TW201934902A - 空氣管理系統之控制單元 - Google Patents

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馬修 沃根
約瑟夫 卡拉威
大衛 布萊恩 路易斯
喬治 雅倫特
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澳洲商巴斯空氣管理有限公司
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Abstract

本發明提供一種用於調平在動態駕駛條件下操作之車輛的空氣管理系統,其包括:空氣供應貯槽;與供應貯槽整合之系統控制器;安置於該車輛之第一側上之一或多個空氣彈簧,及以氣動方式連接安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧與該系統控制器的一或多個空氣管線;安置於該車輛之第二側上之一或多個空氣彈簧,及以氣動方式連接安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧與該系統控制器的一或多個空氣管線。

Description

空氣管理系統之控制單元
本發明係關於一種用於車輛之空氣管理系統,且詳言之係關於一種用於控制空氣管理系統之空氣彈簧及空氣管線中之氣流的控制單元。
氣動懸架系統通常已安設於車輛中以提供車輛穩定性及更輕柔的行駛體驗。氣動懸架系統通常包括將空氣供應至氣囊之空氣貯槽,該空氣貯槽安設於車輛之輪軸處以支撐車輛底盤。可迫使來自空氣貯槽之增壓空氣進入氣囊中之一或多者或自氣囊中之一或多者排出以向車輛提供所要懸架特性。已使用若干類型之裝置來控制空氣至及自氣囊之遞送及排出。一個實例包括在空氣貯槽與氣囊之間流體連通之機械調平閥。機械調平閥通常包括回應於車輛之懸架高度改變而移動之聯動裝置。隨著車輛懸架高度改變,聯動裝置致動閥以准許氣流轉移至氣囊總成中且自氣囊總成轉移出。以此方式,此類機械聯動閥可准許控制氣囊總成之高度。
然而,此類機械調平閥具有眾多問題及/或缺點。關於使用機械調平閥之一個問題為聯動裝置頻繁經受實體衝擊,諸如可能由來自道路之碎屑造成的衝擊。此可能導致聯動裝置顯著受損或破壞,使得閥在操作時不再恰當地操作。此外,空間限於車輛底盤下方,因此機械調平閥需要策略性地置放於存在足夠空間以收納閥之位置。
克服機械調平閥之困難的一次嘗試為將電子控制之調平閥併入懸架系統中,此依賴於用以判定空氣彈簧之條件的感測器。然而,此等系統可能使圍繞輪胎曝露於惡劣車底環境之感測器的成本及複雜性增加。因此,石子、雪、道路用鹽、沙子、泥及碎屑可能使感測器停用或損壞。另外,將感測器安設至車輛較為耗時,尤其對於最初未針對感測器安設進行設計之車輛。
因此,本發明人已認識到,需要提供一種使用電子致動閥之空氣管理系統,其免受車底環境影響且可容易地安設於車輛中。
此外,當車輛進行轉彎時,車輛之重心沿車輛之寬度遠離該轉彎而移位。歸因於重量移位,車輛背朝該轉彎之一側的空氣彈簧開始收縮,而車輛面朝該轉彎之一側的空氣彈簧開始伸展。因此,車輛兩側變得不平。作為回應,調平閥中位於車輛所降低一側的一者向經收縮空氣彈簧供應空氣,同時車輛所升高一側的另一調平閥自經伸展空氣彈簧移除空氣以保持車輛水平。經由測試,現已發現,調平閥常常在對車輛之動態重量移位作出回應時過度補償,其中自調平閥供應空氣的空氣彈簧之氣壓往往高於藉由調平閥排氣的空氣彈簧。因此,即使在調平閥試圖將車輛調平之後,空氣懸架系統之兩側之間仍持續存在壓力差。儘管車輛相對兩側的空氣彈簧之間保持壓力差,但調平閥返回至中立模式(例如,旋轉盤經設定為無作用區(dead band)範圍內),其中車輛相對兩側的空氣彈簧之間缺少氣動連通。歸因於空氣彈簧之間的此壓力差,即使在調平閥回應於車輛重量移位已調整空氣彈簧之壓力之後,車輛仍保持不平。
因此,本發明人已認識到,需要一種解決在已知氣動懸架中發生之持久性壓力不平衡問題,使得車輛可恢復至平衡氣壓、水平及行駛高度的空氣管理系統。
本發明提供一種用於車輛之空氣管理系統。該空氣管理系統包含:供應貯槽;與該供應貯槽整合之系統控制器;安置於該車輛之第一側上之一或多個空氣彈簧,及以氣動方式連接安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧與該系統控制器的一或多個空氣管線;及安置於該車輛之第二側上之一或多個空氣彈簧,及以氣動方式連接安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧與該系統控制器的一或多個空氣管線。在各種實例中,安置於該車輛之該第一側上之至少一個空氣彈簧及安置於該車輛之該第二側上之至少一個空氣彈簧包含一或多個感測器,該一或多個感測器經組態以監測該空氣彈簧之至少一個條件且傳輸指示該空氣彈簧之該至少一個條件的量測信號。在各種實例中,該系統控制器經組態以:(i)接收自每一空氣彈簧之該一或多個感測器傳輸之信號,(ii)至少基於自每一空氣彈簧之該一或多個感測器接收到之信號偵測安置於該車輛之該第一側上之至少一個空氣彈簧與安置於該車輛之該第二側上之至少一個空氣彈簧之間的高度差,(iii)獨立地調整安置於該車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧的氣壓,使得該第一調平閥將空氣自該空氣供應貯槽供應至安置於車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧或將空氣自安置於車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧移除至大氣,(iv)由第二調平閥獨立地調整安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧的氣壓,使得該第二調平閥將空氣自該空氣供應貯槽供應至安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧或將空氣自安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧移除至大氣,(v)當該第一調平閥及該第二調平閥兩者被設定成中立模式使得該高度差在預定臨限值內從而使得每一調平閥既不自該空氣供應貯槽供應空氣亦不將空氣移除至大氣中時,至少基於自每一空氣彈簧之該一或多個感測器接收到之信號偵測安置於該車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧與安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧之間的壓力差,及(vi)僅當該第一調平閥及該第二調平閥兩者被設定成中立模式使得該高度差在預定臨限值內時,均衡安置於車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧與安置於車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧之間的氣壓。
本發明提供一種用於控制包含空氣管理系統之車輛之穩定性的方法,其中該空氣管理系統包含:供應貯槽;安置於該車輛之第一側上之一或多個空氣彈簧,其與該供應貯槽氣動連通;及安置於該車輛之第二側上之一或多個空氣彈簧,其與該供應貯槽氣動連通。該方法包含(i)由一或多個感測器監測安置於該車輛之該第一側及該第二側中之每一者上之至少一個空氣彈簧之至少一個條件;(ii)由該一或多個感測器傳輸指示安置於該車輛之該第一側及該第二側中之每一者上之該至少一個空氣彈簧之該至少一個條件的至少一個信號;(iii)由處理模組接收指示安置於該車輛之該第一側及該第二側中之每一者上之該至少一個空氣彈簧之該至少一個條件的至少一個信號;(iv)由該處理模組至少基於接收到之信號偵測安置於該車輛之該第一側與該第二側中之每一者上之該至少一個空氣彈簧之間的高度差;(v)由第一調平閥獨立地調整安置於該車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧的氣壓,使得該第一調平閥將空氣自該空氣供應貯槽供應至安置於該車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧或將空氣自安置於該車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧移除至大氣;(vi)由第二調平閥獨立地調整安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧的氣壓,使得該第二調平閥將空氣自該空氣供應貯槽供應至安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧或將空氣自安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧移除至大氣;(vii)當該第一調平閥及該第二調平閥兩者被設定成中立模式使得該高度差在預定臨限值內從而使得第一調平閥及第二調平閥既不自該空氣供應貯槽供應空氣亦不將空氣移除至大氣中時,由該處理模組至少基於接收到之信號偵測安置於該車輛之該第一側及該第二側中之每一者上之至少一個空氣彈簧之間的氣壓差;及(viii)僅當該第一調平閥及該第二調平閥兩者被設定成該中立模式使得該高度差在預定臨限值內時,由該第一調平閥及該第二調平閥均衡安置於車輛之該第一側及該第二側中之每一者上之該至少一個空氣彈簧之間的氣壓。
在一個組態中,該系統控制器經組態以在所計算之高度差大於預定臨限值時,將安置於車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧之氣壓獨立地調整成第一氣壓且將安置於車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧之氣壓獨立地調整成第二氣壓,其中該第一氣壓不等於該第二氣壓。在一個組態中,該一或多個感測器包含高度感測器,該高度感測器經組態以監測該空氣彈簧之高度且傳輸指示該空氣彈簧之高度的信號。在一個組態中,該高度感測器為超音波感測器、雷射感測器、紅外線感測器、電磁波感測器或電位計。在一個組態中,該一或多個感測器包含壓力感測器,該壓力感測器經組態以監測該空氣彈簧之內部氣壓且傳輸指示該空氣彈簧之內部氣壓的信號。
在一個組態中,該系統控制器包含安置於該供應貯槽之外表面上的殼體。在一個組態中,該系統控制器包含安置於該供應貯槽內之殼體。在一個組態中,該空氣管理系統進一步包含安置於該供應貯槽內之壓縮機。
在一個組態中,該一或多個感測器包含慣性感測器單元,該慣性感測器單元包含加速計、陀螺儀及磁力計。在一個組態中,該加速計經組態以量測相對於該車輛之三條軸線的加速度;其中該陀螺儀經組態以量測相對於該車輛之三條軸線的角速度;且其中該磁力計經組態以量測相對於該車輛之三條軸線的磁力。在一個組態中,該一或多個感測器經組態以傳輸指示相對於該車輛之該三條軸線之經量測加速度、角速度及磁力的信號;其中該系統控制器經組態以接收自該慣性感測器單元傳輸之該信號且計算車輛偏轉、車輛俯仰及車輛側傾中之至少一者,且該系統控制器經組態以至少基於所計算之車輛偏轉、車輛俯仰及車輛側傾中之一者判定每一空氣彈簧之所要氣壓。
本發明提供一種用於車輛之空氣管理系統。該空氣管理系統包含:供應貯槽;與該供應貯槽整合之系統控制器;安置於該車輛之第一側上之一或多個空氣彈簧,及以氣動方式連接安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧與該系統控制器的一或多個空氣管線;及安置於該車輛之第二側上之一或多個空氣彈簧,及以氣動方式連接安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧與該系統控制器的一或多個空氣管線。在各種實例中,安置於該車輛之該第一側上之至少一個空氣彈簧及安置於該車輛之該第二側上之至少一個空氣彈簧包含一或多個感測器,該一或多個感測器經組態以監測該空氣彈簧之至少一個條件且傳輸指示該空氣彈簧之該至少一個條件的量測信號。在各種實例中,該系統控制器經組態以:(i)接收自每一空氣彈簧之該一或多個感測器傳輸之信號,(ii)至少基於自每一空氣彈簧之該一或多個感測器接收到之信號計算安置於該車輛之該第一側與該第二側上之該等空氣彈簧之間的高度差或壓力差,及(iii)當所計算之高度差或壓力差在預定臨限值內時,均衡安置於車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧與安置於車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧之間的氣壓。
本發明提供一種與用於車輛之空氣管理系統之空氣彈簧相關聯的控制單元。該控制單元包含:殼體,其經組態以安裝至該空氣彈簧之頂板,其中該殼體包含閥室;閥,其安置於該閥室中,其中該閥經組態以按複數個體積流率選擇性地自該空氣彈簧之腔室移除空氣或將空氣供應至該腔室;一或多個感測器,其經組態以監測該空氣彈簧之至少一個條件且產生指示該空氣彈簧之該至少一個條件的量測信號;通信介面,其經組態以將資料信號傳輸至與該空氣管理系統之第二空氣彈簧相關聯的第二控制單元且自該第二控制單元接收資料信號;及處理模組,其以操作方式連結至該閥、該一或多個感測器及該通信介面。在各種實例中,該處理模組經組態以:(i)自其相關聯空氣彈簧之該一或多個感測器接收一或多個量測信號且自該第二空氣彈簧接收一或多個資料信號,(ii)至少基於接收到之一或多個量測信號及該一或多個資料信號計算該第一空氣彈簧與該第二空氣彈簧之間的高度差或壓力差,及(iii)當所計算之高度差或壓力差在預定臨限值內時,致動該閥以將該處理模組之相關聯空氣彈簧之氣壓設定成該第二空氣彈簧之氣壓。
本發明提供一種用於控制包含空氣管理系統之車輛之穩定性的方法,其中該空氣管理系統包含:供應貯槽;安置於該車輛之第一側上之一或多個空氣彈簧,其與該供應貯槽氣動連通;及安置於該車輛之第二側上之一或多個空氣彈簧,其與該供應貯槽氣動連通。該方法包含(i)由一或多個感測器監測安置於車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧及安置於車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧之至少一個條件;(ii)由該一或多個感測器傳輸指示安置於該車輛之該第一側及該第二側上之該一或多個空氣彈簧之該至少一個條件的至少一個信號;(iii)由處理模組接收指示安置於該車輛之該第一側及該第二側上之該一或多個空氣彈簧之該至少一個條件的至少一個信號;(iv)由該處理模組至少基於接收到之信號計算安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧與安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧之間的高度差或壓力差;及(v)當所計算之差在預定臨限值內時,由該處理模組致動一或多個閥以均衡安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧與安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧之間的氣壓。
在一個組態中,該系統控制器經組態以在所計算之高度差大於預定臨限值時,將安置於車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧之氣壓獨立地調整成第一氣壓且將安置於車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧之氣壓獨立地調整成第二氣壓,其中該第一氣壓不等於該第二氣壓。在一個組態中,該一或多個感測器可包括高度感測器,該高度感測器經組態以監測該空氣彈簧之高度且傳輸指示該空氣彈簧之高度的信號。在一個態樣中,該高度感測器為超音波感測器、雷射感測器、紅外線感測器、電磁波感測器或電位計。在一個態樣中,該一或多個感測器包含壓力感測器,該壓力感測器經組態以監測該空氣彈簧之內部氣壓且傳輸指示該空氣彈簧之內部氣壓的信號。
在一個態樣中,該控制單元之該殼體可包含:入口埠,其經組態以自空氣源接收氣流;出口埠,其經組態以將空氣釋放至大氣;及遞送埠,其經組態以將空氣供應至該空氣彈簧之該腔室或自該腔室釋放空氣,其中該閥室由複數個通道連接至該入口埠、該出口埠及該遞送埠。在一個組態中,該一或多個感測器可包含高度感測器,該高度感測器經組態以監測該空氣彈簧之高度且產生指示該空氣彈簧之高度的信號。在一個組態中,該高度感測器為超音波感測器、紅外線感測器、電磁波感測器、雷射感測器或電位計。在一個組態中,該一或多個感測器可包含壓力感測器,該壓力感測器經組態以監測該空氣彈簧之內部氣壓且產生指示該空氣彈簧之內部氣壓的信號。
在一個組態中,該閥室、該閥及該處理模組安裝於該頂板下方且安置於該空氣彈簧之該腔室中。在一個組態中,該閥室、該閥及該處理模組安裝於該頂板上方且安置於該空氣彈簧之該腔室外部。
在一個組態中,該閥包含圓柱形歧管、安置於該歧管中且與該歧管之內表面滑動接合的閥部件,及以操作方式連結至該閥部件及該處理模組之電子致動器。該歧管可包含沿該歧管之側表面安置的複數個開口,且該電子致動器經組態以致動該閥部件以沿該歧管之縱向軸線滑動,從而控制該複數個開口之曝露,使得以所要體積流率將空氣供應至該空氣彈簧或自該空氣彈簧移除空氣。
在參考附圖考慮以下描述及所附申請專利範圍之後,本發明之標的物之其他特徵及特性,以及結構之相關元件的操作方法、功能以及製造之部分與經濟的組合將變得更顯而易見,以下描述、所附申請專利範圍及附圖皆形成本說明書之一部分,其中相同參考數字在各圖中指代對應部分。
雖然本發明之標的物之態樣可以多種形式實施,但以下描述及附圖僅意欲揭示此等形式中的一些作為標的物之特定實例。因此,本發明之標的物並不意欲受限於如此進行描述且說明之形式或態樣。
如本文中所使用,術語「排出」、「排氣」、「釋放」或「移除」意欲可被互換地使用,且係指自空氣彈簧之腔室位移空氣之動作。
在一個實例中,提供空氣管線以供應相等空氣量來在車輛之兩側的空氣彈簧內保持對稱性。該等空氣管線具有實質上相同(例如,在±10%或±5%或±2%或±1%內)或相等的直徑及/或長度。供應管線具有實質上相同(例如,在±10%或±5%或±2%或±1%內)或相等的直徑及/或長度。
圖1展示如本文中所揭示之用於車輛之空氣管理系統的組態,該空氣管理系統由參考編號100指示。空氣管理系統100包括空氣源(例如,壓縮機) 102、空氣供應貯槽104、複數個空氣彈簧106,及將壓縮機及空氣彈簧連接至空氣供應貯槽之一系列軟管108a至108b。空氣源102可包括用於將增壓氣流產生至空氣供應貯槽104之任何適合組件或裝置。該系列軟管108a至108b包括自空氣源102延伸至空氣供應貯槽104之供應管線108a及複數個彈簧管線108b,其中每一彈簧管線108b自空氣供應貯槽104延伸至各別空氣彈簧106。空氣管理系統100經組態以選擇性地將增壓氣流自空氣源102供應至空氣彈簧106。
參考圖1,每一空氣彈簧106包含經組態以緊固至車輛底盤(未圖示)之框架的頂板110、經組態以緊固至車輛輪軸(未圖示)之底板112,及自頂板110延伸至底板112之伸縮壁114。伸縮壁114之第一末端氣密附接至頂板110,且伸縮壁114之第二末端氣密附接至底板112,藉此在頂板110、底板112及伸縮壁114之內表面之間形成密封腔室。如本文中所使用,術語「腔室」可包括一或多個腔室。在一個實例中,伸縮壁114包含彈性材料,諸如橡膠,使得伸縮壁114可回應於空氣彈簧上之負載及位移而收縮及膨脹。在本文中,彈性材料係指可藉由施加力來彈性地應變且在移除力後實質上返回至其先前形狀或組態之材料。空氣彈簧106包含安置於頂板110中且遠離頂板110之第一表面伸出的配件116。配件116經組態以連接至空氣彈簧管線108b,使得空氣可進入至空氣彈簧106之腔室中,藉此增大空氣彈簧106之氣壓。空氣彈簧106包含安置於頂板110中且遠離頂板110之頂部表面伸出的排氣埠118。排氣埠118經組態以將空氣自空氣彈簧106之腔室釋放至大氣,藉此減小空氣彈簧106之氣壓。
如圖1中所展示,控制單元120安置於空氣彈簧106之腔室內,且包含安裝至頂板110之第二表面的殼體140,該第二表面與頂板110之第一表面相對。藉由安置於空氣彈簧106之腔室內,控制單元120未曝露於外部環境,藉此免受碎屑或惡劣天氣條件所導致的損害。控制單元120經組態以將空氣彈簧106之高度調整成基於由控制單元120監測之一或多個操作條件判定的所要高度。控制單元120可在判定其相關聯空氣彈簧106之所要高度的過程中考慮空氣管理系統100之其他空氣彈簧106的條件,但控制單元120獨立於空氣管理系統100之其他控制單元120調整該控制單元120之相關聯空氣彈簧106之高度。最終,藉由將空氣彈簧106調整成所要高度,控制單元120保持車輛之側傾穩定性及行駛品質。空氣彈簧106可包括用以防止空氣彈簧106完全顛簸或完全回彈之其他組件,諸如緩衝塊(bump stop)或限制帶。
參考圖1及圖5,控制單元120包含沿殼體140之第一表面安置的入口埠121、沿殼體140之第一表面安置的出口埠122,及沿殼體140之第二表面安置的遞送埠124。控制單元120包含閥室125及將遞送埠124、入口埠121及出口埠122連接至閥室125之複數個通道136、137及138。入口埠121經組態以連接至配件116,藉此在空氣供應貯槽104與控制單元120之間建立氣動連通。出口埠122經組態以連接至排氣埠118,藉此在大氣與控制單元120之間建立氣動連通。遞送埠124經組態以在閥室125與空氣彈簧106之腔室之間建立氣動連通,使得空氣可被供應至空氣彈簧106之腔室中或自該腔室釋放。
如圖5中所展示,控制單元120包含安置於閥室125中之閥126,該閥126用於選擇性地控制空氣至空氣彈簧106之腔室的供應及自該腔室的排出。閥126經組態以在複數個狀態之間切換,包括空氣自空氣彈簧106之腔室釋放出的第一狀態、空氣被供應至空氣彈簧106之腔室中的第二狀態,及空氣彈簧106之腔室以氣動方式隔離以使得空氣既不被遞送至空氣彈簧106之腔室中亦不自該腔室釋放出的第三狀態。在第一狀態中,閥126在入口埠121與遞送埠124之間建立氣動連通。在第二狀態中,閥126在出口埠122與遞送埠124之間建立氣動連通。在第三狀態中,閥126切斷來自入口121埠及出口埠122之氣動連通。
閥126可採用任何適合之形式或組態,諸如兩通、三通或變化位置閥,以選擇性地控制氣流以複數個流動速率進入及離開空氣彈簧106之腔室。在一個實例中,閥126為電子致動之閘閥。在另一實例中,閥126包含安置於閥室中之旋轉部件及以操作方式連結至該旋轉部件之電子致動器。在一個組態中,電子致動器為步進馬達。旋轉部件經組態以在複數個位置之間旋轉,包括在入口埠與遞送埠之間建立氣動連通的第一位置、在出口埠與遞送埠之間建立氣動連通的第二位置,及切斷遞送埠與入口埠及出口埠之間的氣動連通的第三位置。電子致動器(例如,步進馬達)經組態以自電源接收能量,且致動旋轉部件在複數個位置之間的移動。在一些組態中,旋轉部件為包含複數個孔之盤,該複數個孔經組態以在第一位置、第二位置及第三位置處選擇性地覆蓋複數個通道,且步進馬達包括可旋轉地耦接至該盤之轉軸。在一些組態中,步進馬達經組態以致動旋轉部件至複數個位置之移動,使得用於供應空氣或自腔室移除空氣之體積流率可在旋轉部件之每一各別位置處變化。因此,步進馬達可致動旋轉部件至第一位置之移動,在該移動中以第一速率供應空氣或自空氣彈簧106之腔室移除空氣,且步進馬達可致動旋轉部件至第二位置之移動,在該移動中以大於或小於第一速率之第二速率供應空氣或自空氣彈簧106之腔室移除空氣。
在另一實例中,閥126可包括收納於閥室125中之柱塞及以操作方式連接至柱塞之螺線管。柱塞經組態以在閥室內於複數個位置之間滑動,包括在入口埠與遞送埠之間建立氣動連通的第一位置、在出口埠與遞送埠之間建立氣動連通的第二位置,及切斷遞送埠與入口埠及出口埠之間的氣動連通的第三位置。螺線管經組態以自電源接收能量,且致動柱塞在複數個位置之間的移動。在一些組態中,螺線管經組態以致動柱塞至複數個位置之移動,使得用於供應空氣或自腔室移除空氣之體積流率可在柱塞之每一各別位置處變化。
在如圖9A及圖9B中所展示之另一實例中,閥126可包括圓柱形歧管180及可伸縮地收納於歧管180中之節流元件190,使得節流元件190與歧管180之內表面滑動接合。歧管180包括沿歧管之表面安置的複數個開口。複數個開口181至183包括安置成接近於歧管180之第一末端的第一開口181、安置成接近於歧管180之第二末端的第二開口182,及安置於第一開口181與第二開口182之間且安置於歧管180的與第一開口181及第二開口182相對之一側上的第三開口183。第一開口181與入口埠121直接氣動連通。第二開口182與出口埠122直接氣動連通。第三開口183與遞送埠124直接氣動連通。在一個組態中,節流元件190經組態以接收電信號,且回應於接收到電信號而沿歧管180之縱向軸線滑動。藉由沿歧管180之縱向軸線滑動,節流元件190經組態以控制第一開口、第二開口及第三開口之曝露,使得閥126經組態以選擇性地供應空氣或自空氣彈簧之腔室移除空氣。節流元件190之位移進一步經由控制單元120控制氣流之速率。閥126可包括經組態以觸發節流元件沿歧管之縱向軸線之移動的電子致動器。在另一組態(未圖示)中,節流元件經組態以回應於接收到電信號而繞歧管之縱向軸線旋轉。藉由繞歧管之縱向軸線旋轉,歧管經組態以控制第一開口、第二開口及第三開口之曝露,使得閥126經組態以選擇性地供應空氣或自空氣彈簧之腔室移除空氣。閥126可包括用以觸發節流元件在歧管內之旋轉的電子致動器。
控制單元120包含一或多個感測器128、通信介面129及以操作方式連結至一或多個感測器128及通信介面129之處理模組130。在一些組態中,控制單元120可包含電源(未圖示),諸如與控制單元120之殼體140整合或位於控制單元120之殼體140外部的可再充電電池及/或超級電容器,以向一或多個感測器、通信介面及處理模組提供操作功率。電源可以操作方式連結至車輛之電源供應器,以接收再充電電流。
一或多個感測器128可為用於感測車輛或空氣管理系統之組件中之任一者之條件的任何適合組態或裝置。在一個實例中,一或多個感測器128包括高度感測器,該高度感測器經組態以在頂部及底板回應於空氣彈簧106上之負載及位移而朝向及遠離彼此移動時,持續監測頂板110與底板112之間的軸向距離。高度感測器經組態以產生指示與空氣彈簧106相關聯之高度或距離(諸如,頂板110與底板112之間的軸向距離)的信號。在一個組態中,高度感測器可為超音波感測器,其中感測器傳輸超音波,偵測自底板112反射之波,且基於偵測到之波判定頂板110與底板112之間的軸向間隔。在另一組態中,高度感測器可為雷射或紅外線感測器,其中該感測器藉由傳輸器傳輸光,藉由接收器接收反射光,且基於反射至接收器之光輻射的量判定頂板與底板之間的軸向間隔。高度感測器可為用於監測空氣彈簧106之高度的任何其他適合類型或組態,諸如電位計、線性位置換能器或電磁波感測器。一或多個感測器可包括壓力感測器,該壓力感測器經組態以持續監測空氣彈簧106之內部氣壓且產生指示空氣彈簧106之內部氣壓的信號。在一個組態中,壓力感測器為壓力轉換器。一或多個感測器可包括經組態以持續監測空氣彈簧106腔室之溫度的溫度感測器。
參考圖17,在一個實例中,一或多個感測器128可包括慣性感測器單元1700,慣性感測器單元1700包含整合於PCB 1710上之加速計1702、陀螺儀1704及磁力計1706。在一個實例中,加速計1702包含兩個或多於兩個固定板(未圖示)及往復部件(未圖示),該往復部件經組態以回應於作用於車輛之力或車輛運動而在固定板之間往復運動,其中固定板之間的電容基於往復部件之位移而改變。加速計1702經組態以藉由偵測固定板之間的電容改變及使電容改變與加速度值相關來量測相對於車輛之軸線的加速度。在一個實例中,陀螺儀1704包含至少兩個固定板(未圖示)及振盪部件(未圖示),該振盪部件經組態以回應於作用於車輛之力或車輛運動而移動,其中固定板之間的電容基於振盪部件之垂直位移而改變。陀螺儀經組態以藉由偵測固定板之間的電容改變及使電容改變與角速度相關來量測相對於車輛之軸線的角速度。在一個實例中,磁力計1706為霍爾效應感測器,其包含導電板(未圖示)及經組態以偵測導電板兩側之間的電壓之計器(未圖示)。磁力計1706經組態以基於偵測到之電壓量測相對於車輛之軸線的磁力。
在一個實例中,加速計1702經組態以量測相對於車輛之三條軸線的加速度,且陀螺儀1704經組態以量測沿車輛之三條軸線的角速度。磁力計1706經組態以量測沿車輛之三條軸線的磁力。在一個實例中,加速計1702、陀螺儀1704及磁力計1706經同步以使得慣性感測器單元1700偵測沿車輛之九條軸線的量測且將指示量測之信號傳輸至處理模組130。
通信介面129可為用於向、自處理模組130及空氣管理系統100及/或其他車輛作業系統之其他空氣彈簧106的控制單元轉送類比或數位信號或於其間轉送類比或數位信號的任何適合裝置或組件。在圖1中所展示之所說明組態中,空氣彈簧106包括複數個引線132,其將控制單元120連接至空氣管理系統100及其他車輛作業系統之其他空氣彈簧106之控制單元,諸如控制器區域網路、側傾穩定性控制(RSC)、電子穩定性控制(ESC)、防鎖制動系統(ABS)、自動牽引控制(ATC)、積極牽引控制(PTC)、自動緊急制動(AEB)、電子制動系統(EBS)、碰撞避免系統等。通信介面129經組態以接收自有線引線132接收到之任何信號,且將彼等信號轉送至處理模組130。通信介面129經組態以接收由處理模組130產生之任何信號,且經由有線引線132將彼等信號傳輸至空氣管理系統及其他車輛作業系統之其他空氣彈簧的控制單元。因此,每一空氣彈簧106之控制單元120可與空氣管理系統100之其他空氣彈簧106的控制單元電連通,使得控制單元可將資料或命令直接傳輸至其他空氣彈簧之控制單元或自該等控制單元直接接收資料或命令,而不經由其他系統組件轉送信號。
控制單元之處理模組130可為用於自一或多個感測器及通信介面接收輸入信號且基於所接收之輸入信號輸出將空氣彈簧106之高度調整成所要高度之命令的任何適合裝置或組件。處理模組130可包含一或多個處理器、中央處理單元、特殊應用積體電路、微處理器、數位信號處理器、微控制器或微電腦。處理模組130可進一步包含諸如唯讀記憶體之記憶體,以針對控制單元之操作儲存實施控制策略及數學公式的所有必要軟體。處理模組130可包含振盪器與時脈電路,其用於產生允許處理模組130對控制單元之操作進行控制的時脈信號。處理模組130可包含以操作方式連結至閥以使得處理模組可選擇性地致動閥之驅動器模組,諸如驅動電路。處理模組130可向驅動器模組發信從而以任何適合方式致動閥,諸如藉由脈寬調變或點按(hit-and-hold)致動。舉例而言,處理模組130可藉由調變自驅動器模組傳輸至閥之電子致動器的電子信號來更改閥之旋轉。處理模組130可包括用於接收由一或多個感測器產生之信號的感測器介面。處理模組130可包含連結至感測器介面以使得自一或多個感測器接收到之類比信號可被轉換成數位信號的類比至數位轉換器。反過來,數位信號由處理模組130處理以判定空氣彈簧106之一或多個條件,諸如彈簧高度或內部氣壓。因此,處理模組130經組態以接收所有必要輸入以計算空氣彈簧106之所要氣壓,判定必要氣流速率以更改空氣彈簧106之氣壓,且傳送關於將空氣供應或排出至控制單元120之閥126的命令。
控制單元120如同閉合迴路控制系統一般操作,以基於車輛之經監測操作條件將空氣彈簧106之高度及氣壓調整成所要高度及壓力。車輛之經監測操作條件可包括由控制單元之一或多個感測器產生的量測信號及自車輛之其他作業系統接收到的信號。經監測操作條件用作對控制單元120之處理模組130的持續回饋,使得控制單元120可在車輛於動態狀態下操作時持續調整控制單元120之相關聯空氣彈簧106之高度及氣壓。因此,控制單元120可調整空氣彈簧106之高度及氣壓以增強車輛之動態控制,諸如改良操縱、增加牽引力、改善轉彎處理、改良制動及改良加速。在使用所揭示之空氣管理系統的情況下,有可能顯著減少駕駛員疲勞且減少乘客之實際費用,以及增強安全性,諸如翻車及折裂之風險降低。
在操作中,處理模組130自一或多個感測器120 (諸如高度感測器及壓力感測器)接收輸入,以判定空氣彈簧106之高度及內部氣壓。處理模組130命令通信介面129將指示空氣彈簧106之彈簧高度及內部氣壓的信號傳輸至空氣管理系統100之其他空氣彈簧106的控制單元120。反過來,通信介面129可自其他空氣彈簧106之控制單元120接收資料信號,且將彼等資料信號作為輸入轉送至處理模組130。處理模組130隨後基於來自一或多個感測器128之輸入及自空氣管理系統100之其他空氣彈簧106接收的資料信號,判定處理模組130之相關聯空氣彈簧106之所要氣壓。在判定空氣彈簧106之所要氣壓的過程中,處理模組130可考慮空氣管理系統之所有空氣彈簧106之間的氣壓差,使得處理模組130可判定車輛俯仰及側傾速率。處理模組130基於車輛側傾及俯仰速率判定調整空氣彈簧106之內部氣壓所需的流動速率。
在一個組態中,所計算之流動速率係基於空氣彈簧106之高度回應於負載或位移(亦即,高度差速率)而改變的快速程度。基於空氣彈簧106之高度差速率及內部壓力以及空氣管理系統100之空氣彈簧106的高度之間的差,處理模組130經組態以判定調整空氣彈簧106以向車輛提供最佳穩定性及舒適度所需的所要氣壓及流動速率。在判定所要氣壓及流動速率之後,處理器經組態以控制自空氣彈簧106排出或供應至空氣彈簧106之空氣的流動速率。雖然每一控制單元120可至少部分基於其他空氣彈簧106之彈簧高度判定控制單元120之相關聯空氣彈簧106的所要氣壓,但每一控制單元120皆獨立於空氣管理系統之其他控制單元120起作用。換言之,控制單元120可調整其相關聯空氣彈簧106之氣壓及高度,而不影響空氣管理系統100之其他空氣彈簧106之氣壓及高度。因此,可以不同速率獨立地調整空氣管理系統之每一空氣彈簧106的氣壓,此致使車輛以較快速率達成所要穩定位置。
在一個組態中,處理模組130經組態以自一或多個感測器128接收第一組量測信號(諸如空氣彈簧106之高度及壓力量測)且自通信介面129接收第一組資料信號。資料信號可包括來自空氣管理系統100之其他空氣彈簧106之控制單元120的量測信號。基於第一組量測及資料信號,處理模組130經組態以計算其相關聯空氣彈簧106之當前狀態、空氣管理系統100之其他空氣彈簧106的當前狀態,及車輛之動態操作狀態。基於空氣彈簧106之所計算之當前狀態及車輛之動態操作狀態,處理模組130經組態以判定針對其相關聯空氣彈簧106之所要氣壓、所要彈簧高度及空氣供應或移除的所要流動速率。處理模組130經組態以致動閥126以根據所要氣壓、所要彈簧高度及所要流動速率獨立地調整處理模組130之相關聯空氣彈簧106之氣壓及高度。在控制單元120之閥126將控制單元120之相關聯空氣彈簧之氣壓及高度獨立地調整成所要氣壓、所要彈簧高度及所要流動速率之後,處理模組130經組態以自一或多個感測器128接收第二組量測信號且自通信介面129接收第二組資料信號。基於第二組量測信號及資料信號,處理模組130經組態以計算其相關聯空氣彈簧106之氣壓與空氣管理系統100之其他空氣彈簧106中之至少一者(例如,安置成與車輛輪軸相對之空氣彈簧106)之氣壓之間的差。若處理模組130判定其相關聯空氣彈簧106之氣壓與其他彈簧106中之至少一者之氣壓之間的差在預定容限內,則處理模組130致動閥126以將處理模組130之相關聯空氣彈簧106之氣壓設定成等於空氣管理系統之至少一個其他空氣彈簧106之氣壓。因此,在每一控制單元120獨立地調整其相關聯空氣彈簧之高度及氣壓之後,空氣管理系統100之控制單元120可均衡空氣管理系統100之所有空氣彈簧106之間的氣壓。
空氣彈簧106之當前狀態可包括空氣彈簧之當前高度、空氣彈簧之當前內部壓力、空氣彈簧之高度差速率,及/或空氣彈簧之內部壓力差速率。車輛之動態操作狀態可包括車輛俯仰速率及車輛側傾速率。車輛俯仰為車輛之前部與後部之間的相對位移,其可由繞穿過車輛之質量中心之橫向軸線的旋轉表示。因此,車輛俯仰速率係指車輛繞其橫向軸線之角運動速度,該軸線自車輛之一側延伸至相對側。車輛側傾為車輛兩側之間的相對位移,其可由繞穿過車輛之質量中心之縱向軸線的旋轉表示。因此,車輛側傾速率係指車體相對於其縱向軸線之角運動速度,亦即,自車輛之後部延伸至前部的軸線。車輛偏轉為車輛之前部與後部之間的相對位移,其可由繞穿過車輛之質量中心之垂直軸線的旋轉表示。因此,車輛偏轉速率係指車輛繞其垂直軸線之角運動速度,該軸線自車輛之底側延伸至頂側。
在一個組態中,處理模組130經組態以基於自慣性感測器單元1700接收到之量測信號計算車輛偏轉、俯仰及側傾速率。處理模組130可將所計算之偏轉、俯仰及側傾速率與其他感測器(諸如高度感測器、轉向角感測器、穩定性控制系統、車輛刹車系統)量測結果進行比較以確保有效性及準確度。處理模組130經組態以量測車輛力、偏轉速率、車輛俯仰、車體側傾及車輛側滑角,且基於經監測之量測判定處理模組130之相關聯空氣彈簧之所要氣壓。因此,藉由基於來自高度感測器、氣壓感測器及慣性感測器單元1700之輸入判定所要氣壓,處理模組130在駕駛於所有類型之路面、地形及條件時維持恰當的車輛轉向幾何形狀、恰當的車輛側對側空氣彈簧速率、適當的車輛楔角校正,及恰當的車輛懸架對稱性。
圖2說明根據本發明之一個組態的氣動空氣管理系統200。類似於圖1中所展示之空氣管理系統100,空氣管理系統200包含空氣源202、空氣供應貯槽204、複數個空氣彈簧206,及將空氣源202及空氣彈簧206連接至空氣供應貯槽204之一系列軟管208a及208b。空氣管理系統200進一步包含以操作方式連結至空氣彈簧206之系統控制器240。系統控制器240允許氣動空氣管理系統200選擇性地將空氣供應至空氣管理系統200之每一空氣彈簧206或自每一空氣彈簧206移除空氣。
如圖6中所展示,系統控制器240包含處理模組242,其可由一或多個處理器、中央處理單元、特殊應用積體電路、微處理器、數位信號處理器、微控制器或微電腦組成。系統控制器240包含諸如唯讀記憶體或隨機存取記憶體之記憶體244,以針對系統控制器之操作儲存實施控制策略及數學公式的所有必要軟體。系統控制器240包含用於向、自處理模組242及空氣管理系統200及/或其他車輛作業系統之其他空氣彈簧206的控制單元轉送信號或於其間轉送信號的通信介面246。系統控制器240包含將系統控制器之各種組件耦接至處理模組242的匯流排248。因此,系統控制器240經組態以接收所有必要輸入以計算空氣管理系統之每一空氣彈簧206的所要氣壓,判定必要氣流速率以更改空氣管理系統200之每一空氣彈簧206的氣壓,且傳送關於將空氣供應或排出至空氣管理系統200之每一空氣彈簧206之控制單元220的命令。
類似於圖1中所展示之空氣彈簧106,圖2中所展示之每一空氣彈簧206包含經組態以緊固至車輛底盤之框架的頂板210、經組態以緊固至車輛輪軸之底板212,及自頂板210延伸至底板212之伸縮壁214。空氣彈簧206包含安置於頂板210中且遠離頂板210之第一表面伸出的配件216。配件216經組態以連接至空氣彈簧管線208b,使得空氣可進入至空氣彈簧206之腔室中,藉此增大空氣彈簧206之氣壓。空氣彈簧206包含安置於頂板210中且遠離頂板210之頂部表面伸出的排氣埠218。排氣埠218經組態以將空氣自空氣彈簧206之腔室釋放至大氣,藉此減小空氣彈簧206之氣壓。
控制單元220安置於每一空氣彈簧206之腔室內且包含安裝至頂板210之內表面的殼體240。類似於圖5中所展示之控制單元,圖7中所展示之控制單元220包含沿殼體240之第一表面安置的入口埠221、沿殼體240之第一表面安置的出口埠222、沿殼體240之第二表面安置的遞送埠224、安置於閥室225中之閥226、一或多個感測器228、通信介面229,及以操作方式連結至一或多個感測器及通信介面之處理模組230。控制單元220不同於圖5中所展示之控制單元120,原因在於通信介面229包含經組態以與系統控制器240無線地通信之天線。
系統控制器240與控制單元220連結在一起以如同閉合迴路控制系統一般操作,從而基於車輛之經監測操作條件調整每一空氣彈簧之高度。在操作中,每一控制單元220將指示其相關聯空氣彈簧之彈簧高度及內部氣壓的信號傳輸至系統控制器240。反過來,系統控制器240基於自控制單元220接收到之信號判定所要氣壓及所要體積流率,以自每一空氣彈簧206移除空氣或將空氣供應至每一空氣彈簧206。在判定每一空氣彈簧206之所要氣壓的過程中,系統控制器240可考慮空氣管理系統之所有空氣彈簧之間的氣壓差及彈簧高度差。在判定每一空氣彈簧206之所要氣壓及流動速率之後,系統控制器240將命令傳輸至氣動空氣管理系統之每一空氣彈簧之控制單元,其中命令包括用於將空氣供應至空氣彈簧206或自空氣彈簧206移除空氣之所要流動速率。在接收到以所要流動速率供應或排出空氣之命令後,每一控制單元220致動閥226以發起空氣之供應或自控制單元220之相關聯空氣彈簧206的移除。
圖3A說明根據本發明之一個組態的氣動空氣管理系統300。類似於圖1中所展示之氣動空氣管理系統100,氣動空氣管理系統300包含空氣供應貯槽304、複數個空氣彈簧306,及將空氣供應貯槽304連接至空氣彈簧306之一系列軟管308。氣動空氣管理系統300進一步包含系統控制器340及以操作方式連結至系統控制器340之複數個閥350。系統控制器340允許氣動空氣管理系統300藉由致動複數個閥350來選擇性地將空氣供應至氣動空氣管理系統300之每一空氣彈簧306或自每一空氣彈簧306移除空氣。
類似於圖1中所展示之空氣彈簧106,圖3中所展示之每一空氣彈簧306包含經組態以緊固至車輛底盤之框架的頂板310、經組態以緊固至車輛輪軸之底板312,及自頂板310延伸至底板312之伸縮壁314。高度感測器360安置於每一空氣彈簧306之頂板310中,且經組態以持續監測高度感測器360之相關聯空氣彈簧之高度。高度感測器360可為用於監測空氣彈簧之軸向高度的任何適合裝置,諸如上文所描述之實例。每一高度感測器360接線至系統控制器340,使得每一高度感測器360可將指示其相關聯空氣彈簧306之高度的信號傳輸至系統控制器340。慣性感測器單元372視情況安置於每一空氣彈簧306之頂板310上。慣性感測器單元372可包括與圖17中所描述之態樣類型相同的感測器,其包括加速計、陀螺儀及磁力計。
類似於圖6中所展示之系統控制器,圖8中所展示之系統控制器340包含:處理模組342,其用於判定氣動空氣管理系統300之每一空氣彈簧306的所要氣壓及流動速率;通信介面346,其用於向及自處理模組342及空氣彈簧306之高度感測器轉送信號;記憶體344,其用於針對系統控制器340之操作儲存實施控制策略及數學公式的所有必要軟體;及匯流排348,其將通信介面及記憶體連接至處理模組。系統控制器340進一步包含以操作方式將處理模組342連結至每一閥350以使得系統控制器340可選擇性地獨立致動每一閥350之驅動器模組345,諸如驅動電路。
系統控制器之處理模組可向驅動器模組發信從而以任何適合方式致動閥,諸如藉由脈寬調變或點按致動。因此,系統控制器340經組態以接收所有必要輸入以計算氣動空氣管理系統300之每一空氣彈簧的所要氣壓,判定必要氣流速率以更改氣動空氣管理系統300之每一空氣彈簧306的氣壓,且致動閥350中之至少一者以調整氣動空氣管理系統300之彈簧306中之至少一者的氣壓及高度。
系統控制器340與高度感測器360連結在一起以如同閉合迴路控制系統一般操作,從而基於車輛之經監測操作條件調整每一空氣彈簧之高度。在操作中,系統控制器340自每一空氣彈簧306之高度感測器360接收指示系統控制器340之相關聯空氣彈簧306之彈簧高度的信號。系統控制器340基於來自系統300之感測器的輸入判定空氣彈簧之所要氣壓。在判定每一空氣彈簧之所要氣壓的過程中,系統控制器可考慮氣動空氣管理系統之所有空氣彈簧之間的氣壓差。系統控制器進一步判定用於自氣動空氣管理系統300之每一空氣彈簧306移除或供應空氣之體積流率。在判定每一空氣彈簧306之所要氣壓及流動速率之後,系統控制器340致動每一閥350以發起空氣之供應或自系統控制器340之相關聯空氣彈簧306的移除。
圖3B說明根據本發明之一個組態的空氣管理系統300'。空氣管理系統300'類似於圖3A之空氣管理系統300,且具有相似組件,例外為系統控制器340'包含以氣動方式連接至空氣管理系統300'之每一空氣彈簧306'的單一閥350'。因此,系統控制器340'可經由僅僅使用一個閥350',選擇性地供應空氣或將空氣自空氣彈簧306'移除。
圖4說明根據本發明之組態的空氣彈簧。類似於圖1中所展示之空氣彈簧106,圖4中所展示之空氣彈簧406包含經組態以緊固至車輛底盤之框架的頂板410、經組態以緊固至車輛輪軸之底板412,及自頂板410延伸至底板412之伸縮壁414。控制單元420安置於空氣彈簧之頂板410中,且包含安裝至頂板410之外表面的殼體440。類似於圖5中所展示之控制單元120,控制單元420包含遞送埠、入口埠、出口埠、閥室、安置於閥室中之閥、一或多個感測器、通信介面,及以操作方式連結至一或多個感測器及通信介面之處理模組。控制單元420不同於圖1中所展示之控制單元120,原因在於入口埠、出口埠、閥、通信介面及處理模組安置於空氣彈簧406外部。因此,吾人可獲取安置於控制單元420之殼體中之組件中之任一者的服務,以修復或完全更換控制單元。控制單元420之殼體440延伸至空氣彈簧406之腔室中,使得一或多個感測器及遞送埠安置於空氣彈簧406之腔室中。控制單元之通信介面經組態以無線地通信,從而控制其他空氣彈簧之單元或任何其他車輛作業系統。
圖10展示空氣管理系統1000,其包含供應空氣貯槽1004、安置於車輛之第一側1010上的一或多個空氣彈簧1030,及安置於車輛之第二側1020上的一或多個空氣彈簧1030。在一個實例中,空氣管理系統1000包括空氣壓縮機1005,其位於空氣貯槽1004內且經組態以產生氣壓,使得空氣貯槽1004可將空氣供應至第一空氣彈簧1010及第二空氣彈簧1020。在其他實例中,空氣管理系統1000包括安置於空氣貯槽1004外部且經由軟管連接至空氣貯槽1004之空氣壓縮機。空氣管理系統1000進一步包含系統控制器1040,系統控制器1040包含整體地附接至供應空氣貯槽1004之歧管殼體1050、安置於歧管殼體1050中之閥單元1060,及緊固至歧管殼體1050之頂側的印刷電路板1041。如圖19中所說明及本文中更詳細地描述,歧管殼體1050包含複數個埠及通道以在供應貯槽1004、空氣彈簧1010、1020及大氣之間建立連通,且閥單元1060包含複數個閥,該複數個閥經組態以針對第一空氣彈簧1010及第二空氣彈簧1020中之每一者選擇性地自空氣貯槽1004供應空氣或將空氣移除至大氣。系統控制器1040經組態以藉由致動閥單元1060中之複數個閥來選擇性地將空氣供應至空氣管理系統1000之每一空氣彈簧1010、1020或自每一空氣彈簧1010、1020移除空氣。
圖18中進一步描述歧管殼體1050及閥單元1060之非限制性實例。參考圖19,歧管殼體1050包括連接至第一氣動迴路1010之第一埠1051、連接至第二氣動迴路1020之第二埠1052、經組態以將空氣排出至大氣中之排氣埠1057,及經組態以自空氣貯槽1004供應空氣之貯槽埠1058。歧管殼體1050進一步包含將貯槽埠1058以氣動方式連接至閥單元1060之供應通道1053、將排氣埠1057以氣動方式連接至閥單元1060之排出通道1055、將閥單元1060與第一埠1051以氣動方式連接之第一流動通道1056A,及將閥單元1060與第二埠1052以氣動方式連接之第二流動通道1056B。在一些實例中,歧管殼體1050係由鋁金屬形成。
如圖19中所展示,閥單元為四通閥1065,其包括安置於供應通道1053、排出通道1055、第一流動通道1056A及第二流動通道1056B之間的相交點處之第一流閥1065A、第二流閥1065B、第三流閥1065C及第四流閥1065D。在一個實例中,流閥1065A至1065D中之每一者為電磁閥,且各自經組態以在多個位置之間切換,從而選擇性地在供應貯槽1004及排氣埠1057中之任一者與安置於車輛之第一側1010及第二側1020上之一或多個空氣彈簧1030中之任一者之間建立氣動連通。
在一個實例中,第一流閥、第二流閥、第三流閥及第四流閥1065A至1065D經同步以在複數個模式下操作,使得四流閥1065可選擇性地在供應貯槽1004或排氣埠1057中之任一者與安置於車輛之第一側1010及第二側1020上之一或多個空氣彈簧1030中之任一者之間建立氣動連通。複數個模式包括關閉模式,在關閉模式中,流閥1065A至1065D關閉,使得空氣不在供應貯槽1004或排氣埠1057中之任一者與空氣彈簧1030中之任一者之間轉移。
複數個模式包括第一充氣模式,在第一充氣模式中,僅將空氣供應至安置於車輛之第一側1010上的一或多個空氣彈簧1030,而無去往或來自安置於車輛之第二側1020上之一或多個空氣彈簧1030的任何氣流。在第一充氣模式下,第一流閥1065A及第三流閥1065C切換至在供應通道1053與第一流動通道1056A之間建立連通的位置,同時第二流閥1065B及第四流閥1065D關閉。複數個模式包括第二充氣模式,在第二充氣模式中,僅將空氣供應至安置於車輛之第二側1020上的一或多個空氣彈簧1030,而無去往或來自安置於車輛之第一側1010上之一或多個空氣彈簧1030的任何氣流。在第二充氣模式下,第一流閥1065A及第四流閥1065D切換至在供應通道1053與第二流動通道1056B之間建立連通的位置,同時第二流閥1065B及第三流閥1065C關閉。複數個模式包括第三充氣模式,在第三充氣模式中,將空氣供應至在車輛之第一側1010及第二側1020兩者上的空氣彈簧1030。在第三充氣模式下,第一流閥1065A、第三流閥1065C及第四流閥1065D切換至在供應通道1053B與第一流動通道1056A及第二流動通道1056B之間建立連通的位置,同時第二流閥1065B關閉。
複數個模式包括第一排氣模式,在第一排氣模式中,僅自安置於車輛之第一側1010上的一或多個空氣彈簧1030移除空氣,而無去往或來自安置於車輛之第二側1020上之一或多個空氣彈簧1030的任何氣流。在第一排氣模式下,第二流閥1065B及第三流閥1065C切換至在排出通道1055B與第一流動通道1056A之間建立連通的位置,同時第一流閥1065A及第四流閥1065D關閉。複數個模式包括第二排氣模式,在第二排氣模式中,僅自安置於車輛之第二側1020上的一或多個空氣彈簧1030移除空氣,而無去往或來自安置於車輛之第一側1010上之一或多個空氣彈簧1030的任何氣流。在第二排氣模式下,第二流閥1065B及第四流閥1065D切換至在排出通道1055與第二流動通道1056B之間建立連通的位置,同時第一流閥1065A及第三流閥1065C關閉。複數個模式包括傾卸模式,在傾卸模式中,自車輛之第一側1010及第二側1020兩者上的兩個空氣彈簧1030移除空氣。在傾卸模式下,第二流閥、第三流閥及第四流閥1065B至1065D切換至在排出通道1055與第一流動通道1056A及第二流動通道1056B之間建立連通的位置,同時第一流閥1065A關閉。
複數個模式包括第一組合模式,在第一組合模式中,自車輛之第一側1010上的一或多個空氣彈簧1030移除空氣,且將空氣供應至車輛之第二側1020上的一或多個空氣彈簧1030。在第一組合模式下,第二流閥1065B及第三流閥1065C切換至在排出通道1055與第一流動通道1056A之間建立連通的位置,同時第一流閥1065A及第四流閥1065D切換至在供應通道1053與第二流動通道1056B之間建立連通的位置。複數個模式包括第二組合模式,在第二組合模式中,自車輛之第二側1020上的一或多個空氣彈簧1030移除空氣,且將空氣供應至車輛之第一側1010上的一或多個空氣彈簧1030。在第二組合模式下,第二流閥1065B及第四流閥1065D切換至在排出通道1055B與第二流動通道1056B之間建立連通的位置,同時第一流閥1065A及第三流閥1065C切換至在供應通道1053與流動通道1056B之間建立連通的位置。
參看圖10,高度感測器1070安置於每一空氣彈簧1030之頂板1032中,且經組態以持續監測高度感測器1070之相關聯空氣彈簧1030之高度。高度感測器1070可為用於監測空氣彈簧之軸向高度的任何適合裝置,諸如上文所描述之實例。每一高度感測器1070接線至系統控制器1040,使得每一高度感測器1070可將指示其相關聯空氣彈簧1030之高度的信號傳輸至系統控制器1040。在一個實例中,高度感測器1070接線至印刷電路板1041,使得系統控制器1040之處理模組1042經由通信介面1044接收來自高度感測器1070之輸入。在其他非限制性實例中,高度感測器1070可無線地連接至系統控制器1040,使得通信介面1044自高度感測器1070接收無線信號。
參考圖10,慣性感測器單元1072視情況安置於每一空氣彈簧1030之頂板1032上。慣性感測器單元1072可包括與圖17中所描述之態樣類型相同的感測器,其包括加速計、陀螺儀及磁力計。每一慣性感測器單元1072可將指示相對於車輛之一或多條軸線之加速度、角速度及磁力的信號傳輸至系統控制器1040。在一些實例中,慣性感測器單元1072接線至系統控制器1040,使得慣性感測器單元1072沿電纜傳輸信號。在一些實例中,慣性感測器單元1072將信號無線地傳輸至系統控制器1040。
類似於圖8中所描述之實例,圖18之系統控制器1040包含印刷電路板,該印刷電路板包括:處理模組1042,其用於判定空氣管理系統1000之每一空氣彈簧1030的所要氣壓及流動速率;通信介面1844,其用於向及自處理模組及空氣彈簧1030之高度感測器轉送信號;記憶體1846,其用於針對系統控制器1040之操作儲存實施控制策略及數學公式的所有必要軟體;及匯流排1848,其將通信介面1844及記憶體1846連接至處理模組1842。如圖18中所展示,系統控制器1040進一步包含以操作方式將處理模組1842連結至閥單元1860之每一閥以使得系統控制器1040可選擇性地致動每一各別閥之驅動器模組1845,諸如驅動電路。系統控制器1040之處理模組1842可向驅動器模組1845發信從而以任何適合方式致動各別閥,諸如藉由脈寬調變或點按致動。因此,系統控制器1040經組態以接收所有必要輸入以計算空氣管理系統1000之每一空氣彈簧的所要氣壓,判定必要氣流速率以更改空氣管理系統1000之每一空氣彈簧1030的氣壓,且致動閥中之至少一者以調整空氣管理系統1000之彈簧1030中之至少一者的氣壓及高度。
圖11展示空氣管理系統1100,其包含供應空氣貯槽1104、安置於車輛之第一側1110上的一或多個空氣彈簧1130,及安置於車輛之第二側1120上的一或多個空氣彈簧1130。在一個實例中,空氣管理系統1100包括空氣壓縮機1105,其位於空氣貯槽1104內且經組態以產生氣壓,使得空氣貯槽1104可將空氣供應至第一空氣彈簧1110及第二空氣彈簧1120。在此類組態中,空氣管理系統1100提供緊湊設計、免於環境要素及噪音顯著減少方面之其他優勢,從而允許空氣管理系統用於任何類型之車輛。因此,本發明提供一種減少噪音、保護系統組件及增加壽命且向空氣管理系統提供通用安設能力之方法。
當空氣壓縮機1105位於空氣貯槽1104中時,空氣壓縮機1105可剛性地安設於空氣貯槽1104中,以便減少、抑制或防止壓縮機之噪音及振動且避免壓縮機、貯槽、閥、管線及其他空氣管理系統1100組件因動態駕駛振動及衝擊而受損。舉例而言,使用托架、支架、桿、縱向框架軌道、緊固件、互鎖安裝部件對空氣壓縮機1105之外表面及空氣貯槽1104之內表面執行抗移動(固定)安設。
在其他實例中,空氣管理系統1100包括安置於空氣貯槽1104外部且經由軟管連接至空氣貯槽1104之空氣壓縮機。類似於圖10中所描述之實例,空氣管理系統1100進一步包含系統控制器1140,系統控制器1140包含整體地附接至供應空氣貯槽1104之歧管殼體1150、安置於歧管殼體1150中之閥單元1160,及緊固至歧管殼體1150之頂側的印刷電路板1141。歧管殼體1150包含複數個埠及通道以在供應貯槽1104、空氣彈簧1110、1120及大氣之間建立連通,且閥單元1160包含複數個閥,該複數個閥經組態以針對第一空氣彈簧1110及第二空氣彈簧1120中之每一者選擇性地自空氣貯槽1104供應空氣或將空氣移除至大氣。類似於圖10及圖16中所描述之實例,系統控制器1140經組態以藉由致動閥單元1160中之複數個閥來選擇性地將空氣供應至空氣管理系統1100之每一空氣彈簧1130或自每一空氣彈簧1130移除空氣。
參考圖11,空氣管理系統1100進一步包含高度感測器1170、安置於每一空氣彈簧1130之頂板1132中的第一比例控制感測器1180,及安置於歧管殼體1150中之第二比例控制感測器1182。高度感測器1170經組態以持續監測其相關聯空氣彈簧1130之高度且將指示空氣彈簧1130之高度的信號轉送至系統控制器1140。第一比例控制感測器1180經組態以監測其相關聯空氣彈簧1130之氣壓且將指示空氣彈簧1130之氣壓的信號轉送至系統控制器1140。第二比例感測器1182經組態以量測連接至其相關聯空氣彈簧1130中之一者的各別埠(例如,第一埠1051、第二埠1052)之氣壓。因此,系統控制器1140可基於自高度感測器1170接收到之信號計算空氣彈簧1130之高度,且隨後基於所計算之高度及調整空氣彈簧1030以向車輛提供最佳穩定性及舒適度所需的所要流動速率判定每一相關聯空氣彈簧1030之所要氣壓。隨後,控制器1140將命令傳輸至閥單元1160,藉此選擇性地致動個別閥以將所要流動速率提供至每一空氣彈簧1130。在致動閥單元1160之閥之後,系統控制器1140可自第一比例控制感測器1180及第二比例控制感測器1182接收信號以判定空氣彈簧1130之經更改氣壓。因此,比例控制感測器1180、1182將回饋提供至系統控制器1140,使得系統控制器1140可基於自比例控制感測器1180接收到之信號判定供空氣在閥單元1160與每一空氣彈簧1130之間行進的滯後時間。
參考圖11,慣性感測器單元1172視情況安置於每一空氣彈簧1130之頂板1132上。慣性感測器單元1172可包括與圖17中所描述之態樣類型相同的感測器,其包括加速計、陀螺儀及磁力計。每一慣性感測器單元1172可將指示相對於車輛之一或多條軸線之加速度、角速度及磁力的信號傳輸至系統控制器1140。在一些實例中,慣性感測器單元1172接線至系統控制器1140,使得慣性感測器單元1172沿電纜傳輸信號。在一些實例中,慣性感測器單元1172將信號無線地傳輸至系統控制器1140。
圖12展示空氣管理系統1200,其包含供應空氣貯槽1204、安置於車輛之第一側1210上的一或多個空氣彈簧1230,及安置於車輛之第二側1220上的一或多個空氣彈簧1230。每一氣動迴路1210、1220包括一或多個空氣彈簧1230。在一個實例中,空氣管理系統1200包括空氣壓縮機1205,其位於空氣貯槽1204內且經組態以產生氣壓,使得空氣貯槽1204可將空氣供應至第一氣動迴路1210及第二氣動迴路1220。在其他實例中,空氣管理系統1200包括安置於空氣貯槽1204外部且經由軟管連接至空氣貯槽1204之空氣壓縮機。空氣管理系統1200進一步包含系統控制器1240,系統控制器1240包含整體地附接至供應空氣貯槽1204之歧管殼體1250、安置於歧管殼體1250之每一末端處的一對調平閥1260,及緊固至歧管殼體1250之頂側的印刷電路板1241。如圖20中將更詳細地描述,歧管殼體1250包含複數個埠及通道以在供應貯槽1204、氣動迴路1210、1220及大氣之間建立連通。
在一些實例中,調平閥1260為旋轉閥、電磁閥及提昇閥中之一者,其中每一調平閥1260由系統控制器電子致動以經由殼體1250操縱氣流。每一調平閥1260經組態以選擇性地將空氣自空氣貯槽1204供應至車輛之與調平閥1260相關聯之側上的一或多個空氣彈簧1230,或將空氣自車輛之與調平閥1260相關聯之側上的一或多個空氣彈簧1230移除至大氣。類似於圖10及圖11中所描述之實例,系統控制器1240經組態以藉由致動閥1260來選擇性地將空氣供應至空氣管理系統1200之每一空氣彈簧1230或自每一空氣彈簧1230移除空氣。
圖20中進一步描述歧管殼體1250及調平閥1260之一個非限制性實例。類似於圖19中所描述之實例,歧管殼體1250包括以氣動方式連接至安置於車輛之第一側1210上之一或多個空氣彈簧1230的第一埠1251、以氣動方式連接至安置於車輛之第二側1220上之一或多個空氣彈簧1230的第二埠1252、經組態以將空氣排出至大氣中之排氣埠1257。圖20中所展示之例示性歧管殼體包括經組態以自空氣貯槽1204供應空氣之第一貯槽埠1258a及第二貯槽埠1258b,而非具有單一貯槽埠。歧管殼體1250進一步包含將第一貯槽埠1258A連接至第一埠1251之第一通道1253及將第二貯槽埠1258B連接至第二埠1252之第二通道1254。歧管殼體1250進一步包含連接至第一通道1253及第二通道1254兩者之排出通道1255。
在圖20中所展示之所說明實例中,調平閥1260包括連接至第一通道1253之第一調平閥1260A及連接至第二通道1254之第二調平閥1260B。在所說明實例中,每一調平閥1260A、1260B為三通閥,其包括安置於第一通道1253及第二通道1254中之一者與排出通道1255之間的相交點處之第一流閥1265A、第二流閥1265B及第三流閥1265C。在一個實例中,流閥1265A至1265C中之每一者為電磁閥,且各自經組態以在多個位置之間切換,從而選擇性地在供應貯槽1204及排氣埠1257中之任一者與安置於車輛之第一側1210及第二側1220上之一或多個空氣彈簧1030中之任一者之間建立氣動連通。
在一個實例中,第一流閥、第二流閥及第三流閥1265A至1265C經同步以在複數個模式下操作,使得每一調平閥1260A、1260B可選擇性地在供應貯槽1204或排氣埠1257中之任一者與安置於車輛之與調平閥相關聯之側上之一或多個空氣彈簧1230中之任一者之間建立氣動連通。複數個模式包括關閉模式,在關閉模式中,所有流閥1265A至1265C關閉,使得空氣不在供應貯槽1204或排氣埠1257中之任一者與空氣彈簧1230中之任一者之間轉移。
複數個模式包括充氣模式,在充氣模式中,將空氣供應至安置於車輛之與調平閥相關聯之側上的一或多個空氣彈簧1230。在充氣模式下,第一流閥1265A及第二流閥1265B切換至在各別通道1253、1254及各別貯槽埠1258A、1258B之間建立連通的位置,同時第三流閥1265C關閉。
複數個模式包括放氣模式,在放氣模式中,自安置於車輛之與調平閥相關聯之側上的一或多個空氣彈簧1230移除空氣。在放氣模式下,第一流閥1265A及第三流閥1265C切換至在各別通道1253、1254及排出通道1255之間建立連通之位置,同時第二流閥1265B關閉。
參考圖12,慣性感測器單元1272視情況安置於每一空氣彈簧1230之頂板1232上。慣性感測器單元1272可包括與圖17中所描述之態樣類型相同的感測器,其包括加速計、陀螺儀及磁力計。每一慣性感測器單元1272可將指示相對於車輛之一或多條軸線之加速度、角速度及磁力的信號傳輸至系統控制器1240。在一些實例中,慣性感測器單元1272接線至系統控制器1240,使得慣性感測器單元1272沿電纜傳輸信號。在一些實例中,慣性感測器單元1272將信號無線地傳輸至系統控制器1240。
圖13展示空氣管理系統1300,其包含供應空氣貯槽1304、安置於車輛之第一側1310上的一或多個空氣彈簧1330,及安置於車輛之第二側1320上的一或多個空氣彈簧1330。在一個實例中,空氣管理系統1300包括空氣壓縮機1305,其位於空氣貯槽1304內且經組態以產生氣壓,使得空氣貯槽1304可將空氣供應至第一空氣彈簧1310及第二空氣彈簧1320。在其他實例中,空氣管理系統1300包括安置於空氣貯槽1304外部且經由軟管連接至空氣貯槽1304之空氣壓縮機。類似於圖3A中所描述之實例,空氣管理系統1300包含系統控制器1340,系統控制器1340包含整體地附接至供應空氣貯槽1304之歧管殼體1350、安置於歧管殼體1350之每一末端處的一對閥1360,及緊固至歧管殼體1350之頂側的印刷電路板1341。類似於圖20中所描述之實例,歧管殼體1350包含複數個埠及通道以在供應貯槽1304、空氣彈簧1310、1320及大氣之間建立連通,且每一閥1360經組態以針對第一空氣彈簧1310及第二空氣彈簧1320中之每一者選擇性地自空氣貯槽1304供應空氣或將空氣移除至大氣。類似於圖12及圖18中所描述之實例,系統控制器1340經組態以藉由致動閥1360來選擇性地將空氣供應至空氣管理系統1300之每一空氣彈簧1330或自每一空氣彈簧1330移除空氣。
類似於圖11中所說明及本發明中描述之實例,圖13之空氣管理系統1300進一步包含高度感測器1370、安置於每一空氣彈簧1330之頂板1332中的第一比例控制感測器1380,及安置於歧管殼體1350中之第二比例控制感測器1382。因此,類似於圖11中所描述之實例,系統控制器1340可基於自高度感測器1370及比例控制感測器1380接收到之信號按比例控制空氣彈簧1330之高度。
參考圖13,慣性感測器單元1372視情況安置於每一空氣彈簧1330之頂板1332上。慣性感測器單元1372可包括與圖17中所描述之態樣類型相同的感測器,其包括加速計、陀螺儀及磁力計。每一慣性感測器單元1372可將指示相對於車輛之一或多條軸線之加速度、角速度及磁力的信號傳輸至系統控制器1340。在一些實例中,慣性感測器單元1372接線至系統控制器1340,使得慣性感測器單元1372沿電纜傳輸信號。在一些實例中,慣性感測器單元1372將信號無線地傳輸至系統控制器1340。
圖14展示空氣管理系統1400,其包含供應空氣貯槽1404、安置於車輛之第一側1410上的一或多個空氣彈簧1430,及安置於車輛之第二側1420上的一或多個空氣彈簧1430。在一個實例中,空氣管理系統1400包括空氣壓縮機1405,其位於空氣貯槽1404內且經組態以產生氣壓,使得空氣貯槽1404可將空氣供應至第一空氣彈簧1410及第二空氣彈簧1420。在其他實例中,空氣管理系統1400包括安置於空氣貯槽1404外部且經由軟管連接至空氣貯槽1404之空氣壓縮機。類似於圖10及圖11中所描述之實例,空氣管理系統1400進一步包含系統控制器1440,系統控制器1440包含整體地附接至供應空氣貯槽1404之歧管殼體1450、安置於歧管殼體1450中之閥單元1460,及緊固至歧管殼體1450之頂側的印刷電路板1441。類似於圖16中所描述之實例,歧管殼體1450包含複數個埠及通道以在供應貯槽1404、空氣彈簧1410、1420及大氣之間建立連通,且閥單元1460包含複數個閥,該複數個閥經組態以針對第一空氣彈簧1410及第二空氣彈簧1420中之每一者選擇性地自空氣貯槽1404供應空氣或將空氣移除至大氣。類似於圖10及圖18中所描述之實例,系統控制器1440經組態以藉由致動閥單元1460中之複數個閥來選擇性地將空氣供應至空氣管理系統1400之每一空氣彈簧1430或自每一空氣彈簧1430移除空氣。
如圖14中所展示,空氣管理系統1400包含安置於每一空氣彈簧1430之頂板1432中的高度感測器1470,其中高度感測器1470為經組態以監測其相關聯空氣彈簧1430之高度的線性電位計感測器。參考圖14,高度感測器1470包含線性轉軸1474,其沿高度感測器1470之相關聯空氣彈簧1430之高度延伸且經組態以在空氣彈簧1430膨脹或收縮時向上及向下移動。高度感測器1470進一步包含電連結至機械轉軸1472之刮刷器接觸件(未圖示),且刮刷器接觸件與轉軸1472之間的電阻值提供與空氣彈簧1430之高度成比例的電信號輸出。因此,系統控制器1440可基於自高度感測器1470接收到之信號控制空氣彈簧1430之高度。
參考圖14,慣性感測器單元1472視情況安置於每一空氣彈簧1430之頂板1432上。慣性感測器單元1472可包括與圖17中所描述之態樣類型相同的感測器,其包括加速計、陀螺儀及磁力計。每一慣性感測器單元1472可將指示相對於車輛之一或多條軸線之加速度、角速度及磁力的信號傳輸至系統控制器1440。在一些實例中,慣性感測器單元1472接線至系統控制器1440,使得慣性感測器單元1472沿電纜傳輸信號。在一些實例中,慣性感測器單元1472將信號無線地傳輸至系統控制器1440。
圖15展示空氣管理系統1500,其包含供應空氣貯槽1504、安置於車輛之第一側1510上的一或多個空氣彈簧1530,及安置於車輛之第二側1520上的一或多個空氣彈簧1530。在一個實例中,空氣管理系統1500包括空氣壓縮機1505,其位於空氣貯槽1504內且經組態以產生氣壓,使得空氣貯槽1504可將空氣供應至第一空氣彈簧1510及第二空氣彈簧1520。在其他實例中,空氣管理系統1500包括安置於空氣貯槽1504外部且經由軟管連接至空氣貯槽1504之空氣壓縮機。類似於圖12及圖13中所描述之實例,空氣管理系統1500包含系統控制器1540,系統控制器1540包含整體地附接至供應空氣貯槽1504之歧管殼體1550、安置於歧管殼體1550之每一末端處的一對閥1560,及緊固至歧管殼體1550之頂側的印刷電路板1541。類似於圖20中所描述之實例,歧管殼體1550包含複數個埠及通道以在供應貯槽1504、空氣彈簧1510、1520及大氣之間建立連通,且每一閥1560經組態以針對第一空氣彈簧1510及第二空氣彈簧1520中之每一者選擇性地自空氣貯槽1504供應空氣或將空氣移除至大氣。類似於圖12及圖18中所描述之實例,系統控制器1540經組態以藉由致動閥1560來選擇性地將空氣供應至空氣管理系統1500之每一空氣彈簧1530或自每一空氣彈簧1530移除空氣。
類似於圖14中所描述之實例,空氣管理系統1500包含安置於每一空氣彈簧1530之頂板1532中的高度感測器1570,其中高度感測器1570為經組態以監測其相關聯空氣彈簧1530之高度的線性電位計感測器。類似於圖14,高度感測器1570包含線性轉軸1574,其沿高度感測器1570之相關聯空氣彈簧1530之高度延伸且經組態以在空氣彈簧1530膨脹或收縮時向上及向下移動。因此,系統控制器1540可基於自高度感測器1570接收到之信號控制空氣彈簧1530之高度。
參考圖15,慣性感測器單元1572視情況安置於每一空氣彈簧1530之頂板1532上。慣性感測器單元1572可包括與圖17中所描述之態樣類型相同的感測器,其包括加速計、陀螺儀及磁力計。每一慣性感測器單元1572可將指示相對於車輛之一或多條軸線之加速度、角速度及磁力的信號傳輸至系統控制器1540。在一些實例中,慣性感測器單元1572接線至系統控制器1540,使得慣性感測器單元1572沿電纜傳輸信號。在一些實例中,慣性感測器單元1572將信號無線地傳輸至系統控制器1540。
圖16展示空氣管理系統1600,其包含供應空氣貯槽1604、安置於車輛之第一側1610上的一或多個空氣彈簧1630,及安置於車輛之第二側1620上的一或多個空氣彈簧1630。在一個實例中,空氣管理系統1600包括空氣壓縮機1605,其位於空氣貯槽1604內且經組態以產生氣壓,使得空氣貯槽1604可將空氣供應至第一空氣彈簧1610及第二空氣彈簧1620。在其他實例中,空氣管理系統1600包括安置於空氣貯槽1604外部且經由軟管連接至空氣貯槽1604之空氣壓縮機。空氣管理系統1600進一步包含安置於空氣貯槽1604內之系統控制器1640。系統控制器1640包含整體地附接至供應空氣貯槽1604之歧管殼體1650、安置於歧管殼體1650之每一末端處的一對調平閥1660,及緊固至歧管殼體1650之頂側的印刷電路板1641。類似於圖20中所描述之態樣,歧管殼體1650包含複數個埠及通道以在供應貯槽1604、車輛之每一側1610、1620上之空氣彈簧1630及大氣之間建立連通。每一調平閥1660經組態以選擇性地將空氣自空氣貯槽1604供應至安置於車輛之與調平閥1660相關聯之側上的一或多個空氣彈簧1630或將空氣自安置於車輛之與調平閥1660相關聯之側上的一或多個空氣彈簧1630移除至大氣。類似於圖10及圖11中所描述之實例,系統控制器1640經組態以藉由致動調平閥1660來選擇性地將空氣供應至空氣管理系統1600之每一空氣彈簧1630或自每一空氣彈簧1630移除空氣。
類似於上文所描述之實例,空氣管理系統1600包含安置於每一空氣彈簧1630之頂板1632中的高度感測器1670,其中高度感測器1670 (例如,超音波感測器、雷射感測器)經組態以監測其相關聯空氣彈簧1630之高度。因此,系統控制器1640可基於自高度感測器1670接收到之信號控制空氣彈簧1630之高度。類似於上文所描述之實例,空氣管理系統1600可進一步包含安置於每一空氣彈簧1630之頂板1632中的第一比例控制感測器(未圖示)及安置於歧管殼體1650中之第二比例控制感測器(未圖示),使得系統控制器可基於自比例控制感測器接收到之信號控制空氣彈簧1630之高度。
參考圖16,慣性感測器單元1672視情況安置於每一空氣彈簧1630之頂板1632上。慣性感測器單元1672可包括與圖17中所描述之態樣類型相同的感測器,其包括加速計、陀螺儀及磁力計。每一慣性感測器單元1672可將指示相對於車輛之一或多條軸線之加速度、角速度及磁力的信號傳輸至系統控制器1640。在一些實例中,慣性感測器單元1672接線至系統控制器1640,使得慣性感測器單元1672沿電纜傳輸信號。在一些實例中,慣性感測器單元1672將信號無線地傳輸至系統控制器1640。
在圖10至圖20中所描述之空氣管理系統之每一組態中,空氣管理系統可包括其他類型之感測器,諸如加速計、陀螺儀及磁力計,且基於自其他感測器(包括加速計、陀螺儀及磁力計)接收到之輸入判定每一空氣彈簧之所要氣壓或高度。在一個實例中,加速計包括經組態以量測車輛之加速度力的機電裝置。在一個實例中,陀螺儀包括經組態以量測車輛之旋轉運動(諸如,車輛之角速度)的裝置。因此,可使用來自加速計、陀螺儀及磁力計之輸入來計算動態車輛條件(例如,車輛之傾角、側傾條件、側向加速度等),且系統控制器可基於所計算之動態車輛條件判定每一空氣彈簧之所要氣壓或高度。
在圖10至圖20中所描述之空氣管理系統之每一組態中,系統控制器如同閉合迴路控制系統一般操作,以基於車輛之經監測操作條件將空氣彈簧之高度調整成所要高度。在操作中,系統控制器藉由通信介面接收來自一或多個感測器(諸如,高度感測器及比例控制感測器)之輸入,以判定每一空氣彈簧之高度及內部氣壓。系統控制器隨後藉由處理模組基於來自一或多個感測器之輸入判定每一空氣彈簧之所要氣壓。在判定每一空氣彈簧之所要氣壓時,系統控制器可考慮空氣管理系統之所有空氣彈簧之間的氣壓差,使得系統控制器可判定車輛俯仰及側傾速率。系統控制器藉由處理模組基於車輛側傾及俯仰速率判定調整每一空氣彈簧之內部氣壓所需的流動速率。在一個組態中,所計算之流動速率係基於空氣彈簧之高度回應於負載或位移(亦即,高度差速率)而改變的快速程度。基於空氣彈簧之高度差速率及內部壓力以及空氣管理系統之空氣彈簧的高度之間的差,系統控制器經組態以判定調整每一空氣彈簧以向車輛提供最佳穩定性及舒適度所需的所要氣壓及流動速率。在判定所要氣壓及流動速率之後,系統控制器經組態以藉由驅動器模組將命令傳輸至個別閥來控制自每一空氣彈簧排出或供應至每一空氣彈簧之空氣的流動速率。
在圖10至圖20中所展示之空氣管理系統之每一組態中,系統控制器經組態以在車輛之第一側與第二側之空氣彈簧之間的壓力差或高度差在預定臨限值內時,均衡車輛之第一側之至少一個空氣彈簧與車輛之第二側之至少一個空氣彈簧之間的氣壓。舉例而言,若系統控制器自高度感測器所傳輸之指示第一氣動迴路與第二氣動迴路之空氣彈簧之間的高度差在預定臨限值內的信號接收高度量測結果,則系統控制器將致動閥以均衡車輛之第一側之至少一個空氣彈簧與車輛之第二側之至少一個其他彈簧之間的氣壓。在圖10至圖20中所展示之空氣管理系統之每一組態中,系統控制器經組態以在車輛之第一側與第二側之空氣彈簧之間的壓力差或高度差大於預定臨限值時,將車輛之第一側之至少一個空氣彈簧之氣壓獨立地調整成第一氣壓且將車輛之第二側之至少一個空氣彈簧獨立地調整成第二氣壓。在一些實例中,第一氣壓不等於第二氣壓。系統控制器可基於自上文所描述之感測器接收到的量測信號判定車輛之每一側之空氣彈簧的壓力差或高度差。
在圖10至圖20中所展示之空氣管理系統之每一組態中,系統控制器可安置於供應貯槽之內部,使得印刷電路板、通道及閥位於供應貯槽內。在一個實例中,系統控制器可耦接至供應貯槽之內表面。在一個實例中,供應貯槽可包括安裝結構,諸如用以將系統控制器緊固於供應貯槽內之托架或軌道。因此,系統控制器可獨立地調整至每一空氣彈簧之氣流。
在圖1至圖20中所展示之空氣管理系統之每一組態中,控制單元或系統控制器可經組態以執行傾卸循環,使得空氣自空氣管理系統之每一空氣彈簧同時釋放。在圖1至圖4中所展示之每一空氣管理系統中,空氣管理系統可包括使用者介面單元,其以操作方式連結至控制單元或系統控制器,且經組態以將命令傳輸至系統控制器或控制單元以執行傾卸循環,使得空氣自所有空氣彈簧釋放。使用者介面單元可安置於車輛儀錶板中,或經組態為在顯示裝置(諸如智慧型電話或手持型電腦)上進行下載之應用程式。
根據各種實施例,圖21說明用於控制包含空氣管理系統之車輛之穩定性的方法2100,其中該空氣管理系統包含:供應貯槽;安置於車輛之第一側上之一或多個空氣彈簧,其與供應貯槽氣動連通;及安置於車輛之第二側上之一或多個空氣彈簧,其與供應貯槽氣動連通。
在各種實例中,方法2100包含步驟2110:由一或多個感測器監測安置於車輛之第一側及第二側中之每一者上之至少一個空氣彈簧之至少一個條件。
在各種實例中,方法2100包含步驟2120:由一或多個感測器傳輸指示安置於車輛之第一側及第二側中之每一者上之至少一個空氣彈簧之至少一個條件的至少一個信號。
在各種實例中,方法2100包含步驟2130:由處理模組接收指示安置於車輛之第一側及第二側中之每一者上之至少一個空氣彈簧之至少一個條件的至少一個信號。
在各種實例中,方法2100包含步驟2140:由處理模組至少基於接收到之信號偵測安置於車輛之第一側與第二側中之每一者上之至少一個空氣彈簧之間的高度差。
在各種實例中,方法2100包含步驟2150:由第一調平閥獨立地調整安置於車輛之第一側上之至少一個空氣彈簧的氣壓,使得第一調平閥將空氣自空氣供應貯槽供應至安置於車輛之第一側上之至少一個空氣彈簧或將空氣自安置於車輛之第一側上之至少一個空氣彈簧移除至大氣。
在各種實例中,方法2100包含步驟2160:由第二調平閥獨立地調整安置於車輛之第二側上之至少一個空氣彈簧的氣壓,使得第二調平閥將空氣自空氣供應貯槽供應至安置於車輛之第二側上之至少一個空氣彈簧或將空氣自安置於車輛之第二側上之至少一個空氣彈簧移除至大氣。
在各種實例中,方法2100包含步驟2170:當第一調平閥及第二調平閥兩者被設定成中立模式使得高度差在預定臨限值內從而使得第一調平閥及第二調平閥既不自空氣供應貯槽供應空氣亦不將空氣移除至大氣中時,由處理模組至少基於接收到之信號偵測安置於車輛之第一側及第二側中之每一者上之至少一個空氣彈簧之間的氣壓差。
在各種實例中,方法2100包含步驟2180:僅當第一調平閥及第二調平閥兩者被設定成中立模式使得高度差在預定臨限值內時,由第一調平閥及第二調平閥均衡安置於車輛之第一側及第二側中之每一者上之至少一個空氣彈簧之間的氣壓。
本文中所描述之空氣管理系統之所有組態可與任何類型的車輛、拖車或掛車合併,包括(但不限於)運動型多用途車輛、客運車輛、賽車、皮卡、傾卸卡車、貨運車輛、包括用於船隻、牛、馬、重型設備、牽引機、農業器具(例如,顆粒撒播器、肥料噴灑器及其他類型之噴灑器、給料器及撒播器)之拖車的任何類型之拖車、液體牽引車輛、帶檔板及無檔板液罐車、機械設備、拖曳設備、有軌車輛、陸軌兩用車輛、電車,及具有氣囊之任何其他類型之底盤,等等。
本文中所描述之空氣管理系統可在減少磨損及使磨損均勻兩個方面顯著增加輪胎壽命,即使輪胎不旋轉亦如此。在一個例示性態樣中,在安裝於未配備有本文中所描述之空氣管理系統的卡車上時平均壽命為100,000 km之卡車輪胎在安裝於配備有本文中所描述之空氣管理系統的相同卡車上時體驗到顯著減少之磨損。在某些態樣中,平均卡車輪胎壽命延長至少20%,且在一些情況下延長達至30%、40%、50%或更多。因而,實現了未預期且顯著的財務、時間(旋轉、改變、翻新及更換輪胎過程中浪費的時間減少)及環境節省,作為本發明之額外出人意料的發明優勢。
本文中所描述之空氣管理系統可顯著減少風切對高速行進之車輛,尤其對卡車拖車之不安全影響。風切使得以高速公路速度行駛的牽引拖車之卡車不穩定,且已造成此類拖車翻車,從而導致破壞性損傷及壽命損耗、貨物丟失及多車輛損毀。在一個例示性態樣中,配備有本文中所描述之空氣管理系統的拖車及休閒車輛可明顯較穩定,且在高速公路速度下對風切力具有抗性。因而,實現了未預期且顯著的安全性及舒適度優勢,作為本發明之額外出人意料的發明優勢。
本文中所描述之空氣管理系統可顯著減少道路噪音、振動及駕駛員、乘客之不適,以及動物貨,包括家畜、馬及其類似者。在一個例示性態樣中,道路噪音、振動及不適顯著減少,使得先前歸因於不適而每天僅能駕駛大型車輛數百哩之駕駛員能夠駕駛顯著較長的距離,此係因為疼痛、疼痛、不適及疲勞減少,此減少係自極明顯改良之行駛品質及穩定性達成。因而,實現了未預期且顯著的舒適度優勢,作為本發明之額外出人意料的發明優勢。
本文中所描述之空氣管理系統可顯著減少或甚至消除制動時的車輛猛衝。此等猛衝可能導致不安全條件,對駕駛員及乘客造成高度不適,且向眾多車輛組件施加增大之應力。藉由減少且在許多狀況下消除此猛衝,實現了未預期且顯著的安全性及舒適度優勢,作為本發明之額外出人意料的發明優勢。
本文中所描述之空氣管理系統可顯著增加牽引力,從而甚至在光滑條件下亦實現改良處置。在一個例示性態樣中,要求使用四輪驅動模式(當未配備有本文中所描述之空氣管理系統時)來行駛通過不平坦及/或光滑地形之卡車能夠以二輪驅動模式行駛通過相同地形而不損失牽引力及變得無法調動。因而,實現了未預期且顯著的安全性及實用優勢,作為本發明之額外出人意料的發明優勢。
本文中所描述之空氣管理系統可增強制動效能。在配備有電子穩定性系統(例如,任何電子穩定性控制(ESC),包括但不限於電子穩定性程式(ESP)、動態穩定性控制(DSC)、車輛穩定性控制(VSC)、自動牽引控制(ATC))之車輛中,已發現本文中所描述之空氣管理系統降低了此等電子系統應用制動之發生率,此係因為車輛保持處於水平且穩定的位置中,且藉此避免此等電子系統啟動,此可增強制動效能及壽命。本文中所描述之系統可完全與車輛電子穩定性系統及其他電子系統整合以便持續傳達道路及車輛條件以偵測動態駕駛條件、地面條件及周圍條件之態樣,從而在空氣管理系統內持續調整空氣,其他電子系統包括全球定位系統、安設於車輛上之照相機、光偵測及測距(LIDAR)感測器、接近度感測器、聲學感測器、超音波感測器,及/或聲納系統。
如本文所使用,術語「實質上」及「實質」係指相當大的程度或範圍。當結合(例如)事件、情況、特性或屬性使用時,術語可指事件、情況、特性或屬性正好出現的情況,以及事件、情況、特性或屬性近似出現的情況,諸如考慮本文中所描述之實例的典型容限位準或變化性。
如本文所使用,術語「約」在結合數值使用時應解譯為包括位於所述值之5%內的任何值。此外,關於值範圍引述術語約及大致應解譯為包括所述範圍之上限及下限。
如本文中所使用,術語「附接」、「連接」或「緊固」可解譯為包括彼此緊固在一起或不接觸彼此的兩個元件。
在隨附申請專利範圍中,術語「包括」用作各別術語「包含」之簡明英語等效物。術語「包含」及「包括」在本文中意欲為開放式,不僅包括所述元件,且亦進一步涵蓋任何額外元件。此外,在以下申請專利範圍中,術語「第一」、「第二」及「第三」等僅用作標示,且並不意欲對其對象施加數值要求。此外,以下申請專利範圍之侷限性不以手段附加功能(means-plus-function)格式寫入,且並不意欲基於35 U.S.C.§112第六段落進行解譯,除非且直至此等申請專利範圍侷限性明確地使用片語「用於...的構件」,繼之以不具有另外結構之功能之表述為止。
本發明之各種實施例包含以下項中之一或多者:
1. 一種用於調平在動態駕駛條件下操作之車輛的空氣管理系統,其包含:空氣供應貯槽;以操作方式連接至供應空氣貯槽之壓縮機;與該供應貯槽整合之系統控制器;安置於該車輛之第一側上之一或多個空氣彈簧,及以氣動方式連接安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧與該系統控制器之一或多個空氣管線;安置於該車輛之第二側上之一或多個空氣彈簧,及以氣動方式連接安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧與該系統控制器之一或多個空氣管線;安置於該車輛之第一側上之該一或多個空氣彈簧具有經組態以獨立地調整該車輛之第一側上之至少一個空氣彈簧之高度的第一調平閥;安置於該車輛之第二側上之該一或多個空氣彈簧具有經組態以獨立地調整該車輛之第二側上之至少一個空氣彈簧之高度的第二調平閥;且其中安置於該車輛之該第一側上之至少一個空氣彈簧及安置於該車輛之該第二側上之至少一個空氣彈簧包含經組態以監測其相關聯空氣彈簧之至少兩個條件且傳輸指示其相關聯空氣彈簧之該至少兩個條件之量測信號的一或多個感測器,其中該至少兩個條件包含其相關聯空氣彈簧之高度及其相關聯空氣彈簧之壓力,其中,該系統控制器經組態以(i)接收自每一空氣彈簧之該一或多個感測器傳輸之信號,(ii)至少基於自每一空氣彈簧之該一或多個感測器接收到之信號偵測安置於該車輛之該第一側上之至少一個空氣彈簧與安置於該車輛之該第二側上之至少一個空氣彈簧之間的高度差,(iii)獨立地調整安置於該車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧的氣壓,使得該第一調平閥將空氣自該空氣供應貯槽供應至安置於車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧或將空氣自安置於車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧移除至大氣,(iv)由第二調平閥獨立地調整安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧的氣壓,使得該第二調平閥將空氣自該空氣供應貯槽供應至安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧或將空氣自安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧移除至大氣,(v)當該第一調平閥及該第二調平閥兩者被設定成中立模式使得該高度差在預定臨限值內從而使得每一調平閥既不自該空氣供應貯槽供應空氣亦不將空氣移除至大氣中時,至少基於自每一空氣彈簧之該一或多個感測器接收到之信號偵測安置於該車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧與安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧之間的壓力差,及(vi)僅當該第一調平閥及該第二調平閥兩者被設定成中立模式使得該高度差在預定臨限值內時,均衡安置於車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧與安置於車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧之間的氣壓。
2. 如項目1之空氣管理系統,其中該一或多個感測器包含高度感測器,該高度感測器經組態以監測該空氣彈簧之高度且傳輸指示該空氣彈簧之高度的信號。
3. 如項目2之控制單元,其中該高度感測器為超音波感測器、雷射感測器、紅外線感測器、電磁波感測器或電位計。
4. 如項目1至3中任一項之控制單元,其中該一或多個感測器包含壓力感測器,該壓力感測器經組態以監測該空氣彈簧之內部氣壓且傳輸指示該空氣彈簧之內部氣壓的信號。
5. 如項目1至4中任一項之空氣管理系統,其中該系統控制器包含安置於該供應貯槽之外表面上的殼體。
6. 如項目1至5中任一項之空氣管理系統,其中該系統控制器包含安置於該供應貯槽內之殼體。
7. 如項目1至6中任一項之空氣管理系統,其中該系統控制器包含:連接至該等空氣管線中之一者的第一埠,該等空氣管線連接至安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧;連接至該等空氣管線中之一者的第二埠,該等空氣管線連接至安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧;經組態以將空氣排出至大氣中之排氣埠;及耦接至該供應貯槽之一或多個貯槽埠。
8. 如項目1至7中任一項之空氣管理系統,其中安置於該車輛之該第一側上之至少一個空氣彈簧及安置於該車輛之該第二側上之至少一個空氣彈簧包含比例控制感測器,該比例控制感測器經組態以監測其相關聯空氣彈簧之氣壓或流動速率且傳輸指示其相關聯空氣彈簧之氣壓的信號。
9. 如項目8之空氣管理系統,其中該系統控制器經組態以接收自每一比例控制感測器傳輸之該信號,且至少基於自該比例控制感測器接收到之信號判定空氣自該系統控制器行進至該等空氣彈簧中之一者的滯後時間。
10. 如項目1至9中任一項之空氣管理系統,其中該等空氣管線具有相等的長度及直徑。
11. 如項目1至10中任一項之空氣管理系統,其包含安置於該供應貯槽內之壓縮機。
12. 如項目1至11中任一項之空氣管理系統,其中該一或多個感測器包含慣性感測器單元,該慣性感測器單元包含加速計、陀螺儀及磁力計。
13. 如項目12之空氣管理系統,其中該加速計經組態以量測相對於該車輛之三條軸線的加速度;其中該陀螺儀經組態以量測相對於該車輛之三條軸線的角速度;且其中該磁力計經組態以量測相對於該車輛之三條軸線的磁力。
14. 如項目12之空氣管理系統,其中該一或多個感測器經組態以傳輸指示相對於該車輛之該三條軸線之經量測加速度、角速度及磁力的信號;其中該系統控制器經組態以接收自該慣性感測器單元傳輸之該信號且計算車輛偏轉、車輛俯仰及車輛側傾中之至少一者,且該系統控制器經組態以至少基於所計算之車輛偏轉、車輛俯仰及車輛側傾中之一者判定每一空氣彈簧之所要氣壓。
15. 一種用於控制在動態駕駛條件下操作之包含空氣管理系統之車輛之穩定性的方法,其中該空氣管理系統包含:供應貯槽;安置於該車輛之第一側上之一或多個空氣彈簧,其與該供應貯槽氣動連通;及安置於該車輛之第二側上之一或多個空氣彈簧,其與該供應貯槽氣動連通,該方法包含:(i)由一或多個感測器監測安置於該車輛之該第一側及該第二側中之每一者上之至少一個空氣彈簧之至少一個條件;(ii)由該一或多個感測器傳輸指示安置於該車輛之該第一側及該第二側中之每一者上之該至少一個空氣彈簧之該至少一個條件的至少一個信號;(iii)由處理模組接收指示安置於該車輛之該第一側及該第二側中之每一者上之該至少一個空氣彈簧之該至少一個條件的至少一個信號;(iv)由該處理模組至少基於接收到之信號偵測安置於該車輛之該第一側與該第二側中之每一者上之該至少一個空氣彈簧之間的高度差;(v)由第一調平閥獨立地調整安置於該車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧的氣壓,使得該第一調平閥將空氣自該空氣供應貯槽供應至安置於該車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧或將空氣自安置於該車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧移除至大氣;(vi)由第二調平閥獨立地調整安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧的氣壓,使得該第二調平閥將空氣自該空氣供應貯槽供應至安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧或將空氣自安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧移除至大氣;(vii)當該第一調平閥及該第二調平閥兩者被設定成中立模式使得該高度差在預定臨限值內從而使得第一調平閥及第二調平閥既不自該空氣供應貯槽供應空氣亦不將空氣移除至大氣中時,由該處理模組至少基於接收到之信號偵測安置於該車輛之該第一側及該第二側中之每一者上之至少一個空氣彈簧之間的氣壓差;及(viii)僅當該第一調平閥及該第二調平閥兩者被設定成該中立模式使得該高度差在該預定臨限值內時,由該第一調平閥及該第二調平閥均衡安置於車輛之該第一側及該第二側中之每一者上之該至少一個空氣彈簧之間的氣壓。
16. 如項目15之方法,其中該一或多個感測器包含高度感測器,該高度感測器經組態以監測該空氣彈簧之高度且傳輸指示該空氣彈簧之高度的信號。
17. 如項目16之方法,其中該高度感測器為超音波感測器、雷射感測器、紅外線感測器、電磁波感測器或電位計。
18. 如項目15至17中任一項之方法,其中該一或多個感測器包含壓力感測器,該壓力感測器經組態以監測該空氣彈簧之內部氣壓且傳輸指示該空氣彈簧之內部氣壓的信號。
19. 如項目15至18中任一項之方法,其中該系統控制器包含安置於該供應貯槽之外表面上的殼體。
20. 如項目15至19中任一項之方法,其中該系統控制器包含安置於該供應貯槽內之殼體。
21. 如項目15至20中任一項之方法,其包含安置於該供應貯槽內之壓縮機。
22. 一種用於調平在動態駕駛條件下操作之車輛的用於車輛之空氣管理系統,該空氣管理系統包含:供應貯槽;與該供應貯槽整合之系統控制器;安置於該車輛之第一側上之一或多個空氣彈簧,及以氣動方式連接安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧與該系統控制器之一或多個空氣管線;安置於該車輛之第二側上之一或多個空氣彈簧,及以氣動方式連接安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧與該系統控制器之一或多個空氣管線;且其中安置於該車輛之該第一側上之至少一個空氣彈簧及安置於該車輛之該第二側上之至少一個空氣彈簧包含經組態以監測其相關聯空氣彈簧之至少一個條件且傳輸指示其相關聯空氣彈簧之該至少一個條件之量測信號的一或多個感測器;其中該系統控制器經組態以:(i)接收自每一空氣彈簧之該一或多個感測器傳輸之信號,(ii)至少基於自每一空氣彈簧之該一或多個感測器接收到之信號計算安置於該車輛之該第一側與該第二側上之該等空氣彈簧之間的高度差或壓力差,及(iii)當所計算之高度差或壓力差在預定臨限值內時,藉由經由以氣動方式連接安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧的一或多個空氣管線將空氣供應至安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧,自安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧排出空氣,經由以氣動方式連接安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧的一或多個空氣管線將空氣供應至安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧,及/或自安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧排出空氣,來均衡安置於車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧與安置於車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧之間的氣壓。
23. 如項目22之空氣管理系統,其中該系統控制器經組態以在所計算之高度差大於預定臨限值時,將安置於車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧之氣壓獨立地調整成第一氣壓且將安置於車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧之氣壓獨立地調整成第二氣壓;其中該第一氣壓不等於該第二氣壓。
24. 如項目22或23中任一項之空氣管理系統,其中該一或多個感測器包含高度感測器,該高度感測器經組態以監測該空氣彈簧之高度且傳輸指示該空氣彈簧之高度的信號。
25. 如項目24之控制單元,其中該高度感測器為超音波感測器、雷射感測器、紅外線感測器、電磁波感測器或電位計。
26. 如項目22至25中任一項之控制單元,其中該一或多個感測器包含壓力感測器,該壓力感測器經組態以監測該空氣彈簧之內部氣壓且傳輸指示該空氣彈簧之內部氣壓的信號。
27. 如項目22至26中任一項之空氣管理系統,其中該系統控制器包含安置於該供應貯槽之外表面上的殼體。
28. 如項目22至27中任一項之空氣管理系統,其中該系統控制器包含安置於該供應貯槽內之殼體。
29. 如項目22至28中任一項之空氣管理系統,其中該系統控制器包含:連接至該等空氣管線中之一者的第一埠,該等空氣管線連接至安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧;連接至該等空氣管線中之一者的第二埠,該等空氣管線連接至安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧;經組態以將空氣排出至大氣中之排氣埠;及耦接至該供應貯槽之一或多個貯槽埠。
30. 如項目22至29中任一項之空氣管理系統,其中該系統控制器包含閥單元,該閥單元包含複數個流閥,該複數個流閥經組態以選擇性地將空氣自該空氣貯槽供應至安置於該車輛之該第一側及該第二側上之該一或多個空氣彈簧及自安置於該車輛之該第一側及該第二側上之該一或多個空氣彈簧移除空氣。
31. 如項目22至30中任一項之空氣管理系統,其中該系統控制器包含兩個調平閥,每一調平閥以操作方式與安置於該車輛之各別側上之該一或多個空氣彈簧相關聯。
32. 如項目22至31中任一項之空氣管理系統,其中安置於該車輛之該第一側上之至少一個空氣彈簧及安置於該車輛之該第二側上之至少一個空氣彈簧包含比例控制感測器,該比例控制感測器經組態以監測其相關聯空氣彈簧之氣壓或流動速率且傳輸指示其相關聯空氣彈簧之氣壓的信號。
33. 如項目32之空氣管理系統,其中該系統控制器經組態以接收自每一比例控制感測器傳輸之該信號,且至少基於自該比例控制感測器接收到之信號判定空氣自該系統控制器行進至該等空氣彈簧中之一者的滯後時間。
34. 如項目22至33中任一項之空氣管理系統,其中該等空氣管線具有相等的長度及直徑。
35. 如項目22至34中任一項之空氣管理系統,其包含安置於該供應貯槽內之壓縮機。
36. 如項目22至35中任一項之空氣管理系統,其中該一或多個感測器包含慣性感測器單元,該慣性感測器單元包含加速計、陀螺儀及磁力計。
37. 如項目36之空氣管理系統,其中該加速計經組態以量測相對於該車輛之三條軸線的加速度;其中該陀螺儀經組態以量測相對於該車輛之三條軸線的角速度;且其中該磁力計經組態以量測相對於該車輛之三條軸線的磁力。
38. 如項目36之空氣管理系統,其中該一或多個感測器經組態以傳輸指示相對於該車輛之該三條軸線之經量測加速度、角速度及磁力的信號;其中該系統控制器經組態以接收自該慣性感測器單元傳輸之該信號且計算車輛偏轉、車輛俯仰及車輛側傾中之至少一者,且該系統控制器經組態以至少基於所計算之車輛偏轉、車輛俯仰及車輛側傾中之一者判定每一空氣彈簧之所要氣壓。
39. 一種與用於車輛之空氣管理系統之空氣彈簧相關聯的控制單元,該控制單元包含:殼體,其經組態以安裝至該空氣彈簧之頂板,其中該殼體包含閥室;閥,其安置於該閥室中,其中該閥經組態以按複數個體積流率選擇性地自該空氣彈簧之腔室移除空氣或將空氣供應至該腔室;一或多個感測器,其經組態以監測該空氣彈簧之至少一個條件且產生指示該空氣彈簧之該至少一個條件的量測信號;通信介面,其經組態以將資料信號傳輸至與該空氣管理系統之第二空氣彈簧相關聯的第二控制單元且自該第二控制單元接收資料信號;及處理模組,其以操作方式連結至該閥、該一或多個感測器及該通信介面;其中該處理模組經組態以:(i)自其相關聯空氣彈簧之該一或多個感測器接收一或多個量測信號且自該第二空氣彈簧接收一或多個資料信號,(ii)至少基於接收到之一或多個量測信號及該一或多個資料信號計算該第一空氣彈簧與該第二空氣彈簧之間的高度差或壓力差,及(iii)當所計算之高度差或壓力差在預定臨限值內時,致動該閥以將該處理模組之相關聯空氣彈簧之氣壓設定成該第二空氣彈簧之氣壓。
40. 如項目39之控制單元,其中該殼體包含:入口埠,其經組態以自空氣源接收氣流;出口埠,其經組態以將空氣釋放至大氣;及遞送埠,其經組態以將空氣供應至該空氣彈簧之該腔室或自該腔室釋放空氣,其中該閥室由複數個通道連接至該入口埠、該出口埠及該遞送埠。
41. 如項目39或40中任一項之控制單元,其中該一或多個感測器包含高度感測器,該高度感測器經組態以監測該空氣彈簧之高度且產生指示該空氣彈簧之高度的信號。
42. 如項目41之控制單元,其中該高度感測器為超音波感測器、雷射感測器、紅外線感測器、電磁波感測器或電位計。
43. 如項目39至42中任一項之控制單元,其中該一或多個感測器包含壓力感測器,該壓力感測器經組態以監測該空氣彈簧之內部氣壓且產生指示該空氣彈簧之內部氣壓的信號。
44. 如項目39至43中任一項之控制單元,其中該閥室、該閥及該處理模組安裝於該頂板下方且安置於該空氣彈簧之該腔室中。
45. 如項目39至45中任一項之控制單元,其中該閥室、該閥及該處理模組安裝於該頂板上方且安置於該空氣彈簧之該腔室外部。
46. 如項目39至45中任一項之控制單元,其中該閥包含圓柱形歧管、安置於該歧管中且與該歧管之內表面滑動接合的閥部件,及以操作方式連結至該閥部件及該處理模組之電子致動器;其中該歧管包含沿該歧管之側表面安置的複數個開口,且該電子致動器經組態以致動該閥部件以沿該歧管之縱向軸線滑動,從而控制該複數個開口之曝露,使得以所要體積流率將空氣供應至該空氣彈簧或自該空氣彈簧移除空氣。
47. 一種用於控制在動態駕駛條件下操作之包含空氣管理系統之車輛之穩定性的方法,其中該空氣管理系統包含:供應貯槽;安置於該車輛之第一側上之一或多個空氣彈簧,其與該供應貯槽氣動連通;及安置於該車輛之第二側上之一或多個空氣彈簧,其與該供應貯槽氣動連通,該方法包含:(i)由一或多個感測器監測安置於車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧及安置於車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧之至少一個條件;(ii)由該一或多個感測器傳輸指示安置於該車輛之該第一側及該第二側上之該一或多個空氣彈簧之該至少一個條件的至少一個信號;(iii)由處理模組接收指示安置於該車輛之該第一側及該第二側上之該一或多個空氣彈簧之該至少一個條件的至少一個信號;(iv)由該處理模組至少基於接收到之信號計算安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧與安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧之間的高度差或壓力差;及(v)當所計算之差在預定臨限值內時,由該處理模組致動一或多個閥以均衡安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧與安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧之間的氣壓。
48. 如項目47之方法,其中該一或多個感測器包含高度感測器,該高度感測器經組態以監測該空氣彈簧之高度且傳輸指示該空氣彈簧之高度的信號。
49. 如項目48之方法,其中該高度感測器為超音波感測器、雷射感測器、紅外線感測器、電磁波感測器或電位計。
50. 如項目47至49中任一項之方法,其中該一或多個感測器包含壓力感測器,該壓力感測器經組態以監測該空氣彈簧之內部氣壓且傳輸指示該空氣彈簧之內部氣壓的信號。
51. 如項目47至50中任一項之方法,其中該系統控制器包含安置於該供應貯槽之外表面上的殼體。
52. 如項目47至51中任一項之方法,其中該系統控制器包含安置於該供應貯槽內之殼體。
53. 如項目47至52中任一項之方法,其包含安置於該供應貯槽內之壓縮機。
54. 如項目1至53中任一項之方法、系統及/或控制單元,其中在該車輛在動態駕駛條件下操作時,連續實施用於控制本發明之在動態駕駛條件下操作之車輛之穩定性的該方法之一或多個步驟,使得回應於改變駕駛條件而重複任何步驟一或多次。
55. 如項目1至54中任一項之方法、系統及/或控制單元,其中該空氣管理系統動態地接收及處理感測器資料,且傳輸命令以在該車輛在動態駕駛條件下操作時連續供應及排出空氣。
雖然已參考某些說明性實例相當詳細地描述且展示本發明之標的物,包括特徵之各種組合及子組合,但熟習此項技術者將易於理解如涵蓋於本發明之範疇內的其他態樣以及其變化及修改。此外,此等態樣、實例、組合及子組合之描述並不意欲傳遞所主張之標的物需要除申請專利範圍中明確敍述之彼等之外的特徵或特徵之組合。因此,本發明之範疇意欲包括涵蓋於以下隨附申請專利範圍之精神及範疇內的所有修改及變化。
100‧‧‧氣動空氣管理系統
102‧‧‧空氣源
104‧‧‧空氣供應貯槽
106‧‧‧空氣彈簧
108a‧‧‧軟管/供應管線
108b‧‧‧軟管/彈簧管線
110‧‧‧頂板
112‧‧‧底板
114‧‧‧伸縮壁
116‧‧‧配件
118‧‧‧排氣埠
120‧‧‧控制單元
121‧‧‧入口埠
122‧‧‧出口埠
124‧‧‧遞送埠
125‧‧‧閥室
126‧‧‧閥
128‧‧‧感測器
129‧‧‧通信介面
130‧‧‧處理模組
132‧‧‧有線引線
136‧‧‧通道
137‧‧‧通道
138‧‧‧通道
140‧‧‧殼體
180‧‧‧歧管
181‧‧‧第一開口
182‧‧‧第二開口
183‧‧‧第三開口
190‧‧‧節流元件
200‧‧‧氣動空氣管理系統
202‧‧‧空氣源
204‧‧‧空氣供應貯槽
206‧‧‧空氣彈簧
208a‧‧‧軟管
208b‧‧‧軟管/空氣彈簧管線
210‧‧‧頂板
212‧‧‧底板
214‧‧‧伸縮壁
216‧‧‧配件
218‧‧‧排氣埠
220‧‧‧控制單元
221‧‧‧入口埠
222‧‧‧出口埠
224‧‧‧遞送埠
225‧‧‧閥室
226‧‧‧閥
228‧‧‧感測器
229‧‧‧通信介面
230‧‧‧處理模組
240‧‧‧系統控制器/殼體
242‧‧‧處理模組
244‧‧‧記憶體
246‧‧‧通信介面
248‧‧‧匯流排
300‧‧‧氣動空氣管理系統
300'‧‧‧空氣管理系統
304‧‧‧空氣供應貯槽
306‧‧‧空氣彈簧
306'‧‧‧空氣彈簧
308‧‧‧軟管
310‧‧‧頂板
312‧‧‧底板
314‧‧‧伸縮壁
340‧‧‧系統控制器
340'‧‧‧ 系統控制器
342‧‧‧處理模組
344‧‧‧記憶體
345‧‧‧驅動器模組
346‧‧‧通信介面
348‧‧‧匯流排
350‧‧‧閥
350'‧‧‧ 閥
360‧‧‧高度感測器
372‧‧‧慣性感測器單元
406‧‧‧空氣彈簧
410‧‧‧頂板
412‧‧‧底板
414‧‧‧伸縮壁
420‧‧‧控制單元
440‧‧‧殼體
1000‧‧‧空氣管理系統
1004‧‧‧空氣貯槽/供應空氣貯槽/供應貯槽
1005‧‧‧空氣壓縮機
1010‧‧‧第一側/第一空氣彈簧/第一氣動迴路
1020‧‧‧第二側/第二空氣彈簧/第二氣動迴路
1030‧‧‧空氣彈簧
1032‧‧‧頂板
1040‧‧‧系統控制器
1041‧‧‧印刷電路板
1050‧‧‧歧管殼體
1051‧‧‧第一埠
1052‧‧‧出口埠
1053‧‧‧遞送埠/供應通道
1055‧‧‧排出通道
1056A‧‧‧第一流動通道
1056B‧‧‧第二流動通道
1057‧‧‧排氣埠
1058‧‧‧貯槽埠
1060‧‧‧閥單元
1065‧‧‧四通閥
1065A‧‧‧第一流閥
1065B‧‧‧第二流閥
1065C‧‧‧第三流閥
1065D‧‧‧第四流閥
1070‧‧‧高度感測器
1072‧‧‧慣性感測器單元
1100‧‧‧空氣管理系統
1104‧‧‧空氣貯槽/供應空氣貯槽/供應貯槽
1105‧‧‧空氣壓縮機
1110‧‧‧第一側/第一空氣彈簧
1120‧‧‧第二側/第二空氣彈簧
1130‧‧‧空氣彈簧
1132‧‧‧頂板
1140‧‧‧系統控制器
1141‧‧‧印刷電路板
1150‧‧‧歧管殼體
1160‧‧‧閥單元
1170‧‧‧高度感測器
1172‧‧‧慣性感測器單元
1180‧‧‧第一比例控制感測器
1182‧‧‧第二比例控制感測器
1200‧‧‧空氣管理系統
1204‧‧‧空氣貯槽/供應空氣貯槽/供應貯槽
1205‧‧‧空氣壓縮機
1210‧‧‧第一側/第一氣動迴路
1220‧‧‧第二側/第二氣動迴路
1230‧‧‧空氣彈簧
1232‧‧‧頂板
1240‧‧‧系統控制器
1241‧‧‧印刷電路板
1250‧‧‧歧管殼體
1251‧‧‧第一埠
1252‧‧‧第二埠
1253‧‧‧第一通道
1254‧‧‧第二通道
1255‧‧‧排出通道
1257‧‧‧排氣埠
1258A‧‧‧第一貯槽埠
1258B‧‧‧第二貯槽埠
1260‧‧‧調平閥
1260A‧‧‧第一調平閥
1260B‧‧‧第二調平閥
1265A‧‧‧第一流閥
1265B‧‧‧第二流閥
1265C‧‧‧第三流閥
1272‧‧‧慣性感測器單元
1300‧‧‧空氣管理系統
1304‧‧‧空氣貯槽/供應空氣貯槽/供應貯槽
1305‧‧‧空氣壓縮機
1310‧‧‧第一側/第一空氣彈簧
1320‧‧‧第二側/第二空氣彈簧
1330‧‧‧空氣彈簧
1332‧‧‧頂板
1340‧‧‧系統控制器
1341‧‧‧印刷電路板
1350‧‧‧歧管殼體
1360‧‧‧閥
1370‧‧‧高度感測器
1372‧‧‧慣性感測器單元
1380‧‧‧第一比例控制感測器
1382‧‧‧第二比例控制感測器
1400‧‧‧空氣管理系統
1404‧‧‧空氣貯槽/供應空氣貯槽/供應貯槽
1405‧‧‧空氣壓縮機
1410‧‧‧第一側/第一空氣彈簧
1420‧‧‧第二側/第二空氣彈簧
1430‧‧‧空氣彈簧
1432‧‧‧頂板
1440‧‧‧系統控制器
1441‧‧‧印刷電路板
1450‧‧‧歧管殼體
1460‧‧‧閥單元
1470‧‧‧高度感測器
1472‧‧‧機械轉軸/慣性感測器單元
1474‧‧‧線性轉軸
1500‧‧‧空氣管理系統
1504‧‧‧空氣貯槽/供應空氣貯槽/供應貯槽
1505‧‧‧空氣壓縮機
1510‧‧‧第一側/第一空氣彈簧
1520‧‧‧第二側/第二空氣彈簧
1530‧‧‧空氣彈簧
1532‧‧‧頂板
1540‧‧‧系統控制器
1541‧‧‧印刷電路板
1550‧‧‧歧管殼體
1560‧‧‧閥
1570‧‧‧高度感測器
1572‧‧‧慣性感測器單元
1574‧‧‧線性轉軸
1600‧‧‧空氣管理系統
1604‧‧‧空氣貯槽/供應空氣貯槽/供應貯槽
1605‧‧‧空氣壓縮機
1610‧‧‧第一側/第一空氣彈簧
1620‧‧‧第二側/第二空氣彈簧
1630‧‧‧空氣彈簧
1632‧‧‧頂板
1640‧‧‧系統控制器
1641‧‧‧印刷電路板
1650‧‧‧歧管殼體
1660‧‧‧調平閥
1670‧‧‧高度感測器
1672‧‧‧慣性感測器單元
1700‧‧‧慣性感測器單元
1702‧‧‧加速計
1704‧‧‧陀螺儀
1706‧‧‧磁力計
1710‧‧‧印刷電路板
1842‧‧‧處理模組
1844‧‧‧通信介面
1845‧‧‧驅動器模組
1846‧‧‧記憶體
1848‧‧‧匯流排
1860‧‧‧閥單元
2100‧‧‧方法
2110‧‧‧步驟
2120‧‧‧步驟
2130‧‧‧步驟
2140‧‧‧步驟
2150‧‧‧步驟
2160‧‧‧步驟
2170‧‧‧步驟
2180‧‧‧步驟
A‧‧‧線
併入本文中且形成說明書之一部分的附圖說明本發明之標的物之各種態樣。在該等圖式中,類似參考標號指示相同或功能上相似之元件。
圖1為根據本發明之空氣管理系統的示意圖。
圖2為根據本發明之空氣管理系統的示意圖。
圖3A為根據本發明之空氣管理系統的示意圖。
圖3B為根據本發明之空氣管理系統的示意圖。
圖4為根據本發明之空氣管理系統的示意圖。
圖5為根據本發明之控制單元的示意圖。
圖6為根據本發明之系統控制器的示意圖。
圖7為根據本發明之控制單元的示意圖。
圖8為根據本發明之系統控制器的示意圖。
圖9A為根據本發明之閥的示意圖。
圖9B為沿圖9A中之線A截取的根據本發明之閥的橫截面圖。
圖10為根據本發明之空氣管理系統的示意圖。
圖11為根據本發明之空氣管理系統的示意圖。
圖12為根據本發明之空氣管理系統的示意圖。
圖13為根據本發明之空氣管理系統的示意圖。
圖14為根據本發明之空氣管理系統的示意圖。
圖15為根據本發明之空氣管理系統的示意圖。
圖16為根據本發明之空氣管理系統的示意圖。
圖17為根據本發明之慣性感測器單元之示意圖。
圖18為根據本發明之系統控制器的示意圖。
圖19為根據本發明之歧管殼體的示意圖。
圖20為根據本發明之歧管殼體的示意圖。
圖21為根據本發明之用於控制車輛穩定性之方法的流程圖。

Claims (53)

  1. 一種用於調平在動態駕駛條件下操作之車輛的空氣管理系統,其包含: 空氣供應貯槽; 以操作方式連接至該供應空氣貯槽之壓縮機; 與該供應貯槽整合之系統控制器; 安置於該車輛之第一側上之一或多個空氣彈簧,及以氣動方式連接安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧與該系統控制器之一或多個空氣管線; 安置於該車輛之第二側上之一或多個空氣彈簧,及以氣動方式連接安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧與該系統控制器之一或多個空氣管線; 安置於該車輛之第一側上之該一或多個空氣彈簧具有經組態以獨立地調整該車輛之第一側上之至少一個空氣彈簧之高度的第一調平閥; 安置於該車輛之第二側上之該一或多個空氣彈簧具有經組態以獨立地調整該車輛之第二側上之至少一個空氣彈簧之高度的第二調平閥;且 其中安置於該車輛之該第一側上之至少一個空氣彈簧及安置於該車輛之該第二側上之至少一個空氣彈簧包含經組態以監測其相關聯空氣彈簧之至少兩個條件且傳輸指示其相關聯空氣彈簧之該至少兩個條件之量測信號的一或多個感測器, 其中該至少兩個條件包含其相關聯空氣彈簧之高度及其相關聯空氣彈簧之壓力, 其中,該系統控制器經組態以(i)接收自每一空氣彈簧之該一或多個感測器傳輸之信號,(ii)至少基於自每一空氣彈簧之該一或多個感測器接收到之信號偵測安置於該車輛之該第一側上之至少一個空氣彈簧與安置於該車輛之該第二側上之至少一個空氣彈簧之間的高度差,(iii)獨立地調整安置於該車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧的氣壓,使得該第一調平閥將空氣自該空氣供應貯槽供應至安置於車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧或將空氣自安置於車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧移除至大氣,(iv)由第二調平閥獨立地調整安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧的氣壓,使得該第二調平閥將空氣自該空氣供應貯槽供應至安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧或將空氣自安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧移除至大氣,(v)當該第一調平閥及該第二調平閥兩者被設定成中立模式使得該高度差在預定臨限值內從而使得每一調平閥既不自該空氣供應貯槽供應空氣亦不將空氣移除至大氣中時,至少基於自每一空氣彈簧之該一或多個感測器接收到之信號偵測安置於該車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧與安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧之間的壓力差,及(vi)僅當該第一調平閥及該第二調平閥兩者被設定成中立模式使得該高度差在預定臨限值內時,均衡安置於車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧與安置於車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧之間的氣壓。
  2. 如請求項1之空氣管理系統,其中該一或多個感測器包含高度感測器,該高度感測器經組態以監測該空氣彈簧之高度且傳輸指示該空氣彈簧之高度的信號。
  3. 如請求項2之控制單元,其中該高度感測器為超音波感測器、雷射感測器、紅外線感測器、電磁波感測器或電位計。
  4. 如請求項1之控制單元,其中該一或多個感測器包含壓力感測器,該壓力感測器經組態以監測該空氣彈簧之內部氣壓且傳輸指示該空氣彈簧之內部氣壓的信號。
  5. 如請求項1之空氣管理系統,其中該系統控制器包含安置於該供應貯槽之外表面上的殼體。
  6. 如請求項1之空氣管理系統,其中該系統控制器包含安置於該供應貯槽內之殼體。
  7. 如請求項1之空氣管理系統,其中該系統控制器包含:連接至該等空氣管線中之一者的第一埠,該等空氣管線連接至安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧;連接至該等空氣管線中之一者的第二埠,該等空氣管線連接至安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧;經組態以將空氣排出至大氣中之排氣埠;及耦接至該供應貯槽之一或多個貯槽埠。
  8. 如請求項1之空氣管理系統,其中安置於該車輛之該第一側上之至少一個空氣彈簧及安置於該車輛之該第二側上之至少一個空氣彈簧包含比例控制感測器,該比例控制感測器經組態以監測其相關聯空氣彈簧之氣壓或流動速率且傳輸指示其相關聯空氣彈簧之氣壓的信號。
  9. 如請求項8之空氣管理系統,其中該系統控制器經組態以接收自每一比例控制感測器傳輸之該信號,且至少基於自該比例控制感測器接收到之信號判定空氣自該系統控制器行進至該等空氣彈簧中之一者的滯後時間。
  10. 如請求項1之空氣管理系統,其中該等空氣管線具有相等的長度及直徑。
  11. 如請求項1之空氣管理系統,其包含安置於該供應貯槽內之壓縮機。
  12. 如請求項1之空氣管理系統,其中該一或多個感測器包含慣性感測器單元,該慣性感測器單元包含加速計、陀螺儀及磁力計。
  13. 如請求項12之空氣管理系統,其中該加速計經組態以量測相對於該車輛之三條軸線的加速度; 其中該陀螺儀經組態以量測相對於該車輛之三條軸線的角速度;且 其中該磁力計經組態以量測相對於該車輛之三條軸線的磁力。
  14. 如請求項12之空氣管理系統,其中該一或多個感測器經組態以傳輸指示相對於該車輛之該三條軸線之經量測加速度、角速度及磁力的信號; 其中該系統控制器經組態以接收自該慣性感測器單元傳輸之該信號且計算車輛偏轉、車輛俯仰及車輛側傾中之至少一者,且該系統控制器經組態以至少基於所計算之車輛偏轉、車輛俯仰及車輛側傾中之一者判定每一空氣彈簧之所要氣壓。
  15. 一種用於控制在動態駕駛條件下操作之包含空氣管理系統之車輛之穩定性的方法,其中該空氣管理系統包含:供應貯槽;安置於該車輛之第一側上之一或多個空氣彈簧,其與該供應貯槽氣動連通;及安置於該車輛之第二側上之一或多個空氣彈簧,其與該供應貯槽氣動連通,該方法包含: (i)由一或多個感測器監測安置於該車輛之該第一側及該第二側中之每一者上之至少一個空氣彈簧之至少一個條件; (ii)由該一或多個感測器傳輸指示安置於該車輛之該第一側及該第二側中之每一者上之該至少一個空氣彈簧之該至少一個條件的至少一個信號; (iii)由處理模組接收指示安置於該車輛之該第一側及該第二側中之每一者上之該至少一個空氣彈簧之該至少一個條件的至少一個信號; (iv)由該處理模組至少基於接收到之信號偵測安置於該車輛之該第一側與該第二側中之每一者上之該至少一個空氣彈簧之間的高度差; (v)由第一調平閥獨立地調整安置於該車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧的氣壓,使得該第一調平閥將空氣自該空氣供應貯槽供應至安置於該車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧或將空氣自安置於該車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧移除至大氣; (vi)由第二調平閥獨立地調整安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧的氣壓,使得該第二調平閥將空氣自該空氣供應貯槽供應至安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧或將空氣自安置於該車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧移除至大氣; (vii)當該第一調平閥及該第二調平閥兩者被設定成中立模式使得該高度差在預定臨限值內從而使得第一調平閥及第二調平閥既不自該空氣供應貯槽供應空氣亦不將空氣移除至大氣中時,由該處理模組至少基於接收到之信號偵測安置於該車輛之該第一側及該第二側中之每一者上之至少一個空氣彈簧之間的氣壓差;及 (viii)僅當該第一調平閥及該第二調平閥兩者被設定成該中立模式使得該高度差在該預定臨限值內時,由該第一調平閥及該第二調平閥均衡安置於車輛之該第一側及該第二側中之每一者上之該至少一個空氣彈簧之間的氣壓。
  16. 如請求項15之方法,其中該一或多個感測器包含高度感測器,該高度感測器經組態以監測該空氣彈簧之高度且傳輸指示該空氣彈簧之高度的信號。
  17. 如請求項16之方法,其中該高度感測器為超音波感測器、雷射感測器、紅外線感測器、電磁波感測器或電位計。
  18. 如請求項15之方法,其中該一或多個感測器包含壓力感測器,該壓力感測器經組態以監測該空氣彈簧之內部氣壓且傳輸指示該空氣彈簧之內部氣壓的信號。
  19. 如請求項15之方法,其中該系統控制器包含安置於該供應貯槽之外表面上的殼體。
  20. 如請求項15之方法,其中該系統控制器包含安置於該供應貯槽內之殼體。
  21. 如請求項15之方法,其包含安置於該供應貯槽內之壓縮機。
  22. 一種用於調平在動態駕駛條件下操作之車輛的用於車輛之空氣管理系統,該空氣管理系統包含: 供應貯槽; 與該供應貯槽整合之系統控制器; 安置於該車輛之第一側上之一或多個空氣彈簧,及以氣動方式連接安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧與該系統控制器之一或多個空氣管線; 安置於該車輛之第二側上之一或多個空氣彈簧,及以氣動方式連接安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧與該系統控制器之一或多個空氣管線;且 其中安置於該車輛之該第一側上之至少一個空氣彈簧及安置於該車輛之該第二側上之至少一個空氣彈簧包含經組態以監測其相關聯空氣彈簧之至少一個條件且傳輸指示其相關聯空氣彈簧之該至少一個條件之量測信號的一或多個感測器; 其中該系統控制器經組態以:(i)接收自每一空氣彈簧之該一或多個感測器傳輸之信號,(ii)至少基於自每一空氣彈簧之該一或多個感測器接收到之信號計算安置於該車輛之該第一側與該第二側上之該等空氣彈簧之間的高度差或壓力差,及(iii)當所計算之高度差或壓力差在預定臨限值內時,藉由經由以氣動方式連接安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧的一或多個空氣管線將空氣供應至安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧,自安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧排出空氣,經由以氣動方式連接安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧的一或多個空氣管線將空氣供應至安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧,及/或自安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧排出空氣,來均衡安置於車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧與安置於車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧之間的氣壓。
  23. 如請求項22之空氣管理系統,其中該系統控制器經組態以在所計算之高度差大於預定臨限值時,將安置於車輛之該第一側上之該至少一個空氣彈簧之氣壓獨立地調整成第一氣壓且將安置於車輛之該第二側上之該至少一個空氣彈簧之氣壓獨立地調整成第二氣壓; 其中該第一氣壓不等於該第二氣壓。
  24. 如請求項22之空氣管理系統,其中該一或多個感測器包含高度感測器,該高度感測器經組態以監測該空氣彈簧之高度且傳輸指示該空氣彈簧之高度的信號。
  25. 如請求項24之控制單元,其中該高度感測器為超音波感測器、雷射感測器、紅外線感測器、電磁波感測器或電位計。
  26. 如請求項22之控制單元,其中該一或多個感測器包含壓力感測器,該壓力感測器經組態以監測該空氣彈簧之內部氣壓且傳輸指示該空氣彈簧之內部氣壓的信號。
  27. 如請求項22之空氣管理系統,其中該系統控制器包含安置於該供應貯槽之外表面上的殼體。
  28. 如請求項22之空氣管理系統,其中該系統控制器包含安置於該供應貯槽內之殼體。
  29. 如請求項22之空氣管理系統,其中該系統控制器包含:連接至該等空氣管線中之一者的第一埠,該等空氣管線連接至安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧;連接至該等空氣管線中之一者的第二埠,該等空氣管線連接至安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧;經組態以將空氣排出至大氣中之排氣埠;及耦接至該供應貯槽之一或多個貯槽埠。
  30. 如請求項22之空氣管理系統,其中該系統控制器包含閥單元,該閥單元包含複數個流閥,該複數個流閥經組態以選擇性地將空氣自該空氣貯槽供應至安置於該車輛之該第一側及該第二側上之該一或多個空氣彈簧及自安置於該車輛之該第一側及該第二側上之該一或多個空氣彈簧移除空氣。
  31. 如請求項22之空氣管理系統,其中該系統控制器包含兩個調平閥,每一調平閥以操作方式與安置於該車輛之各別側上之該一或多個空氣彈簧相關聯。
  32. 如請求項22之空氣管理系統,其中安置於該車輛之該第一側上之至少一個空氣彈簧及安置於該車輛之該第二側上之至少一個空氣彈簧包含比例控制感測器,該比例控制感測器經組態以監測其相關聯空氣彈簧之氣壓或流動速率且傳輸指示其相關聯空氣彈簧之氣壓的信號。
  33. 如請求項32之空氣管理系統,其中該系統控制器經組態以接收自每一比例控制感測器傳輸之該信號,且至少基於自該比例控制感測器接收到之信號判定空氣自該系統控制器行進至該等空氣彈簧中之一者的滯後時間。
  34. 如請求項22之空氣管理系統,其中該等空氣管線具有相等的長度及直徑。
  35. 如請求項22之空氣管理系統,其包含安置於該供應貯槽內之壓縮機。
  36. 如請求項22之空氣管理系統,其中該一或多個感測器包含慣性感測器單元,該慣性感測器單元包含加速計、陀螺儀及磁力計。
  37. 如請求項36之空氣管理系統,其中該加速計經組態以量測相對於該車輛之三條軸線的加速度; 其中該陀螺儀經組態以量測相對於該車輛之三條軸線的角速度;且 其中該磁力計經組態以量測相對於該車輛之三條軸線的磁力。
  38. 如請求項36之空氣管理系統,其中該一或多個感測器經組態以傳輸指示相對於該車輛之該三條軸線之經量測加速度、角速度及磁力的信號; 其中該系統控制器經組態以接收自該慣性感測器單元傳輸之該信號且計算車輛偏轉、車輛俯仰及車輛側傾中之至少一者,且該系統控制器經組態以至少基於所計算之車輛偏轉、車輛俯仰及車輛側傾中之一者判定每一空氣彈簧之所要氣壓。
  39. 一種與用於車輛之空氣管理系統之空氣彈簧相關聯的控制單元,該控制單元包含: 殼體,其經組態以安裝至該空氣彈簧之頂板,其中該殼體包含閥室; 閥,其安置於該閥室中,其中該閥經組態以按複數個體積流率選擇性地自該空氣彈簧之腔室移除空氣或將空氣供應至該腔室; 一或多個感測器,其經組態以監測該空氣彈簧之至少一個條件且產生指示該空氣彈簧之該至少一個條件的量測信號; 通信介面,其經組態以將資料信號傳輸至與該空氣管理系統之第二空氣彈簧相關聯的第二控制單元且自該第二控制單元接收資料信號;及 處理模組,其以操作方式連結至該閥、該一或多個感測器及該通信介面; 其中該處理模組經組態以:(i)自其相關聯空氣彈簧之該一或多個感測器接收一或多個量測信號且自該第二空氣彈簧接收一或多個資料信號,(ii)至少基於接收到之一或多個量測信號及該一或多個資料信號計算該第一空氣彈簧與該第二空氣彈簧之間的高度差或壓力差,及(iii)當所計算之高度差或壓力差在預定臨限值內時,致動該閥以將該處理模組之相關聯空氣彈簧之氣壓設定成該第二空氣彈簧之氣壓。
  40. 如請求項39之控制單元,其中該殼體包含: 入口埠,其經組態以自空氣源接收氣流; 出口埠,其經組態以將空氣釋放至大氣;及 遞送埠,其經組態以將空氣供應至該空氣彈簧之該腔室或自該腔室釋放空氣, 其中該閥室由複數個通道連接至該入口埠、該出口埠及該遞送埠。
  41. 如請求項39之控制單元,其中該一或多個感測器包含高度感測器,該高度感測器經組態以監測該空氣彈簧之高度且產生指示該空氣彈簧之高度的信號。
  42. 如請求項41之控制單元,其中該高度感測器為超音波感測器、雷射感測器、紅外線感測器、電磁波感測器或電位計。
  43. 如請求項39之控制單元,其中該一或多個感測器包含壓力感測器,該壓力感測器經組態以監測該空氣彈簧之內部氣壓且產生指示該空氣彈簧之內部氣壓的信號。
  44. 如請求項39之控制單元,其中該閥室、該閥及該處理模組安裝於該頂板下方且安置於該空氣彈簧之該腔室中。
  45. 如請求項39之控制單元,其中該閥室、該閥及該處理模組安裝於該頂板上方且安置於該空氣彈簧之該腔室外部。
  46. 如請求項39之控制單元,其中該閥包含圓柱形歧管、安置於該歧管中且與該歧管之內表面滑動接合的閥部件,及以操作方式連結至該閥部件及該處理模組之電子致動器; 其中該歧管包含沿該歧管之側表面安置的複數個開口,且該電子致動器經組態以致動該閥部件以沿該歧管之縱向軸線滑動,從而控制該複數個開口之曝露,使得以所要體積流率將空氣供應至該空氣彈簧或自該空氣彈簧移除空氣。
  47. 一種用於控制在動態駕駛條件下操作之包含空氣管理系統之車輛之穩定性的方法,其中該空氣管理系統包含:供應貯槽;安置於該車輛之第一側上之一或多個空氣彈簧,其與該供應貯槽氣動連通;及安置於該車輛之第二側上之一或多個空氣彈簧,其與該供應貯槽氣動連通,該方法包含: (i)由一或多個感測器監測安置於車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧及安置於車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧之至少一個條件; (ii)由該一或多個感測器傳輸指示安置於該車輛之該第一側及該第二側上之該一或多個空氣彈簧之該至少一個條件的至少一個信號; (iii)由處理模組接收指示安置於該車輛之該第一側及該第二側上之該一或多個空氣彈簧之該至少一個條件的至少一個信號; (iv)由該處理模組至少基於接收到之信號計算安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧與安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧之間的高度差或壓力差;及 (v)當所計算之差在預定臨限值內時,由該處理模組致動一或多個閥以均衡安置於該車輛之該第一側上之該一或多個空氣彈簧與安置於該車輛之該第二側上之該一或多個空氣彈簧之間的氣壓。
  48. 如請求項47之方法,其中該一或多個感測器包含高度感測器,該高度感測器經組態以監測該空氣彈簧之高度且傳輸指示該空氣彈簧之高度的信號。
  49. 如請求項48之方法,其中該高度感測器為超音波感測器、雷射感測器、紅外線感測器、電磁波感測器或電位計。
  50. 如請求項47之方法,其中該一或多個感測器包含壓力感測器,該壓力感測器經組態以監測該空氣彈簧之內部氣壓且傳輸指示該空氣彈簧之內部氣壓的信號。
  51. 如請求項47之方法,其中該系統控制器包含安置於該供應貯槽之外表面上的殼體。
  52. 如請求項47之方法,其中該系統控制器包含安置於該供應貯槽內之殼體。
  53. 如請求項47之方法,其包含安置於該供應貯槽內之壓縮機。
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