降低胎压的方法与流程

相关申请的交叉参考

本申请要求基于35u.s.c119(e)、被授予序列号62/165,473并且于2015年5月22号提交的临时美国专利申请的权益，所述申请的全部内容在此通过参考的方式并入。

本发明涉及降低胎压的方法。

背景技术：

利用充气系统来调整车辆上的一个或多个轮胎的胎压，以为车辆提供用于不同的地形类型的多功能性或减少维修要求。例如，胎压可以由轮胎充(放)气系统降低以为车辆提供附加牵引，并且可增加以减小车辆的滚动阻力。进一步地，利用轮胎充气系统可消除手动检查每个轮胎的胎压并且在需要时手动调整胎压的需求。

现代轮胎充气系统需要复杂的阀调系统。用于此类系统中的阀和相关联的气动装置在暴露于某些胎压条件(诸如，低胎压)和/或某些环形条件(诸如，低温)时会不可靠地执行。例如，当环境温度为40℃时，被包括在轮胎充气系统中的阀的一个或多个部件会不适当地密封。如果没有提供密封，则加压空气可积聚在轮胎充气系统的不期望加压空气的部分中。在这些条件下，当期望较低胎压时，难以实现降低胎压。

因此，提供这样一种降低胎压的方法将是有利的，该方法可以与现有的轮胎充气系统一起使用并且即使在上述条件下也能够使胎压降低。

技术实现要素：

提供了降低胎压的方法的实施例。

在一实施例中，降低胎压的方法包括：打开轮阀，以允许来自轮胎的加压空气被引导到第一阀组件和大气中。为流体导管选择目标压力。流体导管与第一阀组件和第二阀组件流体连通。测量流体导管中的压力。如果所测量的压力大于目标压力，则第二阀组件断电。如果所测量的压力小于目标压力，则第二阀组件通电。

在另一实施例中，降低胎压的方法包括为轮胎选择目标胎压。当确定轮胎的胎压大于目标胎压时，打开轮阀，以允许来自轮胎的加压空气被引导到第一阀组件和大气中。为流体导管选择目标压力。流体导管与第一阀组件和第二阀组件流体连通。测量流体导管中的压力。如果所测量的压力大于目标压力，则第二阀组件断电。如果所测量的压力小于目标压力，则第二阀组件通电。

附图说明

从以下鉴于附图考虑的详细描述中，过程的上述以及其他优点将对本领域技术人员变得显而易见，在附图中：

图1是根据本发明的轮胎充气系统的实施例的示意图；且

图2是示出图1的轮胎充气系统的阀组件的实施例的横截面图。

图3是示出与用于降低胎压的方法的实施例有关的压力相对时间的图表。

具体实施方式

应当理解，本发明可具有各种替换性取向和步骤序列，除明确指定为相反的情况外。还应当理解，在附图中示出并且在以下说明书中描述的具体组件和方法仅仅是限定在所附权利要求中的发明构思的示例性实施例。因此，与所公开的实施例有关的具体尺寸、方向或其他物理特性不应被认为是限制性的，除非权利要求另外明确地规定。另外，虽然它们可能不是，但是在本申请的这部分中，各个实施例中的相同元件可通常用相同的附图标号来表示。

本文描述了降低胎压的方法。

现在参考图1，利用该方法来降低轮胎10的胎压。如本文所用的“胎压”是指被包含在轮胎10内的空气或另一种流体的压力。虽然该方法将相对于降低仅一个轮胎10的胎压进行描述并且在图1中仅示出该轮胎10，但是应当了解，可以利用该方法来同时或不同时降低多个轮胎(未示出)的胎压。

该方法优选用于车辆(未示出)的轮胎充气系统12中或结合该轮胎充气系统12利用。有利地，该方法可以与现有的轮胎充气系统一起使用。进一步地，该方法可应用于商用车辆和非公路车辆。另外，本领域普通技术人员应当理解，本文所述的实施例可以具有工业、机车、军事和航空航天应用。优选地，轮胎充气系统12属于中央轮胎充气系统(ctis)类。

轮胎充气系统12包括第一阀组件14。在一实施例中，第一阀组件14如在wo2015/017509中描述的那样，该申请的全部内容在此通过参考的方式并入。第一阀组件14便于轮胎充气系统12测量胎压、增加胎压、以及降低胎压。另外，第一阀组件14可减少轮胎充气系统12中的流体湍流量，在配置轮胎充气系统12中提供更大的柔性，并且便于准确控制轮胎10的胎压。

第一阀组件14与通道阀组件16、轮胎10和大气流体连通。第一阀组件14通过第一流体导管18(在下文被称为“供应导管”)与通道阀组件16流体连通。供应导管18附接到第一阀组件14和通道阀组件16并且与之流体连通。第一阀组件14通过第二流体导管20(在下文被称为“出口导管”)和轮阀22与轮胎10流体连通。第一阀组件14通过第三流体导管24(在下文被称为“排气导管”)与大气流体连通。

优选地，通道阀组件16属于电磁阀类。然而，应当理解，通道阀组件可以是另一类型的阀。图1所示的轮胎充气系统12示出一个通道阀组件16。然而，在其他实施例(未示出)中，轮胎充气系统可包括多个通道阀组件。在这些实施例中，每个通道阀组件与相应的第一阀组件和相应的轮胎流体连通。当通道阀组件16通电并且通过轮胎充气系统12的电子控制单元26置于激励位置(energizedposition)时，通道阀组件16便于第一阀组件14与第三流体导管28(在下文被称为“控制管线”)之间的流体连通。供应导管18经由通道阀组件16和控制管线28与第一阀组件14和第二阀组件30(在下文被称为“控制阀组件”)流体连通。因此，当通道阀组件16通电时，其能实现第一阀组件14与控制阀组件30之间的流体连通。

通道阀组件16经由控制管线28与供应阀组件32、控制阀组件30、压力传感器34和放气阀组件36流体连通。控制管线28附接到通道阀组件16和第二阀组件30并且与之流体连通。控制管线还附接到供应阀组件32、压力传感器34和放气阀组件，并与它们流体连通。当通道阀组件16断电并且置于去激励位置(de-energizedposition)时，通道阀组件16处于关闭位置。当通道阀组件16断电并且处于关闭位置时，禁止供应导管18与控制管线28之间的流体连通。然而，应该理解，通道阀组件能以不同的方式进行控制。

优选地，供应阀组件32和控制阀组件30属于电磁阀类。然而，应当了解，供应阀组件和控制阀组件均可以是另一类型的阀。供应阀组件32与空气供应源38和控制管线28流体连通。空气供应源38可包括本领域中所熟知的空气压缩机(未示出)和其他部件，并且优选附接到车辆。

当供应阀组件32通电并且通过电子控制单元26置于激励位置时，便于空气供应源38与控制管线28之间的流体连通。控制阀组件30属于三通阀类。在一实施例中，控制阀组件30与空气供应源38、控制管线28和大气流体连通。可利用控制阀组件30将来自空气供应源38的泄放空气引入代控制管线28中。当控制阀组件30通过电子控制单元26置于激励位置时，泄放空气被引入到控制管线28中。因此，控制阀组件30便于空气供应源38与控制管线28之间的流体连通。当控制阀组件30断电并且通过电子控制单元26置于去激励位置时，促进控制管线28与大气之间的流体连通。

电子控制单元26与通道阀组件16、控制阀组件30、供应阀组件32，压力传感器34和放气阀组件36连通。电子控制单元26响应于一组预定的指令(也可被称为软件)或响应于来自车辆的操作者的指令来操作轮胎充气系统12。电子控制单元26可从压力传感器34、电源(未示出)和一个或多个附加传感器(未示出)(例如，负荷传感器和速度传感器)接收输入信号。电子控制单元26还可从操作者控制装置(未示出)接收输入信号。电子控制单元26可包括微处理器(未示出)和存储编程指令的存储器(未示出)。存储器还可以在一段时间内存储识别码，胎压记录和/或用户输入。

电子控制单元26向阀组件16、30、32、36输出信号。输出信号可以是电流。电流可以由所选的阀组件16、30、32、36接收以使阀组件通电并且将阀组件16、30、32、36置于激励位置。类似地，电流可以从阀组件16、30、32、36中去除以使阀组件断电并且将阀组件16、30、32、36置于去激励位置。电子控制单元26还可向显示装置(未示出)输出信号。显示装置可被包括作为操作者控制装置的一部分或独立式装置。

压力传感器34与控制管线28流体连通并且检测控制管线28内的流体压力。压力传感器34还被配置成将关于控制管线28内的流体压力的信息的中继信号传送到电子控制单元26。压力传感器(pressuresensor)34可被称为压力感传器(pressuretransducer)，并且在本领域中可以是常规的。

优选地，放气阀组件36属于电磁阀类。然而，应该了解，放气阀组件36可以是另一类型的阀。放气阀组件36与控制管线28和泄压阀组件40流体连通。当放气阀组件36通电并且通过电子控制单元26置于激励位置时，便于控制管线28与泄压阀组件40之间的流体连通。

泄压阀组件40包括与放气阀组件36和大气连通的泄压阀。泄压阀组件40被配置成：当在放气阀组件36和泄压阀组件40之间提供的导管41中的压力大于预定压力时，泄压阀组件40置于打开位置。当置于打开位置时，泄压阀组件40在放气阀组件36处于激励位置时能便于控制管线28与大气之间的流体连通。

利用空气供应源38来打开轮阀22。轮阀22可从打开位置移动到关闭位置，并且反之亦然。轮阀22允许轮胎10经由出口导管20选择性地与轮胎充气系统12连通。

优选地，胎压等于目标胎压。目标胎压可以被选择为期望的压力。在选择目标胎压之后，将该目标胎压编程到电子控制单元26中。如果确定胎压小于目标胎压，则可以增加胎压。根据wo2015/017509中所述的步骤，可以增加胎压。

类似地，如果确定胎压大于目标胎压，则可以降低胎压。

为了降低胎压，压力传感器34测量由空气供应源38提供的空气的压力。由空气供应源38提供的空气的压力经由控制管线28来测量。为了测量由空气供应源38提供的空气的压力，电子控制单元26将控制阀组件30和供应阀组件32置于激励位置，而通道阀组件16和放气阀组件36保持在去激励位置。在控制阀组件30和供应阀组件32处于激励位置的情况下，控制管线28内的压力基本上与由空气供应源38提供的空气的压力相等，并且电子控制单元26记录控制管线28内的如由压力传感器34测量的压力。由电子控制单元26收集的关于控制管线28内的压力的信息被电子控制单元26用来确定空气供应源38的状况，并且可用来确定是否可通过轮胎充气系统12来增加或降低胎压。

接下来，参考图1和图2两者，确定胎压。为了确定胎压，电子控制单元26将通道阀组件16置于激励位置，并且来自空气供应源38的加压空气被引导到供应导管18。从空气供应源38被引导到供应导管18的加压空气使得阀件42密封地接合第一阀组件14的排气杆46。密封地接合排气杆46的阀件42通过腔43来阻止发生在供应导管18与排气导管24之间的流体连通。当阀腔45与出口导管20流体连通时，在阀件42与排气杆46密封地接合的情况下，供应导管18与出口导管20流体连通。由空气供应源38提供的加压空气随后被施加到轮阀22，该轮阀响应于由空气供应源38提供的加压空气而打开。一旦通道阀门组件16置于激励位置，上述事件序列就以相对快速的方式发生。在打开轮阀22之后，电子控制单元26使供应阀组件32断电，并且控制管线28内的加压空气具有基本上与胎压的压力相等的压力。接下来，利用压力传感器34来测量控制管线28内的加压空气的压力。然后，压力传感器向电子控制单元26发送指示所测量的压力的信号，并且电子控制单元26将控制管线28内的所测量的加压空气的压力记录为胎压。因此，利用空气供应源38来确定胎压，并且如果需要，打开轮阀22，使得可以测量轮胎10内的空气的压力。

如果确定胎压大于目标胎压，则可以降低胎压。应该了解，可独立于如上所述的确定胎压的步骤来执行降低胎压。

通过多步骤过程来执行降低胎压。为了开始降低胎压，电子控制单元26将通道阀组件16、控制阀组件30和放气阀组件36中的每个置于它们的激励位置，而供应阀组件32处于其去激励位置。应当理解，当确定胎压时，通道阀组件16和轮阀22可打开，并且可保持打开以降低胎压。可替换地，应该了解，通道阀组件16可由电子控制单元26打开以便于打开轮阀22。

接下来，当泄压阀组件40与控制管线28流体连通时，泄压阀组件40打开并且控制管线28内的加压空气被释放到大气，以将控制管线28内的压力降低到泄压阀40的预定压力。当控制管线28内的压力降低到预定压力时，阀件42应从排气杆46离座。阀件42从排气杆离座以实现轮胎10与排气导管24之间的流体连通。实现轮胎10与排气管道24之间的流体连通可释放来自轮胎10的加压空气。

当阀件42从排气杆46离座时，阀件42提升离开排气杆46的内端44并且远离该内端44。当在远离排气杆46(朝向供应口47)的方向上施加到阀件42的压力大于在朝向排气杆46(朝向排气杆的第二远端49)的方向上施加到阀件42的压力时，阀件42从排气杆46离座。在远离排气杆46的方向上施加到阀件42的压力是由两个力引起的：由控制管线28与泄压阀组件40之间的流体连通引起的供应导管18内的压力(该压力施加到阀件42的外表面51)降低，和当胎压正降低时，通过从出口导管20进入阀腔45的流体施加到阀件42的内表面52的力。

当胎压正降低时，排气杆46上的湍流减少突起有利于从出口导管20进入阀腔45的空气更均匀分布地施加在阀件42的内表面52上。流体更均匀分布地施加在阀件42的内表面52上导致阀件42从排气杆46更加均匀一致地离座，允许当胎压降低时施加到阀件42的力更容易平衡，允许通过阀腔45的更大的空气流速，在配置出口导管20相对于排气杆46和阀腔45的取向中提供更大的柔性，并且便于通过电子控制单元26更准确地控制胎压。

当轮阀22打开时，来自轮胎10的加压空气被引导到第一阀组件14并且进入第一阀组件14。加压空气从第一阀组件14经由排气管道24被引导到大气中。当胎压正降低时，轮阀22在预定的时间段内保持在打开位置。通过在出口导管20中提供预定(背)压力，轮阀22保持在打开位置。

如上所述，当胎压正降低时，阀件42提升离开排气杆46的内端44并且远离该内端44。优选地，当阀件42提升离开排气杆46时，该阀件由导向孔48接收并且抵靠第一阀组件14的内壁50形成密封，这允许来自轮胎10的加压空气经由第一阀组件14和排气导管24被引导到大气中。在这些条件下，根据以上描述并且在wo2015/017509中描述的步骤，可以降低胎压。

然而，如果阀件42是旧的或冷的，例如在-30℃或更低的温度下，则可能不提供阀件42与内壁50之间的流体密封。此外，如果胎压相对较低，例如具有小于30psig的压力，则可能不提供阀件42与内壁50之间的流体密封。如果没有提供密封，则来自轮胎10的加压空气积聚在供应导管18中的阀件42上。积聚在供应导管18中的加压空气将阀件42朝向排气杆46的内端44推回并且推回到该内端44上，这就阻止来自轮胎10的加压空气经由排气管道24被引导到大气中。因此，在这些条件下，阻止降低胎压。

为了确定阀件42是否在正确地操作以及阀件42与内壁50之间的密封是否正形成，可以为供应导管18选择阈值目标压力。当胎压正降低时，供应导管18中的空气的压力是这样来测量的，即，在通道阀组件16处于激励位置的情况下、通过利用压力传感器34测量控制管线28中的空气的压力来测量。供应导管18的阈值目标压力可例如等于标称压力值加上第一附加压力值。在一实施例中，标称压力值等于用来将泄压阀组件40置于打开位置的预定压力。第一附加压力值可以在本发明的各实施例之间变化。如果在预定时间段之后，测量出供应导管18中的压力大于或等于供应导管18的阈值目标压力，则控制阀组件30被置于去激励位置。在一实施例中，用于确定供应导管18中的压力是否大于或等于供应导管18的阈值目标压力的预定时间段大约为2秒。

在某些实施例中，第一附加压力值等于4psi。因此，在标称压力值等于用于将泄压阀组件40置于打开位置并且第一附加压力值为4psi的预定压力的实施例中，如果供应导管18中的空气压力等于用于将泄压阀组件40置于打开位置的预定压力加上5psi，则供应导管18中测量到的压力大于供应导管18的阈值目标压力。因为在该示例中，供应导管18中测得的压力大于供应导管18的所选阈值目标压力，所以控制阀组件30被置于去激励位置。

将控制阀组件30置于去激励位置，可通过经由控制阀组件30将加压空气引导到大气中来排出供应导管18和控制管线28中的加压空气。排出供应导管18中的加压空气可降低积聚在阀件42上的空气的压力，当胎压正降低时，这允许阀件42根据需要提升离开排气杆46并且远离该排气杆移动。当供应导管18中的压力被排出时，供应导管18中的空气压力利用压力传感器34经由控制管线28来监控。如果测量出供应导管18中的压力小于或等于供应导管18的最小目标压力，则将控制阀组件30放置回到激励位置。在一实施例中，供应导管18的最小目标压力等于标称压力值和压力公差偏移值。在该实施例中，标称压力值可以等于用于将泄压阀组件40置于打开位置的预定压力。压力公差偏移值可等于例如1psi。因此，在这些实施例中，如果测量出供应导管18中的压力小于或等于用于将泄压阀组件40置于打开位置的预定压力减去1psi，则供应导管18中测量到的压力小于或等于供给导管18的最小目标压力。因为在该示例中，供应导管18中测量到的压力小于或等于所选的最小目标压力，所以将控制阀组件30放置回到激励位置。

将控制阀组件30置于激励位置可防止供应导管18中的加压空气经由控制阀组件30被直接引导到大气中，并且将来自空气供应源38的泄放空气经由控制管线28和通道阀组件16引入到供应导管18中。泄放空气提供能对发生在轮胎充气系统12的某些部分中的泄漏进行补偿的加压空气，并且有助于将阀件42保持在相对于排气杆46的预定位置，从而提供将轮阀22保持在打开位置所需的(背)压力。

如上所述，将控制阀组件30放置回到激励位置允许加压空气重新积聚在供应导管18中。如果阀件42与内壁50之间的密封没有形成，则加压空气积聚在供应导管18中，高于最大目标压力。如果加压空气重新积聚在供应导管18中，高于最大目标压力，则阀件42朝向排气杆46被推回。如果加压空气重新积聚在供应导管18中，高于最大目标压力，则控制阀组件30可以再次被置于去激励位置，以如上所述经由控制管线28排出供应导管18中的加压空气。供应导管18的最大目标压力可以被选择为预定压力。供应导管18的最大目标压力可以被选择为例如等于标称压力值加上第二附加压力值。在该实施例中，标称压力值可以等于用于将泄压阀组件40置于打开位置的预定压力。第二附加压力值可以在本发明的各实施例之间变化。然而，在一实施例中，第二附加压力值等于1psi。

测量供应导管18中的空气压力，使控制阀组件30断电以及使控制阀组件30通电的步骤可以重复预定数量的循环，以将供应导管18中测量到的压力保持在供应导管18的最大目标压力与供应导管18的最小目标压力之间。此外，这些步骤可以根据需要重复，直到形成密封。例如，控制阀组件30可以被置于激励位置并且被置于去激励位置一次或多次，以便在阀件42与第一阀组件14的内壁50之间建立流体密封。在其它实施例中，控制阀组件30被置于激励位置并且被置于去激励位置140次或更少次，以便在阀件42与内壁50之间形成密封。优选地，控制阀组件30被置于激励位置并且被置于去激励位置35次，以便在阀件42与内壁50之间形成密封。

可以相信，当阀件42是旧的和/或冷的时，使控制阀组件30断电和通电以使阀件42朝向和远离排气杆46移动的步骤能使阀件42增加其柔顺性(pliancy)。在阀件42的柔顺性已经充分增加之后，可以形成阀件42与第一阀组件14的内壁50之间的密封。一旦形成上述密封，就可以如上所述降低胎压。

在预定的时间量之后，电子控制单元26可使放气阀组件36断电，以防止胎压进一步降低。预定的时间量可至少基于控制管线28内的压力、在胎压降低之前轮胎10内的压力、期望的目标胎压和来自一个或多个先前的胎压降低的自学习。在放气阀组件36断电之后，可如上所述再次确定胎压，以确保胎压等于目标胎压。

示例

为了进一步示出并且公开降低胎压的本方法的实施例，提供了以下示例。

图3用曲线图表示出即使阀件和内壁之间的流体密封最初没有形成但是胎压仍降低的方法的实施例。在图3所示的实施例中，选择轮胎的目标胎压，并且将泄压阀组件设定为12psi。

在时间t0，测量轮胎的胎压。胎压是这样测量的，即，将通道阀组件置于其激励位置，打开轮阀，并且将来自轮胎的加压空气引导到控制管线来。如上所述，压力传感器测量控制管线中的加压空气的压力。控制管线中的加压空气的压力约为34psi。34psi的胎压大于目标胎压。由于胎压大于目标胎压，所以确定胎压应该降低。

在时间t1，通道阀组件、控制阀组件和供应阀组件被置于其激励位置并且轮阀打开。在时间t2，通道阀组件和控制阀组件保持在其激励位置，放气阀组件被置于其激励位置，并且供应阀组件被置于其去激励位置。在以上列出的阀组件处于在时间t2所描述的位置并且轮阀打开的情况下，来自轮胎的加压空气在图3中标记为“b”的时间段内被引导并且进入第一阀组件。

为供应导管选择阈值目标压力。阈值目标压力被选择为等于12psi的标称压力值加上4psi的第一附加压力值，或者说阈值目标压力是16psi。在预定时间段之后并且在时间t3，通过测量控制管线中空气的压力来测量供应导管中的空气的压力。在图3所示的实施例中，预定时间段约为2秒，并且测量出供应导管中的压力约为27psi。由于测量出供应导管中的压力约为27psi并且大于16psi的阈值目标压力，所以确定胎压没有降低，这是因为阀件和内壁之间的流体密封没有形成。

因此，在时间t4，控制阀组件被置于去激励位置。将控制阀组件置于去激励位置，如上所述排出供应导管和控制管线中的加压空气。当供应导管和控制管线中的压力被排出时，如上所述监控供应导管中的空气的压力。

为供应导管选择最小目标压力。最小目标压力被选择为等于12psi的标称压力值减去1psi的压力公差偏移值，或者说最小目标压力为11psi。另外，为供应导管选择最大目标压力。最大目标压力被选择为等于12psi的标称压力值加上1psi的附加压力值，或者说最大目标压力为13psi。如果在图3中标记为“c”的时间段内，测量出供应导管中的压力小于供应导管的最小目标压力，则将控制阀组件放置回到激励位置。然而，如果在图3中标记为“c”的时间段内，测量出供应导管中的压力大于或等于供应导管的最大目标压力，则将控制阀组件放置回到去激励位置。

测量供应导管中的空气的压力，使控制阀组件断电以及使控制阀组件通电的步骤被重复预定数量的循环，以将供应导管中测量的压力维持在供应导管的最大目标压力和供应导管的最小目标压力之间。在图3所示的示例中，并且在时间t5开始并在时间t6结束，控制阀组件被置于激励位置并被置于去激励位置28次。

在时间t6开始到图3中标记为“d”的时间段，控制阀组件被放置回到激励位置，通过测量控制管线中的空气的压力来测量供应管道中的空气的压力。如图3所示，测量出供应导管中的压力约为14psi。由于测量出供应导管中的压力约为14psi并且小于16psi的阈值目标压力，所以确定胎压现在正在降低，并且形成阀件与内壁之间的流体密封。

根据专利法规的规定，本发明已经以被认为表示本发明的优选实施例的方式进行了描述。然而，应当注意，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以以除如具体示出并且描述之外的其他方式实践本发明。