舱室压力控制系统、控制舱室内部实际压力的方法及流出阀技术方案

本发明专利技术涉及一种舱室压力控制系统（１０）、一种控制舱室（５０）内部的实际压力的方法以及一种特别是用于所述系统（１０）或所述方法的流出阀（１４；１５；１６；１７）。本发明专利技术为将实际舱室压力送往流出阀（１４；１５；１６；１７）提供了通讯，并且还提供了连接舱室压力控制系统（１０）的各部件的公共数据交换线路（２２）。系统（１０）具有较高的冗余和可靠性，即使一个或几个部件发生故障也能保证所需的复杂精密的压力控制，并且使得可以完全除去以前所用的完全气动式安全阀。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种舱室压力控制系统，特别是用于飞行器中的舱室压力控制系统，包括至少一个用于测量舱室内部实际压力的压力传感器、至少一个用于控制所述实际压力与所述舱室周围的大气压力之间的压差的流出阀、至少一个用于根据实际压力和大气压力或者压差来计算将要传送至所述至少一个流出阀的驱动信号的控制器。另外，本专利技术涉及一种控制舱室内部，特别是飞行器舱室内部的实际压力的方法，包括以下步骤测量所述舱室内部的实际压力，测量周围大气的压力，计算所述实际压力与所述大气压力之间的压差，或者作为一种代替方案，也可测量所述实际压力与大气压力之间的压差，以及将实际压力信号和大气压力信号与/或压差信号传送至至少一个控制器以便计算至少一个流出阀的驱动信号，从而控制所述实际压力与所述大气压力之间的压差。在另一个方面中，本专利技术的目的在于一种流出阀，它用于控制舱室中的实际压力与周围大气之间的压差，设置有接收来自控制器的驱动信号的输入端和至少一个驱动器，所述流出阀适用于如上文所述的舱室压力控制系统或方法。实际舱室压力与大气压力之间的压差可以通过测量这两种压力并将它们彼此相减而算出。另外，所述压差也可以利用适当的传感器直接测量。当然，也可以利用来自其它飞行器系统的信息。如果舱室压力高于大气压力，则压差为正值，否则压差为负值。已知在发到本申请的申请人的EP 0 625 463 B1中提到了一种控制器、一种舱室压力控制系统以及一种用于控制舱室内部实际压力的方法。所述现有技术文件中公开了一种包括一个控制器、一个流出阀和两个安全阀的舱室压力控制系统。控制器根据舱室和大气之间的压差以及其它临界参数如最终航行飞行高度来计算输出信号。流出阀被致动以便将舱室实际压力保持在预定的控制舱室压力附近。已知的系统提供了闭环控制。这种系统必须满足两个要求。首先，压差一定不能超过一定的阈值，因为否则飞行器机身就会受到损坏或破坏。其次，操作人员通常设定一个必须保持的一定的压力变化率。舱室压力的变化率过大将会有害于机组人员和乘客，因此不能接受。如果流出阀或控制器发生故障，舱室压力与大气压力之间的压差就可能会超过预定的阈值。如果压差为正值，安全阀就会根据所述压差而机械地打开。所述打开动作能够防止舱室由于压差的作用而发生损坏或破坏。为了补偿负压差，已知的系统还另外提供了一个负泄压阀以使空气进入舱室。已知的舱室压力控制系统可靠性高。然而，它需要利用一个流出阀和两个安全阀来防止超压，从而导致重量增加，而这点特别不合飞行器中的要求。在现有技术的舱室压力控制系统中，根据航空规章需要两个独立的超压泄压阀。通常，现有技术的压力控制系统运行着两个控制通道并带有另外一个手动的航线。如果发生故障，系统会逐步地降级至简单方式和手动备用方式。所需的自治式安全功能由安全阀实现。这种独特系统的对更高安全性的新要求，特别是FAR的修正规则所规定的新要求将不再接受这种现有技术的舱室压力控制系统。冗余水平必须提高。此外，飞行器操纵人员要求控制系统具有更高的可调度性，而由于这可能会需要更换有故障的部件，就影响到系统的体系结构。因此，本专利技术的一个目的是提供一种舱室压力控制系统、一种控制舱室压力的方法和一种流出阀，能够有效地进行压力控制从而防止产生过高舱室压力，而重量减轻和冗余提高。本专利技术的另一个目的是，即使舱室压力控制系统的一个或几个部件发生故障，也能保持高度精密的舱室压力控制。为了实现以上目的，本专利技术在第一实施方案中提出了一种上述类型的舱室压力控制系统，其特征在于，所述至少一个流出阀与所述至少一个控制器和所述至少一个压力传感器相连接，以便既能接收来自所述至少一个控制器的驱动信号又能接收来自所述至少一个压力传感器的实际压力信号。为有利起见，所述舱室压力控制系统包括彼此相连的若干控制器、若干舱室压力传感器以及若干流出阀。这样，所有的控制器、传感器和流出阀就可以通过一根公共的数据交换线路来交换信号。在第二实施方案中，以上目的通过如上所述的舱室压力控制系统来实现，其特征在于，所述至少一个压力传感器、所述至少一个流出阀和所述至少一个控制器通过一根公共数据交换线路彼此相连，以便彼此交换信号。在一个优选实施方案中，舱室压力控制系统包括至少一个附加的传感器用于测量大气压力。所述传感器可以构成为舱室压力控制系统的一体部分并与公共数据交换线路相连。作为替代方案，用于测量大气压力的传感器可以与至少一个控制器相连。在那种情况下，传感器可为不同航空电子系统，例如用于测定飞行参数的系统的一部分。数据交换线路可以采用双工总线系统，并且优选地特征在于具有三重冗余。它可以与控制板相连以便由操作人员完成信息输出和指令输入。这种新型舱室压力控制系统的所有主要功能单元优选地为三重。它们可以通过三重冗余全双工总线系统彼此相连。所述系统优选地具有时间同步性。在与总线相连的各个部件中的每个之间实现数据同步和对称。与现有技术的系统相反，不再有受到控制的通道来为所有流出阀的所述通道传送相关驱动。相反地，本专利技术提供的压力控制将由通过仲裁逻辑选择的这些部件来实现。这些起控制作用的部件在实时控制功能单元的每个主时间帧中可能会发生变化。如果一个功能单元发生故障，将不会发生如同现有技术的系统中失去一个通道那样的系统降级。只有所述功能单元存在故障或者被怀疑会不精确。它可由具有相同功能的另一个部件来代替。如果故障可以修复，有故障的部件将会根据内置测试逻辑的结果而恢复操作。本专利技术还提供了一种手动操作方式，它作为运行于已有控制系统资源上的功能单元而实现。不需要为手动方式功能单元分配额外的系统资源。部件和总线也无需改变。总线的引入使得舱室压力控制系统具有较高的灵活性。有故障的部件可以从总线上断开从而可以方便地替换。可以加入另外的部件而无需对系统体系结构进行复杂的变化。根据本专利技术的方法的特征在于以下事实所述实际压力信号另外还与用于控制所述实际压力和所述大气压力之间的压差的所述至少一个流出阀保持通讯，以便使所述压差保持在一个预定上部水平和一个预定下部水平之间。另外，大气压力信号也可与所述至少一个流出阀保持通讯。为有利起见，也是提供有通过一根公共数据交换线路来交换信息的若干控制器、压力传感器和流出阀。每个控制器可以计算其自身的驱动信号。然后所有控制器的驱动信号相互比较以便判定任何不准确计算。另外，流出阀接收压力信息并且可以检查由控制器所接收的驱动信号的准确性。在一个优选实施方案中，每个流出阀的驱动单元的位置都受到监控并与其它流出阀和/或控制器保持通讯。一个驱动单元的故障情况可通过流出阀之间的数据交换来确定而不必涉及控制器。任何不准确的位置都很容易确定。驱动单元位置不准确的流出阀的电源可被断开。优选地，各个流出阀通过公共数据交换线路来交换关于其驱动单元的位置方面的信息。作为替代方案，可以提供一个单独的数据交换通道。全部流出阀的驱动单元的位置通过目前起控制作用的控制器来控制。所述控制器可以与其他控制器、传感器和流出阀保持通讯。系统可以自动改变起控制作用的控制器。如果起控制作用的控制器发出不正确的驱动信号，所述不准确的情况将会被识别。驱动信号的控制和计算被转移至另一个控制器。将不会发生系统降级现象。根据本专利技术的流出阀的特征在于以下事实它还包括一个用于接收实际压力信号的输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特别用于飞行器中的舱室压力控制系统，其包括 至少一个用于测量舱室（５０）内部实际压力的压力传感器（１８；１９；２０）； 至少一个用于控制所述实际压力与所述舱室（５０）周围的大气压力之间的压差的流出阀（１４；１５；１６；１７）； 至少一个控制器（１１；１２；１３），用于根据实际压力和大气压力或者压差来计算将要与所述至少一个流出阀（１４；１５；１６；１７）通讯的驱动信号（３４）； 其特征在于，所述至少一个流出阀（１４；１５；１６；１７）与所述至少一个控制器（１１；１２；１３）和所述至少一个压力传感器（１８；１９；２０）相连接，以便既接收来自所述至少一个控制器（１１；１２；１３）的驱动信号（３４）又接收来自所述至少一个压力传感器（１８；１９；２０）的实际压力信号（３２）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FJ舍雷尔，T维伦布林克，
申请(专利权)人：北方微机股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]