CN113291107B - 车辆高度调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆高度调节装置。车辆高度调节装置包括车辆高度调节单元、预测单元和车辆高度控制单元。车辆高度调节单元将车辆高度调节到第一状态和第二状态中的一个状态。在第一状态中，车辆高度被设定为预定高度，并且在第二状态中，车辆高度被设定为低于第一状态。预测单元预测在第二状态中车辆的驱动电池(下部)是否与路面相干涉。车辆高度控制单元控制车辆高度调节单元以将车辆高度设定为第一状态和第二状态中的一个状态。当预测单元预测出在车辆的驱动电池和路面之间干涉时，车辆高度调节单元限制从第一状态到第二状态的转变。

Description

车辆高度调节装置
技术领域
本发明涉及一种车辆高度调节装置。
背景技术
日本未审专利申请公报第2002-274144号(JP 2002-274144A)公开了一项涉及车辆高度调节装置的发明。该车辆高度调节装置能够通过向空气悬架供应压缩空气或从空气悬架排出压缩空气来调节车辆高度。这使得能够实现所谓的跪姿，在该跪姿中，车辆高度从正常行驶状态降低，从而提高当停车时上下车辆的便利性。
发明内容
然而，在JP 2002-274144 A中公开的构造的情况下，当在轮胎压力低或在路面上存在障碍物时执行跪姿时，车辆的下部可能与路面等相干涉。因此，以上现有技术在这一方面具有改进的空间。
本发明提供了一种车辆高度调节装置，该车辆高度调节装置能够在车辆高度调节期间抑制车辆的下部与路面相干涉。
根据本发明的一个方面的车辆高度调节装置包括：车辆高度调节单元，该车辆高度调节单元被构造成将车辆高度设定为第一状态或第二状态，该第一状态是车辆的轮胎在车辆上下方向上相对于车身被悬挂在预定位置处的状态，并且该第二状态是与在第一状态中相比轮胎在车辆上下方向上被悬挂在更靠近车身的位置处的状态；预测单元，该预测单元预测在第二状态中车辆的下部是否与路面相干涉；和车辆高度控制单元，该车辆高度控制单元控制车辆高度调节单元，使得车辆高度调节单元将车辆高度设定为第一状态和第二状态中的一个状态，并且当预测单元预测出在车辆的下部和路面之间干涉时，该车辆高度控制单元通过车辆高度调节单元限制从第一状态到第二状态的转变。
根据该构造，车辆高度调节装置包括车辆高度调节单元、预测单元和车辆高度控制单元，并且在上述单元中，车辆高度调节单元能够将车辆高度设定为第一状态和第二状态。第一状态是车辆的轮胎在车辆上下方向上相对于车身被悬挂在预定位置处的状态，并且第二状态是与第一状态相比轮胎在车辆上下方向上被悬挂在更靠近车身的位置处的状态。即，在第二状态中，车辆高度比在第一状态中更低。预测单元预测在第二状态中车辆的下部是否与路面相干涉。车辆高度控制单元控制车辆高度调节单元以将车辆高度设定为第一状态和第二状态中的一个状态。此外，当预测单元预测出车辆的下部与路面相干涉时，车辆高度调节单元限制从第一状态到第二状态的转变。因此，通过从第二状态转变到第一状态，能够当车辆的高度降低时(当车辆高度被调节时)抑制车辆的下部与路面相干涉。
这里，“路面”不仅包括实际道路的表面，而且还包括道路的路肩、边界块、道路上的异物、嵌入路面中的路钉和标记、道路标记等。
预测单元可以将由空气压力检测单元检测出来的车辆的轮胎的空气压力与预定阈值进行比较，并且当检测出来的空气压力小于预定阈值时，预测单元预测出在车辆的下部和路面之间干涉。
根据该构造，预测单元将由空气压力检测单元检测出来的空气压力与预定阈值进行比较，并且当检测出来的空气压力小于预定阈值时，预测出在车辆的下部和路面之间干涉。即，使用容易测量的轮胎的空气压力来用于确定，并且在车辆的下部已经由于轮胎的空气压力降低而接近路面的状态中，当执行从第一状态到第二状态的转变时，能够抑制车辆的下部与路面相干涉。因此，能够通过简单的构造在车辆高度调节期间抑制在车辆的下部和路面之间的干涉。
根据本发明的该方面的车辆高度调节装置可以包括计算单元，该计算单元基于由空气压力检测单元检测出来的车辆的轮胎的空气压力的减小速度来计算直到车辆的下部与路面相干涉为止的剩余干涉时间。预测单元可以将检测出来的空气压力与预定阈值进行比较，并且当检测出来的空气压力小于预定阈值并且已经计算出来的剩余干涉时间短于预定时间时，预测单元预测出在车辆的下部和路面之间干涉。
根据该构造，计算单元基于由空气压力检测单元检测出来的轮胎的空气压力的减小速度来计算直到车辆的下部与路面相干涉为止的剩余干涉时间。预测单元将检测出来的空气压力与预定阈值进行比较，并且当检测出来的空气压力小于预定阈值并且已经计算出来的剩余干涉时间短于预定时间时，预测出在车辆的下部和路面之间干涉。即，如果当由于轮胎漏气等而导致轮胎的空气压力的减小速度高并且剩余干涉时间短时执行从第一状态到第二状态的转变，则车辆的下部可能与路面相干涉。即，通过当轮胎的空气压力等于或小于阈值并且剩余干涉时间短于预定时间时限制从第一状态到第二状态的转变，能够抑制在车辆的下部和路面之间的干涉。因此，能够在车辆高度调节期间更可靠地抑制在车辆下部和路面之间的干涉。
当检测出来的空气压力小于预定阈值并且已经计算出来的剩余干涉时间长于预定时间时，车辆高度控制单元可以暂时地允许从第一状态到第二状态的转变。
根据该构造，当检测出来的空气压力小于预定阈值并且剩余干涉时间长于预定时间时，车辆高度控制单元暂时地允许从第一状态到第二状态的转变。即，如果轮胎中的空气仅自然地减少并且不被刺破，则剩余干涉时间增加，并且在这种情况下，即使执行从第一状态到第二状态的转变，取决于车辆高度，在第二状态中车辆的下部也可能不与路面相干涉。因此，通过暂时地允许从第一状态到第二状态的转变，能够在抑制在车辆的下部和路面之间的干涉的同时扩大车辆高度调节的可用范围。以此方式，能够抑制在车辆的下部和路面之间的干涉，并且同时提高在车辆高度调节期间的可用性。
车辆高度调节单元可以将设置在车辆中的多个轮胎中的至少一个轮胎改变为第一状态和第二状态中的一个状态。预测单元可以将与由车辆高度调节单元改变状态的轮胎的空气压力进行比较的预定阈值改变为不同于与除了所述至少一个轮胎之外的轮胎的空气压力进行比较的预定阈值的值。
根据该构造，由于车辆高度调节单元将设置在车辆中的多个轮胎中的至少一个轮胎改变为第一状态和第二状态中的一个状态，因此与调节整个车辆的车辆高度的情况相比，能够节省能量。此外，预测单元将与由车辆高度调节单元改变为第一状态或者第二状态的轮胎的空气压力进行比较的预定阈值改变为不同于与除了所述至少一个轮胎之外的轮胎的空气压力进行比较的预定阈值的值。即，当车辆的下部已经接近路面时，诸如当被转变到第二状态的轮胎的空气压力尚未降低但是未被转变到第二状态的其它轮胎的空气压力已经降低时，能够使得用于被转变到第二状态的轮胎的预定阈值大于用于未被转变到第二状态的其它轮胎的预定阈值。结果，当与车辆高度被调节的位置对应的轮胎的空气压力尚未降低，但是其它轮胎的空气压力已经降低，并且因此车辆的下部正在接近路面时，能够抑制由于从第一状态到第二状态的转变而导致的车辆的下部与路面相干涉。以此方式，能够抑制在车辆的下部和路面之间的干涉，并且同时在车辆高度调节期间节省能量。
预测单元可以检测路面状况并且基于路面状况来预测车辆的下部是否与路面相干涉。
根据该构造，由于预测单元根据由路面检测单元检测出来的路面状况来预测车辆的下部是否与路面相干涉，因此能够基于车辆的实际情况来抑制在车辆的下部和路面之间的干涉。因此，能够根据各种情况在车辆高度调节期间抑制在车辆的下部和路面之间的干涉。
车辆可以在车辆的下部中配备有电池。
根据该构造，车辆在车辆的下部中配备有电池。通过将电池安装在相对容易确保空间的车辆的下部中，能够增加电池的尺寸，并且能够抑制电池与路面相干涉。以此方式，电池能够受到保护。
根据本发明的该方面的车辆高度调节装置可以包括：显示生成单元，当车辆高度控制单元限制从第一状态到第二状态的转变时，该显示生成单元生成警告；和显示单元，该显示单元向车辆的乘员显示由显示生成单元生成的警告。
根据该构造，由于车辆高度调节装置包括生成警告的显示生成单元以及用于当车辆高度控制单元限制从第一状态到第二状态的转变时向车辆的乘员显示由显示生成单元生成的警告的显示单元，所以乘员能够掌握从第一状态到第二状态的转变受到限制。以此方式，乘员更容易掌握车辆的情况。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示出根据第一实施例到第三实施例的车辆高度调节装置的硬件构造的框图；
图2是示出根据第一实施例和第三实施例的车辆高度调节装置的功能构造的框图；
图3是示出根据第一实施例的车辆高度调节装置的操作流程的流程图；
图4A是示出具有根据第一实施例的车辆高度调节装置的车辆的第一状态的前视图；
图4B是示出从图4A转变到第二状态的状态的前视图；
图5是示出根据第二实施例的车辆高度调节装置的功能构造的框图；
图6是示出根据第二实施例的车辆高度调节装置的操作流程的流程图；
图7是示出根据第二实施例的车辆高度调节装置的预测单元的确定示例的曲线图；
图8是示出具有根据第三实施例的车辆高度调节装置的车辆的第二状态的示例的前视图；
图9是示出根据第三实施例的车辆高度调节装置的操作流程的流程图；
图10是示出根据第四实施例的车辆高度调节装置的硬件构造的框图；
图11是示出根据第四实施例的车辆高度调节装置的功能构造的框图；并且
图12是示出根据第四实施例的车辆高度调节装置的操作流程的流程图。
具体实施方式
第一实施例
下文中，将参考图1到图4B描述根据第一实施例的车辆高度调节装置10。在下文中，当仅仅使用指示方向的术语即前后、左右和上下进行描述时，它们意指车辆前后方向上的前后、车辆左右方向(车辆宽度方向)上的左右以及车辆上下方向上的上下，除非另有规定。
硬件构造
图1是示出车辆高度调节装置10的硬件构造的框图。车辆高度调节装置10被设置在车辆12中(见图4A和图4B)，并且包括空气悬架装置14、轮胎压力检测装置16、显示装置18、操作装置20和控制装置22。每一个部件经由车载网络23彼此连接。
作为示例，车辆12是电动车辆和共享车辆，在该车辆中，用作电池的驱动电池24被安装在车辆的下部上(在地板的下方)(见图4A和图4B)，并且该车辆在车辆宽度方向上的一侧上具有用于乘员的入口和出口(未示出)。车辆12具有多个(在本实施例中为四个)轮胎26(见图4A和图4B)，并且轮胎26中的每一个轮胎由空气悬架装置14从车身悬挂。
空气悬架装置14包括空气弹簧、空气罐、阀和控制单元(均未示出)。每一个空气弹簧被设置在用作每一个轮胎26的旋转中心的轴和车身之间，并且通过供应到内部的空气而大致在车辆上下方向上膨胀。由于空气弹簧的膨胀，所以轮胎26和车身在车辆上下方向上彼此远离，使得车辆12的车辆高度增加。另一方面，当将空气从内部排出时，空气弹簧大致在车辆上下方向上收缩。由于空气弹簧的收缩，所以轮胎26和车身在车辆上下方向上彼此接近，使得车辆12的车辆高度降低。空气弹簧被连接到空气罐，并且由控制单元控制的阀使得空气能够在空气弹簧和空气罐之间移动。因此，能够通过控制控制单元来调节车辆12的车辆高度。空气悬架装置14能够将空气弹簧的膨胀/收缩信息传输到控制装置22。
轮胎压力检测装置16包括空气压力传感器、接收器和空气压力传感器控制装置(均未示出)。每一个空气压力传感器被固定到每一个轮胎26的车轮(未示出)的轮辋部，并且检测轮胎26中的空气压力。检测出来的空气压力通过无线信号被传输到接收器。接收器将接收到的无线信号传输到可通信地连接到接收器的空气压力传感器控制装置。空气压力传感器控制装置基于从接收器接收到的信号来计算轮胎26中的空气压力，并将计算出来的空气压力作为空气压力信息传输到控制装置22，由此控制装置22存储空气压力信息。利用以上构造，检测了每一个轮胎26的空气压力。
显示装置18包括作为显示单元的显示面板18A以及作为显示生成单元的显示控制装置18B。显示面板18A由设置在仪表面板的仪表群中的液晶面板构成(该仪表面板被设置在驾驶员座椅中)，并且能够将各种显示(诸如由可通信地连接到显示面板18A的显示控制装置18B生成的警告)显示到车厢。
操作装置20包括设置在驾驶员座椅的仪表面板上的操作按钮(未示出)。由乘员使用该操作按钮将车辆高度设定为第一状态或者第二状态，以调节车辆高度。
控制装置22在其中具有中央处理单元(CPU)28、只读存储器(ROM)30、随机存取存储器(RAM)32和存储器34。每一种构造经由总线36彼此可通信地连接。
CPU 28是中央算术处理单元，其执行各种程序并控制每一个单元。即，CPU 28从ROM 30或存储器34读取程序，并且使用RAM 32作为工作区域来执行该程序。CPU 28控制以上构造中的每一个，并且根据存储在ROM 30或存储器34中的程序来执行各种算术过程。在本实施例中，ROM 30或存储器34存储用于调节车辆12的车辆高度的车辆高度调节程序。
ROM 30存储各种程序和各种数据。RAM 32作为工作区域暂时地存储程序或数据。存储器34由硬盘驱动器(HDD)或固态驱动器(SSD)构成，并且存储各种程序，包括操作系统和各种数据。
功能构造
当执行上述车辆高度调节程序时，车辆高度调节装置10使用上述硬件资源来实现各种功能。将描述由车辆高度调节装置10实现的功能构造。
图2是示出车辆高度调节装置10的功能构造的示例的框图。
如图2所示，作为功能构造，车辆高度调节装置10具有空气压力检测单元38、预测单元40、车辆高度控制单元42、显示控制单元44和车辆高度调节单元46。控制装置22的CPU28读取并执行存储在ROM 30或存储器34(见图1)中的车辆高度调节程序，从而实现每一种功能构造。
空气压力检测单元38从轮胎压力检测装置16获取每一个轮胎26的空气压力信息，并将该空气压力信息传输到预测单元40。
预测单元40将基于从空气压力检测单元38接收到的空气压力信息的轮胎26的空气压力与预定阈值进行比较，并且基于比较结果来预测车辆12的驱动电池24是否与路面相干涉。具体地，当轮胎26中的任一个轮胎的空气压力小于阈值时，与当空气压力大于阈值时相比，在车辆12的驱动电池24和路面之间的距离更小。如果在该状态中执行稍后将描述的从第一状态到第二状态的转变，则车辆12的驱动电池24极有可能与路面相干涉。因此，当轮胎26的空气压力小于阈值时，预测单元40预测车辆12的驱动电池24与路面相干涉，并将预测结果传输到车辆高度控制单元42。
车辆高度控制单元42控制车辆高度调节单元，使得基于来自操作装置20的输入，车辆12的车辆高度被设定为第一状态或者第二状态，并且在从预测单元40接收到车辆12的驱动电池24与路面相干涉的预测结果时，车辆高度控制单元42限制从第一状态到第二状态的转变。当限制从第一状态到第二状态的转变时，车辆高度控制单元42将信息传输到显示控制单元44。
显示控制单元44获取并控制显示装置18的操作状态和显示内容，并且在从车辆高度控制单元42接收到信息以限制从第一状态到第二状态的转变时，显示控制单元44控制显示装置18，使得显示装置18显示指示限制的警告。因此，显示装置18生成指示从第一状态到第二状态的转变受到限制的警告，并且显示该警告。
车辆高度调节单元46根据车辆高度控制单元42的确定结果来控制空气悬架装置14。具体地，车辆高度调节单元46控制空气悬架装置14，使得车辆12的车辆高度被设定为第一状态或者第二状态。第一状态是车辆12处于正常行驶状态中的状态，并且是空气悬架装置14的空气弹簧膨胀并且轮胎26在车辆上下方向上相对于车身被悬挂在预定位置处的状态。结果，车辆高度变为预定高度。具体地，第一状态中的预定车辆高度是在车辆12的位于车辆12的最下端处的构件(在本实施例中作为示例的是驱动电池24)和路面之间的距离等于或大于由安全标准限定的最小地面高度的车辆高度。另一方面，第二状态是乘员上下车辆12的状态，并且是空气悬架装置14的空气弹簧收缩并且与第一状态相比轮胎26在车辆上下方向上被悬挂在更靠近车身的位置处的状态。第二状态中的车辆高度是如下状态：在使得驱动电池24不与路面相干涉的程度上，车辆高度比在第一状态中低。在车辆12中，第一状态是基本状态。
处理流程
接下来，将描述车辆高度调节装置10的操作。图3是示出车辆高度调节装置10的操作流程的流程图。CPU 28从ROM 30或存储器34读取车辆高度调节程序，在RAM 32中运行该程序，并执行该程序，由此执行车辆高度调节。
CPU 28确定车辆12是否已经由操作装置20操作以从第一状态转变到第二状态(步骤S100)。当没有执行从第一状态到第二状态的转变的操作时(步骤S100：否)，CPU 28基于车辆高度调节程序而结束该过程。
当执行从第一状态到第二状态的转变的操作时(步骤S100：是)，CPU 28从轮胎压力检测装置16获取每一个轮胎26的空气压力信息(步骤S102)。然后，CPU 28确定获取到的轮胎26的空气压力是否小于阈值(步骤S104)。当获取到的轮胎26的空气压力小于阈值时(步骤S104：是)，CPU 28限制车辆12从第一状态到第二状态的转变(步骤S106)。
随后，CPU 28确定显示装置18是否已经显示指示从第一状态到第二状态的转变受到限制的警告(步骤S108)。当指示从第一状态到第二状态的转变受到限制的警告已经正在显示装置18上显示时(当在以前的操作时指示从第一状态到第二状态的转变受到限制的警告已经被显示并且该警告保持显示时)(步骤S108：是)，CPU 28基于车辆高度调节程序而结束该过程。另一方面，当显示装置18不显示指示从第一状态到第二状态的转变受到限制的警告时(步骤S108：否)，CPU28使显示装置18显示指示从第一状态到第二状态的转变受到限制的警告(步骤S110)。此后，结束基于车辆高度调节程序的处理。
当在步骤S104中获取到的轮胎26的空气压力大于阈值时(步骤S104：否)，CPU 28确定显示装置18是否已经显示指示从第一状态到第二状态的转变受到限制的警告(步骤S112)。当显示装置18不显示指示从第一状态到第二状态的转变受到限制的警告时(步骤S112：否)，CPU 28转变到稍后描述的步骤S116的过程。
当显示装置18显示指示从第一状态到第二状态的转变受到限制的警告时(步骤S112：是)，CPU 28使显示装置18停止显示指示从第一状态到第二状态的转变受到限制的警告(步骤S114)，并且将车辆高度从第一状态转变到第二状态(步骤S116)。此后，结束基于车辆高度调节程序的处理。
第一实施例的操作和效果
接下来，将描述第一实施例的操作和效果。
在本实施例中，如图2所示，车辆高度调节装置10包括车辆高度调节单元46、预测单元40和车辆高度控制单元42，并且在上述单元中，车辆高度调节单元46能够将车辆高度设定为第一状态和第二状态。第一状态是车辆12的轮胎26在车辆上下方向上相对于车身被悬挂在预定位置处的状态(见图4A)，并且第二状态是与第一状态相比轮胎26在车辆上下方向上被悬挂在更靠近车身的位置处的状态(见图4B)。即，在第二状态中，车辆高度比在第一状态中低。预测单元40预测在第二状态中车辆12的驱动电池24(下部)是否与路面相干涉。车辆高度控制单元42控制车辆高度调节单元46以将车辆高度设定为第一状态或者第二状态。此外，当预测单元40预测出车辆12的下部与路面相干涉时，车辆高度调节单元46限制从第一状态到第二状态的转变。因此，通过从第二状态转变到第一状态，当车辆12的车辆高度降低时能够抑制车辆12的驱动电池24与路面相干涉。结果，能够在车辆高度调节期间抑制车辆12的驱动电池24与路面相干涉。
此外，预测单元40将由空气压力检测单元38检测出来的空气压力与预定阈值进行比较，并且当空气压力小于阈值时，预测单元40预测出在车辆12的驱动电池24和路面之间的干涉。即，使用容易测量的轮胎26的空气压力来用于确定，并且在车辆12的驱动电池24已经由于轮胎26的空气压力的降低而接近路面的状态中，当车辆12从第一状态转变到第二状态时，能够抑制车辆12的驱动电池24与路面相干涉。因此，能够利用简单的构造在车辆高度调节期间抑制车辆12的驱动电池24与路面相干涉。
此外，车辆12在车辆12的下部中配备有驱动电池24。因此，通过将驱动电池24安装在相对容易确保空间的车辆12的下部中，驱动电池24的尺寸能够增加，并且能够抑制驱动电池24与路面相干涉。因此，驱动电池24能够受到保护。
此外，由于车辆高度调节装置10包括生成警告的显示控制装置18B以及用于当车辆高度控制单元42限制从第一状态到第二状态的转变时向车辆12的乘员显示由显示控制装置18B生成的警告的显示面板18A，所以乘员能够掌握从第一状态到第二状态的转变受到限制。这使得乘员更容易掌握车辆12的情况。
第二实施例
接下来，将参考图5到图7描述根据本发明的第二实施例的车辆高度调节装置。与上述第一实施例等中相同的部件由相同的附图标记表示，并且其描述将被省略。
根据第二实施例的车辆高度调节装置60具有与第一实施例相同的基本构造，并且其特征在于设置了计算单元62。
功能构造
即，车辆高度调节装置60被设置在车辆12中(见图4A和图4B)，并且包括空气悬架装置14、轮胎压力检测装置16、显示装置18、操作装置20和控制装置22。每一个部件经由车载网络23彼此连接(见图1)。
功能构造
当执行车辆高度调节程序时，车辆高度调节装置60使用上述硬件资源来实现各种功能。将描述由车辆高度调节装置60实现的功能构造。
图5是示出车辆高度调节装置60的功能构造的示例的框图。
如图5所示，作为功能构造，车辆高度调节装置60具有空气压力检测单元38、计算单元62、预测单元66、车辆高度控制单元68、显示控制单元44和车辆高度调节单元46。控制装置22的CPU 28读取并执行存储在ROM 30或存储器34(见图1)中的车辆高度调节程序，从而实现每一种功能构造。
计算单元62从空气悬架装置14获取空气弹簧的膨胀/收缩信息，并且估计车辆12的当前车辆高度。此外，计算单元62存储从空气压力检测单元38接收到的空气压力信息，并且根据在预定时间的空气压力的绝对值来计算空气压力的波动。即，基于包括空气压力的绝对值和与时间有关的参数的计算出来的空气压力的减小速度，计算单元62计算剩余干涉时间Ct(见图7)，该剩余干涉时间Ct指示直到车辆12的驱动电池24和路面彼此干涉为止的剩余时间。具体地，通过获取在预定时间内的多个时间点处的空气压力的绝对值并计算空气压力的值的变化量(倾斜度)来计算轮胎26的空气压力的减小速度。然后，基于该波动，计算单元62计算车辆12的驱动电池24接近路面的接近速度以及从当前车辆高度直到车辆12的驱动电池24与路面相干涉为止的剩余干涉时间Ct。计算单元62将当前车辆高度信息和剩余干涉时间信息传输到预测单元66。
预测单元66从轮胎压力检测装置16获取每一个轮胎26的空气压力信息，并且将轮胎26的空气压力与阈值进行比较。此时，当轮胎26中的任一个轮胎的空气压力小于阈值时，预测单元66确定轮胎26处于空气减少状态中，并且将从计算单元62接收到的剩余干涉时间与预定时间进行比较。基于比较结果，预测单元66预测车辆12的驱动电池24是否与路面相干涉。具体地，如图7所示，预测单元66将当前车辆高度处的剩余干涉时间Ct与用作预定时间的空气悬架装置14升高车辆高度直到车辆高度达到第一状态为止所需要的时间Ut(下文中被称为“升高时间”)进行比较。当比较结果示出剩余干涉时间Ct短于升高时间Ut时(对应于图7中的区域A)，即使当由空气悬架装置14增加车辆高度时，由于轮胎26的空气压力的降低，车辆高度也比由空气悬架装置14实现的车辆高度的增加更快地降低。即，当车辆12的当前车辆高度为X时，剩余干涉时间Ct为t1并且升高时间Ut为t2。因此，由于升高时间Ut长于剩余干涉时间Ct，所以即使当由空气悬架装置14升高车辆高度时，升高速度也无法跟上车辆高度的降低，并且车辆12的驱动电池24极有可能与路面相干涉。因此，当轮胎26中的任一个轮胎的空气压力小于阈值并且剩余干涉时间Ct短于升高时间Ut时，预测出车辆12的驱动电池24与路面相干涉，并且预测结果被传输到车辆高度控制单元42。例如，“剩余干涉时间Ct短于升高时间Ut”的情况包括由于异物损坏轮胎26而导致的轮胎漏气等情况。
如图6所示，当由预测单元66确定出轮胎26的空气压力小于预定阈值并且剩余干涉时间Ct长于升高时间Ut时，即，当车辆12的车辆高度落在图7中的区域A以外的范围内时，车辆高度控制单元68暂时地允许从第一状态到第二状态的转变。即，如果轮胎26中的空气自然地减少并且不被刺破，则接近速度较慢。在这种情况下，通过空气悬架装置14使车辆高度升高，以抑制车辆12的驱动电池24与路面相干涉。在车辆12的车辆高度不达到图7中的区域A的范围内，车辆高度控制单元68暂时地允许从第一状态到第二状态的转变。
处理流程
接下来，将描述车辆高度调节装置10的操作。图6是示出车辆高度调节装置60的操作流程的流程图。CPU 28从ROM 30或存储器34读取车辆高度调节程序，在RAM 32中运行该程序，并执行该程序，由此执行车辆高度调节。与第一实施例中相同的过程由相同的附图标记表示，并且将省略其描述。
在步骤S104中，当获取到的轮胎26的空气压力小于阈值时(步骤S104：是)，CPU 28计算接近速度和剩余干涉时间Ct(步骤S200)。
CPU 28将剩余干涉时间Ct与升高时间Ut进行比较(步骤S202)，并确定剩余干涉时间Ct是否短于升高时间Ut(步骤S204)。当剩余干涉时间Ct短于升高时间Ut时(步骤S204：是)，CPU 28行进到步骤S106的过程。
另一方面，当剩余干涉时间Ct长于升高时间Ut时(步骤S204：否)，CPU 28暂时地允许从第一状态到第二状态的转变(步骤S206)，并行进到步骤S200的过程。
第二实施例的操作和效果
接下来，将描述第二实施例的操作和效果。
除了设置了计算单元62之外，以上构造具有与第一实施例的车辆高度调节装置10相同的构造，使得能够获得与第一实施例相同的效果。此外，根据由空气压力检测单元38检测出来的轮胎26的空气压力的减小速度(即，包括空气压力的绝对值和与时间有关的参数的计算出来的空气压力的减小速度)，计算单元62计算直到车辆12的驱动电池24与路面相干涉为止的剩余干涉时间Ct。预测单元66将空气压力与预定阈值进行比较，并且当空气压力小于阈值并且由计算单元62计算出来的剩余干涉时间Ct短于升高时间Ut时，预测单元66预测出在车辆12的驱动电池24和路面之间的干涉。即，如果当由于轮胎漏气等而使轮胎26的空气压力的减小速度高并且剩余干涉时间Ct短时执行第一状态到第二状态的转变，则车辆12的下部可能与路面相干涉。即，通过当轮胎26的空气压力等于或小于阈值并且剩余干涉时间Ct短于升高时间Ut时限制从第一状态到第二状态的转变，能够抑制在车辆12的驱动电池24和路面之间的干涉。结果，能够在车辆高度调节期间更可靠地抑制车辆12的驱动电池24与路面相干涉。
此外，当空气压力小于阈值并且剩余干涉时间Ct长于升高时间Ut时，车辆高度控制单元68暂时地允许从第一状态到第二状态的转变。即，如果轮胎26中的空气仅自然地减少并且不被刺破，则剩余干涉时间Ct增加，并且在这种情况下，即使执行从第一状态到第二状态的转变，取决于车辆高度，在第二状态中车辆12的驱动电池24也可能不与路面相干涉。因此，通过暂时地允许从第一状态到第二状态的转变，能够在抑制在车辆12的驱动电池24和路面之间的干涉的同时扩大车辆高度调节的可用范围。结果，能够抑制在车辆12的驱动电池24和路面之间的干涉，并且同时提高在车辆高度调节期间的可用性。
在上述第二实施例中，当轮胎26的空气压力等于或小于阈值并且剩余干涉时间Ct短于升高时间Ut时，从第一状态到第二状态的转变受到限制。然而，本发明不限于此，并且即使轮胎26的空气压力等于或大于阈值，当剩余干涉时间Ct短于升高时间Ut时，也可以限制从第一状态到第二状态的转变。
此外，计算单元62被构造成通过获取在预定时间内的多个时间点处的空气压力的绝对值并计算空气压力的值的变化量来计算空气压力的减小速度。然而，本发明不限于此，并且该构造可以是使得空气压力被恒定地检测并且根据检测出来的空气压力的变化来计算空气压力的减小速度。
第三实施例
接下来，将参考图1、图2、图8和图9描述根据本发明的第三实施例的车辆高度调节装置。与上述第一实施例等中相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略其描述。
根据第三实施例的车辆高度调节装置70具有与第一实施例相同的基本构造，并且其特征在于，与四个轮胎26中的至少一个轮胎26对应的空气弹簧的膨胀是可调节的。
总体构造
即，车辆高度调节装置70被设置在车辆12中(见图8)，并且包括空气悬架装置14、轮胎压力检测装置16、显示装置18、操作装置72和控制装置22。每一个部件经由车载网络23(见图1)彼此连接。操作装置72被构造成包括用于个别地调节与车辆12的四个轮胎26对应的空气弹簧的膨胀的操作按钮。结果，如图8所示，仅车辆12的在车辆宽度方向上设置有入口/出口的一侧被设定在第二状态中，使得在入口/出口侧上的车辆高度降低，以减小在车辆12和进/出平台之间的台阶高度。这使得乘员更容易上下车。
功能构造
当执行车辆高度调节程序时，车辆高度调节装置70使用上述硬件资源来实现各种功能。将描述由车辆高度调节装置70实现的功能构造。
如图2所示，作为功能构造，车辆高度调节装置70具有空气压力检测单元38、预测单元76、车辆高度控制单元78、显示控制单元44和车辆高度调节单元74。控制装置22的CPU28读取并执行存储在ROM 30或存储器34(见图1)中的车辆高度调节程序，从而实现每一种功能构造。
预测单元76从空气压力检测单元38获取在车辆高度被调节的部分处的轮胎26的空气压力信息，并且将轮胎26的空气压力与阈值进行比较。预测单元76基于比较结果来预测车辆12的驱动电池24是否与路面相干涉。具体地，当在车辆高度被调节的部分处的轮胎26的空气压力小于阈值时，与当空气压力大于阈值时相比，在车辆12的驱动电池24和路面之间的距离更小。如果在该状态中执行从第一状态到第二状态的转变，则车辆12的驱动电池24极有可能与路面相干涉。因此，当在车辆高度被调节的部分处的轮胎26的空气压力小于阈值时，预测单元76预测出车辆12的驱动电池24与路面相干涉，并且将预测结果传输到车辆高度控制单元42。
此外，即使当在车辆高度被调节的部分处的轮胎26的空气压力大于阈值时，如果存在车辆高度未被调节的部分，则预测单元76也将与车辆高度未被调节的部分对应的其它轮胎26的空气压力与阈值进行比较。当空气压力小于阈值时，预测单元76将阈值重置为被设定成大于阈值的值，并且再次将在车辆高度被调节的部分处的轮胎26的空气压力与阈值(改变后的阈值)进行比较。即，当与车辆高度未被调节的部分对应的其它轮胎26的空气压力小于阈值时，即使在车辆高度被调节的部分处的轮胎26的空气压力大于阈值，车辆高度也可能已经降低。如果在该状态中，车辆高度被调节的部分被从第一状态转变到第二状态，则车辆12的驱动电池24可能与路面相干涉。因此，将与车辆高度被调节的部分对应的轮胎26的空气压力与阈值进行比较，该阈值被重置(增加)为对由于与车辆高度未被调节的部分对应的其它轮胎26的空气压力小于阈值的事实而导致的车辆高度的降低加以考虑的值。当在车辆高度被调节的部分处的轮胎26的空气压力小于阈值时，预测单元76预测出车辆12的驱动电池24与路面相干涉，并且将预测结果传输到车辆高度控制单元78。
车辆高度控制单元78控制车辆高度调节单元74，使得基于来自操作装置72的输入将车辆12的四个轮胎中的至少一个轮胎26设定为第一状态或者第二状态，并且在从预测单元76接收到车辆12的驱动电池24与路面相干涉的预测结果时，车辆高度控制单元78限制从第一状态到第二状态的转变。当限制从第一状态到第二状态的转变时，车辆高度控制单元78将信息传输到显示控制单元44。
车辆高度调节单元74根据车辆高度控制单元78的确定结果来控制与车辆12的四个轮胎26中的至少一个轮胎26对应的空气悬架装置14。在车辆12中，第一状态是基本状态。
处理流程
接下来，将描述车辆高度调节装置70的操作。图9是示出车辆高度调节装置10的操作流程的流程图。CPU 28从ROM 30或存储器34读取车辆高度调节程序，在RAM 32中运行该程序，并执行该程序，从而执行车辆高度调节。与第一实施例中相同的过程由相同的附图标记表示，并且将省略其描述。
CPU 28确定车辆12的四个轮胎26中的至少一个轮胎26是否已经由操作装置72操作以从第一状态转变到第二状态(步骤S300)。当没有执行从第一状态到第二状态的转变的操作时(步骤S300：否)，CPU 28基于车辆高度调节程序而结束该过程。
当执行了从第一状态到第二状态的转变的操作时(步骤S300：是)，CPU 28行进到步骤S102的过程。
在于步骤S102中从轮胎压力检测装置16获取每一个轮胎26的空气压力信息之后，CPU 28确定被操作以从第一状态转变到第二状态的(在车辆高度被调节的部分处的)轮胎26的空气压力是否小于阈值(步骤S302)。当在车辆高度被调节的部分处的轮胎26的空气压力小于阈值时(步骤S302：是)，CPU 28行进到步骤S106的过程。
另一方面，当在车辆高度被调节的部分处的轮胎26的空气压力大于阈值时(步骤S302：否)，CPU 28确定是否存在在操作装置72的操作中车辆高度未被调节的部分(步骤S304)。当不存在车辆高度未被调节的部分时(即，当整个车辆12的车辆高度均被调节时)(步骤S304：否)，CPU 28行进到步骤S112的过程。
当存在车辆高度未被调节的部分时(即，当车辆12的一部分的车辆高度被调节时)(步骤S304：是)，CPU 28确定车辆高度未被调节的部分处的其它轮胎26的空气压力是否小于阈值(步骤S306)。当车辆高度未被调节的部分处的其它轮胎26的空气压力大于阈值时(步骤S306：否)，CPU 28行进到步骤S112的过程。
当在车辆高度未被调节的部分处的其它轮胎26的空气压力小于阈值时(步骤S306：是)，CPU 28增加阈值的值(步骤S308)。然后，CPU 28确定在车辆高度被调节的部分处的轮胎26的空气压力是否小于在步骤S308中已经被改变的阈值(步骤S310)。当在车辆高度被调节的部分处的轮胎26的空气压力大于在步骤S308中已经被改变的阈值时(步骤S310：否)，CPU 28行进到步骤S112的过程。
当在车辆高度被调节的部分处的轮胎26的空气压力小于在步骤S308中已经被改变的阈值时(步骤S310：是)，CPU 28行进到步骤S106的过程。
第三实施例的操作和效果
接下来，将描述第三实施例的操作和效果。
除了能够调节与车辆12的四个轮胎26中的所述至少一个轮胎26对应的空气弹簧的膨胀以外，以上构造与第一实施例的车辆高度调节装置10的构造相同。因此，能够获得与第一实施例相同的效果。此外，由于车辆高度调节单元74将设置在车辆12中的多个轮胎26中的所述至少一个轮胎26改变为第一状态或者第二状态，所以与调节整个车辆的车辆高度的情况相比，能够节省能量。此外，预测单元76将与被车辆高度调节单元74改变为第一状态或者第二状态的轮胎26的空气压力进行比较的阈值改变为不同于与在其它部分处的轮胎26的空气压力进行比较的阈值的值。即，当车辆12的驱动电池24已经接近路面时，诸如当被转变到第二状态的轮胎26的空气压力尚未降低但是未被转变到第二状态的其它轮胎26的空气压力已经降低时，能够使得用于被转变到第二状态的轮胎26的阈值大于用于未被转变到第二状态的其它轮胎26的阈值。结果，当与车辆高度被调节的位置对应的轮胎26的空气压力尚未降低，但是其它轮胎26的空气压力已经降低，并且因此车辆12的驱动电池24已经接近路面时，能够抑制由于从第一状态到第二状态的转变而导致的车辆12的下部与路面相干涉。结果，能够抑制在车辆12的驱动电池24和路面之间的干涉，并且同时在车辆高度调节期间节省能量。
第四实施例
接下来，将参考图10到图12描述根据本发明的第四实施例的车辆高度调节装置。与上述第一实施例等中相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略其描述。
根据第四实施例的车辆高度调节装置80具有与第一实施例相同的基本构造，并且其特征在于，车辆高度调节装置80检测路面状况并且基于检测结果来确定车辆12的驱动电池24是否与路面相干涉。
总体构造
即，车辆高度调节装置80被设置在车辆12中(见图4A和图4B)，并且如图10所示，车辆高度调节装置80包括空气悬架装置14、图像捕获装置82、显示装置18、操作装置20和控制装置22。每一个部件经由车载网络23彼此连接。
作为示例，图像捕获装置82被设置在车辆12的下部中，并且包括捕获在车辆的下侧的路面的图像的照相机。所捕获的图像被传输到控制装置22。
功能构造
当执行车辆高度调节程序时，车辆高度调节装置80使用上述硬件资源来实现各种功能。将描述由车辆高度调节装置80实现的功能构造。
图11是示出车辆高度调节装置80的功能构造的示例的框图。
如图11所示，作为功能构造，车辆高度调节装置60具有路面检测单元84、预测单元86、车辆高度控制单元42、显示控制单元44和车辆高度调节单元46。控制装置22的CPU 28读取并执行存储在ROM30或存储器34(见图10)中的车辆高度调节程序，从而实现每一种功能构造。
路面检测单元84获取由图像捕获装置82拍摄的图像，并且将该图像传输到预测单元86。
预测单元86基于从路面检测单元84接收到的图像来检测路面状况。具体地，预测单元86分析捕获到的图像以确定在车辆12的下侧是否存在异物、台阶等。预测单元86计算在路面、异物等(如果有的话)和车辆12的驱动电池24等之间的距离。当预测单元86根据异物等的存在/不存在和计算出来的距离而确定出车辆12的驱动电池24可能由于从第一状态到第二状态的转变而与路面或异物等相干涉时，预测单元86预测出车辆12的驱动电池24与路面相干涉，并且将结果传输到车辆高度控制单元42。
处理流程
接下来，将描述车辆高度调节装置80的操作。图12是示出车辆高度调节装置80的操作流程的流程图。CPU 28从ROM 30或存储器34读取车辆高度调节程序，在RAM 32中运行该程序，并执行该程序，由此执行车辆高度调节。与第一实施例中相同的过程由相同的附图标记表示，并且将省略其描述。
当在步骤S100中执行从第一状态到第二状态的转变的操作时(步骤S100：是)，CPU28使图像捕获装置82捕获在车辆的下侧的路面的图像(步骤S400)。然后，CPU 28基于捕获到的图像的分析结果来确定车辆12的驱动电池24是否与路面、异物等相干涉(步骤S402)。当基于捕获到的图像的分析结果，车辆12的驱动电池24与路面、异物等相干涉时(步骤S402：是)，CPU 28行进到步骤S106的过程。另一方面，当基于捕获到的图像的分析结果，车辆12的驱动电池24不与路面、异物等相干涉时(步骤S402：否)，CPU 28行进到步骤S112的过程。
第四实施例的操作和效果
接下来，将描述第四实施例的操作和效果。
除了检测路面状况并且基于检测结果来预测车辆12的驱动电池24是否与路面相干涉之外，以上构造具有与第一实施例的车辆高度调节装置10相同的构造。因此，能够获得与第一实施例相同的效果。此外，由于预测单元86根据由路面检测单元84检测出来的路面状况来预测车辆12的驱动电池24是否与路面相干涉，因此能够基于车辆12的实际情况来抑制在车辆12的驱动电池24和路面之间的干涉。因此，能够取决于各种情况来在车辆高度调节期间抑制车辆12的驱动电池24与路面相干涉。
在本实施例中，基于由图像捕获装置82捕获到的图像的分析结果来检测路面状况，但是本发明不限于此，并且可以由能够获取路面、异物的形状和距离信息的传感器(诸如雷达、超声波和激光成像检测与测距装置(LIDAR))检测路面状况。此外，可以组合如第一实施例到第三实施例中那样的基于轮胎26的空气压力来预测干涉的构造。
此外，在上述第一实施例到第四实施例中，乘员在车辆高度调节期间操作车辆12，但是本发明不限于此。在诸如当车辆12到达诸如公共汽车站的预定位置的情况下，可以基于车辆12的位置信息、接近传感器的确定结果等自动地执行车辆高度调节程序。此外，在诸如当车辆12的动力单元被接通时的情况下，可以在车辆12的操作之前的定时自动地执行车辆高度调节程序，并且可以在从第一状态到第二状态的转变是否可用的操作之前通知乘员。
此外，抑制了在车辆12的驱动电池24和路面之间的干涉，但是本发明不限于此，并且可以抑制在路面和除了驱动电池24之外的构件(诸如悬架构件)之间的干涉。
此外，车辆12被构造成设置有四个轮胎26，但是本发明不限于此，并且车辆12可以被构造成设置有三个轮胎或五个或更多个轮胎。
尽管上文已经描述了本发明的实施例，但是不言而喻，本发明不限于上述实施例，并且在不脱离本发明的精神的情况下，能够实现除上述之外的各种变型。

Claims (12)

1.一种车辆高度调节装置，其特征在于包括：
车辆高度调节单元，所述车辆高度调节单元被构造成将车辆高度设定为第一状态或第二状态，所述第一状态是车辆的轮胎在车辆上下方向上相对于车身被悬挂在预定位置处的状态，并且所述第二状态是与在所述第一状态中相比所述轮胎在所述车辆上下方向上被悬挂在更靠近所述车身的位置处的状态；
预测单元，所述预测单元预测在所述第二状态中所述车辆的下部是否与路面相干涉；
车辆高度控制单元，所述车辆高度控制单元控制所述车辆高度调节单元，使得所述车辆高度调节单元将所述车辆高度设定为所述第一状态和所述第二状态中的一个状态，并且当所述预测单元预测出在所述车辆的所述下部与所述路面之间干涉时，所述车辆高度控制单元通过所述车辆高度调节单元限制从所述第一状态到所述第二状态的转变，以及
计算单元，所述计算单元基于由空气压力检测单元检测出来的所述车辆的轮胎的空气压力的减小速度来计算直到所述车辆的所述下部与所述路面相干涉为止的剩余干涉时间，其中，所述预测单元将检测出来的空气压力与预定阈值进行比较，并且当检测出来的空气压力小于所述预定阈值并且已经计算出来的所述剩余干涉时间短于预定时间时，所述预测单元预测出在所述车辆的所述下部和所述路面之间干涉。
2.根据权利要求1所述的车辆高度调节装置，其特征在于，当检测出来的空气压力小于所述预定阈值并且已经计算出来的所述剩余干涉时间长于所述预定时间时，所述车辆高度控制单元暂时地允许从所述第一状态到所述第二状态的转变。
3.根据权利要求1到2中的任一项所述的车辆高度调节装置，其特征在于：
所述车辆高度调节单元将设置在所述车辆中的多个所述轮胎中的至少一个轮胎改变为所述第一状态和所述第二状态中的所述一个状态；并且
所述预测单元将与由所述车辆高度调节单元改变状态的轮胎的空气压力进行比较的所述预定阈值改变为不同于与除了所述至少一个轮胎之外的轮胎的空气压力进行比较的所述预定阈值的值。
4.根据权利要求1到2中的任一项所述的车辆高度调节装置，其特征在于，所述预测单元基于由路面检测单元检测出来的路面状况来预测所述车辆的所述下部是否与所述路面相干涉。
5.根据权利要求3所述的车辆高度调节装置，其特征在于，所述预测单元基于由路面检测单元检测出来的路面状况来预测所述车辆的所述下部是否与所述路面相干涉。
6.根据权利要求1到2中的任一项所述的车辆高度调节装置，其特征在于，所述车辆在所述车辆的所述下部中配备有电池。
7.根据权利要求3所述的车辆高度调节装置，其特征在于，所述车辆在所述车辆的所述下部中配备有电池。
8.根据权利要求4所述的车辆高度调节装置，其特征在于，所述车辆在所述车辆的所述下部中配备有电池。
9.根据权利要求1到2中的任一项所述的车辆高度调节装置，其特征在于包括：
显示生成单元，当所述车辆高度控制单元限制从所述第一状态到所述第二状态的转变时，所述显示生成单元生成警告；以及
显示单元，所述显示单元向所述车辆的乘员显示由所述显示生成单元生成的所述警告。
10.根据权利要求3所述的车辆高度调节装置，其特征在于包括：
显示生成单元，当所述车辆高度控制单元限制从所述第一状态到所述第二状态的转变时，所述显示生成单元生成警告；以及
显示单元，所述显示单元向所述车辆的乘员显示由所述显示生成单元生成的所述警告。
11.根据权利要求4所述的车辆高度调节装置，其特征在于包括：
显示生成单元，当所述车辆高度控制单元限制从所述第一状态到所述第二状态的转变时，所述显示生成单元生成警告；以及
显示单元，所述显示单元向所述车辆的乘员显示由所述显示生成单元生成的所述警告。
12.根据权利要求6所述的车辆高度调节装置，其特征在于包括：
显示生成单元，当所述车辆高度控制单元限制从所述第一状态到所述第二状态的转变时，所述显示生成单元生成警告；以及
显示单元，所述显示单元向所述车辆的乘员显示由所述显示生成单元生成的所述警告。
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