DE3414588A1

DE3414588A1 - Motorsteuersystem

Info

Publication number: DE3414588A1
Application number: DE3414588A
Authority: DE
Inventors: Edward Stuart Near Cheltenham Gloucestershire Eccles; Arthur Frank Abbeydale Gloucestershire Saunders
Original assignee: Dowty & Smiths Ind Controls; Smiths Group PLC
Current assignee: Dowty & Smiths Ind Controls; Smiths Group PLC
Priority date: 1983-05-10
Filing date: 1984-04-18
Publication date: 1984-11-15
Also published as: IT8420753A0; IT8420753A1; FR2545877A1; CA1226650A; GB8312822D0; SE455934B; DE3414588C2; SE8402494L; SE8402494D0; US4716531A; JPS59208142A; FR2545877B1; IT1174537B; JPH0578661B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Motorsteuersystem mit einer ersten Steuereinheit, die in Abhängigkeit von Eingangssignalen Steuersignale zur Steuerung des Betriebs des Motors erzeugt, mit einem Begrenzer, dem Signale entsprechend dem Betriebszustand des Motors zugeführt werden und dessen Ausgangssignale den Betriebszustand innerhalb von Grenzwerten halten und mit einer zweiten Steuereinheit, die die Steuerung des Motors von der ersten Steuereinheit übernimmt, wenn ein diesbezügliches Umschaltsignal auftritt.

Die Steuerung von Flugzeugmotoren wird zunehmend elektrisch durchgeführt, anstelle von mechanischen oder hydraulischen Übertragungen. Die elektrische Steuerung ermöglicht eine größere Flexibilität, Automation und einen besseren Wirkungsgrad zusammen mit einer Ge-

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Wichtsverminderung. Es sind eine Reihe von Steuersystemen bekannt, welche die Folgen reduzieren, die auftreten können, wenn im Steuersystem eine Komponente ausfällt oder ein Fehler in der Software auftritt. Beispielsweise ist es bekannt, einen Begrenzer zu verwenden, bei dem es sich entweder um eine mechanische oder um eine elektrische Vorrichtung handelt, der in Wirkung tritt, um zu verhindern, daß beim Rotor extreme Betriebsbedingungen auftreten, wie beispielsweise eine, zu hohe oder zu niedrige Kraftstoffzufuhr zum Motor, wodurch dessen sichere Arbeitsweise nicht mehr gewährleistet wäre. Der Begrenzer hält die Betriebswerte innerhalb sicherer Grenzwerte selbst wenn vom Steuersystem Befehle vorliegen, diese Grenzwerte zu überschreiten.

Es ist in diesem Zusammenhang bekannt, zwei von einander getrennte Steuerwege vorzusehen, von denen jeder in der Lage ist, unabhängig vom anderen Steuerweg zu arbeiten, wobei es weiterhin bekannt ist, Überwachungssysteme vorzusehen, die bei einer Fehlfunktion in einem der Steuerwege auf den anderen Steuerweg umschalten.

Solche zwei Steuerwege aufweisenden Steuersysteme erhöhen die Sicherheit, trotzdem kann es jedoch Schwierigkeiten bereiten, festzustellen, welche der beiden Steuerwege korrekt arbeitet. Für bestimmte Anwendungsfalle können derartige Systeme auch zu teuer sein.

Es besteht die Aufgabe, das Steuersystem so auszubilden, daß das Erkennen einer Fehlfunktion in einer der Steuerwege sicherer und rascher erfolgen kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 3.. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen enfenehmbar.

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Das Arbeitsprinzip beruht hierbei darauf, daß wenn der Motor über eine bestimmte Zeitdauer von beispielsweise einer Sekunde hinweg außerhalb bestimmter Grenzwerte betrieben wird, dies bedeutet, daß die vom ersten Steuerweg erzeugten Steuersignale fehlerhaft sind, so daß die Steuerung dann automatisch vom alternativen zweiten Steuerweg übernommen wird . Die hierbei verwendete Monitoreinheit erzeugt beispielsweise ein Ausgangssignal, wenn der Motor über eine bestimmte Zeitdauer hinweg mit einer Drehzahl betrieben wird, die oberhalb einer Maximaldrehzahl oder unterhalb einer Minimaldrehzahl liegt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Diese befassen sich mit Steuersystemen zur Steuerung des Betriebs von Flugzeuggasturbinen. Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfacht dargestelltes Steuersystem ;

Fig. 2 das Steuersystem nach Fig. 1 in Einzelheiten ;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Turbinendrehzahl in Abhängigkeit der Gashebelstel1ung und

Fig. 4 Teile eines weiteren Steuersystems mit veränderbaren Grenzwerten.

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Das Steuersystem nach Figur 1 weist eine Steuereinheit 1 auf, der über die Leitungen 2 verschiedene Eingangssignale zugeführt werden, wie beispielsweise ein Eingangssignal über den Steuerhebel 3 des Piloten. Die Steuereinheit 1 erzeugt Ausgangssignale, die Über die Leitung 4 einer Kraftstoffzuf1ußsteuereinheit 10 zugeführt werden. Die Zuflußsteuereinheit 10 steuert den Kraftstoffzufluß Wp zur Gasturbine 11, so daß die Steuereinheit

I und die Zuflußsteuereinheit 10 zusammen arbeiten,um den Schub der Turbine entsprechend den Wünschen des Piloten zu verändern. Eine Änderung der Stellung des Steuerhebels 3 bewirkt also eine Veränderung des Kraftstoffzuflusses Wr zur Turbine. Das Steuersystem umfasst weiterhin eine Begrenzereinheit 20 , der Eingangssignale über die Leitungen 21 bis 23 zugeführt werden. Diese Signale beziehen sich auf den Betriebszustand der Turbine 11. Das Signal in der Leitung 21 ist beispielsweise repräsentativ für die Turbinenraddrehzahl N,, das Signal der Leitung 22 ist repräsentativ für die Gasgeschwindigkeit Np der Turbine und das Signal der Leitung 23 gibt die Turbinentemperatur TGT wieder. Die Begrenzereinheit 20 erzeugt Ausgangssignale in der Leitung 25, die zugeführt werden einem Steuerventil 26, das getrennt ist vom Steuerventil, das der Zuflußsteuereinheit 10 zugeordnet ist. Die Begrenzereinheit 20 arbeitet in bekannter Weise und verhindert, daß die Turbine

II in einem nicht sicheren Betriebszustand arbeitet. Dies bedeutet also, daß die Begrenzereinheit 20 verhindert, daß die Turbine bei Drehzahlen oder Temperaturen arbeitet, die groß genug sind, um Schaden zu bewirken. Andererseits verhindert die Einheit 20 eine Arbeitsweise bei Drehzahlen und Temperaturen, die zu gering für eine korrekte Arbeitsweise der Turbine sind. Die Begrenzereinheit 20 erfasst die Temperatur, Drehzahlen

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und Geschwindigkeiten, die in der Turbine 11 auftreten. Falls diese Eingangswerte anfangen, außerhalb des jeweils zulässigen Bereichs zu wandern, übernimmt die Begrenzereinheit 20 die Steuerung der Turbine von der Steuereinheit 1 , wodurch die Turbine innerhalb der zulässigen Grenzen mit konstanten Werten arbeitet. Gehen die gemessenen Betriebswerte jeweils in den normalen Arbeitsbereich zurück, bei denen eine sichere Arbeitsweise der Turbine gewährleistet ist, dann wird die Steuerung wiederum von der Steuereinheit 1 übernommen. Die zuvor beschriebene Arbeitsweise ist in ihrer Gesamtheit bekannt.

Das Steuersystem weist zusätzlich auf eine Monitoreinheit 30, der ebenfalls die Eingangssignale zugeführt werden, die der Begrenzereinheit 20 zugeführt werden. Diese Monitoreinheit 30 umfasst eine Zeitsteuerschaltung 31, die ein Ausgangssignal für die Leitung 32 erzeugt, falls die Eingangssignale anzeigen, daß die Turbine 11 bei oder nahe bei ihren Betriebsgrenzwerten durch die Begrenzereinheit 20 über eine bestimmte Zeitdauer hinweg betrieben wird, beispielsweise für mehr als eine Sekunde. Die Tatsache, daß die Begrenzereinheit 20 für mehr als eine Sekunde die Steuerung der Turbine 11 übernommen hat, zeigt an, daß ein Fehler vorliegt in der Steuereinheit 1 , ihren Eingängen, der Kraftstoffzuflußsteuereinheit 10, dem zugehörigen Kraftstoffsteuerventil oder in der Turbine . Das Ausgangssignal von der Monitoreinheit 30 auf der Leitung 32 wird zugeführt einem weiteren in Fig. 1 nicht dargestellten Teil des Systems, wodurch ein zweiter, alternativer Steuerweg in Wirkung tritt, der die Steuerung von der Steuereinheit 1 übernimmt. Der Begrenzereinheit 2Ό werden über die Leitung 27 zusätzlich Signale von einer nicht darge-

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stellten Prüfvorrichtung innerhalb der Steuereinheit 1 zugeführt, wodurch es möglich ist, daß die Steuereinheit die Begrenzereinheit bezüglich einer korrekten Arbeitsweise überprüft, bevor die Turbine angelassen wird. Als Ergebnis von Eigenüberprüfungen sowohl vor als auch während des Betriebs der Turbine kann die Steuereinheit selbst auf den alternativen Steuerweg umschalten. Bei einem Fehler innerhalb der Begrenzereinheit 20, die zu einer fehlerhaften Betriebsweise der Begrenzereinheit führen kann, wird ebenfalls auf den alternativen Steuerweg umgeschaltet. Der zweite alternative Steuerweg kann unterschiedlich aufgebaut sein, entsprechend dem Grad der gewünschen Sicherheit des Systems. Iri der einfachsten Form kann dieser Steuerweg bestehen aus einer direkten mechanischen Verbindung zwischen dem Steuerhebel 3 des Piloten und dem Kraftstoffsteuerventi1, wobei die Steuereinheit 1 übergangen wird. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann dieser alternative Steuerweg aus einer vollständigen Duplizierung des ersten Steuerwegs bestehen, d.h. aus einer Duplizierung der Steuereinheit 1 und der Kraftstoffzuflußsteuereinheit 10 einschließlich des KraftstoffsteuerventiIs.

Ein zwei Steuerwege aufweisendes System wird nachfolgend anhand der Fig. 2 erläutert. Die beiden Steuerwege sind mit 100 und 200 bezeichnet, wobei beiden Steuerwegen Eingangssignale von unterschiedlichen Sensoren zugeführt werden, die die gleichen Betriebswerte der Turbine erfassen. Beide Steuerwege 100, 200 erzeugen nominell identische Ausgangssignale in den Leitungen und 201,wobei jeweils einer der Ausgänge die Kraftstoffzuflußsteuereinheit 300 steuert, wobei die Auswahl des. jeweiligen Ausgangs bestimmt wird durch die Relais 102 und 202.

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Der erste Steuerweg 100 umfasst eine Prozeßeinheit 103, der von einer Reihe von Sensoren 104 Eingangssignale zugeführt werden. Weitere Eingangssignale stammen vom Steuerhebel 105 des Piloten und von einer Logikeinheit 250 des zweiten Steuerweges 200 . Die Prozeßeinheit 103 erzeugt Ausgangssignale für die Leitungen 101, 106 und 107. Die Ausgangs 1 eitung 106 ist verbunden mit einem Oder-Gatter 108 und einer Logikeinheit 150, die ihrerseits Signale dem Steuerweg 200 und dort einer zweiten logischen Steuereinheit 250 zuführt. Das Ausgangssignal der Leitung 207 wird einer Überwachungseinheit 109 zugeführt,deren Ausgangssignal ebenfalls dem Oder-Gatter 108 zugeführt wird. Dem Oder-Gatter 108 wird ein weiteres Signal über die Leitung 110 von einem manuell betätigten Steuerwegschalter 111 zugeführt. Im ersten Steuerweg 100 ist weiterhin eine Monitoreinheit 112 und ein Begrenzungsoder Grenzdrehzahl schalter 113 enthalten. Dem Schalter 113 werden über die Leitungen 114 und 115 Signale zugeführt, welche repräsentativ sind für die Turbinenraddrehzahl N, und die Gasgeschwindigkeit Np. über die Leitung 116 können dem Schalter 113 zusätzlich Signale zugeführt werden, welche repräsentativ sind für die Turbinentemparatur. Der Ausgang des Grenzschalters 113 steuert ein Relais 117 , das in die Speiseleitung 118 geschaltet ist und ein weiterer Ausgang ist verbunden mit dem Eingang des Monitors 112. Dem Monitor 112 werden weitere Eingangssignale vom Steuerhebel 105 des Piloten zugeführt. Der Ausgang des Monitors ist verbunden mit einem Eingang des Oder-Gatters 108. ^v

Der Ausgang vom Oder-Gatter 108 ist über die Leitung 120 verbunden mit einem Eingang der Logikeinheit ISO , welche wie zuvor beschrieben auch mit der zweiten Logik-

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einheit 250 verbunden ist. Der Ausgang der Logikeinheit 150 des ersten Steuerwegs 100 steuert das Relais 102, welches in die Ausgangsleitung 101 von der Prozeßeinheit 103 geschaltet ist.

Der zweite Steuerweg 200 ist im wesentlichen gleich aufgebaut wie der erste Steuerweg , wobei gleiche Einer- und Zehnerziffern die gleichen Komponenten darstellen. Die Eingänge für den zweiten Steuerweg sind nominell identisch mit denjenigen des ersten Steuerwegs, werden jedoch von separaten Sensoren 204 abgegriffen, damit auch Ausfälle von Sensoren erfasst werden können, um die Sicherheit des Systems zu erhöhen. Der Grenzwertschalter 213 im zweiten Steuerweg steuert das Relais 217, das in die Energiezufuhrleitung 118 zwischengeschaltet ist. Diese Energiezufuhrleitung 118 ist verbunden mit einem Magnetventil 260 , über welches die Kraftstoffzufuhr zur Turbine gesteuert werden kann, falls eines der Relais 117 oder 217 geschlossen ist. Ein separater von Hand betätigbarer Schalter 261 ist ebenfalls in die Energiezufuhrleitung 118 geschaltet, wodurch unabhängig von der Arbeitsweise der Relais 117 und 217 das Ventil 260 mit Energie gespeist werden kann.

Beim Normal betrieb ist das Relais 102 geschlossen und das Relais 202 offen, wodurch Signale von der Leitung des ersten Steuerwegs der KraftstoffZuflußsteuereinheit 300 zugeführt werden. Die Prozeßeinheit 103 arbeitet auf konventionelle Weise und führt der Einheit 300 Signale zu, wodurch die Turbine in Übereinstimmung der Befehle betrieben wird, die der Pilot über den Hebel-105 eingibt. Das Relais 202 wird vom Ausgangssignal der Logikeinheit 250 offengehalten. Der erste Steuerweg 100 wird von der Steuerung der Zuflußsteuereinheit 300 durch die Logikeinheit 150 abgeschaltet, wenn eine

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Fehlfunktion erfasst wird, das durch ein Signal in irgendeiner der drei Eingangsleitungen zur Logikeinheit 150 erfolgt. Der Eingang auf der Leitung 120 vom Oder-Gatter 108 ist abhängig vom Vorhandensein eines Signals an einem der vier Eingänge dieses Oder-Gatters. Der erste Eingang über die Leitung 106 ist direkt mit der Prozeßeinheit 103 verbunden. Dieses Signal tritt auf, wenn eine Selbstüberprüfung innerhalb der Prozeßeinheit zum Erfassen einer Fehlfunktion führte Der zweite Eingang des Oder-Gatters 108 stammt von der Überwachungseinheit 109 welcher periodische kodierte Signale von der Prozeßeinheit 103 zugeführt werden. Die Erzeugung von korrekt kodierten Signalen ist abhängig von einer korrekten Funktion der Prozeßeinheit 103. Eine Fehlfunktion der Prozeßeinheit kann angezeigt werden durch einen Fehler im kodierten Signal, der von der Überwachungseinheit 109 erfasst ,wird. Der dritte Eingang des Oder-Gatters ist verbunden mit der Leitung 110 , die zum Schalter Ul führt, über diesen Schalter kann der Flugingenieur auf den zweiten Steuerweg umschalten durch entsprechendes Einstellen dieses Schalters. Der vierte und letzte Eingang des Oder-Gatters 108 ist mit der Monitoreinheit 112 verbunden.

Die Monitoreinheit 112 arbeitet entsprechend der Monitoreinheit 30 in der Fig.l und erzeugt ein Ausgangssignal , wenn diese Monitoreinheit erfasst hat, daß der Grenzwertschalter 113 für mehr als eine Sekunde im Betrieb war. Dieser Grenzwertschalter 113 arbeitet als Begrenzer wenn die Turbinendrehzahl sich einem Grenzwert annähert oderdiesen überschreitet, wobei dann das Relais 117 geschlossen wird. Hierdurch wird das Ventil 260 bestromt, wodurch die Kraftstoffzufuhr zur Turbine in solchen Grenzen gehalten wird, daß die Tur-

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bine im sicheren Bereich arbeitet. Falls das Geschwindigkeits-, Drehzahl- oder Temperatursignal für mehr als 1 Sekunde über einem jeweiligen Maximalwert liegt, dann erzeugt die Monitoreinheit 112 ein Ausgangssignal, das dem Oder-Gatter 108 zugeführt wird. Gleiches gilt, falls die vorgenannten Eingangssignale jeweils unter einen vorbestimmten Wert absinken über einen Zeitraum von mehr als einer Sekunde, wodurch dann die Monitoreinheit 112 ebenfalls dieses Signal erzeugt, wodurch auf den zweiten Steuerweg 200 umgeschaltet wird, außer der Pilot würde ein Abschalten der Turbine wünschen, was er durch Einstellen des Hebels 105 oder des Schalters 261 bewirken kann. Offnet die Logikeinheit 150 das Relais 102 , dann wird gleichzeitig über die Leitung 151 ein Eingangssignal der Prozeßeinheit 203 und der zweiten Logikeinheit 250 des zweiten Steuerwegs 200 zugeführt. Hierdurch wird das Ausgangssignal von der Prozeßeinheit 203 auf der Leitung 206 gelöscht, das zuvor bewirkt hat, daß das Oder-Gatter 208 der Logikeinheit 250 ein Signal zuführt, durch welches das Relais 202 offengehalten wurde. Das Ausgangssignal des Oder-Gatters 208 geht somit auf Null , vorausgesetzt, es liegen keine weiteren Signale an seinen anderen Eingängen an. Hierdurch wird das Relais 202 geschlossen. Der erste Steuerweg wird sodann durch Signale abgetrennt gehalten, welche von der Logikeinheit 250 über die Leitung 251 der Logikeinheit 150 zugeführt werden.

Tritt bei beiden Prozeßeinheiten 103 und 203 oder bei deren Eingängen ein Fehler auf, der beispielsweise bewirkt, daß eine extrem hohe Turbinendrehzahl-auftritt, dann schließen die beiden Grenzwertschalter 113 und die beiden zugeordneten Relais 117 und 118. Hierdurch wird das Magnetventil 260 betätigt, das eine hohe Kraftstoffzufuhr zur Turbine verhindert.

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Die zuvor beschriebenen Monitoreinheiten 112 und haben feste Grenzen für die absoluten oberen und unteren Betriebssicherheitsgrenzen der Turbine. Diese Grenzen können jedoch auch einstellbar sein. In diesem Zusammenhang können beispielsweise die Grenzen verändert werden in Übereinstimmung mit der Einstellung des Steuerhebels 105, beispielsweise derart, daß die unteren Grenzwerte nach unten verschoben werden, wenn auf eine niedere Schubkraft eingestellt wird. Bei einem derartigen System wird dann offensichtlich früher auf eine Fehlfunktion angesprochen, als dies der Fall ist bei einem System, bei welchem feststehende Grenzwerte bestehen. In Fig. 3 ist eine graphische Darstellung wiedergegeben und zwar der Untergrenze L und der Obergrenze U der Turbinendrehzahl N-, in Abhängigkeit der winkelmäßigen Einstellung des vom Piloten betätigten Gasgriffes. Die Untergrenze L verläuft gerade unterhalb der Kurve P, entsprechend einer Turbinendrehzahl bei Meershöhe und kaltem Wetter, während die Obergrenze U etwas oberhalb der Kurve P_? verläuft entsprechend einer Turbinendrehzahl bei einer Höhe von 35.000 Fuß.

Infolge der Zeitverschiebung zwischen einer Bewegung des Gasgriffs und dem Zeitpunkt, wo die Turbine die Schubkraft erreicht hat, die durch die Einstellung des Hebels durch den Piloten erzeugt werden soll, folgt der Betrieb der Turbine üblicherweise nicht den Kurven , wie sie durch die Kurvenverläufe P, und P₂ dargestellt sind. Ein typischer Verlauf des Turbinenbetriebs wird verdeutlicht durch die Punkte 1 bis 13 für eine diskontinier 1iehe Bewegung des Gashebels. Hieraus ergibt sich, daß ein beträchtlicher Teil des Betriebszyklusses

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außerhalb der Ober- und der Untergrenzen stattfindet, dies jedoch keine Fehlfunktion des Steuersystems darstellt. Eine Umschaltung der Steuerwege bei einem Betrieb außerhalb der Grenzen ist also unter diesen Umständen nicht wünschenswert. Um zu vermeiden, daß eine unerwünschte Umschaltung der Steuerwege stattfindet, wenn veränderbare Grenzwerte gesetzt werden, weist die Monitoreinheit oder der Begrenzer eine Differenziereinheit auf, der das Turbinenraddrehzahlsignal N, zugeführt wird und das hieraus ein Beschleunigungssignal erzeugt. Ist die Turbinendrehzahl N, unterhalb der unteren Grenze L , dann erzeugt die Monitoreinheit eine Steuerwegumschaltting nur dann, falls die Beschleunigung null oder negativ ist über eine bestimmte Zeitdauer hinweg, beispielsweise fün-eine Sekunde. Liegt beispielsweise der Betriebszustand 2 vor, dann wird die Turbinendrehzahl erhöht bis auf den Punkt 3 innerhalb der Betriebsgrenzwerte, wodurch die Beschleunigung positiv wird, so daß keine Steuerwegumschaltung auftritt. Ist beispielsweise die Turbinendrehzahl N-, oberhalb der Obergrenze , dann findet eine Steuerwegumschaltung nur dann statt, falls die Beschleunigung null oder negativ ist, was bedeutet, daß sich die Turbinendrehzahl nicht dem gewünschten Wert annähert. Ein derartiges System ist schematisch in Fig. 4 gezeigt.

In Fig. 4 ist die Prozesseinheit mit 400 bezeichnet. Diese umfasst eine Prüfeinrichtung 401 die über die Leitung Ausgangs.signale der Kraftstoff Zuflußsteuereinheit 403 zuführt. Eine Begrenzereinheit 404 führt über.die Leitung

405 Ausgangssignale einem getrennten Begrenzungsventil

406 dann zu, wenn eingestellte Maximal- und Minimalgrenzen der Turbinendrehzahl N.. bzw. N, oder der Tempera-

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tür überschritten werden. Diese Grenzwerte sind nicht mit der Einstellung des Gashebels veränderbar sondern sind Festwerte , die eine sichere Betreibsweise der Turbine begrenzen. In Fig. 3 sind diese beiden festen Grenzwerte eingezeichnet. Dem Begrenzer 404 werden die üblichen Eingangssignale zugeführt. Er erzeugt Turbinendrehzahl si gnale N,, welche über die Leitung 407 der Monitoreinheit 410 zugeführt werden. Der Begrenzer weist weiterhin eine Differentialeinheit 411 auf, welche ein Beschleunigungssignal N¹, erzeugt, das über die Leitung 412 der Monitoreinheit 410 zugeführt wird. Die Monitoreinheit 410 weist eine Prozeßeinheit 413 auf, die einen Matrixspeicher 414 umfasst, in welcher die veränderbaren Grenzwerte der Turbinendrehzahl N. in Abhängigkeit von der Gashebeleinstellung gespeichert sind, siehe Fig. 3. Falls die Drehzahl N, über der Obergrenze U liegt, dann wird der Beschleunigungswert N', einer ersten Prüfeinheit 415 zugeführt, die ein Ausgangssignal an die Leitung 420 abgibt, falls dieser Beschleunigungswert gleich null oder positiv ist. Liegt die Turbinendrehzahl N, unterhalb der Untergrenze L , dann wird ebenfalls der Beschleunigungswert N', einer Testeinheit zugeführt, die ein Ausgangssignal an die Leitung 420 abgibt, falls dieser Beschleunigungswert gleich null oder negativ ist. Die Leitung 420 von den Ausgängen der beiden Testeinheiten 415 und 416 ist verbunden mit einem Oder-Gatter 421 innerhalb der Monitoreinheit 410. Der andere Eingang des Oder-Gatters 421 ist verbunden mit der Leitung 405 und somit mit einem Ausgang des Begrenzers 404. Tritt ein Signal entweder in der Leitung 420 oder der Leitung 405 zum Oder-Gatter 421 auf, dann wird in der Leitung 422 ein Ausgangssignal erzeugt, das einem Zeitschalter 430 zugeführt wird. Das

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Zeitschaltintervall des Zeitschalters 430 ist einstellbar und beträgt im gezeigten AusfUhrungsbeispiel entweder eine oder fünf Sekunden. Diese Einstellung wird vorgenommen durch das Und-Gatter 431. Falls ein Signal in der Leitung 422 auftritt und dieses länger andauert als das eingestellte Zeitintervall, erzeugt der Zeitschalter 430 ein Ausgangssignal, das vom Ausgang der Monitoreinheit über die Leitung 433 der Logikeinheit 440 zugeführt wird. Diese Logikeinheit 440 bewirkt ein Umschalten auf einen alternativen hier nicht dargestellten Steuerweg und öffnet die Relais 441 und 442₍ welche in die Leitungen 402 und 405 zwischengeschaltet sind.

Im Normalbetrieb ist der Zeitschalter 430 auf das Ein-Sekunden-Intervall eingestellt. Der Zweck der zweiten Intervallzeit von fünf Sekunden besteht darin, die Turbine durch das dargestellte Steuersystem zu steuern, wenn die Verbrennung in der Turbine unterbrochen wurde und die Prozeßeinheit 400 die Turbine wieder korrekt zünden soll. Dem Und-Gatter 431 werden zwei Eingangssignale zugeführt, Ihämlich ein erstes Signal von der Prozeßeinheit 400 über die Leitung 444, was anzeigt, das eine Zündung stattfindet, wobei über die Leitung 445 dem Zünder 446 Zündsignale zugeführt werden. Das andere Signale stammt von der Kraftstoffzuflußsteuereinheit 403, wird über die Leitung 447 zugeführt und zeigt an , daß der Kraftstoffdurchfluß Wp nicht gleich dem minimalen Kraftstoffdurchfluß ^WFMIN·

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Claims

Dipl.-Ing.

Rolf Charrier ο / ι / c ο ο

Patentanwalt J 4 Ί 4 5 ö ö

Rehlingenstraße 8 · Postfach 260
D-8900 Augsburg 31

Telefon 08 21/3 6015+3 6016

Telex533275 Anm.: Dowty and Smiths Industries Controls Ltd.

posischedckomo:Münzen ν, iw89-801 ^und Smiths Industries Public Limited Co.

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Ansprüche

Motorsteuersystem mit einer ersten Steuereinheit, die in Abhängigkeit von Eingangssignalen Steuersignale zur Steuerung ^:des Betriebs des Motors erzeugt» mit einem Begrenzer, dem Signale entsprec.hend. dem,,ßetri ebszustand des Motors zugeführt •/:we^;rd,en, .und dessen Ausgangssignale den Betriebszustand "inne*Mia*1b/yG!'Q Grenzwerten halten und mit einer zweiten Steuereinheit, die die Steuerung des Motors von der ersten Steuereinheit übernimmt, wenn ein diesbezügliches Umschaltsignal auftritt, dadurch gekennzei chnet, daß eine Monitoreinheit (30, 112, 410) vorgesehen ist, die einen Zeitschalter (31, 430) aufweist und die das Umschalt_r signal erzeugt, wenn der Motor (11) durch den Begren· zer (20, 113, 213, 404) über eine vom Zeitschalter (31, 430) bestimmte Zeitdauer hinweg nahe oder außerhalb der Grenzwerte betrieben wird.
2. Motorsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Monitoreinheit (30, 112, 410) ein Ausgangssignal erzeugt, wenn der Motor (11) über die bestimmte Zeitdauer hinweg bei einer Drehzahl betrieben wird, die oberhalb einer Maximaldrehzahl oder unterhalb einer Minimaldrehzahl liegt.

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3. Motorsteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Steuereinheiten (100, 200) jeweils eine Prozeßeinheit (103, 203) aufweisen, die in Abhängigkeit der Eingangssignale Steuersignale für den Motor (11) erzeugen, wobei der Ausgang jeder Prozeßeinheit (103, 203) mit einem Relais (102, 202) verbunden ist, deren jeweilige Umschaltung gesteuert wird durch jeweils eine Logikeinheit (150, 250).
4. Motorsteuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Logikeinheit (150, 250) verbunden ist mit der jeweils zugeordneten Monitoreinheit (112, 212), der dem jeweils anderen Steuerweg zugeordneten Logikeinheit (250, 150) und der zugeordneten Prozeßeinheit (103, 203).
5. Motorsteuersystem nach Anspruch 4, dadurch g e kennzeichnet, daß jeder Logikeinheit (150, 250) ein von einem handbetätigten Schalter (111) erzeugtes Eingangssignal zugeführt wird.
6. Motorsteuersystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Prozeßeinheit (103, 203) ein kodiertes Signal in Abhängigkeit einer korrekten Arbeitsweise der Prozeßeinheit erzeugt und daß jede Steuereinheit (100, 200) eine überwachungs· einheit (109, 209) aufweist, der das kodierte Signal zugeführt wird und die ein Ausgangssignal für die zugeordnete Logikeinheit (150, 250) erzeugt, wenn ein Fehler im kodierten Signal vorhanden ist.
7. Motorsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zei chnet , daß die Be-

triebsgrenzwerte des Motors (11) in Abhängigkeit der Solldrehzahl des Motors verändert werden.
8. Motorsteuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Monitoreinheit (410) Signale zugeführt werden, welche repräsentativ sind für die Änderungsgeschwindigkeit eines Betriebswertes des Motors (11), und daß die Monitoreinheit ein Ausgangssignal nur dann erzeugt, wenn bei der Solldrehzahl des Motors dieser Betriebswert außerhalb eines Grenzwertes liegt und die Anderungsgeschwindigkeit dieses Betriebswertes über eine bestimmte Zeitdauer hinweg nicht in Richtung auf eine Änderung des Betriebswertes innerhalb seiner zulässigen Grenzen verläuft.
9. Motorsteuersystem nach Anspruch 8',dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebszustand die Ist-Drehzahl des Motors ist und die Änderungsgeschwindigkeit die Beschleunigung oder Verzögerung der Motordrehzahl ist.
10. Motorsteuersystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ■-. gekennzeichnet, daß das System einen Zeitschalter (430) umfasst, der zwischen zwei verschiedenen Zeitschaltdauern umschaltbar ist und der auf die längere Zeitschaltdauer umgeschaltet wird, wenn ein Signal beim Anlassen des Motors (11) erzeugt wird.

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