DE69211834T2

DE69211834T2 - Luftregelventilanlage mit Lärmverminderung

Info

Publication number: DE69211834T2
Application number: DE1992611834
Authority: DE
Inventors: Robert B Goodman
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: RTX Corp
Priority date: 1992-02-12
Filing date: 1992-02-12
Publication date: 1997-02-13
Anticipated expiration: 2012-02-13
Also published as: DE69211834D1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Umgebungssteuersysteme für Luftfahrzeuge bzw. Flugzeuge und im spezielleren auf solche Systeme, die das hörbare Rauschen vermindern, das durch Temperatursteuer-Justierventile aufgrund der die Justierventile durchströmenden Luft erzeugt wird.

Hintergrund

Bei den meisten kommerziellen und militärischen Luftfahrzeugen wird ein Luftkreislauf- Luftaufbereitungssystem bzw. Klimaanlagensystem zum Kühlen der Flugzeugkabine, des Cockpits sowie von Geräteabteilen, wie z. B. der Zelle für die Luftfahrtelektronik, verwendet. Das Luftkreislauf- Luftaufbereitungssystem wird typischerweise durch Druckluft betrieben, die entweder von der Kompressorstufe des Flugzeug-Gasturbinenmotors oder von einem Hilfstriebwerk (APU) abgeleitet wird.
Das US-Patent 4,445,382 von Warner, das auf den Begünstigten der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist, stellt ein modernes Luftkreislauf- Luftaufbereitungssystem dar, das durch druckbeaufschlagte Kompressorzapfluft betrieben wird. Im allgemeinen wird die Druckluft durch einen primären Wärmetauscher gekühlt und dann in einen Kompressor eingeleitet, um den Druck der Luft zu erhöhen. Die Luft aus dem Kompressor wird in einen Senkundärwärmetauscher eingeleitet, der die verdichtete Luft abkühlt, bevor sie in eine Turbine eintritt. Die in die Turbine eingeleitete Luft führt in allgemein bekannter Weise Arbeit in der Turbine aus, wodurch eine Expansion und ein Abkühlen der Luft veranlaßt werden. Die kühle Austrittsluft wird dann zum Steuern der Temperatur und des Drucks der Luft in dem Flugzeug verwendet, wobei eine Justierung mit Warmluft in der erforderlichen Weise zugegeben wird.
In einem Flugzeug mit mehreren Zonen variiert die tatsächliche Temperatur innerhalb jeder Zone. In einem Flugzeug mit drei Passagierzonen und einer Zone für das Cockpit werden z. B. vier verschiedene tatsächliche Temperaturen erfaßt.
Um Schwankungen in der Temperatur jeder Zone Rechnung zu tragen, ist jeder Zone ein Justierventil zum Justieren (d. h. Mischen) der kühlen aufbereiteten Luft mit Warmluft zugeordnet, um dadurch eine kombinierte Luftströmung mit der korrekten Temperatur für jede spezielle Zone zu erzeugen. Die Steuerlogik in dem System bestimmt die Zone, die die kühlste Luft benötigt und verwendet das Erfordernis von dieser speziellen Zone zum Einstellen der Bezugstemperatur, bei der die kühle aufbereitete Luft bereitgestellt wird. Die anderen Zonen verwenden ihr zugeordnetes Justierventil zum Einmischen von Warmluft in diese gekühlte Luft zur Erzeugung ihrer eigenen kombinierten Luftströmung mit der korrekten Temperatur zum Einleiten in ihre jeweiligen Zonen.
Ein bei diesem Verfahren auftretendes Problem besteht in dem Ausmaß des hörbaren Rauschens, das durch die Luft erzeugt wird, die das Justierventil für jede Zone durchströmt. Wie bei dem '342-Patent von Warner liefert ein Regulierventil eine Luftströmung an einen Verteiler, der eine Luftströmung an ein paralleles Netzwerk von Justierventilen liefert, die jeder der Flugzeugzonen zugeordnet sind. Das Regulierventil steuert die es durchlaufende Strömung, um einen Druckabfall über den Justierventilen aufrechtzuerhalten, der einem konstanten Druckwert entspricht (z. B. 9,5 psi). Der konstante Druckwert wird dahingehend ausgewählt, daß gewährleistet ist, daß die Justierventile den erforderlichen Massenstrom der Luft unter den schlimmstenfalls auftretenden Systemanforderungen schaffen kann.
Die im schlimmsten Fall auftretenden Systemanforderungen können dann auftreten, wenn die Cockpitzone gekühlte Luft anfordert, da die Temperatur in dem Cockpit über einem Bezugswert liegt, während die Kabinenzonen allesamt gut unter ihrem Bezugswert liegen und ein Bedarf zum Einleiten wärmerer Luft in jede Kabinenzone besteht. Der Bedarf von wärmerer Luft kann dazu führen, daß sich alle Kabinen- Justierventile vollständig öffnen, so daß die maximale Menge heißer Luft mit der gekühlten Luft gemischt wird. Das Cockpit benötigt normalerweise die kühlste Luft, und zwar aufgrund der Anzahl von Fenstern, die den Aufbau von Wärme im Cockpit begünstigen.
Während anderer als den schlimmstenfalls auftretenden Bedingungen wird der Druckabfall über den Justierventilen immer noch gleich dem konstanten Druckwert gehalten. Bei Justierventilen, die nur in einm kleinen Ausmaß geöffnet werden, nähert sich die Geschwindigkeit der Luft durch das Ventil hindurch an die Schallgeschwindigkeit an, wodurch ein beträchtliches Ausmaß an Rauschen erzeugt wird. Dieses Rauschen ist für die Passagiere in der Kabine des Flugzeugs wahrnehmbar, und wenn sich dieses Rauschen vermindern läßt, wird eine Flugzeugkabine zu einer angenehmeren Umgebung.
Ein Weg zur Reduzierung des durch die Justierventile erzeugten Rauschens besteht in der Anordnung eines Dämpfers stromabwärts von den Justierventilen. Diese Lösung ist jedoch nicht attraktiv, da sie das Gesamtsystemgewicht sowie Gesamtkosten erhöht.

Offenbarung der Erfindung

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Systems, das das hörbare Rauschen vermindert, das durch durch die Warmluft Justierventile eines Luftkreislauf- Luftaufbereitungssystems durchströmende Luft erzeugt wird.
Dieses Ziel wird erreicht mittels eines Systems und einer Vorrichtung, wie es bzw. sie in den Ansprüchen 1 bzw. 6 angegeben sind.
Diese und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung eines die beste Ausführungsart darstellenden Ausführungsbeispiels derselben noch deutlicher, wie es in den Begleitzeichnungen dargestellt ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 eine Blockdiagrammdarstellung eines Luftkreislauf-Luftaufbereitungssystems des Standes der Technik;
Fig. 2 eine Darstellung eines Bereichs des Luftkreislauf-Luftaufbereitungssystems des Standes der Technik gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Blockdiagrammdarstellung eines verbesserten Warmluft-Justierventilsystems gemäß der Erfindung;
Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Bereichs einer elektronischen Steuerung, die in dem System der Fig. 3 enthalten ist;
Fig. 5 ein Flußdiagramm der Logik, die zum Steuern des verbesserten Warmluft-Justierventilsystems der Fig. 3 verwendet wird;
Fig. 6 ein Blockdiagramm einer Hardware-Alternative zu der Logik der Fig. 5; und
Fig. 7 ein Blockdiagramm eines alternativen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, in die ein pneumatisches Unterstützungssystem zum Steigern der Fehlertoleranz des Warmluft- Justierventilsystems integriert ist.

Beste Verfahrensweise zur Ausführung der Erfindung

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein Luftkreislauf Luftaufbereitungssystem 10 des Standes der Technik dargestellt, das die Temperatur der Luft in einem Luftfahrzeug bzw. Flugzeug (nicht gezeigt) steuert. Druckluft wird von einer Kompressorstufe 12 eines Flugzeug-Gasturbinenmotors 14 abgezapft und in ein Entnahmerohr 16 geleitet. Das Entnahmerohr 16 leitet die Druckluft zu einem Entnahmesystem 18, das die Temperatur und den Druck der Luft in einem Entnahmesystem-Austrittsrohr 20 reguliert. Das Austrittsrohr 20 führt Luft sowohl zu einem Kühlluftsystem 22, das die entnommene Luft typischerweise auf eine Bezugstemperatur von ca. 4500 Fahrenheit kühlt, als auch zu einem Warmluft- Justierventilsystem 24.
Das Flugzeug ist typischerweise in verschiedene Zonen aufgeteilt, die das Cockpit sowie einen oder mehrere Zonen in dem Hauptkabinenbereich beinhalten können. In Fig. 1 ist ein System dargestellt, das aus vier Zonen besteht. Eine Steuerung 26 steuert über eine Anzahl von Leitungen 27 die Temperatur der Luft, die das Kühlsystem 22 in ein Austrittsrohr 28 verläßt, in Abhängigkeit von der Temperatur in der wärmsten Zone.
Die Luft in dem Austrittsrohr 28 wird auf vier separate Rohre 30-33 aufgeteilt, von denen jedes einer separaten Zone entspricht. Da die Temperatur der kühlen Luft in dem Austrittsrohr 28 von der wärmsten Zone abhängig ist, muß Warmluft mit der kühlen Luft in den Rohren 30-33 gemischt werden, um die Bedürfnisse der anderen Zonen zu erfüllen, in denen Luft mit einer wärmeren Temperatur als der Bezugstemperatur notwendig ist.
Die Steuerung 26 bestimmt, wieviel Warmluft mit der kühlen Luft für jede Zone zu mischen ist, und sie gibt dem Warmluft-Justierventilsystem 24 über eine Anzahl von Leitungen 36 die Anweisung, mit Ausnahme der wärmsten Zone allen Zone die entsprechende Menge an justierter Warmluft zuzuführen. Die Warmluft für jede Zone wird in vier Justierrohren 40-43 befördert, die mit den Rohren 30-33 verbunden sind. Das Resultat besteht in der Schaffung einer individuell gesteuerten Luftströmung über vier Auslässe 46-49, und zwar einen für jede Zone.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist das Warmluft Justierventilsystem 24 dargestellt, das warme Druckluft über das Entnahmesystem-Austrittsrohr 20 erhält. Das Austrittsrohr 20 ist mit einem pneumatischen Druckregulierventil 64 (z. B. einem Drosselventil mit einem Durchmesser von 3 Inch) verbunden, das einen konstanten Druckabfall über mehreren Justierventilen 66-72 aufrechterhält, wenn die Justierventile 66-72 nicht geschlossen sind. Das Reguliervenil 64 erfaßt den Druck Pd stromauf von den Justierventilen über eine Nichtströmungsleitung 74 und erfaßt den Umgebungsdruck, der in diesem Fall dem Kabinendruck Pc entspricht. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 handelt es sich bei dem Kabinendruck Pc um den Druck an den vier Auslässen 46-49.
Das Druckregulierventil 64 steuert den Bereich in seinem Inneren, den die Luft durchläuft, um den konstanten Druckabfall Pd-Pc über den Justierventilen aufrechtzuerhalten. Wenn der Druckabfall unter einen Bezugswert abfällt, erhöht das Regulierventil 64 die Luftströmung durch Vergrößern der Ventilfläche, die die Luft durchströmt. Wenn im Gegensatz dazu der Druckabfall über den Bezugswert ansteigt, vermindert das Ventil 64 die Luftströmung durch Reduzieren seiner Fläche, die die Luft durchströmt. Wie vorstehend erwähnt wurde, wird der Bezugswert derart ausgewählt, daß sichergestellt ist, daß das System 24 die im schlimmmsten Fall auftretenden Luft strömungsanforderungen erfüllen kann.
Die das Druckregulierventil 64 verlassende Luft tritt in ein Verteilerrohr 76 ein, das zu einem Verteiler 78 führt. Luft aus dem Verteiler 78 tritt in eine Anzahl von Verteiler-Austrittsrohren 88-94 ein, deren jedes in eines der Justierventile 66-72 eintritt. Der Verteiler 78 wirkt wie ein Filter zum Entferner kleiner Druckstörungen in dem Verteilerrohr 76, so daß diese sich nicht in den vier Justierrohren 40-43 bemerkbar machen.
Wie bekannt ist, erhält jedes Justierventil 66-72 ein Befehlssignal auf einer entsprechenden der mehreren Befehlsleitungen 36a-36d von der Steuerung 26. Die Befehlssignale steuern das Ausmaß, in dem jedes Justierventil offen ist (d. h. die variable Strömungsfläche jedes Ventils). Wenn ein bestimmtes Justierventil vollständig geöffnet ist, verläßt eine maximale Luftströmung dieses Justierventil mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit, während das Druckregulierventil 64 den konstanten Druckabfall über dem Justierventil und dem stromabwärtigen System aufrechterhält Wenn die Justierventilfläche zum Reduzieren der Temperatur in der ihm zugeordneten Zone sinkt, beginnt die Geschwindigkeit der das Ventil durchströmenden Luft zu steigen, da der Druckabfall konstant bleibt. Die Geschwindigkeitserhöhung führt zu einer Steigerung des Ausmaßes des hörbaren Geräusches, das durch die das Ventil durchströmende Luft erzeugt wird.
Das Problem beim Stand der Technik besteht darin, daß der Druckabfall über den Justierventilen auf einem konstanten Wert gehalten wird, der dem Wert entspricht, welcher zur Erfüllung der Strömungsbedingungen während der im schlimmsten Fall auftretenden Bedingungen erforderlich ist, und zwar unabhängig von den Stellungen der Justierventile. Durch Auslegung des Druckabfalls über den Justierventilen 66-72 in Abhängigkeit von den Positionen der Justierventile gemäß der vorliegenden Erfindung lassen sich jedoch die Systemtemperatur- Steueranforderungen unter allen Bedingungen immer noch erfüllen, während das durch die die Justierventile durchströmende Luft erzeugte hörbare Geräusch vermindert wird.
Wie unter Bezugnahme auf Fig. 3 zu sehen ist, wird einem verbesserten Warmluft-Justierventilsystem 110 warme Druckluft durch das Entnahmesystem-Austrittsrohr zugeführt, das die Luftströmung einem Proportionalventil 112 zuführt. Die Fläche des Proportionalventils 112 wird durch ein Signal auf einer Leitung 114 von einer elektronischen Steuerung 116 gesteuert. Ein Nichtströmungsrohr 118 schafft eine Erfassungsleitung zu einem Drucksensor 120, der an Umgebungsdruck Pc entlüftet wird. Der Drucksensor 120 schafft ein Signal auf einer Leitung 122 zu der elektronischen Steuerung 116, welches den Druckabfall Pd - Pc über den Justierventilen 66a-72a anzeigt. Luft von dem Proportionalventil 112 tritt in ein Verteiler- Eintrittsrohr 126 ein, das zu einem Verteiler 78a führt, von dem sich eine Anzahl von Verteiler- Austrittsrohren 88a-94a wegerstreckt. Die Austrittsrohre 88a-94a sind jeweils mit den Justierventilen 66a-72a verbunden.
Die Justierventile 66a-72a stehen unter der Steuerung einer Anzahl von Befehlssignalen 130-133 von der elektronischen Steuerung 116 und schaffen eine Warmluftströmung zu vier Justierrohren 40a-43a. Die Befehlssignale steuern das Ausmaß, in dem jedes Justierventil 66a-72a geöffnet ist. Jedes Justierventil schafft ein seine Position anzeigendes Positions-Rückkopplungssignal (d. h. das Ausmaß, in dem jedes Justierventil offen ist) auf Leitungen 140- 143.
Ein die obere Ebene darstellendes Blockdiagramm für die elektronische Steuerung ist in Fig. 4 gezeigt. Die Justierventilpositions-Rückkopplungssignale auf den Leitungen 140-143 sowie das Drucksignal auf der Leitung 122 werden in eine Eingangsschnittstelle 146 eingegeben. Die Eingangsschnittstelle 146 bereitet diese Signale auf und wandelt sie in digitale Signale um, und sie liefert die die jeweiligen Signale darstellenden digitalen Daten zu einem Adressen/Datenbus 148 zum Speichern derselben in einem Speicher 150 oder zur unmittelbaren Verarbeitung derselben durch einen Mikroprozessor 152. Der Mikroprozessor 152 (z. B. ein Intel Modell 80286, Motorola Modell 68020) führt die in dem Speicher 150 gespeicherten Instruktionen aus und gibt an seinem Ausgang Befehle an eine Ausgangsschnittstelle 154. Die Ausgangsschnittstelle 154 erhält digitale Befehle von dem Mikroprozessor 152 und wandelt diese in Analogbefehle um. Die Analogbefehle beinhalten den Befehl an das Proportionalventil 112 auf der Leitung 114 sowie die Befehle an die vier Justierventile 66a 72a auf den Leitungen 130 bis 133.
Fig. 5 zeigt eine Routine 156 für in dem Speicher 150 enthaltene Software, die von dem Mikroprozessor 152 bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Bei Beginn an einem Schritt 158 vergleicht eine Unterroutine 160 die Justierventil- Rückkopplungssignale auf den Leitungen 140 - 143, um auszuwählen, welches der Ventile am weitesten geöffnet ist, und sie liefert die dies anzeigende Information an eine Unterroutine 162, die einen Bezugsdruck in Abhängigkeit von der Position des am weitesten geöffneten Justierventils aufstellt. Der Bezugsdruckwert wird dann durch eine Unterroutine 164 in einen Befehlswert für das Proportionalventil 112 umgewandelt. Das Signal auf der Leitung 114 gibt den Befehiswert für das Proportionalventil wieder. Die Routine endet dann in einem Schritt 166.
Es ist nicht notwendig, daß die Logik der Fig. 5 in der Software durchgeführt wird; es versteht sich vielmehr, daß die Logik stattdessen in der Hardware ausgeführt werden kann, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Die Steuerlogik der Fig. 6 vergleicht die vier Rückkopplungssignale auf den Leitungen 140-143 unter Verwendung eines "Wähle hoch"-Glieds (S/H) 168 und gibt ein Signal auf eine Leitung 170 aus, welches die Position des am weitesten geöffneten Justierventils, d. h. des größten Werts auf den Leitungen 140-143, angibt. Die Betriebslogik 172 bestimmt dann den Bezugs-Druckabfall Pd-Pc auf der Grundlage des Signals auf der Leitung 170. Ein den Bezugs-Druckabfall widergebendes Signal wird auf einer Leitung 174 an einem Kompensator G(s) 176 abgegeben, der den Bezugs- Druckabfall in psi in einen Positionsbefehl für das Proportionalventil 112 umwandelt. Die elektronische Steuerung 116 gibt den Befehl für die Stellung des Proportionalventils auf der Leitung 114, so daß der Bezugs-Druckabfall über jedem der derzeit geöffneten Justierventile 66a-72a stattfindet.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist am besten anhand eines Beispiels des verbesserten Systembetriebs zu verstehen. Es sei angenommen, daß das verbesserte System 110 (Fig. 3) sich in einem stabilen Betriebszustand befindet, d. h. die Temperaturen in allen Zonen sind ihrer jeweiligen Bezugstemperatur gleich und befinden sich nun bereits mehrere Minuten in diesem Zustand. Außerdem sei angenommen, daß das der Zone 1 zugeordnete Justierventil 66a am weitesten geöffnet ist und die Temperatur in der Zone 1 zu sinken beginnt. Ansprechend auf den Temperaturabfall steigert das Justierventil 66a seinen Öffnungsquerschnitt, um dadurch die Menge an heißer Luft zu erhöhen, die mit der kühlen Luft von dem Kühlluftsystem 22 gemischt wird. Durch Vergrößern des Querschnitts des Justierventils 66a wird wärmere Luft in die Zone 1 eingeleitet. Da das Justierventil 66a der Zone 1 vor dem Temperaturabfall weiter geöffnet war als die anderen Justierventile 68-72 und sich seit dem noch weiter geöffnet hat, ohne daß irgendeines der anderen Justierventile 68-72 seine Position verändert, steigt der durch die Routine 160 ausgewählte Wert an.
In Abhängigkeit von den Eigenschaften der Planungsfunktion in der Routine 162 kann der von der Routine 162 angeforderte Druckabfall steigen.
Wenn der angeforderte Druckabfall erhöht wird, wird ein neues Signal auf die Leitung 114 gegeben, um einen Befehl für ein Vergrößern des Querschnitts abzugeben, auf den das Proportionalventil 112 geöffnet ist. Wenn umgekehrt dazu die Temperatur in der Zone 1 ansteigt, anstatt abzufallen, während die Position des Justierventils 66a durch die Unterroutine 160 ausgewählt ist, dann kann der durch die Unterroutine 162 ausgewählte Bezugsdruck absinken, und zwar in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Planungsfunktion, wie sie für eine bestimmte Anwendung bestimmt ist. Wenn z. B. das Signal auf der Leitung 170 gleich 87,5º beträgt und auf 840 absinkt, dann sinkt der geplante Druckabfall von 5,75 psi auf 2 psi. Wenn der angeforderte Druckabfall vermindert wird, wird das Signal auf der Leitung 114 geändert, um einen Befehl für die Reduzierung des Querschnitts abzugeben, auf den das Proportionalventil 112 geöffnet ist, um dadurch den Druckabfall über die Justierventile 66a-72a zu reduzieren und somit das hörbare Rauschen zu reduzieren, das durch die die Justierventile durchströmende Luft erzeugt wird.
Es sei nun auf die Tatsache aufmerksam gemacht, daß die Planungs-Unterroutine 162 der Fig. 5 eine Funktion enthält, die der Planungslogik 172 der Fig. 6 ähnlich ist, die einen Druckabfall über den Justierventilen 66a-72a von 2,0 psi bis 9,5 psi auf der Basis der Stellung des am weitesten geöffneten Justierventus vorsieht. Dies steht im Gegensatz zu dem Stand der Technik, bei dem ein konstanter Druckabfall von 9,5 psi über den Justierventilen 66-72 beibehalten wird. Die Planung des Druckabfalls gestattet dem verbesserten System 110 dennoch die Erfüllung der Temperaturansprechungs-Anfordernisse unter allen Bedingungen, da ein Druckabfall von 9,5 psi geplant ist, wenn das am weitesten geöffnete der Justierventile sich dem vollständig geöffneten Zustand annähert.
Die Eigenschaften der in der Planungs-Unterroutine 162 oder in der Planungslogik 172 der Hardware Ausführungsform enthaltenen Funktion sind lediglich als Beispiele zu verstehen und auf der Grundlage der Dynamik des jeweiligen Systems ausgewählt.
Fig. 7 zeigt eine alternative Ausführungsform 200 eines verbesserten Systems mit verbesserter Flexibilität gegenüber Ausfällen im Vergleich zu dem verbesserten System 110 der Fig. 3. Ein alternatives Proportionalventil 202 ist zum Integrieren eines pneumatischen Unterstützungssystems 204 vorgesehen, das im Fall eines Versagens aktiviert wird, bei dem die elektronische Steuerung 116 an einer exakten Steuerung der Ventilfläche des alternativen Proportionalventils gehindert ist. Ähnlich dem Regulierventil 64 des Standes der Technik erfaßt das pneumatische Unterstützungssystem 204 den Druck über eine Nichtströmungs-Anzapfleitung 206, und es moduliert den Ventilquerschnitt zur Aufrechterhaltung von auf einem Bezugswert. Diese Ventilausbildung hat den Vorteil, daß sie der elektronischen Steuerung 116 ein Modulieren des Querschnitts des alternativen Proportionalventils 202 in der vorstehend genannten Weise ähnlich dem Proportionalventil 112 ermöglicht, wodurch durch die Justierventile 66a-72a erzeugtes hörbares Rauschen vermindert wird, während ein pneumatisches Unterstützungssystern 204 zur Verfügung steht. Es sei darauf hingewiesen, daß dann, wenn das pneumatische Unterstützungssystem des verbesserten Proportionalventus aktiv ist und die Fläche des Ventils steuert, das Signal auf den Querschnitt 114 die Ventilfläche aufgrund des Versagens nicht mehr steuert. Es können auch Vorkehrungen in dem alternativen Proportionalventil 202 getroffen werden, um der elektronischen Steuerung ein Testen zu ermöglichen, ob das pneumatische Unterstützungssystem richtig arbeitet; dies verhindert, daß ein Versagen in dem Unterstützungssystem unerkannt bleibt, bis das Unterstützungssystem aktiviert wird.
Es versteht sich, daß der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die in Fig. 3 dargestellte spezielle Anordnung begrenzt ist. Es können vielmehr auch weniger als vier Zonen oder mehr als vier Zonen vorhanden sein. Weiterhin ist es nicht notwendig, daß eine elektronische Steuerung in dem System verwendet wird. Es kann eine mechanische Steuerung zur Handhabung der Steuerfunktionen und zum Planen der Stellung des Proportionalventils auf der Grundlage des Zustands der Justierventile verwendet werden. Auch der Verteiler kann überflüssig sein, wenn der Luftstrom in das Eintrittsrohr stabil genug ist, so daß die Dämpfung von Druckschwankungen, wie sie durch den Verteiler geschaffen wird, für eine spezielle Anwendung nicht erforderlich ist.
Die Steuerung plant den Druckabfall über den mehreren Warmluft-Justierventilen und steuert den Querschnitt eines Proportionalventils, durch den Warmluft hindurchfließt, um den geplanten bzw. Soll-Druckabfall zu erzielen. Eine Reduzierung des Querschnitts des Proportionalventils führt zu einer Reduzierung des Druckabfalls über den mehreren Warmluft- Justierventilen, wodurch das hörbare Rauschen vermindert wird, das durch die warme Luftströmung durch die mehreren Warmluft-Justierventile erzeugt wird.
Die vorliegende Erfindung ist zwar unter Bezugnahme auf ein exemplarisches Beispiel dargestellt und beschrieben worden, jedoch versteht es sich für die Fachleute, das vorstehende sowie verschiedene andere Änderungen, Weglassungen und Hinzufügungen zu der Form und den Details der Erfindung möglich sind, ohne daß man dabei den Rahmen der Erfindung verläßt, wie er beansprucht ist.
Von mir beansprucht wird:

Claims

1. Luftkreislauf-Luftaufbereitungssytem (110) zur Lieferung aufbereiteter Luft an eine Anzahl von Zonen in einer Fahrzeugkabine, wobei die Temperatur jeder der Anzahl der Zonen individuell gesteuert wird, indem kühle Luft von einer zentralen Quelle mit warmer Justierluft gemischt wird, wobei eine Anzahl aufbereiteter Luftströme erzeugt wird und jede Zone einen der Anzahl der aufbereiteten Luftströme erhält, wobei das System folgendes aufweist:

eine Druckerfassungseinrichtung (120) zum Erfassen eines Drucks in einem ersten Rohr (126) und zum Schaffen eines diesen anzeigenden Drucksignals (122);

eine Steuerungseinrichtung (116), die auf das Drucksignal und eine Anzahl von Positions- Rückkopplungssignalen (140-143) anspricht, um ein Regulierventil-Strömungsquerschnittbefehlssignal (114) zu schaffen sowie eine Anzahl von Justierventil-Strömungsquerschnittbefehlssignalen (130-133) zu schaffen;

eine auf das Regulierventil- Strömungsquerschnittbefehlssignal ansprechende Regulierventileinrichtung (112) zum Aufnehmen warmer Druckluft von einem Einlaßrohr (20) zum Steuern der Strömungsrate der warmen Druckluft durch Modulieren des Querschnitts, den die warme Druckluft durchläuft, sowie zum Schaffen einer regulierten Warmluftströmung in das erste Rohr hinein; und

eine Anzahl von Justierventilen (66a, 68a, 70a, 72a), wobei jedes der Justierventile einen Anteil der regulierten Warmluftströmung erhält und jedes der Justierventile einen variablen Querschnitt aufweist, durch den der Anteil der regulierten Warmluftströmung an einem Justierventil-Einlaß (88a, 90a, 92a, 94a) eintritt und an einem Justierventil-Auslaß (40a, 41a, 42a, 43a) verläßt, wobei jedes der Justierventile auf ein entsprechendes der mehreren Justierventil- Querschnittbefehlssignale beim Variieren des Querschnitts des Justierventils anspricht und wobei die Anzahl der Positions-Rückopplungssignale den Querschnitt wiederspiegeln, den jedes der Justierventile offen ist, wobei jedes der Justierventile eine warme Luftströmung in einen entsprechenden der Auslässe führt, wobei jeder der warmen Luftströme mit der kühlen Luft von der zentralen Quelle gemischt wird, um dadurch die Anzahl der aufbereiteten Luftströme zu bilden, die in die Anzahl der Zonen eintreten.

2. System nach Anspruch 1,

wobei die Steuerungseinrichtung außerdem eine Einrichtung (158, 160, 162, 164, 166) zum Planen des Regulierventil- Strömungsquerschnittbefehlssignals zur Schaffung eines bestimmten Druckabfalls über der Anzahl von Justierventilen ansprechend auf die Anzahl der Positions-Rückkopplungssignale aufweist.

3. System nacn Ansdruch 1 oder 2,

wobei die Steuerungseinrichtung einen Mikroprozessor (152) aufweist.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

wobei die Regulierventileinrichtung außerdem eine pneumatische Unterstützungs-Steuereinrichtung (202) aufweist zum Steuern des Querschnitts der Regulierventileinrichtung, durch den die Warmluft hindurchströmt, im Falle eines Versagens, das die Steuereinrichtung an einem Steuern des Querschnitts über das Regulierventil Querschnittbefehlssignal hindert.

5. System nach Anspruch 1 bis 4, weiterhin mit:

einem Verteiler (78a), der zum Empfangen des regulierten warmen Luftstroms von dem ersten Rohr sowie zur Lieferung des genannten Anteils der regulierten warmen Luftströmung an jedes der Anzahl von Justierventilen positioniert ist.

6. Vorrichtung zum Liefern von Druckluft an einen umschlossenen Raum, mit:

einer Druckerfassungseinrichtung (120) zum Erfassen des Luftdrucks in einem ersten Rohr (126) sowie zum Liefern eines diesen wiedergebenden Drucksignals (122);

einer Steuerungseinrichtung (116), die auf das Drucksignal sowie auf eine Anzahl von Positions- Rückkopplungssignalen (140-143) anspricht, um ein Regulierventil - Strömungsquerschnittbefehlssignal (114) zu schaffen sowie eine Anzahl von Justierventil-Strömungsquerschnittbefehlssignalen (130-133) zu schaffen;

einer auf das Regulierventil- Strömungsquerschnittbefehlssignal ansprechenden Regulierventileinrichtung (112) zum Empfangen von Druckluft, zum Modulieren des Querschnitts, den die Druckluft durchströmt, sowie zum Schaffen einer regulierten Luftströmung in das erste Rohr hinein; und

einer Anzahl von Justierventilen (66a, 68a, 70a, 72a), wobei jedes der Justierventile einen Anteil der regulierten Luftströmung erhält und jedes der Justierventile einen variablen Querschnitt besitzt, den der Anteil der regulierten Luftströmung durchströmt, wobei der variable Querschnitt jedes der Justierventile von einem entsprechenden der Anzahl der Justierventil- Querschnittbefehlssignale abhängig ist, wobei die mehreren Positions-Rückkopplungssignale das Ausmaß des variablen Querschnitts wiedergeben, den jedes der Justierventile offen ist, so daß der Querschnitt der Regulierventileinrichtung durch die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Anzahl der Positions-Rückkopplungssignale gesteuert wird, um dadurch das hörbare Rauschen zu vermindern, das durch die die Anzahl der Justierventile durchströmende sowie in die mehreren Zonen hineinströmende Luft erzeugt wird.

7. System nach Anspruch 6,

8. System nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Steuerungseinrichtung einen Mikroprozessor (152) aufweist.

9. System nach Anspruch 6 bis 8,

wobei die Regulierventileinrichtung außerdem eine pneumatische Unterstützungs-Steuereinrichtung (202) aufweist zum Steuern des Querschnitts der Regulierventileinrichtung, durch den die Luft hindurchströmt, im Falle eines Versagens, das die Steuereinrichtung an einem Steuern des Querschnitts über das Regulierventil- Querschnittbefehlssignal hindert.

10. System nach Anspruch 6 bis 9, weiterhin mit:

einem Verteiler (78a), der zum Empfangen des regulierten warmen Luftstroms von dem ersten Rohr sowie zur Lieferung des genannten Anteils der regulierten warmen Luftströmung an jedes der Anzahl von Justerventilen positioniert ist.