WO2020114879A1 - Condition monitoring method and apparatus - Google Patents

Abstract

Method for diagnosing electrically driven components (1) of aircraft, comprising the capture of the input power of the component (1) by means of a sensor, the capture and recording of the input power by means of a processing unit (3), the comparison of the recorded input power with reference values (10) by means of an analysis unit (4), and the output of condition and/or maintenance instructions.

Description

Zustandsüberwachungsverfahren und -Vorrichtung Condition monitoring method and device

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zustandsüberwachung von elektrisch angetriebenen Luftfahrzeugkomponenten gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche. The present invention relates to condition monitoring of electrically powered aircraft components according to the preambles of the independent claims.

Elektrisch angetriebene Komponenten in Transportmitteln, ins besondere in Luftfahrzeugen, benötigen oftmals eine Überwachung ihres Funktionszustandes. Als elektrisch angetriebene Komponente im Sinne dieser Erfindung sind technische Komponen- ten zu verstehen, die elektrische Energie in andere Energie formen umwandeln, beispielsweise in mechanische oder thermi sche Energie. In diese Kategorie fallen beispielsweise elek trisch angetriebene Servomotoren oder Hydraulikpumpen. Übli cherweise werden derartige Komponenten durch ein internes Überwachungssystem bezüglich ihrer Funktion überprüft. Insbe sondere im Bereich der Luftfahrt sind Zustandsüberwachungen sicherheitstechnisch unverzichtbar und rechtlich mit behördli chen Zulassungspflichten belegt. Die Funktionsfähigkeit wird bisher dahingehend kontrolliert, dass die Ausgangsleistung überprüft und mit Funktionsparame tern verglichen wird. Diese Ausgangsleistung wird in vielen Fällen durch luftrechtliche Vorgaben zwingend aufgezeichnet.Electrically powered components in means of transport, especially in aircraft, often require monitoring of their functional status. For the purposes of this invention, an electrically driven component is to be understood as technical components which convert electrical energy into other forms of energy, for example into mechanical or thermal energy. This category includes, for example, electrically driven servomotors or hydraulic pumps. Usually, such components are checked for their function by an internal monitoring system. In particular in the area of aviation, condition monitoring is indispensable from a safety point of view and legally substantiated with official approval obligations. The functionality has so far been checked in such a way that the output power is checked and compared with function parameters. In many cases, this output power is compulsorily recorded by aviation regulations.

So wird im Luftfahrzeug beispielsweise die Ausgangsleistung einer Hydraulikpumpe über das Aufrechterhalten des Drucks im angeschlossenen Hydrauliksystem überwacht. Dabei wird der Zu stand von einigen Komponenten fortlaufend erfasst und in Auf zeichnungssystemen gespeichert, etwa in einem Flugdatenschrei- ber. Jedoch sind viele Komponenten nicht durch ein derartiges sicherheitstechnisches Überwachungssystem erfasst. In the aircraft, for example, the output power of a hydraulic pump is monitored by maintaining the pressure in the connected hydraulic system. The status of some components is continuously recorded and saved in recording systems, for example in a flight data record However, many components are not covered by such a safety monitoring system.

Sobald die Ausgangsleistung eines derart überwachten Systems einen definierten Referenzwert nicht mehr erreicht, etwa durchAs soon as the output power of a system monitored in this way no longer reaches a defined reference value, for example by

Messung einer Abweichung eines Systemwertes oder durch Sys temausfall, wird vom Sicherheitssystem eine Fehlermeldung aus gelöst oder der Ausfall durch die Flugbesatzung beanstandet.Measuring a deviation of a system value or due to a system failure, the security system triggers an error message or the flight crew complains about the failure.

In modernen Luftfahrzeugen können auch automatisierte Sicher- heitssysteme installiert sein, die ein Trennen der Komponente vom Bordstromnetz bewirken, oder, in besonders sicherheitsre levanten Fällen, auf redundante, parallele Komponenten um schalten . Die Überwachung der Ausgangleistung erkennt somit ein Absinken unter einen Referenzwert. Im Falle einer elektrisch angetrie benen Hydraulikpumpe entspricht das dem Absinken des Druckes. Dadurch lässt sich jedoch ein Verschleiß der Komponente an sich oder des angeschlossenen Systems nicht feststellen, so- lange diese den Druck, beziehungsweise allgemein die Ausgangs leistung, noch aufrechterhalten kann. Eine Fehlermeldung kann somit erst kurz vor einem Ausfall der Komponente generiert werden. Zudem sind meist nur Daten relevanter Primärsysteme durch luftfahrzeuginterne Aufzeichnungssysteme wie Flugdaten- Schreiber gesichert. Automated safety systems can also be installed in modern aircraft, which cause the component to be disconnected from the on-board power supply or, in particularly safety-relevant cases, to switch to redundant, parallel components. The monitoring of the output power thus recognizes a drop below a reference value. In the case of an electrically driven hydraulic pump, this corresponds to the drop in pressure. However, wear of the component itself or of the connected system cannot be determined as long as it can still maintain the pressure or the output power in general. An error message can therefore only be generated shortly before the component fails. In addition, usually only data from relevant primary systems is backed up by aircraft-internal recording systems such as flight data recorders.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überwachungsvorrichtung und ein Überwachungsverfahren bereitzustellen, das in der Lage ist, frühzeitig einen drohenden Ausfall von elektrisch ange- triebenen Komponenten von Luftfahrzeugen zu erkennen. The object of the invention is to provide a monitoring device and a monitoring method which is able to recognize an impending failure of electrically driven components of aircraft at an early stage.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Vorrichtung und ei nem Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängi gen Ansprüchen angegebenen Lösungen verwirklicht. Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Diagnose von elektrisch angetriebenen Komponenten von Luftfahrzeugen bereitgestellt mit einer elektrischen Versor gung, die dazu eingerichtet ist, die Komponente über elektri sche Zuleitungen mit elektrischen Steuersignalen und Betriebs- Spannung zu versorgen und einer Sensoreinheit, die dazu einge richtet ist, die Ausgangsleistung der Komponente und/oder den Zustand eines nachgelagerten, an die Komponente angeschlosse nen Systems, dessen Zustand durch die Komponente beeinflusst wird, zu sensieren. Weiter ist eine Verarbeitungseinheit vor- gesehen, die dazu eingerichtet ist, die sensierte Ausgangs leistung und/oder die Zustandsparameter zu erfassen und an nachgelagerte Analysesysteme weiterzuleiten. Erfindungsgemäß ist ein weiterer Sensor zum Sensieren der Eingangsleistung der Komponente vorgesehen und die Verarbeitungseinheit ist zusätz- lieh dazu eingerichtet, die sensierte Eingangsleistung zu er fassen . The invention solves this problem with a device and egg nem method according to the independent claims. By in The measures listed dependent measures are advantageous developments and improvements of the solutions specified in the independent conditions claims realized. According to the basic idea of the invention, a device for diagnosing electrically powered components of aircraft is provided with an electrical supply, which is set up to supply the component via electrical feed lines with electrical control signals and operating voltage and a sensor unit which is used for this purpose is aimed to sense the output power of the component and / or the state of a downstream system connected to the component, the state of which is influenced by the component. A processing unit is also provided, which is set up to record the sensed output power and / or the state parameters and to forward them to downstream analysis systems. According to the invention, a further sensor is provided for sensing the input power of the component, and the processing unit is also set up to detect the sensed input power.

Als elektrisch angetriebene Komponente eines Luftfahrzeugs mit einem angeschlossenen, von der Komponente gesteuerten System sei beispielhaft eine elektrische Hydraulikpumpe genannt mit daran angeschlossenem Hydrauliksystem. Diese elektrische Komponente wandelt die elektrische Energie in hydraulische Ener gie um mit den messbaren Systemzuständen Druck und Fluss. Die Messung der Ausgangsleistung, bzw. der Systemzustände liefert einen Hinweis auf die Funktionsfähigkeit des Systems. Bei spielsweise kann dadurch ein Druckabfall aufgrund einer Fehl- funktion dadurch festgestellt werden. Eine derartige Fehlfunk tion kann in einer fehlerhaften Funktionsweise der Komponente begründet liegen. Durch die Überwachung der Ausgangsleistung, bzw. der Systemzustände des angeschlossenen Systems, lässt sich lediglich ein Systemausfall oder ein kurz bevorstehender Systemausfall feststellen. Durch den weiteren Sensor, der die Eingangsleistung über die Stromaufnahme der Komponente misst, ist der Zustand der Komponente selbst ermittelbar. Ein Verschleiß der Komponente im Betrieb fällt solange nicht auf, wie die Komponente dazu in der Lage ist, eine geforderte Ausgangs leistung zu liefern, beispielsweise den Druck in einem Hydrau- liksystem aufrecht zu erhalten. Durch eine höhere Eingangs leistung, bzw. Stromaufnahme der Komponente ist somit ein Ef fizienzabfall der Komponente feststellbar noch bevor ein Sys temausfall droht. Vorzugsweise ist eine Analyseeinheit vorgesehen, die dazu ein gerichtet ist, die gemessene Eingangsleistung mit vorgegebenen Referenzwerten zu vergleichen und Zustandshinweise und/oder Wartungsanweisungen auszugeben. Die gemessene Eingangsleistung, bzw. Stromaufnehme der As an electrically driven component of an aircraft with a connected system controlled by the component, an electric hydraulic pump with a connected hydraulic system may be mentioned by way of example. This electrical component converts the electrical energy into hydraulic energy with the measurable system states pressure and flow. The measurement of the output power or the system states provides an indication of the functionality of the system. For example, a pressure drop due to a malfunction can thereby be determined. Such a malfunction can result in a malfunction of the component justified. By monitoring the output power or the system status of the connected system, only a system failure or an imminent system failure can be determined. The state of the component itself can be determined by the further sensor, which measures the input power via the current consumption of the component. Wear of the component during operation is not noticeable as long as the component is able to deliver the required output, for example to maintain the pressure in a hydraulic system. Due to a higher input power or current consumption of the component, a drop in efficiency of the component can be determined even before a system failure threatens. An analysis unit is preferably provided, which is set up to compare the measured input power with predetermined reference values and to output status information and / or maintenance instructions. The measured input power or current consumption of the

elektrisch angetriebenen Komponente, wird mit Referenzwerten verglichen. In Abhängigkeit zu derartigen Schwellwerten können Informationen ausgegeben werden, wie die aktuelle Abweichung von kritischen Werten oder der Verlauf der Effizienz der Kom- ponente. So ist es möglich, diese Informationen für zukünftigeelectrically driven component, is compared with reference values. Depending on such threshold values, information can be output, such as the current deviation from critical values or the course of the efficiency of the component. So it is possible to use this information for future

Wartungs- oder Reparaturanforderungen zu nutzen. Die abgelei teten Informationen können auch intern gespeichert werden, um zu einem späteren Zeitpunkt ausgelesen werden zu können, etwa vom Wartungspersonal während einer routinemäßigen Wartung des Luftfahrzeugs. Moderne Flugzeuge verfügen aus sicherheitstech nischen Gründen in der Regel über bordinterne Aufzeichnungssysteme, daher ist es vorteilhaft, ein derartiges flugzeugei genes Aufzeichnungssystem mit geeigneter Software als Analy- seeinheit der erfindungsgemäßen Diagnosevorrichtung zu verwenden. Es kann im Rahmen der Erfindung aber auch ein eigenstän diges separates Analysesystem vorgesehen sein. Vorzugsweise ist als Sensor zum Sensieren der Eingangsleistung der Komponente ein Stromwandler an den zu der Komponente hin führenden elektrischen Leitungen vorgesehen. Im Wesentlichen werden nur diejenigen Systeme und Komponenten eines Luftfahr zeugs von einem internen Aufzeichnungssystem überwacht, die aufgrund von luftrechtlichen Vorgaben zwingend in einem Flugdatenschreiber aufgezeichnet werden müssen. Wenn die Eingangs ströme der Komponenten nicht durch flugzeugeigene Sensorik zur Verfügung stehen, können die Daten über Stromwandler gewonnen werden. Stromwandler sind gängige Geräte der Messtechnik und ermöglichen ein potentialfreies Messen eines Primärstromes.Use maintenance or repair requests. The derived information can also be stored internally so that it can be read out at a later time, for example by the maintenance staff during routine maintenance of the aircraft. For safety reasons, modern aircraft generally have on-board recording systems, so it is advantageous to use such an aircraft recording system with suitable software as an analyzer. to use unit of the diagnostic device according to the invention. However, an independent separate analysis system can also be provided within the scope of the invention. A current transformer is preferably provided on the electrical lines leading to the component as a sensor for sensing the input power of the component. Essentially, only those systems and components of an aircraft are monitored by an internal recording system that must be recorded in a flight data recorder due to aviation law requirements. If the input currents of the components are not available through the aircraft's own sensors, the data can be obtained via current transformers. Current transformers are common devices in measurement technology and enable potential-free measurement of a primary current.

Sie basieren auf der Messung der induktiven Magnetfelder um einen elektrischen Leiter und wandeln einen zu messenden Pri märstrom in ein proportionales elektrisches Messsignal um. Durch die Positionierung an den zuführenden elektrischen Lei- tungen einer elektrisch angetriebenen Komponente, lässt sich störungs- und kontaktfrei auch von denjenigen Komponenten ein Messsignal erhalten, die nicht mit flugzeuginterner Sensorik ausgestattet sind. Alternativ ist als Sensor zum Sensieren der Eingangsleistung der Komponente ein Messstecker vorgesehen, der in eine Steck verbindung zwischen der Komponente und den zu der Komponente hinführenden elektrischen Leitungen eingebracht ist. Falls die Abschirmung der zuführenden Leitungen so stark ist, dass sie kein messbares magnetisches Feld zulässt kann mit einem derar tigen Messstecker dennoch die Stromaufnahme gemessen werden. Über geeignete Abgriffsmöglichkeiten können die Daten der Ver arbeitungseinheit zugeführt werden. Da ein Messstecker einen Eingriff in das zu messende System darstellt, bedürfe ein ge eigneter Messstecker der luftrechtlichen Zulassung. Nichtsdes totrotz ermöglicht diese Ausführungsform der Erfindung ein Messsignal der Stromaufnahme zu erhalten von Komponenten, die nicht mit flugzeuginterner Sensorik ausgestattet sind und auch keine messbaren Magnetfelder in den Zuleitungen aufweisen. They are based on the measurement of the inductive magnetic fields around an electrical conductor and convert a primary current to be measured into a proportional electrical measurement signal. By positioning it on the supplying electrical lines of an electrically driven component, a measurement signal can also be obtained without interference and contact-free from those components that are not equipped with aircraft-internal sensors. Alternatively, a measuring plug is provided as a sensor for sensing the input power of the component, which is inserted into a plug connection between the component and the electrical lines leading to the component. If the shielding of the supply lines is so strong that it does not allow a measurable magnetic field, the current consumption can still be measured with such a measuring plug. The data can be supplied to the processing unit via suitable tap options. Because a measuring plug Interference in the system to be measured requires a suitable measuring plug to be approved by air law. Nevertheless, this embodiment of the invention enables a measurement signal of the current consumption to be obtained from components which are not equipped with on-board sensors and also have no measurable magnetic fields in the feed lines.

Vorzugsweise ist die Analyseeinheit durch ein bordinternes Überwachungssystem realisiert. Dadurch können durch minimale Anpassungen bereits bestehende Aufzeichnungssysteme des Luft fahrzeugs genutzt werden. Über geeignete Software lässt sich das Aufzeichnungssystem dazu einrichten die erhaltenen Messun gen der Stromaufnahme der Komponenten mit Referenzwerten zu vergleichen und Handlungs- und/oder Wartungshinweise bereitzu- stellen. The analysis unit is preferably implemented by an on-board monitoring system. As a result, existing recording systems of the aircraft can be used with minimal adjustments. Using suitable software, the recording system can be set up to compare the received measurements of the current consumption of the components with reference values and to provide handling and / or maintenance instructions.

Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird auch ein Verfahren zur Diagnose von elektrisch angetriebenen Komponenten von Luftfahrzeugen bereitgestellt. Dabei sensiert in einem ersten Schritt ein Sensor die Eingangsleistung der elektrisch ange triebenen Komponente. In einem zweiten Schritt erfasst eine Verarbeitungseinheit die sensierte Eingangsleistung und zeich net diese auf, etwa durch Speicherung in einer Speichereinheit. In einem weiteren Schritt vergleicht eine Analyseeinheit die aufgezeichnete Eingangsleistung mit vorgegebenen Referenz werten und gibt Zustandshinweise und/oder Wartungshinweise aus. Eine Überwachung lediglich der Ausgangsleistung, bzw. des Funktionszustandes eines angeschlossenen Systems, das von der elektrisch angetriebenen Komponente gesteuert wird, ermöglicht nur ein Feststellen eines Systemausfalls, oder eines kurz be vorstehenden Systemausfalls. Viele Flugzeugkomponenten in mo dernen Verkehrsflugzeugen sind über elektronische Sicherungen überwacht . Damit werden die Systemzustände fortwährend über- wacht und aufgezeichnet und bei Bedarf, wenn diese Systemzu stände unter einen kritischen Wert fallen, kann die elektri sche Verbindung zu den elektrisch angetriebenen Flugzeugkompo nenten getrennt werden. Eine Aufzeichnung der Eingangsleis- tung, bzw. der Stromaufnahme einer derartigen Komponente gibt jedoch Aufschluss über den inneren Zustand einer Komponente.According to the basic idea of the invention, a method for diagnosing electrically driven components of aircraft is also provided. In a first step, a sensor senses the input power of the electrically powered component. In a second step, a processing unit records the sensed input power and records it, for example by storing it in a storage unit. In a further step, an analysis unit compares the recorded input power with specified reference values and outputs status information and / or maintenance information. Monitoring only the output power or the functional state of a connected system, which is controlled by the electrically driven component, only enables a system failure to be ascertained, or a briefly described system failure. Many aircraft components in modern commercial aircraft are monitored by electronic security devices. This means that the system states are continuously monitors and records and, if necessary, if these system states fall below a critical value, the electrical connection to the electrically powered aircraft components can be disconnected. However, a recording of the input power or the current consumption of such a component provides information about the internal state of a component.

So lässt eine erhöhte Stromaufnahme bei gleichbleibender Aus gangsleistung erkennen, dass die Komponente aufgrund von Verschleiß an Effizienz verloren hat, oder dass im ihr ange- schlossenen System größere Widerstände zu überwinden sind. Das erfasste Signal der Stromaufnahme der Komponenten wird durch die Verarbeitungseinheit aufgezeichnet und aufbereitet und kann anschließend durch die Analyseeinheit ausgewertet werden, indem die Messdaten beispielsweise mit Referenzwerten vergli- chen werden. Die Verarbeitungseinheit und die Analyseeinheit können dabei auch als einzelnes System ausgeführt sein, das in der Lage ist, die benötigten Rechenschritte auszuführen. Diese aufbereiteten Daten können später vom Bordpersonal oder Boden personal aufgerufen werden. Vorteilhaft ist es dabei, dass Re- ferenzwerte für unterschiedliche Funktionszustände der Kompo nenten vorliegen. Dadurch kann die Analyseeinheit Handlungs und/oder Wartungshinweise ableiten. For example, an increased current consumption with the same output power shows that the component has lost efficiency due to wear or that greater resistance has to be overcome in the system connected to it. The detected signal of the current consumption of the components is recorded and processed by the processing unit and can then be evaluated by the analysis unit, for example by comparing the measurement data with reference values. The processing unit and the analysis unit can also be designed as a single system that is able to carry out the required computing steps. This processed data can later be called up by on-board personnel or ground personnel. It is advantageous here that reference values are available for different functional states of the components. As a result, the analysis unit can derive action and / or maintenance instructions.

Vorzugsweise wird die Eingangsleistung der elektrisch ange- triebenen Komponente fortlaufend sensiert und aufgezeichnet und die Analyseeinheit ermittelt einen Verlauf der Eingangs leistungsaufnahme. Die Messungen werden in bestimmten zeitlichen Intervallen wiederholt, bzw. in bestimmten zeitlichen In tervallen von der Verarbeitungseinheit abgerufen. Aus dem Ver- lauf der Eingangsleistungsaufnahme ermittelt die Analyseein heit Wartungsintervalle der elektrisch angetriebenen Komponen te und/oder eines durch die Komponente gesteuerten angeschlos senen Systems. Das kann dadurch realisiert sein, dass die Messdaten beispielsweise mit gespeicherten Referenzwerten ver glichen werden oder die fortlaufende Entwicklung der Effizienz bereitgestellt wird. So kann aus dem Verlauf der Effizienzab nahme bereits im Vorfeld ein angepasstes Wartungsintervall o- der eine verbleibende Betriebsdauer abgeleitet werden. Durch derartige vorausblickende Diagnose und Wartung kann eine mögliche Reparatur an Boden- und Wartungszeiten des Luftfahrzeugs angepasst werden, wodurch die Gefahr außerplanmäßiger und teu rer Ausfallzeiten des Luftfahrzeugs aufgrund von kleinen Bau- teilen und Komponenten drastisch reduziert werden kann. The input power of the electrically driven component is preferably continuously sensed and recorded and the analysis unit determines a course of the input power consumption. The measurements are repeated at specific time intervals or called up from the processing unit at specific time intervals. The analysis unit determines the maintenance intervals of the electrically driven components and / or of a connected system controlled by the component from the course of the input power consumption. This can be achieved in that the Measured data are compared, for example, with stored reference values or the ongoing development of efficiency is made available. An adjusted maintenance interval or a remaining operating time can be derived in advance from the course of the decrease in efficiency. With such forward-looking diagnosis and maintenance, a possible repair can be adapted to the floor and maintenance times of the aircraft, as a result of which the risk of unscheduled and expensive downtimes of the aircraft due to small parts and components can be drastically reduced.

Vorzugsweise wird ein bordinternes Überwachungssystem als Ana lyseeinheit genutzt. Für Luftfahrzeuge, die bereits mit einem bordinternen Überwachungssystem ausgestattet sind, lässt sich dieses in einfacher Weise als Analyseeinheit nutzen, indem ge eignete Rechenprogramme, die dazu in der Lage sind die geforderten Analyseschritte auszuführen, implementiert werden. Die Installation zusätzlicher Geräte als Verarbeitungseinheit und Analyseeinheit mit eigener Stromversorgung durch das Bordnetz kann dadurch vermieden werden. Es entfällt dadurch ebenso dieAn on-board monitoring system is preferably used as the analysis unit. For aircraft that are already equipped with an on-board monitoring system, this can be used as an analysis unit in a simple manner by implementing suitable computer programs that are able to carry out the required analysis steps. The installation of additional devices as a processing unit and analysis unit with its own power supply through the electrical system can be avoided. This also eliminates the

Implementierung dieser zusätzlichen Geräte in die Sicherheits architektur des Luftfahrzeugs sowie etwaige luftrechtliche Zu lassungsverfahren . Vorzugsweise wird der Schritt der Messung der Eingangsleistungsaufnahme der elektrisch angetriebenen Komponente durch einen Stromwandler an den zu der Komponente hinführenden elektrischen Leitungen ausgeführt. Dadurch ist die Anwendbarkeit des Diagnoseverfahrens auf elektrisch angetriebene Kompo- nenten erweitert, die nicht bereits Teil eines bordinternenImplementation of these additional devices in the safety architecture of the aircraft as well as any aviation approval procedures. The step of measuring the input power consumption of the electrically driven component is preferably carried out by a current transformer on the electrical lines leading to the component. This extends the applicability of the diagnostic procedure to electrically powered components that are not already part of an onboard system

Überwachungssystems sind. Die Eingangsströme können dadurch kontaktfrei an den elektrischen Zuleitungen abgenommen werden. Stromwandler sind gängige Geräte der Messtechnik und ermögli- chen ein potentialfreies Messen eines Primärstromes . Dabei werden die induktiven Magnetfelder um einen elektrischen Lei ter genutzt um einen zu messenden Primärstrom in ein proporti onales elektrisches Messsignal umzuwandeln. Surveillance system. As a result, the input currents can be tapped off the electrical supply lines without contact. Current transformers are common devices in measurement technology and enable Chen a potential-free measurement of a primary current. The inductive magnetic fields around an electrical conductor are used to convert a primary current to be measured into a proportional electrical measurement signal.

Alternativ wird der Schritt der Messung der Eingangsleistungs aufnahme der elektrisch angetriebenen Komponente durch einen Messstecker, der in eine Steckverbindung zwischen der Kompo nente und den zu der Komponente hinführenden elektrischen Lei- tungen eingebracht ist, realisiert. Dadurch ist die Anwendbar keit des Diagnoseverfahrens auf elektrisch angetriebene Kompo nenten erweitert, bei denen die Schirmung der zuführenden elektrischen Leitungen kein messbares Magnetfeld zulässt. Die Daten werden über geeignete Abgriffsmöglichkeiten des Mess- Steckers abgegriffen und der Verarbeitungseinheit zugeführt.Alternatively, the step of measuring the input power consumption of the electrically driven component is implemented by a measuring plug which is inserted into a plug connection between the component and the electrical lines leading to the component. As a result, the applicability of the diagnostic method is extended to electrically driven components in which the shielding of the supplying electrical lines does not permit a measurable magnetic field. The data are tapped via suitable tapping options of the measuring plug and fed to the processing unit.

Dafür eignen sich übliche Datenlogger. Common data loggers are suitable for this.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausfüh rungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren er- läutert. Dabei zeigt The invention is explained below on the basis of preferred embodiments with reference to the attached figures. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Fig. 1 is a schematic representation of the invention

Diagnosevorrichtung; Fig- 2 eine schematische Darstellung der Datenmessung mit tels eines Stromwandlers; Diagnostic device; 2 shows a schematic representation of the data measurement using a current transformer;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Datenmessung mit tels eines Messsteckers; 3 shows a schematic representation of the data measurement using a measuring plug;

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer elek trisch angetriebenen Komponente 1 mit einem angeschlossenen, durch die Komponente 1 gesteuerten System 2. Beispielhaft sei die Funktionsweise anhand einer elektrisch angetriebenen Hyd raulikpumpe mit einem angeschlossenen Hydrauliksystem aufge zeigt. Prinzipiell wird durch die Komponente 1 elektrische Energie in hydraulische Energie umgewandelt, die durch den Druck im Hydrauliksystem und den Fluss des Hydraulikfluids charakterisiert ist. Eine Verarbeitungseinheit 3 und eine Ana lyseeinheit 4 sind in dieser Ausführungsform durch ein Überwa chungssystem 5 eines Flugzeugs gebildet. Der Zustand des Hyd rauliksystems 2 wird mittels einer Sensoreinheit 6 durch Mes- sung des Hydraulikdrucks überwacht. Die Zustände des Hydrau liksystems 2 stellen somit die Ausgangsleistung der elektrisch angetriebenen Komponente 1 dar. Bei einem kritischen Druckab fall kann das Überwachungssystem 5 Benachrichtigungen bereit- stellen oder automatisierte Maßnahmen ergreifen, wie bei- spielsweise die Komponente 1 von Stromnetz zu trennen. Durch einen Sensor 7 wird erfindungsgemäß die Eingangsleistung der Komponente 1, die über die elektrische Zuleitung 8 bereitge stellt wird, gemessen. Die elektrische Stromaufnahme ist ein Indikator für Effizienzverluste der Komponente 1 an sich, bzw. für Verschlechterung des angeschlossenen Systems 2. So macht sich ein erhöhter Verschleiß in der Komponente 1 durch eine erhöhte Stromaufnahme bemerkbar. Selbst wenn in einem Hydrauliksystem 2 der Druck aufrechterhalten wird, kann die erhöhte Stromaufnahme der Komponente 1 ein Zeichen dafür sein, dass innerhalb des Systems 2 höhere Widerstände zu überwinden sind, beispielsweise durch eine Verstopfung von Hydraulikleitungen 9. Die Analyseeinheit 4 ist dazu eingerichtet, die gemessene Eingangsleistung L mit Referenzwerten 10 zu vergleichen. Wird ein kritischer Referenzwert 10 überschritten, so kann die Ana lyseeinheit 4 den Status ausgeben. Dies kann durch eine geeig nete Anzeige realisiert sein, oder beim späteren Auslesen der Daten durch Wartungspersonal geschehen. Die Daten werden ste tig in bestimmten ZeitIntervallen durch die Verarbeitungsein- heit 3 gemessen und ausgelesen und können gespeichert werden. Die Analyseeinheit 4 ist dazu eingerichtet, den zeitlichen Verlauf der Daten zu analysieren und den Effizienzverlust soweit zu extrapolieren, dass daraus Ausfallwahrscheinlichkeiten und geeignete Wartungszeitpunkte geschlussfolgert werden kön nen. Dadurch wird eine ständige Diagnose ermöglicht und ein angepasster Wartungsbedarf kann weit vor dem Eintritt einer kritischen Ausfallsituation festgestellt werden. Wie das Eingangssignal der elektrisch angetriebenen KomponenteFig. 1 shows a schematic representation of an elec trically driven component 1 with a connected, controlled by the component 1 system 2. Example shows how it works using an electrically driven hydraulic pump with a hydraulic system connected. In principle, component 1 converts electrical energy into hydraulic energy, which is characterized by the pressure in the hydraulic system and the flow of the hydraulic fluid. A processing unit 3 and an analysis unit 4 are formed in this embodiment by a monitoring system 5 of an aircraft. The state of the hydraulic system 2 is monitored by means of a sensor unit 6 by measuring the hydraulic pressure. The states of the hydraulic system 2 thus represent the output power of the electrically driven component 1. In the event of a critical pressure drop, the monitoring system 5 can provide notifications or take automated measures, such as disconnecting component 1 from the power supply. The input power of component 1, which is provided via electrical supply line 8, is measured by a sensor 7 according to the invention. The electrical current consumption is an indicator for efficiency losses of component 1 per se, or for deterioration of the connected system 2. Thus, increased wear in component 1 is noticeable through increased current consumption. Even if the pressure is maintained in a hydraulic system 2, the increased current consumption of the component 1 can be a sign that higher resistances have to be overcome within the system 2, for example due to a blockage of hydraulic lines 9. The analysis unit 4 is set up to compare measured input power L with reference values 10. If a critical reference value 10 is exceeded, the analysis unit 4 can output the status. This can be realized by a suitable display, or by maintenance personnel when the data is subsequently read out. The data is continuously collected at certain time intervals by the processing Unit 3 measured and read out and can be saved. The analysis unit 4 is set up to analyze the temporal course of the data and to extrapolate the loss of efficiency to such an extent that failure probabilities and suitable maintenance times can be concluded therefrom. This enables constant diagnosis and an adjusted maintenance requirement can be determined long before a critical failure situation occurs. Like the input signal of the electrically driven component

1 ermittelt werden kann, wenn die Komponente 1 nicht in ein bordinternes Überwachungssystem 5 eines Flugzeugs integriert ist, wird durch die Figs. 2 und 3 dargestellt. Ein Stromwand ler 11 ist in Fig. 2 an einer stromführenden Zuleitung 8 der elektrisch angetriebenen Komponente 1 angebracht. Dass Mess signal wird über Datenleitungen 12 zu der Verarbeitungseinheit 3 geleitet, wo die Daten gespeichert und zur Analyse aufberei- tet werden. Ein Messstecker 13 ist in Fig. 3 zwischen der elektrisch angetriebenen Komponente 1 und der elektrischen Zu- leitung 8 angebracht. Dabei ist der Messstecker 13 an eine ge eignete Steckverbindung 14 der Komponente angepasst und weist eine Aufnahme 15 für die Zuleitung 8 auf. Der Messstecker 13 kann dabei fest als Endstück der Zuleitung 8 ausgeführt sein oder ebenfalls eine Steckverbindung mit einem angepassten End stück der elektrischen Zuleitung 8 aufweisen. 1 can be determined if component 1 is not integrated in an on-board monitoring system 5 of an aircraft, is shown in FIGS. 2 and 3. A Stromwand ler 11 is attached in Fig. 2 on a current-carrying lead 8 of the electrically driven component 1. The measurement signal is sent via data lines 12 to the processing unit 3, where the data are stored and processed for analysis. A measuring plug 13 is attached in FIG. 3 between the electrically driven component 1 and the electrical feed line 8. The measuring plug 13 is adapted to a suitable plug connection 14 of the component and has a receptacle 15 for the feed line 8. The measuring plug 13 can be designed as an end piece of the supply line 8 or also have a plug connection with a customized end piece of the electrical supply line 8.

Claims

Ansprüche : Expectations :

1. Vorrichtung zur Diagnose von elektrisch angetriebenen Kom ponenten (1) mit 1. Device for diagnosing electrically driven components (1) with

-einer elektrischen Versorgung, die dazu eingerichtet ist, die Komponente (1) über elektrische Zuleitungen (8) mit elektrischen Steuersignalen und Betriebsspannung zu versorgen, an electrical supply which is set up to supply the component (1) with electrical control signals and operating voltage via electrical feed lines (8),

-einer Sensoreinheit (6), die dazu eingerichtet ist, die Ausgangsleistung der Komponente (1) und/oder den Zustand eines nachgelagerten, an die Komponente angeschlossenen Systems (2) , dessen Zustand durch die Komponente (1) be einflusst wird, zu sensieren, -a sensor unit (6) which is set up to sense the output power of the component (1) and / or the state of a downstream system (2) connected to the component, the state of which is influenced by the component (1) ,

-einer Verarbeitungseinheit (3), die dazu eingerichtet ist, die sensierte Ausgangsleistung und/oder die Zustandsparameter zu erfassen und an nachgelagerte Analyse systeme (4) weiterzuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass -ein Sensor (7) zum Sensieren der Eingangsleistung der Komponente (1) vorgesehen ist und dass die Verarbeitungs- einheit (3) zusätzlich dazu eingerichtet ist, die sen sierte Eingangsleistung zu erfassen. a processing unit (3) which is set up to record the sensed output power and / or the state parameters and to forward them to downstream analysis systems (4), characterized in that a sensor (7) for sensing the input power of the component (1 ) is provided and that the processing unit (3) is additionally set up to record the sensed input power.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Analyseeinheit (4) vorgesehen ist, die dazu einge- richtet ist, die gemessene Eingangsleistung mit vorgege benen Referenzwerten (10) zu vergleichen und Zustandshinweise und/oder Wartungsanweisungen auszugeben. 2. Device according to claim 1, characterized in that an analysis unit (4) is provided, which is set up to compare the measured input power with predetermined reference values (10) and to issue status information and / or maintenance instructions.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass als Sensor (7) zum Sensieren der Eingangsleistung der Komponente (1) ein Stromwandler (11) an den zu der Komponente (1) hinführenden elektrischen Leitungen (8) vorgesehen ist. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that a current transformer (11) is provided on the electrical leads (8) leading to the component (1) as a sensor (7) for sensing the input power of the component (1).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass als Sensor (7) zum Sensieren der Eingangsleis tung der Komponente (1) ein Messstecker (13) vorgesehen ist, der in eine Steckverbindung (14) zwischen der Kompo nente (1) und den zu der Komponente (1) hinführenden elektrischen Leitungen (8) eingebracht ist. 4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a measuring plug (13) is provided as a sensor (7) for sensing the input power of the component (1), which in a plug connection (14) between the component (1st ) and the electrical lines (8) leading to the component (1).

5. Luftfahrzeug mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprü- che 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseein heit (4) durch ein bordinternes ÜberwachungsSystem (5) realisiert ist. 5. Aircraft with a device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the analysis unit (4) is realized by an on-board monitoring system (5).

6. Verfahren zur Diagnose von elektrisch angetriebenen Kompo nenten (1) von Luftfahrzeugen, durch die Schritte gekenn zeichnet, dass 6. A method for diagnosing electrically powered components (1) of aircraft, characterized by the steps that

-ein Sensor (7) die Eingangsleistung der elektrisch ange triebenen Komponente (1) sensiert, -a sensor (7) senses the input power of the electrically driven component (1),

-eine Verarbeitungseinheit (3) die sensierte Eingangs leistung erfasst und aufzeichnet, -a processing unit (3) records and records the sensed input power,

-eine Analyseeinheit (4) die aufgezeichnete Eingangsleis tung mit vorgegebenen Referenzwerten (10) vergleicht und Zustandshinweise und/oder Wartungshinweise ausgibt. -An analysis unit (4) compares the recorded input power with specified reference values (10) and outputs status information and / or maintenance information.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsleistung der elektrisch angetriebenen Kompo nente (1) fortlaufend sensiert und aufgezeichnet wird und dass die Analyseeinheit (4) einen Verlauf der Eingangs- leistungsaufnahme ermittelt und aus dem Verlauf der Ein- gangsleistungsaufnahme Wartungsintervalle der elektrisch angetriebenen Komponente (1) und/oder eines durch die Komponente (1) gesteuerten angeschlossenen Systems (2) ermittelt . 7. The method according to claim 6, characterized in that the input power of the electrically driven component (1) is continuously sensed and recorded and that the analysis unit (4) determines a course of the input power consumption and maintenance intervals of the course of the input power consumption electrically driven component (1) and / or a connected system (2) controlled by the component (1).

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein bordinternes Überwachungssystem (5) als Analy seeinheit (4) genutzt wird. 8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that an on-board monitoring system (5) is used as an analysis unit (4).

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die Eingangsleistungsaufnahme der elektrisch angetriebenen Komponente (1) durch einen 9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the input power consumption of the electrically driven component (1) by a

Stromwandler (11) an den zu der Komponente (1) hinführen den elektrischen Leitungen (8) sensiert wird Current transformer (11) to which the electrical lines (8) leading to the component (1) are sensed

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die Eingangsleistungsaufnahme der elektrisch angetriebenen Komponente (1) durch einen Mess stecker (13), der in eine Steckverbindung (14) zwischen der Komponente (1) und den zu der Komponente (1) hinfüh renden elektrischen Leitungen (8) eingebracht ist, sen siert wird. 10. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the input power consumption of the electrically driven component (1) by a measuring plug (13) in a plug connection (14) between the component (1) and the Component (1) leading electrical lines (8) is introduced, sen siert.