DE19524992C1 - Regelung eines Wellentriebwerks mit einem Mikrosteuergerät - Google Patents
Regelung eines Wellentriebwerks mit einem MikrosteuergerätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Regelung eines Wellentriebwerks mit mindestens einem Mikro
steuergerät zur Steuerung einer Brennstoffzumessung mittels eines Zumeßventils mit Motor
antrieb und einer Kanalabschaltlogik mit Überwachung des Triebwerks auf Wellenbruch und
Überdrehzahl mittels Sensoren, wobei ein erstes und zweites Mikrosteuergerät (1, 2) mitein
ander gekoppelt und gegeneinander in Teilfunktionen verriegelt sind.
Derartige Regelungen sind für ein Steuergerät aus DE 41 13 959 bekannt, das zwei Rechner
aufweist, denen jeweils bestimmte Sensorsignale zugeführt werden. Auf der Basis dieser Sen
sorsignale werden in beiden Rechnern unter Zuhilfenahme von entsprechenden Berechnungs
bedingungen Steuersignale erzeugt, die an jeweiligen Steuerausgängen der Rechner zur Ver
fügung stehen und im fehlerfreien Betrieb zur Steuerung einer Einspritzmenge mittels einem
der Rechner verwendet werden. Bei Fehlerfunktionen des einen Rechners wird der andere
Rechner aktiviert.
Derartige bekannte Regelungen setzen dabei getrennte Mikrosteuergeräte für die Regelung der
Brennstoffzufuhr, die Überwachung der Triebwerks- oder Wellendrehzahl und die Überwa
chung des Wellenbruchs ein, sowie redundante Mikrosteuergeräte, die als Beistellsteuergeräte
die Anzahl der benötigten Steuergeräte verdoppeln oder verdreifachen, um die Wahrschein
lichkeit einer Fehlfunktion eines Steuergerätes, die bei ca. 10-6 liegt, weiter zu verringern.
Wenn auch derartige Mikrosteuergeräte in Volumen und Gewicht bereits minimiert sind, so
bedeutet ihre Vielzahl in einem Fluggerät einen erheblichen Platz- und Gewichtsbedarf.
Es ist auch nicht unbedingt erwiesen, daß mit der Vielzahl beigestellter Mikrosteuergeräte die
Zuverlässigkeit steigt, vielmehr zeigen Erfahrungen, daß unbenutzte nicht aktive Beistellgeräte
oft im entscheidenden Augenblick ihren Dienst versagen. Eine
Lösung ist hier der regelmäßige, abwechselnde Gebrauch der Beistellgeräte und der
Hauptgeräte. Dieses hat den Nachteil, daß die Beistellgeräte zumindest zeitweise
inaktiv sind und nach wie vor einen zusätzlichen Raumbedarf und ein zusätzliches
Gewicht darstellen.
Ein weiterer Nachteil ist, daß vielfach die Mikrosteuergeräte mit Überwachungs
funktion lediglich die Aufgabe und Fähigkeit besitzen ein Triebwerk auszuschalten,
wenn einzelne Sensoren ein Überschreiten von Grenzwerten melden. Das kann zu
vorschnellen und bei Fehlinterpretationen der Signale eines Sensors zu katastro
phalen Folgen führen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Regelung anzugeben, die mit einer minimalen
Anzahl von Mikrosteuergeräten auskommt, die Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion
vermindert, raum- und gewichtssparend einsetzbar ist, keine inaktiven Phasen von
Mikrosteuergeräten zuläßt und eine optimale Regelung von Wellentriebwerken
gewährleistet.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei sind zwei
völlig gleichwertige Mikrosteuergeräte mit völlig gleichwertigen Funktionen ausge
stattet, die aber nicht gleichzeitig zum Einsatz kommen. Vielmehr regelt ein erstes
Mikrosteuergerät den Brennstoffverbrauch, während ein zweites Mikrosteuergerät die
Überwachungsfunktionen übernimmt. Beide Geräte sind folglich ständig aktiviert,
nämlich das eine als selektiertes Steuergerät für die Brennstoffeinstellung und das
andere als Beistellgerät für sämtliche Überwachungsfunktionen. Bei Totalausfall eines
der Geräte kann das andere Gerät dessen Funktionen mitübernehmen. Auch ein
Umschalten und damit ein Wechsel der Funktionen ist vorteilhafterweise vorgesehen.
Mit diesem Konzept wird die Fehlerwahrscheinlichkeit auf ca. 10-9 herabgesenkt.
Dazu sind ein erstes und ein zweites Mikrosteuergerät miteinander gekoppelt und
gegeneinander in Teilfunktionen verriegelt. Das erste Mikrosteuergerät als selektiertes
Steuergerät steuert einen Schrittmotor an, der das Zumeßventil treibt. Das zweite
Mikrosteuergerät überwacht als Beistellsteuergerät die zulässigen Eckdaten des
Triebwerks und ist mit Stellausgängen ausgestattet, die über eine erste Schaltlogik die
Schrittmotorposition einfriert oder eine Schnellabschaltung über einen Transistor
treiber mit einer nachgeschalteten zweiten Schaltlogik auslöst oder eine verzögerte
Abschaltung bei Überdrehzahl über die zweite Schaltlogik ermöglicht. Das selektierte
und das Beistellsteuergerät sind über die erste und zweite Schaltlogik und eine
zusätzliche unmittelbare Datenleitung derart miteinander gekoppelt, daß entsprechend
der Stellung der ersten und zweiten Schaltlogik die Funktionen wechselseitig umge
schaltet werden können.
Dieses Regelungskonzept vergrößert nicht nur die Zuverlässigkeit der Steuerung und
Überwachung, sondern ist darüberhinaus kostengünstig und vermindert das Gewicht
und den Raumbedarf in einem Fluggerät.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Schnellabschaltung
von dem Beistellsteuergerät ausgelöst und von dem selektierten Steuergerät ausge
führt. Diese Arbeitsteilung hat den Vorteil, daß die Überwachung vor einer Schnell
abschaltung im Beistellsteuergerät in kürzeren Intervallen oder Zyklen erfolgen kann,
als der Standard Test zum Wellenbruch, der im selektierten Mikrosteuergerät, das
als Hauptaufgabe die Brennstoffregelung erfüllt und in längeren Intervallen oder
Zyklen den Wellenbruchtest fährt. Wenn jedoch ein derartiger Wellenbruch vom
schnelleren Beistellsteuergerät angezeigt wird, dann wird über die Datensignalleitung
der Standardzyklus im selektierten Mikrosteuergerät unterbrochen und unmittelbar
folgend der Wellenbruchtest durchgeführt und bei Bestätigung die Schnellabschaltung
der Brennstoffzufuhr von dem selektierten Mikrosteuergerät veranlaßt.
In einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung können beide Mikrosteuer
geräte alle Funktionen als Einzelgeräte bei Totalausfall eines Steuergerätes ausüben,
jedoch ist die Überwachungsfunktion für den Wellenbruch in diesem Fall um den
Faktor 3 bis 10 verlangsamt nur noch von einem Gerät durchführbar. Das hat den
Vorteil, daß bei verminderter Zuverlässigkeit (Fehlfunktionswahrscheinlichkeit ca.
10-6 mit einem einzigen Mikrosteuergerät das Triebwerk noch vollständig arbeiten
kann und alle Überwachungs- und Steuerungsfunktionen erfüllt werden. Wird der
Nachteil der verminderten Zuverlässigkeit dauernd in Kauf genommen, so läßt sich
zusätzlich eine weitere vorteilhafte Kosten-, Raumbedarfs- und Gewichtssenkung
realisieren, wenn auf das zweite Mikrosteuergerät ganz verzichtet wird.
In einer bevorzugten Durchführung der Regelung wird mit einem Hauptzyklus bei
einer Taktzeit von 20 bis 100 Millisekunden und mit 4 Unterzyklen bei einer
Regelzeit tR von 5 bis 25 Millisekunden gearbeitet. Dabei können im Hauptzyklus
sämtliche Langzeitfunktionen abgearbeitet werden und in den Unterzyklen die kurz
zeitigen Zyklen untergebracht werden. Dieses Regelungskonzept vermindert vor
teilhaft die Totzeiten und liefert größere Stabilitätsreserven für die Steuergeräte.
Zu den kurzzeitigen Zyklen gehört vorzugsweise die Wellenbruchüberwachung, die
mit Zykluszeiten von tR/4 bis tR/10 arbeitet. Derartig kurze Zykluszeiten können
jedoch in kurzer Abfolge nur mittels der erfindungsgemäßen Lösung erreicht werden,
wenn nämlich die Steuer- und Überwachungsfunktionen zunächst von zwei getrennt
arbeitenden Mikrosteuergeräten ausgeführt werden.
Zur Überwachung von Drehzahlüberschwingern werden vorzugsweise Zykluszeiten
von tR/2 bis 2tR vorgesehen. Da dieser Fehler keine derart kurzfristige Reaktion
erfordert, wie ein Wellenbruch. Bevor überhaupt Reaktionen ausgelöst werden, das
heißt über die Datensignalleitung das selektierte Mikrosteuergerät unterbrochen wird,
um dann die Brennstoffzufuhr abzusperren, wird sicherheitshalber mit 3 bis 5 facher
Bestätigung gearbeitet.
Die unterschiedliche Einflußnahme auf das Triebwerk durch Zusammenwirken der
Mikrosteuergeräte und der nachgeschalteten Schaltlogik gliedert sich in zwei wesentli
che Fälle. In dem einen Fall wird der aktuelle Zustand der Brennstoffzufuhr eingefro
ren, das heißt sie wird weder erhöht noch vermindert, im anderen Fall wird die
Brennstoffzufuhr abrupt abgesperrt. In beiden Fällen wird jedoch dem Bedienungs
personal die Möglichkeit eingeräumt, die Brennstoffzufuhr manuell zu handhaben.
Das Einfrieren ist immer dann gegeben, wenn statistische Fehler in der Sensorik, der
Mikroelektronik oder bei vorübergehender Umschaltung von einem Mikrosteuergerät
zum anderen auftreten. Ein vollständiges Absperren der Brennstoffzufuhr ist bei
plötzlichem Wellenbruch oder bei anhaltender Überdrehzahl erforderlich.
In einer anderen bevorzugten Durchführung der Erfindung wird
der Schrittmotor über vier Phasenzuleitungen mit vier Phasen betrieben, die über
einen Treiber und eine vierpolige Umschaltung selektiv vom ersten oder zweiten
Mikrosteuergerät beim Anliegen eines Selektionssignals an ihren Ausgängen gesteuert
werden. Diese im Prinzip bekannte Durchführung hat in Verbindung mit der Erfin
dung den Vorteil, daß sich für ein Einfrieren eine einfache, preiswerte und leicht
installierbare Lösung finden läßt. Dabei erfolgt vorzugsweise ein Einfrieren der
Stellung des Schrittmotors und damit der Stellung des Zumeßventils durch Anlegen
einer Stoppspannung von 12 bis 48 V an eine der Phasenzuleitungen des Schritt
motors über Relaiskontakte in der ersten Schaltlogik.
Mit dieser Schaltlogik, die vor dem Umschalter für den Wechsel der Funktionen der
beiden Mikrosteuergeräte liegen muß, damit sowohl das eine als auch das andere bei
Funktionswechsel die gleiche Einflußnahme auf das Triebwerk ausüben kann, ist ein
Einwirken auf das Triebwerk bei Fehlfunktionen der Mikrosteuergeräte selbst nicht in
jedem Fall gegeben. Deshalb bewirkt vorzugsweise ein Fehlersignal an einem der
Ausgänge der Mikrosteuergeräte ein Einfrieren der Stellung des Schrittmotors und
damit der Stellung des Zumeßventils durch Anlegen einer Stoppspannung von 12 bis
48 V an eine der Phasenzuleitungen des Schrittmotors über Relaiskontakte einer
dritten Schaltlogik, wobei diese dritte Schaltlogik nach der Umschalteinrichtung
angeordnet ist.
Im Falle einer Schnellabschaltung bei Wellenbruch wird vorzugsweise das nicht
selektierte zweite Mikrosteuergerät (2) als Beistellsteuergerät über eine Signalleitung
das selektierte erste Mikrosteuergerät in dessen Hauptzyklus unterbrechen und es
veranlassen, auf Wellenbruchtestmodus umzuschalten. Nach unabhängiger Prüfung
durch das erste Mikrosteuergerät und Bestätigung des Wellenbruchs wird ein Aus
gangssignal am ersten Mikrosteuergerät erzeugt und über die zweite Schaltlogik (22)
das Triebwerk durch Absperrung des Brennstoffzumeßventils abschaltet.
Mit diesen Lösungen zur Regelung von Wellenleistungstriebwerken ist einerseits
gewährleistet, daß keine inaktive Redundanz im Fluggerät mitgeschleppt wird und
andererseits die Sicherheit und Zuverlässigkeit gegenüber einkanaliger Steuerung
wesentlich erhöht wird.
Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform anhand von Zeichnungen
erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Teilschaltbild für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
mit einer Steuerung zum Umschalten der Triebwerksregelung und zum Ein
frieren der Brennstoffzufuhr.
Fig. 2 zeigt ein Teilschaltbild für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
mit einer Steuerung zum Absperren der Brennstoffzufuhr bei Wellenbruch,
Überdrehzahl oder anderen gravierenden Triebwerksdefekten.
Fig. 1 zeigt ein Teilschaltbild für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
mit einer Steuerung zum Umschalten der Triebwerksregelung und zum Einfrieren der
Brennstoffzufuhr eines Wellentriebwerks mit mindestens einem Mikrosteuergerät 1
zur Steuerung einer Brennstoffzumessung mittels eines Zumeßventils 10 mit Motor
antrieb 8 und mehrerer Signal-Auswahl-Logiken 5, 6, 7 sowie 22 in Fig. 2, wie einer
Kanalumschaltlogik 6, zweier Einfrierlogiken 5, 7 und einer Kanalabschaltlogik 22 in
Fig. 2 mit Überwachung des Triebwerks auf Wellenbruch und Überdrehzahl mittels
Sensoren.
Dieses Ausführungsbeispiel basiert auf dem Einsatz von zwei Mikrosteuergeräten 1
und 2, bei denen die Schnittstellen für einen Schrittmotor 8 zur Brennstoffzufuhrrege
lung und für die Schnellabschaltung eines Absperrventils, wie beispielsweise eines
Schnellschlußventils 23, das in Fig. 2 gezeigt wird, für die Brennstoffzufuhr bereits
eingebaut sind.
Die Ausgänge der Mikrosteuergeräte 1 und 2, AFz1 bzw. AFz2 für ein Einfrieren der
Brennstoffzufuhr, AF1 bzw. AF2 für ein Einfrieren der Brennstoffzufuhr bei erkannten
Fehlfunktionen der Sensorik bzw. der Mikrosteuergeräte im Falle eines beidkanaligen
Fehlers, AS1 bzw. AS2 für die Selektion eines der Mikrosteuergeräte als Regler für die
Brennstoffzufuhr, sowie ASOC1 bzw. ASOC2 in Fig. 2 für eine Schnellabschaltung der
Brennstoffzufuhr bei Wellenbruch oder Überdrehzahl, werden über Lei
stungsendstufen TFz1 bzw. TFz2, TF1 bzw. TF2, TS1 bzw. TS2, sowie TSOC1 bzw. TSOC2 in
Fig. 2 in die Signal-Auswahl-Logiken 5, 6, 7 sowie 22 in Fig. 2 geführt. Entspre
chend werden ein erstes und ein zweites Mikrosteuergerät 1, 2 miteinander gekoppelt
und gegeneinander in Teilfunktionen verriegelt.
Das erste Mikrosteuergerät 1 steuert beispielsweise als selektiertes Steuergerät einen
Schrittmotor 8 an, der das Zumeßventil 10 treibt. Die Selektion des Mikrosteuergerä
tes 1 erfolgt über den Umschaltblock mit der Auswahl-Logik 6 durch das Relais S1,
das einem Ausgang AS1 des Mikrosteuergerätes 1 zugeordnet ist oder durch das
Relais S2, das einem Ausgang AS2 des Mikrosteuergerätes 2 zugeordnet ist. Die
Relais S1 und S2 sind gegeneinander verriegelt und derart gekoppelt, daß folgende
Logik für die Kanäle K1 und K2 sicher erfüllt ist:
Der Fall 3 wird nur aktiviert, wenn beide Mikrosteuersysteme einen Totalausfall
haben. In diesem Fall sind beide Ausgänge AF1 bzw. AF2 auf Fehlerpotential gesetzt
und die Relais F1 und F2 abgefallen, so daß die zugehörigen Kontakte F₁ bzw. F₂
eine der Ansteuerungsphasen des Schrittmotors 8 auf ein festes Potential VF legen
und damit die Stellung des Schrittmotors 8, die Stellung der Zumeßventils 10 und die
Menge der Brennstoffzufuhr einfrieren, das heißt die Brennstoffzufuhr wird weder
erhöht noch vermindert.
Die Kanäle K1 und K2 weisen zur Ansteuerung der Schrittmotors 8 beispielsweise
vier Phasen Ph1, Ph2, Ph3, Ph4 auf den Zuleitungen zum Schrittmotor auf, wobei eine
der Phasen durch eine erste Auswahl- oder Relais-Logik 5 für das Einfrieren einer
aktuellen Brennstoffzufuhr führt. Diese Logik 5 erfüllt die Aufgabe, daß der nicht
selektierte Kanal im Falle eines durch den selektierten Kanal nichterkannten Fehlers
eine kritische Fehlfunktion für das Wellenleistungstriebwerk verhindern kann. Das
Einfrieren wird bewirkt, indem eine der vier Phasen auf das bereits erwähnte feste
Potential VF gelegt wird, das in diesem Beispiel zwischen 12 und 48 V liegt, wobei
hier 28 V gewählt wurden.
Damit kann folglich das zweite Mikrosteuergerät 2, das hier als Beistellsteuergerät
geschaltet ist, die zulässigen Eckdaten des Triebwerks überwachen und ist dazu mit
den Stellausgängen AS2, AF2, AFz und ASOC2 in Fig. 2 ausgestattet.
In das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wurde zur Vervollständigung eine
manuelle Notsteuerung 9 integriert, die für derartige Geräte bereits bekannt ist und
dem Bedienungspersonal ermöglicht, auf manuellen Betrieb umzuschalten. Dies ist
gleichzeitig ein Beispiel, wie vorteilhaft sich die erfindungsgemäße Regelung in
vorhandene Anlagen- und Regelkonzepte integrieren läßt.
Fig. 2 zeigt ein Teilschaltbild für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
mit einer Steuerung zum Absperren der Brennstoffzufuhr bei Wellenbruch, Über
drehzahl oder anderen gravierenden Triebwerksdefekten. Dazu wird ein Schnell
schlußventil 23 für den Brennstoff betätigt. Die Ansteuerung für das Schnellschluß
ventil 23 ist so aufgebaut, daß das für die Schrittmotoransteuerung nicht selektierte
Mikrosteuergerät im kurzen Takt von ca. 0,5 bis ca. 6 ms, in diesem Beispiel 2 ms,
die von den Sensoren gemessenen Drehzahlen auf Wellenbruch und Überdrehzahl
prüft. Wird eine derartige Fehlfunktion des Triebwerks erkannt, setzt dieses zweite
Mikrosteuergerät seinen Ausgang ASOC2 und veranlaßt über die Datensignalleitung I₂₁
eine Unterbrechung der Abarbeitung des Regelvorgangs zur Steuerung der Brenn
stoffzufuhr bei dem ersten Mikrosteuergerät. Dieses führt nun seinerseits etwas
verzögert (ca. 0,5 ms) auch diese Überprüfung auf beispielsweise Wellenbruch durch
und steuert entsprechend seinen eigenen Ausgang ASOC1 an. Wenn beide Mikrosteuer
geräte 1 und 2 ihre Ausgänge ASOC1 und ASOC2 gesetzt haben, wird die Notabschaltung
über die Relais-Logik 22 aktiviert. Eine irrtümliche Triebwerksnotabschaltung auf
grund einer elektrischen Störung wird dadurch äußerst unwahrscheinlich.
Wenn eines der beiden Mikrosteuergeräte 1 oder 2 ausgefallen ist, wird der Kontakt
des zugehörigen Relais F1 bzw. F2 geschlossen und die gesamte Authorität über das
Schnellschlußventil 23 wird dem fehlerfreien Mikrosteuergerät 2 bzw. 1 übertragen.
Im Falle, daß beide Mikrosteuergeräte 1 und 2 ausgefallen sind, fallen beide F-Relais
ab und das Notabschaltrelais SOC kann nicht mehr angesteuert werden. Die Wahr
scheinlichkeit für das Zusammentreffen eines Gerätedoppelfehlers und eines Wellen
bruchs ist nahezu Null.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 werden zwei Triebwerke, mit voneinander
unabhängigen Wellen angenommen. Die strichpunktierte Linie soll die Schnittstelle
zum zweiten Triebwerk mit einem zweiten Schnellschlußventil 24 markieren. Durch
die Ansteuerung des Notabschaltrelais SOC wird als erstes die Notabschaltung des
zweiten Triebwerks verriegelt und danach die Notabschaltung der ersten Triebwerks
ausgelöst. Damit wird die Sicherheit und Zuverlässigkeit erhöht, weil folgende Si
cherheitsanforderungen gewährleistet werden:
- 1. Wenn ein Triebwerk abgeschaltet ist, darf das zweite Triebwerk nicht mehr abgeschaltet werden.
- 2. Bei einem gleichzeitigen Auslösen der Abschaltung von beiden Triebwerken darf keines abgeschaltet werden.
Durch das nachgeschaltete bistabile Relais 20 wird bewirkt, daß eine einmal eingelei
tete Notabschaltung nur durch das Flugpersonal wieder rückgesetzt werden kann.
Die Regelung der beiden Mikrosteuergeräte erfolgt in zwei verschiedenen Modi. Das
erste für die Triebwerksregelung selektierte Mikrosteuergerät 1 arbeitet in einem
Modus mit ca. 20 bis 100 Millisekunden Zyklus oder Takt, in diesem Beispiel 50 ms,
das Regelungsprogramm ab, das für die Ansteuerung des Schrittmotors 8 zuständig
ist. Das zweite nicht selektierte Mikrosteuergerät 2, das für die Überwachung der
Kenndaten des Triebwerks eingesetzt wird, arbeitet in einem Modus mit 0,5 bis 6 ms
Zyklus oder Takt die Überwachungsregelung, beispielsweise für Wellenbruch und
Überdrehzahl, ab. Als Hintergrund wird dazu eine Triebwerks-Betriebspunkt-
Überwachung abgearbeitet.
Beim Erkennen des Wellenbruchs wird sofort der Ausgang ASOC2 gesetzt und simultan
dazu das erste Mikrosteuergerät über die Datensignalleitung I₂₁ in der Abarbeitung
der vorgesehenen Brennstoffzufuhrregelung unterbrochen.
Wenn das Triebwerk einen unzulässigen Betriebspunkt erreicht hat, dazu gehört auch
eine Überdrehzahl, dann wird zunächst in diesem Beispiel der Ausgang AFz2 des
zweiten Mikrosteuergerätes gesetzt. Bei Überdrehzahl wird einige Millisekunden
später, falls noch immer Überdrehzahl anliegt, und diese sich 3 bis 6 mal bestätigt
hat, der Ausgang ASOC2 mit zugehörigem Notabschaltrelais SOC gesetzt.
Durch diese erfindungsgemäße Regelungsaufteilung ist es möglich, daß mit relativ
geringem Hardwareaufwand sowohl die Triebwerksregelung mit geringer Totzeit als
auch eine wirkungsvolle Wellenbruch- und Überdrehzahlüberwachung durchgeführt
werden kann.
Claims (10)
1. Regelung eines Wellentriebwerks mit mindestens einem Mikrosteuergerät zur Steue
rung einer Brennstoffzumessung mittels eines Zumeßventils mit Motorantrieb und
einer Kanalabschaltlogik mit Überwachung des Triebwerks auf Wellenbruch und Über
drehzahl mittels Sensoren, wobei ein erstes und ein zweites Mikrosteuergerät (1, 2)
miteinander gekoppelt und gegeneinander in Teilfunktionen verriegelt sind, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste Mikrosteuergerät (1) als selektiertes Steuergerät einen
Schrittmotor (8) ansteuert, der das Zumeßventil (10) treibt und das zweite Mikrosteuer
gerät (2) als Beistellsteuergerät die zulässigen Eckdaten des Triebwerks überwacht und
mit Stellausgängen (AS2, AF2, AFz2) ausgestattet ist, die über eine erste Schaltlogik (5)
die Schrittmotorposition einfriert oder eine Schnellabschaltung über einen Transistor
treiber (TSOC1, TSOC2) mit einer nachgeschalteten zweiten Schaltlogik (22) auslöst oder
eine verzögerte Abschaltung bei Überdrehzahl über die zweite Schaltlogik (22) ermög
licht, wobei das selektierte und das Beistellsteuergerät (1, 2) über die erste und zweite
Schaltlogik (5, 22) und eine zusätzliche unmittelbare Datenleitung (I₂₁, I₁₂) derart mit
einander gekoppelt sind, daß entsprechend der Stellung der ersten und zweiten Schalt
logik (5, 22) die Funktionen wechselseitig umgeschaltet werden.
2. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellabschaltung von
dem Beistellsteuergerät ausgelöst wird und vom den selektierten Steuergerät ausge
führt wird.
3. Regelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Mikrosteuerge
räte (1, 2) alle Funktionen als Einzelgeräte bei Totalausfall eines Steuergerätes ausüben
können, jedoch die Überwachungsfunktion für den Wellenbruch in diesem Fall um den
Faktor 3 bis 10 verlangsamt durchführbar ist.
4. Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rege
lung mit einem Hauptzyklus bei einer Taktzeit von 20 bis 100 Millisekunden und mit 4
Unterzyklen bei einer Regelzeit tR von 5 bis 25 Millisekunden arbeitet.
5. Regelung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung mit einem
Unterzyklus für die Wellenbruchüberwachung tR/4 bis tR/10 arbeitet.
6. Regelung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung mit einem
Unterzyklus für die Drehzahlüberwachung von tR/2 bis 2tR mit 3 bis 5 facher Bestä
tigung arbeitet.
7. Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt
motor (8) über vier Phasenzuleitungen (Ph1, Ph2, Ph3, Ph4) mit vier Phasen betrieben wird,
die über einen Treiber (3, 4) und eine vierpolige Umschaltung (6) selektiv vom ersten
oder zweiten Mikrosteuergerät (1, 2) beim Anliegen eines Selektionssignals an ihren
Ausgängen (AS1, AS2) gesteuert werden.
8. Regelung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einfrieren der Stellung
des Schrittmotors und damit der Stellung des Zumeßventils durch Anlegen einer Stopp
spannung von 12 bis 48 V an eine der Phasenzuleitungen (Ph1, Ph2, Ph3, Ph4) des Schritt
motors (8) über Relaiskontakte (Fz1, Fz2) in der ersten Schaltlogik (5) erfolgt.
9. Regelung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fehlersignal an ei
nem der Ausgänge (AF1, AF2) der Mikrosteuergeräte (1, 2) ein Einfrieren der Stellung
des Schrittmotors und damit der Stellung des Zumeßventils durch Anlegen einer Stopp
spannung von 12 bis 48 V an eine der Phasenzuleitungen (Ph1, Ph2, Ph3, Ph4) des Schritt
motors (8) über Relaiskontakte (F₁, F₂) einer dritten Schaltlogik (7) bewirkt.
10. Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht
selektierte zweite Mikrosteuergerät (2) als Beistellsteuergerät im Falle einer Schnell
abschaltung bei Wellenbruch über eine Signalleitung I₂₁ das selektierte erste Mikro
steuergerät (1) in dessen Hauptzyklus unterbricht und auf Wellenbruchtestmodus um
schalten läßt und nach unabhängiger Prüfung durch das erste Mikrosteuergerät (1) und
Bestätigung ein Ausgangssignal (ASOC1) am ersten Mikrosteuergerät (1) über die zwei
te Schaltlogik (22) das Triebwerk durch Absperrung des Brennstoffzumeßventils ab
schaltet.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995124992 DE19524992C1 (de) | 1995-07-08 | 1995-07-08 | Regelung eines Wellentriebwerks mit einem Mikrosteuergerät |
FR9608473A FR2736387B1 (fr) | 1995-07-08 | 1996-07-08 | Procede de regulation d'un mecanisme d'entrainement d'un arbre avec un micro-appareil de commande |
GB9614305A GB2303225B (en) | 1995-07-08 | 1996-07-08 | A control system for a shaft drive assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995124992 DE19524992C1 (de) | 1995-07-08 | 1995-07-08 | Regelung eines Wellentriebwerks mit einem Mikrosteuergerät |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19524992C1 true DE19524992C1 (de) | 1996-08-08 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995124992 Expired - Fee Related DE19524992C1 (de) | 1995-07-08 | 1995-07-08 | Regelung eines Wellentriebwerks mit einem Mikrosteuergerät |
Country Status (3)
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---|---|
DE (1) | DE19524992C1 (de) |
FR (1) | FR2736387B1 (de) |
GB (1) | GB2303225B (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19857552A1 (de) * | 1998-12-14 | 2000-06-15 | Rolls Royce Deutschland | Verfahren zum Erkennen eines Wellenbruches in einer Strömungskraftmaschine |
WO2005083373A1 (de) * | 2004-02-27 | 2005-09-09 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur identifikation eines wellenbruchs und/oder einer überdrehzahl an einer gasturbine |
US7735310B2 (en) | 2004-10-01 | 2010-06-15 | Mtu Aero Engines Gmbh | Gas turbine and method for shutting off a gas turbine when breakage of a shaft is identified |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004026366A1 (de) | 2004-05-29 | 2005-12-15 | Mtu Aero Engines Gmbh | Einrichtung zur Detektion eines Wellenbruchs an einer Gasturbine sowie Gasturbine |
DE102004033924A1 (de) | 2004-07-14 | 2006-02-09 | Mtu Aero Engines Gmbh | Einrichtung zur Detektion eines Wellenbruchs an einer Gasturbine sowie Gasturbine |
CN108350822B (zh) * | 2015-09-28 | 2021-05-28 | 通用电气公司 | 用于分配和指示发动机控制权限的设备及方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4113959A1 (de) * | 1991-04-29 | 1992-11-05 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Ueberwachungseinrichtung |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5831602B2 (ja) * | 1976-02-04 | 1983-07-07 | 株式会社日立製作所 | 二重系制御装置 |
EP0093276B1 (de) * | 1982-04-15 | 1988-10-26 | General Electric Company | Turbinenregelungssystem |
GB2200225A (en) * | 1987-01-24 | 1988-07-27 | Lucas Ind Plc | Computer control of an apparatus, |
US5044155A (en) * | 1989-02-27 | 1991-09-03 | The Boeing Company | Aircraft propulsion control system |
-
1995
- 1995-07-08 DE DE1995124992 patent/DE19524992C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-07-08 GB GB9614305A patent/GB2303225B/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-08 FR FR9608473A patent/FR2736387B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4113959A1 (de) * | 1991-04-29 | 1992-11-05 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Ueberwachungseinrichtung |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19857552A1 (de) * | 1998-12-14 | 2000-06-15 | Rolls Royce Deutschland | Verfahren zum Erkennen eines Wellenbruches in einer Strömungskraftmaschine |
WO2005083373A1 (de) * | 2004-02-27 | 2005-09-09 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur identifikation eines wellenbruchs und/oder einer überdrehzahl an einer gasturbine |
US7735310B2 (en) | 2004-10-01 | 2010-06-15 | Mtu Aero Engines Gmbh | Gas turbine and method for shutting off a gas turbine when breakage of a shaft is identified |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB9614305D0 (en) | 1996-09-04 |
FR2736387A1 (fr) | 1997-01-10 |
GB2303225A (en) | 1997-02-12 |
FR2736387B1 (fr) | 1998-01-09 |
GB2303225B (en) | 1999-06-09 |
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