DE2135366C2 - Steuereinrichtung zum Einstellen eines Steuerelementes in Abhängigkeit von elektrischen Steuersignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine derartige Steuereinrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 15 38 558 für Flugzeuge bekannt, wobei drei Geber über nachgeschaltete Verstärker und Stellantriebe auf ein Summiergestänge einwirken. Dadurch werden die Ausgangsbewegungen der einzelnen Stellantriebe zu einer einzigen mechanischen Bewegung zusammengefaßt, so daß eine einzige Betätigungseinrichtung zur Bewegung des Steuerelementes ausreicht. Bei der bekannten Steuereinrichtung erfolgt im Falle der Abweichung des Signals eines Kanals keine Anzeige und damit auch keine Unterdrükkung dieses fehlerhaften Signals.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Steuereinrichtung der bekannten Art derart weiterzubilden, daß bei der Abweichung des Signals eines oder mehrerer Kanäle von einem vorgegebenen Wert eine automatische Abschaltung bzw. Neutralisierung dieser Kanäle erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.

Dadurch wird eine Behinderung der normalen

ίο Steuerungsfunktion durch den abweichenden Kanal ausgeschaltet, die sonst die volle mechanische Bewegung und damit den vollen Ausschlag des Steuerelementes behindern würde.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt schematisch die erfindungsgemäße Steuereinrichtung in ihrer Anwendung zur Steuerung eines Flugzeuges,

F i g. 2 zeigt die in der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung verwendete Vergleicherschaltung.

In F i g. 1 ist eine Steuereinrichtung gezeigt, bei der der elektrische Teil dreifach redundant aufgebaut ist, um die Sicherheit der Steuerung zu erhöhen. Die drei elektrischen Kanäle arbeiten unabhängig voneinander, und d'e Ausgangssignale der elektromechanischen Wandler 10, 12 und 14 werden summiert. Jeder der elektromechanischen Wandler wird mittels eines eigenen elektrischen Signals betätigt. Diese elektrischen Signale können beispielsweise von einem Steuerknüp-

V) pel-V/andler erzeugt werden, welcher eine mechanische Bewegung in elektrische Signale umsetzt.

Auch die elektromechanischen Wandler 10,12 und 14 arbeiten unabhängig voneinander. So wird beispielsweise ein den Wandler 10 betätigendes Signal von einem Verstärker 16 geliefert, der mit einer Spannungsquelle 18 verbunden ist und von einem Summierpunkt 20 ein Eingangssignal aufnimmt. Dieser Summierpunkt 20 faßt das elektrische Steuersignal mit einem Rückkopplungssignal von einem Stellungswandler 22 zusammen. In gleicher Weise wird der Wandler 12 von einem Signal vom Verstärker 24 aktiviert, welcher mit einer Spannungsquelle 26 gekoppelt ist und ein Eingangssignal vom Summierpunkt 28 aufnimmt. Dieser Summierpunkt faßt das Steuersignal für den Wandler 12 mit einem Rückkopplungssignal von einem Stellungswandler 30 zusammen. Der dritte Kanal, der den elektromechanischen Wandler 14 enthält, ist ebenso aufgebaut wie die vorstehend beschriebenen beiden Kanäle. Der Wandler 14 wird mittels eines Signals von einem

so Verstärker 32 betätigt, welcher mit einer Spannungsquelle 34 verbunden ist und von einem Summierpunkt 36 ein Eingangssignal erhält. Dieser Summierpunkt kombiniert das Steuersignal für den Wandler 14 mit einem Rückkopplungssignal von einem Stellungswandler 38.

Somit erzeugt jeder der mit Neutralisatoren 138, 140, 142 versehenen Wandler 10, 12 und 14 eine eindeutige Ausgangsbewegung entsprechend dem jeweils zugeführten elektrischen Steuersignal. Die getrennten mechanischen Bewegungen werden mittels eines mechanischen Summiergestänges 40 und 42 summiert. Der Summierhebel 40 faßt die Ausgangsbewegung des Wandlers 10 mit der Ausgangsbewegung des Wandlers 12 zusammen. Der Summierhebel 42 faßt die Bewegung

b5 des Summierhebels 40 und die Ausgangsbewegung des Wandlers 14 zusammen.

Die kombinierte Bewegung der Wandler 10, 12 und 14 wird auf eine Verbindungsstange 44 übertragen.

welche mit Hebelarmen 46 und 48 gekoppelt ist, die jeweils mit einer Verdrängungspumpe 50,52 verbunden sind. Es ist jedoch auch möglich, die Verbindungsstange 44 statt mit den Pumpen mit einer Servoeinrichtung zu koppeln, die ein strömungsgesteuerte:; Servoventil 5 enthält Ein Begrenzungsanschlag 54 für die Verbindungsstange 44 begrenzt deren Bewegung auf die maximal zulässige Verstellung der Hebelarme 46 und 48, wenn ein Überhub vorhanden ist. Die Hebelarme 46 und 48 sind mittels eines Synchronisierarmes 56 verbur den, in der eine Einstellmutter 58 aufweist. Die Einstellung derselben erfolgt bei Inbetriebnahme der Einrichtung. Die Servopumpen 50 und 52 sind mit einer Betätigungseinrichtung 60 verbunden. Leitungen 62 und 64 verbinden die Servopumpe 50 an gegenüberliegenden '5 Seiten eines Kolbens 66 mit der ersten Stufe der Betätigungseinrichtung 60. Ein Druckablaßventil 68 ist in üblicher Weise zwischen die Leitungen 62 und 64 geschaltet. Die Leitungen 70 und 72 verbinden in gleicher Weise die Servopumpe 52 mit gegenüberlie- -¹¹ genden Seiten eines Kolbens 74 der zweiten Stufe der Betätigungseinrichtung 60. Auch hier ist ein Druckablaßventil 76 zwischen die Leitungen 70 und 72 geschaltet.

Die Kolben 66 und 74 der Betätigungseinrichtung 60 sind mittels einer Kolbenstange 78 verbunden, die eine -"> äußere Verbindung mit einem Hebel 80 hat. Dieser Hebel bildet die mechanische Verbindung zwischen der Betätigungseinrichtung 60 und einer der Steuerflächen 82 eines Flugzeuges. Mit der Kolbenstange ist außerdem eine Rückholstange 84 verbunden, um die Hebelarme 46 i» und 48 in Abhängigkeit von der Bewegung der Steuerfläche 82 zurückzustellen.

Um Fehler an den elektromechanischen Wandlern 10, 12 oder 14 festzustellen, ist jeder mit einem zweiten Stellungswandler 88, 90, 92 versehen, die mit einem J5 Vergleicher 86 verbunden sind. Der Vergleicher 86 bestimmt, wann ein Kanal von den beiden anderen um mehr als einen vorbestimmten Wert abweicht und erzeugt ein Signal für einen Kanalfehleranzeiger 94. Der Vergleicher 86 schaltet außerdem den abweichenden Kanal automatisch ab. Der Anzeiger kann im Sichtbereich des Piloten liegen, um eine entsprechende Information zu übermitteln.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Vergleicher eines dreikanaligen redundanten Systems. Die Stellungssignale von den Wandlern 88 und 90 werden den Eingangsklemmen der Differentialverstärker 96 und 98 zugeführt. In gleicher Weise werden die Stellungssignale von den Wandlern 90 und 92 den Eingängen der Differentialverstärker 100 und 102 zugeleitet. Die Stellungssignale von den Wandlern 88 und 92 gelangen an die Eingänge der Differentialverstärker 104 und 106.

Die Ausgangsspannung jedes dieser Verstärker wird den Eingängen einer Anordnung von Nicht-Und-Gattern 108 bis 113 zugeführt, wie dies in der Fig. 2 angedeutet ist. Die Ausgänge der Nicht-Und-Gatter 108 und 109 liegen an einem Nicht-Oder-Gat(er 114, die Ausgänge der Nicht-Und-Gatter 110 und 111 an einem Nicht-Oder-Gatter 116 und die Ausgänge der Nicht-Und-Gatter 112 und 113 an einem Nicht-Oder-Gatter 118.

Wenn alle drei Kanäle richtig arbeiten, so befinden sich die Ausgänge aller Nicht-Oder-Gatter 114, 116 und 118 im Zustand der logischen Null. Weicht irgendeiner der drei Kanäle um einen voreingestellten Wert von den beiden anderen ab, so schaltet eines der Nicht-Oder-Gatter in den Zustand der logischen Eins. Ist bei der dargestellten Schaltung der Wandler 10 gestört, so schaltet das Nicht-Oder-Gatter 114 in den Zustand der logischen Eins. Bei einer Störung des Wandlers 12 schaltet der Ausgang des Nicht-Oder-Gatters 116 in den Zustand der logischen Eins und bei einer Störung des Wandlers 14 der Ausgang des Nicht-Oder-Gatters 118.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung zum Einstellen eines Steuerelementes in Abhängigkeit von elektrischen Steuersignalen,

mit mindestens drei elektromechanischen Wandlern, die jeweils zur Durchführung von Wandlerstellbewegungen in Abhängigkeit von zugeführten elektrischen Signalen dienen, mit an die Ausgänge der Wandler angeschlossenen Summierhebeln für eine Zusammenfassung der Wandlerstellbewegungen zu einer einzigen mechanischen Stellbewegung um einen der Anzahl der Wandler umgekehrt proportionalen Betrag,

mit an jeden der elektromechanischen Wandler angeschlossenen ersten SteHungswandlern für die Erzeugung von ersten Rückkopplungssignaler,
mit zweiten Stellungswandlern -jur Erzeugung von zweiten Rückkopplungssignalen,
mit Summiereinrichtungen für eine Zusammenfassung der ersten Rückkopplungssignale mit den elektrischen Steuersignalen zur ausgewählten Steuerung des entsprechenden elektromechanischen Wandlers, und mit einer von den Summierhebeln gesteuerten Betätigungseinrichtung zur Verstellung des Steuerelementes,

gekennzeichnet durch eine an die zweiten Stellungswandler (88, 90, 92) angeschlossene und von den zweiten Rückkopplungssignalen angesteuerte Vergleicherschaltung (86) zur Abschaltung eines oder mehrerer elektromechanischer Wandler (10,12,14) bei einer vorgegebenen Abweichung des oder der zugehörigen zweiten Rückkopplungssigna-Ic von einem vorbestimmten Wert,
und durch einen der Vergleicherschaltung (86) nachgeschalteten Kanalfehleranzeiger (94) zur entsprechenden Anzeige dieser Abweichungen der zweiten Rückkopplungssignale.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleicherschaltung (86) eine Anzahl von Differentialverstärkern (96—106) aufweist, die von den zweiten Stellungswandlern (88, 90, 92) angesteuert sind und deren Ausgänge über Nicht-Und-Gatter (108-113) an Nicht-Oder-Gatter (114-118) führen.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sechs Differentialverstärker (96-106), sechs Nicht-Und-Gatter (108-113) und drei Nicht-Oder-Gatter (114— 118) vorgesehen sind.