用于处理燃气涡轮发动机的多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的方法与流程

文档序号:27015385发布日期:2021-10-23 00:05阅读:133来源:国知局
用于处理燃气涡轮发动机的多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的方法与流程
用于处理燃气涡轮发动机的多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的方法
1.联邦政府资助的研究
2.本发明是在美国海军空中系统司令部授予的合同n00019

04

c

0093的政府支持下完成的。政府可拥有本发明的某些权利。
技术领域
3.本主题大体涉及用于处理被构造为控制燃气涡轮发动机的操作的多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的方法。更具体地,本主题涉及在不经历燃气涡轮发动机控制失效的情况下重置多通道发动机控制器的每个通道的方法。


背景技术:

4.飞行器上的燃气涡轮发动机通常以串行流动包括压缩机区段,燃烧区段,涡轮区段和排气区段。在操作中,空气进入压缩机区段的入口,在压缩机区段中,一个或多个压缩机逐渐压缩空气,直到其到达燃烧区段。燃料与压缩空气混合并在燃烧区段内燃烧,以提供燃烧气体。然后,燃烧气体被从燃烧区段导向通过限定在涡轮区段内的热气路径,并经由排气区段从涡轮区段排出。
5.可以经由发动机控制器来控制燃气涡轮发动机的操作。典型的发动机控制器可以具有双通道以提供冗余。例如,典型的发动机控制器可以包括与发动机控制器的第一通道相关联的第一处理器和与发动机控制器的第二通道相关联的第二处理器。在一些实施方式中,两个通道(例如,第一通道和第二通道)可以在活动/待机模式下操作,在活动/待机模式下,一个通道是活动的并且处于控制中,而另一个通道处于待机中并且准备在需要时采取控制。在替代实施方式中,两个通道可以在两个通道都处于控制中的活动/活动模式下操作。更进一步,在一些实施方式中,两个通道可以在混合模式下操作,在混合模式下,发动机控制器实施活动/待机方案和活动/活动方案。
6.在某些情况下,第一通道和第二通道均可以同时经历一个或多个故障状况(例如,软件异常)。在这种情况下,第一处理器和第二处理器均可以同时重置。这是不期望的,因为同时重置第一处理器和第二处理器导致没有处理器可用于控制燃气涡轮发动机的操作。
7.因此,在该技术中将欢迎用于处理被构造为控制燃气涡轮发动机的操作的多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的方法。


技术实现要素:

8.本发明的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述,或者可以从描述中显而易见,或者可以通过实施本发明而获知。
9.在一个方面,本公开涉及一种用于处理被构造为控制燃气涡轮发动机的操作的多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的方法。该方法包括由与多通道发动机控制器的第一通道相关联的第一处理器获得指示多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的数
据。该方法还包括至少部分地基于该数据,由第一处理器提供与重置至少第二处理器相关联的一个或多个控制信号,该第二处理器与多通道发动机控制器的第二通道相关联。此外,该方法包括在至少第二处理器重置时,由第一处理器控制燃气涡轮发动机的操作。
10.在另一方面,本公开涉及一种被构造为控制燃气涡轮发动机的操作的多通道发动机控制器。多通道发动机控制器包括多个处理器。多个处理器中的每一个与多通道发动机控制器的对应通道相关联。与多通道发动机控制器的第一通道相关联的第一处理器被构造为获得指示多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的数据。第一处理器还被构造为至少部分地基于该数据,提供与重置至少第二处理器相关联的一个或多个控制信号,该第二处理器与多通道发动机控制器的第二通道相关。第一处理器进一步被构造为在至少第二处理器重置时控制燃气涡轮发动机的操作。
11.参考以下描述和所附权利要求,将更好地理解本发明的这些和其他特征,方面和优点。结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
12.在本说明书中阐述了针对本领域的普通技术人员的本发明的完整且可行的公开,包括其最佳模式,其参考附图,其中:
13.图1描绘了根据本公开的示例实施例的飞行器;
14.图2描绘了根据本公开的示例实施例的燃气涡轮发动机的横截面视图;
15.图3示出了根据本公开的示例实施例的发动机控制系统的示意图;
16.图4描绘了根据本公开的示例实施例的处理多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的多通道发动机控制器的控制流程图;
17.图5描绘了根据本公开的示例实施例的处理多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的多通道发动机控制器的另一控制流程图;和
18.图6示出了根据本公开的示例实施例的用于处理被构造为控制燃气涡轮发动机的操作的多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
19.现在将详细参考本发明的实施例,其一个或多个示例在附图中示出。通过举例说明本发明而不是限制本发明来提供每个示例。实际上,对于本领域技术人员显而易见的是,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,可以对本发明进行各种修改和变化。例如,作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此,本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这种修改和变化。
20.如本文中所使用的,术语“第一”和“第二”可互换使用以将一个部件与另一个部件区分开,并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。此外,术语“约”可以指在规定数值的10%以内。
21.本公开的示例方面指向被构造为控制燃气涡轮发动机的操作的多通道发动机控制器。更具体地,本公开指向用于处理多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的方法。如将在下面更详细地讨论的,多通道发动机控制器可以被构造为从发动机控制器的所有通
道的同时故障中恢复,使得减少或消除了其间多通道发动机控制器离线且无法控制燃气涡轮发动机的操作的时间量。
22.在一些实施方式中,与发动机控制器的第一通道相关联的第一处理器可以被构造为获得指示多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的数据。例如,第一处理器可以同时获得指示与第一通道相关联的一个或多个故障状况(例如,软件异常)以及与多通道发动机控制器的至少第二通道相关联的一个或多个故障状况的数据。第一处理器可以进一步被构造为至少部分地基于指示与第一通道相关联的一个或多个故障状况以及与多通道发动机控制器的每个其他通道(例如,至少第二通道)相关联的一个或多个故障状况的数据,来确定第一通道是否比多通道发动机控制器的每个其他通道(例如,至少第二通道)更健康。
23.在一些实施方式中,第一处理器可以将与第一通道相关联的一个或多个故障状况和与多通道发动机控制器的每个其他通道(例如,至少第二通道)相关联的一个或多个故障状况进行比较。例如,在一些实施方式中,第一处理器可以被构造为当与第一通道相关联的故障状况的总数小于与多通道发动机控制器的每个其余通道(例如,至少第二通道)相关联的故障状况的总数时,确定第一通道比多通道发动机控制器的每个其他通道更健康。相反,第一处理器可以被构造为当与第一通道相关联的故障状况的总数大于与多通道发动机控制器的另一通道(例如,第二通道)相关联的故障状况的总数时,确定另一通道(例如,第二通道)比第一通道更健康。
24.在一些实施方式中,第一处理器可以被构造为响应于确定第一通道比多通道发动机控制器的每个其他通道更健康,向与发动机控制器的第二通道相关联的至少第二处理器提供一个或多个控制信号。更具体地,一个或多个控制信号可以与重置第二处理器相关联。以这种方式,第二处理器可以被构造为响应于从第一处理器接收到一个或多个控制信号来重置(例如,重新初始化,重启等)其自身。
25.第一处理器可以进一步被构造为响应于确定第一通道比多通道发动机控制器的每个其他通道更健康而将其自身构造为安全模式。当第一处理器被构造为安全模式时,第一处理器可以被构造为仅执行在多通道发动机控制器从多通道发动机控制器的所有通道的同时故障中恢复时提供燃气涡轮发动机的统一控制所必需的关键功能。
26.在一些实施方式中,在第一处理器被构造为安全模式时,第一处理器可以被构造为控制燃气涡轮发动机的一个或多个致动器(例如,扭矩马达,燃料计量电磁阀等)的操作。应当理解,当第一处理器被构造为安全模式时,第一处理器执行有限的一组计算机实施的指令。
27.如上所述,第二处理器可以被构造为在接收到经由第一处理器提供的一个或多个控制信号时重置其自身。此外,当第二处理器重置其自身时,第二处理器可以被构造为确定与第二通道相关联的一个或多个故障状况是否仍然存在。当第二处理器确定与第二通道相关联的一个或多个故障状况不再存在时,第二处理器可以向第一处理器提供数据以指示第二通道已经从与第二通道相关联的一个或多个故障状况中恢复。例如,在一些实施方式中,数据可以是与重置第一处理器相关联的一个或多个控制信号。在从第二处理器接收到一个或多个控制信号时,第一处理器可以被构造为重置其自身。
28.当第一处理器重置其自身时,第二处理器可以被构造为控制燃气涡轮发动机的操作。应当理解,由于第二处理器先前被重置以清除与第二通道相关联的一个或多个故障状
况,因此第二处理器可以被构造为以正常操作模式(例如,不是安全操作模式)操作。以这种方式,燃气涡轮发动机可以在重置第一处理器以清除与第一通道相关联的一个或多个故障状况时正常地(例如,不在安全模式下)操作。如将在下面更详细地讨论的,在一些情况下,第二处理器的初始重置可能不会导致与第二通道相关联的一个或多个故障状况被清除。
29.当在初始重置之后第二处理器确定与第二通道相关联的一个或多个故障状况仍然存在时,第二处理器可以被构造为再次重启其自身,并随后检查以查看与第二通道相关联的一个或多个故障状况是否仍然存在。应当理解,在一些实施方式中,第二处理器可以被构造为将其自身重置预定次数。如果在第二处理器已经将其自身重置预定次数之后、与第二通道相关联的一个或多个故障状况仍然存在,则与第二通道相关联的一个或多个故障状况可以被认为是不可恢复的故障状况。以这种方式,第二通道将无法恢复在线。
30.在重置第二处理器不能解决(例如清除)与第二通道相关联的一个或多个故障状况的实施方式中,第一处理器可以被构造为在构造成安全模式时重置其自身,以清除与第一通道相关联的一个或多个故障状况。应当理解,第一处理器可以被构造为在预定时间量内重置其自身,以最小化第一处理器离线并且因此不能用于控制燃气涡轮发动机的操作的时间量。例如,在一些实施方式中,预定时间量的范围可以从大约2毫秒到大约5毫秒。以这种方式,发动机控制器可以被构造为处理在飞行的关键部分期间(例如在竖直起飞和着陆期间)发生的发动机控制器的所有通道的同时故障。
31.现在参考附图,图1提供了根据本公开的示例性飞行器10的立体图。飞行器10可以包括驾驶舱20。驾驶舱20可以包括具有一个或多个输入装置的仪表板(未示出),该一个或多个输入装置可用于控制飞行器10的操作。如图所示,飞行器10可以包括燃气涡轮发动机100。尽管将飞行器10描绘为仅具有一个燃气涡轮发动机100,但是应当理解,在一些实施方式中,飞行器10可以包括多个(例如,两个或更多个)燃气涡轮发动机。此外,飞行器10可以包括被构造为控制燃气涡轮发动机100的操作的发动机控制系统200。
32.应当理解,根据本公开的飞行器10可以包括任何合适类型的飞行器10。例如,飞行器10可以是具有补充平移推力系统的高速复合旋翼飞行器,双反向旋转飞行器,同轴旋翼系统飞行器,涡轮螺旋桨飞行器,倾斜旋翼飞行器,倾斜翼飞行器,常规起飞和着陆飞行器以及其他涡轮驱动的机器也将从本公开中受益。
33.图2提供了根据本公开的燃气涡轮发动机100的示意性横截面视图。如图2所示,燃气涡轮发动机100限定延伸通过以用于参考的纵向或中心线轴线102。燃气涡轮发动机100通常包括限定环形入口106的基本上管状的外壳104。外壳104可以由单个外壳或多个外壳形成。外壳104以串行流动关系包围气体发生器压缩机110,燃烧区段130,涡轮140和排气区段150。气体发生器压缩机110包括入口导向轮叶112的环形阵列,压缩机叶片114的一个或多个顺序级,可变轮叶116的一个或多个级中的一个或多个顺序级,一个或多个固定压缩机轮叶117中的一个或多个顺序级以及离心压缩机118。压缩机叶片114,可变轮叶116,固定压缩机轮叶117和离心压缩机118共同限定压缩空气路径120。
34.燃烧区段130包括燃烧室132和延伸到燃烧室132中的一个或多个燃料喷嘴134。燃料喷嘴134供应燃料以与进入燃烧室132的压缩空气混合。此外,燃料和压缩空气的混合物在燃烧室132内燃烧以形成燃烧气体136。如以下将更详细描述的,燃烧气体136驱动气体发生器压缩机110和涡轮140。
35.涡轮140包括气体发生器涡轮机142和动力涡轮144。气体发生器涡轮142包括涡轮转子叶片146的一个或多个顺序级和定子轮叶147的一个或多个顺序级。同样地,动力涡轮144包括涡轮转子叶片148的一个或多个顺序级和定子轮叶149的一个或多个顺序级。如将在下面更详细地讨论的,气体发生器涡轮142经由气体发生器轴160驱动气体发生器压缩机110,并且动力涡轮144经由动力涡轮轴170驱动输出轴180。
36.如图2所示的实施例中所示,气体发生器压缩机110和气体发生器涡轮142经由气体发生器轴160彼此联接。在操作中,燃烧气体136驱动气体发生器涡轮142和动力涡轮144两者。随着气体发生器涡轮142绕中心线轴线102旋转,气体发生器压缩机110和气体发生器轴160均绕中心线轴线102旋转。此外,随着动力涡轮144旋转,动力涡轮轴170旋转并将旋转能量传递到输出轴180。作为示例,燃气涡轮发动机100可以是图1的第一燃气涡轮发动机60和第二燃气涡轮发动机62,并且输出轴180可以旋转飞行器10的主转子叶片44和尾转子叶片54两者。
37.应当理解,尽管在图2中示出并描述了特定燃气涡轮发动机(例如,涡轮轴燃气涡轮发动机),但是任何合适类型的燃气涡轮发动机都将从本公开中受益。例如,在一些实施方式中,燃气涡轮发动机可以是涡轮风扇燃气涡轮发动机。替代地,燃气涡轮发动机可以是涡轮螺旋桨燃气涡轮发动机。
38.现在参考图3,提供了用于控制燃气涡轮发动机100(图2)的操作的发动机控制系统200的示例实施例。通常,将分别参考以上参考图1和2描述的飞行器10和燃气涡轮发动机100来描述发动机控制系统200。然而,在其他实施例中,发动机控制系统200可以与任何其他合适的飞行器和/或任何其他合适的燃气涡轮发动机相关联地实施或使用。
39.如图3所示,发动机控制系统200可以包括被构造为控制燃气涡轮发动机100的操作的发动机控制器202。在一些实施方式中,发动机控制器202可以经由燃料控制器206控制燃气涡轮发动机100的操作。然而,应当理解,在一些实施方式中,发动机控制器202可以在没有任何中间部件(例如,燃料控制器206)的情况下控制燃气涡轮发动机100的操作。
40.如图所示,发动机控制器202通常可以包括被构造为执行各种计算机实施的功能(例如,执行本文公开的方法,步骤,计算等)的一个或多个处理器210和相关联的存储器212。另外,燃料控制器206可以包括被构造为执行各种计算机实施的功能的一个或多个处理器220和相关联的存储器222。然而,应当理解,在一些实施方式中,燃料控制器206可以是可编程逻辑装置,例如现场可编程门阵列(fpga)。
41.如本文所使用的,术语“处理器”不仅是指本领域中被称为包括在计算机中的集成电路,而且是指控制器,微控制器,微型计算机,可编程逻辑控制器(plc),专用集成电路(asic),现场可编程门阵列(fpga)和其他可编程电路。另外,存储器212、222通常可以包括一个或多个存储器元件,包括但不限于计算机可读介质(例如,随机存取存储器(ram)),计算机可读非易失性介质(例如,闪存),光盘只读存储器(cd

rom),磁光盘(mod),数字多功能盘(dvd)和/或其他合适的存储器元件或其组合。
42.在一些实施方式中,发动机控制器202可以包括通信接口模块214。通信接口模块214可以包括用于发送和接收数据的相关电子电路。更具体地,发动机控制器202的通信接口模块214可以用于向燃料控制器206发送数据和从燃料控制器206接收数据。应当理解,通信接口模块214可以是合适的有线或无线通信接口的任何组合。
43.发动机控制器202可以与燃气涡轮发动机100的一个或多个传感器230通信。一个或多个传感器230的示例可以包括但不限于压力传感器,温度传感器,扭矩传感器和速度传感器。作为示例,压力传感器可以被构造为感测气体发生器压缩机110(图2)处的环境压力(p0)或入口压力(p1),并且温度传感器可以被构造为感测气体发生器压缩机110处的入口温度(t1)。替代地或附加地,压力传感器可以被构造为感测气体发生器压缩机110的出口处的排放压力(p
s3
),并且温度传感器可以被构造为感测涡轮140内的涡轮气体温度(t
4.5
)。扭矩传感器可以被构造为检测燃气涡轮发动机100的发动机扭矩(q1)。速度传感器可以被构造为检测气体发生器轴160的转速n
g
。替代地或附加地,速度传感器可以被构造为检测动力涡轮轴170的转速n
p
。因此,燃气涡轮发动机100的一个或多个传感器230可以包括上述传感器(例如,压力,温度,扭矩,速度)的任何组合。
44.应当理解,在一些实施方式中,发动机控制器202可以经由有线连接通信地联接到燃气涡轮发动机100的一个或多个传感器230。例如,发动机控制器202可以经由有线连接从燃气涡轮发动机100的一个或多个传感器230接收数据(例如,模拟或数字)。燃料控制器206可以包括通信接口模块224。通信接口模块224可以包括用于向发动机控制器202发送数据和从发动机控制器202接收数据的相关电子电路。应当理解,通信接口模块224可以是任何合适的有线或无线通信接口。
45.在一些实施方式中,燃料控制器206可以与燃气涡轮发动机100的一个或多个致动器240通信。一个或多个致动器240的示例可以包括扭矩马达和燃料计量电磁阀中的至少一个。然而,应当理解,燃料控制器206可以与燃气涡轮发动机100的任何合适类型的致动器通信。
46.如图3所示,发动机控制器202可以是具有两个冗余通道(第一通道a和第二冗余通道b)的双通道系统。然而,应当理解,发动机控制器202可以包括多于两个的通道。例如,在一些实施方式中,发动机控制器202可以包括三个或更多个通道。以这种方式,发动机控制器202可以是至少三重冗余系统。
47.对于发动机控制器202和燃料控制器206,通道a和b可以在发动机控制和操作中提供冗余。特别地,发动机控制器202的第一通道a和第二冗余通道b可以包括处理器210,存储器212和通信接口模块214。类似地,燃料控制器206的第一通道a和第二冗余通道b可以包括处理器220,存储器222和通信接口模块224。如将在下面更详细地讨论的,根据本公开的示例实施例,发动机控制器202可以被构造为处理发动机控制器202的所有通道(例如,第一通道a,第二通道b)的同时故障。
48.现在参考图4,根据本公开的示例实施例,提供了处理其所有通道的同时故障的示例性多通道发动机控制器的控制流程图。如图所示,多通道发动机控制器可以至少包括第一通道310和第二通道320。然而,应当理解,多通道发动机控制器可以具有多于两个的通道。例如,在一些实施方式中,多通道发动机控制器可以包括三个或更多个通道。
49.如图所示,多通道发动机控制器可以包括与其每个通道相关联的处理器。例如,多通道发动机控制器可以包括与第一通道310相关联的第一处理器330和与第二通道320相关联的第二处理器340。在一些实施方式中,当控制飞行器的燃气涡轮发动机的操作时,多通道发动机控制器可以经历多通道发动机控制器的所有通道(例如,第一通道310和第二通道320)的同时故障。更具体地说,与第一通道310相关联的第一处理器330和与第二通道320相
关联的第二处理器340可以各自同时经历一个或多个故障状况(例如,软件异常)。如将在下面更详细地讨论的,多通道发动机控制器可以被构造为在不损害飞行器的控制的情况下从多通道发动机控制器的所有通道的同时故障中恢复。
50.在一些实施方式中,第一处理器330可以被构造为获得指示多通道发动机控制器的所有通道(例如,至少第一通道310和第二通道320)的同时故障的数据。例如,第一处理器330可以同时获得指示与多通道发动机控制器的每个通道相关联的一个或多个故障状况的数据。例如,第一处理器330可以获得指示与第一通道310相关联的一个或多个故障状况以及与第二通道320相关联的一个或多个故障状况的数据。
51.在一些实施方式中,第一处理器330可以被构造为至少部分地基于指示与每个通道(例如,至少第一通道310和第二通道320)相关联的一个或多个故障状况的数据,来确定第一通道是否比多通道发动机控制器的每个其他通道(例如,至少第二通道320)更健康。例如,第一处理器330可以被构造为将与第一处理器330相关联的一个或多个故障状况和与第二处理器340相关联的一个或多个故障状况进行比较。在一些实施方式中,第一处理器330可以被构造为当与第一处理器330相关联的故障状况的总数小于与第二处理器340相关联的故障状况的总数时,确定第一处理器330比第二处理器340更健康。相反地,第一处理器330可以被构造为当与第一处理器330相关联的故障状况的总数大于与第二处理器340相关联的故障状况的总数时,确定第二处理器340比第一处理器330更健康。
52.如图所示,第一处理器330可以被构造为响应于确定第一通道310比多通道发动机控制器的每个其他通道(例如,至少第二通道320)更健康,而向第二处理器340提供一个或多个控制信号360。更具体地,一个或多个控制信号可以与重置至少第二处理器340相关联。以这种方式,第二处理器340可以被构造为响应于从第一处理器330接收到一个或多个控制信号而重置(例如,重新初始化,重启等)其自身。
53.第一处理器330还可以被构造为响应于确定第一通道310比多通道发动机控制器的每个其他通道(例如,至少第二通道320)更健康,而将其自身构造为安全模式380。当第一处理器330被构造为安全模式380时,可以限制第一处理器330的控制能力。例如,第一处理器330可以被构造为仅执行在多通道发动机控制器从其所有通道的同时故障中恢复时提供燃气涡轮发动机的统一控制所必需的关键功能。关键功能的一个示例可以包括但不限于监视与第一处理器330相关联的一个或多个看门狗定时器。
54.在一些实施方式中,在第一处理器330被构造为安全模式380的同时,第一处理器330可以被构造为控制燃气涡轮发动机的一个或多个致动器240(图3)的操作。例如,第一处理器330可以被构造为控制一个或多个致动器240的操作,以在执行有限的一组计算机可实施的指令(例如,软件)时提供关键功能的控制。一个或多个致动器240的示例可以包括扭矩马达和燃料计量电磁阀中的至少一个。然而,应当理解,第一处理器330可以被构造为控制与燃气涡轮发动机相关联的任何合适的致动器。
55.如上所述,第二处理器340可以被构造为在接收到经由第一处理器330提供的一个或多个控制信号360时重置其自身。响应于重置第二处理器340,第二处理器340可以被构造为确定与第二处理器340相关联的一个或多个故障状况是否仍然存在。当第二处理器340确定与第二处理器340相关联的一个或多个故障状况不再存在时,第二处理器340可以向第一处理器330提供数据,以指示第二通道320已经从一个或多个故障状况中恢复。例如,在一些
实施方式中,数据可以包括与重置第一处理器330相关联的一个或多个控制信号370。应当理解,第一处理器330可以在接收到数据时被构造为重置其自身。
56.当第一处理器330重置其自身时,第二处理器340可以被构造为控制燃气涡轮发动机的操作。应当理解,由于第二处理器340先前被重置以清除与第二通道320相关联的一个或多个故障状况,因此第二处理器340可以被构造为以正常操作模式382(例如,不是安全模式380)操作。以这种方式,燃气涡轮发动机可以在重置第一处理器330以清除与第一通道310相关联的一个或多个故障状况时正常地操作。如图所示,当第一处理器330重置其自身并成功清除与第一通道310相关联的一个或多个故障状况时,第一处理器330和第二处理器340都可以被构造为以正常操作模式382操作。如将在下面更详细地讨论的,在一些情况下,第二处理器340的初始重置可能不会导致与第二通道320相关联的一个或多个故障状况被清除。
57.现在参考图5,当在初始重置之后第二处理器340确定与第二通道320相关联的一个或多个故障状况仍然存在时,第二处理器340可以被构造为再次重启其自身,并且随后再次检查以查看与第二通道320相关联的一个或多个故障状况是否仍然存在。应当理解,第二处理器340可以被构造为将其自身重置预定次数。如果在第二处理器340已经将其自身重置预定次数之后、与第二处理器340相关联的一个或多个故障状况仍然存在,则与第二处理器340相关联的一个或多个故障状况可以被认为是不可恢复的故障状况。以这种方式,第二通道320无法恢复在线。
58.在重置第二处理器340不能解决(例如清除)与第二通道320相关联的一个或多个故障状况的实施方式中,第一处理器330可以被构造为在被构造为安全模式380时重置其自身,以清除与第一通道310相关联的一个或多个故障状况。应当理解,第一处理器330可以被构造为在预定时间量内重置其自身,以最小化第一处理器330离线并且因此不可用于控制燃气涡轮发动机的操作的时间量。例如,在一些实施方式中,预定时间量的范围可以从大约2毫秒到大约5毫秒。以这种方式,发动机控制器可以被构造为在飞行的关键部分期间(例如,在失去燃气涡轮发动机的控制不能超过12毫秒的竖直起飞和着陆期间)处理发动机控制器的所有通道的同时故障。
59.现在参考图6,根据本公开的示例实施例,提供了用于处理被构造为控制燃气涡轮发动机的操作的多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的方法500的流程图。通常,本文将参考以上参考图4和5描述的多通道发动机控制器来讨论方法500。然而,本领域普通技术人员应当理解,所公开的方法500通常可以利用具有任何其他合适的发动机构造的燃气涡轮发动机和/或具有任何其他合适的系统构造的系统来实施。另外,尽管为了说明和讨论的目的,图6描绘了以特定顺序执行的步骤,但是本文所讨论的方法不限于任何特定顺序或布置。使用本文提供的公开内容的本领域技术人员将理解,在不脱离本公开的范围的情况下,可以以各种方式省略,重新布置,组合和/或改编本文公开的方法的各个步骤。
60.在(502)处,方法500可以包括由与发动机控制器的第一通道相关联的第一处理器获得指示多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的数据。例如,第一处理器可以获得指示与多通道发动机控制器的每个通道相关联的一个或多个故障状况的数据。
61.在(504)处,方法500可以包括由第一处理器确定第一通道比多通道发动机控制器的每个其他通道更健康。例如,在一些实施方式中,第一处理器可以被构造为将与第一通道
相关联的一个或多个故障状况和与多通道发动机控制器的每个其他通道(例如,至少第二通道)相关联的一个或多个故障状况进行比较。更具体地,第一处理器可以被构造为当与第一通道相关联的故障状况的总数小于与多通道发动机控制器的每个其余通道(例如,至少第二通道)相关联的故障状况的总数时,确定第一通道比多通道发动机控制器的每个其他通道更健康。
62.在(506)处,方法500可以包括至少部分地基于在(502)处获得的数据,由第一处理器提供与重置至少第二处理器相关联的一个或多个控制信号,该第二处理器与多通道发动机控制器的第二通道相关联。在一些实施方式中,响应于在(504)处确定第一通道比多通道发动机控制器的每个其他通道(例如,至少第二通道)更健康,而提供与重置至少第二处理器相关联的一个或多个控制信号,该第二处理器与多通道发动机控制器的第二通道相关联。
63.在(508)处,方法500可以包括在重置至少第二处理器以尝试解决(例如清除)与多通道发动机控制器的至少第二通道相关联的一个或多个故障状况时,由第一处理器控制燃气涡轮发动机的操作。应当理解,在(508)处,第一处理器可以被构造为安全模式以控制燃气涡轮发动机的操作。在一些实施方式中,第一处理器可以被构造为操作燃气涡轮发动机的一个或多个致动器,使得在重置与多通道发动机控制器的第二通道相关联的至少第二处理器时,燃气涡轮发动机的操作是统一的(例如,恒定的)。
64.在(510)处,方法500可以包括由第二处理器确定重置至少第二处理器是否解决(例如,清除)了与第二通道相关联的一个或多个故障状况。如果第二处理器确定重置第二处理器解决了与第二通道相关联的一个或多个故障状况,则方法500进行到(512)。否则,方法500进行到(516)。
65.在(512)处,方法500可以包括由第二处理器提供与重置第一处理器相关联的一个或多个控制信号,以解决(例如,清除)与第一通道相关联的一个或多个故障状况。
66.在(514)处,方法500可以包括在重置第一处理器时由第二处理器控制燃气涡轮发动机的操作。应当理解,由于与第二通道相关联的一个或多个故障状况先前已通过在(506)处重置第二处理器而得以解决,因此第二处理器在控制燃气涡轮发动机的操作时未被构造为安全模式。以这种方式,多通道发动机控制器可以在从其所有通道的同时故障中恢复时维持飞行器的控制。
67.在(516)处,方法500可以包括由第二处理器确定至少第二处理器是否已被重置预定次数。如果至少第二处理器已被重置的次数等于预定次数,则方法进行到(518)。否则,至少第二处理器重置,并且方法500返回到(516)。
68.在(518)处,方法500可以包括由第一处理器确定至少第二通道离线并且进行到(520)。在(520)处,方法500可以包括在预定时间量内重置第一处理器。例如,在一些实施方式中,预定时间量的范围可以从大约1毫秒到大约5毫秒。在这样的实施方式中,实施根据本公开的方法500的发动机控制器可以在能够竖直起飞和着陆的飞行器上实施,因为多通道发动机控制器可以从其所有通道的同时故障中恢复,而不会失去对燃气涡轮发动机的操作的控制超过12毫秒。
69.本发明的进一步方面由以下条项的主题提供:
70.1.一种用于处理多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的方法,多通道发动
机控制器被构造为控制燃气涡轮发动机的操作,该方法包括:由与多通道发动机控制器的第一通道相关联的第一处理器获得指示多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的数据;至少部分地基于该数据,由第一处理器提供与重置至少第二处理器相关联的一个或多个控制信号,该第二处理器与多通道发动机控制器的第二通道相关联;在至少第二处理器重置时,由第一处理器控制燃气涡轮发动机的操作。
71.2.根据任何前述方面所述的方法,进一步包括:至少部分地基于该数据,由与多通道发动机控制器的第一通道相关联的第一处理器确定第一通道比多通道发动机控制器的每个其他通道更健康。
72.3.根据任何前述方面所述的方法,其中确定第一通道比多通道发动机控制器的每个其他通道更健康包括:由第一处理器将与第一通道相关联的一个或多个故障状况和与多通道发动机控制器的每个其余通道相关联的一个或多个故障状况进行比较。
73.4.根据任何前述方面所述的方法,其中响应于确定第一通道比多通道发动机控制器的每个其他通道更健康而发生提供与重置至少第二处理器相关联的一个或多个控制信号,该第二处理器与多通道发动机控制器的第二通道相关联。
74.5.根据任何前述方面所述的方法,其中,在第二处理器重置时控制燃气涡轮发动机的操作包括:由第一处理器控制燃气涡轮发动机的一个或多个致动器的操作,使得在重置第二处理器时燃气涡轮发动机的操作是统一的。
75.6.根据任何前述方面所述的方法,其中,一个或多个致动器包括扭矩马达和燃料计量电磁阀中的至少一个。
76.7.根据任何前述方面所述的方法,进一步包括:在重置第二处理器之后,由第二处理器确定与第二通道相关联的一个或多个故障状况不再存在;响应于确定与第二通道相关联的一个或多个故障状况不再存在,而由第二处理器提供与重置第一通道相关联的一个或多个控制信号。
77.8.根据任何前述方面所述的方法,进一步包括:在第一处理器重置时由第二处理器控制燃气涡轮发动机的操作。
78.9.根据任何前述方面所述的方法,进一步包括:在所述第一处理器没有接收到指示至少所述第二处理器已经重置的数据的情况下预定时间量流逝时,由第一处理器确定至少第二通道离线。
79.10.根据任何前述方面所述的方法,进一步包括:响应于确定至少第二通道离线,由第一处理器提供与在预定时间量内重置第一处理器相关联的一个或多个控制信号;在重置第一处理器之后,由第一处理器控制燃气涡轮发动机的操作。
80.11.根据任何前述方面所述的方法,其中预定时间量的范围是从大约1毫秒到大约5毫秒。
81.12.一种被构造为控制燃气涡轮发动机的操作的多通道发动机控制器,该多通道发动机控制器包括:多个处理器,该多个处理器中的每一个与多通道发动机控制器的对应通道相关联,其中,与多通道发动机控制器的第一通道相关联的第一处理器被构造为:获得指示多通道发动机控制器的所有通道的同时故障的数据;至少部分地基于该数据,提供与重置至少第二处理器相关联的一个或多个控制信号,该第二处理器与多通道发动机控制器的第二通道相关;在至少第二处理器重置时控制燃气涡轮发动机的操作。
82.13.根据任何前述方面所述的多通道发动机控制器,其中,第一处理器进一步被构造为:至少部分地基于该数据来确定第一通道比多通道发动机控制器的每个其他通道更健康。
83.14.根据任何前述方面所述的多通道发动机控制器,其中,第一处理器被构造为将与第一通道相关联的一个或多个故障状况和与多通道发动机控制器的每个其余通道相关联的一个或多个故障状况进行比较。
84.15.根据任何前述方面所述的多通道发动机控制器,其中,第一处理器被构造为响应于第一处理器确定第一通道比多通道发动机控制器的每个其他通道更健康,而向至少第二处理器提供一个或多个控制信号。
85.16.根据任何前述方面所述的多通道发动机控制器,其中,第一处理器被构造为控制一个或多个致动器的操作,以控制燃气涡轮发动机的操作,使得在至少第二处理器重置时,燃气涡轮发动机的操作是统一的。
86.17.根据任何前述方面所述的多通道发动机控制器,其中,一个或多个致动器包括扭矩马达和燃料计量电磁阀中的至少一个。
87.18.根据任何前述方面所述的多通道发动机控制器,其中,第二处理器被构造为:在重置第二处理器之后,确定与第二通道相关联的一个或多个故障状况不再存在;响应于确定与第二通道相关联的一个或多个故障状况不再存在,而提供与重置第一处理器相关联的一个或多个控制信号;在第一处理器重置时控制燃气涡轮发动机的操作。
88.19.根据任何前述方面所述的多通道发动机控制器,其中,第一处理器进一步被构造为:在所述第一处理器没有接收到指示所述第二处理器已经重置的数据的情况下预定时间量流逝时,确定第二通道离线。
89.20.根据任何前述方面所述的多通道发动机控制器,其中,当第一处理器确定第二通道离线时,第一处理器进一步被构造为:提供与在预定时间量内重置第一处理器相关联的一个或多个控制信号;在重置第一处理器之后控制燃气涡轮发动机的操作。
90.该书面描述使用示例来公开本发明,包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求书限定,并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件,或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件,则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。
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