[发明专利]集成式螺旋桨和发动机控制器

说明书

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。

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。

技术领域

本公开大体涉及对发动机和联接到其的螺旋桨的控制。

背景技术

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。

发明内容

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。