防止水进入轮胎充气系统的方法与流程

背景技术：

本申请涉及一种防止水进入轮胎充(放)气系统的方法。轮胎充气系统用于调节车辆上一个或多个轮胎的轮胎压力，以为车辆提供适用于不同地形类型的多功能性或减少维护要求。例如，可以通过轮胎充气系统来降低轮胎压力以为车辆提供附加的牵引力，并且可以增加轮胎压力以减小车辆的滚动阻力。此外，利用轮胎充气系统可以消除在需要时手动检查每个轮胎的轮胎压力和/或手动调节轮胎压力的需求。

现代轮胎充气系统通常包括控制单元。提供控制单元以控制通过轮胎充气系统的空气流。控制单元可以包括壳体，该壳体保护电子控制部分、阀和导管。控制单元可以安装在车辆上，处于当车辆涉入诸如溪流、河流或湖泊之类的水体时会暴露而被淹没的位置。

暴露于水可能损坏位于壳体内的轮胎充气系统的部件。本文的发明人已经认识到上述问题，并且可能期望提供一种方法，该方法可防止或减少在车辆涉水时控制单元的部件暴露于水的机会或程度。

附图说明

当考虑到附图时，过程的上述以及其他优点将从以下具体实施方式中对本领域技术人员变得显而易见，附图中：

图1是根据本申请的轮胎充气系统的实施例的示意图；以及图2示出了可以与图1的系统一起使用的示例例程。

具体实施方式

应当理解，除非明确地指出相反，否则本发明可以采用各种替代的取向和步骤顺序。还应当理解，附图中所示及下述说明书中所描述的具体组件和方法是所附权利要求书中定义的发明概念的简单示例性实施例。因此，除非权利要求书另外明确指出，否则关于所公开的实施例的具体尺寸、方向或其他物理特征不应理解为限制性的。再者，尽管可能未标示，但是在本申请的这部分中各种实施例中相同的元件通常用相同的附图标记标示。

现在参照图1，该方法用于防止水进入轮胎充气系统10。有利地，该方法可以与现有的轮胎充气系统一起使用。此外，该方法可以应用于商用和非公路车辆。同样，本领域普通技术人员将理解，本文描述的实施例也可以具有工业应用、机车应用、军事应用和航天应用。

较佳地，轮胎充气系统10是中央轮胎充气系统(ctis)的种类。轮胎充气系统10可用于增加或减小轮胎12的轮胎压力。如本文所用，“轮胎压力”是指轮胎内所包含的空气或另一种流体的压力。尽管在图1中轮胎充气系统示出为仅具有一个轮胎12，但是应当理解，轮胎充气系统10可以用于同时或不同时增加或减少多个轮胎(未示出)的轮胎压力。

轮胎充气系统10包括控制单元14。控制单元14包括壳体16。壳体16可以一体地形成或者包括两个或更多个分开形成的部分。当壳体16不是一体地形成时，可在分开形成的部分之间设置密封件，以帮助防止水、灰尘和碎屑进入壳体16。壳体16用于保护位于其中的一个或多个阀组件18、30、34、36、38、42、压力感测器20和电子控制部分22。壳体16还限定了第一腔体24。

一个或多个阀组件包括第一阀组件18(以下称为“控制阀组件”)。控制阀组件18可以是三通类的。同样，较佳地，控制阀组件18是电磁阀类的。然而，应当理解，控制阀组件18可以是另一类型的阀组件。控制阀组件18与第一流体导管26(以下称为“控制导管”)流体连通。控制阀组件18可被电子控制部分22激活并置于激活位置。在激活位置，控制阀组件18促进控制导管26和第二流体导管28(以下称为“供应导管”)之间的流体连通。

供应导管28与控制阀组件18和第二阀组件30(以下称为“供应阀组件”)流体连通。供应导管28还与加压空气供应部32流体连通。较佳地，供应阀组件30是电磁类的。然而，应当理解，供应阀组件30可以各自是另一种类型的阀组件。供应阀组件30与加压空气供应部32和控制导管26流体连通。加压空气供应部32可包括空气压缩机(未示出)和本领域已知的其他部件，并且较佳地附连到车辆。

控制导管26附连到控制阀组件18、压力感测器20、供应阀组件30和另一个阀组件34(以下称为“通道阀组件”)并与它们流体连通。控制导管26还附连到放气阀组件36并与之流体连通。

较佳地，放气阀组件36是电磁类的。然而，应当理解，放气阀组件36可以是另一种类型的阀组件。放气阀组件36与控制导管26和卸压阀组件38流体连通。当通过电子控制部分22激活并将其置于激活位置时，放气阀组件36促进控制管线26和卸压阀组件38之间的流体连通。

卸压阀组件38包括与放气阀组件36和大气连通的卸压阀。卸压阀组件38构造成当设置在放气阀组件36与卸压阀组件38之间的导管40中的压力大于预定压力时被置于打开位置。当置于打开位置时，当放气阀组件36处于激活位置时，卸压阀组件38促进控制管线26与大气之间的流体连通。

较佳地，通道阀组件34是电磁类的。同样，较佳地，通道阀组件34是三通类的。然而，应当理解，通道阀组件34可以是另一种类型的阀组件。

通道阀组件34经由控制导管26与控制阀组件18、压力感测器20、供应阀组件30和放气阀组件36流体连通。通道阀组件34还经由安全阀(reliefvalve)组件42和车轮阀44选择性地与轮胎12流体连通。

还应该注意，图1所示的轮胎充气系统10仅包括一个通道阀组件34。然而，在其他实施例(未示出)中，轮胎充气系统可以包括多个通道阀组件。在这些实施例中，每个通道阀组件经由如上所述的控制导管26与控制阀组件18、压力感测器20、供应阀组件30和放气阀组件36流体连通。同样，每个通道阀组件可以经由安全阀组件和一个或多个车轮阀选择性地与轮胎或一系列轮胎流体连通。

返回参照图1，当通过电子控制部分22激活并置于激活位置时，通道阀组件34促进控制导管26和通道导管46之间的流体连通。当通道阀组件34处于激活位置时，通道导管46经由通道阀组件34和控制导管26与控制阀组件18流体连通。通道导管46也与安全阀组件42流体连通。因此，在激活时，通道阀组件34能够在控制阀组件18和安全阀组件42之间实现流体连通。当通道阀组件34失激活并置于失激活位置时，禁止控制导管26和通道导管46之间的流体连通，该通道导管46附连到安全阀组件42和通道阀组件34并与它们流体连通。然而，当通道阀组件34失激活并且处于闭合位置时，通道导管46经由通道阀组件34中的开口48与第一腔体24流体连通。

安全阀组件42有助于轮胎充气系统10测量轮胎压力、增加轮胎压力和降低轮胎压力。而且，安全阀组件42减少了轮胎充气系统10中的流体湍流量，在构造轮胎充气系统10时提供了更大的灵活性，并且有助于精确地控制轮胎12的轮胎压力。

安全阀组件42与通道阀组件34、轮胎12和大气流体连通。安全阀组件42通过通道导管46与通道阀组件34流体连通。安全阀组件42通过出口导管50和车轮阀44与轮胎12流体连通。安全阀组件42通过排气导管52与大气流体连通。当通道阀组件34失激活时，排气导管52经由通道阀组件34、通道导管46和卸压阀组件42与第一腔体24流体连通。

利用压缩空气供应装置32来打开车轮阀44。车轮阀44可从打开位置移动到闭合位置，反之亦然。车轮阀44允许轮胎12经由出口导管50选择性地与轮胎充气系统10连通。

电子控制部分22与控制阀组件18、压力感测器20、供应阀组件30、通道阀组件34和放气阀组件36连通。电子控制部分22响应于一组预定指令来操作轮胎充气系统10，该组预定指令也可以称为软件，或响应于来自车辆操作者的指令来操作轮胎充气系统10。电子控制部分22可以从压力感测器20、电源(未示出)和诸如负载传感器和速度传感器之类的一个或多个附加传感器(未示出)接收输入信号。电子控制部分22也可从操作者控制装置(未示出)接收输入信号。电子控制部分22可以包括其中存储有编程指令的微处理器(未示出)和非暂时性存储器(未示出)。该存储器也可储存一段时间内的识别码、轮胎压力记录和/或用户输入。

电子控制部分22向阀组件18、30、34、36输出信号。输出信号可以是电流。选定的阀组件18、30、34、36可以接收电流，以使阀组件激活并将阀组件18、30、34、36置于激活位置。类似地，可以从阀组件18、30、34、36移除电流以使阀组件失激活并且将阀组件18、30、34、36置于失激活位置。电子控制部分22还可以将信号输出到显示装置(未示出)。显示装置可以作为操作员控制装置22的一部分或独立装置而被包括在内。

压力感测器20与控制导管26流体连通并且监控控制导管26内的流体压力。压力感测器20还构造成将关于控制导管26内流体压力的信号中继信息传递给电子控制部分22。

当控制阀组件18被激活时，加压空气供应部32与控制导管26流体连通。当控制阀组件18失激活时，控制导管26经由控制阀组件18中的开口54与第一腔体24流体连通。在某些实施例中，当控制阀组件18被激活时，控制阀组件18用于将自加压空气供应部32排放的空气引入控制导管26中。当控制阀组件18被电子控制部分22置于激活位置时，排放的空气被引入到控制导管26中。因此，控制阀组件18有助于加压空气供应部32和控制导管26之间的流体连通。当失激活时，控制阀组件18有助于控制导管26与第一腔体24之间的流体连通。在该实施例中，在控制导管26中的压缩空气可以被引导通过控制阀组件18并进入第一腔体24。

在车辆涉入水体之前，可以为轮胎充气系统10选择涉水模式。该涉水模式可以由车辆操作者或另一方选择。选择涉水模式，激活涉水协议(protocol)。在选择涉水模式后，将测量第一腔体中的压力。较佳地，第一腔体24中的压力等于大气压力。然而，在某些情况下，比如，当车辆正在涉入水体时，第一腔体24中的压力将大于大气压力。

在测量第一腔体中的空气压力之前，将一个或多个空气脉冲引导到第一腔体24。较佳地，将两个空气脉冲引导到第一腔体24。可以通过将压缩空气引导到控制导管26来提供每个空气脉冲。较佳地，通过使控制阀组件18激活，将压缩空气引导到控制导管。使控制阀组件18激活能够在压缩空气供应部32和控制导管26之间实现流体连通。为了提供空气脉冲，较佳地是将压缩空气引导到控制导管26，直到控制导管26达到预定压力为止。在其他实施例中，控制阀组件18可被激活预定时间以将压缩空气引导到控制导管26。例如，控制阀组件18可被激活10秒。然而，在其他实施例中，控制阀组件18可被激活另一预定时间段。

在一个实施例中，预定压力是25-50psi。较佳地，预定压力为约40psi。为了确定控制导管26是否已经达到预定压力，可以通过压力感测器20测量控制导管26中的压力。一旦控制导管26中的空气处于预定压力，则使控制阀组件18失激活。当控制阀组件失激活时，控制导管26和加压空气供应部32之间的流体连通被阻止。然而，使控制阀组件18失激活使得控制导管26和第一腔体24之间能够流体连通。一旦控制阀组件失激活，控制导管26中的压缩空气就可以经由控制阀组件18中的开口54被引导到第一腔体24。应当注意，当向第一腔体24提供一个或多个空气脉冲时，较佳地，供应阀组件30、放气阀组件36和通道阀组件34各自失激活。

在将一个或多个空气脉冲引导到第一腔体24之后，测量第一腔体24中的空气压力。当车辆涉入水体时，被引导到第一腔体24的一个或多个空气脉冲将增加第一腔体24中的压力。较佳地，一个或多个空气脉冲将使第一腔体24中压力增加得至少比记录的大气压力高0.1psi。

较佳地，由轮胎充气系统10周期性地测量大气压力。例如，在一实施例中，可以每15分钟测量一次大气压力。在测量大气压力之后，记录测量的压力。可以利用压力感测器20来测量大气压力。压力感测器20经由控制导管26、控制阀组件18、第一腔体24以及排气导管52和/或通风导管56与大气流体连通。应当注意，为了测量大气压力，使控制阀组件18失激活，使得控制导管26与第一腔体24流体连通。

如上所述，在将一个或多个空气脉冲引导到第一腔体24之后，测量第一腔体24中的空气压力。为了测量第一腔体24中的压力，使控制阀组件18失激活，使得控制导管26与第一腔体24流体连通。当使控制阀组件18失激活时，压力感测器20可以经由控制导管26和控制阀组件18测量第一腔体24中的空气压力。

在测量第一腔体24中的空气压力之后，确定第一腔体24中的压力是否大于记录的大气压力。当车辆在涉水时，第一腔体24中的压力增加到大气压力以上。例如，在某些实施例中，第一腔体24中的压力可以比大气压力高0.1-1.6psi。然而，应当理解，第一腔体24中的压力可以是比大气压力高另一个量。因此，如果第一腔体24中的压力大于记录的大气压力，则假定车辆正在涉水。当车辆不涉水时，第一腔体24的压力可以等于记录的大气压力。在该实施例中，来自一个或多个空气脉冲的压缩空气不会增加第一腔体24的压力，因为该压缩空气经由排气导管52和/或通风导管56逸出到大气中。

不幸的是，当车辆正在涉水时，水可能试图通过排气导管52或通风导管56进入壳体16。有利地，来自一个或多个空气脉冲的压缩空气可以对第一腔体24、排气导管52和通风导管56加压，以防止水通过排气导管52或通风导管56进入第一腔体24。较佳地，第一腔体24中的空气压力等于试图进入壳体14的水的压头压力。应当理解，当第一腔体24中的空气压力等于试图进入壳体14的水的压头压力时，水与排气导管52或和通风导管56中的空气之间的界面将不会改变。因此，在这些条件下，防止了水通过排气导管52或通风导管56进入第一腔体24中。

在例如由于车辆正在涉入的水的深度增加而水的压头压力增加的实施例中，第一腔体24中的空气压力将增加到等于增加的压头压力，因为有来自一个或多个空气脉冲的附加的压缩空气被添加到第一腔体24中。当水的压头压力增加时，第一腔体24中的空气压力增加，从而使空气能够阻挡水移动进入第一腔体24中。在第一腔体24的压力大于试图进入壳体16的水的压头压力的实施例中，第一腔体24中的空气压力将迫使排气导管52和通风导管56中的任何水从每个导管52、56出来，并将减小到等于水的水头压力。

在激活涉水协议的同时，如上所述，可以向第一腔体24提供附加的空气脉冲。提供附加的空气脉冲将替代在涉水期间逸出的任何压缩空气，或者在水的水头压力增加时将压缩空气添加到第一腔体24。可以以预定的时间间隔提供附加的空气脉冲。例如，在激活涉水协议的同时，可以每15秒或以不同的间隔提供空气脉冲。如果在车辆熄火时激活了涉水协议，即使车辆已熄火，也可能会继续提供附加的空气脉冲。

在车辆已经熄火的某些实施例中，只要压缩空气供应高于预定压力，就可以保持激活涉水协议。例如，只要压缩空气供应部32处于10psi或更高，该涉水协议就可以保持激活。另外，只要电源具有大于预定值的电压，涉水协议就可以保持激活。例如，只要电源电压为20伏或更高，该涉水协议就可以保持激活。为了结束涉水协议，涉水模式可以由车辆操作者或另一方取消选择。替代地，当压缩空气供应低于预定压力或电源具有小于预定值的电压时，可以终止涉水协议。

现在参考图2，描述了可以与图1的系统一起使用的示例例程(routine)。在210处，例程确定车辆操作模式。该模式可以基于诸如gps导航之类的当前操作条件，或者指示车辆当前是否正在穿越水特征的其他传感器。在一示例中，车辆操作者可以通过车辆的用户界面和/或旋钮或其他选择器来选择这种模式。此外，系统还可以利用来自操作员的音频命令来识别车辆的操作模式。可以使用各种模式，诸如涉水模式、非涉水模式，以及诸如越野、在公路上等的其他模式之类。当选择了诸如涉水模式之类的指示穿越水特征的模式时，该例程执行可以减小诸如关于本文所述的轮胎充气系统之类的系统壳体中电子和/或机电部件退化的可能性的调节。否则，当选择非涉水模式时，例程继续至212。

从210开始，在非涉水模式中，该例程继续执行轮胎压力监测以及自动轮胎充气和/或放气控制。轮胎压力监测和自动轮胎充气和/或放气控制可以调节图1中描述的轮胎压力系统以保持期望的轮胎压力。期望的轮胎压力可以由用户和/或基于操作条件来设定。

在212处，该例程监测轮胎压力。例如，该例程可以读取每个相应的轮胎压力传感器以确定每个被监测轮胎的轮胎压力。可以基于诸如环境温度和/或环境压力之类的环境条件来调节感测到的轮胎压力。

接下来在214处，该例程确定是否应基于其各自期望的轮胎压力来调节一个或多个监测的轮胎压力。如关于图1所描述的，该系统可在216处调节阀以使一个或多个或每个轮胎充气和/或放气至其期望压力。在该操作模式中，调节图1的系统的阀以提供期望的轮胎压力，该压力可选地与系统的封壳(例如壳体16)的压力无关。在替代方法中，如果期望，轮胎压力的充气和/或放气也可以基于封壳中的压力来进行。

在218处，该例程基于在壳体中(例如，在壳体的第一腔体中，但在各种压力源和用于向轮胎递送空气/从轮胎移除空气的其他通道之外)感测到的压力来更新大气压力估计。这样，在进入涉水操作之前，由于水压和水泄漏到封壳中，封壳内部的内部压力可能会增加，因此系统可以了解基线(baseline)大气压力以进行以后的比较(请参见下面的220)。

具体地，在220处，在涉水操作期间，系统确定封壳中的压力是否大于在大气压力以上的阈值。作为示例，该大气压力可以是如上所述在218中了解的，和/或从车辆大气压力传感器感测的或来自导航系统的大气压力数据。该阈值可以是固定值，或者可以根据车辆运行情况进行调节。在替代方法中，可以通过相对于大气的表压传感器或通过绝对压力传感器来感测封壳压力。

如果对220的回答为是，则例程继续进行到222，以调节阀来增加封壳压力。这样的操作可以作为单个固定动作发生，或者可以重复进行直到出现诸如在224处的退出条件为止。在一示例中，多个脉冲基于增加的第一腔体压力和大气压力之间的差异，其中，至少在压力范围内，差异越大，脉冲数越多。退出条件可包括：第一腔体压力返回到大气压力的阈值之内、车辆电池的电池电压达到较低的阈值、供应压力降至最小阈值以下、和/或用户禁用涉水操作中的一个或多个。在一示例中，即使当第一腔体压力回到大气压力的阈值以内时，也附加地执行使空气进入壳体的操作，以排出在先前的涉水操作期间无意进入壳体的水。

一旦满足退出条件，则例程在226处停止增加封壳压力。

在一示例中，一种操作车辆的自动轮胎充气系统的方法，包括：在非涉水模式期间，调节自动轮胎充气系统的阀以提供车辆轮胎内的气压的增加；以及在作为用户选择的涉水模式期间，响应于壳体的腔体压力高于阈值，将一个或多个空气脉冲提供到控制单元壳体空间中，该控制单元壳体空间容纳自动轮胎充气系统的阀和电子器件。向控制单元中提供空气脉冲可以包括调节壳体内的阀，并且阈值可以是大气压力。

从上述详细描述中将会明了的是：在不偏离真实范围和精神的情况下，各种改型、附加和其他替代实施例是可能的。本文所讨论的各实施例选择和描述为提供本发明的原理及其实际应用场合的最佳说明，以由此使得本领域普通技术人员能够以各种实施例使用本发明，并且具有对于所设想的具体用户合适的各种改型。如应当理解的，所有这些改型和变型都在本发明的范围内。