターゲットの組４４は、ハブバックプレート２８とともにターゲットセンサ４６に対して回転する。
【００２９】
エンジンコントローラモジュール４８またはプロセッサ５０は、ターゲットの組４４の配置、またはパルス列などの少なくとも１つの特有なパラメータを、メモリ５２内に記憶されたルックアップテーブルと比較することによって、プロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７を判定または識別することができる。ここで、ルックアップテーブルは多数の特有のプロペラブレード１８または特有のプロペラ組立体１７を含む。前述したように、ルックアップテーブルは、エンジンコントローラモジュール４８から取り除かれたメモリ、またはエンジンコントローラモジュール４８から離れたメモリ内に記憶することができ、さらに、例えば、電子ネットワークを経由して、または航空機から離れて、エンジンコントローラモジュールよってアクセス可能なメモリ内に記憶することができる。
【００３０】
第２の実施形態は、例えば、ターゲットの組４４を所定のパターンで編成また配置して、知られたプロペラブレード１８、または知られたプロペラ組立体１７と対応させることができる、さらなる非限定的な構成を含むことができる。この例示的な実施形態では、エンジンコントローラモジュール４８またはプロセッサ５０は、所定のパターンを、対応するルックアップテーブル入力とマッチングさせることによって、プロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７を判定または識別することができる。
【００３１】
第２の実施形態の別の非限定的な構成では、ターゲットの組４４を、コード化されたパターンに編成または配置することができ、そのコード化されたパターンは、ターゲットセンサ４６によって検知されて、エンジンコントローラモジュール４８またはプロセッサ５０に与えられたとき、処理または計算されてプロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７を、ルックアップテーブルを使用しないで判定または識別することができる。例えば、ターゲットの組４４は、プロセッサ５０によって実行されるようにバイナリー命令セットをコード化することができる、あるいは、通し番号または型番などのプロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７のテキストベースの指標をコード化することができる。さらなる例は、単なるパルス列を超えるコード化されたメッセージまたは通信指標を含むことができる。
【００３２】
さらに、ターゲットの組４４を、寸法、形状、長さなどによって独立的に構成または選択することができ、その結果、独立的に構成または選択されたターゲット４４が通過すると、ターゲット４４は、ターゲットセンサ４６によって異なる測定値または検知値を発生し、その結果、ターゲット４４が変わると発生する信号が変わり、それによって、プロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７の利用できるコード化のタイプ、スタイル、または方法が拡がる。
【００３３】
ターゲットの組４４の配置はまた、コード化の「開始」を示すように指標ターゲット４４またはターゲットのサブセット４４を含むことができる。さらに、コード化されたターゲットの組４４は、ハブバックプレート２８の半径または周囲にわたって複製または繰り返されて、例えば、コード化されたパターンまたはメッセージを正しく検知、測定、または「読み込み」する可能性を改善または増大させることができる、あるいは、プロペラ組立体１７の回転バランスをとるための十分なカウンタウエイトとすることができる。本開示の別の非限定的な実施形態では、ハブバックプレート２８は、プロペラ組立体１７の「読み込み可能」なターゲットの組４４の回転バランスをとるための十分なカウンタウエイトとするように配置された、読み込みできない、測定できない、すなわち「ダミー」のターゲットを含むことができる。本開示の実施形態はさらに、プロペラ組立体の回転軸２０の周りを所定の速度など、知られた、または所定の方法でプロペラ組立体１７を回転させて、ターゲットセンサ４６によってターゲットの組４４を正確に検知または測定することを可能にする、または確実にする初期セットアップ動作を含むことができる。本開示のさらに別の非限定的な実施形態では、ターゲットの組４４を、１つまたは複数のプロペラブレード１８に選択的に、または特有に配置することができる。ここでは、ターゲットセンサ４６は、ターゲットの組４４が回転するとき、それらを検知するように配置されている。本開示のさらに別の非限定的な実施形態では、ターゲット４４のサブセットを、ターゲットの標準の列に対して特有に配置または選択的に配置することができる。ここでは、ターゲットの標準の列はプロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７を識別することに関係していない。同様に、ターゲットの標準の列のサブセットを選択的に取り除くことに加えて、ターゲットのサブセット４４を、ターゲットの標準の列に対して特有に配置または選択的に配置して、プロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７のコード化を可能にすることができる。
【００３４】
前述の第１の実施形態、第２の実施形態、またはこれらを組み合わせたものを使用するかどうかにかかわらず、エンジンコントローラモジュール４８またはプロセッサ５０は、プロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７を識別して、プロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７に基づいてエンジン１６の性能を調整するように構成される。
【００３５】
図４は、プロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７をエンジンコントローラモジュール４８またはエンジン１６と協調させる方法１００を示すフロー図を示す。方法１００は、１０２において、ベータチューブ３０またはプロペラシャフト３２にハブ１９で取り付けられたプロペラを航空機エンジン１６によって受け取り、ベータチューブ３０、プロペラシャフト３２、またはハブ１９のうちの少なくとも１つの特有のパラメータを有するステップで始まる。次いで、方法１００は、１０４において、例えば、較正モードで航空機エンジン１６を作動させるステップに進む。次いで、方法１００は、作動中、航空機エンジン１６に取り付けられたセンサによって、ベータチューブ３０、プロペラシャフト３２、またはハブ１９のうちの少なくとも１つの特有のパラメータを検知することができる。次に、方法１００は、１０８において、エンジンコントローラモジュール４８によって、特有のパラメータを検知するステップに基づいてプロペラを識別する。最後に、方法１００は、１１０において、航空機エンジン１６の少なくとも１つの性能特性を調整する。ここで、本明細書で説明したように、この調整するステップが、プロペラを航空機エンジン１６に協調させる。
【００３６】
本方法の部分は異なる論理順序で進めることができ、追加または介入部分を含めることができ、あるいは、本方法の記述部分を複数の部分に分割することができ、あるいは、本方法の記述部分を、記述した方法を損なわないで省略することができることは理解されるので、図示の順序は、単に例示する目的のためであり、方法１００を何ら限定することを意味していない。
【００３７】
上記の図に示したものに加えて、多くの他の可能な実施形態および構成が、本開示によって考えられる。例えば、本開示の実施形態は、初期セットアップを含まない期間に、上記の方法を実施する、または本システムを作動させることを含むことができる。初期セットアップを含まない期間の非限定的な例は、整備期間、連続回転期間、断続回転期間、通常エンジン起動期間、プロペラブレードピッチ較正期間後、またはこれらの組み合わさった期間を含むことができる。さらに、本開示の実施形態は、エンジンまたはエンジンコントローラモジュールのデフォルト設定または調整を含むことができる。ここでは、例えば、本方法またはシステムがプロペラブレードまたはプロペラ組立体を識別することができないとき、本方法またはシステムは、警告またはエラーを表示すること、あるいは、エンジンコントローラモジュールをデフォルトで一般的なプロペラ構成にすることを可能にすることを含む。この一般的なプロペラ構成は、すべての知られている、または知られていないプロペラのタイプまたは構成に対して適切または安全な構成を含むことができる。
【００３８】
本明細書で開示した実施形態は、プロペラブレード１８またはプロペラ組立体１７をエンジン１６またはエンジンコントローラモジュール４８と協調させるためのシステムおよび方法を提供する。上記で説明した実施形態の技術的効果によって、航空機エンジンに取り付けられたプロペラのタイプを識別して、性能特性をプロペラに合うように調整することによってエンジンを自動的に構成することができる。実現できる１つの利点は、本開示の要素によって、プロペラを自動的に識別し、そのプロペラに専用のエンジンまたはエンジンコントロールモジュールを構成することができることである。自動的な識別および調整は、ユーザが同様の操作を行うことによって生じるエラーを防ぐ、または減じることができる。
【００３９】
上記で説明した実施形態の別の利点は、複数の実施形態が同様の識別および調整を行うことができて、航空機の飛行を操作する前に、確実に、プロペラ、エンジン、またはエンジンコントローラモジュールを一致させる、検証する、または確認するように複数の冗長性を与えることができることである。プロペラとエンジンの組合せを適切に使用することを確実にするために、冗長性の改善とともに自動的に識別して調整することが、整備時間または飛行しない時間の削減、およびプロペラとエンジンとの組合せの信頼性の改善をもたらすことができる。飛行しない時間の削減、および信頼性の改善は、競合優位性をもたらすことができる。
【００４０】
新しいプロペラまたはエンジンが、新しい装置に対応するユーザマニュアルが再発行または再生されることなく市場に導入されたとき、上記で説明した実施形態のさらに別の利点は、新しいプロペラまたはエンジンをメモリまたは実行可能なプログラムに組み入れることができるアップグレード可能なシステムを与える。上記で説明した実施形態の別の利益は、エンジンとプロペラの組合せに対して性能を正確に調整することができ、航空機の全体性能を向上させる（例えば、燃料消費を低減させる、エンジン応力を低減させる、燃料航続距離を延ばす）ことができることである。さらに、プロペラを識別できない場合ですら、本システムおよび方法は、それでもなお、すべての知られている、および知られていないプロペラに対して、デフォルトで適切または安全な所定の、または知られている構成にするように、エンジンまたはエンジンコントローラモジュールを調整することができる。
【００４１】
まだ説明していない範囲で、様々な実施形態の異なる特徴および構造を、望むように互いを組み合わせて使用することができる。実施形態のすべてに１つの特徴を示すことができないのは、それが不可能であると解釈するのではなく、説明を簡潔にするためになされたことを意図する。したがって、異なる実施形態の様々な特徴を望むように混ぜて、また合わせて、明記されていようと、されてなかろうと、新しい実施形態を形成することができる。さらに、「一組」の様々な要素が記載されたが、「一組」は、ただ１つの要素を含む任意の数の各要素を含むことができることは理解されよう。この開示は、本明細書で説明した特徴を組み合わせることまたは置き換えることを包含する。さらに、上記の図で示されたものに加えて、多くの他の可能な実施形態および構成が、本開示によって考えられることは理解されよう。
【００４２】
本明細書では、最良の態様を含めて、例を用いて本発明の実施形態を開示し、また、任意の装置またはシステムの作製および使用、ならびに任意の組み入れられた方法の実施を含め、当業者が本発明の実施形態を実施できるようにしている。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到する他の例を含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と相違ない構成要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に相違ない等価の構成要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図されている。
【００４３】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
プロペラ（１８）を電子エンジンコントローラモジュール（４８）と協調させるためのシステムであって、
電子エンジンコントローラモジュール（４８）を有するエンジン（１６）と、
プロペラシャフト（３２）にハブ（１９）で取り付けられたプロペラ（１８）であって、前記プロペラシャフト（３２）が前記エンジン（１６）内に受け取られるように配置された、プロペラ（１８）と、
前記エンジン（１６）に取り付けられ、前記電子エンジンコントローラモジュール（４８）に接続されたセンサであって、前記プロペラシャフト（３２）が前記エンジン（１６）内に受け取られ、前記プロペラ（１８）が前記エンジン（１６）によって回転させられるとき、前記プロペラ（１８）の少なくとも１つの特有のパラメータを検知して、前記少なくとも１つの特有のパラメータを示す信号を前記電子エンジンコントローラモジュール（４８）に送信するように構成されたセンサと
を備え、
前記電子エンジンコントローラモジュール（４８）が、前記プロペラ（１８）を識別して、前記信号に基づいて前記エンジン（１６）の性能を前記プロペラ（１８）に合わせて調整するように構成された、システム。
［実施態様２］
前記センサが、少なくとも１つの磁気ピックアップ装置（４６）を含み、前記少なくとも１つの特有のパラメータが、前記プロペラ（１８）に特有に配置され、前記プロペラ（１８）が回転すると前記少なくとも１つの磁気ピックアップ装置（４６）の範囲内に入るターゲット（４４）を含む、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様３］
前記ターゲットが、前記プロペラ（１８）の１つまたは複数のブレードにターゲット（４４）を選択的に置くこと、前記ハブ（１９）のバックプレート（２８）にターゲット（４４）を選択的に置くこと、あるいは標準のターゲットの列からターゲット（４４）を取り除く、または標準のターゲットの列にターゲット（４４）を加えることによって特有に配置された、実施態様２に記載のシステム。
［実施態様４］
前記プロペラ（１８）が回転すると、前記ターゲットが、前記磁気ピックアップ装置（４６）内に前記プロペラ（１８）に特有なパルス列を発生させる、実施態様２に記載のシステム。
［実施態様５］
整備、連続回転、断続回転のうちの１つの間、通常エンジン起動中、または前記プロペラ（１８）のブレードピッチ較正後、前記プロペラ（１８）を識別する、実施態様２に記載のシステム。
［実施態様６］
前記センサが、前記エンジン（１６）内で前記プロペラシャフト（３２）に対して固定された少なくとも１つの変換器（４０）を含み、前記少なくとも１つの特有のパラメータが、前記エンジン（１６）内の前記シャフト（３２）の位置を含む、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様７］
前記位置が、前記少なくとも１つの変換器（４０）が検出する取付け挿入深さ、または前記少なくとも１つの変換器（４０）が検出する、ブレードピッチの変化とともに変化する取付け挿入深さのうちの少なくとも１つを含む、実施態様６に記載のシステム。
［実施態様８］
前記電子エンジンコントローラモジュール（４８）が、前記少なくとも１つの特有のパラメータをルックアップテーブルと比較して前記プロペラ（１８）を識別し、前記ルックアップテーブルが多数の特有のプロペラ（１８）を含む、実施態様６に記載のシステム。
［実施態様９］
前記電子エンジンコントローラモジュール（４８）が前記プロペラ（１８）を識別できない場合、前記電子エンジンコントローラがすべてのプロペラ（１８）に対してデフォルトで安全な一般的な構成にする、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様１０］
プロペラ（１８）を電子エンジンコントローラモジュール（４８）と協調させるための方法であって、
プロペラシャフト（３２）にハブ（１９）で取り付けられたプロペラ（１８）をエンジン（１６）内に受け取るステップであって、前記プロペラシャフト（３２）または前記ハブ（１９）のうちの少なくとも１つが特有のパラメータを有する、ステップと、
較正モードで前記エンジン（１６）を作動させるステップと、
前記作動中、前記エンジン（１６）に取り付けられたセンサによって、前記プロペラシャフト（３２）または前記ハブ（１９）のうちの前記少なくとも１つの前記特有のパラメータを検知するステップと、
前記エンジンコントローラモジュール（４８）によって、前記特有のパラメータの前記検知するステップに基づいて前記プロペラ（１８）を識別するステップと、
前記プロペラ（１８）を前記エンジン（１６）と協調させるように前記エンジン（１６）の少なくとも１つの性能特性を調整するステップと
を含む方法。
［実施態様１１］
前記検知するステップが、ブレードピッチの変化に関係する、前期プロペラシャフト（３２）の取付け挿入深さ、または取付け挿入深さの範囲のうちの少なくとも１つを検知するステップを含む、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１２］
前記検知するステップが、前期ハブ（１９）に配置された一組のターゲット（４４）を検知するステップを含み、前記較正モードで前記エンジン（１６）を作動させる前記ステップが、前記ターゲット（４４）の組をターゲットセンサ（４６）に対して回転させる、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１３］
前記識別するステップが、前記特有のパラメータをルックアップテーブルと比較して、前記プロペラ（１８）を識別するステップを含み、前記ルックアップテーブルが多数の特有のプロペラ（１８）を含む、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１４］
機械であって、
電子コントローラモジュール（４８）と、
プロペラシャフト（３２）にハブ（１９）で取り付けられたプロペラ（１８）であって、前記プロペラシャフト（３２）が前記機械内に受け取られた、プロペラ（１８）と、
前記機械に取り付けられ、前記電子コントローラモジュール（４８）に接続されたセンサであって、前記プロペラシャフト（３２）が前記機械に対して回転させられるとき、前記プロペラ（１８）の少なくとも１つの特有のパラメータを検知して、前記少なくとも１つの特有のパラメータを示す信号を前記電子コントローラモジュール（４８）に送信するように構成されたセンサと
を備え、
前記電子コントローラモジュール（４８）が、前記プロペラ（１８）を識別して、前記信号に基づいて前記機械の性能を前記プロペラ（１８）に合わせて調整するように構成された、機械。
［実施態様１５］
前記センサが、少なくとも１つの磁気ピックアップ装置（４６）を含み、前記少なくとも１つの特有のパラメータが、前記プロペラ（１８）に特有に配置され、前記プロペラ（１８）が回転すると前記少なくとも１つの磁気ピックアップ装置（４６）の範囲内に入るターゲット（４４）を含む、実施態様１４に記載の機械。
［実施態様１６］
前記ターゲットが、前記プロペラ（１８）の１つまたは複数のブレードにターゲット（４４）を選択的に置くこと、前記ハブ（１９）のバックプレート（２８）にターゲット（４４）を選択的に置くこと、あるいは標準のターゲットの列からターゲット（４４）を取り除く、または標準のターゲットの列にターゲット（４４）を加えることによって特有に配置された、実施態様１５に記載の機械。
［実施態様１７］
前記電子コントローラモジュール（４８）が、前記少なくとも１つの特有のパラメータをルックアップテーブルと比較して前記プロペラ（１８）を識別し、前記ルックアップテーブルが多数の特有のプロペラ（１８）を含む、実施態様１５に記載の機械。
［実施態様１８］
整備、連続回転、断続回転のうちの１つの間、通常起動中、または前記プロペラ（１８）のブレードピッチ較正後、前記プロペラ（１８）を識別する、実施態様１５に記載の機械。
［実施態様１９］
前記センサが、前記機械内で前記シャフト（３２）に対して固定された少なくとも１つの変換器（４０）を含み、前記少なくとも１つの特有のパラメータが、前記機械内の前記シャフト（３２）の位置を含む、実施態様１４に記載の機械。
［実施態様２０］
前記機械が、モータ、発電機、またはエンジン（１６）のうちの１つである、実施態様１４に記載の機械。
【符号の説明】
【００４４】
１０  航空機
１２  胴体
１４  翼
１６  ターボプロップエンジン
１７  プロペラ組立体
１８  プロペラブレード
１９  ハブ
２０  回転軸
２２  回転
２４  推力
２６  ピッチ変更シリンダ
２８  ハブバックプレート
３０  ベータチューブ
３２  プロペラシャフト
３４  ギヤボックス
３６  空洞
３８  後端
４０  変換器
４１  第１の部分
４２  深さ位置の組
４３  第１の部分の回転軸
４４  ターゲットの組
４５  第２の部分
４６  ターゲットセンサ
４７  プロペラブレードピッチ回転軸
４８  エンジンコントローラモジュール
４９  矢印
５０  プロセッサ
５２  メモリ
１００  方法
１０２  受け取るステップ
１０４  作動させるステップ
１０６  検知するステップ
１０８  識別するステップ
１１０  調整するステップ
【図１】
2017154727.tif 000003
【図２】
2017154727.tif 000004
【図３】
2017154727.tif 000005
【図４】
2017154727.tif 000006
【外国語明細書】
2017154727000001.pdf