本開示の主題の態様が、様々な形態で実施される場合があるが、以下の詳細な説明、及び、添付図面は、これら形態のいくつかを、主題の特定の実施例として開示することのみを意図している。したがって、本開示の主題は、そのように記載及び図示された形態または態様に限定されることは意図されていない。
本開示は、車両の第1の側部の高さを独立して調整するように構成された第1のレベリングバルブを有する第1の空気圧回路と、車両の第2の側部の高さを独立して調整するように構成された第2のレベリングバルブを有する第2の空気圧回路と、第1のレベリングバルブを第2のレベリングバルブに接続するクロスフロー機構とを有する、車両用の空気管理システムを含んでいる。第1のレベリングバルブ及び第2のレベリングバルブは、第1のレベリングバルブが、車両の第1の側部の高さを独立して調整しておらず、また、第2のレベリングバルブが、車両の第2の側部の高さを独立して調整していない場合、たとえば、車両の両側の乗車高さ制御アームがニュートラルポジションにある場合か、電動バルブがニュートラルモードに設定されている場合に、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間に空気連通を確立している。第1のレベリングバルブ及び第2のレベリングバルブは、車両が、実質的に時速ゼロマイルより上の速度で移動している場合を含む、すべての運転条件の下で、ニュートラルポジションまたはニュートラルモードにセットされるように構成されている。
本明細書で使用される場合、「ニュートラルポジション」及び「ニュートラルモード」との用語は、どのレベリングバルブも、エア供給タンクからエアスプリングにエアを供給していないか、エアスプリングから大気にエアを除去しておらず、レベリングバルブの各々が、互いに対して空気連通している状態として規定されている。
本明細書で使用される場合、「アクティブモード」との用語は、バルブが独立して、1つの空気圧回路内の1つまたは複数のエアスプリングの高さまたは空気圧を調整しており、一方、バルブが、別の空気圧回路のいずれの構成要素とも、空気連通していない状態として規定されている。
本明細書で使用される場合、「クロスフロー機構」または「クロスフローシステム」は、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間に空気連通を確立するために必要な任意の構成要素を含んでおり、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路とが、車両の両側、すなわち、左側と右側とに設けられている。クロスフロー機構またはクロスフローシステムは、各レベリングバルブのクロスフローポートに接続された第1のレベリングバルブと第2のレベリングバルブとを接続する、クロスフローエアラインを含む場合があり、クロスフローエアラインは、供給タンク、または、この供給タンクに接続された供給ラインに、直接は接続されていない。クロスフロー機構またはクロスフローシステムは、第1のレベリングバルブと第2のレベリングバルブとの各々に接続されたクロスフローコントローラデバイスをも含む場合がある。クロスフロー機構またはクロスフローシステムは、たとえば、空気圧センサ、空気流センサ、乗車高さセンサ、安定性制御センサなどの電気センサをも含む場合がある。
本明細書で使用される場合、「応答位置」は、車両の各側の1つまたは複数のレベリングバルブが、空気圧回路内で独立して、エアスプリングの空気圧を調整している状態として規定されている。
本明細書で使用される場合、「不感帯」は、ロータリディスクのディスク表面が、下方ハウジングのリザーバキャビティ上に完全に重なっており、それにより、レベリングバルブが、エア供給タンクからエアスプリングに空気を供給することも、エアスプリングから大気に空気を除去することもしていないようになっている、回転のレンジに関する。
一実施例では、各レベリングバルブは、ハウジング、ハウジングのボアに配置されたバルブ要素、及び、ハウジングに旋回可能に接続された制御アームを含んでおり、それにより、制御アームが、バルブ要素を回転または移動させるように、ニュートラルポジションから1つまたは複数の応答位置に旋回するようになっている。別の実施例では、各レベリングバルブは、ハウジングと、制御アームの代わりに、このハウジングに電気的に接続された乗車高さセンサとを含んでいる。別の実施例では、各レベリングバルブは、ハウジングと、ハウジングのボアに配置されたバルブ要素と、バルブ要素を移動または回転させるように、ハウジングに旋回可能に接続された制御アームと、制御アームの移動を検出するように、ハウジング内に配置されたセンサと、を含んでいる。別の実施例では、各レベリングバルブは、ハウジング、バルブ要素、及び、バルブ要素を回転または移動させるモータ(たとえば、ステッパモータ)を含んでいる場合がある。バルブ要素は、プランジャ、ロータリディスク、及びポペットバルブで構成されたグループから選択される場合がある。
一実施例では、第1のレベリングバルブ及び第2のレベリングバルブは、第1のレベリングバルブと第2のレベリングバルブとの両方の制御アームが、ニュートラルポジションに設定された場合に、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間に空気連通を確立し、また、第1のレベリングバルブ及び第2のレベリングバルブは、第1のレベリングバルブと第2のレベリングバルブとの一方の制御アームが、1つまたは複数の応答位置にセットされている場合に、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間の空気連通を防止するように構成されている。
一実施例では、第1の空気圧回路は、車両の第1の側部に配置されたエアスプリングの第1のセットと、第1の供給タンクと、エアスプリングの第1のセットを第1のレベリングバルブに、空気を通すように接続する第1の複数のエアラインと、第1のレベリングバルブを第1の供給タンクに、空気を通すように接続する第1の供給ラインとを含んでおり、第2の空気圧回路は、車両の第2の側部に配置されたエアスプリングの第2のセットと、第2の供給タンクと、エアスプリングの第2のセットを第2のレベリングバルブに、空気を通すように接続する第2の複数のエアラインと、第2のレベリングバルブを第2の供給タンクに、空気を通すように接続する第2の供給ラインと、を含んでいる。別の実施例では、第1の空気圧回路及び第2の空気圧回路には、共通のエア供給タンクによって空気が供給される場合があり、それにより、空気管理システムが、車両の両側のエアスプリングにエアフローを提供するために、1つのエア供給タンクのみを含むのみであるようになっている。
一実施例では、エアラインは、車両の両側の空気圧回路内の対称性を維持するために、等しい容量の空気を供給するために設けられている。各エアラインは、実質的に同じ(たとえば、±10%か、±5%か、±2%か、±1%内)か、等しい直径及び/または長さである。各供給ラインは、実質的に同じ(たとえば、±10%か、±5%か、±2%か、±1%内)か、等しい直径及び/または長さである。
図1Aから図1Cは、参照符号100によって示される、本明細書に開示の、車両用の空気管理システムの構成を示している。空気管理アセンブリ100は、車両1の第1の側部に配置された第1の空気圧回路と、車両1の第2の側部に配置された第2の空気圧回路と、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路とを、空気を通すように接続するクロスフローライン38と、を含んでいる。車両1は、前輪駆動及び後輪駆動のホイールのアクスル、及び/または、非駆動ホイールのアクスル2及び3を有することができ、これらアクスルは、アクスル2及びアクスル3の両側に、図示のように配置された、エアスプリングの対(エアスプリングとしても、相互交換可能に参照される)4-5、6-7、8-9、及び10-11により、既知の方式で、シャシー1上に支持されている。本発明は、図面に示される、特定の数のアクスル(複数可)、エアバッグ(エアスプリング)、エアライン/ホース、エア供給タンク(複数可)を有するようには限定されない。この理由は、これら要素が、当業者にはすぐに明らかであるように使用される車両のタイプに応じて変化するためである。別の実施例では、第1の空気圧回路及び第2の空気圧回路には、共通のエア供給タンクによって空気が供給される場合があり、それにより、空気管理システム100が、車両1の両側のエアスプリング4から11にエアフローを提供するために、1つのエア供給タンクのみを含むのみであるようになっている。
図1Aから図1Cでは、エアスプリング4、5、8、及び9が、車両1の第1の側部に配置されており、別々のエアライン12、13、及び、18から21によってともに接続されて、エアスプリングの第1のセットを形成している。エアスプリング4、5、8、及び9と、別々のエアライン12、13、及び、18から21とには、第1のレベリングバルブ16に接続されたバルブホース28により、空気が供給されている。供給ホース30は、第1のレベリングバルブ16に空気を供給するために、第1のレベリングバルブ16から第1の供給タンク32に直接延びている。供給ホース30には、圧力保護バルブ34も設けられている。したがって、エアスプリング4、5、8、及び9と、別々のエアライン12、13、及び18から21と、バルブホース28と、第1のレベリングバルブ16と、供給ホース30と、圧力保護バルブ34(いくつかの車両または空気管理システムには必要とされない)と、第1の供給タンク32とが、車両1の第1の側部の高さを独立して調整するために適合された第1の空気圧回路を形成する。
いくつかの態様(図示せず)では、空気管理アセンブリ100は、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との両方に同時に空気を搬送するための単一のエア供給タンクと、単一のホースによってエア供給タンクに接続されるとともに、2つの供給ホースを通して第1の空気圧回路と第2の空気圧回路とに接続された単一の圧力保護バルブとを備えている場合がある。単一の圧力保護バルブは、空気管理システム100内の漏洩または故障が発生している事象において、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との両方に十分な空気圧を供給するように構成されている。単一の圧力保護バルブは、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との両方に同時に十分な空気を提供するために、2つの圧力保護バルブ34に対する、より大きな空気の容量を有するように構成されている。
エアスプリング6、7、10、及び11が、車両1の第2の側部に配置されており、別々のエアライン14、15、及び22から25によってともに接続されて、エアスプリングの第2のセットを形成している。エアスプリング6、7、10、及び11と、別々のエアライン14、15、及び22から25とには、第2のレベリングバルブ17に接続されたバルブホース29により、空気が供給されている。供給ホース31は、第2のレベリングバルブ17に空気を供給するために、第2のレベリングバルブ17から第2の供給タンク33に直接延びている。供給ホース31には、圧力保護バルブ35も設けられている。したがって、エアスプリング6、7、10、11と、別々のエアライン14、15、及び22から25と、バルブホース29と、第2のレベリングバルブ17と、供給ホース31と、圧力保護バルブ35と、第2の供給タンク33とが、車両1の第2の側部の高さを独立して調整するために適合された第2の空気圧回路を形成する。第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との両方は、第1のレベリングバルブ16が独立して、車両1の第1の側部へ空気を搬送するか、第1の側部から空気をパージするように、かつ、第2のレベリングバルブ17が独立して、車両1の第2の側部へ空気を搬送するか、第2の側部から空気をパージするように、独立して動作可能である。
各エアスプリングへの、実質的に同じ容量及び圧力でのバランスの取れた空気の供給を確実にするために、車両1の第1の側部の別々のエアライン12、13、及び18から21と、車両1の第2の側部の別々のエアライン14、15、及び22から25とは、実質的に同じサイズ(内径)及び長さである。図示の構成では、別々のエアライン18から21、及び、22から25は、各々が、約12mm(1/2インチ)のボア直径を有している。他のサイズが、各セットまたはグループ(たとえば、18から25、28及び29、30及び30、31など)におけるエアラインのサイズ及び長さが、同じである場合、同様の結果を伴って使用される場合がある。同様の理由のために、バルブホース28及び29は、実質的に同じサイズか、同じ内径及び長さであり、供給ホース30及び31は、実質的に同じサイズか、同じ内径及び長さである。別々のエアライン18から21、及び、21から25を提供すること、ならびに、別々に供給されるレベリングバルブ16及び17への、これらラインの接続により、等しい容量の空気が、迅速に各エアスプリングに供給されることが確実になり、それにより、エアスプリングの内部の圧力が、バルブ16及び17へリレーされる通路の状況の変化に適切に応答するようになっている。このため、エアスプリングの第1のセットの内部の圧力の変化率が、エアスプリングの第2のセットの内部の圧力の変化率に対して実質的に対称である。
第1の制御バルブ16と第2の制御バルブ17との各々は、エアスプリング9及び11の下に取り付けられた剛性のバー36に繋げられた制御アーム16a、17aを含んでいる。制御アーム16a、17aは、各々が、エアスプリングの圧縮及び伸長に応じて、上下に移動するように構成されており、これにより、第1の制御バルブ16及び第2の制御バルブ17を作動させて、エアスプリングに空気を供給するか、エアスプリングから空気をパージする。第1のレベリングバルブ16と第2のレベリングバルブ17との両方は、制御アーム16a、17aがニュートラルポジションにある場合、供給タンクからエアスプリングに空気を供給することも、エアスプリングから大気に空気を除去することもしない。クロスフローライン38は、第1のレベリングバルブと第2のレベリングバルブとを接続するように、第1のレベリングバルブ16から第2のレベリングバルブ17に延びている。図1Aに示すように、クロスフローライン38は、供給ライン30、31、または、エア供給タンク32、33に直接接続されていない。制御アーム16aと制御アーム17aとが両方ともニュートラルポジションにある場合、第1のレベリングバルブ16と第2のレベリングバルブ17とは、互いに空気連通しており、それにより、車両1の第1の側部のエアスプリング4、5、8、及び9と、車両の第2の側部のエアスプリング6、7、10、11との間の空気圧を均等にするように、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間が、クロスフローライン38を介して空気連通しているようになっている。結果として、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路とは、制御アーム16aと制御アーム17aとが両方ともニュートラルポジションにある場合に、共通の回路として、ともに結合されている。エアスプリングの第1のセットと第2のセットとの間の均等な空気圧を維持することにより、制御アーム16aと制御アーム17aとの両方がニュートラルポジションにある場合に、第1のレベリングバルブ16と第2のレベリングバルブ17とが、車両の2つの側部間で圧力を均衡した状態に保つ。図示の態様では、単一のクロスフローライン38のみが、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間に空気連通を確立する必要があり、それにより、車両の左側と右側との間で空気が流れるようになっている。
第1のレベリングバルブ16及び第2のレベリングバルブ17は、制御アーム16aと制御アーム17aとが両方ともニュートラルポジションにある場合に、クロスフローライン38を介して互いに空気連通することのみを許容する。換言すると、第1のレベリングバルブ16a及び第2のレベリングバルブ17aは、制御アーム16aと制御アーム17aとのいずれか1つがニュートラルポジションにない場合、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間の空気連通を防止する。制御アーム16aと制御アーム17aとのいずれか1つがニュートラルポジションから上下に移動している場合、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間の連通を確立しないことにより、第1のレベリングバルブ16及び第2のレベリングバルブ17が、独立して、エアスプリングから空気をパージするか、エアスプリングに空気を供給することができる。したがって、車両1が、車両の重心をシフトさせる鋭いターンをしている場合、第1のレベリングバルブ16と第2のレベリングバルブ17との一方が、車両1のウェイトシフトから収縮されているエアスプリングのセットに空気を供給し、一方、第1のレベリングバルブ16と第2のレベリングバルブ17との他方が、第1のレベリングバルブ16と第2のレベリングバルブ17との間でクロスフローが生じることなく、車両のウェイトシフトから伸長しているエアスプリングの他方のセットから空気をパージする。この状態では、第1のレベリングバルブ16及び第2のレベリングバルブ17は、エアスプリングの一方のセットに過剰な量の空気を供給するか、エアスプリングの他方のセットから過剰な量の空気を除去することにより、車両の動的なウェイトシフトを過剰に補償する場合があり、結果として、エアスプリングの第1のセットと第2のセットとの間にわずかな圧力差が生じることになる。エアスプリングの第1のセットと第2のセットとの間のこのわずかな圧力差は、車両1がターンから引っ張られた際に、制御アーム16a、17aのいずれも、ニュートラルポジションから離れるようには旋回させない場合がある。このことは、本開示に記載の機構がなければ、車両1を、平衡ではない状態に維持することになる。本開示によれば、制御アーム16aと制御アーム17aとの両方がクロスフロー38を介してニュートラルポジションにある場合、第1のレベリングバルブ16と第2のレベリングバルブ17とが互いに連通していることから、エアスプリングの第1のセットと第2のセットとの間のわずかな圧力差が、より高い圧力のエアスプリングのセットから、より低い圧力のエアスプリングのセットに、クロスフローライン38を介して空気が通過する際に除去され、それにより、均衡した状態に達する。
図2は、本発明の一構成によるレベリングバルブ50を概略的に示している。レベリングバルブ50は、ハウジング60及び制御アーム70を含んでいる。ハウジング60は、供給タンクに接続された供給ポート61と、大気へと接続された排出ポート62と、車両のそれぞれの側部の一方でエアスプリングに接続されたエアスプリングポート63と、車両の別の側部で第2のレベリングバルブに接続されたクロスフローポート64と、を含んでいる。図2が、1つのエアスプリングポートを有するハウジング60を示しているが、ハウジング60は、車両のそれぞれの側部に配置されたエアスプリングの複数のセットと連通するように、2つ以上のエアスプリングポートを含む場合がある。さらに、ポートの、互いに対する、及び、制御アームに対する、それぞれの配置は、様々である場合があり、図2に示す構成に限定されることは意図されていない。
図2に示すように、制御アーム70は、ハウジング60に接続されており、車両の一方側に配置されたエアスプリングの収縮及び伸長に応じて、複数の位置間でハウジング60周りに旋回する。エアスプリングが収縮すると、制御アーム70は、水平位置から第1の位置に、上方に旋回し、これにより、ハウジングの供給ポート61とエアスプリングポート63との間の連通が確立される。したがって、空気が、供給タンクからそれぞれのエアスプリングに供給され、それにより、エアスプリングの空気圧を増大させる。それぞれのエアスプリングが伸長すると、制御アーム70は、水平位置から第2の位置に、下方に旋回し、これにより、ハウジング60の排出ポート62とエアスプリングポート63との間の連通が確立される。したがって、空気が、エアスプリングから除去され、大気に放出され、それにより、エアスプリングの空気圧を低下させる。制御アーム70がニュートラルポジションからいずれかの方向に旋回する場合、エアスプリングポート63は、クロスフローポート64とは連通しない。ニュートラルポジションでは、制御アーム70は、水平位置に実質的に向けられており、それにより、制御アーム70が地面に対して平行に延びるようになっている。制御アーム70がニュートラルポジションにセットされている場合、エアスプリングポート63は、供給ポート61とも、排出ポート62とも連通しない。制御アーム70がニュートラルポジションに設定されている場合、代わりに、エアスプリングポート63が、クロスフローポート64と連通し、それにより、レベリングバルブ50が、(図1Aから図1Cに示すように)車両の反対側に配置された別のレベリングバルブと連通する場合がある。
1つの例示的構成によれば、レベリングバルブは、ハウジングの中心ボア(図示せず)に受領される、ディスクなどの回転部材(図示せず)を含む場合があり、この中で、中心ボアは、ハウジングの各ポートに、空気を通すように接続されている。回転部材は、制御アームに回転可能に接続されており、それにより、制御アームの旋回動作が、回転部材を回転させるようになっている。回転部材は、ハウジングのポート間の連通を変更するように、複数の位置間で回転する場合がある。各レベリングバルブは、異なるサイズの溝または貫通穴を有する、少なくとも1つの回転部材(図示せず)を有する容量及び圧力が、対称に、動的に等しく分配されたバルブであり、それにより、応答位置で作動される場合、エアスプリングに空気を搬送するかパージするようになっているか、ニュートラルポジションで作動された際に、パージポート及び供給ポートへの空気の流れを遮断し、ニュートラルポジションにおけるクロスフローポートの空気連通を開くようになっている。したがって、車両の一方側のレベリングバルブがニュートラルポジションにあるが、車両の反対側のレベリングバルブがニュートラルポジションにない場合、2つのレベリングバルブ間に空気連通が存在しない。両方のレベリングバルブがニュートラルポジションへと作動された際に、車両の両側の空気圧回路間の空気連通が確立される。
いずれのレベリングバルブも独立して、車両のそれぞれの側部の高さを調整していない場合にクロスフローを確立することにより、車両の各側部のエアスプリング間の、不均衡な圧力差が緩和される。これら圧力差に寄与する要素の1つが、重力であることが発見されている。たとえば、車両がターンしており、動的な横方向のウェイトシフトを受ける場合、一方のレベリングバルブが、圧縮されたエアスプリングに空気を供給することによって応答し、一方、他方のレベリングバルブが、伸長したエアスプリングから空気を除去する。しかし、横方向のウェイトシフトに応じて空気を供給するレベリングバルブは、圧縮されたエアスプリングに対して作用する重力を克服するように、かなり大きい力で、空気を供給する傾向にある。結果として、レベリングバルブは、しばしば、そのエアスプリングのセットに、車両の反対側の、エアスプリングの他方のセットから除去される空気の容量より多くの空気を供給する。圧力差が、車両の両側のエアスプリング間に残っているが、制御アームは、水平な、ニュートラルポジションに戻る。このニュートラルポジションでは、各レベリングバルブの供給ポート及びパージポートが閉じられており(たとえば、不感帯ポジション内にある)、それにより、エアスプリングのセットの1つに供給された、過剰に補償された空気に対処しない。
本発明の空気管理システムは、少なくとも2つの個別の空気圧回路を結合して、両方のレベリングバルブがニュートラルモードにある際に、1つの共通の空気圧回路を形成することにより、車両の各側部のエアスプリング間の圧力差を緩和する、予期されていなかった利点を提供する。本明細書の文脈では、レベリングバルブは、レベリングバルブがエア供給タンクから空気を供給することも、大気に空気をパージすることもしていない場合、「ニュートラルモード」にある。したがって、本発明の空気管理システムは、レベリングバルブの少なくとも1つがニュートラルモードにない場合、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間の連通を防止することにより、車両の各側部を個別に調整し得る。本発明の空気管理システムは、両方のレベリングバルブがニュートラルモードにある際にのみ、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間のクロスフローの連通を確立することにより、第1の空気圧回路及び第2の空気圧回路を1つの共通の回路に結合する場合もある。車両の各側部のエアスプリング間のクロスフローを確立することにより、より大である圧力を有する、過度に補償されたエアスプリングが、クロスフローラインを介して、車両の他方側にあるエアスプリングに空気を放出することを可能にし、それにより、車両の両側のエアスプリング間の均衡を促す。最終的に、すべてのレベリングバルブがニュートラルモードに設定された際に、クロスフローを選択的に提供する能力により、良好なトラクションを伴って、空気管理システムが、高度に安定した、より安全で、より快適な車両の運転を維持することを可能にする。
図3及び図4は、本発明の一構成による、機械作動バルブの様々な図を示している。図3及び図4に示すレベリングバルブ300は、下方ハウジング330に取り付けられた上方ハウジング320を備えたバルブ本体310を含んでおり、制御アーム340が、上方ハウジング320を通って延びるシャフトに取り付けられている。上方ハウジング320は、上方ハウジング320及び下方ハウジング330の角を通って延びる取付け穴に受領された締結具(図示せず)によって下方ハウジング330に取り付けられている。
図4及び図5を参照すると、下方ハウジング330は、エアタンク(図示せず)に接続された供給ポート334aと、エアスプリング(図示せず)から空気をパージするための排出ポート334bと、エアスプリングの第1のセット(図示せず)に接続された第1のポート334cと、エアスプリングの第2のセット(図示せず)に接続された第2のポート334dと、別のレベリングバルブ(図示せず)に接続されたクロスフローポート334eと、を含む、少なくとも5つのポート334aから334eを備えている。第1のポート334c及び第2のポート334dは、下方ハウジング330の一方側の第1のスプリングポート334cが、下方ハウジング330の他方側の第2のスプリングポート334dと一致するように、配置されている。ポート334aから334dは、下方ハウジング330の一方側の供給ポート334aが、下方ハウジング330の反対側の排出ポート334bと一致するように、さらに配置されている。
下方ハウジング330は、下方ハウジング330のポート334aから334eの各々への別々の空気流通路(図示せず)を含んでおり、それにより、供給ポート334aから供給される空気、または、排出ポート334bにパージされる空気が、クロスフローポート334eを通って流れる空気とは独立して生じるようになっている。図5を参照すると、下方ハウジング330は、複数の円形キャビティ338aから338cを画定する、第1の表面336を含んでいる。供給ポート334aは、下方ハウジング330に形成された1つの空気流通路によって供給キャビティ338aに結合されており、排出ポート334bは、下方ハウジング330に形成された第2の空気流通路によって排出キャビティ338bに結合されている。クロスフローポート334eは、下方ハウジング330内に形成された第3の空気流通路により、クロスフローキャビティ338cに結合されている。第1のスプリングポート334cと第2のスプリングポート334dとは、下方ハウジング330に形成されたリザーバキャビティ(図示せず)によって結合されている場合がある。
図4及び図6Aから図6Cは、本発明の一構成による、ロータリディスク350を示している。図4を参照すると、ロータリディスク350は、下方ハウジングと上方ハウジングとの間に画定された中心ボアに受領されている。ロータリディスク350は、ポスト(図示せず)を回転可能に受領するように構成された中心アパーチャ352を含んでいる。このポストは、下方ハウジング330から、上方ハウジング320を通って延び、制御アームに接続されている。ロータリディスク350は、下方ハウジング330の中心ボア内で、ポスト(図示せず)周りに回転するように構成されており、それにより、中心アパーチャ352を、旋回ポイントとして画定している。ロータリディスク350は、中心アパーチャ352周りに離間した2つの横長の形状のスロット354を含んでおり、ディスク表面353が、スロット354と中心アパーチャ352との間、及び、ロータリディスク350の周囲に沿って画定されている。ディスク表面353は、ロータリディスク350の固形表面のみを含む、ロータリディスク350の領域に対応しており、スロットによって画定された空隙の空間は含まない。したがって、ロータリディスク350のディスク表面353が、それぞれのキャビティと完全に重なっている場合、空気の流れは、それぞれのキャビティを通って入ることが制限される。ロータリディスク350は、細長い形状のスロット354の両方よりも小さい、クロスフロースロット355をさらに含んでいる。
ロータリディスク350の角度位置は、制御アーム340がバルブ300のバルブ本体310周りに旋回する際に変化する。図6Aに示すように、制御アーム340が水平位置に設定された場合、ロータリディスク350は、ニュートラルポジションにセットされ、ロータリディスク350のディスク表面353が、下方ハウジング330の供給キャビティ338aと排出キャビティ338bとの両方と重なる。このため、ニュートラルポジションでは、ロータリディスク350は、回転の不感帯領域内にセットされる。したがって、ロータリディスク350がニュートラルポジションにセットされている場合、エアスプリングは、供給ポート334aにも排出ポート334bにも接続されていない。しかし、クロスフロースロット355は、第1のスプリング及び第2のスプリングが、クロスフローポート334eと連通しているように、クロスフローキャビティに重なっている。図6Bに示すように、制御アーム340の時計回りの回転に起因して、ロータリディスク350は、スロット354、355の配置により、エアスプリングが、供給タンクから空気を受領するように、供給キャビティ338aがリザーバキャビティ(図示せず)に接続される角度位置に回転し、それにより、エアスプリングの空気圧を増大させる。図6Cに示すように、制御アーム340の反時計回りの回転に起因して、ロータリディスク350は、スロット354、355の配置により、エアスプリングから大気に、空気が除去されるように、排出キャビティ338bをリザーバキャビティ(図示せず)に接続する角度位置に回転する。他の構成では、1つのロータリディスク350の時計回りの移動のための条件の1つが、本発明による、別のロータリディスク350の反時計回りの回転に対応する場合がある。たとえば、回転アームの時計回りの回転により、スロット354、355の配置により、エアスプリングが空気を大気にパージするように排出キャビティ338bがスプリングリザーバキャビティ(図示せず)に接続される角度位置に、ロータリディスク350が回転される場合があり、それにより、エアスプリングの空気圧を減少させる。さらに、回転アームの反時計回りの回転により、スロット354、355の配置により、空気が供給タンクからエアスプリングに供給されるように供給キャビティ338aがスプリングリザーバキャビティ(図示せず)に接続される角度位置に、ロータリディスクが回転される場合がある。
図10、図11、及び図12Aから図12Cは、本発明の一構成による下方ハウジング430を示している。下方ハウジング430は、レベリングバルブのバルブ本体を形成するように、図3及び図4に示す上方ハウジング320に取り付けられるように構成されている。図3から図5に示す構成と同様に、下方ハウジング430は、エアタンク(図示せず)に接続された供給ポート434aと、エアスプリング(図示せず)から空気をパージするための排出ポート434bと、エアスプリングの第1のセット(図示せず)に接続された第1のポート434cと、エアスプリングの第2のセット(図示せず)に接続された第2のポート434dと、別のレベリングバルブ(図示せず)に接続されたクロスフローポート434eと、を含む、少なくとも5つのポート434aから434eを備えている。下方ハウジング430は、任意選択的に、放出バルブ(図示せず)に接続される第6のポート434f(図12A及び図12Bに示す)をさらに含むことができる。この放出バルブは、空気管理システムの各エアスプリングから、すべての空気を同時に除去するように構成されている。
図12Aから図12Cに示すように、下方ハウジング430は、供給ポート434aに接続された供給路432aと、排出ポート434bに接続された排出路432bと、第1のポート434cに接続された第1の通路432cと、第2のポート434dに接続された第2の通路432dと、クロスフローポート434eに接続されたクロスフロー路432eと、放出ポート434fに接続された放出路432fと、を含む、ポート434aから434fの各々への別々の空気流通路を含んでいる。下方ハウジング430は、複数の円形形状のブラインド穴438aから438c、及び、リザーバキャビティ439を画定する、第1の表面436を含んでいる。ブラインド穴438aから438cには、供給路432aによって供給ポート434aに結合された供給穴438aと、排出路432bによって排出ポート434bに結合された排出穴438bと、クロスフロー路432eによってクロスフローポート434eに結合されたクロスフロー穴438cと、が含まれている。下方ハウジング430は、ポスト(図示せず)を受領するように構成された中心穴438dを含んでいる。このポストは、制御アームを受領するように、上方ハウジング320を通って延びている。第1の通路432c、第2の通路432d、及び放出路432fは、ともに相互接続されるとともに、リザーバキャビティ439から延びている。図10に示す一実施例では、下方ハウジング430は、第1の表面436から突出した隆起表面437を含む場合があり、穴438aから438c、及びキャビティ439が、隆起表面437に沿って画定されている。下方ハウジング430の隆起表面437は、内部にチャンバを画定するように、上方ハウジング320の下側表面と係合するように構成されている。
図13は、本発明の構成によるロータリディスク450を示している。図4及び図6Aから図6Cに示す構成と同様に、ロータリディスク450は、中心アパーチャ452、2つの細長い形状のスロット454、及び、クロスフロースロット455を含んでおり、ディスク表面453が、それらの間、及び、ロータリディスク450の周囲に沿って延びている。中心アパーチャ452は、2つの細長い形状のスロット454と、クロスフロースロット455との間に配置されている。2つの細長い形状のスロット454は、ロータリディスク455の中心軸A-Aから対称的に離間しており、クロスフロースロット455は、ロータリディスク450の中心軸A-Aと重なっており、中心アパーチャ452は、細長い形状のスロット454と、クロスフロースロット455との間に配置されている。クロスフロースロット455の断面積は、細長い形状のスロット454の各々の断面積よりも実質的に小さい。たとえば、クロスフロースロット455の断面積は、細長い形状のスロット454の断面積より、少なくとも3倍、4倍、5倍、10倍、20倍、30倍、40倍、またはそれ以上に、小さい。いくつかの非限定的な態様(たとえば、図33から図36)では、クロスフロースロット455の幅または直径は、クロスフロースロット455のその深さにわたって変化する場合があり、それにより、クロスフロースロット455の幅または直径が、ロータリディスク450の第1の面における第1の横断方向の寸法と、ロータリディスク450の第2の面における第2の横断方向の寸法とを有するようになっており、ここで、第1の横断方向の寸法は、第2の横断方向の寸法より大きい。
ロータリディスク450は、下方ハウジング430の隆起表面437に受領されており、中心アパーチャ452は、下方ハウジング430の第1の表面436から、ロータリバルブの上方ハウジング(図示せず)に延びるシャフト(図示せず)を受領している。図4及び図6Aから図6Cに示す構成と同様に、ロータリディスク450は、ニュートラルポジションと、第1の角度位置と、第2の角度位置と、を含む、複数の位置間で、シャフト周りに回転するように構成されている。ニュートラルポジションでは、ロータリディスク450のディスク表面453は、下方ハウジング430の供給穴438aと排出穴438bとの両方と重なっており、それにより、エアスプリングが、供給ポート434aにも、排出ポート434bにも接続されていないようになっている。このため、ロータリディスク450は、ニュートラルポジションにセットされた場合、回転の不感帯領域内にセットされる。ニュートラルポジションでは、クロスフロースロット455は、第1のスプリング及び第2のスプリングが、クロスフローポート434eと連通しているように、クロスフロー穴438cに重なっている。
ロータリディスク450が、ニュートラルポジションから離れるように、時計回り方向に、第1の角度位置に回転する場合、細長い形状のスロット454は、エアスプリングが、供給タンクからの空気を受領するように、供給穴438aを、リザーバキャビティ439に接続し、それにより、エアスプリングの空気圧を増大させる。ロータリディスク450が第1の角度位置にセットされている場合、クロスフロースロット455は、クロスフロー穴438から離れるように回転し、それにより、不感帯453が、クロスフロー穴438cに重なるようになっている。ロータリディスク450が、ニュートラルポジションから離れるように、反時計回りに、第2の角度位置に回転する場合、細長い形状のスロット454は、排出穴438bを、リザーバキャビティ439に接続し、それにより、空気がエアスプリングから除去されるようになっている。ロータリディスク450が第2の角度位置にセットされている場合、クロスフロースロット455は、クロスフロー穴438cから離れるように回転し、それにより、不感帯453が、クロスフロー穴438cに重なるようになっている。
クロスフロースロット455のサイズ設定に起因して、ロータリディスク450は、不感帯453がクロスフロー穴438cと完全に重なるように、ニュートラルポジションから、時計回り方向か反時計回り方向のいずれかに、約1度から約2度、わずかに回転される必要があるのみである。このため、ロータリディスクは、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間のクロスフローを許容している状態から、クロスフローが生じることなく、独立して、車両の一方側への空気の流れを制御する状態に、迅速に変移する場合がある。ロータリディスクが、ニュートラルポジションから時計回り方向か反時計回り方向のいずれかに、約1度から約2度回転している間、細長い形状のスロット454は、下方ハウジング430の供給穴438aとも排出穴438bとも連通していない。ロータリディスクの回転速度が所定の閾値の速度を超えると、ロータリディスク450は、変移の間、クロスフロー穴438c及びクロスフローポート434eを空気が通ることを許容することなく、第1の角度位置から第2の角度位置に回転する場合がある。したがって、車両が後の動的なウェイトシフトを経る際に、ロータリディスクは、変移の間に、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間でクロスフローを発生させることなく、エアスプリングへ空気を供給する状態と、エアスプリングから空気を除去する状態との間で切り替わる場合がある。
図14A及び図14Bは、本発明で使用される一構成による第1のポペットバルブ460を示している。第1のポペットバルブ460は、第1の端部464から第2の端部466に延びる円筒形状の本体462を含んでいる。第1のポペットバルブ460は、第1の端部464に沿って画定された第1の開口463aから、第2の端部466に沿って規定された第2の開口463bに、本体462を通って延びる通路463を含んでいる。第1の開口463aのサイズは、第2の開口463bのサイズに等しい。第1のポペットバルブ460は、下方ハウジング430の供給穴438aと排出穴438bとの両方に配置されており、第1の端部464が、下方ハウジング430の第1の表面436の外に突出し、ロータリディスク450と係合して、供給穴438a及び排出穴438bと、細長い形状のスロット454との間に気密シールを提供する。いくつかの他の構成(図示せず)では、第1の開口463aのサイズは、第2の開口463bのサイズとは異なっており、それにより、通路463の直径または幅が、通路463のその長さを通して変化するようになっている。一実施例では、第1の開口463aは、第1の直径を含む場合があり、第2の開口463bは、第2の直径を含む場合があり、第2の直径は、第1の直径より小である。
図15A及び図15Bは、本発明の一構成による、第2のポペットバルブ470を示している。第1のポペットバルブ460と同様に、第2のポペットバルブ470は、第1の端部474から第2の端部476に延びる円筒形状の本体472を含んでいる。第1のポペットバルブ470は、第1の端部474に沿って画定された第1の開口473aから、第2の端部476に沿って画定された第2の開口473bに、本体472を通って延びる通路473を含んでいる。第1のポペットバルブ460とは異なり、第2のポペットバルブ470の第1の開口473aのサイズは、第2の開口473bのサイズより小さい。第2のポペットバルブ470の第1の開口473aのサイズ及び形状は、ロータリディスク450のクロスフロースロット455のサイズ及び形状に対応している。第2のポペットバルブ470は、下方ハウジングのクロスフロー穴438cに配置されており、第1の端部474は、下方ハウジング436の第1の表面436上に突出し、ロータリディスク450と係合して、ロータリディスク450のクロスフロースロット455とクロスフロー穴438cとの間に気密シールを提供する。
非限定的な一態様では、下方ハウジング430は、第1の表面436に沿って配置された第4のブラインド穴(図示せず)を含む場合があり、それにより、第4のブラインド穴が、クロスフロー穴438cと整列し、リザーバキャビティ439が、第4のブラインド穴とクロスフロー穴438cとの間に配置されている。いくつかの態様では、第4のブラインド穴は、供給穴438a及び排出穴438bから、中心穴438dに関し、90度離れており、クロスフロー穴438cから、中心穴438dに関し、180度離れている。第4のブラインド穴は、供給路432a、排出路432b、第1の通路432c、第2の通路432d、クロスフロー路432e、及び放出路432fのいずれとも、空気連通していない。いくつかの態様では、第3のポペットバルブ(図示せず)は、第4のブラインド穴内に配置されている場合がある。いくつかの態様では、第3のポペットバルブは、クロスフロー穴438cに受領された第1のポペットバルブ460と同じ構成を備えている場合があり、それにより、第3のポペットバルブが、下方ハウジング430の第1の表面436を超えて突出するように構成された第1の端部を備えているようになっている。ロータリディスク450が下方ハウジング430の第1の表面436に受領されている場合、第3のポペットバルブは、ロータリディスク450と係合するように構成されており、それにより、ロータリディスク450の底部表面が、供給穴438aと排出穴438bとに受領された一対の第1のポペットバルブ460と、クロスフロー穴に受領された第2のポペットバルブ470と、第4のブラインド穴に受領された第3のポペットバルブとの、4つのポペットバルブと係合するようになっている。中心穴438dに関し、各々から90度変位している4つのポペットバルブと係合することにより、ロータリディスク450は、平衡な位置に維持されている。
図43は、本発明による例示的態様における、レベリングバルブの下方ハウジングの様々なポートにおける、制御アームの角度と空気圧との間の関係を示している。図43に示すように、x軸は、モータで作動される動作の時間を秒で反映しており、y軸は、度で示される制御アームの角度(すなわち、実線で示されている)と、変化する制御アームの角度に応じた、様々なバルブポートの平方インチ毎の圧力のゲージ(PSIG:pressure-per-square-inch-gauge)の空気圧(点線または破線によって示されている)との両方を示している。図43を参照すると、車両が動的に、変化する路面状況に対する際、すなわち、制御アームが最初に、x軸で示される、ニュートラルポジションから離れるように旋回する場合、ワーキングポート(すなわち、エアスプリングに接続されたスプリングポート)の空気圧が急激に増大し、一方、供給ポートの空気圧がわずかに低下する。したがって、レベリングバルブは、制御アームがニュートラルポジションから離れるように、供給ポジションに旋回する場合、エアスプリングへの空気圧の供給に迅速に応答するように構成されている。次いで、制御アームが最初に、図43のx軸状の約14秒に示されるように、ニュートラルポジションに戻るように旋回すると、スプリングポートにおける空気圧が一定のレベルに維持される。図43のx軸上の約28秒に示されるように、レベリングアームがニュートラルポジションに戻ると、クロスフローポートの空気圧は、約90PSIGに急上昇し、スプリングポートにおける空気圧がわずかに低下する。結果として、接続されたエアスプリングの圧力がわずかに低下し、それにより、車両の両側に配置されたエアスプリングが等しくなる。次いで、車両の運転が継続され、路面状況の異なる変化に直面する際、すなわち、図43のx軸上の約29秒を始点に、制御アームが、逆方向に、ニュートラルポジションから離れるように回転する際に、排出ポートにおける空気圧が増大し、それにより、スプリングポートにおける空気圧が、制御アームがニュートラルポジションに設定された場合の空気圧の低下に比べ、急激に、より速い速度で低下する。したがって、接続されたエアスプリングにおける空気圧が、制御アームが排出ポジションに切り替わるのに応じて、著しく低減される。このため、図43は、本発明によるレベリングバルブが、(i)供給モード、(ii)排出モード、及び(iii)クロスフローモードの、3つの特有の段階に従って動作することを示している。さらに、図43は、別々のステージ間で重なることがなく、それにより、レベリングバルブが、単一の時点において、3つのモードの内の1つのみで作動し得るようになっていることを示している。
様々な態様によれば、図44は、1つまたは複数のエア供給タンク32、33と、車両の第1の側部に配置された第1の空気圧回路と、車両の第2の側部に配置された第2の空気圧回路と、を備えた、空気管理システム100の空気圧を調整するための方法900を示している。図44に示すように、方法900は、第1のレベリングバルブ16により、第1の空気圧回路の空気圧を個別に調整するステップ910を含んでいる。様々な態様では、第1の空気圧回路の空気圧を個別に調整することには、1つまたは複数のエア供給タンク32、33から第1の空気圧回路に空気を供給することか、第1の空気圧回路から大気に空気を除去することのいずれかが含まれている。図44に示すように、方法900は、第2のレベリングバルブ17により、第2の空気圧回路の空気圧を個別に調整するステップ920を含んでいる。様々な態様では、第2の空気圧回路の空気圧を独立して調整することには、1つまたは複数のエア供給タンク32、33から第2の空気圧回路に空気を供給することか、第2の空気圧回路から大気に空気を除去することのいずれかが含まれている。図44に示すように、方法900は、第1のレベリングバルブ16と第2のレベリングバルブ17との両方がニュートラルモードに設定されている場合にのみ、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間に空気連通を確立するステップ930を含んでいる。様々な態様では、ニュートラルモードのレベリングバルブは、1つまたは複数のエア供給タンクから空気を供給することも、大気に空気を除去することもない。
空気管理システムは、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間の連通を制御するために、機械的に、または電子的に作動されるレベリングバルブを含む場合がある。例示的な一構成では、空気管理システムは、各エアスプリングに配置されたレベリングバルブを含む場合があり、ここで、各レベリングバルブは、マニホルド、及び、このマニホルドのチャンバ内に配置されたプランジャを含んでいる。プランジャは、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間のクロスフローを確立する第1の位置と、車両のそれぞれの側部の高さを独立して調整するための第2の位置と、を少なくとも含む、1つまたは複数の位置間で、マニホルドのチャンバ内を移動するように構成されている。空気流を作動させるために、制御アームを有するよりむしろ、マニホルドは、1つまたは複数の位置間でプランジャを移動させるために、電子アクチュエータを含む場合があり、それにより、空気流がそれぞれのエアスプリングに供給されるか除去されるようになっている。例示的な一構成では、空気管理システムは、空気管理システムの各エアスプリングに接続された個別のポートを含む中心マニホルドを有する場合がある。
例示的な一構成では、レベリングバルブは、エアスプリングの第1のセットと第2のセットとの間で空気圧を均等にするように、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間のクロスフローを選択的に許容しつつ、車両の各側部に対し、独立して、空気を調整することを可能にする、1つまたは複数のソレノイドバルブで構成されている場合がある。空気管理システムは、電気的に作動するレベリングバルブの動作を制御するように、レベリングバルブと電気的に通信している(たとえば、無線または有線)、コントローラをさらに含む場合がある。空気管理システムは、圧力の変化及び不均衡を検知し、そのようなデータを、レベリングバルブと電気通信(たとえば、無線または有線)しているコントローラに、または、1つまたは複数のレベリングバルブ自体に通信するために、エアラインに設けられた空気圧センサをさらに含む場合がある。空気管理システムは、高さ制御のための乗車高さセンサに基づく入力と、1つまたは複数のポートにおける流量センサと、電子システムとの通信と、をさらに含む場合がある。たとえば、電子システムは、限定ではないが、車両1のエレクトロニックスタビリティプログラム(ESP)システム、ダイナミックスタビリティコントロール(DSC)システム、ビークルスタビリティコントロール(VSC)システム、オートマチックトラクションコントロール(ATC)システム、及び/または、ロールスタビリティコントロール(RSC)システムを含む、任意のエレクトロニックスタビリティコントロール(ESC)である。空気管理システムの動作を、同様に車両のESC、ESP、DSC、VSC、ATC、またはRSCにリンクされているコントローラとリンクさせることにより、ブレーキング及びステアリングの制御を、空気管理システムの動作と同期させることで、車両の全体の安全性が向上する。
様々な構成では、空気管理システムのコントローラは、レベリングバルブ、センサ、及び他の車両電子システム(たとえば、ESC、ESP、DSC、VSC、ATCなど)と電気通信している。様々な態様では、コントローラは、センサから送信された、エアスプリングの高さ及び圧力の測定値などの測定信号を受信する場合がある。測定信号及びデータ信号に基づき、コントローラは、空気管理システムの各エアスプリング、及び、車両の動的な作動状態の現在の状態を計算するように構成されている。一構成では、コントローラは、受信した測定信号及びデータ信号に基づき、空気管理システムのエアスプリング間の圧力の差異または高さの差異を計算するように構成されている。コントローラは、エアスプリング間の圧力の差異または高さの差異が、所定の閾値より上である場合に、アクティブモードでバルブを作動させ、圧力の差異または高さの差異が所定の閾値未満である場合に、ニュートラルモードでバルブを作動させるように構成されている。したがって、車両のそれぞれの側部間に実質的な高さの差異が存在する場合、コントローラは、そのそれぞれの空気圧回路のエアスプリングの高さを独立して調整するように、レベリングバルブにコマンドを送信して、車両を、より速い速度で、平衡状態にするように構成されている。様々な態様では、コントローラは、任意の車両の速度で、アクティブモードで動作するように、レベリングバルブにコマンドを送信する場合がある。ローリング状態を引き起こすことのない、車両のそれぞれの側部間のわずかな高さの差異のみが存在する場合、コントローラは、ニュートラルモードにセットされるように、レベリングバルブにコマンドを送信し、エアスプリング間のクロスフローを確立することにより、エアスプリング間のあらゆる圧力差を緩和するように構成されている。様々な態様では、コントローラは、実質的に時速ゼロマイルまたは時速ゼロキロメートルを超える速度を含む、任意の車両速度において、ニュートラルモードを作動させるように、レベリングバルブにコマンドを送信する。
図7から図9は、一連のエアラインを備えている、空気管理システムを示している。ここで、それぞれのエアスプリングと、制御バルブとの間に延びるすべてのエアラインの長さは、等しい長さ、及び、内径を有している。図7は、第1の空気圧回路、第2の空気圧回路、及び、少なくとも2つのレベリングバルブ300aを備えた空気管理システム200aを示している。空気圧回路の各々は、1つまたは複数のエアスプリング205aと、エア供給タンク210aと、レベリングバルブ300aと供給タンク210aとの間に延びる供給ライン220aと、1つまたは複数のエアスプリング205aをレベリングバルブ300aに接続する搬送ライン230aのセットと、を含んでいる。空気管理システム200aは、各供給ライン220aに接続された圧力保護バルブ240a(すべての空気管理システムには必要とされていない)をさらに含んでいる。空気管理システム200aのいくつかの構成では、搬送ライン230aは、等しい長さ及び直径を有する場合があり、供給ライン220aは、等しい長さ及び直径を有する場合がある。各レベリングバルブ300aは、制御アーム305によって機械的に作動され、また、第1の空気圧回路または第2の空気圧回路の1つへの空気流を独立して調整するように構成されている。レベリングバルブ300aは、すべてのレベリングバルブがニュートラルモードにセットされている場合に、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間の流体連通を確立するように、クロスフローライン250aによってともに結合されている。このため、レベリングバルブ300aは、空気がエアタンクからエアスプリングに供給されず、空気がエアスプリングから大気に除去もされない場合に、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間のクロスフローを提供するように構成されている。
図8は、第1の空気圧回路、第2の空気圧回路、及び、少なくとも2つのレベリングバルブ300bを備えた空気管理システム200bを示している。空気圧回路の各々は、1つまたは複数のエアスプリング205bと、エア供給タンク210bと、レベリングバルブ300bと供給タンク210bとの間に延びる供給ライン220bと、1つまたは複数のエアスプリング205bをレベリングバルブ300bに接続する搬送ライン230bのセットとを含んでいる。空気管理システム200bのいくつかの構成では、搬送ライン230bは、等しい長さ及び直径を有する場合があり、供給ライン220bは、等しい長さ及び直径を有する場合がある。空気管理システム200bは、各供給ライン220bに接続された圧力保護バルブ240bをさらに含んでいる。図8に示すように、レベリングバルブ300bは、クロスフローライン250bによってともに接続された、電子的に作動されるレベリングバルブである。電子的に作動されるレベリングバルブは、空気がエアタンクからエアスプリングに供給されず、空気がエアスプリングから大気に除去もされない場合、すなわち、ニュートラルモードにおいて、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間のクロスフローを提供するように構成されている。
図9は、第1の空気圧回路、第2の空気圧回路、及び、少なくとも2つのレベリングバルブ300cを備えた空気管理システム200cを示している。空気管理システム200cは、1つまたは複数のエアスプリング205cと、それぞれの供給ライン220cによって各レベリングバルブ300cに接続された供給エアタンク210cと、を備えており、圧力保護バルブ240cが、供給ライン220cに組み込まれている。各レベリングバルブ300cは、一連の搬送ライン230cによって1つまたは複数のエアスプリング205cに接続されている。空気管理システム200cのいくつかの構成では、搬送ライン230cは、等しい長さ及び直径を有する場合があり、供給ライン220cは、等しい長さ及び直径を有する場合がある。レベリングバルブ300cは、クロスフローライン250cによってともに接続されている。図9に示すように、レベリングバルブ300cは、電子的に作動されるレベリングバルブであり、制御ユニット260と電気通信している。電気通信は、有線接続または無線接続によって確立される場合がある。電子的に作動されるレベリングバルブは、空気がエアタンクからエアスプリングに供給されず、空気がエアスプリングから大気に除去もされない場合、すなわち、ニュートラルモードにおいて、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間のクロスフローを提供するように構成されている。
図16から図18は、空気流の制御を電子制御ユニットと同期させる空気管理システムを示している。図16は、第1の空気圧回路510a、第2の空気圧回路520a、及び、少なくとも2つのレベリングバルブ600aを備えた空気管理システム500aを示している。各空気圧回路510a、520aは、1つまたは複数のエアスプリング530aを含んでいる。各レベリングバルブ600aは、第1の空気圧回路または第2の空気圧回路の1つへの空気流を独立して調整するように構成されている。レベリングバルブ600aは、すべてのレベリングバルブ600aがニュートラルモードにセットされている場合に、第1の空気圧回路510aと第2の空気圧回路520aとの間の流体連通を確立するように、クロスフローライン550aによってともに結合されている。各レベリングバルブ600aは、制御アーム610によって機械的に作動され、また、制御アームの位置を検出するように、レベリングバルブ600aのハウジング内に配置された制御アームセンサ(図示せず)を含んでいる。一実施例では、制御アームセンサは、ポテンショメータである場合がある。制御アームセンサは、車両のESC、ESP、DSC、VSC、ATC、またはRSCに組み込まれている場合がある、制御ユニット650aと電気通信している。電気通信は、有線接続または無線接続によって確立される場合がある。制御アームセンサは、制御アームの位置を検出し、この制御アームの位置を制御ユニット650aに、制御アームの位置の入力として送信するように構成されている。制御ユニット650aは、制御アームの位置の入力に基づき、車両のそれぞれの側部の各々における車両の高さを判定するように構成されている。
図17は、エア供給タンク505bと、供給タンク505bに接続された第1の空気圧回路510bと、供給タンク505bに接続された第2の空気圧回路520bと、少なくとも2つのレベリングバルブ600bと、を備えた空気管理システム500bを示しており、各レベリングバルブが、第1の空気圧回路510bまたは第2の空気圧回路520bの1つへの空気流を独立して制御するように構成されている。空気管理システム500bの他の構成では、空気管理システムは、2つ以上のエア供給タンク505bを有する場合がある。各空気圧回路510b、520bは、1つまたは複数のエアスプリング530bを含んでいる。各レベリングバルブ600bは、ニュートラルポジション、供給ポジション、及び排出ポジションを含む、複数の位置の間で移動するように構成されたバルブ要素(図示せず)を含んでいる。一実施例では、バルブ要素は、ポペットバルブ、プランジャなどである場合がある。バルブ要素がニュートラルポジションにセットされている場合、ポートは、エアタンクからエアスプリングに空気を供給もせず、エアスプリングから大気に空気を除去もしない。各レベリングバルブ600bは、電子アクチュエータ620によって電子的に作動される。一実施例では、電子アクチュエータ620は、ソレノイド、モータなどである場合がある。図17に示すように、レベリングバルブ600bは、すべてのバルブ要素がニュートラルポジションにセットされている場合に、第1の空気圧回路510bと第2の空気圧回路520bとの間の流体連通を確立するように、クロスフローライン550bによってともに接続されている。空気管理システムは、車両の高さの位置、それぞれのエアスプリングの空気圧、または、車両の安定性に関する任意の他の情報を検出するように、車両の各側部に配置された少なくとも1つのレベリングセンサ630を含む複数のレベリングセンサ630をさらに含んでいる。レベルセンサ630は、制御ユニット650bと電気通信している。電気通信は、有線接続または無線接続によって確立される場合がある。各レベリングセンサ630は、車両のレベルの入力として、制御ユニット650bに測定値を送信するように構成されている。制御ユニット650bは、車両のレベルの入力に基づき、車両のそれぞれの側部の各々における車両の高さを判定するように構成されている。制御ユニット650bは、所望の位置へのバルブ要素の移動を引き起こすように、各レベリングバルブ600bにおける電子アクチュエータ620を制御するようにさらに構成されており、それにより、第1の空気圧回路及び第2の空気圧回路への空気流を制御する。
一構成では、制御ユニット650bは、第1の空気圧回路510bのエアスプリングと、第2の空気圧回路520bのエアスプリングとの間の圧力の差異または高さの差異が、所定の閾値内にある場合に、クロスフローを確立するように、レベリングバルブ600bを作動させるように構成されている。制御ユニット650は、第1の空気圧回路510bのエアスプリングと、第2の空気圧回路520bのエアスプリングとの間の圧力の差異または高さの差異が、所定の閾値より大きい場合に、その関連する空気圧回路の空気圧を個別に調整するように、アクティブモードでバルブ600bを作動させるように構成されている。制御ユニット650bは、センサ630から受信された測定値の信号に基づき、エアスプリング530bの圧力の差異または高さの差異を判定する場合がある。
図18は、エア供給タンク505cと、第1の空気圧回路510cと、第2の空気圧回路520cと、マニホルド600cと、を備えた空気管理システムを示している。マニホルド600cは、ある態様では、車両の中心か、その近くに配置されている。空気管理システム500cの他の構成では、空気管理システムは、2つ以上のエア供給タンク505cを有する場合がある。マニホルド600cは、1つまたは複数の供給ライン506cによって供給タンク505cに接続されている。各空気圧回路510c、520cは、1つまたは複数のエアスプリング530cを含んでいる。マニホルド600cは、搬送ライン535cによって各エアスプリング530cに接続された少なくとも1つのポート640を含む、複数のポート640を含んでいる。マニホルド600cは、ポートを通る空気の流れを制御するように、各ポート640に配置されたバルブ要素(図示せず)を含んでいる。一実施例では、バルブ要素は、ポペットバルブ、プランジャなどである場合がある。バルブ要素は、ニュートラルポジション、供給ポジション、及び排出ポジションを含む、複数の位置の間で移動するように構成されている。バルブ要素がニュートラルポジションに設定されている場合、ポートは、エアタンクからエアスプリングに空気を供給もせず、エアスプリングから大気に空気を除去もしない。マニホルド600cは、すべてのバルブ要素がニュートラルポジションにセットされている場合に、第1の空気圧回路510cと第2の空気圧回路520cとの間の流体連通を確立するように、クロスフロー路(図示せず)をさらに含んでいる。マニホルド600cは、バルブ要素の移動を引き起こすように、各ポートに配置された電子アクチュエータ(図示せず)をさらに含んでいる。一実施例では、電子アクチュエータは、ソレノイド、モータなどである場合がある。空気管理システム500cは、車両の高さの位置、それぞれのエアスプリングの空気圧、または、車両の安定性に関する任意の他の情報を検出するように、車両の各側部に配置された少なくとも1つのレベリングセンサ630を含む、複数のレベリングセンサ630をさらに含んでいる。レベルセンサ630は、制御ユニット650cと電気通信している。電気通信は、有線接続または無線接続によって確立される場合がある。各レベリングセンサ630は、車両のレベルの入力として、制御ユニット650cに測定値を送信するように構成されている。制御ユニット650cは、車両のレベルの入力に基づき、車両のそれぞれの側部の各々における車両の高さを判定するように構成されている。制御ユニット650cは、所望の位置へのバルブ要素の移動を引き起こすように、各ポート640における電子アクチュエータを制御するようにさらに構成されており、それにより、第1の空気圧回路510c及び第2の空気圧回路520cへの空気流を制御する。
一構成では、制御ユニット650cは、第1の空気圧回路510cのエアスプリングと、第2の空気圧回路520cのエアスプリングとの間の圧力の差異または高さの差異が、所定の閾値内にある場合に、クロスフローを確立するように、マニホルド600cを作動させるように構成されている。制御ユニット650cは、第1の空気圧回路510cのエアスプリングと、第2の空気圧回路520cのエアスプリングとの間の圧力の差異または高さの差異が、所定の閾値より大きい場合に、その関連する空気圧回路の空気圧を個別に調整するように、アクティブモードでマニホルド600cを作動させるように構成されている。制御ユニット650cは、センサ630から受信された測定値の信号に基づき、エアスプリング530bの圧力または高さの差異を判定する場合がある。
図19及び図20は、空気流の制御を、各エアスプリングに関連する制御ユニットと同期させる空気管理システムを示している。図19は、エアソース702aと、供給エアタンク704aと、車両の第1の側部に配置された第1の空気圧回路710aと、車両の第2の側部に配置された第2の空気圧回路720aと、を備えた空気管理システム700を示している。各空気圧回路710a、720aは、1つまたは複数のエアスプリング730aを含んでいる。各エアスプリング730aは、エアスプリング730aのチャンバ内に配置された制御ユニット740aを備えている。制御ユニット740aは、エアスプリング730aの頂部プレート732aに取り付けられたハウジングを備えている。エアスプリング730内に配置されることにより、制御ユニット740aは、外部の環境に曝されず、それにより、ごみ、または荒れた気候条件によって生じる損傷から保護される。制御ユニット740aは、制御ユニット740aによって監視された1つまたは複数の動作条件に基づいて判定された、所望の高さに、エアスプリング730bの高さを調整するように構成されている。制御ユニット740aは、その関連するエアスプリング730aに関する所望の高さの判定において、空気管理システム700の他のエアスプリング730aの状況を考慮する場合があるが、制御ユニット740aは、空気管理システム700の他の制御ユニット740aとは独立して、その関連するエアスプリング730aの高さを調整する。図19に示すように、クロスフローライン760aは、第1の空気圧回路710a内のエアスプリング730aの制御ユニット740aを、第2の空気圧回路720aのエアスプリング730aの制御ユニット740aに接続する。各制御ユニット740aは、空気がエアソース702aからエアスプリング730aに供給されず、空気がエアスプリング730aから大気に除去されることもない場合、すなわち、ニュートラルモードにおいて、第1の空気圧回路710aと第2の空気圧回路720aとの2つのエアスプリング730a間にクロスフローを提供するように構成されている。
図19及び図22を参照すると、制御ユニット740aは、ハウジング780aの第1の表面に沿って配置された流入ポート741aと、ハウジング780aの第1の表面に沿って配置された流出ポート742aと、ハウジング780aの第1の表面に沿って配置されたクロスフローポート743aと、ハウジング780aの第2の表面に沿って配置された搬送ポート744aと、を備えている。制御ユニット740aは、バルブチャンバ745aと、搬送ポート744a、流入ポート741a、流出ポート742a、及びクロスフローポート743aをこのバルブチャンバ745aに接続する複数の通路751aから754aとを備えている。流入ポート741aは、頂部プレート732a上に配置されたフィッティング736aに接続するように構成されており、それにより、エア供給タンク704aと制御ユニット740aとの間に空気連通を確立している。流出ポート742aは、頂部プレート732a上に配置された排出ポート738aに接続するように構成されており、それにより、大気と制御ユニット740aとの間に空気連通を確立している。クロスフローポート743aは、クロスフローライン760aに接続するように構成されており、それにより、第1のエアスプリング730aの制御ユニット740aと、第2のエアスプリング730aの制御ユニット740aとの間に空気連通を確立している。搬送ポート744aは、バルブチャンバ745aと、エアスプリング730aのチャンバとの間に空気連通を確立するように構成されており、それにより、空気がエアスプリング730aのチャンバに供給され得るか、空気がエアスプリング730aのチャンバから放出され得るようになっている。
図22に示すように、制御ユニット740aは、エアスプリング730aのチャンバへの空気の供給、及び、エアスプリング730aのチャンバからの空気の排出を選択的に制御するために、バルブチャンバ745aに配置されたバルブ746aを備えている。バルブ746aは、空気がエアスプリング730aのチャンバから放出される第1のモードと、空気がエアスプリング730aのチャンバ内に供給される第2のモードと、エアスプリング730aのチャンバが、空気を通すようにクロスフローライン760aに接続されているニュートラルモードと、を含む、複数のモード間で切り替わるように構成されている。第1のモードでは、バルブ746aは、流入ポート741aと搬送ポート744aとの間に空気連通を確立している。第2のモードでは、バルブ746aは、流出ポート742aと搬送ポート744aとの間に空気連通を確立している。バルブ746aが第1のモードまたは第2のモードにセットされた場合、バルブ746aは、その関連するエアスプリング730aの高さを独立して調整しており(すなわち、アクティブモード)、それにより、バルブ746aが、空気管理システム700の他のエアスプリング730aと空気連通していないようになっている。ニュートラルモードでは、バルブ746aは、クロスフローポート743aと搬送ポート744aとの間に空気連通を確立しており、結果として、その関連するエアスプリング730aと、車両の反対側に配置された第2のエアスプリング730aとの間でクロスフローが生じる。
バルブ746aは、複数の流量でエアスプリング730aのチャンバ内へ、またはチャンバから外への空気の流れを選択的に制御するように、2面的、3面的、または様々な位置のバルブなどの、任意の適切な形態または構成を取る場合がある。一実施例(図示せず)では、バルブ746aは、バルブチャンバ内に配置された回転部材と、この回転部材と操作可能に結合した電子アクチュエータとを備えている。一構成では、電子アクチュエータは、ステッパモータである。回転部材は、流入ポートと搬送ポートとの間で空気連通を確立する第1の位置と、流出ポートと搬送ポートとの間で空気連通を確立する第2の位置と、搬送ポートとクロスフローポートとの間で空気連通を確立する第3の位置と、を含む、複数の位置間で回転するように構成されている。電子アクチュエータ(たとえば、ステッパモータ)は、出力源からエネルギを受領し、複数の位置間で回転部材の移動を作動させるように構成されている。いくつかの構成では、回転部材は、第1の位置、第2の位置、及び第3の位置において、複数の通路に選択的に重なるように構成された複数の穴を備えたディスクであり、ステッパモータは、ディスクに回転可能に結合されたシャフトを含んでいる。いくつかの構成では、ステッパモータは、回転部材の、複数の位置への移動を作動させるように構成されており、それにより、チャンバ内に空気を供給するか、チャンバから空気を除去するための体積流量が、回転部材のそれぞれの位置の各々において、変化し得るようになっている。したがって、ステッパモータは、第1の割合で、空気がエアスプリング730aのチャンバに供給されるか、チャンバから除去される第1の位置への回転部材の移動を作動させる場合があり、また、ステッパモータは、第1の割合より大きいまたは小さい第2の割合で、空気がエアスプリング730aのチャンバに供給されるか、チャンバから除去される第2の位置への回転部材の移動を作動させる場合がある。
別の実施例(図示せず)では、バルブ746aは、バルブチャンバ745a内に受領されたプランジャと、プランジャに操作可能に接続されたソレノイドとを含む場合がある。プランジャは、バルブチャンバ745a内を、流入ポートと搬送ポートとの間で空気連通を確立する第1の位置と、流出ポートと搬送ポートとの間で空気連通を確立する第2の位置と、搬送ポートとクロスフローポートとの間で空気連通を確立する第3の位置と、を含む、複数の位置間でスライドするように構成されている。ソレノイドは、出力源からエネルギを受領し、複数の位置間でプランジャの移動を作動させるように構成されている。いくつかの構成では、ソレノイドは、プランジャの、複数の位置への移動を作動させるように構成されており、それにより、チャンバに空気を供給するか、チャンバから空気を除去するための体積流量が、プランジャのそれぞれの位置の各々において、変化し得るようになっている。
図26A及び図26Bに示すような別の実施例では、バルブ746aは、円筒形状のマニホルド790と、このマニホルド790内に伸縮可能に受領されるスロットル要素795とを含む場合があり、それにより、スロットル要素795が、マニホルド790の内側表面とスライドして係合するようになっている。一構成では、マニホルド790は、マニホルド790の表面に沿って配置された、複数の開口791から793を含んでいる。複数の開口791から793は、マニホルド790の第1の端部の近位に配置された第1の開口791と、マニホルド790の第2の端部の近位に配置された第2の開口792と、第1の開口791と第2の開口792との間に配置された第3の開口793と、を含んでいる。第1の開口791は、制御ユニット740aの流入ポート741aと搬送ポート744aとの間に空気連通を提供するように構成されている。第2の開口792は、エアスプリングのチャンバと、制御ユニット740aの流出ポート742aとの間に空気連通を提供するように構成されている。第3の開口793は、クロスフローポート743aとエアスプリングのチャンバとの間に空気連通を提供するように構成されている。
一構成では、スロットル要素795は、電気信号を受信し、電気信号の受信に応じて、マニホルド790の長手軸に沿ってスライドするように構成されている。マニホルド790の長手軸に沿ってスライドすることにより、スロットル要素795は、第1の開口791、第2の開口792、及び第3の開口793の露出を制御するように構成されており、それにより、バルブ746aが、関連するエアスプリング730aに関し、選択的に、空気の供給、空気の除去、またはクロスフローの確立を行うように構成されるようになっている。スロットル要素795の変位は、制御ユニット740aを通る空気流の量をさらに制御する。スロットル要素795は、エアスプリング730aを空気管理システム700のすべての他の構成要素から隔離する位置にさらにセットされる場合があり、それにより、エアスプリング730aの空気圧が静的であるままであるようになっている。
別の構成(図示せず)では、スロットル要素は、電気信号の受信に応じて、マニホルドの長手軸周りに回転するように構成されている。マニホルドの長手軸周りに回転することにより、マニホルドは、第1の開口、第2の開口、及び第3の開口の露出を制御するように構成されており、それにより、バルブ746aが、選択的に、エアスプリングのチャンバへの空気の供給、または、チャンバからの空気の除去を行うように構成されるようになっている。バルブ746aは、マニホルドの長手軸に沿って、スロットル要素の移動を引き起こすように構成された電子アクチュエータを含む場合がある。
別の構成(図示せず)では、マニホルドは、マニホルドの表面に沿って配置された、複数の開口を含んでいる。複数の開口には、マニホルドの第1の端部の近位に配置された第1の開口と、マニホルドの第2の端部の近位に配置された第2の開口と、第1の開口と第2の開口との間に配置されるとともに、第1の開口及び第2の開口に対し、マニホルドの反対側に配置された第3の開口と、第1の開口と第2の開口との間に配置された第4の開口と、を含む。第1の開口は、流入ポート741aと直接空気連通している。第2の開口は、流出ポート742aと直接空気連通している。第3の開口は、搬送ポート744aと直接空気連通している。第4の開口は、クロスフローポート743aと直接空気連通している。一構成では、スロットル要素は、電気信号を受信し、電気信号の受信に応じて、マニホルドの長手軸に沿ってスライドするように構成されている。マニホルドの長手軸に沿ってスライドすることにより、スロットル要素は、第1の開口、第2の開口、第3の開口、及び第4の開口の露出を制御するように構成されており、それにより、バルブ746aが、関連するエアスプリング730aに関し、選択的に、空気の供給、空気の除去、またはクロスフローの確立を行うように構成されるようになっている。スロットル要素の変位は、制御ユニット740aを通る空気流の量をさらに制御する。スロットル要素は、エアスプリングを空気管理システム700のすべての他の構成要素から隔離する位置にさらにセットされる場合があり、それにより、エアスプリングの空気圧が静的であるままであるようになっている。
別の構成(図示せず)では、スロットル要素は、電気信号の受信に応じて、マニホルドの長手軸周りに回転するように構成されている。マニホルドの長手軸周りに回転することにより、マニホルドは、第1の開口、第2の開口、及び第3の開口の露出を制御するように構成されており、それにより、バルブ746aが、選択的に、エアスプリングのチャンバへの空気の供給、または、チャンバからの空気の除去を行うように構成されるようになっている。バルブ746aは、マニホルドの長手軸に沿って、スロットル要素の移動を引き起こすように構成された電子アクチュエータを含む場合がある。
制御ユニット740aは、1つまたは複数のセンサ748aと、通信インターフェース749aと、1つまたは複数のセンサ748a及び通信インターフェース749aに操作可能に結合されたプロセッシングモジュール750aと、を備えている。いくつかの構成では、制御ユニット740aは、1つまたは複数のセンサ、通信インターフェース、及びプロセッシングモジュールに作動電力を供給するために、制御ユニット740aのハウジング780aに組み込まれているか、制御ユニット740aのハウジング780aの外部にある、再充電可能なバッテリ及び/または超コンデンサなどの出力源(図示せず)を備えている場合がある。出力源は、再充電電流を受領するために、車両の電力供給源に操作可能に結合されている場合がある。他の構成(図示せず)では、制御ユニット740aのハウジングは、バルブチャンバ、バルブ、及びプロセッシングモジュールが、頂部プレートの上方に取り付けられるとともに、エアスプリングのチャンバの外側に配置されているように、頂部プレートの上方に延びている場合がある。
1つまたは複数のセンサ748aは、車両、または、空気管理システムの構成要素のいずれかの状況を検知するための、任意の適切な構成またはデバイスである場合がある。一実施例では、1つまたは複数のセンサ748aは、エアスプリング730aの頂部プレート732aとベースプレート734aとの間の軸方向の距離を継続的に監視するように構成された高さセンサを含んでいる。高さセンサは、頂部プレート732aとベースプレート734aとの間の軸方向の距離などの、エアスプリング730aに関連する高さまたは距離を示す信号を生成するように構成されている。一構成では、高さセンサは、超音波センサである場合があり、このセンサは、超音波を発し、ベースプレート734aから反射された波を検出し、検出された波に基づき、頂部プレートとベースプレートとの間の軸方向の距離を判定する。別の構成では、高さセンサは、赤外センサである場合があり、このセンサは、トランスミッタによって赤外光を発し、反射された赤外光をレシーバによって受領し、レシーバに反射された赤外放射の量に基づき、頂部プレートとベースプレートとの間の軸方向の距離を判定する。高さセンサは、ポテンショメータ、線形位置変換器、レーザーセンサ、または電磁波センサなどの、エアスプリング730aの高さを監視するための任意の他の適切なタイプまたは構成である場合がある。別の実施例では、1つまたは複数のセンサは、エアスプリング730aの内部の空気圧を継続的に監視し、エアスプリング730aの内部の空気圧を示す信号を生成するように構成された圧力センサを含む場合がある。一構成では、圧力センサは、圧力変換器である。
図55を参照すると、一実施例では、1つまたは複数のセンサ748aは、プリント回路基板(PCB)1710に組み込まれた加速度計1702、ジャイロスコープ1704、及び磁気計1706を備えた慣性センサユニット1700を含む場合がある。一実施例では、加速度計1702は、2つ以上の固定プレート(図示せず)と、車両に作用する力または車両のモーションに応じて、固定プレート間で往復運動するように構成された往復部材(図示せず)とを備えており、それにより、固定プレート間の静電容量が、往復部材の変位に基づいて変化する。加速度計1702は、固定プレート間の静電容量の変化を検出し、静電容量の変化を加速度の値と相関させることにより、車両の軸に関する加速度を測定するように構成されている。一実施例では、ジャイロスコープ1704は、少なくとも2つの固定プレート(図示せず)と、車両に作用する力または車両のモーションに応じて移動するように構成された振動部材(図示せず)とを備えており、それにより、固定プレート間の静電容量が、振動部材の垂直方向の変位に基づいて変化する。ジャイロスコープは、固定プレート間の静電容量の変化を検出し、静電容量の変化を角速度と相関させることにより、車両の軸に関する角速度を測定するように構成されている。一実施例では、磁気計1706は、導電プレート(図示せず)と、この導電プレートの2つの側部間の電圧を検出するように構成されたメータ(図示せず)と、を備えたホール効果センサである。磁気計1706は、検出された電圧に基づき、車両の軸に関する、磁力を測定するように構成されている。
一実施例では、加速度計1702は、車両の3つの軸に関し、加速度を測定するように構成されており、ジャイロスコープ1704は、車両の3つの軸に沿って角速度を測定するように構成されている。磁気計1706は、車両の3つの軸に沿って磁力を測定するように構成されている。一実施例では、加速度計1702、ジャイロスコープ1704、及び磁気計1706は、慣性センサユニット1700が、車両の9つの軸に沿っての測定値を検出し、測定値を示す信号をプロセッシングモジュール750aに送信するように、同期される。
通信インターフェース749aは、空気管理システム700及び/または他の車両オペレーティングシステムの、他のエアスプリング730aのプロセッシングモジュール750a及び制御ユニット740aへ、プロセッシングモジュール750a及び制御ユニット740aから、ならびに、プロセッシングモジュール750aと制御ユニット740aとの間の、アナログ信号またはデジタル信号のリレーのための、任意の適切なデバイスまたは構成要素である場合がある。図19に示す例示的構成では、エアスプリング730aは、制御ユニット740aを、空気管理システム700及び他の車両オペレーティングシステムの他のエアスプリング730aの制御ユニット740aに接続する複数のリード735aを含んでいる。他の車両オペレーティングシステムは、コントローラエリアネットワーク(CAN)、CANリピータ(複数可)、ロールスタビリティコントロール(RSC)、エレクトロニックスタビリティコントロール(ESC)、アンチロックブレーキシステム(ABS)、オートマチックトラクションコントロール(ATC)、オートマチックエマージェンシーブレーキングシステム(AEB)、エレクトロニックブレーキングシステム(EBS)、衝突回避システム、衝突警告システム、衝突緩和システムなどである。通信インターフェース749aは、有線接続されたリード735aから任意の信号を受信し、これら信号をプロセッシングモジュール750aにリレーするように構成されている。通信インターフェース749aは、プロセッシングモジュール750aによって生成された任意の信号を受信し、これら信号を、有線接続されたリードを越えて、空気管理システム700及び他の車両オペレーティングシステムの他のエアスプリング730aの制御ユニット740aに送信するように構成されている。したがって、各エアスプリング730aに関する制御ユニット740aは、空気管理システム700の他のエアスプリング730aの制御ユニット740aと電気通信している場合があり、それにより、制御ユニットは、他のシステム構成要素を通って信号をリレーすることなく、データまたはコマンドを、他のエアスプリング730aの制御ユニット740aに直接送信し得るか、他のエアスプリング730aの制御ユニット740aから直接受信し得るようになっている。
制御ユニット740aのプロセッシングモジュール750aは、1つまたは複数のセンサ748a及び通信インターフェース749aから入力信号を受信するため、ならびに、受信した入力信号に基づき、エアスプリング730aの高さを所望の高さに調整するように、コマンドを出力するための、任意の適切なデバイスまたは構成要素である場合がある。プロセッシングモジュール750aは、1つまたは複数のプロセッサ、中央処理ユニット、特定用途向け集積回路、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、またはマイクロコンピュータを備えている場合がある。プロセッシングモジュール750aは、制御ユニット740aの動作のための制御戦略及び数学的表現を実施する、すべての必要なソフトウェアを貯蔵するために、リードオンリメモリなどのメモリをさらに備えている場合がある。プロセッシングモジュール750aは、振動子と、プロセッシングモジュール750aが制御ユニット740aの動作を制御することを可能にするクロック信号を生成するためのクロック回路とを備えている場合がある。プロセッシングモジュール750aは、バルブに動作可能に結合された、ドライビング回路などのドライバモジュールを備えている場合があり、それにより、プロセッシングモジュールが選択的にバルブを作動させるようになっている。プロセッシングモジュール750aは、ドライバモジュールに信号を送信して、パルス幅変調またはヒットアンドホールド駆動による方式など、任意の適切な方式で、バルブを作動させる場合がある。たとえば、プロセッシングモジュール750aは、ドライバモジュールから、バルブの電子アクチュエータに送信される電子信号を変調させることにより、バルブの回転を変化させる場合がある。プロセッシングモジュール750aは、1つまたは複数のセンサによって生成された信号を受信するためのセンサインターフェースを備えている場合がある。プロセッシングモジュール750aは、センサインターフェースに結合されたアナログ-デジタルコンバータを備えている場合があり、それにより、1つまたは複数のセンサから受信されたアナログ信号が、デジタル信号に変換され得るようになっている。次いで、デジタル信号は、プロセッシングモジュール750aによって処理されて、スプリングの高さまたは内部の空気圧などの、エアスプリング730aの1つまたは複数の状況を判定する。したがって、プロセッシングモジュール750aは、エアスプリング730aに関する所望の空気圧を計算するために、必要な入力すべてを受信し、エアスプリング730aの空気圧を変更するために必要な空気流量を判定し、制御ユニット740aのバルブ746aに、空気の供給またはパージに関するコマンドを搬送するように構成されている。
制御ユニット740aは、その関連するエアスプリング730aの高さを、車両の監視されている動作条件に基づき、所望の高さに調整するように、閉ループの制御システムとして動作する。動作中は、プロセッシングモジュール750aは、高さセンサ及び圧力センサなどの、1つまたは複数のセンサ748aからの入力を受信して、エアスプリング730aの高さ、及び、内部の空気圧を判定する。プロセッシングモジュール750aは、エアスプリング730aのスプリングの高さ及び内部の空気圧を示す信号を、空気管理システム700の他のエアスプリング730aの制御ユニット740aに送信するように、通信インターフェース749aにコマンドを送る。それと引き替えに、通信インターフェース749aは、他のエアスプリング730aの制御ユニット740aからのデータ信号を受信し、これらデータ信号をプロセッシングモジュール750aへの入力としてリレーする場合がある。プロセッシングモジュール750aは、次いで、その関連するエアスプリング730aに関する所望の空気圧を、1つまたは複数のセンサ748aからの入力、及び、空気管理システム700の他のエアスプリング730aから受信されたデータ信号に基づいて、判定する。その関連するエアスプリング730aに関する、所望の空気圧の判定において、プロセッシングモジュール750aは、空気管理システム700のすべてのエアスプリング730a間の空気圧の差異を考慮する場合があり、それにより、プロセッシングモジュール750aが、車両のピッチ及びロールの割合を判定する場合があるようになっている。プロセッシングモジュール750aは、車両のロール及びピッチの割合に基づき、その関連するエアスプリング730aの内部の空気圧を調整するために必要な流量を判定する。一構成では、計算された流量は、エアスプリング730aの高さが、負荷または変位(すなわち、高さの差異の割合)に応じて、どれだけの速さで変化しているかに基づいている。エアスプリング730aの高さの差異の割合、及び、内部の圧力、ならびに、空気管理システム700の各エアスプリング730aの高さ間の差異に基づき、プロセッシングモジュール750aは、車両に関する最適な安定性及び快適性を提供するように、エアスプリング730aを調整するために必要な所望の空気圧及び流量を判定するように構成されている。所望の空気圧及び流量を判定した後は、プロセッシングモジュール750aは、その関連するエアスプリング730aから排出されるか、エアスプリング730aに供給される空気の流量を制御するように構成されている。各制御ユニット740aが、その関連するエアスプリング730aに関する所望の空気圧を、少なくとも部分的に他のエアスプリング730aのスプリングの高さに基づいて判定する場合があるが、各制御ユニット740aは、空気管理システムの他の制御ユニット740aとは独立して作用する。したがって、空気管理システムの各エアスプリング730aに関する空気圧は、異なる割合で調整される場合があり、これにより、最終的に、車両が、より迅速に、安定した位置に向けられる。
一構成では、各制御ユニット740aは、空気が、供給タンク704aからエアスプリング730aに供給されず、空気が、エアスプリング730aから大気に除去されてもいない場合、第1の空気圧回路710aと第2の空気圧回路720aとの間にクロスフローを提供するように構成されている。動作時には、その関連するエアスプリング730aの高さまたは空気圧が、独立して調整される必要がないことを、プロセッシングモジュール750aが判定する毎に、プロセッシングモジュール750aは、そのニュートラルの状態に切り替わるようにバルブ746aを作動させ、搬送ポート744aとクロスフローポート743aとの間に空気連通を確立する。プロセッシングモジュール750aは、その関連するセンサ748aからのセンサ入力信号、及び、他のエアスプリング730aの制御ユニット740aからのデータ信号に基づき、バルブ746aを、そのニュートラルモードへと作動させるように判定する場合がある。一構成では、プロセッシングモジュール750aは、アクティブモードとニュートラルモードとの間でバルブを作動させるように判定することにおいて、その関連するエアスプリング730aのスプリングの高さと、第2のエアスプリング730aの第2のスプリングの高さとの間の差異を考慮するように構成されている。一構成では、プロセッシングモジュール750aは、アクティブモードとニュートラルモードとの間でバルブ746aを作動させるように判定することにおいて、その関連するエアスプリング730aの空気圧と、第2のエアスプリング730aの第2の空気圧との間の差異を考慮するように構成されている。各制御ユニット740aが、その関連するバルブ746aをそのニュートラルモードへ作動させると、空気連通が、第1の空気圧回路710aのエアスプリング730aと、第2の空気圧回路720aのエアスプリング730aとの間で、クロスフローライン760aを介して確立される。したがって、車両の両側に配置されたエアスプリング730a間の圧力差が除去され、車両のより安定した運転を提供する。様々な態様では、制御ユニット740は、時速ゼロマイルまたは時速ゼロキロメートルを実質的に超える速度を含む、任意の速度で車両が移動している場合、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間にクロスフローを提供するように構成されており、それにより、車両の両側に配置されたエアスプリング730a間の圧力差が、車両の動作の間のあらゆる時点で、除去されるようになっている。
一構成では、プロセッシングモジュール750aは、1つまたは複数のセンサ748aからの、エアスプリング730aの高さ及び圧力の測定値などの、測定信号、及び、通信インターフェース749aからのデータ信号を受信するように構成されている。データ信号は、空気管理システム700の他のエアスプリング730aの制御ユニット740aからの測定信号を含む場合がある。測定及びデータ信号に基づき、プロセッシングモジュール750aは、その関連するエアスプリング730aの現在の状態、空気管理システム700の他のエアスプリング730aの現在の状態、及び、車両の動的な動作状態を計算するように構成されている。計算されたエアスプリング730aの現在の状態、及び、車両の動的な動作状態に基づき、プロセッシングモジュール750aは、アクティブモードとニュートラルモードとの間で、バルブ746aを作動させることを判定するように構成されている。一構成では、プロセッシングモジュール750aは、受信した測定値及びデータ信号に基づき、空気管理システム400のエアスプリング730a間の圧力の差異または高さの差異を計算するように構成されている。プロセッシングモジュール750aは、エアスプリング730a間の圧力の差異または高さの差異が、所定の閾値より上である場合に、アクティブモードでバルブ746aを作動させ、圧力の差異または高さの差異が所定の閾値未満である場合に、ニュートラルモードでバルブを作動させるように構成されている。したがって、車両のそれぞれの側部間に実質的な高さの差異が存在する場合、制御ユニット740aは、そのエアスプリングの高さを独立して調整して、車両を、より迅速に、高さの平衡な状態にするように構成されている。制御ユニット740aは、任意の車両の速度で、アクティブモードでバルブ746aを作動させる場合がある。一方、ローリング状態を引き起こすことのない、車両のそれぞれの側部間のわずかな高さの差異のみが存在する場合、制御ユニット740aは、エアスプリング間のクロスフローを確立することにより、エアスプリング間のあらゆる圧力差を緩和するように構成されている。制御ユニット740aは、任意の車両の速度で、ニュートラルモードでバルブを作動させる場合がある。
エアスプリングの現在の状態には、エアスプリングの現在の高さ、エアスプリングの現在の内部の圧力、エアスプリングの高さの差異の割合、及び/または、エアスプリングの内部の圧力差が含まれる場合がある。車両の動的な動作状態には、車両のピッチの割合及び車両のロールの割合が含まれる場合がある。車両のピッチは、車両の前方と後方との間の相対的な変位であり、車両の重心を通る横軸周りの回転によって示される場合がある。したがって、車両のピッチの割合は、車両の一方側から他方側に延びる軸である、車両の横軸周りの、車両の角運動の速度に関するものである。車両のロールは、車両の2つの側部間の相対的な変位であり、車両の重心を通る長手軸周りの回転によって示される場合がある。車両のヨーは、車両の前方と後方との間の相対的な変位であり、車両の重心を通る垂直軸周りの回転によって示される場合がある。したがって、車両のヨーの割合は、車両の底部側から頂部側に延びる軸である、車両の垂直軸周りの、車両の角運動の速度に関するものである。したがって、車両のロールの割合は、車両の長手軸、すなわち、車両の後方から前方に延びる軸に対する、車両の本体の角運動の速度に関するものである。
一構成では、プロセッシングモジュール750aは、慣性センサユニット1700から受信された測定信号に基づき、車両のヨーの割合、ピッチの割合、及びロールの割合を計算するように構成されている。プロセッシングモジュール750aは、計算されたヨーの割合、ピッチの割合、及びロールの割合を、高さセンサ、ステアリング角度センサ、スタビリティ制御システム、車両ブレーキシステムなどの、他のセンサの測定値と比較して、妥当性及び正確性を確実にする場合がある。プロセッシングモジュール750aは、車両の力、ヨーの割合、車両のピッチ、車両本体のロール、及び、車両のスリップ角度を測定し、監視されている測定値に基づき、その関連するエアスプリング730aに関する所望の空気圧を判定するように構成されている。したがって、高さセンサ、空気圧センサ、及び慣性センサユニット1700からの入力に基づき、所望の空気圧を判定することで、プロセッシングモジュール750aは、すべてのタイプの路面、地形、及び条件において運転する間、適切な車両のステアリングのジオメトリ、適切な車両の左右のエアスプリングの割合、適切な車両のくさび角の修正、及び、適切な車両のサスペンションの対称性を維持する。
図20は、供給エアタンク704b(図20の図では、710aとラベルが付されており、ドラフトのテキストにマッチするように、710bである必要がある)、車両の第1の側部に配置された第1の空気圧回路710b、及び、車両の第2の側部に配置された第2の空気圧回路720bを備えた空気管理システム700bを示している。各空気圧回路710b、720bは、1つまたは複数のエアスプリング730bを含んでいる。各エアスプリング730bは、エアスプリング730bのチャンバ内に配置された制御ユニット740bを備えている。空気管理システム700bは、エアスプリング730bに操作可能に結合したシステムコントローラ770をさらに備えている。システムコントローラ770は、空気管理システム700bが、選択的に、空気管理システム700bの各エアスプリング730bに空気を供給するか、各エアスプリング730bから空気を除去することを可能にする。図20に示すように、クロスフローライン760bは、第1の空気圧回路710b内のエアスプリング730bの制御ユニット740bを、第2の空気圧回路720bのエアスプリング730bの制御ユニット740bに接続する。システムコントローラ770は、空気が、供給タンク704bからエアスプリング730bに供給されず、空気が、エアスプリング730bから大気に除去されることもない場合、すなわち、ニュートラルモードにおいて、各制御ユニット740bに、第1の空気圧回路710bと第2の空気圧回路720bとの2つのエアスプリング730b間にクロスフローを提供するように、コマンドを送るように構成されている。
図23に示すように、システムコントローラ770は、1つまたは複数のプロセッサ、中央処理ユニット、特定用途向け集積回路、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、またはマイクロコンピュータで構成されている場合がある、プロセッシングモジュール772を備えている。システムコントローラ770は、システムコントローラの動作のための制御戦略及び数学的表現を実施する、すべての必要なソフトウェアを貯蔵する、リードオンリメモリまたはランダムアクセスメモリなどの、メモリ774をさらに備えている場合がある。システムコントローラ770は、空気管理システム700b及び/または他の車両オペレーティングシステムの他のエアスプリング730bの、プロセッシングモジュール772及び制御ユニットへ、プロセッシングモジュール772及び制御ユニットから、ならびに、プロセッシングモジュール772と制御ユニットとの間の、信号のリレーのための通信インターフェース776を備えている。システムコントローラ770は、システムコントローラの様々な構成要素をプロセッシングモジュール772に結合するバス778を備えている。したがって、システムコントローラ770は、空気管理システム700bの各エアスプリング730bに関する所望の空気圧を計算するために必要な入力すべてを受信し、空気管理システム700bの各エアスプリング730bの空気圧を変更するために必要な空気流量を判定し、空気の供給またはパージに関連するコマンドを、空気管理システム700bの各エアスプリング730bの制御ユニット740bに搬送するように構成されている。
図22に示す制御ユニット740aと同様に、図24に示す制御ユニット740bは、ハウジング780bの第1の表面に沿って配置された流入ポート741bと、ハウジング780bの第1の表面に沿って配置された流出ポート742bと、ハウジング780bの第1の表面に沿って配置されたクロスフローポート743bと、ハウジング780bの第2の表面に沿って配置された搬送ポート744bと、バルブチャンバ745b内に配置されたバルブ746bと、1つまたは複数のセンサ748bと、通信インターフェース749bと、1つまたは複数のセンサ748b及び通信インターフェース749bに操作可能に結合されたプロセッシングモジュール750bと、を備えている。1つまたは複数のセンサ、たとえばセンサ748bは、高さセンサ、圧力センサ、及び/または慣性センサユニットを含む、制御ユニット740aの下で上述したセンサ748aと同じタイプのセンサを備えている場合がある。制御ユニット740bは、通信インターフェース749bが、システムコントローラ770と無線通信するように構成されたアンテナ(図示せず)を備えている点で、図22に示す制御ユニット740aとは異なっている。
システムコントローラ770と制御ユニット740bとは、監視されている車両の動作条件に基づき、各エアスプリング730bの高さを所望の高さに調整するように、閉ループの制御システムとして動作するように、ともに結合されている。動作時には、各制御ユニット740bは、その関連するエアスプリング730bのスプリングの高さ、及び、内部の空気圧を示す信号をシステムコントローラ770に送信する。その応答として、システムコントローラ770は、制御ユニット740bから受信された信号に基づき、各エアスプリング730bからの空気の除去、及び、各エアスプリング730bへの空気の供給のための、所望の空気圧及び所望の体積流量を判定する。各エアスプリング730bに関する所望の空気圧の判定において、システムコントローラ770は、空気管理システム700bのすべてのエアスプリング730bの間の空気圧及びスプリングの高さの差異を考慮する場合がある。各エアスプリング730bに関する所望の空気圧及び流量を判定した後に、システムコントローラ770は、空気管理システム700bの各エアスプリング730bの制御ユニットにコマンドを送信する。ここで、このコマンドには、各制御ユニット740bのバルブ746bを、アクティブモードとニュートラルモードとの間で作動させることが含まれる。
一構成では、システムコントローラ770は、空気が、供給タンク704bからエアスプリング730bに供給されず、空気が、エアスプリング730bから大気に除去されてもいない場合、第1の空気圧回路710bと第2の空気圧回路720bとの間にクロスフローを提供するように構成されている。動作時には、システムコントローラ770が、エアスプリング730bの高さが独立して調整される必要がないことを判定する毎に、システムコントローラ770は、そのそれぞれのバルブ746bを、そのニュートラルモードへと作動させるように、コマンド信号を制御ユニット740bに送信する。システムコントローラ770は、制御ユニット740bから受信した高さの測定値の信号に基づき、各制御ユニット740bに、そのニュートラルモードに切り替わるように、コマンドを送ることを判定する場合がある。各制御ユニット740bが、その関連するバルブ746bをそのニュートラルモードへ作動させると、空気連通が、第1の空気圧回路710bのエアスプリング730bと、第2の空気圧回路720bのエアスプリング730bとの間で、クロスフローライン760bを介して確立される。したがって、車両の両側に配置されたエアスプリング730b間の圧力差が除去され、車両のより安定した運転を提供する。
図21Aは、供給エアタンク804、車両の第1の側部に配置された第1の空気圧回路810、及び、車両の第2の側部に配置された第2の空気圧回路820を備えた空気管理システム800を示している。各空気圧回路810、820は、1つまたは複数のエアスプリング830を含んでいる。空気管理システム800は、システムコントローラ840と、このシステムコントローラ840に操作可能に結合された複数のバルブ850とをさらに備えている。図21Aを参照すると、バルブ850の1つが、第1の空気圧回路810に配置されており、バルブ850の他の1つが、第2の空気圧回路820に配置されている。システムコントローラ840は、空気管理システム800が、選択的に、複数のバルブ850を作動させることにより、空気管理システム800の各エアスプリング830に空気を供給するか、各エアスプリング830から空気を除去することを可能にする。
図21Aに示すように、クロスフローライン860は、第1の空気圧回路810の1つのバルブ850を、第2の空気圧回路820のバルブ850に接続し、それにより、第1の空気圧回路810のエアスプリング830と第2の空気圧回路820のエアスプリング830との間に空気連通を確立する。各バルブ850は、空気がエアスプリング830から外に放出される第1のモードと、空気がスプリング830に供給される第2のモードと、エアスプリング830が、空気を通すようにクロスフローライン860に接続されているニュートラルモードと、を含む、複数の状態の間で切り替わるように構成されている。システムコントローラ840は、空気が、供給タンク804からエアスプリング830に供給されず、空気が、エアスプリング830から大気に除去されてもいない場合において、各バルブ850に、第1の空気圧回路810と第2の空気圧回路820との2つのエアスプリング830間にクロスフローを提供するように、ニュートラルモードに切り替わるようにコマンドを送るように構成されている。
図21Aを参照すると、高さセンサ870が、各エアスプリング830の頂部プレート832に配置されており、その関連するエアスプリング830の高さを継続的に監視するように構成されている。高さセンサ870は、上述の実施例など、エアスプリングの軸方向の高さを監視するための、任意の適切なデバイスである場合がある。各高さセンサ870は、各高さセンサ870が、その関連するエアスプリング830の高さを示す信号をシステムコントローラ840に送信し得るように、システムコントローラ840に有線接続されている。慣性センサユニット872は、任意選択的に、各エアスプリング830の頂部プレート832上に配置されている。慣性センサユニット872は、図55に記載した態様と同じタイプのセンサを含む場合があり、このセンサには、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計が含まれる。他の構成では、空気管理システム800は、各エアスプリング830の頂部プレート832に配置された空気圧センサが含まれる場合がある。空気圧センサは、その関連するエアスプリング830の空気圧を監視し、その関連するエアスプリングの空気圧を示す信号を生成するように構成されている。
図23に示すシステムコントローラと同様に、図25に示すシステムコントローラ840は、空気管理システム800の各エアスプリング830に関する所望の空気圧及び流量を判定するためのプロセッシングモジュール842と、エアスプリング830のプロセッシングモジュール842及び高さセンサへ信号をリレーするか、プロセッシングモジュール842及び高さセンサから信号をリレーするための通信インターフェース846と、システムコントローラ840の動作に関する制御戦略及び数学的表現を実施する、すべての必要なソフトウェアを貯蔵するためのメモリ844と、通信インターフェース846及びメモリ844をプロセッシングモジュール842に接続するためのバス848と、を備えている。システムコントローラ840は、プロセッシングモジュール842を各バルブ850に操作可能に結合する、ドライビング回路などのドライバモジュール845をさらに備えている場合があり、それにより、システムコントローラ840が、バルブ850を選択的に作動させ得るようになっている。システムコントローラ840のプロセッシングモジュール842は、ドライバモジュール845に信号を送信して、パルス幅変調またはヒットアンドホールド駆動による方式など、任意の適切な方式で、バルブ850を作動させる場合がある。したがって、システムコントローラ840は、空気管理システム800の各エアスプリングに関する所望の空気圧を計算するために必要な入力すべてを受信し、空気管理システム800の各エアスプリング830の空気圧を変更するために必要な空気流量を判定し、空気管理システム800の少なくとも1つのスプリング830の空気圧及び高さを調整するように、バルブ850の少なくとも1つを作動させるように構成されている。
一構成では、システムコントローラ840は、空気が、供給タンク804からエアスプリング830に供給されず、空気が、エアスプリング830から大気に除去されてもいない場合、第1の空気圧回路810と第2の空気圧回路820との間にクロスフローを提供するように構成されている。動作時には、システムコントローラ840が、エアスプリング830から空気を除去するか、エアスプリング830に空気を供給することが必要ないと判定する毎に、システムコントローラ840が、各バルブ850をそのニュートラルモードへと作動させる。システムコントローラ840は、エアスプリング830間の圧力差が所定の公差内にある場合に、バルブ850をニュートラルモードへと作動させるように判定する場合がある。システムコントローラ840は、エアスプリング830の圧力センサから受信された信号に基づき、エアスプリング830間の圧力差を計算する場合がある。システムコントローラ840は、高さセンサ870から受信した高さの測定信号に基づき、バルブ850を、そのニュートラルモードへと作動させることを判定する場合がある。システムコントローラ840は、バルブを、アクティブモード(すなわち、第1のモードまたは第2のモード)か、ニュートラルモードかに作動させるかを判定する場合、エアスプリング830間の高さの差異を考慮する場合がある。各バルブ850が、そのニュートラルモードへ作動されると、空気連通が、第1の空気圧回路810のエアスプリング830と、第2の空気圧回路820のエアスプリング830との間で、クロスフローライン860を介して確立される。したがって、車両の両側に配置されたエアスプリング830間の圧力差が除去され、車両のより安定した運転を提供する。
図21Bは、本発明の一構成による、空気管理システム800’を示している。空気管理システム800’は、システムコントローラ840’が、空気管理システム800’の各エアスプリング830に、空気を通すように接続されている単一のバルブ850’を備えていることを除き、図21Aの空気管理システム800に類似している。したがって、システムコントローラ840’は、1つのバルブ850’のみを使用して、選択的に、エアスプリング830に空気を供給するか、エアスプリング830から空気を除去する場合がある。一構成では、システムコントローラ840’は、センサから受信された測定信号に基づき、エアスプリング830の空気圧間の差異を計算するように構成されている。システムコントローラ840’が、エアスプリング830の空気圧間の差異が、所定の公差内にあると判定した場合、システムコントローラ840’は、各エアスプリング830の空気圧を、同じ空気圧にセットするように、バルブ850’を作動させる。
図45は、供給エアタンク1004、車両の第1の側部に配置された第1の空気圧回路1010、及び、車両の第2の側部に配置された第2の空気圧回路1020を備えた空気管理システム1000を示している。各空気圧回路1010、1020は、1つまたは複数のエアスプリング1030を含んでいる。一実施例では、空気管理システム1000は、エアタンク1004内に配置され、エアタンク1004が第1の空気圧回路1010及び第2の空気圧回路1020に空気を供給できるように、空気圧を発生させるように構成された、エアコンプレッサ1005を含んでいる。他の実施例では、空気管理システム1000は、エアタンク1004の外部に配置され、ホースを介してエアタンク1004に接続されたエアコンプレッサを含んでいる。空気管理システム1000は、供給エアタンク1004に一体に取り付けられたマニホルドハウジング1050と、マニホルドハウジング1050に配置されたバルブユニット1060と、マニホルドハウジング1050の頂部側に固定されたプリント回路基板1041とを備えたシステムコントローラ1040をさらに備えている。図51Aに示すように、また、本明細書により詳細に記載するように、マニホルドハウジング1050は、供給タンク1004と、空気圧回路1010、1020と、大気との間の連通を確立するための複数のポート及び通路を備えており、バルブユニット1060は、選択的に、エアタンク1004から空気を供給するか、大気に空気を除去するか、第1の空気圧回路1010と第2の空気圧回路1020との各々に関してクロスフローを確立するように構成された複数のバルブを備えている。システムコントローラ1040は、バルブユニット1060内の複数のバルブを作動させることにより、選択的に、空気管理システム1000の各エアスプリング1030に空気を供給するか、各エアスプリング1030から空気を除去するように構成されている。
マニホルドハウジング1050、1050B、及び、バルブユニット1060、1065のいくつかの非限定的な実施例が、図51A及び図51Bにさらに記載されている。図51Aを参照すると、マニホルドハウジング1050は、第1の空気圧回路1010に接続された第1のポート1051と、第2の空気圧回路1020に接続された第2のポート1052と、空気を大気に排出するように構成された排出ポート1057と、エアタンク1004から空気を供給するように構成された、第1のタンクポート1058A及び第2のタンクポート1058Bと、を含んでいる。マニホルドハウジング1050は、第1のタンクポート1058Aを第1のポート1051に接続する第1の通路1053と、第2のタンクポート1058Bを第2のポート1052に接続する第2の通路1054と、をさらに備えている。マニホルドハウジング1050は、排出路1055、及び、第1の通路1053と第2の通路1054との両方に接続されたクロスフロー通路1056をさらに備えている。いくつかの実施例では、マニホルドハウジング1050は、アルミニウム金属で形成されている。
図51Aに示すように、バルブユニット1060は、限定ではないが、第1のバルブ1061、第2のバルブ1062、及び第3のバルブ1063を含む、たとえばバルブ1061から1063である、複数のバルブを備えている。一実施例では、バルブ1061から1063の各々が、供給タンク1004及び排出ポート1057のいずれか1つと、第1の空気圧回路1010及び第2の空気圧回路1020のいずれか1つとの間に、空気連通を選択的に確立するために、複数のソレノイドバルブを備えている。第1のバルブ1061は、第1の通路1053とクロスフロー通路1056との間の交差部に配置された第1のソレノイドバルブ1061A及び第2のソレノイドバルブ1061Bを含んでいる。第2のバルブ1062は、第2の通路1054とクロスフロー通路1056との間の交差部に配置された第1のソレノイドバルブ1062A及び第2のソレノイドバルブ1062Bを含んでいる。第3のバルブ1063は、排出路1055とクロスフロー通路1056との間の交差部に配置された、第1のソレノイドバルブ1063A、第2のソレノイドバルブ1063B、及び第3のソレノイドバルブ1063Cを含んでいる。
一実施例では、複数のバルブ1061から1063は、バルブ1061から1063が、供給タンク1004または排出ポート1057のいずれか1つと、第1の空気圧回路1010または第2の空気圧回路1020のいずれか1つとの間に、空気連通を選択的に確立するように、複数のモードの下で作動するように同期されている。複数のモードには、クローズドモードが含まれており、このモードでは、バルブ1061から1063のすべてのソレノイドバルブが閉じられており、それにより、供給タンク1004または排出ポート1057のいずれか1つと、第1の空気圧回路1010及び第2の空気圧回路1020のいずれか1つとの間で、空気が搬送されないようになっている。複数のモードには、クロスフローモードが含まれており、このモードでは、第1の空気圧回路1010と第2の空気圧回路1020との間にクロスフローが確立されている。クロスフローモードでは、第1のバルブ1061の第1のソレノイドバルブ1061A及び第2のバルブ1062の第1のソレノイドバルブ1062A、ならびに、第3のバルブ1063の第1のソレノイドバルブ1063A及び第2のソレノイドバルブ1063Bが開かれており、第1のバルブ1061の第2のソレノイドバルブ1061B及び第2のバルブ1062の第2のソレノイドバルブ1062B、ならびに、第3のバルブ1063の第3のソレノイドバルブ1063Cが閉じられている。
複数のモードには、第1の膨張モードが含まれており、このモードでは、第2の空気圧回路1020への空気流、または、第2の空気圧回路1020からの空気流のいずれも伴わずに、空気が、第1の空気圧回路1010にのみ供給される。第1の膨張モードでは、第1のバルブ1061の第1のソレノイドバルブ1061A及び第2のソレノイドバルブ1061Bが開かれており、一方、第2のバルブ1062及び第3のバルブ1063の残りのソレノイドバルブは閉じられている。複数のモードには、第2の膨張モードが含まれており、このモードでは、第1の空気圧回路1010への空気流、または、第1の空気圧回路1010からの空気流のいずれも伴わずに、空気が、第2の空気圧回路1020にのみ供給される。第2の膨張モードでは、第2のバルブ1062の第1のソレノイドバルブ1062A及び第2のソレノイドバルブ1062Bが開かれており、一方、第1のバルブ1061及び第3のバルブ1063の残りのソレノイドバルブは閉じられている。複数のモードには、第3の膨張モードが含まれており、このモードでは、第1の空気圧回路1061と第2の空気圧回路1062との両方に空気が供給される。第3の膨張モードでは、第1のバルブ1061の第1のソレノイドバルブ1061A及び第2のソレノイドバルブ1061B、ならびに、第2のバルブ1062の第1のソレノイドバルブ1062A及び第2のソレノイドバルブ1062Bが開かれており、第3のバルブ1063のソレノイドバルブ1063Aから1063Cすべてが閉じられている。
複数のモードには、第1のパージモードが含まれており、このモードでは、第2の空気圧回路1020への空気流、または、第2の空気圧回路1020からの空気流のいずれも伴わずに、空気が、第1の空気圧回路1010のみから除去される。第1のパージモードでは、第1のバルブ1061の第1のソレノイドバルブ1061A、ならびに、第3のバルブ1063の第1のソレノイドバルブ1063A及び第3のソレノイドバルブ1063Cが開かれており、一方、第1のバルブ1061の第2のソレノイドバルブ1061B、第3のバルブ1063の第2のソレノイドバルブ1063B、及び、第2のバルブ1062のすべてのソレノイドバルブ1062A、1062Bが閉じられている。複数のモードには、第2のパージモードが含まれており、このモードでは、第1の空気圧回路1010への空気流、または、第1の空気圧回路1010からの空気流のいずれも伴わずに、空気が、第2の空気圧回路1020のみから除去される。第2のパージモードでは、第2のバルブ1062の第1のソレノイドバルブ1062A、第3のバルブ1063の第2のソレノイドバルブ1063B及び第3のソレノイドバルブ1063Cが開かれており、一方、第2のバルブ1062の第2のソレノイドバルブ1062B、第3のバルブ1063の第1のソレノイドバルブ1063A、及び、第1のバルブ1061のすべてのソレノイドバルブ1061A、1061Bが閉じられている。複数のモードには、ダンプモードが含まれており、このモードでは、第1の空気圧回路1010と第2の空気圧回路1020との両方から、空気が除去される。ダンプモードでは、第3のバルブのすべてのソレノイドバルブ1063Aから1063Cと、第1のバルブ1061の第1のソレノイドバルブ1061A及び第2のバルブ1062の第1のソレノイドバルブ1062Aとが開かれており、一方、第1のバルブ1061の第2のソレノイドバルブ1061B及び第2のバルブ1062の第2のソレノイドバルブ1062Bが閉じられている。
複数のモードには、第1のコンビネーションモードが含まれており、このモードでは、空気が第1の空気圧回路1010から除去され、また、空気が第2の空気圧回路1020に供給される。第1のコンビネーションモードでは、第1のバルブ1061の第1のソレノイドバルブ1061A、第2のバルブ1062の第1のソレノイドバルブ1062A及び第2のソレノイドバルブ1062B、ならびに、第3のバルブ1063の第1のソレノイドバルブ1063A及び第3のソレノイドバルブ1063Cが開かれており、一方、第1のバルブ1061の第2のソレノイドバルブ1061B及び第3のバルブ1063の第2のソレノイドバルブ1063Bが閉じられている。複数のモードには、第2のコンビネーションモードが含まれており、このモードでは、空気が第2の空気圧回路1020から除去され、また、空気が第1の空気圧回路1010に供給される。第2のコンビネーションモードでは、第2のバルブ1062の第1のソレノイドバルブ1062A、第1のバルブ1061の第1のソレノイドバルブ1061A及び第2のソレノイドバルブ1061B、ならびに、第3のバルブ1063の第2のソレノイドバルブ1063B及び第3のソレノイドバルブ1063Cが開かれており、一方、第2のバルブ1062の第2のソレノイドバルブ1062B及び第3のバルブ1063の第1のソレノイドバルブ1063Aが閉じられている。
図51Bを参照すると、マニホルドハウジング1050Bは、第1の空気圧回路1010に接続された第1のポート1051と、第2の空気圧回路1020に接続された第2のポート1052と、空気を大気に排出するように構成された排出ポート1057と、エアタンク1004から空気を供給するように構成されたタンクポート1058と、を含んでいる。マニホルドハウジング1050Bは、タンクポート1058を、4方向バルブ1065を含むバルブユニットに、空気を通すように接続する供給路1053Bと、排出ポート1057を、4方向バルブ1065を含むバルブユニットに、空気を通すように接続する排出路1055Bと、4方向バルブ1065を含むバルブユニットを、第1のポート1051及び第2のポート1052に接続するフロー通路1056Bと、をさらに備えている。
図51Bに示すように、バルブユニットは、供給路1053Bと、排出路1055Bと、フロー通路1056Bとの間の交差部に配置された、第1のフローバルブ1065A、第2のフローバルブ1065B、第3のフローバルブ1065C、及び第4のフローバルブ1065Dを含む4方向バルブ1065である。一実施例では、フローバルブ1065Aから1065Dの各々は、上述の実施例(たとえば、図26Aに示すバルブ746a)に類似のソレノイドバルブであり、各々が、供給タンク1004及び排出ポート1057のいずれか1つと、第1の空気圧回路1010及び第2の空気圧回路1020のいずれか1つとの間で空気連通を選択的に確立するために、複数の位置間で切り替わるように構成されている。
一実施例では、第1のバルブ1065A、第2のバルブ1065B、第3のバルブ1065C、及び第4のバルブ1065Dは、4方向バルブ1065が、供給タンク1004または排出ポート1057のいずれか1つと、第1の空気圧回路1010または第2の空気圧回路1020のいずれか1つとの間に、空気連通を選択的に確立し得るように、複数のモードの下で作動するように同期されている。複数のモードには、クローズドモードが含まれており、このモードでは、フローバルブ1065Aから1065Dがすべて閉じられており、それにより、供給タンク1004または排出ポート1057のいずれか1つと、第1の空気圧回路1010及び第2の空気圧回路1020のいずれか1つとの間で、空気が搬送されないようになっている。複数のモードには、クロスフローモードが含まれており、このモードでは、第1の空気圧回路1010と第2の空気圧回路1020との間にクロスフローが確立されている。クロスフローモードでは、第3のフローバルブ1065C及び第4のフローバルブ1065Dが、第1のポート1051と第2のポート1052との間に連通を確立する位置に切り替わり、第1のフローバルブ1065A及び第2のフローバルブ1065Dが閉じられている。
複数のモードには、第1の膨張モードが含まれており、このモードでは、第2の空気圧回路1020への空気流、または、第2の空気圧回路1020からの空気流のいずれも伴わずに、空気が、第1の空気圧回路1010にのみ供給される。第1の膨張モードでは、第1のフローバルブ1065A及び第3のフローバルブ1065Cが、供給路1053Bとフロー通路1056Bとの間の連通を確立する位置に切り替えられ、一方、第2のフローバルブ1065B及び第4のフローバルブ1065Dが閉じられている。複数のモードには、第2の膨張モードが含まれており、このモードでは、第1の空気圧回路1010への空気流、または、第1の空気圧回路1010からの空気流のいずれも伴わずに、空気が、第2の空気圧回路1020にのみ供給される。第2の膨張モードでは、第1のフローバルブ1065A及び第4のフローバルブ1065Dが、供給路1053Bとフロー通路1056Bとの間の連通を確立する位置に切り替えられ、一方、第2のフローバルブ1065B及び第3のフローバルブ1065Cが閉じられている。複数のモードには、第3の膨張モードが含まれており、このモードでは、第1の空気圧回路1061と第2の空気圧回路1062との両方に空気が供給される。第3の膨張モードでは、第1のフローバルブ1065A、第3のフローバルブ1065C、及び第4のフローバルブ1065Dが、供給路1053Bとフロー通路1056Bとの間の連通を確立する位置に切り替えられ、一方、第2のフローバルブ1065Bが閉じられている。
複数のモードには、第1のパージモードが含まれており、このモードでは、第2の空気圧回路1020への空気流、または、第2の空気圧回路1020からの空気流のいずれも伴わずに、空気が、第1の空気圧回路1010のみから除去される。第1のパージモードでは、第2のフローバルブ1065B及び第3のフローバルブ1065Cが、排出路1055Bとフロー通路1056Bとの間の連通を確立する位置に切り替えられ、一方、第1のフローバルブ1065A及び第4のフローバルブ1065Dが閉じられている。複数のモードには、第2のパージモードが含まれており、このモードでは、第1の空気圧回路1010への空気流、または、第1の空気圧回路1010からの空気流のいずれも伴わずに、空気が、第2の空気圧回路1020のみから除去される。第2のパージモードでは、第2のフローバルブ1065B及び第4のフローバルブ1065Dが、排出路1055Bとフロー通路1056Bとの間の連通を確立する位置に切り替えられ、一方、第1のフローバルブ1065A及び第3のフローバルブ1065Cが閉じられている。複数のモードには、ダンプモードが含まれており、このモードでは、第1の空気圧回路1010と第2の空気圧回路1020との両方から、空気が除去される。ダンプモードでは、第2のフローバルブ1065B、第3のフローバルブ1065C、及び第4のフローバルブ1065Dが、排出路1055Bとフロー通路1056Bとの間の連通を確立する位置に切り替えられ、一方、第1のフローバルブ1065Aが閉じられている。
複数のモードには、第1のコンビネーションモードが含まれており、このモードでは、空気が第1の空気圧回路1010から除去され、また、空気が第2の空気圧回路1020に供給される。第1のコンビネーションモードでは、第2のフローバルブ1065B及び第3のフローバルブ1065Cが、排出路1055Bとフロー通路1056との間の連通を確立する位置に切り替えられ、一方、第1のフローバルブ1065A及び第4のフローバルブ1065Dが、供給路1053Bとフロー通路1056Bとの間の連通を確立する位置に切り替えられる。複数のモードには、第2のコンビネーションモードが含まれており、このモードでは、空気が第2の空気圧回路1020から除去され、また、空気が第1の空気圧回路1010に供給される。第2のコンビネーションモードでは、第2のフローバルブ1065B及び第4のフローバルブ1065Dが、排出路1055Bとフロー通路1056との間の連通を確立する位置に切り替えられ、一方、第1のフローバルブ1065A及び第3のフローバルブ1065Cが、供給路1053Bとフロー通路1056Bとの間の連通を確立する位置に切り替えられる。
図45を参照すると、高さセンサ1070が、各エアスプリング1030の頂部プレート1032に配置されており、その関連するエアスプリング1030の高さを継続的に監視するように構成されている。高さセンサ1070は、上述の実施例など、エアスプリングの軸方向の高さを監視するための、任意の適切なデバイスである場合がある。各高さセンサ1070は、各高さセンサ1070が、その関連するエアスプリング1030の高さを示す信号をシステムコントローラ1040に送信し得るように、システムコントローラ1040に有線接続されている。一実施例では、高さセンサ1070は、プリント回路基板1041に有線接続されており、それにより、システムコントローラ1040のプロセッシングモジュール1042が、高さセンサ1070からの入力を、通信インターフェース1044を介して受信するようになっている。他の、非限定的な実施例では、高さセンサ1070は、システムコントローラ1040に無線で接続されている場合があり、それにより、通信インターフェース1044が、高さセンサ1070からの無線信号を受信するようになっている。
図45を参照すると、慣性センサユニット1072が、任意選択的に、各エアスプリング1030の頂部プレート1032上に配置されている。慣性センサユニット1072は、図55に記載した態様と同じタイプのセンサを含む場合があり、このセンサには、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計が含まれる。各慣性センサユニット1072は、車両の1つまたは複数の軸に関する、加速度、角速度、及び磁力を示す信号を、システムコントローラ1040に送信する場合がある。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1072は、システムコントローラ1040に有線接続されており、それにより、慣性センサユニット1072が、ケーブルに沿って信号を送信するようになっている。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1072は、システムコントローラ1040に信号を無線で送信する。
図23及び図25に記載の実施例と同様に、図52のシステムコントローラ1040は、空気管理システム1000の各エアスプリング1030に関する所望の空気圧及び流量を判定するためのプロセッシングモジュール1042と、エアスプリング1030のプロセッシングモジュール及び高さセンサへ、及び、プロセッシングモジュール及び高さセンサから、信号をリレーするための通信インターフェース1044と、システムコントローラ1040の動作のための制御戦略及び数学的表示を実施する、すべての必要なソフトウェアを貯蔵するためのメモリ1046と、通信インターフェース1044及びメモリ1046をプロセッシングモジュール1042に接続するバス1048と、を含む、プリント回路基板を備えている。図52に示すように、システムコントローラ1040は、プロセッシングモジュール1042を、バルブユニット1060の各バルブ(たとえば、バルブ1061から1064)に操作可能に結合する、ドライビング回路などのドライバモジュール1045をさらに備えており、それにより、システムコントローラ1040が、それぞれのバルブの各々を選択的に作動させ得るようになっている。システムコントローラ1040のプロセッシングモジュール1042は、ドライバモジュール1045に信号を送信して、パルス幅変調またはヒットアンドホールド駆動などにより、任意の適切な方式で、それぞれのバルブを作動させる場合がある。したがって、システムコントローラ1040は、空気管理システム1000の各エアスプリングに関する所望の空気圧を計算するために必要な入力すべてを受信し、空気管理システム1000の各エアスプリング1030の空気圧を変更するために必要な空気流量を判定し、空気管理システム1000の少なくとも1つのスプリング1030の空気圧及び高さを調整するように、少なくとも1つのバルブを作動させるように構成されている。
図46は、供給エアタンク1104、車両の第1の側部に配置された第1の空気圧回路1110、及び、車両の第2の側部に配置された第2の空気圧回路1120を備えた空気管理システム1100を示している。各空気圧回路1110、1120は、1つまたは複数のエアスプリング1130を含んでいる。一実施例では、空気管理システム1100は、エアタンク1004に配置され、エアタンク1104が第1の空気圧回路1110及び第2の空気圧回路1120に空気を供給できるように、空気圧を発生させるように構成された、エアコンプレッサ1105を含んでいる。そのような構成では、空気管理システム1100は、コンパクトな設計、環境的要素からの保護、及び、顕著なノイズの低減に関するさらなる利点を提供し、空気管理システムを、任意のタイプの車両で使用することを可能にする。したがって、本開示は、ノイズを低減し、システム構成要素を保護するとともに寿命を延ばし、空気管理システムの全体的な設置能力を提供する方法を提供する。
エアコンプレッサ1105がエアタンク1004内に配置されている場合、エアコンプレッサ1105は、エアタンク1004内に固定されて設置されている場合があり、それにより、コンプレッサのノイズ及び振動を低減するか、抑制するか、防止し、コンプレッサ、タンク、バルブ、ライン、及び他の空気管理システム1100の構成要素に対する、動的な運転の振動及び衝撃からのダメージを避けるようになっている。たとえば、移動を防止するような(固定された)設置が、エアコンプレッサ1105の外側表面上、及び、エアタンク1004の内側表面上の、ブラケット、留め金、ロッド、長手方向のフレームレール、締結具、相互ロックする取付け部材を使用して実施される。
他の実施例では、空気管理システム1100は、エアタンク1104の外部に配置され、ホースを介してエアタンク1104に接続されたエアコンプレッサを含んでいる。図45に記載の実施例と同様に、空気管理システム1100は、供給エアタンク1104に一体に取り付けられたマニホルドハウジング1150と、マニホルドハウジング1150に配置されたバルブユニット1160と、マニホルドハウジング1150の頂部側に固定されたプリント回路基板1141と、を備えたシステムコントローラ1140をさらに備えている。図51A、図51Bに記載の実施例と同様に、マニホルドハウジング1150は、供給タンク1104と、空気圧回路1110、1120と、大気との間の連通を確立するための複数のポート及び通路を備えており、バルブユニット1160は、選択的に、エアタンク1104から空気を供給するか、大気に空気を除去するか、第1の空気圧回路1110と第2の空気圧回路1120との各々に関してクロスフローを確立するように構成された複数のバルブを備えている。図45及び図52に記載の実施例と同様に、システムコントローラ1140は、バルブユニット1160内の複数のバルブを作動させることにより、選択的に、空気管理システム1100の各エアスプリング1130に空気を供給するか、各エアスプリング1130から空気を除去するように構成されている。
図46を参照すると、空気管理システム1100は、高さセンサ1170と、各エアスプリング1130の頂部プレート1132に配置された第1の比例制御センサ1180と、マニホルドハウジング1150内に配置された第2の比例制御センサ1182と、をさらに備えている。高さセンサ1170は、その関連するエアスプリング1130の高さを継続的に監視し、エアスプリング1130の高さを示す信号をシステムコントローラ1140にリレーするように構成されている。第1の比例制御センサ1180は、その関連するエアスプリング1130の空気圧を監視し、エアスプリング1130の空気圧を示す信号をシステムコントローラ1140にリレーするように構成されている。第2の比例センサ1182は、空気圧回路の1つ(たとえば、第1の空気圧回路1110、1120)に接続されたそれぞれのポート(たとえば、第1のポート1051、第2のポート1052)の空気圧を測定するように構成されている。したがって、システムコントローラ1140は、高さセンサ1170から受信された信号に基づき、エアスプリング1130の高さを計算し、次いで、計算された高さに基づく、関連するエアスプリング1030の各々のための所望の空気圧と、車両のための最適な安定性及び快適性を提供するための、エアスプリング1030を調整するために必要な所望の流量とを判定する場合がある。次いで、コントローラ1140は、コマンドをバルブユニット1160に送信し、それにより、個別のバルブを選択的に作動させて、各エアスプリング1130に所望の流量を提供する。バルブユニット1160のバルブを作動させた後に、システムコントローラ1140は、エアスプリング1130の変更された空気圧を判定するように、第1の比例制御センサ1180及び第2の比例制御センサ1182から信号を受信する場合がある。このため、比例制御センサ1180、1182は、システムコントローラ1140にフィードバックを提供し、それにより、システムコントローラ1140が、比例制御センサ1180から受信された信号に基づき、バルブユニット1160と各エアスプリング1130との間を移動する空気に関するラグタイムを判定することができるようになっている。
図46を参照すると、慣性センサユニット1172が、任意選択的に、各エアスプリング1130の頂部プレート1132上に配置されている。慣性センサユニット1172は、図55に記載した態様と同じタイプのセンサを含む場合があり、このセンサには、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計が含まれる。各慣性センサユニット1172は、車両の1つまたは複数の軸に関する、加速度、角速度、及び磁力を示す信号を、システムコントローラ1140に送信する場合がある。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1172は、システムコントローラ1140に有線接続されており、それにより、慣性センサユニット1172が、ケーブルに沿って信号を送信するようになっている。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1172は、システムコントローラ1140に信号を無線で送信する。
図47は、供給エアタンク1204と、車両の第1の側部に配置された第1の空気圧回路1210と、車両の第2の側部に配置された第2の空気圧回路1220と、を備えた空気管理システム1200を示している。各空気圧回路1210、1220は、1つまたは複数のエアスプリング1230を含んでいる。一実施例では、空気管理システム1200は、エアタンク1204に配置され、エアタンク1204が第1の空気圧回路1210及び第2の空気圧回路1220に空気を供給できるように、空気圧を発生させるように構成された、エアコンプレッサ1205を含んでいる。他の実施例では、空気管理システム1200は、エアタンク1204の外部に配置され、ホースを介してエアタンク1204に接続されたエアコンプレッサを含んでいる。空気管理システム1200は、供給エアタンク1204に一体に取り付けられたマニホルドハウジング1250と、マニホルドハウジング1250の各端部に配置された一対のレベリングバルブ1260と、マニホルドハウジング1250の頂部側に固定されたプリント回路基板1241と、を備えたシステムコントローラ1240をさらに備えている。図53により詳細に記載するように、マニホルドハウジング1250は、供給タンク1204と、空気圧回路1210、1220と、大気との間の連通を確立するために、複数のポート及び通路を備えている。一実施例では、マニホルドハウジング1250は、システムコントローラ1240の各端部のレベリングバルブ1260間で空気連通を確立するクロスフロー路1256を含んでいる。各レベリングバルブ1260は、選択的に、エアタンク1204からの空気を空気圧回路1210、1220の1つに供給するか、空気圧回路1210、1220の1つから大気に空気を除去するか、第1の空気圧回路1210と第2の空気圧回路1220との間のクロスフローを確立するように構成されている。図45及び図46に記載の実施例と同様に、システムコントローラ1240は、バルブ1260を作動させることにより、選択的に、空気管理システム1200の各エアスプリング1230に空気を供給するか、各エアスプリング1230から空気を除去するように構成されている。
図47を参照すると、慣性センサユニット1272は、任意選択的に、各エアスプリング1230の頂部プレート1232上に配置されている。慣性センサユニット1272は、図55に記載した態様と同じタイプのセンサを含む場合があり、このセンサには、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計が含まれる。各慣性センサユニット1272は、車両の1つまたは複数の軸に関する、加速度、角速度、及び磁力を示す信号を、システムコントローラ1240に送信する場合がある。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1272は、システムコントローラ1240に有線接続されており、それにより、慣性センサユニット1272が、ケーブルに沿って信号を送信するようになっている。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1272は、システムコントローラ1240に信号を無線で送信する。
マニホルドハウジング1250及びレベリングバルブ1260の非限定的な一実施例が、図53にさらに記載されている。図51Aに記載の実施例と同様に、マニホルドハウジング1250は、第1の空気圧回路1210に接続された第1のポート1251と、第2の空気圧回路1220に接続された第2のポート1252と、空気を大気に排出するように構成された排出ポート1257と、エアタンク1204から空気を供給するように構成された、第1のタンクポート1258a及び第2のタンクポート1258bと、を含んでいる。マニホルドハウジング1250は、第1のタンクポート1258Aを第1のポート1251に接続する第1の通路1253と、第2のタンクポート1258Bを第2のポート1252に接続する第2の通路1254と、をさらに備えている。マニホルドハウジング1250は、第1の通路1253と第2の通路1254との両方に接続された排出路1255と、第1の通路1253と第2の通路1254との両方に接続されたクロスフロー通路1256とをさらに備えている。
図53に示すように、レベリングバルブ1260A、1260Bは、第1の通路1253に接続された第1のレベリングバルブ1260Aと、第2の通路1254に接続された第2のレベリングバルブ1260Bとを含んでいる。レベリングバルブ1260A、1260Bの各々は、4方向バルブであり、それにより、レベリングバルブ1260A、1260Bが、独立して、それぞれの空気圧回路1210、1220の1つへ供給される空気、及び、それぞれの空気圧回路1210、1220の1つから除去される空気を独立して調整することができ、第1の空気圧回路1210及び第2の空気圧回路1220に対し、空気の供給も除去もされない場合に、他のバルブとのクロスフローを確立することができるようになっている。いくつかの実施例では、バルブ1260A、1260Bの各々は、ロータリバルブ、ソレノイドバルブ、及びポペットバルブの1つであり、それにより、バルブ1260A、1260Bの各々が、ハウジング1250を通る空気流を操作するように、システムコントローラによって電子的に作動される。いくつかの実施例では、第1のバルブ1260Aは、空気が排出路1255及びクロスフロー路1256に達することを防止しつつ、タンクポート1258Aと第1のポート1251との間の連通を可能にする場合がある。第1のバルブ1260Aは、タンクポート1258A及びクロスフロー路1256からの空気をブロックしつつ、排出ポート1257と第1のポート1251との間の連通を可能にもする場合がある。第2のバルブ1260Bは、空気が排出路1255及びクロスフロー路1256に達することを防止しつつ、タンクポート1258Bと第2のポート1252との間の連通を可能にする場合がある。第2のバルブ1260Bは、タンクポート1258B及びクロスフロー路1256からの空気をブロックしつつ、排出ポート1257と第2のポート1252との間の連通を可能にもする場合がある。第1のバルブ1260Aと第2のバルブ1260Bとの両方は、タンクポート1258A、1258Bからの、排出ポート1257への空気をブロックしつつ、第1のポート1251及び第2のポート1252と、クロスフロー路1256との間の連通を可能にする場合がある。
図48は、供給エアタンク1304と、車両の第1の側部に配置された第1の空気圧回路1310と、車両の第2の側部に配置された第2の空気圧回路1320と、を備えた空気管理システム1300を示している。各空気圧回路1310、1320は、1つまたは複数のエアスプリング1330を含んでいる。一実施例では、空気管理システム1300は、エアタンク1304内に配置され、エアタンク1304が第1の空気圧回路1310及び第2の空気圧回路1320に空気を供給できるように、空気圧を発生させるように構成された、エアコンプレッサ1305を含んでいる。他の実施例では、空気管理システム1300は、エアタンク1304の外部に配置され、ホースを介してエアタンク1304に接続されたエアコンプレッサを含んでいる。図47に記載の実施例と同様に、空気管理システム1300は、供給エアタンク1304に一体に取り付けられたマニホルドハウジング1350と、マニホルドハウジング1350の各端部に配置された一対のバルブ1360と、マニホルドハウジング1350の頂部側に固定されたプリント回路基板1341と、を備えたシステムコントローラ1340をさらに備えている。図53に記載の実施例と同様に、マニホルドハウジング1350は、供給タンク1304と、空気圧回路1310、1320と、大気との間の連通を確立するための複数のポート及び通路を備えており、各バルブ1360は、選択的に、エアタンク1304から空気を供給するか、大気に空気を除去するか、第1の空気圧回路1310と第2の空気圧回路1320との各々に関してクロスフローを確立するように構成されている。一実施例では、マニホルドハウジング1350は、システムコントローラ1340の各端部のレベリングバルブ1360間で空気連通を確立するクロスフロー路1356を含んでいる。図47及び図52に記載の実施例と同様に、システムコントローラ1340は、バルブ1360を作動させることにより、選択的に、空気管理システム1300の各エアスプリング1330に空気を供給するか、各エアスプリング1330から空気を除去するように構成されている。
図46に図示され、本開示に記載される実施例と同様に、図48の空気管理システム1300は、高さセンサ1370と、各エアスプリング1330の頂部プレート1332に配置された第1の比例制御センサ1380と、マニホルドハウジング1350内に配置された第2の比例制御センサ1382と、をさらに備えている。したがって、図46に記載の実施例と同様に、システムコントローラ1340は、高さセンサ1370及び比例制御センサ1380から受信した信号に基づき、エアスプリング1330の高さを比例制御する場合がある。
図48を参照すると、慣性センサユニット1372は、任意選択的に、各エアスプリング1330の頂部プレート1332上に配置されている。慣性センサユニット1372は、図55に記載した態様と同じタイプのセンサを含む場合があり、このセンサには、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計が含まれる。各慣性センサユニット1372は、車両の1つまたは複数の軸に関する、加速度、角速度、及び磁力を示す信号を、システムコントローラ1340に送信する場合がある。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1372は、システムコントローラ1340に有線接続されており、それにより、慣性センサユニット1372が、ケーブルに沿って信号を送信するようになっている。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1372は、システムコントローラ1340に信号を無線で送信する。
図49は、供給エアタンク1404と、車両の第1の側部に配置された第1の空気圧回路1410と、車両の第2の側部に配置された第2の空気圧回路1420と、を備えた空気管理システム1400を示している。各空気圧回路1410、1420は、1つまたは複数のエアスプリング1430を含んでいる。一実施例では、空気管理システム1400は、エアタンク1404に配置され、空気圧を発生させるように構成された、エアコンプレッサ1405を含んでおり、エアタンク1404は、第1の空気圧回路1410及び第2の空気圧回路1420に空気を供給できる。他の実施例では、空気管理システム1400は、エアタンク1404の外部に配置され、ホースを介してエアタンク1404に接続されたエアコンプレッサを含んでいる。図45及び図46に記載の実施例と同様に、空気管理システム1400は、供給エアタンク1404に一体に取り付けられたマニホルドハウジング1450と、マニホルドハウジング1450に配置されたバルブユニット1460と、マニホルドハウジング1450の頂部側に固定されたプリント回路基板1441と、を備えたシステムコントローラ1440をさらに備えている。図51に記載の実施例と同様に、マニホルドハウジング1450は、供給タンク1404と、空気圧回路1410、1420と、周囲との間の連通を確立するための複数のポート及び通路を備えており、バルブユニット1460は、選択的に、エアタンク1404から空気を供給するか、周囲に空気を除去するか、第1の空気圧回路1410と第2の空気圧回路と1420との各々に関してクロスフローを確立するように構成された複数のバルブを備えている。図45及び図52に記載の実施例と同様に、システムコントローラ1440は、バルブユニット1460内の複数のバルブを作動させることにより、選択的に、空気管理システム1400の各エアスプリング1430に空気を供給するか、各エアスプリング1430から空気を除去するように構成されている。
図49に示すように、空気管理システム1400は、各エアスプリング1430の頂部プレート1432に配置された高さセンサ1470を備えており、高さセンサ1470は、その関連するエアスプリング1430の高さを監視するように構成された線形ポテンショメータセンサである。図49を参照すると、高さセンサ1470は、その関連するエアスプリング1430の高さに沿って延び、エアスプリング1430が膨張または収縮した際に、上下に移動するように構成された線形シャフト1474を備えている。高さセンサ1470は、メカニカルシャフト1472に電気的に結合されたワイパーコンタクト(図示せず)をさらに備えており、ワイパーコンタクトとシャフト1472との間の抵抗バルブは、エアスプリング1430の高さに比例する電気信号の出力を提供する。したがって、システムコントローラ1440は、高さセンサ1470から受信された信号に基づき、エアスプリング1430の高さを制御する場合がある。
図49を参照すると、慣性センサユニット1472は、任意選択的に、各エアスプリング1430の頂部プレート1432上に配置されている。慣性センサユニット1472は、図55に記載した態様と同じタイプのセンサを含む場合があり、このセンサには、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計が含まれる。各慣性センサユニット1472は、車両の1つまたは複数の軸に関する、加速度、角速度、及び磁力を示す信号を、システムコントローラ1440に送信する場合がある。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1472は、システムコントローラ1440に有線接続されており、それにより、慣性センサユニット1472が、ケーブルに沿って信号を送信する。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1472は、システムコントローラ1440に信号を無線で送信する。
図50は、供給エアタンク1504と、車両の第1の側部に配置された第1の空気圧回路1510と、車両の第2の側部に配置された第2の空気圧回路1520と、を備えた空気管理システム1500を示している。各空気圧回路1510、1520は、1つまたは複数のエアスプリング1530を含んでいる。一実施例では、空気管理システム1500は、エアタンク1504内に配置され、空気圧を発生させるように構成された、エアコンプレッサ1505を含んでおり、エアタンク1504は、第1の空気圧回路1510及び第2の空気圧回路1520に空気を供給できる。他の実施例では、空気管理システム1500は、エアタンク1504の外部に配置され、ホースを介してエアタンク1504に接続されたエアコンプレッサを含んでいる。図47及び図48に記載の実施例と同様に、空気管理システム1500は、供給エアタンク1504に一体に取り付けられたマニホルドハウジング1550と、マニホルドハウジング1550の各端部に配置された一対のバルブ1560と、マニホルドハウジング1550の頂部側に固定されたプリント回路基板1541と、を備えたシステムコントローラ1540をさらに備えている。図53に記載の実施例と同様に、マニホルドハウジング1550は、供給タンク1504と、空気圧回路1510、1520と、周囲との間の連通を確立するための複数のポート及び通路を備えており、各バルブ1560は、選択的に、エアタンク1504から空気を供給するか、大気に空気を除去するか、第1の空気圧回路1510と第2の空気圧回路と1520との各々に関してクロスフローを確立するように構成されている。一実施例では、マニホルドハウジング1550は、システムコントローラ1540の各端部のレベリングバルブ1560間で空気連通を確立するクロスフロー路1556を含んでいる。図47及び図52に記載の実施例と同様に、システムコントローラ1540は、バルブ1560を作動させることにより、選択的に、空気管理システム1500の各エアスプリング1530に空気を供給するか、各エアスプリング1530から空気を除去するように構成されている。
図49に記載の実施例と同様に、空気管理システム1500は、各エアスプリング1530の頂部プレート1532に配置された高さセンサ1570を備えており、高さセンサ1570は、その関連するエアスプリング1530の高さを監視するように構成された線形ポテンショメータセンサである。図49と同様に、高さセンサ1570は、その関連するエアスプリング1530の高さに沿って延び、エアスプリング1530が膨張または収縮した際に、上下に移動するように構成された線形シャフト1574を備えている。したがって、システムコントローラ1540は、高さセンサ1570から受信された信号に基づき、エアスプリング1530の高さを制御する場合がある。
図50を参照すると、慣性センサユニット1572は、任意選択的に、各エアスプリング1530の頂部プレート1532上に配置されている。慣性センサユニット1572は、図55に記載した態様と同じタイプのセンサを含む場合があり、このセンサには、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計が含まれる。各慣性センサユニット1572は、車両の1つまたは複数の軸に関する、加速度、角速度、及び磁力を示す信号を、システムコントローラ1540に送信する場合がある。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1572は、システムコントローラ1540に有線接続されており、それにより、慣性センサユニット1572が、ケーブルに沿って信号を送信するようになっている。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1572は、システムコントローラ1540に信号を無線で送信する。
図54は、供給エアタンク1604と、車両の第1の側部に配置された第1の空気圧回路1610と、車両の第2の側部に配置された第2の空気圧回路1620と、を備えた空気管理システム1600を示している。各空気圧回路1610、1620は、1つまたは複数のエアスプリング1630を含んでいる。一実施例では、空気管理システム1600は、エアタンク1604内に配置され、空気圧を発生させるように構成された、エアコンプレッサ1605を含んでおり、エアタンク1604は、第1の空気圧回路1610及び第2の空気圧回路1620に空気を供給できる。他の実施例では、空気管理システム1600は、エアタンク1604の外部に配置され、ホースを介してエアタンク1604に接続されたエアコンプレッサを含んでいる。空気管理システム1600は、エアタンク1604内に配置されたシステムコントローラ1640をさらに備えている。システムコントローラ1640は、供給エアタンク1604に一体に取り付けられたマニホルドハウジング1650と、マニホルドハウジング1650の各端部に配置された一対のレベリングバルブ1660と、マニホルドハウジング1650の頂部側に固定されたプリント回路基板1641と、を備えている。図53に記載の態様と同様に、マニホルドハウジング1650は、供給タンク1604と、空気圧回路1610、1620と、大気との間の連通を確立するために、複数のポート及び通路を備えている。一実施例では、マニホルドハウジング1650は、システムコントローラ1640の各端部のレベリングバルブ1660間で空気連通を確立するクロスフロー路1656を含んでいる。各レベリングバルブ1660は選択的に、エアタンク1604からの空気を空気圧回路1610、1620の1つに供給するか、空気圧回路1610、1620の1つから大気に空気を除去するか、第1の空気圧回路1610と第2の空気圧回路1620との間のクロスフローを確立するように構成されている。図45及び図46に記載の実施例と同様に、システムコントローラ1660は、バルブ1660を作動させることにより、選択的に、空気管理システム1600の各エアスプリング1630に空気を供給するか、各エアスプリング1630から空気を除去するように構成されている。
上述の実施例と同様に、空気管理システム1600は、各エアスプリング1630の頂部プレート1632に配置された高さセンサ1670を備えており、高さセンサ1670(たとえば、超音波センサ、レーザーセンサ)は、その関連するエアスプリング1630の高さを監視するように構成されている。したがって、システムコントローラ1640は、高さセンサ1670から受信された信号に基づき、エアスプリング1630の高さを制御する場合がある。上述の実施例と同様に、空気管理システム1600は、各エアスプリング1630の頂部プレート1632に配置された第1の比例制御センサ(図示せず)と、マニホルドハウジング1650内に配置された第2の比例制御センサ(図示せず)と、をさらに備えている場合があり、それにより、システムコントローラが、比例制御センサから受信した信号に基づき、エアスプリング1630の高さを制御し得るようになっている。
図54を参照すると、慣性センサユニット1672は、任意選択的に、各エアスプリング1630の頂部プレート1632上に配置されている。慣性センサユニット1672は、図55に記載した態様と同じタイプのセンサを含む場合があり、このセンサには、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計が含まれる。各慣性センサユニット1672は、車両の1つまたは複数の軸に関する、加速度、角速度、及び磁力を示す信号を、システムコントローラ1640に送信する場合がある。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1672は、システムコントローラ1640に有線接続されており、それにより、慣性センサユニット1672が、ケーブルに沿って信号を送信するようになっている。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1672は、システムコントローラ1640に信号を無線で送信する。
図45から図54に記載の空気管理システムの各構成では、空気管理システムは、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計などの、他のタイプのセンサを含む場合があり、また、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計を含む、他のセンサから受信された入力に基づき、各エアスプリングに関する所望の空気圧または高さを判定する場合がある。一実施例では、加速度計は、車両の加速力を測定するように構成された電気機械デバイスを含んでいる。一実施例では、ジャイロスコープは、車両の角速度など、車両の回転モーションを測定するように構成されたデバイスを含んでいる。したがって、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計からの入力は、動的な車両の状態(たとえば、車両の傾き、回転の状態、横方向の加速度など)を計算するために使用される場合があり、システムコントローラは、計算された、動的な車両の状態に基づき、各エアスプリングの所望の空気圧または高さを判定する場合がある。
図45から図54に記載の空気管理システムの各構成では、システムコントローラは、エアスプリングの高さを、車両の監視されている動作条件に基づき、所望の高さに調整するための、閉ループの制御システムとして動作する。動作中は、システムコントローラは、通信インターフェースにより、高さセンサ及び比例制御センサなどの、1つまたは複数のセンサからの入力を受信して、各エアスプリングの高さ、及び、内部の空気圧を判定する。システムコントローラは、次いで、プロセッシングモジュールにより、1つまたは複数のセンサからの入力に基づき、各エアスプリングに関する所望の空気圧を判定する。各エアスプリングに関する所望の空気圧の判定において、システムコントローラは、空気管理システムのすべてのエアスプリング間の空気圧の差異を考慮する場合があり、それにより、システムコントローラが、車両のピッチ及びロールの割合を判定し得るようになっている。システムコントローラは、プロセッシングモジュールにより、車両のロール及びピッチの割合に基づき、各エアスプリングの内部の空気圧を調整するために必要な流量を判定する。一構成では、計算された流量は、エアスプリングの高さが、負荷または変位(すなわち、高さの差異の割合)に応じて、どれだけの速さで変化しているかに基づいている。エアスプリングの高さの差異の割合、及び、内部の圧力、ならびに、空気管理システムのエアスプリングの高さ間の差異に基づき、システムコントローラは、車両に関する最適な安定性及び快適性を提供するように、各エアスプリングを調整するために必要な所望の空気圧及び流量を判定するように構成されている。所望の空気圧及び流量を判定した後は、システムコントローラは、ドライバモジュールにより、個別のバルブにコマンドを送信することにより、各エアスプリングから排出されるか、各エアスプリングに供給される空気の流量を制御するように構成されている。
図45から図54に示す空気管理システムの各構成では、システムコントローラは、第1の空気圧回路のエアスプリングと、第2の空気圧回路のエアスプリングとの間の圧力の差異または高さの差異が、所定の閾値内にある場合に、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間にクロスフローを確立するように、バルブユニットまたはレベリングバルブを作動させるように構成されている。たとえば、システムコントローラが、第1の空気圧回路のエアスプリングと第2の空気圧回路のエアスプリングとの間の高さの差異が、所定の閾値内にあることを示す、高さセンサによって送信された信号からの高さの測定値を受信した場合、システムコントローラは、第1の空気圧回路のエアスプリングと第2の空気圧回路のエアスプリングとの間のクロスフローを確立するように、バルブを作動させる。図45から図53に示す空気管理システムの各構成では、システムコントローラは、第1の空気圧回路のエアスプリングと、第2の空気圧回路のエアスプリングとの間の圧力の差異または高さの差異が、所定の閾値より大である場合に、第1の空気圧回路の空気圧と第2の空気圧回路の空気圧とを独立して調整するように構成されている。システムコントローラは、上述のセンサから受信された測定信号に基づき、各空気圧回路のエアスプリングの圧力または高さの差異を判定する場合がある。
図45から図54に示す空気管理システムの各構成では、システムコントローラは、空気が供給タンクからエアスプリングに供給されず、空気がエアスプリングから大気に除去もされていない場合に、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間のクロスフローを提供するように構成されている。動作時には、システムコントローラが、プロセッシングモジュールにより、関連するエアスプリングの高さまたは空気圧が、個別に調整される必要がないと判定する毎に、システムコントローラは、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間に空気連通を確立するように、ニュートラルモードにセットされるように、バルブを作動させる。システムコントローラは、各エアスプリングのセンサからのセンサ入力信号に基づき、クロスフローを確立することを判定する場合がある。一構成では、システムコントローラは、アクティブモードとニュートラルモードとの間でバルブを作動させるように判定することにおいて、エアスプリングのスプリングの高さの間の差異を考慮するように構成されている。様々な態様では、システムコントローラは、ゼロマイル毎時またはゼロキロメートル毎時を実質的に超える速度を含む、任意の速度で車両が移動している場合、第1の空気圧回路と第2の空気圧回路との間にクロスフローを提供するように構成されており、それにより、車両の両側に配置されたエアスプリング間の圧力差が、車両の動作の間の任意の時点で、除去されるようになっている。
図45から図54に示す空気管理システムの各構成では、システムコントローラは、プリント回路基板、通路、及びバルブが、供給タンク内に位置するように、供給タンクの内部に配置されている場合がある。一実施例では、システムコントローラは、供給タンクの各端部に配置された4方向バルブユニットと、2つのバルブを接続するクロスフロー路と、を含む場合がある。一実施例では、システムコントローラは、供給タンクの内側表面に結合されている場合がある。一実施例では、供給タンクは、システムコントローラを供給タンク内に固定するための、ブラケットまたはレールなどの取付け構造を含む場合がある。したがって、システムコントローラは、各空気圧回路に対する空気流を個別に調整し、すべてのバルブが、空気圧回路への空気流を個別に調整していない場合に、空気圧回路間のクロスフローを選択的に確立する場合がある。
図19から図21Bに示す空気管理システムの各構成では、制御ユニットまたはシステムコントローラが、空気管理システムの各エアスプリングから同時に空気が放出されるように、ダンピングサイクルを実行するように構成されている場合がある。図19から図21Bに示す各空気管理システムでは、空気管理システムは、制御ユニットまたはシステムコントローラに操作可能に結合され、すべてのエアスプリングから空気が放出されるように、ダンピングサイクルを実行するように、システムコントローラまたは制御ユニットにコマンドを送信するように構成されたユーザインターフェースユニットを含む場合がある。ユーザインターフェースユニットは、車両のダッシュボードに配置される場合があるか、スマートフォンまたは手持ちコンピュータなど、ディスプレイデバイスにダウンロードされるアプリケーションとして構成されている場合がある。
本明細書に記載の空気管理システムのすべての構成は、限定ではないが、スポーツ用車両、乗用車両、レース用車両、ピックアップトラック、ダンプトラック、貨物キャリア、ボート用、家畜用、及び馬用のトレーラを含む任意のタイプのトレーラ、重量物搬送用トレーラ、トラクタ、農業用器具(たとえば、粒状物散布機、肥料噴霧器、及び他のタイプの噴霧器、飼料供給器、散布機)、液体運搬車両、バッフル付きかバッフル付きではない液体用タンク車、マシナリー、牽引用設備、鉄道車両、軌陸車、路面電車、ならびに、エアバッグを有する任意の他のタイプのシャシーを含む、任意のタイプの車両、トレーラ、または牽引可能車に組み込まれる場合がある。
本明細書に記載の空気管理システムは、タイヤが回転していない場合であっても、摩耗を低減することと、摩耗を均等にすることとの両方に関し、タイヤの寿命を著しく増大させることがわかっている。例示的な一態様では、本明細書に記載の空気管理システムを装備していないトラックに取り付けられた場合、タイヤの平均寿命が100,000kmであることが観測され、本明細書に記載の空気管理システムが装備された同じトラックに取り付けられた場合、摩耗が著しく低減された。一定の態様では、平均的なトラックのタイヤの寿命は、少なくとも20%だけ延長され、いくつかの例では、30%、40%、50%、またはそれより多くの量だけ、延長された。したがって、予期されていなかった顕著な、金銭的、時間的(タイヤの回転、変更、山かけ、及び交換における時間の浪費の低減)、ならびに、環境的な節約が、本開示の本発明の追加の驚くべき利点として実現されている。
本明細書に記載の空気管理システムは、ある速度で移動する車両、特にトラックトレーラのウィンドシアーの安全ではない影響を著しく低減することがわかっている。ウィンドシアーは、高速道路の速度において、トレーラを運搬するトラックを不安定にし、そのようなトレーラを横倒しにさせ、生命、積み荷の、破壊的な傷害及び損失、ならびに、複数の車両の残骸に繋がる。例示的な一実施例では、本明細書に記載の空気管理システムを備えたトレーラ及びレクリエーション用車両は、高速道路の速度において、風のずれの力に対して顕著に、より安定し、耐性がある場合がある。したがって、予期されていなかった、顕著な、安全性及び快適性の利点が、本開示の本発明の追加の驚くべき利点として実現されている。
本明細書に記載の空気管理システムは、ロードノイズ、振動、ならびに、ドライバ、乗員、及び、家畜類、馬などを含む生物の積載物にとっての不快感を著しく低減することがわかっている。例示的な一態様では、ロードノイズ、振動、及び不快感が、著しく低減され、それにより、不快感のために、以前は1日あたり数百マイルしか大型車両を運転できなかったドライバが、痛み、苦痛、不快感、及び疲労の低減に起因して、著しく長い距離を運転することが可能であるようになっていることが観測されている。このことは、非常に顕著に向上されたライドの品質及び安定性から達成された。したがって、予期されていなかった、顕著な快適性の利点が、本開示の本発明の追加の驚くべき利点として実現されている。
本明細書に記載の空気管理システムは、ブレーキをかける際の車両の前部の沈み込みを著しく低減するか、除去さえすることがわかっている。そのような沈み込みは、危険な状況を作り出し得、ドライバ及び乗員にとって非常に不快であり、また、多くの車両構成要素に与えるストレスが増大する。そのような沈み込みを低減し、多くのケースでは除去することにより、予期されていなかった、顕著な、安全性及び快適性の利点が、本開示の本発明の追加の驚くべき利点として実現されている。
本明細書に記載の空気管理システムは、スリップしやすい状況においてさえも、トラクションを著しく増大させ、ハンドリングが向上する結果となることがわかっている。例示的な一態様では、平らではない、及び/または、スリップしやすい地形を通って運転するために、(本明細書に記載の空気管理システムを備えていない場合に)4輪駆動モードを使用する必要があるトラックが、トラクションを失うこともなく、かつ、動けなくなることもなく、同じ地形を2輪駆動モードで運転することが可能であったことが観測されている。したがって、予期されていなかった、顕著な、安全性及び実用性の利点が、本開示の本発明の追加の驚くべき利点として実現されている。
本明細書に記載の空気管理システムは、ブレーキ性能を向上させる場合がある。限定ではないが、エレクトロニックスタビリティプログラム(ESP)、ダイナミックスタビリティコントロール(DSC)、ビークルスタビリティコントロール(VSC)、オートマチックトラクションコントロール(ATC)を含む、たとえば任意のエレクトロニックスタビリティコントロール(ESC)である、エレクトロニックスタビリティシステムを備えた車両では、本明細書に記載の空気管理システムが、そのような電子システムがブレーキを適用することの発生率を低減することがわかっている。この理由は、車両が、平衡な安定した位置に維持され、それにより、そのような電子システムの作動を避けるためである。これにより、ブレーキの性能及び耐用年数が向上し得る。本明細書に記載のシステムは、車両のエレクトロニックスタビリティシステム、及び、グローバルポジショニングシステム、車両の設置されたカメラ、光検知測距(LIDAR)センサ、近接センサ、音響センサ、超音波センサ、及び/またはソナーシステムを含む、他の電子システムに完全に組み込まれている場合があり、それにより、動的な運転条件、地面の状況、及び、周囲の状況の態様を検出して、空気管理システム内の空気を継続的に調整するために、路面及び車両の状況を継続的に通信するようになっている。
本明細書の文脈では、「独立して調整する(adjust independently)」との用語は、レベリングバルブが、1つの空気圧回路内のエアスプリングの空気圧を調整しており、一方、レベリングバルブが、別の空気圧回路のいずれの構成要素とも、空気連通していない状態に言及する。
本明細書で使用される場合、「実質的に(substantially)」及び「実質的な(substantial)」との用語は、相当な程度または範囲に言及する。たとえば、事象、状況、特徴、または特性に関して使用される場合、これら用語は、事象、状況、特徴、または特性が、適切に生じる例、及び、事象、状況、特性、または特性が、本明細書に記載の実施例の通常の公差レベルか妥当性を占めているなど、かなりの近似で発生する例に言及することができる。
本明細書で使用される場合、数値と関連して使用される際の「約(about)」との用語は、述べられている値の5%内の任意の値を含むものと解釈されるものとする。さらに、値のレンジに関して、約及びおよその用語を列挙することは、述べられたレンジの上端と下端との両方を含むように解釈されるものとする。
本明細書で使用される場合、「取り付けられる(attached)」、「接続される(connected)」、または「締結される(fastened)」との用語は、互いに接触するか、接触せずに、ともに固定された2つの要素を含むものと解釈される場合がある。
本開示は、限定ではないが、コイルバネまたは板バネのサスペンションシステムを含む、エアスプリングを伴わずに製造された車両の装置を改善するための、方法、キット、及びシステムを含んでいる。対称に、動的に均等に容量及び圧力を分散させる空気管理システムは、エアタンクと、コンプレッサと、車両の左側と右側との各々の、対称に、動的に均等に容量及び圧力を分散させる空気圧バルブと、対称に、動的に均等に容量及び圧力を分散させる空気圧バルブの各々に接続された少なくとも1つのエアスプリングと、本明細書に記載され、図示された空気管理システムの構成要素を接続する複数のエアホースと、を備えたキットを提供することにより、そのような車両に新たに設置される装置として設けられる場合がある。本開示のいくつかの構成では、複数のエアホースが、等しい長さ及び直径を有する場合がある。
添付の特許請求の範囲では、「含む(including)」との用語が、「備える(comprising)」のそれぞれの用語の、平易な英語の均等として使用される。「備えている(comprising)」及び「含んでいる(including)」との用語は、本明細書では、オープンエンドであり、述べられた要素のみを含むものではなく、任意の追加の要素をさらに包含することが意図されている。さらに、添付の特許請求の範囲では、「第1(first)」、「第2(second)」、及び「第3(third)」などの用語は、単にラベルとして使用されているものであり、その対象上での数値上の要請を課すことを意図するものではない。さらに、添付の特許請求の範囲の限定は、ミーンズプラスファンクションのフォーマットでは記載されておらず、また、そのようなクレームの限定が、明確に、「ための手段(means for)」のフレーズと、その後の、さらなる構造を伴わない、機能の記載を使用していない限り、また、使用するまでは、35 U.S.C.§112(f)に基づいて解釈されることは意図されていない。
本発明の様々な態様は、以下のアイテムの1つまたは複数を含んでいる。
[アイテム1]
車両用の空気管理システムであって、
供給タンクと、
前記供給タンクに組み込まれたシステムコントローラと、
前記車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング、及び、前記1つまたは複数のエアスプリングを前記システムコントローラに、空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインを備えた第1の空気圧回路と、
前記車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング、及び、前記1つまたは複数のエアスプリングを前記システムコントローラに、空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインを備えた第2の空気圧回路と、
を備え、
前記システムコントローラが、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路との間に空気連通を確立することなく、前記第1の空気圧回路の前記1つまたは複数のエアスプリングの空気圧を独立して調整し、また、前記第2の空気圧回路の前記1つまたは複数のエアスプリングの空気圧を独立して調整するように構成されており、
前記システムコントローラが、前記システムコントローラが前記第1の空気圧回路の前記1つまたは複数のエアスプリングの前記空気圧を独立して調整しておらず、また、前記第2の空気圧回路の前記1つまたは複数のエアスプリングの前記空気圧を独立して調整していない場合、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路との間に空気連通を確立するように構成されている、前記空気管理システム。
[アイテム2]
前記システムコントローラが、前記供給タンクの外側表面に配置されたハウジングを備え、
前記ハウジングが、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路とを、空気を通すように接続する内部クロスフロー路を備えている、アイテム1に記載の空気管理システム。
[アイテム3]
前記システムコントローラが、前記供給タンク内に配置されたハウジングを備え、
前記ハウジングが、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路とを、空気を通すように接続する内部クロスフロー路を備えている、請求項1に記載の空気管理システム。
[アイテム4]
前記システムコントローラが、
前記第1の空気圧回路の前記エアラインの1つに接続された第1のポートと、
前記第2の空気圧回路の前記エアラインの1つに接続された第2のポートと、
大気に空気を排出するように構成された排出ポートと、
前記供給タンクに結合された1つまたは複数のタンクポートと、
を備えている、アイテム1からアイテム3のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム5]
前記システムコントローラが、前記第1のポートを前記第2のポートに、空気を通すように接続するクロスフロー路を備えている、アイテム4に記載の空気管理システム。
[アイテム6]
前記システムコントローラが、選択的に、前記エアタンクから、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路との少なくとも1つに空気を供給し、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路との少なくとも1つから空気を除去し、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路との間に空気連通を確立するように構成された複数のバルブを備えたバルブユニットを備えている、アイテム1からアイテム5のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム7]
前記第1の空気圧回路及び前記第2の空気圧回路の少なくとも1つのエアスプリングが、その関連するエアスプリングの高さを監視し、その関連するエアスプリングの前記高さを示す信号を送信するように構成された高さセンサを備えている、アイテム1からアイテム6のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム8]
前記システムコントローラが、各高さセンサから送信された前記信号を受信し、前記第1の空気圧回路の前記エアスプリングと、前記第2の空気圧回路の前記エアスプリングとの間の高さの差異を、前記高さセンサから受信された前記信号に少なくとも基づき、計算するように構成されている、アイテム1からアイテム7のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム9]
前記システムコントローラが、前記計算された高さの差異が、所定の閾値より高い場合に、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路との前記空気圧を独立して調整するように構成されており、
前記システムコントローラが、前記計算された高さの差異が、所定の閾値より低い場合に、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路との間に空気連通を確立するように構成されている、アイテム1からアイテム8のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム10]
各空気圧回路が、その関連するエアスプリングの前記空気圧、または、その関連するエアプリングへの流量を監視し、その関連するエアスプリングの前記空気圧を示す信号を送信するように構成された、少なくとも2つの比例制御センサを備えている、アイテム1からアイテム9のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム11]
前記システムコントローラが、各比例制御センサから送信された前記信号を受信し、前記比例制御センサから受信された前記信号に少なくとも基づき、前記システムコントローラから前記エアスプリングの1つへ移動する空気に関するラグタイムを判定するように構成されている、アイテム1からアイテム10のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム12]
前記エアラインが、等しい長さ及び直径を有している、アイテム1からアイテム11のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム13]
前記供給タンク内に配置されたコンプレッサを備えている、アイテム1からアイテム12のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム14]
各エアスプリングが、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計を備えた慣性センサユニットを備えている、アイテム1からアイテム13のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム15]
前記加速度計が、前記車両の3つの軸に関して加速度を測定するように構成されており、
前記ジャイロスコープが、前記車両の3つの軸に関して角速度を測定するように構成されており、
前記磁気計が、前記車両の3つの軸に関して磁力を測定するように構成されている、アイテム1からアイテム14のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム16]
前記慣性センサユニットが、前記車両の前記3つの軸に関する、測定された前記加速度、前記角速度、及び前記磁力を示す信号を送信するように構成されており、
前記システムコントローラが、前記慣性センサユニットから送信された前記信号を受信し、前記車両のヨー、前記車両のピッチ、及び前記車両のロールの少なくとも1つを計算するように構成されており、
前記システムコントローラが、計算された前記車両のヨー、前記車両のピッチ、及び前記車両のロールの少なくも1つに基づき、各エアスプリングの所望の空気圧を判定するように構成されている、アイテム1からアイテム15のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム17]
供給タンクと、車両の第1の側部に配置された第1の空気圧回路と、車両の第2の側部に配置された第2の空気圧回路とを備えた、空気管理システムのためのシステムコントローラであって、
前記供給タンクと一体になっているハウジングであって、前記ハウジングが、前記供給タンクに、空気を通すように接続された少なくとも1つのタンクポート、前記第1の空気圧回路に、空気を通すように接続された第1のポート、前記第2の空気圧回路に、空気を通すように接続された第2のポート、及び、大気に空気を通すように接続された排出ポートを備えている、前記ハウジングと、
選択的に、前記エアタンクから、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路との少なくとも1つに空気を供給し、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路との少なくとも1つから大気に空気を除去し、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路との間に空気連通を確立するように構成されたバルブのセットと、
を備え、
前記システムコントローラが、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路との間に空気連通を確立することなく、前記第1の空気圧回路の空気圧を独立して調整し、また、前記第2の空気圧回路の空気圧を独立して調整するように構成されており、
前記システムコントローラが、前記システムコントローラが前記第1の空気圧回路の前記空気圧を独立して調整しておらず、また、前記第2の空気圧回路の前記空気圧を独立して調整していない場合、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路との間に空気連通を確立するように構成されている、前記システムコントローラ。
[アイテム18]
前記ハウジングが、前記供給タンクの外側表面に配置されている、アイテム17に記載のシステムコントローラ。
[アイテム19]
前記ハウジングが、前記供給タンク内に配置されている、アイテム17に記載のシステムコントローラ。
[アイテム20]
前記少なくとも1つのタンクポートが、第1のタンクポート及び第2のタンクポートを含んでおり、前記ハウジングが、
前記第1のポートを前記第1のタンクポートに、空気を通すように接続する第1の通路と、
前記第2のポートを前記第2のタンクポートに、空気を通すように接続する第2の通路と、
前記第1の通路を前記第2の通路に、空気を通すように接続するクロスフロー路と、
前記排出ポートを前記クロスフロー路に、空気を通すように接続する排出路と、
を備えている、アイテム17からアイテム19のいずれか1つに記載のシステムコントローラ。
[アイテム21]
前記バルブのセットが、バルブユニットであり、
前記バルブユニットが、
前記第1の通路と前記クロスフロー路との間の交差部に配置された第1のバルブと、
前記第2の通路と前記クロスフロー路との間の交差部に配置された第2のバルブと、
前記排出路と前記クロスフロー路との間の交差部に配置された第3のバルブと、
を備えている、アイテム17からアイテム20のいずれか1つに記載のシステムコントローラ。
[アイテム22]
前記第1のバルブと前記第2のバルブとの各々が、2つの電子的に作動されるソレノイドバルブを備えており、
前記第3のバルブが、3つの電子的に作動されるソレノイドバルブを備えている、アイテム17からアイテム21のいずれか1つに記載のシステムコントローラ。
[アイテム23]
前記第1のバルブが、前記エアタンクから前記第1の空気圧回路に空気を選択的に供給するように構成されており、
前記第2のバルブが、前記エアタンクから前記第2の空気圧回路に空気を選択的に供給するように構成されている、アイテム17からアイテム22のいずれか1つに記載のシステムコントローラ。
[アイテム24]
前記第1のバルブと前記第3のバルブとが、前記第1のバルブと前記第3のバルブとが前記第1の空気圧回路から空気を選択的に排出するように構成されているように、同期されており、
前記第2のバルブと前記第3のバルブとが、前記第2のバルブと前記第3のバルブとが前記第2の空気圧回路から空気を選択的に排出するように構成されているように、同期されている、アイテム17からアイテム23のいずれか1つに記載のシステムコントローラ。
[アイテム25]
前記第1のバルブと、前記第2のバルブと、前記第3のバルブとが、前記エアタンクから、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路とのいずれにも空気を供給することなく、かつ、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路とのいずれからも、前記排出ポートに空気を排出することなく、前記第1のポートと前記第2のポートとの間に空気連通を確立するように構成されているように、前記第1のバルブと、前記第2のバルブと、前記第3のバルブとが同期されている、アイテム17からアイテム24のいずれか1つに記載のシステムコントローラ。
[アイテム26]
前記少なくとも1つのタンクポートが、第1のタンクポートを備えており、
前記ハウジングが、
前記第1のタンクポートに、空気を通すように接続された供給路と、
前記排出ポートに、空気を通すように接続された排出路と、
前記第1のポート、前記第2のポート、前記供給路、及び前記排出路に、空気を通すように接続されたフロー通路と、
を備えている、アイテム17からアイテム25のいずれか1つに記載のシステムコントローラ。
[アイテム27]
前記バルブのセットが、前記供給路と、前記排出路と、前記フロー通路との間の交差部に配置された4方向バルブである、アイテム17からアイテム26のいずれか1つに記載のシステムコントローラ。
[アイテム28]
前記4方向バルブが、
前記フロー通路に接続された第1のフローバルブ及び第2のフローバルブと、
前記供給路に接続された供給バルブと、
前記排出路に接続された排出バルブと、
を備え、
前記第1のフローバルブ、前記第2のフローバルブ、前記供給バルブ、及び前記排出バルブが、各々電子的に作動されるソレノイドバルブである、アイテム17からアイテム27のいずれか1つに記載のシステムコントローラ。
[アイテム29]
前記4方向バルブが、前記エアタンクから、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路とのいずれにも空気を供給することなく、かつ、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路とのいずれからも、前記排出ポートに空気を排出することなく、前記第1のポートと前記第2のポートとの間に空気連通を確立するように構成されているように、前記第1のフローバルブと、前記第2のフローバルブと、前記供給バルブと、前記排出バルブとが同期されている、アイテム17からアイテム28のいずれか1つに記載のシステムコントローラ。
[アイテム30]
前記4方向バルブが、選択的に、前記エアタンクから、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路とのいずれか1つに空気を選択的に供給し、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路とのいずれか1つから、前記排出ポートに空気を除去するように構成されているように、前記第1のフローバルブと、前記第2のフローバルブと、前記供給バルブと、前記排出バルブとが同期されている、アイテム17からアイテム28のいずれか1つに記載のシステムコントローラ。
[アイテム31]
前記バルブのセットが、第1のレベリングバルブ及び第2のレベリングバルブを備えており、
前記第1のレベリングバルブが、前記第1のタンクポートから前記第1のポートに空気を選択的に供給し、前記第1のポートから前記排出ポートに空気を選択的に除去し、前記第1のポートと前記第2のポートとの間に空気連通を選択的に確立するように構成されており、
前記第2のレベリングバルブが、前記第2のタンクポートから前記第2のポートに空気を選択的に供給し、前記第2のポートから前記排出ポートに空気を選択的に除去し、前記第2のポートと前記第1のポートとの間に空気連通を選択的に確立するように構成されている、アイテム17からアイテム30のいずれか1つに記載のシステムコントローラ。
[アイテム32]
前記第1のレベリングバルブと前記第2のレベリングバルブとが、各々電子的に作動される多方向バルブである、アイテム17からアイテム31のいずれか1つに記載のシステムコントローラ。
[アイテム33]
供給タンクと、車両の第1の側部に配置された第1の空気圧回路と、前記車両の第2の側部に配置された第2の空気圧回路とを備えた、前記車両の空気管理システムの空気圧の調整方法であって、
システムコントローラにより、前記第1の空気圧回路の前記空気圧を独立して調整することであって、前記システムコントローラが、前記供給タンクから前記第1の空気圧回路に空気を供給しているか、前記第1の空気圧回路から大気に空気を除去する、前記調整することと、
前記システムコントローラにより、前記第2の空気圧回路の前記空気圧を独立して調整することであって、前記システムコントローラが、前記供給タンクから前記第2の空気圧回路に空気を供給しているか、前記第2の空気圧回路から大気に空気を除去する、前記調整することと、
前記システムコントローラが、前記供給タンクから空気を供給することも、大気に空気を除去することもしていない場合にのみ、前記システムコントローラにより、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路との間に空気連通を確立することと、
を含み、
前記システムコントローラが、前記供給タンクと一体であるハウジングを備えており、
前記ハウジングが、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路とを、空気を通すように接続する内部クロスフロー路を備えている、前記調整方法。
[アイテム34]
動的な運転条件の下で作動される車両を平衡にする空気管理システムであって、
エア供給タンクと、
前記供給エアタンクに操作可能に接続されたコンプレッサと、
前記供給タンクに組み込まれたシステムコントローラと、
前記車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング、及び、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングを前記システムコントローラに、空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインと、
前記車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング、及び、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングを前記システムコントローラに、空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインと、
を備え、
前記車両の第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングが、前記車両の第1の側部の少なくとも1つのエアスプリングの高さを独立して調整するように構成された第1のレベリングバルブを有し、
前記車両の第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングが、前記車両の第2の側部の少なくとも1つのエアスプリングの高さを独立して調整するように構成された第2のレベリングバルブを有し、
前記車両の前記第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとが、その関連するエアスプリングの少なくとも2つの状況を監視し、その関連するエアスプリングの前記少なくとも2つの状況を示す測定信号を送信するように構成された、1つまたは複数のセンサを備え、
前記少なくとも2つの状況が、その関連するエアスプリングの高さと、その関連するエアスプリングの圧力とを含み、
前記システムコントローラが、
(i)各エアスプリングの前記1つまたは複数のセンサから送信された前記信号を受信することと、
(ii)前記車両の前記第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとの間の高さの差異を、各エアスプリングの前記1つまたは複数のセンサから受信された前記信号に少なくとも基づき、検出することと、
(iii)前記第1のレベリングバルブが、前記エア供給タンクから、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整することと、
(iv)前記第2のレベリングバルブが、前記エア供給タンクから、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、第2のレベリングバルブにより、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整することと、
(v)前記高さの差異が所定の閾値内にあるように、前記第1のレベリングバルブと前記第2のレベリングバルブとの両方がニュートラルモードにセットされており、各レベリングバルブが、前記エア供給タンクから空気を供給することも、大気に空気を除去することもしていない場合に、各エアスプリングの前記1つまたは複数のセンサから受信された前記信号に少なくとも基づき、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングとの間の圧力の差異を、検出することと、
(vi)前記システムコントローラが前記第1の空気圧回路の前記1つまたは複数のエアスプリングの前記空気圧を独立して調整しておらず、また、前記第2の空気圧回路の前記1つまたは複数のエアスプリングの前記空気圧を独立して調整していない場合、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路との間に空気連通を確立することと、
を行うように構成されている、前記空気管理システム。
[アイテム35]
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記高さを監視し、前記エアスプリングの前記高さを示す信号を送信するように構成された高さセンサを備えている、アイテム34に記載の空気管理システム。
[アイテム36]
前記高さセンサが、超音波センサ、レーザーセンサ、赤外センサ、電磁波センサ、またはポテンショメータである、アイテム35に記載の空気管理システム。
[アイテム37]
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの内部の空気圧を監視し、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を示す信号を送信するように構成された圧力センサを備えている、アイテム34からアイテム36のいずれか1つに記載の制御ユニット。
[アイテム38]
前記システムコントローラが、前記供給タンクの外側表面に配置されたハウジングを備えている、アイテム34からアイテム37のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム39]
前記システムコントローラが、前記供給タンク内に配置されたハウジングを備えている、アイテム34からアイテム38のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム40]
前記システムコントローラが、
前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに接続された前記エアラインの1つに接続された第1のポートと、
前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに接続された前記エアラインの1つに接続された第2のポートと、
大気に空気を排出するように構成された排出ポートと、
前記供給タンクに結合された1つまたは複数のタンクポートと、
を備えている、アイテム34からアイテム39のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム41]
前記車両の前記第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとが、その関連するエアスプリングの前記空気圧、または、その関連するエアスプリングへの流量を監視し、その関連するエアスプリングの前記空気圧を示す信号を送信するように構成された、比例制御センサを備えている、アイテム34からアイテム40のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム42]
前記システムコントローラが、各比例制御センサから送信された前記信号を受信し、前記比例制御センサから受信された前記信号に少なくとも基づき、前記システムコントローラから前記エアスプリングの1つへ移動する空気に関するラグタイムを判定するように構成されている、アイテム34からアイテム41のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム43]
前記エアラインが、等しい長さ及び直径を有している、アイテム34からアイテム42のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム44]
前記供給タンク内に配置されたコンプレッサを備えている、アイテム34からアイテム43のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム45]
前記1つまたは複数のセンサが、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計を備えた慣性センサユニットを備えている、アイテム34からアイテム44のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム46]
前記加速度計が、前記車両の3つの軸に関して加速度を測定するように構成されており、
前記ジャイロスコープが、前記車両の3つの軸に関して角速度を測定するように構成されており、
前記磁気計が、前記車両の3つの軸に関して磁力を測定するように構成されている、アイテム34からアイテム45のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム47]
前記1つまたは複数のセンサが、前記車両の3つの軸に関する、測定された前記加速度、前記角速度、及び前記磁力を示す信号を送信するように構成されており、
前記システムコントローラが、前記慣性センサユニットから送信された前記信号を受信し、前記車両のヨー、前記車両のピッチ、及び前記車両のロールの少なくとも1つを計算するように構成されており、
前記システムコントローラが、計算された前記車両のヨー、前記車両のピッチ、及び前記車両のロールの少なくも1つに基づき、各エアスプリングの所望の空気圧を判定するように構成されている、アイテム34からアイテム46のいずれか1つに記載の空気管理システム。
[アイテム48]
空気管理システムを備えた、動的な運転条件下で動作する車両の安定性の制御方法であって、前記空気管理システムが、供給タンクと、前記供給タンクと空気連通している、前記車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、前記供給タンクと空気連通している、前記車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、を備えており、前記方法が、
(i)1つまたは複数のセンサにより、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部の各々に配置された少なくとも1つのエアスプリングの少なくとも1つの状況を監視することと、
(ii)前記1つまたは複数のセンサにより、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部の各々に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの前記少なくとも1つの状況を示す少なくとも1つの信号を送信することと、
(iii)プロセッシングモジュールにより、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部の各々に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの前記少なくとも1つの状況を示す少なくとも1つの信号を受信することと、
(iv)前記プロセッシングモジュールにより、少なくとも前記受信された信号に基づき、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部の各々に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの間の高さの差異を、検出することと、
(v)前記第1のレベリングバルブが、前記エア供給タンクから、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、前記第1のレベリングバルブにより、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整することと、
(vi)前記第2のレベリングバルブが、前記エア供給タンクから、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、前記第2のレベリングバルブにより、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整することと、
(vii)前記高さの差異が所定の閾値内にあるように、前記第1のレベリングバルブと前記第2のレベリングバルブとの両方がニュートラルモードに設定されており、前記第1のレベリングバルブと前記第2のレベリングバルブとが、前記エア供給タンクから空気を供給することも、大気に空気を除去することもしていない場合に、受信された前記信号に少なくとも基づき、前記車両の前記第1の側部と前記第2の側部との各々に配置された少なくとも1つのエアスプリング間の圧力の差異を、前記プロセッシングモジュールによって検出することと、
(viii)前記第1のレベリングバルブと前記第2のレベリングバルブとの両方が、ニュートラルモードに設定されている場合にのみ、前記供給タンクを通って延びる、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路とを、空気を通すように接続する内部クロスフロー路を介して、前記第1の空気圧回路と前記第2の空気圧回路との間に空気連通を確立することと、
を含む、前記制御方法。
[アイテム49]
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記高さを監視し、前記エアスプリングの前記高さを示す信号を送信するように構成された高さセンサを備えている、アイテム48に記載の方法。
[アイテム50]
前記高さセンサが、超音波センサ、レーザーセンサ、赤外センサ、電磁波センサ、またはポテンショメータである、アイテム49に記載の方法。
[アイテム51]
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの内部の空気圧を監視し、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を示す信号を送信するように構成された圧力センサを備えている、アイテム48からアイテム50のいずれか1つに記載の方法。
[アイテム52]
前記システムコントローラが、前記供給タンクの外側表面に配置されたハウジングを備えている、アイテム48からアイテム51のいずれか1つに記載の方法。
[アイテム53]
前記システムコントローラが、前記供給タンク内に配置されたハウジングを備えている、アイテム48からアイテム51のいずれか1つに記載の方法。
[アイテム54]
前記供給タンク内に配置されたコンプレッサを備えている、アイテム48からアイテム53のいずれか1つに記載の方法。
[アイテム55]
本開示の動的な運転条件の下で動作される車両の安定性を制御するための、前記方法の1つまたは複数のステップが、車両が動的な運転条件の下で動作している間、継続的に実施され、変化する運転条件に応じて、任意のステップが1回または複数回繰り返される、アイテム1からアイテム54のいずれか1つに記載の方法、システム、及び/または制御ユニット。
[アイテム56]
車両が動的な運転条件下で動作している間、空気管理システムが、センサデータを動的に受信及び処理し、空気を継続的に供給及びパージするコマンドを送信する、アイテム1からアイテム55のいずれか1つに記載の方法、システム、及び/または制御ユニット。
本開示は、図示及び記載のように、レベリングバルブ、その下方ハウジング、その頂部ハウジング、1つまたは複数のロータリディスク、シャフト、及び、本開示の任意の他の態様に関する、装飾的な設計を含んでいる。
本開示の主題が、特徴の様々な組合せ及びサブの組合せを含む、特定の図示の態様を参照して、かなり詳細に記載及び図示されてきたが、当業者には、それらの他の態様及び変形形態及び変更形態が、本開示の範囲に包含されるものとして、容易に明らかとなるであろう。さらに、そのような態様、組合せ、及びサブの組合せは、請求されている主題が、特許請求の範囲に明確に述べられているもの以外の特徴または特徴の組合せを必要とすることを伝えることは意図していない。したがって、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内に包含される、すべての変形形態及び変更形態を含むことが意図されている。