DE3124082C2 - - Google Patents
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- G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
- G05D1/0055—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot with safety arrangements
Description
Die Erfindung geht von einem aktivitätsüberwachten Fühlersystem
aus, bei welchem zwei Fühlern
eine Signalverarbeitungseinrichtung nachgeschaltet ist. Ein derartiges
Fühlersystem kann als interner Stand der Technik vorausgesetzt werden.
Viele Regelanlagen arbeiten unter Zuhilfenahme von Fühlern
verschiedener Typen. Beispielsweise spricht eine automatische
Flugregelanlage für einen Hubschrauber auf Fluglage- und Kurskreisel
sowie auf Höhenmesser, Fluglagewendekreisel und Beschleunigungsmesser
an, um das Manövrieren des Flugzeuges zu
regeln. Die Regelung des Flugzeuges, wenn eine automatische
Flugregelanlage benutzt wird, ist deshalb von den Signalen
abhängig, die der Flugregelanlage durch die verschiedenen Fühler
(Kreisel, Wendekreisel, Beschleunigungsmesser, usw.) geliefert
werden. Wenn ein Fühler ausfällt, kann der Flug des
Flugzeuges in unerwünschter Weise gestört werden. In einigen
Fällen kann die Störung abrupt oder heftig sein, und in anderen
Fällen kann die Störung allmählich erfolgen. Wenn beispielsweise
ein Kurskreisel bei einer bestimmten Einstellung
ausfallen würde, während das Flugzeug auf Kurshalten eingestellt
ist, würde die Auswirkung erst bemerkt werden, wenn
eine beträchtliche Störung (wie beispielsweise eine Windbö)
auftritt, die das Flugzeug von seinem Kurs abdrängt, oder
erst dann, wenn der Pilot wünscht, den Kurs zu ändern; anderenfalls
würde das einzige beobachtbare Ergebnis in einem
langsamen Wegdriften des Flugzeuges von seinem gewünschten
Kurs bestehen. Andererseits, wenn der Kurskreisel durch Lieferung
eines maximalen Ausgangssignals ausfiele, würde das
Flugzeug sofort beginnen, in entgegengesetzter Richtung zu
manövrieren, da die automatische Flugregelung versuchen würde,
den scheinbaren Kursfehler zu korrigieren.
Irgendein Fühlerausfall in der automatischen Flugregelanlage
eines Flugzeuges erfordert, daß der Pilot auf die Änderung
in der Flugzeugmanövrierung reagiert und jedwede einen Fehler
anzeigenden Alarmvorrichtungen überwacht, um das fehlerhafte
System abzuschalten. In vielen Fällen kann das bloße Abschalten
des fehlerhaften Systems eine umgekehrte Manövrierauswirkung
zur Folge haben (da ein großer Fehler in einer
Richtung sofort in einen Nullfehler umgewandelt wird od. dgl.).
Ebenso, wenn der Pilot auf die Störung reagiert, indem er
über die ihm zur Verfügung stehenden Steuervorrichtungen
einen Gegenbefehl eingibt, wird das Abschalten des fehlerhaften
Systems einen unerwünschten Pilotenbefehl unkompensiert
lassen, was eine weitere Störung verursacht.
Zu bestimmten Zeiten, wie beispielsweise im Schwebeflug einige
Meter über dem Ozean, können solche Ausfälle in einer Flugzeugregelanlage
katastrophal sein. Beispielsweise könnte der
Ausfall eines Radarhöhenmessers in einem solchen Fall bewirken,
daß das Flugzeug tatsächlich die Wasseroberfläche berührt.
Zur Überwindung von Schwierigkeiten mit solchen Fühlern ist
es bekannt (US 35 05 641, JP 53-74 595), ein Paar Fühler identischen Typs (redundante
Fühler) zu verwenden, deren Ausgangssignale miteinander verglichen
werden, wobei ein Ausfall oder ein Fehler in dem Fall
angezeigt wird, in welchem die Ausgangssignale der beiden
Fühler nicht mehr innerhalb einer gegenseitigen Toleranzgrenze
liegen. Das erfordert jedoch nicht nur zusätzliche Fühler,
sondern auch zusätzliche Signalverarbeitungskanäle für jeden
der Fühler. Weiter gibt es Bedingungen, unter denen zwei
Fühler desselben Typs vermutlich gleichzeitig ausfallen, wodurch
dasselbe fehlerhafte Ausgangssignal geliefert wird, so
daß sie innerhalb der vorgeschriebenen gegenseitigen Toleranz
liegen und deshalb der Vergleich keine Angabe über den Ausfall
eines Fühlers liefert. Ein solcher Fall kann vorliegen,
wenn die Staurohr-Schutzhüllen nicht vor dem Beginn des
Fluges von den beiden Staurohren eines Flugzeuges entfernt
werden: beide Flug- oder Luftgeschwindigkeitsfühler würden
dieselbe Flug- oder Luftgeschwindigkeit (von null) anzeigen,
und es würde kein Fehler angezeigt werden.
Bei dem Versuch, die Hardware zu verringern, die durch den
redundanten Vergleich erforderlich wird, und einige der Nachteile
von redundanten Vergleichen zu beseitigen, ist bereits
eine Art von Fühleraktivitätsüberwachung benutzt worden. Diese intern
bekannte Aktivitätsüberwachung benutzt die Ableitung oder den
Differentialquotienten eines Fühlerausgangssignals und überprüft
es, um festzustellen, ob es ein gewisses Ausmaß an Änderung
aufweist. In dem Fall, in welchem die zeitliche Änderung
oder die Änderungsgeschwindigkeit über der Zeit des Fühlerausgangssignals
in bezug auf das zulässige Flugzeugmanöver
in der Achse, die der Fühler überwacht, übermäßig groß wird,
kann ein Fehler angezeigt werden. Es wird jedoch jedwedes
unerwünschte oder störende Rauschen in dem Fühlerausgangssignal
aufgrund der Differenzierung des Fühlerausgangssignals
verstärkt, was zu verwirrenden Fehleranzeigen aufgrund
des Rauschens führt (d. h. Anzeigen einer übergroßen Änderungsgeschwindigkeit,
wenn in Wirklichkeit keine vorhanden ist).
Aus diesem Grund muß die Toleranz oder Empfindlichkeit eines
solchen Fehlerdetektors beträchtlich verringert werden, sogar
bis zu dem Punkt, wo richtige Fehler geringerer Größe
überhaupt nicht mehr erkennbar sind. Da viele Fühler bei
normalen zulässigen Manövern (wie beispielsweise dem Horizontalflug
bei konstantem Kurs und konstanter Geschwindigkeit
an einem ruhigen Tag) betreibbar sind, können solche Detektoren
nicht überwacht werden, um das Fehlen eines Minimums
an Aktivität als eine Fehleranzeige festzustellen, da eine
Nullanzeige über relativ lange Zeitspannen zulässig ist.
Aus der US 38 72 292 ist ein Fühlersystem bekannt, das dem Fühlersystem
gemäß Anspruch 1 in einigen Merkmalen ähnelt, jedoch
nicht als aktivitätsüberwachtes Fühlersystem aufgefaßt werden kann.
Dieses bekannte Fühlersystem enthält als Fühler zwei Mikrophone. Ein
Computer liefert einen gemessenen Schallparameter aus den Mikrophonsignalen
und einen berechneten Schallparameter aus gespeicherten empirischen
Daten. Die beiden Schallparameter werden einem Komparator
zugeführt, der ein Warnsignal liefert, wenn beide Signale gleich sind.
Bei diesem bekannten Fühlersystem dienen die Mikrophone dem Zweck,
einen beginnenden Strömungsabrißzustand in dem Verdichter eines Triebwerks
festzustellen. Es sind dabei aber keine Maßnahmen getroffen, um laufend
die Funktionsfähigkeit der Fühler, also der Mikrophone selbst zu
überprüfen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein aktivitätsüberwachtes Fühlersystem
der eingangs genannten Art so auszubilden,
daß auf sicherere Weise und mit hoher Empfindlichkeit ein Ausfall
von Fühlern erkannt werden kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Bei dem aktivitätsüberwachten Fühlersystem nach der Erfindung wird das
richtige Arbeiten von zwei Fühlern festgestellt, indem die Änderungsgeschwindigkeit
oder zeitliche Änderung in dem ersten Fühlerausgangssignal
überwacht wird, und zwar
hinsichtlich unzulässiger
Änderungsgeschwindigkeiten, wenn durch das Ausgangssignal des zweiten
Fühlers angegeben wird, daß sich das erste Fühlerausgangssignal ändern
sollte. Weiter wird ein änderungsgeschwindigkeitsbegrenztes Signal mit
dem ersten Ausgangssignal verglichen, und wenn beide nicht innerhalb
einer gemeinsamen Toleranzgrenze sind, wird ein Signal, welches eine unzulässige Änderungsgeschwindigkeit
angibt, abgegeben.
Weiter
kann die Aktivität eines bezogenen Fühlers als eine Anzeige
benutzt werden, wenn der überwachte Fühler ein sich änderndes
Ausgangssignal haben sollte. Wenn das Ausgangssignal
des überwachten Fühlers nicht wenigstens eine minimale
Änderungsgeschwindigkeit hat, wird ein Nullfehler angezeigt.
Die Erfindung wird sowohl als Analog- als auch als Digitalausführungsform
beschrieben, wobei die Digitalausführungsform
vollständig implementiert worden ist und bevorzugt wird.
Die Erfindung kann ohne weiteres entweder in Analog- oder in
Digitalsystemen implementiert werden, indem Einrichtungen und
Verfahren, die im Rahmen fachmännischen Könnens liegen, unter
Berücksichtigung der folgenden Beschreibung benutzt werden.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer
Analogausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 ein vereinfachtes logisches Flußdiagramm
einer Digitalausführungsform eines Nullfehlererkennungsteils
der Erfindung, und
Fig. 3 ein vereinfachtes logisches Flußdiagramm
einer Digitalausführungsform eines Teils zur Erkennung einer unzulässigen
Änderungsgeschwindigkeit gemäß
der Erfindung.
Gemäß Fig. 1 wird die Aktivität eines Fühlers 10 zur Fehlererkennung
durch einen Nullfehlererkennungsteil 11 (in der
oberen Hälfte von Fig. 1) und durch einen
Erkennungsteil zum Feststellen einer unzulässigen Änderungsgeschwindigkeit (Überänderungsgeschwindigkeitsfehlererkennungsteil)
12 (in der unteren Hälfte
von Fig. 1) überwacht, die beide eine Signalverarbeitungseinrichtung (11, 12) bilden und jeweils eine bistabile
Fehleranzeigevorrichtung 13 über eine erste ODER-Schaltung 14 setzen
können. Das Ausgangssignal der bistabilen Fehleranzeigevorrichtung 13 ist
ein Fehlersignal auf einer Leitung 15.
Der Betrieb des Aktivitätsüberwachungssystems von Fig. 1 kann
durch ein Signal auf einer Leitung 16 rückgesetzt oder
initialisiert werden, das durch eine zweite ODER-Schaltung 17 erzeugt
wird, und zwar entweder auf ein manuell aktiviertes Pilotenrücksetzsignal
auf einer Leitung 18 hin oder auf ein Initialisierungssignal
der automatischen Flugregelanlage auf einer
Leitung 19 hin, das typischerweise erscheinen wird, wenn eine
automatische Flugregelanlage zum ersten Mal eingeschaltet wird. Die
Verwendung des Rücksetz-/Initialisierungssignals auf der Leitung
16 ist im folgenden beschrieben.
Der Nullfehlererkennungsteil 11 besteht hauptsächlich aus
einem Zeitgeber 20, der ein Nullfehlersignal auf einer Leitung
22 erzeugen wird, wenn ihm gestattet wird, seine Zeitsperre
zu erreichen, bevor er durch einen Fühleraktivitätsdetektor
24 rückgesetzt wird, was im folgenden noch näher beschrieben
ist. Dem Zeitgeber 20 wird jedoch zu starten nur
auf ein Signal 26 aus einer bistabilen Vorrichtung 27 hin gestattet,
die durch ein Aktivitätssignal eines zweiten, bezogenen Fühlers
31 auf einer Leitung 28 aus einem ersten Fenstervergleicher 29 gesetzt
wird, der durch eine Leitung 30 mit dem zweiten, bezogenen
Fühler 31 verbunden ist. Mit "bezogener Fühler" ist gemeint,
daß der zweite Fühler 31 eine Beziehung zu dem Parameter hat, der durch
den ersten Fühler 10 abgetastet wird, den die hier beschriebene
Schaltungsanordnung überwacht. Beispielsweise kann der erste Fühler
10 ein Flugzeugkurskreisel und der zweite bezogene Fühler 31 ein
Gierwende- oder Giergeschwindigkeitskreisel sein; der erste Fühler
10 kann ein Flug- oder Luftgeschwindigkeitsfühler und der zweite,
bezogene Fühler 31 der Nickelwendekreisel eines Hubschraubers
sein; der erste Fühler 10 kann ein Höhenmesser sein, in welchem
Fall der zweite, bezogene Fühler 31 entweder ein Vertikalbeschleunigungsmesser
oder ein Steiggeschwindigkeitsanzeiger sein kann;
oder der erste Fühler 10 kann entweder ein Nick- oder Rollagekreisel
und der zweite, bezogene Fühler 31 entsprechend entweder ein
Nick- oder ein Rollwendekreisel sein. Ebenso können in Fällen,
in denen es sich nicht um die Regelung von Hubschraubern
oder anderen Flugzeugen handelt, andere Kombinationen
von Fühlern die Aktivitätsüberwachung nach der Erfindung benutzen.
Ein Beispiel könnte sein, daß der erste Fühler 10 ein
Ofenbrennstoffzufuhranzeiger ist. Es sei angemerkt, daß der erste
Fühler 10 und der zweite, bezogene Fühler für die Erfindung
nicht wesentlich sind, mit Ausnahme des Ausmaßes, in dem die
verschiedenen Grenzen und Einzelheiten solcher Fühler gemäß
fachmännischem Können und unter Berücksichtigung der hier
beschriebenen Erfindung benutzt werden sollten.
Wenn der zweite, bezogene Fühler 31 ein Ausgangssignal auf der
Leitung 30 liefert, von dem der erste Fenstervergleicher 29 feststellt,
daß es über einer gewissen Mindestgröße entweder
in positiver oder negativer Richtung ist, was durch die positive
und die negative Bezugsspannung festgelegt wird, die
in dem ersten Fenstervergleicher 29 benutzt wird, wird das Signal
auf der Leitung 28 die bistabile Vorrichtung 27 setzen, so
daß das Signal auf der Leitung 26 den Zeitgeber 20 freigibt, um
mit der Zeitsteuerung zu beginnen. Wenn der Zeitgeber
20 vor seiner Zeitsperre nicht rückgesetzt wird, wird er
ein Zeitsperresignal, das hier als Nullfehlersignal
bezeichnet wird, an die Leitung 22 abgeben, das bewirken
wird, daß die erste ODER-Schaltung 14 die bistabile Fehleranzeigevorrichtung
13 setzt und das Fehlersignal über die Leitung 15 abgibt. Die
bistabile Fehleranzeigevorrichtung 13 wird am Anfang durch das Rücksetz-/Initialisierungssignal
auf der Leitung 16 in den rückgesetzten
Zustand gebracht. Der Zeitgeber 20 wird durch ein Reinitialisierungssignal
auf einer Leitung 32 rückgesetzt, das
durch eine dritte ODER-Schaltung 34 auf das Rücksetz-/Initialisierungssignal
auf der Leitung 16 hin oder auf ein Signal auf
einer Leitung 36 hin, welches angibt, daß das Flugzeug am
Boden ist, oder auf ein Aktivitätssignal auf einer Leitung
38 hin erzeugt wird, das durch den Fühleraktivitätsdetektor 24 erzeugt
wird. Das Reinitiatisierungssignal auf der Leitung 32
wird benutzt, um einen Schalter 40 zu öffnen (beispielsweise
um das Leiten eines Feldeffekttransistors zu blockieren), der
benutzt wird, um das Fühlerausgangssignal über eine Leitung
42 an eine Folge-/Speicherschaltung 44 anzulegen. Anschließend
wird die Folge-/Speicherschaltung 44 weiter über ihre
Ausgangsleitung 46 ein Signal abgeben, das die Größe des
Fühlerausgangssignals auf der Leitung 42 in dem Augenblick
anzeigt, in welchem das Reinitialisierungssignal auf der
Leitung 32 erschien. Das Signal auf der Leitung 46 wird mit
dem augenblicklichen Fühlerausgangssignal auf der Leitung 42
in einem Summierpunkt 48 verglichen, welcher ein Signal über
die Differenz zwischen diesen beiden Signalen über eine Leitung
50 an einen zweiten Fenstervergleicher 52 abgibt. Der zweite Fenstervergleicher
52 vergleicht die durch das Signal auf der Leitung
50 angezeigte Differenz mit Plus- und Minusbezugssignalen,
um festzustellen, ob die Differenz eine gewisse vorgewählte
Schwellenwertsignalgröße übersteigt; wenn das der Fall ist,
gibt der zweite Fenstervergleicher 52 das Aktivitätssignal auf der
Leitung 38 ab, das durch die dritte ODER-Schaltung 34 hindurchgeht
und das Reinitialisierungssignal auf der Leitung 32 zum Rücksetzen
des Zeitgebers 20 erzeugt. Wenn deshalb das augenblickliche
Ausgangssignal des zweiten, bezogenen Fühlers um eine gewisse vorbestimmte
Schwellenwertgröße von dem Ausgangssignal abweicht, das dieser
hatte, als der Zeitgeber 20 beim nächst vorangehenden Mal rückgesetzt
wurde, bevor ihm gestattet wird, die Zeitsperre
zu erreichen, wird es kein Nullfehlersignal auf der
Leitung 22 geben. Wenn aber der zweite Fenstervergleicher 52 keine
Schwellenwertgröße der Änderung in dem Fühlerausgangssignal
erkennt, nachdem der Zeitgeber 20 rückgesetzt worden ist, und
bevor der Zeitgeber 20 die Zeitsperre erreicht, dann wird ein
Nullfehlersignal auf der Leitung 22 erzeugt.
Ein wesentlicher Aspekt dieses Teils der Erfindung besteht
darin, daß der erste Fühler 10 auf ein gewisses Mindestausmaß an
Aktivität hin getestet werden kann, obgleich er im normalen
Betrieb kein nennenswertes Ausgangssignal über lange Zeitspannen
zu haben braucht, und zwar aufgrund der Tatsache,
daß die Aktivität des zweiten, bezogenen Fühlers 31 überwacht wird,
um festzustellen, wann der erste Fühler 10 ein gewisses meßbares
Ausgangssignal haben sollte. Somit ermöglicht die Verwendung
eines bezogenen, aber nicht redundanten Fühlers zum Feststellen,
wann ein anderer Fühler eine Aktivität haben sollte,
die wert ist, überwacht zu werden, die Aktivitätsüberwachung
eines Fühlers, um festzustellen, daß er in einem Nullausgangssignalzustand
oder in einem Zustand keines Ausgangssignals
(wie beispielsweise dem Ausfall einer Stromversorgung
eines Kreisels) ausgefallen sein kann.
Das Ausgangssignal des ersten Fühlers 10 auf der Leitung 42 wird
außerdem auf eine Änderung mit einer übergroßen Geschwindigkeit
hin überwacht, die beispielsweise bei irgendwelchen Endausschlagsausfällen
auftreten kann. Wenn beispielsweise der erste
Fühler 10 aus einem Positionsmeßpotentiometer besteht, das
zwischen divergente Potentiale geschaltet ist und einen
Schleifer hat, der auf das überwachte Element hin positioniert
wird, wird der Ausfall eines dieser Potentiale bewirken,
daß der Schleifer schnell im wesentlichen das andere
Potential annimmt. Das würde dieselbe Auswirkung haben, wie
wenn der Schleifer augenblicklich aus seiner gegenwärtigen
Position in eine der Endstellungen des Potentiometers gebracht
werden würde. Der Überänderungsgeschwindigkeitsfehlererkennungsteil
12 wird jedoch außerdem Änderungsgeschwindigkeiten
testen, die einfach über denjenigen
liegen, welche zulässig sind, selbst dann, wenn diese Überänderungsgeschwindigkeiten
nicht die Folge eines Endausschlagsausfalls
sind.
Das Fühlerausgangssignal auf der Leitung 42 wird an einen
Differenzierer 56 (bezeichnet mit dem Laplace-Operator "S")
angelegt, damit dieser ein Signal auf einer Leitung 58 liefert,
das eine Funktion der Änderungsgeschwindigkeit des
Fühlerausgangssignals auf der Leitung 42 ist. Dieses Signal
wird an einen Begrenzer 60 angelegt, bei dem es sich einfach
um einen Verstärker handeln kann, der sowohl eine positive
als auch eine negative Klemmschaltung an seinem Ausgang hat,
um ein änderungsgeschwindigkeitsbegrenztes Signal auf einer
Leitung 62 zu liefern, das an einen Integrierer 64 angelegt
wird. Bei dem Integrierer 64 ist es möglich, einen Anfangswert
auf das Signal auf der Leitung 62 hin mit Hilfe des
Rücksetz-/Initialisierungssignals auf der Leitung 16 zu
setzen, der einem Initialisierungsschalter 66 innerhalb
des Integrierers 64 zugeführt wird. Wenn beispielsweise der
Integrierer 64 ein Verstärker mit hoher Verstärkung ist, der
eine kapazitive Rückkopplung hat, so kann er dadurch initialisiert
werden, daß auch eine Widerstandsrückkopplung vorgesehen
wird, wobei eine elektronische Umschaltung (beispielsweise
durch ein Paar komplementäre Transistoren) bewirkt,
daß der Rückkopplungswiderstand mit dem Eingang verbunden
wird, wenn das Rücksetz-/Initialisierungssignal auf
der Leitung 16 vorhanden ist, oder statt dessen bewirkt, daß
die kapazitive Rückkopplung mit dem Eingang verbunden wird,
wenn das Rücksetz-/Initialisierungssignal nicht auf der Leitung
16 vorhanden ist. Immer dann, wenn der Betrieb mit Hilfe
des Rücksetz-/Initialisierungssignals auf der Leitung 16
wiederhergestellt wird, wird daher bewirkt, daß der Anfangsausgangswert
des Integrierers 64 auf den Wert des Signals auf
der Leitung 62 ist. Wenn aber das Rücksetz-/Initialisierungssignal
verschwindet, beginnt der Integrierer 64 zu integrieren,
und zwar so, wie es durch die Größe und die Polarität des
Signals auf der Leitung 62 festgelegt ist. Das Ausgangssignal
des Integrierers 64 auf einer Leitung 70 ist eine änderungsgeschwindigkeitsbegrenzte
Darstellung des augenblicklichen
Fühlerausgangssignals auf der Leitung 42. Da das Signal
in dem Differenzierer 56 zuerst differenziert und dann
durch den Integrierer 64 integriert wird, wird es vollständig
wiederhergestellt, ausgenommen in dem Ausmaß, in welchem die
Änderungsgeschwindigkeit des Signals die durch den Begrenzer
60 festgelegten Grenzen überschrittten hat. Wenn daher das
Signal auf der Leitung 70 von dem Signal auf der Leitung 42
abweicht, so wird das der Fall sein, weil das Signal auf der
Leitung 42 sich mit einer Geschwindigkeit ändert, die die
vorbestimmte Änderungsgeschwindigkeit übersteigt, die durch
den Begrenzer 60 für die zu erfüllende besondere Funktion
festgelegt worden ist. Wenn beispielsweise der erste Fühler 10 ein
Flugzeugkurskreisel ist, könnte sich der Kurs des Flugzeuges
mit einer Geschwindigkeit in der Größenordnung von 90° pro
Sekunde ändern. Wenn sie sich schneller ändert als mit z. B. einer
solchen vorbestimmten zulässigen Geschwindigkeit, so würde
das Signal auf der Leitung 58 eine solche Größe haben, daß es
durch den Begrenzer 60 begrenzt würde, und deshalb würde das
Ausgangssignal des Integrierers 64 augenblicklich
von der Größe des Signals auf der Leitung 42 abweichen.
Diese Differenz wird durch einen Summierpunkt 72 erkannt, der
ein Signal liefert, das die Differenz auf einer Leitung 74
einem dritten Fenstervergleicher 76 zuführt, der die Größe dieses Signals
mit positiven und negativen Bezugsspannungen vergleicht,
die eine vorbestimmte Schwellenwertdifferenz angeben, welche
so festgelegt worden ist, daß sie einen Überänderungsgeschwindigkeitsfehler
angibt. Wenn die Änderungsgeschwindigkeit des
Fühlerausgangssignals auf der Leitung 42 zu groß ist, wird
das Signal auf der Leitung 74 eine Differenz anzeigen, die
bewirkt, daß der dritte Festervergleicher 76 ein Überänderungsgeschwindigkeitsfehlersignal
auf einer Leitung 78 liefert, das
durch die erste ODER-Schaltung 14 hindurchgeht, um die bistabile
Fehleranzeigevorrichtung 13 zu setzen und das Fehlersignal auf der Leitung
15 zu erzeugen.
Bei Bedarf kann das änderungsgeschwindigkeitsbegrenzte Ausgangssignal
auf der Leitung 70 vorzugsweise als ein Ausgangssignal
des ersten Fühlers 10 zum Steuern der Funktion einer Flugregelanlage
benutzt werden. Das ergibt den weiteren Vorteil,
daß, wenn bei dem ersten Fühler 10 ein Endausschlagsausfall auftritt,
so daß es eine abrupte Änderung in der Größe des Signals auf
der Leitung 42 gibt, das Signal auf der Leitung 70 nicht
ebenso abrupt sein wird, sondern sich nur mit der Änderungsgeschwindigkeit
ändern wird, die durch die Größe der Grenze
in dem Begrenzer 60 festgelegt ist. Während der Zeitspanne,
die benötigt wird, um den Endausschlagsfehler abzufühlen und
auf diesen zu reagieren, wird deshalb die Funktion, die durch
den ersten Fühler 10 gesteuert wird, nicht annähernd so unterbrochen,
wie wenn das änderungsgeschwindigkeitsbegrenzte Ausgangssignal
auf der Leitung 70 zum Steuern dieser Funktion benutzt
würde. Das ist der Verwendung von Signalen gleichwertig, die
in einigen Fällen anstiegsgeschwindigkeitsbegrenzt werden, um
sicherzustellen, daß sie zulässige Werte nicht überschreiten.
Die Art der Implementierung der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung
kann bei Verwendung verschiedener bekannter
Techniken und Einrichtungen sich beträchtlich ändern. Beispielsweise
kann die Funktion des Zeitgebers 20 mit Hilfe
eines Integrators implementiert werden, der auf eine konstante
Eingangsspannung anspricht, wenn das Spannungseingangssignal
an ihm anliegt, wobei diese Spannung nur auf das Schließen
eines Schalters hin angelegt wird, wenn das Aktivitätssignal
des zweiten, bezogenen Fühlers 31 auf der Leitung 28 vorhanden ist. Die
Zeitsperre des Zeitgebers 20 wird in einem solchen Fall durch
die Tatsache festgelegt, daß das Integratorausgangssignal
eine über der Zeit linear ansteigende Spannung ist. Wenn der
Integrierer 64 einen Ausgangswert von einem Volt pro Sekunde für
ein Eingangssignal von einem Volt hat, dann könnte ein Signal
von zehn Volt davon subtrahiert werden und das Ergebnis
könnte getestet werden, um festzustellen, ob es negativ ist,
indem es einfach durch einen einseitigen oder unilateralen
Verstärker hindurchgeleitet wird. Wenn es negativ wäre, würde
das bedeuten, daß der Zeitgeber 20 die Zeitsperre erreicht
hat. Die Vergleiche, die durch die Fenstervergleicher 29, 52,
76 ausgeführt werden, könnten statt dessen dadurch ausgeführt
werden, daß der Absolutwert des zu testenden Signals genommen
wird, ein Bezugswert von ihm abgezogen wird und das Ergebnis
durch eine Schaltung hindurchgeleitet wird, um die
Polarität des Ergebnisses zu bestimmen. Die Absolutwertschaltung
kann einfach ein Paar komplementäre Verstärker enthalten,
von denen jeder einen einseitigen Ausgang hat, so daß der
eine oder der andere Verstärker ein Ausgangssignal mit singulärer
Polarität in Abhängigkeit von der Polarität des Eingangssignals
liefern wird. Der Begrenzer 60 kann einfach
einen Verstärker enthalten, dessen Ausgang sowohl in der
negativen als auch in der positiven Richtung geklemmt ist.
Fig. 2 zeigt ein vereinfachtes exemplarisches logisches Flußdiagramm,
das den Nullfehlererkennungsteil ähnlich dem Teil
11 in Fig. 1 entspricht. Die Routine wird über einen Nullfehlereingangspunkt
80 erreicht und in einem ersten Test 82
werden ein Funktionsausfall-Flag sowie ein Pilotübersteuerungssignal
(die weiter unten ausführlicher beschrieben sind)
geprüft, um festzustellen, ob die besondere Funktion, die
durch den Fühler gesteuert wird, welcher aktivitätsüberwacht
wird, früher bereits als ausgefallen ermittelt worden ist
(entweder infolge dieses Fühlers oder infolge eines sich auf
die Funktion beziehenden anderen Fühlers) und ob der Pilot
entschieden hat oder nicht, sie zu übersteuern, um zu sehen,
ob die Funktion wiederhergestellt werden kann. Dadurch wird
einfach vermieden, daß die Routine ausgeführt wird, wenn die
Routine aufgrund der Abschaltung der besonderen Funktion, auf
die sich der Fühler bezieht, unnötig ist. Wenn die Funktion
nicht ausgefallen war oder wenn der Pilot den Ausfall der
Funktion übersteuert, wird ein negatives Ergebnis des Tests
82 zu einem Test 83 führen, in welchem ermittelt wird, ob
sich das Flugzeug am Boden befindet. Das gleicht dem
Flugzeug-am-Boden-Signal auf der Leitung 36 von Fig. 1. Wenn
das Flugzeug am Boden ist, dann wird die Aktivitätsüberwachung
rückgesetzt oder in im folgenden beschriebener Weise wieder
eingeleitet. Wenn aber das Flugzeug nicht am Boden ist, wird
ein negatives Ergebnis aus dem Test 83 zu einem Test 81 führen,
in welchem festgestellt wird, ob der Aktivitätstest des
bezogenen Fühlers früher bereits zum Erfolg geführt hat.
Wenn dem so ist, dann wird der Test 88 (im folgenden näher
beschrieben) ausgeführt. Wenn nicht, wird das negative Ergebnis
des Tests 81 zu einem Test 84 führen, in welchem die
Größe des Ausgangssignals des bezogenen Fühlers mit einer
Bezugsgröße verglichen wird, und zwar auf dieselbe Weise,
auf die der erste Fenstervergleicher 29 in Fig. 1 feststellt, ob
der zweite, bezogene Fühler 31 ein Ausgangssignal auf einer Leitung
30 hat, das größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Wenn der bezogene Fühler ein Ausgangssignal ausreichender
Größe liefert, wird ein bejahendes Ergebnis des Tests 84 zu
einem Schritt 85 führen, in welchem ein Zähler für die Aktivität
des bezogenen Fühlers von einem voreingestellten Bezugswert
aus dekrementiert wird. Der Zähler ist ein "Durchlaufzähler"
üblicher Art. Wenn beispielsweise dieser Zähler
am Anfang auf fünf eingestellt wird, wird jedesmal dann, wenn
der Test 84 ein bejahendes Ergebnis liefert, der Zähler dekrementiert,
bis er null erreicht. Dann wird in einem Test 86
der Zähler geprüft, um festzustellen, ob sein Zählerstand
gleich null ist; wenn das der Fall ist, dann wird die Aktivitätsüberwachung
des bewußten Fühlers (wie des ersten Fühlers 10
in Fig. 1) auf Nullfehler hin durchgeführt. Wenn dem aber
nicht so ist, dann wird der übrige Teil der Nullabfühlung vorläufig
umgangen. Das gewährleistet, daß der bezogene Fühler
eine gewisse Aktivität über fünf Betriebszyklen (oder jede
andere Anzahl von Betriebszyklen, die als Bezugsgröße benutzt
wird) angezeigt hat. Das gibt eine gewisse Gewähr dafür, daß
der sich im Test befindliche Fühler (wie der erste Fühler 10) eine
gewisse Aktivität hat und deshalb auf einen Nullfehler
hin getestet werden kann. Daher wird ein bejahendes Ergebnis
des Tests 86 den Fühlertest in anschließenden Durchläufen
über den Schritt 81 (Zähler=0) freigeben.
Wenn die Tests und die Schritte 81 bis 86 anzeigen, daß die Aktivität
des ersten Fühlers 10 überwacht werden kann, dann wird in
einem Test 88 festgestellt, ob der gegenwärtige Wert des Fühlerausgangssignals
(FÜHLER N) innerhalb einer vorgeschriebenen
Toleranz des vorangehenden Wertes des Fühlerausgangssignals
(FÜHLER M) liegt. Wenn dem so ist, wird ein bejahendes Ergebnis
des Tests 88 bewirken, daß in einem Schritt 89 ein Fühlernullzähler
inkrementiert wird. Bei diesem handelt es sich
ebenfalls um einen Durchlaufzähler üblicher Art, der gewährleistet,
daß ein Fehler mehrere Zyklen nacheinander
abgefühlt worden ist, bevor der Fehler erkannt wird. Dadurch
werden lästige Fehleranzeigen infolge von Fehlzuständen, die
schnell vorübergehen, vermieden. Dann wird die Einstellung
des Nullzählers in einem Schritt 90 getestet, um festzustellen,
ob er auf einen Zählerstand erhöht worden ist, der höher
ist als eine voreingestellte Durchlaufzahl (wie beispielsweise
in der Größenordnung von drei oder fünf Zyklen). Wenn
mehrmals null nacheinander festgestellt worden ist, so daß
die Einstellung des Fühlernullzählers die vorbestimmte Durchlaufzahl
übersteigt, wird ein bejahendes Ergebnis des Tests
90 zu Schritten 91 bis 94 führen, in welchen: eine Nullfehlercodegruppe
gesetzt wird; die Nullfehlercodegruppe in einem nichtflüchtigen
Teil eines Speichers gespeichert wird;
die Tatsache, daß die
bezogene Funktion ausgefallen ist, registriert wird, indem
ein Funktionsausfall-Flag gesetzt wird; und die Tatsache des
Funktionsausfalls dem Piloten angezeigt wird. Mit "Funktionsausfall"
ist, beispielsweise, die Kurshaltefunktion der Flugregelanlage
gemeint, die benutzt wird, wenn das Flugzeug auf
Autopilot geschaltet ist. Diese Funktion geht verloren, wenn
an dem Kurskreisel festgestellt wird, daß er einen Nullfehler
hat. Der Pilot ist interessiert daran, ob er die Funktion
zur Verfügung hat oder nicht, statt daran interessiert zu
sein, welches besondere Bauteil ausgefallen ist. Das Wartungspersonal
ist jedoch daran interessiert, welches besondere
Bauteil ausgefallen ist, und deshalb wird die Nullfehlercodegruppe
für den besonderen Fühler gesetzt und in dem nichtflüchtigen
Speicher gespeichert, um sicherzustellen, daß
dieser Faktor dem Wartungspersonal bekannt wird, wenn das
Flugzeug zu Reparaturzwecken zurückkehrt. Das Funktionsausfall-Flag,
das in dem Schritt 93 gesetzt wird, ist das Flag,
das in dem Test 82 getestet wird, wie oben beschrieben. Das
Funktionsausfall-Flag, das sich auf den besonderen Fühler
bezieht, kann tatsächlich als Ergebnis eines Fehlers in einem
bezogenen oder anderen Teil des Systems gesetzt worden sein.
So könnte die Kurshaltefunktion wegen des Ausfalls einer
Stromversorgung verlorengehen, die in dem Kurshalteteil der
Flugregelanlage benutzt wird. Das würde ebenfalls als das
gleiche Funktionsausfall-Flag wie das, das in dem Schritt 93
gesetzt und in dem Test 82 getestet werden kann, gesetzt werden.
In dem Schritt 95 wird der Fühlernullzähler (inkrementiert in
dem Schritt 89 und getestet in dem Test 90) rückgesetzt, so
daß im Anschluß an diesen Ausfall er keinen Zählerstand während
der gesamten Anzahl an Durchlaufzyklen haben wird, bevor
der Fehler angezeigt wird, und in dem Schritt 96 wird der
Zähler für die Aktivität des bezogenen Fühlers auf seinen
Bezugswert rückgesetzt, so daß er ab dem vollen Bezugswert
(beispielsweise fünf Zyklen) zu dekrementieren beginnen wird,
nachdem der Betrieb im Anschluß an den gegenwärtigen Fehler
wiederhergestellt ist. Daran anschließend wird diese Routine
die Rückkehr zu anderen Teilen eines Computerprogramms über
einen Rückkehrpunkt 97 bewirken.
Zu Zeiten, während denen keine Aktivität in der bezogenen
Fluglage des Flugzeuges (oder einer anderen bezogenen Funktion
in Implementierungen der Erfindung, die nicht in einem
Flugzeug vorgesehen sind) gibt, wie wenn beispielsweise das Flugzeug
am Boden ist, was im Test 83 angezeigt wird, oder wenn
der bezogene Fühler ein unsignifikantes Ausgangssignal liefert,
das in dem Test 84 ermittelt wird, wird der Zähler für
die Aktivität des bezogenen Fühlers in einem Schritt 98 auf
den Bezugswert eingestellt. Selbst dann, wenn es eine gewisse
Aktivität aus dem bezogenen Fühler gibt, so daß der Zähler
einmal oder zweimal gezählt haben kann, wird daher in jedem
Zyklus, in welchem die Aktivität unter die verlangte Größe
abfällt, bevor die Bezugszahlen von Zyklen durchlaufen
sind, der Aktivitätszähler auf den Bezugswert rückgesetzt, so
daß die Zählung anschließend erneut beginnen muß. Außerdem
wird in einem solchen Fall der übrige Teil des Programms von
dem Schritt 85 bis zum Schritt 96 der Routine von Fig. 2 umgangen.
Der Fühlernullzähler wird aber in einem Schritt 99
rückgesetzt, und der Fühlerausgangswert wird in einem Schritt
100 auf den neuesten Stand gebracht.
In Fällen, in denen der Zähler für die Aktivität des bezogenen
Fühlers anzeigt, daß der bezogene Fühler
eine signifikante Aktivität über einer geforderten Anzahl von
Zyklen hatte, so daß der Fühler aktivitätsüberwacht
werden kann, um ihn auf einen Nullfehler hin zu testen,
wird, wenn der Test 88 negativ ausgeht (weil zum Beispiel der
Fühler ausreichend aktiv ist), aufgrund der Tatsache, daß der
neue Wert des Fühlerausgangssignals von dem alten Wert des
Fühlerausgangssignals um mehr als die vorgeschriebene Toleranz
verschieden ist, der übrige Teil des Nullfehlerprogramms
(Schritte 89 bis 96) umgangen, der Zähler für die Aktivität des
bezogenen Fühlers wird auf den Bezugswert in dem Schritt 98
rückgesetzt, der Fühlernullzähler wird in dem Schritt 99
rückgesetzt, und der Fühlerausgangswert wird in dem Schritt
100 auf den neuesten Stand gebracht, wie oben beschrieben.
In jedem Fall wird jedoch, wenn eine Null in dem Schritt 88
festgestellt wird, weil der neue Wert des Fühlerausgangssignals
innerhalb der Toleranz des alten Wertes des Fühlerausgangssignals
liegt, der Fühlernullzähler in dem Schritt 89
inkrementiert und in dem Schritt 90 getestet. Während der
ersten Ausfälle wird der Test 90 negativ sein, weil mehrere
Nullen nacheinander abgefühlt werden müssen, bevor sie als
ein Fehler erkannt werden, wie oben beschrieben. In einem solchen
Fall erfolgt kein Auf-den-neuesten-Stand-bringen, und
die Routine wird an dem Rückkehrpunkt 97 verlassen.
Wenn die Nullfehlererkennung auf digitale Weise, wie sie in
Fig. 2 angegeben ist, mit der Analoghardware verglichen wird,
die in Fig. 1 gezeigt ist, so ist der Test 83 der Rücksetzaktivität
des Flugzeug-am-Boden-Signals auf der Leitung 36
(Fig. 1) äquivalent. Der Test 84 ist dem ersten Fenstervergleicher
29 (Fig. 1) äquivalent. Der Test 88 ist dem zweiten Fenstervergleicher
52 (Fig. 1) äquivalent, und der Schritt 89 sowie der
Test 90 sind der Zeitsperre des Zeitgebers 20 (Fig. 1) äquivalent.
Das Reininitialisierungssignal auf der Leitung 32 von
Fig. 1 findet sein Gegenstück in den Schritten 98 und 99 (sowie
in den Schritten 95 und 96) von Fig. 2.
Gemäß Fig. 3 kann der Überänderungsgeschwindigkeitsfehlererkennungsteil
auf digitale Weise durch ein Unterprogramm
ausgeführt werden, daß über einen Überänderungsgeschwindigkeitsfehler-
Eintrittspunkt 101 erreicht wird. In
dem ersten Test 102 wird einfach ermittelt, ob das Unterprogramm
ausgeführt werden sollte oder nicht, und zwar in derselben
Weise wie in dem Test 82 in Fig. 2. Wenn der Test 102
negativ ist, wird in einem Test 103 festgestellt, ob die Initialisierung
der Integrationsfunktion ausgeführt worden ist
oder ausgeführt werden sollte. Das ist dem Anlegen des Rücksetz-/Initialisierungssignals
an die Leitung 16 zum Initialisieren
der Einstellung des Integrierers 64 in Fig. 1 äquivalent.
Wenn eine Initialisierung nicht vorher bereits stattgefunden
hat, wird in einem Schritt 104 der Wert des Fühlerausgangssignals
des letzten Zyklus auf den neuesten Stand,
d. h. auf den gegenwärtigen Wert des Fühlerausgangssignals gebracht,
in einem Schritt 105 wird ein Anfangswert in dem
Integrierer (ein Register oder ein Speicherplatz, der eine
Zahl trägt, die auf im folgenden beschriebene Weise integriert
wird) auf den gegenwärtigen Wert des Fühlerausgangssignals
gebracht, und in einem Schritt 106 wird das
Überänderungsgeschwindigkeitsinitialisierungs-Flag gesetzt, welches
angibt, daß die Initialisierung stattgefunden hat, und welches
in dem anschließenden Durchlauf durch das Unterprogramm
durch den Test 103 abgefragt wird, um zu veranlassen, daß die
Schritte 104 bis 106 umgangen werden.
In Fig. 3 wird in einem Schritt 107 die Differenz zwischen
dem gegenwärtigen Wert des Fühlerausgangssignals und dem
vorangehenden Wert des Fühlerausgangssignals ermittelt, um
die Differenz zwischen ihnen festzustellen. Der Schritt 107
ist dem Differenzierer 56 in Fig. 1 äquivalent. Dann wird in
zwei Tests 108, 109 festgestellt, ob diese Differenz innerhalb
der Grenzen liegt, und, wenn dem nicht so ist, wird sie
auf einen geeigneten positiven oder negativen Grenzwert in
entsprechenden Schritten 110, 111 eingestellt, die dem Begrenzer
60 in Fig. 1 äquivalent sind. In einem Schritt 112 wird
die Integration ausgeführt, indem zu dem Integralwert, der
bei der Initialisierung in dem Schritt 105 gebildet wird, die
Differenz D addiert wird, die in dem Schritt 107 gefunden
wird. Wenn die Differenz D kleiner als beide Grenzwerte war,
so daß beide Tests 108 und 109 negativ waren, und wenn dieser
Wert nicht entweder auf den positiven Grenzwert oder auf den
negativen Grenzwert geklemmt wurde, sollte der zu dem Integralwert
addierte Wert d gleich dem gegenwärtigen Wert des
Fühlerausgangssignals sein. Wenn dem nicht so ist, wird die
Differenz dazwischen (X), die in einem Schritt 113 gefunden
wird, größer als ein Bezugswert sein (der in Abhängigkeit von
der besonderen Funktion voreingestellt wird), welcher in einem
Test 114 bestimmt wird. Das heißt, wenn die Diffferenz in dem
gegenwärtigen und laufenden Wert einen Grenzwert übersteigt,
so bedeutet das, daß das Fühlerausgangssignal sich mit einer
zu hohen Geschwindigkeit ändert. Da die Änderungsgeschwindigkeit
zu hoch ist, wird die Differenz (D) begrenzt, so daß
sie, wenn sie zu dem Integralwert addiert wird, nicht gleich
dem gegenwärtigen Wert ist. Es kann jedoch sein, daß sie eine
Bezugsdifferenz, die in dem Test 114 benutzt wird, nicht ausreichend
übersteigt, um einen Fehler anzuzeigen. Bei anschließenden
Durchläufen wird aber, da der Integralwert bereits
zurückgefallen ist, wenn diese hohe Änderungsgeschwindigkeit
anhält, der Integralwert noch weiter zurückfallen,
wenn unzureichende Werte von D zu ihm addiert werden. So wird
schließlich die Differenz in dem gegenwärtigen Fühlerwert gegenüber
dem Integralwert ein bejahendes Ergebnis des Tests
114 ergeben. Wenn das der Fall ist, wird ein Überschußzähler
in einem Schritt 115 inkrementiert (das ist dieselbe Form
eines Durchlaufzählers, der mehrere Fehler nacheinander erfordert,
bevor sie erkannt werden), und der Überschußzähler
wird in einem Test 116 getestet, um festzustellen, ob er die
vorgewählte Durchlaufzahl überschreitet. Wenn dem so ist,
dann wird der Fehler erkannt und in den Schritten 117 bis 122
werden Buchhaltungsoperationen ausgeführt. In dem Schritt 117
wird die Überänderungsgeschwindigkeitsfehlercodegruppe für
den besonderen Fühler, der überwacht wird, gesetzt, und diese
Codegruppe kann in einem nichtflüchtigen Speicher durch den
Schritt 118 gesetzt werden.
In dem Schritt 119 wird das Funktionsausfall-Flag gesetzt
(das ist das gleiche Funktionsausfall-Flag, das in dem Schritt
93 in Fig. 2 gesetzt werden kann). Und die Tatsache, daß die
Funktion ausgefallen ist, kann dem Piloten in dem Schritt 120
angezeigt werden (der dem Schritt 94 in Fig. 2 entspricht).
Dann wird der Überschußzähler in dem Schritt 121 rückgesetzt,
und das Überänderungsgeschwindigkeitsinitialisierungs-Flag
wird in dem Schritt 122 rückgesetzt, so daß bei folgenden
Durchläufen durch dieses Unterprogramm (nachdem das Funktionsausfall-Flag
nicht mehr gesetzt ist, oder in dem Fall, in
welchem der Pilot eine Übersteuerungstaste drückt, so daß
der Test 102 negativ ist), das Unterprogramm wieder eingeleitet
wird, und zwar auf dieselbe Weise, auf die das Rücksetz-/Initialisierungssignal
auf der Leitung 16 wieder die Überänderungsgeschwindigkeitsfehlererkennung
in Fig. 1 einleitet.
Falls in dem Test 114 festgestellt wird, daß die Differenz
zwischen dem gegenwärtigen Wert und dem integrierten Wert
nicht den Bezugswert übersteigt, wird ein negatives Ergebnis
des Tests 114 bewirken, daß der Überschußzähler in einem
Schritt 123 rückgesetzt wird und daß der Wert des letzten
Zyklus des Fühlerausgangssignals in einem Schritt 124 auf den
neuesten Stand gebracht wird. Es sei aber beachtet, daß, nachdem
Ausfälle erkannt worden sind, so daß der Durchlaufzähler
mehrmals inkrementiert wird, der Wert des letzten Zyklus des
Fühlerausgangssignals nicht auf den neuesten Stand gebracht
wird, weil der Schritt 124 umgangen wird. Das ist notwendig,
wenn hohe Änderungsgeschwindigkeiten erkannt werden, weil,
wenn der Fühler in einem Endausschlagszustand ausgefallen
ist und dieser Endausschlagszustand auf den neuesten Stand,
d. h. auf den alten Wert gebracht würde, dann in allen nachfolgenden
Zyklen der neue Wert und der alte Wert des Ausgangssignals
im wesentlichen gleich sein würden, so daß der
Durchlaufzähler nicht inkrementiert würde. Der Fehler kann
also nur für mehrere Zyklen überwacht werden, wenn der alte
Wert beibehalten wird, so daß mehrere Zyklen eines neuen Endausschlagswertes
mit ihm verglichen werden und den notwendigen
Überschuß gegenüber dem Bezugswert in dem Test 114 liefern.
Entweder der Schritt 124 (bei Nichtvorhandensein
irgendeines Ausfalls), Test 116 (nachdem wenigstens ein Fehler
abgefühlt worden ist), oder der Schritt 122 (nachdem eine
Durchlaufzahl von Fehlern abgefühlt worden ist) wird über
einen Rückkehrpunkt 126 zu anderen Teilen des Programms führen.
Bei jeder Art von Verwendung der Erfindung, bei der ein änderungsgeschwindigkeitsbegrenztes
Signal (wie beispielsweise das
Signal auf der Leitung 70 in Fig. 1) bereits als Sicherheitsmaßnahme
geliefert wird, brauchen die Einrichtungen 56, 60
und 66 nicht verwendet zu werden, sondern dieses bereits änderungsgeschwindigkeitsbegrenzte
Signal kann direkt an den
Summierpunkt 72 angelegt und als eine Quelle von Daten, die
in Fig. 3 angegeben ist als der Integrierwert addiert mit
der Differenz in dem Schritt 112 benutzt werden, wobei dieses
Signal zur Subtraktion in dem Schritt 113 direkt angelegt
wird.
Die Erfindung ist in Verbindung mit Flugregelanlagen eines
Hubschraubers oder anderen Flugzeuges beschrieben und dargestellt
worden. Die hier beschriebenen Prinzipien gelten jedoch
auch für andere Anlagen, und zwar in Fällen, in welchen
die Inaktivität oder die Überaktivität eines Fühlers gemäß
der Erfindung überwacht werden kann, um Fehler in dem Fühler
festzustellen, und insbesondere, wenn es einen bezogenen Fühler
gibt, der gestattet, Perioden zu identifizieren, in denen
Nullen vorhanden sein sollten, und der dadurch eine Nullfehlererkennung
sowie eine Überänderungsgeschwindigkeitsfehlererkennung
gemäß der Erfindung gestattet. Selbstverständlich
wird die Analog- oder die Digitalausführungsform in Abhängigkeit
davon gewählt, ob die Digitalverarbeitungsmöglichkeit ansonsten
in irgendeiner Anlage zur Verfügung steht, in der die
Erfindung benutzt werden soll. Der Typ der Digitalanlage, die
zur Verfügung steht, ist irrelevant, da die auszuführenden Funktionen
bei der Implementierung der Erfindung einfach und unkompliziert
sind und sogar durch die kleinsten Mikrocomputer
erfüllt werden können. Deshalb ist die Digitalausführungsform,
wie sie mit Bezug auf die Fig. 2 und 3 oben beschrieben worden
ist, implementierbar, indem gewöhnliche Programmiertechniken
angewandt werden, die praktisch für jeden Typ von Digitalverarbeitungsanlage
geeignet sind. Bei den beschriebenen Ausführungsformen
werden auf die Signalgröße ansprechende Techniken
benutzt, die Erfindung kann aber auch dort angewandt werden,
wo ein bestimmter Parameter in einem Signal durch eine
Frequenz, eine Impulsbreite oder andere Variable dargestellt
ist.
Claims (2)
1. Aktivitätsüberwachtes Fühlersystem mit
einem ersten Fühler (10), der ein erstes Ausgangssignal (42) liefert, das einem ersten Parameter entspricht,
einem zweiten Fühler (31), der ein zweites Ausgangssignal (30) liefert, das einem zweiten Parameter entspricht, der auf den ersten Parameter bezogen ist, und
einer Signalverarbeitungseinrichtung (11, 12), welcher die beiden Ausgangssignale (30, 42) des ersten und zweiten Fühlers (10 bzw. 31) zuführbar sind und welche
einen ersten, einen zweiten und einen dritten Schwellenwert für die beiden Ausgangssignale (30, 42) des ersten und zweiten Fühlers (10, 31) festlegt und in bezug auf das zweite Ausgangssignal (30) des zweiten Fühlers (31)
einem ersten Fühler (10), der ein erstes Ausgangssignal (42) liefert, das einem ersten Parameter entspricht,
einem zweiten Fühler (31), der ein zweites Ausgangssignal (30) liefert, das einem zweiten Parameter entspricht, der auf den ersten Parameter bezogen ist, und
einer Signalverarbeitungseinrichtung (11, 12), welcher die beiden Ausgangssignale (30, 42) des ersten und zweiten Fühlers (10 bzw. 31) zuführbar sind und welche
einen ersten, einen zweiten und einen dritten Schwellenwert für die beiden Ausgangssignale (30, 42) des ersten und zweiten Fühlers (10, 31) festlegt und in bezug auf das zweite Ausgangssignal (30) des zweiten Fühlers (31)
- - ein erstes Überschreitungssignal (28) liefert, welches angibt, daß der zweite Parameter den ersten Schwellenwert überschreitet,
- - ein zweites Überschreitungssignal (38) liefert, welches angibt, daß eine Änderung in der Größe des ersten Ausgangssignals (42) den zweiten Schwellenwert überschreitet,
- - ein Nullfehlersignal (22) nach einem vorbestimmten Zeitintervall bei Vorhandensein des ersten Überschreitungssignals (28) und gleichzeitigem Nichtvorhandensein des zweiten Überschreitungssignals (38) in diesem vorbestimmten Zeitintervall liefert und in bezug auf das erste Ausgangssignal (42) des ersten Fühlers (10)
- - ein änderungsgeschwindigkeitsbegrenztes Signal (70), welches den ersten Parameter begrenzt hinsichtlich seiner Änderungsgeschwindigkeit angibt, liefert und nach Vergleich des änderungsgeschwindigkeitsbegrenzten Signals (70) mit dem ersten Ausgangssignal (42) ein Signal (78) abgibt, welches eine unzulässige Änderungsgeschwindigkeit angibt, falls sich das änderungsgeschwindigkeitsbegrenzte Signal (70) von dem ersten Ausgangssignal (42) um einen Wert unterscheidet, der größer als der dritte Schwellenwert ist.
2. Aktivitätsüberwachtes Fühlersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Parameter der Änderungsgeschwindigkeit
des ersten Parameters
entspricht.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: MENGES, R., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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