集成式螺旋桨和发动机控制器制造技术

本文中描述了一种用于发动机和螺旋桨的电子控制器、一种控制系统及相关方法。控制器包括第一信道和独立于第一信道并对其是冗余的第二信道。每个信道具有控制处理器，控制处理器被构造成：接收第一发动机和螺旋桨参数；以及基于第一发动机和螺旋桨参数输出包括用于控制发动机的操作的指令的至少一个发动机控制命令和包括用于控制螺旋桨的操作的指令的至少一个螺旋桨控制命令。每个信道还包括保护处理器，保护处理器被构造成：接收第二发动机和螺旋桨参数；以及基于第二发动机和螺旋桨参数输出包括用于保护发动机免受危险状态影响的指令的至少一个发动机保护命令和包括用于保护螺旋桨免受危险状态影响的指令的至少一个螺旋桨保护命令。

Integrated propeller and engine controller

【技术实现步骤摘要】
集成式螺旋桨和发动机控制器相关申请的交叉引用本申请要求以下各者的优先权：2018年11月23日提交的带有序列号62/770,896的美国临时专利申请；2018年11月23日提交的带有序列号62/770,912的美国临时专利申请；2019年8月20日提交的带有序列号16/545,472的美国专利申请；以及2019年8月20日提交的带有序列号16/545,498的美国专利申请，以上各者的内容在此通过引用并入本文。
本公开大体涉及对发动机和联接到其的螺旋桨的控制。
技术介绍
对于螺旋桨驱动的飞行器，动力装置包括燃气涡轮发动机和螺旋桨。通常，发动机和螺旋桨各自具有它们自己的控制系统。例如，发动机由发动机控制系统控制，并且螺旋桨由单独的螺旋桨控制系统控制。然而，这种方法也可存在一些效率低下之处。因此，存在改进的需求。
技术实现思路
根据实施例，提供了一种用于发动机和联接到发动机的螺旋桨的电子控制器。控制器包括第一通信信道和独立于该第一通信信道并对于其来说是冗余的第二通信信道。每个通信信道具有在其上通信的控制处理器和保护处理器。控制处理器将发动机和螺旋桨控制处于其正常操作模式，并且保护处理器控制发动机和螺旋桨以预防其危险操作模式。控制处理器被构造成：接收第一组发动机和螺旋桨参数并基于第一组发动机和螺旋桨参数输出至少一个发动机控制命令和至少一个螺旋桨控制命令。所述至少一个发动机控制命令包括用于将发动机控制处于正常操作模式的指令，并且所述至少一个螺旋桨控制命令包括用于将螺旋桨控制处于正常操作模式的指令。保护处理器被构造成：接收第二组发动机和螺旋桨参数并基于第二组发动机和螺旋桨参数输出至少一个发动机保护命令和至少一个螺旋桨保护命令。所述至少一个发动机保护命令包括超控所述至少一个发动机控制命令以防止发动机的危险操作的指令，并且所述至少一个螺旋桨保护命令包括超控所述至少一个螺旋桨控制命令以防止所述螺旋桨的危险操作的指令。根据一些实施例，控制处理器包括：发动机控制模块，其被构造成用于基于第一组发动机和螺旋桨参数中的至少一个发动机参数来生成至少一个发动机控制命令；以及螺旋桨控制模块，其被构造成用于基于第一组发动机和螺旋桨参数中的至少一个螺旋桨参数来生成至少一个螺旋桨控制命令。根据一些实施例，发动机控制模块被构造成生成至少一个发动机控制命令，所述至少一个发动机控制命令包括用于以下各者中的一个或多个的指令：管控发动机的转速；管控发动机的输出功率；限制发动机的扭矩；以及限制发动机的转速。根据一些实施例，螺旋桨控制模块被构造成生成至少一个螺旋桨控制命令，所述至少一个螺旋桨控制命令包括用于以下各者中的一个或多个的指令：管控螺旋桨的β角；以及管控螺旋桨的转速。根据一些实施例，保护处理器包括：发动机保护模块，其被构造成用于基于第二组发动机和螺旋桨参数中的至少一个发动机参数来生成至少一个发动机保护命令；以及螺旋桨保护模块，其被构造成用于基于第二组发动机和螺旋桨参数中的至少一个螺旋桨参数来生成至少一个螺旋桨保护命令。根据一些实施例，发动机保护模块被构造成生成至少一个发动机保护命令，所述至少一个发动机保护命令包括用于以下各者中的一个或多个的指令：保护发动机免受超速的影响；以及保护发动机免受不受控制的高推力的影响。根据一些实施例，螺旋桨保护模块被构造成生成至少一个螺旋桨保护命令，所述至少一个螺旋桨保护命令包括用于以下各者中的一个或多个的指令：保护螺旋桨免受超速的影响；当发动机的输出功率对推力没有贡献时使螺旋桨顺桨；以及保护螺旋桨免受最小飞行β的影响。根据一些实施例，第一组发动机和螺旋桨参数与第二组发动机和螺旋桨参数相同。根据一些实施例，可由第二通信信道的控制处理器接收的第二组发动机和螺旋桨参数独立于可由第一通信信道的控制处理器接收的第一组发动机和螺旋桨参数并对于其来说是冗余的。根据一些实施例，可由第二通信信道的保护处理器接收的第二组发动机和螺旋桨参数独立于可由第一通信信道的保护处理器接收的第二组发动机和螺旋桨参数并对于其来说是冗余的。根据实施例，提供了一种用于控制发动机和联接到发动机的螺旋桨的方法。所述方法包括：在第一通信信道中所提供的第一控制处理器处以及在第二通信信道中所提供的第二控制处理器处，接收第一组发动机和螺旋桨参数，该第二通信信道独立于第一通信信道并对于其来说是冗余的；在第一通信信道中所提供的第一保护处理器处以及在第二通信信道中所提供的第二保护处理器处，接收第二组发动机和螺旋桨参数；由第一控制处理器和第二控制处理器中的至少一个并基于第一发动机和螺旋桨参数来生成至少一个发动机控制命令和至少一个螺旋桨控制命令，所述至少一个发动机控制命令包括用于将发动机控制处于正常操作模式的指令，并且所述至少一个螺旋桨控制命令包括用于将螺旋桨控制处于正常操作模式的指令；由第一保护处理器和第二保护处理器中的至少一个并基于第二组发动机和螺旋桨参数来生成至少一个发动机保护命令和至少一个螺旋桨保护命令，所述至少一个发动机保护命令包括用于超控所述至少一个发动机控制命令以防止发动机的危险操作的指令，并且所述至少一个螺旋桨保护命令包括用于超控所述至少一个螺旋桨控制命令以防止螺旋桨的危险操作的指令；由第一控制处理器和第二控制处理器中的至少一个输出所述至少一个发动机控制命令和所述至少一个螺旋桨控制命令；以及由第一保护处理器和第二保护处理器中的至少一个输出所述至少一个发动机保护命令和所述至少一个螺旋桨保护命令。根据一些实施例，生成所述至少一个发动机控制命令包括：基于第一组发动机和螺旋桨参数中的至少一个发动机参数来生成所述至少一个发动机控制命令；并且其中生成所述至少一个螺旋桨控制命令包括：基于第一组发动机和螺旋桨参数中的至少一个螺旋桨参数来生成所述至少一个螺旋桨控制命令。根据一些实施例，生成所述至少一个发动机控制命令包括生成用于以下各者中的一个或多个的指令：管控发动机的转速；管控发动机的输出功率；限制发动机的扭矩；以及限制发动机的转速。根据一些实施例，生成所述至少一个螺旋桨控制信号包括生成用于以下各者中的一个或多个的指令：管控螺旋桨的β角；以及管控螺旋桨的转速。根据一些实施例，生成所述至少一个发动机保护命令包括：基于第二组发动机和螺旋桨参数中的至少一个发动机参数来生成所述至少一个发动机保护命令；并且其中生成所述至少一个螺旋桨保护命令包括：基于第二组发动机和螺旋桨参数中的至少一个螺旋桨参数来生成所述至少一个螺旋桨控制命令。根据一些实施例，生成所述至少一个发动机保护命令包括：生成用于保护发动机免受超速的影响的指令。根据一些实施例，生成所述至少一个螺旋桨保护命令包括生成用于以下各者中的一个或多个的指令：保护螺旋桨免受超速的影响；以及当发动机的输出功率对推力没有贡献时使螺旋桨顺桨。根据一些实施例，第一组发动机和螺旋桨参数与第二组发动机和螺旋桨参数相同。根据一些实施例，由第二控制处理器接收的第二组发动机和螺旋桨参数独立于由第一控制处理器接收的第一组发动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于发动机和联接到所述发动机的螺旋桨的电子控制器，所述控制器包括：/n第一通信通道和独立于所述第一通信通道且对于所述第一通信通道来说是冗余的第二通信通道，每个通信通道具有在其上通信的控制处理器和保护处理器，所述控制处理器将所述发动机和所述螺旋桨控制处于其正常操作模式，并且所述保护处理器控制所述发动机和所述螺旋桨以预防其危险操作模式，/n所述控制处理器被构造成接收第一组发动机和螺旋桨参数，并且基于所述第一组发动机和螺旋桨参数输出至少一个发动机控制命令和至少一个螺旋桨控制命令，所述至少一个发动机控制命令包括用于将所述发动机控制处于所述正常操作模式的指令，并且所述至少一个螺旋桨控制命令包括用于将所述螺旋桨控制处于所述正常操作模式的指令，并且/n所述保护处理器被构造成接收第二组发动机和螺旋桨参数，并且基于所述第二组发动机和螺旋桨参数输出至少一个发动机保护命令和至少一个螺旋桨保护命令，所述至少一个发动机保护命令包括超控所述至少一个发动机控制命令以防止所述发动机的危险操作的指令，并且所述至少一个螺旋桨保护命令包括超控所述至少一个螺旋桨控制命令以防止所述螺旋桨的危险操作的指令。/n

【技术特征摘要】
20181123 US 62/770896;20181123 US 62/770912;2019081.一种用于发动机和联接到所述发动机的螺旋桨的电子控制器，所述控制器包括：
第一通信通道和独立于所述第一通信通道且对于所述第一通信通道来说是冗余的第二通信通道，每个通信通道具有在其上通信的控制处理器和保护处理器，所述控制处理器将所述发动机和所述螺旋桨控制处于其正常操作模式，并且所述保护处理器控制所述发动机和所述螺旋桨以预防其危险操作模式，
所述控制处理器被构造成接收第一组发动机和螺旋桨参数，并且基于所述第一组发动机和螺旋桨参数输出至少一个发动机控制命令和至少一个螺旋桨控制命令，所述至少一个发动机控制命令包括用于将所述发动机控制处于所述正常操作模式的指令，并且所述至少一个螺旋桨控制命令包括用于将所述螺旋桨控制处于所述正常操作模式的指令，并且
所述保护处理器被构造成接收第二组发动机和螺旋桨参数，并且基于所述第二组发动机和螺旋桨参数输出至少一个发动机保护命令和至少一个螺旋桨保护命令，所述至少一个发动机保护命令包括超控所述至少一个发动机控制命令以防止所述发动机的危险操作的指令，并且所述至少一个螺旋桨保护命令包括超控所述至少一个螺旋桨控制命令以防止所述螺旋桨的危险操作的指令。


2.根据权利要求1所述的电子控制器，其中所述控制处理器包括：发动机控制模块，其被构造成用于基于所述第一组发动机和螺旋桨参数中的至少一个发动机参数生成所述至少一个发动机控制命令；以及螺旋桨控制模块，其被构造成用于基于所述第一组发动机和螺旋桨参数中的至少一个螺旋桨参数生成所述至少一个螺旋桨控制命令。


3.根据权利要求2所述的电子控制器，其中所述发动机控制模块被构造成生成所述至少一个发动机控制命令，所述至少一个发动机控制命令包括用于以下各者中的一个或多个的指令：管控所述发动机的转速；管控所述发动机的输出功率；限制所述发动机的扭矩；以及限制所述发动机的转速。


4.根据权利要求2所述的电子控制器，其中所述螺旋桨控制模块被构造成生成所述至少一个螺旋桨控制命令，所述至少一个螺旋桨控制命令包括用于以下各者中的一个或多个的指令：管控所述螺旋桨的β角；以及管控所述螺旋桨的转速。


5.根据权利要求2所述的电子控制器，其中所述保护处理器包括：发动机保护模块，其被构造成用于基于所述第二组发动机和螺旋桨参数中的至少一个发动机参数生成所述至少一个发动机保护命令；以及螺旋桨保护模块，其被构造成用于基于所述第二组发动机和螺旋桨参数中的至少一个螺旋桨参数生成所述至少一个螺旋桨保护命令。


6.根据权利要求5所述的电子控制器，其中所述发动机保护模块被构造成生成所述至少一个发动机保护命令，所述至少一个发动机保护命令包括用于以下各者中的一个或多个的指令：保护所述发动机免受超速的影响；以及保护所述发动机免受不受控制的高推力的影响。


7.根据权利要求5所述的电子控制器，其中所述螺旋桨保护模块被构造成生成所述至少一个螺旋桨保护命令，所述至少一个螺旋桨保护命令包括用于以下各者中的一个或多个的指令：保护所述螺旋桨免受超速的影响；当所述发动机的输出功率对推力没有贡献时使所述螺旋桨顺桨；以及保护所述螺旋桨免受最小飞行β的影响。


8.根据权利要求1所述的电子控制器，其中所述第一组发动机和螺旋桨参数与所述第二组发动机和螺旋桨参数相同。


9.根据权利要求1所述的电子控制器，其中能够由所述第二通信信道的所述控制处理器接收的所述第二组发动机和螺旋桨参数独立于能够由所述第一通信信道的所述控制处理器接收的所述第一组发动机和螺旋桨参数并且对于所述第一组发动机和螺旋桨参数来说是冗余的。


10.根据权利要求9所述的电子控制器，其中能够由所述第二通信信道的所述保护处理器接收的所述第二组发动机和螺旋桨参数独...

【专利技术属性】
技术研发人员：J查哈尔，B杜克，C利希奥，JR嘉尔福，G津加罗，
申请(专利权)人：普拉特惠特尼加拿大公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA