DE102018220804A1

DE102018220804A1 - Condition monitoring method and device

Info

Publication number: DE102018220804A1
Application number: DE102018220804.2A
Authority: DE
Inventors: Stefan Spiesmacher; Nico Seidel
Original assignee: Lufthansa Technik AG
Current assignee: Lufthansa Technik AG
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2018-12-03
Publication date: 2020-06-04
Also published as: WO2020114879A1

Abstract

Verfahren zur Diagnose von elektrisch angetriebenen Komponenten (1) von Luftfahrzeugen mit der Erfassung der Eingangsleistung der Komponente (1) durch einen Sensor, Erfassung und Aufzeichnung der Eingangsleistung durch eine Verarbeitungseinheit (3), Vergleich der aufgezeichneten Eingangsleistung mit Referenzwerten (10) durch eine Analyseeinheit (4) und Ausgabe von Zustands- und/oder Wartungsanweisungen.Method for diagnosing electrically driven components (1) of aircraft with the detection of the input power of the component (1) by a sensor, detection and recording of the input power by a processing unit (3), comparison of the recorded input power with reference values (10) by an analysis unit (4) and issue of condition and / or maintenance instructions.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zustandsüberwachung von elektrisch angetriebenen Luftfahrzeugkomponenten gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The present invention relates to condition monitoring of electrically powered aircraft components according to the preambles of the independent claims.

Elektrisch angetriebene Komponenten in Transportmitteln, insbesondere in Luftfahrzeugen, benötigen oftmals eine Überwachung ihres Funktionszustandes. Als elektrisch angetriebene Komponente im Sinne dieser Erfindung sind technische Komponenten zu verstehen, die elektrische Energie in andere Energieformen umwandeln, beispielsweise in mechanische oder thermische Energie. In diese Kategorie fallen beispielsweise elektrisch angetriebene Servomotoren oder Hydraulikpumpen. Üblicherweise werden derartige Komponenten durch ein internes Überwachungssystem bezüglich ihrer Funktion überprüft. Insbesondere im Bereich der Luftfahrt sind Zustandsüberwachungen sicherheitstechnisch unverzichtbar und rechtlich mit behördlichen Zulassungspflichten belegt.Electrically powered components in means of transport, especially in aircraft, often require monitoring of their functional status. For the purposes of this invention, an electrically driven component is to be understood as technical components which convert electrical energy into other forms of energy, for example into mechanical or thermal energy. This category includes, for example, electrically driven servomotors or hydraulic pumps. Components of this type are usually checked for their function by an internal monitoring system. In the area of aviation in particular, condition monitoring is indispensable from a safety point of view and is legally documented with official approval obligations.

Die Funktionsfähigkeit wird bisher dahingehend kontrolliert, dass die Ausgangsleistung überprüft und mit Funktionsparametern verglichen wird. Diese Ausgangsleistung wird in vielen Fällen durch luftrechtliche Vorgaben zwingend aufgezeichnet. So wird im Luftfahrzeug beispielsweise die Ausgangsleistung einer Hydraulikpumpe über das Aufrechterhalten des Drucks im angeschlossenen Hydrauliksystem überwacht. Dabei wird der Zustand von einigen Komponenten fortlaufend erfasst und in Aufzeichnungssystemen gespeichert, etwa in einem Flugdatenschreiber. Jedoch sind viele Komponenten nicht durch ein derartiges sicherheitstechnisches Überwachungssystem erfasst.The functionality has so far been checked in such a way that the output power is checked and compared with functional parameters. In many cases, this output power is compulsorily recorded by aviation regulations. In the aircraft, for example, the output power of a hydraulic pump is monitored by maintaining the pressure in the connected hydraulic system. The status of some components is continuously recorded and stored in recording systems, such as in a flight data recorder. However, many components are not covered by such a security monitoring system.

Sobald die Ausgangsleistung eines derart überwachten Systems einen definierten Referenzwert nicht mehr erreicht, etwa durch Messung einer Abweichung eines Systemwertes oder durch Systemausfall, wird vom Sicherheitssystem eine Fehlermeldung ausgelöst oder der Ausfall durch die Flugbesatzung beanstandet. In modernen Luftfahrzeugen können auch automatisierte Sicherheitssysteme installiert sein, die ein Trennen der Komponente vom Bordstromnetz bewirken, oder, in besonders sicherheitsrelevanten Fällen, auf redundante, parallele Komponenten umschalten.As soon as the output power of a system monitored in this way no longer reaches a defined reference value, for example by measuring a deviation in a system value or due to a system failure, the safety system triggers an error message or the flight crew complains about the failure. Automated safety systems can also be installed in modern aircraft, which cause the component to be disconnected from the on-board power supply or, in particularly safety-relevant cases, to switch to redundant, parallel components.

Die Überwachung der Ausgangleistung erkennt somit ein Absinken unter einen Referenzwert. Im Falle einer elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe entspricht das dem Absinken des Druckes. Dadurch lässt sich jedoch ein Verschleiß der Komponente an sich oder des angeschlossenen Systems nicht feststellen, solange diese den Druck, beziehungsweise allgemein die Ausgangsleistung, noch aufrechterhalten kann. Eine Fehlermeldung kann somit erst kurz vor einem Ausfall der Komponente generiert werden. Zudem sind meist nur Daten relevanter Primärsysteme durch luftfahrzeuginterne Aufzeichnungssysteme wie Flugdatenschreiber gesichert.The monitoring of the output power thus recognizes a drop below a reference value. In the case of an electrically driven hydraulic pump, this corresponds to the drop in pressure. However, wear of the component itself or of the connected system cannot be determined as long as it can still maintain the pressure, or generally the output power. An error message can therefore only be generated shortly before the component fails. In addition, usually only data from relevant primary systems is backed up by aircraft-internal recording systems such as flight data recorders.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überwachungsvorrichtung und ein Überwachungsverfahren bereitzustellen, das in der Lage ist, frühzeitig einen drohenden Ausfall von elektrisch angetriebenen Komponenten von Luftfahrzeugen zu erkennen.The object of the invention is to provide a monitoring device and a monitoring method which is able to detect an impending failure of electrically powered components of aircraft at an early stage.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Vorrichtung und einem Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Lösungen verwirklicht.The invention solves this problem with a device and a method according to the independent claims. Advantageous further developments and improvements of the solutions specified in the independent claims are realized by the measures listed in the dependent claims.

Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Diagnose von elektrisch angetriebenen Komponenten von Luftfahrzeugen bereitgestellt mit einer elektrischen Versorgung, die dazu eingerichtet ist, die Komponente über elektrische Zuleitungen mit elektrischen Steuersignalen und Betriebsspannung zu versorgen und einer Sensoreinheit, die dazu eingerichtet ist, die Ausgangsleistung der Komponente und/oder den Zustand eines nachgelagerten, an die Komponente angeschlossenen Systems, dessen Zustand durch die Komponente beeinflusst wird, zu sensieren. Weiter ist eine Verarbeitungseinheit vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, die sensierte Ausgangsleistung und/oder die Zustandsparameter zu erfassen und an nachgelagerte Analysesysteme weiterzuleiten. Erfindungsgemäß ist ein weiterer Sensor zum Sensieren der Eingangsleistung der Komponente vorgesehen und die Verarbeitungseinheit ist zusätzlich dazu eingerichtet, die sensierte Eingangsleistung zu erfassen.According to the basic idea of the invention, a device for diagnosing electrically driven components of aircraft is provided with an electrical supply, which is set up to supply the component with electrical control signals and operating voltage via electrical feed lines, and a sensor unit, which is set up to output power to sense the component and / or the state of a downstream system connected to the component, the state of which is influenced by the component. A processing unit is also provided, which is set up to record the sensed output power and / or the state parameters and to forward them to downstream analysis systems. According to the invention, a further sensor is provided for sensing the input power of the component and the processing unit is additionally set up to detect the sensed input power.

Als elektrisch angetriebene Komponente eines Luftfahrzeugs mit einem angeschlossenen, von der Komponente gesteuerten System sei beispielhaft eine elektrische Hydraulikpumpe genannt mit daran angeschlossenem Hydrauliksystem. Diese elektrische Komponente wandelt die elektrische Energie in hydraulische Energie um mit den messbaren Systemzuständen Druck und Fluss. Die Messung der Ausgangsleistung, bzw. der Systemzustände liefert einen Hinweis auf die Funktionsfähigkeit des Systems. Beispielsweise kann dadurch ein Druckabfall aufgrund einer Fehlfunktion dadurch festgestellt werden. Eine derartige Fehlfunktion kann in einer fehlerhaften Funktionsweise der Komponente begründet liegen. Durch die Überwachung der Ausgangsleistung, bzw. der Systemzustände des angeschlossenen Systems, lässt sich lediglich ein Systemausfall oder ein kurz bevorstehender Systemausfall feststellen. Durch den weiteren Sensor, der die Eingangsleistung über die Stromaufnahme der Komponente misst, ist der Zustand der Komponente selbst ermittelbar. Ein Verschleiß der Komponente im Betrieb fällt solange nicht auf, wie die Komponente dazu in der Lage ist, eine geforderte Ausgangsleistung zu liefern, beispielsweise den Druck in einem Hydrauliksystem aufrecht zu erhalten. Durch eine höhere Eingangsleistung, bzw. Stromaufnahme der Komponente ist somit ein Effizienzabfall der Komponente feststellbar noch bevor ein Systemausfall droht.As an electrically driven component of an aircraft with a connected system controlled by the component, an electric hydraulic pump with a connected hydraulic system may be mentioned by way of example. This electrical component converts the electrical energy into hydraulic energy with the measurable system states pressure and flow. The measurement of the output power or the system states provides an indication of the functionality of the system. For example, a pressure drop due to a malfunction can thereby be determined. Such a malfunction may be due to a malfunction of the component. By monitoring the output power or the system status of the connected system, only a system failure or an imminent system failure can be determined. By the further sensor, which the input power over the Current consumption of the component, the state of the component itself can be determined. Wear of the component during operation is not noticeable as long as the component is able to deliver the required output power, for example to maintain the pressure in a hydraulic system. Due to a higher input power or current consumption of the component, a drop in efficiency of the component can thus be determined even before a system failure threatens.

Vorzugsweise ist eine Analyseeinheit vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, die gemessene Eingangsleistung mit vorgegebenen Referenzwerten zu vergleichen und Zustandshinweise und/oder Wartungsanweisungen auszugeben.An analysis unit is preferably provided, which is set up to compare the measured input power with predefined reference values and to output status information and / or maintenance instructions.

Die gemessene Eingangsleistung, bzw. Stromaufnehme der elektrisch angetriebenen Komponente, wird mit Referenzwerten verglichen. In Abhängigkeit zu derartigen Schwellwerten können Informationen ausgegeben werden, wie die aktuelle Abweichung von kritischen Werten oder der Verlauf der Effizienz der Komponente. So ist es möglich, diese Informationen für zukünftige Wartungs- oder Reparaturanforderungen zu nutzen. Die abgeleiteten Informationen können auch intern gespeichert werden, um zu einem späteren Zeitpunkt ausgelesen werden zu können, etwa vom Wartungspersonal während einer routinemäßigen Wartung des Luftfahrzeugs. Moderne Flugzeuge verfügen aus sicherheitstechnischen Gründen in der Regel über bordinterne Aufzeichnungssysteme, daher ist es vorteilhaft, ein derartiges flugzeugeigenes Aufzeichnungssystem mit geeigneter Software als Analyseeinheit der erfindungsgemäßen Diagnosevorrichtung zu verwenden. Es kann im Rahmen der Erfindung aber auch ein eigenständiges separates Analysesystem vorgesehen sein.The measured input power, or current consumption of the electrically driven component, is compared with reference values. Depending on such threshold values, information can be output, such as the current deviation from critical values or the course of the efficiency of the component. This makes it possible to use this information for future maintenance or repair requests. The derived information can also be stored internally so that it can be read out at a later time, for example by the maintenance staff during routine maintenance of the aircraft. For safety reasons, modern aircraft generally have on-board recording systems, so it is advantageous to use such an on-board recording system with suitable software as an analysis unit of the diagnostic device according to the invention. However, an independent, separate analysis system can also be provided within the scope of the invention.

Vorzugsweise ist als Sensor zum Sensieren der Eingangsleistung der Komponente ein Stromwandler an den zu der Komponente hinführenden elektrischen Leitungen vorgesehen. Im Wesentlichen werden nur diejenigen Systeme und Komponenten eines Luftfahrzeugs von einem internen Aufzeichnungssystem überwacht, die aufgrund von luftrechtlichen Vorgaben zwingend in einem Flugdatenschreiber aufgezeichnet werden müssen. Wenn die Eingangsströme der Komponenten nicht durch flugzeugeigene Sensorik zur Verfügung stehen, können die Daten über Stromwandler gewonnen werden. Stromwandler sind gängige Geräte der Messtechnik und ermöglichen ein potentialfreies Messen eines Primärstromes. Sie basieren auf der Messung der induktiven Magnetfelder um einen elektrischen Leiter und wandeln einen zu messenden Primärstrom in ein proportionales elektrisches Messsignal um. Durch die Positionierung an den zuführenden elektrischen Leitungen einer elektrisch angetriebenen Komponente, lässt sich störungs- und kontaktfrei auch von denjenigen Komponenten ein Messsignal erhalten, die nicht mit flugzeuginterner Sensorik ausgestattet sind.A current transformer is preferably provided on the electrical lines leading to the component as a sensor for sensing the input power of the component. Essentially, only those systems and components of an aircraft are monitored by an internal recording system that must be recorded in a flight data recorder due to aviation law requirements. If the input currents of the components are not available through the aircraft's own sensors, the data can be obtained via current transformers. Current transformers are common devices in measurement technology and enable potential-free measurement of a primary current. They are based on the measurement of the inductive magnetic fields around an electrical conductor and convert a primary current to be measured into a proportional electrical measurement signal. By positioning it on the supplying electrical lines of an electrically driven component, a measurement signal can also be obtained without interference and contact-free from those components that are not equipped with aircraft-internal sensors.

Alternativ ist als Sensor zum Sensieren der Eingangsleistung der Komponente ein Messstecker vorgesehen, der in eine Steckverbindung zwischen der Komponente und den zu der Komponente hinführenden elektrischen Leitungen eingebracht ist. Falls die Abschirmung der zuführenden Leitungen so stark ist, dass sie kein messbares magnetisches Feld zulässt kann mit einem derartigen Messstecker dennoch die Stromaufnahme gemessen werden. Über geeignete Abgriffsmöglichkeiten können die Daten der Verarbeitungseinheit zugeführt werden. Da ein Messstecker einen Eingriff in das zu messende System darstellt, bedürfe ein geeigneter Messstecker der luftrechtlichen Zulassung. Nichtsdestotrotz ermöglicht diese Ausführungsform der Erfindung ein Messsignal der Stromaufnahme zu erhalten von Komponenten, die nicht mit flugzeuginterner Sensorik ausgestattet sind und auch keine messbaren Magnetfelder in den Zuleitungen aufweisen.Alternatively, a measuring plug is provided as a sensor for sensing the input power of the component, which is inserted into a plug connection between the component and the electrical lines leading to the component. If the shielding of the supply lines is so strong that it does not allow a measurable magnetic field, the current consumption can still be measured with such a measuring plug. The data can be fed to the processing unit via suitable tap options. Since a measuring plug represents an intervention in the system to be measured, a suitable measuring plug requires aviation law approval. Nevertheless, this embodiment of the invention enables a measurement signal of the current consumption to be obtained from components which are not equipped with aircraft-internal sensors and also have no measurable magnetic fields in the feed lines.

Vorzugsweise ist die Analyseeinheit durch ein bordinternes Überwachungssystem realisiert. Dadurch können durch minimale Anpassungen bereits bestehende Aufzeichnungssysteme des Luftfahrzeugs genutzt werden. Über geeignete Software lässt sich das Aufzeichnungssystem dazu einrichten die erhaltenen Messungen der Stromaufnahme der Komponenten mit Referenzwerten zu vergleichen und Handlungs- und/oder Wartungshinweise bereitzustellen.The analysis unit is preferably implemented by an on-board monitoring system. As a result, existing recording systems of the aircraft can be used with minimal adjustments. Using suitable software, the recording system can be set up to compare the measurements of the current consumption of the components received with reference values and to provide instructions for action and / or maintenance.

Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird auch ein Verfahren zur Diagnose von elektrisch angetriebenen Komponenten von Luftfahrzeugen bereitgestellt. Dabei sensiert in einem ersten Schritt ein Sensor die Eingangsleistung der elektrisch angetriebenen Komponente. In einem zweiten Schritt erfasst eine Verarbeitungseinheit die sensierte Eingangsleistung und zeichnet diese auf, etwa durch Speicherung in einer Speichereinheit. In einem weiteren Schritt vergleicht eine Analyseeinheit die aufgezeichnete Eingangsleistung mit vorgegebenen Referenzwerten und gibt Zustandshinweise und/oder Wartungshinweise aus. Eine Überwachung lediglich der Ausgangsleistung, bzw. des Funktionszustandes eines angeschlossenen Systems, das von der elektrisch angetriebenen Komponente gesteuert wird, ermöglicht nur ein Feststellen eines Systemausfalls, oder eines kurz bevorstehenden Systemausfalls. Viele Flugzeugkomponenten in modernen Verkehrsflugzeugen sind über elektronische Sicherungen überwacht. Damit werden die Systemzustände fortwährend überwacht und aufgezeichnet und bei Bedarf, wenn diese Systemzustände unter einen kritischen Wert fallen, kann die elektrische Verbindung zu den elektrisch angetriebenen Flugzeugkomponenten getrennt werden. Eine Aufzeichnung der Eingangsleistung, bzw. der Stromaufnahme einer derartigen Komponente gibt jedoch Aufschluss über den inneren Zustand einer Komponente. So lässt eine erhöhte Stromaufnahme bei gleichbleibender Ausgangsleistung erkennen, dass die Komponente aufgrund von Verschleiß an Effizienz verloren hat, oder dass im ihr angeschlossenen System größere Widerstände zu überwinden sind. Das erfasste Signal der Stromaufnahme der Komponenten wird durch die Verarbeitungseinheit aufgezeichnet und aufbereitet und kann anschließend durch die Analyseeinheit ausgewertet werden, indem die Messdaten beispielsweise mit Referenzwerten verglichen werden. Die Verarbeitungseinheit und die Analyseeinheit können dabei auch als einzelnes System ausgeführt sein, das in der Lage ist, die benötigten Rechenschritte auszuführen. Diese aufbereiteten Daten können später vom Bordpersonal oder Bodenpersonal aufgerufen werden. Vorteilhaft ist es dabei, dass Referenzwerte für unterschiedliche Funktionszustände der Komponenten vorliegen. Dadurch kann die Analyseeinheit Handlungs- und/oder Wartungshinweise ableiten.According to the basic idea of the invention, a method for diagnosing electrically driven components of aircraft is also provided. In a first step, a sensor senses the input power of the electrically driven component. In a second step, a processing unit records the sensed input power and records it, for example by storing it in a storage unit. In a further step, an analysis unit compares the recorded input power with specified reference values and outputs status information and / or maintenance information. Monitoring only the output power or the functional state of a connected system, which is controlled by the electrically driven component, only enables a system failure to be ascertained or a system failure to occur shortly. Many aircraft components in modern commercial aircraft are monitored by electronic security devices. The system states are thus continuously monitored and recorded and, if necessary, if these system states fall below a critical value, the electrical connection to the electrically powered aircraft components can be made be separated. However, a recording of the input power or the current consumption of such a component provides information about the internal state of a component. An increased current consumption with the same output power shows that the component has lost efficiency due to wear or that greater resistance has to be overcome in the system connected to it. The detected signal of the current consumption of the components is recorded and processed by the processing unit and can then be evaluated by the analysis unit, for example by comparing the measurement data with reference values. The processing unit and the analysis unit can also be designed as a single system that is able to carry out the required computing steps. This processed data can later be called up by on-board personnel or ground personnel. It is advantageous here that reference values are available for different functional states of the components. As a result, the analysis unit can derive instructions for action and / or maintenance.

Vorzugsweise wird die Eingangsleistung der elektrisch angetriebenen Komponente fortlaufend sensiert und aufgezeichnet und die Analyseeinheit ermittelt einen Verlauf der Eingangsleistungsaufnahme. Die Messungen werden in bestimmten zeitlichen Intervallen wiederholt, bzw. in bestimmten zeitlichen Intervallen von der Verarbeitungseinheit abgerufen. Aus dem Verlauf der Eingangsleistungsaufnahme ermittelt die Analyseeinheit Wartungsintervalle der elektrisch angetriebenen Komponente und/oder eines durch die Komponente gesteuerten angeschlossenen Systems. Das kann dadurch realisiert sein, dass die Messdaten beispielsweise mit gespeicherten Referenzwerten verglichen werden oder die fortlaufende Entwicklung der Effizienz bereitgestellt wird. So kann aus dem Verlauf der Effizienzabnahme bereits im Vorfeld ein angepasstes Wartungsintervall oder eine verbleibende Betriebsdauer abgeleitet werden. Durch derartige vorausblickende Diagnose und Wartung kann eine mögliche Reparatur an Boden- und Wartungszeiten des Luftfahrzeugs angepasst werden, wodurch die Gefahr außerplanmäßiger und teurer Ausfallzeiten des Luftfahrzeugs aufgrund von kleinen Bauteilen und Komponenten drastisch reduziert werden kann.The input power of the electrically driven component is preferably continuously sensed and recorded and the analysis unit determines a course of the input power consumption. The measurements are repeated at specific time intervals or called up by the processing unit at specific time intervals. From the course of the input power consumption, the analysis unit determines maintenance intervals of the electrically driven component and / or of a connected system controlled by the component. This can be achieved by comparing the measurement data with stored reference values, for example, or by providing the ongoing development of efficiency. An adjusted maintenance interval or a remaining operating time can be derived in advance from the course of the decrease in efficiency. With such forward-looking diagnosis and maintenance, a possible repair can be adapted to the floor and maintenance times of the aircraft, as a result of which the risk of unscheduled and expensive downtimes of the aircraft due to small parts and components can be drastically reduced.

Vorzugsweise wird ein bordinternes Überwachungssystem als Analyseeinheit genutzt. Für Luftfahrzeuge, die bereits mit einem bordinternen Überwachungssystem ausgestattet sind, lässt sich dieses in einfacher Weise als Analyseeinheit nutzen, indem geeignete Rechenprogramme, die dazu in der Lage sind die geforderten Analyseschritte auszuführen, implementiert werden. Die Installation zusätzlicher Geräte als Verarbeitungseinheit und Analyseeinheit mit eigener Stromversorgung durch das Bordnetz kann dadurch vermieden werden. Es entfällt dadurch ebenso die Implementierung dieser zusätzlichen Geräte in die Sicherheitsarchitektur des Luftfahrzeugs sowie etwaige luftrechtliche Zulassungsverfahren.An on-board monitoring system is preferably used as the analysis unit. For aircraft that are already equipped with an on-board monitoring system, this can easily be used as an analysis unit by implementing suitable computing programs that are able to carry out the required analysis steps. The installation of additional devices as a processing unit and analysis unit with its own power supply through the electrical system can be avoided. This also eliminates the need to implement these additional devices in the aircraft's security architecture and aviation approval procedures.

Vorzugsweise wird der Schritt der Messung der Eingangsleistungsaufnahme der elektrisch angetriebenen Komponente durch einen Stromwandler an den zu der Komponente hinführenden elektrischen Leitungen ausgeführt. Dadurch ist die Anwendbarkeit des Diagnoseverfahrens auf elektrisch angetriebene Komponenten erweitert, die nicht bereits Teil eines bordinternen Überwachungssystems sind. Die Eingangsströme können dadurch kontaktfrei an den elektrischen Zuleitungen abgenommen werden. Stromwandler sind gängige Geräte der Messtechnik und ermöglichen ein potentialfreies Messen eines Primärstromes. Dabei werden die induktiven Magnetfelder um einen elektrischen Leiter genutzt um einen zu messenden Primärstrom in ein proportionales elektrisches Messsignal umzuwandeln.The step of measuring the input power consumption of the electrically driven component is preferably carried out by a current transformer on the electrical lines leading to the component. This extends the applicability of the diagnostic procedure to electrically powered components that are not already part of an on-board monitoring system. As a result, the input currents can be tapped off the electrical supply lines without contact. Current transformers are common devices in measurement technology and enable potential-free measurement of a primary current. The inductive magnetic fields around an electrical conductor are used to convert a primary current to be measured into a proportional electrical measurement signal.

Alternativ wird der Schritt der Messung der Eingangsleistungsaufnahme der elektrisch angetriebenen Komponente durch einen Messstecker, der in eine Steckverbindung zwischen der Komponente und den zu der Komponente hinführenden elektrischen Leitungen eingebracht ist, realisiert. Dadurch ist die Anwendbarkeit des Diagnoseverfahrens auf elektrisch angetriebene Komponenten erweitert, bei denen die Schirmung der zuführenden elektrischen Leitungen kein messbares Magnetfeld zulässt. Die Daten werden über geeignete Abgriffsmöglichkeiten des Messsteckers abgegriffen und der Verarbeitungseinheit zugeführt. Dafür eignen sich übliche Datenlogger.Alternatively, the step of measuring the input power consumption of the electrically driven component is implemented by a measuring plug which is inserted into a plug connection between the component and the electrical lines leading to the component. This extends the applicability of the diagnostic procedure to electrically driven components in which the shielding of the supplying electrical lines does not allow a measurable magnetic field. The data are tapped via suitable tapping options of the measuring plug and fed to the processing unit. Common data loggers are suitable for this.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt

1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Diagnosevorrichtung;
2 eine schematische Darstellung der Datenmessung mittels eines Stromwandlers;
3 eine schematische Darstellung der Datenmessung mittels eines Messsteckers;

The invention is explained below on the basis of preferred embodiments with reference to the attached figures. It shows

1 a schematic representation of the diagnostic device according to the invention;
2nd a schematic representation of the data measurement by means of a current transformer;
3rd a schematic representation of the data measurement by means of a measuring plug;

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrisch angetriebenen Komponente 1 mit einem angeschlossenen, durch die Komponente 1 gesteuerten System 2. Beispielhaft sei die Funktionsweise anhand einer elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe mit einem angeschlossenen Hydrauliksystem aufgezeigt. Prinzipiell wird durch die Komponente 1 elektrische Energie in hydraulische Energie umgewandelt, die durch den Druck im Hydrauliksystem und den Fluss des Hydraulikfluids charakterisiert ist. Eine Verarbeitungseinheit 3 und eine Analyseeinheit 4 sind in dieser Ausführungsform durch ein Überwachungssystem 5 eines Flugzeugs gebildet. Der Zustand des Hydrauliksystems 2 wird mittels einer Sensoreinheit 6 durch Messung des Hydraulikdrucks überwacht. Die Zustände des Hydrauliksystems 2 stellen somit die Ausgangsleistung der elektrisch angetriebenen Komponente 1 dar. Bei einem kritischen Druckabfall kann das Überwachungssystem 5 Benachrichtigungen bereitstellen oder automatisierte Maßnahmen ergreifen, wie beispielsweise die Komponente 1 von Stromnetz zu trennen. Durch einen Sensor 7 wird erfindungsgemäß die Eingangsleistung der Komponente 1, die über die elektrische Zuleitung 8 bereitgestellt wird, gemessen. Die elektrische Stromaufnahme ist ein Indikator für Effizienzverluste der Komponente 1 an sich, bzw. für Verschlechterung des angeschlossenen Systems 2. So macht sich ein erhöhter Verschleiß in der Komponente 1 durch eine erhöhte Stromaufnahme bemerkbar. Selbst wenn in einem Hydrauliksystem 2 der Druck aufrechterhalten wird, kann die erhöhte Stromaufnahme der Komponente 1 ein Zeichen dafür sein, dass innerhalb des Systems 2 höhere Widerstände zu überwinden sind, beispielsweise durch eine Verstopfung von Hydraulikleitungen 9. Die Analyseeinheit 4 ist dazu eingerichtet, die gemessene Eingangsleistung L mit Referenzwerten 10 zu vergleichen. Wird ein kritischer Referenzwert 10 überschritten, so kann die Analyseeinheit 4 den Status ausgeben. Dies kann durch eine geeignete Anzeige realisiert sein, oder beim späteren Auslesen der Daten durch Wartungspersonal geschehen. Die Daten werden stetig in bestimmten Zeitintervallen durch die Verarbeitungseinheit 3 gemessen und ausgelesen und können gespeichert werden. Die Analyseeinheit 4 ist dazu eingerichtet, den zeitlichen Verlauf der Daten zu analysieren und den Effizienzverlust soweit zu extrapolieren, dass daraus Ausfallwahrscheinlichkeiten und geeignete Wartungszeitpunkte geschlussfolgert werden können. Dadurch wird eine ständige Diagnose ermöglicht und ein angepasster Wartungsbedarf kann weit vor dem Eintritt einer kritischen Ausfallsituation festgestellt werden.The 1 shows a schematic representation of an electrically driven component 1 with a connected, through the component 1 controlled system 2nd . The mode of operation is shown by way of example using an electrically driven hydraulic pump with a connected hydraulic system. In principle, the component 1 electrical energy is converted into hydraulic energy, which is characterized by the pressure in the hydraulic system and the flow of the hydraulic fluid. A processing unit 3rd and an analysis unit 4th are in this embodiment by a monitoring system 5 of an airplane. The state of the hydraulic system 2nd is by means of a sensor unit 6 monitored by measuring the hydraulic pressure. The states of the hydraulic system 2nd thus represent the output power of the electrically driven component 1 In the event of a critical pressure drop, the monitoring system can 5 Provide notifications or take automated actions, such as the component 1 disconnect from the mains. Through a sensor 7 according to the invention, the input power of the component 1 that have the electrical lead 8th is provided, measured. The electrical current consumption is an indicator of the efficiency loss of the component 1 in itself, or for deterioration of the connected system 2nd . This causes increased wear in the component 1 noticeable by an increased current consumption. Even if in a hydraulic system 2nd the pressure is maintained, the increased current draw of the component 1 be a sign of that within the system 2nd higher resistances have to be overcome, for example by clogging of hydraulic lines 9 . The analysis unit 4th is set up to measure the measured input power L with reference values 10th to compare. Becomes a critical reference value 10th exceeded, the analysis unit can 4th output the status. This can be implemented by means of a suitable display or by maintenance personnel when the data is subsequently read out. The data are continuously processed at certain time intervals by the processing unit 3rd measured and read out and can be saved. The analysis unit 4th is set up to analyze the chronological course of the data and to extrapolate the loss of efficiency to such an extent that failure probabilities and suitable maintenance times can be concluded. This enables constant diagnosis and an adjusted maintenance requirement can be determined long before a critical failure situation occurs.

Wie das Eingangssignal der elektrisch angetriebenen Komponente 1 ermittelt werden kann, wenn die Komponente 1 nicht in ein bordinternes Überwachungssystem 5 eines Flugzeugs integriert ist, wird durch die 2 und 3 dargestellt. Ein Stromwandler 11 ist in 2 an einer stromführenden Zuleitung 8 der elektrisch angetriebenen Komponente 1 angebracht. Dass Messsignal wird über Datenleitungen 12 zu der Verarbeitungseinheit 3 geleitet, wo die Daten gespeichert und zur Analyse aufbereitet werden. Ein Messstecker 13 ist in 3 zwischen der elektrisch angetriebenen Komponente 1 und der elektrischen Zuleitung 8 angebracht. Dabei ist der Messstecker 13 an eine geeignete Steckverbindung 14 der Komponente angepasst und weist eine Aufnahme 15 für die Zuleitung 8 auf. Der Messstecker 13 kann dabei fest als Endstück der Zuleitung 8 ausgeführt sein oder ebenfalls eine Steckverbindung mit einem angepassten Endstück der elektrischen Zuleitung 8 aufweisen.Like the input signal of the electrically driven component 1 can be determined if the component 1 not in an on-board surveillance system 5 an aircraft is integrated by the 2nd and 3rd shown. A current transformer 11 is in 2nd on a live supply line 8th the electrically driven component 1 appropriate. The measurement signal is via data lines 12 to the processing unit 3rd directed to where the data is stored and processed for analysis. A measuring plug 13 is in 3rd between the electrically driven component 1 and the electrical supply 8th appropriate. Here is the measuring plug 13 to a suitable plug connection 14 adapted to the component and has a recording 15 for the supply line 8th on. The measuring plug 13 can be fixed as the end piece of the supply line 8th be executed or also a plug connection with an adapted end piece of the electrical supply line 8th exhibit.

Claims

Device for diagnosing electrically driven components (1) with an electrical supply, which is set up to supply the component (1) with electrical control signals and operating voltage via electrical feed lines (8), a sensor unit (6) set up for this purpose is to sense the output power of the component (1) and / or the state of a downstream system (2) connected to the component, the state of which is influenced by the component (1), -a processing unit (3) which is set up for this purpose is to detect the sensed output power and / or the state parameters and to forward them to downstream analysis systems (4), characterized in that a sensor (7) is provided for sensing the input power of the component (1) and that the processing unit (3) is also provided is set up to detect the sensed input power.

Device after Claim 1 , characterized in that an analysis unit (4) is provided, which is set up to compare the measured input power with predetermined reference values (10) and to output status information and / or maintenance instructions.

Device after Claim 1 or 2nd , characterized in that a current transformer (11) is provided on the electrical lines (8) leading to the component (1) as a sensor (7) for sensing the input power of the component (1).

Device after Claim 1 or 2nd , characterized in that a measuring plug (13) is provided as a sensor (7) for sensing the input power of the component (1), which plugs into a plug connection (14) between the component (1) and the electrical ones leading to the component (1) Lines (8) is introduced.

Aircraft with a device according to one of the Claims 2 to 4th , characterized in that the analysis unit (4) is implemented by an on-board monitoring system (5).

Method for diagnosing electrically powered components (1) of aircraft, characterized by the steps that a sensor (7) senses the input power of the electrically powered component (1), a processing unit (3) detects and records the sensed input power, - an analysis unit (4) compares the recorded input power with predetermined reference values (10) and outputs status information and / or maintenance information.

Procedure according to Claim 6 , characterized in that the input power of the electrically driven component (1) is continuously sensed and recorded and that the analysis unit (4) determines a course of the input power consumption and from the course of the input power consumption maintenance intervals of the electrically driven component (1) and / or by the component (1) controlled connected system (2) determined.

Procedure according to Claim 6 or 7 , characterized in that an on-board monitoring system (5) is used as the analysis unit (4).

Procedure according to one of the Claims 6 to 8th , characterized in that the input power consumption of the electrically driven component (1) is sensed by a current transformer (11) on the electrical lines (8) leading to the component (1).

Procedure according to one of the Claims 6 to 8th , characterized in that the input power consumption of the electrically driven component (1) by a measuring plug (13) which is introduced into a plug connection (14) between the component (1) and the electrical lines (8) leading to the component (1) , is sensed.