CN110573355B - 用于重型车辆的基于负荷的轮胎充气*** - Google Patents

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Abstract

一种用于重型车辆的基于负荷的轮胎充气***，其包括：至少一个流体压力源；重型车辆的悬架结构；轮胎和车轮组件；以及用于控制轮胎和车轮组件中的流体压力的***。悬架结构位于框架构件和轴之间，并且具有指示重型车辆的重量的状态。轮胎和车轮组件可操作地安装到轴，并且与流体压力源流体连通。控制***响应于悬架结构的状态来控制轮胎和车轮组件中的流体压力。

Description

用于重型车辆的基于负荷的轮胎充气***
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年4月28日提交的美国临时专利申请序列号62/491,319的权益。
技术领域
所公开的主题总体上涉及车辆轮胎充气***。所公开的主题尤其涉及用于重型车辆的轮胎充气***，所述用于重型车辆的轮胎充气***可以响应于负荷持续地调整车辆轮胎中的流体压力。
背景技术
众所周知在重型车辆中使用轮胎充气***。许多重型车辆可以包括至少一个拖车，有时两到三个拖车。如本文所用，术语重型车辆通常包括卡车、牵引拖车或半拖车以及拖车。每个这样的重型车辆通常包括多个轮胎，这些轮胎需要用空气充气以达到优化性能的目标压力。但是，众所周知的是空气可能通常以渐进方式从轮胎泄漏，但是如果轮胎出现问题，则有时空气会迅速泄漏。此类问题可能是由于轮胎缺陷或道路危险引起的损坏所导致的。这使得需要定期检查每个轮胎中的气压以确保轮胎不会充气不足。如果空气检查显示轮胎充气不足，则期望使空气能够流入轮胎以使其恢复到目标轮胎压力。
任何给定的重型车辆构造上的大量轮胎使得难以手动检查和维持针对每个轮胎的最佳轮胎压力。车队中的重型车辆可能会长时间停留在某个位置，在此期间可能无法检查轮胎压力，这一事实使问题更加复杂。这些重型车辆中的任何一个都可能会被立即通知使用，从而可能导致轮胎充气不足下的操作。与目标压力充气范围内的轮胎相比，这种操作可能增加轮胎故障的机会。轮胎充气不足可能会导致轮胎内部积聚过多热量，从而损坏内部结构。充气不足还会使轮胎磨损增加，并且每低于目标压力10％，燃油经济性就会降低约1％到1.5％。
如果随着重型车辆在道路上行驶泄漏继续不减弱，则泄漏或充气不足的发展可能导致轮胎出现故障。在重型车辆(诸如长距离和/或长时间行驶的牵引拖车)中，轮胎故障的可能性更加明显。联邦机动车辆安全管理局的合规性、安全性和责任制执行计划旨在确保适当的轮胎充气。重型车辆在称重站或现场经受检查，以检查轮胎压力是否违规。违规行为可以包括由商用车安全联盟(CVSA)定义的泄气轮胎，其压力小于在轮胎侧壁上指示或模制到轮胎侧壁中的最大压力的50％。违反规定的重型车辆将停止服务直到进行维修并且可能不允许其驶至维修中心进行维修或适当充气。因此，违规可能需要路边服务电话，这导致重型车辆的增加的费用和停机时间。
轮胎的过度充气可能不利地影响轮胎的性能和使用寿命。过度充气可能导致轮胎更容易因突然撞击而被刺穿或损坏，从而可能导致灾难性的故障。过度充气通常会减小与路面接触的轮胎表面面积，由此导致重型车辆轮胎所承受的负荷分布在轮胎胎面的更小区域上。这可能导致轮胎的增加和/或不规则的磨损以及操纵性和牵引力降低。如果空气检查显示轮胎过度充气，则需要对轮胎放气以使其恢复到最佳压力或目标压力。
已经开发了用于估计和维持重型车辆轮胎中的目标压力的现有技术***。现有技术的轮胎充气***通常通过使用各种不同的部件、布置和/或方法从车辆空气供应部向轮胎提供空气来使轮胎充气。现有技术***也可能能够放气，其中在监测到的压力升高到目标压力以上时，所述***通过将空气从轮胎和车轮组件排放到大气使轮胎放气。
一些现有技术***具有由操作者选择或***内预设的目标充气压力的值。这种现有技术***可以允许车辆操作者手动调整目标充气压力的值。这允许操作者在进行这种调整时考虑车辆负荷。这样的现有技术***监测每个轮胎中的压力并试图将每个轮胎中的空气压力维持处于目标压力或目标压力附近。
其他现有技术***使用质量估计器来提供输入，从而允许确定轮胎压力的正确的上阈值和下阈值。这允许基于计算出的车辆质量来调整轮胎压力上阈值或下阈值。这样的现有技术***依靠包括电子处理器的电子控制装置执行相对复杂的算法以执行估计车辆质量的计算。电子控制装置通常需要使用重型车辆电气***，并且可能会影响重型车辆电气***的操作。
尽管它们的预期功能令人满意，但是现有技术的轮胎充气***在某些情况下受到限制。例如，重型车辆轮胎的目标充气压力的操作者设置或***预设的值仅包括目标充气压力的单个值。然而，由于重型车辆负荷的重量变化，因此存在目标充气压力的许多潜在值。由于重型车辆负荷的重量变化，因此已知***的目标充气压力的手动调整对于车辆操作者也是不切实际或不方便的。已知***的电子控制装置不合需要地昂贵、复杂、难以安装和配置以及潜在地不可靠。
因此，期望提供一种改进的轮胎充气***，其具有基于重型车辆负荷对目标充气压力的自动且持续的调整，优选地不使用电子部件。所公开主题的用于重型车辆的改进的轮胎充气***满足了这些需求并克服了现有技术的缺点、缺陷和局限性。即，本公开的基于负荷的轮胎充气***持续地监测并维持目标轮胎充气压力，优选地不使用电子部件。
发明内容
提供概述以介绍本公开的概念。概述并非旨在标识本公开的关键因素或必要特征。概述也不旨在限制本公开的范围。
改进的基于负荷的轮胎充气***解决了需求并且克服了现有技术轮胎充气***的缺点、局限性和不利。即，所公开的主题提供了基于负荷的轮胎充气***，其基于重型车辆负荷自动且持续地调整和维持轮胎的目标充气压力。而且，改进的基于负荷的轮胎充气***能够在没有相对昂贵且潜在地不可靠的处理器或其他电子部件的情况下操作。改进的基于负荷的轮胎充气***能够检测一个或多个空气弹簧或其他悬架结构内的气压变化作为重型车辆负荷变化的指示。这样的其他悬架结构可以包括在举升轴/悬架***中的举升气囊、行驶高度控制阀等。基于负荷的轮胎充气***还能够检测重型车辆轮胎的充气压力。然后，可以响应于重型车辆负荷的变化而自动且持续地调整充气压力以维持目标压力。
根据所公开主题的至少一个方面的改进的基于负荷的轮胎充气***具有：至少一个流体压力源；和重型车辆的悬架结构。诸如空气弹簧或行驶高度控制阀之类的重型车辆的悬架结构位于重型车辆的框架构件与轴之间并且具有指示重型车辆负荷的状态。悬架结构的状态传递给基于负荷的轮胎充气***。基于负荷的轮胎充气***包括轮胎和车轮组件，所述轮胎和车轮组件安装到重型车辆的轴，并且与流体压力源流体连通。轮胎和车轮组件中的流体压力传递给基于负荷的轮胎充气***。基于负荷的轮胎充气***包括控制***，以响应于指示重型车辆负荷的悬架结构的状态来控制轮胎和车轮组件中的流体压力。
根据另一方面，所公开主题提供了一种改进的基于负荷的轮胎充气***，其包括至少一个流体压力源和与所述至少一个流体压力源流体连通的至少一个空气弹簧。空气弹簧可具有响应于由重型车辆承载的负荷变化而变化的一个或多个流体压力。基于负荷的轮胎充气***包括轮胎和车轮组件，所述轮胎和车轮组件安装到重型车辆的轴，并且与恒定流体压力源流体连通。基于负荷的轮胎充气***包括能够响应于空气弹簧中的流体压力而增加和减少轮胎和车轮组件中的流体压力并且持续改变所述流体压力的***。
所公开主题的另一方面提供了一种利用改进的基于负荷的轮胎充气***为重型车辆的轮胎充气的方法。所述方法可以包括提供至少一个恒定流体压力源的步骤。所述方法可以包括将空气弹簧定位在重型车辆的框架构件和轴之间的步骤。所述方法可以包括将空气弹簧与流体压力源流体连接的步骤。所述方法可以包括空气弹簧根据流体压力相对于轴定位框架构件的步骤。所述方法可以包括检测空气弹簧中的流体压力作为重型车辆负荷的指示的步骤。所述方法可以包括将轮胎和车轮组件安装到轴的步骤。所述方法可以包括将轮胎和车轮组件与至少一个恒定压力源流体连接的步骤。这种方法可以包括检测轮胎和车轮组件中的流体压力的步骤。所述方法可以包括响应于在空气弹簧中检测到的流体压力而控制轮胎和车轮组件中的流体压力的步骤。
所公开主题的另一方面提供了一种用于重型车辆的改进的基于负荷的轮胎充气***，其具有位于所述重型车辆的框架构件与所述重型车辆的轴之间的空气弹簧。空气弹簧响应于空气弹簧中的流体压力而相对于轴定位框架构件。改进的基于负荷的轮胎充气***包括用于检测空气弹簧中的流体压力的传感器。改进的基于负荷的轮胎充气***包括可操作地安装到重型车辆的轴的轮胎和车轮组件。改进的基于负荷的轮胎充气***包括用于检测轮胎和车轮组件中的流体压力的传感器。改进的基于负荷的轮胎充气***包括用于基于空气弹簧与轮胎和车轮组件之间的流体压力差在轮胎和车轮组件中建立流体压力的器件。在轮胎和车轮组件中建立流体压力也可以与空气弹簧中的压力成比例。
附图说明
以下描述和附图阐述了本公开的某些说明性方面和实施方式。附图仅指示了其中可以采用一个或多个方面或实施方式的各种方式中的一些。通过参考附图阅读以下描述，本公开的其他特征将变得显而易见，其中：
图1是部分剖出和断面的局部示意图，其示出了根据一个方面构造的基于负荷的轮胎充气***的一部分；
图2是部分剖出和断面的局部示意图，其示出了根据另一方面构造的基于负荷的轮胎充气***的一部分；和
图3﹣11是基于负荷的轮胎充气***的控制***的示例性实施方式的示意图。
在各个附图中，相似的附图标记指代相似的部分。
具体实施方式
为了示例性目的，阐述了细节以便提供对所公开主题的理解。然而，将理解，没有这些具体细节也可以实践和实施所公开主题。
总体上描述了根据一个方面的基于负荷的轮胎充气***20(图1)并且所述***用于重型车辆(未示出)。基于负荷的轮胎充气***20持续地监测重型车辆的负荷并且基于重型车辆的负荷或总重量自动且持续地调整重型车辆的轮胎中的流体压力。轮胎中的这种持续且自动压力调整优化给定负荷状态下的压力。这种类型的调整改善了重型车辆的燃油经济性以及轮胎的性能和使用寿命且减少设备的停机时间和维护成本。结果，期望地降低了重型车辆的操作成本。监测重型车辆的负荷可以通过与一个或多个空气弹簧、行驶高度控制阀、举升轴控制器或重型车辆的指示重型车辆的总负荷或重量的任何其他部件或***的流体连接来实现。为了本公开的目的，术语“负荷”旨在表示在各种操作情况或状态下重型车辆的总重量。例如，负荷是指空载或没有运载货物时重型车辆的总重量，满载货物时重型车辆的总重量，或空载或满载货物之间的任何情况或状态下重型车辆的总重量。
基于负荷的轮胎充气***20包括流体压力源22(图1)，例如压缩空气或氮气，其可以被存储在压力容器或储存器中。流体压力源22可以是通向气动导管128的任何导管、或诸如气动导管的任何导管，所述气动导管能够与轮胎和车轮组件60选择性地流体连通。众所周知，选择流体压力源22具有这样的容积，所述容积拥有足够压力以操作重型车辆的部件和***，例如空气悬挂式悬架的悬架结构或空气弹簧24、轮胎充气***20和空气致动制动器(未显示)。为了方便起见，应参考一个悬架结构或空气弹簧24，但应当理解这样参考可以包括并等同地适用于多于一个空气弹簧和多于一个轴。还应当理解，术语“空气弹簧”的使用可以包括相关的悬架结构、导管、传感器和其他设备。
空气悬挂式悬架的每个悬架结构或空气弹簧24通过导管28与流体压力源22流体连通。导管28中的阀30可以控制流体流入和流出空气弹簧24。空气弹簧24位于重型车辆的框架构件40与重型车辆的轴42之间。框架构件40可以是用于重型车辆的任何合适的框架部件，例如主框架、子框架或可移动或不可移动的滑块，而又不会影响所公开主题的整体概念。空气弹簧24根据空气弹簧中的流体压力相对于轴42悬挂和/或定位框架构件40。空气弹簧24中的流体压力随着重型车辆的负荷或总重量而变化。尽管为了方便和简单起见在图1中仅示出了一个空气弹簧24，但是显而易见的是可以将多于一个的空气弹簧结合到重型车辆的空气悬挂式悬架中，并且可以监测每个空气弹簧并将其包括在基于负荷的轮胎充气***20中。
空气弹簧24可以吸收在使用和操作期间作用在重型车辆上的力。通常期望空气弹簧24相对刚性以为了抵抗侧倾力并为重型车辆提供侧倾稳定性。还期望空气弹簧24具有相对柔性，以帮助缓冲重型车辆免受冲击和对路面的顺应性。因此，每个空气弹簧24中的流体压力可能变化，以为重型车辆提供期望的行驶、操纵和其他性能特征。
流体信号路径44可以用于检测或直接传递空气弹簧24中的流体压力。可替代地，空气弹簧压力传感器可以位于空气弹簧24中或在通向空气弹簧24的流体路径(例如导管29)中的任何合适位置处，并且可以产生指示空气弹簧24中的流体压力的信号。由流体信号路径44传递的流体压力或信号本质上可以是机械/气动的，指示空气弹簧24中的流体压力并且可以传递到控制***46。如果信号是电信号，则可以使用其他合适的传递器件，例如电线或光纤。这样的电信号也可以无线地传递到控制***46。控制***可以包括电子控制单元(ECU)。
轮胎和车轮组件60可操作地安装到重型车辆的轴42的车轮端部组件并且可以相对旋转，如所知的那样。轮胎和车轮组件60包括安装在轮辋或车轮64上的轮胎62，如所知的那样。轮胎和车轮组件60在可延伸穿过轴42的供应线路或气动导管128上与流体压力源22流体连通。流体压力源22可以是与与空气弹簧24连通的流体压力源相同或不同的。控制***46中的阀(未示出)控制流体流向轮胎和车轮组件60。尽管在图1中示出了只有一个空气弹簧24和一对轮胎和车轮组件60位于横向延伸的轴42的一侧上，但是所公开主题同样适用于轴的两侧上的宽基单轮胎***以及具有多个轴的重型车辆。如图1所示，如果在轴42的端部上采用双轮胎和车轮组件60，那么两个轮胎62彼此流体连通，如通过在轮胎和车轮组件之间延伸的线路80示意性所示。
可以提供流体信号路径82以检测或直接传递轮胎和车轮组件60中的流体压力。可替代地，轮胎压力传感器可以位于轮胎62、轮胎和车轮组件60中或通向一个或多个轮胎和车轮组件的流体路径(例如第三气动导管区段128)中的任何合适的位置处，并且可以生成指示轮胎或多个轮胎62和车轮组件或多组件60中的流体压力的信号。流体信号路径82传递的流体压力或信号指示轮胎和车轮组件或多个组件60中的压力并且可以传递到控制***46。如果信号是电信号，则可以使用其他合适的传递器件，例如电线。这样的电信号也可以无线地传递到控制***46。信号本质上可以是流体的或气动的，并且可以直接传递到控制***46。
控制***46根据在空气弹簧24中检测到的流体压力或响应于可以直接或间接地持续指示、表征或关联到重型车辆的负荷或重量的某些其他***或装置而调整轮胎和车轮组件60中的流体压力。控制***46持续地监测空气弹簧24中的流体压力并且可以根据其或相应于其而持续地改变轮胎和车轮组件60中的流体压力。空气弹簧24中的流体压力与重型车辆的重量或重型车辆承载的负荷成正比并指示所述重量或负荷，使得控制***46不必计算或估计质量或负荷。可以想到的是，控制***46可以可替代地用于测量悬架结构(例如，举升轴/悬架***中的举升气囊)中的基于负荷的流体压力或来自行驶高度控制阀的基于负荷的输入，等等。
所公开的基于负荷的轮胎充气***20的控制***46还可以包括调整器(未示出)。调整器可用于建立轮胎和车轮组件60的最小压力阈值。然后，轮胎和车轮组件60中的流体压力可保持在最小压力阈值或以上。基于负荷的轮胎充气***20还可以包括第二调整器(未示出)，以在轮胎和车轮组件60中建立与车辆负荷相对应的压力水平。该第二调整器可以允许轮胎和车轮组件60中的流体压力保持在对于减少轮胎磨损和延长轮胎寿命而言最佳的压力水平。控制***46可以用作调整设备以建立轮胎和车轮组件60的最小压力阈值和最佳压力水平中的一者或两者。
因此，如果重型车辆不运载任何货物或基本上为空，则空气弹簧24具有在其最小操作压力或接近其最小操作压力的相对低的流体压力，在约15磅/平方英寸(psi)至约40psi的范围内。轮胎和车轮组件60的压力将接近最小阈值压力，在约40psi至约70psi的范围内。控制***46可以将轮胎和车轮组件60中的压力保持在最小阈值压力或接近最小阈值压力，直到重型车辆中的负荷改变为止。当重型车辆装载时，空气弹簧24通常具有在约60psi至约90psi的范围内的不同且相对较高的压力。一旦空气弹簧24中的压力达到对应于高于最小阈值压力的最佳轮胎压力水平的水平，控制***46就可以基于车辆负荷开始调整轮胎压力。然后，响应于空气弹簧24的压力变化，控制***46将成比例地、自动地并且持续地改变轮胎和车轮组件60中的压力。当重型车辆部分或完全装载时，轮胎和车轮组件60的压力将接近在约75psi至约150psi的范围内的最佳压力。流体压力源22具有足够的尺寸，并被保持在一恒定压力，以为了快速填充轮胎和车轮组件，所述恒定压力高于空气弹簧24中的压力和体积以及由轮胎和车轮组件60所需一预定量。
根据另一方面，所公开的基于负荷的轮胎充气***20还可以包括用于根据空气弹簧24与轮胎和车轮组件之间的压差在轮胎和车轮组件60中建立流体压力的器件。例如，压差开关32(图2)或阀或本领域已知的其他合适的器件可以被结合到控制***46中或作为单独的单元。压差开关32可以与流体信号路径44、82连通。压差开关32可检测流体信号路径44和流体信号路径82之间的差。可替代地，压差开关32可直接检测空气弹簧24与轮胎和车轮组件60之间的压差。在替代方案中，压差开关32可以与空气弹簧24与轮胎和车轮组件60直接连通。
通常，对于给定的重型车辆负荷以及轮胎和空气弹簧的组合，最佳轮胎压力可以是与空气弹簧压力的预定差。因此，空气弹簧24中的压力与轮胎和车轮组件60中的压力之间的差可用于确定轮胎是否处于适合于负荷的最佳压力。预定压差可以在约0psi至约50psi的范围内。特别地，预定压差可以在约0psi至35psi的范围内。压差开关32检测轮胎62或流体信号路径82中的压力与空气弹簧24或流体信号路径44中的压力的差何时与预定压差不同。压差开关32可以可操作地连接到控制***46以启动充气或放气。可替代地，压差开关32可以独立于控制***46操作以在轮胎充气***发生故障的情况下提供独立的警告机制，如下所述。
压差开关32可以可操作地连接到指示灯314。然后，压差开关32可以响应于检测到的与预定压差不同的压差而生成信号。然后可以将这种信号传递到指示灯314，所述指示灯可以存在于重型车辆的内部或外部的可见区域中。因此，指示灯314向重型车辆操作者提供一个或多个轮胎的充气压力正处于调整过程中或需要调整的通知。
使用本公开的一个方面的用于重型车辆的基于负荷的轮胎充气***20(图1)的方法包括提供至少一个流体压力源22的步骤。流体压力源22将诸如压缩空气或氮气之类的流体供应到空气弹簧24以及轮胎和车轮组件60。所供应的流体压力和流体流可以来自单一的流体压力源22，或者可以由单独和独立的流体压力源来供应。
空气弹簧24中的流体压力随着重型车辆的负荷或重量而变化，并且被检测为重型车辆的重量或负荷的指示。可以提供流体信号路径44，其检测或直接传递空气弹簧24中的流体压力。可替代地，空气弹簧压力传感器(未示出)可以位于空气弹簧24中或与空气弹簧流体连通，以产生指示其中的气压的信号。由流体信号路径44传递的信号或流体压力指示空气弹簧24中的流体压力，是重型车辆负荷的函数，并且可以传递到控制***46。可替代地，可以使用其他合适的传递器件。取决于控制***46中使用的部件，流体信号路径44可以经由机械/气动器件或电气/电子器件进行传递。
提供轮胎和车轮组件60，其在供应线路或第三气动导管区段128上与流体压力源22流体连通。控制***46流体连接到流体压力源22和第三气动导管区段128并控制流体流向轮胎和车轮组件60。
可以提供和使用第二流体信号路径82，以检测或直接传递轮胎和车轮组件60中的流体压力。可替代地，轮胎压力传感器(未示出)可以位于轮胎62、轮胎和车轮组件60中或者与轮胎或轮胎和车轮组件流体连通，以产生指示轮胎和车轮组件中的气压的信号。由流体信号路径82传递的信号或流体压力指示轮胎和车轮组件60中的压力，并且可以传递到控制***46。可替代地，可以使用其他合适的传递器件。信号本质上可以是流体的或气动的，并且在诸如气动导管的合适的传递器件上被传递到控制***46。可以通过监测第三气动导管区段128中与轮胎压力有关的输送压力来感测轮胎和车轮组件60中的流体压力。
控制***46根据在空气弹簧24中检测到的流体压力建立轮胎和车轮组件60中的流体压力。控制***46根据在空气弹簧24中检测到的流体压力控制轮胎和车轮组件60中的流体压力并持续地自动调整轮胎和车轮组件中的压力。控制***46可以在轮胎和车轮组件60中建立轮胎压力作为空气弹簧压力与轮胎和车轮组件中压力的离散差或偏移，作为空气弹簧压力的离散比或比例或作为差动和比例控制的组合。空气弹簧24中的流体压力指示并表征重型车辆的重量或重型车辆承载的负荷。
所公开主题的基于负荷的轮胎充气***20的控制***46可具有多种构造。在图3中示意性地示出了控制***46的一个这样的变型作为用于重型车辆的基于负荷的轮胎充气***20a的控制***46a。基于负荷的轮胎充气***20a包括车辆空气供应部或流体压力源22，例如压缩空气。流体压力源22通常包括压缩机和/或储罐并且为了方便起见在下文中将其称为流体压力源。流体压力源22通过下文将要描述的部件经由控制***46a连接到轮胎和车轮组件60并且被恒定地加压。为了方便起见，在图3中仅示出了单个轮胎和车轮组件60，但是应当理解，基于负荷的轮胎充气***20a通常与安装到轴42的相对端部的单轮胎或双轮胎一起使用。重型车辆可以具有连接到基于负荷的轮胎充气***20a的多于一个的轴42。气动导管66以及下文将要描述的其他导管区段或部分在基于负荷的轮胎充气***20a的部件之间延伸并使所述部件相互连接。
更具体地，气动导管66的第一气动导管区段100在流体压力源22与最小阈值调整器102之间延伸并通过单向止回阀104流体连接到流体压力源22与最小阈值调整器102。最小阈值调整器102优选为调整器阀，所述调整器阀可调整到在为轮胎和车轮组件60的最小阈值压力的期望的压力水平下致动或打开阀的设置，所述期望的压力水平例如在约40psi至约85psi的范围内。最小阈值调整器102使基于负荷的轮胎充气***20a能够提供待维持的用于轮胎和车轮组件60的期望的最小工作压力。
第二气动导管区段120流体连接到最小阈值调整器102并从其延伸。最小阈值调整器102为释放调整器。当第二气动导管区段120中的气压下降到低于轮胎和车轮组件60的最小阈值压力或其他期望的操作压力时，最小阈值调整器102打开并使空气能够从流体压力源22通过第一气动导管区段100流至第二气动导管区段120，并最终到达轮胎和车轮组件60，以升高轮胎和车轮组件的压力。
第二气动导管区段120和气动导管66流体连接到最小阈值调整器102与轮胎隔离***126的轮胎隔离先导阀124并在其间延伸。当轮胎隔离先导阀124处于打开位置时，空气可流过隔离先导阀并流过第三气动导管区段128到达车轮阀140，最后到达轮胎和车轮组件60。基于负荷的轮胎充气***20a针对每个轮胎和车轮组件60包括车轮阀140。每个车轮阀140均能够将相应的轮胎和车轮组件60与基于负荷的轮胎充气***20a的其余部分隔离开。车轮阀140在低于任何可能的最小目标充气压力的选定压力设置或压力水平下致动或打开，从而使空气能够从基于负荷的轮胎充气***20a流到轮胎和车轮组件60。以这种方式，在重型车辆以及轮胎和车轮组件60的正常操作状态期间，包括在极端或紧急情况以外的操作期间的时间，车轮阀140保持打开。在极端或紧急情况下，例如在第三气动导管区段128中的压力低或不足时，车轮阀140关闭相应的轮胎和车轮组件60并将其与基于负荷的轮胎充气***20a的其余部分隔离开。
当重型车辆停放较长时间时，由于任何气动***中典型的少量漏气，流体压力源22中的气动压力可能下降或降低。当车辆已经停放后流体压力源22中的气动压力下降时，轮胎和车轮组件60中的气动压力也可能下降，最高可能下降到25psi。另外，一些重型车辆被设计成在重型车辆停放时释放空气弹簧24中的压力，从而导致基于负荷的轮胎充气***20a做出反应，就好像它是不存在轮胎隔离***126的轻型车辆一样。然后，当车辆起动以准备行驶时，轮胎和车轮组件60必须重新充气至目标压力或接近目标压力，这可能涉及向八个或更多轮胎中的每个增加约25psi。该重新充气过程通常花费相对长的时间，并且对轮胎充气***提出重复的要求，这可能降低基于负荷的轮胎充气***的效率和/或寿命。另外，如果车辆操作者在操作车辆之前不等待轮胎和车轮组件60重新充气到目标压力，则轮胎和车轮组件60继而可能在充气不足的状态下操作直到达到目标压力，这会不必要地缩短轮胎62的寿命。车轮阀140和轮胎隔离先导阀124有助于防止这些情况的发生。
在相对短的时间内对轮胎和车轮组件60重新充气的一种方式是提供与第一气动导管区段100流体连通的可选的加压空气增压源56。加压空气增压源56可以是压力容器，所述压力容器存储的空气压力高于流体压力源22的压力，以便在需要时向轮胎和车轮组件60输送额外的加压空气。加压空气增压源56也可以结合在高于流体压力源22的压力下操作的次级增压压缩机(未示出)或与其流体连接。
驻车制动器导管160可在重型车辆的轮胎隔离先导阀124和驻车制动器162之间延伸并流体连接到所述轮胎隔离先导阀和驻车制动器。对于重型车辆应用，驻车制动器162也可以称为紧急制动器。当驻车制动器162被致动时，气动信号被传递到轮胎隔离先导阀124。轮胎隔离先导阀124与驻车制动器162的连接使得轮胎隔离先导阀和车轮阀140能够在车辆停放时隔离轮胎和车轮组件60。显然驻车制动器162的致动可以产生电信号，所述电信号可以被传递到电子操作的轮胎隔离先导阀。驻车制动器导管160(也可以称为紧急/供应线路)在加压时释放驻车制动器162。
轮胎隔离先导阀124可以偏置到阻止或阻塞来自气动导管66的流体流并将来自第三气动导管区段128的空气流排放或排出到大气164的位置。一旦将流体排放到大气164中，车轮阀140便关闭以将轮胎和车轮组件60与基于负荷的轮胎充气***20a的其余部分隔离开，从而消除了从轮胎和车轮组件损失空气的风险。
结果，当重型车辆停放时，很少或没有空气压力供应到驻车制动器162。当驻车制动器162接合时，控制器46不供应压力。因此，轮胎隔离先导阀124阻塞或阻挡来自气动导管66的流体，并且可以将来自第三气动导管区段128的流体流排放到大气164。因此，流体压力源22与轮胎和车轮组件60之间的流体连通被中断。流体压力源22与轮胎和车轮组件60之间的流体连通的这种中断使轮胎和车轮组件与流体压力源隔离开，这继而使重型车辆停车时轮胎和车轮组件的压力损失最小。
第三气动导管区段128的突然排放导致车轮阀140关闭。轮胎隔离先导阀124启动此过程，车轮阀140将轮胎和车轮组件60与基于负荷的轮胎充气***20a的其余部分隔离开，更重要的是将其与重型车辆上的其他轮胎和车轮组件隔离开。例如，如上所述，当重型车辆停放较长时间时，流体压力源以及因此轮胎和车轮组件60可经历高达25psi或更高的压降。通过使用包括轮胎隔离先导阀124的轮胎隔离***126，可以在相同的延长时间段内将轮胎和车轮组件60中的这种压降减小到小于1psi。
空气压力被施加到紧急/供应线路160以释放驻车制动器162。由于轮胎隔离先导阀124通过驻车制动器导管160与驻车制动器162流体连通，因此气压使隔离先导阀移动到打开位置。打开轮胎隔离先导阀124使得空气能够在气动导管66和第三气动导管区段128之间流动。
轮胎隔离***126是可选特征，其在基于负荷的轮胎充气***20a中特别有用，以最小化车辆停放时轮胎和车轮组件60中的压力损失，从而最小化为了操作对轮胎提供显著的重新充气的需要。最小化对轮胎和车轮组件60提供显著重新充气的需要继而显著缩短了在重型车辆投入使用时给轮胎和车轮组件充气所需的时间，而且还减少了对基于负荷的轮胎充气***20a的不期望的需求，这可以延长轮胎充气***的寿命。轮胎隔离***126还通过减小轮胎和车轮组件60将在小于目标压力下操作的可能性来延长轮胎62的寿命。此外，通过使用机械和/或气动致动的机械部件，轮胎隔离***126是可靠的、经济的并且相对易于安装和使用。
应当理解的是当驻车制动器162接合时，轮胎隔离***126防止基于负荷的轮胎充气***20a的其余部分与轮胎和车轮组件60之间流体连通。同样地，当驻车制动器162释放时，重型车辆正在操作；在基于负荷的轮胎充气***20a的其余部分与轮胎和车轮组件60之间存在流体连通。
先导操作的释放调整器180以与最小阈值调整器102气动并联的方式流体连接到第一气动导管区段100。通过与第一气动导管区段100流体连接，先导操作的释放调整器180流体连接到流体压力源22。先导操作的释放调整器180包括先导操作器和调整器。先导操作的释放调整器180的先导操作器响应于输入压力。由重型车辆的空气弹簧24提供致动先导操作的释放调整器180的输入压力。
先导操作的释放调整器180与典型的调整器类似，但不同之处在于打开供应座的力来自空气弹簧24的先导压力，而不是来自弹簧和调整旋钮。作为基于负荷的轮胎充气***20a中的可选特征，先导操作的释放调整器180还可以包括可调整的弹簧力以相对于先导压力偏移压力输出。当轮胎和车轮组件以及空气弹簧24的适当操作压力相互不匹配时，这种特征使得能够将轮胎和车轮组件60的气动压力调整为更高或更低。
基于负荷的轮胎充气***20a可以包括流体连接到一个或多个空气弹簧24的阻气门配件或阻气门184。阻气门184提供与空气弹簧24的流体连接，使得在***发生故障的情况下可以将空气弹簧中的气动压力传递到先导操作的释放调整器180，而不会从空气弹簧中排出大量的空气压力。可以是辅助或补充储存器、压力容器或导管的诸如控制容积188之类的容积结构可以流体连接到空气弹簧24下游的阻气门184。导管186将空气弹簧24与控制容积188流体连接。导管182将控制容积188连接到先导操作的释放调整器180。导管182、阻气门184、导管186和控制容积188可以包括流体信号路径44(图1)。
空气弹簧24流体连接到压缩空气源，例如用于供应轮胎和车轮组件60的流体压力源22。然而，应当理解的是空气弹簧24可以由与为轮胎和车轮组件60供应的流体压力源22不同的源供应。当重型车辆运载相对重的货物时，行驶高度控制阀(未显示)致动来自流体压力源22的空气流入空气弹簧24，以使空气弹簧(多个空气弹簧)中的气动压力达到对于支撑相对重的负荷并维持重型车辆的期望行驶高度最佳的水平。当重型车辆运载相对较轻的货物时，行驶高度控制阀致动以从空气弹簧(多个空气弹簧)24中排出空气，以减小空气弹簧中的压力，以便再次使空气弹簧中的气动压力达到对于支撑相对较轻的负荷并保持车辆的期望行驶高度最佳的水平。以这种方式，空气弹簧24具有与车辆负荷相对应的气动压力，并且因此提供了重型车辆的负荷的指示。
随着重型车辆行驶，它通常会遇到***、凹陷和/或其他障碍物，这些障碍物会导致空气悬挂式轴/悬架***做出响应，这进而导致空气弹簧24压缩或伸展。当空气弹簧24压缩时(例如遇到***时)，空气弹簧内的压力会增加，这在本领域中称为压力尖峰；而当空气弹簧伸展时(例如遇到凹陷时)，空气弹簧内的压力会降低，这称为压力下降。由于这种压力尖峰和压力下降是由于重型车辆行驶时轴/悬架***的铰接运动造成的，因此它们是短暂的并且不期望包括在从空气弹簧24到先导操作的释放调整器180的输入信号或压力中。因此，控制容积188可以提供能消除压力尖峰和压力下降的容积，从而调理空气弹簧24提供给先导操作的释放调整器180的信号。
更具体地，当重型车辆运载相对重的运载物或货物时，空气弹簧24具有相对高的气动压力水平，所述气动压力水平被传递到先导操作的释放调整器180。先导操作的释放调整器180响应于输入压力信号并致动。然后，先导操作的释放调整器180以与输入压力信号成比例的方式打开，从而使空气能够从流体压力源22流动通过导管190和通过先导操作的释放调整器。
当重型车辆运载相对较轻的运载物或货物时，空气弹簧24具有相对较低的气动压力水平，所述气动压力水平被传递到先导操作的释放调整器180。先导操作的释放调整器180响应于输入压力信号并切断供应。然后，先导操作的释放调整器180允许来自轮胎的空气排放到大气。更具体地，当降低轮胎和车轮组件60中的压力时，先导操作的释放调整器180从轮胎和车轮组件60移除压力并将其排放到大气。当重型车辆中的货物负荷相对较轻时，因为先导操作的释放调整器180的响应与来自空气弹簧24的压力信号成比例，所以从流体压力源22通过先导操作的释放调整器供应的空气在比重型车辆运载相对较重的货物时压力低的压力下递送。
先导操作的释放调整器180使得能够以与指示空气弹簧24中的压力的输入信号相对应的方式自动且持续地调整来自流体压力源22的气流或从轮胎到大气的气流的体积。由先导操作的释放调整器180对来自流体压力源22的气流的体积的这种自动且持续的调整在轮胎和车轮组件60中建立了对应的压力。因为空气弹簧24具有与重型车辆的负荷相关的气动压力，所以先导操作的释放调整器180和基于负荷的轮胎充气***20a使得能够基于重型车辆的负荷恒定地调整轮胎和车轮组件60中的气动压力。
双向止回阀204通过导管202流体连接到先导操作的释放调整器180。双向止回阀204也流体连接到轮胎隔离***126。双向止回阀204也通过最小阈值调整器102和第二气动导管区段120与流体压力源22流体连通。双向止回阀204从先导操作的释放调整器180接收压力，并从最小阈值调整器102接收压力。因此，双向止回阀204从与空气弹簧24中的压力成比例的较高压力或由最小阈值调整器102传递的所建立的最小压力向轮胎和车轮组件60输送流体流。
如果来自先导操作的调整器180的压力水平(为空气弹簧24中的压力的函数)小于最小阈值调整器102所建立的压力，并且轮胎压力也下降至该压力，双向止回阀204换向(shuttle)，从而防止空气从导管66流入先导操作的释放调整器180。如果轮胎和车轮组件60中的压力继续下降，则最小阈值调整器102打开并向第二气动导管区段120供应空气，从而保持轮胎和车轮组件中的最小压力。如果最小阈值调整器102设置为70psi，则一旦来自先导操作的调整器180的输送压力下降到70psi以下，双向止回阀204便将切断通向先导操作的调整器180的空气流。这样的设置允许最小阈值调整器102或先导操作的调整器180取决于双向止回阀204的状态以例如在车辆卸载时从轮胎和车轮组件60移除空气而降低到约70psi。
当驻车制动器162未接合时，在气动导管66、第三气动导管区段128、车轮阀140与轮胎和车轮组件60之间通过轮胎隔离***126进行流体连通。因此，当没有到第二气动导管区段120的空气流并且先导操作的调整器180的压力输出低于最小阈值调整器102的输出压力时，没有空气从流体压力源22流到轮胎和车轮组件60。如果来自空气弹簧24的压力水平信号启动了来自先导操作的调整器180的大于来自最小阈值调整器102的设定压力水平的输出压力，则允许空气从先导操作的释放调整器180流入气动导管66、第三气动导管区段128、车轮阀140以及最终到达轮胎和车轮组件60。应当理解的是空气弹簧24中的压力可以低于最小阈值调整器102设置并且仍然致动先导操作的调整器180以传递更高的输出压力。
因此，基于负荷的轮胎充气***20a包括一种方法，所述方法持续监测由重型车辆运载的负荷并基于重型车辆中的负荷自动且持续地调整轮胎和车轮组件60中的气动压力。这通过将具有与负荷相对应的气动压力水平的至少一个空气弹簧24流体连接到先导操作的释放调整器180来实现。先导操作的释放调整器180响应于来自空气弹簧24的压力信号并且使空气能够以与来自空气弹簧的压力信号成比例的方式从流体压力源22流到轮胎和车轮组件60。因为空气弹簧24具有对应于车辆负荷的气动压力水平，所以先导操作的释放调整器180和基于负荷的轮胎充气***20a使得能够基于重型车辆的负荷自动且持续地调整轮胎和车轮组件60中的气动压力。这种自动和持续的调整优化了轮胎和车轮组件60的充气压力，从而改善了燃料经济性以及轮胎的性能和使用寿命，这又期望地减少了重型车辆的停机时间和运营成本。
基于负荷的轮胎充气***20a仅采用机械和/或气动致动的机械和气动部件。因此，基于负荷的轮胎充气***20a相对可靠、经济并且易于安装和使用。还应当理解的是控制***46a可以可替代地被用于测量悬架结构(例如举升轴/悬架***中的举升气囊)中的基于负荷的流体压力或来自行驶高度控制阀的基于负荷的输入，等等。
基于负荷的轮胎充气***20a可以是不将空气排放到大气的恒压***，除非已经降低了重型车辆的负荷并且轮胎充气***通过降低轮胎压力响应并且轮胎隔离***126接通、或存在***问题。应当理解的是这种恒压***在至少导管128中保持至少一定量的压力，并且可能不会一直保持相同量或水平的压力。结果，基于负荷的轮胎充气***20a持续地监测轮胎压力并且动态地响应于指示重型车辆的负荷变化的空气弹簧24中的压力变化，从而提供了对轮胎和车轮组件60的主动和快速响应。
在图4中示出并且在下文描述用于重型车辆的根据第二示例性方面构造的在基于负荷的轮胎充气***20b中使用的另一控制***46b。基于负荷的轮胎充气***20b的控制***46b持续地监测空气弹簧24中的压力并根据空气弹簧中的压力来确定重型车辆的轮胎和车轮组件60中的压力。
基于负荷的轮胎充气***20b在结构和功能上与主要在图3中示出并且在上文描述的第一基于负荷的轮胎充气***20a相似。结果，下面的描述针对图4所示的基于负荷的轮胎充气***20b和图3所示的基于负荷的充气***20a之间的结构和操作上的差异。
基于负荷的轮胎充气***20b可以消除在第一基于负荷的轮胎充气***20a中采用的先导操作的释放调整器180和控制容积188。与第一基于负荷的轮胎充气***20a相比，消除这些部件降低了基于负荷的轮胎充气***20b的成本、复杂性和空气消耗。在所有附图中，未改变部件的附图标记保持相同，并且将不再描述与任何先前基于负荷的轮胎充气***中的部件或子***相同的任何描述。
基于负荷的轮胎充气***20b可以可选地包括阻气门184，所述阻气门通过导管186流体连接到空气弹簧24，并提供流体连接而不会从空气弹簧中排出大量的空气压力。阻气门184可以是直径相对较小的导管或导管186中的导管部分的形式。基于负荷的轮胎充气***20b不具有控制容积以调理来自空气弹簧24的气动信号。空气弹簧24通过导管182流体连接到双向止回阀204。以这种方式，双向止回阀204从最小阈值调整器102从第二气动导管区段120以及从空气弹簧24接收流体流。双向止回阀204又通过气动导管66流体连接到轮胎隔离***126。
双向止回阀204与最小阈值调整器102和空气弹簧24的流体连接确保流到轮胎和车轮组件60的空气的压力水平高于由最小阈值调整器设定的期望最小操作压力。因此，双向止回阀204直接从空气弹簧24接收压力水平信号，并通过最小阈值调整器102从流体压力源22接收压力水平信号。如果来自空气弹簧24的压力水平信号小于来自最小阈值调整器102的压力水平，则来自最小阈值调整器的输出流将轮胎和车轮组件60的压力建立和/或维持在低阈值或更高的压力。如果来自空气弹簧24的压力水平信号大于来自最小阈值调整器102的压力水平，则通过空气弹簧直接向轮胎和车轮组件60提供空气流。在该状态下，车辆空气弹簧控制阀(未示出)可以增大或减小轮胎和车轮组件60中的压力。
轮胎隔离先导阀124和轮胎隔离***126的操作类似于上述针对基于负荷的轮胎充气***20a的操作。当重型车辆停放并且驻车制动器162接合时，轮胎隔离***126通过将第三气动导管区段128排放至大气164来隔离轮胎和车轮组件60。这激活车轮阀140以关闭并维持轮胎和车轮组件中的压力。当重型车辆正在操作并且驻车制动器162释放时，流体可以流动通过轮胎隔离先导阀124，通过气动导管66，到第三气动导管区段128，到车轮阀140以及轮胎和车轮组件60。
因此，基于负荷的轮胎充气***20b恒定地监测重型车辆的负荷或重量，并根据车辆负荷持续且自动地调整轮胎和车轮组件60中的气动压力。这种自动调整优化了轮胎和车轮组件60的充气压力，从而改善了燃油经济性以及轮胎的性能和寿命，这又期望地降低了重型车辆的操作成本。基于负荷的轮胎充气***20b仅采用机械和/或气动致动的部件。因此，基于负荷的轮胎充气***20b相对可靠、经济并且易于安装和使用。
基于负荷的轮胎充气***20b可以是不将空气排放到大气的恒压***，除非轮胎隔离***126接通并且空气弹簧24中的压力低于轮胎和车轮组件中的压力60或***出现问题。应当理解的是这种恒压***在至少导管128中保持一定量的压力并且可能不会一直保持相同量或水平的压力。结果，基于负荷的轮胎充气***20b持续地监测轮胎压力并且自动响应于空气弹簧24中的压力变化，以对减小的轮胎压力状况提供主动和快速的响应。还应当理解的是控制***46b可以可替代地用于测量悬架结构(例如，举升轴/悬架***中的举升气囊)中的基于负荷的流体压力或来自行驶高度控制阀的基于负荷的输入，等等。
在图5中示出并且在下文描述了用于重型车辆的根据另一示例性方面构造的在基于负荷的轮胎充气***20c中使用的另一个或第三控制***46c。基于负荷的轮胎充气***20c在结构和功能上类似于图3和图4所示并且在上文描述的基于负荷的轮胎充气***20a和20b。结果，下面的描述针对图5所示的基于负荷的轮胎充气***20c与图3和图4所示的基于负荷的轮胎充气***20a和20b之间的结构和操作上的差异。在所有附图中，未改变部件的附图标记保持相同。
流体压力源22通过以下将描述的部件经由控制***46c连接到轮胎和车轮组件60。流体连接通过在基于负荷的轮胎充气***20c的部件之间延伸并使所述部件相互连接的各个导管区段或部分来实现。
先导操作的释放调整器180以与最小阈值调整器102气动并联的方式流体连接到第一气动导管区段100。通过与第一气动导管区段100流体连接，先导操作的释放调整器180流体连接到流体压力源22。在基于负荷的轮胎充气***20c的一个方面中，由重型车辆的空气弹簧24提供致动先导操作的释放调整器180的输入压力。
基于负荷的轮胎充气***20c可以包括流体连接到一个或多个空气弹簧24的阻气门184。可以是辅助或补充储存器或压力容器的诸如控制容积188之类的容积结构可以流体连接到空气弹簧24下游的阻气门184。
控制容积188通过在控制容积188和先导操作的释放调整器之间延伸的气动导管182流体连接到先导操作的释放调整器180。以这种方式，空气弹簧24中的相对压力水平通过阻气门184从空气弹簧传递，由控制容积188调理，且通过导管182传递到先导操作的释放调整器180。先导操作的释放调整器180因此从空气弹簧24接收压力信号并响应于该信号。先导操作的释放调整器180以与来自空气弹簧的压力信号成比例的方式打开，从而使空气能够流过先导操作的释放调整器。
先导操作的释放调整器180使得能够以与来自空气弹簧24的压力信号相对应的方式自动且持续地调整从流体压力源22到轮胎和车轮组件60的气流的体积。先导操作的释放调整器180对来自流体压力源22的气流的体积的这种自动且持续的调整将成比例的压力传递给轮胎和车轮组件60。当车辆负荷和空气弹簧压力降低时，先导操作的调整器180还可以从轮胎和车轮组件60移除空气，以降低轮胎和车轮组件中的压力。
电磁阀204c和导管202中的压力由空气弹簧24中的压力控制。电磁阀204c也流体连接到轮胎隔离***126。电磁阀204c也通过最小阈值调整器102和第二气动导管区段120与流体压力源22流体连通。电磁阀204c接收由来自空气弹簧24的压力水平控制的压力水平信号。电磁阀204c基于空气弹簧24中的压力水平将流体流从先导操作的释放调整器180或最小阈值调整器102输送到轮胎和车轮组件60。
尽管全机械或气动的控制***20是优选的，但在某些情况下可能需要或需求电子控制单元(ECU)。例如，压力换能器或开关300与导管182流体连接，所述导管通过控制容积188流体连接到空气弹簧24并通过线路220向ECU提供空气弹簧24中的压力的指示。
ECU可以是任何合适的电子控制单元。例如，ECU可以是专用于基于负荷的轮胎充气***20c的控制***46c的电子控制单元。ECU可以是与重型车辆的防抱死制动***(未示出)共享的电子控制单元。ECU通过线路222和224控制电磁阀204c的打开和关闭，以在轮胎和车轮组件60中建立压力。因此，电磁阀204c通过将先导操作的释放调整器180或最小阈值调整器102经由气动导管66流体连接到轮胎和车轮组件60来控制提供给轮胎和车轮组件60的压力。当空气弹簧24中的压力对应于高于低阈值的轮胎压力时，ECU向电磁阀204c发出信号以保持接通，从而将先导操作的调整器180流体连接到轮胎和车轮组件60。当空气弹簧24中的压力对应于等于或低于低阈值的轮胎压力时，电磁阀204c断开，从而将最小阈值调整器102流体连接到轮胎和车轮组件。然后将轮胎和车轮组件中的压力保持在低阈值设置。如果由于任何原因失去了车辆动力，则电磁阀204c会自动将最小阈值调整器102连接到轮胎和车轮组件60。这确保即使在失去电力的情况下，轮胎压力也不会下降到低阈值以下。在图5中电磁阀204c示出处于断开状态。
基于负荷的轮胎充气***20c可以是不将空气排放到大气的恒压***，除非重型车辆的负荷已经减小并且轮胎充气***通过降低轮胎压力做出响应而且轮胎隔离***126接通、或存在***问题。应当理解的是这种恒压***在至少导管128中保持至少一定量的压力，并且可能不会一直保持相同量或水平的压力。结果，基于负荷的轮胎充气***20c持续地监测轮胎压力并且动态地响应于指示重型车辆的负荷变化的空气弹簧24中的压力变化，从而提供了针对轮胎和车轮组件60的主动和快速的响应。
因此，基于负荷的轮胎充气***20c包括恒定地监测由重型车辆所承受的负荷并基于重型车辆中的负荷自动且持续地调整轮胎和车轮组件60中的气动压力的方法。具有与车辆负荷相对应的气动压力水平的至少一个空气弹簧24与压力换能器或开关300流体连接，并且被连通至ECU。电磁阀204c响应于来自ECU的信号，并且使空气能够以与来自空气弹簧的压力信号成比例的方式从流体压力源22通过先导操作的释放调整器180流到轮胎和车轮组件60。还应当理解，控制***46c可以可替代地用于测量悬架结构(例如，举升轴/悬架***中的举升气囊)中的基于负荷的流体压力或来自行驶高度控制阀的基于负荷的输入，等等。
在图6示出并且在下文描述了用于重型车辆的根据示例性方面构造的在基于负荷的轮胎充气***20d中使用的另一控制***46d。基于负荷的轮胎充气***20d的控制***46d在结构和功能上与图5所示的基于负荷的轮胎充气***20c相似并且相对更简单。因此，以下说明针对图5所示的基于负荷的轮胎充气***20d与图5所示的基于负荷的轮胎充气***20c之间的差异。
基于负荷的轮胎充气***20d消除了在基于负荷的轮胎充气***20c中使用的先导操作的释放调整器180和控制容积188。与基于负荷的轮胎充气***20c相比，消除这些部件降低了基于负荷的轮胎充气***20d的成本、复杂性和空气消耗。基于负荷的轮胎充气***20d中使用的控制***46d的功能与第三控制***46c基本相同，但是不同之处在于，当轮胎压力高于低阈值时，轮胎压力由空气弹簧24的压力或悬架控制直接控制。在所有附图中，未改变部件的附图标记保持相同。
基于负荷的轮胎充气***20d包括车辆空气供应部或流体压力源22，例如压缩空气。流体压力源22通过下面将详细描述的部件经由控制***46d与轮胎和车轮组件60连接。流体连接通过在基于负荷的轮胎充气***20d的部件之间延伸并使所述部件相互连接的各个导管区段或部分来实现。
第二气动导管区段120流体连接到最小阈值调整器102并从其延伸至电磁阀204d。当第二气动导管区段120中的气压下降到轮胎和车轮组件60的最小阈值压力或其他所需的操作压力以下时，最小阈值调整器102打开并使空气能够从流体压力源22流过第一气动导管区段100，到达第二气动导管区段120，并最终到达轮胎和车轮组件60，以将轮胎和车轮组件升高到低阈值压力。
基于负荷的轮胎充气***20d可以包括与一个或多个空气弹簧24直接流体连通的阻气门184。空气弹簧24通过气动导管182流体连接到电磁阀204d。
电磁阀204d也流体连接到轮胎隔离***126。电磁阀204d也通过最小阈值调整器102和第二气动导管区段120与流体压力源22流体连通。电磁阀204d从空气弹簧24或流体压力源22供应的较高压力向轮胎和车轮组件60输送流体流。
压力换能器或开关300与导管182连接并通过线路220向电子控制单元(ECU)提供指示空气弹簧24中的压力的信号。ECU可以是任何合适的电子控制单元。例如，ECU可以是专用于基于负荷的轮胎充气***20d的控制***46d的电子控制单元。ECU可以是与重型车辆的防抱死制动***(ABS)共享的电子控制单元。ECU控制电磁阀204d的打开和关闭，以建立并维持轮胎和车轮组件60中的压力。电磁阀204d通过空气弹簧24或最小阈值调整器102的输出中的较大者控制供应给轮胎和车轮组件60的压力。当空气弹簧24中的压力高于低阈值时，ECU接通电磁阀204d，以将空气弹簧24中的压力流体连接到轮胎和车轮组件60。在这种状态下，轮胎和车轮组件60中的气压可以通过车辆空气弹簧控制阀增加或减小以匹配空气弹簧24中的压力。当空气弹簧24中的压力低于低阈值时，电磁阀204d断开，并且轮胎和车轮组件60中的压力将保持在低阈值压力设置。
基于负荷的轮胎充气***20d可以是不将空气排放到大气的恒压***，除非已经降低了重型车辆的负荷并且轮胎充气***通过降低轮胎压力做出响应并且轮胎隔离***126接通、或存在***问题。应当理解的是这种恒压***在至少导管128中保持至少一定量的压力，并且可能不会一直保持相同量或水平的压力。结果，基于负荷的轮胎充气***20d持续地监测轮胎压力并且动态地响应于指示重型车辆的负荷变化的空气弹簧24中的压力变化，从而提供针对轮胎和车轮组件60的主动和快速的响应。
因此，基于负荷的轮胎充气***20d包括监测由重型车辆所承受的负荷并基于重型车辆中的负荷自动且持续地调整轮胎和车轮组件60中的气动压力的方法。至少一个空气弹簧24具有与车辆负荷相对应的气动压力水平，所述气动压力水平由压力换能器300监测并且被传送至ECU。电磁阀204d响应于来自ECU的信号并以与来自空气弹簧的压力信号成比例的方式使空气能够从流体压力源22通过最小阈值调整器102或空气弹簧24流向轮胎和车轮组件60。还应当理解，控制***46d可以可替代地用于测量悬架结构(例如，举升轴/悬架***中的举升气囊)中的基于负荷的流体压力或来自行驶高度控制阀的基于负荷的输入，等等。
在图7中示出并且在下文描述了用于重型车辆的根据另一示例性方面构造的在基于负荷的轮胎充气***20e中使用的控制***46e。基于负荷的轮胎充气***20e在结构和功能上与上述基于负荷的轮胎充气***相似。结果，下面的描述针对图7所示的基于负荷的轮胎充气***20e与上述基于负荷的轮胎充气***之间的结构和操作上的差异。在所有附图中，未改变部件的附图标记保持相同。
第二气动导管区段120流体连接到三通电磁阀204e。电磁阀204e的操作由常开压力开关208e控制。压力开关208e通过导管182与空气弹簧24流体连通。压力开关208e设计为在非常低的压力下断开，这表明空气弹簧已完全排放或无法维持空载重型车辆处于设计行驶高度。如果空气弹簧、空气弹簧控制阀或其他部件出现部件故障，则可能会发生这种情况。
先导操作的释放调整器180经由导管190与第一气动导管区段100流体连接，使得其与最小阈值调整器102气动并联。通过与第一气动导管区段100流体连接，先导操作的释放调整器180流体连接到流体压力源22。致动先导操作的释放调整器180的输入压力由重型车辆的空气弹簧24提供。
基于负荷的轮胎充气***20e可以包括阻气门184，所述阻气门流体连接到一个或多个空气弹簧24。可以是辅助或补充储存器或压力容器的诸如控制容积188之类的容积结构流体连接到空气弹簧24下游的阻气门184。
电磁阀204e通过电磁阀206e流体连接到先导操作的释放调整器180和最小阈值调整器102。电磁阀204e也流体连接到轮胎隔离***126。电磁阀204e也可通过目标压力调整器200e和第二气动导管区段120与流体压力源22流体连通，所述目标压力调整器和第二气动导管区段例如设置为与预期最大负荷相对应的目标压力。电磁阀204e从压力开关208e接收电信号，所述压力开关在自空气弹簧24的压力水平将足够高以适当地支撑空载车辆(约为10psi)时关闭。在达到10psi后，接通的电磁阀204e从由空气弹簧24或经由最小阈值调整器102的流体压力源22控制的较高压力向轮胎和车轮组件60输送流体流。
电致动压力开关210e也与导管182流体连通，从而提供空气弹簧24中的压力的指示。压力开关210e控制电磁阀206e的打开和关闭，以允许流体流到电磁阀204e并在轮胎和车轮组件60中建立压力。电磁阀206e和204e取决于压力开关208e和210e的状态通过由空气弹簧24或流体压力源22经由最小阈值调整器102或目标压力调整器200e控制的先导操作的释放调整器180控制供应给轮胎和车轮组件60的压力。当空气弹簧24中的压力对应于轮胎和车轮组件60中的高于低阈值的压力时，压力开关208e闭合并且压力开关210e断开。这使电磁阀204e接通，并使电磁阀206e断开，以允许先导操作的调整器180控制向轮胎和车轮组件60供应流体。当空气弹簧24中的压力对应于低于最小阈值的压力时，压力开关210e向电磁阀206e发出信号，以将轮胎和车轮组件60中的压力控制从先导操作的调整器180切换到最小阈值调整器102。如果空气弹簧24中的压力下降到不可操作的水平，则压力开关208e向电磁阀204e发出信号，以将轮胎和车轮组件60中的压力控制切换到目标压力调整器200e。目标压力调整器200e将轮胎和车轮组件60中的压力保持在选定压力，从而防止在空气弹簧或其他部件发生故障(例如，车辆的电力损失)时轮胎充气不足。
基于负荷的轮胎充气***20e可以是不将空气排放到大气的恒压***，除非重型车辆负荷已经减小并且轮胎充气***通过降低轮胎压力做出相应而且轮胎隔离***126接通、或存在***问题。应当理解的是这种恒压***在至少导管128中保持至少一定量的压力，并且可能不会一直保持相同量或水平的压力。结果，基于负荷的轮胎充气***20e持续地监测轮胎压力并且动态地响应于指示重型车辆的负荷变化的空气弹簧24中的压力变化，从而提供了针对轮胎和车轮组件60的主动和快速的响应。
因此，基于负荷的轮胎充气***20e包括非电子地监测由重型车辆所承载的负荷并基于重型车辆中的负荷自动且持续地调整轮胎和车轮组件60中的气动压力的方法。手段包括将至少一个空气弹簧24流体连接到压力开关208e和210e，所述空气弹簧具有与车辆负荷相对应的气动压力水平。电磁阀204e和206e响应于来自各个压力开关208e和210e的信号，并且使空气能够以与来自空气弹簧的压力信号成比例的方式从流体压力源22或先导操作的释放调整器180流到轮胎和车轮组件60。因为空气弹簧24中的压力对应于车辆负荷，所以基于负荷的轮胎充气***20e的压力开关208e和210e使得能够基于重型车辆的负荷自动且持续地调整轮胎和车轮组件60中的气动压力。如果部件或***发生故障导致空气弹簧24不能正确充气或者当重型车辆的电力损失时，基于负荷的轮胎充气***20e还将默认设置为针对满载车辆的轮胎压力设置。
还应当理解的是控制***46e可用于测量其他悬架结构中的基于负荷的流体压力。例如，控制***46e可以测量举升轴/悬架***中的举升气囊的流体压力、来自行驶高度控制阀的基于负荷的输入等。
在图8中示出并且在下文描述了用于重型车辆的根据另一示例性方面构造的在基于负荷的轮胎充气***20f中使用的另一控制***46f。基于负荷的轮胎充气***20f在结构上比图7所示并且在上文描述的基于负荷的轮胎充气***20e简单。结果，下面的描述基本上针对图8所示的基于负荷的轮胎充气***20f与图7所示的基于负荷的轮胎充气***20e之间的结构和操作上的差异。在所有附图中，未改变部件的附图标记保持相同。
第二气动导管区段120与最小阈值调整器102和三通电磁阀206f流体连通。当第二气动导管区段120中的气压下降到轮胎和车轮组件60的最小阈值压力或其他所需的操作压力以下时，最小阈值调整器102打开并使流体能够从流体压力源22流动通过第二气动导管区段120、通过三通电磁阀206f、通过双向电磁阀204f并最终到达轮胎和车轮组件60，以将轮胎和车轮组件升高到所需压力。电磁阀206f的操作由常闭压力开关210f控制。压力开关210f通过导管182与空气弹簧24流体连通。
双向电磁阀204f通过电磁阀206f流体连接到空气弹簧24。电磁阀204f也流体连接到轮胎隔离***126。电磁阀204f常闭，并且仅在存在车辆电力时允许从流体压力源22或空气弹簧24到轮胎和车轮组件60的流体连通。在电力损失时，电磁阀204f关闭，以隔离轮胎和车轮组件60，以防止轮胎和车轮组件中的压力损失。
电致动压力开关210f也与导管182流体连通并提供空气弹簧24中的压力的指示。压力开关210f控制三通电磁阀206f的打开和关闭，以允许流体流过电磁阀204f以建立并维持轮胎和车轮组件60中的压力。电磁阀206f和204f取决于压力开关21的设置控制通过空气弹簧24或流体压力源22供应给轮胎和车轮组件60的压力。当空气弹簧24中的压力高于低阈值时，压力开关210f使电磁阀206f断开，以将流体从空气弹簧24引导至轮胎和车轮组件60。当空气弹簧24中的压力低于低阈值时，压力开关21f使电磁阀206f接通，以引导压力从最小阈值调整器102流向轮胎和车轮组件60。
基于负荷的轮胎充气***20f可以是不将空气排放到大气的恒压***，除非已经降低了重型车辆的负荷并且轮胎充气***通过减小轮胎压力做出相应而且轮胎隔离***126接通、或存在***问题。应当理解，这种恒压***在至少导管128中保持至少一定量的压力，并且可能不会一直保持相同量或水平的压力。结果，基于负荷的轮胎充气***20f持续地监测轮胎压力并且动态地响应于指示重型车辆的负荷变化的空气弹簧24中的压力变化，从而提供了对轮胎和车轮组件60的主动和快速响应。
因此，基于负荷的轮胎充气***20f包括非电子地监测由重型车辆所承受的负荷并基于重型车辆中的负荷自动且持续地调整轮胎和车轮组件60中的气动压力。这包括将至少一个空气弹簧24与压力开关210f流体连接，所述空气弹簧具有与车辆负荷相对应的气动压力水平。电磁阀206f响应于来自压力开关210f的信号，并以与空气弹簧中的压力信号成比例的方式使空气能够从流体压力源22通过最小阈值调整器102或者从空气弹簧24流到轮胎和车轮组件60。因为空气弹簧24具有与车辆负荷相对应的气动压力水平，所以基于负荷的轮胎充气***20f的压力开关210f和电磁阀206f和204f使得能够基于重型车辆的负荷自动且持续地调整轮胎和车轮组件60中的气动压力。基于负荷的轮胎充气***20f还在动力损失、动力断开的情况下保持轮胎和车轮组件60中的压力或通过关闭电磁阀204f而关断。还应当理解的是控制***46f可以可替代地用于测量悬架结构(例如，举升轴/悬架***中的举升气囊)中的基于负荷的流体压力或来自行驶高度控制阀的基于负荷的输入，等等。
在图9中示出并且在下文描述了用于重型车辆的根据另一示例性方面构造的在基于负荷的轮胎充气***20g中使用的另一控制***46g。基于负荷的轮胎充气***20g在结构和功能上与上述基于负荷的轮胎充气***相似。结果，以下描述针对先前的基于负荷的轮胎充气***之间的结构和操作上的差异。在所有附图中，未改变部件的附图标记保持相同。
基于负荷的轮胎充气***20g不通过监测空气弹簧中的压力来直接感测重型车辆的负荷。基于负荷的轮胎充气***20g专门设计用于构造有一个或多个可举升轴(未示出)的车辆。当车辆轻载时，可举升轴升高，而当车辆负荷较大时，可举升轴降低。基于负荷的轮胎充气***20g允许每个轴更高或更低的合法负荷限制，这取决于组中的轴数量和轴间距。例如，在某些情况下，单个轴可以合法运载20,000磅。当两个轴紧密间隔开以创建轴组时，每个轴可以运载的合法载荷降低到17,000lbs。基于负荷的轮胎充气***20g针对两个不同的最大负荷状态调整轮胎压力。基于负荷的轮胎充气***20g使用来自轴举升控制传感器等(诸如传感器300g的信息)作为指示可举升轴的位置的输入。
第二气动导管区段120流体连接到低轴负荷调整器102g并从其延伸至三通电磁阀204g。高轴负荷调整器200g以与低轴负荷调整器102g气动并联的方式与第一气动导管区段100流体连接。高轴负荷调整器200g被设置为与当可举升轴升高时轮胎的合法负荷相对应的压力阈值设置。通过与第一气动导管区段100流体连接，高轴负荷调整器200g流体连接到流体压力源22。
电磁阀204g通过第二气动导管区段120与高轴负荷调整器200g流体连接。电磁阀204g也流体连接到轮胎充气***126。电磁阀204g也通过低轴负荷调整器102g和导管202与流体压力源22流体连通。电磁阀204g从传感器300g接收控制信号作为轴位置的指示。电磁阀204g在接通时通过低轴负荷调整器102g或在电磁阀204g断开时通过高轴负荷调整器200g将流体从流体压力源22输送到轮胎和车轮组件60。
传感器300g从诸如轴举升控制传感器之类的***产生指示可举升轴的位置的信号。传感器300g将信号传递到电子控制单元(ECU)302g。ECU 302g控制电磁阀204g以建立并维持轮胎和车轮组件60中的压力。电磁阀204g经由高轴负荷调整器200g或低轴负荷调整器102g引导流体流入轮胎和车轮组件60以及从轮胎和车轮组件流出。当可举升轴处于升高位置时，ECU 302g使电磁阀204g断开，以将高轴负荷调整器200g流体连接到轮胎和车轮组件60，从而增加轮胎压力。当可举升轴下降时，ECU 302g使电磁阀204g接通，以打开并流体连接低轴负荷调整器102g，从而降低轮胎压力以符合合法负荷极限。
ECU 302g可以是任何合适的电子控制单元。例如，ECU 302g可以是专用于基于负荷的轮胎充气***20g的控制***46g的电子控制单元。ECU 302g可以是与重型车辆的防抱死制动***(ABS)共享的电子控制单元。
基于负荷的轮胎充气***20g可以是不将空气排放到大气的恒压***，除非已经降低了重型车辆的负荷并且轮胎充气***通过降低轮胎压力做出响应并且轮胎隔离***126接通、或存在***问题。应当理解的是这种恒压***在至少导管128中保持至少一定量的压力，并且可能不会一直保持相同量或水平的压力。结果，基于负荷的轮胎充气***20g持续监测轮胎压力并且动态地响应于重型车辆的负荷变化，从而对轮胎和车轮组件60提供主动和快速的响应。
因此，基于负荷的轮胎充气***20g包括监测由重型车辆所承受的负荷并基于重型车辆中最大的合法负荷自动且持续地调整轮胎和车轮组件60中的气动压力的方法。对应于车辆负荷的重型车辆的可举升轴的位置的这种持续监测伴随有与轴举升控制传感器等相关联的传感器300g，所述传感器被连通至ECU 302g。电磁阀204g响应于来自ECU 302g的信号，并且使空气能够以与重型车辆的最大合法负荷极限相匹配的方式从流体压力源22流到轮胎和车轮组件60。基于负荷的轮胎充气***20g的传感器300g和ECU 302g使得能够基于重型车辆的可举升轴的位置自动且持续地调整轮胎和车轮组件60中的气动压力。可举升轴的位置是车辆轻载或重载的指示。还应当理解，控制***46g可以可替代地用于测量悬架结构(例如空气弹簧)中的基于负荷的流体压力或来自行驶高度控制阀等的基于负荷的输入，等等。
在图10中示出并且在下文描述了用于重型车辆的根据另一示例性方面构造的在基于负荷的轮胎充气***20h中使用的另一控制***46h。基于负荷的轮胎充气***20h在结构和功能上与图9所示且在上文描述的基于负荷的轮胎充气***20g相似。下面的描述主要针对图10所示的基于负荷的轮胎充气***20h与基于负荷的轮胎充气***20g之间的结构和操作上的差异。在所有附图中，未改变部件的附图标记保持相同。
基于负荷的轮胎充气***20h由举升气囊24AL中的压力直接控制，所述举升气囊提供了抬高重型车辆的可举升轴的力。根据举升气囊24AL中的流体压力自动选择轮胎和车轮组件60中的流体压力。不需要电气或电子部件即可执行此操作。
第二气动导管区段120流体连接到低轴负荷调整器102h并从其延伸至三通先导阀204h。导管202流体连接到高轴负荷调整器200h和流体控制的先导阀204h并在其之间延伸。
低轴负荷调整器102h以与高轴负荷调整器200h气动并联的方式与第一气动导管区段100流体连接。通过与第一气动导管区段100流体连接，低轴负荷调整器102h和高轴负荷调整器200h两者都与流体压力源22流体连接。在基于负荷的轮胎充气***20h的一个方面中，致动先导阀204h的输入压力由重型车辆的举升气囊24AL直接提供。
先导阀204h通过导管202流体连接到高轴负荷调整器200h。先导阀204h也流体连接到轮胎隔离***126。先导阀204h也通过低轴负荷调整器102h和第二气动导管区段120与流体压力源22流体连通。先导阀204h在致动时将流体流从流体压力源22或高轴负荷调整器200h输送到轮胎和车轮组件60。用于致动先导阀204h的压力来自举升气囊24AL。
气动导管区段172直接在举升气囊24AL和先导阀204h之间延伸。指示可举升轴处于重型车辆的升高位置中的气动信号被传递至先导阀204h。气动信号控制先导阀204h的打开和关闭，以根据举升气囊24AL中的压力在轮胎和车轮组件60中建立压力，所述举升气囊中的压力指示重型车辆的可举升轴的位置。当可举升轴升高时，先导阀204h控制流体从高轴负荷调整器200h或流体压力源22流到轮胎和车轮组件60。当举升气囊24AL中的压力排放时，指示可举升轴处于降低位置，气动信号的缺乏致使先导阀204h将低轴负荷调整器102h流体连接到轮胎和车轮组件60。低轴负荷调整器102h然后可以根据需要增加或减小轮胎和车轮组件60中的压力，以在轴处于降低或下降位置时维持最大合法负荷所需的轮胎压力。
基于负荷的轮胎充气***20h可以是不将空气排放到大气的恒压***，除非已经降低了重型车辆的负荷并且轮胎充气***通过减小轮胎压力做出响应并且轮胎隔离***126接通、或***存在问题。应当理解，这种恒压***在至少导管128中保持至少一定量的压力，并且可能不会一直保持相同量或水平的压力。结果，基于负荷的轮胎充气***20h持续地监测轮胎压力并且动态地响应于指示重型车辆的负荷变化的空气弹簧24AL中的压力变化，从而提供了对轮胎和车轮组件60主动和快速的响应。
因此，基于负荷的轮胎充气***20h包括监测重型车辆的可举升轴的位置并基于可举升轴重型车辆的位置自动在轮胎和车轮组件60中建立气动压力的方法。由于升高和降低可举升轴会改变轴组中的轴数量以及轴间距，因此轴可合法承受的负荷将发生变化。基于负荷的轮胎充气***20h利用对应于可举升轴的位置的气动信号监测重型车辆的可举升轴的位置，所述气动信号被传递至先导阀204h。先导阀204h响应于气动信号并控制加压空气从流体压力源22流到轮胎和车轮组件60，所述加压空气对应于最大合法负荷极限。基于负荷的轮胎充气***20h的气动信号基于重型车辆的最大合法轴负荷自动且持续地建立轮胎和车轮组件60中的压力，而不用需要电力的部件。还应当理解的是控制***46h可以可替代地用于测量悬架结构(例如空气弹簧)中的基于负荷的流体压力或来自行驶高度控制阀等的基于负荷的输入，等等。
在图11中示出并且在下文描述了用于重型车辆的根据另一示例性方面构造的在基于负荷的轮胎充气***20i中使用的另一控制***46i。基于负荷的轮胎充气***20i在结构和功能上与上述基于负荷的轮胎充气***20a﹣20h相似。下面的描述主要针对图11所示的基于负荷的轮胎充气***20i与基于负荷的轮胎充气***20a﹣20h之间的结构和操作上的差异。在所有附图中，未改变部件的附图标记保持相同。
第二气动导管区段120可以与最大阈值调整器200i流体连通并从其延伸到三通电磁阀204i。轮胎隔离先导阀124与驻车制动器162气动连接。可以通过设置车辆驻车制动器来致动轮胎隔离先导阀124。这使第三气动导管区段128排气，从而使车轮阀140关闭并隔离轮胎和车轮组件60。
第二气动导管区段120流体连接到电磁阀204i。第二气动导管区段120包括止回阀122。电磁阀204i的操作由电子控制单元(ECU)302i控制。传感器300i从诸如空气弹簧24、行驶高度控制阀、轴举升控制传感器等的***产生指示重型车辆的负荷的信号。传感器300i将信号传递到电子控制单元(ECU)302i。ECU 302i控制电磁阀204i的打开和关闭，以在轮胎和车轮组件60中建立压力。电磁阀204i将流体流从伺服阀或电子调整器312i或流体压力源22引导到轮胎和车轮组件60。电子调整器312i布置成与第二气动导管区段120并联。ECU302i向电磁阀204i发出信号，以引导流体流向电子调整器312i和从电子调整器312i流向轮胎和车轮组件60。ECU 302i响应于由传感器300i确定的状态持续监测压力。当ECU 302i检测到例如指示负荷变化的空气弹簧压力的变化时，ECU 302i将命令电子调整器312i以与负荷相对应的方式增大或减小轮胎和车轮组件60中的压力。可替代地，电子调整器312i可以是直接由传感器300i操作的电﹣气换能器。这样，电磁阀204i可以通过车辆动力的状态进行操作，从而不需要ECU 302i并简化了控制***。
基于负荷的轮胎充气***20i包括与轮胎和车轮组件60流体连通的压力换能器306。压力换能器306持续通过导管128监测轮胎和车轮组件60的压力。压力换能器306产生指示轮胎和车轮组件60中的压力的电信号给ECU 302i。基于负荷的轮胎充气***20i包括与流体压力源22流体连通的压力换能器304。压力换能器304通过导管100持续监测流体压力源22的压力。压力换能器304产生指示流体压力源中的压力的电信号，并将其传递到ECU302i。ECU 302i将来自压力换能器304、306的信号用作用于控制电子调整器312i的状态的输入参数。
ECU 302i可以是任何合适的电子控制单元。例如，ECU 302i可以是专用于基于负荷的轮胎充气***20i的控制***46i的电子控制单元。ECU 302i可以是与重型车辆的防抱死制动***(ABS)共享的电子控制单元。
控制***46i可以包括与ECU连通的指示灯314i。指示灯314i可位于重型车辆上的任意位置或者可选地位于可操作地附接至重型车辆的拖车或卡车的驾驶室中。指示灯314i可用于警告驾驶员或维修技术人员基于负荷的轮胎充气***20i中的某些东西需要注意、维修或已发生故障。
基于负荷的轮胎充气***20i可以是不将空气排放到大气的恒压***，除非已经降低了重型车辆的负荷并且轮胎充气***通过降低轮胎压力做出响应并且轮胎隔离***126接通、或存在***问题。应当理解的是这种恒压***在至少导管128中保持至少一定量的压力，并且可能不会一直保持相同量或水平的压力。结果，基于负荷的轮胎充气***20i持续地监测轮胎压力并且动态地响应于来自传感器300i的信号的变化(指示重型车辆的负荷变化)，从而提供对轮胎和车轮组件60的主动和快速响应。
因此，基于负荷的轮胎充气***20i包括监测由重型车辆所承载的负荷并基于重型车辆中的负荷自动且持续地调整轮胎和车轮组件60中的气动压力的方法。持续监测与车辆负荷相对应的重型车辆的负荷的方法包括与行驶高度控制阀、轴举升控制传感器等相关联的传感器300i，所述传感器与ECU 302i电子通信。电磁阀204i响应于来自ECU 302i的信号，并使空气能够以与重型车辆的负荷成比例的方式从流体压力源22或电子调整器312i流到轮胎和车轮组件60。如果车辆电力丢失，则电磁阀204i默认为最大阈值调整器200i。在空气弹簧、压力传感器或其他部件发生故障的情况下，ECU 302i还可以使电磁阀204i断开，从而默认为最大阈值调整器200i。
基于负荷的轮胎充气***的其他特征可以被结合到上述任何方面。例如，在采用ECU的方面中，轮胎和车轮组件中的压力的控制可以基于算法。车辆负荷可以由附接到悬架的压力换能器或载荷传感器确定。ECU可以控制伺服阀、步进阀或脉冲调整器，以使轮胎和车轮组件充气到与表格、公式或算法相对应的压力，所述表格、公式或算法将轮胎压力与给定负荷下的空气弹簧压力相关联。伺服阀或步进阀将设计为当不存在电力时进入常闭状态。存在可以利用ECU检测的许多状态。ECU可以指示低轮胎压力、低供应压力、当前轮胎压力、***是否在充气或放气、车辆负荷等。
此外，在正常操作期间接通的三通电磁阀可以移动到断开状态，并通过辅助人工调整器将压力传递到轮胎。可以位于来自流体压力源22的导管中的压力换能器或压力开关可用于确定是否有足够的供应压力来将轮胎充气至ECU确定的特定值。可以将人工调整器设置为用于装载的车辆的轮胎压力。如果车辆没有电力，则这防止了车辆的充气不足状态。
任何基于负荷的轮胎充气***20a﹣20i还可以包括替代性控制***和/或结构，所述控制***和/或结构允许轮胎和车轮组件60直接连接到空气弹簧24并暴露于相同的气压中且由所述气压操作。例如，空气弹簧24可以被修改或设计成根据负荷参数在与轮胎和车轮组件60在重型车辆上的特定构造相同或相似的压力下操作。同样地，轮胎和车轮组件60可以被修改或设计成响应于负荷参数在与特定空气弹簧24相同或相似的压力下操作。
所公开的主题成功地将基于负荷的轮胎充气***结合到重型车辆中，所述***改善了轮胎和车轮组件的性能特征和特性，增加了燃料经济性，减少了重型车辆的停机时间和运营成本，并且改善了运输行业所需的轮胎寿命和耐用性。应当理解，所公开的主题可应用于所有类型的轮胎充气***、空气弹簧和悬架***中，而不影响所公开的主题的概念或实施方式。因此，改进的基于负荷的轮胎充气***相对简单，提供了克服现有技术的缺点的有效且高效的结构。
应当理解，在不影响公开主体的整体概念或操作的前提下，基于负荷的轮胎充气***的结构和操作可以被改变或重新布置，或者某些部件可以被省略或添加。还应当理解，在不影响概念或操作的前提下，所公开的概念可应用于所有类型的轮胎充气***，包括与本文所示和所述的轮胎充气***不同的其他类型的轮胎充气***。尽管为了方便起见通常参考重型车辆，但是应当理解这样的参考包括卡车、牵引拖车或半拖车及其拖车。已经参考特定方面描述了所公开的概念。应当理解，该描述和说明仅是示例性，而非限制性。还应当理解，虽然仅在图3中示出，但加压空气增压源56也可以与所公开的主题中示出和描述的任何***或方面一起使用。
在前文的描述中，为了简洁、清晰和理解，使用了某些术语，但是从其没有暗示任何不必要的超出现有技术的要求的限制，因为这些术语用于描述性目的并且旨在宽泛地解释。此外，已经参考至少一个特定方面描述和说明了所公开的主题。应当理解，该描述和说明是示例性而非限制性。在阅读和理解了所公开的主题之后，其他人可能会想到潜在的修改和改变，并且应当理解的是所公开的主题包括所有这样的修改、改变和等效形式。
现在已经描述了所公开主题的特征、发现和原理、基于负荷的轮胎充气***的使用和安装方法、构造、布置和方法步骤的特征以及所获得的有利、新颖并有用的结果；在所附权利要求中提出新颖和有用的结构、装置、元件、布置、过程、部件和组合。

Claims (19)

1.一种用于重型车辆的基于负荷的轮胎充气***，其包括：
至少一个流体压力源；
所述重型车辆的悬架结构，所述悬架结构具有指示所述重型车辆的负荷的状态；
轮胎和车轮组件，所述轮胎和车轮组件操作地安装到所述重型车辆的轴，并且与所述至少一个流体压力源流体连通；和
用于响应于所述悬架结构的状态而控制所述轮胎和车轮组件中的流体压力的装置，在没有电力的情况下所述装置向所述轮胎和车轮组件提供流体流并且将所述轮胎和车轮组件保持在预先选定的流体压力。
2.根据权利要求1所述的基于负荷的轮胎充气***，其还包括：第一传感器，用于检测所述悬架结构的状态；以及第二传感器，用于检测所述轮胎和车轮组件中的流体压力，其中，控制流体压力的所述***响应于从所述第一传感器和第二传感器传递的信号而操作。
3.根据权利要求1所述的基于负荷的轮胎充气***，其还包括具有从由行驶高度控制阀、举升气囊和空气弹簧组成的组中选择的至少一个构件的悬架结构。
4.根据权利要求3所述的基于负荷的轮胎充气***，其中，所述重型车辆的所述悬架结构与所述至少一个流体压力源连通。
5.根据权利要求1所述的基于负荷的轮胎充气***，其中，所述悬架结构的状态是所述悬架结构内的流体压力。
6.根据权利要求1所述的基于负荷的轮胎充气***，所述装置包括调整器，所述调整器将所述轮胎和车轮组件中的流体压力保持在最小压力阈值。
7.根据权利要求1所述的基于负荷的轮胎充气***，其中，所述至少一个流体压力源保持在恒定压力，所述至少一个流体压力源是与所述轮胎和车轮组件选择性流体连通的导管。
8.根据权利要求1所述的基于负荷的轮胎充气***，其中，用于控制所述轮胎和车轮组件中的流体压力的所述装置包括电子控制单元。
9.根据权利要求1所述的基于负荷的轮胎充气***，其中，用于控制所述轮胎和车轮组件中的流体压力的所述装置相对于所述悬架结构与所述轮胎和车轮组件之间的压差来调节所述轮胎和车轮组件中的流体压力。
10.根据权利要求9所述的基于负荷的轮胎充气***，其中，用于控制所述轮胎和车轮组件中的流体压力的所述装置包括压力开关。
11.一种用于重型车辆的基于负荷的轮胎充气***，其包括：
至少一个流体压力源；
所述重型车辆的悬架结构，所述悬架结构具有指示所述重型车辆的负荷的状态；
轮胎和车轮组件，所述轮胎和车轮组件操作地安装到所述重型车辆的轴，并且与所述至少一个流体压力源流体连通；和
用于响应于所述悬架结构的状态而控制所述轮胎和车轮组件中的流体压力的装置，所述装置向所述轮胎和车轮组件提供流体流并且没有任何电动部件。
12.根据权利要求11所述的基于负荷的轮胎充气***，所述悬架结构包括从由举升气囊和空气弹簧组成的组中选择的至少一个。
13.根据权利要求11所述的基于负荷的轮胎充气***，所述悬架结构与用于控制所述轮胎和车轮组件中的流体压力的所述装置流体连通。
14.根据权利要求11所述的基于负荷的轮胎充气***，所述悬架结构的所述状态是所述悬架结构内的流体压力。
15.根据权利要求11所述的基于负荷的轮胎充气***，用于控制所述轮胎和车轮组件中的流体压力的所述装置包括至少一个调整器。
16.一种用于重型车辆的基于负荷的轮胎充气***，其包括：
至少一个流体压力源；
所述重型车辆的悬架结构，所述悬架结构具有指示所述重型车辆的负荷的状态；
轮胎和车轮组件，所述轮胎和车轮组件操作地安装到所述重型车辆的轴，并且与所述至少一个流体压力源流体连通；和
用于响应于所述悬架结构的状态而控制所述轮胎和车轮组件中的流体压力的装置，所述装置向所述轮胎和车轮组件提供流体流，所述悬架结构与所述装置的仅非电子部件流体连通。
17.根据权利要求16所述的基于负荷的轮胎充气***，所述悬架结构的所述状态是所述悬架结构内的流体压力。
18.根据权利要求17所述的基于负荷的轮胎充气***，其中，所述悬架结构内的所述流体压力操作所述装置的所述非电子部件。
19.根据权利要求16所述的基于负荷的轮胎充气***，所述装置包括至少一个调整器。
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