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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fehlerdiagnosevorrichtung für Krümmerdrucksensoren, die in einem Maschinensteuer/regelsystem verwendet werden, und insbesondere auf ein Fehlerdiagnoseverfahren und eine Fehlerdiagnosevorrichtung für Krümmerdrucksensoren in einem System mit einem ersten Krümmerdrucksensor und einem zweiten Krümmerdrucksensor, der als Reserve für den ersten Krümmerdrucksensor dient.
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Bisher werden mehrere Sensoren in einem Maschinensteuer/regelsystem verwendet, wobei ein Fehlerdiagnosesystem bekannt ist, das diagnostiziert, ob diese Sensoren normal arbeiten. Zum Beispiel offenbart
JP 2003-307 152 A , entsprechend
US 6 701 247 B2 , ein Verfahren, das einen Schritt des Ermittelns, ob ein Ausgangssignal eines Sensors, der einen Druck in einem Einlasskrümmer erfasst, innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, einen Schritt des Berechnens des Drucks im Einlasskrümmer auf der Grundlage der Maschinenbetriebsbedingungen, und einen Schritt des Ermittelns, ob eine Differenz zwischen dem Druck im Einlasskrümmer, der vom Ausgangssignal des Sensors angezeigt wird, und dem berechneten Druck im Einlasskrümmer kleiner ist als ein Einstellwert, wenn das Ausgangssignal vom Sensor innerhalb des Bereiches liegt, umfasst, wobei dann, wenn das Ausgangssignal vom Sensor nicht innerhalb des Bereiches liegt, oder wenn die Differenz nicht kleiner ist als der Einstellwert, der berechnete Druck als Druck im Einlasskrümmer festgelegt wird.
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In einer elektronisch gesteuerten/geregelten Drosselvorrichtung, die in
JP H10-176 582 A , entsprechend
DE 197 56 896 C2 , offenbart ist, enthalten zwei Systeme jeweils einen Fahrpedalsensor, einen Drosselsensor und dergleichen, und sind zum Zweck der Ausfallsicherung oder dergleichen vorgesehen, wobei eine Fehlerdiagnose durchgeführt wird, indem die Sensorausgänge der zwei Systeme verglichen werden. Durch Vergleichen einer Abweichung zwischen dem Hauptdrosselsensor und einem Nebendrosselsensor und einem vorgegebenen Schwellenwert wird z. B. ermittelt, ob der Drosselsensor ausgefallen ist, oder nicht.
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Fehler, wie z. B. eine Unterbrechung oder ein Kurzschluss, unter den Fehlern eines Sensorsystems können festgestellt werden, wenn ein Sensorausgangswert zu hoch oder zu niedrig bezüglich einem vorgegebenen Wert oder einem vorgegebenen Bereich ist, der im Voraus als festgelegt angenommen wird. Es gibt jedoch einen Fall, bei dem eine Änderung oder Störung der Ausgangskennlinien, die die normale Steuerung beeinträchtigen können, selbst wenn der Sensorausgangswert innerhalb des vorgegebenen Bereiches liegt, nicht festgestellt werden können.
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Andererseits kann ein in der
JP H10-176 582 A offenbartes Diagnoseverfahren erfassen, dass einer der zwei Systemsensoren ausgefallen ist, jedoch ist es schwierig, zu ermitteln, welcher von diesen ausgefallen ist.
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In der
EP 1 245 812 A2 wird ein Ausfall eines Sensors aufgrund der Differenz der Werte zwischen einem Ansaugdruck- und einem Atmosphärendrucksensor ermittelt. Es wird dann der Ansaugdrucksensor als ausgefallen behandelt, wenn die Differenz zwischen dem Messwert und einem geschätzten Ansaugdruck eine bestimmte Schwelle überschreitet. Ist dies nicht der Fall, so wird angenommen, dass der Atmosphärendrucksensor ausgefallen ist.
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Die
DE 40 32 451 A1 zeigt redundante Drucksensoren, nämlich Ladedrucksensoren eines Abgasturboladers. Dort wird der Ausfall eines dieser Sensoren angenommen, wenn dessen Messwert nicht innerhalb eines vorherbestimmten Bereichs liegt.
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Die
DE 102 46 320 A1 zeigt ein Verfahren, ein Steuerungsgerät und ein Computer-Programm zur Detektion eines fehlerhaften Saugrohrdrucksensors und/oder eines fehlerhaften Umgebungsdrucksensors bei einer Brennkraftmaschine. Die gewünschte Detektion erfolgt ausschließlich aufgrund einer direkten Auswertung des Druckes vor der Drosselklappe und des Druckes im Saugrohr.
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Die
DE 102 25 104 A1 zeigt ein Verfahren und eine Anordnung zur Steuerung eines Motors mit Abgasrückführung zur Regelung des Motors bei einer Sensorverschlechterung, wobei ein verbleibender aktiver Sensor benutzt wird. Der Motor weist ein Abgasrückführungssystem auf, bei dem Drucksensoren stromaufwärts einer Öffnung vorgesehen sind. Dabei ist der stromabwärts gelegene Drucksensor an den Einlasskrümmer des Motors gekoppelt und wird auch zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses des Motors verwendet.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Fehlerdiagnoseverfahren und eine Fehlerdiagnosevorrichtung für Krümmerdrucksensoren zu schaffen, die zuverlässig erfassen können, welcher Krümmerdrucksensor in einem System ausgefallen ist, das zwei Systeme von Krümmerdrucksensoren aufweist.
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Um die obenerwähnte Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung ein Fehlerdiagnoseverfahren für Krümmerdrucksensoren gemäß Anspruch 1.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Fehlerdiagnosevorrichtung für Krümmerdrucksensoren gemäß Anspruch 2 und 4.
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Bevorzugt werden die Ermittlungen der Differenzen durch das Anomalieerkennungsmittel und das Anomaliespezifizierungsmittel unter Verwendung von Absolutwerten der Differenzen durchgeführt.
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Das Anomalieerkennungsmittel gibt ein Anomaliesignal aus, wenn ein Verhältniswert zwischen einem ersten erfassten Krümmerdruckwert, der vom ersten Krümmerdrucksensor erfasst wird, und einem zweiten erfassten Krümmerdruckwert, der vom zweiten Krümmerdrucksensor erfasst wird, von einem Schwellenwert abweicht.
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Das Krümmerdruckschätzmittel gibt einen geschätzten Krümmerdruckwert in Reaktion auf die Eingabe der Maschinendrehzahl, einer Drosselöffnung und eines Atmosphärendruckwerts entsprechend einer vorgegebenen wechselseitigen Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl, der Drosselöffnung, einem Krümmerdruck und einem Atmosphärendruck aus.
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Das Anomaliespezifizierungsmittel berechnet einen Verhältniswert zwischen dem geschätzten Krümmerdruckwert und dem ersten erfassten Krümmerdruckwert, sowie einen Verhältniswert zwischen dem geschätzten Krümmerdruckwert und dem zweiten erfassten Krümmerdruckwert und spezifiziert den Krümmerdrucksensor, der den Krümmerdruckwert erfasst hat, der dem berechneten Verhältniswert entspricht, das stärker von einem vorgegebenen Wert abweicht, als ausgefallenen Sensor, wobei die Spezifizierung des ausgefallenen Sensors durch das Anomaliespezifizierungsmittel in Reaktion auf eine Ausgabe des Anomaliesignals durchgeführt wird.
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Gemäß der Erfindung, die die ersten bis vierten Eigenschaften aufweist, wird die Tatsache, dass wenigstens einer der ersten und zweiten Krümmerdrucksensoren ausgefallen ist, erkannt, wenn die Differenz zwischen den Ausgängen der ersten und zweiten Krümmerdrucksensoren groß ist. Wenn die Anomalie festgestellt wird, werden die Differenzen zwischen den Drücken, die von den ersten und zweiten Krümmerdrucksensoren erfasst werden, und dem geschätzten Krümmerdruckwert, der auf der auf der Grundlage der Maschinendrehzahl, der Drosselöffnung und des Atmosphärendruckwerts berechnet worden ist, berechnet, wobei der Krümmerdrucksensor, der den Druck erfasst hat, der der größeren Differenz entspricht (entsprechend der dritten Eigenschaft der Druckwert, der stärker vom vorgegebenen Wert abweicht), als ausgefallen bestimmt werden kann.
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Anomalien, die vom Fehlererfassungsmittel im Stand der Technik, das die Anomalie des Sensors nur anhand der Tatsache bestimmt, dass der Ausgang des Sensors einfach vom vorgegebenen Bereich abweicht, z. B. ein Sensor, dessen Funktion durch Verschlechterung herabgesetzt ist, nicht erfasst werden können, können somit erfasst werden.
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Dementsprechend kann z. B. im Maschinensteuer/regelsystem, das zwei Krümmerdruckerfassungssysteme aufweist, um die Ausfallsicherheit sicherzustellen, und in welchem dann, wenn eines der Erfassungssysteme ausgefallen ist, dieses durch das andere Erfassungssystem ersetzt wird, bestimmt werden, ob beide Krümmerdruckerfassungssysteme normal sind oder ausgefallen sind, wobei auf der Grundlage dieser Feststellung eine für das Steuer/regelsystem benötigte Kompensierungsoperation ermöglicht wird. Die Kompensierungsoperation umfasst die Nutzung eines Ersatzwertes oder das Umschalten auf ein Reservesystem.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:
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1 ein Blockdiagramm, das eine Funktion eines Hauptabschnitts einer Diagnosevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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2 eine allgemeine Zeichnung, die ein Maschinensteuer/regelsystem zeigt, das die Diagnosevorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung enthält;
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3 ein Blockdiagramm, das ein Hauptabschnitt des Maschinensteuer/regelsystems zeigt, das die Diagnosevorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung enthält;
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4 ein Flussdiagramm, das einen Prozess des Hauptabschnitts der Diagnosevorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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5 eine Zeichnung, die ein Beispiel einer Datentabelle zeigt, die bei der Berechnung eines gespritzten Krümmerdrucks verwendet wird; und
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6 eine Zeichnung, die ein weiteres Beispiel der Datentabelle zeigt, die bei der Berechnung des geschätzten Krümmerdrucks verwendet wird.
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Im Folgenden wird mit Bezug auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 2 ist ein Blockdiagramm eines Hauptabschnitts einer Maschine, die eine Fehlerdiagnosevorrichtung enthält. Wie in 2 gezeigt ist, ist eine Maschine 1 eine Kolbenverbrennungskraftmaschine für ein Flugzeug und ist mit einem Anlassermotor 2 zum Anlassen versehen. Obwohl in 2 Komponenten für zwei Zylinder gezeigt sind, ist die Anzahl der Zylinder in der Maschine 1 nicht beschränkt. Ein Einlasskrümmer 3 der Maschine 1 ist mit Kraftstoffeinsprilzventilen 4 versehen, sowie mit Krümmerdrucksensoren 5 für eine Zustromseite des Kraftstoffeinspritzventils 4 zum Erfassen eines Drucks im Einlasskrümmer 3. Jeweils zwei Krümmerdrucksensoren 5 sind an allen Zylindern für die Hauptsteuerung/regelung und als Reserve vorgesehen. Wenn diese zwei Krümmerdrucksensoren unterschieden werden, wird derjenige für die Hauptsteuerung/regelung als erster Krümmerdrucksensor 5A bezeichnet, und derjenige für die Reserve als zweiter Krümmerdrucksensor 5B bezeichnet.
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Ein Drosselkörper 6 ist an einer Zustromseite des Krümmerdrucksensors 5 vorgesehen, wobei eine Drosselklappe 7 im Drosselkörper 6 montiert ist. Die Drosselklappe 7 wird durch einen Motor 8 angetrieben. Der Drosselkörper 6 ist mit einem Drosselsensor 6A zum Erfassen einer Drosselöffnung versehen. Bekannte Sensoren, die zum Steuern der Maschine 1 erforderlich sind, wie z. B. ein Atmosphärendrucksensor 9, ein Nockenimpulsgeber 10, ein Klemmenimpulsgeber 11, ein Kühlwassertemperatursensor 12 und ein Lufttemperatursensor 13 und dergleichen, sind zum Steuern der Maschine 1 vorgesehen.
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Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 14 für die Durchführung der Kraftstoffeinspritzung oder der Zündungssteuerung gemäß einem Programm bei Empfang von Ausgangssignalen von den jeweiligen Sensoren, die oben beschrieben worden sind, ist vorgesehen. Die ECU 14 enthält eine Fehlerdiagnosefunktion für die Krümmerdrucksensoren 5.
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3 ist ein Blockdiagramm, das einen allgemeinen Aufbau eines oben beschriebenen Maschinensteuer/regelsystems zeigt. Wie in 3 gezeigt ist, ist das Steuer/regelsystem dieser Ausführungsform im Hinblick auf die Auswahlsicherheit mit zwei Systemen von Erfassungsschaltungen für die Sensoren und die ECUs 14 versehen. Diese Systeme werden als A-Weg 100 bzw. B-Weg 200 bezeichnet. Der A-Weg 100 enthält eine A-Sensorgruppe 101, die die in Verbindung mit 2 beschriebenen Sensoren enthält, eine A-Stromquelle 102 sowie ein ECU 14A für den A-Weg. in ähnlicher Weise enthält der B-Weg 200 eine B-Sensorgruppe 201, eine B-Stromquelle 202 und eine ECU 14B für den B-Weg. Der erste Krümmerdrucksensor 5A ist in der A-Sensorgruppe 101 enthalten, während der zweite Krümmerdrucksensor 5B in der B-Sensorgruppe 201 enthalten ist. Obwohl in dieser Ausführungsform die atmosphärischen Drucksensoren 9 (9a und 9b) auf einer Leiterplatte, die die ECU 14A und die ECU 14B bildet, oder in den (nicht gezeigten) Gehäusen der ECUs 14A und 14B vorgesehen sind, sind die Installationsorte nicht hierauf beschränkt.
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Die ECUs 14A und 14B sind fähig, in beiden Richtungen über nicht gezeigte Kommunikationsschnittstellen miteinander zu kommunizieren. Ein Ende (Minus-Seite) jeder Antriebsspule 15 des Kraftstoffeinspritzventils 4, das für jeden Zylinder vorgesehen ist (nur eines ist gezeigt), ist mit Einspritzsignalausgangsanschlüssen OA und OB der ECUs 14A bzw. 14B über Wechselschalter 16, 17 verbunden. Das andere Ende (Plus-Seite) der Antriebsspule 15 ist über einen Leistungsschalter 18 mit einer Stromquelle 19 verbunden, die z. B. eine Spannung von 14 Volt ausgibt. Der Leistungsschalter 18 ist mit einer Stromregelfunktion versehen. Die Stromquellen 19 und die Leistungsschalter 18 sind in den ECUs 14A bzw. 14B vorgesehen.
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Ein Schaltsignal SA, das von der ECU 14A ausgegeben wird, ist mit einer Eingangsseite einer Nicht-UND-Schaltung 20 an einer Seite verbunden, während ein Schaltsignal SB, das von der ECU 14B ausgegeben wird, mit einer Eingangsseite der Nicht-UND-Schaltung 20 an der anderen Seite über eine Nicht-Schaltung 21 verbunden ist. Ein Ausgang von der Nicht-UND-Schaltung 20 wird dem Wechselschalter 16 und ferner dem Wechselschalter 17 über eine weitere Nicht-Schaltung 22 zugeführt.
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Von der Stromquelle 19 wird Strom in Abhängigkeit vom Zustand des Einspritzsignalausgangsanschlusses des Weges, der mit einem der Wechselschalter 16, 17 verbunden ist, der durch die Schaltsignale SA und SB ausgewählt wird, zur Antriebsspule 15 geleitet.
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Im Folgenden wird eine Fehlerdiagnosefunktion des ersten Krümmerdrucksensors 5A und des zweiten Krümmerdrucksensors 5B beschrieben. In dieser Ausführungsform dient der A-Weg 100 für die Hauptsteuerung/regelung, während der B-Weg 200 als Reserve dient. 4 ist ein Flussdiagramm einer Fehlerdiagnoseverarbeitung der Krümmerdrucksensoren 5A und 5B. Im Schritt S1 werden die ECUs 14A und 14B initialisiert. Im Schritt S2 wenden eine Ausgangsspannung VPma des ersten Krümmerdrucksensors 5A des A-Weges 100, eine Ausgangsspannung VPmb des zweiten Krümmerdrucksensors 5B des B-Weges 200, eine Ausgangsspannung VPaa des Atomsphärendrucksensors 9a des A-Weges 100, ein Ausgang PLP des Drosselsensors 6A und ein Kurbelimpuls PLS, der vom Klemmenimpulsgeber 11 des A-Weges 100 ausgegeben wird, eingelesen.
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Im Schritt S3 werden physikalische Werte PMa, PMb und PAa (Einheit mmHg) des Druckes auf der Grundlage der Ausgangsspannungen VPma, VPmb und VPaa berechnet. Zum Beispiel werden die Ausgangsspannungen unter Verwendung einer vorbereiteten Umsetzungstabelle in die physikalischen Werte konvertiert. Im Schritt S4 wird ein Ausgang des Drosselsensors 6A gelesen und eine Drosselöffnung PLP berechnet, wobei die Maschinendrehzahl Ne (min–1) auf der Grundlage des Kurbelimpulses PLS berechnet wird. Die Maschinendrehzahl Ne kann anhand der Intervalle des Kurbelimpulses PLS berechnet werden.
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Im Schritt S5 wird ermittelt, ob die Spannung VPma einen vorgegebenen oberen Grenzwert (in diesem Fall 4,5 Volt) überschreitet oder nicht. Wenn das Ergebnis der Ermittlung positiv ist, wird festgestellt, dass der erste Krümmerdrucksensor 5A aufgrund eines Kurzschlusses oder dergleichen ausgefallen ist. Die Prozedur geht daher zu Schritt S6 über, wo eine Alarmanzeige oder ein Prozess des Umschaltens des Weges vom A-Weg 100 auf den B-Weg 200 als ein Prozess gegen die Anomalie durchgeführt wird. Wenn das Ergebnis des Schritts S5 negativ ist, rückt die Prozedur zu Schritt S7 vor.
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Im Schritt S7 wird ermittelt, ob die Spannung VPma kleiner als ein vorgegebener unterer Grenzwert (z. B. 0,5 Volt) ist. Wenn das Ergebnis dieser Ermittlung positiv ist, wird festgestellt, dass der erste Krümmerdrucksensor 5A aufgrund einer Unterbrechung oder dergleichen ausgefallen ist. Die Prozedur rückt daher zu Schritt S6 vor und es wird ein Prozess gegen die Anomalie ausgeführt. Bezüglich der Alarmanzeige im Schritt S6 wird z. B. eine Systemfehleralarmlampe eingeschaltet, um einem Fahrer die Information ”kein Problem für fortgesetzten Flug, jedoch sind eine frühe Inspektion und Reparatur notwendig” mitgeteilt.
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Wenn die Feststellung in Schritt S7 negativ ist, wird festgestellt, dass kein Ausfall, wie z. B. ein Kurzschluss oder eine Unterbrechung im ersten Krümmerdrucksensor 5A, vorliegt. Es gibt jedoch einen Fall, bei dem die Ausgangsspannung VPma innerhalb des durch den oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert definierten Bereich fällt, selbst wenn keine funktionale Anomalie im ersten Krümmerdrucksensor 5A aufgrund einer Verschlechterung oder dergleichen aufgetreten ist, und somit der normale Druckwert nicht ausgegeben wird. Die funktionale Anomalie aufgrund der Verschlechterung kann daher durch den Prozess in den Schritten S5 und S7 nicht festgestellt werden.
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Ob irgendeine Verschlechterung des ersten Kümmerdrucksensors 5A vorliegt, wird daher mit dem folgenden Prozess ermittelt. Bezüglich der Maschine 1 ist bekannt, dass ein Atmosphärendruck PA in einer Maschinenbetriebsumgebung, die Motordrehzahl Ne und die Drosselöffnung PLP sowie der Krümmerdruck PMa eine bestimmte Beziehung aufweisen. Es ist somit klar, dass unter Verwendung dieser Beziehung der Krümmerdruck anhand der Maschinendrehzahl Ne, der Drosselöffnung PLP und des Atmosphärendrucks PA mittels Berechnung geschätzt werden kann. Im Folgenden wird der durch Berechnung erhaltene Krümmerdruck als geschätzter Krümmerdruck PMcal bezeichnet. Die Beziehungen zwischen dem Atmosphärendruck PA, der Maschinendrehzahl Ne, der Drosselöffnung PLP und dem Krümmerdruck PMa werden im Voraus experimentell ermittelt, wobei die Beziehungen im Speichermittel in der ECU 14 gespeichert werden, so dass der geschätzte Krümmerdruck PMcal leicht auf der Grundlage der Maschinendrehzahl Ne, der Drosselöffnung PLP und des Atmosphärendrucks PA mit Bezug auf diese Daten berechnet werden kann.
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Im Schritt S8 wird eine Differenz ΔP zwischen den Krümmerdrücken PMa und PMb berechnet. Die Differenz ΔP wird als Absolutwert erhalten. Im Schritt S9 wird bestimmt, ob die Differenz ΔP größer als ein Schwellenwert DP ist. Der Schwellenwert DP beträgt z. B. 44,8 mmHg. Da es unwahrscheinlich scheint, dass der erste Krümmerdrucksensor 5A und der zweite Krümmerdrucksensor 5B im gleichen Ausmaß zur gleichen Zeit beeinträchtigt werden, wird dann, wenn die Differenz ΔP kleiner als der Schwellenwert DB ist, festgestellt, dass der erste Krümmerdrucksensor 5A und der zweite Krümmerdrucksensor 5B normal arbeiten, so dass eine normale Regelschleife fortgesetzt wird.
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Wenn die Differenz ΔP größer als der Schwellenwert DP ist, wird festgestellt, dass entweder der erste Krümmerdrucksensor 5A oder der zweite Krümmerdrucksensor 5B oder beide funktional anormal sind, wobei die Prozedur zum Schritt S10 vorrückt, wo die Alarmanzeige für die Meldung der Anomalie ausgeführt wird. In diesem Fall leuchtet eine Wartungsanforderungslampe auf, die eine andere Anweisung als die Systemfehleralarmlampe gibt und anzeigt, dass ”falls es vor dem Abheben ist, der Abhebevorgang zu Stoppen ist, und wenn es nach dem Abheben ist, der Flug für eine Inspektion und Reparatur zu unterbrechen ist”.
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Im folgenden Prozess wird anschließend unter dem ersten Krümmerdrucksensor 5A und dem zweiten Krümmerdrucksensor 5B unter Verwendung der Beziehungen zwischen dem Atmosphärendruck PA, der Motordrehzahl Ne, der Drosselöffnung PLP und des Krümmerdrucks PMa ein ausgefallener Sensor spezifiziert. Im Schritt S11 wird der geschätzte Krümmerdruck PMcal auf der Grundlage der Maschinendrehzahl Ne, der Drosselöffnung PLP und des Atmosphärendrucks PA berechnet. Die Beziehungen zwischen dem Atmosphärendruck PA, der Motordrehzahl Ne, der Drosselöffnung PLP und dem Krümmerdruck PMa, der zum Erhalten des geschätzten Krümmerdrucks PMcal verwendet wird, wird später genauer beschrieben.
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Im Schritt S12 werden ein Absolutwert ΔPMa der Differenz zwischen dem Krümmerdruck PMa, der vom ersten Krümmerdrucksensor 5A erfasst wird, und dem geschätzten Krümmerdruck PMcal, sowie ein Absolutwert ΔPMb der Differenz zwischen dem Krümmerdruck PMb, der vom zweiten Krümmerdrucksensor 5B erfasst wird, und dem geschätzten Krümmerdruck PMcal verglichen.
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Wenn das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S12 negativ ist, wird festgestellt, dass eine Anomalie, wie z. B. eine Verschlechterung im ersten Krümmerdrucksensor 5A, aufgetreten ist. Die Prozedur rückt daher zu Schritt S13 vor, um den Weg umzuschalten, wobei der Ausgang des B-Weges 200 für die Steuerung der Maschine verwendet wird. Auch in diesem Fall ist es empfehlenswert, die Systemfehleralarmlampe aufleuchten zu lassen.
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Wenn die Ermittlung im Schritt S12 positiv ist, wird festgestellt, dass eine Anomalie, wie z. B. eine Verschlechterung, im zweiten Krümmerdrucksensor 5B aufgetreten ist. Da in diesem Fall die Anomalie nicht in einem normalen Steuerungsweg aufgetreten ist, d. h. im A-Weg 100, der ein Hauptkörper der Steuerung ist, wird die Steuerung mittels des A-Weges 100 als normaler Steuerweg fortgesetzt.
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5 ist eine Datentabelle, die die Beziehungen zwischen der Maschinendrehzahl Ne, dem Atmosphärendruck PA, dem Krümmerdruck PMa und der Drosselöffnung PLP zeigt. Die Daten werden erhalten, wenn der Atmosphärendruck PA auf 550 mmHg in einer Prüfvorrichtung gesetzt wird, in der der Atmosphärendruck PA auf verschiedene Werte eingestellt werden kann, und die Maschine 1 mit verschiedenen Drehzahlen Ne betrieben wird. Die vertikale Achse repräsentiert den Krümmerdruck PMa, während die laterale Achse die Drosselöffnung PLP repräsentiert. Ein Atmosphärendruck PA von 550 mmHg, der erhalten wird, wenn das Flugzeug mit der daran montierten Maschine 1 in einer Höhe von 8.000 Fuß (2.440 m) fliegt, wird als repräsentativer Atmosphärendruck angenommen.
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Unter Verwendung der in 5 gezeigten Daten wird der Krümmerdruck PMa erhalten, wenn die Maschinendrehzahl Ne gleich 2.300 min–1 ist und die Drosselöffnung PLP gleich 35% ist. Wenn in 5 ein Schnittpunkt zwischen einer Linie von 35% Drosselöffnung PLP (vertikale Linie) und einer Kurvenlinie, die 2.300 min–1 an Maschinendrehzahl Ne repräsentiert, als Punkt X dargestellt wird, kann der Krümmerdruck PMa am Schnittpunkt K abgelesen werden. Mit anderen Worten, der geschätzte Krümmerdruck PMcal kann erhalten werden. Der hier erhaltene geschätzte Krümmerdruck PMcal beträgt 420 mmHg.
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Die in 5 gezeigten Daten sind im Speichermittel in den ECUs 14A, 14B gespeichert, wobei der geschätzte Krümmerdruck PMcal berechnet werden kann, indem eine Funktionsberechnung oder eine lineare Interpolation durchgeführt wird.
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6 ist eine Zeichnung, die eine Beziehung zwischen dem Krümmerdruck PMa bei verschiedenen Atmosphärendrücken (750 mmHg, 550 mmHg, 350 mmHg) und die Drosselöffnung PLP zeigt, wenn die Maschinendrehzahl Ne gleich 2.300 min–1 ist.
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Im Folgenden wird eine Prozedur beschrieben, die nicht den repräsentativen Atmosphärendruck verwendet, sondern Daten in einer Kennlinie wie in 6 verwendet, um den geschätzten Krümmerdruck PMcal bei einem mittleren Atmosphärendruck, der sich nicht auf der Kennlinie befindet, zu erhalten. Unter der Annahme eines Fluges in einer Höhe von 9.500 Fuß (2.898 m) wird ein Beispiel beschrieben, bei dem der Atmosphärendruck PA gleich 520 mmHg ist, die Maschinendrehzahl Ne gleich 2.300 min–1 ist und die Drosselöffnung PLP gleich 35% ist. Zuerst werden die Schnittpunkte zwischen einer Linie (vertikale Linie), die 35% Drosselöffnung PLP zeigt, und den Kennlinien für 350 mmHg und 550 mmHg Atmosphärendruck PA jeweils als Punkt A bzw. Punkt C dargestellt. Ein Schnittpunkt B zwischen der virtuellen Kennlinie von 520 mmHg Atmosphärendruck und der Linie für 35% Drosselöffnung PLP wird an einem Mittelpunkt zwischen den Punkten A und C angenommen.
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Der Krümmerdruck PMa, der durch den Punkt B angegeben wird, kann erhalten werden durch eine Interpolationsberechnung auf der Grundlage der Koordinaten des Punktes A, des Punktes B und des Punktes C. Mit anderen Worten, die Koordinaten der jeweiligen Punkte A, B, C (PLP, PMa, PA) sind A (35, 250, 350), B (35, PMa, 520) und C (35, 415, 550), wobei der Krümmerdruck PMa mittels des folgenden Ausdrucks berechnet wird. PMa = 250 + (415 – 250)/(550 – 350) × (520 – 350)
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Entsprechend diesem Ausdruck wird der Krümmerdruck PMa mit 390 mmHg erhalten, d. h. der geschätzte Krümmerdruck PMcal wird mit 390 mmHg erhalten.
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Indem z. B. die Datentabellen wie in 6 gezeigt erzeugt werden, z. B. in Inkrementen von 500 min–1 ausgehend von 500 min–1 bis zur Betriebsobergrenze von 3.000 min–1, und indem diese Tabellen in den ECUs 14A und 14B gespeichert werden, können die geschätzten Krümmerdrücke PMcal entsprechend den verschiedenen Maschinendrehzahlen berechnet werden.
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1 ist ein Blockdiagramm, das eine Funktion des Hauptabschnitts der ECU 14A zeigt, die die in Verbindung mit dem Flussdiagramm in 4 beschriebene Verarbeitung durchführt. Eine erste Krümmerdruckberechnungseinheit 23 berechnet den Krümmerdruck PMa auf der Grundlage der Werte VPma, die vom ersten Krümmerdrucksensor 5A erfasst werden. Eine zweite Krümmerdruckberechnungseinheit 24 berechnet den Krümmerdruck PMb auf der Grundlage der Werte VPmb, die vom Krümmerdrucksensor 5B erfasst werden. Eine Atmosphärendruckberechnungseinheit 25 berechnet den Atmosphärendruck PAa auf der Grundlage der Werte VPaa, die vom Atmosphärendrucksensor 9a erfasst werden. Die Maschinendrehzahlberechnungseinheit 26 berechnet die Maschinendrehzahl Ne auf der Grundlage der Kurbelimpulse PLS.
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Eine Ausgang-Normal-Bestimmungseinheit 27 ermittelt, ob der vom ersten Krümmerdrucksensor 5A erfasste Wert VPma im vorgegebenen Bereich liegt, d. h. zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert, wobei dann, wenn der erfasste Wert VPma innerhalb des vorgegebenen Bereiches liegt, ein Ausgang-Normal-Signal geliefert wird.
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Eine Krümmerdruckdifferenz-Berechnungseinheit 28 berechnet die Differenz ΔP zwischen dem Krümmerdruck PMa und dem Krümmerdruck PMb. Eine erste Vergleichseinheit 29 vergleicht die Differenz ΔP und den Schwellenwert DP, und gibt dann, wenn die Differenz ΔP kleiner ist, ein Normalsignal aus, und dann, wenn sie größer ist, ein Anormalsignal aus. Die Krümmerdruckdifferenz-Berechnungseinheit 28 und die erste Vergleichseinheit 29 bilden ein Anomalieerkennungsmittel.
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Eine Krümmerdruckschätzeinheit 30 berechnet den geschätzten Krümmerdruck PMcal anhand der Maschinendrehzahl Ne, der Drosselöffnung PLP und des Atmosphärendrucks PAa. Zum Beispiel nutzt die Krümmerdruckschätzeinheit 30 die in 5 oder 6 gezeigte Datentabelle und schätzt den Krümmerdruck. Eine Schätzdruck/Zweiter-Krümmerdruck-Differenzberechnungseinheit 31 berechnet die Differenz ΔPMb zwischen den Krümmerdruck PMb und dem geschätzten Krümmerdruck PMcal. Eine Schätzdruck/Erster-Krümmerdruck-Differenzberechnungseinheit 32 berechnet die Differenz ΔPMa zwischen dem Krümmerdruck PMa und dem geschätzten Krümmerdruck PMcal. Eine zweite Vergleichseinheit 33 vergleicht die Differenz ΔPMa und die Differenz ΔPMb in Reaktion auf eine Eingabe des Anomaliesignals von der ersten Vergleichseinheit 29 und des Ausgang-Normal-Signals von der Ausgang-Normal-Bestimmungseinheit 27. In Abhängigkeit davon, ob die Differenz ΔPMa oder die Differenz ΔPMb größer ist, wird dann, wenn die Differenz ΔPMa größer ist, festgestellt, dass der erste Krümmerdrucksensor 5A anormal ist, und dann, wenn die Differenz ΔPMb größer ist, festgestellt, dass der zweite Krümmerdrucksensor 5B anormal ist. Die Schätzdruck/Zweiter-Krümmerdruck-Differenzberechnungseinheit 31, die Schätzdruck/Erster-Krümmerdruck-Differenzberechnungseinheit 32 und die zweite Vergleichseinheit 33 bilden ein Anomaliespezifizierungsmittel.
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Wie oben beschrieben worden ist, wird gemäß dieser Ausführungsform in einem System, das in mehreren Systemen vorgesehene Krümmerdrucksensoren enthält, der Krümmerdruck anhand der Maschinendrehzahl Ne, der Drosselöffnung PLP und des Atmosphärendrucks geschätzt, um den Krümmerdrucksensor zu spezifizieren, dessen Funktion aufgrund einer Verschlechterung oder dergleichen herabgesetzt ist, so dass der ausgefallene Sensor auf der Grundlage der Differenz zwischen dem geschätzten Krümmerdruck PMcal und den jeweiligen Drücken, die von den ersten und zweiten Krümmerdrucksensoren erfasst werden, spezifiziert werden kann.
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In der obenbeschriebenen Ausführungsform werden die Bestimmung der Anomalie und die Spezifizierung des ausgefallenen Sensors auf der Grundlage der Differenzen zwischen den Druckwerten, die vom ersten Krümmerdrucksensor 5A und vom zweiten Krümmerdrucksensor 5B erfasst werden, und zwischen den Druckwerten, die vom ersten Krümmerdrucksensor 5A und vom zweiten Krümmerdrucksensor 5B erfasst werden, und dem geschätzten Krümmerdruckwert durchgeführt.
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Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Statt der Differenz zwischen den jeweiligen Druckwerten können die Bestimmung der Anomalie und die Spezifikation des ausgefallenen Sensors auch auf der Grundlage des Verhältniswertes durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Krümmerdruckdifferenz-Berechnungseinheit 28 durch ein Mittel ersetzt werden, das den Verhältniswert zwischen den Drücken PMa und PMb berechnet. Anschließend wird das erste Vergleichsmittel 29 angepasst, um zu ermitteln, ob sowohl der erste Krümmerdrucksensor 5A als auch der zweite Krümmerdrucksensor 5B normal sind, oder ob wenigstens einer von diesen ausgefallen ist, in Abhängigkeit davon, ob der berechnete Verhältniswert innerhalb des vorgegebenen Bereiches für einen vorgegebenen Wert, d. h. ”1”, liegt. Wenn z. B. der Druck PMa/PMb innerhalb des Bereiches von 0,95 bis 1,05 liegt, wird festgestellt, dass beide erste und zweite Krümmerdrucksensoren 5A und 5B normal arbeiten, wobei dann, wenn er außerhalb des Bereiches liegt, festgestellt wird, dass wenigstens einer der ersten und zweiten Krümmerdrucksensoren 5A und 5B anormal arbeitet.
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In der gleichen Weise wird die Schätzdruck/Zweiter-Krümmerdruck-Differenzberechnungseinheit 31 durch ein Mittel ersetzt, das das Verhältnis zwischen dem erfassten Krümmerdruck PMa und dem geschätzten Krümmerdruck PMcal berechnet, während die Schätzdruck/Erster-Krümmerdruck-Differenzberechnungseinheit 32 durch ein Mittel ersetzt wird, das das Verhältnis zwischen dem erfassten Krümmerdruck PMb und dem geschätzten Krümmerdruck PMcal berechnet. Anschließend wird die zweite Vergleichseinheit 33 angepasst, um zu spezifizieren, dass der Krümmerdrucksensor, der dem Druckwert entspricht, der dem Sensor zugeordnet ist, dessen berechneter Verhältniswert stärker vom vorgegebenen Wert, d. h. ”1”, abweicht, ein Sensor ist, der eine Anomalie aufweist.
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In einer Steuervorrichtung, die zwei Systeme von Krümmerdruckerfassungssystemen zum Zweck der Ausfallsicherheit enthält, wird ein ausgefallener Krümmerdrucksensor spezifiziert. Eine erste Vergleichseinheit 29 gibt ein Anomaliesignal aus, wenn eine Differenz ΔP zwischen Krümmerdrücken PMa und PMb, die jeweils von zwei Sensoren 5A, 5B erfasst werden, größer als ein Schwellenwert DP ist. Eine Krümmerdruckschätzeinheit 30 schätzt den Krümmerdruck anhand der Maschinendrehzahl Ne, einer Drosselöffnung PLP und eines Atmosphärendrucks PAa. Die Differenzberechnungseinheit 31 berechnet eine Differenz ΔPMb zwischen dem erfassten Krümmerdruck PMb und dem geschätzten Krümmerdruck PMa. Die Differenzberechnungseinheit 32 berechnet eine Differenz ΔPMa zwischen dem erfassten Krümmerdruck PMa und dem geschätzten Krümmerdruck PMcal. Eine zweite Vergleichseinheit 33 vergleicht die Differenz ΔPMa und die Differenz ΔPMb in Reaktion auf das obenerwähnte Anomaliesignal. Der ausgefallene Krümmerdrucksensor wird in Abhängigkeit davon spezifiziert, ob die Differenz ΔPMa oder die Differenz ΔPMb größer ist.