DE69813390T2 - Verfahren zur Überwachung eines Fahrzeuggetriebes mit Beschleunigungsaufnehmern, insbesondere für Hubschrauber - Google Patents
Verfahren zur Überwachung eines Fahrzeuggetriebes mit Beschleunigungsaufnehmern, insbesondere für HubschrauberInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Kraftübertragungsaggregats eines Fahrzeugs, das mit Beschleunigungssensoren ausgestattet ist, insbesondere eines Hubschraubers.
- Bekanntermaßen müssen Hubschrauber-Kraftübertragungselemente kontinuierlich überwacht werden, um irgendwelche Fehler oder beginnende Störungsbedingungen sofort nachzuweisen und so einen Ausfall während des Fluges zu vermeiden.
- Zu diesem Zweck ist die Kraftübertragung mit Beschleunigungssensoren ausgestattet, deren Signale verarbeitet werden, um irgendwelche Fehler in der Kraftübertragung zu ermitteln. Ein Beispiel für ein Verfahren zur Messung von Drehschwingungen in rotierenden Wellen oder ähnlicher Maschinerie unter Verwendung einer spezifischen Signalverarbeitungstechnik ist in der WO 96/05486 gezeigt. Die gegenwärtig zur Verarbeitung der Signale des Fehlererkennungssensors benutzten Verfahren sind aber nicht empfindlich genug, um eine Fehlererkennung frühzeitig vor einem plötzlichen Ausfall sicherzustellen.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Überwachungsverfahren zu schaffen, das eine zuverlässige, frühe Erkennung von Fehlern oder Störungsbedingungen gewährleistet, die in einem Ausfall resultieren könnten.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Überwachung eines Kraftübertragungsaggregats eines Fahrzeugs, das mit Beschleunigungssensoren ausgestattet ist, insbesondere eines Hubschraubers, mit den folgenden Verfahrensschritten geschaffen:
- - ein erstes Signal von einem Beschleunigungssensor zu erfassen;
- - eine Transformierte in der Frequenzdomäne des ersten Signals zu berechnen, um eine anfängliche Folge von Abtastwerten zu erhalten, wobei jeder Abtastwert eine entsprechende Amplitude und eine entsprechende Frequenz hat;
- - die anfängliche Folge von Abtastwerten zu verarbeiten, um eine endgültige Folge von Abtastwerten zu erhalten;
- - ein Moment sechster Ordnung der endgültigen Folge von Abtastwerten zu berechnen; und
- das Moment sechster Ordnung mit mindestens einem ersten vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen.
- Eine Anzahl von nicht beschränkenden Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
- Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Hubschrauber zeigt, in der die Hubschrauber-Kraftübertragung schematisch gezeigt ist;
- Fig. 2 eine vereinfachte Skizze der Hubschrauber-Kraftübertragung und der Lage von verschiedenen Kraftübertragungselement-Sensoren zeigt;
- Fig. 3 bis 5 Flussdiagramme von Schritten in dem Verfahren gemäß der Erfindung zeigen;
- Fig. 6 bis 8 Frequenzspektren bezüglich des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
- Fig. 1 und 2 zeigen schematisch die Elemente eines Hubschraubers 100, die auf die vorliegende Erfindung Bezug haben.
- Insbesondere enthält der Hubschrauber 100 ein erstes Triebwerk 101, ein zweites Triebwerk 102 und ein drittes Triebwerk 103; das erste Triebwerk 101 ist mittels eines ersten Kraftübertragungsorgans 104, das einen ersten, einen zweiten und einen dritten Untersetzer 105 bis 107 enthält, mit einem Eingangszahnrad 108 eines Hauptgetriebeaggregats 109 verbunden; das zweite Triebwerk 102 ist mittels eines zweiten Kraftübertragungsorgans 111, das einen vierten, einen fünften und einen sechsten Untersetzer 112 bis 114 enthält, mit dem Eingangszahnrad 108 verbunden; und das dritte Triebwerk 103 ist mittels eines dritten Kraftübertragungsorgans 116, das einen siebten, einen achten und einen neunten Untersetzer 117 bis 119 enthält, mit dem Eingangszahnrad 108 verbunden.
- Das Eingangszahnrad 108 ist mittels eines Planetenuntersetzers 122, der einen Teil des Hauptgetriebeaggregats 109 bildet und sechs Planetenräder 123 und ein Sonnenrad 124 enthält, mit einem Rotor 121 des Hubschraubers 100 verbunden; und das Eingangszahnrad 108 ist außerdem - mittels eines vierten Kraftübertragungsorgans 125, das außerdem mit dem ersten Kraftübertragungsorgan 104 verbunden ist - mit einem schematisch durch 126 angezeigten Zusatzkasten und mit einem fünften Kraftübertragungsorgan 130 verbunden, das mit einem Heckrotor 134 verbunden ist und ein Abtriebszahnrad 131, Zwischenverbindungen 135 bis 137, einen Zwischengetriebekasten 139 und einen Heckgetriebekasten 140 enthält.
- Fig. 2 zeigt fünfzehn Beschleunigungssensoren 1 bis 15 und zwei Azimutsensoren 16, 17, die nahe an den Untersetzungsstufen angebracht sind, wie in Tabelle 1 unten angezeigt. Tabelle 1
- Der Hubschrauber 100 enthält außerdem eine Datenverarbeitungseinheit 150, die durch eine Schnittstelleneinheit 151 zum Abtasten und Digitalisieren der Sensorsignale mit den Sensoren 1 bis 17 und mit einem Datenspeicher 152, einem Ereignisspeicher 153 und einem mathematischen Prozessor 154 verbunden ist.
- Das nachfolgend beschriebene Überwachungsverfahren ermöglicht eine Verbesserung der "Sichtbarkeit" von Schwingungsunregelmäßigkeiten und kann vorteilhaft zur Erkennung von Problemen, die an den äußeren und inneren Wellen auftreten, auf Basis der von den Beschleunigungssensoren 1 bis 10 und 12, 13 gelieferten Signale verwendet werden.
- Das Überwachungsverfahren ermöglicht die Verarbeitung eines Signals s(t), das von dem jeweils betrachteten Beschleunigungssensor 1 bis 10 oder 12, 13 zugeführt wird, unter Verwendung eines Signals s1(t), das von dem Azimutsensor an einer Welle zugeführt wird, die mit dem Untersetzer verbunden ist, der von dem betreffenden Sensor überwacht wird (Azimutsensor 16 für Beschleunigungssensoren 1 bis 10, und Azimutsensor 17 für Beschleunigungssensoren 12, 13). Das Signals s(t) ist ein Schwingungssignal (auf die Rotationsfrequenz der zu dem betreffenden Sensor gehörenden Welle bezogen) und ist durch Rauschstörungen und außerdem durch Störungen beeinflusst, die mit anderen, in der Nähe liegenden Drehelementen verbunden sind.
- Spezifischer, und unter Bezugnahme auf Fig. 3, umfasst das Verfahren einen Anfangsschritt, in dem eine Variable F (später unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert) auf einen ersten vorbestimmten Wert gesetzt wird, z. B. 0 (Block 20).
- Die Signale s(t) und s1(t) werden dann erfasst (Block 21), und es wird eine Abtastfrequenz FS berechnet, indem die Frequenz des Azimutsensorsignals sl(t) mit einem gespeicherten Koeffizienten KT multipliziert wird, der gleich dem Verhältnis zwischen zwei Primzahlen ist und insbesondere mit dem Übertragungsverhältnis zwischen der Azimutsensorwelle und der von dem betreffenden Sensor überwachten Welle korreliert ist, so dass die resultierende Abtastfrequenz FS mit der Azimutsensorfrequenz korreliert ist und derart ist, dass für jede Umdrehung der überwachten Welle genau NJ Punkte (wobei NJ eine Potenz von 2) des Signals SW geliefert werden.
- Das Signal s(t) wird dann durch die Schnittstelleneinheit 151 abgetastet und gefiltert, um die Rauschstörungen und nichtsynchronen periodischen Komponenten zu entfernen (Block 22) und ein gefiltertes Signal Tlm(i) zu erhalten, das durch eine Anzahl von Abtastwerten definiert ist. Das Signal s(t) wird vorzugsweise unter Verwendung der in Fig. 4 gezeigten und später ausführlich beschriebenen Folge von Schritten abgetastet und gefiltert.
- Danach wird die schnelle Fourier-Transformierte (FFT) F(k) des gefilterten Signals Tlm(i) berechnet (Block 23), vorzugsweise unter Verwendung des mathematischen Prozessors 154. Die Transformierte F(k) liefert das in Fig. 6 gezeigte Frequenzspektrum des gefilterten Signals Tlm(i), das eine anfängliche Folge von Abtastwerten S&sub1; (Spektralkomponenten des gefilterten Signals Tlm(i) definiert, die jeweils eine entsprechende Frequenz und eine entsprechende Amplitude haben; und die Amplitude jedes Abtastwerts wird in kartesischer Darstellung ausgedrückt, d. h. durch eine komplexe Zahl mit einem Realteil und einem Imaginärteil.
- Danach werden eine erste und eine zweite Referenzfrequenz HC0, LC0 - worin HC0 < LC0 - spezifisch für die Welle des Hubschraubers 100, die mit dem vom betreffenden Sensor überwachten Welle verbunden ist, im Datenspeicher 152 gelesen (Block 24).
- Das Paar Frequenzen HC0, LC0 ist zusammen mit allen anderen, für die anderen Wellen des Hubschraubers 100 spezifischen Paaren in der im Datenspeicher 152 gespeicherten Tabelle enthalten.
- Die Amplituden der Abtastwerte in der anfänglichen Folge von Abtastwerten S&sub1; mit einer Frequenz unterhalb der ersten Referenzfrequenz HC0 werden dann auf null gesetzt (Block 25), und die Amplituden der Abtastwerte mit einer Frequenz oberhalb der zweiten Referenzfrequenz LC0 werden auf null gesetzt (Block 26), um eine Zwischen-Folge von Abtastwerten S&sub2; zu erhalten, wie in Fig. 7 gezeigt.
- Wie in Fig. 7 gezeigt, wird dann jeder Abtastwert in der Zwischen-Folge von Abtastwerten S&sub2; in Übereinstimmung mit einer Zuordnungsregel einem entsprechenden Kennungswert NORDi zugeordnet, wodurch die Abtastwerte in der Reihenfolge abnehmender Amplitude nummeriert (d. h. vom Abtastwert mit der höchsten zum Abtastwert mit der niedrigsten Amplitude gehend) und beginnend mit dem Abtastwert mit der höchsten Amplitude entsprechenden ganzen Kennungswerten NORDi zugeordnet werden, die vom Wert 1 aus größer werden (Block 27).
- Danach wird ein Referenzwert R, der den im Block 24 gelesenen ersten und zweiten Referenzfrequenzen HC0, LC0 zugeordnet ist, im Datenspeicher 152 gelesen (Block 28).
- Danach wird die Amplitude des spezifischen Abtastwerts Si in der Zwischen-Folge von Abtastwerten S&sub2; ermittelt, der einen Kennungswert NORDi gleich dem um eine Einheit vergrößerten Referenzwert R (d. h. NORDi = R+1) hat (Block 29).
- Die Amplituden der Abtastwerte in der Zwischen-Folge von Abtastwerten-S&sub2; mit Kennungswerten NORDi unterhalb des um eine Einheit vergrößerten Referenzwerts R (d. h. NORDi < R+1) und daher in Übereinstimmung mit der Zuordnungsregel mit einer höheren Amplitude als der Abtastwert S. werden dann modifiziert. Spezifischer werden die Amplituden der Abtastwerte modifiziert (Block 30), indem sie der Amplitude des oben ermittelten Abtastwerts Si gleichgemacht werden, um eine endgültige Folge von Abtastwerten S&sub3; zu erhalten, die ein modifiziertes Frequenzspektrum definieren, wie in Fig. 8 gezeigt. Das Spektrum von Fig. 8 wird erhalten, wenn der Referenzwert R gleich 4 ist, so dass die Amplituden der Abtastwerte mit NORDi = 1, 2, 3, 4 der Amplitude des Abtastwerts Si mit NORDi gleich 5 gleichgemacht werden.
- Die Amplituden dieser Abtastwerte müssen modifiziert werden, ohne deren Phase zu ändern, was entweder dadurch geschieht, dass der Realteil und der Imaginärteil jeder der komplexen Zahlen, die die Abtastwerte darstellen, um gleiche Prozentbeträge vermindert werden, oder indem die Abtastwerte in einer Polardarstellung mittels zweidimensionaler Vektoren ausgedrückt werden, die jeweils durch den Absolutwert (Amplitude) und die Phase des Abtastwerts definiert sind, und so nur der Absolutwert jedes Vektors vermindert wird.
- Danach wird die schnelle Fourier-Rücktransformierte (IFFT) des modifizierten Spektrums berechnet, vorzugsweise unter Verwendung des mathematischen Prozessors 154, um ein modifiziertes Signal ETJ,K(i) zu erhalten, das durch eine Anzahl von Abtastwerten definiert ist (Block 31).
- Danach werden der Mittelwert (Block 32) und die Standardabweichung σ (Block 33) des modifizierten Signals ETJ,K(i) berechnet.
- Danach wird in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung das Moment sechster Ordnung M6A des modifizierten Signals ETJ,K(i) berechnet (Block 34):
- worin NJ die Anzahl der Abtastwerte des modifizierten Signals ETJ,K(i) ist.
- Das Moment sechster Ordnung M6A des modifizierten Signals ETJ,K(i) wird verwendet, um die Streuung um den Mittelwert der vom Signal angenommenen Werte anzuzeigen. Spezifischer ordnet das Moment sechster Ordnung den am Weitesten vom Mittelwert entfernten Punkten mehr Gewicht zu als es das Moment zweiter Ordnung (Varianz) tut, und ist daher insbesondere zur Erkennung von Fehlern in einem Zahnrad nützlich, z. B. Rissen in den Zahnradzähnen, indem lokalen Fehlern größeres Gewicht zugeordnet wird. In so einem Fall erzeugt der entsprechende Sensor tatsächlich Impulse mit hoher Amplitude, die aber ziemlich kurz sind, und berechnet ein Moment sechster Ordnung, das eine signifikante Kennzeichnung des Beitrags der Impulse ermöglicht.
- Die zentrale Verarbeitungseinheit 150 vergleicht dann das Moment sechster Ordnung M6A mit zwei Schwellenwerten TH1, TH2 (wobei TH1 < TH2), um nötigenfalls in Übereinstimmung mit der später unter Bezugnahme auf Fig. 5 ausführlich beschriebenen Prozedur Alarmsignale zu erzeugen (Block 35); und der Block 35 geht dann zurück zum Block 21, um die Überwachung mit den nächsten Teil des Signals s(t) fortzusetzen.
- Das Abtasten und Filtern im Block 22 werden günstig unter Verwendung des nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebenen Verfahrens durchgeführt.
- Zunächst wird ein Umdrehungszähler l auf 1 gesetzt (Block 41); das Signal s(t) wird mit der Frequenz FS abgetastet, um NJ Punkte oder Abtastwerte Tl(i) zu erhalten, die eine Synchronschwingungszeitreihe relativ zu dem betreffenden Sensor zu der entsprechenden Welle und zu jeder l-ten Umdrehung darstellen (Block 42); es wird der Wert des Zählers l ermittelt, insbesondere ob er kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert K1 ist (Block 43); und wenn der Zähler l kleiner oder gleich K1 ist (Leistung von weniger als K1 Iterationen entsprechend den Umdrehungen der überwachten Welle - Ausgabe JA von Block 43), wird die Verfügbarkeit des Signals ermittelt, indem in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung die Summe Δd der bei der l-ten Umdrehung erfassten Abtastwerte berechnet wird (Block 47):
- Δd = TK1(i)
- Danach wird in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung ein Grenzwert Δ&sub1; berechnet (Block 48):
- Δ&sub1; = K2 · FSV · NJ
- worin FSV der unterste Skalenwert ist und K2 eine vorbestimmte Konstante viel kleiner als 1 ist; und es wird eine Prüfung vorgenommen (Block 49), um zu ermitteln, ob die berechnete Summe Δd kleiner als der Grenzwert D&sub1; ist. Im Falle einer negativen Antwort (Ausgabe NEIN von Block 49) wird das Signal als existent angesehen, wird der Zähler /heraufgesetzt (Block 50), und der Block 50 geht zurück zum Block 42, um weitere NJ Punkte in Bezug auf die nächste Umdrehung zu erfassen. Umgekehrt (Ausgabe JA von Block 49) wird das Signal als nichtexistent angesehen und wird ein Alarmsignal erzeugt (Block 51); es wird eine Prüfung vorgenommen (Block 52), um das Vorhandensein eines Ersatzsensors (z. B. Sensor 6 für Sensoren 4 und 5) zu ermitteln; im Falle einer positiven Antwort (Ausgabe JA von Block 52) geht der Block 52 zurück zum Block 21 in Fig. 3, um die Prozedur am Ersatzsensor zu wiederholen; und in Ermangelung eines Ersatzsensors, oder wenn auch mit dem Ersatzsensor keine Konvergenz erreicht wird (Ausgabe NEIN von Block 52), wird die Prozedur unterbrochen.
- Umgekehrt, wenn der Zähler l größer als K9 ist (Leistung von mehr als K1 Iterationen entsprechend den Umdrehungen der überwachten Welle - Ausgabe NEIN von Block 43), geht der Block 43 zu einem Block 55 weiter, der die mittlere zusammenhängende Synchronzeitreihe Tlm(i), die das im Block 22 berechnete gefilterte Signal definiert, in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung berechnet:
- d. h. es wird der Mittelwert jedes Abtastwerts Tl(i) über den l betrachteten Umdrehungen berechnet.
- Danach wird die Konvergenz der Mittelwertbildung ermittelt, indem ein Konvergenzwert Δ, der durch die Summe über alle Abtastwerte des Absolutwerts der Differenz zwischen dem tatsächlichen Mittelwert jedes Abtastwerts und dem in einer früheren Umdrehung (in der Entfernung 4) berechneten Wert geteilt durch die Summe der mittleren Abtastwerte in der früheren betrachteten Umdrehung (in der Entfernung 4) gegeben ist, in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung berechnet wird:
- worin Tlm(i) den i-ten Abtastwert der l-ten Iteration darstellt und Tlm-4(i) den i-ten Abtastwert der l-4-ten Iteration darstellt (Block 56).
- Danach wird eine Prüfung vorgenommen, um zu ermitteln, ob der berechnete Konvergenzwert kleiner als oder gleich einem vorbestimmten zulässigen minimalen Konvergenzwert Δc ist (Block 57). Im Falle einer positiven Antwort (Ausgabe JA) wird der Konvergenzprozess unterbrochen, und der Block 57 geht zurück zum Hauptprogramm (Block 23 in Fig. 3). Umgekehrt wird eine Prüfung vorgenommen, um zu ermitteln, ob die Mittelwertbildung schon eine vorbestimmte maximale Anzahl von Malen L durchgeführt wurde (Block 59). Wenn der Iterations(Umdrehungs)-Zähler kleiner als L ist (Ausgabe JA), wird der Zähler heraufgesetzt (Block 50), und die oben beschriebenen Operationen werden wiederholt. Umgekehrt (Ausgabe JA) wird die Prozedur zur Erzeugung eines Alarmsignals und möglichen Wiederholung der Prozedur mit einem Ersatzsensor, wie unter Bezugnahme auf die Blöcke 51 bis 52 beschrieben, wiederholt.
- Der Schwellenwertvergleich- und Alarmerzeugungsschritt im Block 35 von Fig. 3 wird günstig durchgeführt wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben.
- Zunächst wird das Moment sechster Ordnung M6A mit dem ersten Schwellenwert TH1 verglichen (Block 60); wenn M6A < TH1 (Ausgabe JA), geht der Block 60 zum Block 21 in Fig. 3 zurück, um die Überwachung mit der nächsten Gruppe von Abtastwerten fortzusetzen; umgekehrt, wenn der Schwellenwert TH1 überschritten wurde (Ausgabe NEIN von Block 60), wird das Ereignis im Ereignisspeicher 153 gespeichert (Block 62) und wird M6A mit dem zweiten Schwellenwert TH2 verglichen (Block 64). Wenn M6A < TH2 (Ausgabe JA von Block 64), wird die Variable F (initialisiert im Block 20 von Fig. 3, um zu speichern, ob der Schwellenwert TH2 schon überschritten wurde) auf den ersten vorbestimmten Wert (0 im gezeigten Beispiel) gesetzt (oder als dieser bestätigt) (Block 66), und der Block 66 geht zum Block 21 von Fig. 3 zurück, um die Überwachung mit der nächsten Gruppe von Abtastwerten fortzusetzen. Umgekehrt (Ausgabe NEIN von Block 64) wird das Ereignis im Ereignisspeicher 153 gespeichert (Block 68) und wird der Wert der Variablen F ermittelt (Block 70). Insbesondere, wenn die Variable F auf dem ersten vorbestimmten Wert ist (Ausgabe JA), wird F auf einen zweiten vorbestimmten Wert gesetzt, z. B. 1, (Block 72), und der Block 72 geht zum Block 21 von Fig. 3 zurück, um die Überwachung mit der nächsten Gruppe von Abtastwerten fortzusetzen. Umgekehrt, wenn die Variable F auf dem zweiten vorbestimmten Wert ist, d. h., der Schwellenwert TH2 wurde schon überschritten (Ausgabe NEIN von Block 70), wird ein Pilotenalarmsignal erzeugt (Block 74), wird die Variable F wieder auf dem ersten vorbestimmten Wert gesetzt (Block 76) und geht der Block 76 zum Block 21 von Fig. 3 zurück, um die Überwachung mit den nächsten Abtastwerten fortzusetzen.
- Die Vorteile des beschriebenen Verfahrens sind wie folgt. Insbesondere ermöglicht die Berechnung des Moments sechster Ordnung M6A eine Diagnose von lokalen Fehlern, z. B. Rissen in schwer beanspruchten Teilen des Hubschraubers 100, die früher oder später zu einem Ausfall des Teils führen können.
- Darüber hinaus ermöglicht es das Verfahren, nützliche Überwachungskomponenten von Rauschstörungen und von Störungen, die von anderen, in der Nähe liegenden Elementen erzeugt werden, zu unterscheiden.
- An dem hierin beschriebenen und gezeigten Verfahren kann man zweifellos Änderungen vornehmen, ohne jedoch den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, der nur durch den Wortlaut der beigefügten Patentansprüche beschränkt ist. Insbesondere können die Prozeduren der Filterung und Mittelwertbildung und die Alarmerzeugungsprozedur von den beschriebenen Prozeduren abweichen.
Claims (15)
1. Verfahren zur Überwachung eines Kraftübertragungsaggregats eines Fahrzeugs, das
mit Beschleunigungssensoren ausgestattet ist, insbesondere eines Hubschraubers, mit
den folgenden Verfahrensschritten:
- ein erstes Signal (s(t)) von einem Beschleunigungssensor zu erfassen;
- eine Transformierte in der Frequenzdomäne des ersten Signals (s(t)) zu berechnen,
um eine anfängliche Folge von Abtastwerten (S&sub1;) zu erhalten, wobei jeder Abtastwert
eine entsprechende Amplitude und eine entsprechende Frequenz hat;
- die anfängliche Folge von Abtastwerten (S&sub1;) zu verarbeiten, um eine endgültige Folge
von Abtastwerten (S&sub3;) zu erhalten;
- ein Moment sechster Ordnung (M6A) der endgültigen Folge von Abtastwerten (S&sub3;) zu
berechnen; und
das Moment sechster Ordnung (M6A) mit mindestens einem ersten vorbestimmten
Schwellenwert (TH1, TH2) zu vergleichen.
2. Verfahren wie in Anspruch 1 beansprucht, bei dem die Transformierte eine Fourier-
Transformierte ist.
3. Verfahren wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, bei dem der Verfahrensschritt, die
anfängliche Folge von Abtastwerten (St) zu verarbeiten, die folgenden
Verfahrensschritte umfasst:
- eine erste und eine zweite Referenzfrequenz (HC0, LC0) zu erfassen;
- die Amplituden der ersten Abtastwerte in der anfänglichen Folge von Abtastwerten
(S&sub1;) mit Frequenzen in einer ersten vorbestimmten Beziehung zu den ersten und
zweiten Referenzfrequenzen (HC0, LC0) zu modifizieren, um eine Zwischen-Folge von
Abtastwerten (S&sub2;) zu erhalten;
- jedem Abtastwert in der Zwischen-Folge von Abtastwerten (S&sub2;) in Übereinstimmung
mit einer vorbestimmten Zuordnungsregel einen entsprechenden Kennungswert
(NORDi) zuzuordnen;
einen Referenzwert (R) zu erfassen; und
die Amplituden der zweiten Abtastwerte in der Zwischen-Folge von Abtastwerten (S&sub2;)
mit Kennungswerten (NORDi) in einer zweiten vorbestimmten Beziehung zu dem
Referenzwert (R) zu modifizieren, um die endgültige Folge von Abtastwerten (S&sub3;) zu
erhalten.
4. Verfahren wie in Anspruch 3 beansprucht, bei dem der Verfahrensschritt, die
Amplituden der ersten Abtastwerte in der anfänglichen Folge von Abtastwerten (St) zu
modifizieren, die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- die Amplituden der Abtastwerte in der anfänglichen Folge von Abtastwerten (S&sub1;) mit
Frequenzen niedriger als die erste Referenzfrequenz (HC0) auf null zu setzen; und
- die Amplituden der Abtastwerte in der anfänglichen Folge von Abtastwerten (S&sub1;) mit
Frequenzen höher als die zweite Referenzfrequenz (LC0) auf null zu setzen.
5. Verfahren wie in Anspruch 3 oder 4 beansprucht, bei dem der Zuordnungs-
Verfahrensschritt den folgenden Verfahrensschritt umfasst:
- die Abtastwerte in der Zwischen-Folge von Abtastwerten (S&sub2;) in der Reihenfolge
abnehmender Amplitude zu kennzeichnen, wobei die Kennungswerte (NORDr) ganze
Zahlen sind und wobei beginnend mit dem Abtastwert mit der höchsten Amplitude die
Abtastwerte in der Zwischen-Folge von Abtastwerten (S&sub2;) den entsprechenden
Kennungswerten (NORDi) zugeordnet werden, deren Wert von einem vorbestimmten Wert
aus größer wird.
6. Verfahren wie in einem der vorhergehenden Ansprüche von 3 bis 5 beansprucht, bei
dem der Verfahrensschritt, die Amplituden der zweiten Abtastwerte in der Zwischen-
Folge von Abtastwerten (S&sub2;) zu modifizieren, die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- die Amplitude eines Referenz-Abtastwerts in der Zwischen-Folge von Abtastwerten
(S&sub2;) mit einem Kennungswert (NORDi) in einer dritten vorbestimmten Beziehung zu
dem Referenzwert (R) zu ermitteln; und
- die Amplituden der zweiten Abtastwerte in der Zwischen-Folge von Abtastwerten (S&sub2;)
auf Basis der Amplitude des Referenz-Abtastwerts zu ändern.
7. Verfahren wie in Anspruch 6 beansprucht, bei dem der Verfahrensschritt, die
Amplitude eines Referenz-Abtastwerts in der Zwischen-Folge von Abtastwerten (S&sub2;) zu
ermitteln, den folgenden Verfahrensschritt umfasst:
- den Referenz-Abtastwert in der Zwischen-Folge von Abtastwerten (S&sub2;) mit einem
Kennungswert (NORDi) gleich dem um eine vorbestimmte Größe vergrößerten
Referenzwert (R) zu ermitteln.
8. Verfahren wie in Anspruch 6 oder 7 beansprucht, bei dem die zweiten Abtastwerte in
der Zwischen-Folge von Abtastwerten (S&sub2;) entsprechende Kennungswerte (NORD,)
niedriger als der Kennungswert (NORDi) des Referenz-Abtastwerts haben; und
dass der Verfahrensschritt, die Amplituden der zweiten Abtastwerte in der Zwischen-
Folge von Abtastwerten (S&sub2;) zu ändern, den folgenden Verfahrensschritt umfasst:
die Amplituden der zweiten Abtastwerte gleich der Amplitude des Referenz-Abtastwerts
zu machen, um die endgültige Folge von Abtastwerten (S&sub3;) zu erhalten.
9. Verfahren wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, bei dem der
Verfahrensschritt, ein Moment sechster Ordnung (M6A) zu berechnen, die folgenden
Verfahrensschritte umfasst:
- eine Rücktransformierte in der Zeitdomäne der endgültigen Folge von Abtastwerten zu
berechnen, um ein zweites Signal (ETJ,K(i)) zu erhalten, das durch eine Anzahl (NJ) von
Abtastwerten definiert ist;
- den Mittelwert ( ) des zweiten Signals (ETJ,K(J)) zu berechnen;
- die Standardabweichung (σ) des zweiten Signals (ETJ,K(i)) zu berechnen; und
- das Moment sechster Ordnung (M6A) in Übereinstimmung mit der folgenden
Gleichung zu berechnen:
worin M6A das Moment sechster Ordnung ist, ETJ,K(i) das zweite Signal ist, NJ die
Anzahl der Abtastwerte des zweiten Signals ETJ,K(i) ist, der Mittelwert des zweiten
Signals ETJ,K(i) ist und σ die Standardabweichung des zweiten Signals ETJ,K(J) ist.
10. Verfahren wie in Anspruch 9 beansprucht, bei dem die Rücktransformierte eine
Fourier-Rücktransformierte ist.
11. Verfahren wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, bei dem dem
Verfahrensschritt, eine Transformierte zu berechnen, ein Verfahrensschritt vorhergeht,
das Signal abzutasten und zu filtern.
12. Verfahren wie in Anspruch 11 beansprucht, bei dem der Verfahrensschritt des
Abtastens und Filterns die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- eine Anzahl von synchronen Abtastwerten Tl(i) für jede Umdrehung einer zu dem
Beschleunigungssensor gehörenden Welle zu erfassen; und
eine mittlere Zeitreihe Tlm(i) in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung zu
berechnen:
worin Tl(i) die synchronen Abtastwerte sind und Pein Zähler zum Zählen der Anzahl der
Umdrehungen der Welle ist.
13. Verfahren wie in Anspruch 12 beansprucht, bei dem dem Verfahrensschritt, eine
mittlere Zeitreihe zu berechnen, ein Verfahrensschritt vorhergeht, das Vorhandensein
von signifikanten Signalwerten zu ermitteln.
14. Verfahren wie in Anspruch 12 oder 13 beansprucht, bei dem dem Verfahrensschritt,
eine mittlere Zeitreihe zu berechnen, ein Verfahrensschritt folgt, die Konvergenz der
mittleren Zeitreihe zu ermitteln.
15. Verfahren wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, bei dem der
Verfahrensschrift, das Moment sechster Ordnung (M6A) zu berechnen, außerdem den
Verfahrensschritt umfasst, das Moment sechster Ordnung (M6A) mit einem zweiten
Schwellenwert zu vergleichen.
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