特表2021-512012(P2021-512012A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ ベース エア マネジメント リミテッドの特許一覧

特表2021-512012空気管理システムのための制御ユニット
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2021-512012(P2021-512012A)
(43)【公表日】2021年5月13日
(54)【発明の名称】空気管理システムのための制御ユニット
(51)【国際特許分類】
   B60G 17/052 20060101AFI20210416BHJP
   B60G 17/015 20060101ALI20210416BHJP
【FI】
   B60G17/052
   B60G17/015 C
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】58
(21)【出願番号】特願2020-542305(P2020-542305)
(86)(22)【出願日】2018年10月8日
(85)【翻訳文提出日】2020年9月15日
(86)【国際出願番号】US2018054826
(87)【国際公開番号】WO2019152082
(87)【国際公開日】20190808
(31)【優先権主張番号】62/626,385
(32)【優先日】2018年2月5日
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】519445451
【氏名又は名称】ベース エア マネジメント リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000796
【氏名又は名称】特許業務法人三枝国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヴォーン マシュー
(72)【発明者】
【氏名】カラウェイ ジョセフ
(72)【発明者】
【氏名】ルイス デイビッド ブライアン
(72)【発明者】
【氏名】アランツ ジョージ
【テーマコード(参考)】
3D301
【Fターム(参考)】
3D301DA14
3D301DB27
3D301DB37
3D301DB39
3D301DB41
3D301EA67
3D301EB04
3D301EB34
(57)【要約】
動的な運転条件の下で作動される車両を平衡にするための空気管理システム(1200)であって、エア供給タンク(1204)と、供給タンク(1204)に組み込まれたシステムコントローラ(1240)と、車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング、及び、車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング(1230)をシステムコントローラ(1240)と空気を通すように接続する1つまたは複数のエアライン(1210)と、車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング(1230)、及び、車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング(1230)をシステムコントローラ(1240)に空気を通すように接続する1つまたは複数のエアライン(1220)と、を含む、空気管理システム(1200)。
【選択図】図12
【特許請求の範囲】
【請求項1】
動的な運転条件の下で作動される車両を平衡にする空気管理システムであって、
エア供給タンクと、
前記供給エアタンクに操作可能に接続されたコンプレッサと、
前記供給タンクに組み込まれたシステムコントローラと、
前記車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング、及び、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングを前記システムコントローラに、空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインと、
前記車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング、及び、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングを前記システムコントローラに、空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインと、
を備え、
前記車両の第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングが、前記車両の第1の側部の少なくとも1つのエアスプリングの高さを独立して調整するように構成された第1のレベリングバルブを有し、
前記車両の第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングが、前記車両の第2の側部の少なくとも1つのエアスプリングの高さを独立して調整するように構成された第2のレベリングバルブを有し、
前記車両の前記第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとが、その関連するエアスプリングの少なくとも2つの状況を監視し、その関連するエアスプリングの前記少なくとも2つの状況を示す測定信号を送信するように構成された、1つまたは複数のセンサを備え、
前記少なくとも2つの状況が、その関連するエアスプリングの高さと、その関連するエアスプリングの圧力とを含み、
前記システムコントローラが、(i)各エアスプリングの前記1つまたは複数のセンサから送信された前記信号を受信することと、(ii)前記車両の前記第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとの間の高さの差異を、各エアスプリングの前記1つまたは複数のセンサから前記受信された信号に少なくとも基づき、検出することと、(iii)前記第1のレベリングバルブが、前記エア供給タンクから、車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整することと、(iv)第2のレベリングバルブが、前記エア供給タンクから、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、前記第2のレベリングバルブにより、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整することと、(v)前記高さの差異が所定の閾値内にあるように、前記第1のレベリングバルブと前記第2のレベリングバルブとの両方がニュートラルモードにセットされており、各レベリングバルブが、前記エア供給タンクから空気を供給することも、大気に空気を除去することもしていない場合に、各エアスプリングの前記1つまたは複数のセンサから前記受信された信号に少なくとも基づき、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングとの間の圧力の差異を、検出することと、(vi)前記第1のレベリングバルブと前記第2のレベリングバルブとの両方が、ニュートラルモードに設定され、それにより、前記高さの差異が所定の閾値内にある場合にのみ、車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングと、車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングとの間で前記空気圧を均一にすることと、を行うように構成されている、前記空気管理システム。
【請求項2】
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記高さを監視し、前記エアスプリングの前記高さを示す信号を送信するように構成された高さセンサを備えている、請求項1に記載の空気管理システム。
【請求項3】
前記高さセンサが、超音波センサ、レーザーセンサ、赤外センサ、電磁波センサ、またはポテンショメータである、請求項2に記載の制御ユニット。
【請求項4】
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの内部の空気圧を監視し、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を示す信号を送信するように構成された圧力センサを備えている、請求項1に記載の制御ユニット。
【請求項5】
前記システムコントローラが、前記供給タンクの外側表面に配置されたハウジングを備えている、請求項1に記載の空気管理システム。
【請求項6】
前記システムコントローラが、前記供給タンク内に配置されたハウジングを備えている、請求項1に記載の空気管理システム。
【請求項7】
前記システムコントローラが、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに接続された前記エアラインの1つに接続された第1のポートと、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに接続された前記エアラインの1つに接続された第2のポートと、大気に空気を排出するように構成された排出ポートと、前記供給タンクに結合された1つまたは複数のタンクポートと、を備えている、請求項1に記載の空気管理システム。
【請求項8】
前記車両の前記第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとが、その関連するエアスプリングの前記空気圧、または、その関連するエアスプリングへの流量を監視し、その関連するエアスプリングの前記空気圧を示す信号を送信するように構成された、比例制御センサを備えている、請求項1に記載の空気管理システム。
【請求項9】
前記システムコントローラが、各比例制御センサから送信された前記信号を受信し、前記比例制御センサから前記受信された信号に少なくとも基づき、前記システムコントローラから前記エアスプリングの1つへ移動する空気に関するラグタイムを判定するように構成されている、請求項8に記載の空気管理システム。
【請求項10】
前記エアラインが、等しい長さ及び直径を有している、請求項1に記載の空気管理システム。
【請求項11】
前記供給タンク内に配置されたコンプレッサを備えている、請求項1に記載の空気管理システム。
【請求項12】
前記1つまたは複数のセンサが、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計を備えた慣性センサユニットを備えている、請求項1に記載の空気管理システム。
【請求項13】
前記加速度計が、前記車両の3つの軸に関して加速度を測定するように構成されており、
前記ジャイロスコープが、前記車両の3つの軸に関して角速度を測定するように構成されており、
前記磁気計が、前記車両の3つの軸に関して磁力を測定するように構成されている、請求項12に記載の空気管理システム。
【請求項14】
前記1つまたは複数のセンサが、前記車両の3つの軸に関する、測定された前記加速度、前記角速度、及び前記磁力を示す信号を送信するように構成されており、
前記システムコントローラが、前記慣性センサユニットから送信された前記信号を受信し、前記車両のヨー、前記車両のピッチ、及び前記車両のロールの少なくとも1つを計算するように構成されており、前記システムコントローラが、計算された前記車両のヨー、前記車両のピッチ、及び前記車両のロールの少なくも1つに基づき、各エアスプリングの所望の空気圧を判定するように構成されている、請求項12に記載の空気管理システム。
【請求項15】
空気管理システムを備えた、動的な運転条件下で動作する車両の安定性の制御方法であって、前記空気管理システムが、供給タンクと、前記供給タンクと空気連通している、前記車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、前記供給タンクと空気連通している、前記車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、を備えており、前記方法が、
(i)1つまたは複数のセンサにより、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部の各々に配置された少なくとも1つのエアスプリングの少なくとも1つの状況を監視することと、
(ii)前記1つまたは複数のセンサにより、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部の各々に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの前記少なくとも1つの状況を示す少なくとも1つの信号を送信することと、
(iii)プロセッシングモジュールにより、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部の各々に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの前記少なくとも1つの状況を示す少なくとも1つの信号を受信することと、
(iv)前記プロセッシングモジュールにより、少なくとも前記受信された信号に基づき、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部の各々に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの間の高さの差異を、検出することと、
(v)第1のレベリングバルブが、前記エア供給タンクから、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、前記第1のレベリングバルブにより、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整することと、
(vi)第2のレベリングバルブが、前記エア供給タンクから、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、前記第2のレベリングバルブにより、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整することと、
(vii)前記高さの差異が所定の閾値内にあるように、前記第1のレベリングバルブと前記第2のレベリングバルブとの両方がニュートラルモードに設定されており、前記第1のレベリングバルブと前記第2のレベリングバルブとが、前記エア供給タンクから空気を供給することも、大気に空気を除去することもしていない場合に、前記受信された信号に少なくとも基づき、前記車両の前記第1の側部と前記第2の側部との各々に配置された少なくとも1つのエアスプリング間の空気圧の差異を、前記プロセッシングモジュールによって検出することと、
(viii)前記第1のレベリングバルブと前記第2のレベリングバルブとの両方が、前記ニュートラルモードに設定され、それにより、前記高さの差異が、前記所定の閾値内にあるようになっている場合にのみ、前記第1のレベリングバルブ及び前記第2のレベリングバルブにより、車両の前記第1の側部と前記第2の側部との各々に配置された前記少なくとも1つのエアスプリング間の前記空気圧を均一にすることと、
を含む、前記制御方法。
【請求項16】
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記高さを監視し、前記エアスプリングの前記高さを示す信号を送信するように構成された高さセンサを備えている、請求項15に記載の方法。
【請求項17】
前記高さセンサが、超音波センサ、レーザーセンサ、赤外センサ、電磁波センサ、またはポテンショメータである、請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を監視し、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を示す信号を送信するように構成された圧力センサを備えている、請求項15に記載の方法。
【請求項19】
前記システムコントローラが、前記供給タンクの外側表面に配置されたハウジングを備えている、請求項15に記載の方法。
【請求項20】
前記システムコントローラが、前記供給タンク内に配置されたハウジングを備えている、請求項15に記載の方法。
【請求項21】
前記供給タンク内に配置されたコンプレッサを備えている、請求項15に記載の方法。
【請求項22】
動的な運転条件の下で作動される車両を平衡にするための、車両用の空気管理システムであって、前記空気管理システムが、
供給タンクと、
前記供給タンクに組み込まれたシステムコントローラと、
前記車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング、及び、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングを前記システムコントローラに空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインと、
前記車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング、及び、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングを前記システムコントローラに空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインと、を備え、
前記車両の前記第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとが、その関連するエアスプリングの少なくとも1つの状況を監視し、その関連するエアスプリングの前記少なくとも1つの状況を示す測定信号を送信するように構成された1つまたは複数のセンサを備えており、
前記システムコントローラが、(i)各エアスプリングの前記1つまたは複数のセンサから送信された前記信号を受信することと、(ii)各エアスプリングの前記1つまたは複数のセンサから前記受信された信号に少なくとも基づき、前記車両の前記第1の側部に配置された前記エアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された前記エアスプリングとの間の高さまたは圧力の差異を計算することと、(iii)前記計算された高さまたは圧力の差異が所定の閾値内にある場合に、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインを通して空気を供給すること、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングから空気をパージすること、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインを通して空気を供給すること、及び/または、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングから空気をパージすること、により、車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングと、車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングとの間の前記空気圧を均一にすることと、を行うように構成されている、前記空気管理システム。
【請求項23】
前記システムコントローラが、前記計算された高さの差異が所定の閾値より大である場合に、車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの前記空気圧を第1の空気圧に独立して調整し、車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの前記空気圧を第2の空気圧に独立して調整するように構成されており、
前記第1の空気圧が、前記第2の空気圧とは等しくない、請求項22に記載の空気管理システム。
【請求項24】
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記高さを監視し、前記エアスプリングの前記高さを示す信号を送信するように構成された高さセンサを備えている、請求項22に記載の空気管理システム。
【請求項25】
前記高さセンサが、超音波センサ、レーザーセンサ、赤外センサ、電磁波センサ、またはポテンショメータである、請求項24に記載の制御ユニット。
【請求項26】
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を監視し、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を示す信号を送信するように構成された圧力センサを備えている、請求項22に記載の制御ユニット。
【請求項27】
前記システムコントローラが、前記供給タンクの外側表面に配置されたハウジングを備えている、請求項22に記載の空気管理システム。
【請求項28】
前記システムコントローラが、前記供給タンク内に配置されたハウジングを備えている、請求項22に記載の空気管理システム。
【請求項29】
前記システムコントローラが、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに接続された前記エアラインの1つに接続された第1のポートと、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに接続された前記エアラインの1つに接続された第2のポートと、前記大気に空気を排出するように構成された排出ポートと、前記供給タンクに結合された1つまたは複数のタンクポートと、を備えている、請求項22に記載の空気管理システム。
【請求項30】
前記システムコントローラが、選択的に、前記エアタンクから、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに空気を供給し、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングから空気を除去するように構成された複数のフローバルブを備えたバルブユニットを備えている、請求項22に記載の空気管理システム。
【請求項31】
前記システムコントローラが2つのレベリングバルブを備え、各レベリングバルブが、前記車両のそれぞれの側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングと操作可能に関連している、請求項22に記載の空気管理システム。
【請求項32】
前記車両の前記第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとが、その関連するエアスプリングの前記空気圧、または、その関連するエアスプリングへの流量を監視し、その関連するエアスプリングの前記空気圧を示す信号を送信するように構成されている、比例制御センサを備えている、請求項22に記載の空気管理システム。
【請求項33】
前記システムコントローラが、各比例制御センサから送信された前記信号を受信し、前記比例制御センサから前記受信された信号に少なくとも基づき、前記システムコントローラから前記エアスプリングの1つへ移動する空気に関するラグタイムを判定するように構成されている、請求項32に記載の空気管理システム。
【請求項34】
前記エアラインが、等しい長さ及び直径を有している、請求項22に記載の空気管理システム。
【請求項35】
前記供給タンク内に配置されたコンプレッサを備えている、請求項22に記載の空気管理システム。
【請求項36】
前記1つまたは複数のセンサが、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計を備えた慣性センサユニットを備えている、請求項22に記載の空気管理システム。
【請求項37】
前記加速度計が、前記車両の3つの軸に関して加速度を測定するように構成されており、
前記ジャイロスコープが、前記車両の3つの軸に関して角速度を測定するように構成されており、
前記磁気計が、前記車両の3つの軸に関して磁力を測定するように構成されている、請求項36に記載の空気管理システム。
【請求項38】
前記1つまたは複数のセンサが、前記車両の前記3つの軸に関する、測定された前記加速度、前記角速度、及び前記磁力を示す信号を送信するように構成されており、
前記システムコントローラが、前記慣性センサユニットから送信された前記信号を受信し、車両のヨー、車両のピッチ、及び車両のロールの少なくとも1つを計算するように構成されており、前記システムコントローラが、計算された前記車両のヨー、前記車両のピッチ、及び前記車両のロールの少なくも1つに基づき、各エアスプリングの所望の空気圧を判定するように構成されている、請求項36に記載の空気管理システム。
【請求項39】
車両用の空気管理システムのエアスプリングと関連付けられた制御ユニットであって、前記制御ユニットが、
前記エアスプリングの頂部プレートに取り付けられるように構成されたハウジングであって、前記ハウジングがバルブチャンバを備えている、前記ハウジングと、
前記バルブチャンバ内に配置されたバルブであって、前記バルブが、選択的に、複数の体積流量で、前記エアスプリングのチャンバ内から空気を除去するか、前記エアスプリングのチャンバ内に空気を供給するように構成されている、前記バルブと、
前記エアスプリングの少なくとも1つの状況を監視し、前記エアスプリングの前記少なくとも1つの状況を示す測定信号を生成するように構成された1つまたは複数のセンサと、
前記空気管理システムの第2のエアスプリングと関連付けられた第2の制御ユニットへデータ信号を送信し、第2の制御ユニットからデータ信号を受信するように構成された、通信インターフェースと、
前記バルブ、前記1つまたは複数のセンサ、及び前記通信インターフェースに、操作可能に結合されたプロセッシングモジュールと、を備え、
前記プロセッシングモジュールが、(i)その関連するエアスプリングの前記1つまたは複数のセンサからの1つまたは複数の測定信号、及び、前記第2のエアスプリングからの1つまたは複数のデータ信号を受信することと、(ii)前記受信された1つまたは複数の測定信号及び前記1つまたは複数のデータ信号に少なくとも基づき、前記第1のエアスプリングと前記第2のエアスプリングとの間の高さ及び圧力の差異を計算することと、(iii)前記計算された高さまたは圧力の差異が、所定の閾値内にある場合に、その関連するエアスプリングの空気圧を、前記第2のエアスプリングの空気圧に設定するように、前記バルブを作動させることと、を行うように構成されている、前記制御ユニット。
【請求項40】
前記ハウジングが、
エアソースから空気流を受領するように構成された流入ポートと、
空気を大気に放出するように構成された流出ポートと、
前記エアスプリングの前記チャンバに空気を供給するか、前記チャンバから空気を放出するように構成された搬送ポートと、を備え、
前記バルブチャンバが、複数の通路により、前記流入ポート、前記流出ポート、及び前記搬送ポートに接続されている、請求項39に記載の制御ユニット。
【請求項41】
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記高さを監視し、前記エアスプリングの前記高さを示す信号を生成するように構成された高さセンサを備えている、請求項39に記載の制御ユニット。
【請求項42】
前記高さセンサが、超音波センサ、レーザーセンサ、赤外センサ、電磁波センサ、またはポテンショメータである、請求項41に記載の制御ユニット。
【請求項43】
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を監視し、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を示す信号を生成するように構成された圧力センサを備えている、請求項39に記載の制御ユニット。
【請求項44】
前記バルブチャンバ、前記バルブ、及び前記プロセッシングモジュールが、前記頂部プレートの下方に取り付けられるとともに、前記エアスプリングの前記チャンバ内に配置されている、請求項39に記載の制御ユニット。
【請求項45】
前記バルブチャンバ、前記バルブ、及び前記プロセッシングモジュールが、前記頂部プレートの上方に取り付けられるとともに、前記エアスプリングの前記チャンバ外に配置されている、請求項39に記載の制御ユニット。
【請求項46】
前記バルブが、筒形状のマニホルドと、前記マニホルド内に配置され、前記マニホルドの内側表面とスライドして係合するバルブ部材と、前記バルブ部材及び前記プロセッシングモジュールと操作可能に結合された電子アクチュエータと、を備え、
前記マニホルドが、前記マニホルドの側面に沿って配置された複数の開口を備え、前記電子アクチュエータが、空気が前記所望の体積流量で前記エアスプリングに供給されるか、前記エアスプリングから除去されるように、前記複数の開口の露出を制御するように、前記マニホルドの長手軸に沿ってスライドするように前記バルブ部材を作動させるように構成されている、請求項39に記載の制御ユニット。
【請求項47】
空気管理システムを備えた、動的な運転条件下で動作する車両の安定性の制御方法であって、前記空気管理システムが、供給タンクと、前記供給タンクと空気連通している、前記車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、前記供給タンクと空気連通している、前記車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、を備えており、前記方法が、
(i)1つまたは複数のセンサにより、車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリング、及び、車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングの少なくとも1つの状況を監視することと、
(ii)前記1つまたは複数のセンサにより、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングの前記少なくとも1つの状況を示す少なくとも1つの信号を送信することと、
(iii)プロセッシングモジュールにより、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングの前記少なくとも1つの状況を示す少なくとも1つの信号を受信することと、
(iv)前記プロセッシングモジュールにより、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングとの間の高さまたは圧力の差異を、前記受信した信号に少なくとも基づいて計算することと、
(v)前記計算された差異が所定の閾値内にある場合、前記プロセッシングモジュールにより、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングとの間の前記空気圧を均一にするように、1つまたは複数のバルブを作動させることと、を含む、前記制御方法。
【請求項48】
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記高さを監視し、前記エアスプリングの前記高さを示す信号を送信するように構成された高さセンサを備えている、請求項47に記載の方法。
【請求項49】
前記高さセンサが、超音波センサ、レーザーセンサ、赤外センサ、電磁波センサ、またはポテンショメータである、請求項48に記載の方法。
【請求項50】
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を監視し、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を示す信号を送信するように構成された圧力センサを備えている、請求項47に記載の方法。
【請求項51】
前記システムコントローラが、前記供給タンクの外側表面に配置されたハウジングを備えている、請求項47に記載の方法。
【請求項52】
前記システムコントローラが、前記供給タンク内に配置されたハウジングを備えている、請求項47に記載の方法。
【請求項53】
前記供給タンク内に配置されたコンプレッサを備えている、請求項47に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、車両用の空気管理システムに関し、特に、空気管理システムのエアスプリング内及びエアライン内の空気流を制御するための制御ユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
空気圧式サスペンションシステムが、車両の安定性、及び、より柔らかいライドを提供するために、通常は車両に設置されている。空気圧式サスペンションシステムは、典型的に、車両のシャシーを支持するために、車両のアクスルに設けられたエアバッグに空気を供給するエアタンクを含んでいる。エアタンクからの加圧空気は、所望のサスペンション特性を車両に提供するために、1つまたは複数のエアバッグに入れられるか、1つまたは複数のエアバッグから排出され得る。いくつかのタイプのデバイスが、エアバッグへの空気の搬送、及び、エアバッグからの空気の排出を制御するために使用されている。一実施例には、エアタンクとエアバッグとの間で流体連通している機械式レベリングバルブが含まれている。機械式レベリングバルブは、典型的に、車両のサスペンションの高さの変化に応じて移動するリンク装置を含んでいる。車両のサスペンションの高さが変化すると、リンク装置がバルブを作動させて、空気流がエアバッグアセンブリ内へ、及び、エアバッグアセンブリ外に移動することを可能にする。この方式で、そのような機械式リンク装置のバルブは、エアバッグアセンブリの高さの制御を可能にすることができる。
【0003】
しかし、そのような機械式レベリングバルブは、複数の問題及び/または欠点を有している。機械式レベリングバルブを使用することの問題の1つが、たとえば、道路からのデブリによって生じる場合があるものなど、リンク装置が頻繁に物理的な衝撃を受けることである。このことは、リンク装置が著しい損傷を受けるか、破損することに繋がり得、それにより、バルブが完全に作動している場合、バルブがもはや適切に作動しなくなる。さらに、車両のシャシーの下ではスペースが制限され、そのため、機械式レベリングバルブを、バルブを受領するための十分な空間が存在する場所に戦略的に配置する必要がある。
【0004】
機械式レベリングバルブの困難性を克服する試みの1つが、サスペンションシステム内に電子制御されるレベリングバルブを組み込むことである。このレベリングバルブは、エアスプリングの状況を判定するセンサに依存する。しかし、これらシステムは、追加のコストと、タイヤ周りの、車両下の過酷な環境に曝されるセンサの複雑さを被る場合がある。したがって、岩、雪、融雪用の塩、砂、泥、及びデブリが、センサを故障させるか、損傷させる場合がある。さらに、センサを車両に設置することには、特に、もともとセンサの設置のために設計されていない車両に関し、時間がかかる。
【0005】
したがって、本発明者は、車両下の環境から保護され、また、車両に容易に設置がされ得る、電子的に作動されるバルブを使用する空気管理システムを提供することの必要性が存在することを確認している。
【0006】
さらに、車両がターンを実行する場合、車両の重心は、車両の幅に沿って、そのターンの外側にシフトする。重量のシフトに起因して、ターンの外側に向いた車両の側部上のエアスプリングが収縮し始め、一方、ターンの方向に向いた車両の側部のエアスプリングは、伸長し始める。したがって、車両は、左右間で高さが不均一になる。それに応じて、車両の低くなっている側部のレベリングバルブの1つが、収縮したエアスプリングに空気を供給し、一方、車両の高くなっている側部における他方のレベリングバルブは、伸長したエアスプリングから空気を除去して、車両の高さを維持する。テストを通して、レベリングバルブが、車両の動的なウェイトシフトに応じて、しばしば、過剰に補償し、ここで、レベリングバルブから空気が供給されたエアスプリングが、レベリングバルブによってパージされたエアスプリングよりも大である空気圧を有する傾向にあることが、現在わかってきている。結果として、レベリングバルブが車両の高さを保つことを試みた後であっても、エアサスペンションシステムの2つの側部間に圧力差が存続する。車両の両側のエアスプリング間に圧力差が残っているとしても、レベリングバルブは、ニュートラルモード(たとえば、ロータリディスクが不感帯領域内に設定されている)に戻る。このニュートラルモードでは、車両の両側のエアスプリング間では空気が連通していない。エアスプリング間のこの圧力差に起因して、車両は、レベリングバルブが、車両のウェイトシフトに応じてエアスプリングの圧力を調整した後であっても、平らになっていないままである。
【0007】
したがって、本発明者は、既知の空気圧式サスペンションで発生する、永続的な圧力の不均衡の問題を解決し、それにより、車両が、均衡した空気圧、高さの平衡、及び乗車高さに戻され得るようになっている、空気管理システムに関する必要性が存在することを確認している。
【発明の概要】
【0008】
本開示は、車両用の空気管理システムを提供する。本空気管理システムは、供給タンクと、供給タンクに組み込まれたシステムコントローラと、車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングをシステムコントローラに空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインと、車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングをシステムコントローラに空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインと、を備えている。様々な実施例では、車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとが、エアスプリングの少なくとも1つの状況を監視し、エアスプリングの少なくとも1つの状況を示す測定信号を送信するように構成された、1つまたは複数のセンサを備えている。様々な実施例では、システムコントローラは、(i)各エアスプリングの1つまたは複数のセンサから送信された信号を受信することと、(ii)車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとの間の高さの差異を、各エアスプリングの1つまたは複数のセンサから受信された信号に少なくとも基づき、検出することと、(iii)第1のレベリングバルブが、エア供給タンクから、車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整することと、(iv)第2のレベリングバルブが、エア供給タンクから、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、第2のレベリングバルブにより、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整することと、(v)高さの差異が所定の閾値内にあるように、第1のレベリングバルブと第2のレベリングバルブとの両方がニュートラルモードに設定されており、それにより、各レベリングバルブが、エア供給タンクから空気を供給することも、大気に空気を除去することもしていない場合に、車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとの間の圧力の差異を、各エアスプリングの1つまたは複数のセンサから受信された信号に少なくとも基づき、検出することと、(vi)第1のレベリングバルブと第2のレベリングバルブとの両方が、ニュートラルモードに設定され、それにより、高さの差異が所定の閾値内にある場合にのみ、車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとの間の空気圧を均一にすることと、を行うように構成されている。
【0009】
本開示は、空気管理システムを備えた車両の安定性の制御方法であって、空気管理システムが、供給タンクと、供給タンクと空気連通している、車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、供給タンクと空気連通している、車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、を備えている、制御方法を提供する。本方法は、(i)1つまたは複数のセンサにより、車両の第1の側部及び第2の側部の各々に配置された少なくとも1つのエアスプリングの少なくとも1つの状況を監視することと、(ii)1つまたは複数のセンサにより、車両の第1の側部及び第2の側部の各々に配置された少なくとも1つのエアスプリングの少なくとも1つの状況を示す少なくとも1つの信号を送信することと、(iii)プロセッシングモジュールにより、車両の第1の側部及び第2の側部の各々に配置された少なくとも1つのエアスプリングの少なくとも1つの状況を示す少なくとも1つの信号を受信することと、(iv)プロセッシングモジュールにより、車両の第1の側部と第2の側部との各々に配置された少なくとも1つのエアスプリングの間の高さの差異を、少なくとも受信された信号に基づき、検出することと、(v)第1のレベリングバルブが、エア供給タンクから、車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、第1のレベリングバルブにより、車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整することと、(vi)第2のレベリングバルブが、エア供給タンクから、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、第2のレベリングバルブにより、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整することと、(vii)高さの差異が所定の閾値内にあるように、第1のレベリングバルブと第2のレベリングバルブとの両方がニュートラルモードに設定されており、それにより、第1のレベリングバルブと第2のレベリングバルブとが、エア供給タンクから空気を供給することも、大気に空気を除去することもしていない場合に、車両の第1の側部と第2の側部との各々に配置された少なくとも1つのエアスプリング間の空気圧の差異を、受信された信号に少なくとも基づき、プロセッシングモジュールによって検出することと、(viii)第1のレベリングバルブと第2のレベリングバルブとの両方が、ニュートラルモードに設定され、それにより、高さの差異が、所定の閾値内にあるようになっている場合にのみ、第1のレベリングバルブ及び第2のレベリングバルブにより、車両の第1の側部と第2の側部との各々に配置された少なくとも1つのエアスプリング間の空気圧を均一にすることと、を含む、制御方法を提供する。
【0010】
一構成では、システムコントローラは、計算された高さの差異が所定の閾値より大である場合に、車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を第1の空気圧に独立して調整し、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を第2の空気圧に独立して調整するように構成されており、第1の空気圧が、第2の空気圧とは異なっている。一構成では、1つまたは複数のセンサは、エアスプリングの高さを監視し、エアスプリングの高さを示す信号を送信するように構成された高さセンサを備えている。一構成では、高さセンサは、超音波センサ、レーザーセンサ、赤外センサ、電磁波センサ、またはポテンショメータである。一構成では、1つまたは複数のセンサは、エアスプリングの内部の空気圧を監視し、エアスプリングの内部の空気圧を示す信号を送信するように構成された圧力センサを備えている。
【0011】
一構成では、システムコントローラは、供給タンクの外側表面に配置されたハウジングを備えている。一構成では、システムコントローラは、供給タンク内に配置されたハウジングを備えている。一構成では、空気管理システムは、供給タンク内に配置されたコンプレッサをさらに備えている。
【0012】
一構成では、1つまたは複数のセンサは、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計を備えた慣性センサユニットを備えている。一構成では、加速度計は、車両の3つの軸に関して加速度を測定するように構成されており、ジャイロスコープは、車両の3つの軸に関して角速度を測定するように構成されており、磁気計は、車両の3つの軸に関して磁力を測定するように構成されている。一構成では、1つまたは複数のセンサは、車両の3つの軸に関する、測定された加速度、角速度、及び磁力を示す信号を送信するように構成されており、システムコントローラは、慣性センサユニットから送信された信号を受信し、車両のヨー、車両のピッチ、及び車両のロールの少なくとも1つを計算するように構成されており、システムコントローラは、計算された車両のヨー、車両のピッチ、及び車両のロールの少なくも1つに基づき、各エアスプリングの所望の空気圧を判定するように構成されている。
【0013】
本開示は、車両用の空気管理システムを提供する。空気管理システムは、供給タンクと、供給タンクに組み込まれたシステムコントローラと、車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングをシステムコントローラに空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインと、車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングをシステムコントローラに空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインと、を備えている。様々な実施例では、車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとが、エアスプリングの少なくとも1つの状況を監視し、エアスプリングの少なくとも1つの状況を示す測定信号を送信するように構成された、1つまたは複数のセンサを備えている。様々な実施例では、システムコントローラは、(i)各エアスプリングの1つまたは複数のセンサから送信された信号を受信することと、(ii)各エアスプリングの1つまたは複数のセンサから受信された信号に少なくとも基づき、車両の第1の側部に配置されたエアスプリングと、第2の側部に配置されたエアスプリングとの間の高さまたは圧力の差異を計算することと、(iii)計算された高さまたは圧力の差異が所定の閾値内にある場合に、車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとの間の空気圧を均一にすることと、を行うように構成されている。
【0014】
本開示は、車両用の空気管理システムのエアスプリングと関連付けられた制御ユニットを提供する。制御ユニットは、エアスプリングの頂部プレートに取り付けられるように構成されたハウジングであって、ハウジングがバルブチャンバを備えている、ハウジングと、バルブチャンバ内に配置されたバルブであって、バルブが、選択的に、複数の体積流量で、エアスプリングのチャンバ内から空気を除去するか、エアスプリングのチャンバ内に空気を供給するように構成されている、バルブと、エアスプリングの少なくとも1つの状況を監視し、エアスプリングの少なくとも1つの状況を示す測定信号を生成するように構成された1つまたは複数のセンサと、空気管理システムの第2のエアスプリングと関連付けられた第2の制御ユニットへデータ信号を送信し、第2の制御ユニットからデータ信号を受信するように構成された、通信インターフェースと、バルブ、1つまたは複数のセンサ、及び通信インターフェースに、操作可能に結合されたプロセッシングモジュールと、を備えている。様々な実施例では、プロセッシングモジュールは、(i)その関連するエアスプリングの1つまたは複数のセンサからの1つまたは複数の測定信号、及び、第2のエアスプリングからの1つまたは複数のデータ信号を受信することと、(ii)受信された1つまたは複数の測定信号及び1つまたは複数のデータ信号に少なくとも基づき、第1のエアスプリングと第2のエアスプリングとの間の高さ及び圧力の差異を計算することと、(iii)計算された高さまたは圧力の差異が、所定の閾値内にある場合に、その関連するエアスプリングの空気圧を、第2のエアスプリングの空気圧に設定するように、バルブを作動させることと、を行うように構成されている。
【0015】
本開示は、空気管理システムを備えた車両の安定性の制御方法であって、空気管理システムが、供給タンクと、供給タンクと空気連通している、車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、供給タンクと空気連通している、車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、を備えている、制御方法を提供する。本方法は、(i)1つまたは複数のセンサにより、車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング、及び、車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングの、少なくとも1つの状況を監視することと、(ii)1つまたは複数のセンサにより、車両の第1の側部及び第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングの少なくとも1つの状況を示す少なくとも1つの信号を送信することと、(iii)プロセッシングモジュールにより、車両の第1の側部及び第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングの少なくとも1つの状況を示す少なくとも1つの信号を受信することと、(iv)プロセッシングモジュールにより、車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングとの間の高さまたは圧力の差異を、受信した信号に少なくとも基づいて計算することと、(v)計算された差異が所定の閾値内にある場合に、プロセッシングモジュールにより、車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングとの間の空気圧を均一にするように、1つまたは複数のバルブを作動させることと、を含んでいる。
【0016】
一構成では、システムコントローラは、計算された高さの差異が所定の閾値より大である場合に、車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を第1の空気圧に独立して調整し、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を第2の空気圧に独立して調整するように構成されており、第1の空気圧が、第2の空気圧とは異なっている。一構成では、1つまたは複数のセンサは、エアスプリングの高さを監視し、エアスプリングの高さを示す信号を送信するように構成された高さセンサを含む場合がある。一態様では、高さセンサは、超音波センサ、レーザーセンサ、赤外センサ、電磁波センサ、またはポテンショメータである。一態様では、1つまたは複数のセンサは、エアスプリングの内部の空気圧を監視し、エアスプリングの内部の空気圧を示す信号を送信するように構成された圧力センサを備えている。
【0017】
一態様では、制御ユニットのハウジングは、エアソースから空気流を受領するように構成された流入ポートと、空気を大気に放出するように構成された流出ポートと、エアスプリングのチャンバに空気を供給するか、チャンバから空気を放出するように構成された搬送ポートと、を備えている場合があり、バルブチャンバが、複数の通路により、流入ポート、流出ポート、及び搬送ポートに接続されている。一構成では、1つまたは複数のセンサは、エアスプリングの高さを監視し、エアスプリングの高さを示す信号を生成するように構成された高さセンサを備えている場合がある。一構成では、高さセンサは、超音波センサ、赤外センサ、電磁波センサ、レーザーセンサ、またはポテンショメータである。一構成では、1つまたは複数のセンサは、エアスプリングの内部の空気圧を監視し、エアスプリングの内部の空気圧を示す信号を生成するように構成された圧力センサを備えている場合がある。
【0018】
一構成では、バルブチャンバ、バルブ、及びプロセッシングモジュールは、頂部プレートの下方に取り付けられるとともに、エアスプリングのチャンバ内に配置されている。一構成では、バルブチャンバ、バルブ、及びプロセッシングモジュールは、頂部プレートの上方に取り付けられるとともに、エアスプリングのチャンバ外に配置されている。
【0019】
一構成では、バルブは、筒形状のマニホルドと、マニホルド内に配置され、マニホルドの内側表面とスライドして係合するバルブ部材と、バルブ部材及びプロセッシングモジュールと操作可能に結合された電子アクチュエータと、を備えている。マニホルドは、マニホルドの側面に沿って配置された複数の開口を備えている場合があり、電子アクチュエータが、空気が所望の体積流量でエアスプリングに供給されるか、エアスプリングから除去されるように、複数の開口の露出を制御するように、バルブ部材を、マニホルドの長手軸に沿ってスライドするように作動させるように構成されている。
【0020】
本開示の主題の他の特性及び特徴、ならびに、操作の方法、構造及び部品の組合せの関連する要素の機能、ならびに、製造の節約性が、添付図面を参照しつつ、以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲を考慮することで、より明らかとなるであろう。図面すべては、本明細書の一部を形成し、同様の参照符号は、様々な図で対応する部分を示している。
【0021】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付図面は、本開示の主題の様々な態様を示している。図中、同様の参照符号は、同一であるか、機能的に類似の要素を示している。
【図面の簡単な説明】
【0022】
図1】本発明による、空気管理システムの概略図である。
図2】本発明による、空気管理システムの概略図である。
図3A】本発明による、空気管理システムの概略図である。
図3B】本発明による、空気管理システムの概略図である。
図4】本発明による、空気管理システムの概略図である。
図5】本発明による、制御ユニットの概略図である。
図6】本発明による、システムコントローラの概略図である。
図7】本発明による、制御ユニットの概略図である。
図8】本発明による、システムコントローラの概略図である。
図9A】本発明による、バルブの概略図である。
図9B図9AのラインAに沿って取られる、本発明による、バルブの断面図である。
図10】本開示による、空気管理システムの概略図である。
図11】本開示による、空気管理システムの概略図である。
図12】本開示による、空気管理システムの概略図である。
図13】本開示による、空気管理システムの概略図である。
図14】本開示による、空気管理システムの概略図である。
図15】本開示による、空気管理システムの概略図である。
図16】本開示による、空気管理システムの概略図である。
図17】本開示による、慣性センサユニットの概略図である。
図18】本開示による、システムコントローラの概略図である。
図19】本開示による、マニホルドハウジングの概略図である。
図20】本開示による、マニホルドハウジングの概略図である。
図21】本開示による、車両の安定性を制御するための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0023】
本開示の主題の態様が、様々な形態で実施される場合があるが、以下の詳細な説明、及び、添付図面は、これら形態のいくつかを、主題の特定の実施例として開示することのみを意図している。したがって、本開示の主題は、そのように記載及び図示された形態または態様に限定されることは意図されていない。
【0024】
本明細書で使用される場合、「exhaust(排出する)」、「purge(パージする)」、「release(開放する)」、または「remove(除去する)」との用語は、相互交換可能に使用されることが意図されており、エアスプリングのチャンバから空気を移動する動作に言及する。
【0025】
一実施例では、エアラインは、車両の両側のエアスプリング内の対称性を維持するために、等しい容量の空気を供給するために設けられている。各エアラインは、実質的に同じ(たとえば、±10%か、±5%か、±2%か、±1%内)か、等しい直径及び/または長さである。各供給ラインは、実質的に同じ(たとえば、±10%か、±5%か、±2%か、±1%内)か、等しい直径及び/または長さである。
【0026】
図1は、参照符号100によって示されている、本明細書に開示される、車両用の空気管理システムの構成を示している。空気管理システム100は、エアソース(たとえば、コンプレッサ)102と、エア供給タンク104と、複数のエアスプリング106と、コンプレッサ及びエアスプリングをエア供給タンクに接続する一連のホース108aから108bと、を含んでいる。エアソース102は、エア供給タンク104への加圧空気流を発生させるための、任意の適切な構成要素またはデバイスを含む場合がある。一連のホース108aから108bには、エアソース102からエア供給タンク104に延びる供給ライン108aと、複数のスプリングライン108bと、が含まれている。この複数のスプリングライン108bでは、各スプリングライン108bが、エア供給タンク104から、それぞれのエアスプリング106に延びている。空気管理システム100は、加圧空気流をエアソース102からエアスプリング106に選択的に供給するように構成されている。
【0027】
図1を参照すると、各エアスプリング106は、車両のシャシー(図示せず)のフレームに固定されるように構成された頂部プレート110と、車両用アクスル(図示せず)に固定されるように構成されたベースプレート112と、頂部プレート110からベースプレート112に延びるベローズ壁114と、を備えている。ベローズ壁114の第1の端部は、頂部プレート110に密封するように取り付けられており、ベローズ壁114の第2の端部は、ベースプレート112に密封するように取り付けられており、それにより、頂部プレート110の内側表面と、ベースプレート112の内側表面と、ベローズ壁114の内側表面との間にシールされたチャンバを形成している。本明細書で使用される場合、「チャンバ」との用語は、1つまたは複数のチャンバを含む場合がある。一実施例では、ベローズ壁114は、ゴムなどの弾性材料を備えており、それにより、ベローズ壁114が、エアスプリングの負荷及び移動に応じて、収縮及び膨張される場合がある。本明細書の文脈では、弾性材料は、力を印加することによって弾性的に変形される場合があり、また、力が解放されると、その以前の形状または構成に実質的に戻る材料に言及する。エアスプリング106は、頂部プレート110内に配置され、頂部プレート110の第1の表面から離れるように突出するフィッティング116を備えている。フィッティング116は、空気がエアスプリング106のチャンバ内に入り得るように、エアスプリングライン108bに接続されるように構成されており、それにより、エアスプリング106の空気圧を増大させる。エアスプリング106は、頂部プレート110に配置され、頂部プレート110の頂部表面から離れるように突出する空気排出ポート118を備えている。空気排出ポート118は、エアスプリング106のチャンバから大気に空気を放出するように構成されており、それにより、エアスプリング106の空気圧を低減する。
【0028】
図1に示すように、制御ユニット120は、エアスプリング106のチャンバ内に配置されており、また、頂部プレート110の第1の表面とは反対側の、頂部プレート110の第2の表面に取り付けられたハウジング140を備えている。エアスプリング106のチャンバ内に配置されることにより、制御ユニット120は、外部の環境に曝されず、それにより、デブリ、または荒れた気候条件によって生じる損傷から保護される。制御ユニット120は、制御ユニット120によって監視された1つまたは複数の動作条件に基づいて判定された、所望の高さに、エアスプリング106の高さを調整するように構成されている。制御ユニット120は、その関連するエアスプリング106の所望の高さの判定において、空気管理システム100の他のエアスプリング106の状況を考慮する場合があるが、制御ユニット120は、空気管理システム100の他の制御ユニット120とは独立して、その関連するエアスプリング106の高さを調整する。最終的に、エアスプリング106を所望の高さに調整することにより、制御ユニット120は、車両のロールの安定性及びライド品質を維持する。エアスプリング106は、エアスプリング106が完全に上下動するか、完全に跳ね返ることを防止するために、バンプストップまたは制限ストラップなどの他の構成要素を含む場合がある。
【0029】
図1及び図5を参照すると、制御ユニット120は、ハウジング140の第1の表面に沿って配置された流入ポート121と、ハウジング140の第1の表面に沿って配置された流出ポート122と、ハウジング140の第2の表面に沿って配置された搬送ポート124と、を備えている。制御ユニット120は、バルブチャンバ125と、搬送ポート124、流入ポート121、及び流出ポート122をこのバルブチャンバ125に接続する複数の通路136、137、及び138とを備えている。流入ポート121は、フィッティング116に接続するように構成されており、それにより、エア供給タンク104と制御ユニット120との間に空気連通を確立している。流出ポート122は、排出ポート118に接続するように構成されており、それにより、大気と制御ユニット120との間に空気連通を確立している。搬送ポート124は、バルブチャンバ125と、エアスプリング106のチャンバとの間に空気連通を確立するように構成されており、それにより、空気がエアスプリング106のチャンバに供給され得るか、空気がエアスプリング106のチャンバから放出され得るようになっている。
【0030】
図5に示すように、制御ユニット120は、エアスプリング106のチャンバへの空気の供給、及び、エアスプリング106のチャンバからの空気の排出を選択的に制御するために、バルブチャンバ125に配置されたバルブ126を備えている。バルブ126は、空気がエアスプリング106のチャンバから放出される第1の状態と、空気がエアスプリング106のチャンバ内に供給される第2の状態と、エアスプリング106のチャンバが空気圧で絶縁され、それにより、空気が、エアスプリング106のチャンバに供給されることも、エアスプリング106のチャンバから放出されることもないようになっている、第3の状態と、を含む、複数の状態間で切り替わるように構成されている。第1の状態では、バルブ126は、流入ポート121と搬送ポート124との間に空気連通を確立している。第2の状態では、バルブ126は、流出ポート122と搬送ポート124との間に空気連通を確立している。第3の状態では、バルブ126は、流入ポート121及び流出ポート122から空気連通を遮断している。
【0031】
バルブ126は、複数の流量でエアスプリング106のチャンバ内へ、またはチャンバから外への空気の流れを選択的に制御するように、2方向、3方向、または様々な位置のバルブなどの、任意の適切な形態または構成を取る場合がある。一実施例では、バルブ126は、電子的に作動されるゲートバルブである。別の実施例では、バルブ126は、バルブチャンバ内に配置された回転部材と、この回転部材と操作可能に結合した電子アクチュエータとを備えている。一構成では、電子アクチュエータは、ステッパモータである。回転部材は、流入ポートと搬送ポートとの間で空気連通を確立する第1の位置と、流出ポートと搬送ポートとの間で空気連通を確立する第2の位置と、搬送ポートと流入ポート及び流出ポートとの間の空気連通を閉鎖する第3の位置と、を含む、複数の位置間で回転するように構成されている。電子アクチュエータ(たとえば、ステッパモータ)は、出力源からエネルギを受領し、複数の位置間で回転部材の移動を作動させるように構成されている。いくつかの構成では、回転部材は、第1の位置、第2の位置、及び第3の位置において、複数の通路に選択的に重なるように構成された複数の穴を備えたディスクであり、ステッパモータは、ディスクに回転可能に結合されたシャフトを含んでいる。いくつかの構成では、ステッパモータは、回転部材の、複数の位置への移動を作動させるように構成されており、それにより、チャンバ内に空気を供給するか、チャンバから空気を除去するための体積流量が、回転部材のそれぞれの位置の各々において、変化し得るようになっている。したがって、ステッパモータは、第1の割合で、空気がエアスプリング106のチャンバに供給するかチャンバから除去される第1の位置への回転部材の移動を作動させる場合があり、また、ステッパモータは、第1の割合より大きいまたは小さい第2の割合で、空気がエアスプリング106のチャンバに供給されるか、チャンバから除去される第2の位置への回転部材の移動を作動させる場合がある。
【0032】
別の実施例では、バルブ126は、バルブチャンバ125内に受領されたプランジャと、プランジャに操作可能に接続されたソレノイドとを含む場合がある。プランジャは、バルブチャンバ内を、流入ポートと搬送ポートとの間で空気連通を確立する第1の位置と、流出ポートと搬送ポートとの間で空気連通を確立する第2の位置と、搬送ポートと流入ポート及び流出ポートとの間で空気連通を閉鎖する第3の位置と、を含む、複数の位置間でスライドするように構成されている。ソレノイドは、出力源からエネルギを受領し、複数の位置間でプランジャの移動を作動させるように構成されている。いくつかの構成では、ソレノイドは、プランジャの、複数の位置への移動を作動させるように構成されており、それにより、チャンバに空気を供給するか、チャンバから空気を除去するための体積流量が、プランジャのそれぞれの位置の各々において、変化し得るようになっている。
【0033】
図9A及び図9Bに示すような別の実施例では、バルブ126は、円筒形状のマニホルド180と、このマニホルド180内に伸縮可能に受領されるスロットル要素190とを含む場合があり、それにより、スロットル要素190が、マニホルド180の内側表面とスライドして係合するようになっている。マニホルド180は、マニホルドの表面に沿って配置された、複数の開口を含んでいる。複数の開口181から183には、マニホルド180の第1の端部の近位に配置された第1の開口181、マニホルド180の第2の端部の近位に配置された第2の開口182、第1の開口181と第2の開口182との間に配置されるとともに、第1の開口181及び第2の開口182に対し、マニホルド180の反対側に配置された第3の開口183が含まれている。第1の開口181は、流入ポート121と直接空気連通している。第2の開口182は、流出ポート122と直接空気連通している。第3の開口183は、搬送ポート124と直接空気連通している。一構成では、スロットル要素190は、電気信号を受信し、電気信号の受信に応じて、マニホルド180の長手軸に沿ってスライドするように構成されている。マニホルド180の長手軸に沿ってスライドすることにより、スロットル要素190は、第1の開口、第2の開口、及び第3の開口の露出を制御するように構成されており、それにより、バルブ126が、選択的に、エアスプリングへの空気の供給、または、エアスプリングからの空気の除去を行うように構成されるようになっている。スロットル要素190の変位は、制御ユニット120を通る空気流の量をさらに制御する。バルブ126は、マニホルドの長手軸に沿って、スロットル要素の移動を引き起こすように構成された電子アクチュエータを含む場合がある。別の構成(図示せず)では、スロットル要素は、電気信号の受信に応じて、マニホルドの長手軸周りに回転するように構成されている。マニホルドの長手軸周りに回転することにより、マニホルドは、第1の開口、第2の開口、及び第3の開口の露出を制御するように構成されており、それにより、バルブ126が、選択的に、エアスプリングのチャンバへの空気の供給、または、チャンバからの空気の除去を行うように構成されるようになっている。バルブ126は、マニホルド内のスロットル要素の回転を引き起こす電子アクチュエータを含む場合がある。
【0034】
制御ユニット120は、1つまたは複数のセンサ128と、通信インターフェース129と、1つまたは複数のセンサ128及び通信インターフェース129に操作可能に結合されたプロセッシングモジュール130と、を備えている。いくつかの構成では、制御ユニット120は、1つまたは複数のセンサ、通信インターフェース、及びプロセッシングモジュールに作動電力を供給するために、制御ユニット120のハウジング140に組み込まれているか、制御ユニット120のハウジング140の外部にある、再充電可能なバッテリ及び/または超コンデンサなどの出力源(図示せず)を備えている場合がある。出力源は、再充電電流を受領するために、車両の電力供給源に操作可能に結合されている場合がある。
【0035】
1つまたは複数のセンサ128は、車両、または、空気管理システムの構成要素のいずれかの状況を検知するための、任意の適切な構成またはデバイスである場合がある。一実施例では、1つまたは複数のセンサ128は、エアスプリング106の負荷及び移動に応じて、頂部プレートとベースプレートとが、互いに向かって、及び、互いから離れるように移動する際に、頂部プレート110とベースプレート112との間の軸方向の距離を継続的に監視するように構成された高さセンサを含んでいる。高さセンサは、頂部プレート110とベースプレート112との間の軸方向の距離などの、エアスプリング106に関連する高さまたは距離を示す信号を生成するように構成されている。一構成では、高さセンサは、超音波センサである場合があり、このセンサは、超音波を発し、ベースプレート112から反射された波を検出し、検出された波に基づき、頂部プレート110とベースプレート112との間の軸方向の距離を判定する。別の構成では、高さセンサは、レーザーまたは赤外センサである場合があり、このセンサは、トランスミッタによって光を発し、反射された光をレシーバによって受領し、レシーバに反射された光放射の量に基づき、頂部プレートとベースプレートとの間の軸方向の距離を判定する。高さセンサは、ポテンショメータ、線形位置変換器、または電磁波センサなどの、エアスプリング106の高さを監視するための任意の他の適切なタイプまたは構成である場合がある。1つまたは複数のセンサは、エアスプリング106の内部の空気圧を継続的に監視し、エアスプリング106の内部の空気圧を示す信号を生成するように構成された圧力センサを含む場合がある。一構成では、圧力センサは、圧力変換器である。1つまたは複数のセンサは、エアスプリング106のチャンバの温度を継続的に監視するように構成された温度センサを含む場合がある。
【0036】
図17を参照すると、一実施例では、1つまたは複数のセンサ128は、PCB1710に組み込まれた加速度計1702、ジャイロスコープ1704、及び磁気計1706を備えた慣性センサユニット1700を含む場合がある。一実施例では、加速度計1702は、2つ以上の固定プレート(図示せず)と、車両に作用する力または車両のモーションに応じて、固定プレート間で往復運動するように構成された往復部材(図示せず)とを備えており、それにより、固定プレート間の静電容量が、往復部材の変位に基づいて変化する。加速度計1702は、固定プレート間の静電容量の変化を検出し、静電容量の変化を加速度の値と相関させることにより、車両の軸に関する加速度を測定するように構成されている。一実施例では、ジャイロスコープ1704は、少なくとも2つの固定プレート(図示せず)と、車両に作用する力または車両のモーションに応じて移動するように構成された振動部材(図示せず)とを備えており、それにより、固定プレート間の静電容量が、振動部材の垂直方向の変位に基づいて変化する。ジャイロスコープは、固定プレート間の静電容量の変化を検出し、静電容量の変化を角速度と相関させることにより、車両の軸に関する角速度を測定するように構成されている。一実施例では、磁気計1706は、導電プレート(図示せず)と、この導電プレートの2つの側部間の電圧を検出するように構成されたメータ(図示せず)と、を備えたホール効果センサである。磁気計1706は、検出された電圧に基づき、車両の軸に関する、磁力を測定するように構成されている。
【0037】
一実施例では、加速度計1702は、車両の3つの軸に関し、加速度を測定するように構成されており、ジャイロスコープ1704は、車両の3つの軸に沿って角速度を測定するように構成されている。磁気計1706は、車両の3つの軸に沿って磁力を測定するように構成されている。一実施例では、加速度計1702、ジャイロスコープ1704、及び磁気計1706は、慣性センサユニット1700が、車両の9つの軸に沿っての測定値を検出し、測定値を示す信号をプロセッシングモジュール130に送信するように、同期される。
【0038】
通信インターフェース129は、空気管理システム100及び/または他の車両オペレーティングシステムの、他のエアスプリング106のプロセッシングモジュール130及び制御ユニットへ、プロセッシングモジュール130及び制御ユニットから、ならびに、プロセッシングモジュール130と制御ユニットとの間の、アナログ信号またはデジタル信号のリレーのための、任意の適切なデバイスまたは構成要素である場合がある。図1に示す例示的構成では、エアスプリング106は、制御ユニット120を、空気管理システム100及び他の車両オペレーティングシステムの他のエアスプリング106の制御ユニットに接続する複数のリード132を含んでいる。他の車両オペレーティングシステムは、コントローラエリアネットワーク、ロールスタビリティコントロール(RSC)、エレクトロニックスタビリティコントロール(ESC)、アンチロックブレーキシステム(ABS)、オートマチックトラクションコントロール(ATC)、ポジティブトラクションコントロール(PTC)、オートマチックエマージェンシーブレーキング(AEB)、エレクトロニックブレーキングシステム(EBS)、衝突回避システムなどである。通信インターフェース129は、有線接続されたリード132から受信される任意の信号を受信し、これら信号をプロセッシングモジュール130にリレーするように構成されている。通信インターフェース129は、プロセッシングモジュール130によって生成された任意の信号を受信し、これら信号を、有線接続されたリード132を越えて、空気管理システム及び他の車両オペレーティングシステムの他のエアスプリングの制御ユニットに送信するように構成されている。したがって、各エアスプリング106に関する制御ユニット120は、空気管理システム100の他のエアスプリング106の制御ユニットと電気通信している場合があり、それにより、制御ユニットは、他のシステム構成要素を通って信号をリレーすることなく、データまたはコマンドを、他のエアスプリングの制御ユニットに直接送信し得るか、他のエアスプリングの制御ユニットから直接受信し得るようになっている。
【0039】
制御ユニットのプロセッシングモジュール130は、1つまたは複数のセンサ及び通信インターフェースから入力信号を受信するため、ならびに、受信した入力信号に基づき、エアスプリング106の高さを所望の高さに調整するように、コマンドを出力するための、任意の適切なデバイスまたは構成要素である場合がある。プロセッシングモジュール130は、1つまたは複数のプロセッサ、中央処理ユニット、特定用途向け集積回路、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、またはマイクロコンピュータを備えている場合がある。プロセッシングモジュール130は、制御ユニットの動作のための制御戦略及び数学的表現を実施する、すべての必要なソフトウェアを貯蔵するために、リードオンリメモリなどのメモリをさらに備えている場合がある。プロセッシングモジュール130は、振動子と、プロセッシングモジュール130が制御ユニットの動作を制御することを可能にするクロック信号を生成するためのクロック回路とを備えている場合がある。プロセッシングモジュール130は、バルブに動作可能に結合された、ドライビング回路などのドライバモジュールを備えている場合があり、それにより、プロセッシングモジュールが選択的にバルブを作動させ得るようになっている。プロセッシングモジュール130は、ドライバモジュールに信号を送信して、パルス幅変調またはヒットアンドホールド駆動による方式など、任意の適切な方式で、バルブを作動させる場合がある。たとえば、プロセッシングモジュール130は、ドライバモジュールから、バルブの電子アクチュエータに送信される電子信号を変調させることにより、バルブの回転を変化させる場合がある。プロセッシングモジュール130は、1つまたは複数のセンサによって生成された信号を受信するためのセンサインターフェースを含む場合がある。プロセッシングモジュール130は、センサインターフェースに結合されたアナログ−デジタルコンバータを備えている場合があり、それにより、1つまたは複数のセンサから受信されたアナログ信号が、デジタル信号に変換され得るようになっている。次いで、デジタル信号は、プロセッシングモジュール130によって処理されて、スプリングの高さまたは内部の空気圧などの、エアスプリング106の1つまたは複数の状況を判定する。したがって、プロセッシングモジュール130は、エアスプリング106に関する所望の空気圧を計算するために、必要な入力すべてを受信し、エアスプリング106の空気圧を変更するために必要な空気流量を判定し、制御ユニット120のバルブ126に、空気の供給またはパージに関するコマンドを搬送するように構成されている。
【0040】
制御ユニット120は、エアスプリング106の高さ及び空気圧を、車両の監視されている動作条件に基づき、所望の高さ及び圧力に調整するように、閉ループの制御システムとして動作する。車両の監視されている作動条件には、制御ユニットの1つまたは複数のセンサによって生成された測定信号と、車両の他のオペレーティングシステムから受信された信号とが含まれる場合がある。監視されている動作条件は、制御ユニット120のプロセッシングモジュール130への一定のフィードバックとして使用され、それにより、車両が動的状態で作動する間、制御ユニット120が、その関連するエアスプリング106の高さ及び空気圧を継続的に調整し得るようになっている。したがって、制御ユニット120は、エアスプリング106の高さ及び空気圧を調整して、向上された操作、増大されたトラクション、良好なターンのハンドリング、向上されたブレーキング、及び、向上された加速など、車両の動的制御を向上させる場合がある。開示の空気管理システムを使用することで、ドライバの疲労を著しく低減し、車両の乗員への物理的負担を低減し、また、転倒及びジャックナイフ現象のリスクの低減など、安全性を向上させることが可能である。
【0041】
動作中は、プロセッシングモジュール130は、高さセンサ及び圧力センサなどの、1つまたは複数のセンサ120からの入力を受信して、エアスプリング106の高さ、及び、内部の空気圧を判定する。プロセッシングモジュール130は、エアスプリング106のスプリングの高さ及び内部の空気圧を示す信号を、空気管理システム100の他のエアスプリング106の制御ユニット120に送信するように、通信インターフェース129にコマンドを送る。それと引き替えに、通信インターフェース129は、他のエアスプリング106の制御ユニット120からのデータ信号を受信し、これらデータ信号をプロセッシングモジュール130への入力としてリレーする場合がある。プロセッシングモジュール130は、次いで、その関連するエアスプリング106に関する所望の空気圧を、1つまたは複数のセンサ128からの入力、及び、空気管理システム100の他のエアスプリング106から受信されたデータ信号に基づいて、判定する。その関連するエアスプリング106に関する、所望の空気圧の判定において、プロセッシングモジュール130は、空気管理システムのすべてのエアスプリング106間の空気圧の差異を考慮する場合があり、それにより、プロセッシングモジュール130が、車両のピッチ及びロールの割合を判定する場合があるようになっている。プロセッシングモジュール130は、車両のロール及びピッチの割合に基づき、エアスプリング106の内部の空気圧を調整するために必要な流量を判定する。
【0042】
一構成では、計算された流量は、エアスプリング106の高さが、負荷または変位(すなわち、高さの差異の割合)に応じて、どれだけの速さで変化しているかに基づいている。エアスプリング106の高さの差異の割合、及び、内部の圧力、ならびに、空気管理システム100の各エアスプリング106の高さ間の差異に基づき、プロセッシングモジュール130は、車両に関する最適な安定性及び快適性を提供するように、エアスプリング106を調整するために必要な所望の空気圧及び流量を判定するように構成されている。所望の空気圧及び流量を判定した後は、プロセッサは、その関連するエアスプリング106から排出されるか、エアスプリング106に供給される空気の流量を制御するように構成されている。各制御ユニット120が、その関連するエアスプリング106に関する所望の空気圧を、少なくとも部分的に他のエアスプリング106のスプリングの高さに基づいて判定する場合があるが、各制御ユニット120は、空気管理システムの他の制御ユニット120とは独立して作用する。換言すると、制御ユニット120は、空気管理システム100の他のエアスプリング106の空気圧及び高さに影響することなく、その関連するエアスプリング106の空気圧及び高さを調整し得る。したがって、空気管理システムの各エアスプリング106に関する空気圧は、異なる割合で独立して調整される場合があり、このことは、車両が、より迅速に、所望の安定した位置を達成することに繋がる。
【0043】
一構成では、プロセッシングモジュール130は、1つまたは複数のセンサ128からの、エアスプリング106の高さ及び圧力の測定値などの、測定信号、及び、通信インターフェース129からのデータ信号の、第1のセットを受信するように構成されている。データ信号は、空気管理システム100の他のエアスプリング106の制御ユニット120からの測定信号を含む場合がある。測定信号及びデータ信号の第1のセットに基づき、プロセッシングモジュール130は、その関連するエアスプリング106の現在の状態、空気管理システム100の他のエアスプリング106の現在の状態、及び、車両の動的な動作状態を計算するように構成されている。エアスプリング106の計算された現在の状態、及び、車両の動的な動作状態に基づき、プロセッシングモジュール130は、所望の空気圧、所望のバネの高さ、及び、その関連するエアスプリング106に関する空気の供給または除去の所望の流量を判定するように構成されている。プロセッシングモジュール130は、所望の空気圧、所望のバネの高さ、及び所望の流量に従って、その関連するエアスプリング106の空気圧及び高さを独立して調整するように、バルブ126を作動させるように構成されている。制御ユニット120のバルブ126が、その関連するエアスプリングの空気圧及び高さを、所望の空気圧、所望のバネの高さ、及び所望の流量に、独立して調整した後に、プロセッシングモジュール130は、1つまたは複数のセンサ128からの測定信号、及び、通信インターフェース129からのデータ信号の、第2のセットを受信するように構成されている。測定信号及びデータ信号の第2のセットに基づき、プロセッシングモジュール130は、その関連するエアスプリング106の空気圧と、空気管理システム100の少なくとも1つの他のエアスプリング106(たとえば、車両用アクスルの反対側に配置されたエアスプリング106)の空気圧との間の差異を計算するように構成されている。プロセッシングモジュール130が、その関連するエアスプリング106の空気圧と、少なくとも1つの他のスプリング106の空気圧との間の差異が、所定の公差内にあると判定した場合、プロセッシングモジュール130は、その関連するエアスプリング106の空気圧を、空気管理システムの少なくとも1つの他のエアスプリング106の空気圧に等しく設定するように、バルブ126を作動させる。したがって、空気管理システム100の制御ユニット120は、各制御ユニット120が、その関連するエアスプリングの高さ及び空気圧を独立して調整した後に、空気管理システム100のすべてのエアスプリング106間の空気圧を等しくする場合がある。
【0044】
エアスプリング106の現在の状態には、エアスプリングの現在の高さ、エアスプリングの現在の内部の圧力、エアスプリングの高さの差異の割合、及び/または、エアスプリングの内部の圧力の差異の割合が含まれる場合がある。車両の動的な動作状態には、車両のピッチの割合及び車両のロールの割合が含まれる場合がある。車両のピッチは、車両の前方と後方との間の相対的な変位であり、車両の重心を通る横軸周りの回転によって示される場合がある。したがって、車両のピッチの割合は、車両の一方側から他方側に延びる軸である、車両の横軸周りの、車両の角運動の速度に関するものである。車両のロールは、車両の2つの側部間の相対的な変位であり、車両の重心を通る長手軸周りの回転によって示される場合がある。したがって、車両のロールの割合は、車両の長手軸、すなわち、車両の後方から前方に延びる軸に対する、車両の本体の角運動の速度に関するものである。車両のヨーは、車両の前方と後方との間の相対的な変位であり、車両の質量中心を通る垂直周りの回転によって示される場合がある。したがって、車両のヨーの割合は、車両の底部側から頂部側に延びる軸である、車両の垂直軸周りの、車両の角運動の速度に関するものである。
【0045】
一構成では、プロセッシングモジュール130は、慣性センサユニット1700から受信された測定信号に基づき、車両のヨーの割合、ピッチの割合、及びロールの割合を計算するように構成されている。プロセッシングモジュール130は、計算されたヨーの割合、ピッチの割合、及びロールの割合を、高さセンサ、ステアリング角度センサ、スタビリティ制御システム、車両ブレーキシステムなどの、他のセンサの測定値と比較して、妥当性及び正確性を確実にする場合がある。プロセッシングモジュール130は、車両の力、ヨーの割合、車両のピッチ、車両本体のロール、及び、車両のスリップ角度を測定し、監視されている測定値に基づき、その関連するエアスプリングに関する所望の空気圧を判定するように構成されている。したがって、高さセンサ、空気圧センサ、及び慣性センサユニット1700からの入力に基づき、所望の空気圧を判定することで、プロセッシングモジュール130は、すべてのタイプの路面、地形、及び条件において運転する間、適切な車両のステアリングのジオメトリ、適切な車両の左右のエアスプリングの割合、適切な車両のくさび角の修正、及び、適切な車両のサスペンションの対称性を維持する。
【0046】
図2は、本発明の一構成による、空気圧式空気管理システム200を示す図である。図1に示す空気管理システム100と同様に、空気管理システム200は、エアソース202と、エア供給タンク204と、複数のエアスプリング206と、エアソース202及びエアスプリング206をエア供給タンク204に接続する一連のホース208a及び208bと、を備えている。空気管理システム200は、エアスプリング206に操作可能に結合したシステムコントローラ240をさらに備えている。システムコントローラ240は、空気圧式空気管理システム200が、選択的に、空気管理システム200の各エアスプリング206に空気を供給するか、各エアスプリング206から空気を除去することを可能にする。
【0047】
図6に示すように、システムコントローラ240は、1つまたは複数のプロセッサ、中央処理ユニット、特定用途向け集積回路、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、またはマイクロコンピュータで構成されている場合がある、プロセッシングモジュール242を備えている。システムコントローラ240は、システムコントローラの動作のための制御戦略及び数学的表現を実施する、すべての必要なソフトウェアを貯蔵する、リードオンリメモリまたはランダムアクセスメモリなどの、メモリ244をさらに備えている。システムコントローラ240は、空気管理システム200及び/または他の車両オペレーティングシステムの他のエアスプリング206の、プロセッシングモジュール242及び制御ユニットへ、プロセッシングモジュール242及び制御ユニットから、ならびに、プロセッシングモジュール242と制御ユニットとの間の、信号のリレーのための通信インターフェース246を備えている。システムコントローラ240は、システムコントローラの様々な構成要素をプロセッシングモジュール242に結合するバス248を備えている。したがって、システムコントローラ240は、空気管理システムの各エアスプリング206に関する所望の空気圧を計算するために必要な入力すべてを受信し、空気管理システム200の各エアスプリング206の空気圧を変更するために必要な空気流量を判定し、空気の供給またはパージに関連するコマンドを、空気管理システム200の各エアスプリング206の制御ユニット220に搬送するように構成されている。
【0048】
図1に示すエアスプリング106と同様に、図2に示す各エアスプリング206は、車両のシャシーのフレームに固定されるように構成された頂部プレート210と、車両用アクスルに固定されるように構成されたベースプレート212と、頂部プレート210からベースプレート212に延びるベローズ壁214と、を備えている。エアスプリング206は、頂部プレート210内に配置され、頂部プレート210の第1の表面から離れるように突出するフィッティング216を備えている。フィッティング216は、空気がエアスプリング206のチャンバ内に入り得るように、エアスプリングライン208bに接続されるように構成されており、それにより、エアスプリング206の空気圧を増大させる。エアスプリング206は、頂部プレート210内に配置され、頂部プレート210の頂部表面から離れるように突出する空気排出ポート218を備えている。空気排出ポート218は、エアスプリング206のチャンバから大気に空気を開放するように構成されており、それにより、エアスプリング206の空気圧を低減する。
【0049】
制御ユニット220は、各エアスプリング206のチャンバ内に配置されており、また、頂部プレート210の内側表面に取り付けられたハウジング240を備えている。図5に示す制御ユニットと同様に、図7に示す制御ユニット220は、ハウジング240の第1の表面に沿って配置された流入ポート221と、ハウジング240の第1の表面に沿って配置された流出ポート222と、ハウジング240の第2の表面に沿って配置された搬送ポート224と、バルブチャンバ225内に配置されたバルブ226と、1つまたは複数のセンサ228と、通信インターフェース229と、1つまたは複数のセンサ及び通信インターフェースに操作可能に結合されたプロセッシングモジュール230と、を備えている。制御ユニット220は、通信インターフェース229が、システムコントローラ240と無線通信するように構成されたアンテナを備えている点で、図5に示す制御ユニット120とは異なっている。
【0050】
システムコントローラ240と制御ユニット220とは、監視されている車両の動作条件に基づき、各エアスプリングの高さを所望の高さに調整するように、閉ループの制御システムとして動作するように、ともに結合されている。動作時には、各制御ユニット220は、その関連するエアスプリングのスプリングの高さ、及び、内部の空気圧を示す信号をシステムコントローラ240に送信する。その応答として、システムコントローラ240は、制御ユニット220から受信された信号に基づき、各エアスプリング206からの空気の除去、及び、各エアスプリング206への空気の供給のための、所望の空気圧及び所望の体積流量を判定する。各エアスプリング206に関する所望の空気圧の判定において、システムコントローラ240は、空気管理システムのすべてのエアスプリングの間の空気圧及びスプリングの高さの差異を考慮する場合がある。各エアスプリング206に関する所望の空気圧及び流量を判定した後に、システムコントローラ240は、空気圧式空気管理システムの各エアスプリングの制御ユニットにコマンドを送信する。ここで、コマンドは、エアスプリング206への空気の供給、または、エアスプリング206からの空気の除去に関する所望の流量を含んでいる。所望の流量で空気を供給またはパージするコマンドを受信すると、各制御ユニット220は、その関連するエアスプリング206への空気の供給、または、その関連するエアスプリング206からの空気の除去を開始するように、バルブ226を作動させる。
【0051】
図3Aは、本発明の一構成に係る、空気圧式空気管理システム300を示す図である。図1に示す空気圧式空気管理システム100と同様に、空気圧式空気管理システム300は、エア供給タンク304と、複数のエアスプリング306と、エア供給タンク304をエアスプリング306に接続する一連のホース308と、を備えている。空気圧式空気管理システム300は、システムコントローラ340と、このシステムコントローラ340に操作可能に結合された複数のバルブ350とをさらに備えている。システムコントローラ340は、空気圧式空気管理システム300が、選択的に、複数のバルブ350を作動させることにより、空気圧式空気管理システム300の各エアスプリング306に空気を供給するか、各エアスプリング306から空気を除去することを可能にする。
【0052】
図1に示すエアスプリング106と同様に、図3に示す各エアスプリング306は、車両のシャシーのフレームに固定されるように構成された頂部プレート310と、車両用アクスルに固定されるように構成されたベースプレート312と、頂部プレート310からベースプレート312に延びるベローズ壁314と、を備えている。高さセンサ360が、各エアスプリング306の頂部プレート310に配置されており、その関連するエアスプリングの高さを継続的に監視するように構成されている。高さセンサ360は、上述の実施例など、エアスプリングの軸方向の高さを監視するための、任意の適切なデバイスである場合がある。各高さセンサ360は、各高さセンサ360が、その関連するエアスプリング306の高さを示す信号をシステムコントローラ340に送信し得るように、システムコントローラ340に有線接続されている。慣性センサユニット372は、任意選択的に、各エアスプリング306の頂部プレート310上に配置されている。慣性センサユニット372は、図17に記載した態様と同じタイプのセンサを含む場合があり、このセンサには、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計が含まれる。
【0053】
図6に示すシステムコントローラと同様に、図8に示すシステムコントローラ340は、空気管理システム300の各エアスプリング306に関する所望の空気圧及び流量を判定するためのプロセッシングモジュール342と、エアスプリング306のプロセッシングモジュール342及び高さセンサへ信号をリレーするか、プロセッシングモジュール342及び高さセンサから信号をリレーするための通信インターフェース346と、システムコントローラ340の動作に関する制御戦略及び数学的表現を実施する、すべての必要なソフトウェアを貯蔵するためのメモリ344と、通信インターフェース及びメモリをプロセッシングモジュールに接続するためのバス348と、を備えている。システムコントローラ340は、プロセッシングモジュール342を各バルブ350に操作可能に結合する、ドライビング回路などのドライバモジュール345をさらに備えており、それにより、システムコントローラ340が、独立して、各バルブ350を選択的に作動させ得るようになっている。
【0054】
システムコントローラのプロセッシングモジュールは、ドライバモジュールに信号を送信して、パルス幅変調またはヒットアンドホールド駆動による方式など、任意の適切な方式で、バルブを作動させる場合がある。したがって、システムコントローラ340は、空気圧式空気管理システム300の各エアスプリングに関する所望の空気圧を計算するために必要な入力すべてを受信し、空気圧式空気管理システム300の各エアスプリング306の空気圧を変更するために必要な空気流量を判定し、空気圧式空気管理システム300の少なくとも1つのスプリング306の空気圧及び高さを調整するように、バルブ350の少なくとも1つを作動させるように構成されている。
【0055】
システムコントローラ340と高さセンサ360とは、監視されている車両の動作条件に基づき、各エアスプリングの高さを所望の高さに調整するように、閉ループの制御システムとして動作するように、ともに結合されている。動作時には、システムコントローラ340は、その関連するエアスプリング306のスプリングの高さを示す信号を、各エアスプリング306の高さセンサ360から受信する。システムコントローラ340は、システム300のセンサからの入力に基づき、エアスプリングに関する所望の空気圧を判定する。各エアスプリングに関する所望の空気圧の判定において、システムコントローラは、空気圧式空気管理システムのすべてのエアスプリング間の空気圧の差異を考慮する場合がある。システムコントローラは、さらに、空気圧式空気管理システム300の各エアスプリング306から空気を除去するか、各エアスプリング306に空気を供給するための体積流量を判定する。各エアスプリング306に関する所望の空気圧及び流量を判定した後に、システムコントローラ340は、各バルブ350を作動させて、その関連するエアスプリング306への空気の供給、またはエアスプリング306からの空気の除去を開始する。
【0056】
図3Bは、本発明の一構成による、空気管理システム300’を示している。空気管理システム300’は、システムコントローラ340’が、空気管理システム300’の各エアスプリング306’に、空気を通すように接続されている単一のバルブ350’を備えていることを除き、図3Aの空気管理システム300に類似しており、また、類似の構成要素を有している。したがって、システムコントローラ340’は、1つのバルブ350’のみを使用して、選択的に、エアスプリング306’に空気を供給するか、エアスプリング306’から空気を除去する場合がある。
【0057】
図4は、本発明の一構成による、エアスプリングを示す図である。図1に示すエアスプリング106と同様に、図4に示すエアスプリング406は、車両のシャシーのフレームに固定されるように構成された頂部プレート410と、車両用アクスルに固定されるように構成されたベースプレート412と、頂部プレート410からベースプレート412に延びるベローズ壁414と、を備えている。制御ユニット420は、エアスプリングの頂部プレート410に配置されており、また、頂部プレート410の外側表面に取り付けられたハウジング440を備えている。図5に示す制御ユニット120と同様に、制御ユニット420は、搬送ポートと、流入ポートと、流出ポートと、バルブチャンバと、このバルブチャンバ内に配置されたバルブと、1つまたは複数のセンサと、通信インターフェースと、1つまたは複数のセンサ及び通信インターフェースに操作可能に結合されたプロセッシングモジュールと、を備えている。制御ユニット420は、流入ポート、流出ポート、バルブ、通信インターフェース、及びプロセッシングモジュールが、エアスプリング406の外側に配置されている点で、図1に示す制御ユニット120とは異なっている。したがって、制御ユニット全体を修理するか交換するために、制御ユニット420のハウジング内に配置された構成要素のいずれかにサービスを提供するように、アクセスしている場合がある。制御ユニット420のハウジング440は、1つまたは複数のセンサ及び搬送ポートが、エアスプリング406のチャンバ内に配置されているように、エアスプリング406のチャンバ内に延びている。制御ユニットの通信インターフェースは、他のエアスプリングの制御ユニット、または、任意の他の車両のオペレーティングシステムと無線通信するように構成されている。
【0058】
図10は、供給エアタンク1004と、車両の第1の側部1010に配置された1つまたは複数のエアスプリング1030と、車両の第2の側部1020に配置された1つまたは複数のエアスプリング1030と、を備えた空気管理システム1000を示している。一実施例では、空気管理システム1000は、エアタンク1004内に配置され、エアタンク1004が第1のエアスプリング1010及び第2のエアスプリング1020に空気を供給できるように、空気圧を発生させるように構成された、エアコンプレッサ1005を含んでいる。他の実施例では、空気管理システム1000は、エアタンク1004の外部に配置され、ホースを介してエアタンク1004に接続されたエアコンプレッサを含んでいる。空気管理システム1000は、供給エアタンク1004に一体に取り付けられたマニホルドハウジング1050と、マニホルドハウジング1050に配置されたバルブユニット1060と、マニホルドハウジング1050の頂部側に固定されたプリント回路基板1041と、を備えたシステムコントローラ1040をさらに備えている。図19に示すように、また、本明細書により詳細に記載するように、マニホルドハウジング1050は、供給タンク1004と、エアスプリング1010、1020と、大気との間の連通を確立するための複数のポート及び通路を備えており、バルブユニット1060は、選択的に、第1のエアスプリング1010と第2のエアスプリング1020との各々に関し、エアタンク1004から空気を供給するか、大気に空気を除去するように構成された複数のバルブを備えている。システムコントローラ1040は、バルブユニット1060内の複数のバルブを作動させることにより、選択的に、空気管理システム1000の各エアスプリング1010、1020に空気を供給するか、各エアスプリング1010、1020から空気を除去するように構成されている。
【0059】
マニホルドハウジング1050、及び、バルブユニット1060の非限定的な実施例が、図18にさらに記載されている。図19を参照すると、マニホルドハウジング1050は、第1の空気圧回路1010に接続された第1のポート1051と、第2の空気圧回路1020に接続された第2のポート1052と、空気を大気に排出するように構成された排出ポート1057と、エアタンク1004から空気を供給するように構成されたタンクポート1058と、を含んでいる。マニホルドハウジング1050は、タンクポート1058をバルブユニット1060に空気を通すように接続する供給路1053と、排出ポート1057をバルブユニット1060に空気を通すように接続する排出路1055と、バルブユニット1060を第1のポート1051に空気を通すように接続する第1のフロー通路1056Aと、バルブユニット1060を第2のポート1052に空気を通すように接続する第2のフロー通路1056Bと、をさらに備えている。いくつかの実施例では、マニホルドハウジング1050は、アルミニウム金属で形成されている。
【0060】
図19に示すように、バルブユニットは、供給路1053と、排出路1055と、第1のフロー通路1056Aと、第2のフロー通路1056Bと、の間の交差部に配置された、第1のフローバルブ1065A、第2のフローバルブ1065B、第3のフローバルブ1065C、及び第4のフローバルブ1065Dを含む4方向バルブ1065である。一実施例では、フローバルブ1065Aから1065Dの各々は、ソレノイドバルブであり、各々が、供給タンク1004及び排出ポート1057のいずれか1つと、車両の第1の側部1010と第2の側部1020とに配置された1つまたは複数のエアスプリング1030のいずれか1つとの間で空気連通を選択的に確立するように、複数の位置間で切り替わるように構成されている。
【0061】
一実施例では、第1のバルブ1065A、第2のバルブ1065B、第3のバルブ1065C、及び第4のバルブ1065Dは、4方向バルブ1065が、供給タンク1004または排出ポート1057のいずれか1つと、車両の第1の側部1010及び第2の側部1020に配置された1つまたは複数のエアスプリング1030のいずれか1つとの間に、空気連通を選択的に確立し得るように、複数のモードの下で作動するように同期されている。複数のモードには、クローズドモードが含まれており、このモードでは、フローバルブ1065Aから1065Dが閉じられており、それにより、供給タンク1004または排出ポート1057のいずれか1つと、エアスプリング1030のいずれか1つとの間で、空気が搬送されないようになっている。
【0062】
複数のモードには、車両の第2の側部1020に配置された1つまたは複数のエアスプリング1030へ、または、このエアスプリング1030からの空気流を伴わずに、車両の第1の側部1010に配置された1つまたは複数のエアスプリング1030のみに空気が供給される第1の膨張モードを含んでいる。第1の膨張モードでは、第1のフローバルブ1065A及び第3のフローバルブ1065Cが、供給路1053と第1のフロー通路1056Aとの間の連通を確立する位置に切り替えられ、一方、第2のフローバルブ1065B及び第4のフローバルブ1065Dが閉じられている。複数のモードには、車両の第1の側部1010に配置された1つまたは複数のエアスプリング1030へ、または、このエアスプリング1030からの空気流を伴わずに、車両の第2の側部1020に配置された1つまたは複数のエアスプリング1030のみに空気が供給される第2の膨張モードが含まれている。第2の膨張モードでは、第1のフローバルブ1065A及び第4のフローバルブ1065Dが、供給路1053と第2のフロー通路1056Bとの間の連通を確立する位置に切り替えられ、一方、第2のフローバルブ1065B及び第3のフローバルブ1065Cが閉じられている。複数のモードには、第3の膨張モードが含まれており、このモードでは、車両の第1の側部1010と第2の側部1020との両方のエアスプリング1030に空気が供給される。第3の膨張モードでは、第1のフローバルブ1065A、第3のフローバルブ1065C、及び第4のフローバルブ1065Dが、供給路1053Bと第1のフロー通路1056A及び第2のフロー通路1056Bとの間の連通を確立する位置に切り替えられ、一方、第2のフローバルブ1065Bが閉じられている。
【0063】
複数のモードには、車両の第2の側部1020に配置された1つまたは複数のエアスプリング1030へ、または、このエアスプリング1030からの空気流を伴わずに、車両の第1の側部1010に配置された1つまたは複数のエアスプリング1030のみから空気が除去される第1のパージモードが含まれている。第1のパージモードでは、第2のフローバルブ1065B及び第3のフローバルブ1065Cが、排出路1055Bと第1のフロー通路1056Aとの間の連通を確立する位置に切り替えられ、一方、第1のフローバルブ1065A及び第4のフローバルブ1065Dが閉じられている。複数のモードには、車両の第1の側部1010に配置された1つまたは複数のエアスプリング1030へ、または、このエアスプリング1030からの空気流を伴わずに、車両の第2の側部1020に配置された1つまたは複数のエアスプリング1030のみから空気が除去される第2のパージモードが含まれている。第2のパージモードでは、第2のフローバルブ1065B及び第4のフローバルブ1065Dが、排出路1055と第2のフロー通路1056Bとの間の連通を確立する位置に切り替えられ、一方、第1のフローバルブ1065A及び第3のフローバルブ1065Cが閉じられている。複数のモードには、ダンプモードが含まれており、このモードでは、車両の第1の側部1010と第2の側部1020との両方のエアスプリング1030から空気が除去される。ダンプモードでは、第2のフローバルブ1065B、第3のフローバルブ1065C、及び第4のフローバルブ1065Dが、排出路1055と第1のフロー通路1056A及び第2のフロー通路1056Bとの間の連通を確立する位置に切り替えられ、一方、第1のフローバルブ1065Aが閉じられている。
【0064】
複数のモードには、車両の第1の側部1010の1つまたは複数のエアスプリング1030から空気が除去され、また、車両の第2の側部1020の1つまたは複数のエアスプリング1030に空気が供給される、第1のコンビネーションモードが含まれている。第1のコンビネーションモードでは、第2のフローバルブ1065B及び第3のフローバルブ1065Cが、排出路1055と第1のフロー通路1056Aとの間の連通を確立する位置に切り替えられ、一方、第1のフローバルブ1065A及び第4のフローバルブ1065Dが、供給路1053と第2のフロー通路1056Bとの間の連通を確立する位置に切り替えられる。複数のモードには、車両の第2の側部1020の1つまたは複数のエアスプリング1030から空気が除去され、また、車両の第1の側部1010の1つまたは複数のエアスプリング1030に空気が供給される、第2のコンビネーションモードが含まれている。第2のコンビネーションモードでは、第2のフローバルブ1065B及び第4のフローバルブ1065Dが、排出路1055Bと第2のフロー通路1056Bとの間の連通を確立する位置に切り替えられ、一方、第1のフローバルブ1065A及び第3のフローバルブ1065Cが、供給路1053とフロー通路1056Bとの間の連通を確立する位置に切り替えられる。
【0065】
図10を参照すると、高さセンサ1070が、各エアスプリング1030の頂部プレート1032に配置されており、その関連するエアスプリング1030の高さを継続的に監視するように構成されている。高さセンサ1070は、上述の実施例など、エアスプリングの軸方向の高さを監視するための、任意の適切なデバイスである場合がある。各高さセンサ1070は、各高さセンサ1070が、その関連するエアスプリング1030の高さを示す信号をシステムコントローラ1040に送信し得るように、システムコントローラ1040に有線接続されている。一実施例では、高さセンサ1070は、プリント回路基板1041に有線接続されており、それにより、システムコントローラ1040のプロセッシングモジュール1042が、高さセンサ1070からの入力を、通信インターフェース1044を介して受信するようになっている。他の、非限定的な実施例では、高さセンサ1070は、システムコントローラ1040に無線で接続されている場合があり、それにより、通信インターフェース1044が、高さセンサ1070からの無線信号を受信するようになっている。
【0066】
図10を参照すると、慣性センサユニット1072が、任意選択的に、各エアスプリング1030の頂部プレート1032上に配置されている。慣性センサユニット1072は、図17に記載した態様と同じタイプのセンサを含む場合があり、このセンサには、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計が含まれる。各慣性センサユニット1072は、車両の1つまたは複数の軸に関する、加速度、角速度、及び磁力を示す信号を、システムコントローラ1040に送信する場合がある。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1072は、システムコントローラ1040に有線接続されており、それにより、慣性センサユニット1072が、ケーブルに沿って信号を送信するようになっている。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1072は、システムコントローラ1040に信号を無線で送信する。
【0067】
図8に記載の実施例と同様に、図18のシステムコントローラ1040は、空気管理システム1000の各エアスプリング1030に関する所望の空気圧及び流量を判定するためのプロセッシングモジュール1042と、エアスプリング1030のプロセッシングモジュール及び高さセンサへ、及び、プロセッシングモジュール及び高さセンサから、信号をリレーするための通信インターフェース1844と、システムコントローラ1040の動作のための制御戦略及び数学的表示を実施する、すべての必要なソフトウェアを貯蔵するためのメモリ1846と、通信インターフェース1844及びメモリ1846をプロセッシングモジュール1842に接続するバス1848と、を含む、プリント回路基板を備えている。図18に示すように、システムコントローラ1040は、プロセッシングモジュール1842を、バルブユニット1860の各バルブに操作可能に結合する、ドライビング回路などのドライバモジュール1845をさらに備えており、それにより、システムコントローラ1040が、それぞれのバルブの各々を選択的に作動させ得るようになっている。システムコントローラ1040のプロセッシングモジュール1842は、ドライバモジュール1845に信号を送信して、パルス幅変調またはヒットアンドホールド駆動などにより、任意の適切な方式で、それぞれのバルブを作動させる場合がある。したがって、システムコントローラ1040は、空気管理システム1000の各エアスプリングに関する所望の空気圧を計算するために必要な入力すべてを受信し、空気管理システム1000の各エアスプリング1030の空気圧を変更するために必要な空気流量を判定し、空気管理システム1000の少なくとも1つのスプリング1030の空気圧及び高さを調整するように、少なくとも1つのバルブを作動させるように構成されている。
【0068】
図11は、供給エアタンク1104と、車両の第1の側部1110に配置された1つまたは複数のエアスプリング1130と、車両の第2の側部1120に配置された1つまたは複数のエアスプリング1130と、を備えている、空気管理システム1100を示している。一実施例では、空気管理システム1100は、エアタンク1104に配置され、エアタンク1104が第1のエアスプリング1110及び第2のエアスプリング1120に空気を供給できるように、空気圧を発生させるように構成された、エアコンプレッサ1105を含んでいる。そのような構成では、空気管理システム1100は、コンパクトな設計、環境的要素からの保護、及び、顕著なノイズの低減に関するさらなる利点を提供し、空気管理システムを、任意のタイプの車両で使用することを可能にする。したがって、本開示は、ノイズを低減し、システム構成要素を保護するとともに寿命を延ばし、空気管理システムの全体的な設置能力を提供する方法を提供する。
【0069】
エアコンプレッサ1105がエアタンク1104内に配置されている場合、エアコンプレッサ1105は、エアタンク1104内に固定されて設置されている場合があり、それにより、コンプレッサのノイズ及び振動を低減するか、抑制するか、防止し、コンプレッサ、タンク、バルブ、ライン、及び他の空気管理システム1100の構成要素に対する、動的な運転の振動及び衝撃からのダメージを避けるようになっている。たとえば、移動を防止するような(固定された)設置が、エアコンプレッサ1105の外側表面上、及び、エアタンク1104の内側表面上の、ブラケット、留め金、ロッド、長手方向のフレームレール、締結具、相互ロックする取付け部材を使用して実施される。
【0070】
他の実施例では、空気管理システム1100は、エアタンク1104の外部に配置され、ホースを介してエアタンク1104に接続されたエアコンプレッサを含んでいる。図10に記載の実施例と同様に、空気管理システム1100は、供給エアタンク1104に一体に取り付けられたマニホルドハウジング1150と、マニホルドハウジング1150に配置されたバルブユニット1160と、マニホルドハウジング1150の頂部側に固定されたプリント回路基板1141と、を備えたシステムコントローラ1140をさらに備えている。マニホルドハウジング1150は、供給タンク1104と、エアスプリング1110、1120と、大気との間の連通を確立するための複数のポート及び通路を備えており、バルブユニット1160は、選択的に、第1のエアスプリング1110と第2のエアスプリング1120との各々に関し、エアタンク1104から空気を供給するか、大気に空気を除去するように構成された複数のバルブを備えている。図10及び図16に記載の実施例と同様に、システムコントローラ1140は、バルブユニット1160内の複数のバルブを作動させることにより、選択的に、空気管理システム1100の各エアスプリング1130に空気を供給するか、各エアスプリング1130から空気を除去するように構成されている。
【0071】
図11を参照すると、空気管理システム1100は、高さセンサ1170と、各エアスプリング1130の頂部プレート1132に配置された第1の比例制御センサ1180と、マニホルドハウジング1150内に配置された第2の比例制御センサ1182と、をさらに備えている。高さセンサ1170は、その関連するエアスプリング1130の高さを継続的に監視し、エアスプリング1130の高さを示す信号をシステムコントローラ1140にリレーするように構成されている。第1の比例制御センサ1180は、その関連するエアスプリング1130の空気圧を監視し、エアスプリング1130の空気圧を示す信号をシステムコントローラ1140にリレーするように構成されている。第2の比例センサ1182は、その関連するエアスプリングの1つに接続されたそれぞれのポート(たとえば、第1のポート1051、第2のポート1052)の空気圧を測定するように構成されている。したがって、システムコントローラ1140は、高さセンサ1170から受信された信号に基づき、エアスプリング1130の高さを計算し、次いで、計算された高さに基づく、関連するエアスプリング1030の各々のための所望の空気圧と、車両のための最適な安定性及び快適性を提供するための、エアスプリング1030を調整するために必要な所望の流量とを判定する場合がある。次いで、コントローラ1140は、コマンドをバルブユニット1160に送信し、それにより、個別のバルブを選択的に作動させて、各エアスプリング1130に所望の流量を提供する。バルブユニット1160のバルブを作動させた後に、システムコントローラ1140は、エアスプリング1130の変更された空気圧を判定するように、第1の比例制御センサ1180及び第2の比例制御センサ1182から信号を受信する場合がある。このため、比例制御センサ1180、1182は、システムコントローラ1140にフィードバックを提供し、それにより、システムコントローラ1140が、比例制御センサ1180から受信された信号に基づき、バルブユニット1160と各エアスプリング1130との間を移動する空気に関するラグタイムを判定することができるようになっている。
【0072】
図11を参照すると、慣性センサユニット1172が、任意選択的に、各エアスプリング1130の頂部プレート1132上に配置されている。慣性センサユニット1172は、図17に記載した態様と同じタイプのセンサを含む場合があり、このセンサには、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計が含まれる。各慣性センサユニット1172は、車両の1つまたは複数の軸に関する、加速度、角速度、及び磁力を示す信号を、システムコントローラ1140に送信する場合がある。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1172は、システムコントローラ1140に有線接続されており、それにより、慣性センサユニット1172が、ケーブルに沿って信号を送信するようになっている。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1172は、システムコントローラ1140に信号を無線で送信する。
【0073】
図12は、供給エアタンク1204と、車両の第1の側部1210に配置された1つまたは複数のエアスプリング1230と、車両の第2の側部1220に配置された1つまたは複数のエアスプリング1230と、を備えている、空気管理システム1200を示している。各空気圧回路1210、1220は、1つまたは複数のエアスプリング1230を含んでいる。一実施例では、空気管理システム1200は、エアタンク1204に配置され、エアタンク1204が第1の空気圧回路1210及び第2の空気圧回路1220に空気を供給できるように、空気圧を発生させるように構成された、エアコンプレッサ1205を含んでいる。他の実施例では、空気管理システム1200は、エアタンク1204の外部に配置され、ホースを介してエアタンク1204に接続されたエアコンプレッサを含んでいる。空気管理システム1200は、供給エアタンク1204に一体に取り付けられたマニホルドハウジング1250と、マニホルドハウジング1250の各端部に配置された一対のレベリングバルブ1260と、マニホルドハウジング1250の頂部側に固定されたプリント回路基板1241と、を備えたシステムコントローラ1240をさらに備えている。図20により詳細に記載するように、マニホルドハウジング1250は、供給タンク1204と、空気圧回路1210、1220と、大気との間の連通を確立するために、複数のポート及び通路を備えている。
【0074】
いくつかの実施例では、レベリングバルブ1260は、ロータリバルブ、ソレノイドバルブ、及びポペットバルブの1つであり、それにより、レベリングバルブ1260の各々が、ハウジング1250を通る空気流を操作するように、システムコントローラによって電子的に作動される。各レベリングバルブ1260は、車両のその関連する側部の1つまたは複数のエアスプリング1230に、エアタンク1204から空気を選択的に供給するか、車両のその関連する側部の1つまたは複数のエアスプリング1230から大気に、空気を除去するように構成されている。図10及び図11に記載の実施例と同様に、システムコントローラ1240は、バルブ1260を作動させることにより、選択的に、空気管理システム1200の各エアスプリング1230に空気を供給するか、各エアスプリング1230から空気を除去するように構成されている。
【0075】
マニホルドハウジング1250及びレベリングバルブ1260の非限定的な一実施例が、図20にさらに記載されている。図19に記載の実施例と同様に、マニホルドハウジング1250は、車両の第1の側部1210に配置された1つまたは複数のエアスプリング1230に空気を通すように接続された第1のポート1251と、車両の第2の側部1220に配置された1つまたは複数のエアスプリング1230に空気を通すように接続された第2のポート1252と、空気を大気に排出するように構成された排出ポート1257と、を含んでいる。単一のタンクポートを有するよりむしろ、図20に示す例示的なマニホルドハウジングは、エアタンク1204から空気を供給するように構成された、第1のタンクポート1258a及び第2のタンクポート1258bを含んでいる。マニホルドハウジング1250は、第1のタンクポート1258Aを第1のポート1251に接続する第1の通路1253と、第2のタンクポート1258Bを第2のポート1252に接続する第2の通路1254と、をさらに備えている。マニホルドハウジング1250は、第1の通路1253と第2の通路1254との両方に接続された排出路1255をさらに備えている。
【0076】
図20に示す例示的実施例では、レベリングバルブ1260は、第1の通路1253に接続された第1のレベリングバルブ1260Aと、第2の通路1254に接続された第2のレベリングバルブ1260Bと、を含んでいる。図示の実施例では、各レベリングバルブ1260A、1260Bの各々は、第1のフローバルブ1265A、第2のフローバルブ1265B、ならびに、第1の通路1253及び第2の通路1254の一方と、排出路1255との間の交差部に配置された第3のフローバルブ1265Cを含む、3方向バルブである。一実施例では、フローバルブ1265Aから1265Cの各々は、ソレノイドバルブであり、各々が、供給タンク1204及び排出ポート1257のいずれか1つと、車両の第1の側部1210と第2の側部1220とに配置された1つまたは複数のエアスプリング1030のいずれか1つとの間で空気連通を選択的に確立するために、複数の位置間で切り替わるように構成されている。
【0077】
一実施例では、第1のフローバルブ1265A、第2のフローバルブ1265B、及び第3のフローバルブ1265Cは、各レベリングバルブ1260A、1260Bが、供給タンク1204または排出ポート1257のいずれか1つと、車両の、レベリングバルブの関連する側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング1230のいずれか1つとの間に、空気連通を選択的に確立し得るように、複数のモードの下で作動するように同期されている。複数のモードには、クローズドモードが含まれており、このモードでは、フローバルブ1265Aから1265Cのすべてが閉じられており、それにより、供給タンク1204または排出ポート1257のいずれか1つと、エアスプリング1230のいずれか1つとの間で、空気が搬送されないようになっている。
【0078】
複数のモードには、膨張モードが含まれており、このモードでは、車両の、レベリングバルブの関連する側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング1230に空気が供給される。膨張モードでは、第1のフローバルブ1265A及び第2のフローバルブ1265Bが、第3のフローバルブ1265Cが閉じられたままで、それぞれの通路1253、1254と、それぞれのタンクポート1258A、1258Bとの間の連通を確立する位置に切り替えられる。
【0079】
複数のモードには、収縮モードが含まれており、このモードでは、車両の、レベリングバルブの関連する側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング1230から空気が除去される。収縮モードでは、第1のフローバルブ1265A及び第3のフローバルブ1265Cが、第2のフローバルブ1265Bが閉じられたままで、それぞれの通路1253、1254と、排出路1255との間の連通を確立する位置に切り替えられる。
【0080】
図12を参照すると、慣性センサユニット1272は、各エアスプリング1230の頂部プレート1232上に操作可能に配置されている。慣性センサユニット1272は、図17に記載した態様と同じタイプのセンサを含む場合があり、このセンサには、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計が含まれる。各慣性センサユニット1272は、車両の1つまたは複数の軸に関する、加速度、角速度、及び磁力を示す信号を、システムコントローラ1240に送信する場合がある。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1272は、システムコントローラ1240に有線接続されており、それにより、慣性センサユニット1272が、ケーブルに沿って信号を送信するようになっている。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1272は、システムコントローラ1240に信号を無線で送信する。
【0081】
図13は、供給エアタンク1304と、車両の第1の側部1310に配置された1つまたは複数のエアスプリング1330と、車両の第2の側部1320に配置された1つまたは複数のエアスプリング1330と、を備えた空気管理システム1300を示している。一実施例では、空気管理システム1300は、エアタンク1304内に配置され、エアタンク1304が第1の空気圧回路1310及び第2の空気圧回路1320に空気を供給できるように、空気圧を発生させるように構成された、エアコンプレッサ1305を含んでいる。他の実施例では、空気管理システム1300は、エアタンク1304の外部に配置され、ホースを介してエアタンク1304に接続されたエアコンプレッサを含んでいる。図3Aに記載の実施例と同様に、空気管理システム1300は、供給エアタンク1304に一体に取り付けられたマニホルドハウジング1350と、マニホルドハウジング1350の各端部に配置された一対のバルブ1360と、マニホルドハウジング1350の頂部側に固定されたプリント回路基板1341と、を備えたシステムコントローラ1340を備えている。図20に記載の実施例と同様に、マニホルドハウジング1350は、供給タンク1304と、エアスプリング1310、1320と、大気との間の連通を確立するための複数のポート及び通路を備えており、各バルブ1360は、選択的に、第1のエアスプリング1310と第2のエアスプリング1320との各々に関し、エアタンク1304から空気を供給するか、大気に空気を除去するように構成されている。図12及び図18に記載の実施例と同様に、システムコントローラ1340は、バルブ1360を作動させることにより、選択的に、空気管理システム1300の各エアスプリング1330に空気を供給するか、各エアスプリング1330から空気を除去するように構成されている。
【0082】
図11に図示され、本開示に記載される実施例と同様に、図13の空気管理システム1300は、高さセンサ1370と、各エアスプリング1330の頂部プレート1332に配置された第1の比例制御センサ1380と、マニホルドハウジング1350内に配置された第2の比例制御センサ1382と、をさらに備えている。したがって、図11に記載の実施例と同様に、システムコントローラ1340は、高さセンサ1370及び比例制御センサ1380から受信した信号に基づき、エアスプリング1330の高さを比例制御する場合がある。
【0083】
図13を参照すると、慣性センサユニット1372は、任意選択的に、各エアスプリング1330の頂部プレート1332上に配置されている。慣性センサユニット1372は、図17に記載した態様と同じタイプのセンサを含む場合があり、このセンサには、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計が含まれる。各慣性センサユニット1372は、車両の1つまたは複数の軸に関する、加速度、角速度、及び磁力を示す信号を、システムコントローラ1340に送信する場合がある。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1372は、システムコントローラ1340に有線接続されており、それにより、慣性センサユニット1372が、ケーブルに沿って信号を送信するようになっている。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1372は、システムコントローラ1340に信号を無線で送信する。
【0084】
図14は、供給エアタンク1404と、車両の第1の側部1410に配置された1つまたは複数のエアスプリング1430と、車両の第2の側部1420に配置された1つまたは複数のエアスプリング1430と、を備えた空気管理システム1400を示している。一実施例では、空気管理システム1400は、エアタンク1404に配置され、空気圧を発生させるように構成された、エアコンプレッサ1405を含んでおり、それにより、エアタンク1404が、第1のエアスプリング1410及び第2のエアスプリング1420に空気を供給できるようになっている。他の実施例では、空気管理システム1400は、エアタンク1404の外部に配置され、ホースを介してエアタンク1404に接続されたエアコンプレッサを含んでいる。図10及び図11に記載の実施例と同様に、空気管理システム1400は、供給エアタンク1404に一体に取り付けられたマニホルドハウジング1450と、マニホルドハウジング1450に配置されたバルブユニット1460と、マニホルドハウジング1450の頂部側に固定されたプリント回路基板1441と、を備えたシステムコントローラ1440をさらに備えている。図16に記載の実施例と同様に、マニホルドハウジング1450は、供給タンク1404と、エアスプリング1410、1420と、大気との間の連通を確立するための複数のポート及び通路を備えており、バルブユニット1460は、選択的に、第1のエアスプリング1410と第2のエアスプリング1420との各々に関し、エアタンク1404から空気を供給するか、大気に空気を除去するように構成された複数のバルブを備えている。図10及び図18に記載の実施例と同様に、システムコントローラ1440は、バルブユニット1460内の複数のバルブを作動させることにより、選択的に、空気管理システム1400の各エアスプリング1430に空気を供給するか、各エアスプリング1430から空気を除去するように構成されている。
【0085】
図14に示すように、空気管理システム1400は、各エアスプリング1430の頂部プレート1432に配置された高さセンサ1470を備えており、高さセンサ1470は、その関連するエアスプリング1430の高さを監視するように構成された線形ポテンショメータセンサである。図14を参照すると、高さセンサ1470は、その関連するエアスプリング1430の高さに沿って延び、エアスプリング1430が膨張または収縮した際に、上下に移動するように構成された線形シャフト1474を備えている。高さセンサ1470は、メカニカルシャフト1472に電気的に結合されたワイパーコンタクト(図示せず)をさらに備えており、ワイパーコンタクトとシャフト1472との間の抵抗バルブは、エアスプリング1430の高さに比例する電気信号の出力を提供する。したがって、システムコントローラ1440は、高さセンサ1470から受信された信号に基づき、エアスプリング1430の高さを制御する場合がある。
【0086】
図14を参照すると、慣性センサユニット1472は、任意選択的に、各エアスプリング1430の頂部プレート1432上に配置されている。慣性センサユニット1472は、図17に記載した態様と同じタイプのセンサを含む場合があり、このセンサには、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計が含まれる。各慣性センサユニット1472は、車両の1つまたは複数の軸に関する、加速度、角速度、及び磁力を示す信号を、システムコントローラ1440に送信する場合がある。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1472は、システムコントローラ1440に有線接続されており、それにより、慣性センサユニット1472が、ケーブルに沿って信号を送信する。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1472は、システムコントローラ1440に信号を無線で送信する。
【0087】
図15は、供給エアタンク1504と、車両の第1の側部1510に配置された1つまたは複数のエアスプリング1530と、車両の第2の側部1520に配置された1つまたは複数のエアスプリング1530と、を備えた空気管理システム1500を示している。一実施例では、空気管理システム1500は、エアタンク1504内に配置され、空気圧を発生させるように構成された、エアコンプレッサ1505を含んでおり、それにより、エアタンク1504が、第1のエアスプリング1510及び第2のエアスプリング1520に空気を供給できるようになっている。他の実施例では、空気管理システム1500は、エアタンク1504の外部に配置され、ホースを介してエアタンク1504に接続されたエアコンプレッサを含んでいる。図12及び図13に記載の実施例と同様に、空気管理システム1500は、供給エアタンク1504に一体に取り付けられたマニホルドハウジング1550と、マニホルドハウジング1550の各端部に配置された一対のバルブ1560と、マニホルドハウジング1550の頂部側に固定されたプリント回路基板1541と、を備えたシステムコントローラ1540を備えている。図20に記載の実施例と同様に、マニホルドハウジング1550は、供給タンク1504と、エアスプリング1510、1520と、大気との間の連通を確立するための複数のポート及び通路を備えており、各バルブ1560は、選択的に、第1のエアスプリング1510と第2のエアスプリング1520との各々に関し、エアタンク1504から空気を供給するか、大気に空気を除去するように構成されている。図12及び図18に記載の実施例と同様に、システムコントローラ1540は、バルブ1560を作動させることにより、選択的に、空気管理システム1500の各エアスプリング1530に空気を供給するか、各エアスプリング1530から空気を除去するように構成されている。
【0088】
図14に記載の実施例と同様に、空気管理システム1500は、各エアスプリング1530の頂部プレート1532に配置された高さセンサ1570を備えており、高さセンサ1570は、その関連するエアスプリング1530の高さを監視するように構成された線形ポテンショメータセンサである。図14と同様に、高さセンサ1570は、その関連するエアスプリング1530の高さに沿って延び、エアスプリング1530が膨張または収縮した際に、上下に移動するように構成された線形シャフト1574を備えている。したがって、システムコントローラ1540は、高さセンサ1570から受信された信号に基づき、エアスプリング1530の高さを制御する場合がある。
【0089】
図15を参照すると、慣性センサユニット1572は、任意選択的に、各エアスプリング1530の頂部プレート1532上に配置されている。慣性センサユニット1572は、図17に記載した態様と同じタイプのセンサを含む場合があり、このセンサには、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計が含まれる。各慣性センサユニット1572は、車両の1つまたは複数の軸に関する、加速度、角速度、及び磁力を示す信号を、システムコントローラ1540に送信する場合がある。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1572は、システムコントローラ1540に有線接続されており、それにより、慣性センサユニット1572が、ケーブルに沿って信号を送信するようになっている。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1572は、システムコントローラ1540に信号を無線で送信する。
【0090】
図16は、供給エアタンク1604と、車両の第1の側部1610に配置された1つまたは複数のエアスプリング1630と、車両の第2の側部1620に配置された1つまたは複数のエアスプリング1630と、を備えた空気管理システム1600を示している。一実施例では、空気管理システム1600は、エアタンク1604内に配置され、空気圧を発生させるように構成された、エアコンプレッサ1605を含んでおり、エアタンク1604は、第1のエアスプリング1610及び第2のエアスプリング1620に空気を供給できる。他の実施例では、空気管理システム1600は、エアタンク1604の外部に配置され、ホースを介してエアタンク1604に接続されたエアコンプレッサを含んでいる。空気管理システム1600は、エアタンク1604内に配置されたシステムコントローラ1640をさらに備えている。システムコントローラ1640は、供給エアタンク1604に一体に取り付けられたマニホルドハウジング1650と、マニホルドハウジング1650の各端部に配置された一対のレベリングバルブ1660と、マニホルドハウジング1650の頂部側に固定されたプリント回路基板1641と、を備えている。図20に記載の態様と同様に、マニホルドハウジング1650は、供給タンク1604と、車両の各側部1610、1620のエアスプリング1630と、大気との間の連通を確立するために、複数のポート及び通路を備えている。各レベリングバルブ1660は、選択的に、車両のその関連する側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング1630に、エアタンク1604から空気を供給するか、車両のその関連する側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング1630から大気に、空気を除去するように構成されている。図10及び図11に記載の実施例と同様に、システムコントローラ1640は、レベリングバルブ1660を作動させることにより、選択的に、空気管理システム1600の各エアスプリング1630に空気を供給するか、各エアスプリング1630から空気を除去するように構成されている。
【0091】
上述の実施例と同様に、空気管理システム1600は、各エアスプリング1630の頂部プレート1632に配置された高さセンサ1670を備えており、高さセンサ1670(たとえば、超音波センサ、レーザーセンサ)は、その関連するエアスプリング1630の高さを監視するように構成されている。したがって、システムコントローラ1640は、高さセンサ1670から受信された信号に基づき、エアスプリング1630の高さを制御する場合がある。上述の実施例と同様に、空気管理システム1600は、各エアスプリング1630の頂部プレート1632に配置された第1の比例制御センサ(図示せず)と、マニホルドハウジング1650内に配置された第2の比例制御センサ(図示せず)と、をさらに備えている場合があり、それにより、システムコントローラが、比例制御センサから受信した信号に基づき、エアスプリング1630の高さを制御し得るようになっている。
【0092】
図16を参照すると、慣性センサユニット1672は、任意選択的に、各エアスプリング1630の頂部プレート1632上に配置されている。慣性センサユニット1672は、図17に記載した態様と同じタイプのセンサを含む場合があり、このセンサには、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計が含まれる。各慣性センサユニット1672は、車両の1つまたは複数の軸に関する、加速度、角速度、及び磁力を示す信号を、システムコントローラ1640に送信する場合がある。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1672は、システムコントローラ1640に有線接続されており、それにより、慣性センサユニット1672が、ケーブルに沿って信号を送信するようになっている。いくつかの実施例では、慣性センサユニット1672は、システムコントローラ1640に信号を無線で送信する。
【0093】
図10から図20に記載の空気管理システムの各構成では、空気管理システムは、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計などの、他のタイプのセンサを含む場合があり、また、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計を含む、他のセンサから受信された入力に基づき、各エアスプリングに関する所望の空気圧または高さを判定する場合がある。一実施例では、加速度計は、車両の加速力を測定するように構成された電気機械デバイスを含んでいる。一実施例では、ジャイロスコープは、車両の角速度など、車両の回転モーションを測定するように構成されたデバイスを含んでいる。したがって、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計からの入力は、動的な車両の状態(たとえば、車両の傾き、回転の状態、横方向の加速度など)を計算するために使用される場合があり、システムコントローラは、計算された、動的な車両の状態に基づき、各エアスプリングの所望の空気圧または高さを判定する場合がある。
【0094】
図10から図20に記載の空気管理システムの各構成では、システムコントローラは、エアスプリングの高さを、車両の監視されている動作条件に基づき、所望の高さに調整するための、閉ループの制御システムとして動作する。動作中は、システムコントローラは、通信インターフェースにより、高さセンサ及び比例制御センサなどの、1つまたは複数のセンサからの入力を受信して、各エアスプリングの高さ、及び、内部の空気圧を判定する。システムコントローラは、次いで、プロセッシングモジュールにより、1つまたは複数のセンサからの入力に基づき、各エアスプリングに関する所望の空気圧を判定する。各エアスプリングに関する所望の空気圧の判定において、システムコントローラは、空気管理システムのすべてのエアスプリング間の空気圧の差異を考慮する場合があり、それにより、システムコントローラが、車両のピッチ及びロールの割合を判定し得るようになっている。システムコントローラは、プロセッシングモジュールにより、車両のロール及びピッチの割合に基づき、各エアスプリングの内部の空気圧を調整するために必要な流量を判定する。一構成では、計算された流量は、エアスプリングの高さが、負荷または変位(すなわち、高さの差異の割合)に応じて、どれだけの速さで変化しているかに基づいている。エアスプリングの高さの差異の割合、及び、内部の圧力、ならびに、空気管理システムのエアスプリングの高さ間の差異に基づき、システムコントローラは、車両に関する最適な安定性及び快適性を提供するように、各エアスプリングを調整するために必要な所望の空気圧及び流量を判定するように構成されている。所望の空気圧及び流量を判定した後は、システムコントローラは、ドライバモジュールにより、個別のバルブにコマンドを送信することにより、各エアスプリングから排出されるか、各エアスプリングに供給される空気の流量を制御するように構成されている。
【0095】
図10から図20に示す空気管理システムの各構成では、システムコントローラは、車両の第1の側部のエアスプリングと、第2の側部のエアスプリングとの間の圧力の差異または高さの差異が、所定の閾値内にある場合に、車両の第1の側部の少なくとも1つのエアスプリングと、車両の第2の側部の少なくとも1つのエアスプリングとの間で、空気圧を均一にするように構成されている。たとえば、システムコントローラが、第1の空気圧回路のエアスプリングと第2の空気圧回路のエアスプリングとの間の高さの差異が、所定の閾値内にあることを示す、高さセンサによって送信された信号からの高さの測定値を受信した場合、システムコントローラは、車両の第1の側部の少なくとも1つのエアスプリングと、車両の第2の側部の少なくとも1つの他のスプリングとの間で空気圧を均一にするように、バルブを作動させる。図10から図20に示す空気管理システムの各構成では、システムコントローラは、車両の第1の側部のエアスプリングと、第2の側部のエアスプリングとの間の圧力の差異または高さの差異が、所定の閾値より大である場合に、車両の第1の側部の少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を第1の空気圧とし、車両の第2の側部の少なくとも1つのエアスプリングを第2の空気圧とするように、独立して調整するように構成されている。いくつかの実施例では、第1の空気圧は、第2の空気圧とは等しくない。システムコントローラは、上述のセンサから受信された測定値の信号に基づき、車両の各側部のエアスプリングの圧力または高さの差異を判定する場合がある。
【0096】
図10から図20に示す空気管理システムの各構成では、システムコントローラは、プリント回路基板、通路、及びバルブが、供給タンク内に位置するように、供給タンクの内部に配置されている場合がある。一実施例では、システムコントローラは、供給タンクの内側表面に結合されている場合がある。一実施例では、供給タンクは、システムコントローラを供給タンク内に固定するための、ブラケットまたはレールなどの取付け構造を含む場合がある。したがって、システムコントローラは、各エアスプリングへの空気流を独立して調整する場合がある。
【0097】
図1から図20に示す空気管理システムの各構成では、制御ユニットまたはシステムコントローラが、空気管理システムの各エアスプリングから同時に空気が放出されるように、ダンプサイクルを実行するように構成されている場合がある。図1から図4に示す各空気管理システムでは、空気管理システムは、制御ユニットまたはシステムコントローラに操作可能に結合され、すべてのエアスプリングから空気が放出されるように、ダンプサイクルを実行するように、システムコントローラまたは制御ユニットにコマンドを送信するように構成されたユーザインターフェースユニットを含む場合がある。ユーザインターフェースユニットは、車両のダッシュボードに配置される場合があるか、スマートフォンまたは手持ちコンピュータなど、ディスプレイデバイスにダウンロードされるアプリケーションとして構成されている場合がある。
【0098】
様々な実施形態によれば、図21は、空気管理システムを備えた車両の安定性の制御方法2100であって、空気管理システムが、供給タンクと、供給タンクと空気連通している、車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、供給タンクと空気連通している、車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、を備えている、制御方法が図示されている。
【0099】
様々な実施例では、方法2100は、1つまたは複数のセンサにより、車両の第1の側部及び第2の側部の各々に配置された少なくとも1つのエアスプリングの少なくとも1つの状況を監視するステップ2110を含んでいる。
【0100】
様々な実施例では、方法2100は、1つまたは複数のセンサにより、車両の第1の側部及び第2の側部の各々に配置された少なくとも1つのエアスプリングの少なくとも1つの状況を示す少なくとも1つの信号を送信するステップ2120を含んでいる。
【0101】
様々な実施例では、方法2100は、プロセッシングモジュールにより、車両の第1の側部及び第2の側部の各々に配置された少なくとも1つのエアスプリングの少なくとも1つの状況を示す少なくとも1つの信号を受信するステップ2130を含んでいる。
【0102】
様々な実施例では、方法2100は、プロセッシングモジュールにより、車両の第1の側部及び第2の側部の各々に配置された少なくとも1つのエアスプリングの間の高さの差異を、少なくとも受信された信号に基づき、検出するステップ2140を含んでいる。
【0103】
様々な実施例では、方法2100は、第1のレベリングバルブが、エア供給タンクから、車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、第1のレベリングバルブにより、車両の第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整するステップ2150を含んでいる。
【0104】
様々な実施例では、方法2100は、第2のレベリングバルブが、エア供給タンクから、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、第2のレベリングバルブにより、車両の第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整するステップ2160を含んでいる。
【0105】
様々な実施例では、方法2100は、高さの差異が所定の閾値内にあるように、第1のレベリングバルブと第2のレベリングバルブとの両方がニュートラルモードに設定されており、それにより、第1のレベリングバルブと第2のレベリングバルブとが、エア供給タンクから空気を供給することも、大気に空気を除去することもしていない場合に、車両の第1の側部と第2の側部との各々に配置された少なくとも1つのエアスプリング間の空気圧の差異を、受信された信号に少なくとも基づき、プロセッシングモジュールによって検出するステップ2170を含んでいる。
【0106】
様々な実施例では、方法2100は、高さの差異が所定の閾値内にあるように、第1のレベリングバルブと第2のレベリングバルブとの両方がニュートラルモードに設定されている場合にのみ、車両の第1の側部と第2の側部との各々に配置された少なくとも1つのエアスプリング間の空気圧を、第1のレベリングバルブ及び第2のレベリングバルブによって均一にするステップ2180を含んでいる。
【0107】
本明細書に記載の空気管理システムのすべての構成は、限定ではないが、スポーツ用車両、乗用車両、レース用車両、ピックアップトラック、ダンプトラック、貨物キャリア、ボート用、家畜用、及び馬用のトレーラを含む任意のタイプのトレーラ、重量物搬送用トレーラ、トラクタ、農業用器具(たとえば、粒状物散布機、肥料噴霧器、及び他のタイプの噴霧器、飼料供給器、散布機)、液体運搬車両、バッフル付きかバッフル付きではない液体用タンク車、マシナリー、牽引用設備、鉄道車両、軌陸車、路面電車、ならびに、エアバッグを有する任意の他のタイプのシャシーを含む、任意のタイプの車両、トレーラ、または牽引可能車に組み込まれる場合がある。
【0108】
本明細書に記載の空気管理システムは、タイヤが回転していない場合であっても、摩耗を低減することと、結果として摩耗を均等にすることとの両方に関し、タイヤの寿命を著しく増大させる場合がある。例示的な一態様では、本明細書に記載の空気管理システムを装備していないトラックに取り付けられた場合、平均寿命が100,000kmであるトラックのタイヤは、本明細書に記載の空気管理システムが装備された同じトラックに取り付けられた場合、摩耗が著しく低減される。一定の態様では、平均的なトラックのタイヤの寿命は、少なくとも20%だけ延長され、いくつかの例では、30%、40%、50%、またはそれより多くの量だけ、延長された。したがって、予期されていなかった顕著な、金銭的、時間的(タイヤの回転、変更、山かけ、及び交換における時間の浪費の低減)、ならびに、環境的な節約が、本開示の本発明の追加の驚くべき利点として実現されている。
【0109】
本明細書に記載の空気管理システムは、ある速度で移動する車両、特にトラックトレーラのウィンドシアーの安全ではない影響を著しく低減する場合がある。ウィンドシアーは、高速道路の速度において、トレーラを運搬するトラックを不安定にし、そのようなトレーラを横倒しにさせ、生命、積み荷の、破壊的な傷害及び損失、ならびに、複数の車両の残骸に繋がる。例示的な一実施例では、本明細書に記載の空気管理システムを備えたトレーラ及びレクリエーション用車両は、高速道路の速度において、ウィンドシアーの力に対して顕著に、より安定し、耐性がある場合がある。したがって、予期されていなかった、顕著な、安全性及び快適性の利点が、本開示の本発明の追加の驚くべき利点として実現されている。
【0110】
本明細書に記載の空気管理システムは、ロードノイズ、振動、ならびに、ドライバ、乗員、及び、家畜類、馬などを含む生物の積載物にとっての不快感を著しく低減する場合がある。例示的な一態様では、ロードノイズ、振動、及び不快感が、著しく低減され、それにより、不快感のために、以前は1日あたり数百マイルしか大型車両を運転できなかったドライバが、痛み、苦痛、不快感、及び疲労の低減に起因して、著しく長い距離を運転することが可能であるようになっている。このことは、非常に顕著に向上されたライドの品質及び安定性から達成される。したがって、予期されていなかった、顕著な快適性の利点が、本開示の本発明の追加の驚くべき利点として実現されている。
【0111】
本明細書に記載の空気管理システムは、ブレーキをかける際の車両の前部の沈み込みを著しく低減するか、除去さえする場合がある。そのような沈み込みは、危険な状況を作り出し得、ドライバ及び乗員にとって非常に不快であり、また、多くの車両構成要素に与えるストレスが増大する。そのような沈み込みを低減し、多くのケースでは除去することにより、予期されていなかった、顕著な、安全性及び快適性の利点が、本開示の本発明の追加の驚くべき利点として実現されている。
【0112】
本明細書に記載の空気管理システムは、スリップしやすい状況においてさえも、トラクションを著しく増大させ、ハンドリングが向上する結果となる場合がある。例示的な一態様では、平らではない、及び/または、スリップしやすい地形を通って運転するために、(本明細書に記載の空気管理システムを備えていない場合に)4輪駆動モードを使用する必要があるトラックが、トラクションを失うこともなく、かつ、動けなくなることもなく、同じ地形を2輪駆動モードで運転することが可能である。したがって、予期されていなかった、顕著な、安全性及び実用性の利点が、本開示の本発明の追加の驚くべき利点として実現されている。
【0113】
本明細書に記載の空気管理システムは、ブレーキ性能を向上させる場合がある。限定ではないが、エレクトロニックスタビリティプログラム(ESP)、ダイナミックスタビリティコントロール(DSC)、ビークルスタビリティコントロール(VSC)、オートマチックトラクションコントロール(ATC)を含む、たとえば任意のエレクトロニックスタビリティコントロール(ESC)である、エレクトロニックスタビリティシステムを備えた車両では、本明細書に記載の空気管理システムが、そのような電子システムがブレーキを適用することの発生率を低減することがわかっている。この理由は、車両が、平衡な安定した位置に維持され、それにより、そのような電子システムの作動を避けるためである。これにより、ブレーキの性能及び耐用年数が向上し得る。本明細書に記載のシステムは、車両のエレクトロニックスタビリティシステム、及び、グローバルポジショニングシステム、車両の設置されたカメラ、光検知測距(LIDAR)センサ、近接センサ、音響センサ、超音波センサ、及び/またはソナーシステムを含む、他の電子システムに完全に組み込まれている場合があり、それにより、動的な運転条件、地面の状況、及び、大気の状況の態様を検出して、空気管理システム内の空気を継続的に調整するために、路面及び車両の状況を継続的に通信するようになっている。
【0114】
本明細書で使用される場合、「実質的に(substantially)」及び「実質的な(substantial)」との用語は、相当な程度または範囲に言及する。たとえば、事象、状況、特徴、または特性に関して使用される場合、これら用語は、事象、状況、特徴、または特性が、適切に生じる例、及び、事象、状況、特性、または特性が、本明細書に記載の実施例の通常の公差レベルか妥当性を占めているなど、かなりの近似で発生する例に言及することができる。
【0115】
本明細書で使用される場合、数値と関連して使用される際の「約(about)」との用語は、述べられている値の5%内の任意の値を含むものと解釈されるものとする。さらに、値のレンジに関して、約及びおよその用語を列挙することは、述べられたレンジの上端と下端との両方を含むように解釈されるものとする。
【0116】
本明細書で使用される場合、「取り付けられる(attached)」、「接続される(connected)」、または「締結される(fastened)」との用語は、互いに接触するか、接触せずに、ともに固定された2つの要素を含むものと解釈される場合がある。
【0117】
添付の特許請求の範囲では、「含む(including)」との用語が、「備える(comprising)」のそれぞれの用語の、平易な英語の均等として使用される。「備えている(comprising)」及び「含んでいる(including)」との用語は、本明細書では、オープンエンドであり、述べられた要素のみを含むものではなく、任意の追加の要素をさらに包含することが意図されている。さらに、添付の特許請求の範囲では、「第1(first)」、「第2(second)」、及び「第3(third)」などの用語は、単にラベルとして使用されているものであり、その対象上での数値上の要請を課すことを意図するものではない。さらに、添付の特許請求の範囲の限定は、ミーンズプラスファンクションのフォーマットでは記載されておらず、また、そのようなクレームの限定が、明確に、「ための手段(means for)」のフレーズと、その後の、さらなる構造を伴わない、機能の記載を使用していない限り、また、使用するまでは、35 U.S.C. §112、第6パラグラフに基づいて解釈されることは意図されていない。
【0118】
本発明の様々な実施形態は、以下のアイテムの1つまたは複数を含んでいる。
【0119】
[アイテム1]
動的な運転条件の下で作動される車両を平衡にする空気管理システムであって、
エア供給タンクと、
前記供給エアタンクに操作可能に接続されたコンプレッサと、
前記供給タンクに組み込まれたシステムコントローラと、
前記車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング、及び、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングを前記システムコントローラに、空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインと、
前記車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング、及び、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングを前記システムコントローラに、空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインと、
を備え、
前記車両の第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングが、前記車両の第1の側部の少なくとも1つのエアスプリングの高さを独立して調整するように構成された第1のレベリングバルブを有し、
前記車両の第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングが、前記車両の第2の側部の少なくとも1つのエアスプリングの高さを独立して調整するように構成された第2のレベリングバルブを有し、
前記車両の前記第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとが、その関連するエアスプリングの少なくとも2つの状況を監視し、その関連するエアスプリングの前記少なくとも2つの状況を示す測定信号を送信するように構成された、1つまたは複数のセンサを備え、
前記少なくとも2つの状況が、その関連するエアスプリングの高さと、その関連するエアスプリングの圧力とを含み、
前記システムコントローラが、(i)各エアスプリングの前記1つまたは複数のセンサから送信された前記信号を受信することと、(ii)前記車両の前記第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとの間の高さの差異を、各エアスプリングの前記1つまたは複数のセンサから前記受信された信号に少なくとも基づき、検出することと、(iii)前記第1のレベリングバルブが、前記エア供給タンクから、車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整することと、(iv)第2のレベリングバルブが、前記エア供給タンクから、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、第2のレベリングバルブにより、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整することと、(v)前記高さの差異が所定の閾値内にあるように、前記第1のレベリングバルブと前記第2のレベリングバルブとの両方がニュートラルモードにセットされており、各レベリングバルブが、前記エア供給タンクから空気を供給することも、大気に空気を除去することもしていない場合に、各エアスプリングの前記1つまたは複数のセンサから前記受信された信号に少なくとも基づき、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングとの間の圧力の差異を、検出することと、(vi)前記第1のレベリングバルブと前記第2のレベリングバルブとの両方が、ニュートラルモードに設定され、それにより、前記高さの差異が所定の閾値内にある場合にのみ、車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングと、車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングとの間で前記空気圧を均一にすることと、を行うように構成されている、前記空気管理システム。
【0120】
[アイテム2]
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記高さを監視し、前記エアスプリングの前記高さを示す信号を送信するように構成された高さセンサを備えている、アイテム1に記載の空気管理システム。
【0121】
[アイテム3]
前記高さセンサが、超音波センサ、レーザーセンサ、赤外センサ、電磁波センサ、またはポテンショメータである、アイテム2に記載の制御ユニット。
【0122】
[アイテム4]
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの内部の空気圧を監視し、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を示す信号を送信するように構成された圧力センサを備えている、アイテム1からアイテム3のいずれか1つに記載の制御ユニット。
【0123】
[アイテム5]
前記システムコントローラが、前記供給タンクの外側表面に配置されたハウジングを備えている、アイテム1からアイテム4のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0124】
[アイテム6]
前記システムコントローラが、前記供給タンク内に配置されたハウジングを備えている、アイテム1からアイテム5のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0125】
[アイテム7]
前記システムコントローラが、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに接続された前記エアラインの1つに接続された第1のポートと、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに接続された前記エアラインの1つに接続された第2のポートと、大気に空気を排出するように構成された排出ポートと、前記供給タンクに結合された1つまたは複数のタンクポートと、を備えている、アイテム1からアイテム6のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0126】
[アイテム8]
前記車両の前記第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとが、その関連するエアスプリングの前記空気圧、または、その関連するエアスプリングへの流量を監視し、その関連するエアスプリングの前記空気圧を示す信号を送信するように構成された、比例制御センサを備えている、アイテム1からアイテム7のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0127】
[アイテム9]
前記システムコントローラが、各比例制御センサから送信された前記信号を受信し、前記比例制御センサから前記受信された信号に少なくとも基づき、前記システムコントローラから前記エアスプリングの1つへ移動する空気に関するラグタイムを判定するように構成されている、アイテム8に記載の空気管理システム。
【0128】
[アイテム10]
前記エアラインが、等しい長さ及び直径を有している、アイテム1からアイテム9のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0129】
[アイテム11]
前記供給タンク内に配置されたコンプレッサを備えている、アイテム1からアイテム10のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0130】
[アイテム12]
前記1つまたは複数のセンサが、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計を備えた慣性センサユニットを備えている、アイテム1からアイテム11のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0131】
[アイテム13]
前記加速度計が、前記車両の3つの軸に関して加速度を測定するように構成されており、
前記ジャイロスコープが、前記車両の3つの軸に関して角速度を測定するように構成されており、
前記磁気計が、前記車両の3つの軸に関して磁力を測定するように構成されている、アイテム12に記載の空気管理システム。
【0132】
[アイテム14]
前記1つまたは複数のセンサが、前記車両の3つの軸に関する、測定された前記加速度、前記角速度、及び前記磁力を示す信号を送信するように構成されており、
前記システムコントローラが、前記慣性センサユニットから送信された前記信号を受信し、前記車両のヨー、前記車両のピッチ、及び前記車両のロールの少なくとも1つを計算するように構成されており、前記システムコントローラが、計算された前記車両のヨー、前記車両のピッチ、及び前記車両のロールの少なくも1つに基づき、各エアスプリングの所望の空気圧を判定するように構成されている、アイテム12に記載の空気管理システム。
【0133】
[アイテム15]
空気管理システムを備えた、動的な運転条件下で動作する車両の安定性の制御方法であって、前記空気管理システムが、供給タンクと、前記供給タンクと空気連通している、前記車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、前記供給タンクと空気連通している、前記車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、を備えており、前記方法が、
(i)1つまたは複数のセンサにより、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部の各々に配置された少なくとも1つのエアスプリングの少なくとも1つの状況を監視することと、
(ii)前記1つまたは複数のセンサにより、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部の各々に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの前記少なくとも1つの状況を示す少なくとも1つの信号を送信することと、
(iii)プロセッシングモジュールにより、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部の各々に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの前記少なくとも1つの状況を示す少なくとも1つの信号を受信することと、
(iv)前記プロセッシングモジュールにより、少なくとも前記受信された信号に基づき、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部の各々に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの間の高さの差異を、検出することと、
(v)第1のレベリングバルブが、前記エア供給タンクから、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、前記第1のレベリングバルブにより、前記車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整することと、
(vi)第2のレベリングバルブが、前記エア供給タンクから、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングに、空気を供給するか、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングから大気に、空気を除去するように、前記第2のレベリングバルブにより、前記車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの空気圧を独立して調整することと、
(vii)前記高さの差異が所定の閾値内にあるように、前記第1のレベリングバルブと前記第2のレベリングバルブとの両方がニュートラルモードに設定されており、前記第1のレベリングバルブと前記第2のレベリングバルブとが、前記エア供給タンクから空気を供給することも、大気に空気を除去することもしていない場合に、前記受信された信号に少なくとも基づき、前記車両の前記第1の側部と前記第2の側部との各々に配置された少なくとも1つのエアスプリング間の空気圧の差異を、前記プロセッシングモジュールによって検出することと、
(viii)前記第1のレベリングバルブと前記第2のレベリングバルブとの両方が、前記ニュートラルモードに設定され、それにより、前記高さの差異が、前記所定の閾値内にあるようになっている場合にのみ、前記第1のレベリングバルブ及び前記第2のレベリングバルブにより、車両の前記第1の側部と前記第2の側部との各々に配置された前記少なくとも1つのエアスプリング間の前記空気圧を均一にすることと、
を含む、前記制御方法。
【0134】
[アイテム16]
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記高さを監視し、前記エアスプリングの前記高さを示す信号を送信するように構成された高さセンサを備えている、アイテム15に記載の方法。
【0135】
[アイテム17]
前記高さセンサが、超音波センサ、レーザーセンサ、赤外センサ、電磁波センサ、またはポテンショメータである、アイテム16に記載の方法。
【0136】
[アイテム18]
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を監視し、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を示す信号を送信するように構成された圧力センサを備えている、アイテム15からアイテム17のいずれか1つに記載の方法。
【0137】
[アイテム19]
前記システムコントローラが、前記供給タンクの外側表面に配置されたハウジングを備えている、アイテム15からアイテム18のいずれか1つに記載の方法。
【0138】
[アイテム20]
前記システムコントローラが、前記供給タンク内に配置されたハウジングを備えている、アイテム15からアイテム19のいずれか1つに記載の方法。
【0139】
[アイテム21]
前記供給タンク内に配置されたコンプレッサを備えている、アイテム15からアイテム20のいずれか1つに記載の方法。
【0140】
[アイテム22]
動的な運転条件の下で作動される車両を平衡にするための、車両用の空気管理システムであって、前記空気管理システムが、
供給タンクと、
前記供給タンクに組み込まれたシステムコントローラと、
前記車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング、及び、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングを前記システムコントローラに空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインと、
前記車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリング、及び、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングを前記システムコントローラに空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインと、を備え、
前記車両の前記第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとが、その関連するエアスプリングの少なくとも1つの状況を監視し、その関連するエアスプリングの前記少なくとも1つの状況を示す測定信号を送信するように構成された1つまたは複数のセンサを備えており、
前記システムコントローラが、(i)各エアスプリングの前記1つまたは複数のセンサから送信された前記信号を受信することと、(ii)各エアスプリングの前記1つまたは複数のセンサから前記受信された信号に少なくとも基づき、前記車両の前記第1の側部に配置された前記エアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された前記エアスプリングとの間の高さまたは圧力の差異を計算することと、(iii)前記計算された高さまたは圧力の差異が所定の閾値内にある場合に、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインを通して空気を供給すること、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングから空気をパージすること、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに空気を通すように接続する1つまたは複数のエアラインを通して空気を供給すること、及び/または、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングから空気をパージすること、により、車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングと、車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングとの間の前記空気圧を均一にすることと、を行うように構成されている、前記空気管理システム。
【0141】
[アイテム23]
前記システムコントローラが、前記計算された高さの差異が所定の閾値より大である場合に、車両の前記第1の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの前記空気圧を第1の空気圧に独立して調整し、車両の前記第2の側部に配置された前記少なくとも1つのエアスプリングの前記空気圧を第2の空気圧に独立して調整するように構成されており、
前記第1の空気圧が、前記第2の空気圧とは等しくない、アイテム22に記載の空気管理システム。
【0142】
[アイテム24]
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記高さを監視し、前記エアスプリングの前記高さを示す信号を送信するように構成された高さセンサを備えている、アイテム22またはアイテム23のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0143】
[アイテム25]
前記高さセンサが、超音波センサ、レーザーセンサ、赤外センサ、電磁波センサ、またはポテンショメータである、アイテム24に記載の制御ユニット。
【0144】
[アイテム26]
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を監視し、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を示す信号を送信するように構成された圧力センサを備えている、アイテム22からアイテム25のいずれか1つに記載の制御ユニット。
【0145】
[アイテム27]
前記システムコントローラが、前記供給タンクの外側表面に配置されたハウジングを備えている、アイテム22からアイテム26のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0146】
[アイテム28]
前記システムコントローラが、前記供給タンク内に配置されたハウジングを備えている、アイテム22からアイテム27のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0147】
[アイテム29]
前記システムコントローラが、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに接続された前記エアラインの1つに接続された第1のポートと、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに接続された前記エアラインの1つに接続された第2のポートと、前記大気に空気を排出するように構成された排出ポートと、前記供給タンクに結合された1つまたは複数のタンクポートと、を備えている、アイテム22からアイテム28のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0148】
[アイテム30]
前記システムコントローラが、選択的に、前記エアタンクから、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングに空気を供給し、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングから空気を除去するように構成された複数のフローバルブを備えたバルブユニットを備えている、アイテム22からアイテム29のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0149】
[アイテム31]
前記システムコントローラが2つのレベリングバルブを備え、各レベリングバルブが、前記車両のそれぞれの側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングと操作可能に関連している、アイテム22からアイテム30のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0150】
[アイテム32]
前記車両の前記第1の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された少なくとも1つのエアスプリングとが、その関連するエアスプリングの前記空気圧、または、その関連するエアスプリングへの流量を監視し、その関連するエアスプリングの前記空気圧を示す信号を送信するように構成されている、比例制御センサを備えている、アイテム22からアイテム31のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0151】
[アイテム33]
前記システムコントローラが、各比例制御センサから送信された前記信号を受信し、前記比例制御センサから前記受信された信号に少なくとも基づき、前記システムコントローラから前記エアスプリングの1つへ移動する空気に関するラグタイムを判定するように構成されている、アイテム32に記載の空気管理システム。
【0152】
[アイテム34]
前記エアラインが、等しい長さ及び直径を有している、アイテム22からアイテム33のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0153】
[アイテム35]
前記供給タンク内に配置されたコンプレッサを備えている、アイテム22からアイテム34のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0154】
[アイテム36]
前記1つまたは複数のセンサが、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁気計を備えた慣性センサユニットを備えている、アイテム22からアイテム35のいずれか1つに記載の空気管理システム。
【0155】
[アイテム37]
前記加速度計が、前記車両の3つの軸に関して加速度を測定するように構成されており、
前記ジャイロスコープが、前記車両の3つの軸に関して角速度を測定するように構成されており、
前記磁気計が、前記車両の3つの軸に関して磁力を測定するように構成されている、アイテム36に記載の空気管理システム。
【0156】
[アイテム38]
前記1つまたは複数のセンサが、前記車両の前記3つの軸に関する、測定された前記加速度、前記角速度、及び前記磁力を示す信号を送信するように構成されており、
前記システムコントローラが、前記慣性センサユニットから送信された前記信号を受信し、車両のヨー、車両のピッチ、及び車両のロールの少なくとも1つを計算するように構成されており、前記システムコントローラが、計算された前記車両のヨー、前記車両のピッチ、及び前記車両のロールの少なくも1つに基づき、各エアスプリングの所望の空気圧を判定するように構成されている、アイテム36に記載の空気管理システム。
【0157】
[アイテム39]
車両用の空気管理システムのエアスプリングと関連付けられた制御ユニットであって、前記制御ユニットが、
前記エアスプリングの頂部プレートに取り付けられるように構成されたハウジングであって、前記ハウジングがバルブチャンバを備えている、前記ハウジングと、
前記バルブチャンバ内に配置されたバルブであって、前記バルブが、選択的に、複数の体積流量で、前記エアスプリングのチャンバ内から空気を除去するか、前記エアスプリングのチャンバ内に空気を供給するように構成されている、前記バルブと、
前記エアスプリングの少なくとも1つの状況を監視し、前記エアスプリングの前記少なくとも1つの状況を示す測定信号を生成するように構成された1つまたは複数のセンサと、
前記空気管理システムの第2のエアスプリングと関連付けられた第2の制御ユニットへデータ信号を送信し、第2の制御ユニットからデータ信号を受信するように構成された、通信インターフェースと、
前記バルブ、前記1つまたは複数のセンサ、及び前記通信インターフェースに、操作可能に結合されたプロセッシングモジュールと、を備え、
前記プロセッシングモジュールが、(i)その関連するエアスプリングの前記1つまたは複数のセンサからの1つまたは複数の測定信号、及び、前記第2のエアスプリングからの1つまたは複数のデータ信号を受信することと、(ii)前記受信された1つまたは複数の測定信号及び前記1つまたは複数のデータ信号に少なくとも基づき、前記第1のエアスプリングと前記第2のエアスプリングとの間の高さ及び圧力の差異を計算することと、(iii)前記計算された高さまたは圧力の差異が、所定の閾値内にある場合に、その関連するエアスプリングの空気圧を、前記第2のエアスプリングの空気圧に設定するように、前記バルブを作動させることと、を行うように構成されている、前記制御ユニット。
【0158】
[アイテム40]
前記ハウジングが、
エアソースから空気流を受領するように構成された流入ポートと、
空気を大気に放出するように構成された流出ポートと、
前記エアスプリングの前記チャンバに空気を供給するか、前記チャンバから空気を放出するように構成された搬送ポートと、を備え、
前記バルブチャンバが、複数の通路により、前記流入ポート、前記流出ポート、及び前記搬送ポートに接続されている、アイテム39に記載の制御ユニット。
【0159】
[アイテム41]
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記高さを監視し、前記エアスプリングの前記高さを示す信号を生成するように構成された高さセンサを備えている、アイテム39またはアイテム40のいずれか1つに記載の制御ユニット。
【0160】
[アイテム42]
前記高さセンサが、超音波センサ、レーザーセンサ、赤外センサ、電磁波センサ、またはポテンショメータである、アイテム41に記載の制御ユニット。
【0161】
[アイテム43]
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を監視し、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を示す信号を生成するように構成された圧力センサを備えている、アイテム39からアイテム42のいずれか1つに記載の制御ユニット。
【0162】
[アイテム44]
前記バルブチャンバ、前記バルブ、及び前記プロセッシングモジュールが、前記頂部プレートの下方に取り付けられるとともに、前記エアスプリングの前記チャンバ内に配置されている、アイテム39からアイテム43のいずれか1つに記載の制御ユニット。
【0163】
[アイテム45]
前記バルブチャンバ、前記バルブ、及び前記プロセッシングモジュールが、前記頂部プレートの上方に取り付けられるとともに、前記エアスプリングの前記チャンバ外に配置されている、アイテム39からアイテム45のいずれか1つに記載の制御ユニット。
【0164】
[アイテム46]
前記バルブが、筒形状のマニホルドと、前記マニホルド内に配置され、前記マニホルドの内側表面とスライドして係合するバルブ部材と、前記バルブ部材及び前記プロセッシングモジュールと操作可能に結合された電子アクチュエータと、を備え、
前記マニホルドが、前記マニホルドの側面に沿って配置された複数の開口を備え、前記電子アクチュエータが、空気が前記所望の体積流量で前記エアスプリングに供給されるか、前記エアスプリングから除去されるように、前記複数の開口の露出を制御するように、前記マニホルドの長手軸に沿ってスライドするように前記バルブ部材を作動させるように構成されている、アイテム39からアイテム45のいずれか1つに記載の制御ユニット。
【0165】
[アイテム47]
空気管理システムを備えた、動的な運転条件下で動作する車両の安定性の制御方法であって、前記空気管理システムが、供給タンクと、前記供給タンクと空気連通している、前記車両の第1の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、前記供給タンクと空気連通している、前記車両の第2の側部に配置された1つまたは複数のエアスプリングと、を備えており、前記方法が、
(i)1つまたは複数のセンサにより、車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリング、及び、車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングの少なくとも1つの状況を監視することと、
(ii)前記1つまたは複数のセンサにより、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングの前記少なくとも1つの状況を示す少なくとも1つの信号を送信することと、
(iii)プロセッシングモジュールにより、前記車両の前記第1の側部及び前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングの前記少なくとも1つの状況を示す少なくとも1つの信号を受信することと、
(iv)前記プロセッシングモジュールにより、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングとの間の高さまたは圧力の差異を、前記受信した信号に少なくとも基づいて計算することと、
(v)前記計算された差異が所定の閾値内にある場合、前記プロセッシングモジュールにより、前記車両の前記第1の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングと、前記車両の前記第2の側部に配置された前記1つまたは複数のエアスプリングとの間の前記空気圧を均一にするように、1つまたは複数のバルブを作動させることと、を含む、前記制御方法。
【0166】
[アイテム48]
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記高さを監視し、前記エアスプリングの前記高さを示す信号を送信するように構成された高さセンサを備えている、アイテム47に記載の方法。
【0167】
[アイテム49]
前記高さセンサが、超音波センサ、レーザーセンサ、赤外センサ、電磁波センサ、またはポテンショメータである、アイテム48に記載の方法。
【0168】
[アイテム50]
前記1つまたは複数のセンサが、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を監視し、前記エアスプリングの前記内部の空気圧を示す信号を送信するように構成された圧力センサを備えている、アイテム47からアイテム49のいずれか1つに記載の方法。
【0169】
[アイテム51]
前記システムコントローラが、前記供給タンクの外側表面に配置されたハウジングを備えている、アイテム47からアイテム50のいずれか1つに記載の方法。
【0170】
[アイテム52]
前記システムコントローラが、前記供給タンク内に配置されたハウジングを備えている、アイテム47からアイテム51のいずれか1つに記載の方法。
【0171】
[アイテム53]
前記供給タンク内に配置されたコンプレッサを備えている、アイテム47からアイテム52のいずれか1つに記載の方法。
【0172】
[アイテム54]
本開示の動的な運転条件の下で動作される車両の安定性を制御するための、前記方法の1つまたは複数のステップが、車両が動的な運転条件の下で動作している間、継続的に実施され、それにより、変化する運転条件に応じて、任意のステップが1回または複数回繰り返されるようになっている、アイテム1からアイテム53のいずれか1つに記載の方法、システム、及び/または制御ユニット。
【0173】
[アイテム55]
車両が動的な運転条件下で動作している間、空気管理システムが、センサデータを動的に受信及び処理し、継続的に空気を供給及びパージするコマンドを送信する、アイテム1からアイテム54のいずれか1つに記載の方法、システム、及び/または制御ユニット。
【0174】
本開示の主題が、特徴の様々な組合せ及びサブの組合せを含む、特定の図示の実施例を参照して、かなり詳細に記載及び図示されてきたが、当業者には、それらの他の態様及び変形形態及び変更形態が、本開示の範囲に包含されるものとして、容易に明らかとなるであろう。さらに、そのような態様、実施例、組合せ、及びサブの組合せは、請求されている主題が、特許請求の範囲に明確に述べられているもの以外の特徴または特徴の組合せを必要とすることを伝えることは意図していない。したがって、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内に包含される、すべての変形形態及び変更形態を含むことが意図されている。
図1
図2
図3A
図3B
図4
図5
図6
図7
図8
図9A
図9B
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21
【国際調査報告】