发动机和螺旋桨控制系统技术方案

本文中描述了一种用于发动机和螺旋桨的电子控制器、一种控制系统和有关的方法。控制系统包括该控制器，该控制器具有第一信道和第二信道，第二信道独立于第一信道并对于第一信道来说是冗余的。每个信道包括控制处理器，该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来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。每个信道还包括保护处理器，该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来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。控制系统包括：传感器，其用于测量发动机和/或螺旋桨的参数；以及执行器，其被构造成控制发动机和螺旋桨。

Engine and propeller control system

【技术实现步骤摘要】
发动机和螺旋桨控制系统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螺旋桨组件的控制系统，该组件包括发动机和联接到发动机的螺旋桨。所述系统包括用于测量该组件的第一操作参数的至少一个第一传感器和用于测量该组件的第二操作参数的至少一个第二传感器。所述系统包括：至少一个控制执行器，其被构造成将该组件控制处于其正常操作模式；以及至少一个保护执行器，其被构造成控制该组件以预防其危险的操作模式。所述系统包括控制器，该控制器通信地联接到所述至少一个第一传感器、所述至少一个第二传感器、所述至少一个控制执行器和所述至少一个保护执行器。控制器包括第一通信信道和独立于该第一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的操作模式。控制处理器被构造成：从所述至少一个第一传感器接收包括组件的第一操作参数的第一组发动机和螺旋桨参数；基于第一组发动机和螺旋桨参数将至少一个发动机控制命令和至少一个螺旋桨控制命令输出到所述至少一个控制执行器。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：从所述至少一个第二传感器接收包括组件的第二操作参数的第二组发动机和螺旋桨参数；基于第二组发动机和螺旋桨参数将至少一个发动机保护命令和至少一个螺旋桨保护命令输出到所述至少一个保护执行器。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，所述至少一个第一传感器和所述至少一个第二传感器中的每一个包括第一线圈和第二线圈，第一操作参数经由所述至少一个第一传感器的第一线圈和第二线圈测得，并且第二操作参数经由所述至少一个第二传感器的第一线圈和第二线圈测得。根据一些实施例，所述至少一个第一传感器的第一线圈将第一操作参数的第一测量值提供到第一通信信道的控制处理器，并且所述至少一个第一传感器的第二线圈将第一操作参数的第二测量值提供到第二通信信道的控制处理器，第一操作参数的第二测量值独立于第一操作参数的第一测量值并对于其来说是冗余的。根据一些实施例，第一操作参数是发动机参数，并且其中，第一通信信道的控制处理器被构造成基于第一操作参数的第一测量值来生成所述至少一个发动机控制命令，并且第二通信信道的控制处理器被构造成基于第一操作参数的第二测量值来生成所述至少一个发动机控制命令。根据一些实施例，第一操作参数是螺旋桨参数，并且其中，第一通信信道的控制处理器被构造成基于第一操作参数的第一测量值来生成所述至少一个螺旋桨控制命令，并且第二通信信道的控制处理器被构造成基于第一操作参数的第二测量值来生成所述至少一个螺旋桨控制命令。根据一些实施例，所述至少一个第一传感器联接到发动机的齿轮箱以用于测量发动机的动力涡轮机速度，并且控制处理器被构造成基于动力涡轮机速度来确定螺旋桨转速。根据一些实施例，所述至少一个第一传感器是用于测量发动机的扭矩的扭矩传感器，并且控制处理器被构造成基于发动机的扭矩来确定轴马力。根据一些实施例，所述至少一个第二传感器的第一线圈将第二操作参数的第一测量值提供到第一通信信道的保护处理器，并且所述至少一个第二传感器的第二线圈将第二操作参数的第二测量值提供到第二通信信道的保护处理器，第二操作参数的第二测量值独立于第二操作参数的第一测量值并对于其来说是冗余的。根据一些实施例，第二操作参数是发动机参数，并且其中，第一通信信道的保护处理器被构造成基于第二操作参数的第一测量值来生成所述至少一个发动机保护命令，并且第二通信信道的保护处理器被构造成基于第二操作参数的第二测量值来生成所述至少一个发动机保护命令。根据一些实施例，第二操作参数是螺旋桨参数，并且其中，第一通信信道的保护处理器被构造成基于第二操作参数的第一测量值来生成所述至少一个螺旋桨保护命令，并且第二通信信道的保护处理器被构造成基于第二操作参数的第二测量值来生成所述至少一个螺旋桨保护命令。根据一些实施例，所述至少一个控制执行器包括第一控制执行器，该第一控制执行器包括用于控制发动机的至少一个物理部件的第一控制致动器和用于控制螺旋桨的至少一个物理部件的第二控制致动器，第一控制致动器被构造成从第一通信信道的控制处理器接收所述至少一个发动机控制命令，并且第二控制致动器被构造成从第一通信信道的控制处理器接收所述至少一个螺旋桨控制命令。根据一些实施例，所述至少一个控制执行器还包括第二控制执行器，该第二控制执行器包括用于控制发动机的所述至少一个物理部件的第一控制致动器和用于控制螺旋桨的所述至少一个物理部件的第二控制致动器，第二控制执行器的第一控制致动器被构造成从第二通信信道的控制处理器接收所述至少一个发动机控制命令，并且第二控制执行器的第二控制致动器被构造成从第二通信信道的控制处理器接收所述至少一个螺旋桨控制命令。根据一些实施例，所述至少一个保护执行器包括第一保护执行器，该第一保护执行器包括用于控制发动机的至少一个物理部件的第一保护致动器和用于控制螺旋桨的至少一个物理部件的第二保护致动器，第一保护致动器被构造成从第一通信信道的保护处理器接收所述至少一个发动机保护命令，并且第二保护致动器被构造成从第一通信信道的保护处理器接收所述至少一个螺旋桨保护命令。根据一些实施例，所述至少一个保护执行器还包括第二保护执行器，该第二保护执行器包括用于控制发动机的所述至少一个物理部件的第一保护致动器和用于控制螺旋桨的所述至少一个物理部件的第二保护致动器，第二保护执行器的第一保护致动器被构造成从第二通信信道的保护处理器接收所述至少一个发动机保护命令，并且第二保护执行器的第二保护致动器被构造成从第二通信信道的保护处理器接收所述至少一个螺旋桨保护命令。根据实施例，提供了一种用于控制发动机和螺旋桨组件的方法，该组件包括发动机和联接到发动机的螺旋桨。所述方法包括：在第一通信信道中所提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于发动机和螺旋桨组件的控制系统，所述发动机和螺旋桨组件包括发动机和联接到所述发动机的螺旋桨，所述系统包括：/n用于测量所述组件的第一操作参数的至少一个第一传感器和用于测量所述组件的第二操作参数的至少一个第二传感器；/n至少一个控制执行器，其被构造成将所述组件控制处于其正常操作模式；/n至少一个保护执行器，其被构造成控制所述组件以预防其危险的操作模式；/n控制器，其通信地联接到所述至少一个第一传感器、所述至少一个第二传感器、所述至少一个控制执行器和所述至少一个保护执行器，所述控制器包括第一通信信道和独立于第一信道并对于所述第一信道来说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，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的操作模式，/n所述控制处理器被构造成：从所述至少一个第一传感器接收包括所述组件的所述第一操作参数的第一组发动机和螺旋桨参数；基于所述第一组发动机和螺旋桨参数将至少一个发动机控制命令和至少一个螺旋桨控制命令输出到所述至少一个控制执行器，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：从所述至少一个第二传感器接收包括所述组件的所述第二操作参数的第二组发动机和螺旋桨参数；基于所述第二组发动机和螺旋桨参数将至少一个发动机保护命令和至少一个螺旋桨保护命令输出到所述至少一个保护执行器，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螺旋桨组件的控制系统，所述发动机和螺旋桨组件包括发动机和联接到所述发动机的螺旋桨，所述系统包括：
用于测量所述组件的第一操作参数的至少一个第一传感器和用于测量所述组件的第二操作参数的至少一个第二传感器；
至少一个控制执行器，其被构造成将所述组件控制处于其正常操作模式；
至少一个保护执行器，其被构造成控制所述组件以预防其危险的操作模式；
控制器，其通信地联接到所述至少一个第一传感器、所述至少一个第二传感器、所述至少一个控制执行器和所述至少一个保护执行器，所述控制器包括第一通信信道和独立于第一信道并对于所述第一信道来说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，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的操作模式，
所述控制处理器被构造成：从所述至少一个第一传感器接收包括所述组件的所述第一操作参数的第一组发动机和螺旋桨参数；基于所述第一组发动机和螺旋桨参数将至少一个发动机控制命令和至少一个螺旋桨控制命令输出到所述至少一个控制执行器，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：从所述至少一个第二传感器接收包括所述组件的所述第二操作参数的第二组发动机和螺旋桨参数；基于所述第二组发动机和螺旋桨参数将至少一个发动机保护命令和至少一个螺旋桨保护命令输出到所述至少一个保护执行器，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所述的控制系统，其中，所述至少一个第一传感器和所述至少一个第二传感器中的每一个包括第一线圈和第二线圈，所述第一操作参数经由所述至少一个第一传感器的所述第一线圈和所述第二线圈测得，并且所述第二操作参数经由所述至少一个第二传感器的所述第一线圈和所述第二线圈测得。


3.根据权利要求2所述的控制系统，其中，所述至少一个第一传感器的所述第一线圈将所述第一操作参数的第一测量值提供到所述第一通信信道的所述控制处理器，并且所述至少一个第一传感器的所述第二线圈将所述第一操作参数的第二测量值提供到所述第二通信信道的所述控制处理器，所述第一操作参数的所述第二测量值独立于所述第一操作参数的所述第一测量值并对于所述第一操作参数的所述第一测量值来说是冗余的。


4.根据权利要求3所述的控制系统，其中，所述第一操作参数是发动机参数，并且其中，所述第一通信信道的所述控制处理器被构造成基于所述第一操作参数的所述第一测量值来生成所述至少一个发动机控制命令，并且所述第二通信信道的所述控制处理器被构造成基于所述第一操作参数的所述第二测量值来生成所述至少一个发动机控制命令。


5.根据权利要求3所述的控制系统，其中，所述第一操作参数是螺旋桨参数，并且其中，所述第一通信信道的所述控制处理器被构造成基于所述第一操作参数的所述第一测量值来生成所述至少一个螺旋桨控制命令，并且所述第二通信信道的所述控制处理器被构造成基于所述第一操作参数的所述第二测量值来生成所述至少一个螺旋桨控制命令。


6.根据权利要求3所述的控制系统，其中，所述至少一个第一传感器联接到所述发动机的齿轮箱以用于测量所述发动机的动力涡轮机速度，并且所述控制处理器被构造成基于所述动力涡轮机速度来确定螺旋桨转速。


7.根据权利要求3所述的控制系统，其中，所述至少一个第一传感器是用于测量所述发动机的扭矩的扭矩传感器，并且所述控制处理器被构造成基于所述发动机的所述扭矩来确定轴马力。


8.根据权利要求3所述的控制系统，其中，所述至少一个第二传感器的所述第一线圈将所述第二操作参数的第一测量值提供到所述第一通信信道的所述保护处理器，并且所述至少一个第二传感器的所述第二线圈将所述第二操作参数的第二测量值提供到所述第二通信信道的所述保护处理器，所述第二操作参数的所述第二测量值独立于所述第二操作参数的所述第一测量值并对于所述第二操作参数的所述第一测量值来说是冗余的。


9.根据权利要求8所述的控制系统，其中，所述第二操作参数是发动机参数，并且其中，所述第一通信信道的所述保护处理器被构造成基于所述第二操作参数的所述第一测量值来生成所述至少一个发动机保护命令，并且所述第二通信信道的所述保护处理器被构造成基于所述第二操作参数的所述第二测量值来生成所述至少一个发动机保护命令。


10.根据权利要求8所述的控制系统，其中，所述第二操作参数是螺旋桨参数，并且其中，所述第一通信信道的所述保护处理器被构造成基于所述第二操作参数的所述第一测量值来生成所述至少一个螺旋桨保护命令，并且所述第二通信信道的所述保护处理器被构造成基于所述第二操作参数的所述第二测量值来生成所述至少一个螺旋桨保护命令。


11.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述至少一个控制执行器包括第一控制执行器，所述第一控制执行器包括用于控制所述发动机的至少一个物理部件的第一控制致动器以及用于控制所述螺旋桨的至少一个物理部件的第二控制致动器，所述第一控制致动器被构造成从所述第一通信信道的所述控制处理器接收所述至...

【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