专利名称：一体化的交换阀的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一个用于空气弹簧悬架的交换阀。
背景技术：
空气弹簧悬架通常用在越野车辆上；然而，这种越野车辆的操作性能 可能受到该悬架的侧倾刚度的限制。侧倾刚度限制了悬架的铰接角度并在 某些越野环境中使得某些车辆轮胎不能与地面接触。例如，不平整的地面 能够使得一个车轮与地面接触而是横向相反的另一个车轮由于悬架的有 限铰接而保持与地面脱离接触。
已有的一种解决方案是在一个轴上使用一个交换阀，以便在横向相反 的弹簧之间按所需改变刚度，以此试图维持四个车轮都与地面接触。交换 阀通过允许空气从在车辆 一侧的 一个弹簧被连通到在车辆另 一侧的 一个 横向相反的弹簧来使刚度衰减。对于一个典型的四轮驱动的车辆来说，一 交换阀用于前轴上以允许前左和前右弹簧之间的空气连通，并且另一交换 阀用于后轴上以允许后右和后左弹簧之间的空气连通。
从成本和材料的角度来看，包括两个交换阀是不利的。进一步说，由 于有限的装配空间，确定两个交换阀的线路并连接到悬架上也是有难度 的。
因此，对于更加成本有效的悬架控制存在一种需要，该控制除了克服 上述的现有技术中的其他缺点之外提供了所期望的刚度衰减。
发明内容
一个空气弹簧悬架系统包括与悬架岡门块一体化的 一个交换阀。悬架系统具有多个弹簧，包括前和后弹簧，以及左和右弹簧。每个弹簧都有一 个相关联的弹簧阀。该交换阀(通常情况下是打开的)可将阀门块的左和 右部分分开。当交换阀关闭时，所有相关联的弹簧阀可被打开以允许右和 左弹簧之间的流动但不允许前后弹簧之间的流动。
在一个实例中，该空气弹簧悬架包括一与歧管流体连通的交换阀，通 过一个第一阀门組与歧管流体连通的一个第一弹簧组，以及通过一个第二 阀门组与歧管流体连通一个第二弹簧组。该交换阀可在允许流体连通到第 一和第二弹簧组的每个弹簧的一个打开位置与将第一弹簧组与第二弹簧
组分隔开的一个关闭位置之间移动。当交换阀处于关闭位置时，流体连通 仅发生在第 一弹簧组的弹簧之间并且当交换阀处于关闭位置时流体连通 仅发生在第二弹簧组的弹簧之间。
在一个实例中，第一弹簧组包括用于前轴的一个前右弹簧和一个前左 弹簧，并且第一阀门组包括控制歧管和前右弹簧之间的流体连通的一个前 右阀以及控制歧管和前左弹簧之间的流体连通的一个前左阀。第二弹簧组 包括用于后轴的一个后右弹簧和一个后左弹簧，并且第二阀门组包4^控制 歧管和后右弹簧之间流体连通的一个后右阀以及控制歧管和后左弹簧之 间流体连通的 一个后左阀。
在一个实例中，空气弹簧悬架系统包括一个控制器，例如一个电子控 制单元，计算机，微处理器等，它产生打开和关闭这些阀门的控制信号。
交换阀和第一及第二阀门组只响应于控制器产生的控制信号在打开和关 闭位置之间移动。
本发明的这些以及其他特征可以从以下说明书和附图中得到最好的理 解，以下是一个简要说明。
图1A是结合了本主题发明的一个带有空气弹簧悬架的车辆的俯视示 意图。
图1B是图1A中的一个后轴的正视示意图。 图2是包括压力歧管、交换阀、弹簧以及弹簧阀的一个示意图。
具体实施例方式
图1A示出包括前轴12和后轴14的一台车辆10。 一个空气弹簧悬架 系统16包括一个储气罐18和多个与储气罐18流体连通的弹簧20a-d。这 些弹簧20a-d是与前轴12和后轴14相关联。弹簧20a包括一个右前弹簧， 弹簧20b包括一个左前弹簧，弹簧20c包括一个右后弹簧，弹簧20d包括 一个左后弹簧。这些弹簧20a-d吸^面负荷的输入从而提##适的乘坐。 例如，当车辆10用于越野的驾驶时，可以改变弹簧20a-d中的空气压力提 高操作性能。
图1B示出后轴14和空气弹簧悬架系统16的正视图。对于前轴12， 悬架系统16将是类似的结构。这些弹簧20a-d典型地定位于车辆底盘或车 架构件24与一个部件之间，该部件或者与轮轴相关联或者它是另一个悬架 部件。在图1B所示的例子中，右后弹簧20c和左后弹簧20d是由轮轴外 壳22支撑。然而，应该理解虽然弹簧被示出被定位于直接在与^M目关连的 轮轴和车架构件24之间，这些弹簧组也可以定位于一个悬架部件(比如傳> 由轮轴支撑的一个控制臂)和车架构件之间。
在一个四轮驱动车辆的例子中，前轴12和后轴14是驱动轴，它们接 收来自一个动力源26 (例如发动机或者电动达)的驱动输入。前轴12和 后轴14各自具有齿轮组件28，这些组件驱动轴杆30来使一对横向间隔的 车轮32旋转。
如以上的讨论，这些弹簧20a-d各自充有气体，并且在这些弹簧20a-d 中的压力被改变以揭^供一种希望乘坐和操纵特性。如图1A所示，前右弹 簧20a和前左弹簧20b与前轴12相关联，而后右弹簧20c和后左弹簧20d 与后轴14相关联。
空气弹簧悬架系统16包括一个悬架阀门块40，在图2中详细示出， 该悬架岡门块控制着到弹簧20a-d的空气供应。阀门块40是一种六阀交叉 连接的结构，并包括一个歧管42，它通过储气罐阀44与储气罐18相连。 同样与歧管42流体连通的有多个阀门46a-d和多个弹簧20a-d。前右阀46a 控制着歧管42与前右弹簧20a之间的流体连通，前左阀46b控制着歧管 42与前左弹簧20b之间的流体连通，后右阀46c控制着歧管42与后右弹 簧20c之间的流体连通，而后左阀46d控制着歧管42与后左弹簧20d之 间的流体连通。一个传感器48监测歧管42中的压力。该传感器48可用于检测多个阀 门46a-d中的每一个以及储气罐阀44中的压力，以确保不发生过高的压力。
一个交换阀50也与歧管42流体连通。该交换阀50控制着在前弹簧 20a，20b和后弹簧20c，20d之间的流体连通，并控制着右弹簧20a，20c和左 弹簧20b，20d之间的流体连通，以便按需要改变刚度以保持所有车轮接触 地面。这将在下面进行更详细地讨论.
交换阀50与歧管42在一个位置上处于流体连通，该位置能够使用于 前轴12和后轴14的这些弹簧彼此分隔开。多个岡门46a-d中的每一个在 正常情况下都是处于关闭位置，而交换阀50正常情况下是处于打开位置。 一旦阀门46a-d打开时，这就允许空气在前轴12上的弹簧20a和20b之间 以及后轴14上的弹簧20c和20d之间流动'
当交换阀50处于关闭位置时，歧管42实质上被减为一半，使前弹簧 和后弹簧之间流体连通被阻断，即空气不能在位于前轴26上的弹簧20a, 20b和位于后轴14上的弹簧20c， 20d之间流动.
当前右阀46a和前左阀46b是打开的而交换阀50被关闭时，流体连通 仅发生在前右弹簧20a和前左弹簧20b之间。当后右阀46c和后左阀46d 是打开的而交换阀50被关闭时，流体连通仅发生在后右弹簧20c和后左弹 簧20d之间。弹簧20a和弹簧20b之一的内部的空气压力可以被增加以便 提供更大的刚度而在弹簧20a， 20b的另一个弹簧中的空气压力将被降低 以提供一个更软的弹簧。这种在一个共同的轴上左右弹簧之间的调整按照 需要提供了刚度衰减以便为所有四个车轮维持接触地面。
一个控制器60 (例如计算机，微处理器，或者电子控制单元)控制着 交换阀50和多个阀门46a-d的打开和关闭。在一个实例中，当启动一种四 轮驱动低速模式时，控制器60产生一个电子信号来关闭交换阀50。在这 种模式下，控制器60还会产生多个控制信号以便打开多个阀门46a-d，并 且流体连通只在右前弹簧20a和左前弹簧20b之间往返流动，并只在右后 弹簧20c和左后弹簧20d之间往返流动，即流体传输只能在与同一轮轴 相关联的两对弹簧之间左右地发生。在这种模式下前弹簧20a， 20b和后 弹簧20c， 20d之间没有流体传输，即来自前弹簧20a， 20b的流体不能 被连通到后弹簧20c， 20d上。如果超过了一个预设的^L限制，或者车辆 使用者解除了四轮驱动低速模式的选择，控制器60产生信号以打开交换阀50并关闭多个岡门46a-d，导致恢复到正常的IMt模式。应该理解虽然示 出的四轮驱动构造具有前后驱动轴，本主题中的空气弹簧悬架系统16也可 以与其他类型的轴结构一^^吏用。
这样， 一个单一交换阀50被包括在歧管42中，并且正常情况下是打 开的，以便使阀门块40的左半部分和后半部分分隔开。当该交换阀50被 关闭时，多个阀门46a-d中的每个阀应该可以被打开以允许左右弹簧之间 的流动但不允许前后弹簧之间流动。这种构it^材料和人力方面来看提供 了显著的成本节省。
尽管已经披露了本发明的一个优选实施方式，但是本领域普通技术人 员^识到某些4务改属于本发明的范围之内。因此，应该研究以下权利要 求来确定本发明真正的范围和内容。
权利要求
1. 一种悬架，包括一个歧管；一个第一弹簧组，该第一弹簧组通过一个第一阀门组与该歧管流体连通；一个第二弹簧组，该第二弹簧组通过一个第二阀门组与该歧管流体连通；以及一个与该歧管流体连通的交换阀，所述交换阀可在允许到所述第一以及所述第二弹簧组中的每个弹簧的流体连通的一个打开位置与将所述第一弹簧组与所述第二弹簧组分隔开的一个关闭位置之间移动。
2. 如权利要求1所述的悬架，其中当所述交换阀处在所述关闭位置时， 流体连通仅发生在所述第 一弹簧组中的弹簧之间并且流体连通仅发生在 所述第二弹簧组中的弹簧之间。
3. 如权利要求2所述的悬架，其中所述第一弹簧组包括用于一个前轴 的一前右弹簧和一个前左弹簧，而所述第一阀门组包括控制在所述歧管与 所述前右弹簧之间的流体连通的一个前右阀以及控制所述歧管与所述前 左弹簧之间流体连通的一个前左阀，并且其中当所述交换阀被关闭而所述 前右阀和所述前左阀打开时，流体连通发生在前右弹簧和前左弹簧之间。
4. 如权利要求3所述的悬架，其中所述第二弹簧组包括用于一个后轴 的一个后右弹簧和一个后左弹簧，而所述第二阀门组包括控制所述歧管与 所述后右弹簧之间的流体连通的一个后右阀以及控制所述歧管与所述后 左弹簧之间流体连通的一个后左阀，并且其中当所述交换阀被关闭而所述 后右阀和所述后左阀打开时，流体连通发生在所述后右弹簧和所述后左弹 簧之间。
5. 如权利要求4所述的悬架，其中所述前右阀、所述前左阀、所述后右阀、以及所述后左阀正常情况下是关闭的，并且所述交换阀正常情况下 是打开的。
6. 如权利要求5所述的悬架，其中所述交换阀只有当处于一种四轮驱 动低速模式时才被启动以移动到所述关闭位置。
7. 如权利要求l所述的悬架，包括一压力传感器，以监测在所述歧管 中的压力。
8. 如权利要求l所述的悬架，包括一个悬架阀门块，该阀门块包括所 述交换阀以及所述第一阀门组和所述第二阀门组。
9. 如权利要求l所述的悬架，其中所述第一和所述第二弹簧组包括多 个空气弹簧。
10.如权利要求l所述的悬架，包括一个控制器，该控制器产生一个 控制信号以使所述交换阀在打开和关闭位置之间移动。
11. 如权利要求10所述的悬架，其中所述和所述第二阀门组只响应于 由所述控制器产生的打开和关闭信号。
12. —种控制车辆悬架的方法，包括(a)将一个第一弹簧组流体连接到具有一个第一阀门组的一个歧管上；(b )将一个第二弹簧组流体连接到具有一个第二阀门组的该歧管上;(c) 将一个交换阀流体连接到该歧管上；(d) 将该交换阀移动到一个打开位置以允许到该第一弹簧组和第二 弹簧组中每个弹簧的流体流通；并且(e)将该交换阀移动到一个关闭位置，该位置4吏该第一弹簧组与该第 二弹簧组分离。
13. 如权利要求12所述的方法，其中步骤(a)包括将该笫一弹簧与 一个前轴相关联，并且步骤(b)包括将该第二弹簧组与一个后轴相关联。
14. 如权利要求13所述的方法，其中该第一弹簧组包括一个前右弹簧 和一个前左弹簧，并且该第一阀门组包括一个前右阀和一个前左岡；并且 其中该第二弹簧组包括一后右弹簧和一个后左弹簧，并且该第二阀门组包括一个后右阀，并且包括以下步骤利用该前右阀控制该歧管与该前右弹簧之间的流体连通；利用该前左阀控制该歧管与该前左弹簧之间的流体连通；当该交换阀被关闭并且该前右和前左阀打开时，允"^午该前右弹簧与前 左弹簧之间的流体连通；利用该后右阀控制该歧管与该后右弹簧之间的流体连通；利用该后左阀控制该歧管与该后左弹簧之间的流体连通；并且当该交换阀被关闭并且该后右和后左阀打开时，允许该后右弹簧与后 左弹簧之间的流体连通。
15. 如权利要求14所述的方法，其中该前右阀、该前左阀、该后右阀， 以及该后左阀在正常情况下是关闭的，并且该交换阀在正常情况下是打开 的。
16. 如权利要求15所述的方法，包括只有当处于一种四轮驱动低速模 式时才关闭该交换阀。
17. 如权利要求12所述的方法，包括产生一个电子控制信号以便在打 开和关闭位置之间移动该交换阀。
18. 如权利要求17所述的方法，包括产生多个电子控制信号以便在打 开和关闭位置之间移动该第一和第二阀门组。
19. 如权利要求12所述的方法，只有当该交换阀处于该关闭位置时在 所述第一弹簧组中的弹簧之间提供流体流通，并且只有当该交换阀处于所 述关闭位置时在该第二弹簧组中的弹簧之间提供流体流通。
全文摘要
一种空气弹簧悬架包括与歧管流体连通的一个交换阀，通过一个第一阀门组与该歧管流体连通的一个第一弹簧组，以及通过一个第二阀组与该歧管流体连通的一个第二弹簧组。该交换阀可在允许到该第一及第二弹簧组的每个弹簧的流体连通的一个打开位置与将该第一弹簧组与第二弹簧组分隔开的一个关闭位置之间移动。
文档编号B60G11/26GK101445028SQ20081017307
公开日2009年6月3日 申请日期2008年11月26日 优先权日2007年11月29日
发明者杰弗里·M·劳埃德 申请人:阿文美驰技术有限责任公司