CN111376669B - 集成的交叉联结阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及集成的交叉联结阀。空气弹簧悬架系统包括第一空气弹簧，其具有带第一压力的第一容积，向第一悬架组件提供第一弹簧刚度。第二空气弹簧具有壳体，其具有带第二压力的第二容积，向第二悬架组件提供第二弹簧刚度。第二空气弹簧包括第二容积中的活塞。壳体和活塞中一个包括连接到车辆底盘的第一安装结构。壳体和活塞中另一个包括连接到第二悬架组件的第二安装结构。第二空气弹簧包括壳体上的流体连接件。第二空气弹簧包括在壳体中并在打开和关闭位置间移动的交叉联结阀。交叉联结阀选择地连接第二容积流体和流体连接件。交叉联结管线流体连接第一容积和流体连接件。控制器与交叉联结阀连通并响应于输入在打开和关闭位置之间命令交叉联结阀。

Description

集成的交叉联结阀
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年12月27日提交的美国临时申请第62/785,267号的优先权。
背景技术
空气悬架正变得越来越广泛地用于公路和非公路车辆悬架系统中。这些悬架能够实现负载调平和可调节的乘坐舒适性特征。
图1所示的一种空气悬架系统10选择性地将不同空气弹簧12、14的容积彼此互连。簧下质量24a、24b，例如控制臂、车轮和轮胎，分别由空气弹簧12、14相对于车辆的车架11支撑。在一个示例配置中，位于车辆的不同拐角处的多个空气弹簧通过具有独立的外部交叉联结阀18的流体管线16彼此流体连接。当交叉联结阀18打开时，由于在压缩期间一个空气弹簧的容积被另一个空气弹簧的容积补充，所以提供了更柔和的乘坐。相反，当交叉联结阀18关闭时，这些空气弹簧提供了更刚性的乘坐。
通常为外部金属管的流体管线16和交叉联结阀18通常在远离空气弹簧的位置固定到车辆底盘，这需要车辆包装空间。
发明内容
在一个示例性实施例中，空气弹簧悬架系统包括第一空气弹簧，该第一空气弹簧具有第一容积，第一容积具有第一压力，该第一压力被配置成向第一悬架组件提供第一弹簧刚度。第二空气弹簧具有壳体，该壳体具有第二容积，第二容积具有第二压力，该第二压力被配置成向第二悬架组件提供第二弹簧刚度。第二空气弹簧包括布置在第二容积中的活塞。壳体和活塞中的一个包括第一安装结构，该第一安装结构被配置成连接到车辆底盘。壳体和活塞中的另一个包括第二安装结构，该第二安装结构被配置成连接到第二悬架组件。第二空气弹簧还包括在壳体上的流体连接件。第二空气弹簧还包括交叉联结阀，该交叉联结阀设置在壳体中并可在打开和关闭位置之间移动。交叉联结阀被配置成选择性地将第二容积流体连接到流体连接件。交叉联结管线流体连接到第一空气弹簧的第一容积和在第二空气弹簧上的流体连接件。控制器与交叉联结阀连通。控制器被配置成响应于输入在打开和关闭位置之间命令交叉联结阀。
在上述任何实施例的进一步的实施例中，第一空气弹簧没有交叉联结阀。
在上述任何实施例的进一步的实施例中，第一和第二空气弹簧包括一对前车辆空气弹簧。
在上述任何实施例的进一步的实施例中，第一和第二空气弹簧包括一对后车辆空气弹簧。
在上述任何实施例的进一步的实施例中，第一和第二空气弹簧包括一对一个前车辆空气弹簧和一个后车辆空气弹簧。
在上述任何实施例的进一步的实施例中，流体连接件是第二流体连接件。壳体包括与第二容积流体连通的第一流体连接件。壳体还包括泵和贮存器，它们被配置成通过主空气管线向第一和第二容积提供加压空气。主空气管线连接到第一流体连接件。泵和贮存器不通过交叉联结管线流体地布置在第一和第二容积之间。
在上述任何实施例的进一步的实施例中，输入是用户选择的悬架模式。
在上述任何实施例的进一步的实施例中，交叉联结阀在关闭位置阻断第二容积与流体连接件。交叉联结阀在打开位置将第二容积流体连接到流体连接件。
在上述任何实施例的进一步的实施例中，当阀断电时，交叉联结阀处于打开位置。
在上述任何实施例的进一步的实施例中，电连接器设置在壳体中。电连接器被配置成向交叉联结阀提供命令，以在打开和关闭位置之间移动交叉联结阀。
在上述任何实施例的进一步的实施例中，该系统包括安装到悬架并与控制器连通的行车高度传感器。行车高度传感器被配置成基于活塞的位置来确定行车高度。
在另一个示例性实施例中，空气弹簧包括壳体，该壳体具有带活塞的容积。容积中的压力被配置成提供弹簧刚度。交叉联结阀设置在壳体中，并被配置成选择性地将容积流体连接到壳体上的流体连接件。
在上述任何实施例的进一步的实施例中，交叉联结阀可在打开和关闭位置之间移动。交叉联结阀在关闭位置阻断容积与流体连接件。交叉联结阀在打开位置将容积流体连接到流体连接件。
在上述任何实施例的进一步的实施例中，当阀断电时，交叉联结阀处于打开位置。
在上述任何实施例的进一步的实施例中，电连接器由壳体提供。电连接器被配置成向交叉联结阀提供信号以在打开和关闭位置之间移动交叉联结阀。
在上述任何实施例的进一步的实施例中，壳体和活塞中的一个包括第一安装结构，该第一安装结构被配置成连接到车辆底盘。壳体和活塞中的另一个包括第二安装结构，该第二安装结构被配置成连接到簧下质量。
在上述任何实施例的进一步的实施例中，空气弹簧包括行车高度传感器，其被配置成基于活塞的位置来确定行车高度。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，可以进一步理解本公开，其中：
图1是现有技术的空气弹簧系统的示意图。
图2是根据本公开的一个实施例的空气弹簧悬架系统的示意图。
图3是结合有交叉联结阀的空气弹簧的一部分的示意图。
前述段落、权利要求或以下描述和附图的实施例、示例和替代方案，包括它们的各种方面或相应的各个特征中的任何一个，可以独立地或以任何组合的方式获得。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非这些特征不兼容。
具体实施方式
图2示意性地示出了车辆空气弹簧悬架系统20。应当理解，该系统是高度示意性的，并且被大大简化。因此，系统20可以不同于所示的实施例，并且仍然落入所公开的实施例的范围内。系统20包括左前空气弹簧12a、右前空气弹簧22a、左后空气弹簧12b、右后空气弹簧22b，它们分别支撑悬架组件，该悬架组件包括位于车辆的不同拐角处的已知配置的车轮24a、24b、24c、24d。
在所公开的示例中，一些空气弹簧(即12a和12b，统称为“空气弹簧12”)不具有集成的交叉联结阀，并且被配置得非常像常规的空气弹簧。其他空气弹簧(即22a和22b，统称为“空气弹簧22”)确实结合有集成的交叉联结阀42a、42b，不同于现有技术的空气弹簧，其将在下面更详细地讨论。
系统20包括阀组26，阀组26包含多个流体阀，例如阀27a、27b、27c、27d(统称为阀“27”)。这些阀27选择性地从泵28向空气弹簧12、22供应和排出流体。可以使用更多或更少的阀，并且这些阀可以以各种配置流体连接到各种部件。
控制器30与阀27和泵28连通。阀27(例如，三通阀)也可以通过排气口25直接或间接排出压力。空气由泵28通过止回阀吸入。例如，可以在泵28的下游设置贮存器29，以向系统20提供一定体积的加压空气。应当理解，系统20、其阀和/或部件可以与图示不同地配置。
在一个示例中，手动开关32与控制器连通，以使车辆操作者能够在诸如“柔和”和“运动”的模式之间手动切换。多个传感器34、36与控制器30连通，以向控制器30提供关于车辆的信息，例如速度和车辆动态信息。行车高度传感器35(示出了一个)可以设置在系统20的每个拐角，并且可以安装到悬架和/或车架。在一个示例中，行车高度传感器35安装在悬架连杆上。控制器30还可以包含自动控制空气弹簧12、22的算法，以在各种条件下提供期望的车辆操纵特性。
在该示例中，主空气管线38a、38b、38c、38d(统称为主空气管线“38”)分别将阀27a、27b、27c、27d流体互连到空气弹簧12a、22a、12b、22b。
交叉联结的空气弹簧悬架系统可以以合适的配置布置。在公开的示例中，左前空气弹簧12a和右前空气弹簧22a通过前交叉联结管线40a互连，并且左后空气弹簧12b和右后空气弹簧22b通过后交叉联结管线40b互连。前交叉联结管线40a和后交叉联结管线40b统称为交叉联结管线“40”。
不同于现有技术的布置，交叉联结阀集成到空气弹簧中。使用所公开的示例，右前空气弹簧22a包括交叉联结阀42a，并且右后空气弹簧22b包括交叉联结阀42b。结果，在该公开的配置中，空气弹簧是手控的。将交叉联结阀集成到空气弹簧中可以保护阀，消除外部流体连接，简化包装和组装。
图3示意性地描绘了集成到空气弹簧22中的交叉联结阀。相对于车辆底盘或车架11被支撑的空气弹簧22包括具有容积46的壳体44。壳体44提供固定到例如车架11的第一安装结构。活塞48布置在容积46中，并且活塞48在容积46中的移动提供期望的弹簧刚度。在一个示例中，行车高度位置传感器35间接检测活塞48的位置，该位置与车辆的该拐角处的行车高度相关。活塞48可操作地固定到例如第二安装结构中的簧下质量。尽管在该示例中仅示出了一个容积，但是在空气弹簧中可以设置多个可选择性地流体连接的容积。
第一流体连接件50流体连接到主空气管线38。第二流体连接件52设置在壳体44中，以通过交叉联结管线40流体连接到另一空气弹簧22的容积146。交叉联结阀42被示为滑阀配置，尽管也可以使用其他类型的阀。滑阀56显示为处于常开位置，其将多个空气弹簧彼此流体互连，从而组合空气弹簧的容积。弹簧58将滑阀56偏压至常开位置。滑阀56通过激励螺线管60从所示的打开位置移动到关闭位置。电连接器54连接到控制器30，控制器30响应于输入提供命令，以选择性地激励螺线管60并在打开和关闭位置之间移动阀42。电连接器54可以由壳体44来提供，或者在壳体主体中设置有尾线或设置有电插座。应当理解，如果需要，可以使用手动关闭的阀。
还应当理解，尽管在图示的实施例中公开了特定的部件布置，但是其他布置也将从中受益。尽管示出、描述和要求保护了特定的步骤顺序，但是应当理解，除非另有说明，步骤可以以任何顺序执行、分拆或组合，并且仍然将受益于本发明。
尽管不同的示例具有图示中所示的具体部件，但是本发明的实施例不限于这些特定的组合。可以将一个示例中的一些部件或特征与另一个示例中的特征或部件结合使用。
尽管已经公开了一个示例实施例，但是本领域普通技术人员将认识到某些修改将落入权利要求的范围内。为此，应研究以下权利要求，以确定其真正的范围和内容。

Claims (17)

1.一种空气弹簧悬架系统，包括：
第一空气弹簧，其具有第一容积，所述第一容积具有第一压力，所述第一压力被配置成向第一悬架组件提供第一弹簧刚度；
第二空气弹簧具有壳体，所述壳体具有第二容积，所述第二容积具有第二压力，所述第二压力被配置成向第二悬架组件提供第二弹簧刚度，所述第二空气弹簧包括：
活塞，其布置在所述第二容积中，其中所述壳体和所述活塞中的一个包括配置成连接到车辆底盘的第一安装结构，并且所述壳体和所述活塞中的另一个包括配置成连接到所述第二悬架组件的第二安装结构；
流体连接件，其在所述壳体上；和
交叉联结阀，其设置在所述壳体中并可在打开位置和关闭位置之间移动，所述交叉联结阀被配置成选择性地将所述第二容积流体连接到所述流体连接件；
交叉联结管线，其流体连接到所述第一空气弹簧的所述第一容积和在所述第二空气弹簧上的所述流体连接件；和
控制器，其与所述交叉联结阀连通，所述控制器被配置成响应于输入在所述打开位置和关闭位置之间命令所述交叉联结阀。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一空气弹簧没有交叉联结阀。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一空气弹簧和第二空气弹簧包括一对前车辆空气弹簧。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一空气弹簧和第二空气弹簧包括一对后车辆空气弹簧。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一空气弹簧和第二空气弹簧包括一对一个前车辆空气弹簧和一个后车辆空气弹簧。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述流体连接件是第二流体连接件，并且所述壳体包括与所述第二容积流体连通的第一流体连接件，并且包括泵和贮存器，所述泵和所述贮存器被配置成经由主空气管线向所述第一容积和第二容积提供加压空气，所述主空气管线连接到所述第一流体连接件，并且所述泵和所述贮存器不经由所述交叉联结管线流体地布置在所述第一容积和第二容积之间。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述输入是用户选择的悬架模式。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述交叉联结阀在所述关闭位置阻断所述第二容积与所述流体连接件，并且所述交叉联结阀在所述打开位置将所述第二容积流体连接到所述流体连接件。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，当所述阀断电时，所述交叉联结阀处于所述打开位置。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，电连接器设置在所述壳体中，所述电连接器被配置成向所述交叉联结阀提供命令，以在所述打开位置和关闭位置之间移动所述交叉联结阀。
11.根据权利要求1所述的系统，包括安装在所述悬架上并与所述控制器连通的行车高度传感器，所述行车高度传感器被配置成基于所述活塞的位置确定行车高度。
12.一种应用在如权利要求1-11中任一项所述的空气弹簧悬架系统中的空气弹簧，包括：
壳体，其具有带有活塞的容积，其中所述容积中的压力被配置成提供弹簧刚度；和
设置在所述壳体中的交叉联结阀，其被配置成选择性地将所述容积流体连接到所述壳体上的流体连接件。
13.根据权利要求12所述的空气弹簧，其中，所述交叉联结阀能够在打开位置和关闭位置之间移动，所述交叉联结阀在所述关闭位置阻断所述容积与所述流体连接件，并且所述交叉联结阀在所述打开位置将所述容积流体连接到所述流体连接件。
14.根据权利要求13所述的空气弹簧，其中，当所述阀断电时，所述交叉联结阀处于所述打开位置。
15.根据权利要求13所述的空气弹簧，其中，电连接器由所述壳体提供，所述电连接器被配置成向所述交叉联结阀提供信号以在所述打开位置和关闭位置之间移动所述交叉联结阀。
16.根据权利要求12所述的空气弹簧，其中，所述壳体和所述活塞中的一个包括配置成连接到车辆底盘的第一安装结构，并且所述壳体和所述活塞中的另一个包括配置成连接到簧下质量的第二安装结构。
17.根据权利要求12所述的空气弹簧，包括行车高度传感器，所述行车高度传感器被配置成基于所述活塞的位置来确定行车高度。
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