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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines unbemannten Luftfahrzeugs (Drohne, UAV: Unmanned Aerial Vehicle (Engl.)).
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Drohnen werden in zunehmendem Maße für Sicherheits- und Verteidigungsanwendungen eingesetzt, unter anderem zur Observation. Außerdem werden sie für eine Reihe anderer Zwecke in der Geodäsie und zur Lagerstättenerkundung verwendet. Drohnen werden typischerweise durch einen Propeller oder eine Luftschraube vorwärtsgetrieben, der/die eine Antriebswelle aufweist, die mit einem Triebwerk der Drohne in Eingriff ist, wobei das Triebwerk, typisch teilweise, von einer Triebwerksteuereinheit gesteuert wird.
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Drohnen-Flugsteuerungssysteme beziehen eine Fernsteuerung des Betriebs des Fluggeräts ein, das verschiedene Konstruktionen aufweisen kann. Bekannt sind Starrflügeltypen, Helikoptertypen und Mischtypen. Die Fernsteuerung erfolgt typischerweise durch einen Computer (oder Autopiloten) oder eine Bedienungsperson („Fernbediener”), der/die mit einem – typischerweise elektronischen – Flug-Controller an Bord des Fluggeräts kommuniziert. Der Fernbediener kann sich am Boden befinden. Der Flug-Controller steuert dann den Betrieb des Drohnentriebwerks gemäß der folgenden Strategie.
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Typischerweise wird der Drohne durch den Fernbediener eine Soll-Flughöhe vorgegeben, und die Flugsteuerungsstrategie ist durch eine Korrektur der Abweichungen zwischen dieser Soll-Höhe und der tatsächlichen, gemessenen Höhe bestimmt. Die Ist-Höhe wird mittels eines Höhensensors gemessen, der sein Ausgangssignal für einen Vergleich mit der der Soll-Höhe an den Flug-Controller sendet. Wenn es zwischen der Ist- und Soll-Höhe eine Abweichung gibt, stellen derzeitige Flug-Controller mit Hilfe eines Servomotors die Drosselklappenstellung des Drohnentriebwerks im Verhältnis zur Höhenabweichung ein. Dies wiederum führt zu einer Änderung der Triebwerkdrehzahl, d. h. der Luftschraubendrehzahl, um die Höhenabweichung zu verringern. Solch eine Flugsteuerungsstrategie umgeht die Triebwerksteuereinheit, da der Flug-Controller die Drosselklappenstellung direkt nachstellt.
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Allerdings liefern auf einer Drosselklappenstellung basierende Flugsteuerungsstrategien eine gröbere, eher indirekte Steuerung der Höhe als für bestimmte Einsätze von Drohnen wünschenswert. Ferner erfordert solch eine Flugsteuerungsstrategie, dass der Flug-Controller Unterschiede bei Triebwerktyp und -leistung berücksichtigt, die mit der Umrechnung der Drosselklappenstellung in das Abtriebsdrehmoment des Triebwerks und die Luftschraubendrehzahl in Zusammenhang stehen. Solch eine Berücksichtigung von Unterschieden und die resultierende indirekte Steuerung des Triebwerkbetriebs führen Ungenauigkeiten, die eine Feinsteuerung verhindern, und eine komplexere Steuerungsmethodik zum Kompensieren solcher Ungenauigkeiten ein.
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US 7 778 744 offenbart ein modulares Luftfahrtelektroniksystem für eine Drohne mit einer Steuerbaugruppe, die Flugsteuerungs- sowie Höhen- und Seitenführungsalgorithmen abarbeitet, um Steuerbefehle zu erzeugen. Eine Datenübertragungsbaugruppe kommuniziert mit einer Fernsteuerungsstation und empfängt Steuerbefehle von der Fernsteuerungsstation. Eine Datenerfassungsbaugruppe kommuniziert mit der Steuerbaugruppe und der Datenübertragungsbaugruppe. Die Datenerfassungsbaugruppe ist so ausgeführt, dass sie Daten von einem oder mehreren an Bord befindlichen Sensoren empfängt und verarbeitet und als Reaktion auf Steuerbefehle eine Vielzahl von Servomotoren antreibt. In
US 7 778 744 wird der Drosselklappenstellmotor durch den Flug-Controller gesteuert, um eine Triebwerkdrehzahl zu erreichen. Es werden weder ein Festsetzen eines Triebwerkdrehzahlsolls noch Mechanismen zum Halten der Triebwerkdrehzahl erwähnt.
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US 2010 0 152 933 offenbart einen Annäherungsmelder, eine Drohne und ein Verfahren zum Ausgeben einer Lageänderung. Der Annäherungsmelder umfasst einen Geschwindigkeitssensor, einen Wegsensor und eine Integrationslogik. Der Wegsensor (Abstandssensor) überwacht den Abstand der Drohne vom Boden oder von anderen Objekten.
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US 2011 0 071 707 offenbart ein Luftfahrzeug, das so ausgeführt ist, dass es in einer Brennstoffzellen-Grundbetriebsart und einer Brennstoffzellen-Schubbetriebsart arbeitet. Ein Verfahren zum Steuern des Luftfahrzeugs schließt ein Vorsehen einer oberen Leistungsgrenze für die Brennstoffzellen-Grundbetriebsart ein. Wie durch die Erwähnung von Brennstoffzellen und einem Elektromotor offensichtlich ist, gibt es in diesem System an sich keine Kraftmaschine, und es wird keine Triebwerkdrehzahlreglung offenbart.
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Daher wäre es wünschenswert, ein anderes Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Drohne zu entwickeln, das eines oder mehrere der vorerwähnten Probleme löst.
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Mit diesem Ziel vor Augen schafft die vorliegende Erfindung – in einer Ausführungsform – ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines unbemannten Luftfahrzeugs mit einem Flugsteuerungssystem, das Folgendes umfasst:
einen Flug-Controller zum Umsetzen einer Flugsteuerungsstrategie; und
eine mit dem Flug-Controller gekoppelte Triebwerksteuereinheit zum Steuern des Triebwerkbetriebs;
wobei ein Triebwerkdrehzahlsoll für das Flugsteuerungssystem als Reaktion auf ein oder mehrere Signale festgelegt wird, die von dem Flug-Controller an die Triebwerksteuereinheit übermittelt werden, die den Triebwerkbetrieb mit dem Ziel des Erreichens des Triebwerkdrehzahlsolls steuert.
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In einer weiteren Ausführungsform schafft die vorliegende Erfindung ein System zum Betreiben eines unbemannten Luftfahrzeugs mit einem Flugsteuerungssystem, das Folgendes umfasst:
einen Flug-Controller zum Umsetzen einer Flugsteuerungsstrategie; und
eine mit dem Flug-Controller gekoppelte Triebwerksteuereinheit zum Steuern des Triebwerkbetriebs,
wobei das Flugsteuerungssystem Mittel zum Festlegen eines Triebwerkdrehzahlsolls als Reaktion auf ein oder mehrere Signale aufweist, die von dem Flug-Controller an die Triebwerksteuereinheit übermittelt werden, die Triebwerkdrehzahl-Steuerungsmittel zum Steuern des Triebwerks mit dem Ziel des Erreichens des Triebwerkdrehzahlsolls aufweist.
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Das Triebwerkdrehzahlsoll kann direkt festgelegt werden. Jedoch könnte das Triebwerkdrehzahlsoll auch durch das Flugsteuerungssystem festgelegt werden, wobei Signale Berücksichtigung finden, die anderen Betriebsparametern der Drohne entsprechen. Solche Parameter können insbesondere Soll-Höhe und Soll-Fluggeschwindigkeit der Drohne sein, sind aber nicht hierauf beschränkt. In solchen Fällen könnte der Flug-Controller oder der Fernbediener für einen Betriebsparameter, wie etwa die Höhe oder die Fluggeschwindigkeit, ein Soll festlegen und dieses an die Triebwerksteuereinheit weiterleiten. Die Triebwerksteuereinheit würde dann als Reaktion auf die geforderte Höhe oder/und Fluggeschwindigkeit (nach einer entsprechenden Verarbeitung mit Berechnung, Verwendung von Verweistabellen usw.) das Triebwerkdrehzahlsoll festlegen.
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Die Soll-Triebwerkdrehzahl kann für das Flugsteuerungssystem durch einen Fernbediener (wie etwa eine Bodenstation, einen Autopiloten), durch Berechnen von einem Computer oder durch Fordern von einer Bedienungsperson festgelegt werden, wobei dann entsprechende Signale, beispielsweise über eine Funkverbindung, an den Flug-Controller übermittelt werden. Alternativ kann die gewünschte Soll-Triebwerkdrehzahl durch den Flug-Controller selbst, eventuell auf autonome Weise, festgelegt oder berechnet werden. In solch einem Fall kann das Triebwerkdrehzahlsoll in Abhängigkeit von Signalen festgelegt werden, die Parametern wie etwa der Soll-Höhe und/oder der Soll-Triebwerkdrehzahl entsprechen. Die Soll-Triebwerkdrehzahl wird als eine an die Triebwerksteuereinheit gestellte Anforderung behandelt, wobei der Flug-Controller Sollvorgabesignale an die Triebwerksteuereinheit, mit der er beispielsweise durch ein Analognetz oder ein Controller Area Network (CAN) oder eine CAN-Bus-Kopplung gekoppelt ist, weiterleitet. Die Triebwerksteuereinheit würde dann durch Festlegen der Soll-Triebwerkdrehzahl reagieren.
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Das Triebwerkdrehzahlsoll wird üblicher- und praktischerweise mit dem Ziel festgelegt, die Höhe der Drohne zu steuern. Hierzu wird das Triebwerk- oder Luftschraubendrehzahlsoll unter Bezug auf oder im Verhältnis zu eine(r) Soll-Höhe der Drohne so berechnet, dass die Abweichung zwischen der Soll-Höhe und der gemessenen Höhe verringert wird. Demzufolge kann eine Höhenabweichung in die Berechnung einbezogen werden. Auch kann die Triebwerksteuereinheit vorteilhafterweise, statt eine Soll-Luftschraubendrehzahl zu verwenden, sinnvollerweise eine Soll-Fluggeschwindigkeit in die Berechnung der Soll-Luftschraubendrehzahl einbeziehen.
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Das Verfahren und das System, beide setzen eine Regelung der Triebwerkdrehzahl so um, dass die momentane oder Ist-Triebwerkdrehzahl gemessen und mit dem Triebwerkdrehzahlsoll verglichen wird. Wenn es eine Abweichung zwischen der Ist-Triebwerkdrehzahl und dem Triebwerkdrehzahl-Soll gibt, betreibt die Triebwerksteuereinheit das Triebwerk so, dass die Triebwerkdrehzahlabweichung verringert oder korrigiert wird. Die Triebwerksteuereinheit kann einen oder mehrere Triebwerkparameter steuern, der/die aus der Gruppe, bestehend aus Treibstoffzufuhrrate, Treibstoffzufuhrzeitpunkt, Einspritzzeitpunkt und Zündzeitpunkt, ausgewählt ist/sind, um die Triebwerkdrehzahlabweichung zu korrigieren. Vorteilhafterweise wird die Steuerung von Treibstoffzufuhrrate, Treibstoffzufuhrzeitpunkt, Einspritzzeitpunkt und Zündzeitpunkt mit dem Ziel der Verringerung der Triebwerkdrehzahlabweichung durchgeführt. Es werden Korrekturen von Basiswerten ausgewählter Parameter, die in Tabellen in der Triebwerksteuereinheit gespeichert sind, berechnet und verwendet, um eine Triebwerkdrehzahlregelung durchzuführen.
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Gegebenenfalls kann die Drosselklappenstellung gesteuert werden, um eine Triebwerkdrehzahlabweichung zu korrigieren. Wenn eine Steuerung der Drosselklappenstellung erforderlich ist, erfolgt diese durch die Triebwerksteuereinheit, indem sie einen Drosselklappenstellmotor steuert. Vorteilhaft ist eine Steuerung der Drosselklappenstellung mittels Pulsbreitenmodulation (PBM). Allerdings sollte die Steuerung der Drehzahl des Drosselklappenstellmotors in Kombination mit einer Steuerung der anderen oben erwähnten Parameter verwendet werden, insbesondere der Treibstoffzufuhrrate, des Treibstoffzufuhrzeitpunkts, des Einspritzzeitpunkts und des Zündzeitpunkts, um die gewünschte präzise Steuerung der Triebwerkdrehzahl und der Flughöhe der Drohne zu erzielen. Der in der Drohne bevorzugt zu verwendende Triebwerktyp, der eine besonders vorteilhafte Steuerung der Treibstoffzufuhrrate und des Treibstoffzufuhrzeitpunkts ermöglicht, ist nachstehend beschrieben. Ein solches Triebwerk kann durch eine Regelung der Treibstoffversorgung unabhängig von der Drosselklappenstellung (die unverändert bleibt) gesteuert werden. Dies ermöglicht eine gröbere Steuerungsstrategie. Jedoch ist auch eine feinere Steuerungsstrategie möglich, bei der die Drosselklappenstellung als Teil der Treibstoffversorgungs-Steuerungsstrategie eingestellt wird.
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Für die Triebwerkdrehzahlsteuerung wird sowohl im eingelaufenen Zustand als auch in Übergangszuständen und im gesamten Triebwerk-Betriebslastbereich, nicht nur in unbelasteten Zuständen wie etwa im Leerlauf, eine Verbesserung erzielt.
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Drohnen weisen typischerweise einen Propeller- oder Luftschraubenantrieb auf, und praktischerweise kann zur Schuberzeugung ein Druckpropeller eingesetzt werden. Allerdings gibt es Alternativen, darunter Zugpropelleranordnungen und Mantelstromtriebwerke, wie etwa Mantelpropeller oder Rotoren. Das Triebwerkdrehzahlsoll kann als Propeller- oder Luftschraubendrehzahl festgelegt werden. Einige Drohnentypen weisen Rotoren oder eine Vielzahl von Rotoren zur Schuberzeugung auf. Es versteht sich, dass die hier beschriebene Arbeitsweise gleichermaßen auf jene Drohnentypen Anwendung findet, bei denen die Rotordrehzahl das Triebwerkdrehzahlsoll wäre.
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Der Flug-Controller kann auf verschiedene Weise mit der Triebwerksteuereinheit gekoppelt sein. In einer Ausführungsform wird eine Kopplung unter Verwendung eines Controller Area Network („CAN”) oder einer CAN-Bus-Kopplung erzielt.
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Das Triebwerk ist vorteilhafterweise ein Einspritzer mit Fremdzündung vom Zwei- oder Viertakter-Typ. Es könnten Verbrennungsmotoren mit Selbstzündung verwendet werden, obwohl diese für eine gegebene Leistungsstärke gewöhnlich schwerer sind als Motoren mit Fremdzündung. Die Verwendung leichterer Motoren mit Fremdzündung ist vorteilhaft, auch jener, die mit schwereren Treibstoffen betrieben werden können, da sie Treibstoffeinsparungen zur Folge hat.
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Beispielsweise in einer Brennkammer eines Zylinders des Verbrennungsmotors (Direkteinspritz- oder DI-System), einem Ansaugkrümmer (MPI-Einspritzung) des Verbrennungsmotors oder in einem Ansaugschlitz (PI-Einspritzung) des Verbrennungsmotors können Einspritzdüsen vorgesehen sein. Es können Kombinationen davon, wie etwa PI/DI-Einspritzsysteme, verwendet werden. Einspritzsysteme weisen etliche Vorteile auf; dazu zählen ein geringerer Treibstoffverbrauch und weniger Emissionen. Besonders bevorzugt werden Dual-Fluid-Direkteinspritzsysteme, vor allem jene, die mit mageren Luft/Treibstoff-Verhältnissen (λ > 1) betrieben werden, um den Treibstoffverbrauch zu verringern.
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Dual-Fluid-Einspritzsysteme haben sich bei der Durchführung einer guten Steuerung des Motor- bzw. Triebwerkbetriebs bei Kraftfahrzeugen, Schiffen und Drohnen als effizient erwiesen. Das Zumessen des Treibstoffs, der Zeitpunkt der Drucklufteinspritzung oder des Abgabeereignisses und der Zeitpunkt der Zündung können als Reaktion auf die Triebwerkdrehzahl, die Last oder andere herrschende Triebwerk-Betriebsbedingungen fein eingestellt werden. Dadurch kann das Triebwerk mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben werden, und ein Betrieb mit Schwerölen kann erleichtert werden. Insbesondere DI-Systeme zeichnen sich durch eine stabile Verbrennung im Motor aus.
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Im vorliegenden Kontext, in dem das Triebwerk mit einem Dual-Fluid-Einspritzsystem versehen ist, steuert die Triebwerksteuereinheit das Treibstoff zumessende Einspritzventil, um eine Menge Treibstoff zuzumessen, die unter Bezug auf das Triebwerkdrehzahlsoll und möglicherweise unabhängig von der Drosselklappenstellung festgelegt wird (die Drosselklappenstellung wird nicht verändert, um die gewünschte Treibstoffversorgungssteuerung zu erzielen). Dieser Treibstoff wird dann durch Einspritzdüsen zum gesteuerten Einspritzzeitpunkt an das Triebwerk der Drohne abgegeben. Wie oben angegeben, sind Dual-Fluid-Einspritzsysteme auch für eine Verbrennung von Schwerölen, wie etwa Kerosintreibstoffen (JP-5, JP-8) geeignet, die bei verschiedenen militärischen Anwendungen bevorzugt werden.
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Eine Drehzahlsteuerung von Zweitaktern mit Direkteinspritzsystemen, die zu einer stabilen geschichteten Verbrennung fähig sind, kann mittels einer Regelung der Treibstoffversorgung erreicht werden. In diesem Fall werden, wenn ein Betrieb bei Teillast zwecks Verbesserung der Treibstoffwirtschaftlichkeit mit mageren Luft/Treibstoff-Verhältnissen (λ > 1) erfolgt, Veränderungen bei der Treibstoffversorgung eine Veränderung des Triebwerkdrehmoments (und insbesondere des Moments, das an der Antriebswelle der Luftschraube wirkt) und folglich eine Veränderung der Triebwerkdrehzahl zur Folge haben. Diese Form der Triebwerkdrehzahlsteuerung kann unabhängig von der Steuerung der Drosselklappenstellung erfolgen.
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Der Triebwerksteuereinheit kann ein Eingangssignal geliefert werden, das einen lastfreien Zustand (Leerlauf) oder eine minimale Triebwerkdrehzahl bestimmt, wobei die Eingabe auf vom Triebwerkdrehzahlsoll verschiedene Weise erfolgt, das beispielsweise mit dem Ziel festgesetzt wird, eine Soll-Höhe zu erreichen. Obwohl dies nach wie vor als Triebwerk- oder Luftschraubendrehzahlsoll betrachtet werden kann, erfüllt es unterschiedliche Aufgaben. Das den lastfreien Zustand angebende Eingangssignal könnte etwa bei einem Anfahren (Anlassen), als eine Anforderung an das Triebwerk, sofort auf die minimale Drehzahl (etwa eine Leerlaufdrehzahl) zu gehen, oder als ein Hinweis, dass kein Triebwerkdrehzahlsoll zum Erreichen einer Soll-Höhe festgelegt ist, verwendet werden. Zur Verwirklichung eines solchen Eingangssignals könnten zwei Verfahren angewendet werden. Erstens kann das Eingangssignal ein unabhängiges Eingangssignal sein, wie etwa von einem Leerlaufschalter. Zweitens kann das Eingangssignal aus der Drehzahlanforderungseingabe, die einen geringen oder keinen Lastbedarf angibt, typischerweise einer Leerlaufanforderung, gefolgert werden.
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Die Triebwerksteuereinheit kann gesteuerte Triebwerkstartsequenzen basierend auf einer Triebwerkdrehzahl-Rückmeldung und einem Triebwerkdrehzahlsoll ermöglichen. Wenn sich die gemessene Triebwerkdrehzahl von null auf einen positiven Wert ändert, der für Anlassgeschwindigkeiten (von einem Startermotor o. Ä.) repräsentativ ist, kann die Triebwerksteuereinheit eine gesteuerte Triebwerkstartsequenz ausführen und die Triebwerkdrehzahl ungeachtet des Triebwerkdrehzahlsolls auf die Leerlaufdrehzahl steuern. Dadurch werden Triebwerkdrehzahlen, d. h. Luftschraubendrehzahlen, die unmittelbar nach der Triebwerkstartsequenz eine Bewegung oder einen Flug zur Folge haben könnten, vermieden. Die Triebwerksteuereinheit ermöglicht einen Übergang vom Leerlaufzustand (lastfreien Zustand) erst, nachdem das Triebwerkdrehzahlsoll wieder auf den unbelasteten Zustand zurückgesetzt worden ist.
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Ein weiterer Spezialfall betrifft die Triebwerkmindestdrehzahl. Die Triebwerksteuereinheit sollte die Triebwerkdrehzahl so steuern, dass ein Abwürgen des Verbrennungsmotors vermieden wird. Falls das Triebwerkdrehzahlsoll einen vorher festgelegten Abstand von der Triebwerkmindestdrehzahl unterschreitet, wird die Regelung modifiziert. In diesem Fall steuert die Triebwerksteuereinheit die Triebwerkdrehzahl über der Triebwerkmindestdrehzahl.
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Durch das Verfahren und das System ist auch ein Störungsmanagement möglich, falls bestimmte Bauelementstörungen die Drohne, den Drosselklappenstellmotor und ihr Triebwerk ansonsten im betriebsfähigen Zustand lassen. Bei einer solchen Störung ermöglichen das Verfahren und das System mindestens zwei alternative Störungsmanagement-Strategien. Erstens und beispielsweise kann im Falle einer Störung am Drosselklappenwinkelgeber ein Triebwerksteuereinheit-Befehlssignal an den Drosselklappenstellmotor verwendet werden, um die Drosselklappenstellung zu folgern, und zwar als eine alternative oder stellvertretende Eingangsgröße für die erfasste Drosselklappenstellung. Das ist deswegen möglich, weil dann, wenn der Drosselklappenstellmotor normal läuft, das Triebwerksteuereinheit-Befehlssignal in engem Zusammenhang zur Drosselklappenstellung steht. Alternativ kann die Steuerung vom Flugsteuerungssystem an eine direkte Steuerung des Betriebs des Drosselklappenstellmotors durch den Flug-Controller oder einen Fernbediener zurückgegeben werden. Die letztere Option kann auf jeden Fall angewendet werden, bei dem eine Störung im Flugsteuerungssystem auftritt, aber das Triebwerk und die Drohne ansonsten im betriebsfähigen Zustand bleiben.
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Das Flugsteuerungssystem kann – als Alternative zur Steuerung des Drosselklappenstellmotors durch die Triebwerksteuereinheit – eine Strategie der gestuften Luftstromregelung umsetzen, wobei eine Regelung der Treibstoffversorgung verwendet wird, um eine feinere Steuerung des Luft/Treibstoff-Verhältnisses (λ) zu erreichen. In einer Ausführungsform könnte eine Magnetventilsteuerung – vorzugsweise einhergehend mit der Verwendung von Elektromagneten, entsprechend den einzelnen Luftdurchsatzbereichen – genutzt werden, um eine vorher festgelegte Anzahl grober, unabhängiger Luftdurchsatzbereiche zu schaffen. Beispielsweise könnten Kombinationen von 2 bis 3 Magnetventilen verwendet werden, um 3 grobe, unabhängige Luftdurchsatzbereiche zu schaffen, wobei eine Regelung der Treibstoffversorgung verwendet wird, um eine feinere Steuerung des Luft/Treibstoff-Verhältnisses zu erreichen.
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Auch im Falle einer Störung des Drosselklappenstellmotors ist solch eine gestufte Luftstromregelung eine Option. In solch einem Fall kann ein Luftdrosselklappen-Umgehungsventil, praktischerweise ein Magnetventil, im Flugsteuerungssystem vorgesehen sein. Dieses Luftdrosselklappen-Umgehungsventil ist im Ruhezustand geschlossen. Wenn jedoch der Drosselklappenstellmotor ausfällt, kann eine Störmeldung an die Triebwerksteuereinheit gesendet werden, die dann das Luftdrosselklappen-Umgehungsventil öffnet, um einen Luftstrom zu liefern, der für einen nur mit einer Regelung der Treibstoffversorgung erfolgenden „Notbetrieb” der Drohne ausreicht.
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Durch das Verfahren und das System, basierend auf einem Triebwerkdrehzahlsoll (das entweder direkt oder als Reaktion auf Parameter wie etwa Soll-Fluggeschwindigkeit und Soll-Höhe festgelegt wird) und nicht auf einem Drosselklappenstellungssoll, wird eine präzisere d. h. feiner aufgelöste, Steuerung der Triebwerkdrehzahl geschaffen, denn es ist nicht länger erforderlich, den Flug-Controller an verschiedene Triebwerktypen und -leistungen anzupassen. Eine direkte, und eben nicht indirekte, Steuerung der Triebwerkdrehzahl wird dadurch verwirklicht, dass die Steuerung auf einem Triebwerkdrehzahlsoll statt auf einem Drosselklappenstellungssoll basiert. Dadurch, dass der Triebwerksteuereinheit ermöglicht wird, ein Triebwerkdrehzahlsoll zu verwenden, das von der Flugsteuereinheit oder vom Bediener der Flugsteuereinheit direkt festgelegt wird, ergeben sich eine verbesserte Triebwerkdrehzahlsteuerung und eine höhere Leistungsfähigkeit der Drohne.
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Zugleich reagiert die Triebwerk- oder Luftschraubendrehzahl schneller auf eine Steueraktion der Triebwerksteuereinheit und sorgt für eine größere Sicherheit und Stabilität von Drohnen-Fernsteuerungen des Betriebs des Triebwerks oder der Luftschraube.
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Durch das Verfahren und das System wird ermöglicht, dass die Triebwerksteuereinheit, vorteilhafterweise entsprechend einem Volllastmoment-Modell, die Triebwerkdrehzahl (und weitere Parameter) steuert, wobei sie eine Reihe von Triebwerkbetriebsbedingungen berücksichtigt. Zu solchen Bedingungen können die Triebwerktemperatur und die Außenlufttemperatur gezählt werden.
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Ein umfassenderes Verständnis des Verfahrens und des Systems der Erfindung kann aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen davon gewonnen werden, die mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung vorgenommen wurde, worin:
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1 eine schematische Darstellung eines Drohnen-Flugsteuerungssystems des Standes der Technik ist;
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2 ein Ablaufplan ist, der die Schritte der Steuerungsstrategie für das in 1 gezeigte Drohnen-Flugsteuerungssystem des Standes der Technik zeigt;
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3 eine schematische Darstellung eines Drohnen-Flugsteuerungssystems zum Betreiben einer Drohne gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist; und
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4 ein Ablaufplan ist, der die Schritte der Steuerungsstrategie für das in 3 gezeigte Drohnen-Flugsteuerungssystems zeigt.
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Zunächst zu 1: Das Drohnen-Flugsteuerungssystem 10 umfasst einen Fernbediener (Bodenstation/Autopilot) 30, einen Flug-Controller 40 und eine Triebwerksteuereinheit 17. Der Fernbediener 30 kommuniziert mit dem Flug-Controller 40 über eine Funkverbindung 35. Über diese Funkverbindung werden Befehle für den Betrieb der Drohne gesendet. Die Triebwerksteuereinheit (ECU: Engine Control Unit (Engl.)) 17 steuert, teilweise, den Betrieb des Triebwerks 15 zum Antreiben der Luftschraube 14, vorzugsweise vom Druckpropellertyp. Das Triebwerk 15 ist ein Einspritzer, entweder mit Direkteinspritzung oder mit Einzeleinspritzung, der vom Einspritzventil 20 Gebrauch macht.
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Die ECU 17 legt die Einspritzzeitpunkte und Zündzeitpunkte im Anfahrbereich unter Verwendung von Signalen fest, die sie vom Winkelaufnehmer oder Kurbelwellensensor 13 erhält. Das Einspritzventil 20 gibt zu den von der ECU 17 festgelegten Abgabeereignis-Zeitpunkten Treibstoff ab, derart, dass eine Treibstoff/Luft-Beschickung eines Zylinders 22 des Verbrennungsmotors 15 erfolgt. Dieses Treibstoff/Luft-Gemisch wird zu einem ebenfalls von der ECU 17 festgelegten Zündzeitpunkt mittels der Zündkerze 16 gezündet.
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Der Flug-Controller 40 steuert den Betrieb des Triebwerks 15, soweit es die Stellung der Drosselklappe 19 betrifft, die durch den Drosselklappenwinkelgeber 12 erfasst wird, wobei er die Stellung der Drosselklappe 19 einstellt, indem er zwecks Flughöhensteuerung ggf. den Betrieb des Drosselklappenstellmotors 11 steuert. Die Flugsteuerungsstrategie ist nachstehend beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die ECU 17 zwar – als lastangebende Eingangsgrößen zur Steuerung des Einspritzsystems und der Zündereignisse – Signale vom Drosselklappenwinkelgeber 12 empfängt, jedoch nicht den Betrieb des Drosselklappenstellmotors 11 steuert. Nur der Flug-Controller 40 hat die Befehlsgewalt über den Betrieb des Drosselklappenstellmotors 11. Die ECU 17 wird, obwohl vom Flug-Controller 40 gesteuert, nur indirekt über die Stellung der Drosselklappe 19 gesteuert, die vom Flug-Controller 40 festgelegt wird. Abgesehen davon steuert die ECU 17 das Triebwerk 15 im Wesentlichen unabhängig vom Flug-Controller 40.
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Die Steuerungsstrategie für dieses Drohnen-Flugsteuerungssystem 10 wird mit Bezug auf 2 folgendermaßen beschrieben:
Im Schritt S10 legt der Fernbediener 30 eine Soll-Höhe der Drohne fest und sendet diese über die Funkverbindung 35 an den Flug-Controller 40.
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Im Schritt S11 misst ein Höhensensor (nicht gezeigt; er könnte sich am Boden befinden und dem Fernbediener 30 unterstellt sein) die Ist-Höhe der Drohne und liefert ein Spannungssignal, das für die Ist-Höhe repräsentativ ist, an den Flug-Controller 40.
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Im Schritt S12 vergleicht der Flug-Controller 40 eine Soll-Höhe mit der gemessenen Höhe und bestimmt, ob es eine Höhenabweichung gibt.
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Im Schritt S13 treibt der Flug-Controller 40 dann, wenn es eine Höhenabweichung zwischen der Soll-Höhe und der gemessenen Höhe gibt, den Drosselklappenstellmotor 11 an, der mit der Drosselklappe 19 verbunden ist, um die Drosselklappe 19 im Verhältnis zur Höhenabweichung einzustellen. Wenn die gemessene Höhe niedriger als die Soll-Höhe ist, wird die Drosselklappe 19 mittels des Drosselklappenstellmotors 11 verhältnisgleich geöffnet. Wenn die gemessene Höhe höher als die Soll-Höhe ist, wird die Drosselklappe 19 mittels des Drosselklappenstellmotors 11 verhältnisgleich geschlossen.
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Im Schritt S14 wird die momentane Triebwerk- oder Luftschraubendrehzahl von der ECU 17 unter Verwendung von Signalen berechnet, die auf herkömmliche Weise vom Kurbelwellensensor 13 geliefert werden. Im Schritt S15 wird die momentane Stellung der Drosselklappe 19 durch den Drosselklappenwinkelgeber 12 erfasst.
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Die Schritte S14 und S15 könnten demzufolge parallel, d. h. zeitgleich oder nahezu zeitgleich, ausgeführt werden, denn die momentane Luftschraubendrehzahl und die momentane Drosselklappenstellung werden unter Verwendung verschiedener Sensoren 12 und 13 erhalten.
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Im Schritt S16 werden Einspritzzeitpunkte für das Einspritzventil 20 und Zündzeitpunkte für die Zündkerze 16 aus Verweistabellen der ECU 17 erhalten, die einen Zusammenhang zwischen der momentanen Luftschraubendrehzahl bzw. der Drosselklappenstellung und diesen Zeitpunkten herstellen.
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Im Schritt S17 wird das Triebwerk 15 von der ECU 17 gemäß den Einspritz- und Zündzeitpunkten gesteuert, die aus den oben erwähnten Verweistabellen der ECU 17 erhalten werden.
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Diese Flugsteuerungsstrategie bietet im Allgemeinen eine akzeptable Kontrolle über den Drohnenflug. Allerdings ist die vom Flug-Controller 40 durchgeführte Steuerung der Luftschraubendrehzahl und Höhe indirekt, was längere Antwortzeiten und eine gröbere Höhenauflösung als wünschenswert zur Folge hat. Außerdem hinterlässt die Flugsteuerungsstrategie bei Bedienungspersonen der Drohne Unsicherheit hinsichtlich des Drohnenbetriebs. Gleichzeitig erfordert solch eine Flugsteuerungsstrategie, dass ein Flug-Controller 40 so programmiert wird, dass er Unterschiede bei Triebwerktyp und -leistung berücksichtigt, die mit der Umrechnung der Drosselklappenstellung in das Abtriebsdrehmoment des Triebwerks und die Luftschraubendrehzahl in Zusammenhang stehen. Solch eine Berücksichtigung von Unterschieden führt Ungenauigkeiten, die eine Feinsteuerung verhindern, und eine komplexere Steuerungsmethodik zum Kompensieren solcher Ungenauigkeiten ein.
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Das Verfahren und das System einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf 3 und 4 beschrieben.
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Das Drohnen-Flugsteuerungssystem 110, wie in 3 gezeigt, umfasst einen Fernbediener (Bodenstation/Autopilot) 200, einen Flug-Controller 300 und eine Triebwerksteuereinheit 117. Der Fernbediener 200 kommuniziert mit dem Flug-Controller 300 über eine Funkverbindung 250. Über diese Funkverbindung 250 werden Befehle für den Betrieb der Drohne gesendet. Der Flug-Controller 300 ist in diesem Fall mit der Triebwerksteuereinheit (ECU: Engine Control Unit (Engl.)) 117 gekoppelt, die den Betrieb des Triebwerks 115 gemäß einer Flugsteuerungsstrategie steuert, die für den Flug-Controller 300 festgelegt ist, um die Luftschraube 114, praktischerweise vom Druckpropellertyp, anzutreiben. Der Flug-Controller 300 ist mit der ECU 117 über ein Controller Area Network („CAN”) oder einen CAN-Bus oder eine Analogverbindung, das/der/die eine schnelle Übertragung von Operationsbefehlen und Informationen, in diesem Fall insbesondere der Triebwerkdrehzahl, in beiden Richtungen zwischen den zwei Controllern 300 und 117 ermöglicht, gekoppelt. Der Flug-Controller 300 spielt eine zentrale und unmittelbare Rolle bei der Umsetzung der Flugsteuerungsstrategie durch Steuerung des Betriebs des Triebwerks 115.
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Das Triebwerk 115 ist ein Einspritzer, entweder mit Direkteinspritzung oder mit Einzeleinspritzung, der vom Einspritzventil 120 Gebrauch macht. Das Einspritzventil 120 ist Teil eines Dual-Fluid-Einspritzsystems.
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Die ECU 117 legt die Zeitpunkte für Ereignisse wie Treibstoffzumessung sowie die Einspritzzeitpunkte und Zündzeitpunkte im Anfahrbereich unter Verwendung von Signalen fest, die sie vom Winkelaufnehmer oder Kurbelwellensensor 113 erhält. Das Einspritzventil 120 gibt zu den von der ECU 117 festgelegten Treibstoffabgabeereignis-Zeitpunkten Treibstoff ab, derart, dass eine Treibstoff/Luft-Beschickung eines Zylinders 122 des Verbrennungsmotors erfolgt. Dieses Treibstoff/Luft-Gemisch wird zu einem ebenfalls von der ECU 117 festgelegten Zündzeitpunkt mittels der Zündkerze 116 gezündet.
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Die Steuerungsstrategie für dieses Drohnen-Flugsteuerungssystem 10 wird mit Bezug auf 4 folgendermaßen beschrieben:
Im Schritt S1 legt der Fernbediener 200 eine Soll-Höhe der Drohne fest und sendet diese über die Funkverbindung 250 an den Flug-Controller 300.
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Im Schritt S2 misst ein Höhensensor (nicht gezeigt; er könnte sich am Boden befinden und dem Fernbediener 200 unterstellt sein) die Ist-Höhe der Drohne und liefert ein Spannungssignal, das für die Ist-Höhe repräsentativ ist, an den Flug-Controller 300.
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Im Schritt S3 vergleicht der Flug-Controller 300 eine Soll-Höhe mit der gemessenen Höhe und bestimmt, ob es eine Höhenabweichung gibt.
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Im Schritt S4 wird durch den Fernbediener 200 oder den Flug-Controller 300 das Triebwerkdrehzahl- oder Luftschraubendrehzahl-Soll festgelegt, indem es im Verhältnis zu Spannungssignalen berechnet wird, die Betriebsparametern der Drohne entsprechen, darunter Soll-Höhe, Ist-Höhe und Soll-Fluggeschwindigkeit der Drohne. Es versteht sich jedoch, dass das Triebwerkdrehzahl-Soll vom Fernbediener 200 oder vom Flug-Controller 300 direkt festgelegt werden könnte, ohne auf die Höhe und Fluggeschwindigkeit der Drohne Bezug zu nehmen.
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Im Schritt S5 wird das wie auch immer festgesetzte Luftschraubendrehzahlsoll vom Flug-Controller 300 an die ECU 117 gesendet. Der Flug-Controller 300 hat keine direkte Befehlsgewalt über den Drosselklappenstellmotor 111.
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Im Schritt S6 wird die momentane Luftschraubendrehzahl von der ECU 117 unter Verwendung von Signalen berechnet, die auf herkömmliche Weise vom Kurbelwellensensor 113 geliefert werden.
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Im Schritt S7 treibt der Flug-Controller 300 dann, wenn es eine Abweichung zwischen der Soll-Luftschraubendrehzahl und der momentanen Luftschraubendrehzahl gibt, den Drosselklappenstellmotor 111 an, der mit der Drosselklappe 119 verbunden ist, um die Drosselklappe 119 im Verhältnis zur Luftschrauben-Drehzahlabweichung einzustellen. Wenn die gemessene Luftschraubendrehzahl niedriger als die Soll-Luftschraubendrehzahl ist, wird als Reaktion auf ein Steuersignal, praktischerweise vom PBM-Typ, von der ECU 117 die Drosselklappe 119 mittels des Drosselklappenstellmotors 111 verhältnisgleich geöffnet. Wenn die gemessene Luftschraubendrehzahl höher als die Soll-Luftschraubendrehzahl ist, wird die Drosselklappe 119 mittels des Drosselklappenstellmotors 111 verhältnisgleich geschlossen. Alternativ könnte die ECU 117 basierend auf der Luftschrauben-Drehzahlabweichung eine Regelungskorrektur zur Drosselklappen-Grundstellung berechnen und die Stellung der Drosselklappe 119 entsprechend nachstellen.
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Im Schritt S8 wird mittels des Drosselklappenwinkelgebers 112 die momentane Position der Drosselklappe 119 gemessen, um als eine Eingangsgröße für die ECU 117 verwendet zu werden, wobei die Triebwerkdrehzahl-Regelungsstrategie verfolgt wird. Im Falle einer Störung am Drosselklappenwinkelgeber 112 kann eine von mindestens zwei alternativen „Notbetriebsstrategien” umgesetzt werden. Erstens kann ein Befehl oder PBM-Signal von der ECU 117 an den Drosselklappenstellmotor 111 verwendet werden, um die Drosselklappenstellung zu folgern, und kann als eine alternative oder stellvertretende Eingangsgröße für die erfasste Drosselklappenstellung verwendet werden. Dies ist deswegen möglich, weil dann, wenn der Drosselklappenstellmotor 111 normal läuft, das zuvor beschriebene PBM-Signal in engem Zusammenhang zur Drosselklappenstellung steht. Alternativ kann die Steuerung vom Flugsteuerungssystem 110 an eine direkte Steuerung des Betriebs des Drosselklappenstellmotors 111 durch den Flug-Controller 300 oder Fernbediener 200 zurückgegeben werden. Die letztere Option kann auf jeden Fall angewendet werden, bei dem eine Störung im Flugsteuerungssystem 110 auftritt, aber das Triebwerk und die Drohne ansonsten im betriebsfähigen Zustand bleiben.
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Im Schritt 59 schlägt die ECU 117 Ereigniszeitpunkte, darunter Öffnungszeitpunkte des Einspritzventils 120 und Zündzeitpunkte der Zündkerze 116 in Tabellen nach, die diese Ereigniszeitpunkte für einen Arbeitszyklus in Abhängigkeit von der momentanen Luftschraubendrehzahl und Stellung der Drosselklappe 119 liefern.
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Im Schritt S10 berechnet die ECU 117 Luftschraubendrehzahl-Regelungskorrekturen für die Öffnungszeitpunkte des Einspritzventils 120 und Zündzeitpunkte der Zündkerze 116. Auf ähnliche Weise könnte die Drosselklappenstellung berücksichtigt oder korrigiert werden. Sämtliche Korrekturen werden mit dem Ziel berechnet, die Luftschrauben-Drehzahlabweichung zu verringern.
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Im Schritt S11 wird das Triebwerk 115 von der ECU 117 unter Verwendung der Gesamtheit der im Schritt S10 berechneten Luftschraubendrehzahl-Regelungskorrekturen für die Öffnungszeitpunkte des Einspritzventils 120 und Zündzeitpunkte der Zündkerze 116 gesteuert.
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Die ECU 117 kann gesteuerte Triebwerkstartsequenzen basierend auf einer Triebwerkdrehzahl-Rückmeldung und einem Triebwerkdrehzahlsoll ermöglichen. Wenn sich die gemessene Triebwerkdrehzahl von null auf einen positiven Wert ändert, der für Anlassgeschwindigkeiten (von einem Startermotor o. Ä.) repräsentativ ist, kann die ECU 117 eine gesteuerte Triebwerkstartsequenz ausführen und die Triebwerkdrehzahl ungeachtet des Triebwerkdrehzahlsolls auf die Leerlaufdrehzahl steuern. Dadurch werden Triebwerkdrehzahlen, d. h. Luftschraubendrehzahlen, die unmittelbar nach der Triebwerkstartsequenz eine Bewegung oder einen Flug zur Folge haben könnten, vermieden. Die ECU 117 ermöglicht einen Übergang vom Leerlaufzustand (lastfreien Zustand) erst, nachdem das Triebwerkdrehzahlsoll wieder auf den unbelasteten Zustand zurückgesetzt worden ist.
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Ein weiterer Spezialfall betrifft die Triebwerkmindestdrehzahl. Die ECU 117 steuert die Triebwerkdrehzahl so, dass ein Abwürgen des Verbrennungsmotors vermieden wird. Falls das Triebwerkdrehzahlsoll einen vorher festgelegten Abstand von der Triebwerkmindestdrehzahl unterschreitet, wird die Regelung modifiziert. In diesem Fall steuert die ECU 117 die Triebwerkdrehzahl über der Triebwerkmindestdrehzahl.
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Wenn das Triebwerk 115 als ein Zweitakter mit einem Direkteinspritzsystem ausgeführt ist, der zu einer stabilen geschichteten Verbrennung fähig ist, kann eine Steuerung der Drehzahl der Luftschraube 114 mittels einer Regelung der Treibstoffversorgung erreicht werden. In diesem Fall werden, wenn ein Betrieb bei Teillasten zwecks Verbesserung der Treibstoffwirtschaftlichkeit mit mageren Luft/Treibstoff-Verhältnissen (λ > 1) erfolgt, Veränderungen bei der Treibstoffversorgung, nämlich durch eine veränderliche zugemessene Menge Treibstoff und durch das Einspritzventil 120 bei Treibstoff-Abgabeereignissen abgegebenen Treibstoff, eine Veränderung des Triebwerkdrehmoments (und insbesondere des Moments, das an der Antriebswelle der Luftschraube 114 wirkt), folglich eine Veränderung der Luftschraubendrehzahl zur Folge haben. Diese Form der Triebwerkdrehzahlsteuerung kann unabhängig von der Steuerung der Drosselklappenstellung stattfinden, wobei durch die ECU 117 die Triebwerkdrehzahl gesteuert wird, ohne die Drosselklappenstellung zu verändern. Das heißt, die Schritte S7 und S8 der obigen Steuerungsstrategie können entfallen, und der Schritt S9 kann so modifiziert werden, dass eine Berücksichtigung der Stellung der Drosselklappe 119 entfällt.
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Das Flugsteuerungssystem 110 weist eine gute Toleranz hinsichtlich des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (AFR) auf. Deshalb könnte – als Alternative zur Steuerung des Drosselklappenstellmotors 111 durch die ECU 117 (d. h. Drive-by-Wire-(DBW-)Steuerung des Luftstroms) eine Strategie der gestuften Luftstromregelung gewählt werden, wobei eine Regelung der Treibstoffversorgung verwendet wird, um eine feinere Steuerung des Luft/Treibstoff-Verhältnisses zu erreichen. In einer Ausführungsform könnte eine Magnetventilsteuerung – vorzugsweise einhergehend mit der Verwendung von Elektromagneten, entsprechend den einzelnen Luftdurchsatzbereichen – genutzt werden, um eine vorher festgelegte Anzahl grober, unabhängiger Luftdurchsatzbereiche zu schaffen. Beispielsweise könnten Kombinationen von 2 bis 3 Magnetventilen verwendet werden, um 3 grobe, unabhängige Luftdurchsatzbereiche zu schaffen, wobei eine Regelung der Treibstoffversorgung verwendet wird, um eine feinere Steuerung des Luft/Treibstoff-Verhältnisses zu erreichen.
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Solche eine von einer DBW verschiedene Luftstromregelung mittels Magnetventilen ist auch eine Option im Falle einer Störung des Drosselklappenstellmotors 111. In solch einem Fall kann ein Luftdrosselklappen-Umgehungsventil (ATB), d. h. ein Magnetventil, im Flugsteuerungssystem 110 vorgesehen sein. Dieses ATB-Magnetventil ist im Ruhezustand geschlossen. Jedoch wird, wenn der Drosselklappenstellmotor 111 ausfällt, eine Störmeldung an die ECU 117 gesendet. Die ECU 117 öffnet dann das ATB-Magnetventil, um einen Luftstrom zu liefern, der für einen nur mit einer Regelung der Treibstoffversorgung erfolgenden „Notbetrieb” der Drohne ausreicht.
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Eine Option für das oben beschriebene Flugsteuerungssystem 110 besteht darin, den Flug-Controller 300, die CAN-Verbindung und die ECU 117 so konfiguriert zu haben, dass bei Kommunikationen zwischen der Triebwerksteuereinheit 117 und anderen Modulen, insbesondere dem Flug-Controller 300, über die CAN-Verbindung Redundanz erlaubt ist. Dies bietet Sicherheit, falls eine Kommunikationsverbindung ausfällt, was wahrscheinlich einen Verlust der Drohne zur Folge hat. Zu diesem Zweck könnte die ECU 117 mit zwei oder mehr unabhängigen CAN-Schaltungen für die Eingabe und Ausgabe ausgestattet sein. Der Flug-Controller 300 könnte mit einer oder mehreren unabhängigen CAN-Schaltung(en) für die Eingabe und Ausgabe ausgestattet sein. Die ECU 117 kann zum Senden und Empfangen jeder Nachricht alle CAN-Schaltungen verwenden. Jede CAN-Schaltung weist eine eindeutige und identifizierbare Adresse auf, sodass die ECU 117 und der Flug-Controller 300 bei jeder Nachricht erkennen können, welche CAN-Schaltung die CAN-Verbindung sendet oder empfängt.
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Der Flug-Controller 300 wird horchen, ob es Nachrichten von beiden CAN-Ausgabeschaltungen der ECU 117 gibt. Wenn der Flug-Controller 300 nicht von beiden CAN-Schaltungen der ECU 117 die gleiche Nachricht empfängt, wird eine Fehlermeldung an die ECU 117 zurückgeschickt. Der Flug-Controller 300 kann imstande sein, durch Analysieren der empfangenen Nachrichten die fehlgeschlagene CAN-Eingabe zu erkennen. Wenn eine Fehlermeldung gesendet wird, wird das Flugsteuerungssystem 110 seinen Betrieb unter Verwendung der funktionierenden CAN-Schaltung der ECU 117 fortsetzen.
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Die ECU 117 wird mittels beider CAN-Schaltungen horchen, ob es Nachrichten vom Flug-Controller 300 gibt. Wenn eine eingehende Nachricht nicht von beiden CAN-Schaltungen empfangen wird, dann wird ein Fehler diagnostiziert, wobei angegeben wird, welche CAN-Schaltung die Nachricht nicht erhalten hat und demzufolge gestört ist. Wenn eine Fehlermeldung gesendet wird, wird das Flugsteuerungssystem 110 seinen Betrieb unter Verwendung der funktionierenden CAN-Schaltung der ECU 117 fortsetzen.
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Für den Fachmann können Modifikationen und Variationen des Verfahrens zum Betreiben eines unbemannten Luftfahrzeugs, wie in dieser Beschreibung dargestellt, offensichtlich sein. Solche Modifikationen und Variationen werden als innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung erachtet.
