專利名稱：拖臂懸架及其帶有機動式閥門的高度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一方面，本發(fā)明涉及一種汽車拖臂懸架。另一方面，本發(fā)明涉及一種用于控制相對于汽車的懸架裝載高度的高度控制系統(tǒng)。再一方面，本發(fā)明涉及一種馬達(dá)驅(qū)動式高度控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
帶有以機械方式聯(lián)動和驅(qū)動的高度控制閥的拖臂懸架是為人熟知的。圖1圖示這樣一種結(jié)合高度控制閥12的拖臂懸架10。拖臂懸架10包括對置的兩個拖臂組件11，裝在汽車的對置兩側(cè)上，最好是裝于汽車車架兩部圍欄16。每一拖臂懸架組件包括拖臂14，一端由樞轉(zhuǎn)連接件20可樞轉(zhuǎn)地連接于吊架18。吊架由汽車車架圍欄16垂下。拖臂14的另一端裝于空氣彈簧22，后者固定于車架圍欄16?？諝鈴椈?2可阻尼拖臂14相對于車架圍欄16圍繞吊架18的樞轉(zhuǎn)。
心軸組件28一般跨接或安裝于兩個拖臂14，或由后者托持。心軸組件28可轉(zhuǎn)動地裝有各觸地車輪(未畫出)。各車輪回應(yīng)于其與地面的接觸的任何運動將導(dǎo)致兩拖臂14的轉(zhuǎn)動，而轉(zhuǎn)動受各空氣彈簧22的阻抗。
各空氣彈簧22一般包括氣囊24和活塞26?；钊?6裝于拖臂14，而氣囊24把活塞連接于車架?？梢运腿牖蚺懦黾訅毫黧w以調(diào)節(jié)空氣彈簧的阻尼功能。此外，空氣彈簧中的空氣容積可以調(diào)節(jié)以變更各車架圍欄相對于各拖臂的的高度。往往，存在一個拖車的最佳或參照裝載高度，而且取決于拖車承受的載荷或操作環(huán)境，實際或當(dāng)前的裝載高度可隨時間改變。壓縮空氣被送入或排出各氣囊以調(diào)節(jié)拖車車架圍欄關(guān)于各拖臂的相對高度以針對特定載荷或環(huán)境條件把裝載高度保持在參照高度上。
裝載高度的調(diào)節(jié)是由高度控制閥13實現(xiàn)的，此閥具有進(jìn)氣口、空氣彈簧口和排氣口。進(jìn)氣口流體連接于汽車的壓縮空氣源?？諝鈴椈煽诹黧w連接于各空氣彈簧的氣囊24，而排氣口流體連接于大氣。高度控制閥可控制空氣彈簧口與進(jìn)氣口和排氣口的流體連接而從空氣彈簧送入或排出空氣以從而調(diào)節(jié)汽車高度。
高度控制閥一般裝于汽車車架16并具有可轉(zhuǎn)動的杠桿臂32，經(jīng)由可調(diào)節(jié)的直桿34可操作地連接于拖臂14，從而拖臂14的任何運動可導(dǎo)致杠桿臂的相應(yīng)運動以移動閥門而把空氣彈簧口連接于進(jìn)氣口或排氣口這二者中的一個。
典型的高度控制閥具有三個位置充氣位置、中性位置和排氣位置。在充氣位置上，杠桿壁32向上轉(zhuǎn)動而空氣彈簧口連接于進(jìn)氣口。在中性位置上，杠桿臂32大致上是水平的而空氣彈簧口不連接于或者進(jìn)氣或是排氣口。在排氣位置上，杠桿臂向下轉(zhuǎn)動而空氣彈簧口連接于排氣位置。
當(dāng)前可供使用的多種高度控制閥的操作可以在時間上滯后于高度變化，或者可以及時回應(yīng)于高度變化。這種閥門的閥門結(jié)構(gòu)一般包括多個由彈簧推壓的活塞或類似器件，它們可回應(yīng)于拖臂的相對運動來密封多個孔口。這類高度控制閥的實例披露在1992年11月10日發(fā)布的美國專利第5161579號、1996年10月1日發(fā)布的美國專利第5560591號，以及1994年12月27日發(fā)布的美國專利第5375819號之中。
這種閥門趨向于使用狀為○形圈等的密封件，圍繞動力或運動的活塞以相對于閥門外殼密封活塞。這種“動力”密封件隨著活塞往復(fù)運動而經(jīng)受磨損，導(dǎo)致其最終失敗。
其他適當(dāng)?shù)拈y門包括沒有任何密封件的閥門。一組這種閥門被稱作剪切閥門而包括一些貼靠著的板片，其一相對于另一是可動的。各板片由來自汽車空氣系統(tǒng)的壓縮空氣壓持在一起，不需要任何動力密封件。這樣一種閥門披露在PCT/US00/23278之中，納入作為參考。
當(dāng)前最為普遍使用的高度控制閥，無論其閥門結(jié)構(gòu)如何，都因拖臂與高度控制閥之間的機械聯(lián)接而經(jīng)受損傷。機械聯(lián)接直接暴露于拖臂懸架的環(huán)境，后者可能是非常嚴(yán)苛的。此外，大多數(shù)機械操作式的閥門，如果不正規(guī)地使用，都是容易“卡滯”的。
針對機械驅(qū)動和控制的高度控制閥的各種缺點，已經(jīng)研制出電子控制和驅(qū)動的高度控制系統(tǒng)?；陔姎獾南到y(tǒng)構(gòu)成了高度控制閥市場的一小部分。這種電子控制的系統(tǒng)一般采用多種傳感器來監(jiān)測汽車高度位置并采用一些電氣驅(qū)動的閥門，諸如電磁閥，以控制空氣從空氣彈簧的送入和排出。電子控制的系統(tǒng)的一項缺點是，它們要比機械系統(tǒng)在部件成本、維護(hù)成本和操作成本方面昂貴很多。不過，它們的好處在于，它們趨向于對汽車高度變化有更大的反應(yīng)。
因而，在汽車高度控制系統(tǒng)方面仍然需要具有一種高度控制系統(tǒng)，把傳統(tǒng)機械系統(tǒng)的低成本與電子系統(tǒng)的性能結(jié)合在一起。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供用于懸架的一種裝載高度控制系統(tǒng)，懸架相對于汽車支承著裝有各觸地車輪的心軸。此裝載高度控制系統(tǒng)可把汽車保持在相對于地面的某一參照裝載高度處。懸架包括高度傳感器，可檢測當(dāng)前的汽車裝載高度并生成和輸出代表當(dāng)前裝載高度的信號?？沙錃獾臍饽铱刹僮鞯芈?lián)接在心軸與汽車之間，從而空氣進(jìn)入氣囊和從氣囊排出分別可增可減心軸與汽車之間的相對距離以調(diào)節(jié)汽車裝載高度。壓縮空氣源設(shè)置得用于為氣囊充氣。閥門選擇性地把氣囊流體聯(lián)接于壓縮空氣源或大氣以從而分別為氣囊送入或排出空氣。
裝載高度控制系統(tǒng)的特征在于，一種閥門驅(qū)動器，聯(lián)接于高度傳感器和閥門，其中閥門驅(qū)動器作為輸入而接收高度傳感器輸出信號并有選擇在中性位置、充氣位置和排氣位置之間-在中性位置處，氣囊不連接于或是壓縮空氣源或是大氣，在充氣位置處，氣囊連接于壓縮空氣源以把空氣送入氣囊，而在排氣位置處，氣囊連接于大氣以從氣囊排出空氣。通過使氣囊流體聯(lián)接于壓縮空氣源或大氣這二者之任一，閥門驅(qū)動器使得裝載高度控制系統(tǒng)能夠相對于參照裝載高度來調(diào)節(jié)汽車裝載高度。
閥門驅(qū)動器最好是包括控制器，后者以邏輯線路予以編程。控制器利用高度傳感器輸出信號結(jié)合控制邏輯線路以驅(qū)動閥門而調(diào)節(jié)裝載高度。馬達(dá)可以配有閥門驅(qū)動器并可操作地聯(lián)接于控制器和連接于閥門，從而控制器可驅(qū)動馬達(dá)以選擇性地驅(qū)動閥門。
馬達(dá)最好是包括輸出齒輪，后者嚙合于裝于閥門齒圈的傳動齒輪，以致驅(qū)動馬達(dá)可轉(zhuǎn)動輸出齒輪以轉(zhuǎn)動齒輪并從而推動閥門在充氣與排氣兩位置之間。馬達(dá)最好是可倒轉(zhuǎn)的，而控制器在第一方向上操縱馬達(dá)以移動閥門進(jìn)入充氣位置并在第二方向上移動閥門進(jìn)入排氣位置。最好是，輸出齒輪是蝸輪。
傳感器輸出信號最好是電壓信號，本身帶有正或負(fù)號，而控制器利用電壓信號的符號來確定馬達(dá)的操作方向?？刂七壿嬀€路致使控制器最好是把汽車裝載高度保持在參照裝載高度處。控制器利用電壓信號符號來指明汽車是高于還是低于參照裝載高度。
閥門最好是包括進(jìn)氣口，用于連接于壓縮空氣源；氣囊口，用于流體連接于氣囊；排氣口，用于流體連接于大氣，以及可轉(zhuǎn)動的閥件，具有控制通道，一當(dāng)轉(zhuǎn)動閥件就把氣囊口流體連接于進(jìn)氣口或排氣口。閥門也可以包括閥門外殼，形成內(nèi)腔，進(jìn)氣口、氣囊口和排氣口都流體連接于它。
閥件可以在流體上隔開進(jìn)氣口和排氣口。在這樣一種結(jié)構(gòu)中，從進(jìn)氣口進(jìn)入外殼的壓縮空氣將推壓閥件密封貼靠閥門外殼。
閥件最好是可轉(zhuǎn)動的盤片并座放在裝于外殼的固定盤片上面。可轉(zhuǎn)動的和固定的這兩個盤片最好是由陶瓷或其他類似的材料制成。
高度傳感器最好是變換器，諸如光傳感器、可變?nèi)菘闺娙萜?，或者可變電阻器?br> 另一方面，本發(fā)明涉及汽車的一種可調(diào)節(jié)高度的懸架。懸架包括裝有各觸地車輪的心軸，各車輪適配得可活動地裝于汽車。高度傳感器設(shè)置得可檢測當(dāng)前的汽車裝載高度并生成代表當(dāng)前裝載高度的輸出信號?？沙錃獾臍饽铱刹僮鞯芈?lián)接在心軸與汽車之間，從而空氣向氣囊的送入和從氣囊的排出分別可增可減心軸與汽車之間的相對距離以調(diào)節(jié)汽車裝載高度。壓縮空氣源用于為氣囊充氣。閥門設(shè)置得用于選擇性地把氣囊流體聯(lián)接于壓縮空氣源或大氣以從而分別為氣囊送入或排出空氣。
可調(diào)節(jié)高度的懸架的特征在于閥門驅(qū)動器，聯(lián)接于高度傳感器和閥門，其中閥門驅(qū)動器作為輸入接收高度傳感器輸出信號并選擇性地驅(qū)動閥門在中性位置、充氣位置和排氣位置之間＿在中性位置處，氣囊不連接于或是壓縮空氣源或是大氣，在充氣位置上，氣囊流體連通于壓縮空氣源以把空氣送入氣囊，而在排氣位置處，氣囊流體連接于大氣以從氣囊排出空氣，以及從而基于由高度傳感器檢測到的當(dāng)前裝載高度來調(diào)節(jié)裝載高度。


圖1是先前技術(shù)中拖臂懸架的立面?zhèn)纫晥D，裝有已知的機械控制和驅(qū)動式高度控制閥；圖2是一種拖臂懸架的立面?zhèn)纫晥D，懸架帶有符合本發(fā)明的高度控制系統(tǒng)，包括一高度傳感器，由一控制器聯(lián)接于一機動式高度控制閥；圖3是沿著圖2中3-3所取的局部切除端視圖，圖示高度傳感器與拖臂懸架之間的機械連接；圖4是圖2和3中傳感器的剖視圖，圖示在相對于一光傳感裝置光橋的一參照位置上用于傳感器的一發(fā)光器；圖5等同于圖4，只不過發(fā)光器畫在相對光橋的另一位置上；圖6是符合本發(fā)明的一種機動式高度控制閥的分解透視圖，為清晰起見，拿掉了一部分外殼；圖7是圖6高度控制閥外殼的頂視圖，為清晰起見，拿掉了殼蓋和閥門總成；圖8是沿著圖7中直線8-8所取的剖視圖，圖示經(jīng)由外殼的各流徑；圖9是圖7中閥門總成一固定剪切盤片的放大透視圖；圖10是一透視圖，表明圖7閥門總成的一動力剪切盤片；圖11是示意圖，圖示在一中性位置上的、圖7的高度控制閥；圖12是示意圖，圖示在一注入位置上的、圖7的高度控制閥；圖13是示意圖，圖示在一排氣位置上的、圖7的高度控制閥；圖14是符合本發(fā)明的控制系統(tǒng)的方框圖；圖15圖示符合本發(fā)明的第二實施例高度傳感器；圖16圖示一種裝有符合本發(fā)明的第三實施例高度傳感器的拖臂懸架；圖17是第三實施例高度傳感器的剖視圖；圖18是符合本發(fā)明的第四實施例高度傳感器的剖視圖；圖19是沿著第四實施例傳感器的圖18直線19-19所取的剖視圖；圖20圖示符合本發(fā)明的第五實施例高度傳感器；圖21圖示在一種吸震器方面符合本發(fā)明的第六實施例高度傳感器；圖22圖示符合本發(fā)明的第七實施例高度傳感器；以及圖23是沿著圖22直線23-23所取的剖視圖。
具體實施例方式
圖2圖示一種符合本發(fā)明的拖臂懸架110。拖臂懸架包括一對(只畫出一個)拖臂裝置112，安裝于汽車車架114并裝有符合本發(fā)明的機動式高度控制閥116。拖臂裝置112包括拖臂118，一端經(jīng)由帶襯套的連接件可樞轉(zhuǎn)地安裝于從汽車車架114垂下的車架托架122。空氣彈簧124，包括活塞126，安裝于拖臂118的一部分，而氣囊128，經(jīng)由平板130安裝于車架114，把拖臂118連接于汽車車架114。心軸支架132由一對帶襯套的連接件134在車架托架122與空氣彈簧124之間安裝于拖臂118。心軸支架裝上心軸136，汽車的各觸地車輪(未畫出)可活動地安裝于它。吸震器138伸展在心軸支架132與車架122之間。
雖然拖臂懸架的基本操作是廣為人知的，但是簡短的綜述在理解以下闡述方面可能是有用的。當(dāng)汽車車輪遇到路面變化時，會施加反作用力給拖臂，使拖臂14相對于車架托架122和汽車車架12作樞轉(zhuǎn)。拖臂14的樞轉(zhuǎn)運動由空氣彈簧20予以阻尼。
除了阻尼拖臂14的轉(zhuǎn)動之外，空氣彈簧20還用以調(diào)節(jié)車架12相對于地面的高度。比如，假定靜態(tài)狀況時，隨著空氣被送入氣囊24，汽車車架12會相對于拖臂14被升高，由于，因為地面與各觸地車輪之間的接觸，拖臂14相對于地面是有效固定的。同樣，如果壓縮空氣從氣囊24中被排出，汽車車架12將相對于地面降低高度。
防蠕動裝置140設(shè)置在汽車車架114上并起到限制拖臂118在裝載期間轉(zhuǎn)動的作用，這樣可降低汽車車架的高度。這一現(xiàn)象在本技術(shù)領(lǐng)域中被稱作拖車蠕動，而發(fā)生的原因是，空氣彈簧的氣源一般在裝載期間是被關(guān)斷的。隨著更多的重量添加于拖車，空氣彈簧不能被充氣以抗衡增加的重量，導(dǎo)致車架下降。隨著車架的下降，拖臂有效地圍繞套筒式連接件而樞轉(zhuǎn)，這樣導(dǎo)致車輪轉(zhuǎn)動并使拖車從裝卸臺移開。
防蠕動裝置140包括止動臂桿142，此臂桿可轉(zhuǎn)動地安裝于汽車車架114。止動臂桿可以從收進(jìn)位置(一如虛線所示)轉(zhuǎn)動到放出位置，在此位置上，止動臂桿142的端部位于拖臂118上方并限制拖臂118相對于汽車車臂的向上轉(zhuǎn)動。止動臂桿142在收進(jìn)與放出兩位置之間的轉(zhuǎn)動一般是由回應(yīng)于來自驅(qū)動器的壓縮空氣的送入或排出的一個氣驅(qū)器予以控制。這種類型的防蠕動裝置140是為人熟知的并將不作更為詳細(xì)的說明。
高度控制傳感器144安裝于車架托架122并可操作地連接于拖臂118，以致傳感器144可監(jiān)測拖臂的方位并輸出對應(yīng)于該方位的信號。高度控制傳感器144電氣聯(lián)接于機動式高度控制閥門116，以便把指出拖臂位置的信號供給高度控制閥116。
現(xiàn)在參照圖2和3，傳感器144固定地安裝于車架托架122內(nèi)部并經(jīng)由聯(lián)動裝置146機械聯(lián)接于套筒式連接件120。車架托架122具有對置的兩側(cè)壁148，由端壁150連接起來。套筒式連接件120包括外套管152，壓配在拖臂118之內(nèi)，和內(nèi)套管154，同心地裝放在外套管152之內(nèi)。內(nèi)套筒154的兩端分別頂靠兩側(cè)壁148的各自內(nèi)表面。裝配螺栓156以加壓方式裝配兩側(cè)壁148而頂住內(nèi)套管154的兩端以相對于車架托架122固定內(nèi)套管。在這種結(jié)構(gòu)下，拖臂的樞轉(zhuǎn)運動可導(dǎo)致外套管152相對于內(nèi)套筒154的轉(zhuǎn)動是由彈性環(huán)圈155實現(xiàn)的，后者能使外套管152相對于內(nèi)套管154轉(zhuǎn)動。
傳感器144包括外部轉(zhuǎn)軸160，聯(lián)接于聯(lián)動裝置146，后者連接于外套管152。聯(lián)動裝置146可以具有任何適當(dāng)?shù)男螤?，只要外套管的轉(zhuǎn)動相應(yīng)地被傳遞給外部轉(zhuǎn)軸160的轉(zhuǎn)動即可。比如，聯(lián)動裝置可以包括臂桿162、164，二者通過一個臂桿的銷柱裝放在另一臂桿端部上的槽孔之中而連接起來，從而外套管的轉(zhuǎn)動被相應(yīng)地傳遞給傳感器144的外部轉(zhuǎn)軸160，同時容放臂桿162、164之間的任何相對鉛直運動。
圖4和5圖示傳感器144的一種優(yōu)先形式。傳感器144包括發(fā)光器170，安裝于外部轉(zhuǎn)軸160。發(fā)光器170最好是由金屬或塑料的實心塊體172制成，具有光源室174和光通道176，后者以光學(xué)方式把光源室174連接于發(fā)光器176的外部。光源178，諸如發(fā)光二極管或激光器，設(shè)置在光源室174之內(nèi)并發(fā)出沿著路徑A經(jīng)由光通道176射出塊體172的光線。
高度傳感器144還包含光傳感裝置190，后者包括光密箱體192，箱體具有一敞開端部，其中固定地安放彌散元件194，諸如毛玻璃。狀為光橋196的光檢測器設(shè)置在彌散元件194后面光密箱體之內(nèi)。光橋196包括兩個間隔開來的傳感器198、200，可以是光電導(dǎo)管或光電二極管檢測器。每一光傳感器可以輸出代表它們所接受的光線強度的電壓信號。這些電壓信號以及它們的差別用以評估汽車高度上的變化。光橋196最好是單臂橋路，在或是半橋(兩管)或是全橋(4管)配置中采用各光電導(dǎo)管。
光傳感器144的操作通過參照圖4和5可以作出最好的說明。圖4圖示汽車處在參照行車高度時發(fā)光器170的位置。應(yīng)當(dāng)指出，雖然圖4圖示的發(fā)光器170的方向當(dāng)汽車處在參照行車高度時基本上垂直于光傳感裝置190，但可以使發(fā)光器170相對于光傳感裝置190指向某一角度以建立參照行車高度。
在示于圖4之中的參照位置上，發(fā)光器170沿著路徑A發(fā)出一束光線。隨著這束光線接觸光傳感裝置190的彌散元件194，已彌散的光線接觸間隔開來的光傳感器198。光線從彌散元件194到光傳感器198、200分別行進(jìn)距離D1和D2。光線行進(jìn)的距離會影響由各光傳感器所獲知的光強度，導(dǎo)致自各傳感器的相應(yīng)電壓輸出。
參照圖5，如果改變了汽車高度，諸如對汽車由于裝載或卸載產(chǎn)品，拖臂118會相對于車架托架122轉(zhuǎn)動而導(dǎo)致外套管152的轉(zhuǎn)動，后者又導(dǎo)致高度傳感器144外部轉(zhuǎn)軸160的相應(yīng)轉(zhuǎn)動。隨著高度傳感器外部轉(zhuǎn)軸160的轉(zhuǎn)動，發(fā)光器170轉(zhuǎn)動到新的位置而光束A在不同的部位處射向彌散元件194。從彌散元件194發(fā)散并進(jìn)入各光傳感器198的光線現(xiàn)在必須行經(jīng)距離D3和D4。對比于距離D1、D2可以看出，光線進(jìn)入傳感器186的距離D3小于原先的距離D1。相反，距離D4小于光線進(jìn)入光傳感器200的距離D2。從圖4到圖5發(fā)光器170位置上的改變結(jié)果導(dǎo)致傳感器198接收較大強度光線而傳感器100接收較小強度光線。強度上的改變對應(yīng)于光傳感器198、200的電壓輸出信號上的改變。出自傳感器198、200的輸出信號上的改變直接相關(guān)于拖臂118相對于汽車車架114的轉(zhuǎn)動改變并提供了離開預(yù)定位置汽車高度改變的一種度量手段。出自光傳感器198、200的輸出可以用以控制壓縮空氣送入或排出各空氣彈簧以抬高或降低汽車車架，直至發(fā)光器170被轉(zhuǎn)回到參照位置為止。
圖6圖示符合本發(fā)明的機動式高度控制閥116的各部件。機動式高度控制閥116包括一兩件式箱體，具有底座202和箱蓋204，后者畫得是從底座202卸掉的。底座202從功能上劃分為兩部分電氣連接部分206和流體控制部分208。電氣連接部分包括輸入/輸出界面210，它具有必需的一些電氣接頭以連接高度控制傳感器144和任何別的傳感器。流體控制部分208包括閥門總成212和流體總管214，具有進(jìn)氣口216和空氣彈簧口218。排氣口220設(shè)置在不同于進(jìn)氣口216和空氣彈簧口218的、底座202的對面一側(cè)上。閥門總成212可控制流體從空氣彈簧口218到進(jìn)氣口216和排氣口220二者之中的任一的流動以從而控制壓縮空氣自空氣彈簧的送入和排出。
閥門驅(qū)動器222可在操作上連接于閥門總成212。閥門驅(qū)動器222包括電氣馬達(dá)224，具有輸出軸226，上面裝有驅(qū)動齒輪228。傳動齒輪230聯(lián)接于驅(qū)動齒輪228并具有控制軸232，后者聯(lián)接于閥門總成，從而啟動馬達(dá)224就可轉(zhuǎn)動驅(qū)動齒輪228，后者經(jīng)由傳動齒輪230轉(zhuǎn)動控制軸232以從而控制閥門總成并控制空氣彈簧與或是進(jìn)氣口214或是排氣口218之間的流體連通。
控制器240也設(shè)置在機動式高度控制閥116之內(nèi)。最好是，控制器240由電路板242構(gòu)成，電路板上裝有馬達(dá)224和傳動齒輪230。微處理機244設(shè)置在電路板242上，后者電氣聯(lián)接于輸入/輸出界面210并聯(lián)接于馬達(dá)224。閥門位置傳感器246也設(shè)置在電路板242上并電氣聯(lián)接于處理器244。閥門位置傳感器246包括驅(qū)動器248，位于閥門總成212上面。
參照圖7和8，底部202畫得已經(jīng)卸掉閥門總成212。底座202包括內(nèi)腔260，在一側(cè)面上敞開用于容放閥門總成。內(nèi)腔260部分地由內(nèi)部箱體側(cè)壁262和內(nèi)部周邊壁板264形成，后者從側(cè)壁262外伸出去。供氣導(dǎo)管266和空氣彈簧導(dǎo)管268從內(nèi)腔260伸向進(jìn)氣口216和空氣彈簧口218。供氣導(dǎo)管在周邊壁板264上形成槽孔狀孔口266A?？諝鈴椈蓪?dǎo)管在壁板262形成孔口268A。排出導(dǎo)管270從底座202外部伸向排氣口220。
供氣導(dǎo)管266適配得使加壓氣源流體連接于內(nèi)腔260?？諝鈴椈蓪?dǎo)管268使內(nèi)腔260流體連接于空氣彈簧抬升氣囊24。排出導(dǎo)管270使內(nèi)腔260流體連接于大氣。
參照圖9和10，閥門總成212包括一剪切閥，包含靜力剪切盤片272和動力盤片273。靜力盤片272具有狀為孔口274的軸向通道和狀為孔眼276的流體通道，二者都穿過盤片272。靜力剪切盤片272包括調(diào)準(zhǔn)盲孔278和280，容放從底座200伸進(jìn)內(nèi)腔260的定位短柱282和284以相對于底座202調(diào)準(zhǔn)靜力剪切盤片272，以致孔眼276調(diào)準(zhǔn)于空氣彈簧導(dǎo)管268的孔口268A。軸向孔口274調(diào)準(zhǔn)于排出導(dǎo)管270。因而，孔眼276和軸向孔口274在靜力盤片272的上部表面與空氣彈簧口218和排氣口220之間的流體連通。
參照圖10，動力剪切盤片273是從其下部表面觀看的。動力剪切盤片273定位在底座202的內(nèi)腔260之內(nèi)，以致動力剪切盤片的下部表面貼靠于靜力剪切盤片270的上部表面。動力剪切盤片273包括扇段部分282，從那里伸出圓形瓣輪284。狀為大體上T形凹槽286的通道制成在動力剪切盤片273并包括弧形部分288和槽道290?；⌒尾糠?88主要位于扇段部分282上并包括對置的兩個出口成型槽孔294。入口成型槽孔296設(shè)置在扇段部分282的外側(cè)上并對應(yīng)于兩出口成型槽孔294之一。盲槽孔298制成在動力剪切盤片273上部表面上并把尺寸定得可容放控制軸232的端部。
組裝之后，剪切盤片60的孔眼64將處在各對出口成型槽孔294與入口成型槽孔296的一對之間。盲槽孔298容放控制軸232的下端。槽道290經(jīng)由排出導(dǎo)管270使弧形部分288和各入口成型槽孔流體連接于排氣口220。
圖11-13圖示剪切閥的三個主要操作位置充氣位置、中性位置和排氣位置。為說明目的，將假定高度控制閥開始在中性位置上。在示于圖11之中的中性位置上，動力剪切盤片273相對于剪切盤片272的取向是致使剪切盤片孔眼276定位在內(nèi)部槽孔294與外部槽孔296之間并貼靠動力剪切盤片273，有效地密封空氣彈簧導(dǎo)管268的孔口268A和阻擋從或是供氣孔口266或是排氣口270到空氣彈簧導(dǎo)管268的流體連通。
如果由于任何范圍，諸如拖車的載荷增大，拖臂14朝向車架圍欄16存在相對運動，則閥被推向一如圖12之中圖示的充氣位置，以將空氣送進(jìn)氣囊24而抬高汽車車架。一如圖12之中所見，在這種情況下，馬達(dá)224轉(zhuǎn)動動力剪切盤片273，以致孔眼276移動到與外部槽孔296流體連通以使空氣彈簧導(dǎo)管268開向內(nèi)腔260。由于內(nèi)腔260始終面臨供氣口266，壓縮空氣將被引進(jìn)空氣彈簧導(dǎo)管268和把壓縮空氣送進(jìn)空氣彈簧。
如果拖臂14和車架圍欄16彼此相對離開，諸如在從拖車上卸載貨物的時候，空氣必須從氣囊中24中排出以將車架移回到其參照高度。一如圖13之中所見，在這種情況下，閥門由相對于剪切盤片272推動動力剪切盤片273的馬達(dá)224推向排氣位置，以致內(nèi)部槽孔294形成與孔眼276的流體連通。在排氣位置上，空氣彈簧導(dǎo)管268經(jīng)由槽道290與排出導(dǎo)管270流體連通。
圖14是懸架110高度控制系統(tǒng)的示意簡圖并表明汽車主控制器300、懸架控制器240、高度傳感器144和閥門總成212之間的相互連接。示意圖還包含傳感器302，用于檢測防蠕動裝置各臂桿142的位置?？諝鈨ζ?04設(shè)置得把壓縮空氣供向懸架空氣系統(tǒng)和剎車空氣系統(tǒng)。
汽車主控制器300控制許多汽車操縱裝置的操作。汽車主控制器300一般連接于控制特定操縱裝置的操作的多個分散的控制器，諸如懸架控制器240。汽車主控制器300包括電力導(dǎo)管310，把電力供向懸架控制器240。數(shù)據(jù)接線312、314分別向懸架控制器240提供(輸出)數(shù)據(jù)和從它那里接收(輸入)數(shù)據(jù)。最好是，輸出接線312從汽車主控制器300向懸架控制器240發(fā)送用戶選定的功能/模式數(shù)據(jù)信號，懸架控制器240用它來確定其操作模式。輸入接線。
高度傳感器144包括電力接線316，從懸架控制器242向高度傳感器144提供電力。數(shù)據(jù)接線318把表明當(dāng)前汽車高度的輸入信號供給懸架控制器240。
閥門總成212包括動力接線320，從懸架控制器240向閥門總成212提供電力。數(shù)據(jù)接線322把表明動力盤片相對于靜止盤片的位置的輸入信號供給懸架控制器。驅(qū)動接線333從懸架控制器240向閥門總成212供給數(shù)據(jù)信號用于控制電氣馬達(dá)的操作。一如以前所述，高度控制閥的進(jìn)氣口214流體連接于汽車的壓縮空氣儲器304。同樣，空氣彈簧口216流體連接于空氣彈簧24。排氣口218流體連接于大氣。
電力接線324從懸架控制器240向傳感器302供給電力。一如其他各傳感器那樣，數(shù)據(jù)接線326向懸架控制器240提供表明臂桿142位置的輸入信號。許多適當(dāng)?shù)膫鞲衅骺晒┯糜诓?dāng)前用于檢測臂桿142的位置。假定臂桿142是由于從氣動駐車剎車釋放壓縮空氣而被驅(qū)動的，則通常的傳感器是壓力開關(guān)，當(dāng)空氣從駐車剎車中被排出時輸出電信號。
懸架控制器240包括一存儲器，最好是長存式存儲器，具有用于操縱汽車懸架，尤其是控制汽車高度的必需邏輯線路?？刂破?40還裝有一過濾演段，用以處理自高度傳感器144接收的數(shù)據(jù)。過濾演段可過濾自高度傳感器144接收的數(shù)據(jù)以消除高頻變化_它們一般表明暫時的高度變化并從而避免不必要地調(diào)節(jié)汽車高度。道路表面上的伸縮節(jié)點和其他重復(fù)或非重復(fù)的畸變都是汽車高度方面高頻變化的實例，為此并不希望使汽車變更為正確高度。
避免不必要地調(diào)節(jié)汽車高度這種要求對于操縱汽車是很重要的。政府規(guī)定要求剎車空氣管線與所有其他空氣管線，包括懸架空氣管線在內(nèi)，都分離開來。在多數(shù)汽車上，只有兩條空氣管線或空氣系統(tǒng)剎車空氣管線和懸架空氣管線，后者也向任何氣動輔助裝置供應(yīng)空氣。多數(shù)空氣系統(tǒng)通過采用一種一旦空氣儲器中的壓力降至預(yù)定大小以下就只向剎車空氣管線提供空氣的閥門(壓力保護(hù)閥)從同一空氣儲器304為兩個系統(tǒng)吸進(jìn)壓縮空氣。如果汽車高度不必要地予以調(diào)節(jié)，諸如回應(yīng)于暫時的高度變化，則有可能以大于車載壓縮機能夠重新充氣空氣儲氣304的速率從空氣儲器304中吸取壓縮空氣，導(dǎo)致高度控制系統(tǒng)過早而不必要的關(guān)斷，直至空氣壓力升高到門檻值以上為止。
在操作中，汽車用戶起動選定懸架的操作模式，此模式隨后傳達(dá)給懸架控制器240。模式選定可以包括預(yù)定的汽車正確高度。另外，最佳的裝載高度和用戶作出的輸入可以設(shè)定得等于當(dāng)前的裝載高度。一當(dāng)初始操作模式和汽車裝載高度被設(shè)定，則懸架114的控制被過渡到懸架控制器240。
雖然懸架控制器240可以控制許多相關(guān)于懸架的操作，但為了用于符合當(dāng)前發(fā)明的高度控制系統(tǒng)，大多數(shù)由懸架控制器240控制的相關(guān)操作是回應(yīng)于由高度傳感器144提供的裝載高度數(shù)據(jù)來控制汽車裝載高度和通過控制空氣彈簧氣囊24中區(qū)域的容積來相應(yīng)地調(diào)節(jié)汽車裝載高度。懸架控制器240最好是經(jīng)由數(shù)據(jù)接線318從高度傳感器144接收一系列裝載高度數(shù)據(jù)。這一系列裝載高度數(shù)據(jù)由懸架控制器240予以分析以監(jiān)測裝載高度方面的高頻和低頻變化二者。最好是，懸架控制器240施用一過濾器于此系列裝載高度數(shù)據(jù)以除去相關(guān)于汽車裝載高度中高頻變化的各數(shù)據(jù)點，它們一般是由于不經(jīng)過過濾的裝載高度數(shù)據(jù)然后被監(jiān)測并對比于參照汽車裝載高度。一當(dāng)當(dāng)前裝載高度中的變化超過參照裝載高度某一預(yù)定數(shù)值“Delta”，懸架控制器240相應(yīng)地通過從空氣彈簧24送入或排出壓縮空氣而調(diào)節(jié)當(dāng)前汽車裝載高度。通常，當(dāng)前裝載高度被監(jiān)測達(dá)到某一預(yù)定時段“樣本時間”，以確保當(dāng)前裝載高度中相對于參照裝載高度的變化不是暫態(tài)的。如果當(dāng)前裝載高度超過樣本時間的Delta，通常這就是顯示在汽車裝載高度方面已有永久變化而當(dāng)前裝載高度應(yīng)當(dāng)被調(diào)節(jié)到參照裝載高度。值得指出的是，Delta的絕對值，無論當(dāng)前裝載高度是高于還是低于參照裝載高度，都是一樣的。不過，在本發(fā)明的范疇之內(nèi)，Delta，取決于當(dāng)前裝載高度是否高于或低于參照裝載高度，具有不同的數(shù)值。還應(yīng)當(dāng)指出，Delta的數(shù)值一般是由用戶確定的并可以取決于汽車、懸架、操作環(huán)境或其他各種因素而改變。
如果當(dāng)前裝載高度高于參照裝載高度一個大于樣本時間的Delta的數(shù)值，則當(dāng)前裝載高度太大而必須被降低到參照裝載高度。為了挪動懸架到參照裝載高度，懸架控制器240沿著接線233發(fā)送控制信號給閥門總成212以供能給馬達(dá)224并從而實現(xiàn)動力盤片273的轉(zhuǎn)動而把閥門推向排氣位置，在此，氣囊孔口216流體連通于排氣口212以便從氣囊24排出空氣而把當(dāng)前裝載高度降低到參照裝載高度。懸架控制器240繼續(xù)從高度傳感器144接收高度數(shù)據(jù)，同時空氣經(jīng)由閥門總成212被從氣囊24中排出。當(dāng)懸架控制器240從高度數(shù)據(jù)中確定當(dāng)前裝載高度基本上等于參照裝載高度時，懸架控制器240發(fā)送控制信號給馬達(dá)224以將動力剪切盤片273挪回到中性位置而終止空氣被從氣囊24中排出。
如果當(dāng)前裝載高度低于參照裝載高度一個大于樣本時間的Delta的數(shù)值，則當(dāng)前裝載高度太小而必須被提高到參照裝載高度。為了挪動懸架到參照裝載高度，懸架控制器240沿著接線233發(fā)送控制信號給閥門總成212以供能給馬達(dá)224并從而實現(xiàn)動力盤片273的轉(zhuǎn)動而把閥門安放在充氣位置上，在此，空氣彈簧口216流體連通于進(jìn)氣口214以便從氣囊24送入空氣而把當(dāng)前裝載高度提高到參照裝載高度。懸架控制器繼續(xù)從高度傳感器144接收高度數(shù)據(jù)，同時空氣經(jīng)由閥門總成212被從氣囊24中排出。當(dāng)懸架控制器240從高度數(shù)據(jù)中確定當(dāng)前汽車高度基本上等于參照裝載高度時，懸架控制器240發(fā)送控制信號給馬達(dá)224以將動力剪切盤片273挪回到中性位置而終止空氣被從氣囊24中排出。
最好是，懸架控制器240，經(jīng)由其程序邏輯線路，隨著裝載高度趨近參照裝載高度而監(jiān)測裝載高度的變化速率以避免過沖參照裝載高度，如果過沖量足夠大，則可能需要在相反方向上進(jìn)一步調(diào)節(jié)汽車裝載高度。在最壞的情況下，這可能導(dǎo)致一種起伏效應(yīng)，此時裝載高度不斷地在參照高度的上下移動，這最可能導(dǎo)致空氣儲器304中的空氣壓力下降到門檻值以下。
雖然存在許多方式，懸架控制器240可以依之發(fā)送控制信號給閥門總成212以實現(xiàn)電氣馬達(dá)224的啟動而控制動力盤片273的位置并從而控制壓縮空氣從氣囊24的送入和排出，但最好是，懸架控制器240和控制信號都具有或是正的或是負(fù)的電壓。電壓信號的符號將相應(yīng)地控制電氣馬達(dá)的前行或倒行操作。結(jié)合正的或負(fù)的電壓信號，懸架控制器240沿著接線322接收關(guān)于動力剪切盤片273位置的一系列數(shù)據(jù)。位置信息用以確定動力剪切盤片并向懸架控制器240提供所需信息以確定所需電壓信號的符號而把動力剪切盤片273移向所需部位以安放閥門在充氣、中性或排氣位置上。
圖15圖示與本發(fā)明一起使用的第二實施例高度傳感器440。高度傳感器440在許多方面類似于第一實施例高度傳感器，因此，同樣的數(shù)字將用以標(biāo)識同樣的零部件并將只是詳細(xì)說明第一與第二實施例之間的一些主要差異。高度傳感器440包括發(fā)光器470，裝于外部轉(zhuǎn)軸160并發(fā)射經(jīng)過衍射的光圖案到光傳感器490上面。發(fā)光器470包括框體472，具有光室474和衍射槽縫476，在光學(xué)上連接光室474于框體472的外部。發(fā)光器，諸如LED或二極管極光器，設(shè)置在光室474之內(nèi)。準(zhǔn)直透鏡設(shè)置在光源478與衍射槽縫476之間。
光傳感裝置490包括光橋496，具有間隔開來的光傳感器498、500。光橋490不像第一實施例那樣被圍封在箱體之內(nèi)。同樣，沒有彌散元件位于光橋496與發(fā)光器470之間。
發(fā)光器470發(fā)出一衍射圖案，一如虛線B所示。虛線B代表光線相對于光傳感器498、500的強度。一如所見，在圖示于圖7之中的參照位置上，衍射圖案的最大強度基本上居中于光傳感器498、500之間。光傳感器498、500最好是設(shè)置得以致它們經(jīng)受大致上50％最大強度的衍射圖案部分。隨著外部轉(zhuǎn)軸460回應(yīng)于汽車高度上的變化而轉(zhuǎn)動，衍射圖案相對于光橋496向側(cè)面移動，一如由衍射圖案C所示。衍射圖案的移動改變了由傳感器498、500經(jīng)受的光強度。光橋496輸出一電壓信號，對應(yīng)于當(dāng)前由光傳感器498、500經(jīng)受的強度。這一輸出信號以與如前所述對于第一實施例的輸出信號一樣的方式予以處理。
對于第二實施例，最好是，發(fā)光器是或者一種高輸出窄帶紅外LED(大致上940nm)，或者一種紅外二極管激光器。出自發(fā)光器的光線最好是匹配或最適于光傳感器498、500的靈敏度，這些光傳感器比如可以或是光電導(dǎo)管，或是紅外光二極管、紅光阻擋層光電池。
對本發(fā)明同樣重要的是，由發(fā)光器470發(fā)出的光線經(jīng)過準(zhǔn)直而后通過一槽縫發(fā)出以生成衍射圖案。因此，槽縫的形狀必須精確地予以控制以獲得衍射圖案。比如，如果發(fā)光器發(fā)出940nm的波長，則槽縫應(yīng)當(dāng)是在0.00005m到0.0001m的量級上。離開槽縫476的光線應(yīng)當(dāng)在接觸光橋之前行經(jīng)一段對比于槽縫為相對較大的距離，在以上實例中，5cm的距離就足夠了。
圖16和17圖示在示于圖1之中的拖臂懸架和汽車的環(huán)境下的第三實施例高度傳感器540。第三實施例傳感器540基本上等同于第一實施例，例外的是，高度傳感器540監(jiān)測拖臂118上的高度變化而不是拖臂118的轉(zhuǎn)動變化來評估汽車車架離開參照位置的高度變化。因此，第三實施例中相比于第一和第二實施例同樣的零部件將用同樣的數(shù)字予以標(biāo)識。比如，高度傳感器570可以采用第一實施例中闡述的同樣發(fā)光器170和光傳感裝置190。
高度傳感器540與高度傳感器440之間的主要差別是，發(fā)光器570是固定的而橫向移動的弗萊爾透鏡442位于發(fā)光器570與光傳感裝置190之間。弗來爾透鏡542以機械方式由聯(lián)動裝置544聯(lián)接于拖臂118。隨著拖臂相對于車架托架122作樞轉(zhuǎn)，聯(lián)動裝置544相對于高度傳感器540往復(fù)運動并相對于發(fā)光器170和光傳感裝置190的固定位置移動弗萊爾透鏡542。
一如為人熟知那樣，弗萊爾透鏡542包括一系列同心圓環(huán)548，每一圓環(huán)具有以不同角度取向的一端面或反射表面，以致照射弗萊爾透鏡平面表面546的光線穿過透鏡并由各同心圓環(huán)聚焦到預(yù)定的焦點。
在高度傳感器540中，弗萊爾透鏡542的平面表面546面對發(fā)光器170而各同心圓環(huán)548面對光傳感裝置190的彌散元件394。因此，自發(fā)光器170發(fā)出并照射弗萊爾透鏡平面表面546的光線由各同心圓環(huán)聚焦到彌散元件194上的一點。由各同心槽溝產(chǎn)生的各折射表面的角度取向選定得以致自發(fā)光器發(fā)出的光線聚焦在彌散元件194的部位處。
隨著拖臂相對于汽車而移動，弗萊爾透鏡相對于彌散元件沿側(cè)向移動而改變焦點在彌散器上的部位并從而改變由光傳感器398、400經(jīng)受的光強度。在穿過弗萊爾透鏡542之后光線接觸彌散元件194的點以基本上與針對第一實施例所述的同樣方式予以處理。
圖18和19圖示符合本發(fā)明的第四實施例高度傳感器640。第四實施例高度傳感器640類似于第一和第二實施例之處在于，它可對拖臂118相對于汽車車架114的轉(zhuǎn)動作出回應(yīng)。高度傳感器640的不同之處在于，它依靠容抗方面的變化來生成控制信號，用于確定汽車車架相對于拖臂118的高度變化。
高度傳感器640具有一可變電容器，包括一組間隔開來的靜止板片644，其間設(shè)置一組可動板片646，這樣構(gòu)成電容器橋路642。各靜止板片644是由一對對置的半圓648組成的，每一半圓裝于支承管筒650。各半圓板片648以如下方式裝在支承管筒650上，即致使它們彼此稍許間隔開來以有效地分別把各靜止板片644分成第一和第二系列652、654。第一和第二系列在電氣上是截然不同的。各可動板片646具有扇段或餅塊尖楔形狀并裝于可轉(zhuǎn)動的控制轉(zhuǎn)軸656-后者裝在支承管筒650之內(nèi)并連接于外部轉(zhuǎn)軸160，以致轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致各可動板片646相對于各靜止板片644的轉(zhuǎn)動。
在最佳的參照位置上，各活動板片646相對于第一和第二系列652、654的固定板片644予以定位，以致第一與第二系列652、654之間的間隙相對于可動板片大致上是居中的。各固定板片與各可動板片之間的間隔最好是充填以一種適當(dāng)?shù)慕殡姴牧稀?br> 在操作中，隨著拖臂118回應(yīng)于汽車高度上的變化而相對于汽車車架114轉(zhuǎn)動，外部轉(zhuǎn)軸160相應(yīng)地轉(zhuǎn)動控制軸656，使各可動板片646相對于第一和第二系列652、654的各半圓板片轉(zhuǎn)動。隨著各活動板片在一個系列的半圓板片上覆蓋更多的面積，此系列半圓板片上的容抗增大了，導(dǎo)致第一與第二系列板片之間的電容差值。容抗差值關(guān)系于高度變化的大小并由高度傳感器輸出供調(diào)節(jié)汽車高度之用。
圖20圖示符合本發(fā)明的第五實施例高度傳感器740。不同于第一至第四實施例，高度傳感器740不直接連接于拖臂118。相反，高度傳感器740位于空氣彈簧20內(nèi)部之中。高度傳感器740包括簧板742，一端連接于空氣彈簧20的頂板25而另一部分連接于空氣彈簧20的活塞22。撓性可變電阻器744固定于簧板742。撓性可變電阻器是為人熟知的并詳細(xì)說明在美國專利第5086785號之中，后者納入作為參考。撓性電阻器744隨著其被彎曲而改變電阻。
撓性可變電阻器744回應(yīng)于其彎曲而改變其電阻的特性用以表明汽車相對于參照位置的高度變化的大小。比如，隨著汽車高度回應(yīng)于汽車的裝載或卸載而變化，氣囊24將相應(yīng)地收縮或膨脹，導(dǎo)致簧板742和撓性可變電阻器744的彎曲。撓性可變電阻器744的電阻變化于是成為高度變化程度的標(biāo)示。
為協(xié)調(diào)起見，重要的是撓性可變電阻器744以同一方式反復(fù)彎曲。簧板742為撓性可變電阻器744提供了底基并有助于撓性可變電阻器744的反復(fù)的協(xié)調(diào)的彎曲。
圖21圖示符合本發(fā)明的第六實施例高度傳感器840。高度傳感器840類似于高度傳感器740之處在于，它采用一種撓性可變電阻器744，繞成螺旋或螺圈彈簧842的各圈。螺圈彈簧842設(shè)置在吸震罩138的內(nèi)部之中。
吸震罩包括外部蓋罩844，可活動地安裝于并蒙在圓柱846上方，從圓柱那里伸出活塞轉(zhuǎn)軸848，也穿過蓋罩844。螺圈彈簧842圍繞活塞轉(zhuǎn)軸848并有一端裝接于蓋罩844和另一端裝接于圓柱846的上部。
高度傳感器840基本上起到等同于高度傳感器740的作用，原因在于，隨拖架14相對于汽車車架12轉(zhuǎn)動，吸震蓋罩844相對于箱體846往復(fù)運動以壓縮和伸張螺圈彈簧842，使撓性可變電阻器744彎曲。一如高度傳感器740那樣，撓性可變電阻器744和高度傳感器840的彎曲可導(dǎo)致高度傳感器840輸出對應(yīng)于汽車車架12與拖臂14的相對運動的信號。
圖22和23圖示符合本發(fā)明并在吸震器138方面的第七實施例高度傳感器940。第七實施例高度傳感器940與第六實施例高度傳感器840之間的不同之處是，代替螺圈彈簧842采用簧板942?；砂?42卡持在制成在吸震器蓋罩844之中的單獨腔室645之內(nèi)。
一如高度傳感器740那樣，高度傳感器的簧板可以具有多種初始彎曲形狀。比如，如高度傳感器740中所述的簧板具有主要是C形的輪廓，而簧板942則具有半周正弦波的輪廓，或者換句話說，慢移蠕蟲狀的輪廓。這種輪廓可以很容易地正好是或是沿垂直方向或是沿水平方向取向的S形狀，或者是多個正弦波。
雖然本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合其某些具體實施例作了具體說明，但應(yīng)當(dāng)理解，這是作為例證而非限制的，而所附各項權(quán)利要求的范疇?wèi)?yīng)當(dāng)認(rèn)為是像先前技術(shù)所能允許的那樣寬廣。
權(quán)利要求
1.一種裝載高度控制系統(tǒng)，用于相對于汽車支承安裝有各觸地車輪的心軸(136)的懸架并用于相對于地面保持汽車的參照裝載高度，懸架包括一高度傳感器(144)，檢測當(dāng)前的汽車裝載高度并生成和輸出代表當(dāng)前裝載高度的信號；一可充氣氣囊(124)，操作地聯(lián)接心軸和汽車，從而向氣囊送入空氣和從氣囊排出空氣分別地增加和減小心軸與汽車之間的相對距離以調(diào)節(jié)汽車裝載高度；一加壓氣體源(304)，用于使氣囊充氣；以及一閥門(116)，用于選擇性地把氣囊流體聯(lián)接于壓縮空氣源或大氣以便從而分別為氣囊送入或排出空氣；其特征在于一閥門驅(qū)動器(222)，聯(lián)接于高度傳感器和閥門，其中閥門驅(qū)動器接收高度傳感器輸出信號作為輸入并選擇性地在氣囊不流體連接于或是壓縮空氣源或是大氣的中性位置、氣囊流體連接于壓縮空氣源以送入空氣給氣囊的充氣位置和氣囊流體連接于大氣以從氣囊排出空氣的排氣位置之間驅(qū)動閥門，并借此把高度從高度傳感器檢測到的當(dāng)前裝載高度調(diào)節(jié)到參照裝載高度。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中閥門驅(qū)動器包括控制器(240)，用控制邏輯予以編程，其中控制器利用高度傳感器輸出信號結(jié)合控制邏輯來驅(qū)動閥門以調(diào)節(jié)裝載高度。
3.按照權(quán)利要求2所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中閥門驅(qū)動器還包括馬達(dá)(224)，操作地聯(lián)接于控制器并連接于閥門，從而控制器驅(qū)動馬達(dá)以選擇性地驅(qū)動閥門。
4.按照權(quán)利要求3所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中閥門還包括用于連接于壓縮空氣源的進(jìn)氣口(214)；流體連接于氣囊的氣囊口(218)；接于大氣的排氣口(220)，以及可轉(zhuǎn)動的閥件(273)，具有控制通道(286)，當(dāng)轉(zhuǎn)動可轉(zhuǎn)動的閥件時選擇性地把氣囊口流體連接于進(jìn)氣口或排氣口。
5.按照權(quán)利要求4所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中閥門還包括閥門外殼(202，304)，形成內(nèi)腔(260)，進(jìn)氣口、氣囊口和排氣口流體連接于內(nèi)腔。
6.按照權(quán)利要求4所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中閥件流體地隔開進(jìn)氣口和排氣口。
7.按照權(quán)利要求6所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中閥件被壓縮空氣偏壓而密封貼靠閥門外殼。
8.按照權(quán)利要求7所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中外殼包括第一壁部(262)，從第一壁部延伸出第二壁部(264)以部分地形成內(nèi)腔，氣囊口和排氣口位于第一壁部上，而進(jìn)氣口位于第二壁部上，以及其中可轉(zhuǎn)動的閥件包括盤片(273)，具有由周邊邊緣連接起來的第一和第二對置兩側(cè)，盤片的第一側(cè)貼靠第一壁部并覆蓋氣囊口和排氣口，而第二側(cè)面對進(jìn)氣口，其中進(jìn)入進(jìn)氣口的壓縮空氣偏壓盤片第一側(cè)靠住第一壁部以相對于進(jìn)氣口密封氣囊口和排氣口。
9.按照權(quán)利要求8所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中還包括靜力盤片(272)，位于第一壁部與可轉(zhuǎn)動盤片之間并聯(lián)接于第一壁部，靜力盤片具有排氣通道(274)，延伸穿過盤片并流體連通于排氣口，以及氣囊通道(276)，延伸穿過靜力盤片并流體連通于氣囊口。
10.按照權(quán)利要求4所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中馬達(dá)包括輸出齒輪(228)而閥件包括傳動齒輪(230)，后者聯(lián)接于輸出齒輪，其中驅(qū)動馬達(dá)可使輸出齒輪轉(zhuǎn)動，后者轉(zhuǎn)動傳動齒輪以在充氣與排氣位置之間移動閥門。
11.按照權(quán)利要求10所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中馬達(dá)是可倒轉(zhuǎn)的，而控制器可在第一方向上操縱馬達(dá)以將閥門移動進(jìn)入充氣位置并在第二方向上操縱馬達(dá)以將閥門移動進(jìn)入排氣位置。
12.按照權(quán)利要求11所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中傳感器輸出信號是電壓信號。
13.按照權(quán)利要求12所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中電壓信號帶有或是正符號或是負(fù)符號，而控制器利用電壓信號的符號來確定馬達(dá)的操作方向。
14.按照權(quán)利要求13所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中控制器加以編程以保持汽車裝載高度處在參照裝載高度上。
15.按照權(quán)利要求14所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中電壓信號的符號表示汽車高出或低于參照裝載高度。
16.按照權(quán)利要求10所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中輸出齒輪是蝸輪。
17.按照權(quán)利要求1所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中傳感器是變換器(144，440，540，640，740，840，940)。
18.按照權(quán)利要求17所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中變換器是光傳感器、可變電容電容器，或者可變電阻器。
19.按照權(quán)利要求1所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中控制器加以編程以保持汽車裝載高度在參照裝載高度上。
20.按照權(quán)利要求1所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中閥門還包括進(jìn)氣口(214)，用于連接于壓縮空氣源；氣囊口(218)，流體連接于氣囊；排氣口(220)，連接于大氣，以及可轉(zhuǎn)動的閥件(273)，具有控制通道(286)，當(dāng)轉(zhuǎn)動可轉(zhuǎn)動的閥件時選擇性地把氣囊口流體連接于進(jìn)氣口或排氣口。
21.按照權(quán)利要求20所述的裝載高度控制系統(tǒng)，其中閥門還包括閥門外殼(202，304)，形成一內(nèi)腔(260)，進(jìn)氣口、氣囊口和排氣口都流體連接于內(nèi)腔。
22.一種可調(diào)節(jié)高度的汽車懸架，包括心軸(136)，用于安裝各觸地車輪并適于可動地裝于汽車；高度傳感器(144)，檢測當(dāng)前汽車裝載高度并生成和輸出代表當(dāng)前裝載高度的信號；可充氣的氣囊(124)，操作地連接于心軸和汽車，從而向氣囊送入空氣和從氣囊排出空氣分別增加和減小心軸與汽車之間的相對距離以調(diào)節(jié)汽車裝載高度；壓縮空氣源(304)，用于使氣囊充氣；以及閥門(116)，用于選擇性地把氣囊流體聯(lián)接于壓縮空氣源或大氣以便從而分別為氣囊送入或排出空氣；其特征在于閥門驅(qū)動器(222)聯(lián)接于高度傳感器和閥門，其中閥門驅(qū)動器接收高度傳感器輸出信號作為輸入并選擇性地在氣囊不連接于或是壓縮空氣源或是大氣的中性位置、氣囊連接于壓縮空氣源以把空氣送入氣囊的充氣位置和氣囊連接于大氣以從氣囊排出空氣的排氣位置之間驅(qū)動閥門，并借此基于由高度傳感器檢測到的當(dāng)前裝載高度來調(diào)節(jié)裝載高度。
23.按照權(quán)利要求22所述的懸架，其中閥門還包括進(jìn)氣口(214)，用于連接于空氣源；氣囊口(218)，流體連接于氣囊；排氣口(220)，連接于大氣，以及可轉(zhuǎn)動的閥件(273)，具有控制通道(286)，當(dāng)轉(zhuǎn)動可轉(zhuǎn)動的閥件時選擇性地把氣囊口流體連接于進(jìn)氣口或排氣口。
24.按照權(quán)利要求23所述的懸架，其中閥門還包括閥門外殼(202，304)，形成一內(nèi)腔(260)，進(jìn)氣口、氣囊口和排氣口都流體連接于內(nèi)腔。
25.按照權(quán)利要求22所述的懸架，其中閥門驅(qū)動器包括控制器(240)，用控制邏輯予以編程，其中控制器利用高度傳感器輸出信號結(jié)合控制邏輯來驅(qū)動閥門以調(diào)節(jié)裝載高度。
26.按照權(quán)利要求25所述的懸架，其中閥門驅(qū)動器還包括馬達(dá)(224)，操作地聯(lián)接于控制器并連接于閥門，從而控制器驅(qū)動馬達(dá)以選擇性地驅(qū)動閥門。
27.按照權(quán)利要求26所述的裝載調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中馬達(dá)包括輸出齒輪(228)，而閥件包括傳動齒輪(230)，后者聯(lián)接于輸出齒輪，其中驅(qū)動馬達(dá)可轉(zhuǎn)動輸出齒輪，后者可轉(zhuǎn)動傳動齒輪以在充氣與排氣位置之間移動閥門。
28.按照權(quán)利要求27所述的懸架，其中馬達(dá)是可倒轉(zhuǎn)的，而控制器可在第一方向上操縱馬達(dá)以將閥門移動進(jìn)入充氣位置并在第二方向上操縱馬達(dá)以將閥門移動進(jìn)入排氣位置。
29.按照權(quán)利要求28所述的懸架，其中傳感器輸出信號是電壓信號。
30.按照權(quán)利要求29所述的懸架，其中電壓信號帶有或是正符號或是負(fù)符號，而控制器利用電壓信號的符號來確定馬達(dá)的操作方向。
31.按照權(quán)利要求30所述的懸架，其中控制器予以編程以保持汽車裝載高度在某一預(yù)定高度上。
32.按照權(quán)利要求31所述的懸架，其中電壓信號的符號表明汽車高出或低于所述預(yù)定高度。
33.按照權(quán)利要求32所述的懸架，其中輸出齒輪是蝸輪。
34.按照權(quán)利要求33所述的懸架，其中傳感器是變換器(144，440，540，640，740，840，940)。
35.按照權(quán)利要求34所述的懸架，其中變換器是光傳感器、可變電容電容容或可變電阻器。
36.按照權(quán)利要求22所述的懸架，其中控制器予以編程以保持汽車裝載高度在某一預(yù)定高度上。
37.按照權(quán)利要求22所述的懸架，其中懸架是拖臂懸架，包括拖臂(118)，可樞轉(zhuǎn)地裝于汽車并裝有心軸，而氣囊是空氣彈簧(124)，位于拖臂與汽車之間，用于通過空氣彈簧的充氣和放氣相對地把拖臂移向汽車。
全文摘要
一種汽車的拖臂懸架。拖臂懸架具有高度控制系統(tǒng)用于控制相對于汽車的懸架裝載高度。高度控制系統(tǒng)最好是包括馬達(dá)驅(qū)動式高度控制閥。
文檔編號B60G17/052GK1533336SQ02814605
公開日2004年9月29日 申請日期2002年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月25日
發(fā)明者戴維·J·博爾特, 蘭迪·舒特, 維克托·普拉思, 普拉思, 戴維 J 博爾特, 舒特 申請人:哈爾德克斯制動器公司