CN110740885A - 对称动态均衡体积及压力的空气管理系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的空气管理系统,其具有第一气动回路及第二气动回路,其中所述第一气动回路及所述第二气动回路在中立位置中经由交叉流机构气动连接。所述第一气动回路包括被配置以独立地调整所述车辆的第一侧面的高度的第一调平阀。所述第二气动回路包括被配置以独立地调整所述车辆的第二侧面的高度的第二调平阀。所述第一调平阀及所述第二调平阀被配置以在所述第一调平阀未独立地调整所述车辆的所述第一侧面的所述高度且所述第二调平阀未独立地调整所述车辆的所述第二侧面的所述高度时,在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通。

Description

对称动态均衡体积及压力的空气管理系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年6月16日申请的临时专利申请序号62/520918、2017年10月17日申请的临时专利申请序号62/573587,及2018年2月5日申请的临时专利申请序号62/626373的申请日在专利法下的优先权,所述申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开涉及用于任何类型的车辆、拖车及挂车的空气管理系统的改进,包括具有通过空气弹簧支撑的一个或多个轮轴的负载原动机(load carrying prime mover)及拖车。
背景技术
车辆的空气悬架系统具有多个悬架气囊,其在每个轮轴的任一侧上成对地支撑一个或多个车轴。在一种熟知车辆中,空气弹簧对通过在相邻轮轴上的被相对应定位的空气弹簧之间延伸的共用大直径空气管线连接。共用空气管线各自通过空气管线连接至高度控制阀,所述高度控制阀被导向至车辆的相应侧。高度控制阀控制共用空气管线的空气供应以调整空气弹簧的充气,从而确保车辆在变化的道路条件下驾驶时保持水平。除非以其他方式定义,否则术语“高度控制阀”用作等效于术语“调平阀”,从而术语“高度控制阀”与“调平阀”可互换使用。
举例来说,当车辆进行转弯时,车辆的重心沿车辆的宽度远离所述转弯而移位。归因于重量移位,车辆背朝所述转弯的一侧的空气弹簧开始收缩,而车辆面朝所述转弯的一侧的空气弹簧开始扩展。因此,车辆两侧变得不平。作为响应,调平阀中位于车辆所降低一侧的一者向被收缩空气弹簧供应空气,同时车辆所升高一侧的另一调平阀移除被扩展空气弹簧中的空气以保持车辆水平。经由测试,现已发现,调平阀常常在对车辆的动态重量转移作出响应时过度补偿,其中自调平阀供应空气的空气弹簧的气压往往高于通过调平阀排气的空气弹簧。因此,在调平阀试图将车辆调平之后,空气悬架系统的两侧之间持续存在压力差。尽管车辆相对两侧的空气弹簧之间保持压力差动,但调平阀返回至中立模式(例如,旋转盘被设定为无作用区(dead band)范围内),其中车辆相对两侧的空气弹簧之间缺少气动连通。归因于空气弹簧之间的此压力差动,即使在调平阀响应于车辆重量转移已调整空气弹簧的压力之后,车辆仍保持不平。
其他类型的空气悬架系统已替换机械调平阀,其使用电子致动阀来控制气囊的高度。虽然一些电子致动阀已经设计以对车辆重量转移或车辆滚转作出响应,但电子致动阀未能解释在空气弹簧的高度响应于车辆重量转移已被调整之后空气弹簧之间持续存在的压力差动。
因此,本发明者已认识到,需要一种解决持久性压力不平衡问题,从而使得车辆可复原至平衡气压、水平及行驶高度的空气管理系统。
发明内容
本发明提供一种用于车辆的增强型气动悬架系统,其中所述空气管理系统包括第一气动回路、第二气动回路及将所述第一气动回路与所述第二气动回路气动连接的交叉流机构。所述第一气动回路包括被配置以独立地调整所述车辆的第一侧面的高度的第一调平阀。所述第二气动回路包括被配置以独立地调整所述车辆的第二侧面的高度的第二调平阀。所述第一调平阀及所述第二调平阀被配置以在所述第一调平阀未独立地调整所述车辆的所述第一侧面的所述高度且所述第二调平阀未独立地调整所述车辆的所述第二侧面的所述高度时,在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通。根据本文中所描述的所述空气管理系统的各种实例,所有空气管理系统进行修改,使得可在机械或电子操作下使用每个空气管理系统(例如,用于调平阀的致动器可自机械机构切换至电子部件)。
所述第一气动回路包括安置于所述车辆的第一侧面上的第一组空气弹簧、第一供应箱、将所述第一组空气弹簧与所述第一调平阀气动连接的第一多条空气管线,及将所述第一调平阀与所述第一供应箱气动连接的第一供应管线。所述第二气动回路包括安置于所述车辆的第二侧面上的第二组空气弹簧、第二供应箱、将所述第二组空气弹簧与所述第二调平阀气动连接的第二多条空气管线,及将所述第二调平阀与所述第二供应箱气动连接的第二供应管线。所述交叉流连接自所述第一调平阀延伸至所述第二调平阀。在另一实例中,所述第一气动回路及所述第二气动回路可通过共用供气箱供应空气,使得所述空气管理系统仅包括仅仅一个供气箱,以将气流提供至所述车辆的两侧上的空气弹簧。在一个实例中,所述第一多条空气管线及所述第二多条空气管线可具有大体上相同的直径及长度,且所述第一供应管线及所述第二供应管线可具有大体上相同的直径及长度。
在一个配置中,每个调平阀可包括壳体及可枢转地连接至所述调平阀的控制臂,其中所述控制臂被配置以响应于所述空气弹簧的压缩或扩展在中立位置与一个或多个响应位置之间枢转。所述第一调平阀及所述第二调平阀可被配置以在所述第一调平阀及所述第二调平阀两者的所述控制臂设定于所述中立位置中时在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通。所述第一调平阀及所述第二调平阀可被配置以在所述第一调平阀及所述第二调平阀中的一者的所述控制臂设定为所述一个或多个响应位置时阻止所述第一气动回路与所述第二气动回路之间的气动连通。所述第一调平阀及所述第二调平阀可包括被配置以检测所述控制臂的所述位置的控制臂传感器。所述空气管理系统可包括与每个控制臂传感器电连通的控制单元。每个控制臂传感器可被配置以将所述控制臂的所述位置作为控制臂位置输入传输至所述控制单元。所述控制单元可被配置以基于所述控制臂位置输入确定在所述车辆的所述第一侧面及所述第二侧面相对于轮轴的车辆高度。
在一个实例中,所述第一调平阀及所述第二调平阀可各自为旋转阀,所述旋转阀包括外壳本体及被配置以在所述外壳本体内旋转以更改所述第一气动回路与所述第二气动回路之间的连通的旋转盘。每个外壳本体可包括被配置以自空气源接收空气的供气端口、被配置以将空气排出至大气的排气端口、被配置以接收空气或将空气供应至所述第一气动回路或所述第二气动回路中的一者的一个或多个弹簧端口,及被配置以接收空气或将空气供应至所述第一调平阀或所述第二调平阀中的一者的交叉流端口。在一个配置中,所述旋转盘可被配置以在既不在所述一个或多个弹簧端口与所述供气端口之间建立连通,也不在所述一个或多个弹簧端口与所述排气端口之间建立连通时,在所述一个或多个弹簧端口与所述交叉流端口之间建立连通。在一个配置中,所述第一调平阀及所述第二调平阀可各自包括控制臂,其可枢转地连接至所述外壳本体且被配置以响应于所述第一气动回路或所述第二气动回路中的一者的高度改变而关于所述阀旋转。在一个配置中,所述控制臂的旋转可诱使所述旋转盘在多个角度位置之间旋转,以更改所述供气端口、所述排气端口、所述一个或多个弹簧端口及所述交叉流端口之间的连通。
在一个实例中,所述第一调平阀及所述第二调平阀可各自包括歧管壳体、安置于所述歧管壳体的孔中的阀元件,及电子致动器。所述阀元件可被配置以在所述歧管壳体的所述孔中移动至一个或多个位置,所述一个或多个位置至少包括在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通的中立位置,及将空气自供气箱供应至相应气动回路的供应位置,及将空气自所述相应气动回路移除至所述大气的排气位置。所述电子致动器被配置以触发柱塞在所述一个或多个位置之间的移动。所述阀元件可选自由以下组成的组:柱塞、旋转盘及提升阀。所述电子致动器为(例如)螺线管、伺服马达及步进马达。
在一个实例中,所述空气管理系统可包括与每个调平阀的所述电子致动器电连通的控制模块。所述控制模块可被配置以将命令传输至每个电子致动器,以触发所述阀元件在所述中立位置、供应位置及排气位置之间的移动。所述空气管理系统可包括一个或多个调平传感器。每个调平传感器可被配置以沿所述车辆的位置检测相对于轮轴的车辆高度,且将所述所检测车辆高度作为车辆调平输入传输至所述控制模块。所述控制模块可被配置以基于所述车辆调平输入确定在所述车辆的所述第一侧面及所述第二侧面相对于所述轮轴的车辆高度。
在一个配置中,每个调平阀可包括圆柱形歧管、安置于所述歧管中且与所述歧管的内表面滑动接合的阀构件,及以操作方式连结至所述阀构件的电子致动器。所述歧管可包括沿所述歧管的侧表面安置的多个开口。所述电子致动器可被配置以致动所述阀构件以沿所述歧管的纵向轴线滑动,从而控制所述多个开口的暴露,使得相应调平阀被配置以选择性地:(i)将空气供应至相应气动回路,(ii)自相应气动回路移除空气,或(iii)在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立交叉流。
本发明包括调平阀。所述调平阀可包括安装于下部壳体上以形成阀体的上部壳体,其中所述阀体限定在所述上部壳体与所述下部壳体之间延伸的腔室。所述下部壳体可包括与所述腔室连通的多个端口,其中所述多个端口包括供气端口、排气端口、一个或多个弹簧端口及交叉流端口。在一个配置中,所述下部壳体还可包括倾卸端口(dump port),其中所述交叉流端口安置于所述下部壳体的第一末端上,且所述倾卸端口安置于与所述第一末端相对的所述下部壳体的第二末端上。在一个配置中,所述供气端口可安置于所述下部壳体的第一侧面上,且所述排气端口可安置于与所述下部壳体的所述第一侧面相对的所述下部壳体的第二侧面上。在一个配置中,所述交叉流端口可安置于所述下部壳体的第一末端上,且所述第一末端可在所述下部壳体的所述第一侧面与所述第二侧面之间延伸。在一个配置中,所述一个或多个弹簧端口可包括定位于所述下部壳体的所述第一侧面或所述第二侧面中的一者上的第一弹簧运动。所述调平阀可包括控制臂,所述控制臂具有附接至延伸穿过所述上部壳体的上表面的轴杆的第一末端,其中所述控制臂被配置以响应于车辆悬架的扩展或压缩而关于所述阀体旋转。所述调平阀可包括安置于所述阀体的所述腔室中且通过延伸穿过所述上部壳体的所述轴杆连接至所述控制臂的旋转盘,其中所述旋转盘被配置以关于所述阀体的所述腔室内的支撑元件旋转。所述旋转盘可被配置以在既不在所述一个或多个弹簧端口与所述供气端口之间建立气动连通,也不在所述一个或多个弹簧端口与所述排气端口之间建立气动连通时,在所述一个或多个弹簧端口与所述交叉流端口之间建立气动连通。
本发明可包括一种用于控制车辆的稳定性的方法。所述方法可包括提供空气管理系统的步骤,所述空气管理系统包括第一第一气动回路及第二气动回路。所述第一气动回路可包括被配置以独立地调整所述车辆的第一侧面的高度的第一调平阀。所述第二气动回路可包括被配置以独立地调整所述车辆的第二侧面的高度的第二调平阀。所述空气管理系统可包括交叉流管线,其将所述第一调平阀与所述第二调平阀连接。所述方法可包括通过所述第一调平阀及所述第二调平阀在所述第一调平阀未独立地调整所述车辆的所述第一侧面的所述高度且所述第二调平阀未独立地调整所述车辆的所述第二侧面的所述高度时,在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通。
本发明可包括一种用于调整车辆的空气管理系统的气压的方法,所述空气管理系统包括一个或多个供气箱、安置于所述车辆的第一侧面上的第一气动回路,及安置于所述车辆的第二侧面上的第二气动回路。所述方法可包括通过第一调平阀独立地调整所述第一气动回路的所述气压,使得所述第一调平阀将空气自所述一个或多个供气箱供应至所述第一气动回路或将空气自所述第一气动回路移除至大气的步骤。所述方法可包括通过第二调平阀独立地调整所述第二气动回路的所述气压,使得所述第二调平阀将空气自所述一个或多个供气箱供应至所述第二气动回路或将空气自所述第二气动回路移除至所述大气的步骤。所述方法可包括仅仅在所述第一调平阀及所述第二调平阀两者均设定于中立模式中,从而每个调平阀既不供应来自所述一个或多个供气箱的空气,也不将空气移除至所述大气时于所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通的步骤。
本发明可包括一种与用于车辆的空气管理系统的空气弹簧相关联的控制单元。所述控制单元可包括被配置以安装至所述空气弹簧的顶板的壳体,其中所述壳体包括阀室。所述控制单元可包括安置于所述阀室中的阀。所述阀可被配置以在多个模式之间切换,所述多个模式包括:(i)作用中模式,其中所述阀独立地调整所述相关联空气弹簧的高度,及(ii)中立模式,其中在所述阀未处于所述作用中模式中时,所述阀在所述相关联空气弹簧与连接至所述空气管理系统的第二空气弹簧的交叉流管线之间建立气动连通。所述控制单元可包括一个或多个传感器,其被配置以监视所述空气弹簧的至少一个条件,且产生指示所述空气弹簧的所述至少一个条件的测量信号。所述控制单元可包括通信接口,其被配置以将资料信号传输至与所述空气管理系统的所述第二空气弹簧相关联的第二控制单元及自所述第二控制单元接收资料信号。所述控制单元可包括处理模块,其以操作方式连结至所述阀、所述一个或多个传感器及所述通信接口;其中所述处理模块被配置以:(i)自所述一个或多个传感器接收测量信号且自所述通信接口接收资料信号;及(ii)基于来自所述一个或多个传感器的所述所接收测量信号及来自所述通信接口的所述资料信号致动所述阀以在所述作用中模式与所述中立模式之间切换。
本发明可包括用于车辆的空气管理系统。所述空气管理系统可包括具有安置于车辆的第一侧面处的一个或多个空气弹簧的第一气动回路。所述空气管理系统可包括具有安置于车辆的第二侧面上的一个或多个空气弹簧的第二气动回路。所述空气管理系统可包括一个或多个交叉流管线,其中每个交叉流管线自与所述第一气动回路相关联的空气弹簧延伸至与所述第二气动回路相关联的空气弹簧。每个空气弹簧可包括控制单元。每个控制单元可包括壳体,其被配置以安装至相关联空气弹簧的顶板,其中所述壳体包括阀室。每个控制单元可包括阀,其安置于所述阀室中,其中所述阀被配置以在多个模式之间切换,所述多个模式包括:(i)作用中模式,其中所述阀独立地调整所述相关联空气弹簧的高度,及(ii)中立模式,其中当所述阀未处于所述作用中模式中时,所述阀在所述相关联空气弹簧与相应交叉流管线之间建立气动连通。每个控制单元可包括一个或多个传感器,其被配置以监视所述相关联空气弹簧的至少一个条件且产生指示所述相关联空气弹簧的所述至少一个条件的测量信号。每个控制单元可包括通信接口,其被配置以将资料信号直接传输至与所述悬架系统的其他空气弹簧相关联的其他控制单元且自所述其他控制单元直接接收资料信号。每个控制单元可包括处理模块,其以操作方式连结至所述阀、所述一个或多个传感器及所述通信接口,其中所述处理模块被配置以:(i)自所述一个或多个传感器接收测量信号且自所述通信接口接收资料信号;及(ii)基于来自所述一个或多个传感器的所述所接收测量信号及来自所述通信接口的所述资料信号致动所述阀以在所述作用中模式与所述中立模式之间切换。
本发明可包括一种用于控制包括空气管理系统的车辆的稳定性的方法,其中所述空气管理系统可包括:第一气动回路,其具有安置于车辆的第一侧面处的一个或多个空气弹簧;第二气动回路,其具有安置于车辆的第二侧面上的一个或多个空气弹簧;及一个或多个交叉流管线,其中每个交叉流管线自与所述第一气动回路相关联的空气弹簧延伸至与所述第二气动回路相关联的空气弹簧。所述方法可包括通过高度传感器及气压传感器监视相应空气弹簧的高度及气压的步骤。所述方法可包括通过所述高度传感器及所述气压传感器产生指示所述相应空气弹簧的所述高度及所述气压的信号的步骤。所述方法可包括通过处理模块接收指示所述相应空气弹簧的所述高度及所述气压的所述信号的步骤。所述方法可包括通过所述处理模块基于指示所述相应空气弹簧的所述高度的所述所接收信号计算所述相应空气弹簧的高度差动率及压力差动率的步骤。所述方法可包括通过所述处理模块确定是否独立地调整所述空气弹簧的所述高度,或在所述空气弹簧与相应交叉流管线之间建立气动连通的步骤。所述方法可包括通过所述处理模块致动阀以切换至所述模式中的一者:(i)作用中模式,其中所述阀独立地调整所述相关联空气弹簧的高度,及(ii)中立模式,其中当所述阀未处于所述作用中模式中时,所述阀在所述相关联空气弹簧与相应交叉流管线之间建立气动连通的步骤。在一个配置中,所述高度传感器、所述处理模块及所述阀安置于所述空气弹簧的腔室中。
根据本文中所描述的所述空气管理系统的所述各种实例,所有空气管理系统包括至少两个独立气动回路,其中每个独立气动回路被配置以响应于动态车辆重量转移而独立地调整车辆的侧的高度。在独立地调整所述车辆的侧的所述高度的状态中,所述相应气动回路不与安置于所述车辆的相对侧上的另一气动回路气动连通,使得所述车辆的侧上的所述空气弹簧不与安置于所述车辆的所述相对侧上的所述空气弹簧气动连通。根据本文中所描述的所述空气管理系统的所述各种实例,所有空气管理系统可在所述两个独立回路之间选择性地建立交叉流,使得当所有所述调平阀设定于中立位置或中立模式中时,安置于所述车辆的侧上的所述空气弹簧与安置于所述车辆的另一侧上的所述空气弹簧气动连通。在本上下文中,当调平阀既不将空气自所述供气箱供应至所述空气弹簧,也不将空气自所述空气弹簧排出至所述大气时(例如,所述旋转盘设定于无作用区范围内),所述调平阀设定于中立位置或中立模式中。
在参考附图考虑以下描述及所附权利要求之后,本公开的标的物的其他特征及特性,以及结构的相关元件的操作方法、功能以及制造的部分与经济的组合将即刻变得更显而易见,以下描述、所附权利要求及附图皆形成本说明书的部分,其中相同附图标号在各图中指代对应部分。
附图说明
并入本文中且形成本说明书的部分的附图图示本公开的标的物的各种实施方案。图中,类似附图标号指示相同或功能上相似的元件。
图1A为根据本发明的一个配置的空气管理系统的示意图。图1B为根据本发明的一个配置的包括安置于车辆的中心部分的调平阀的空气管理系统的示意图。图1C为根据本发明的一个配置的包括调平阀的空气管理系统的示意图,其中每个调平阀具有多个气囊口。
图2为根据本发明的一个配置的调平阀的俯视图。
图3为根据本发明的一个配置的调平阀的透视图。
图4为根据本发明的一个实施方案的调平阀的分解视图。
图5为根据本发明的实施方案的下部壳体的透视图。
图6A至图6C为根据本发明的实施方案的旋转盘的示意图。
图7为根据本发明的空气管理系统的示意图。
图8为根据本发明的空气管理系统的示意图。
图9为根据本发明的空气管理系统的示意图。
图10为根据本发明的下部壳体的透视图。
图11为根据本发明的下部壳体的俯视图。
图12A为根据本发明的沿线Z-Z截取的下部壳体的顶部截面视图。图12B为根据本发明的沿线Y-Y截取的下部壳体的侧面截面视图,图12C为根据本发明的沿线X-X截取的下部壳体的侧面截面视图。
图13为根据本发明的旋转盘的俯视图。
图14A为待用于本发明中的第一提升阀的透视图。图14B为待用于本发明中的第一提升阀的沿线B-B截取的截面视图。
图15A为根据本发明的第二提升阀的透视图。图15B为根据本发明的第二提升阀的沿线C-C截取的截面视图。
图16为根据本发明的空气管理系统的示意图。
图17为根据本发明的空气管理系统的示意图。
图18为根据本发明的空气管理系统的示意图。
图19为根据本发明的空气管理系统的示意图。
图20为根据本发明的空气管理系统的示意图。
图21A为根据本发明的空气管理系统的示意图。
图21B为根据本发明的空气管理系统的示意图。
图22为根据本发明的控制单元的示意图。
图23为根据本发明的系统控制器的示意图。
图24为根据本发明的控制单元的示意图。
图25为根据本发明的系统控制器的示意图。
图26A为根据本发明的阀的示意图。
图26B为沿图26A中的线A截取的根据本发明的阀的横截面图。
图27为根据本发明的下部壳体的顶部透视图。
图28为根据本发明的下部壳体的底部透视图。
图29为根据本发明的下部壳体的端视图。
图30为根据本发明的下部壳体的侧视图。
图31为根据本发明的下部壳体的顶部平面图。
图32为根据本发明的下部壳体的底部平面图。
图33为根据本发明的旋转盘的透视图。
图34为根据本发明的旋转盘的顶部平面图。
图35为根据本发明的旋转盘的侧视图。
图36为沿图34中的线36截取的根据本发明的旋转盘的侧面截面视图。
图37及图38为根据本发明的轴杆的透视图。
图39为根据本发明的轴杆的侧视图。
图40为根据本发明的轴杆的底部端视图。
图41为根据本发明的轴杆的顶部端视图。
图42为根据本发明的轴杆的侧视图。
图43为展示在根据本发明的调平阀的各种操作阶段处的各种阀口的气压的曲线。
图44为图示根据本发明的一种用于调整包括第一气动回路及第二气动回路的空气管理系统的气压的方法的流程图。
具体实施方式
虽然本发明的标的物的方面可以多种形式实施,但以下描述及附图仅仅意欲公开此等形式中的一些作为标的物的特定实例。因此,本发明的标的物并不意欲受限于如此进行描述且说明的形式或实施方案。
本公开包括一种用于车辆的空气管理系统,其具有:第一气动回路,其具有被配置以独立地调整车辆的第一侧面的高度的第一调平阀;第二气动回路,其具有被配置以独立地调整车辆的第二侧面的高度的第二调平阀;及交叉流机构,其将所述第一调平阀与所述第二调平阀连接。在第一调平阀未独立地调整车辆的第一侧面的高度,且第二调平阀未独立地调整车辆的第二侧面的高度时,例如,在车辆的两个侧面的行驶高度控制臂处于中立位置时,或在电子致动阀设定于中立模式中时,第一调平阀及第二调平阀在第一气动回路与第二气动回路之间建立气动连通。第一调平阀及第二调平阀被配置以在所有驾驶条件下设定于中立位置或中立模式,包括在车辆以基本上高于每小时零哩的速度行进时。
如本文所使用,术语“中立位置”及“中立模式”被定义为调平阀既不将空气自供气源供应至空气弹簧,也不将空气自气囊移除至大气,且调平阀中的每个者与彼此气动连通的状态。
如本文所使用,术语“作用中模式”被定义为阀在一个气动回路中独立地调整一个或多个空气弹簧的高度或气压,同时所述阀未与另一气动回路的任何部件气动连通的状态。
如本文所使用,“交叉流机构”或“交叉流系统”包括在第一气动回路与第二气动回路之间建立气动连通所必需的任何部件,其中第一气动回路及第二气动回路被提供于车辆的相对侧上,即,左侧及右侧。交叉流机构或交叉流系统可包括将第一调平阀及第二调平阀连接的交叉流空气管线,所述交叉流空气管线连接至每个调平阀上的交叉流端口,其中所述交叉流空气管线未直接连接至供应箱或连接至所述供应箱的供应管线。交叉流机构或交叉流系统也可包括连接至第一调平阀及第二调平阀中的每个者的交叉流控制器装置。交叉流机构或交叉流系统也可包括电气传感器,例如,气压传感器、气流传感器、行驶高度传感器、稳定性控制传感器。
如本文所使用,“响应位置”被定义为车辆的每个侧的一个或多个调平阀在气动回路中独立地调整空气弹簧的气压的状态。
如本文所使用,“无作用区”指旋转盘的盘表面完全覆盖下部壳体的储集腔,使得调平阀既不将空气自供气箱供应至空气弹簧,也不将空气自气囊移除至大气的旋转范围。
在一个实例中,每个调平阀包括壳体、安置于所述壳体的孔中的阀元件,及可枢转地连接至所述壳体,使其自中立位置枢转至一个或多个响应位置以诱使阀元件的旋转或移动的控制臂。在另一实例中,每个调平阀包括壳体及代替控制臂电连接至其上的行驶高度传感器。在另一实例中,每个调平阀包括壳体、安置于所述壳体的孔中的阀元件、可枢转地连接至所述壳体以诱使阀元件的移动或旋转的控制臂,及安置于所述壳体中以检测控制臂的移动的传感器。在另一实例中,每个调平阀可包括壳体、阀元件,及诱使所述阀元件的旋转或移动的马达(例如,步进马达)。所述阀元件可选自由以下组成的组:柱塞、旋转盘及提升阀。
在一个实例中,当第一调平阀及第二调平阀两者的控制臂设定于中立位置中时,所述第一调平阀及所述第二调平阀在第一气动回路与第二气动回路之间建立气动连通,且当第一调平阀及第二调平阀中的一者的控制臂设定为一个或多个响应位置时,所述第一调平阀及所述第二调平阀被配置以阻止第一气动回路与第二气动回路之间的气动连通。
在一个实例中,第一气动回路包括:安置于车辆的第一侧面上的第一组空气弹簧、第一供应箱、将第一组空气弹簧与第一调平阀气动连接的第一多条空气管线,及将第一调平阀与第一供应箱气动连接的第一供应管线;且第二气动回路包括:安置于车辆的第二侧面上的第二组空气弹簧、第二供应箱、将第二组空气弹簧与第二调平阀气动连接的第二多条空气管线,及将第二调平阀与第二供应箱气动连接的第二供应管线。在另一实例中,所述第一气动回路及所述第二气动回路可通过共用供气箱供应空气,使得所述空气管理系统仅包括仅仅一个供气箱,以将气流提供至所述车辆的两侧上的空气弹簧。
在一个实例中,提供空气管线以供应相等空气量来在车辆的两侧的气动回路内保持对称性。空气管线具有大体上相同(例如,±10%或±5%或±2%或±1%内)或相等的直径和/或长度。供应管线具有大体上相同(例如,±10%或±5%或±2%或±1%内)或相等的直径和/或长度。
图1A至图1C展示如本文所公开的用于车辆的空气管理系统的配置,其通过附图标号100指示。空气管理组件100包括安置于车辆1的第一侧面上的第一气动回路、安置于车辆1的第二侧面上的第二气动回路,及将第一气动回路及第二气动回路气动连接的交叉流管线38。车辆1可具有前驱及后驱和/或非驱动轮轴2及3,其通过如所图示的定位于轮轴2及3的任一侧上的气囊对(也可互换地称作空气弹簧)4与5、6与7、8与9及10与11以已知方式支撑于底盘1上。本发明不限于具有图式中所示的特定数目个轮轴、气囊(空气弹簧)、空气管线/软管、供气箱,这是因为此等元件取决于如对于本领域技艺人士将立即清楚的所使用的车辆类型而变化。在另一实例中,第一气动回路及第二气动回路可通过共用供气箱供应空气,使得空气管理系统100仅包括仅仅一个供气箱,以将气流提供至车辆1的两侧上的空气弹簧4-11。
在图1A至图1C中,空气弹簧4、5、8及9定位于车辆1的第一侧面上,且通过单独空气管线12、13及18-21连接在一起以形成第一组空气弹簧。空气弹簧4、5、8及9及单独空气管线12、13及18-21通过阀软管28供应空气,所述阀软管连接至第一调平阀16。供应软管30自第一调平阀16直接延伸至用于将空气供应至第一调平阀16的第一供应箱32。供应软管30也设有压力保护阀34。因此,空气弹簧4、5、8及9、单独空气管线12、13及18-21、阀软管28、第一调平阀16、供应软管30、压力保护阀34(一些车辆或空气管理系统中不需要)及第一供应箱32形成适用于独立地调整车辆1的第一侧面的高度的第一气动回路。
在一些实施方案中(未示出),空气管理组件100可包括将空气同步递送至第一气动回路及第二气动回路两者的单一供气箱,及通过单一软管连接至所述供气箱且经由两根供应软管连接至第一气动回路及第二气动回路的单一压力保护阀。单一压力保护阀被配置以在空气管理系统100内出现泄漏或故障的情况下将充足气压供应至第一气动回路及第二气动回路两者。单一压力保护阀被配置以具有至双压力保护阀34的较大气容量,以便将充足空气同步地提供至第一气动回路及第二气动回路两者。
空气弹簧6、7、10及11定位于车辆1的第二侧面上,且通过单独空气管线14、15及22-25连接至一起以形成第二组空气弹簧。空气弹簧6、7、10及11及单独空气管线14、15及22-25通过阀软管29供应空气,所述阀软管连接至第二调平阀17。供应软管31自第二调平阀17直接延伸至用于将空气供应至第二调平阀17的第二供应箱33。供应软管31也设有压力保护阀35。因此,空气弹簧6、7、10、11、单独空气管线14、15及22-25、阀软管29、第二调平阀17、供应软管31、压力保护阀35及第二供应箱33形成适用于独立地调整车辆1的第二侧面的高度的第二气动回路。第一气动回路及第二气动回路两者可独立地操作,使得第一调平阀16独立地将空气传递至车辆1的第一侧面或自所述第一侧面排出空气,且第二调平阀17独立将空气传递至车辆1的第二侧面或自所述第二侧面排出空气。
为确保至每个气囊的具有大体上相同体积及压力的被平衡的供应空气,车辆1的第一侧面上的单独空气管线12、13及18-21及车辆1的第二侧面上的单独空气管线14、15及22-25具有大体上相同大小(内部直径)及长度。在所图示的配置中,单独空气管线18-21及22-25各自具有约12mm(1/2英寸)的孔径。可使用其他大小,其中提供类似结果,每个组或群组中的空气管线(例如,18至25、28及29、30及30 31等)的大小及长度是相同的。出于类似原因,阀软管28及29具有大体上相同的大小或内部直径及长度,且供应软管30及31具有大体上相同的大小或内部直径及长度。单独空气管线18-21及21-25的布建及此等管线至被分别供气的调平阀16及17的连接确保相等体积的空气被迅速地供应至空气弹簧中的每个者,使得空气弹簧的内部压力对转送至阀16及17的道路条件的变化恰当地作出响应。因此,第一组空气弹簧的内部压力的改变速率基本上与第二组空气弹簧的内部压力的改变速率对称。
第一控制阀16及第二控制阀17各自包括控制臂16a、17a,其连接至安装于空气弹簧9及11之下的刚性杆36。控制臂16a、17a各自被配置以响应于空气弹簧的压缩及扩展而上下移动,其致使第一控制阀及第二控制阀16、17将空气供应至气囊抑或自所述气囊排出空气。当控制臂16a、17a处于中立位置中时,第一调平阀及第二调平阀16、17两者既不将空气自供应箱供应至空气弹簧,也不将空气自空气弹簧移除至大气。交叉流管线38自第一调平阀16延伸至第二调平阀17以连接第一调平阀及第二调平阀。如图1A中所示,交叉流管线38未直接连接至供应管线30、31或供气箱32、33。当控制臂16a、17a均处于中立位置中时,第一调平阀及第二调平阀16、17与彼此气动连通,使得第一气动回路与第二气动回路之间经由交叉流管线38存在气动连通,以使车辆1的第一侧面上的空气弹簧4、5、8及9与所述车辆的第二侧面上的空气弹簧6、7、10、11之间的气压相等。因此,当控制臂16a、17a均处于中立位置中时,第一气动回路及第二气动回路连结在一起作为一共用回路。通过维持第一组空气弹簧与第二组空气弹簧之间的相等气压,第一调平阀及第二调平阀16、17在控制臂16a、17a两者均处于中立位置中时平衡车辆的两个侧面之间的压力。在所图示的实施方案中,在第一气动回路与第二气动回路之间建立气动连通仅仅需要单一交叉流管线38,使得空气在车辆的左侧面与右侧面之间流动。
第一调平阀及第二调平阀16、17仅仅在控制臂16a、17a均处于中立位置中时允许经由交叉流管线38的与彼此的气动连通。换句话说,当控制臂16a、17a中的任一者未处于中立位置中时,第一调平阀及第二调平阀16a、17a阻止第一气动回路与第二气动回路之间的气动连通。通过在控制臂16a、17a中的任一者自中立位置向上且向下移动时不在第一气动回路与第二气动回路之间建立连通,第一调平阀及第二调平阀16、17能够独立地将空气自空气弹簧排出或将空气供应至所述空气弹簧。因此,当车辆1进行急转弯而转移车辆的重心时,第一调平阀及第二调平阀16、17中的一者将空气供应至已根据车辆1的重量转移而收缩的一组空气弹簧,同时第一调平阀及第二调平阀16、17中的另一者在第一调平阀16与第二调平阀17之间无任何交叉流的情况下将空气自已根据车辆的重量转移而扩展的另一组空气弹簧排出。在此状态下,第一调平阀及第二调平阀16、17可通过将过多空气供应至一组空气弹簧,或将过多空气自另一组空气弹簧移除,来过度补偿车辆的动态重量转移,从而在第一组空气弹簧与第二组空气弹簧之间产生微小压力差。第一组空气弹簧与第二组空气弹簧之间的此微小压力差可能不会在车辆1自转弯拉开时触发控制臂16a、17a任一者枢转而远离中立位置,其会将车辆1保持于不平状态中(如果未用于本发明中描述的机构中)。根据本发明,因为第一调平阀及第二调平阀16、17在控制臂16a、17a两者处于中立位置中时经由交叉流38与彼此连通,所以第一组空气弹簧与第二组空气弹簧之间的微小压力差随着空气经由交叉流管线38自较高压力下的一组空气弹簧传递至较低压力下的一组空气弹簧而消除,由此达到平衡状态。
图2示意性图示根据本发明的一个配置的调平阀50。调平阀50包括壳体60及控制臂70。壳体60包括连接至供应箱的供气端口61,连接至大气的排气端口62、连接至车辆的一个相应侧上的空气弹簧的空气弹簧端口63,及连接至车辆的另一侧上的第二调平阀的交叉流端口64。虽然图2图示具有一个空气弹簧端口的壳体60,所述壳体60可包括与安置于车辆的相应侧上的多组空气弹簧连通的两个或更多个空气弹簧端口。此外,端口关于彼此及关于控制臂的相对定位可以是变化的,且并不意欲受限于图2中所图示的配置。
如图2中所示,控制臂70连接至壳体60,且响应于安置于车辆的一侧上的空气弹簧的压缩及扩展在多个位置之间关于壳体60枢转。当空气弹簧压缩时,控制臂70自水平位置向上枢转至第一位置,其在壳体的供气端口61与空气弹簧端口63之间建立连通。因此,空气自供应箱被供应至相应空气弹簧,由此增大空气弹簧的气压。当相应空气弹簧扩展时,控制臂70自水平位置向下枢转至第二位置,其在壳体60的排气端口62与空气弹簧端口63之间建立连通。因此,空气自空气弹簧被移除且被释放至大气中,由此减小空气弹簧的气压。当控制臂70在任一方向上枢转远离中立位置时,空气弹簧端口63不与交叉流端口64连通。在中立位置处,控制臂70基本上定向于水平位置中,使得控制臂70平行于地表面延伸。当控制臂70设定于中立位置中时,空气弹簧端口63既不与供气端口61连通,也不与排气端口62连通。实情为,空气弹簧端口63在控制臂70设定于中立位置中时与交叉流端口64连通,从而使得调平阀50可与安置于车辆的相对侧上的另一调平阀连通(如图1A至图1C中所示)。
根据一个例示性配置,调平阀可包括容纳于壳体的中心孔(未示出)中的诸如盘的旋转构件(未示出),其中所述中心孔气动连接至壳体的每个端口。旋转构件可旋转地连接至控制臂,从而使得控制臂的枢转移动诱使旋转构件的旋转。旋转构件可在多个位置之间旋转,以更改壳体的端口之间的连通。每个调平阀为具有至少一个旋转构件(未示出)的体积与压力被对称动态均衡分布的阀(所述旋转构件具有不同大小的凹槽或通孔),以便在于响应位置致动时将空气递送至空气弹簧或自其排出,或在于中立位置致动时切断至排气端口及供气端口的气流,及在中立位置开启交叉流端口处的气动连通。因此,如果车辆的一侧上的调平阀处于中立位置,但车辆的相对侧上的调平阀未处于中立位置,则两个调平阀之间不存在气动连通。只有在两个调平阀均被致动至中立位置时,车辆的相对侧上的气动回路之间才会建立气动连通。
在调平阀均未独立地调整车辆相应侧的高度时建立交叉流减轻车辆的每个侧上的空气弹簧之间的不平衡压力差动。已发现,促成此等压力差动的一个因素为重力。举例来说,当时车辆进行转弯且经受动态侧向重量转移时,调平阀中的一者通过将空气供应至被压缩空气弹簧,而调平阀的另一者自被扩展空气弹簧移除空气来作出响应。然而,响应于侧向重量转移而供应空气的调平阀倾向于以更大的力供应空气,以克服作用于被压缩空气弹簧的重力。因此,相比自车辆相对侧上的另一组空气弹簧移除的空气的体积,所述调平阀常常将更多空气供应至另一组空气弹簧。尽管车辆相对侧上的空气弹簧之间保持压力差动,但控制臂返回至水平中立位置,其中每个调平阀的供气端口及排气端口均关闭(例如,在无作用区位置内),由此不考虑供应至空气弹簧组中的一者的被过度补偿的空气。
本发明的空气管理系统提供以下未预期优势:通过在调平阀两者均处于中立模式中时连结至少两个独立气动回路以形成一个共用气动回路,来减轻车辆每个侧上的空气弹簧之间的压力差动。在本上下文中,当调平阀既不供应来自供气箱的空气,也不将空气排出至大气时,调平阀处于“中立模式”中。因此,本发明的空气管理系统可通过在调平阀中的至少一者未处于中立模式中时阻止第一气动回路与第二气动回路之间的连通,来独立地调整车辆的每个侧。本发明的空气管理系统也可通过仅在调平阀两者处于中立模式中时于第一气动回路与第二气动回路之间建立交叉流连通,来将第一气动回路及第二气动回路连结成一个共用回路。在车辆的每个侧上的空气弹簧之间建立交叉流允许具有较大压力的被过度补偿的空气弹簧经由交叉流管线将空气释放至车辆的另一侧上的空气弹簧,由此促进车辆的两侧上的空气弹簧之间的平衡。最后,在所有调平阀设定于中立模式中时选择性地提供交叉流的能力允许空气管理系统以较佳牵引维持高度稳定、安全且更舒适的行车过程。
图3及图4展示根据本发明的一个配置的机械致动阀的不同视图。图3及图4中所示的调平阀300包括阀体310,其包括安装至下部壳体330的上部壳体320,其中控制臂340附接至延伸穿过上部壳体320的轴杆。上部壳体320通过紧固件(未示出)安装至下部壳体330,所述紧固件容纳于延伸穿过上部壳体320及下部壳体330的拐角的安装孔中。
参看图4及图5,下部壳体330包括至少五个端口334a-e,包括连接至气箱(未示出)的供气端口334a、用于自空气弹簧(未示出)排出空气的排气端口334b、连接至第一组空气弹簧(未示出)的第一端口334c、连接至第二组空气弹簧(未示出)的第二端口334d,及连接至另一调平阀(未示出)的交叉流端口334e。第一端口及第二端口334c及334d被布置使得下部壳体330的一侧上的第一弹簧端口334c与下部壳体330的另一侧上的第二弹簧端口334d一致。端口334a-d还被布置使得下部壳体330的一侧上的供气端口334a与下部壳体330的相对侧上的排气端口334b一致。
下部壳体330包括至下部壳体330的每个端口334a-e的单独气流通道(未示出),使得自供气端口334a供应的空气或被排出至排气端口334b的空气独立于流动穿过交叉流端口334e的空气而存在。参看图5,下部壳体330包括限定多个圆形腔338a-c的第一表面336。供气端口334a通过形成于下部壳体330中的一个气流通道连结至供气腔338a,且排气端口334b通过形成于下部壳体330中的第二气流通道连结至排气腔338b。交叉流端口334e通过形成于下部壳体330中的第三气流通道连结至交叉流腔338c。第一弹簧端口及第二弹簧端口334c、334d可通过形成于下部壳体330中的储集腔(未示出)连结。
图4及图6A至图6C展示根据本发明的一个配置的旋转盘350。参看图4,旋转盘350容纳于限定于下部壳体与上部壳体之间的中心孔中。旋转盘350包括中心孔隙352,其被配置以可旋转地容纳支柱(未示出),所述支柱自下部壳体330延伸且穿过上部壳体320而连接至控制臂。旋转盘350被配置以关于下部壳体330的中心孔内的支柱(未示出)旋转,由此限定作为枢轴点的中心孔隙352。旋转盘350包括围绕中心孔隙352间隔开的两个长椭圆形槽354,盘表面353被限定于其间且沿着旋转盘350的边缘。盘表面353对应于仅仅包括旋转盘350的固体表面的旋转盘350的区,而非通过槽限定的任何空隙空间。因此,当旋转盘350的盘表面353完全覆盖相应腔时,气流受限制而无法经由相应腔进入。旋转盘350还包括交叉流槽355,其小于两个长椭圆形槽354。
旋转盘350的角度位置随着控制臂340关于阀300的阀体310枢转而改变。如图6A中所示,当控制臂340被设定为水平位置时,旋转盘350被设定为中立位置,其中旋转盘350的盘表面353覆盖下部壳体330的供气腔338a及排气腔338b两者。因此,在中立位置,旋转盘350设定于旋转的无作用区范围内。因此,当旋转盘350设定于中立位置处时,空气弹簧既不连接至供气端口334a,也不连接至排气端口334b。然而,交叉流槽355覆盖交叉流腔,使得第一弹簧及第二弹簧与交叉流端口334e连通。如图6B中所示,归因于控制臂340的顺时针旋转,旋转盘350旋转至一角度位置,在所述角度位置,槽354、355的布置将供气腔338a与储集腔(未示出)连接,使得空气弹簧容纳来自供应箱的空气,由此增大空气弹簧的气压。如图6C中所示,归因于控制臂340的逆时针旋转,旋转盘350旋转至一角度位置,在所述角度位置,槽354、355的布置将排气腔338b与储集腔(未示出)连接,使得空气自空气弹簧被移除至大气。在其他配置中,一个旋转盘350的顺时针移动的一个条件可对应于根据本发明的另一旋转盘350的逆时针旋转。举例来说,旋转臂的顺时针旋转可诱使旋转盘350旋转至一角度位置,在所述角度位置中,槽354、355的布置将排气腔338b与弹簧储集腔(未示出)连接,使得空气弹簧将空气排出至大气,由此减小空气弹簧的气压。此外,旋转臂的逆时针旋转可诱使旋转盘旋转至一角度位置,在所述角度位置,槽354、355的布置将供气腔338a与弹簧储集腔(未示出)连接,从而使得空气自供应箱被供应至空气弹簧。
图10、图11及图12A至图12C图示根据本发明的一个配置的下部壳体430。下部壳体430被配置以安装至图3及图4中所示的上部壳体320,以形成调平阀的阀体。类似于图3至图5中所示的配置,下部壳体430包括至少五个端口434a-e,包括连接至气箱(未示出)的供气端口434a、用于自空气弹簧(未示出)排出空气的排气端口434b、连接至第一组空气弹簧(未示出)的第一端口434c、连接至第二组空气弹簧(未示出)的第二端口434d,及连接至另一调平阀(未示出)的交叉流端口434e。下部壳体430可任选地还包括连接至倾卸阀(未示出)的第六端口434f(图12A及图12B中所示),其中所述倾卸阀被配置以同步地自空气管理系统的每个空气弹簧移除所有空气。
如图12A至图12C中所示,下部壳体430包括至每个端口434a-f的单独空气流通道,包括连接至供气端口434a的供气通道432a、连接至排气端口434b的排气通道432b、连接至第一端口434c的第一通道432c、连接至第二端口434d的第二通道432d、连接至交叉流端口434e的交叉流通道432e,及连接至倾卸端口434f的倾卸通道432f。下部壳体430包括限定多个圆形盲孔438a-c及储集腔439的第一表面436。盲孔438a-c包括通过供气通道432a连结至供气端口434a的供气孔438a、通过排气通道432b连结至排气端口434b的排气孔438b,及通过交叉流通道432e连结至交叉流端口434e的交叉流孔438c。下部壳体430还包括被配置以容纳支柱(未示出)的中心孔洞438d,所述支柱延伸穿过上部壳体320以容纳控制臂。第一通道432c、第二通道432d及倾卸通道432f互连在一起,且自储集腔439延伸。在图10中所示的一个实例中,下部壳体430可包括自第一表面436突出的升高表面437,其中孔438a-c及腔439沿所述升高表面437进行限定。下部壳体430的升高表面437被配置以接合上部壳体320的下表面,以于其中限定一腔室。
图13图示根据本发明的配置的旋转盘450。类似于图4及图6A至图6C中所示的配置,旋转盘450包括中心孔隙452、两个长椭圆形槽454,及交叉流槽455,其中盘表面453于其间且沿旋转盘450的边缘延伸。中心孔隙452安置于两个长椭圆形槽454与交叉流槽455之间。两个长椭圆形槽454与旋转盘455的中心轴A-A对称地间隔开,且交叉流槽455覆盖旋转盘450的中心轴A-A,其中中心孔隙452安置于长椭圆形槽454与交叉流槽455之间。交叉流槽455的截面积基本上小于每个长椭圆形槽454的截面积。举例来说,交叉流槽455的截面积比长椭圆形槽454的截面积小至少三倍、四倍、五倍、十倍、二十倍、三十倍、四十倍或更多倍。在一些非限制性实施方案(例如,图33至图36)中,交叉流槽455的宽度或直径可随其深度变化,使得交叉流槽455的宽度或直径具有在旋转盘450的第一面处的第一横向尺寸和在旋转盘450的第二面处的第二横向尺寸,其中所述第一横向尺寸大于所述第二横向尺寸。
旋转盘450容纳于下部壳体430的升高表面437上,且中心孔隙452容纳自下部壳体430的第一表面436延伸至旋转阀的上部壳体(未示出)的轴杆(未示出)。类似于图4及图6A至图6C中所示的配置,旋转盘450被配置以在包括中立位置、第一角度位置及第二角度位置的多个位置之间关于轴杆旋转。在中立位置,旋转盘450的盘表面453覆盖下部壳体430的供气孔438a及排气孔438b两者,使得空气弹簧既不连接至供气端口434a,也不连接至排气端口434b。因此,旋转盘450在设定于中立位置时设定于旋转的无作用区范围内。在中立位置,交叉流槽455覆盖交叉流孔438c,使得第一弹簧及第二弹簧与交叉流端口434e连通。
当旋转盘450以顺时针方向旋转远离中立位置至第一角度位置时,长椭圆形槽454将供气孔438a与储集腔439连接,使得空气弹簧接纳来自供应箱的空气,由此增大空气弹簧的气压。当旋转盘450设定于第一角度位置时,交叉流槽455旋转离开交叉流孔438,使得无作用区453覆盖交叉流孔438c。当旋转盘450以逆时针方向旋转远离中立位置至第二角度位置时,长椭圆形槽454将排气孔438b与储集腔439连接,使得空气自空气弹簧移除。当旋转盘450设定于第二度位置时,交叉流槽455旋转离开交叉流孔438c,使得无作用区453覆盖交叉流孔438c。
归因于交叉流槽455的尺寸,旋转盘450仅仅需要针对无作用区453自中立位置以顺时针或逆时针方向稍微旋转约1°至2°,以完全覆盖交叉流孔438c。因此,旋转盘可自允许第一气动回路及第二气动回路之间的交叉流快速转换成在无交叉流发生的情况下独立地控制气流至车辆的一侧。虽然旋转盘自中立位置以顺时针或逆时针方向旋转约1°至2°,但长椭圆形槽454既不与供气孔438a连通,也不与下部壳体430的排气孔438b连通。当旋转盘的旋转速度超过预定阈值速度时,旋转盘450可自第一角度位置旋转至第二角度位置,而在转换期间不允许空气流动穿过交叉流孔438c及交叉流端口434e。因此,当车辆经受后续动态重量转移时,旋转盘可在将空气供应至空气弹簧与自空气弹簧移除空气之间切换,而在转换期间不允许第一气动回路与第二气动回路之间发生交叉流。
图14A及图14B图示根据本发明中使用的一个配置的第一提升阀460。第一提升阀460包括自第一末端464延伸至第二末端466的圆柱形本体462。第一提升阀460包括通道463,其自沿第一末端464限定的第一开口463a穿过本体462延伸至沿第二末端466限定的第二开口463b。第一开口463a的大小等同于第二开口463b的大小。第一提升阀460安置于下部壳体430的供气孔438a及排气孔438b两者中,其中第一末端464突出至下部壳体430的第一表面436之外,且接合旋转盘450,以在供气孔及排气孔438a、438b与长椭圆形槽454之间提供气密密封。在某些其他配置(未示出)中,第一开口463a的大小可不同于第二开口463b的大小,使得通道463的直径或宽度随其长度变化而变化。在一个实例中,第一开口463a可包括第一直径,且第二开口463b可包括第二直径,其中第二直径小于第一直径。
图15A及图15B图示根据本发明的一个配置的第二提升阀470。类似于第一提升阀460,第二提升阀470包括自第一末端474延伸至第二末端476的圆柱形本体472。第一提升阀470包括通道473,其自沿第一末端474限定的第一开口473a穿过本体472延伸至沿发送末端476限定的第二开口473b。不同于第一提升阀460,第二提升阀470中的第一开口473a的大小小于第二开口473b的大小。第二提升阀470的第一开口473a的大小及形状对应于旋转盘450中的交叉流槽455的大小及形状。第二提升阀470安置于下部壳体的交叉流孔438c中,其中第一末端474自下部壳体436的第一表面436突出,且接合旋转盘450,以在旋转盘450的交叉流槽455与交叉流孔438c之间提供气密密封。
在一个非限制性实施方案中,下部壳体430可包括沿第一表面436安置的第四盲孔(未示出),藉此第四盲孔与交叉流孔438c对准,且储集腔439安置于第四盲孔与交叉流孔438c之间。在一些实施方案中,第四盲孔关于中心孔洞438d与供气孔及排气孔438a、438b分隔开九十度,且关于中心孔洞438d与交叉流孔438c分隔开一百八十度。第四盲孔不与供气通道432a、排气通道432b、第一通道432c、第二通道432d、交叉流通道432e及倾卸通道432f中的任一者气动连通。在一些实施方案中,第三提升阀(未示出)可安置于第四盲孔中。在一些实施方案中,第三提升阀可包括与容纳于交叉流孔438c中的第一提升阀460相同的配置,使得第三提升阀包括被配置以在下部壳体430的第一表面436上方突出的第一末端。当旋转盘450容纳于下部壳体430的第一表面436上时,第三提升阀被配置以接合旋转盘450,使得旋转盘450的底面接合四个提升阀:容纳于供气孔及排气孔438a、438b中的第一提升阀460对、容纳于交叉流孔中的第二提升阀470,及容纳于第四盲孔中的第三提升阀。通过接合关于中心孔438d各自移位九十度的四个提升阀,旋转盘450保持在调平位置。
图43图示根据本发明的例示性实施方案中的调平阀的控制臂的角度与下部壳体的各种端口的气压之间的关系。如图43中所示,x轴反映以秒计的机动操作的时间,且y轴指示以度计的控制臂的角度(即,表示为斜线)及各种阀端口响应于改变控制臂角度的每平方吋压力表(PSIG)中的气压(表示为曲线)。参看图43,当车辆动态地遇到变化的道路条件时,即,当控制臂最初远离中立位置枢转时(通过x轴指示),工作端口(即,连接至空气弹簧的弹簧端口)处的气压按指数律成比例地增大,而供气端口处的气压稍微突降。因此,调平阀被配置以在控制臂远离中立位置枢转至供应位置时在供应气压下对空气弹簧快速地作出响应。随后,当控制臂最初向着中立位置向后枢转时,如图43中的x轴上的约14秒所指示,弹簧端口水平下的气压保持在恒定水平。一旦调平臂返回至中立位置,如图43中的x轴上的约28秒所指示,交叉流端口处的气压剧增至约90PSIG,且弹簧端口处的气压稍微减小。因此,被连接的空气弹簧的压力稍微减小,使得安置于车辆的相对侧上的空气弹簧变得相等。随后,当车辆继续行驶且遇到不同的变化的道路条件时,即,当控制臂以相反方向旋转远离中立位置时(在图43中的x轴上的约29秒开始),排气端口处的气压增大,从而相较于在控制臂设定于中立位置时的气压的减小,弹簧端口处的气压以更快速率按指数律成比例地减小。因此,被连接的空气弹簧中的气压响应于控制臂切换至排气位置而显著减小。因此,图43表明根据本发明的调平阀根据三个唯一阶段操作:(i)供气模式;(ii)排气模式;及(iii)交叉流模式。另外,图43表明单独阶段之间不存在渗移(bleed),从而调平阀可在单一时间仅仅在三个模式中的一者中操作。
根据各种实施方案,图44图示用于调整空气管理系统100的气压的方法900,所述空气管理系统包括一个或多个供气箱32、33、安置于车辆的第一侧面上的第一气动回路,及安置于车辆的第二侧面上的第二气动回路。如图44中所示,方法900包括通过第一调平阀16独立地调整第一气动回路的气压的步骤910。在各种实施方案中,独立地调整第一气动回路的气压包括将空气自一个或多个供气箱32、33供应至第一气动回路,抑或将空气自第一气动回路移除至大气。如图44中所示,方法900包括通过第二调平阀17独立地调整第二气动回路的气压的步骤920。在各种实施方案中,独立地调整第二气动回路的气压包括将空气自一个或多个供气箱32、33供应至第二气动回路,抑或将空气自第二气动回路移除至大气。如图44中所示,方法900包括仅仅在第一调平16及第二调平阀17两者设定于中立模式中时在第一气动回路与第二气动回路之间建立气动连通的步骤930。在各种实施方案中,中立模式中的调平阀既不自一个或多个供气箱供应空气,也不将空气移除至大气。
空气管理系统可包括机械致动调平阀或电子致动调平阀,以控制第一气动回路与第二气动回路之间的连通。在一个例示性配置中,空气管理系统可包括安置于每个空气弹簧处的调平阀,其中每个调平阀包括歧管及安置于所述歧管的腔室中的柱塞。柱塞被配置以在一个或多个位置之间于歧管的腔室中移动,所述一个或多个位置至少包括在第一气动回路与第二气动回路之间建立交叉流的第一位置,及独立地调整车辆的相应侧的高度的第二位置。歧管可包括电子致动器,以在一个或多个位置之间移动柱塞,从而使得气流可予以供应,或自相应空气弹簧移除,而非具有致动气流的控制臂。在一个例示性配置中,空气管理系统可具有中心歧管,其包括连接至空气管理系统的每个空气弹簧的单独端口。
在一个例示性配置中,调平阀可由一个或多个螺线管阀(solenoid valve)组成,其允许在选择性地允许第一气动回路与第二气动回路之间的交叉流,以使第一组空气弹簧与第二组空气弹簧之间的气压相等的同时独立地调整至车辆的每个侧的空气。空气管理系统还可包括控制器,其与调平阀电连通(例如,无线或有线)以控制电子致动调平阀的操作。空气管理系统还可包括位于空气管线中的气压传感器以感测压力变化及不平衡,且将此等资料传达至与调平阀电连通(例如,无线或有线)的控制器,或将其传达至一个或多个调平阀本身。空气管理系统还可包括基于用于高度控制的行驶高度传感器、所述端口中的一者或多者处的流动传感器及与电子系统的连通(例如,任何电子稳定性控制(ESC))的输入,所述电子稳定性控制包括(但不限于)车辆1的电子稳定性程序(ESP)、动态稳定性控制(DSC)、车辆稳定性控制(VSC)、自动牵引控制(ATC),和/或滚转稳定性控制系统。将空气管理系统的致动连结至控制器(其也连结至车辆的ESP、DSC ATC或VSC)通过用空气管理系统的操作使制动与导向控制同步来促进车辆的整体安全性。
在各种配置中,空气管理系统的控制器与调平阀、传感器及其他车辆电子系统(例如,ESC、ESP、DSC、VSC、ATC等等)电连通。在各种实施方案中,控制器可接收自传感器传输的测量信号,诸如空气弹簧的高度及压力测量。基于测量及资料信号,控制器被配置以计算空气管理系统的每个空气弹簧的当前状态及车辆的动态操作状态。在一个配置中,控制器被配置以基于所接收的测量及资料信号计算空气管理系统的空气弹簧之间的压力差动或高度差动。控制器被配置以在空气弹簧之间的压力差动或高度差动高于预定阈值时在作用中模式中致动阀,且在压力差动或高度差动低于预定阈值时在中立模式中致动阀。因此,当车辆的相应侧之间存在基本上的高度差时,控制器被配置以向调平阀传输命令,以独立地调整其相应气动回路的空气弹簧的高度,从而以更快速率将车辆引入至水平状况。在各种实施方案中,控制器可将命令传输至调平阀,从而以任何车辆速度在作用中模式中操作。当车辆的相应侧之间仅仅存在并不触发滚转条件的微小高度差动时,控制器被配置以向待设定于中立模式中的调平阀传输命令,且通过在空气弹簧之间建立交叉流,来减轻空气弹簧之间的任何压力差动。在各种实施方案中,控制器向调平阀传输命令,从而以任何车辆速度在中立模式中操作,包括基本上高于零哩每小时或零公里每小时的速度。
图7至图9图示包括一系列空气管线的空气管理系统,其中在相应空气弹簧与控制阀之间延伸的所有空气管线的长度具有相等长度及内部直径。图7图示空气管理系统200a,其包括第一气动回路、第二气动回路及至少两个调平阀300a。每个气动回路包括一个或多个空气弹簧205a、供气箱210a、在调平阀300a与供应箱210a之间延伸的供应管线220a,及将一个或多个空气弹簧205a连接至调平阀300a的一组弹簧管线230a。空气管理系统200a还包括连接至每个供应管线220a的压力保护阀240a(并非所有空气管理系统均需要)。在空气管理系统200a的一些配置中,弹簧管线230a可具有相等长度及直径,且供应管线220a可具有相等长度及直径。每个调平阀300a通过控制臂305以机械方式致动,且被配置以独立地调整至第一气动回路或第二气动回路中的一者的气流。调平阀300a通过交叉流管线250a连结在一起,以在所有调平阀设定于中立模式中时于第一气动回路与第二气动回路之间建立流体连通。因此,调平阀300a被配置以在既不将空气自气箱供应至空气弹簧,也不将空气自空气弹簧移除至大气时于第一气动回路与第二气动回路之间提供交叉流。
图8图示空气管理系统200b,其包括第一气动回路、第二气动回路及至少两个调平阀300b。每个气动回路包括一个或多个空气弹簧205b、供气箱210b、在调平阀300b与供应箱210b之间延伸的供应管线220b,及将一个或多个空气弹簧205b连接至调平阀300b的一组弹簧管线230b。在空气管理系统200b的一些配置中,弹簧管线230b可具有相等长度及直径,且供应管线220b可具有相等长度及直径。空气管理系统200b还包括连接至每个供应管线220b的压力保护阀240b。如图8中所示,调平阀300b为通过交叉流管线250b连接到一起的电子致动调平阀。电子致动调平阀被配置以在既不将空气自气箱供应至空气弹簧,也不将空气自空气弹簧移除至大气(即,在中立模式中)时于第一气动回路与第二气动回路之间提供交叉流。
图9图示空气管理系统200c,其包括第一气动回路、第二气动回路及至少两个调平阀300c。空气管理系统200c包括一个或多个空气弹簧205c、通过相应供应管线220c连接至每个调平阀300c的供气箱210c,其中压力保护阀240c并入至供应管线220c中。每个调平阀300c通过一系列弹簧管线230c连接至一个或多个空气弹簧205c。在空气管理系统200c的一些配置中,弹簧管线230c可具有相等长度及直径,且供应管线220c可具有相等长度及直径。调平阀300c通过交叉流管线250c连接到一起。如图9中所示,调平阀300c为电子致动调平阀,且与控制单元260电连通。电连通可通过有线连接或无线连接建立。电子致动调平阀被配置以在既不将空气自气箱供应至空气弹簧,也不将空气自空气弹簧移除至大气(即,在中立模式中)时于第一气动回路与第二气动回路之间提供交叉流。
图16至图18图示将气流的控制与电子控制单元同步的空气管理系统。图16展示空气管理系统500a,其包括第一气动回路510a、第二气动回路520a及至少两个调平阀600a。每个气动回路510a、520a包括一个或多个空气弹簧530a。每个调平阀600a被配置以独立地调整至第一气动回路或第二气动回路中的一者的气流。调平阀600a通过交叉流管线550a连结在一起,以在所有调平阀600a设定于中立模式中时于第一气动回路与第二气动回路510a、520a之间建立流体连通。每个调平阀600a通过控制臂610机械地致动,且包括安置于调平阀600a的壳体中的控制臂传感器(未示出),以检测控制臂的位置。在一个实例中,控制臂传感器可为电位计。控制臂传感器与控制单元650a电连通,其可整合于车辆的ESP、DSC或VSC中。电连通可通过有线连接或无线连接建立。控制臂传感器被配置以检测控制臂的位置,且将控制臂的位置传输至控制单元650a作为控制臂位置输入。控制单元650a被配置以基于控制臂位置输入确定车辆的每个相应侧的车辆高度。
图17展示空气管理系统500b,其包括供气箱505b、连接至供应箱505b的第一气动回路510b、连接至供应箱505b的第二气动回路520b,及至少两个调平阀600b,其中每个调平阀被配置以独立地控制至第一气动回路或第二气动回路510b、520b中的一者的气流。在空气管理系统500b的其他配置中,空气管理系统可具有多于一个供气箱505b。每个气动回路510b、520b包括一个或多个空气弹簧530b。每个调平阀600b包括被配置以在包括中立位置、供应位置及排气位置的多个位置之间移动的阀元件(未示出)。在一个实例中,阀元件可为提升阀、柱塞等等。当阀元件设定于中立位置中时,端口既不将空气自气箱供应至空气弹簧,也不将空气自空气弹簧移除至大气。每个调平阀600b通过电子致动器620以电子方式致动。在一个实例中,电子致动器620可为螺线管、马达等等。如图17中所示,调平阀600b通过交叉流管线550b连接到一起,以在所有阀元件设定于中立位置中时在第一气动回路与第二气动回路510b、520b之间建立流体连通。空气管理系统还包括多个调平传感器630,其包括安置于车辆的每个侧处的至少一个调平传感器630,以检测车辆高度位置、相应空气弹簧的气压,或与车辆稳定性有关的任何其他信息。调平传感器630与控制单元650b电连通。电连通可通过有线连接或无线连接建立。每个调平传感器630被配置以将测量传输至控制单元650b,作为车辆调平输入。控制单元650b被配置以基于车辆调平输入确定车辆的每个相应侧的车辆高度。控制单元650b还被配置以在每个调平阀600b控制电子致动器620,以触发阀元件至所要位置的移动,由此控制至第一气动回路及第二气动回路的气流。
在一个配置中,控制单元650b被配置以在第一气动回路及第二气动回路510b、520b的空气弹簧之间的压力差动或高度差动处于预定阈值内时致动调平阀600b以建立交叉流。控制单元650被配置以在第一气动回路及第二气动回路510b、520b的空气弹簧之间的压力差动或高度差动大于预定阈值时在作用中模式中致动阀600b以独立地调整其相关联气动回路的气压。控制单元650b可基于自传感器630接收的测量信号确定空气弹簧530b的压力差动或高度差动。
图18展示空气管理系统,其包括供气箱505c、第一气动回路510c、第二气动回路520c及在某些实施方案中安置于车辆的中心处或附近的歧管600c。在空气管理系统500c的其他配置中,空气管理系统可具有多于一个供气箱505c。歧管600c通过一个或多个供应管线506c连接至供应箱505c。每个气动回路510c、520c包括一个或多个空气弹簧530c。歧管600c包括多个端口640,包括通过弹簧管线535c连接至每个空气弹簧530c的至少一个端口640。歧管600c包括安置于每个端口640处的阀元件(未示出),以控制穿过所述端口的空气流。在一个实例中,阀元件可为提升阀、柱塞等等。阀元件被配置以在包括中立位置、供应位置及排气位置的多个位置之间移动。当阀元件设定于中立位置中时,端口既不将空气自气箱供应至空气弹簧,也不将空气自空气弹簧移除至大气。歧管600c还包括交叉流通道(未示出),以在所有阀元件设定于中立位置中时在第一气动回路与第二气动回路510c、520c之间建立流体连通。歧管600c还包括安置于每个端口处的电子致动器(未示出),以触发阀元件的移动。在一个实例中,电子致动器可为螺线管、马达等等。空气管理系统500c还包括多个调平传感器630,其包括安置于车辆的每个侧处的至少一个调平传感器630,以检测车辆高度位置、相应空气弹簧的气压,或与车辆稳定性有关的任何其他信息。调平传感器630与控制单元650c电连通。电连通可通过有线连接或无线连接建立。每个调平传感器630被配置以将测量传输至控制单元650c,作为车辆调平输入。控制单元650c被配置以基于车辆调平输入确定车辆的每个相应侧的车辆高度。控制单元650c还被配置以在每个端口640控制电子致动器,以触发阀元件至所要位置的移动,由此控制至第一气动回路及第二气动回路510c、520c的气流。
在一个配置中,控制单元650c被配置以在第一气动回路及第二气动回路510c、520c的空气弹簧之间的压力差动或高度差动处于预定阈值内时致动歧管600c以建立交叉流。控制单元650c被配置以在第一气动回路及第二气动回路510c、520c的空气弹簧之间的压力差动或高度差动大于预定阈值时在作用中模式中致动歧管600c以独立地调整其相关联气动回路的气压。控制单元650c可基于自传感器630接收的测量信号确定空气弹簧530b的压力差动或高度差动。
图19及图20图示将气流的控制与相关联于每个空气弹簧的控制单元同步的空气管理系统。图19展示空气管理系统700a,其包括空气源702a、供气箱704a、安置于车辆的第一侧面上的第一气动回路710a,及安置于车辆的第二侧面上的第二气动回路720a。每个气动回路710a、720a包括一个或多个空气弹簧730a。每个空气弹簧730a包括安置于空气弹簧730a的腔室内的控制单元740a。控制单元740a包括安装至空气弹簧730a的顶板732a的壳体780a。通过安置于空气弹簧730内,控制单元740a未暴露于外部环境,由此受保护免遭碎屑或恶劣天气条件所导致的损害。控制单元740a被配置以将空气弹簧730b的高度调整至基于通过控制单元740a监视的一个或多个操作条件而确定的所要高度。控制单元740a可在确定其相关联空气弹簧730a的所要高度的过程中考虑空气管理系统700a的其他空气弹簧730a的条件,但控制单元740a独立于空气管理系统700a的其他控制单元740a调整其相关联空气弹簧730a的高度。如图19中所示,交叉流管线760a将第一气动回路710a中的空气弹簧730a的控制单元740a连接至第二气动回路720a中的空气弹簧730a的控制单元740a。每个控制单元740a被配置以在既不将空气自空气源702a供应至空气弹簧730a,也不将空气自空气弹簧730a移除至大气(即,在中立模式中)时于第一气动回路及第二气动回路710a、720a的两个空气弹簧730a之间提供交叉流。
参看图19及图22,控制单元740a包括沿壳体780a的第一表面安置的入口端口741a、沿壳体780a的第一表面安置的出口端口742a、沿壳体780a的第一表面安置的交叉流端口743a,及沿壳体780a的第二表面安置的传送端口744a。控制单元740a包括阀室745a及将传送端口744a、入口端口741a、出口端口742a及交叉流端口743a连接至所述阀室745a的多个通道751a-754a。入口端口741a被配置以连接至安置于顶板732a上的拟合736a,由此在供气箱704a与控制单元740a之间建立气动连通。出口端口742a被配置以连接至安置于顶板732a上的排气端口738a,由此在大气与控制单元740a之间建立气动连通。交叉流端口743a被配置以连接至交叉流管线760a,由此在第一空气弹簧730a的控制单元740a与第二空气弹簧730a的控制单元740a之间建立气动连通。传送端口744a被配置以在阀室745a与空气弹簧730a的腔室之间建立气动连通,使得空气可被供应至空气弹簧730a的腔室或自所述腔室释放。
如图22中所示,控制单元740a包括用于选择性地控制空气至空气弹簧730a的腔室的供应及排出的安置于阀室745a中的阀746a。阀746a被配置以在多个模式之间切换,包括空气自空气弹簧730a的腔室释放出去的第一模式、空气被供应至空气弹簧730a的腔室中的第二模式、空气弹簧730a的腔室气动连接至交叉流管线760a的中立模式。在第一模式中,阀746a在入口端口741a与传送端口744a之间建立气动连通。在第二模式中,阀746a在出口端口742a与传送端口744a之间建立气动连通。当阀746a设定于第一模式或第二模式中时,阀746a独立地调整其相关联空气弹簧730a的高度(即,作用中模式),使得阀746a不与空气管理系统700a的其他空气弹簧730a气动连通。在中立模式中,阀746a在交叉流端口743a与传送端口744a之间建立气动连通,从而在其相关联空气弹簧730a与安置于车辆的相对侧上的第二空气弹簧730a之间产生交叉流。
阀746a可采用任何适合的形式或配置,诸如双向、三向或变化位置阀,以选择性地控制空气流以多个流动速率进入及离开空气弹簧730a的腔室。在一个实例(未示出)中,阀746a包括安置于阀室中的旋转构件及以操作方式连结至所述旋转构件的电子致动器。在一个配置中,电子致动器为步进马达。旋转构件被配置以在多个位置之间旋转,包括在入口端口与传送端口之间建立气动连通的第一位置、在出口端口与传送端口之间建立气动连通的第二位置,及在传送端口与交叉流端口之间建立气动连通的第三位置。电子致动器(例如,步进马达)被配置以自电源接收能量,且致动旋转构件在多个位置之间的移动。在一些配置中,旋转构件为包括多个孔的盘,所述多个孔被配置以在第一位置、第二位置及第三位置选择性地覆盖多个通道,且步进马达包括可旋转地耦接至所述盘的轴杆。在一些配置中,步进马达被配置以致动旋转构件至多个位置的移动,使得用于供应空气或自腔室移除空气的体积流动速率可在旋转构件的每个相应位置处变化。因此,步进马达可致动旋转构件至第一位置的移动,其中以第一速率供应空气或自空气弹簧730a的腔室移除空气,且步进马达可致动旋转构件至第二位置的移动,其中以大于或小于第一速率的第二速率供应空气或自空气弹簧730a的腔室移除空气。
在另一实例(未示出)中,阀746a可包括容纳于阀室745a中的柱塞,及以操作方式连接至所述柱塞的螺线管。柱塞被配置以在阀室745a内于多个位置之间滑动,包括在入口端口与传送端口之间建立气动连通的第一位置、在出口端口与传送端口之间建立气动连通的第二位置,及在传送端口与交叉流端口之间建立气动连通的第三位置。螺线管被配置以自电源接收能量,且致动柱塞在多个位置之间的移动。在一些配置中,螺线管被配置以致动柱塞至多个位置的移动,使得用于供应空气或自腔室移除空气的体积流动速率可在柱塞的每个相应位置处变化。
在如图26A及图26B所示的另一实例中,阀746a可包括圆柱形歧管780及可伸缩地容纳于歧管780中的节流元件790,使得调节元件790与歧管780的内表面滑动接合。在一个配置中,歧管780包括沿歧管780的表面安置的多个开口781-783。多个开口781-783包括安置为接近于歧管780的第一末端的第一开口781,安置为接近于歧管780的第二末端的第二开口782、安置于第一开口与第二开口781、782之间的第三开口783。第一开口781被配置以在控制单元740a的入口端口741a与传送端口744a之间提供气动连通。第二开口782被配置以在空气弹簧的腔室与控制单元740a的出口端口742a之间提供气动连通。第三开口783被配置以在交叉流端口743a与空气弹簧的腔室之间提供气动连通。
在一个配置中,节流元件790被配置以接收电信号,且响应于接收电信号而沿歧管780的纵向轴线滑动。通过沿歧管780的纵向轴线滑动,节流元件790被配置以控制第一开口、第二开口及第三开口781-783的暴露,使得阀746a被配置以针对相关联空气弹簧730a选择性地供应空气、移除空气或建立交叉流。节流元件790的移位还经由控制单元740a控制气流的速率。节流元件790还可设定于将空气管理系统700的空气弹簧730a与所有其他部件分离开,使得空气弹簧730a的气压保持静态的位置中。
在另一配置(未示出)中,节流元件被配置以响应于接收电信号而关于歧管的纵向轴线旋转。通过关于歧管的纵向轴线旋转,歧管被配置以控制第一开口、第二开口及第三开口的暴露,使得阀746a被配置以选择性地供应空气或自空气弹簧的腔室移除空气。阀746a可包括被配置以触发节流元件沿歧管的纵向轴线的移动的电子致动器。
在另一配置(未示出)中,歧管包括沿歧管的表面安置的多个开口。所述多个开口包括安置为接近于歧管的第一末端的第一开口、安置为接近于歧管的第二末端的第二开口、安置于第一开口与第二开口之间且安置于歧管的与第一开口及第二开口相对的一侧上的第三开口,及安置于第一开口与第二开口之间的第四开口。第一开口与入口端口741a直接气动连通。第二开口与出口端口742a直接气动连通。第三开口与传送端口744a直接气动连通。第四开口与交叉流端口143a直接气动连通。在一个配置中,节流元件被配置以接收电信号,且响应于接收电信号而沿歧管的纵向轴线滑动。通过沿歧管的纵向轴线滑动,节流元件被配置以控制第一开口、第二开口、第三开口及第四开口的暴露,使得阀746a被配置以针对相关联空气弹簧730a选择性地供应空气、移除空气或建立交叉流。节流元件的移位还经由控制单元740a控制气流的速率。节流元件还可设定于将空气管理系统700的空气弹簧与所有其他部件分离开,使得空气弹簧的气压保持静态的位置中。
在另一配置(未示出)中,节流元件被配置以响应于接收电信号而关于歧管的纵向轴线旋转。通过关于歧管的纵向轴线旋转,歧管被配置以控制第一开口、第二开口及第三开口的暴露,使得阀746a被配置以选择性地供应空气或自空气弹簧的腔室移除空气。阀746a可包括被配置以触发节流元件沿歧管的纵向轴线的移动的电子致动器。
控制单元740a包括一个或多个传感器748a、通信接口749a及以操作方式连结至一个或多个传感器748a及通信接口749a的处理模块750a。在一些配置中,控制单元740a可包括电源(未示出),诸如与控制单元740a的壳体780a整合,或位于控制单元740a的壳体780a外部的可再充电电池和/或超级电容器,以向一个或多个传感器、通信接口及处理模块提供操作功率。电源可以操作方式连结至车辆的电源供应器,以接收再充电电流。在其他配置(未示出)中,控制单元740a的壳体可在顶板上方延伸,使得阀室、阀及处理模块安装于顶板上方且安置于空气弹簧的腔室外部。
一个或多个传感器748a可为用于感测车辆或空气管理系统的部件中的任一者的状况的任何合适的配置或装置。在一个实例中,一个或多个传感器748a包括被配置以不断监视空气弹簧730a的顶板732a与底板734a之间的轴向距离的高度传感器。高度传感器被配置以产生指示与空气弹簧730a相关联的高度或距离,诸如顶板732a与底板734a之间的轴向距离的信号。在一个配置中,高度传感器可为超音波传感器,其中传感器传输超音波,检测自底板734a反射的波,且基于所检测的波确定顶部与底板之间的轴向间隔。在另一配置中,高度传感器可为红外传感器,其中传感器通过传输器传输红外光,通过接收器接收所反射的红外光,且基于反射回接收器的红外辐射的量确定顶部与底板之间的轴向间隔。高度传感器可为用于监视空气弹簧730a的高度的任何其他合适类型或配置,诸如电位计、线性位置转换器、雷射传感器或电磁波传感器。在另一实例中,一个或多个传感器可包括被配置以不断监视空气弹簧730a的内部气压,且产生指示空气弹簧730a的内部气压的信号的压力传感器。在一个配置中,压力传感器为压力转换器。
通信接口749a可为用于将模拟或数字信号转送至空气管理系统700a和/或其他车辆操作系统的其他空气弹簧730a的处理模块750a及控制单元740a,转送来自所述处理模块及所述控制单元的模拟或数字信号,或于其间转送模拟或数字信号的任何合适的装置或部件。在图19中所示的所说明配置中,空气弹簧730a包括多条引线735a,其将控制单元740a连接至空气管理系统700a及其他车辆操作系统(诸如CAN、RSC、ESC、ABS、PTC、AEB、防撞系统等等)的其他空气弹簧730a的控制单元740a。通信接口749a被配置以接收自有线引线735a接收的任何信号,且将彼等信号转送至处理模块750a。通信接口749a被配置以接收通过处理模块750a产生的任何信号,且经由有线引线将彼等信号传输至空气管理系统700及其他车辆操作系统的其他空气弹簧730a的控制单元740a。因此,每个空气弹簧730a的控制单元740a可与空气管理系统700的其他空气弹簧730a的控制单元740a电连通,使得在不经由其他系统部件转送信号的情况下,控制单元可将资料或命令直接传输至其他空气弹簧730a的控制单元740a,或自所述控制单元直接接收资料或命令。
控制单元740a的处理模块750a可为用于自一个或多个传感器748a及通信接口749a接收输入信号,且基于所接收的输入信号输出将空气弹簧730a的高度调整至所要高度的命令的任何合适装置或部件。处理模块750a可包括一个或多个处理器、中央处理单元、专用集成电路、微处理器、数字信号处理器、微控制器或微计算机。处理模块750a还可包括诸如只读存储器的存储器,以针对控制单元740a的操作储存实施控制策略及数学公式的所有必要软件。处理模块750a可包括振荡器与时钟电路,其用于产生允许处理模块750a对控制单元740a的操作进行控制的时钟信号。处理模块750a可包括以操作方式连结至阀,使得处理模块可选择性地致动阀的驱动器模块,诸如驱动电路。处理模块750a可向驱动器模块发信以任何合适方式致动阀,诸如通过脉宽调制或点按(hit-and-hold)致动。举例来说,处理模块750a可通过调制自驱动器模块传输至阀的电子致动器的电子信号,来更改阀的旋转。处理模块750a可包括用于接收通过一个或多个传感器产生的信号的传感器接口。处理模块750a可包括连结至传感器接口,使得自一个或多个传感器接收的模拟信号可被转换成数字信号的模拟至数字转换器。反过来,数字信号通过处理模块750a处理以确定空气弹簧730a的一个或多个条件,诸如弹簧高度或内部气压。因此,处理模块750a被配置以接收所有必要输入以计算空气弹簧730a的所要气压,确定必要气流速率以更改空气弹簧730a的气压,且传递关于将空气供应至控制单元740a的阀746a或排出所述空气的命令。
控制单元740a作为闭环控制系统操作,以基于车辆的所监视操作条件将其相关联空气弹簧730a的高度调整至所要高度。在操作中,处理模块750a自一个或多个传感器748a(诸如高度传感器及压力传感器)接收输入,以确定空气弹簧730a的高度及内部气压。处理模块750a命令通信接口749a将指示空气弹簧730a的弹簧高度及内部气压的信号传输至空气管理系统700a的其他空气弹簧730a的控制单元740a。反过来,通信接口749a可自其他空气弹簧730a的控制单元740a接收资料信号,且将彼等资料信号作为输入转送至处理模块750a。处理模块750a随后基于来自一个或多个传感器748a的输入及自空气管理系统700的其他空气弹簧730a接收的资料信号,确定其相关联空气弹簧730a的所要气压。在确定其相关联空气弹簧730a的所要气压的过程中,处理模块750a可考虑空气管理系统700a的所有空气弹簧730a之间的气压差,使得处理模块750a可确定车辆俯仰速率(pitch rate)及滚转速率(roll rate)。处理模块750a基于车辆滚转速率及俯仰速率确定调整其相关联空气弹簧730a的内部气压所需的流动速率。在一个配置中,所计算的流动速率是基于空气弹簧730a的高度响应于负载或移位而改变的速度(即,高度差动速率)。基于空气弹簧730a的高度差动速率及内部压力及空气管理系统700a的空气弹簧730a的高度之间的差,处理模块750a被配置以确定调整空气弹簧730a所需的所要气压及流动速率,以向车辆提供最佳稳定性及舒适度。在确定所要气压及流动速率之后,处理模块750a被配置以控制自其相关联空气弹簧730a排空或向其供应的空气的流动速率。虽然每个控制单元740a可至少部分基于其他空气弹簧730a的弹簧高度而确定其相关联空气弹簧730a的所要气压,但每个控制单元740a独立于空气管理系统的其他控制单元740a起作用。因此,空气管理系统的每个空气弹簧730a的气压可以不同速率进行调整,此最终以更快速率将车辆定向于稳定位置中。
在一个配置中,每个控制单元740a被配置以在既不将空气自供应箱704a供应至空气弹簧730a,也不将空气自空气弹簧730a移除至大气时于第一气动回路与第二气动回路710a、720a之间提供交叉流。在操作中,每当处理模块750a确定其相关联空气弹簧730a的高度或气压无需进行独立调整时,处理模块750a致动阀746a以切换至其中立状态,从而在传送端口744a与交叉流端口743a之间建立气动连通。处理模块750a可基于来自其相关联传感器748a的传感器输入信号及来自其他空气弹簧730a的控制单元740a的资料信号,确定将阀746a致动至其中立模式。在一个配置中,处理模块750a被配置以在确定在作用中模式与中立模式之间致动阀的过程中,考虑其相关联空气弹簧730a的弹簧高度与第二空气弹簧730a的第二弹簧高度之间的差。在一个配置中,处理模块750a被配置以在确定在作用中模式与中立模式之间致动阀746a的过程中,考虑其相关联空气弹簧730a的气压与第二空气弹簧730a的第二气压之间的差。一旦每个控制单元740a将其相关联阀746a致动至其中立模式,气动连通便可经由交叉流管线760a而建立于第一气动回路710a中的空气弹簧730a与第二气动回路720a中的空气弹簧730a之间。因此,安置于车辆的相对侧上的空气弹簧730a之间的压力差得以消除,从而为车辆提供更稳定的行驶。在各种实施方案中,控制单元740被配置以在车辆以任何速度(包括基本上高于零哩每小时或零公里每小时的速度)行进时于第一气动回路与第二气动回路之间提供交叉流,使得安置于车辆的相对侧上的空气弹簧730a之间的压力差在车辆操作期间于任何时间被消除。
在一个配置中,处理模块750a被配置以自一个或多个传感器748a接收测量信号(诸如空气弹簧730a的高度及压力测量),且自通信接口749a接收资料信号。资料信号可包括来自空气管理系统700的其他空气弹簧730a的控制单元740a的测量信号。基于测量及资料信号,处理模块750a被配置以计算其相关联空气弹簧730a的当前状态、空气管理系统700的其他空气弹簧730a的当前状态,及车辆的动态操作状态。基于空气弹簧730a的所计算的电流状态及车辆的动态操作状态,处理模块750a被配置以确定在作用中模式与中立模式之间致动阀746a。在一个配置中,处理模块750a被配置以基于所接收的测量及资料信号计算空气管理系统400的空气弹簧730a之间的压力差动或高度差动。处理模块750a被配置以在空气弹簧730a之间的压力差动或高度差动高于预定阈值时在作用中模式中致动阀746a,且在压力差动或高度差动低于预定阈值时在中立模式中致动所述阀。因此,当车辆的相应侧之间存在基本上的高度差时,控制单元740a被配置以独立地调整其空气弹簧的高度,以更快速率将车辆引入至水平状况中。控制单元740a可以任何车辆速度在作用中模式中致动阀746a。在另一方面,当车辆的相应侧之间仅仅存在并不触发滚转条件的微小高度差动时,控制单元740a被配置以通过在空气弹簧之间建立交叉流来减轻空气弹簧之间的任何压力差动。控制单元740a可以任何车辆速度在中立模式中致动阀。
空气弹簧的当前状态可包括空气弹簧的当前高度、空气弹簧的电流内部压力、空气弹簧的高度差动速率,和/或空气弹簧的内部压力差动速率。车辆的动态操作状态可包括车辆俯仰速率及车辆滚转速率。车辆俯仰为车辆的前部与后部之间的相对位移,其可表示为关于穿过车辆的质量中心的侧向轴的旋转。因此,车辆俯仰速率指车辆关于其侧向轴的角运动速度,所述轴线自车辆的一侧延伸至相对侧。车辆滚转为车辆的两个侧面之间的相对位移,其可表示为关于穿过车辆的中心质量块的纵向轴线的旋转。因此,车辆滚转速率指车体相对于其纵向轴线的角运动速度,即,自车辆的后部延伸至前部的轴线。
图20展示空气管理系统700b,其包括供气箱704b、安置于车辆的第一侧面上的第一气动回路710b,及安置于车辆的第二侧面上的第二气动回路720b。每个气动回路710b、720b包括一个或多个空气弹簧730b。每个空气弹簧730b包括安置于空气弹簧730b的腔室内的控制单元740b。空气管理系统700b还包括以操作方式连结至空气弹簧730b的系统控制器770。系统控制器770允许空气管理系统700b选择性地将空气供应至空气管理系统700b的每个空气弹簧730b或自所述空气弹簧移除空气。如图20中所示,交叉流管线760b将第一气动回路710b中的空气弹簧730b的控制单元740b连接至第二气动回路720b中的空气弹簧730b的控制单元740b。系统控制器770被配置以命令每个控制单元740b在既不将空气自供应箱704b供应至空气弹簧730b,也不将空气自空气弹簧730b移除至大气(即,在中立模式中)时于第一气动回路及第二气动回路710b、720b的两个空气弹簧730b之间提供交叉流。
如图23中所示,系统控制器770包括处理模块772,其可由一个或多个处理器、中央处理单元、专用集成电路、微处理器、数字信号处理器、微控制器或微计算机组成。系统控制器770包括诸如只读存储器或随机存取存储器的存储器774,以针对系统控制器的操作储存实施控制策略及数学公式的所有必要软件。系统控制器770包括用于将信号转送至空气管理系统700b和/或其他车辆操作系统的其他空气弹簧730b的处理模块772及控制单元,转送来自所述处理模块及所述控制单元的信号,或于其间转送信号的通信接口776。系统控制器770包括将系统控制器的各种部件耦接至处理模块772的总线778。因此,系统控制器770被配置以接收所有必要输入以计算空气管理系统700b的每个空气弹簧730b的所要气压,确定必要气流速率以更改空气管理系统700b的每个空气弹簧730b的气压,且传递关于将空气供应至空气管理系统700b的每个空气弹簧730b的控制单元740b或排出所述空气的命令。
类似于图22中所示的控制单元740a,图24中所示的控制单元740b包括沿壳体780b的第一表面安置的入口端口741b、沿壳体780b的第一表面安置的出口端口742b、沿壳体780b的第一表面安置的交叉流端口743b,沿壳体780b的第二表面安置的传送端口744b、安置于阀室745b中的阀746b、一个或多个传感器748b、通信接口749b,及以操作方式连结至一个或多个传感器748b及通信接口749b的处理模块750b。控制单元740b不同于图22中所示的控制单元740a,原因在于通信接口749b包括被配置以无线方式与系统控制器770连通的天线(未示出)。
系统控制器770及控制单元740b连结在一起作为闭环控制系统操作,以基于车辆的所监视操作条件将每个空气弹簧730b的高度调整至所要高度。在操作中,每个控制单元740b将指示其相关联空气弹簧730b的弹簧高度及内部气压的信号传输至系统控制器770。反过来,系统控制器770基于自控制单元740b接收的信号确定所要气压及所要体积流动速率,以自每个空气弹簧730b移除空气或将空气供应至所述空气弹簧。在确定每个空气弹簧730b的所要气压的过程中,系统控制器770可考虑空气管理系统700b的所有空气弹簧730b之间的气压差及弹簧高度。在确定每个空气弹簧730b的所要气压及流动速率之后,系统控制器770将命令传输至空气管理系统700b的每个空气弹簧730b的控制单元,其中所述命令包括在作用中模式与中立模式之间致动每个控制单元740b的阀746b。
在一个配置中,系统控制器770被配置以在既不将空气自供应箱704b供应至空气弹簧730b,也不将空气自空气弹簧730b移除至大气时于第一气动回路与第二气动回路710b、720b之间提供交叉流。在操作中,每当系统控制器770确定空气弹簧730b的高度无需进行独立调整时,系统控制器770将命令信号传输至控制单元740b,以将其相应阀746b致动至其中立模式。系统控制器770可基于自控制单元740b接收的高度测量信号确定命令每个控制单元740b切换至其中立模式。一旦每个控制单元740b将其相关联阀746b致动至其中立模式,气动连通便可经由交叉流管线760b而建立于第一气动回路710b中的空气弹簧730b与第二气动回路720b中的空气弹簧730b之间。因此,安置于车辆的相对侧上的空气弹簧730b之间的压力差得以消除,从而为车辆提供更稳定的行驶。
图21A展示空气管理系统800,其包括供气箱804、安置于车辆的第一侧面上的第一气动回路810,及安置于车辆的第二侧面上的第二气动回路820。每个气动回路810、820包括一个或多个空气弹簧830。空气管理系统800还包括系统控制器840及以操作方式连结至系统控制器840的多个阀850。参看图21A,阀850中的一者安置于第一气动回路810中,且阀850中的另一者安置于第二气动回路820中。系统控制器840通过致动多个阀850允许空气管理系统800选择性地将空气供应至空气管理系统800的每个空气弹簧830或自所述空气弹簧移除空气。
如图21A中所示,交叉流管线860将第一气动回路810中的一个阀850连接至第二气动回路820中的阀850,由此在第一气动回路及第二气动回路810、820的空气弹簧830之间建立气动连接。每个阀850被配置以在多个状态之间切换,包括空气自空气弹簧830释放出去的第一模式、空气被供应至弹簧830的第二模式、空气弹簧830气动连接至交叉流管线860的中立模式。系统控制器840被配置以命令每个阀850切换至中立模式,以在既不将空气自供应箱804供应至空气弹簧830,也不将空气自空气弹簧830移除至大气时于第一气动回路及第二气动回路810、820的两个空气弹簧830之间提供交叉流。
参看图21A,高度传感器870安置于每个空气弹簧830的顶板832中,且被配置以不断监视其相关联空气弹簧830的高度。高度传感器870可为用于监视空气弹簧的轴向高度的任何合适装置,诸如上文所描述的实例。每个高度传感器870接线至系统控制器840,使得每个高度传感器870可将指示其相关联空气弹簧830的高度的信号传输至系统控制器840。在其他配置中,空气管理系统800可包括安置于每个空气弹簧830的顶板832中的气压传感器。气压传感器被配置以监视其相关联空气弹簧830的气压,且指示其相关联空气弹簧的气压的信号。
类似于图23中所示的系统控制器,图25中所示的系统控制器840包括:处理模块842,用于确定空气管理系统800的每个空气弹簧830的所要气压及流动速率;通信接口8464,其用于将信号转送至处理模块842及空气弹簧830的高度传感器且转送来自所述处理模块及所述高度传感器的信号;存储器844,其用于针对系统控制器840的操作储存实施控制策略及数学公式的所有必要软件;及总线848,其将通信接口846及存储器844连接至处理模块842。系统控制器840还包括以操作方式将处理模块842连结至每个阀850,使得系统控制器840可选择性地致动阀850的驱动器模块845,诸如驱动电路。系统控制器840的处理模块842可向驱动器模块845发信以任何合适方式致动阀850,诸如通过脉宽调制或点按致动。因此,系统控制器840被配置以接收所有必要输入以计算空气管理系统800的每个空气弹簧的所要气压,确定必要气流速率以更改空气管理系统800的每个空气弹簧830的气压,且致动阀850中的至少一者以调整空气管理系统800的弹簧830中的至少一者的气压及高度。
在一个配置中,系统控制器840被配置以在既不将空气自供应箱804供应至空气弹簧830,也不将空气自空气弹簧830移除至大气时于第一气动回路与第二气动回路810、820之间提供交叉流。在操作中,每当系统控制器840确定空气无需移除或被添加至空气弹簧830时,系统控制器840将每个阀850致动至其中立模式。系统控制器840可在空气弹簧830之间的压力差动处于预定容限内时确定将阀850致动至中立模式。系统控制器840可基于自空气弹簧830的压力传感器接收的信号计算空气弹簧830之间的压力差动。系统控制器840可基于自高度传感器870接收的高度测量信号确定将阀850致动至其中立模式。系统控制器840可在确定是否将阀致动至作用中模式(即,第一模式或第二模式)或中立模式时考虑空气弹簧830之间的高度差。一旦每个阀850被致动至其中立模式,气动连通便经由交叉流管线860而建立于第一气动回路810中的空气弹簧830与第二气动回路820中的空气弹簧830之间。因此,安置于车辆的相对侧上的空气弹簧830之间的压力差得以消除,从而为车辆提供更稳定的行驶。
图21B图示根据本发明的一个配置的空气管理系统800'。空气管理系统800'类似于图21A的空气管理系统800,除了系统控制器840'包括气动连接至空气管理系统800'的每个空气弹簧830的单一阀850'。因此,系统控制器840'可经由仅仅使用一个阀850',选择性地供应空气或将空气自空气弹簧830移除。在一个配置中,系统控制器840'被配置以基于自传感器接收的测量信号计算空气弹簧830的气压之间的差。如果系统控制器840'确定空气弹簧830的气压之间的差处于预定容限内,则系统控制器840'致动阀850',以将每个空气弹簧830的气压设定为相同气压。
在图19至图21B中所示的空气管理系统的每个配置中,控制单元或系统控制器可被配置以执行倾卸循环,使得空气自空气管理的每个空气弹簧同时释放。在图19至图21B中所示的每个空气管理系统中,空气管理系统可包括用户接口单元,其以操作方式连结至控制单元或系统控制器,且被配置以将命令传输至系统控制器或控制单元以执行倾卸循环,使得空气自所有空气弹簧释放。用户接口单元可安置于车辆仪表板中,或被配置为在显示装置(诸如智能电话或手持计算机)上进行下载的应用程序。
本文中所描述的空气管理系统的所有配置可与任何类型的车辆、拖车或挂车合并,包括(但不限于)运动型多用途车辆、客运车辆、赛车、皮卡、倾卸卡车、货运车辆、包括用于船只、牛、马、重型设备、牵引、农业实施(例如,颗粒撒播器、肥料喷洒器及其他类型的喷洒器、给料器及撒播器)的拖车的任何类型的拖车、液体牵引车辆、带档板及无档板液罐车、机械设备、拖曳设备、有轨车辆、陆轨两用车辆、电车,及具有气囊的任何其他类型的底盘,等等。
已发现本文中所描述的空气管理系统在减少磨损及造成均匀磨损(即使在轮胎不旋转时)两方面显著延长轮胎寿命。在一个例示性实施方案中,已观察到,在安装于未装备有本文中所描述的空气管理系统的卡车上时平均寿命为100,000km的卡车轮胎在安装于装备有本文中所描述的空气管理系统的相同卡车上时经受显著减少的磨损。在某些实施方案中,平均卡车轮胎寿命延长至少20%,且在一些情况下延长达至30%、40%、50%或更多。就此而论,实现未预期且显著的财务、时间(旋转、改变、翻修及替换轮胎过程中浪费的时间减少)及环境节省,作为本公开的发明的额外出人意料的优势。
已发现本文中所描述的空气管理系统显著减少高速行进的车辆(详细来说,卡车拖车)上的风切的不安全效果。风切使得以高速公路速度行驶的牵引拖车的卡车不稳定,且已造成此等拖车翻车,从而导致破坏性损伤及寿命损耗、货物丢失及多车辆损毁。在一个例示性实施方案中,装备有本文中所描述的空气管理系统的拖车及休闲车辆可显著更加稳定,且在高速公路速度下对风切力具有抗性。就此而论,实现未预期且显著的安全性及舒适度优点,作为本公开的发明的额外出人意料的优势。
已发现本文中所描述的空气管理系统为司机、乘客以及包括家畜、马匹及其类似者的鲜活货物显著减少道路噪音、振动,及不适。在一个例示性实施方案中,已观察到,道路噪音、振动及不适显著减少,使得可能归因于不适而先前每天仅仅驾驶大型车辆几百哩的司机能够归因于疼痛、不适及疲乏减少而驾驶显著更长距离,此使用非常明显改进的行驶品质及稳定性达成。就此而论,实现未预期且显著的舒适度优点,作为本公开的发明的额外出人意料的优势。
已发现本文中所描述的空气管理系统显著减少或甚至消除在制动时的车辆猛冲(vehicle nose-diving)。此等猛冲可导致不安全状况,对司机及乘客造成高度不适,且向众多车辆部件施加增大的压力。通过减少且在许多状况下消除此猛冲,实现未预期且显著的安全性及舒适度优点作为本公开的发明的额外出人意料的优势。
已发现本文中所描述的空气管理系统显著增大牵引,从而甚至在光滑条件中导致改进式处置。在一个例示性实施方案中,已观察到,需要使用四轮驱动模式(当未装备有本文中所描述的空气管理系统时)驾驶通过不均匀和/或光滑地形的卡车能够在不失去牵引且变得固定的情况下以二轮驾驶模式驾驶通过相同地形。就此而论,实现未预期且显著的安全性及实用优点,作为本公开的发明的额外出人意料的优势。
本文中所描述的空气管理系统可增强制动效能。在装备有电子稳定性系统(例如,包括(但不限于)电子稳定性程序(ESP)、动态稳定性控制(DSC)、车辆稳定性控制(VSC)、自动牵引控制(ATC)的任何电子稳定性控制(ESC))的车辆中,已发现本文中所描述的空气管理系统降低此等电子系统应用制动的发生率,这是因为车辆保持于水平且稳定的位置中,且从而避免此等电子系统的启动,此可增强制动效能及寿命。
在本上下文中,短语“独立地调整”指调平阀正在调整一个气动回路中的空气弹簧的气压,同时所述调平阀未与另一气动回路的任何部件气动连通的状态。
如本文所使用,术语“基本上”及“基本”指代相当大的程度或范围。当结合(例如)事件、情况、特性或属性使用时,术语可指事件、情况、特性或属性正好出现的情况,以及事件、情况、特性或属性近似出现的情况,诸如考虑本文中所描述的实例的典型容限位准或变化性。
如本文所使用,术语“约”在结合数值使用时应解译为包括位于所述值的5%内的任何值。此外,关于值范围引述术语约及大约应解释为包括所述范围的上限及下限。
如本文所使用,术语“附接”、“连接”或“紧固”可解译为包括彼此紧固在一起或不接触彼此的两个元件。
本发明包括用于改造已经制造而未包括(但不限于)螺旋弹簧或板片弹簧悬架系统的空气弹簧的车辆的方法、套组及系统。可通过提供套组来安装体积与压力被对称动态均衡分布的空气管理系统作为此等车辆的改进,所述套组包括气箱、压缩机、位于车辆的左侧面及右侧面中的每个者上的体积与压力被对称动态均衡分布的气动阀、连接至每个体积与压力被对称动态均衡分布的气动阀的至少一个空气弹簧,及连接如在本文中描述且说明的空气管理系统部件的多根空气软管。在本公开的一些配置中,多根空气软管可具有相等长度及直径。
在所附权利要求中,术语“包括”用作相应术语“包括”的简明汉语等效物。术语“包括”及“包括”在本文中意欲为开端式,不仅包括所述元件,且还包括任何其他元件。此外,在以下权利要求中,术语“第一”、“第二”及“第三”等仅用作标示,且并不意欲对其对象施加数值要求。此外,以下权利要求的局限性不以手段附加功能(means-plus-function)格式写入,且并不意欲基于专利法进行解译,除非且直至此等权利要求局限性明确地使用短语“用于的装置”,继之以不具有其他结构的功能的表述为止。
本公开的各种实施方案包括以下项中的一者或多者:
1.一种用于车辆的空气管理系统,所述空气管理系统包括:第一气动回路,其具有被配置以独立地调整所述车辆的第一侧面的高度的第一调平阀;第二气动回路,其具有被配置以独立地调整所述车辆的第二侧面的高度的第二调平阀;及交叉流管线,其将所述第一调平阀与所述第二调平阀连接;其中所述第一调平阀及所述第二调平阀被配置以在所述第一调平阀未独立地调整所述车辆的所述第一侧面的所述高度且所述第二调平阀未独立地调整所述车辆的所述第二侧面的所述高度时,在所述第一气动回路与第二气动回路之间建立气动连通。
2.如项1所述的空气管理系统,其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自包括外壳本体及可枢转地连接至延伸穿过所述外壳本体的轴杆的控制臂,且所述控制被配置以自中立位置枢转至一个或多个响应位置。
3.如项1或2所述的空气管理系统,其中所述第一调平阀及所述第二调平阀被配置以在所述第一调平阀及所述第二调平阀两者的所述控制臂设定于所述中立位置时在所述第一气动回路与第二气动回路之间建立气动连通,且所述第一调平阀及所述第二调平阀被配置以在所述第一调平阀及所述第二调平阀中的一者的所述控制臂设定为所述一个或多个响应位置时阻止所述第一气动回路与第二气动回路之间的气动连通。
4.如项1至3中任一项所述的空气管理系统,其中所述第一及所述第二调平阀各自包括被配置以检测所述控制臂的所述位置的控制臂传感器。
5.如项1至4中任一项所述的空气管理系统,其还包括与每个控制臂传感器电连通的控制单元,其中每个控制臂传感器被配置以将所述控制臂的所述位置作为控制臂位置输入传输至所述控制单元,且所述控制单元被配置以基于所述控制臂位置输入确定在所述车辆的所述第一侧面及所述第二侧面相对于轮轴的车辆高度。
6.如项1至5中任一项所述的空气管理系统,其中所述第一气动回路包括:安置于所述车辆的第一侧面上的第一组空气弹簧、第一供应箱、将所述第一组空气弹簧与所述第一调平阀气动连接的第一多条空气管线,及将所述第一调平阀与所述第一供应箱气动连接的第一供应管线;且所述第二气动回路包括:安置于所述车辆的第二侧面上的第二组空气弹簧、第二供应箱、将所述第二组空气弹簧与所述第二调平阀气动连接的第二多条空气管线,及将所述第二调平阀与所述第二供应箱气动连接的第二供应管线。
7.如项1至6中任一项所述的空气管理系统,其中所述第一多条空气管线及所述第二多条空气管线具有大体上相同的直径及长度,且所述第一供应管线及所述第二供应管线具有大体上相同的直径及长度。
8.如项1至7中任一项所述的空气管理系统,其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自为旋转阀,所述旋转阀包括外壳本体及被配置以在所述外壳本体内旋转以更改所述第一气动回路与第二气动回路之间的连通的旋转盘。
9.如项1至8中任一项所述的空气管理系统,其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自包括歧管壳体、安置于所述歧管壳体的孔中的阀元件,及电子致动器,其中所述阀元件被配置以在所述歧管壳体的所述孔中移动至一个或多个位置,所述一个或多个位置至少包括在所述第一气动回路与第二气动回路之间建立气动连通的中立位置,及将空气自供气箱供应至相应气动回路的供应位置,及将空气自所述相应气动回路移除至大气的排气位置,且所述电子致动器被配置以触发柱塞在所述一个或多个位置之间的移动。
10.如项1至9中任一项所述的空气管理系统,其中所述阀元件选自由以下组成的组:柱塞、旋转盘及提升阀。
11.如项1至10中任一项所述的空气管理系统,其中所述电子致动器选自由以下组成的组:螺线管、伺服马达及步进马达。
12.如项1至11中任一项所述的空气管理系统,其还包括与每个调平阀的所述电子致动器电连通的控制模块,其中所述控制模块被配置以将命令传输至每个电子致动器,以触发所述阀元件在所述中立位置、供应位置及排气位置之间的移动。
13.如项1至12中任一项所述的空气管理系统,其还包括一个或多个调平传感器,其中每个调平传感器被配置以沿所述车辆的位置检测相对于轮轴的车辆高度,且将所述所检测车辆高度作为车辆调平输入传输至所述控制模块,且所述控制模块被配置以基于所述车辆调平输入确定在所述车辆的所述第一侧面及所述第二侧面相对于所述轮轴的车辆高度。
14.如项1至13中任一项所述的空气管理系统,其中所述第一气动回路包括一个或多个空气弹簧,且所述第二气动回路包括一个或多个空气弹簧;且其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自为安置于相应空气弹簧的腔室中的电子致动阀。
15.如项1至14中任一项所述的空气管理系统,其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自包括圆柱形歧管、安置于所述歧管中且与所述歧管的内表面滑动接合的阀构件,及以操作方式连结至所述阀构件的电子致动器;其中所述歧管包括沿所述歧管的侧表面安置的多个开口,且所述电子致动器被配置以致动所述阀构件以沿所述歧管的纵向轴线滑动,从而控制所述多个开口的暴露,使得相应调平阀被配置以选择性地:(i)将空气供应至相应气动回路,(ii)自相应气动回路移除空气,或(iii)在所述第一气动回路与第二气动回路之间建立交叉流。
16.一种调平阀,其包括:上部壳体,其安装于下部壳体上以形成阀体,其中所述阀体限定在所述上部壳体与所述下部壳体之间延伸的腔室;所述下部壳体,其包括与所述腔室连通的多个端口,其中所述多个端口包括供气端口、排气端口、一个或多个弹簧端口及交叉流端口;控制臂,其具有附接至延伸穿过所述上部壳体的上表面的轴杆的第一末端,其中所述控制臂被配置以响应于车辆悬架的扩展或压缩而关于所述阀体旋转;旋转盘,其安置于所述阀体的所述腔室中且通过所述轴杆连接至所述控制臂,其中所述旋转盘被配置以关于所述阀体的所述腔室内的支撑元件旋转;且其中所述旋转盘被配置以在既不在所述一个或多个弹簧端口与所述供气端口之间建立连通,也不在所述一个或多个弹簧端口与所述排气端口之间建立连通时,在所述一个或多个弹簧端口与所述交叉流端口之间建立连通。
17.如项16所述的调平阀,其中所述下部壳体包括倾卸端口,其中所述交叉流端口安置于所述下部壳体的第一侧面上,且所述倾卸端口安置于与所述第一侧面相对的所述下部壳体的第二侧面上。
18.如项16至17中任一项所述的调平阀,其中所述控制臂诱使所述旋转盘在多个角度位置之间旋转,以更改所述供气端口、所述排气端口、所述一个或多个弹簧端口与所述交叉流端口之间的连通,其中所述多个角度位置包括(i)中立位置,其中所述一个或多个弹簧端口与所述交叉流端口气动连通,且所述供气端口及所述排气端口两者均不与所述一个或多个弹簧端口气动连通,(ii)供应位置,其中所述一个或多个弹簧端口与所述供气端口气动连通,且所述排气端口及所述交叉流端口两者均不与所述一个或多个弹簧端口气动连通,及(iii)排气位置,其中所述一个或多个弹簧端口与所述排气端口气动连通,且所述供气端口及所述交叉流端口两者均不与所述一个或多个弹簧端口气动连通。
19.如项16至18中任一项所述的调平阀,其中所述下部壳体包括:第一表面,其与所述上部壳体的下表面配合,其中所述第一表面限定与所述供气端口直接连通的供应孔;排气孔,其与所述排气端口直接连通;储集腔,其与所述一个或多个弹簧端口直接连通。
20.如项16至19中任一项所述的调平阀,其中所述旋转盘包括用于容纳所述轴杆的中心孔隙、多个长椭圆形槽,及交叉流槽,其中所述多个长椭圆形槽及交叉流槽围绕所述中心孔隙间隔开,其中于其间且沿所述旋转盘的边缘限定无作用区。
21.如项16至20中任一项所述的调平阀,其中每个长椭圆形腔被配置以至少部分覆盖所述下部壳体的所述储集腔,且上方的所述交叉流槽被配置以在所述旋转盘设定在所述中立位置时覆盖所述下部壳体的所述交叉流孔。
22.如项16至20中任一项所述的调平阀,其中所述长椭圆形槽与沿所述旋转盘的面延伸的中心轴对称间隔开,且所述交叉流槽覆盖所述中心轴。
23.一种用于控制车辆的稳定性的方法,所述方法包括:提供空气管理系统,所述空气管理系统包括:第一气动回路,其具有被配置以独立地调整所述车辆的第一侧面的高度的第一调平阀;第二气动回路,其具有被配置以独立地调整所述车辆的第二侧面的高度的第二调平阀;及交叉流管线,其将所述第一调平阀与所述第二调平阀连接;通过所述第一调平阀及所述第二调平阀在所述第一调平阀未独立地调整所述车辆的所述第一侧面的所述高度且所述第二调平阀未独立地调整所述车辆的所述第二侧面的所述高度时,在所述第一气动回路与第二气动回路之间建立气动连通。
24.如项23所述的方法,其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自包括壳体及可枢转地连接至延伸穿过所述壳体的轴杆的控制臂,且所述控制臂被配置以自中立位置枢转至一个或多个响应位置。
25.如项24所述的方法,其还包括:通过所述第一调平阀及所述第二调平阀在所述第一调平阀及所述第二调平阀两者的所述控制臂设定于所述中立位置中时在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通;及通过所述第一调平阀及所述第二调平阀在所述第一调平阀及所述第二调平阀中的一者的所述控制臂设定为所述一个或多个响应位置时阻止所述第一气动回路与所述第二气动回路之间的气动连通。
26.如项23至25中任一项所述的方法,其中所述第一气动回路包括:安置于所述车辆的第一侧面上的第一组空气弹簧、第一供应箱、将所述第一组空气弹簧与所述第一调平阀气动连接的第一多条空气管线,及将所述第一调平阀与所述第一供应箱气动连接的第一供应管线;且所述第二气动回路包括:安置于所述车辆的第二侧面上的第二组空气弹簧、第二供应箱、将所述第二组空气弹簧与所述第二调平阀气动连接的第二多条空气管线,及将所述第二调平阀与所述第二供应箱气动连接的第二供应管线。
27.如项23至26中任一项所述的方法,其中所述第一多条空气管线及所述第二多条空气管线具有大体上相同的直径及长度,且所述第一供应管线及所述第二供应管线具有大体上相同的直径及长度。
28.如项23至27中任一项所述的方法,其中所述第一气动回路包括一个或多个空气弹簧,且所述第二气动回路包括一个或多个空气弹簧;且其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自为安置于相应空气弹簧的腔室中的电子致动阀。
29.如项23至28中任一项所述的方法,其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自包括圆柱形歧管、安置于所述歧管中且与所述歧管的内表面滑动接合的阀构件,及以操作方式连结至所述阀构件的电子致动器;其中所述歧管包括沿所述歧管的侧表面安置的多个开口,且所述电子致动器被配置以致动所述阀构件以沿所述歧管的纵向轴线滑动,从而控制所述多个开口的暴露,使得相应调平阀被配置以选择性地:(i)将空气供应至相应气动回路,(ii)自相应气动回路移除空气,或(iii)在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立交叉流。
30.一种用于调整车辆的空气管理系统的气压的方法,所述空气管理系统包括:一个或多个供气箱、安置于所述车辆的第一侧面上的第一气动回路,及安置于所述车辆的第二侧面上的第二气动回路,所述方法包括:通过第一调平阀独立地调整所述第一气动回路的所述气压,使得所述第一调平阀将空气自所述一个或多个供气箱供应至所述第一气动回路或将空气自所述第一气动回路移除至大气;通过第二调平阀独立地调整所述第二气动回路的所述气压,使得所述第二调平阀将空气自所述一个或多个供气箱供应至所述第二气动回路或将空气自所述第二气动回路移除至所述大气;及仅仅在所述第一调平阀及所述第二调平阀两者均设定于中立模式中,从而每个调平阀既不供应来自所述一个或多个供气箱的空气,也不将空气移除至所述大气时在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通。
31.如项30所述的方法,其中每个调平阀包括外壳本体,其包括连接至所述供气箱的供气端口、用于将空气排出至大气的排气端口、连接至一个或多个空气弹簧的一个或多个端口,及连接至所述第一调平阀或所述第二调平阀中的另一者的交叉流端口。
32.如项31所述的方法,其中每个调平阀包括安置于所述外壳本体的腔室中的阀元件及被配置以触发所述阀元件的移动的致动器,其中所述阀元件被配置以在多个位置之间移动,以更改所述多个端口之间的连通。
33.如项32所述的方法,其中所述多个位置包括在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通的中立位置,将空气自所述一个或多个供气箱供应至相应气动回路的供应位置,及将空气自所述相应气动回路移除至大气的排气位置。
34.如项32或33所述的方法,其中所述阀元件选自由以下组成的组:柱塞、旋转盘及提升阀。
35.如项32至34中任一项所述的方法,其中所述致动器为可枢转地连接至延伸穿过所述外壳本体的轴杆的控制臂,且所述阀元件为旋转盘。
36.如项32至35中任一项所述的方法,其中所述控制臂被配置以自中立位置枢转至一个或多个响应位置,且当所述控制臂设定于所述中立位置中时,每个调平阀设定于所述中立模式中,且当所述控制臂设定为所述一个或多个响应位置时,每个调平阀独立地调整相应气动回路的所述气压。
37.如项32至36中任一项所述的方法,其中所述致动器为选自由以下组成的组的电子致动器:螺线管、伺服马达及步进马达。
38.如项37所述的方法,其还包括与每个调平阀的所述电子致动器电连通的控制模块,其中所述控制模块被配置以将命令传输至每个电子致动器,以触发所述阀元件在所述多个位置之间的移动。
39.如项38所述的方法,其还包括一个或多个调平传感器,其中每个调平传感器被配置以沿所述车辆的位置检测相对于轮轴的车辆高度,且将所述所检测车辆高度作为车辆调平输入传输至所述控制模块,且所述控制模块被配置以基于所述车辆调平输入确定在所述车辆的所述第一侧面及所述第二侧面相对于所述轮轴的车辆高度。
40.如项30至39中任一项所述的方法,其中所述第一气动回路包括安置于所述车辆的所述第一侧面上的第一组空气弹簧、将所述第一组空气弹簧与所述第一调平阀气动连接的第一多条空气管线,及将所述第一调平阀与所述一个或多个供气箱中的至少一者气动连接的第一供应管线;且所述第二气动回路包括安置于所述车辆的所述第二侧面上的第二组空气弹簧、将所述第二组空气弹簧与所述第二调平阀气动连接的第二多条空气管线,及将所述第二调平阀与所述一个或多个供气箱中的至少一者气动连接的第二供应管线。
41.如项30至40中任一项所述的方法,其中所述第一气动回路包括一个或多个空气弹簧,且所述第二气动回路包括一个或多个空气弹簧;且其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自为安置于相应空气弹簧的腔室中的电子致动阀。
42.一种与用于车辆的空气管理系统的空气弹簧相关联的控制单元,所述控制单元包括:壳体,其被配置以安装至所述空气弹簧的顶板,其中所述壳体包括阀室;安置于所述阀室中的阀,其中所述阀被配置以在多个模式之间切换,其包括:(i)作用中模式,其中所述阀独立地调整所述相关联空气弹簧的高度,及(ii)中立模式,其中在所述阀未处于所述作用中模式中时,所述阀在所述相关联空气弹簧与连接至所述空气管理系统的第二空气弹簧的交叉流管线之间建立气动连通;一个或多个传感器,其被配置以监视所述空气弹簧的至少一个条件,且产生指示所述空气弹簧的所述至少一个条件的测量信号;通信接口,其被配置以将资料信号传输至与所述空气管理系统的所述第二空气弹簧相关联的第二控制单元及自所述第二控制单元接收资料信号;及处理模块,其以操作方式连结至所述阀、所述一个或多个传感器及所述通信接口;其中所述处理模块被配置以:(i)自所述一个或多个传感器接收测量信号且自所述通信接口接收资料信号;及(ii)基于来自所述一个或多个传感器的所述所接收测量信号及来自所述通信接口的所述资料信号致动所述阀以在所述作用中模式与所述中立模式之间切换。
43.如项42所述的控制单元,其中所述壳体包括:入口端口,其被配置以自空气源接收气流;出口端口,其被配置以将空气释放至大气;交叉流端口,其被配置以连接至连接有悬架系统的所述第二空气弹簧的所述交叉流管线;及传送端口,其被配置以将空气供应至所述空气弹簧的腔室及自所述腔室释放,其中所述阀室通过多个通道连接至所述入口端口、所述出口端口及所述传送端口。
44.如项42或43所述的控制单元,其中所述一个或多个传感器包括高度传感器,其被配置以监视所述空气弹簧的所述高度,且产生指示所述空气弹簧的所述高度的信号。
45.如项44所述的控制单元,其中所述高度传感器为超音波传感器、红外传感器、电磁波传感器或电位计。
46.如项42至45中任一项所述的控制单元,其中所述处理模块被配置以在确定在所述作用中模式与所述中立模式之间致动所述阀的过程中考虑其相关联空气弹簧的弹簧高度与所述第二空气弹簧的第二弹簧高度之间的差。
47.如项42至46中任一项所述的控制单元,其中所述阀室、所述阀及所述处理模块安装于所述顶板下方,且安置于所述空气弹簧的所述腔室中。
48.如项42至47中任一项所述的控制单元,其中所述阀室、所述阀及所述处理模块安装于所述顶板上方,且安置于所述空气弹簧的所述腔室外部。
49.如项42至48中任一项所述的控制单元,其中所述阀包括圆柱形歧管、安置于所述歧管中且与所述歧管的内表面滑动接合的阀构件,及以操作方式连结至所述阀构件及所述处理模块的电子致动器;其中所述歧管包括沿所述歧管的侧表面安置的多个开口,且所述电子致动器被配置以致动所述阀构件以沿所述歧管的纵向轴线滑动,从而控制所述多个开口的暴露,使得所述阀在所述作用中模式与所述中立模式之间切换。
50.一种用于车辆的空气管理系统,所述空气管理系统包括:第一气动回路,其具有安置于车辆的第一侧面处的一个或多个空气弹簧;第二气动回路,其具有安置于车辆的第二侧面上的一个或多个空气弹簧;及一个或多个交叉流管线,其中每个交叉流管线自与所述第一气动回路相关联的空气弹簧延伸至与所述第二气动回路相关联的空气弹簧;其中每个空气弹簧包括控制单元,且每个控制单元包括:壳体,其被配置以安装至相关联空气弹簧的顶板,其中所述壳体包括阀室;阀,其安置于所述阀室中,其中所述阀被配置以在多个模式之间切换,所述多个模式包括:(i)作用中模式,其中所述阀独立地调整所述相关联空气弹簧的高度,及(ii)中立模式,其中当所述阀未处于所述作用中模式中时,所述阀在所述相关联空气弹簧与相应交叉流管线之间建立气动连通;一个或多个传感器,其被配置以监视所述相关联空气弹簧的至少一个条件且产生指示所述相关联空气弹簧的所述至少一个条件的测量信号;通信接口,其被配置以将资料信号直接传输至与悬架系统的其他空气弹簧相关联的其他控制单元且自所述其他控制单元直接接收资料信号;及处理模块,其以操作方式连结至所述阀、所述一个或多个传感器及所述通信接口;其中所述处理模块被配置以:(i)自所述一个或多个传感器接收测量信号且自所述通信接口接收资料信号;及(ii)基于来自所述一个或多个传感器的所述所接收测量信号及来自所述通信接口的所述资料信号致动所述阀以在所述作用中模式与所述中立模式之间切换。
51.如项50所述的空气管理系统,其包括与所述空气管理系统的每个控制单元的所述通信接口电连通的系统控制器,且其中所述系统控制器被配置以:(i)自所述空气管理系统的每个控制单元接收测量信号,(ii)基于所述所接收测量信号确定用于将空气自所述空气管理系统的每个空气弹簧的所述腔室移除或将空气供应至所述腔室的所要体积流动速率,及(iii)将命令传输至所述空气管理系统的每个控制单元,使得每个控制单元在所述作用中模式与所述中立模式之间致动其相关联阀。
52.如项50或51所述的空气管理系统,其中所述壳体包括:入口端口,其被配置以自空气源接收气流;出口端口,其被配置以将空气释放至大气;交叉流端口,其被配置以连接至连接有所述空气管理系统的所述第二空气弹簧的所述交叉流管线;及传送端口,其被配置以将空气供应至所述空气弹簧的腔室及自所述腔室释放,其中所述阀室通过多个通道连接至所述入口端口、所述出口端口及所述传送端口。
53.如项50至52中任一项所述的空气管理系统,其中所述阀室、所述阀及所述处理模块安装于所述顶板下方,且安置于所述空气弹簧的所述腔室中。
54.如项50至53中任一项所述的空气管理系统,其中所述阀室、所述阀及所述处理模块安装于所述顶板上方,且安置于所述空气弹簧的所述腔室外部。
55.一种用于控制包括空气管理系统的车辆的稳定性的方法,其中所述空气管理系统包括:第一气动回路,其具有安置于车辆的第一侧面处的一个或多个空气弹簧;第二气动回路,其具有安置于车辆的第二侧面上的一个或多个空气弹簧;及一个或多个交叉流管线,其中每个交叉流管线自与所述第一气动回路相关联的空气弹簧延伸至与所述第二气动回路相关联的空气弹簧;所述方法包括:通过高度传感器及气压传感器监视相应空气弹簧的高度及气压;通过所述高度传感器及所述气压传感器产生指示所述相应空气弹簧的所述高度及气压的信号;通过处理模块接收指示所述相应空气弹簧的所述高度及气压的所述信号;通过所述处理模块基于指示所述相应空气弹簧的所述高度及气压的所述所接收信号计算所述相应空气弹簧的高度差动率及压力差动率;通过所述处理模块确定是否独立地调整所述空气弹簧的所述高度及气压,或在所述空气弹簧与相应交叉流管线之间建立气动连通;及通过所述处理模块致动阀以切换至所述模式中的一者:(i)作用中模式,其中所述阀独立地调整所述相关联空气弹簧的高度,及(ii)中立模式,其中当所述阀未处于所述作用中模式中时,所述阀在所述相关联空气弹簧与相应交叉流管线之间建立气动连通;其中所述高度传感器、所述处理模块及所述阀安置于所述空气弹簧的腔室中。
56.一种用于缩减在制动时的车辆猛冲,避免车辆、拖车或挂车归因于风切或迅速变化的道路条件的倾翻、延长车辆上的轮胎的轮胎寿命、减少车辆的制动磨损,和/或增大车辆的牵引的方法,其包括:提供装备有根据项1至55中任一项所述的空气管理系统的车辆;在变化的道路条件下驾驶所述车辆;在根据项1至55中任一项所述的所述车辆中的多个气动回路中管理空气,使得所述车辆经受以下者中的至少一者:缩减在制动时的车辆猛冲、避免所述车辆或附接至其上的拖车或挂车的倾翻、延长所述车辆上的轮胎的轮胎寿命、减少所述车辆的制动磨损,和/或增大所述车辆的牵引。
57.一种套组,其包括:两个或更多个体积与压力被对称动态均衡分布的气动阀、被配置以连接至每个体积与压力被对称动态均衡分布的气动阀的至少一个空气弹簧、被配置以连接如项1至56中任一项所描述且说明的所述空气管理部件的多根空气软管,且任选地包括气箱、压缩机、压力保护阀和/或倾卸阀。
58.一种用于车辆的空气管理系统,所述空气管理系统包括:第一气动回路,其具有被配置以独立地调整所述车辆的第一侧面的高度的第一调平阀;第二气动回路,其具有被配置以独立地调整所述车辆的第二侧面的高度的第二调平阀;及交叉流管线,其将所述第一调平阀与所述第二调平阀连接;其中所述第一调平阀及所述第二调平阀被配置以在所述第一调平阀未独立地调整所述车辆的所述第一侧面的所述高度且所述第二调平阀未独立地调整所述车辆的所述第二侧面的所述高度时,在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通;其中所述空气管理系统被配置以执行如项30所述的方法。
59.如项58所述的空气管理系统,其还包括如项2至14中任一所述的标的物。
60.一种用于车辆的空气管理系统,所述空气管理系统包括:第一气动回路,其具有安置于车辆的第一侧面处的一个或多个空气弹簧;第二气动回路,其具有安置于车辆的第二侧面上的一个或多个空气弹簧;及一个或多个交叉流管线,其中每个交叉流管线自与所述第一气动回路相关联的空气弹簧延伸至与所述第二气动回路相关联的空气弹簧;其中每个空气弹簧包括控制单元,且每个控制单元包括:壳体,其被配置以安装至相关联空气弹簧的顶板,其中所述壳体包括阀室;阀,其安置于所述阀室中,其中所述阀被配置以在多个模式之间切换,所述多个模式包括:(i)作用中模式,其中所述阀独立地调整所述相关联空气弹簧的高度,及(ii)中立模式,其中当所述阀未处于所述作用中模式中时,所述阀在所述相关联空气弹簧与相应交叉流管线之间建立气动连通;一个或多个传感器,其被配置以监视所述相关联空气弹簧的至少一个条件且产生指示所述相关联空气弹簧的所述至少一个条件的测量信号;通信接口,其被配置以将资料信号直接传输至与悬架系统的其他空气弹簧相关联的其他控制单元且自所述其他控制单元直接接收资料信号;及处理模块,其以操作方式连结至所述阀、所述一个或多个传感器及所述通信接口;其中所述处理模块被配置以:(i)自所述一个或多个传感器接收测量信号且自所述通信接口接收资料信号;及(ii)基于来自所述一个或多个传感器的所述所接收测量信号及来自所述通信接口的所述资料信号致动所述阀以在所述作用中模式与所述中立模式之间切换;其中其中所述空气管理系统被配置以执行如项55所述的方法。
61.如项60所述的空气管理系统,其还包括如项52至54中任一项所述的标的物。
本公开包括对于调平阀、其下部壳体、其顶部壳体、一个或多个旋转盘、轴杆,及如所展示且描述的本发明的任何其他实施方案的观赏设计。
虽然已参考某些说明性实施方案相当详细地描述且展示本发明的标的物,包括特征的各种组合及子组合,但本领域技艺人士将易于理解如涵盖于本发明的范围内的其他实施方案及其变化及修改。此外,此等实施方案、组合及子组合的描述并不意欲传递所要求的标的物需要除权利要求中明确叙述的彼等之外的特征或特征的组合。因此,本公开的范围意欲包括涵盖于以下所附权利要求的精神及范围内。

Claims (55)

1.一种用于车辆的空气管理系统,所述空气管理系统包括:
第一气动回路,其具有被配置以独立地调整所述车辆的第一侧面的高度的第一调平阀;
第二气动回路,其具有被配置以独立地调整所述车辆的第二侧面的高度的第二调平阀;及
交叉流管线,其将所述第一调平阀与所述第二调平阀连接;
其中所述第一调平阀及所述第二调平阀被配置以在所述第一调平阀未独立地调整所述车辆的所述第一侧面的所述高度且所述第二调平阀未独立地调整所述车辆的所述第二侧面的所述高度时,在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通。
2.如权利要求1所述的空气管理系统,其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自包括外壳本体及可枢转地连接至延伸穿过所述外壳本体的轴杆的控制臂,且所述控制臂被配置以自中立位置枢转至一个或多个响应位置。
3.如权利要求2所述的空气管理系统,其中所述第一调平阀及所述第二调平阀被配置以在所述第一调平阀及所述第二调平阀两者的所述控制臂设定于所述中立位置中时在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通,且所述第一调平阀及所述第二调平阀被配置以在所述第一调平阀及所述第二调平阀中的一者的所述控制臂设定为所述一个或多个响应位置时阻止所述第一气动回路与所述第二气动回路之间的气动连通。
4.如权利要求2所述的空气管理系统,其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自包括被配置以检测所述控制臂的所述位置的控制臂传感器。
5.如权利要求4所述的空气管理系统,其还包括与每个控制臂传感器电连通的控制单元,其中每个控制臂传感器被配置以将所述控制臂的所述位置作为控制臂位置输入传输至所述控制单元,且所述控制单元被配置以基于所述控制臂位置输入确定在所述车辆的所述第一侧面及所述第二侧面相对于轮轴的车辆高度。
6.如权利要求1所述的空气管理系统,其中所述第一气动回路包括:安置于所述车辆的第一侧面上的第一组空气弹簧、第一供应箱、将所述第一组空气弹簧与所述第一调平阀气动连接的第一多条空气管线,及将所述第一调平阀与所述第一供应箱气动连接的第一供应管线;且
所述第二气动回路包括:安置于所述车辆的第二侧面上的第二组空气弹簧、第二供应箱、将所述第二组空气弹簧与所述第二调平阀气动连接的第二多条空气管线,及将所述第二调平阀与所述第二供应箱气动连接的第二供应管线。
7.如权利要求6所述的空气管理系统,其中所述第一多条空气管线及所述第二多条空气管线具有大体上相同的直径及长度,且所述第一供应管线及所述第二供应管线具有大体上相同的直径及长度。
8.如权利要求1所述的空气管理系统,其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自为旋转阀,所述旋转阀包括外壳本体及被配置以在所述外壳本体内旋转以更改所述第一气动回路与所述第二气动回路之间的连通的旋转盘。
9.如权利要求1所述的空气管理系统,其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自包括歧管壳体、安置于所述歧管壳体的孔中的阀元件,及电子致动器,其中所述阀元件被配置以在所述歧管壳体的所述孔中移动至一个或多个位置,所述一个或多个位置至少包括在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通的中立位置,及将空气自供气箱供应至相应气动回路的供应位置,及将空气自所述相应气动回路移除至大气的排气位置,且所述电子致动器被配置以触发柱塞在所述一个或多个位置之间的移动。
10.如权利要求9所述的空气管理系统,其中所述阀元件选自由以下组成的组:柱塞、旋转盘及提升阀。
11.如权利要求9所述的空气管理系统,其中所述电子致动器选自由以下组成的组:螺线管、伺服马达及步进马达。
12.如权利要求9所述的空气管理系统,其还包括与每个调平阀的所述电子致动器电连通的控制模块,其中所述控制模块被配置以将命令传输至每个电子致动器,以触发所述阀元件在所述中立位置、供应位置及排气位置之间的移动。
13.如权利要求12所述的空气管理系统,其还包括一个或多个调平传感器,其中每个调平传感器被配置以沿所述车辆的位置检测相对于轮轴的车辆高度,且将所述所检测车辆高度作为车辆调平输入传输至所述控制模块,且所述控制模块被配置以基于所述车辆调平输入确定在所述车辆的所述第一侧面及所述第二侧面相对于所述轮轴的车辆高度。
14.如权利要求1所述的空气管理系统,其中所述第一气动回路包括一个或多个空气弹簧,且所述第二气动回路包括一个或多个空气弹簧;且
其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自为安置于相应空气弹簧的腔室中的电子致动阀。
15.如权利要求1所述的空气管理系统,其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自包括圆柱形歧管、安置于所述歧管中且与所述歧管的内表面滑动接合的阀构件,及以操作方式连结至所述阀构件的电子致动器;
其中所述歧管包括沿所述歧管的侧表面安置的多个开口,且所述电子致动器被配置以致动所述阀构件以沿所述歧管的纵向轴线滑动,从而控制所述多个开口的暴露,使得相应调平阀被配置以选择性地:(i)将空气供应至相应气动回路,(ii)自相应气动回路移除空气,或(iii)在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立交叉流。
16.一种调平阀,其包括:
上部壳体,其安装于下部壳体上以形成阀体,其中所述阀体限定在所述上部壳体与所述下部壳体之间延伸的腔室;
所述下部壳体,其包括与所述腔室连通的多个端口,其中所述多个端口包括供气端口、排气端口、一个或多个弹簧端口及交叉流端口;
控制臂,其具有附接至延伸穿过所述上部壳体的上表面的轴杆的第一末端,其中所述控制臂被配置以响应于车辆悬架的扩展或压缩而关于所述阀体旋转;
旋转盘,其安置于所述阀体的所述腔室中且通过延伸穿过所述上部壳体的所述轴杆连接至所述控制臂,其中所述旋转盘被配置以关于所述阀体的所述腔室内的支撑元件旋转;且
其中所述旋转盘被配置以在既不在所述一个或多个弹簧端口与所述供气端口之间建立连通,也不在所述一个或多个弹簧端口与所述排气端口之间建立连通时,在所述一个或多个弹簧端口与所述交叉流端口之间建立连通。
17.如权利要求16所述的调平阀,其中所述下部壳体包括倾卸端口,其中所述交叉流端口安置于所述下部壳体的第一侧面上,且所述倾卸端口安置于与所述第一侧面相对的所述下部壳体的第二侧面上。
18.如权利要求16所述的调平阀,其中所述控制臂诱使所述旋转盘在多个角度位置之间旋转,以更改所述供气端口、所述排气端口、所述一个或多个弹簧端口与所述交叉流端口之间的连通,其中所述多个角度位置包括(i)中立位置,其中所述一个或多个弹簧端口与所述交叉流端口气动连通,且所述供气端口及所述排气端口两者均不与所述一个或多个弹簧端口气动连通,(ii)供应位置,其中所述一个或多个弹簧端口与所述供气端口气动连通,且所述排气端口及所述交叉流端口两者均不与所述一个或多个弹簧端口气动连通,及(iii)排气位置,其中所述一个或多个弹簧端口与所述排气端口气动连通,且所述供气端口及所述交叉流端口两者均不与所述一个或多个弹簧端口气动连通。
19.如权利要求18所述的调平阀,其中所述下部壳体包括:第一表面,其与所述上部壳体的下表面配合,其中所述第一表面限定与所述供气端口直接连通的供应孔;排气孔,其与所述排气端口直接连通;储集腔,其与所述一个或多个弹簧端口直接连通。
20.如权利要求19所述的调平阀,其中所述旋转盘包括用于容纳所述轴杆的中心孔隙、多个长椭圆形槽,及交叉流槽,其中所述多个长椭圆形槽及交叉流槽围绕所述中心孔隙间隔开,其中于其间且沿所述旋转盘的边缘限定无作用区。
21.如权利要求20所述的调平阀,其中每个长椭圆形腔被配置以至少部分覆盖所述下部壳体的所述储集腔,且上方的所述交叉流槽被配置以在所述旋转盘设定在所述中立位置时覆盖所述下部壳体的交叉流孔。
22.如权利要求20所述的调平阀,其中所述长椭圆形槽与沿所述旋转盘的面延伸的中心轴对称间隔开,且所述交叉流槽覆盖所述中心轴。
23.一种用于控制车辆的稳定性的方法,其包括:
提供空气管理系统,所述空气管理系统包括:
第一气动回路,其具有被配置以独立地调整所述车辆的第一侧面的高度的第一调平阀;
第二气动回路,其具有被配置以独立地调整所述车辆的第二侧面的高度的第二调平阀;及
交叉流管线,其将所述第一调平阀与所述第二调平阀连接;通过所述第一调平阀及所述第二调平阀在所述第一调平阀未独立地调整所述车辆的所述第一侧面的所述高度且所述第二调平阀未独立地调整所述车辆的所述第二侧面的所述高度时,在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通。
24.如权利要求23所述的方法,其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自包括壳体及可枢转地连接至延伸穿过所述壳体的轴杆的控制臂,且所述控制臂被配置以自中立位置枢转至一个或多个响应位置。
25.如权利要求24所述的方法,其还包括:
通过所述第一调平阀及所述第二调平阀在所述第一调平阀及所述第二调平阀两者的所述控制臂设定于所述中立位置中时在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通;及
通过所述第一调平阀及所述第二调平阀在所述第一调平阀及所述第二调平阀中的一者的所述控制臂设定为所述一个或多个响应位置时阻止所述第一气动回路与所述第二气动回路之间的气动连通。
26.如权利要求23所述的方法,其中所述第一气动回路包括:安置于所述车辆的第一侧面上的第一组空气弹簧、第一供应箱、将所述第一组空气弹簧与所述第一调平阀气动连接的第一多条空气管线,及将所述第一调平阀与所述第一供应箱气动连接的第一供应管线;且
所述第二气动回路包括:安置于所述车辆的第二侧面上的第二组空气弹簧、第二供应箱、将所述第二组空气弹簧与所述第二调平阀气动连接的第二多条空气管线,及将所述第二调平阀与所述第二供应箱气动连接的第二供应管线。
27.如权利要求26所述的方法,其中所述第一多条空气管线及所述第二多条空气管线具有大体上相同的直径及长度,且所述第一供应管线及所述第二供应管线具有大体上相同的直径及长度。
28.如权利要求23所述的方法,其中所述第一气动回路包括一个或多个空气弹簧,且所述第二气动回路包括一个或多个空气弹簧;且
其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自为安置于相应空气弹簧的腔室中的电子致动阀。
29.如权利要求23所述的方法,其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自包括圆柱形歧管、安置于所述歧管中且与所述歧管的内表面滑动接合的阀构件,及以操作方式连结至所述阀构件的电子致动器;
其中所述歧管包括沿所述歧管的侧表面安置的多个开口,且所述电子致动器被配置以致动所述阀构件以沿所述歧管的纵向轴线滑动,从而控制所述多个开口的暴露,使得相应调平阀被配置以选择性地:(i)将空气供应至相应气动回路,(ii)自相应气动回路移除空气,或(iii)在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立交叉流。
30.一种用于调整车辆的空气管理系统的气压的方法,所述空气管理系统包括:一个或多个供气箱、安置于所述车辆的第一侧面上的第一气动回路,及安置于所述车辆的第二侧面上的第二气动回路,所述方法包括:
通过第一调平阀独立地调整所述第一气动回路的所述气压,使得所述第一调平阀将空气自所述一个或多个供气箱供应至所述第一气动回路或将空气自所述第一气动回路移除至大气,
通过第二调平阀独立地调整所述第二气动回路的所述气压,使得所述第二调平阀将空气自所述一个或多个供气箱供应至所述第二气动回路或将空气自所述第二气动回路移除至所述大气,及
仅仅在所述第一调平阀及所述第二调平阀两者均设定于中立模式中,从而每个调平阀既不供应来自所述一个或多个供气箱的空气,也不将空气移除至所述大气时在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通。
31.如权利要求30所述的方法,其中每个调平阀包括外壳本体,其包括连接至所述供气箱的供气端口、用于将空气排出至所述大气的排气端口、连接至一个或多个空气弹簧的一个或多个端口,及连接至所述第一调平阀或所述第二调平阀中的另一者的交叉流端口。
32.如权利要求31所述的方法,其中每个调平阀包括安置于所述外壳本体的腔室中的阀元件及被配置以触发所述阀元件的移动的致动器,其中所述阀元件被配置以在多个位置之间移动,以更改所述多个端口之间的连通。
33.如权利要求32所述的方法,其中所述多个位置包括在所述第一气动回路与所述第二气动回路之间建立气动连通的中立位置,将空气自所述一个或多个供气箱供应至相应气动回路的供应位置,及将空气自所述相应气动回路移除至所述大气的排气位置。
34.如权利要求32所述的方法,其中所述阀元件选自由以下组成的组:柱塞、旋转盘及提升阀。
35.如权利要求32所述的方法,其中所述致动器为可枢转地连接至延伸穿过所述外壳本体的轴杆的控制臂,且所述阀元件为旋转盘。
36.如权利要求35所述的方法,其中所述控制臂被配置以自中立位置枢转至一个或多个响应位置,且当所述控制臂设定于所述中立位置中时,每个调平阀设定于所述中立模式中,且当所述控制臂设定为所述一个或多个响应位置时,每个调平阀独立地调整相应气动回路的所述气压。
37.如权利要求32所述的方法,其中所述致动器为选自由以下组成的组的电子致动器:螺线管、伺服马达及步进马达。
38.如权利要求37所述的方法,其还包括与每个调平阀的所述电子致动器电连通的控制模块,其中所述控制模块被配置以将命令传输至每个电子致动器,以触发所述阀元件在所述多个位置之间的移动。
39.如权利要求38所述的方法,其还包括一个或多个调平传感器,其中每个调平传感器被配置以沿所述车辆的位置检测相对于轮轴的车辆高度,且将所述所检测车辆高度作为车辆调平输入传输至所述控制模块,且所述控制模块被配置以基于所述车辆调平输入确定在所述车辆的所述第一侧面及所述第二侧面相对于所述轮轴的车辆高度。
40.如权利要求30所述的方法,其中所述第一气动回路包括安置于所述车辆的所述第一侧面上的第一组空气弹簧、将所述第一组空气弹簧与所述第一调平阀气动连接的第一多条空气管线,及将所述第一调平阀与所述一个或多个供气箱中的至少一者气动连接的第一供应管线;且
所述第二气动回路包括安置于所述车辆的所述第二侧面上的第二组空气弹簧、将所述第二组空气弹簧与所述第二调平阀气动连接的第二多条空气管线,及将所述第二调平阀与所述一个或多个供气箱中的至少一者气动连接的第二供应管线。
41.如权利要求30所述的方法,其中所述第一气动回路包括一个或多个空气弹簧,且所述第二气动回路包括一个或多个空气弹簧;且
其中所述第一调平阀及所述第二调平阀各自为安置于相应空气弹簧的腔室中的电子致动阀。
42.一种与用于车辆的空气管理系统的空气弹簧相关联的控制单元,所述控制单元包括:
壳体,其被配置以安装至所述空气弹簧的顶板,其中所述壳体包括阀室;
安置于所述阀室中的阀,其中所述阀被配置以在多个模式之间切换,其包括:(i)作用中模式,其中所述阀独立地调整所述相关联空气弹簧的高度,及(ii)中立模式,其中在所述阀未处于所述作用中模式中时,所述阀在所述相关联空气弹簧与连接至所述空气管理系统的第二空气弹簧的交叉流管线之间建立气动连通;
一个或多个传感器,其被配置以监视所述空气弹簧的至少一个条件,且产生指示所述空气弹簧的所述至少一个条件的测量信号;
通信接口,其被配置以将数据信号传输至与所述空气管理系统的所述第二空气弹簧相关联的第二控制单元及自所述第二控制单元接收数据信号;及
处理模块,其以操作方式连结至所述阀、所述一个或多个传感器及所述通信接口;
其中所述处理模块被配置以:(i)自所述一个或多个传感器接收测量信号且自所述通信接口接收数据信号;及(ii)基于来自所述一个或多个传感器的所述所接收测量信号及来自所述通信接口的所述数据信号致动所述阀以在所述作用中模式与所述中立模式之间切换。
43.如权利要求42所述的控制单元,其中所述壳体包括:
入口端口,其被配置以自空气源接收气流;
出口端口,其被配置以将空气释放至大气;
交叉流端口,其被配置以连接至连接有悬架系统的所述第二空气弹簧的所述交叉流管线;及
传送端口,其被配置以将空气供应至所述空气弹簧的腔室及自所述腔室释放,
其中所述阀室通过多个通道连接至所述入口端口、所述出口端口及所述传送端口。
44.如权利要求42所述的控制单元,其中所述一个或多个传感器包括高度传感器,其被配置以监视所述空气弹簧的所述高度,且产生指示所述空气弹簧的所述高度的信号。
45.如权利要求44所述的控制单元,其中所述高度传感器为超音波传感器、红外传感器、电磁波传感器或电位计。
46.如权利要求45所述的控制单元,其中所述处理模块被配置以在确定在所述作用中模式与所述中立模式之间致动所述阀的过程中考虑其相关联空气弹簧的弹簧高度与所述第二空气弹簧的第二弹簧高度之间的差。
47.如权利要求42所述的控制单元,其中所述阀室、所述阀及所述处理模块安装于所述顶板下方,且安置于所述空气弹簧的所述腔室中。
48.如权利要求42所述的控制单元,其中所述阀室、所述阀及所述处理模块安装于所述顶板上方,且安置于所述空气弹簧的所述腔室外部。
49.如权利要求42所述的控制单元,其中所述阀包括圆柱形歧管、安置于所述歧管中且与所述歧管的内表面滑动接合的阀构件,及以操作方式连结至所述阀构件及所述处理模块的电子致动器;
其中所述歧管包括沿所述歧管的侧表面安置的多个开口,且所述电子致动器被配置以致动所述阀构件以沿所述歧管的纵向轴线滑动,从而控制所述多个开口的暴露,使得所述阀在所述作用中模式与所述中立模式之间切换。
50.一种用于车辆的空气管理系统,所述空气管理系统包括:
第一气动回路,其具有安置于车辆的第一侧面处的一个或多个空气弹簧;
第二气动回路,其具有安置于车辆的第二侧面上的一个或多个空气弹簧;及
一个或多个交叉流管线,其中每个交叉流管线自与所述第一气动回路相关联的空气弹簧延伸至与所述第二气动回路相关联的空气弹簧;
其中每个空气弹簧包括控制单元,且每个控制单元包括:
壳体,其被配置以安装至相关联空气弹簧的顶板,其中所述壳体包括阀室;
安置于所述阀室中的阀,其中所述阀被配置以在多个模式之间切换,其包括:(i)作用中模式,其中所述阀独立地调整所述相关联空气弹簧的高度,及(ii)中立模式,其中当所述阀未处于所述作用中模式中时,所述阀在所述相关联空气弹簧与相应交叉流管线之间建立气动连通;
一个或多个传感器,其被配置以监视所述相关联空气弹簧的至少一个条件且产生指示所述相关联空气弹簧的所述至少一个条件的测量信号;
通信接口,其被配置以将数据信号直接传输至与悬架系统的其他空气弹簧相关联的其他控制单元且自所述其他控制单元直接接收数据信号;及
处理模块,其以操作方式连结至所述阀、所述一个或多个传感器及所述通信接口;
其中所述处理模块被配置以:(i)自所述一个或多个传感器接收测量信号且自所述通信接口接收数据信号;及(ii)基于来自所述一个或多个传感器的所述所接收测量信号及来自所述通信接口的所述数据信号致动所述阀以在所述作用中模式与所述中立模式之间切换。
51.如权利要求50所述的空气管理系统,其包括与所述空气管理系统的每个控制单元的所述通信接口电连通的系统控制器,且
其中所述系统控制器被配置以:(i)自所述空气管理系统的每个控制单元接收测量信号,(ii)基于所述所接收测量信号确定用于将空气自所述空气管理系统的每个空气弹簧的所述腔室移除或将空气供应至所述腔室的所要体积流动速率,及(iii)将命令传输至所述空气管理系统的每个控制单元,使得每个控制单元在所述作用中模式与所述中立模式之间致动其相关联阀。
52.如权利要求50所述的空气管理系统,其中所述壳体包括:
入口端口,其被配置以自空气源接收气流;
出口端口,其被配置以将空气释放至大气;
交叉流端口,其被配置以连接至连接有所述空气管理系统的所述第二空气弹簧的所述交叉流管线;及
传送端口,其被配置以将空气供应至所述空气弹簧的腔室及自所述腔室释放,
其中所述阀室通过多个通道连接至所述入口端口、所述出口端口及所述传送端口。
53.如权利要求51所述的空气管理系统,其中所述阀室、所述阀及所述处理模块安装于所述顶板下方,且安置于所述空气弹簧的所述腔室中。
54.如权利要求51所述的空气管理系统,其中所述阀室、所述阀及所述处理模块安装于所述顶板上方,且安置于所述空气弹簧的所述腔室外部。
55.一种用于控制包括空气管理系统的车辆的稳定性的方法,其中所述空气管理系统包括:第一气动回路,其具有安置于车辆的第一侧面处的一个或多个空气弹簧;第二气动回路,其具有安置于车辆的第二侧面上的一个或多个空气弹簧;及一个或多个交叉流管线,其中每个交叉流管线自与所述第一气动回路相关联的空气弹簧延伸至与所述第二气动回路相关联的空气弹簧;所述方法包括:
通过高度传感器及气压传感器监视相应空气弹簧的高度及气压;
通过所述高度传感器及所述气压传感器产生指示所述相应空气弹簧的所述高度及气压的信号;
通过处理模块接收指示所述相应空气弹簧的所述高度及气压的所述信号;
通过所述处理模块基于指示所述相应空气弹簧的所述高度及气压的所述所接收信号计算所述相应空气弹簧的高度差动率及压力差动率;
通过所述处理模块确定是否独立地调整所述空气弹簧的所述高度及气压,或在所述空气弹簧与相应交叉流管线之间建立气动连通;及
通过所述处理模块致动阀以切换至所述模式中的一者:(i)作用中模式,其中所述阀独立地调整所述相关联空气弹簧的高度,及(ii)中立模式,其中当所述阀未处于所述作用中模式中时,所述阀在所述相关联空气弹簧与相应交叉流管线之间建立气动连通;
其中所述高度传感器、所述处理模块及所述阀安置于所述空气弹簧的腔室中。
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