DE602005003721T2 - Kabinendruckregelsystem und Verfahren zur Kabinendruckregelung - Google Patents

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und Verfahren zur Flugzeugkabinen-Druckregelung und genauer ein verbessertes Kabinendruckregelungs-Systemventil, das redundante und verschiedene Druck- und Differenzdruckprüfverfahren aufweist.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Bei einer gegebenen Luftgeschwindigkeit kann ein Flugzeug bei einer größeren Höhe weniger Kraftstoff verbrauchen als bei einer geringeren Höhe. Mit anderen Worten, ein Flugzeug kann bei größeren Höhen effizienter fliegen als bei geringeren Höhen. Darüber hinaus können schlechtes Wetter und Turbulenzen manchmal durch Fliegen über solch einem Wetter oder solchen Turbulenzen vermieden werden. Folglich sind viele Flugzeuge aufgrund dieser und anderer potenzieller Vorteile dafür ausgelegt, bei relativ großen Höhen zu fliegen.
  • Während ein Flugzeug an Höhe gewinnt, nimmt der Umgebungsdruck außerhalb des Flugzeugs ab, und sofern sie nicht anderweitig gesteuert werden, können übermäßige Luftmengen aus der Flugzeugkabine austreten, was ihre Dekompression auf einen unerwünscht niedrigen Druck bewirkt. Wenn der Druck in der Flugzeugkabine zu niedrig ist, können die Flugzeugpassagiere eine Hypoxie, also einen Mangel an der Sauerstoffkonzentration im menschlichen Gewebe, erleiden. Die Reaktion auf Hypoxie kann von Person zu Person variieren, jedoch gehören zu ihren Auswirkungen im Allgemeinen Benommenheit, geistige Ermüdung, Kopfschmerzen, Übelkeit, Euphorie und eine verminderte geistige Leistungsfähigkeit.
  • Studien haben gezeigt, dass sich die Symptome von Hypoxie bemerkbar machen können, wenn die Kabinendruckhöhe über dem Äquivalent von 8.000 Fuß liegt. Folglich sind viele Flugzeuge unter anderem mit einem System zur Kabinendruckregelung ausgestattet, um die Kabinendruckhöhe innerhalb eines relativ angenehmen Bereichs (zum Beispiel bei oder unter etwa 8.000 Fuß) zu halten und allmähliche Veränderungen der Kabinendruckhöhe zu ermöglichen, um das Unwohlsein der Passagiere zu minimieren.
  • Wenngleich, wie gerade erwähnt, die Kabinendruckhöhe in der Regel bei oder unter 8.000 Fuß gehalten wird, kann sich das Flugzeug tatsächlich bei einer viel größeren Höhe (zum Beispiel bis zu 45.000 Fuß) befinden. Somit ist die Flugzeugrumpfstruktur dafür ausgelegt, der Druckdifferenz zwischen dem Druck der Kabinenluft und dem Druck der Umgebungsluft standzuhalten. Dies wird in der Regel als der Kabinen-zu-Umgebungs-Differenzdruck bezeichnet. Wenn die Kabinendruckhöhe geringer als die Flugzeugdruckhöhe ist (das heißt, der Kabinendruck größer als der Atmosphärendruck ist), existiert ein Kabinen-zu-Atmosphäre-Differenzüberdruck.
  • Wie auch im Allgemeinen bekannt ist, sinken und landen Flugzeuge auf Flughäfen verschiedener Höhen. Folglich kann die Kabinendruckhöhe derart gesteuert werden, dass das Flugzeug mit einem sehr niedrigen bis gar keinem Kabinen-zu-Umgebungs-Differenzüberdruck landet. Allerdings ist es in einigen Situationen möglich, dass die Kabinendruckhöhe die Flugzeugdruckhöhe überschreitet (zum Beispiel der Kabinendruck geringer als der Atmosphärendruck ist), was zu einem Kabinen-zu-Umgebungs-Differenzunterdruck führt. Folglich ist der Flugzeugrumpf neben der Eignung, einem maximalen Kabinen-zu-Umgebungs-Differenzüberdruck standzuhalten, auch dafür ausgelegt, einem maximalen Kabinen-zu-Umgebungs-Differenzunterdruck standzuhalten.
  • Man wird zu schätzen wissen, dass ein Flugzeug, wenn es effizient und ökonomisch fliegen soll, in der Regel nicht mit einem Rumpf gestaltet ist, der einem unendlich großen Kabinen-zu-Umgebungs-Differenzüberdruck oder einem unendlich großen Kabinen-zu-Umgebungs-Differenzunterdruck standhalten kann. Aus diesem Grund sind die meisten Flugzeugrümpfe für bestimmte maximale strukturelle Grenzen ausgelegt, wobei dann andere Systeme in das Flugzeug aufgenommen werden, um den Kabinen-zu-Umgebungs-Differenzüberdruck und -unterdruck innerhalb der strukturellen Grenze beizubehalten. Zum Beispiel sind viele moderne Flugzeugrümpfe für große Höhen derart gestaltet, dass die Differenzüberdruckgrenze in der Ordnung von etwa 8 bis 10 psid liegt und die Differenzunterdruckgrenze in der Ordnung von etwa –0,2 bis –0,5 psid liegt.
  • Neben einem Steuersystem zur Beibehaltung der Kabinendruckhöhe erfordern von verschiedenen behördlichen Zulassungsstellen veröffentlichte Vorschriften, dass ein Flugzeug mit spezifizierten Anzeigen und/oder Warnungen ausgestattet sein muss, um Piloten angesichts eines Dekompressionsereignisses zu alarmieren. Insbesondere erfordern diese Vorschriften, dass Piloten eine Anzeige der gegenwärtigen Kabinendruckhöhe und dem Differenzdruck zwischen der Kabinendruckhöhe und der gegenwärtigen Druckhöhe außerhalb des Flugzeugs bereitgestellt wird. Diese Vorschriften erfordern auch, dass den Piloten eine visuelle oder hörbare Warnung sowie Anzeigen darüber, wann der Differenzdruck und die Kabinendruckhöhe vorbestimmte Grenzen erreichen, bereitgestellt wird. Darüber hinaus muss ein Flugzeug zur Zulassung für Flüge über 30.000 Fuß Sauerstoffabgabeeinheiten aufweisen, die sich automatisch entfalten, bevor die Kabinendruckhöhe 15.000 Fuß überschreitet.
  • Um die oben erwähnten Anforderungen im Hinblick auf Alarm, Anzeige und Sauerstoffentfaltung zu erfüllen, sind verschiedene Systemarten und Geräte entwickelt worden. Zum Beispiel weisen einige Systeme analog-pneumatische Druckmesser und Aneroidschalter, hörbare Alarme, Warnleuchten und/oder farbcodierte Mitteilungen auf. Ein besonderes System, das als ein Kabinendruck-Erfassungsmodul (cabin pressure acquisition module = CPAM) bekannt ist, ist eine eigenständige Komponente, die einen einzigen Drucksensor benutzt, um die Alarm-, Anzeige- und Sauerstoffentfaltungsfähigkeiten bereitzustellen. Außerdem sind manche Kabinendruckregelungssysteme dafür ausgelegt, nicht nur Kabinendruckregelungsvorgänge auszuführen, sondern den Drucksensor innerhalb des Kabinendruckregelungssystems zu benutzen, um die gleichen Alarme, Anzeigen und Sauerstoffentfaltungsfunktionen bereitzustellen wie das CPAM.
  • Das Flugzeug und die Kabinendruckregelungssysteme, die in einem Flugzeug installiert sind, sind robust gestaltet und hergestellt und sind betriebssicher. Nichtsdestoweniger verlangen Zulassungsstellen neben der Bereitstellung der Alarm-, Anzeige- und Sauerstoffentfaltungsfunktionen auch, dass das Flugzeug im Hinblick auf bestimmte Ereignisse analysiert wird, die unter bestimmten, sehr unwahrscheinlichen Bedingungen eintreten können. Zum Beispiel ist eine bestimmte hypothetische Ereignisart, auf die das Flugzeug analysiert werden kann, als eine "graduelle Dekompression ohne Anzeige" bekannt. Durch Analysieren solch eines Ereignisses wird eine Komponentenstörung vorausgesetzt, die die graduelle Dekompression der Kabine des Flugzeugs bewirkt. Außerdem wird auch vorausgesetzt, dass das System, das die Alarm-, Anzeige- und Sauerstoffentfaltungsfunktionen bereitstellt, ausfällt, was zu einem hypothetischen Verlust der Anzeige und/oder Warnung vor der Dekompression und keiner Sauerstoffentfaltung führt.
  • Früher wurde das Ereignis der graduellen Dekompression ohne Anzeige von den Zulassungsstellen als ein „Groß"-Ereignis klassifiziert. Dies bedeutete, dass die Wahrscheinlichkeit des Ereignisses geringer als ein Auftreten pro 1.000.000 Flugstunden (zum Beispiel 10–6 Ereignis/Flugstunde) betrug. Die Zulassungsstellen haben vor kurzem die Klassifizierung dieses Ereignisses in ein „Katastrophen"-Ereignis geändert. Ein Katastrophenereignis ist eines, bei dem die Wahrscheinlichkeit geringer als ein Auftreten pro Milliarde Flugstunden (zum Beispiel 10–9 Ereignis/Flugstunde) ist.
  • Eine besondere Gestaltungsoption, die zur Erfüllung der oben erwähnten Vorschriften umgesetzt werden kann, ist die Verwendung eines CPAM in Kombination mit einem Kabinendruckregelungssystem. Zur Verringerung der Wahrscheinlichkeit eines systematischen Mehrfachausfalls können die zwei Systeme unterschiedliche Übertragungsverfahren anwenden, um die Informationen für Alarm, Anzeige und Sauerstoffentfaltung auszugeben (zum Beispiel kann ein System das Protokoll ARINC 429 benutzen und das andere kann das Protokoll RS422 benutzen). Wenngleich diese Umsetzung die Wahrscheinlichkeit des Ereignisses der graduellen Dekompression ohne Anzeige auf weniger als 10–9 Ereignis/Flugstunde verringern kann, hat sie auch bestimmte Nachteile. Insbesondere kann diese Umsetzung aufgrund von Installation, Einbau und Wartung zu wesentlich erhöhten Kosten und Flugzeugausfallzeiten führen. Sie kann auch zu einem erhöhten Flugzeuggewicht und reduziertem Raum führen.
  • Folglich besteht ein Bedarf an einem System zur Flugzeugkabinen-Druckregelung, das eine Kabinendruckregelung bereitstellt, um die Kabinendruckhöhe einzuschränken, das den Kabinen-zu- Umgebungs-Differenzüberdruck oder -unterdruck einschränkt und die Alarm-, Anzeige- und Sauerstoffentfaltungsfunktionen bereitstellt, das in einer Weise gestaltet ist, die die strengen Sicherheitsrichtlinien für ein Ereignis einer graduellen Dekompression ohne Anzeige erfüllt, und/oder das die Installations-, Einbau- und Wartungskosten nicht wesentlich erhöht. Die vorliegende Erfindung spricht eines oder mehrere dieser Bedürfnisse an. Andere Beispiele von Vorrichtungen des Standes der Technik sind in WO-A-03/072432 zu finden.
  • Um die mit dem Stand der Technik verbundenen Probleme zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein System zur Flugzeugkabinen-Druckregelung bereit, das Folgendes umfasst:
    einen ersten Kabinendrucksensor, der betriebsbereit ist, um einen Flugzeugkabinendruck zu fühlen und ein erstes Kabinendrucksignal zu liefern, das diesen repräsentiert;
    einen zweiten Kabinendrucksensor, der sich von dem ersten Kabinendrucksensor unterscheidet, wobei der zweite Kabinendrucksensor betriebsbereit ist, um einen Flugzeugkabinendruck zu fühlen und ein zweites Kabinendrucksignal zu liefern, das diesen repräsentiert;
    einen dritten Kabinendrucksensor, der sich von dem ersten Kabinendrucksensor unterscheidet, wobei der dritte Kabinendrucksensor betriebsbereit ist, um einen Flugzeugkabinendruck zu fühlen und ein drittes Kabinendrucksignal zu liefern, das diesen repräsentiert;
    eine erste analoge Schaltung, die verbunden ist, um das erste Kabinendrucksignal zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, um ein erstes analoges diskretes logisches Kabinenhöhengrenzsignal zu liefern, wenn der erste Kabinendruck unter einem minimalen Druckwert liegt;
    eine zweite analoge Schaltung, die verbunden ist, um das zweite Kabinendrucksignal zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, um ein zweites analoges diskretes logisches Kabinenhöhengrenzsignal zu liefern, wenn der zweite Kabinendruck unter dem minimalen Druckwert liegt; und
    eine primäre Steuerung, die verbunden ist, um das erste und das zweite analoge diskrete logische Kabinenhöhengrenzsignal und das dritte Kabinendrucksignal zu empfangen, wobei die primäre Steuerung als Reaktion darauf betriebsbereit ist, Folgendes auszuführen:
    auf der Grundlage des dritten Kabinendrucksignals, Erzeugen eines digitalen diskreten Kabinenhöhengrenzsignals;
    Bestimmen, wann mindestens zwei des digitalen diskreten Kabinenhöhengrenzsignals und der analogen diskreten logischen Kabinenhöhengrenzsignale anzeigen, dass der Kabinendruck unter dem minimalen Druckwert liegt; und, falls dem so ist
    Liefern primärer Ventilbefehlssignale, die bewirken werden, dass sich ein Auslassventil schließt.
  • Vorzugsweise umfasst die primäre Steuerung Folgendes:
    eine primäre Steuerschaltung, die verbunden ist, um das erste und das zweite analoge diskrete logische Kabinenhöhengrenzsignal und das dritte Kabinendrucksignal zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, (i) um zu bestimmen, wann mindestens zwei der gefühlten Kabinendrücke unter dem minimalen Druckwert liegen, und (ii) falls dem so ist, primäre Ventilbetätigungs-Steuersignale zu liefern, die bewirken werden, dass sich ein Auslassventil schließt; und
    eine primäre Ventilbetätigungs-Steuerschaltung, die verbunden ist, um die primären Ventilbetätigungs-Steuersignale zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, um die primären Ventilbefehlssignale zu liefern, die bewirken werden, dass sich das Auslassventil schließt.
  • Vorzugsweise umfasst die primäre Steuerschaltung Folgendes:
    eine digitale Signalaufbereitungsschaltung, die verbunden ist, um das dritte Kabinendrucksignal zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, ein digitales Kabinendrucksignal zu liefern, das dieses repräsentiert.
  • Vorzugsweise ist die primäre Steuerschaltung ferner betriebsbereit, um nach Empfang des dritten Kabinendrucksignals ein digitales diskretes logisches Kabinenhöhengrenzsignal zu liefern, wenn der dritte Kabinendruck unter dem minimalen Druckwert liegt.
  • Vorzugsweise umfasst das System ferner Folgendes:
    eine sekundäre Steuerung, die verbunden ist, um das erste analoge diskrete logische Kabinenhöhengrenzsignal, das zweite analoge Drucksignal und das digitale diskrete logische Kabinenhöhengrenzsignal zu empfangen, wobei die sekundäre Steuerschaltung nach Empfang davon betriebsbereit ist, (i) um zu bestimmen, wann mindestens zwei der gefühlten Kabinendrücke unter dem minimalen Druckwert liegen, und (ii) falls dem so ist, sekundäre Ventilbefehlssignale zu liefern, die bewirken werden, dass sich das Auslassventil schließt.
  • Vorzugsweise umfasst die sekundäre Steuerung Folgendes:
    eine sekundäre Steuerschaltung, die verbunden ist, um das erste analoge diskrete logische Kabinenhöhengrenzsignal, das zweite analoge Drucksignal und das digitale diskrete logische Kabinenhöhengrenzsignal zu empfangen, und nach Empfang davon betriebsbereit ist, um (i) zu bestimmen, wann mindestens zwei der gefühlten Kabinendrücke unter dem minimalen Druckwert liegen, und (ii) falls dem so ist, sekundäre Ventilbetätigungs-Steuersignale zu liefern, die bewirken werden, dass sich das Auslassventil schließt; und
    eine sekundäre Ventilbetätigungs-Steuerschaltung, die verbunden ist, um die sekundären Ventilbetätigungs-Steuersignale zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, um die primären Ventilbefehlssignale zu liefern, die bewirken werden, dass sich das Auslassventil schließt.
  • Vorzugsweise ist die primäre Ventilbetätigungs-Steuerschaltung ferner verbunden, um das erste und das zweite analoge diskrete logische Kabinenhöhengrenzsignal und das digitale Kabinenhöhengrenzsignal zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit, um zu bestimmen, wann mindestens zwei der gefühlten kabinendrücke unter dem minimalen Druckwert liegen.
  • Vorzugsweise umfasst die erste und die zweite analoge Schaltung jeweils Folgendes:
    eine analoge Signalaufbereitungsschaltung, die verbunden ist, um entweder das erste oder das zweite Drucksignal zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, um jeweils ein erstes oder ein zweites analoges Drucksignal zu liefern; und
    eine Komparatorschaltung, die verbunden ist, um das erste oder das zweite analoge Drucksignal zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, um das entsprechende erste oder zweite analoge diskrete logische Signal zu liefern, wenn der entsprechende erste Kabinendruck unter dem minimalen Druckwert liegt.
  • Vorzugsweise ist die primäre Steuerung ferner verbunden, um ein Atmosphärendrucksignal zu empfangen, das den Atmosphärendruck repräsentiert, und nach Empfang davon betriebsbereit, (i) die Druckdifferenz zwischen dem Flugzeugkabinendruck zu bestimmen und (ii) die Verwendung des dritten Kabinendrucks auf der Grundlage der Bestimmung, wann mindestens zwei der gefühlten Kabinendrücke unter dem minimalen Druckwert liegen, zu sperren, und wobei das System ferner Folgendes umfasst:
    einen Differenzdrucksensor, der geeignet ist, um eine Druckdifferenz zwischen dem Flugzeugkabinendruck und dem Atmosphärendruck zu fühlen und ein Differenzdrucksignal zu liefern, das diesen repräsentiert;
    eine sekundäre Steuerung, die verbunden ist, um das Differenzdrucksignal zu empfangen, und nach Empfang davon betriebsbereit ist, ein Höhengrenz-Sperrbefehlssignal zu liefern, wenn der Differenzdruck ein vorbestimmtes Ausmaß überschreitet;
    einen steuerbaren Schalter, der verbunden ist, um den Höhensperrbefehl zu empfangen, und nach Empfang davon betriebsbereit ist, um zu verhindern, dass das zweite analoge diskrete logische Kabinenhöhengrenzsignal an die primäre Steuerung geliefert wird.
  • Vorzugsweise umfasst das System ferner Folgendes:
    ein Auslassventil, das verbunden werden kann, um die primären Ventilbefehlssignale zu empfangen, und nach Empfang davon betriebsbereit ist, um sich zwischen mindesten einer offenen Position und einer geschlossenen Position zu bewegen.
  • Andere unabhängige Merkmale und Vorteile des bevorzugten Systems und Verfahrens zur Kabinendruckregelung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, die die Prinzipien der Erfindung beispielhaft darstellen.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein funktionelles Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Systems zur Flugzeugkabinendruckregelung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Übersicht eines physikalischen Ausführungsbeispiels eines Auslassventils, das in dem System aus 1 benutzt werden kann;
  • 3 eine Querschnittsansicht eines Abschnitts des beispielhaften Auslassventils aus 1;
  • 4 eine Querschnittsansicht in Nahaufnahme einer beispielhaften Betätigungsanordnung, die mit dem Auslassventil benutzt werden kann, das in 2 und 3 dargestellt ist;
  • 5 ein funktionelles Blockdiagramm einer beispielhaften Steuereinheit, die benutzt werden kann, um das in 1 dargestellte System umzusetzen; und
  • 6 ein funktionelles Blockdiagramm einer Messgeräte- und Steuerschaltung, die benutzt werden kann, um die Steuereinheit anzuwenden, die in 5 dargestellt ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Die folgende ausführliche Beschreibung der Erfindung ist rein beispielhafter Natur und soll die Erfindung oder die Anwendung und Verwendungen der Erfindung nicht einschränken. Darüber hinaus besteht nicht die Absicht, durch irgendeine Theorie gebunden zu sein, die in dem vorstehenden Allgemeinen Stand der Technik vorgestellt wurde oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung vorgestellt werden wird.
  • Mit Bezug auf die Beschreibung und zunächst auf 1 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines beispielhaften Systems zur Flugzeugkabinendruckregelung 100 und seine Verbindungen mit bestimmten anderen Flugzeugsystemen dargestellt. In der dargestellten Ausführungsform weist das System 100 zwei unabhängige Steuereinheiten 102 (102-1, 102-2), zwei unabhängige Auslassventile 104 (104-1, 104-2), zwei unabhängige Überdruck-Ablassventile 106 (106-1, 106-2) und ein einziges Unterdruck-Ablassventil 108 auf. Bevor die Beschreibung des Systems 100 fortgesetzt wird, wird darauf hingewiesen, dass die beschriebene Ausführungsform bloß beispielhaft ist und dass das System 100 mit einer einzigen Steuereinheit 102, einem einzigen Auslassventil 104 und einem einzigen Überdruck-Ablassventil 106 umgesetzt werden könnte und dennoch immernoch alle Anforderungen der Zulassungsstelle erfüllt.
  • Die Steuereinheiten 102 sind als redundante Zweikanalsteuerungen ausgeführt, wobei jede eine primäre Steuerung 110 und eine sekundäre Steuerung 112 aufweist. Die primäre 110 und die sekundäre 112 Steuerung, die vorzugsweise von getrennten unabhängigen Leistungsquellen angetrieben werden und vorzugsweise physikalisch voneinander getrennt sind, weisen jeweils eine Messgeräte- und Steuerschaltung 114 und eine Ventilsteuerschaltung 116 auf. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben werden wird, weisen die Messgeräte- und Steuerschaltungen 114 jeweils redundante, unterschiedliche Drucksensoren (in 1 nicht dargestellt) auf. Wie ebenfalls nachstehend ausführlicher beschrieben werden wird, weisen die Messgeräte- und Steuerschaltungen 114 in den primären Steuerungen 110 unterschiedliche Absolutdrucksensoren auf, die jeweils konfiguriert sind, um den Kabinendruck zu fühlen, und die Messgeräte- und Steuerschaltungen 114 in den sekundären Steuerungen 112 weisen einen Absolutdrucksensor, der konfiguriert ist, um den Kabinendruck zu fühlen, und einen unterschiedlichen Differenzdrucksensor auf, der konfiguriert ist, um den Kabinen-zu-Atmosphäre-Differenzdruck zu fühlen. Folglich sind, wie in 1 dargestellt, die primären Steuerungen 110 mit der Flugzeugkabine 122 verbunden und die sekundären Steuerungen sind sowohl mit der Flugzeugkabine 122 als auch der Atmosphäre 124 verbunden.
  • Die Messgeräte- und Steuerschaltungen 114 in jeder Steuerung 110, 112 kommunizieren auch mit der Flugzeugavionikprüffolge 120 über zum Beispiel ARINC-429, analoge und/oder diskrete Eingangs/Ausgangssignale. Auf der Grundlage der Signale, die von der Avionikprüffolge 120 empfangen werden, sowie der Signale, die von den oben erwähnten Sensoren geliefert werden, berechnen die Messgeräte- und Steuerschaltungen 114 in jeder Steuerung 110, 112, vorzugsweise unter Verwendung unterschiedlicher Anwendungssoftware, die Kabinendrucklogik, liefern verschiedene Alarm-, Anzeige-, Warn- und/oder Steuersignale und liefern angemessene Betätigungssteuersignale zu den entsprechenden Ventilsteuerschaltungen 116.
  • Die Ventilsteuerschaltungen 116 in jeder Steuerung 110, 112 empfangen die Betätigungssteuersignale, die von den entsprechenden Messgeräte- und Steuerschaltungen 114 geliefert werden. Als Reaktion auf die Betätigungssteuersignale, die vorzugsweise sowohl die Geschwindigkeitsinformation als auch die Richtungsinformation aufweisen, liefern die Ventilsteuerschaltungen 116 Ventilbefehlssignale an das entsprechende Auslassventil 104, um dadurch die Position des jeweiligen Auslassventils 104 zu steuern und dadurch den Kabinendruck zu modulieren. Die Ventilsteuerschaltungen 116 können auch manuell durch eine manuelle Steuertafel 126 gesteuert werden. Falls verwendet, deaktiviert die manuelle Steuertafel 126 die automatische Kabinendrucksteuerfunktion, die in den Messgeräte- und Steuerschaltungen 114 ausgeführt wird, und liefert vorzugsweise Betätigungssteuersignale an die Ventilsteuerschaltungen 116 in sowohl den primären 110 als auch den sekundären 112 Steuerungen. Als Alternative wird man zu schätzen wissen, dass sie die Betätigungssteuersignale nur an eine der Steuerungen 110 oder 112 liefern könnte. In jedem Fall bewirken die Betätigungssteuersignale, die von der manuellen Steuertafel 126 geliefert werden, vorzugsweise, dass die Ventilsteuerschaltungen 116 das jeweilige Auslassventil 104 in der befohlenen Richtung bei einer konstanten Geschwindigkeit bewegen.
  • Die Auslassventile 104 sind vorzugsweise auf einem Flugzeugschott 128 befestigt und jedes weist einen Ventilkörper 130, ein Ventilelement 132, ein primäres Betätigungselement 134 und ein sekundäres Betätigungselement 136 auf. Der Ventilkörper 130 weist einen Strömungsdurchlass 138 auf, der dadurch derart verläuft, dass, wenn das Auslassventil 104 auf dem Flugzeugschott 128 befestigt ist, der Strömungsdurchlass 138 mit der Flugzeugkabine 122 und der Außenatmosphäre 124 in Fluidverbindung steht. Das Ventilelement 132 ist auf dem Ventilkörper 130 beweglich befestigt und erstreckt sich in den Strömungsdurchlass 138. Das Ventilelement 132 kann zwischen einer offenen Position, in der die Flugzeugkabine 122 und die Außenatmosphäre 124 in Fluidverbindung stehen, und einer geschlossenen Position, in der die Flugzeugkabine 122 von der Außenatmosphäre abgedichtet ist, bewegt werden.
  • Das primäre 134 und das sekundäre Betätigungselement 136 sind beide mit dem Ventilelement 132 verbunden und positionieren das Ventilelement 132 in eine befohlene Position, um dadurch den Kabinendruck zu steuern. Hierzu sind das primäre 134 und das sekundäre 136 Betätigungselement verbunden, um Ventilbefehlssignale zu empfangen, die von den Ventilsteuerschaltungen 116 in den entsprechenden primären 110 und sekundären 112 Steuerungen geliefert werden. Als Reaktion auf die gelieferten Ventilbefehlssignale bewegt das geeignete Betätigungselement, und zwar entweder das primäre 134 oder das sekundäre 136 Betätigungselement (oder beide), das Ventilelement 132 in die befohlene Position. Man wird zu schätzen wissen, dass das Auslassventil 104 in jeder beliebigen von zahlreichen Konfigurationen umgesetzt sein kann. Mit Bezug auf 2 bis 4 wird nun eine bestimmte physikalische Umsetzung beschrieben.
  • Mit Bezug zunächst auf 2 ist zu sehen, dass der Ventilkörper 130 vorzugsweise eine zylindrisch geformte Leitung ist, die konfiguriert ist, um auf dem Flugzeugschott 128 befestigt zu werden, und eine zylindrische innere Oberfläche 202 aufweist, die den Strömungsdurchlass 138 bildet. Das Ventilelement 132 weist eine Drosselklappe 204 auf, die in dem Strömungsdurchlass 138 befestigt ist. Wie deutlicher in 3 dargestellt, ist die Drosselklappe 204 mit zwei Wellen, nämlich einer Stützwelle 302 und einer Antriebswelle 304 verbunden. Die Stützwelle 302 ist innerhalb eines Gehäuses 306 durch eine erste Lageranordnung 308 drehbar befestigt und mit einer Torsionsfeder 310 verbunden, die auch in dem Gehäuse 306 befestigt ist. Die Torsionsfeder 310 ist konfiguriert, um eine Vorspannkraft zu der Stützwelle 302 zu liefern, die die Drosselklappe 204 in die geschlossene Position vorspannt. Die Antriebswelle 304 ist in einem Gehäuse 314 durch eine zweite Lageranordnung 316 drehbar befestigt und ist mit einer Betätigungselementabtriebswelle 318 verbunden, die eine Antriebskraft von einer Betätigungselementanordnung 320 empfängt.
  • Die Betätigungselementanordnung 320 weist sowohl das primäre Betätigungselement 134 als auch das sekundäre Betätigungselement 136 auf. In der dargestellten Ausführungsform sind das primäre 134 und das sekundäre 136 Betätigungselement jeweils dreiphasige, vierpolige, bürstenlose Gleichstrommotoren mit Dauermagnet. Man wird zu schätzen wissen, dass dieses nur beispielhaft ist und dass die Betätigungselemente 134, 136 als Gleichstrommotoren mit Bürsten oder als jede beliebige von zahlreichen Wechselstrommotorarten konfiguriert sein könnten. Darüber hinaus wird man zu schätzen wissen, dass der primäre 134 und der sekundäre 136 Motor mit der Antriebswelle 304 in jeder beliebigen von zahlreichen Arten und Weisen verbunden sein könnten. In der dargestellten Ausführungsform sind der primäre 134 und der sekundäre 136 Motor jedoch durch ein Planetendifferenzialgetriebe 322 mit der Antriebswelle 304 verbunden. Mit Bezug auf 4 wird das Planetendifferenzialgetriebe 322 nun der Vollständigkeit halber kurz beschrieben.
  • Wie in 4 dargestellt, weisen der primäre 134 und der sekundäre 136 Motor jeweils eine Ritzelabtriebswelle 402 (402-1, 402-2) auf. Die Ritzelabtriebswellen 402 greifen jeweils in ein Stirnradgetriebe 404 (404-1, 404-2) ein, das wiederum mit einem Schneckengetriebe 406 (406-1, 406-2) verbunden ist, und treiben es somit an. Das Schneckengetriebe 406-1, das von dem primären Motor 134 angetrieben wird, greift in ein Kombinationsgetriebe 410 (in Phantomdarstellung eingekreist) ein, das ein äußeres Schneckenrad 408 und einen inneren Zahnkranz 412 aufweist. Das Schneckenrad 408 greift in das Schneckengetriebe 406-1 ein und wird somit davon angetrieben und der innere Zahnkranz 412 greift in drei Planetengetriebe 414a–c (nur zwei dargestellt) ein, die als ein Planetenübersetzungsgetriebe 420 konfiguriert sind, und wird somit davon angetrieben.
  • Das Schneckengetriebe 406-2, das von dem sekundären Motor 136 angetrieben wird, treibt auch ein Schneckenrad 416 an. Dieses Schneckenrad 416 ist mit einem Getrieberad 418 verbunden, das als das Hauptritzel für das Planetenübersetzungsgetriebe 420 fungiert. Das Planetenübersetzungsgetriebe 420 kann von dem primären Motor 134, dem sekundären Motor 136 oder sowohl dem primären 134 als auch dem sekundären 136 Motor gleichzeitig angetrieben werden. In dem letztgenannten Fall summiert das Planetenübersetzungsgetriebe 420 die Geschwindigkeiten beider Motoren 134, 136 auf eine resultierende Drehausgangsgeschwindigkeit.
  • Neben den Planetengetrieben 414a–c weist das Planetenübersetzungsgetriebe 420 ein Trägerrad 422 auf, das mit noch einem anderen Getrieberad 424 verbunden ist. Dieses letztgenannte Getrieberad 424 fungiert als das Hauptritzel für ein Planetenabtriebsuntersetzungsgetriebe 426 (das auch in Phantomdarstellung eingekreist ist) und treibt dieses folglich an. Der äußere Zahnkranz 428 des Planetenabtriebsgetriebes 426 ist drehsicher befestigt. Folglich dreht sich das Planetenabtriebsgetriebe- Trägerrad 432, während die Planetengetriebe 430-1, 430-2 des Abtriebsgetriebes 426 von dem Getrieberad 424 gedreht werden. Das Planetenabtriebsgetriebe-Trägerrad 432 ist mit der Betätigungsabtriebswelle 318 verbunden, die wiederum mit der Drosselklappenantriebswelle 304 verbunden ist. Folglich wird die Antriebskraft, die entweder von dem primären 134 oder sekundären 136 Motor oder von beiden geliefert wird, auf die Drosselklappe 204 übertragen, um dadurch die Drosselklappe 204 in die befohlene Position zu bewegen.
  • Wie in 4 dargestellt, weist jedes Auslassventil 104 einen Ventilpositionssensor 434 und einen Satz Endsensoren 436 auf. Der Ventilpositionssensor 434 kann jeder beliebige von zahlreichen Positionssensortypen sein, ist jedoch in der dargestellten Ausführungsform ein Zweikanalpotentiometer. Jeder Potentiometerkanal empfängt eine Erregungsspannung von entweder der primären 110 oder der sekundären Steuerung 112 in der entsprechenden Steuereinheit 102 und liefert ein Ventilpositions-Rückkopplungssignal an die gleiche Steuerung, die das Erregungssignal liefert.
  • Die Endsensoren 436 werden benutzt, um zu fühlen, wann das Auslassventil 104 seine vollständig geschlossene Position und seine vollständig geöffnete Position erreicht hat. Die Anzahl und Art von Sensoren, die für die Endsensoren 436 benutzt werden, kann variieren, jedoch weist jedes Auslassventil 104 in der dargestellten Ausführungsform vier Hall-Sensoren (nur zwei dargestellt) auf, wobei zwei Sensoren 436 mit jeder Steuerung 110, 112 in der zugehörigen Steuereinheit 102 verbunden sind. Folglich wird ein Sensor in jeder Steuerung 110, 112 benutzt, um die vollständig geschlossene Position zu fühlen, und ein Sensor wird in jeder Steuerung 110, 112 benutzt, um die vollständig geöffnete Position zu fühlen. Wie bei dem Ventilpositionssensor 434 empfängt jeder Endsensor 436 eine Erregungsspannung von entweder der primären 110 oder der sekundären Steuerung 112 in der jeweiligen Steuereinheit 102 und liefert ein angemessenes diskretes Endsignal an die gleiche Steuerung, die das Erregungssignal bereitstellt.
  • Mit erneutem Bezug auf 1 wurde festgestellt, dass das dargestellte System zur Kabinendruckregelung 100 zwei unabhängige Überdruck-Ablassventile 106 und ein Unterdruck-Ablassventil 108 aufweist. Die Überdruck-Ablassventile 106 und das Unterdruck-Ablassventil 108 sind ähnlich wie die Auslassventile 104 jeweils auf dem Flugzeugschott 128 befestigt. Bekanntermaßen sind die Überdruck-Ablassventile 106 jeweils konfiguriert, um normal geschlossen zu werden und sich in eine offene Position zu bewegen, wenn der Kabinen-zu-Atmosphäre-Differenzdruck einen vorbestimmten Wert überschreitet, um dadurch den Kabinen-zu-Atmosphäre-Differenzdruck einzuschränken. Das Unterdruckablassventil 108 ist, wie auch allgemein bekannt, konfiguriert, um sich normal zu schließen und in eine offene Position zu bewegen, wenn der Atmosphärendruck den Kabinendruck um einen vorbestimmten Umfang überschreitet, um dadurch den Druck über das Flugzeugschott 128 auszugleichen.
  • Man wird zu schätzen wissen, dass eine Beschreibung der spezifischen Struktur der Überdruck-Ablassventile 106 und des Unterdruck-Ablassventils 108 nicht benötigt wird, um die vorliegende Erfindung zu ermöglichen oder vollständig zu offenbaren. Aus diesem Grund wird eine ausführliche Beschreibung dieser Bauteile nicht weiter bereitgestellt. Darüber hinaus kann, wie oben erwähnt, das System 100 in Übereinstimmung mit den Anforderungen der Zulassungsstellen mit nur einem einzigen Überdruck-Ablassventil 106 und ohne Unterdruck-Ablassventil 108 ausgeführt werden. Dies beruht teilweise auf der Tatsache, dass die Steuereinheiten 102, wie nachstehend ausführlicher beschrieben werden wird, vorzugsweise konfiguriert sind, um sowohl Überdruck- als auch Unterdruck-Ablassfunktionen auszuführen. Außerdem können eines oder beide Überdruck-Ablassventile konfiguriert sein, um eine Unterdruck-Ablassfunktion auszuführen.
  • Mit Bezug auf 5 wird eine ausführlichere Beschreibung einer Ausführungsform einer der Steuereinheiten 102 und insbesondere eine ausführlichere Beschreibung der primären 110 und sekundären 112 Steuerungen der Steuereinheit bereitgestellt. Die primäre 110 und die sekundäre 112 Steuerung in jeder Steuereinheit 102 weisen, wie oben erwähnt, jeweils eine Messgeräte- und Steuerschaltung 114 und eine Ventilbetätigungs-Steuerschaltung 116 auf. Die Messgeräte- und Steuerschaltungen 114 in jeder Steuerung 110, 112 weisen zwei Drucksensoren – einen primären Drucksensor 502-P (502-P1, 502-P2) und einen sekundären Drucksensor 502-S (502-S1, 502-S2) und eine Steuerschaltung 504 (504-1, 504-2) auf. In der primären Steuerung 110 sind der primäre und der sekundäre Drucksensor 502-P1, 502-S1 beide Absolutdrucksensoren, die konfiguriert sind, um den Flugzeugkabinendruck zu fühlen und Kabinenducksignale zu liefern, die diesen repräsentieren. Wie oben angedeutet, sind die Drucksensoren 502-P1, 502-S1 der primären Steuerung unterschiedliche Drucksensoren. Das heißt, die Drucksensoren 502-P1, 502-S1 des primären Kanals unterscheiden sich entweder in physikalischer oder in funktioneller Hinsicht oder in beiderlei Hinsicht voneinander. In der dargestellten Ausführungsform unterscheiden sich die Drucksensoren 502-P1, 502-S1 der primären Steuerung sowohl physikalisch als auch funktionell insofern voneinander, als der primäre Sensor 502-P1 ein quarzartiger kapazitiver Drucksensor ist und der sekundäre Sensor 502-S1 ein Drucksensor der Piezowiderstandsart ist.
  • In der sekundären Steuerung 112 unterscheiden sich der primäre und der sekundäre Drucksensor 502-P2, 502-S2 vorzugsweise sowohl physikalisch als auch funktionell insofern voneinander, als der primäre Sensor 502-P2 ein quarzartiger kapazitiver Sensor ist und der sekundäre Sensor 502-S2 ein Drucksensor der Piezowiderstandsart ist. Neben dieser Unterschiedlichkeit ist der primäre Sensor 502-P2 als ein Differenzdruck (D/P)-Sensor ausgeführt, der konfiguriert ist, um den Kabinen-zu-Atmosphäre-Differenzdruck zu fühlen und ein Differenzdrucksignal zu liefern, das diesen repräsentiert, und der sekundäre Sensor 502-S2 ist als ein Absolutdrucksensor ausgeführt, der konfiguriert ist, um den Kabinendruck zu fühlen und ein Kabinendrucksignal zu liefern, das diesen repräsentiert.
  • Wenngleich sich der primäre und der sekundäre Drucksensor 502-P, 502-S in der primären und sekundären Steuerung 110, 112 sowohl physikalisch als auch funktionell voneinander unterscheiden, wird man zu schätzen wissen, dass sich der primäre und der sekundäre Drucksensor 502-P, 502-S in der gleichen Steuerung 110, 112 physikalisch voneinander unterscheiden, jedoch funktionell ähnlich sein könnten. Zum Beispiel könnten der primäre und der sekundäre Sensor 502-P, 502-S in der gleichen Steuerung 110, 112 die gleiche allgemeine Art von Sensoren (zum Beispiel beides Quarzsensoren) sein, die in physikalischer Hinsicht unterschiedlich gebaut sind. Man wird außerdem zu schätzen wissen, dass die oben erwähnten Sensorarten bloß beispielhaft sind und dass der primäre und der sekundäre Sensor 502-P, 502-S in der gleichen Steuerung 110, 112 mittels anderer Sensorarten ausgeführt sein könnten, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Drucksensoren, optische Sensorarten und thermische Sensorarten, sofern sich die Sensorarten physikalisch und/oder funktionell voneinander unterscheiden.
  • Die Drucksignale aus den Drucksensoren 502-P, 502-S in den Messgeräte- und Steuerschaltungen 114 sowohl der primären 110 als auch der sekundären 112 Steuerung werden an die Steuerschaltungen 504 in jeder Steuerung geliefert und geeignet davon verarbeitet. Die Steuerschaltung 504-1 der primären Steuerung und die Steuerschaltung 504-2 der sekundären Steuerung sind vorzugsweise physikalisch identisch, wenngleich jede unterschiedliche Funktionen ausführen kann, die weiter unten ausführlicher beschrieben werden. Mit Bezug auf 6 wird nun eine ausführlichere Beschreibung einer bestimmten Ausführungsform jeder Steuerschaltung 504 bereitgestellt.
  • Jede Steuerschaltung 504 weist zwei Signalaufbereitungsschaltungen – eine digitale Signalaufbereitungsschaltung 602 und eine analoge Signalaufbereitungsschaltung 604 –, eine Analog-Digital-Umwandler (A/D)-Schaltung 606, einen Prozessor 608 und eine diskrete Signalverarbeitungsschaltung 610 auf. Die digitale 602 und die analoge 604 Signalaufbereitungsschaltung empfangen die Drucksignale, die von den jeweiligen primären 504-P1, 504-P2 und sekundären 504-S1, 504-S2 Drucksensoren geliefert werden, und bereiten die Drucksignale zur weiteren Verarbeitung angemessen auf. Folglich sind die Drucksignale, die zu der digitalen 602 und der analogen 604 Signalaufbereitungsschaltung in der primären Steuerung 110 geliefert werden, in der dargestellten Ausführungsform beide Absolutdrucksignale und die Drucksignale, die zu der digitalen 602 und der analogen 604 Signalaufbereitungsschaltung in der sekundären Steuerung 112 geliefert werden, sind jeweils ein Differenzdruck- und ein Absolutdrucksignal.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist die digitale Signalaufbereitungsschaltung 602 ein Frequenz-zu-Digital (F-zu-D)-Wandler, der als eine programmierbare logische Vorrichtung (PLD) ausgeführt ist; allerdings wird man zu schätzen wissen, dass sie als jede beliebige von zahlreichen anderen Arten von digitalen Signalaufbereitungsschaltungen ausgeführt sein kann. Die analoge Signalaufbereitungsschaltung 604 weist zumindest in der dargestellten Ausführungsform eine analoge Verstärkerschaltung mit Neigung, Versatz und Temperaturausgleichsschaltung auf, die ein Gleichstrom (DC)-Signal liefert, das zu dem gefühlten Kabinendruck proportional ist. Man wird zu schätzen wissen, dass die dargestellte digitale 602 und die analoge 604 Signalaufbereitungsschaltung für eine bestimmte physikalische Ausführungsform nur beispielhaft sind und dass auch andere Arten von digitalen und analogen Signalaufbereitungsschaltungen benutzt werden könnten, um eine angemessene Signalaufbereitung für die primären 504-P und sekundären 504-S Sensoren bereitzustellen.
  • Mit Bezug auf die restliche Schaltung ist nun zu sehen, dass das aufbereitete analoge Drucksignal, das von der analogen Signalaufbereitungsschaltung 604 geliefert wird, zu der A/D-Schaltung 606 geliefert wird und auch über einen Pufferverstärker 609 und einen Eingangs-/Ausgangs-(I/O)-Verbinder 611 direkt zu der Avionikprüffolge 120, die in 6 nicht dargestellt ist, geliefert werden kann. Es wird darauf hingewiesen, dass das aufbereitete analoge Drucksignal auch zu der diskreten Signalverarbeitungsschaltung 610 geliefert wird, die weiter unten erläutert wird. Die A/D-Schaltung 606 empfängt das aufbereitete analoge Drucksignal von der analogen Signalaufbereitungsschaltung 604 und wandelt das analoge Kabinendrucksignal in herkömmlicher Weise in ein entsprechendes digitales Signal um. Die A/D-Schaltung 606 kann jede beliebige von zahlreichen A/D-Schaltungen sein, die im Stand der Technik zur Bereitstellung dieser Funktionalität bekannt sind. Es wird außerdem darauf hingewiesen, dass die A/D-Schaltung 606 ein getrenntes Schaltungselement sein kann oder dass sie ein Bestandteil des Prozessors 608 sein kann, dessen Funktion nun beschrieben werden wird.
  • Der Prozessor 608 empfängt die digitalen Druck- und/oder Differenzdrucksignale, die von der digitalen Signalaufbereitungsschaltung 602 und der A/D-Schaltung 606 geliefert werden. Der Prozessor 608 in der primären Steuerung 110 empfängt auch ein digitales Signal, das die Flugzeughöhe 613 von einer externen Quelle wie zum Beispiel der Flugzeugavionikprüffolge 120 repräsentiert. Der Prozessor 608 in der sekundären Steuerung 112 kann gegebenenfalls auch das digitale Signal empfangen, das die Flugzeughöhe 613 repräsentiert. In jedem Fall verarbeitet der Prozessor 608 dann unter Verwendung von Software, die entweder extern oder in einem Bordspeicher gespeichert ist, die digitalen Druck- und/oder Differenzdrucksignale, um die Alarm-, Anzeige- und Steuersignale, die zur Erfüllung der Flugzeugzulassungsanforderungen notwendig sind, sowie zusätzliche Anzeigesignale, die nicht spezifisch zur Erfüllung der Zulassungsanforderungen benötigt werden, zu liefern. Wie nun beschrieben werden wird, können die spezifischen Alarm-, Anzeige- und Steuersignale, die von dem Prozessor 608 geliefert werden, in Abhängigkeit davon variieren, ob der Prozessor 608 in der primären Steuerung 110 oder der sekundären Steuerung 112 vorhanden ist.
  • In der primären Steuerung 110 bestimmt der Prozessor 608 mit Hilfe des Drucksignals, das von seinem primären 502-P1 und dem sekundären 502-S1 Drucksensor geliefert wird, und mit Hilfe des Flugzeughöhensignals 613 einen primären und einen sekundären Kabinendruck (Pc Primär, Pc Sekundär), die Kabinendruck-Änderungsrate und den Atmosphärendruck (Pa). Auf der Grundlage dieser Drücke bestimmt der Prozessor 608 auch die Kabinenhöhe, die Kabinenhöhen-Änderungsrate und den Kabine-zu-Atmosphäre-Differenzdruck. Neben diesen Signalen erzeugt der Prozessor 608 auch verschiedene diskrete logische Signale. Zu den diskreten logischen Signalen gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Kabinenhöhenwarnsignal 614, ein Sauerstoffentfaltungssignal 616 und ein Kabinenhöhengrenzsignal 618.
  • In der sekundären Steuerung 112 bestimmt der Prozessor 608 mit Hilfe der Differenzdrucksignale, die von seinem primären Drucksensor 502-P2 geliefert werden, mindestens den Kabinen-zu-Atmosphäre-Differenzdruck (ΔPc/a). Falls gewünscht, kann der Prozessor 608 auch das Drucksignal benutzen, das von seinem sekundären Drucksensor 502-S2 geliefert wird, um den Kabinendruck (Pc Sekundär) zu bestimmen, und dieses liefern. Außerdem kann, wie oben erwähnt, der Prozessor der sekundären Steuerung in einigen Ausführungsformen auch das Flugzeughöhensignal 613 empfangen. Falls dem so ist, kann der Prozessor 608 auch den Atmosphärendruck (Pa) bestimmen. Folglich kann der Prozessor 608 der sekundären Steuerung 112 ähnlich wie der Prozessor 608 in der primären Steuerung 110 in einigen Ausführungsformen auch die Kabinenhöhe und die Kabinenhöhen-Änderungsrate bestimmen und kann außerdem, falls gewünscht, verschiedene diskrete logische Signale erzeugen, zum Beispiel das Kabinenhöhenwarnsignal 614 und das Sauerstoffentfaltungs-Steuersignal 616.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist zu sehen, dass das Kabinenhöhenwarnsignal 614 und das Sauerstoffentfaltungssignal 616, die von dem Prozessor 608 erzeugt werden, an die diskrete Signalverarbeitungsschaltung 610 geliefert werden. Wie weiter unten ausführlicher beschrieben werden wird, wird jedoch das Kabinenhöhengrenzsignal 618, das von dem Prozessor 608 nur in der primären Steuerung 110 erzeugt wird, an eine andere Schaltung geliefert, die benutzt wird, um eine Kabinenhöhengrenzfunktion auszuführen. Die Kabinenhöhengrenzfunktion und die Schaltung, die zur Ausführung dieser Funktion benutzt wird, werden weiter unten ausführlicher beschrieben. Vorher wird jedoch nun die diskrete Signalverarbeitungsschaltung beschrieben.
  • Die diskrete Signalverarbeitungsschaltung 610 empfängt das aufbereitete analoge Drucksignal von der analogen Signalaufbereitungsschaltung 604 und mindestens einige der diskreten logischen Signale von dem Prozessor 608 und liefert verschiedene diskrete logische Ausgangssignale 622, 624, 626 an die Flugzeugavionikprüffolge 120 über den I/O-Verbinder 611. Die diskrete Signalverarbeitungsschaltung 610 wird auch benutzt, um ein analoges diskretes Höhengrenzsignal 628-1, 628-2 bereitzustellen, das auf dem Druck beruht, der jeweils von dem sekundären Drucksensor 502-S1 oder 502-S2 gefühlt wird. Dieses diskrete Signal 628 wird nicht an die Avionikprüffolge 120, sondern an die oben erwähnte Schaltung geliefert, die benutzt wird, um die Kabinenhöhengrenzfunktion auszuführen. In der dargestellten Ausführungsform weist die diskrete Signalverarbeitungsschaltung 610 mehrere Komparatorschaltungen 632, mehrere logische ODER-Schaltungen 634 und mehrere Umkehrpufferverstärkerschaltungen 636 auf. Eine jeder dieser Schaltungen wird benutzt, um jedes der diskreten logischen Signale 622, 624, 626 zu erzeugen, die an die Avionikprüffolge 120 geliefert werden, wohingegen nur eine Komparatorschaltung 632 benutzt wird, um das analoge diskrete Höhengrenzsignal 628 zu erzeugen.
  • Wie dargestellt, weist jede Komparatorschaltung 632 mindestens zwei Eingangsanschlüsse auf, wobei ein Eingangsanschluss verbunden ist, um das aufbereitete analoge Drucksignal zu empfangen, und der andere Eingangsanschluss mit einem variablen Spannungsteiler 623 verbunden ist, der auf einen vorbestimmten Spannungssollwert eingestellt ist. Jede Komparatorschaltung 632 arbeitet in gleicher Weise. Das heißt, wenn die Größe des aufbereiteten analogen Drucksignals geringer als der gegebene Spannungssollwert ist, gibt die Komparatorschaltung 632 ein logisches hohes Signal aus, und anderenfalls gibt sie ein logisches niedriges Signal aus. Der Ausgang jeder Komparatorschaltung 632 ist mit einer der logischen ODER-Schaltungen 634 verbunden.
  • Ähnlich den Komparatorschaltungen 632 weist jede logische ODER-Schaltung 634 mindestens zwei Eingangsanschlüsse auf. Wie oben erwähnt, ist einer der Eingangsanschlüsse mit dem Ausgang einer der Komparatorschaltungen 632 verbunden. Der andere Eingangsanschluss ist verbunden, um eines des diskreten Signale zu empfangen, die von dem Prozessor 608 geliefert werden. Wie im Allgemeinen bekannt, gibt eine logische ODER-Schaltung ein logisches hohes Signal aus, wenn eine oder mehrere ihrer Eingänge hoch sind, und gibt ein logisches niedriges Signal aus, nur wenn alle ihre Eingänge niedrig sind. Folglich gibt jede logische ODER-Schaltung 634 in der dargestellten Ausführungsform ein logisches hohes Signal aus, wenn entweder ihre entsprechende Komparatorschaltung 632 ein hohes Signal ausgibt oder das diskrete Signal, das von dem Prozessor 608 an sie geliefert wird, ein hohes Signal ist. Der Ausgang jeder logischen ODER-Schaltung 634 ist mit dem Eingang eines der Umkehrpufferverstärker 636 verbunden, der den Ausgang der logischen ODER-Schaltung umkehrt und dieses umgekehrte diskrete logische Signal über den I/O-Verbinder 611 an die Avionikprüffolge 120 liefert. Es wird darauf hingewiesen, dass die diskreten Ausgänge und die analogen diskreten Ausgänge (das heißt, die Ausgänge der Komparatorschaltung 632) des Prozessors 608 an die Avionikprüffolge 120 getrennt geliefert werden könnten statt die Signale logisch zusammen zu ODERn. Allerdings wird durch das logische ODERn der Signale ein einziger Ausgang für jedes diskrete Signal benutzt, was für die Gesamtverdrahtung in dem Flugzeug eine Einsparung bedeutet. Darüber hinaus wird man zu schätzen wissen, dass die Pufferverstärker 636 je nach der ausgeführten Logik entweder hochseitige Treiber oder niederseitige Treiber sein könnten.
  • Mit erneutem Bezug auf 5 ist zu sehen, dass die Ventilbetätigungs-Steuerschaltungen 116 in jeder Steuerung 110, 112 eine Motorsteuerschaltung 506, eine Überwachungsschaltung 508, eine Umkehrabschaltschaltung 512 und eine Umkehrschaltung 514 aufweisen. Die Motorsteuerschaltungen 506 in jeder Steuerung 110, 112 empfangen die Betätigungssteuersignale, die von der entsprechenden Messgeräte- und Steuerschaltung 114 geliefert werden, und liefern als Reaktion angemessene Umkehrsteuersignale. Die Umkehrsteuersignale werden über die zugehörigen Motorüberwachungsschaltungen 508 an die zugehörigen Umkehrabschaltschaltungen 512 geliefert. In der dargestellten Ausführungsform, in der das primäre 134 und das sekundäre 136 Betätigungselement jeweils bürstenlose Gleichstrommotoren sind, sind die Umkehrsteuersignale, die von den Motorsteuerschaltungen 506 geliefert werden, Dreiphasen-Impulsbreitenmodulations (pulse width modulation = PWM)-Steuersignale. Die Motorsteuerschaltungen 506 empfangen auch Positionsrückkopplungssignale von den zugehörigen Motorkoordinatenwandlern und den oben erläuterten Ventilpositionssensoren 434.
  • Als Reaktion auf die Umkehrsteuersignale, die von den Motorsteuerschaltungen 506 geliefert werden, liefern die Umkehrabschaltschaltungen 512 Gateantriebssignale an die zugehörigen Umkehrschaltungen 514. Die Umkehrschaltungen 514 liefern als Reaktion auf die Gateantriebssignale die Ventilbefehlssignale je nach Bedarf an das primäre 134 oder das sekundäre 136 Betätigungselement des Auslassventils. In der dargestellten Ausführungsform sind die Ventilbefehlssignale Dreiphasen- Wechselstrommotor-Antriebssignale.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist zu sehen, dass die Betätigungssteuersignale, die an die Motorsteuerschaltungen 506 geliefert werden, und die Steuersignale, die von diesen geliefert werden, durch die zugehörigen Überwachungsschaltungen 508 gehen. Die Überwachungsschaltungen 508, die in der dargestellten Ausführungsform als programmierbare logische Vorrichtungen (PLDs) ausgeführt sind, überwachen jeweils den Betrieb ihrer zugehörigen Motorsteuerschaltung 506. Wenn eine Motorüberwachungsschaltung 508 bestimmt, dass ihre zugehörige Motorsteuerschaltung 506 nicht richtig funktioniert, deaktiviert sie die zugehörige Motorsteuerschaltung 506 und liefert ein Signal an die Umkehrabschaltschaltung 512. Die Umkehrabschaltschaltung bewirkt wiederum 512, dass die zugehörige Umkehrschaltung 514 abgeschaltet wird. Folglich wird der Ausgang in der ausgeführten Steuerung vollständig abgeschaltet.
  • Neben der oben beschriebenen Überwachungsfunktion weisen die Motorüberwachungsschaltungen 508 auch einen eingebetteten Motorsteueralgorithmus auf. Der Algorithmus, der ein relativ simpler Steueralgorithmus ist, kann von den Ventilbetätigungs-Steuerschaltungen 116 ausgeführt werden, um die Position des Auslassventils 104 zu steuern. Die Umstände, unter denen die Motorüberwachungsschaltungen 508 den eingebetteten Steueralgorithmus ausführen, werden weiter unten ausführlicher erläutert.
  • Das oben beschriebene System zur Kabinendruckregelung 100 ist nicht nur konfiguriert, um normale Flugzeugkabinendruck-Steuerfunktionen auszuführen, sondern außerdem konfiguriert, um verschiedene Schutzfunktionen auszuführen. Zum Beispiel ist das System 100 konfiguriert, um eine Differenzüberdruck-Grenzfunktion, eine Differenzunterdruck-Grenzfunktion und die oben erwähnte Kabinenhöhen-Grenzfunktion auszuführen. Die Art und Weise, auf welche diese Schutzfunktionen jeweils ausgeführt werden, wird nun ausführlicher beschrieben, wobei mit der Kabinenhöhen-Grenzfunktion begonnen wird. Hierbei wird auf 5 und 6 zusammen Bezug genommen.
  • Wie oben erwähnt, stellt der Prozessor 608 in der Steuerschaltung 504 der primären Steuerung ein durch eine Software erzeugtes diskretes Höhengrenzsignal 618 bereit, das auf dem Drucksignal beruht, das von seinem primären Drucksensor 502-P1 geliefert wird, und die diskrete Signalverarbeitungsschaltung 610 liefert ein analoges diskretes Höhengrenzsignal 628-1, das auf dem Drucksignal ihres sekundären Drucksensors 502-S1 beruht. Außerdem liefert die diskrete Signalverarbeitungsschaltung 610 in der sekundären Steuerung 112 ein analoges diskretes Höhengrenzsignal 628-2, das auf dem Drucksignal beruht, das von ihrem sekundären Drucksensor 502-S2 geliefert wird.
  • Die diskreten Höhengrenzsignale 618, 628-1 der primären Steuerung werden an die Ventilbetätigungs-Steuerschaltung 116 der primären Steuerung, die Messgeräte- und Steuerschaltung 114 der sekundären Steuerung und die Ventilbetätigungs-Steuerschaltung 116 der sekundären Steuerung geliefert. In ähnlicher Weise wird das diskrete Höhengrenzsignal 628-2 der sekundären Steuerung an die Ventilbetätigungs-Steuerschaltung 116 der sekundären Steuerung, die Messgeräte- und Steuerschaltung 114 der primären Steuerung und die Ventilbetätigungs-Steuerschaltung 116 der primären Steuerung geliefert. Wenn zwei der drei diskreten Höhengrenzsignale 618, 628-1, 628-2 anzeigen, dass ein Höhengrenzzustand existiert, wird die automatische Steuerung von der Messgeräte- und Steuerschaltung 114 der primären Steuerung unterbrochen und die primäre und die sekundäre Ventilbetätigungs-Steuerschaltung 116 liefern gleichzeitig Ventilsteuersignale an das Auslassventil 104, die bewirken, dass sich das Auslassventil 104 schließt.
  • Wenngleich die oben beschriebene Kabinenhöhen-Grenzfunktion in jeder beliebigen von zahlreichen Arten und Weisen ausgeführt werden kann, werden die diskreten Höhengrenzsignale 618, 628-1, 628-2 in der dargestellten Ausführungsform jeweils sowohl an die F-zu-D-Schaltungen 602 als auch an die Motorüberwachungsschaltungen 508 in der primären 110 und der sekundären 112 Steuerung geliefert. Wenn die F-zu-D-Schaltung 602 und die Motorüberwachungsschaltung 508 in der gleichen Steuerung 110 oder 112 beide bestimmen, dass zwei der drei diskreten Höhengrenzsignale 618, 628-1, 628-2 anzeigen, dass ein Höhengrenzzustand vorliegt, unterbricht die Motorüberwachungsschaltung 508 alle Betätigungssteuersignale, die von der zugehörigen Messgeräte- und Steuerschaltung 114 geliefert werden, und befiehlt der Motorsteuerschaltung 506, Umkehrsteuersignale zu liefern, die bewirken, dass sich das Auslassventil 104 schließt. Wenn die Motorsteuerschaltung 506 in entweder der primären 110 oder der sekundären 112 Steuerung nicht reagiert und der Höhengrenzzustand fortbesteht, deaktiviert die Motorüberwachungsschaltung 508 die Motorsteuerschaltung 506 und führt den oben erwähnten simplen Motorsteueralgorithmus aus, um das Schließen des Auslassventils 104 zu befehlen.
  • Die Steuereinheiten 102 führen die Differenzüberdruck- und Differenzunterdruck-Grenzfunktionen mittels eines von zwei Verfahren aus. Das erste Verfahren wird angewendet, wenn das System 100 mittels zwei unabhängiger Steuereinheiten 102-1, 102-2 umgesetzt ist, wie in 1 dargestellt. Wenn bei dieser Umsetzung ein Fehler in der primären Steuerung 110 der aktiven Steuereinheit 102-1 (102-2) auftritt, der dazu führt, dass entweder eine Differenzüberdruck- oder eine Differenzunterdruckgrenze erreicht wird, wird die inaktive Steuereinheit 102-2 (102-1) aktiv, um die Steuerung zu übernehmen und den Überdruck oder Unterdruck einzuschränken. Wenn die vorher inaktive Steuereinheit 102-2 (102-1) aktiviert wird, wird die vorher aktive Steuereinheit 102-1 (102-2) deaktiviert.
  • Das zweite Verfahren der Differenzdruckbegrenzung wird angewendet, wenn das erste Verfahren den Zustand aus einem bestimmten Grund nicht korrigiert, oder wenn das System 100 nur mit einer einzigen Steuereinheit 102 ausgeführt ist. In jedem Fall weist die sekundäre Steuerung 112 in der Steuereinheit 102, wie oben erwähnt, den Differenzdrucksensor 502-P2 auf, der den Kabinen-zu-Atmosphäre-Differenzdruck direkt fühlt und ein Differenzdrucksignal, das für diesen steht, an die Steuerschaltung 504-2 liefert. Wenn die Steuerschaltung 504-2 in der sekundären Steuerung 112 bestimmt, dass der Differenzdrucksensor (entweder Überdruck oder Unterdruck) eine vorbestimmte Größe überschreitet, liefert sie ein Signal an die primäre Steuerung 110, um die Steuerung zu deaktivieren und liefert Betätigungssteuersignale an die Ventilsteuerschaltung 116 der sekundären Steuerung, die bewirken wird, dass sich das Auslassventil 104 öffnet, und dadurch den Differenzdruck verringert.
  • Man wird zu schätzen wissen, dass das Flugzeug, in dem das System zur Kabinendruckregelung 100 installiert ist, einen Zustand erreichen könnte, in dem die Kabinenhöhe über dem Schwellenwert des Höhengrenzzustands liegt. Folglich würde die Kabinenhöhen-Grenzfunktion dem Auslassventil 104 befehlen, sich zu schließen, wobei es geschlossen bleiben würde, bis der Kabinen-zu-Atmosphäre-Differenzdruck unter einen vorbestimmten Wert verringert würde. Wenn jedoch der Flugzeug-zu-Kabinen-Differenzdruck gleichzeitig die Differenzunterdruckgrenze überschreitet, kann es wünschenswerter sein, das Auslassventil 104 zu öffnen. Folglich könnte ein potenzieller Konflikt zwischen diesen zwei Funktionen existieren.
  • Um den oben beschriebenen Konflikt zu verhindern, deaktivieren die Steuereinheiten 102 die Kabinenhöhen-Grenzfunktion. Hierzu deaktiviert die primäre Steuerschaltung 504-1 das digitale Kabinenhöhengrenzsignal 618 mittels einer Software. Da die analogen Kabinenhöhengrenzsignale jedoch nicht softwaregesteuert sind, weisen die Steuereinheiten 102, wie in 5 dargestellt, jeweils ein Höhengrenz-Deaktivierungsrelais 516 auf. Das Relais 516 weist zwei gewöhnlich geschlossene Kontakte 518 auf, die in Reihe in den Signalwegen angeordnet sind, durch die jedes der analogen diskreten Höhengrenzsignale 628-1, 628-2 zwischen der primären 110 und der sekundären 112 Steuerung übertragen wird. Die Position der Höhengrenz-Relaiskontakte 516 wird über ein diskretes Höhengrenz-Deaktivierungssignal 522 gesteuert, das von der Steuerschaltung 504-2 der sekundären Steuerung geliefert wird. Wenn insbesondere der Kabinen-zu-Atmosphäre-Differenzdruck, der von dem Differenzdrucksensor 502-P2 gefühlt wird, unter einem vorbestimmten Wert liegt, liefert die Steuerschaltung 504-2 der sekundären Steuerung das diskrete Höhengrenz-Deaktivierungssignal 626 an das Relais 516. Als Reaktion öffnen sich die Höhengrenz-Relaiskontakte 518 und die analogen diskreten Kabinenhöhengrenzsignale 628-1, 628-2 werden nicht an die andere Steuerung 110, 112 geliefert. Auf diese Weise wird die Kabinenhöhengrenzfunktion deaktiviert und die Steuereinheit 102 kann das Auslassventil 104 öffnen.
  • Wenngleich die Erfindung mit Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden ist, wird der Fachmann verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Entsprechungen durch Elemente davon ersetzt werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Außerdem können zur Anpassung an eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material viele Modifikationen an den Lehren der Erfindung vorgenommen werden, ohne den wesentlichen Schutzbereich davon zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die bestimmte Ausführungsform eingeschränkt sein, die als die beste Art und Weise zur Ausführung dieser Erfindung offenbart ist, sondern die Erfindung soll alle Ausführungsformen einschließen, die innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche liegen.

Claims (10)

  1. System (100) zur Flugzeugkabinen-Druckregelung, umfassend: einen ersten Kabinendrucksensor (502-S1), der betriebsbereit ist, um einen Flugzeugkabinendruck zu fühlen und ein erstes Kabinendrucksignal zu liefern, das diesen repräsentiert; einen zweiten Kabinendrucksensor (502-S2), der sich von dem ersten Kabinendrucksensor unterscheidet, wobei der zweite Kabinendrucksensor betriebsbereit ist, um einen Flugzeugkabinendruck zu fühlen und ein zweites Kabinendrucksignal zu liefern, das diesen repräsentiert; einen dritten Kabinendrucksensor (502-P1), der sich von dem ersten Kabinendrucksensor unterscheidet, wobei der dritte Kabinendrucksensor betriebsbereit ist, um einen Flugzeugkabinendruck zu fühlen und ein drittes Kabinendrucksignal zu liefern, das diesen repräsentiert; eine erste analoge Schaltung (610), die verbunden ist, um das erste Kabinendrucksignal zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, um ein erstes analoges diskretes logisches Kabinenhöhengrenzsignal (628) zu liefern, wenn der erste Kabinendruck unter einem minimalen Druckwert liegt; eine zweite analoge Schaltung (610), die verbunden ist, um das zweite Kabinendrucksignal zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, um ein zweites analoges diskretes logisches Kabinenhöhengrenzsignal (628) zu liefern, wenn der zweite Kabinendruck unter dem minimalen Druckwert liegt; und eine primäre Steuerung (110), die verbunden ist, um das erste und das zweite analoge diskrete logische Kabinenhöhengrenzsignal (628) und das dritte Kabinendrucksignal zu empfangen, wobei die primäre Steuerung (110) als Reaktion darauf betriebsbereit ist, Folgendes auszuführen: auf der Grundlage des dritten Kabinendrucksignals, Erzeugen eines digitalen diskreten Kabinenhöhengrenzsignals; Bestimmen, wann mindestens zwei des digitalen diskreten Kabinenhöhengrenzsignals und der analogen diskreten logischen Kabinenhöhengrenzsignale anzeigen, dass der Kabinendruck unter dem minimalen Druckwert liegt; und, falls dem so ist Liefern primärer Ventilbefehlssignale, die bewirken werden, dass sich ein Auslassventil (104-1, 104-2) schließt.
  2. System (100) nach Anspruch 1, wobei die primäre Steuerung (110) Folgendes umfasst: eine primäre Steuerschaltung (504-1), die verbunden ist, um das erste und das zweite analoge diskrete logische Kabinenhöhengrenzsignal und das dritte Kabinendrucksignal zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, um (i) zu bestimmen, wann mindestens zwei der gefühlten Kabinendrücke unter dem minimalen Druckwert liegen, und (ii) falls dem so ist, primäre Ventilbetätigungs-Steuersignale zu liefern, die bewirken werden, dass sich ein Auslassventil (104-1, 104-2) schließt; und eine primäre Ventilbetätigungs-Steuerschaltung (116), die verbunden ist, um die primären Ventilbetätigungs-Steuersignale zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, um die primären Ventilbefehlssignale zu liefern, die bewirken werden, dass sich das Auslassventil (104-1, 104-2) schließt.
  3. System (100) nach Anspruch 2, wobei die primäre Steuerschaltung (504-1) Folgendes umfasst: eine digitale Signalaufbereitungsschaltung (602), die verbunden ist, um das dritte Kabinendrucksignal zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, ein digitales Kabinendrucksignal zu liefern, das dieses repräsentiert.
  4. System (100) nach Anspruch 3, wobei die primäre Steuerschaltung (504-1) ferner betriebsbereit ist, um nach Empfang des dritten Kabinendrucksignals ein digitales diskretes logisches Kabinenhöhengrenzsignal (618) zu liefern, wenn der dritte Kabinendruck unter dem minimalen Druckwert liegt.
  5. System (100) nach Anspruch 4, ferner umfassend: eine zweite Steuerung (304-2), die verbunden ist, um das erste analoge diskrete logische Kabinenhöhengrenzsignal (628), das zweite analoge Drucksignal (628) und das digitale diskrete logische Kabinenhöhengrenzsignal (618) zu empfangen, wobei die sekundäre Steuerschaltung (504-2) nach Empfang davon betriebsbereit ist, um (i) zu bestimmen, wann mindestens zwei der gefühlten Kabinendrücke unter dem minimalen Druckwert liegen, und (ii) falls dem so ist, sekundäre Ventilbefehlssignale zu liefern, die bewirken werden, dass sich das Auslassventil (104-1, 104-2) schließt.
  6. System (100) nach Anspruch 5, wobei die sekundäre Steuerung (504-2) Folgendes umfasst: eine sekundäre Steuerschaltung (504-2), die verbunden ist, um das erste analoge diskrete logische Kabinenhöhengrenzsignal, das zweite analoge Drucksignal und das digitale diskrete logische Kabinenhöhengrenzsignal (618) zu empfangen, und nach Empfang davon betriebsbereit ist, um (i) zu bestimmen, wann mindestens zwei der gefühlten Kabinendrücke unter dem minimalen Druckwert liegen, und (ii) falls dem so ist, sekundäre Ventilbetätigungs-Steuersignale zu liefern, die bewirken werden, dass sich ein Auslassventil (104-1, 104-2) schließt; und eine sekundäre Ventilbetätigungs-Steuerschaltung (116), die verbunden ist, um die sekundären Ventilbetätigungs-Steuersignale zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, um die primären Ventilbefehlssignale zu liefern, die bewirken werden, dass sich das Auslassventil (104-1, 104-2) schließt.
  7. System (100) nach Anspruch 4, wobei die primäre Ventilbetätigungs-Steuerschaltung (116) ferner verbunden ist, um das erste und das zweite analoge diskrete logische Kabinenhöhengrenzsignal und das digitale Kabinenhöhengrenzsignal zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, um zu bestimmen, wann mindestens zwei der gefühlten Drücke unter dem minimalen Druckwert liegen.
  8. System (100) nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite analoge Schaltung jeweils Folgendes umfassen: eine analoge Signalaufbereitungsschaltung (604), die verbunden ist, um entweder das erste oder das zweite Drucksignal zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, um jeweils ein erstes oder ein zweites analoge Druckssignal zu liefern; und eine Komparatorschaltung (632), die verbunden ist, um das erste oder das zweite analoge Drucksignal zu empfangen, und als Reaktion darauf betriebsbereit ist, um das entsprechende erste oder zweite analoge diskrete logische Signal (622, 624) zu liefern, wenn der entsprechende erste Kabinendruck unter dem minimalen Druckwert liegt.
  9. System (100) nach Anspruch 1, wobei die primäre Steuerung (110) ferner verbunden ist, um ein Atmosphärendrucksignal zu empfangen, das den Atmosphärendruck repräsentiert, und nach Empfang davon betriebsbereit ist, (i) die Druckdifferenz zwischen dem Flugzeugkabinendruck zu bestimmen und (ii) die Verwendung des dritten Kabinendrucks auf der Grundlage der Bestimmung, wann mindestens zwei der gefühlten Kabinendrücke unter dem minimalen Druckwert liegen, zu sperren, und wobei das System (100) ferner Folgendes umfasst: einen Differenzdrucksensor (502-P2), der geeignet ist, eine Druckdifferenz zwischen dem Flugzeugkabinendruck und dem Atmosphärendruck zu fühlen und ein Differenzdrucksignal zu liefern, das diesen repräsentiert; eine sekundäre Steuerung (504-2), die verbunden ist, um das Differenzdrucksignal zu empfangen, und nach Empfang davon betriebsbereit ist, ein Höhengrenz-Sperrbefehlssignal zu liefern, wenn der Differenzdruck ein vorbestimmtes Ausmaß überschreitet; einen steuerbaren Schalter (516), der verbunden ist, um den Höhensperrbefehl zu empfangen, und nach Empfang davon betriebsbereit ist, um zu verhindern, dass das zweite analoge diskrete logische Kabinenhöhengrenzsignal an die primäre Steuerung (110) geliefert wird.
  10. System (100) nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Auslassventil (104-1, 104-2), das verbunden werden kann, um die primären Ventilbefehlssignale zu empfangen, und nach Empfang davon betriebsbereit ist, um sich zwischen mindestens einer offenen Position und einer geschlossenen Position zu bewegen.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8808072B2 (en) * 2007-03-22 2014-08-19 Honeywell International Inc. Cabin pressure control system dual valve control and monitoring architecture
DE102007019014A1 (de) * 2007-04-18 2008-10-23 Thyssenkrupp Transrapid Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung schneller Änderungen des Innendrucks in einem geschlossenen Raum
US7686680B2 (en) * 2007-06-26 2010-03-30 Honeywell International Inc. Closed-loop cabin pressure control system test method with actual pressure feedback
US8240331B2 (en) * 2008-10-16 2012-08-14 Honeywell International Inc. Negative pressure relief valve assembly
US8864559B2 (en) * 2009-01-08 2014-10-21 Honeywell International Inc. Multiple outflow valve cabin pressure control system
US8376818B2 (en) * 2009-01-29 2013-02-19 Honeywell International Inc. Thrust recovery, or other valve, containing two independently actuated doors and control system
EP2790073A1 (de) * 2013-04-09 2014-10-15 Airbus Operations GmbH Steuerung von Flugzeugsystemen mit mindestens zwei Ferndatenkonzentratoren zur Steureung einer Flugzeugsystemskomponent
EP2921408B1 (de) * 2014-03-21 2016-10-05 Airbus Operations GmbH Verfahren und System zur Steuerung des Drucks in einer Flugzeugkabine
CA2982223C (en) 2015-04-13 2023-08-22 Medela Holding Ag Pressure system with absolute pressure sensor
CN106353030B (zh) * 2015-07-24 2022-04-19 常州市汇丰船舶附件制造有限公司 基于大气基准压力的微超压检测方法及其检测装置
US20170191863A1 (en) * 2016-01-06 2017-07-06 Hamilton Sundstrand Corporation Economical environmental control system (ecs) smart venturi
US10106263B2 (en) * 2016-02-29 2018-10-23 Honeywell International Inc. Wireless aircraft cabin pressure control system utilizing smart pressure sensors
WO2018064709A1 (en) * 2016-10-05 2018-04-12 Robert Darby Drive unit for robotic manipulators
US10953991B2 (en) 2017-10-05 2021-03-23 The Boeing Company Aircraft altitude warning and oxygen presentation
DE102017130749B4 (de) * 2017-12-20 2022-02-17 Airbus Operations Gmbh System zum Bereitstellen von Sauerstoff an Sauerstoffmasken in einem Luftfahrzeug
EP3620909B1 (de) * 2018-09-06 2022-11-02 Infineon Technologies AG Verfahren für einen virtuellen assistenten, datenverarbeitungssystem hosting eines virtuellen assistenten für einen benutzer und eine agentenvorrichtung, um es einem benutzer zu ermöglichen, mit einem virtuellen assistenten zu interagieren
US11591092B2 (en) 2019-03-22 2023-02-28 Honeywell International Inc. Dissimilar microcontrollers for outflow valve
US11603206B2 (en) 2019-03-22 2023-03-14 Honeywell International Inc. Cabin pressure control system with all-electric OFV, using dis-similar manual control that performs cabin altitude hold function
US20220147074A1 (en) * 2020-11-06 2022-05-12 Hamilton Sundstrand Corporation Digitally augmented pneumatic control
CN114063665B (zh) * 2021-11-23 2024-02-09 合肥杜威智能科技股份有限公司 一种密闭船舱室内压差控制装置
FR3136824A1 (fr) * 2022-06-17 2023-12-22 Liebherr-Aerospace Toulouse Sas Système de fluide d’aéronef comprenant une vanne électrique de régulation équipée d’un actionneur intégré
US20240140608A1 (en) * 2022-11-02 2024-05-02 Honeywell International Inc. Cabin pressure control system

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2295767A (en) * 1939-10-23 1942-09-15 John H Wiggins Vent valve for gas and/or liquid storage tanks
US2441088A (en) * 1944-02-26 1948-05-04 Bendix Aviat Corp Aircraft cabin pressure regulating means
US2641985A (en) * 1948-11-12 1953-06-16 Garrett Corp Combination pressure relief, vacuum relief, and dump valve
US2674268A (en) * 1949-10-29 1954-04-06 Standard Thompson Corp Device for controlling the communication between a pressure tank and the atmosphere
US2785861A (en) * 1951-02-21 1957-03-19 Standard Thomson Corp Tank vent controlling mechanism
US2651985A (en) * 1952-07-17 1953-09-15 Garrett Corp Valve
US2986990A (en) * 1955-07-08 1961-06-06 Garrett Corp Pressure regulating mechanism
US3752175A (en) * 1971-08-20 1973-08-14 Robertshaw Controls Co Altitude compensating pressure regulator
US3946755A (en) * 1975-05-05 1976-03-30 Parker-Hannifin Corporation Climb and dive valve
US4553474A (en) * 1981-11-25 1985-11-19 The Garrett Corporation Aircraft cabin pressurization system
US5616861A (en) * 1995-06-07 1997-04-01 Rosemount Aerospace Inc. Three pressure pseudo -Δ-P sensor for use with three pressure air data probe
ES2191652T3 (es) * 2000-07-20 2003-09-16 Nord Micro Ag & Co Ohg Controlador, sistema de control de presion de cabinas y procedimiento para controlar la presion de una cabina.
ES2200775T3 (es) * 2000-11-28 2004-03-16 NORD-MICRO AG & CO. OHG Sistema para controlar la presion de una cabina, procedimiento para controlar la presion real en el interior de una cabina y valvula de salida.
US6737988B2 (en) * 2002-02-21 2004-05-18 Honeywell International, Inc. Instrumentation and control circuit having multiple, dissimilar sources for supplying warnings, indications, and controls and an integrated cabin pressure control system valve incorporating the same

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Publication number Publication date
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US20060019594A1 (en) 2006-01-26

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