始動時の過速度からターボ機械を保護するシステムの試験方法
過速度保護システムの試験は、
ａ）ターボ機械を始動させる命令を受信すると、ターボ機械の電子調整システム（ＥＲＳ）が燃料遮断部材（ＦＣＭ）の制御回路に燃料遮断部材（ＦＣＭ）を閉鎖する命令または閉鎖位置に保つ命令を送信するステップと、
ｂ）ＥＲＳに送信されＦＣＭの位置を表した情報に基づいて、ＦＣＭの閉鎖状態を確認するステップと、
ｃ）ステップｂ）の確認の結果が肯定結果である場合、ＥＲＳがＦＣＭの制御回路にＦＣＭの開放を許可して始動の手順を継続できるようにする命令を送信するステップと、
ｄ）ステップｂ）の確認の結果が否定結果である場合、ＥＲＳが過速度保護システムに関する障害情報を出すステップとを含む。
ａ）ターボ機械を始動させる命令を受信すると、ターボ機械の電子調整システム（ＥＲＳ）が燃料遮断部材（ＦＣＭ）の制御回路に燃料遮断部材（ＦＣＭ）を閉鎖する命令または閉鎖位置に保つ命令を送信するステップと、
ｂ）ＥＲＳに送信されＦＣＭの位置を表した情報に基づいて、ＦＣＭの閉鎖状態を確認するステップと、
ｃ）ステップｂ）の確認の結果が肯定結果である場合、ＥＲＳがＦＣＭの制御回路にＦＣＭの開放を許可して始動の手順を継続できるようにする命令を送信するステップと、
ｄ）ステップｂ）の確認の結果が否定結果である場合、ＥＲＳが過速度保護システムに関する障害情報を出すステップとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ機械を過速度から保護するシステムの試験で、エンジンの始動時に行われる試験に関する。本発明は、航空エンジンおよび工業用タービンに適用できる。
【背景技術】
【０００２】
過速度として知られているタービンエンジンの過剰な回転速度は、特に、危険な結果をもたらす可能性があり、特に、タービンロータディスクの破裂と共にエンジンに破壊的影響をもたらす可能性がある。
【０００３】
したがって、エンジンは、通常、過速度からエンジンを保護するシステムが取り付けられている。
【０００４】
通常、このようなシステムは、エンジンの燃焼室に燃料を供給するための回路内に挿入される遮断弁を含む。過速度は、タービンシャフトの回転速度が限界値または過速度閾値を越えた場合に、電子過速度保護ユニットにより検出される。過速度が検出されると、電子過速度保護ユニットは、遮断弁を閉鎖するコマンド、または電子式、電子油圧式、または油圧式の種々の部品を介して燃料の流れ断面を低減するコマンドを送信する。これらの種々の部品は、遮断弁と共に、過速度保護システムの一部を形成する。
【０００５】
エンジンを自動的に始動する手順に、過速度保護システムの試験を組み込むのが知られている。欧州特許出願公開第１０３６９１７号明細書を参照することができる。上記特許明細書は、エンジンがスタータによって駆動された時に回転し始めると、速度閾値に試験値が加えられるプロセスを記載している。試験値は、点火速度、すなわち、燃料が燃焼室に噴射される回転速度より実質的に低くなるように選択される。回転速度が試験過速度閾値を越えると、過速度保護システムが適切に動作していることが確認される。適切に動作している場合、点火速度に達すると、過速度閾値は低い試験値から実値に切り替えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１０３６９１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
知られている試験プロセスでは、燃料計量ユニットのコアの位置を検出することによって確認が行われるが、燃料計量ユニットのコアの位置は、エンジンの電子調整システムによって制御される油圧装置によって最小位置に移動され、この最小位置で遮断弁を閉鎖する。したがって、遮断弁が閉鎖位置になるのを実際に確認することはない。また、試験後の過速度保護機能が有効であれば、過速度閾値の低い試験値から実値への切り替えが正確に行われていると推定することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、始動時のターボ機械の過速度保護システムで、燃料遮断部材と、過速度の検出に応答して遮断部材を閉鎖させてターボ機械の燃焼室への燃料の供給を遮断または低減するためにターボ機械の電子調整システムに接続された遮断部材の制御回路とを含む保護システムを試験するための簡単で信頼性の高い方法であって、
ａ）ターボ機械を始動させる命令を受信すると、電子調整システムが遮断部材の制御回路に遮断部材を閉鎖する命令または閉鎖位置に保つ命令を送信するステップと、
ｂ）電子調整が遮断部材の開閉位置を表した受信情報に基づいて遮断部材の閉鎖状態を確認するステップと、
ｃ）ステップｂ）の確認の結果が肯定結果である場合、電子調整システムが遮断部材の制御回路に遮断部材の開放を許可してターボ機械の始動の手順を継続する命令を送信するステップと、
ｄ）ステップｂ）の確認の結果が否定結果である場合、電子調整システムが過速度保護システムに関する障害信号を出すステップとの試験シーケンスを含む方法を提供するものである。
【０００９】
したがって、過速度保護システムの動作は、ターボ機械の電子調整システムからの命令に応答して、遮断部材が閉鎖位置に達しているかどうかを直接確認することで試験される。また、遮断部材の閉鎖がターボ機械の電子調整ユニットとは異なる電子過速度保護ユニットによって制御される場合、過速度保護システムの試験は、電子過速度保護ユニットではなく、むしろ複雑な機能を管理するのに適したリソースを含む電子調整システムによって管理される。さらに、過速度保護システムの健全状態は、電子調整システムによって最終的に決定され、電子調整システムは、通常、航空機のメンテナンスを管理するシステムと通信する唯一のシステムであるので、このようなメンテナンスを管理するシステムとの共通インタフェースを節約することができる。
【００１０】
本発明の方法の特徴によれば、試験シーケンスはさらに、
ｅ）ステップｃ）の後、遮断部材が開放位置に移行したかどうかを確認するステップと、
ｆ）ステップｅ）の確認の結果が否定結果である場合、電子調整システムが過速度保護システムに関する障害信号を出すステップとを含む。
【００１１】
このことで、手動モードでの始動段階で、過速度保護システムが遮断部材を閉鎖することができること、かつ遮断部材の開放を許可することができることの両方を確認する。
【００１２】
本発明の方法の特徴によれば、遮断部材の制御回路が遮断部材を閉鎖するための油圧装置と、閉鎖を制御するために油圧装置に接続される過速度から保護するための電子過速度保護ユニットとを備える場合、遮断部材を閉鎖するまたは遮断部材を閉鎖に保つ命令および遮断部材の開放を許可する命令が、エンジンの電子調整システムと電子過速度保護ユニットとの間の通信バスを介して送信される。
【００１３】
遮断部材の位置は、遮断部材の可動要素の位置を検出する位置センサによって提供される信号に基づいて確認される場合もある。
【００１４】
ターボ機械を自動モードで始動する際に過速度保護システムを試験する方法の一実施形態では、試験シーケンスは、自動モードのターボ機械の始動の手順に従って遮断部材の開放が必要となる前に終了するように始動シーケンスの中に挿入される。
【００１５】
この場合、試験シーケンスは、ステップａ）の中に、予め開放している遮断部材を閉鎖する命令を送信するステップを含む場合がある。
【００１６】
自動モードで始動する際に、始動プロセスは、過速度保護システムの試験を「透明性のある」方法で始動プロセスに影響を与えずに始動プロセスに組み込むことができるように、所定のシナリオに従う。手動モードで始動する際には同じことは当てはまらない。具体的には、遮断部材が点火のために開放される瞬間を決定するのはパイロットまたは他の操作者であるので、確実に始動プロセスが影響を受けずに、本発明の方法を使用する試験を実行することができないからである。その結果、本発明の第１の実施形態では、試験シーケンスは、手動モードでの始動時には阻止されるのが好ましい。
【００１７】
このような状況で、好ましくは、手動モードでの連続始動の回数は電子調整システムによって計数され、電子調整システムは、計数値が所定の閾値を越えると、メンテナンス時に過速度保護システムの試験を要求する情報を出す。これにより、過速度保護システムが試験されずに、非常に多くの回数の始動が行われるのを避ける。
【００１８】
ターボ機械を手動モードで始動する際に過速度保護システムを試験する方法の第２の実施形態では、試験シーケンスは、ステップａ）の中に、始動命令に応答して遮断部材を閉鎖位置に保つ命令を送信するステップを含む。
【００１９】
したがって、本発明により、過速度保護システムの試験を手動モードの始動手順の中に挿入することができる。しかし、手動モードでの始動の命令に従って遮断部材が開く通常の時間を越えても遮断部材を閉鎖に保たなければならないので、本発明の方法は、手動始動の通常の機能に比べて煩わしく、実際の点火の遅れにつながる性質がある。
【００２０】
そのため、航空機エンジンの過速度保護システムを試験する時に、電子調整システムは、飛行中の再点火の遅れを避けるために、試験が航空機が地上にある時のみに行われるように設計されるのが好ましい。
【００２１】
また、過速度保護システムを試験せずに連続して手動始動する回数が所定の値に達したまたは越えた場合に、第２の実施形態を適用して試験が行われるのが好ましい。
【００２２】
したがって、まず、過速度保護システムは手動始動の度に試験されず、手動始動が時折および単発で行われる場合に手動モードの始動への影響を避けることができる。次に、複数回の連続始動が手動モードで行われる場合、すなわち、自動始動が介在しない場合、過速度保護システムが試験されずに非常に多くの回数の始動が行われるのを避ける。
【００２３】
試験せずに手動モードで連続始動する回数は、手動モードでの始動または自動モードでの始動に関係なく、試験が行われる度に再初期化されるカウンタによって計数されてもよい。
【００２４】
本発明は、限定的でない例として添付図面を参照して考察された以下の説明を読めばよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ターボ機械の燃料供給回路の図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における自動モードでの始動の場合の試験手順時の過速度保護システムで送受信される信号およびシステムの部品の状態のタイミングチャートである。
【図３】過速度保護システムの試験を管理する方法のフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態における手動モードでの始動試験手順時の過速度保護システムによって出されるまたは送信される信号およびシステムの部品の状態のタイミングチャートである。
【図５】過速度保護システムの試験を管理する別の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、ターボ機械、例えば、航空機ガスタービンエンジンの燃料供給回路の一例を示す図である。
【００２７】
低圧（ＬＰ）ポンプ（図示せず）を介して燃料タンクから流入するＬＰ燃料は、ＬＰ燃料回路１０によって高圧（ＨＰ）ポンプ１２の入口に送られる。例として、ＨＰポンプ１２は、エンジンのタービンシャフトに機械的に接続される補機ギアボックスによって駆動される容積型ポンプである。
【００２８】
ポンプ１２によって供給されたＨＰ燃料は、フィルタ１４と、エンジンの潤滑油と熱交換することによって燃料が加熱される熱交換器１６とを通って計量ユニット２０に送られる。熱交換器１６からの出口におけるＨＰ燃料の一部は、エンジンの種々の油圧式または電気油圧式部品の油圧流体として使用される。
【００２９】
例として、計量ユニット２０は、サーボ弁２４によって制御される可変開放計量弁２２を備える。弁２６は、計量弁２２によって供給される燃料の流れが計量弁を通る流れ断面によって決定されるように、計量弁の燃料入口と出口との一定の圧力差を維持する。流量は、弁２２のコアの位置を所望の流れ断面に対応する設定位置にサーボ制御することによって、エンジンの電子調整システム（ＥＲＳ）１８の制御の下でサーボ弁２４によって調整される。このために、弁のコアに固定されたロッドに関連付けられた、例えば、線形可変差動変換器（ＬＶＤＴ）式の位置センサ２２ａによって、弁２２のコアの実位置を表す情報がＥＲＳ１８に提供される。計量ユニットへの入口における過剰燃料は、弁２６によってＬＰ燃料回路に供給される。
【００３０】
計量ユニット２０からの出口におけるＨＰ燃料の調整流れは、燃焼遮断部材３２を通ってエンジンの燃焼室２８の噴射器に送られる。用語「燃料遮断部材」は、本明細書では、エンジンの過速度が検出された場合にＥＲＳ１８の制御の下で完全にまたは部分的に閉鎖された時に、燃焼室に向かう燃料の流れを完全に遮断する、または前記流れを最小値に制限するのに適した部品を指すのに使用されている。
【００３１】
図示されている例では、燃料遮断部材（ＦＣＭ）３２は、弁を通る流れ断面を決定する位置のスライド３２ａを有する弁である。スライド３２ａは、片側では、スプリング３２ｂの作用を受けてチャンバ３２ｃの圧力を受け、反対側では、計量ユニット２０に接続された弁３２の入口の圧力を受ける。チャンバ３２ｃは、ＨＰ燃料を受け入れる入口ポートと、専用の過速度装置ＨＤＳ３４を介してＬＰ燃料回路１０に接続される出口ポートとを有する。この過速度装置は、励磁巻線３４ａを有する電磁弁の形態である。巻線３４ａに電力が供給されると、電磁弁３４は閉止位置にされてその位置で保持される。次に、スライド３２ａは、スプリング３２ｂおよびチャンバ３２ｃの圧力を利用して、弁３２を閉鎖する位置になる。巻線３４ａに電力が供給されない時は、電磁弁３４は開放され、スライド３２ａは、燃料の圧力が計量ユニットから弁３２に伝わることで開放位置まで移動される。弁３２の開閉位置を表す信号は、スライド３２ａに固定されたロッド３２ｅと協働する、例えば、ＬＶＤＴ式の位置センサ３２ｄによって提供される。この信号は、ＥＲＳ１８に直接送信される。
【００３２】
また、弁３２は、ＥＲＳ１８によって開放される。
【００３３】
過速度装置ＨＤＳ３４は、例えば、ＡＲＩＮＣフォーマットの通信バスを介してＥＲＳ１８と通信する電子過速度保護ユニット（ＥＯＰＵ）３６によって制御される。ＥＲＳ１８によって出された閉鎖命令に応答して、ＥＯＰＵ３６は、過速度装置ＨＤＳ３４を閉鎖位置に保つのに適した巻線３４ａの励磁信号を生成する。したがって、部品３２（位置センサ３２ｄと一体となって）、３４、３６は、過速度保護システム３０を形成する。当然、ＦＣＭ３２および過速度装置ＨＤＳ３４は、弁および電磁弁を使用する以外で実行される場合があり、任意で、過速度装置ＨＤＳ３４は、ＥＯＰＵ３６とＦＣＭ３２との間のシステムに組み込まれた複数の部品で構成される可能性がある。ＦＣＭ３２の閉鎖によるエンジン停止は、コックピットから電磁弁３４を開放することで制御することができる。
【００３４】
ＥＲＳ１８は、特に、パイロットによって選択される始動モード、つまり自動モードまたは手動モードを表す情報を受信するために航空機のコックピット３９に接続される。
【００３５】
図２を参照しながら、自動モードでエンジンを始動するのに適用できる過速度保護システムを試験する手順の第１の実施形態について以下に説明する。
【００３６】
それ自体知られているように、自動モードで始動するプロセスは、ＥＲＳ１８によって開始からエンジン速度（タービンシャフトの回転速度）に応じて順番に管理され、ＥＲＳ１８は連続的に、スタータを運転状態にして、点火装置を作動させ、燃料が噴射される速度を制御するように働く。
【００３７】
図２において、
ラインａは、試験手順の連続段階を示し、
ラインｂは、エンジンのスタータモジュールの状態を示し、
ラインｃは、始動プロセスがパイロット（始動命令）によって開始される瞬間を示し、
ラインｄは、ＦＣＭを開放するためのＥＲＳからのコマンドを示し、
ラインｅは、ＦＣＭの開放位置または閉鎖位置を示し、
ラインｆは、ＥＲＳをＥＯＰＵに接続するバスを介してＥＲＳによって出された命令を示し、
ラインｇは、ＥＯＰＵによって過速度装置ＨＤＳに対して出された制御信号の状態を示し、
ラインｈは、ＦＣＭの位置を観察するためにＥＲＳによって使用されるウィンドウを示し、
ラインｉは、エンジンの速度Ｎを示す。
【００３８】
ラインａにおいて、段階ＰＢＩＴおよびＣＢＩＴはそれぞれ、ＥＯＰＵのスイッチを入れた時に内部回路を自動的に試験する段階、およびＥＯＰＵの入力／出力を連続的に試験する段階である。これらの段階は、通常は、電子回路で実施される自動内部試験段階である。
【００３９】
スイッチを入れると、段階ＰＢＩＴおよびＣＢＩＴが実行される（ラインａ）。選択された始動モードが自動（ラインｂ）であるので、ＥＲＳは、始動命令（ラインｃ）に応答して、過速度保護システムの試験の準備および動作を開始する（段階ＩＢＩＴ）。
【００４０】
ＦＣＭは最初は閉鎖されているので、ＩＢＩＴ試験段階自体が始まる前に、ＥＲＳによってＦＣＭを開放する命令が出される（ラインｄ）。この命令に応答して、ＦＣＭが開く（ラインｅ）。同時に、エンジンはスタータの作用を受けて回転し始め、エンジン速度Ｎは増加し始める（ラインｉ）。
【００４１】
ＦＣＭが開放されるとすぐに、試験段階ＩＢＩＴ自体が開始される。当然、ＦＣＭが最初に開放されていた場合には、前のＦＣＭの開放は必要でないことは理解されたい。
【００４２】
試験段階ＩＢＩＴは、ＥＲＳがＥＯＰＵに過速度装置ＨＤＳを介してＦＣＭを閉鎖する命令を送信することで始まる（ラインｄ）。
【００４３】
ＥＯＰＵは、ＥＯＰＵをＥＲＳに接続するバスを介してこの命令の受信を承認し、それに応答して、ＦＣＭを閉鎖させるのに適した過速度装置ＨＤＳを励磁するための信号を生成する（ラインｄ）。応答として、ＦＣＭは、閉鎖位置に移行する（ラインｅ）。
【００４４】
ＦＣＭの位置は、ＥＲＳによって連続的に監視される。
【００４５】
ＥＲＳが閉鎖命令を出した後に、ＥＯＰＵが過速度装置ＨＤＳを介してＦＣＭを閉鎖するのに必要な時間に相当するタイムアウトＴの終了前にＦＣＭが閉鎖位置にあることがわかれば、ＥＲＳはＥＯＰＵに対して過速度装置ＨＤＳを解除する命令を送信する（ラインｆ）。ＥＯＰＵは、この命令の受信を承認して、過速度装置ＨＤＳを励磁する信号を中断し（ラインｇ）、ひいてはＦＣＭを開放させる。
【００４６】
過速度装置ＨＤＳを解除する命令の受信の承認を受信すると、また前記命令が実行されると、ＥＯＰＵは内部試験段階ＣＢＩＰに戻る。
【００４７】
始動プロセスは正常に継続し、ＥＲＳはＦＣＭを開放位置にするように（ラインｅ）動作することができる（ラインｄ）。このコマンドは、通常、エンジンの速度Ｎが地上で許可された最大速度の関数である所定値Ｎ１に達した時に、自動モードでの始動プロセスの中で生じる。その後、ＦＣＭの開放位置がＥＲＳによって確認される。
【００４８】
過速度保護システムを試験する段階ＩＢＩＴは、速度Ｎ１に達するよりかなり前に終了するように始動プロセスの中に組み込まれるが、これは、通常、始動命令と閾値Ｎ１に達する瞬間との間は数十秒あるので問題はない。
【００４９】
ＦＣＭの開閉位置の確認の結果とＥＯＰＵの自動内部試験の結果（この結果はバス３８を介してＥＲＳに利用可能となる）とを結びつけることによって、ＥＲＳが過速度保護システムの健全状態を判断して、結果のうちの少なくとも１つが肯定結果でない場合にシステムに関する障害信号を出すことができる。例として、障害信号は、試験が離陸前に地上で行われる場合に、離陸を断念して始動プロセスを中断するか否かを判断することができるように、または試験がメンテナンス時に行われる場合に、過速度保護システムの部品を検査することを決定するために、コックピットに転送される。
【００５０】
試験は、最小構成では、ＦＣＭが閉鎖位置に達していることを確認するステップを含むことは確認されたい。
【００５１】
上述の試験手順は、透明性のある方法で始動プロセスに組み込まれるが、これは、自動モードでの始動プロセスの予測可能性によって可能となる。
【００５２】
手動モードで始動する際には同じことは当てはまらない。具体的には、遮断部材が開放される瞬間がパイロットによって選択されるからである。
【００５３】
したがって、手動始動モードが選択されると、図４および図５を参照して以下で説明するような本発明の第２の実施形態を適用して過速度保護システムの試験を行うか、または過速度保護システムの試験を全く行わないこともあり得る。しかし、試験が行われない場合、繰り返し試験が行われないのを避けて、試験せずに複数回連続始動が行われた場合にメンテナンス時に試験を行う必要があることを表示するのが望ましい。図３は、上述の目的のためにエンジンの電子調整システムによって実行される過速度保護システムの試験を管理する方法を示す。
【００５４】
電子調整システムによって手動始動モードが選択されたことが検出された場合（試験４０）、過速度保護システムの試験は阻止される（ステップ４２）。ステップ４４で、試験なしの始動のカウンタの内容Ｎがインクリメントされる（Ｎ＝Ｎ＋１）。数字Ｎが最大閾値Ｎｍａｘより大きいか否かが確認される（試験４６）。最大閾値より大きい場合、電子調整システムによって、過速度保護システムを試験するメンテナンスを要求する情報が出される（ステップ４８）。メンテナンス試験は、自動始動モードで、本発明に従って、例えば、図２を参照して説明したように行われる。カウンタの値Ｎは電子調整システムの不揮発性メモリに記憶されるのが好ましいことは理解されたい。例として、数字Ｎｍａｘは、Ｎｍａｘ≦８となるように選択される。
【００５５】
自動始動モードが選択されたことが検出された場合（試験４０）は、動作中であるかメンテナンス時であるかに関係なく、過速度保護システムは本発明に従って試験され（ステップ５０）、ステップ５２で数字Ｎを計数するカウンタは再初期化される（Ｎ＝０）。
【００５６】
エンジンが手動モードで始動される場合の過速度保護システムを試験する手順の第２の実施形態を、図４を参照しながら説明する。
ラインａは、試験手順の連続段階を示し、
ラインｂは、エンジンの始動モードの状態を示し、
ラインｃは、パイロット（始動命令）による始動の瞬間を示し、
ラインｄは、ＥＲＳをＥＯＰＵに接続するバスを介して出された命令を示し、
ラインｅは、ＥＯＰＵによって過速度装置ＨＤＳに対して出された制御信号の状態を示し、
ラインｆは、パイロットが燃料の存在が認められる場合に開く弁を有する主レバーを作動させる瞬間を示し、
ラインｇは、ＥＲＳによるＦＣＭの位置の観察状態を示し、
ラインｈは、ＦＣＭの位置を示す。
【００５７】
ラインａにおいて、段階ＰＢＩＴおよびＣＢＩＴはそれぞれ、ＥＯＰＵのスイッチを入れた時に内部回路を自動的に試験する段階、およびＥＯＰＵの入力／出力を連続的に自動的に試験する段階である。これらの段階は、通常は、電子回路で実施される自動内部試験である。
【００５８】
スイッチを入れると、段階ＰＢＩＴおよびＣＢＩＴが実行される（ラインａ）。ＥＲＳによって検出されたように、選択された始動モードが手動（ラインｂ）であるので、ＥＲＳが始動命令（ラインｃ）を検出したのに応答して、本発明に従って過速度保護システムの試験の手順が開始される（段階ＩＢＩＴ）。
【００５９】
次に、ＥＲＳは、ＥＯＰＵにＦＣＭを閉鎖する命令を送信する（ラインｄ）。ＥＯＰＵは、バスを介して命令の受信を承認し、最初閉鎖されていたＦＣＭを閉鎖位置に維持するためにその命令を過速度装置ＨＤＳの制御信号に変換する（ラインｇ）。
【００６０】
したがって、試験を開始することでＦＣＭの開放が阻止されるが、この開放は、過速度保護システムを試験せずに手動始動を実行する時、始動命令の後、エンジン速度が燃料の圧力をＦＣＭを開放する閾値より高くするのに十分な速度になった時に生じる。
【００６１】
ＦＣＭの閉鎖位置の確認は、始動命令の後、ＦＣＭを開放するための通常の時間間隔より長い時間間隔ｄＴ１の後、許可される（ラインｇ）。これは、所定の時間間隔、例えば、０．５秒以上、典型的には、０．５秒〜２秒とすることができる。また、ＥＲＳによる閉鎖位置の確認は、図示されているように、パイロットが主レバーを作動させるのに応答して開始してもよく（ラインｆ）、この作動は必ず始動命令に対して十分遅延する。
【００６２】
ＦＣＭが閉鎖位置にあることが確認されると、ＥＲＳはＦＣＭを開放することができるように、ＥＯＰＵに対して過速度装置ＨＤＳを解除する命令を送信する（ラインｄ）。ＥＯＰＵは、バスを介してこの命令の受信を承認し、過速度装置ＨＤＳを解除する（ラインｅ）。
【００６３】
通常のＦＣＭを開放する時間間隔より長い所定の時間間隔ｄＴ２の後に、ＦＣＭの開放位置がＥＲＳによって確認される。時間間隔ｄＴ２は、ｄＴ１に等しくなるように、またはほぼ等しくなるように選択されてよい。過速度装置ＨＤＳが解除されると、ＥＯＰＵはＣＢＩＴ内部試験を含むバックグラウンドタスクの処理を継続する。
【００６４】
ＦＣＭの閉鎖維持位置および開放位置の確認の結果とＥＯＰＵの自動内部試験の結果（この結果はバス３８を介してＥＲＳに利用可能となる）とを結びつけることによって、ＥＲＳが過速度保護システムの健全状態を判断して、結果の全てが肯定結果でない場合にシステムに関する障害信号を出すことができる。例として、障害信号は、離陸を断念するか否かを判断することができるようにコックピットに転送される。
【００６５】
試験は、最小構成では、好ましくは、通常始動命令の後に開放するのにかかる時間より長い時間間隔が経過した後に、ＦＣＭが閉鎖位置で保持されていることを確認するステップを含むことに留意されたい。
【００６６】
上述の試験手順は、ＦＣＭの開放の際に遅延が生じるために、過速度保護システムを試験せずに手動モードで始動するのに比べて煩わしい。この遅延は実際には非常に制限される、例えば、１秒未満に制限されるが、手動モードの始動の度に体系的に試験を行うのではなく、試験せずに一定回数の連続手動始動が実行された後のみに試験を行うのが望ましい。また、飛行中の手動モードの始動を実行する時の試験を避けるのが望ましい。この場合、システムが飛行条件下で手動始動時の試験の実行を防ぐ。
【００６７】
図５を参照しながら、このように手動始動モードでの過速度保護システムの試験を管理する手順の一実施形態について以下に説明する。この手順は、ＥＲＳによってプログラムを使用して実施される。
【００６８】
過速度保護システムの試験を実行せずに手動モードで連続始動する回数Ｍは、内容がＥＲＳの不揮発性メモリに記憶されるカウンタによって計数される。
【００６９】
手動モードの始動が選択されると、ＥＲＳに利用可能なデータに基づいて、航空機が地上にあるか否かが調べられる（４０）。地上にない場合、数字Ｍは１インクリメントされ（４２）、過速度保護システムを試験せずに手動モードの始動が実行される（４４）。航空機が地上にある場合、数字Ｍが１以上、例えば、１〜５０の所定最大値Ｍｍａｘ未満であるか否かが調べられる（４６）。Ｍ＜Ｍｍａｘである場合、方法はステップ４２および４４に移行する。Ｍ≧Ｍｍａｘである場合、例えば、図２を参照して上述したように、過速度保護システムの試験が行われる（４８）。試験の結果が肯定結果である場合（５０）、カウンタの内容Ｍは０にリセットされ（５２）、手順が終了される。試験の結果が否定結果である場合、ＥＲＳによって過速度保護システムに関する障害信号が出され（５４）、手順が終了する。
【００７０】
自動モードでの始動が選択された場合、過速度保護システムの試験が行われ（６０）、この試験は自動始動シーケンスに対して透明性がある。カウンタの内容Ｍは、０にリセットされる。
【００７１】
上述の詳細な説明では、本発明は航空機ガスタービンエンジンに適用可能であると考えられる。しかし、過速度保護システムの試験方法は、他のタイプのターボ機械を使用して実施することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ機械を過速度から保護するシステムの試験で、エンジンの始動時に行われる試験に関する。本発明は、航空エンジンおよび工業用タービンに適用できる。
【背景技術】
【０００２】
過速度として知られているタービンエンジンの過剰な回転速度は、特に、危険な結果をもたらす可能性があり、特に、タービンロータディスクの破裂と共にエンジンに破壊的影響をもたらす可能性がある。
【０００３】
したがって、エンジンは、通常、過速度からエンジンを保護するシステムが取り付けられている。
【０００４】
通常、このようなシステムは、エンジンの燃焼室に燃料を供給するための回路内に挿入される遮断弁を含む。過速度は、タービンシャフトの回転速度が限界値または過速度閾値を越えた場合に、電子過速度保護ユニットにより検出される。過速度が検出されると、電子過速度保護ユニットは、遮断弁を閉鎖するコマンド、または電子式、電子油圧式、または油圧式の種々の部品を介して燃料の流れ断面を低減するコマンドを送信する。これらの種々の部品は、遮断弁と共に、過速度保護システムの一部を形成する。
【０００５】
エンジンを自動的に始動する手順に、過速度保護システムの試験を組み込むのが知られている。欧州特許出願公開第１０３６９１７号明細書を参照することができる。上記特許明細書は、エンジンがスタータによって駆動された時に回転し始めると、速度閾値に試験値が加えられるプロセスを記載している。試験値は、点火速度、すなわち、燃料が燃焼室に噴射される回転速度より実質的に低くなるように選択される。回転速度が試験過速度閾値を越えると、過速度保護システムが適切に動作していることが確認される。適切に動作している場合、点火速度に達すると、過速度閾値は低い試験値から実値に切り替えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１０３６９１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
知られている試験プロセスでは、燃料計量ユニットのコアの位置を検出することによって確認が行われるが、燃料計量ユニットのコアの位置は、エンジンの電子調整システムによって制御される油圧装置によって最小位置に移動され、この最小位置で遮断弁を閉鎖する。したがって、遮断弁が閉鎖位置になるのを実際に確認することはない。また、試験後の過速度保護機能が有効であれば、過速度閾値の低い試験値から実値への切り替えが正確に行われていると推定することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、始動時のターボ機械の過速度保護システムで、燃料遮断部材と、過速度の検出に応答して遮断部材を閉鎖させてターボ機械の燃焼室への燃料の供給を遮断または低減するためにターボ機械の電子調整システムに接続された遮断部材の制御回路とを含む保護システムを試験するための簡単で信頼性の高い方法であって、
ａ）ターボ機械を始動させる命令を受信すると、電子調整システムが遮断部材の制御回路に遮断部材を閉鎖する命令または閉鎖位置に保つ命令を送信するステップと、
ｂ）電子調整が遮断部材の開閉位置を表した受信情報に基づいて遮断部材の閉鎖状態を確認するステップと、
ｃ）ステップｂ）の確認の結果が肯定結果である場合、電子調整システムが遮断部材の制御回路に遮断部材の開放を許可してターボ機械の始動の手順を継続する命令を送信するステップと、
ｄ）ステップｂ）の確認の結果が否定結果である場合、電子調整システムが過速度保護システムに関する障害信号を出すステップとの試験シーケンスを含む方法を提供するものである。
【０００９】
したがって、過速度保護システムの動作は、ターボ機械の電子調整システムからの命令に応答して、遮断部材が閉鎖位置に達しているかどうかを直接確認することで試験される。また、遮断部材の閉鎖がターボ機械の電子調整ユニットとは異なる電子過速度保護ユニットによって制御される場合、過速度保護システムの試験は、電子過速度保護ユニットではなく、むしろ複雑な機能を管理するのに適したリソースを含む電子調整システムによって管理される。さらに、過速度保護システムの健全状態は、電子調整システムによって最終的に決定され、電子調整システムは、通常、航空機のメンテナンスを管理するシステムと通信する唯一のシステムであるので、このようなメンテナンスを管理するシステムとの共通インタフェースを節約することができる。
【００１０】
本発明の方法の特徴によれば、試験シーケンスはさらに、
ｅ）ステップｃ）の後、遮断部材が開放位置に移行したかどうかを確認するステップと、
ｆ）ステップｅ）の確認の結果が否定結果である場合、電子調整システムが過速度保護システムに関する障害信号を出すステップとを含む。
【００１１】
このことで、手動モードでの始動段階で、過速度保護システムが遮断部材を閉鎖することができること、かつ遮断部材の開放を許可することができることの両方を確認する。
【００１２】
本発明の方法の特徴によれば、遮断部材の制御回路が遮断部材を閉鎖するための油圧装置と、閉鎖を制御するために油圧装置に接続される過速度から保護するための電子過速度保護ユニットとを備える場合、遮断部材を閉鎖するまたは遮断部材を閉鎖に保つ命令および遮断部材の開放を許可する命令が、エンジンの電子調整システムと電子過速度保護ユニットとの間の通信バスを介して送信される。
【００１３】
遮断部材の位置は、遮断部材の可動要素の位置を検出する位置センサによって提供される信号に基づいて確認される場合もある。
【００１４】
ターボ機械を自動モードで始動する際に過速度保護システムを試験する方法の一実施形態では、試験シーケンスは、自動モードのターボ機械の始動の手順に従って遮断部材の開放が必要となる前に終了するように始動シーケンスの中に挿入される。
【００１５】
この場合、試験シーケンスは、ステップａ）の中に、予め開放している遮断部材を閉鎖する命令を送信するステップを含む場合がある。
【００１６】
自動モードで始動する際に、始動プロセスは、過速度保護システムの試験を「透明性のある」方法で始動プロセスに影響を与えずに始動プロセスに組み込むことができるように、所定のシナリオに従う。手動モードで始動する際には同じことは当てはまらない。具体的には、遮断部材が点火のために開放される瞬間を決定するのはパイロットまたは他の操作者であるので、確実に始動プロセスが影響を受けずに、本発明の方法を使用する試験を実行することができないからである。その結果、本発明の第１の実施形態では、試験シーケンスは、手動モードでの始動時には阻止されるのが好ましい。
【００１７】
このような状況で、好ましくは、手動モードでの連続始動の回数は電子調整システムによって計数され、電子調整システムは、計数値が所定の閾値を越えると、メンテナンス時に過速度保護システムの試験を要求する情報を出す。これにより、過速度保護システムが試験されずに、非常に多くの回数の始動が行われるのを避ける。
【００１８】
ターボ機械を手動モードで始動する際に過速度保護システムを試験する方法の第２の実施形態では、試験シーケンスは、ステップａ）の中に、始動命令に応答して遮断部材を閉鎖位置に保つ命令を送信するステップを含む。
【００１９】
したがって、本発明により、過速度保護システムの試験を手動モードの始動手順の中に挿入することができる。しかし、手動モードでの始動の命令に従って遮断部材が開く通常の時間を越えても遮断部材を閉鎖に保たなければならないので、本発明の方法は、手動始動の通常の機能に比べて煩わしく、実際の点火の遅れにつながる性質がある。
【００２０】
そのため、航空機エンジンの過速度保護システムを試験する時に、電子調整システムは、飛行中の再点火の遅れを避けるために、試験が航空機が地上にある時のみに行われるように設計されるのが好ましい。
【００２１】
また、過速度保護システムを試験せずに連続して手動始動する回数が所定の値に達したまたは越えた場合に、第２の実施形態を適用して試験が行われるのが好ましい。
【００２２】
したがって、まず、過速度保護システムは手動始動の度に試験されず、手動始動が時折および単発で行われる場合に手動モードの始動への影響を避けることができる。次に、複数回の連続始動が手動モードで行われる場合、すなわち、自動始動が介在しない場合、過速度保護システムが試験されずに非常に多くの回数の始動が行われるのを避ける。
【００２３】
試験せずに手動モードで連続始動する回数は、手動モードでの始動または自動モードでの始動に関係なく、試験が行われる度に再初期化されるカウンタによって計数されてもよい。
【００２４】
本発明は、限定的でない例として添付図面を参照して考察された以下の説明を読めばよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ターボ機械の燃料供給回路の図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における自動モードでの始動の場合の試験手順時の過速度保護システムで送受信される信号およびシステムの部品の状態のタイミングチャートである。
【図３】過速度保護システムの試験を管理する方法のフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態における手動モードでの始動試験手順時の過速度保護システムによって出されるまたは送信される信号およびシステムの部品の状態のタイミングチャートである。
【図５】過速度保護システムの試験を管理する別の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、ターボ機械、例えば、航空機ガスタービンエンジンの燃料供給回路の一例を示す図である。
【００２７】
低圧（ＬＰ）ポンプ（図示せず）を介して燃料タンクから流入するＬＰ燃料は、ＬＰ燃料回路１０によって高圧（ＨＰ）ポンプ１２の入口に送られる。例として、ＨＰポンプ１２は、エンジンのタービンシャフトに機械的に接続される補機ギアボックスによって駆動される容積型ポンプである。
【００２８】
ポンプ１２によって供給されたＨＰ燃料は、フィルタ１４と、エンジンの潤滑油と熱交換することによって燃料が加熱される熱交換器１６とを通って計量ユニット２０に送られる。熱交換器１６からの出口におけるＨＰ燃料の一部は、エンジンの種々の油圧式または電気油圧式部品の油圧流体として使用される。
【００２９】
例として、計量ユニット２０は、サーボ弁２４によって制御される可変開放計量弁２２を備える。弁２６は、計量弁２２によって供給される燃料の流れが計量弁を通る流れ断面によって決定されるように、計量弁の燃料入口と出口との一定の圧力差を維持する。流量は、弁２２のコアの位置を所望の流れ断面に対応する設定位置にサーボ制御することによって、エンジンの電子調整システム（ＥＲＳ）１８の制御の下でサーボ弁２４によって調整される。このために、弁のコアに固定されたロッドに関連付けられた、例えば、線形可変差動変換器（ＬＶＤＴ）式の位置センサ２２ａによって、弁２２のコアの実位置を表す情報がＥＲＳ１８に提供される。計量ユニットへの入口における過剰燃料は、弁２６によってＬＰ燃料回路に供給される。
【００３０】
計量ユニット２０からの出口におけるＨＰ燃料の調整流れは、燃焼遮断部材３２を通ってエンジンの燃焼室２８の噴射器に送られる。用語「燃料遮断部材」は、本明細書では、エンジンの過速度が検出された場合にＥＲＳ１８の制御の下で完全にまたは部分的に閉鎖された時に、燃焼室に向かう燃料の流れを完全に遮断する、または前記流れを最小値に制限するのに適した部品を指すのに使用されている。
【００３１】
図示されている例では、燃料遮断部材（ＦＣＭ）３２は、弁を通る流れ断面を決定する位置のスライド３２ａを有する弁である。スライド３２ａは、片側では、スプリング３２ｂの作用を受けてチャンバ３２ｃの圧力を受け、反対側では、計量ユニット２０に接続された弁３２の入口の圧力を受ける。チャンバ３２ｃは、ＨＰ燃料を受け入れる入口ポートと、専用の過速度装置ＨＤＳ３４を介してＬＰ燃料回路１０に接続される出口ポートとを有する。この過速度装置は、励磁巻線３４ａを有する電磁弁の形態である。巻線３４ａに電力が供給されると、電磁弁３４は閉止位置にされてその位置で保持される。次に、スライド３２ａは、スプリング３２ｂおよびチャンバ３２ｃの圧力を利用して、弁３２を閉鎖する位置になる。巻線３４ａに電力が供給されない時は、電磁弁３４は開放され、スライド３２ａは、燃料の圧力が計量ユニットから弁３２に伝わることで開放位置まで移動される。弁３２の開閉位置を表す信号は、スライド３２ａに固定されたロッド３２ｅと協働する、例えば、ＬＶＤＴ式の位置センサ３２ｄによって提供される。この信号は、ＥＲＳ１８に直接送信される。
【００３２】
また、弁３２は、ＥＲＳ１８によって開放される。
【００３３】
過速度装置ＨＤＳ３４は、例えば、ＡＲＩＮＣフォーマットの通信バスを介してＥＲＳ１８と通信する電子過速度保護ユニット（ＥＯＰＵ）３６によって制御される。ＥＲＳ１８によって出された閉鎖命令に応答して、ＥＯＰＵ３６は、過速度装置ＨＤＳ３４を閉鎖位置に保つのに適した巻線３４ａの励磁信号を生成する。したがって、部品３２（位置センサ３２ｄと一体となって）、３４、３６は、過速度保護システム３０を形成する。当然、ＦＣＭ３２および過速度装置ＨＤＳ３４は、弁および電磁弁を使用する以外で実行される場合があり、任意で、過速度装置ＨＤＳ３４は、ＥＯＰＵ３６とＦＣＭ３２との間のシステムに組み込まれた複数の部品で構成される可能性がある。ＦＣＭ３２の閉鎖によるエンジン停止は、コックピットから電磁弁３４を開放することで制御することができる。
【００３４】
ＥＲＳ１８は、特に、パイロットによって選択される始動モード、つまり自動モードまたは手動モードを表す情報を受信するために航空機のコックピット３９に接続される。
【００３５】
図２を参照しながら、自動モードでエンジンを始動するのに適用できる過速度保護システムを試験する手順の第１の実施形態について以下に説明する。
【００３６】
それ自体知られているように、自動モードで始動するプロセスは、ＥＲＳ１８によって開始からエンジン速度（タービンシャフトの回転速度）に応じて順番に管理され、ＥＲＳ１８は連続的に、スタータを運転状態にして、点火装置を作動させ、燃料が噴射される速度を制御するように働く。
【００３７】
図２において、
ラインａは、試験手順の連続段階を示し、
ラインｂは、エンジンのスタータモジュールの状態を示し、
ラインｃは、始動プロセスがパイロット（始動命令）によって開始される瞬間を示し、
ラインｄは、ＦＣＭを開放するためのＥＲＳからのコマンドを示し、
ラインｅは、ＦＣＭの開放位置または閉鎖位置を示し、
ラインｆは、ＥＲＳをＥＯＰＵに接続するバスを介してＥＲＳによって出された命令を示し、
ラインｇは、ＥＯＰＵによって過速度装置ＨＤＳに対して出された制御信号の状態を示し、
ラインｈは、ＦＣＭの位置を観察するためにＥＲＳによって使用されるウィンドウを示し、
ラインｉは、エンジンの速度Ｎを示す。
【００３８】
ラインａにおいて、段階ＰＢＩＴおよびＣＢＩＴはそれぞれ、ＥＯＰＵのスイッチを入れた時に内部回路を自動的に試験する段階、およびＥＯＰＵの入力／出力を連続的に試験する段階である。これらの段階は、通常は、電子回路で実施される自動内部試験段階である。
【００３９】
スイッチを入れると、段階ＰＢＩＴおよびＣＢＩＴが実行される（ラインａ）。選択された始動モードが自動（ラインｂ）であるので、ＥＲＳは、始動命令（ラインｃ）に応答して、過速度保護システムの試験の準備および動作を開始する（段階ＩＢＩＴ）。
【００４０】
ＦＣＭは最初は閉鎖されているので、ＩＢＩＴ試験段階自体が始まる前に、ＥＲＳによってＦＣＭを開放する命令が出される（ラインｄ）。この命令に応答して、ＦＣＭが開く（ラインｅ）。同時に、エンジンはスタータの作用を受けて回転し始め、エンジン速度Ｎは増加し始める（ラインｉ）。
【００４１】
ＦＣＭが開放されるとすぐに、試験段階ＩＢＩＴ自体が開始される。当然、ＦＣＭが最初に開放されていた場合には、前のＦＣＭの開放は必要でないことは理解されたい。
【００４２】
試験段階ＩＢＩＴは、ＥＲＳがＥＯＰＵに過速度装置ＨＤＳを介してＦＣＭを閉鎖する命令を送信することで始まる（ラインｄ）。
【００４３】
ＥＯＰＵは、ＥＯＰＵをＥＲＳに接続するバスを介してこの命令の受信を承認し、それに応答して、ＦＣＭを閉鎖させるのに適した過速度装置ＨＤＳを励磁するための信号を生成する（ラインｄ）。応答として、ＦＣＭは、閉鎖位置に移行する（ラインｅ）。
【００４４】
ＦＣＭの位置は、ＥＲＳによって連続的に監視される。
【００４５】
ＥＲＳが閉鎖命令を出した後に、ＥＯＰＵが過速度装置ＨＤＳを介してＦＣＭを閉鎖するのに必要な時間に相当するタイムアウトＴの終了前にＦＣＭが閉鎖位置にあることがわかれば、ＥＲＳはＥＯＰＵに対して過速度装置ＨＤＳを解除する命令を送信する（ラインｆ）。ＥＯＰＵは、この命令の受信を承認して、過速度装置ＨＤＳを励磁する信号を中断し（ラインｇ）、ひいてはＦＣＭを開放させる。
【００４６】
過速度装置ＨＤＳを解除する命令の受信の承認を受信すると、また前記命令が実行されると、ＥＯＰＵは内部試験段階ＣＢＩＰに戻る。
【００４７】
始動プロセスは正常に継続し、ＥＲＳはＦＣＭを開放位置にするように（ラインｅ）動作することができる（ラインｄ）。このコマンドは、通常、エンジンの速度Ｎが地上で許可された最大速度の関数である所定値Ｎ１に達した時に、自動モードでの始動プロセスの中で生じる。その後、ＦＣＭの開放位置がＥＲＳによって確認される。
【００４８】
過速度保護システムを試験する段階ＩＢＩＴは、速度Ｎ１に達するよりかなり前に終了するように始動プロセスの中に組み込まれるが、これは、通常、始動命令と閾値Ｎ１に達する瞬間との間は数十秒あるので問題はない。
【００４９】
ＦＣＭの開閉位置の確認の結果とＥＯＰＵの自動内部試験の結果（この結果はバス３８を介してＥＲＳに利用可能となる）とを結びつけることによって、ＥＲＳが過速度保護システムの健全状態を判断して、結果のうちの少なくとも１つが肯定結果でない場合にシステムに関する障害信号を出すことができる。例として、障害信号は、試験が離陸前に地上で行われる場合に、離陸を断念して始動プロセスを中断するか否かを判断することができるように、または試験がメンテナンス時に行われる場合に、過速度保護システムの部品を検査することを決定するために、コックピットに転送される。
【００５０】
試験は、最小構成では、ＦＣＭが閉鎖位置に達していることを確認するステップを含むことは確認されたい。
【００５１】
上述の試験手順は、透明性のある方法で始動プロセスに組み込まれるが、これは、自動モードでの始動プロセスの予測可能性によって可能となる。
【００５２】
手動モードで始動する際には同じことは当てはまらない。具体的には、遮断部材が開放される瞬間がパイロットによって選択されるからである。
【００５３】
したがって、手動始動モードが選択されると、図４および図５を参照して以下で説明するような本発明の第２の実施形態を適用して過速度保護システムの試験を行うか、または過速度保護システムの試験を全く行わないこともあり得る。しかし、試験が行われない場合、繰り返し試験が行われないのを避けて、試験せずに複数回連続始動が行われた場合にメンテナンス時に試験を行う必要があることを表示するのが望ましい。図３は、上述の目的のためにエンジンの電子調整システムによって実行される過速度保護システムの試験を管理する方法を示す。
【００５４】
電子調整システムによって手動始動モードが選択されたことが検出された場合（試験４０）、過速度保護システムの試験は阻止される（ステップ４２）。ステップ４４で、試験なしの始動のカウンタの内容Ｎがインクリメントされる（Ｎ＝Ｎ＋１）。数字Ｎが最大閾値Ｎｍａｘより大きいか否かが確認される（試験４６）。最大閾値より大きい場合、電子調整システムによって、過速度保護システムを試験するメンテナンスを要求する情報が出される（ステップ４８）。メンテナンス試験は、自動始動モードで、本発明に従って、例えば、図２を参照して説明したように行われる。カウンタの値Ｎは電子調整システムの不揮発性メモリに記憶されるのが好ましいことは理解されたい。例として、数字Ｎｍａｘは、Ｎｍａｘ≦８となるように選択される。
【００５５】
自動始動モードが選択されたことが検出された場合（試験４０）は、動作中であるかメンテナンス時であるかに関係なく、過速度保護システムは本発明に従って試験され（ステップ５０）、ステップ５２で数字Ｎを計数するカウンタは再初期化される（Ｎ＝０）。
【００５６】
エンジンが手動モードで始動される場合の過速度保護システムを試験する手順の第２の実施形態を、図４を参照しながら説明する。
ラインａは、試験手順の連続段階を示し、
ラインｂは、エンジンの始動モードの状態を示し、
ラインｃは、パイロット（始動命令）による始動の瞬間を示し、
ラインｄは、ＥＲＳをＥＯＰＵに接続するバスを介して出された命令を示し、
ラインｅは、ＥＯＰＵによって過速度装置ＨＤＳに対して出された制御信号の状態を示し、
ラインｆは、パイロットが燃料の存在が認められる場合に開く弁を有する主レバーを作動させる瞬間を示し、
ラインｇは、ＥＲＳによるＦＣＭの位置の観察状態を示し、
ラインｈは、ＦＣＭの位置を示す。
【００５７】
ラインａにおいて、段階ＰＢＩＴおよびＣＢＩＴはそれぞれ、ＥＯＰＵのスイッチを入れた時に内部回路を自動的に試験する段階、およびＥＯＰＵの入力／出力を連続的に自動的に試験する段階である。これらの段階は、通常は、電子回路で実施される自動内部試験である。
【００５８】
スイッチを入れると、段階ＰＢＩＴおよびＣＢＩＴが実行される（ラインａ）。ＥＲＳによって検出されたように、選択された始動モードが手動（ラインｂ）であるので、ＥＲＳが始動命令（ラインｃ）を検出したのに応答して、本発明に従って過速度保護システムの試験の手順が開始される（段階ＩＢＩＴ）。
【００５９】
次に、ＥＲＳは、ＥＯＰＵにＦＣＭを閉鎖する命令を送信する（ラインｄ）。ＥＯＰＵは、バスを介して命令の受信を承認し、最初閉鎖されていたＦＣＭを閉鎖位置に維持するためにその命令を過速度装置ＨＤＳの制御信号に変換する（ラインｇ）。
【００６０】
したがって、試験を開始することでＦＣＭの開放が阻止されるが、この開放は、過速度保護システムを試験せずに手動始動を実行する時、始動命令の後、エンジン速度が燃料の圧力をＦＣＭを開放する閾値より高くするのに十分な速度になった時に生じる。
【００６１】
ＦＣＭの閉鎖位置の確認は、始動命令の後、ＦＣＭを開放するための通常の時間間隔より長い時間間隔ｄＴ１の後、許可される（ラインｇ）。これは、所定の時間間隔、例えば、０．５秒以上、典型的には、０．５秒〜２秒とすることができる。また、ＥＲＳによる閉鎖位置の確認は、図示されているように、パイロットが主レバーを作動させるのに応答して開始してもよく（ラインｆ）、この作動は必ず始動命令に対して十分遅延する。
【００６２】
ＦＣＭが閉鎖位置にあることが確認されると、ＥＲＳはＦＣＭを開放することができるように、ＥＯＰＵに対して過速度装置ＨＤＳを解除する命令を送信する（ラインｄ）。ＥＯＰＵは、バスを介してこの命令の受信を承認し、過速度装置ＨＤＳを解除する（ラインｅ）。
【００６３】
通常のＦＣＭを開放する時間間隔より長い所定の時間間隔ｄＴ２の後に、ＦＣＭの開放位置がＥＲＳによって確認される。時間間隔ｄＴ２は、ｄＴ１に等しくなるように、またはほぼ等しくなるように選択されてよい。過速度装置ＨＤＳが解除されると、ＥＯＰＵはＣＢＩＴ内部試験を含むバックグラウンドタスクの処理を継続する。
【００６４】
ＦＣＭの閉鎖維持位置および開放位置の確認の結果とＥＯＰＵの自動内部試験の結果（この結果はバス３８を介してＥＲＳに利用可能となる）とを結びつけることによって、ＥＲＳが過速度保護システムの健全状態を判断して、結果の全てが肯定結果でない場合にシステムに関する障害信号を出すことができる。例として、障害信号は、離陸を断念するか否かを判断することができるようにコックピットに転送される。
【００６５】
試験は、最小構成では、好ましくは、通常始動命令の後に開放するのにかかる時間より長い時間間隔が経過した後に、ＦＣＭが閉鎖位置で保持されていることを確認するステップを含むことに留意されたい。
【００６６】
上述の試験手順は、ＦＣＭの開放の際に遅延が生じるために、過速度保護システムを試験せずに手動モードで始動するのに比べて煩わしい。この遅延は実際には非常に制限される、例えば、１秒未満に制限されるが、手動モードの始動の度に体系的に試験を行うのではなく、試験せずに一定回数の連続手動始動が実行された後のみに試験を行うのが望ましい。また、飛行中の手動モードの始動を実行する時の試験を避けるのが望ましい。この場合、システムが飛行条件下で手動始動時の試験の実行を防ぐ。
【００６７】
図５を参照しながら、このように手動始動モードでの過速度保護システムの試験を管理する手順の一実施形態について以下に説明する。この手順は、ＥＲＳによってプログラムを使用して実施される。
【００６８】
過速度保護システムの試験を実行せずに手動モードで連続始動する回数Ｍは、内容がＥＲＳの不揮発性メモリに記憶されるカウンタによって計数される。
【００６９】
手動モードの始動が選択されると、ＥＲＳに利用可能なデータに基づいて、航空機が地上にあるか否かが調べられる（４０）。地上にない場合、数字Ｍは１インクリメントされ（４２）、過速度保護システムを試験せずに手動モードの始動が実行される（４４）。航空機が地上にある場合、数字Ｍが１以上、例えば、１〜５０の所定最大値Ｍｍａｘ未満であるか否かが調べられる（４６）。Ｍ＜Ｍｍａｘである場合、方法はステップ４２および４４に移行する。Ｍ≧Ｍｍａｘである場合、例えば、図２を参照して上述したように、過速度保護システムの試験が行われる（４８）。試験の結果が肯定結果である場合（５０）、カウンタの内容Ｍは０にリセットされ（５２）、手順が終了される。試験の結果が否定結果である場合、ＥＲＳによって過速度保護システムに関する障害信号が出され（５４）、手順が終了する。
【００７０】
自動モードでの始動が選択された場合、過速度保護システムの試験が行われ（６０）、この試験は自動始動シーケンスに対して透明性がある。カウンタの内容Ｍは、０にリセットされる。
【００７１】
上述の詳細な説明では、本発明は航空機ガスタービンエンジンに適用可能であると考えられる。しかし、過速度保護システムの試験方法は、他のタイプのターボ機械を使用して実施することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械の始動時にターボ機械を過速度から保護するシステムで、燃料遮断部材と、過速度の検出に応答して遮断部材を閉鎖させてターボ機械の燃焼室への燃料の供給を遮断または低減するためにエンジンの電子調整システムに接続された遮断部材を制御する回路とを含む保護システムを試験する方法であって、
ａ）ターボ機械を始動させる命令を受信すると、電子調整システムが遮断部材の制御回路に遮断部材を閉鎖する命令または閉鎖位置に保つ命令を送信するステップと、
ｂ）電子調整システムが遮断部材の開閉位置を表した受信情報に基づいて遮断部材の閉鎖状態を確認するステップと、
ｃ）ステップｂ）の確認の結果が肯定結果である場合、電子調整システムが遮断部材の制御回路に遮断部材の開放を許可してターボ機械の始動の手順を継続する命令を送信するステップと、
ｄ）ステップｂ）の確認の結果が否定結果である場合、電子調整システムが過速度保護システムに関する障害信号を出すステップとの試験シーケンスを含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
試験シーケンスがさらに、
ｅ）ステップｃ）の後、遮断部材が開放位置に移行したことを確認するステップと、
ｆ）ステップｅ）の確認の結果が否定結果である場合、電子調整システムが過速度保護システムに関する障害信号を出すステップと
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
遮断部材の制御回路が、遮断部材を閉鎖するための油圧装置と、閉鎖を制御するために油圧装置に接続される過速度から保護するための電子過速度保護ユニットとを備え、遮断部材を閉鎖するまたは遮断部材を閉鎖されたままに保つ命令および遮断部材の開放を許可する命令が、ターボ機械の電子調整システムと電子過速度保護ユニットとの間の通信バスを介して送信されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
遮断部材の位置が、遮断部材の可動要素の位置を検出する位置センサによって提供される信号に基づいて確認されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
ターボ機械を自動モードで始動する際の過速度保護システムを試験するために、試験シーケンスが、自動モードのターボ機械の始動の手順に従って遮断部材の開放が必要となる前に終了するように始動シーケンスの中に挿入されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
試験シーケンスが、ステップａ）の中に、予め開放している遮断部材を閉鎖する命令を送信するステップを含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
試験シーケンスが、手動モードでの始動の際に阻止されることを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の方法。
【請求項８】
手動モードでの連続始動の回数が電子調整システムによって計数され、電子調整システムが、計数値が所定の閾値を越えると、メンテナンス時に過速度保護システムの試験を要求する情報を出すことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ターボ機械を手動モードで始動する際の過速度保護システムを試験するために、試験シーケンスが、ステップａ）の中に、始動命令に応答して遮断部材を閉鎖位置に保つ命令を送信するステップを含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
航空機エンジンの過速度保護システムを試験するために、電子調整システムが、試験が航空機が地上にある時のみに行われるように設計されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ターボ機械の過速度からの保護の試験を管理する方法であって、過速度保護システムを試験せずに連続始動する回数が所定値に達したまたは越えた場合に、請求項９または請求項１０に従って試験が行われることを特徴とする、方法。
【請求項１２】
試験せずに手動モードで連続始動する回数が、手動モードでの始動または自動モードでの始動に関係なく、試験が行われる度に再初期化されるカウンタによって計数されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１】
ターボ機械の始動時にターボ機械を過速度から保護するシステムで、燃料遮断部材と、過速度の検出に応答して遮断部材を閉鎖させてターボ機械の燃焼室への燃料の供給を遮断または低減するためにエンジンの電子調整システムに接続された遮断部材を制御する回路とを含む保護システムを試験する方法であって、
ａ）ターボ機械を始動させる命令を受信すると、電子調整システムが遮断部材の制御回路に遮断部材を閉鎖する命令または閉鎖位置に保つ命令を送信するステップと、
ｂ）電子調整システムが遮断部材の開閉位置を表した受信情報に基づいて遮断部材の閉鎖状態を確認するステップと、
ｃ）ステップｂ）の確認の結果が肯定結果である場合、電子調整システムが遮断部材の制御回路に遮断部材の開放を許可してターボ機械の始動の手順を継続する命令を送信するステップと、
ｄ）ステップｂ）の確認の結果が否定結果である場合、電子調整システムが過速度保護システムに関する障害信号を出すステップとの試験シーケンスを含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
試験シーケンスがさらに、
ｅ）ステップｃ）の後、遮断部材が開放位置に移行したことを確認するステップと、
ｆ）ステップｅ）の確認の結果が否定結果である場合、電子調整システムが過速度保護システムに関する障害信号を出すステップと
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
遮断部材の制御回路が、遮断部材を閉鎖するための油圧装置と、閉鎖を制御するために油圧装置に接続される過速度から保護するための電子過速度保護ユニットとを備え、遮断部材を閉鎖するまたは遮断部材を閉鎖されたままに保つ命令および遮断部材の開放を許可する命令が、ターボ機械の電子調整システムと電子過速度保護ユニットとの間の通信バスを介して送信されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
遮断部材の位置が、遮断部材の可動要素の位置を検出する位置センサによって提供される信号に基づいて確認されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
ターボ機械を自動モードで始動する際の過速度保護システムを試験するために、試験シーケンスが、自動モードのターボ機械の始動の手順に従って遮断部材の開放が必要となる前に終了するように始動シーケンスの中に挿入されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
試験シーケンスが、ステップａ）の中に、予め開放している遮断部材を閉鎖する命令を送信するステップを含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
試験シーケンスが、手動モードでの始動の際に阻止されることを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の方法。
【請求項８】
手動モードでの連続始動の回数が電子調整システムによって計数され、電子調整システムが、計数値が所定の閾値を越えると、メンテナンス時に過速度保護システムの試験を要求する情報を出すことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ターボ機械を手動モードで始動する際の過速度保護システムを試験するために、試験シーケンスが、ステップａ）の中に、始動命令に応答して遮断部材を閉鎖位置に保つ命令を送信するステップを含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
航空機エンジンの過速度保護システムを試験するために、電子調整システムが、試験が航空機が地上にある時のみに行われるように設計されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ターボ機械の過速度からの保護の試験を管理する方法であって、過速度保護システムを試験せずに連続始動する回数が所定値に達したまたは越えた場合に、請求項９または請求項１０に従って試験が行われることを特徴とする、方法。
【請求項１２】
試験せずに手動モードで連続始動する回数が、手動モードでの始動または自動モードでの始動に関係なく、試験が行われる度に再初期化されるカウンタによって計数されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１２−５２９５９５（Ｐ２０１２−５２９５９５Ａ）
【公表日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５１４５１５（Ｐ２０１２−５１４５１５）
【出願日】平成２２年６月２日（２０１０．６．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２０１０／０５１０７２
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１４２８８６
【国際公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（５０５２７７６９１）スネクマ (567)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２日（２０１０．６．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２０１０／０５１０７２
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１４２８８６
【国際公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（５０５２７７６９１）スネクマ (567)
【Ｆターム（参考）】
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