中央轮胎充气系统压力调节器的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求2012年9月19日提交的美国临时专利申请号61/703, 109的优先权。 在此以引证的方式并入其公开内容，如同完整阐述一样。
技术领域
[0003] 本公开涉及用于恒定地维持在操作中的车辆的轮胎压力的中央轮胎充气系统。更 具体地，本公开提供了用于将增压空气供应至车辆拖车的轮胎的压力调节器。
【背景技术】
[0004] 车辆的安全和效率是任何车辆操作者的担忧。安全对于车辆的操作者、在车辆中 的乘客，以及与车辆共享道路的其他事物而言是重要的。安全的车辆操作也可能降低车辆 维修成本和停机时间。效率对于车辆操作者和车辆所有者也是重要的。高效的车辆操作可 减少与车辆相关联的操作和维护成本，从而提高操作车辆的业务的利润率。有助于同时兼 顾车辆的安全和效率的组件包括轴组件和传动组件。轴组件包括车轮、轮毂、充气轮胎、悬 挂组件、制动组件和类似物。传动组件包括车辆发动机以及从发动机传输功率到车辆的驱 动轮的组件。
[0005] 适当的车辆维修是非常重要的，以实现安全、高效的车辆操作。适当的维护包括适 当的润滑液的水平、适当的液体更换、适当的轮胎压力，等等。在充气轮胎的情况下，例如， 在轮胎内不当的空气压力可导致轮胎发生故障的可能性的增加，这是由于增加的热量和/ 或增加的或不均匀的胎面磨损。不当的空气压力也可以产生与操作车辆相关联的由于轮胎 的寿命降低而增加的成本，从而增加了更换成本，也增加了滚动摩擦，由此减少了车辆的燃 油经济性并增加了燃料成本。
[0006] 因此，关于操作任何车辆的一个重要方面是各种组件的适当维护，以确保适当的 车辆性能。在一实体，如卡车公司操作多个不同车辆的情况下，这样的维护尤为重要，以确 保与车辆操作相关联的成本不会不必要地增加。然而，在许多情况下，维护检查的量和进行 这样的检查所需要的时间，再加上运送和交货期限的压力，导致这样的检查的执行频率少 于理想中的频率。另外，维护检查以确认适当的车辆状况的价值，抵消了被适当维护的车辆 的一些好处，这是由于与进行这样的检查相关的成本。此外，当车辆在路上时获得合适的维 护设施可能是有限的。
[0007] 各种系统已经被设计，并且许多专利是以实现轮胎压力维持的目标为主题的。这 些系统通常被称为中央轮胎充气系统（CTIS)。在重型卡车行业中最常见系统是设计用于 拖车的系统。拖车轴通常是空心的通常是具有一通孔的轴端。空心轴提供了一有利的管道 以供应空气压力至轮端。该轮端组件包括在轴和车轮之间的润滑区域，通过堵塞在轴端的 通孔并覆盖附接到车轮的轮毂盖的轴的端部进一步界定。车轮通过车轮轴承被支撑在轴端 上。轴承需要润滑且润滑区域的完整性在维持轮端组件的可操作性和寿命方面是至关重要 的。为了提供增压空气到旋转的轮胎中，CTIS通常包括与轴承在相同的一般位置的旋转接 头且必然在或邻近于固定轴与车轮之间的润滑区域。
[0008] 许多轮胎充气系统还提供空气正流动到一个或多个轮胎的指示。这样的指示可以 提供通知告知操作者有一个或多个轮胎在泄漏，或者在轮胎充气系统中的泄漏。在任何情 况下，这样的泄漏的存在是指示该车辆应被维修以纠正该问题。传统的系统通常依赖于非 常简单化的使用压差以关闭机械开关的流量开关。此外，传统的系统需要线束以从指示灯 被返回到传感器，从而增加了安装成本。许多这样的系统只将信息带给拖车的鼻子，司机需 要注意在其镜子中的灯以得知在系统中存在问题，且仅当流入任何一个车轮而不是一个特 定成问题的车轮时进行警告。
[0009] 另外，压力调节在许多轮胎充气系统中被提供。传统的压力调节系统通常依赖于 机械控制调节或电磁阀控制调节。机械弹簧控制调节器的温度循环重复性差，并且也经历 变形或橡胶的随时间变化，这可能对输出产生不利的影响。另外，这种阀的输出仅基于线性 弹簧关系而打开。一些系统可以使用通过复杂的一组电磁提升阀控制的电子调节器。这种 系统具有允许用于非线性输出响应的优点，但通常具有缓慢响应和随着时间推移的磨损。 这种系统传统上不具有任何无线输出能力或无线控制性能。此外，这样的系统传统上不具 有在控制回路中的流量传感器，以允许附加的非线性输出控制方法。
[0010] 轮胎压力监视系统可用来检测、报告和选择性地记录一个或多个轮胎的当前状态 及压力的历史。一例子是由德克萨斯州的朗维尤的Stemco LP提供的BatRF?系统。本公 开的各个方面提供了将监视系统集成到维护系统的能力。
[0011] 概述
[0012] 用于集成监视系统和压力维持系统的方法、系统和装置被描述。本公开的方面提 供电子压力调节器系统，其允许类似于电子调节器的非线性输出响应。在一些实施方式中， 在一方法中固态的微机电系统（MEMS)比例阀可以被用于改变膜片后的压力，该方法提供 了相对快的响应时间和可以在相对大数量的周期经历相对小的磨损。单个比例阀可以取代 传统系统的传统双提升电磁阀，且控制具有单个硅片的电子元件可以提供监视和控制。
【附图说明】
[0013] 图1所示是关于具有牵引车和拖车的重型卡车的示例性实施方式的应用。
[0014] 图2示出了充气系统的框图。
[0015] 图3示出了一实施方式的调节器控制器的框图。
[0016] 图4示出了根据一实施方式的压力调节器。
【具体实施方式】
[0017] 此处描述提供实施方式，但无意限制本发明的范围、适用性或构造。相反，下文的 描述将使本领域普通技术人员根据其所已知的来实施本发明的实施方式。可对元件的功能 和排布进行各种改变。
[0018] 因此，各种实施方式可适当的省略、取代或添加各种步骤或组件。例如，应理解的 是，可以和描述的顺序不同的顺序来实施方法，且可添加、省略或组合各种步骤。此外，相对 于某些实施方式描述的方面和元件，可与各种其它实施方式结合。还应理解，下述的系统、 方法、装置和软件可以单独地或集体地作为是更大系统的组件，其中之前可进行其它步骤， 或者改变它们的应用。
[0019] 本公开的系统，根据各种实施方式，提供了用于中央轮胎充气系统的压力调节器。 该压力调节器是数字温度补偿的MEMS比例阀先导的压力调节器，其可以一种在中央轮胎 充气系统内向轮端提供增强的压力调节的方式进行操作。在一些方面中，电子压力调节器 系统被提供，以允许非线性输出响应。在一些实施方式中，在一提供了相对快的响应时间和 可以在相对大数量的周期经历相对小的磨损的方法中，固态的MEMS比例阀可以被用于改 变膜片后的压力。单个比例阀可以取代传统系统的传统双提升电磁阀，且具有单个的硅芯 片的控制电子元件可以提供监视和控制。
[0020] 参考图1，关于具有牵引车24和拖车28的重型卡车20的一示例性实施方式的应 用被描述。如图1所示的拖车28,作为重载拖车且这样的拖车典型地包括两个轴32,每一 个轴具有位于每一侧的双轮36。如对于本领域的技术人员将是显而易见的，拖车28可以 是单轴拖车，