DE60304533T2 - Verfahren und Einrichtung zur automatischen Steuerung des Schubes eines Flugzeugantriebes - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur automatischen Steuerung des Schubes eines Flugzeugantriebes Download PDF

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    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D31/00Power plant control; Arrangement thereof
    • B64D31/02Initiating means
    • B64D31/06Initiating means actuated automatically
    • B64D31/08Initiating means actuated automatically for keeping cruising speed constant

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Steuerung des Schubes wenigstens eines Flugzeugantriebs während einer horizontalen Flugphase bei stabiler Geschwindigkeit, insbesondere während einer Reiseflugphase eines Transportflugzeugs.
  • Ganz genau richtet sie sich auf den Fall, in welchem der Schub eines oder mehrerer Antriebe in automatischer Weise durch ein übliches Autoschubsystem ("autothrust" in Englisch) gesteuert werden.
  • Es ist bekannt, dass in diesem Fall das Autoschubsystem die Drehzahl der Motoren in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen der gemessenen Geschwindigkeit des Flugzeugs und der Sollgeschwindigkeit kontinuierlich automatisch regelt. Ein solches Autoschubsystem machte es somit möglich, eine stabile Geschwindigkeit des Flugzeugs (auf der Sollgeschwindigkeit) zu erreichen.
  • Die EP-0 482 250-A1 beschreibt ein System zur Geschwindigkeitssteuerung für eine Antriebseinrichtung bei Reaktion eines Flugzeugs.
  • Jedoch aufgrund der Erzeugung einer kontinuierlichen (oder permanenten) Veränderung der Drehzahl eines oder mehrerer Antriebe, was Ursprung einer permanenten Veränderung von durch die Motoren abgegebenen Tonfrequenzen ist (die Tonfrequenzen verändern sich natürlich mit der Drehzahl der Motoren), weist dieses Autoschubsystem den Nachteil auf, das durch die ein oder mehreren Antriebseinrichtungen abgegebene Geräusch permanent zu verändern, was den akustischen Komfort insbesondere für Passagiere des Flugzeugs verringert. Denn insbesondere in einem Transportflugzeug ist der Komfort der Passagiere während einer horizontalen Flugphase bei stabiler Geschwindigkeit, wie einer Reisephase, die mehrere Stunden dauern kann, von großer Bedeutung.
  • Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen. Sie betrifft ein Verfahren zur automatischen Steuerung des Schubes wenigstens einer Antriebseinrichtung eines Flugzeugs während einer horizontalen Flugphase bei stabiler Geschwindigkeit, wobei das Verfahren ermöglicht, den akustischen Komfort für Passagiere des Flugzeugs zu verbessern.
  • Zu diesem Zweck ist das Verfahren gemäß der Erfindung, in welchem der Schub der An triebseinrichtung automatisch gesteuert wird, indem dieser ein Steuerwert zugewiesen wird, der mit dem Wert eines vorbestimmten und für die Drehzahl des Motors repräsentativen Steuerparameters korrespondiert, und in welchem automatisch und in wiederholter Weise die folgende Schrittfolge durchgeführt wird:
    • a) Messen einer Istgeschwindigkeit, die mit dem Istwert der Geschwindigkeit des Flugzeugs korrespondiert;
    • b) Bestimmen einer Sollgeschwindigkeit, die mit der Geschwindigkeit des Flugzeugs korrespondiert, die für den Steuerwert repräsentativ ist, der aus der vorausgegangenen Schrittfolge erhalten wurde;
    • c) Berechnen einer ersten Differenz zwischen der Istgeschwindigkeit und der Sollgeschwindigkeit;
    • d) Bestimmen eines Zwischengliedes für den Steuerparameter in Abhängigkeit von der ersten Differenz, wobei das Zwischenglied ermöglicht, ein Korrekturglied zu erhalten;
    • e) Summieren des Korrekturgliedes und eines Gleichgewichtsgliedes, was einen Gleichgewichtszustand der Antriebseinrichtung bei nicht Vorliegen von Störungen erzeugt, um so den Steuerwert zu erhalten; und
    • f) Zuweisen des so erhaltenen Steuerwertes an die Antriebseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass am Schritt d): – eine zweite Differenz zwischen dem Zwischenglied der gegenwärtigen Schrittfolge und dem Korrekturglied der vorausgegangenen Schrittfolge berechnet wird; – dieses zweite Differenz mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen wird; und – als Korrekturglied für die gegenwärtige Schrittfolge ausgewählt wird, dass insbesondere am Schritt e) verwendet wird: • das Zwischenglied der gegenwärtigen Schrittfolge, wenn die zweite Differenz größer als der Schwellenwert ist; und • das Korrekturglied der vorausgegangenen Schrittfolge, wenn die zweite Differenz kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist.
  • So wird, solange die zweite Differenz kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, dasselbe Korrekturglied beibehalten, derart, dass der Steuerwert nicht modifiziert wird (das relativ stabile Ausgleichsglied wird nur dann modifiziert, wenn es zweckmäßig ist, den Gleichgewichtszustand zu variieren, das heißt, im Allgemeinen die Sollgeschwindigkeit.). Der Steuerwert (und somit die Steuerung der Drehzahl bzw. des Schubes) wird somit nur dann modifiziert, wenn die zweite Differenz (die von der ersten Differenz abhängt) den Schwellenwert übersteift, das heißt, wenn dies unter Berücksichtigung von Abweichungen (erste Differenz) zwischen der Sollgeschwindigkeit und der Istgeschwindigkeit des Flugzeugs zur Regelung der Geschwindigkeit notwendig ist. Folglich wird dank der vorliegenden Erfindung die Drehzahl der Antriebseinrichtung nicht in kontinuierlicher (oder permanenter) Weise geregelt, sondern sie wird in einer diskreten Weise geregelt. Daraus ergibt sich eine sehr deutliche Verbesserung des akustischen Komforts für Passagiere des Flugzeugs, denn die Tonfrequenzen der durch die Antriebseinrichtungen abgegebenen Geräusche werden nicht mehr permanent modifiziert.
  • Auf vorteilhafte Weise wird das gewählte Korrekturglied gefiltert, bevor es am Schritt e) verwendet wird, wodurch ermöglicht wird, eine Modifikation der Drehzahl der Antriebseinrichtung gegebenenfalls weniger heftig durchzuführen und somit den akustischen Komfort für Passagiere noch mehr zu verbessern.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der vorbestimmte Steuerparameter die Drehzahl N1 der Antriebseinrichtung oder das Motor-Druckverhältnis EPR ("Engine Pressure Ratio" im Englischen) der Antriebseinrichtung.
  • Im ersten Fall (Steuerparameter: Drehzahl N1) beträgt der Schwellenwert vorzugsweise 0,5% des Sollwertes der Drehzahl des Motors. Dieser Schwellenwert, wie auch die Zeitkonstante des Filters, um das Korrekturglied zu filtern, können empirisch bestimmt werden, insbesondere mit Hilfe von an den Passagieren des Flugzeugs durchgeführten physiologischen Studien.
  • Ferner wird im ersten Fall, vorzugsweise am Schritt d), das Zwischenglied bestimmt, indem die Summe gebildet wird:
    • – aus einem ersten Glied, das proportional zu der ersten Differenz ist; und
    • – einem zweiten Glied, das: • der Integration der ersten Differenz entspricht, wenn die folgenden Bedingungen α und β verifiziert werden: α) die erste Differenz ist größer als ein vorbestimmter Wert; und β) die Istgeschwindigkeit weicht nicht von der Sollgeschwindigkeit ab; und • gleich Null ist, wenn wenigstens eine der vorstehenden Bedingungen α und β nicht verifiziert wird.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Methode zur Steuerung des Schubes wenigstens einer Antriebseinrichtung eines Flugzeugs während einer horizontalen Flugphase bei stabiler Geschwindigkeit, wobei die Methode wenigstens ein erstes Verfahren zur Steuerung des Schubes üblicher Art umfasst.
  • Gemäß der Erfindung ist die Methode dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein zweites Verfahren zur Steuerung des Schubes umfasst, dass das zweite Verfahren zur Steuerung dem oben näher ausgeführten Verfahren entspricht, dass die Resultate des ersten Verfahrens zur Steuerung bei normaler Betriebsweise berücksichtigt werden und dass automatisch zu dem zweiten Steuerverfahren umgeschaltet wird, um die Resultate von diesem zu berücksichtigen, wenn wenigstens eine von einer Mehrzahl von vorbestimmten Bedingungen verifiziert wird.
  • Vorzugweise umfassen die vorbestimmten Bedingungen wenigstens die folgenden Bedingungen:
    • – Die Istgeschwindigkeit des Flugzeugs ist stabil auf einem vorbestimmten Wert nahe oder gleich der Sollgeschwindigkeit;
    • – die Bedingungen zur Berechnung des Gleichgewichtsgliedes sind gültig;
    • – eine Autoschubfunktion des Flugzeugs ist auf den Betriebsmodus der Beibehaltung der Geschwindigkeit eingestellt; und
    • – ein Autopilot des Flugzeugs ist in dem Betriebsmodus zur Beibehaltung der Höhe aktiv.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum automatischen Steuern des Schubes wenigstens einer Antriebseinrichtung eines Motors während einer horizontalen Flugphase mit stabiler Geschwindigkeit.
  • Gemäß der Erfindung umfasst die Vorrichtung dieser Bauart:
    • – Einrichtungen zum Messen einer Istgeschwindigkeit, die mit dem Istwert der Geschwindigkeit des Flugzeugs korrespondiert;
    • – Einrichtungen zum Bestimmen einer Sollgeschwindigkeit, die mit der Geschwindigkeit des Flugzeugs korrespondiert, die für eine Steuerwert repräsentativ ist;
    • – Einrichtungen zum Bestimmen eines Zwischengliedes für einen Steuerparameter, das von der ersten Differenz abhängig ist, wobei das Zwischenglied ermöglicht, ein Korrekturglied zu erhalten;
    • – Einrichtungen zum Summieren des Korrekturgliedes und eines Gleichgewichtsgliedes, was einen Gleichgewichtszustand der Antriebseinrichtung bei nicht Vorliegen von Störungen erzeugt, um so einen Steuerwert zu erhalten; und
    • – Einrichtungen zum Zuweisen des so erhaltenden Steuerwertes an die Antriebseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner umfasst:
    • – Einrichtungen zum Berechnen einer zweiten Differenz zwischen dem Zwischenglied und einem vorher registrierten Korrekturglied;
    • – Einrichtungen zum Vergleichen dieser zweiten Differenz mit einem vorbestimmten Schwellenwert;
    • – Einrichtungen zum Auswählen als Korrekturglied: • das Zwischenglied, wenn die zweite Differenz größer als der Schwellenwert ist; und • das vorher eingetragene Korrekturglied, wenn die zweit Differenz kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist; und
    • – Einrichtungen zum Registrieren des ausgewählten Korrekturgliedes.
  • Die Figuren der beigefügten Zeichnung werden verständlich machen, wie die Erfindung ausgeführt werden kann. In diesen Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen ähnliche Elemente.
  • 1 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
  • 2 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer Berechnungseinheit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
  • 3 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform einer Berechnungseinheit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
  • Die Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung, und schematisch in 1 dargestellt, ist eine Autoschubvorrichtung und dazu bestimmt, den Schub wenigstens einer Antriebseinrichtung 2 eines Flugzeugs, insbesondere eines Transportflugzeugs, während einer horizontalen Flugphase mit stabiler Geschwindigkeit, insbesondere während einer Reiseflugphase eines Transportflugzeugs, automatisch zu steuern.
  • Diese Vorrichtung 1 umfasst:
    • – eine Berechnungseinheit 3A, 3B, um automatisch einen Steuerwert für die Drehzahl einer oder mehrerer Antriebseinrichtungen 2 des Flugzeugs zu bestimmen; und
    • – übliche Einrichtungen 4 zur Regelung der Antriebseinrichtung, die über eine Verbindung 5A, 5B mit der Berechnungseinheit 3A, 3B verbunden sind und die der Antriebseinrichtung 2 automatisch die durch die Berechnungseinheit 3A, 3B bestimmten Steuerwerte zuordnen, wie dies schematisch durch eine Verbindung 6 in einer Punkt-Strich-Linie in 1 dargestellt ist.
  • Es ist bekannt, dass der Hersteller von Antriebseinrichtungen die Steuerung der Drehzahl einer Antriebseinrichtung 2 ausdrückt:
    • – entweder in Form eines (Steuer-)Parameters N1 der die Drehzahl der Antriebseinrichtung 2 darstellt;
    • – oder in Form eines (Steuer-)Parameters EPR ("Engine Pressure Ratio" in Englisch), der das Motor-Druckverhältnis der Antriebseinrichtung 2 darstellt.
  • Diese zwei Parameter N1 und EPR ermöglichen, wenn sie als Steuerwert der Antriebseinrichtung 2 verwendet werden, deren Schub zu variieren. Es gibt daher keinen fundamentalen Unterschied zwischen diesen Parametern N1 und EPR hinsichtlich der Steuerung des Schubes der Antriebseinrichtung 2. Folglich lässt sich die Lösung gemäß der Erfindung, die nachfolgend auf der Basis des Parameters N1 dargestellt wird, ebenso gut auf den Parameter EPR anwenden.
  • Gemäß der Erfindung jedoch und ganz allgemein, welcher Parameter N1 oder EPR, auch immer heran gezogen wird, führt die Vorrichtung 1 automatisch und wiederholt die Abfolge der folgenden Schritte a) bis f) durch:
    • a) sie misst eine Istgeschwindigkeit Vc entsprechend dem Istwert der Geschwindigkeit des Flugzeugs;
    • b) sie bestimmt eine Sollgeschwindigkeit Vctgt, die der Geschwindigkeit des Flugzeugs entspricht und für den Steuerwert repräsentativ ist, der aus der Folge der voraus gegangenen Schritte a) bis f) erhalten wurde [das heißt, vorher (früher) mit Bezug auf die vorliegende Schrittfolge realisiert wurde];
    • c) sie berechnet eine erste Differenz zwischen der Istgeschwindigkeit Vc und der Sollgeschwindigkeit Vctgt;
    • d) sie bestimmt für den betreffenden Steuerparameter N1 oder EPR ein Zwischenglied, das von der ersten Differenz abhängig ist, wobei das Zwischenglied ermöglicht, ein Korrekturglied zu erhalten;
    • e) sie summiert das Korrekturglied und ein Gleichgewichtsglied, was einen Gleichgewichtszustand der Antriebseinrichtung 2 bei Nichtvorhandensein von Störungen erzeugt, um den Steuerwert zu erhalten, wobei die Schritte a) bis e) durch die Berechnungseinheit 3A, 3B durchgeführt werden; und
    • f) sie weist mit Hilfe der Einrichtung 4 den so erhaltenen Steuerwert der Antriebseinrichtung 2 zu.
  • Gemäß der Erfindung macht die Vorrichtung 1 am Schritt d), Folgendes:
    • – Sie berechnet eine zweite Differenz zwischen dem Zwischenglied der vorliegenden Schrittfolge und dem Korrekturglied der voraus gegangenen Schrittfolge;
    • – sie vergleicht diese zweite Differenz mit einem vorbestimmten Schwellenwert S; und
    • – sie wählt für die vorliegende Schrittfolge als Korrekturglied, den sie insbesondere am Schritt e) verwendet: • das Zwischenglied der gegenwärtigen Schrittfolge, wenn die zweite Differenz größer als der Schwellenwert S ist; und • das Korrekturglied der voraus gegangenen Schrittfolge, wenn die zweite Differenz kleiner oder gleich dem Schwellenwert S ist.
  • So wird ein und derselben Korrekturfaktor beibehalten, solange die zweite Differenz kleiner oder gleich dem Schwellenwert S ist, derart, dass der Steuerwert nicht modifiziert wird (das relativ stabile Gleichgewichtsglied wird nur einmal modifiziert, wenn dies zweckmäßig ist, um den Gleichgewichtszustand zu variieren, das heißt, im Allgemeinen die Sollgeschwindigkeit). Der Steuerwert (und somit der Steuerung der Drehzahl oder des Schubes) wird somit nur dann modifiziert, wenn die zweite Differenz (die von der ersten Differenz abhängt) den Schwellenwert S übersteigt, das heißt, wenn dies unter Berücksichtigung von Abweichungen (erste Differenz) zwischen der Istgeschwindigkeit Vc und der Sollgeschwindigkeit Vctgt des Flugzeugs zur Regelung notwendig ist. Folglich wird Dank der vorliegenden Erfindung die Drehzahl ein oder mehrerer Antriebseinrichtungen 2 nicht kontinuierlich (oder permanent) geregelt, sondern in diskreter Weise geregelt. Daraus ergibt sich eine sehr deutliche Verbesserung des akustischen Komforts für Passagiere des Flugzeugs, denn die Tonfrequenzen der durch die eine oder mehreren Antriebseinrichtungen 2 abgegebenen Geräusche werden nicht mehr permanent modifiziert.
  • In einer in 2 dargestellten ersten Ausführungsform umfasst die Berechnungseinheit 3A eine Rechnergruppe 7 mit:
    • – einer ersten Einheit 8 zum üblichen Bestimmen, wie dies unten ausgeführt wird, eines Gleichgewichtsgliedes N1eq (Soll-Gleichgewicht), das der Gleichgewichtsdrehzahl der Antriebseinrichtung bei Nichtvorhandensein einer Störung der Flugbedingungen entspricht;
    • – einer zweiten Einheit 9 zum Bestimmen eines Korrekturgliedes ΔN1f, wie dies unten ausgeführt wird; und
    • – einem Summator 10, der über Leitungen 11 bzw. 12 mit der ersten und der zweiten Einheit 8 und 9 verbunden ist und der das Gleichgewichtsglied N1eq und das Korrekturglied ΔN1f summiert, um einen Steuerwert N1tgt zu erhalten, der über die Leitung 5A an die Einrichtung 4 übertragen wird (die Einrichtung 4, welche dann diesen Steuerwert N1tgt der Antriebseinrichtung 2 zuweist).
  • Wie in 2 zu sehen ist, umfasst die zweite Einheit 9 ein Berechnungselement 13, wel ches die Differenz ΔVc berechnet zwischen:
    • – der Sollgeschwindigkeit Vctgt des Flugzeugs, die von einer üblichen Einrichtung 14 erhalten wird; und
    • – der Sollgeschwindigkeit Vc des Flugzeugs, die durch einen üblichen Messfühler 15 gemessen wird und die eventuell gefiltert wird.
  • Die von dem Berechnungselement 13 abgeleitete Differenz ΔVc wird an das Berechnungselement 16 übertragen, welches diese zum Beispiel mit einer Zeitkonstanten von fünf Sekunden filtert, um eine gefilterte Differenz DVc zu erhalten.
  • Die zweite Einheit 9 umfasst ferner einen Summator 17, der ein Zwischenglied ΔN1 errechnet, indem er die Summe bildet:
    • – aus einem ersten Glied, das durch ein Berechnungselement 18 berechnet wird, das zu diesem Zweck die gefilterte Differenz DVc mit einem vorbestimmten Koeffizienten KF multipliziert; und
    • – aus einem zweiten Glied, das: • einer Integration (durch ein Berechnungselement 19) des Produktes (realisiert durch ein Berechnungselement 20) aus der Differenz DVc und einem vorbestimmten Verstärkungsfaktor, wenn die unten in Bezug auf die Geschwindigkeit Vc angegebenen speziellen Bedingungen erfüllt sind; oder • gleich Null ist (der Wert "Null" wird aus einem Speicher 21 abgeleitet), wenn diese speziellen Bedingungen nicht erfüllt sind.
  • Gemäß der Erfindung entsprechen diese speziellen Bedingungen den folgenden Bedingungen:
    • – die Differenz DVc ist größer als ein vorbestimmter Wert, zum Beispiel 0,5 Knoten; und
    • – die Istgeschwindigkeit Vc weicht nicht von der Sollgeschwindigkeit Vcgt ab.
  • Um so vorzugehen, ist ein Schalter 22, der durch ein Steuerelement 23, welches die speziellen Bedingungen enthält, zwischen einerseits den Ausgängen des Berechnungselements 16 und des Speichers 21 sowie andererseits dem Eingang des Berechnungselements 20 geschaltet.
  • Gemäß der Erfindung umfasst die zweite Einheit 9 ferner ein Untersystem 24, welches umfasst:
    • – ein Berechnungselement 25 zum Berechnen einer zweiten Differenz Δ2 zwischen dem Zwischenglied ΔN1 und einem vorher registrierten Korrekturglied ΔN1;
    • – einen Vergleicher 26 zum Vergleichen dieser zweiten Differenz Δ2 mit einem vorbestimmten Schwellenwert S;
    • – ein Auswahlelement 27 zum Auswählen als Korrekturglied ΔN1f: • das Zwischenglied ΔN1, wenn die zweite Differenz Δ2 größer als der Schwellenwert S ist; und • das vorher registrierte Korrekturglied ΔN1mem, wenn die zweite Differenz Δ2 kleiner oder gleich dem Schwellenwert S ist, wobei das Auswahlelement 27 das so ausgewählte Korrekturglied ΔN1f an den Summator 10 überträgt, vorzugsweise nach Filterung durch ein Filterelement 28; und
    • – einen Speicher 29 zum Registrieren des gewählten Korrekturgliedes, dessen Wert später durch den Vergleicher 25 genutzt werden wird.
  • Diese Eigenschaften ermöglichen in vorteilhafter Weise, ΔN1mem stabil zu halten, solange sein Wert nahe (weniger abweicht als der Schwellenwert S) dem Wert ΔN1 steht, der eine Regelung der Geschwindigkeit Vc auf dem Sollwert Vctgt ermöglichen kann. Auf diese Weise wird die Drehzahl der einen oder mehreren Antriebseinrichtungen 2 nicht kontinuierlich modifiziert, sondern nur dann, wenn dieses zur Regelung der Geschwindigkeit unter Berücksichtigung von eingetretenen Abweichungen zwischen dieser und ihrem Sollwert notwendig ist. Daraus ergibt sich eine Verbesserung des akustischen Komforts für Passagiere.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der Schwellenwert S im Wesentlichen gleich 0,5% des Sollwertes N1cons der Drehzahl N1 der Antriebseinrichtung 2. Dieser Wert N1cons wird empirisch bestimmt, insbesondere mit Hilfe von an Passagieren durchgeführten physiologischen Studien.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Filterelement 28, welches eine Zeitkonstante τ anbietet, dazu bestimmt, die Variationen von ΔN1mem der Motordrehzahl bei Bewegungen auf ebener Strecke zu dämpfen, was auch den akustischen Komfort für Passagiere verbessert. Vorzugsweise beträgt die Zeitkonstante τ fünf Sekunden. Dieser Wert wird auch empirisch mit Hilfe von an Passagieren durchgeführten physiologischen Studien bestimmt.
  • Im Übrigen sei angemerkt, dass das Gleichgewichtsglied N1eq in üblicher Weise aus bekannten Gesetzen errechnet werden kann, die in die erste Einheit 8 integriert sind.
  • Beispielhaft kann dieses Gleichgewichtsglied N1eq aus den folgenden Gleichungen errechnet werden: N1eq = N1R·√Tt/288,15
    Figure 00100001
    in denen die folgenden Parameter verwendet werden:
  • Fn:
    der Schub der Antriebseinrichtung 2 (N);
    m:
    die Masse des Flugzeugs (kg);
    g:
    die Fallbeschleunigung (≈ 9,81 m/s2);
    γ:
    die Neigung des Flugzeugs (rd);
    M:
    die Mach-Zahl;
    Ps:
    der statische Druck (Pa);
    Sr:
    eine Bezugsfläche (m2);
    Cx:
    der Luftwiderstandsbeiwert;
    Cz:
    die Auftriebszahl;
    Tt:
    Gesamttemperatur (Grad Kelvin); und
    Pt:
    Gesamtdruck (Pa).
  • Es sei ferner angemerkt, dass es im Falle des Parameters EPR keinen reduzierten Wert, wie den Wert N1R, gibt. Es wird dann direkt und in bekannter Weise das Gleichgewichtsglied EPReq als Funktion von FNR und M berechnet: EPReq = f2(FNR, M)
  • In einer weiteren Ausführungsform 3B, die in 3 dargestellt ist und mit einer Anwendung der Ausführungsform r korrespondiert, umfasst die Vorrichtung 1 zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Rechnergruppe 7:
    • – eine Rechnergruppe 30, die ein übliches Verfahren zur Steuerung des Schubes durchführt, wie dies in einem bekannten Autoschub-System bereits existiert;
    • – eine Schalteinrichtung 31, deren Eingang mit Ausgängen (durch Verbindung 5A und 32) der Rechnergruppe 7 und 30 verbunden ist und die ermöglicht, zwischen den zwei Rechnergruppen 7 und 32 umzuschalten, um an ihren Ausgang (durch die Verbindung 5B, die mit der Einrichtung 4 in 1 verbunden ist) entweder den durch die Rechnergruppe 7 gelieferten Wert oder den durch die Rechnergruppe 30 gelieferten Wert zu übertragen; und
    • – eine Steuereinheit 33, welche den Schalter 31 automatisch in Abhängigkeit von den vorbestimmten Bedingungen steuert, wie dies durch eine Verbindung in Punkt-Strich-Linien 34 dargestellt ist.
  • Gemäß der Erfindung berücksichtigt die Vorrichtung 1 die Resultate des üblichen Steuerverfahrens (ausgeführt durch die Rechnergruppe 30) bei normaler Betriebsweise, und sie schaltet automatisch in das Steuerverfahren gemäß der Erfindung (Rechnergruppe 7), um die Resultate von dieser zu berücksichtigen, wenn wenigstens eine einer Mehrzahl von vorbestimmten Bedingungen verifiziert ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die bevorzugten Bedingungen wenigstens die folgenden Bedingungen:
    • – die Istgeschwindigkeit Vc ist stabil und hat einen vorbestimmten Wert nahe oder gleich der Sollgeschwindigkeit Vctgt;
    • – die Bedingungen zur Berechnung des Gleichgewichtsgliedes N1eq sind gültig;
    • – eine Autoschub-Funktion des Flugzeugs ist auf den Betriebsmodus der Beibehaltung der Geschwindigkeit eingestellt; und
    • – ein Autopilot des Flugzeugs ist im Betriebsmodus der Beibehaltung der Höhe aktiv.

Claims (9)

  1. Verfahren zur automatischen Steuerung des Schubes wenigstens einer Antriebseinrichtung (2) eines Flugzeugs während einer horizontalen Flugphase bei stabiler Geschwindigkeit, gemäß der Schub der Antriebseinrichtung (2) gesteuert wird, indem dieser ein Steuerwert zugewiesen wird, der dem Wert eine vorbestimmten und für die Drehzahl der Antriebseinrichtung (2) repräsentativen Steuerparameters entspricht, und gemäß welcher automatisch und wiederholt der folgende Schrittfolge durchgeführt wird: a) Messen einer Istgeschwindigkeit entsprechend dem Istwert der Geschwindigkeit des Flugzeugs; b) Bestimmen einer Sollgeschwindigkeit entsprechend der Geschwindigkeit des Flugzeugs, die repräsentativ für den aus der voraus gegangenen Schrittfolge erhaltenen Steuerwert ist; c) Berechnen einer ersten Differenz zwischen der Istgeschwindigkeit und der Sollgeschwindigkeit; d) Bestimmen eines von der ersten Differenz abhängigen Zwischengliedes für den Steuerparameter, wobei das Zwischenglied ermöglicht, ein Korrekturglied zu erhalten; e) Summieren des Korrekturgliedes und eines Gleichgewichtsgliedes, was einen Gleichgewichtszustand der Antriebseinrichtung (2) bei nicht vorhandenen Störungen erzeugt, um den Steuerwert zu erhalten; und f) Zuweisen des so erhaltenen Steuerwertes an die Antriebseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass am Schritt d): – eine zweite Differenz zwischen dem Zwischenglied der gegenwärtigen Schrittfolge und dem Korrekturglied der voraus gegangenen Schrittfolge berechnet wird; – diese zweite Differenz mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen wird; und – als Korrekturglied für die gegenwärtige Schrittfolge, die insbesondere am Schritt e) verwendet wird, ausgewählt wird: • das Zwischenglied der gegenwärtigen Schrittfolge, wenn die zweite Differenz größer als der Schwellenwert ist; und • das Korrekturglied der voraus gegangenen Schrittfolge, wenn die zweite Differenz kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gewählte Korrekturglied vor seiner Verwendung am Schritt e) gefiltert wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Steuerparameter die Drehzahl der Antriebseinrichtung (2) ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert 0,5% des Sollwertes der Drehzahl der Antriebseinrichtung (2) beträgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Schritt d) das Zwischenglied bestimmt wird durch Summierung: – eines ersten Gliedes, das proportional zu der ersten Differenz ist; und – eines zweiten Gliedes, das: • einer Integration der ersten Differenz entspricht, wenn die erste Differenz größer als ein vorbestimmter werden ist, und wenn die Istgeschwindigkeit nicht von der Sollgeschwindigkeit abweicht; und • gleich Null ist, wenn wenigstens eine voraus gegangenen Bedingungen nicht verifiziert wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Steuerparameter das Motor-Druckverhältnis der Antriebseinrichtung (2) ist.
  7. Methode zur Steuerung des Schubs wenigstens einer Antriebseinrichtung (2) eines Flugzeugs während einer horizontalen Flugphase bei stabiler Geschwindigkeit, wobei die Methode wenigstens ein erstes Steuerverfahren für den Schub umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ferner ein zweites Steuerverfahren für den Schub umfasst, dass das zweite Steuerverfahren dem unter einem der Ansprüche 1 bis 6 angegebenen Verfahren entspricht, dass die Resultate des ersten Steuerverfahrens bei normaler Funktionsweise berücksichtigt werden und dass automatisch auf das zweite Steuerverfahren umgeschaltet wird, um die Resultate dieses zu berücksichtigen, wenn wenigstens eine einer Mehrzahl von vorbestimmten Bedingungen verifiziert wird.
  8. Methode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmten Bedingungen wenigstens die folgenden Bedingungen umfassen: – die Istgeschwindigkeit ist stabil und auf einem vorbestimmten Wert nahe oder gleich der Istgeschwindigkeit; – die Bedingungen für die Berechnung des Gleichgewichtsgliedes sind gültig; – eine Autoschub-Funktion des Flugzeugs ist auf den Betriebsmodus der Beibehaltung der Geschwindigkeit eingestellt; und – ein Autopilot des Flugzeugs ist im Betriebsmodus der Beibehaltung der Höhe aktiv.
  9. Vorrichtung zur Steuerung des Schubes wenigstens einer Antriebseinrichtung (2) eines Flugzeugs während einer horizontalen Flugphase bei stabiler Geschwindigkeit, wobei die Vorrichtung (1) umfasst: – eine Einrichtung (15) zum Messen einer Istgeschwindigkeit entsprechend dem Istwert der Geschwindigkeit des Flugzeugs; – eine Einrichtung (14) zum Bestimmen einer Sollgeschwindigkeit entsprechend der Geschwindigkeit des Flugzeugs, die für einen Steuerwert repräsentativ ist; – eine Einrichtung (13) zum Berechnen einer ersten Differenz zwischen der Istgeschwindigkeit und der Sollgeschwindigkeit; – Einrichtungen (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23) zum Bestimmen eines von der ersten Differenz abhängigen Zwischengliedes für einen Steuerparameter, wobei das Zwischenglied ermöglicht, ein Korrekturglied zu erhalten; – eine Einrichtung (10) zum Summieren des Korrekturgliedes und eines Gleichgewichtsgliedes, die einen Gleichgewichtszustand der Antriebseinrichtung (2) bei Nichtvorhandensein von Störungen erzeugt, um einen Steuerwert zu erhalten; und – eine Einrichtung (4), um den so erhaltenen Steuerwert an der Antriebseinrichtung (2) zuzuweisen, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner umfasst: – eine Einrichtung (25) zum Berechnen einer zweiten Differenz zwischen dem Zwischenglied und einem vorher registrierten Korrekturglied; – eine Einrichtung (26) zum Vergleichen dieser zweiten Differenz mit einem vorbestimmten Schwellenwert; – eine Einrichtung (27) zum Auswählen als Korrekturglied: • das Zwischenglied, wenn die zweite Differenz größer als der Schwellenwert ist; und • das vorher registrierte Korrekturglied, wenn die zweite Differenz kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist; und – eine Einrichtung (29) zum Registrieren des gewählten Korrekturgliedes.
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