MXPA06001940A - Sistema de suspension de aire con valvula de cierre de aire. - Google Patents

Sistema de suspension de aire con valvula de cierre de aire.

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MXPA06001940A
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Abstract

Un sistema de control de suspension de aire, para utilizarse primordialmente con un vehiculo, que incrementa la estabilidad en viaje y le minimiza las perdidas de aire al sistema de control de suspension de aire durante la operacion normal del vehiculo mediante el uso de una valvula de restriccion de aire para restringir el aire introducido a y descargado de un resorte de aire en respuesta a una senal de control recibida.

Description

SISTEMA DE SUSPENSIÓN DE AIRE CON VÁLVULA DE CIERRE DE AIRE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a válvulas de control de altura en suspensiones de vehículos y, más particularmente, a una válvula de restricción de aire utilizada junto con una válvula de control de altura o una válvula de nivelación. Los sistemas de suspensión de aire se están utilizando cada vez más en suspensiones de vehículos, asientos y cabinas en equipos de camiones de semisirga/remolque y otros vehículos. Generalmente, los sistemas de suspensión de aire incluyen una válvula de control de altura que mantiene una altura especificada o seleccionada de la suspensión. Por ejemplo, en equipos de camiones de semisirga/remolque, la altura especificada es la distancia entre el bastidor del vehículo y el eje. El sistema de suspensión de aire detectará cualquier cambio en la altura especificada y ajustará la presión de aire en los resortes localizados entre el bastidor del vehículo y el eje. De esta forma, el sistema de suspensión de aire ¦ mantiene la altura especificada entre el bastidor del vehículo y el eje aún con pesos de carga variables. La válvula de control de altura opera al suministrar selectivamente aire a, o evacuar aire de, un resorte de aire, el cual se localiza entre el brazo de remolque y el bastidor del vehículo. El brazo de remolque se proporciona para llevar el eje de manera que ajusta el resorte de aire que ajustará correspondientemente la distancia entre el eje y el bastidor del vehículo. Generalmente, la válvula de control de altura se monta en el bastidor del vehículo y se proporciona con un brazo de control que se conecta al brazo de remolque mediante una disposición de varillaje. De esta forma, cuando la distancia entre el brazo de remolque y el bastidor del vehículo varía, la disposición de varillaje provocará que el brazo de control haga girar un árbol de control dentro de la válvula de control de altura, la cual entonces controla la introducción a o expulsión de aire del resorte de aire. Aunque varillajes mecánicos se utilizan ampliamente para medir la distancia diversa entre el eje y el bastidor del vehículo, otros transductores de medición pueden utilizarse efectivamente, tales como sensores de luz, condensadores variables, resistencias variables o cualquier otro transductor apropiado . Generalmente, la válvula de control de altura comprende tres lumbreras de aire, una lumbrera de resorte de aire que se conecta al resorte de aire, una lumbrera de entrada que se conecta a una fuente de aire presurizado y una lumbrera de escape que se abre a la atmósfera. Para poder disminuir la distancia desde el bastidor del vehículo y el eje, la válvula de control de altura abre la comunicación de fluido entre la lumbrera de resorte de aire y la lumbrera de escape, permitiendo con esto que el aire presurizado del resorte de aire se expulse fuera hacia la atmósfera a través de la válvula de control. Con objeto de incrementar la distancia del bastidor del vehículo y el eje, la válvula de control de altura abre la comunicación de fluido entre la lumbrera de entrada y la lumbrera de resorte de aire, permitiendo con esto que el aire presurizado de la fuente de aire presurizado entre al resorte de- aire a través de la válvula de control. Cuando el resorte de aire está en una altura seleccionada, la válvula está en una posición neutral, de manera que la lumbrera de resorte de aire se aisla de la lumbrera de entrada y la lumbrera de escape. Durante operación normal del vehículo, especialmente con cargas pesadas, la semisirga/remolque tendrán una tendencia a balancearse de atrás hacia delante, de lado a lado, de frente hacia atrás o ambos, y oscilar debido, por ejemplo, a superficies de camino accidentadas, condiciones climáticas o incluso un cambio en la dirección del vehículo. Estos cambios de peso, a su vez, provocarán una expansión y contracción de la distancia entre el eje y el bastidor del vehículo, las cuales se medirán por el sistema de suspensión de aire. El sistema de suspensión de aire responderá a la distancia variada entre el eje y bastidor del vehículo al expulsar alternadamente el aire de e introducir aire en el resorte de aire respectivo para mantener la altura seleccionada entre el eje y bastidor del vehículo. Es innecesario mantener la altura seleccionada de esta forma durante la operación del vehículo. De hecho, este ciclo constante del sistema es altamente indeseable ya que reduce grandemente la vida útil del equipo, que resulta en costos de mantenimiento más elevados y más tiempo improductivo del vehículo mientras se le está dando servicio o reparando. La variación del sistema de suspensión de aire generalmente se utiliza cuando, por ejemplo, la semisirga/remolque alcanza un andén de carga y la altura del remolque debe ajustarse para coincidir con la altura del andén de carga, o para conectar o desconectar la sirga al remolque. Además, mientras el remolque se está cargado, es ventajoso que la válvula .de control de altura ajuste automáticamente la altura de y nivele el remolque. Sin embargo, una vez que se selecciona la altura y el remolque se nivela, basándose en la carga, es indeseable ajustar continuamente la altura entre el eje y el bastidor del vehículo debido a variaciones menores en la distancia. Sin embargo, los cambios repentinos en la carga durante la operación del vehículo pueden provocar cambios importantes en la distancia entre el eje y el bastidor del vehículo. En este caso, es importante que el sistema de suspensión de aire ajuste el resorte de aire para mantener la altura seleccionada . Varios sistemas se han utilizado en un intento por minimizar el consumo de aire durante la operación normal del sistema de suspensión de aire. El método más común ha sido amortiguar o reducir las oscilaciones dinámicas impartidas en la válvula a través de un amortiguador mecánico integrado en la válvula. Otros métodos han probado perfilar el flujo de aire dentro de la válvula y después minimizar las magnitudes de flujo cerca de los movimientos del brazo durante la operación normal. Ambos de estos métodos han probado ser moderadamente exitosos, pero no han eliminado el problema. Alternativamente, los sistemas de nivelación electrónicos se han utilizado para minimizar el consumo de aire durante la operación normal del sistema de suspensión de aire. Para sistemas de nivelación electrónicos, un algoritmo de filtración se utiliza para conservar el aire. Este método es relativamente efectivo, sin embargo, el costo del sistema electrónico es prohibitivo haciendo limitada su utilidad en el mercado. Aunque el sistema electrónico puede ser superior a otros métodos previamente listados, el sistema electrónico también es mucho más complicado de diseñar, instalar, de dar servicio y reemplazar, además de que se agrega al costo del sistema . La Patente Norteamericana No. 5,048,867 (la "patente ?867"), aunque se dirige hacia resolver un problema diferente, particularmente hace la activación de la válvula de cierre independiente de la presión de cierre que carga la válvula de cierre de manera que la válvula pueda suministrarse de un tamaño de volumen pequeño, la patente '867 describe una válvula de cierre en serie con una válvula de control de altura. (Patente '867, resumen y Figura 1) . Sin embargo, la válvula de control de altura y la válvula de control direccional se controlan mediante señales de control basadas en un dispositivo de medición de altura. (Patente '867, columna 9, líneas 31-53) . Por lo tanto, el sistema descrito y enseñado en la patente '867 no minimizará las pérdidas de aire para el sistema de suspensión de aire durante la operación normal del vehículo debido a que la válvula de cierre y la válvula de control de altura reaccionarán a oscilaciones ¦ del vehículo al expulsar innecesariamente el aire de y agregar aire a los resortes de aire basándose en una distancia medida variada entre el bastidor del vehículo y el eje. Por lo tanto, lo que se desea es un sistema de suspensión de aire que minimizará el ciclo del equipo y las pérdidas de aire en el sistema de suspensión de aire mientras está en operación normal del vehículo. También se desea proporcionar un sistema que desconectará selectivamente la válvula de control del sistema de suspensión de aire durante la operación normal del vehículo, basándose en los criterios de control seleccionados . Además se desea proporcionar un sistema que proporcionará varios criterios de entrada de control, tanto manuales como automáticos, para activar selectivamente la válvula de control de altura. Se desea todavía más proporcionar un sistema que reducirá los costos de instalación, mantenimiento y operación asociados con los sistemas de suspensión de aire . Incluso se desea además proporcionar un sistema de suspensión de aire simple, fácil de instalar, y altamente confiable . Éstos y otros objetos de la invención se logran al minimizar las pérdidas de aire del sistema de suspensión de aire durante la operación normal . Una válvula de restricción de aire se inserta entre la válvula de control de altura y el resorte de aire. La válvula de restricción de aire desconecta el acoplamiento de fluido del resorte de aire hacia la válvula de control de altura de manera que la válvula de control de altura no puede introducir aire comprimido dentro de o expulsar aire del resorte de aire durante la operación normal del vehículo . La válvula de restricción de aire se activa mediante varias entradas de control que pueden derivarse de cualquier sistema de detección de datos de vehículo abordo, que puede incluir pero no se limita a, por ejemplo, una señal del sistema de frenos automático, una señal del sistema de frenos electrónico, una señal de un sensor de movimiento, una entrada del operador, cualquier otra señal que pueda generarse mediante un sistema de detección de datos ' de vehículo abordo, o combinaciones de lo anterior. En una. modalidad ventajosa, se proporciona un sistema de control de suspensión de aire para un vehículo que comprende, una fuente de aire presurizado y un resorte de aire. El sistema además comprende una válvula de control de altura que tiene una lumbrera de entrada de aire conectada a la fuente de aire presurizado, una lumbrera de escape conectada a la atmósfera y una lumbrera de resorte de aire conectada al resorte de aire, la válvula de control de altura puede operar para acoplarse selectivamente entre: la lumbrera de entrada de aire y la lumbrera de resorte de aire, la lumbrera de escape y la lumbrera de resorte de aire, o una posición neutral dónde la lumbrera de entrada de aire, la lumbrera de resorte de aire, y la lumbrera de escape se aislan entre sí. El sistema además comprende aún una válvula de restricción de aire acoplada fluídicamente entre la válvula de control de altura y el resorte de aire, la válvula de restricción de aire puede operar para abrir y cerrar selectivamente la comunicación de fluido entre la válvula de control de altura y el resorte de aire. El sistema también comprende una primera entrada de control para controlar la válvula de control de altura, la primera entrada de control basada en un primer parámetro, y una segunda entrada de control para controlar la válvula de restricción de aire, la segunda entrada de control basada en un segundo parámetro, el segundo parámetro es diferente del primer parámetro. El sistema se proporciona de manera que el primer parámetro comprenda una altura de vehículo medida y el segundo parámetro se selecciona para controlar la válvula de restricción de aire de manera que las pérdidas de aire en el sistema de control de suspensión de aire se minimizan. En otra modalidad ventajosa, se proporciona un método para incrementar la estabilidad de conducción de un vehículo que comprende las etapas de, seleccionar un valor de altura de vehículo, medir un valor de altura de vehículo real, y comparar el valor de altura de vehículo seleccionado con el valor de altura de vehículo medido para generar una señal de corrección. El método además comprende las etapas de, operar una válvula de control de altura de acuerdo con la señal de corrección para mantener el valor de altura de vehículo seleccionado, generar una señal de control que corresponde a la activación de un sistema de vehículo abordo, la señal de control es diferente que la señal de corrección, y activa selectivamente una válvula de restricción con la señal de control para interrumpir selectivamente la operación de control de altura para incrementar la estabilidad de conducción del vehículo . En aún otra modalidad ventajosa, se proporciona un método para minimizar la pérdida de aire en un sistema de control de suspensión de aire para un vehículo que comprende las etapas de, acoplar una lumbrera de entrada de aire de una válvula de control de altura a una fuente de aire presurizado, acoplar una lumbrera de escape de una válvula de control de altura a la atmósfera, acoplar una lumbrera de resorte de aire de una válvula de control de altura a una válvula de restricción de aire, y acoplar la válvula de restricción de aire a un resorte de aire . El método además comprende las etapas de, medir un primer parámetro, generar una primera entrada de control basada, en el primer parámetro para controlar la válvula de control de altura, y generar una segunda entrada de control basada en un segundo parámetro para controlar la válvula de restricción de aire, el segundo parámetro es diferente del primer parámetro. El método aún comprende además las etapas de, aplicar la segunda entrada de control a la válvula de restricción de aire, y activar selectivamente la válvula de restricción de aire de acuerdo con la segunda entrada de control para evitar pérdida de aire presurizado en el sistema de control de suspensión de aire durante la operación del vehículo. En aún otra modalidad ventajosa, se proporciona un sistema de control de suspensión de aire para un vehículo que comprende, una válvula de control de altura que tiene una lumbrera de entrada de aire conectada a una fuente de aire presurizado, una lumbrera de escape conectada a la atmósfera y una lumbrera de resorte de aire conectada a un resorte de aire. La válvula de control de altura se puede operar para acoplarse selectivamente entre la lumbrera de entrada de aire y la lumbrera de resorte de aire, la lumbrera de escape y la lumbrera de resorte de aire, o una posición neutral dónde la lumbrera de entrada de aire, la lumbrera de resorte de aire, y la lumbrera de escape se aislan entre sí . La válvula' de control de altura se controla por una señal de corrección que corresponde a una primera altura del vehículo medida del parámetro de sistema de vehículo. El sistema además comprende una válvula de restricción de aire acoplada entre la válvula de control de altura y el resorte de aire, la válvula de restricción de aire puede operar para restringir selectivamente el flujo de aire presurizado entre la válvula de control de altura y el resorte de aire de manera que las pérdidas de aire en el sistema de control de suspensión de aire se minimizan. El sistema aún comprende además una señal de control, para controlar la válvula de restricción de aire, la señal de control que corresponde a un segundo parámetro de sistema de vehículo que es diferente del primer parámetro de sistema de vehículo. El sistema además se proporciona de manera que el primer parámetro de sistema de vehículo corresponde a una altura de vehículo medida. La invención y sus características y ventajas particulares se volverán más aparentes a partir de la siguiente descripción detallada considerada con referencia a los dibujos anexos. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1 es un diagrama de bloque que ilustra una modalidad ventajosa de la presente invención. La FIGURA 1A es un diagrama de bloque que ilustra otra modalidad ventajosa de la presente invención. La FIGURA IB es un diagrama de bloque que ilustra aún otra modalidad ventajosa de la presente invención. La FIGURA 2 es un diagrama de bloque de acuerdo con la Figura 1 que ilustra la entrada de control en mayor detalle . La FIGURA. 3 es un diagrama de bloque que ilustra aún otra modalidad ventajosa de la presente invención. La FIGURA 4 es un diagrama de flujo que ilustra una secuencia de operación para una modalidad ventajosa de la presente invención. La FIGURA 5 es un diagrama de bloque que ilustra aún otra modalidad ventajosa de la presente invención. La FIGURA 6 es un diagrama de tubería de acuerdo con la FIGURA 5 que ilustra una modalidad ventajosa de la presente invención. Con referencia a los dibujos y a la Figura 1 en particular, una modalidad ventajosa del sistema 10 de suspensión de aire se ilustra como un diagrama de bloque. El sistema 10 de suspensión de aire se proporciona con una fuente 12 de aire presurizado que se acopla fluídicamente a la válvula 14 de control de altura. La válvula 14 de control de altura opera en una forma convencional que tiene una lumbrera 11 de entrada de aire, una lumbrera 13 de resorte de aire, una lumbrera 15 de escape y un orificio o cavidad central (no mostrado) a través del cual las lumbreras selectivamente están en comunicación de fluido entre sí. La lumbrera 11 de entrada de aire se proporciona para recibir aire presurizado de la fuente 12 de aire presurizado. Además, la lumbrera 13 de resorte de aire se proporciona para acoplar fluídicamente la válvula 14 de control de altura a un resorte de aire 18. Además, la lumbrera 15 de escape se proporciona para acoplar fluídicamente la válvula 14 de control de altura a la atmósfera. Aunque la operación de la válvula 14 de control de altura es típica, para claridad, se describirá en la presente. La válvula 14 de control de altura recibe una entrada del transductor (no mostrado) qué corresponde a un valor medido de la distancia entre un brazo de remolque (no mostrado) y un bastidor de vehículo (no mostrado) . El valor medido se compara con un valor de referencia seleccionado para determinar si es mayor que, menor que o igual al valor de referencia seleccionado. Si el valor medido es mayor que el valor de referencia seleccionado, la válvula de control de altura abrirá, la comunicación de fluido entre la lumbrera 13 de resorte de aire y la lumbrera 15 de escape para expulsar el aire del resorte de aire 18, reduciendo con esto la distancia entre el brazo de remolque (no mostrado) y el bastidor de vehículo (no mostrado) . Alternativamente, si el valor medido es menor que el valor de referencia seleccionado, la válvula de control de altura abrirá la comunicación de fluido entre la lumbrera 13 de resorte de aire y la lumbrera 11 de entrada de aire para introducir aire presurizado adicional hacia el resorte de aire 18, incrementando con esto la distancia entre el brazo de remolque (no mostrado) y el bastidor del vehículo (no mostrado) . Finalmente, si el valor medido es igual al valor de referencia seleccionado o un margen de valores de referencia, la válvula 14 de control de altura mantendrá las lumbreras en aislamiento de fluido entre si. Un problema ocurre, sin embargo, cuando durante la operación normal del vehículo, ocurren oscilaciones, por ejemplo, de cambio del vehículo de lado a lado, de frente hacia atrás o una combinación de las mismas. La válvula de control de altura recibe un valor medido que varía constantemente de la distancia entre el brazo de remolque (no mostrado) y el bastidor del vehículo (no mostrado) y por lo tanto cicla continuamente el sistema para agregar aire a o para expulsar aire del resorte de aire 18 en respuesta al valor medido. Sin embargo, esto desperdicia una gran cantidad de aire comprimido . En respuesta a este problema, la válvula 16 de restricción de aire se proporciona y localiza entre la válvula 14 de control de altura y el resorte de aire' 18. La válvula 16 de restricción de aire se proporciona de manera que la comunicación de fluido entre la válvula 14 de control de altura y el resorte de aire 18 se restringe cuando la válvula 16 de restricción de aire se activa. La válvula 16 de restricción de aire puede comprender cualquier ensamble de válvula adecuado para su uso con vehículos que sea apropiado para facilitar o restringir selectivamente la comunicación de fluido entre la válvula 14 de control de altura y el resorte de aire 18. También se debe observar que la válvula 16 de restricción de aire puede comprender un ensamble de válvula que solamente restringe parcial, o alternativamente, corta completamente el acoplamiento de fluido entre la válvula 14 de control de altura y el resorte de aire 18. Al reducir o incluso eliminar el ciclo del sistema de suspensión de aire, el manejo de altura de conducción se mejorará grandemente. El sistema de suspensión de aire ciclará con menos frecuencia lo cual resultará en un desgaste menor en el sistema, y reducirá los costos involucrados con la ejecución del sistema. Otra ventaja es que la estabilidad de conducción se mejorará. Esto es debido a que la expulsión y adición de aire comprimido hacia los resortes de aire en respuesta a la oscilación del vehículo por sí misma provocará que el vehículo se balancee e incline en una forma cíclica. Esto es altamente indeseable ya que tiende a erosionar la estabilidad de conducción, la cual es muy importante para vehículos de gran perfil. "El presente sistema no desestabilízará el . vehículo como lo hacen muchos otros sistemas que ciclan durante la operación normal del vehículo. Aunque la válvula 16 de restricción de aire se ilustra en una modalidad en la Figura 1 como separada de la válvula 14 de control de altura y el resorte de aire 18, esto no se requiere. Por ejemplo, la válvula 16 de restricción de aire puede instalarse en la línea de aire y separarse físicamente de la válvula 14 de control de altura y el resorte de aire 18 como se ilustra en la Figura 1. Alternativamente, la válvula 16 de restricción de aire puede formarse integralmente en la válvula 14 de control de altura como se ilustra en la Figura 1A, o la válvula 16 de restricción de aire puede aún formarse además integralmente en el resorte de aire 18, como se ilustra en la Figura IB. Se contempla que la ubicación física de la válvula 16 de restricción de aire pueda variar, dependiendo del diseño del vehículo . La válvula 16 de restricción de aire además se proporciona con la entrada 20 de control. La entrada 20 de control activará selectivamente la válvula 16 de restricción de aire de acuerdo con la lógica de control seleccionada. Es deseable que, durante la operación normal del vehículo, la válvula 16 de restricción de aire restrinja la comunicación de fluido entre la válvula 14 de control de altura y el resorte de aire 18 para poder minimizar las pérdidas de aire debido a, por ejemplo, las oscilaciones del vehículo. Generalmente se desea tener el sistema de control de altura activado, por ejemplo, cuando el vehículo se está cargando o descargando provocando con esto un gran cambio en peso o un cambio de carga, cuando el vehículo se está aproximando a un andén de carga y la altura del remolque debe ajustarse para coincidir con la altura del andén de carga, cuando la sirga se está desconectando de o se une al remolque, o cuando, por ejemplo, ocurre un cambio de peso grande que necesita con esto un ajuste de los resortes de aire para nivelar el remolque . La Figura 2 es un diagrama de bloque de acuerdo con la Figura 1 que ilustra la entrada 20 de. control en mayor detalle. Aunque un número de entradas se ilustran en la Figura 2, la entrada 20 de control puede comprender cualquier número de entradas de, por ejemplo pero no limitándose a, sistemas de detección y control de datos de vehículo abordo. La entrada 20 de control puede comprender, por ejemplo, pero no se limita a, una señal 21 del Sistema de Frenos, la cual puede incluir por ejemplo, una forma de señal de un Sistema de Frenos Antibloqueo (ABS) , un Sistema de Control de Tracción (ASR) , o un Control de Fuerza de Acoplamiento Integrado (CFC) . La entrada 20 de control también puede comprender una señal 22 de Medición de Tiempo la cual puede incluir por ejemplo, un tiempo transcurrido medido de un evento especificado o activación de sistema. La entrada 20 de control además puede comprender una señal 23 de entrada del operador, la cual puede ser una señal manualmente ingresada para neutralizar el sistema o una señal automática programada en el sistema por el operador. La entrada 20 de control aún puede comprender además una señal 24 de medición de altura, la cual puede por ejemplo, ser una medición de la altura del bastidor del vehículo, el brazo de remolque o cualquier otra porción del vehículo. La entrada 20 de control aún puede comprender además una o algunas señales 25 de sensor de movimiento, las cuales pueden localizarse en el tractor o el remolque para medir el movimiento del vehículo. Se contempla que la entrada 20 de control puede comprender cualquier número de datos de vehículo y/o señales de control y las señales específicas listadas aquí no quiere decir que sean una lista comprensiva, sino sólo para dar ejemplos de varias señales que pueden derivarse de varios sistemas de vehículos y operadores. También se debe observar que la entrada 20 de control puede comprender cualquiera de una de, o cualquier combinación de datos de vehículo y/o señales de control como se desee para la aplicación particular. De hecho, se contempla que nuevos sistemas de seguridad para vehículos continuarán surgiendo para mejorar la seguridad en la carretera. Las diversas señales de sistema listadas junto con la entrada 20 de control se seleccionaron debido al impacto que el sistema del vehículo puede tener sobre la estabilidad de conducción. Por ejemplo, junto con los sistemas- de frenado, ABS evita que las ruedas de un vehículo se bloqueen durante el frenado. Cambios repentinos en la velocidad del vehículo pueden provocar un cambio dramático en la carga del vehículo que, a su vez, puede requerir que el sistema 10 de suspensión de aire ajuste el resorte de aire 18 para reequilibrar el remolque. Alternativamente, AS se utiliza para asegurar que ninguna de las ruedas sobre el eje impulsado gire durante la aceleración asegurando con esto tracción óptima con la superficie del camino. Nuevamente, ésta es una situación donde puede existir un cambio dramático en la carga del vehículo que puede requerir que el sistema 10 de suspensión de aire ajuste el resorte de aire 18 para compensar los cambios de carga. Como una alternativa adicional, la señal 21 del Sistema de Frenos puede generarse por un Sistema de Frenos Electrónico (EBS) que integra las funciones ABS y ASR en un solo sistema y señal. Aún adicionalmente, una señal de control de un Control de Fuerza de Acoplamiento integrado (CFC) , el cual modifica la distribución de fuerza de frenado y armoniza el frenando entre el tractor y el remolque, puede utilizarse junto con la entrada 20 de control. Las otras diversas señales listadas junto con la entrada 20 de control también pueden tener un impacto en la estabilidad de conducción. Por ej etiopio, la Señal 24 de Medición de Altura puede utilizarse, de manera que, si una carga de vehículo cambia con esto cambiando la distancia entre el brazo de remolque y el bastidor del vehículo más allá de un valor de umbral, el sistema 10 de suspensión de aire puede ajusfar el resorte de aire 18 para re-nivelar el remolque. En aún otro ejemplo, una Señal 25 de Sensor' de Movimiento puede utilizarse para detectar el movimiento del vehículo de manera que el acoplamiento de fluido entre la válvula 14 de control de altura y el resorte de aire 18 se restringe durante la operación normal del vehículo para minimizar las pérdidas de aire y detener el ciclo del equipo. Una señal 23 de entrada del operador también puede utilizarse junto con la entrada 20· de control en la cual, por ejemplo, el operador del vehículo puede desear, temporalmente desconectar la válvula 16 de restricción de aire de manera que la válvula 14 de control de altura pueda operar continuamente el resorte de aire 18 durante la operación normal del vehículo o el operador del vehículo puede desear desconectar el sistema de suspensión de aire por un período de tiempo. Con referencia a la Figura 3, otra modalidad del sistema 10 de suspensión de aire se ilustra en una forma de diagrama de bloque. En esta modalidad, el sistema 10 de suspensión de aire comprende una fuente 32 de aire presurazado acoplada fluídicamente a la lumbrera 31 de entrada de la válvula 34 de control de altura y la lumbrera 37 de entrada de la válvula 36 de control de altura. Además, las válvulas 34 y 36 de control de altura tiene lumbreras 35 y 41 de escape, respectivamente, que se acoplan cada una fluídicamente a la atmósfera. Las válvulas 34 y 36 de control de altura además comprenden lumbreras 33 y 39 de entrada, que acoplan fluídicamente las válvulas 34 y 36 de control de altura a las válvulas 38 y 40 de restricción de aire, respectivamente. Ambas válvulas 34 y 36 de control de altura tienen un orificio o cavidad central (no mostrado) a través del cual las lumbreras selectivamente están en comunicación de fluido entre sí.
Las válvulas 38 y 40 de restricción de aire se acoplan cada una fluídicamente a los resortes de aire 42 y 44, respectivamente. Las válvulas 38 y 40 de restricción de aire son similares a aquella previamente descrita junto con la Figura 1 y no se describirán nuevamente aquí. Ambas válvulas 38 y 40 de restricción de aire se proporcionan con la entrada 46 de control. La entrada 46 de control y la operación de las válvulas 34 y 36 de control de altura es similar a aquella descrita junto con la Figura 1 y por lo tanto no se repetirán aquí. Además se ilustra en la Figura 3, la restricción 46 de aire. La restricción 46 de aire conecta el resorte de aire 42 con el resorte de aire 44 a través de una restricción de aire. El propósito de la restricción 46 de aire es compensar la presión en los resortes de aire 42 y 44. Sin embargo, la restricción 46 de aire restringe el flujo de aire de un resorte de aire a otro de manera que la compensación rápida de los resortes de aire a través de la restricción 46 de aire no es posible. De hecho, la restricción 46 de aire permite sólo una cantidad muy pequeña de aire a través del tiempo de manera que, si una diferencia de presión existe entre el resorte de aire 42 y el resorte de aire 44, la restricción 46 de aire permitirá la compensación durante un período de tiempo. El periodo de tiempo con variación, desde luego, dependerá de la diferencia de presión.
Aunque dos válvulas de control de altura, dos válvulas de restricción de aire y dos resortes de aire se ilustran en la Figura 3, se contempla que cualquier número de éstos puede utilizarse dependiendo de la configuración del vehículo y el esquema de control de vehículo deseado. Además, las válvulas 38 y 40 de restricción de aire que se representan como válvulas 34 y 36 de control de altura separadas y alejadas y los resortes de aire 42 y 44, pueden fabricarse en forma integral a las válvulas 34 y 36 de control de altura o los resortes de aire 42 y 44, respectivamente, como se ilustra previamente junto con las Figuras 1? y IB . La Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra una secuencia de operación para un método para minimizar la pérdida de aire en un sistema de control de suspensión de aire. Para simplicidad, el diagrama de flujo en la Figura 4 se discutirá junto con el sistema 10 de suspensión de aire ilustrado en la Figura 1. Inicialmente , el operador seleccionará la altura 50 de suspensión del vehículo. Ésta corresponde a la altura deseada entre el brazo de remolque y el bastidor del vehículo. Alternativamente, esta altura puede seleccionarse automáticamente de acuerdo con un ajuste del fabricante o un sistema de control- de vehículo abordo, o esta altura puede seleccionarse manualmente. Una vez que se selecciona esta altura, el sistema medirá la altura 60 del vehículo. En muchos sistemas, la válvula 14 de control de altura se monta en el bastidor del vehículo y se proporciona con un brazo de control que se conecta al brazo de remolque mediante una disposición de varillaje. La disposición de varillaje provoca que el brazo de control gire un árbol de control dentro de la válvula 14 de control de altura cuando la distancia entre el brazo de remolque y el bastidor del vehículo varíe. Esto, a su vez, controla la introducción hacia o expulsión de aire desde el resorte de aire 18. Además se contempla que, aunque los varillajes mecánicos han sido y se han utilizado ampliamente para medir la distancia variada entre el eje y bastidor del vehículo, otros transductores de medición pueden utilizarse efectivamente, incluyendo pero no limitándose a, sensores de luz, condensadores variables, resistencias variables o cualquier otro transductor apropiado para su uso con vehículos . Una vez que se obtiene un valor medido de la altura del vehículo, el sistema determina si la altura del vehículo concuerda con la altura 70 seleccionada. Esto se logra simplemente al comparar la altura del vehículo medida con el valor de altura seleccionado o margen de valores, para generar uno de cualquiera: una desviación positiva, una desviación negativa o ninguna desviación. Si la altura del vehículo medida concuerda con la altura de vehículo seleccionada de manera que no exista ninguna desviación, el sistema se enlaza nuevamente para medir la altura 60 del vehículo y continuará este ciclo hasta que se interrumpa o un valor medido no concuerde con el valor seleccionado. Sin embargo, si la altura del vehículo medida no concuerda con la altura del vehículo seleccionada, que tiene ya sea una desviación positiva o una negativa, el sistema ' rocede a determinar si la entrada de control ha desactivado el control 80 de altura. El sistema de control de altura puede desactivarse cuando, por ejemplo, la entrada 20 de control active la válvula 16 de restricción de aire para restringir el acoplamiento de fluido entre la válvula 14 de control de altura y el resorte de aire 18. Si se determina que la válvula 16 de restricción de aire se ha activado, entonces el sistema se enlaza nuevamente para medir la altura 60 del vehículo y continuará este ciclo hasta que se interrumpa o el sistema determine que la válvula 16 de restricción de aire no se ha activado. Sin embargo, si la válvula 16 de restricción de aire no se ha activado, el sistema procede a ajustar el resorte de aire de acuerdo con la altura 90 medida, ya sea agregando aire comprimido a, o expulsando aire comprimido desde el resorte de aire. Como se describió previamente junto con la Figura 2, cualquier número de datos de vehículo variados y señales de control pueden utilizarse para que la entrada 20 de control controle la válvula 16 de restricción. La secuencia lógica seleccionada para controlar la válvula 16 de restricción variará, dependiendo de las señales seleccionadas de las cuales, se ha descrito un número con la Figura 2. Aunque un número de varias entradas de control se han ilustrado y discutido junto con la entrada 20 de control, como se ha establecido previamente, cualquier número de varias entradas del sistema de datos de vehículos abordo pueden utilizarse para controlar la válvula 16 de restricción de aire. Además se contempla que ningún orden particular es critico en el análisis de los datos abordo y/o señales de control que corresponden a la entrada de control . Además, la lógica de control para la válvula 14 de control de altura y el ajuste correspondiente del resorte de aire 18 también se ha descrito previamente junto con la Figura 1 y no se repetirán aquí . La Figura 5 es un diagrama de bloque de aún otra modalidad ventajosa de la presente invención. Se representa un sistema 100 de suspensión de aire. El sistema 100 de suspensión de aire comprende una fuente 110 de aire presurizado que está en comunicación de fluido con la válvula 112 de control de altura mediante la lumbrera 111 de entrada de aire. El sistema 100 de suspensión de aire además comprende una válvula 114 de restricción de aire que está en comunicación de fluido con la válvula 112 de control de altura mediante la lumbrera 113 de resorte de aire. La válvula 112 de control de altura también se proporciona con una lumbrera 115 de escape que puede estar selectivamente en comunicación de fluido con la lumbrera 113 de resorte de aire. La lumbrera 113 de resorte de aire incluso puede además estar en comunicación de fluido con la lumbrera 111 de entrada de aix-e basándose en una lógica seleccionada. La válvula 114 de restricción de aire se proporciona con una entrada 120 de control, la cual puede incluir varios datos abordo y señales de control como se discute previamente junto con la Figura 2. El resorte de aire 115 y el resorte de aire 118 ambos se muestran conectados fluídicamente con la válvula 114 de restricción de aire de manera que ambos resortes de aire se ajustan simultáneamente. Esta configuración tiene la ventaja de menos partes y por lo tanto costos más bajos asociados con la instalación y operación. La Figura 6 es un diagrama de tubería del sistema 100 de suspensión de aire de acuerdo con la Figura 5. Como se ilustra en la Figura 6, el diagrama de tubería incluye: una entrada 120 de aire a la fuente 110 de aire presurizado conectada a la válvula 112 de control de altura; la válvula 112 de control de altura se conecta a su vez a la válvula 114 de restricción de aire; y la válvula 114 de restricción de aire se conecta al resorte de aire 116 y al resorte de aire 118. Se debe observar que, aunque la válvula 114 de restricción de aire como se ilustra como separada de la válvula 112 de control de altura en las Figuras 5 y 6, puede proporcionarse en forma integral con la válvula 112 de control de altura como se ilustra en la Figura 1A. Aunque la invención se ha descrito con referencia a una disposición particular de partes, características y similares, estas no se pretenden para agotar todas las disposiciones o características posibles, y de hecho muchas otras modificaciones y variaciones se podrán obtener por aquellos con experiencia en la técnica.

Claims (18)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un sistema de control de suspensión de aire para un vehxculo caracterizado porque comprende: una fuente de aire presurizado ; un resorte de aire; una válvula de control de altura que tiene una lumbrera de entrada de aire conectada a la fuente de aire presurizado, una lumbrera de escape conectada a la atmósfera y una lumbrera de resorte de aire conectada al resorte de aire, la válvula de control de altura puede operar para acoplarse selectivamente entre: la lumbrera de entrada de aire y la lumbrera de resorte de aire, la lumbrera de escape y la lumbrera de resorte de aire, o una posición neutral dónde la lumbrera de entrada de aire, la lumbrera de resorte de aire, y la lumbrera de escape se aislan entre sí; una válvula de restricción de aire acoplada fluídicamente entre la válvula de control de altura y el resorte de .aire, la válvula de restricción de aire puede operar para abrir y cerrar selectivamente la comunicación entre la válvula de control de altura y el resorte de aire; una primera entrada de control para controlar la válvula de control de altura, la primera entrada de control se basa en un primer parámetro; una segunda entrada de control para controlar la válvula de restricción de aire, la segunda entrada de control se basa en un segundo parámetro, el segundo parámetro es diferente del primer parámetro; en donde el primer parámetro comprende una altura del vehículo medida y el segundo parámetro se selecciona para controlar la válvula de restricción de aire de manera que las pérdidas de aire en el sistema de control de suspensión de aire se minimizan.
  2. 2. El sistema de control de suspensión de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo parámetro se selecciona del grupo que consiste de: sistema de frenos antibloqueo, control de tracción, sistema de frenos electrónico, sensores de movimiento, una entrada del operador, una medición de tiempo o combinaciones de los mismos .
  3. 3. El sistema de control de suspensión de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda entrada de control se selecciona del grupo que consiste de: una señal eléctrica, una señal neumática, una señal mecánica o combinaciones de las mismas.
  4. 4. El sistema de control de suspensión de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda entrada de control activa automáticamente la válvula de restricción de aire basada en la lógica de control seleccionada .
  5. 5. El sistema de control de suspensión de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula de restricción de aire se separa de la válvula de control de altura.
  6. 6. El sistema de control de suspensión de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula de restricción de aire se forma integralmente con la válvula de control de altura.
  7. 7. El sistema de control de suspensión de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula de restricción de aire se forma integralmente con el resorte de air .
  8. 8. Un método para incrementar la estabilidad de conducción de un vehículo caracterizado porque comprende las etapas de : seleccionar un valor de altura de vehículo; medir un valor de altura de vehículo real ; comparar el valor de altura de vehículo seleccionado con el valor de altura de vehículo medido para generar una señal de corrección; operar una válvula de control de altura de acuerdo con la señal de corrección para mantener el valor de altura de vehículo seleccionado; generar una señal de control que corresponde a la activación de un sistema de vehículo abordo, la señal de control es diferente de la señal de corrección; activar selectivamente una válvula de restricción con la señal de control para interrumpir selectivamente la operación de control de altura para incrementar la estabilidad de conducción del vehículo.
  9. 9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el sistema de vehículo abordo se selecciona del grupo que consiste de: sistema de frenos antibloqueo, control de tracción, sistema de frenos electrónico, sensores de movimiento, una entrada del operador, una medición de tiempo o combinaciones de los mismos .
  10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la señal de control se selecciona del grupo que consiste de: una señal eléctrica, una señal neumática, una señal mecánica o combinaciones de las mismas.
  11. 11. Un método para minimizar la pérdida de aire en un sistema de control de suspensión de aire para un vehículo caracterizado porque comprende las etapas de: acoplar una lumbrera de entrada de aire de una válvula de control de altura a una fuente de aire presurizado; acoplar una lumbrera de escape de una válvula de control de altura a la atmósfera; acoplar una lumbrera de resorte de aire de una válvula de control de altura a una válvula de restricción de aire; acoplar la válvula de restricción de aire a un resorte de aire; medir un primer parámetro; generar una primera entrada de control basada en el primer parámetro para controlar la válvula de control de altura; generar una segunda entrada de control basada en un segundo parámetro para controlar la válvula de restricción de aire, el segundo parámetro es diferente del primer parámetro; aplicar la segunda entrada de control a la válvula de restricción de aire; y activar selectivamente la válvula de restricción de aire de acuerdo con la segunda entrada de control para poder evitar pérdida de aire presurizado en el sistema de control de suspensión de aire durante la operación del vehículo.
  12. 12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el segundo parámetro se selecciona del grupo que consiste de: sistema de frenos antibloqueo, control de tracción, sistema de frenos electrónico, sensores de movimiento, una entrada del operador, una medición de tiempo o comba naciones de los mismos.
  13. 13. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda entrada de control se selecciona del grupo que consiste de: una señal eléctrica, una señal neumática, una señal mecánica o combinaciones de las mismas.
  14. 14. Un sistema de control de suspensión de aire para un vehículo caracterizado porque comprende: una válvula de control de altura que tiene una lumbrera de entrada de aire conectada a una fuente de aire presurizado, una lumbrera de escape conectada a la atmósfera y una lumbrera de resorte de aire conectada a un resorte de aire, la válvula de control de altura puede operar para acoplarse selectivamente entre la lumbrera de entrada de aire y la lumbrera de resorte de aire, la lumbrera de escape y la lumbrera de resorte de aire, o una posición neutral dónde la lumbrera de entrada de aire, la lumbrera de resorte de aire, y la lumbrera de escape se aislan entre sí, la válvula de control de altura se controla por una señal de corrección que corresponde a una primera altura del vehículo medida del parámetro de sistema de vehículo; una válvula de restricción de aire acoplada entre la válvula de control de altura y el resorte de aire, la válvula de restricción de aire puede operar para restringir selectivamente el flujo de aire presurizado entre la válvula de control de altura y el resorte de aire de manera que las pérdidas de aire en el sistema de control de suspensión de aire se minimizan; una señal de control, para controlar la válvula de restricción de aire, la señal de control corresponde a un segundo parámetro de sistema de vehículo que es diferente del primer parámetro de sistema de vehículo; en donde el primer parámetro de sistema de vehículo corresponde a una. altura del vehículo medida.
  15. 15. El sistema de control de suspensión de aire de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el segundo parámetro de sistema de vehículo se selecciona del grupo que consiste de: sistema de frenos antibloqueo, control de tracción, sistema de frenos electrónico, sensores de movimiento, una entrada del operador, una medición de tiempo o combinaciones de los mismos.
  16. 16. El sistema de control de suspensión de aire de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la señal de control se selecciona del grupo que consiste de: una señal eléctrica, una señal neumática, una señal mecánica o combinaciones de las mismas.
  17. 17. El sistema de control de suspensión de aire de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la señal de control activa automáticamente la válvula ' de restricción de aire basada en la lógica de control seleccionada .
  18. 18. Un sistema de control de fluido caracterizado porque comprende : una fuente de fluido; un resorte de fluido; una válvula de control que tiene una lumbrera de entrada para recibir el fluido de la fuente de fluido, una lumbrera de escape para expulsar el fluido del resorte de fluido y una lumbrera de resorte de fluido conectada al resorte de fluido, la válvula de control puede operar para acoplarse selectivamente entre: la lumbrera de entrada y la lumbrera del resorte de fluido, la lumbrera de escape y la lumbrera de resorte de fluido, o una posición neutral dónde la lumbrera de entrada, la lumbrera de resorte de fluido, y la lumbrera de escape se aislan entre sí; una válvula de restricción acoplada fluídicamente a la válvula de control y que puede operar para abrir y cerrar selectivamente la comunicación de fluido de la fuente de fluido al resorte de fluido; una primera entrada de control para controlar la válvula de control, la primera entrada de control comprende una altura del vehículo medida; y una segunda entrada de control para controlar la válvula de restricción, la segunda entrada de control seleccionada para controlar la válvula de restricción de manera que el ciclo del sistema de control se minimiza.
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