CN1169923A

CN1169923A - 车高调节装置

Info

Publication number: CN1169923A
Application number: CN 97112348
Authority: CN
Inventors: 佐佐木康充; 远藤隆典
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1996-07-04
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 1998-01-14
Anticipated expiration: 2017-06-05
Also published as: CN1060440C; JPH1016528A

Abstract

本发明公开一种车高调节装置,其可合理地进行必要的车高调节,不进行不必要的车高调节。车高传感器检测相对于底盘的车身高度,在每个周期T取入车高传感器的检测输出,只有当多个周期中连续几次n超过调节阈值时,才仅在比周期T短得多的时间t内向调节气垫空气压力的调节阀机构送出控制输出。可减小因进行不必要的调节而消耗掉的压缩空气量,可减少放出压缩空气时产生的噪音,同时,能改善汽车在高速公路的缓弯道等上行驶的平衡性。

Description

车高调节装置

本发明涉及通过调节气垫空气压力来调节车身高度的装置，适用于汽车或其它车辆。

在大型汽车、尤其是大轿车上，广泛采用根据车身高度自动地调节气垫空气压力的调节装置，该气垫设在底盘与车身之间，用于调节车身高度。过去的调节装置，无论是车高的检测还是调节空气压力的调节系统，都是机械式的。在日本专利公报特愿平7-16987号(本案申请时尚未公开)中，揭示了用电气检测车高(底盘与车身之间的长度)的车高传感器和利用该电气的检测输出、由程序控制回路控制调节阀的装置。该装置用于长途轿车或观光轿车，乘客乘座舒适，故而得到好评。

该装置中，车高传感器是采用电抗线圈回路(见日本专利公报特开昭63-225102号)进行高精度检测，计算在预定时间内的该检测输出的平均值，将车高保持为一定。

该装置进行细微而平滑的控制，虽然乘座舒适，但压缩空气的消耗量大。另外，在从气垫放出空气压时，产生短的空气音，在夜间行驶的长途汽车等上，妨碍乘客的睡眠。

本发明者在各种状况下，对大型轿车的实际行驶状态作了计测，研究压缩空气的消耗状况。其结果，发现可以进一步改进已往装置中的平均值计算方法。尤其在高速公路上行驶时，在缓且长的弯道情况下，尽管本来并不需要进行气垫的压力调节，但是由于计算的原因而实施了调节。在这种情况下，一进入弯道便进行压力调节，当弯道结束时又再次朝相反方向进行压力调节。这样造成了压缩空气的浪费。另外，在车辆的行驶速度大时，在缓的弯道上行驶时，因离心力的作用对全部车轮施加了均等的力，本来是很适当的。但是由于一进入弯道进行了压力调节，在其后的弯道行驶中，各车轮的承重负担反而变成为不适当的压力状态。

本发明是在此背景下产生的，是对控制理论计算的改进。

本发明的目的在于提供一种车高调节装置，其可合理地进行必要的调节，减小因进行不必要调节而损失的压缩空气量。本发明的目的还在于提供能减小噪音的装置。本发明的目的还在于改善汽车的行驶平衡。

为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种车高调节装置，备有调节阀机构、车高传感器和程序控制回路，调节阀机构用于调节设在底盘与车身之间的气垫的空气压力，车高传感器用于检测相对于底盘的车身高度，程序控制回路用于取入车高传感器的检测输出并控制调节阀机构，其特征在于：

所述程序控制回路备有向调节阀机构送出控制输出的送出机构，程序控制回路反复取入车高传感器的检测输出，并在每个周期T计算该检测输出的平均值，只有在多个周期中连续若干n次超过了调节阈值时，上述送出机构才仅在比周期T短得多的时间t内向调节阀机构送出控制输出。

所述的车高调节装置，其特征在于：

上述程序控制回路包含有在车辆乘降门开着的状态下自动地将上述T和/或n设定得小的机构。

所述的车高调节装置，其特征在于：

上述程序控制回路包含有取入车辆速度情报的机构以及当车辆速度小时自动地将上述T和/或n设定得小的机构。

所述的车高调节装置，其特征在于：

上述周期T设定为3秒至120秒的范围。

所述的车高调节装置，其特征在于：

上述次数n设定为3至9的范围。

本发明的特征是，阶段地控制用于调节底盘与车身之间高度的气垫的空气压力，以进行合理的调节。

即，本发明的车高调节装置备有调节阀机构、车高传感器和程序控制回路，调节机构用于调节设在底盘与车身之间的气垫的空气压力，车高传感器用于检测相对于底盘的车身高度，程序控制回路用于取入车高传感器的检测输出并控制调节阀机构；其特征在于，上述程序控制回路备有向调节阀机构送出控制输出的送出机构，程序控制回路反复取入车高传感器检测输出，并在每个周期T计算该检测输出的平均值，只有在多个周期T中连续若干n次超过调节阈值时，上述送出机构才仅在时间t(比周期T短得多的时间)内向调节阀机构送出控制输出。

上述程序控制回路中包含有：在车辆乘降门开着的状态时自动地将上述T和/或n设定得小的机构、取入车辆速度情报的机构、在车辆速度较小时自动地将上述T和/或n设定得小的机构。上述周期T最好设定为3秒至120秒的范围，上述次数n最好设定为3至9的范围。

程序控制回路例如每30msec反复地取入车高传感器的检测输出，在每周期T(例如15秒)计算其平均值，计算该周期中的平均车高并与调节阈值比较。只有在多个周期T中连续若干n次(例如4次)偏离调节阀值时，即，仅在车高高于或低于调节阈值时，才仅在比周期T短得多的时间t(例如0.3秒)内送出控制输出，调节气垫的空气压力，将车高保持在预定的值。

因此，本发明的特征是阶段地且间歇地进行控制。执行了计算后，在“时间t”这样一个很短时间内进行少量的压力调节，然后再进行状态的检测。也就是说，不是根据车高传感器的检测输出连续地进行控制，而是取入车高传感器的检测输出，进行计算，当该计算结果显示需要调节(压力增大或压力减小)时，进行少量的阶段性压力调节后，再继续监视车高传感器的检测。即，不是在车高传感器反应之前一直连续地进行压力调节，而是阶段地调节，观察其状态间歇地进行调节。

上述时间t是决定一个阶段大小的因素，t＜＜T。在向气垫供给压力时或放出气垫压力时，该时间t可设定为不同的时间。

在车辆的乘降门开着的状态下，乘客的移动较频繁。例如，大型轿车在服务区域休息时，乘客的乘降是不规则的，加在车身上的重量有小小的变动。这样，当车高的变动频繁时，把取入车高传感器检测输出的周期T设定得小，并且把与调节阈值比较的判断次数n设定得小。如果减小周期T和判断次数n，则以短的周期进行与调节阈值的比较计算，可进行与车高的小变动相应的调节。这样把车高总保持在约一定的高度，乘客在乘降时不会产生不便感。

通常，在行驶速度大的情况下，车高变动小；在行驶速度小的情况下，车高变动大。因此，从速度传感器取入速度情报，在车辆速度小时，把取入车高传感器检测输出的周期T设定得小，并把计算周期T的次数n设定得小。这样，可以合理地进行必要的车高调节，不因横向摆动或前后颠簸而进行不必要的车高调节。本发明中，在高速公路上如果弯道缓，可以用大的速度行驶，由于在高速行驶时，取入车高传感器检测输出的周期T和计算次数n设定得大，所以，不频繁进行车高调节，因此，即使受离心力作用，力也能均等地分配到所有的车轮，能改善行驶的平衡。

取入车高传感器检测输出的周期T及其计算次数n，可在3秒至120秒及3至9的范围内选择。

由于阶段地且间歇地进行控制，可进行合理的车高调节，从而可避免压缩空气的浪费，减少压缩空气放出时产生的噪音。

本发明具有积极的效果：

如上所述，本发明中，可合理地进行必要的车高调节，不因车辆横向摆动或前后颠簸引起的车高变化而进行不必要的调节。这样，可减少因不必要的车高调节而损失的压缩空气量，可减少压缩空气放出时产生的噪音。另外，以高行驶速度在缓弯道上行驶时由于不进行压力调节，所以分配到各车轮的负荷均等，可改善行驶平衡。

以下参照附图，详细说明本发明的实施例：

图1是表示本发明第1实施例要部构造的框图。

图2是表示本发明第1实施例中的程序控制回路的车高调节控制动作流程图。

图3是说明本发明第1实施例中的车高值连续预定次数超过调节阈值状态的图。

图4是说明本发明第1实施例中的车高值连续预定次数低于调节阈值状态的图。

图5是说明本发明第1实施例中的调节阈值内车高值夹在超过调节阈值的车高值之间的图。

图6是说明本发明第1实施例中的车高值连续在调节阈值内状态的图。

图7是本发明第1实施例中的程序控制回路所作与车速相应的、车高调节控制动作流程图。

图8是说明本发明第1实施例中与车速相应的、周期T和判断次数n的设定。

图9是本发明第1实施例中的程序控制回路随着乘降门开闭而作的车高调节控制动作的流程图。

图10是表示本发明第2实施例要部构造的框图。

图11是说明本发明第2实施例中的非常用调节阀的杆位置与各设定值关系的图。

下面参照附图说明本发明的实施例。

第1实施例

图1是表示本发明第1实施例要部构造的框图。图中仅示出前部系统的车高调节装置，后部系统也进行同样的调节，其详细构造图中未示。

本发明的第1实施例备有调节阀机构2、车高传感器3和程序控制回路4。调节阀机构2用于调节设在底盘与车身之间的气垫1的空气压力。车高传感器3用于检测相对于底盘的车身高度。程序控制回路4用于取入车高传感器3的检测输出并控制调节阀机构2。在程序控制回路4中，包含向调节阀机构2送出控制输出的送出机构、在表示车辆乘降门打开着的门开关5有输出的状态下自动地将周期T和次数n设定得小的设定机构、从车速传感器6取入车辆速度情报的机构、在车辆速度较小时自动地将周期T和次数n设定得小的机构。程序控制回路4反复地取入车高传感器3的检测输出并在每个周期计算该检测输出的平均值，只有在多个周期中连续若干n次超过调节阈值时，上述送出机构才仅在时间t内(比周期T短得多的时间)向调节阀机构2送出控制输出。周期T设定在3秒至120秒的范围，次数n设定在3至9的范围。

在第1实施例中，气垫1设成为2个系统。在调节阀机构2中，备有分别设在2个系统中的开闭阀21、22和用于切换给气状态及排气状态的给排气阀20。给气状态是指使气罐7的空气压力与开闭阀21、22连通的状态，排气状态是指将开闭阀21、22的压力排放到大气压的状态。开闭阀21、22和给排气阀20都是由控制空气压控制的压力控制型阀。该控制空气压由上述2个系统的开关信号控制。

在给排气阀20与开闭阀21的空气通路中，配置着控制空气压阀23、24，该控制气压阀23、24根据来自程序控制回路4的控制信号开闭控制空气压。在连接气罐7与给排气阀20的空气压通路中，配置着空气压保护用的保护阀11，该保护阀11用于防止因气垫1一侧的空气压减压而使气罐7一侧的空气压降低到规定值以下。

在程序控制回路4中，除了车高传感器3和车速传感器6外，还连接着钥匙开关12、费里开关13、云开关14、异常情况时发生报警音的报警蜂鸣器15和异常情况时亮灯的报警灯16。费里开关13用于进行降低前部系统和后部系统车高的操作输入。云开关14用于进行降低前部系统车高的操作输入。报警蜂鸣器15和报警灯16作为输入信号。

下面，说明本发明第1实施例的车高调节控制动作。图2是表示本发明第1实施例中的程序控制回路所作车高调节控制动作的流程图。

程序控制回路在计时开始后例如每30msec取入车高传感器3的检测输出，在预定的周期T(例如15秒)内计算所取入车高值的平均值，再判断周期T是否已经过。如果周期T(15秒)已经过，重新设定计时，判断是否已将车高传感器3的检测输出平均值取入了预定次数n(例如4次)。如果未达到预定次数n(4次)，则继续取入车高传感器3的输出，直至达到次数n(4次)。如果达到了n(4次)，则判断其检测值的平均值是否连续偏离了调节阈值。

这里，设车高高于调节阈值时为“H”，低于调节阈值时为“L”，在无需调节的阈值范围内时为“E”，如图3所示，在最初的周期即使检测出“H”，也不立即进行车高调节，而是取入下一周期的检测输出。由于该下一周期中显示出的车高在调节阈值范围“E”内，所以，再取入再下一个周期的检测输出。

虽然从判断次数3到5连续地显示出“L”，但在第6次又显示出“H”，所以，依次继续在每个周期取入车高传感器3的检测输出。由于从第6次到第9次连续4次检测出了“H”，则认为车高为异常增高。所以在第9次的判断后立即仅在时间t(例如0.3秒)内向调节阀机构2送出控制输出，以调节车高。

同样地，当连续4次检测出车高低于调节阈值时，程序控制回路4在检测出4次后立即仅在时间t＝0.3秒内向调节阀机构2送出控制输出，以调节车高。图4是表示该情况的例子，在该例中，从判断次数5到8连续4次显示出“L”。

图5表示调节阈值内的车高值被超过调节阈值的车高值夹住的状态。该例中，判断次数的第3次和第4次显示为“H”，第5次显示为“E”，接着第6次和第7次又显示为“H”。这种情况时，由于只夹住一个“E”，所以忽略该“E”，认为连续4次为“H”状态，在连续4次的判断后立即向调节阀机构2送出控制输入，以调节车高。第8次和第9次连续显示了“E”，这时，由于夹住了连续二个以上的“E”，所以不能忽略，而认为未超过调节阈值，故不调节车高。当二个以上的“E”被挟在“L”中间时，也同样地判断。

图6表示车高连续5次在调节阈值范围内状态“E”的例子。在这种状态时，车高稳定在调节阈值范围内，所以停止车高调节的控制。

因此，本发明的特征在于，不是根据于车高传感器3的检测输出连续地进行控制，而是在所取入车高传感器的检测输出连续预定次数偏离调节阈值时，仅在时间t＝0.3秒这样短时间内阶段地调节车高，横向摆动或前后颠簸造成的瞬间车高变化不作为控制对象。这样，不频繁地向气垫1供给空气压及从气垫1放出空气压，能合理地使用压缩空气。另外，向气垫1供给空气压力时或放出气垫1空气压力时的时间t可分别设定为不同的时间。

图7是本发明第1实施例中的程序控制回路所作的相应于车速的车高调节控制动作流程图。

程序控制回路4除了进行上述通常时的车高调节控制外，还取入车速传感器6的检测输出，判断该车速是否在预定值以下。一般说来，如果路面良好、车身稳定，则车速高。因此，预先设定需要调节车高的车速，在该车速以下的范围，小幅度地进行车高调节。预定值以下的车速区分成若干区段V₁～Vn，当车速在预定值以下时，判断所取入的车速属于哪个区段，根据该车速设定周期T和判断次数n，就可以进行合理的控制。

图8表示其一例。在路面状况不好的情况下，或者反复起动、停止时，车子是低速行驶，车高变动大。为了与此对应，在低速V₁时，把周期T设定为3秒，把判断次数设定为1次。随着车速增大成为V₂、V₃、…V_n时，把周期T增大为5秒、10秒、15秒等，其判断次数也增加为连续2次、连续3次、连续4次。这样，由于进行加入车速因素的控制，可以使车高调节更为合理。

图9是随着本发明第1实施例中的乘降门开闭而进行的车高调节动作的流程图。

程序控制回路4取入门开关5的输出，判断乘降门是否开着。如果乘降门关着，进行通常的车高调节控制，如果乘降门开着，则由于车高变动的频度大，所以把周期T设定为3秒，把判断次数设定为1次，按照该设定值进行车高调节控制。

下面说明本发明第1实施例的车高调节动作。

程序控制回路4取入车高传感器3的检测输出，在保持模式时、即显示出的车高为不影响行驶的正常值时，使给排气阀20成为排气状态，阻断来自气罐7的空气压，阻断调节阀机构2的开闭阀21、22，停止从气罐7向气垫1供给空气压，并且阻断从气垫1放出空气压，保持正常的车高。

当车高传感器3检测出的车高在正常范围下限值以下时，程序控制回路4设定供给模式，根据该检测输出，向控制空气压阀23送出控制信号，使开闭阀21、22成为导通状态，同时也向控制空气压阀24送出控制信号，使给排气阀20成为给气状态。

这样，来自气罐7的空气压经过给排气阀20，从开闭阀21、22供给到气垫1，使车高上升。当车高传感器3检测出车高已返回正常位置时，程序控制回路4向控制空气压阀23、24送出控制信号，使开闭阀21、22成为阻断状态，同时使给排气阀20成为排气状态，停止气罐7的空气压供给。这样，停止向气垫1供给空气，保持正常的车高。

当车高传感器3的检测值高于正常范围的上限值时，程序控制回路4设定放出模式，根据该检测输出，向控制空气压阀23送出控制信号，使开闭阀21、22成为导通状态，同时向控制空气压阀24送出控制信号，使给排气阀20成为排气状态。这样，气垫1内的空气压通过开闭阀21、22送到给排气阀20，放出到大气压中。

当车高传感器3检测出车高已返回到正常位置时，程序控制回路4向控制空气压阀23、24送出控制信号，使开闭阀21、22成为阻断状态，同时，将给排气阀20保持为排气状态。这样可保持正常的车高。

从气罐7向气垫1供给空气压是通过保护阀11进行的，车辆行驶中因故在气垫1一侧发生异常、气罐7内的空气压成为预定值以下时，该保护阀11停止向气垫1供给空气压，以便不影响制动系统，保证安全。

另外，在拉动停车杆(图未示)状态，云开关14被操作时，作动灯亮灯，程序控制回路4接受操作力，使控制空气压阀23、24动作，开闭阀21、22接通成为导通状态，同时使给排气阀20成为排气状态，把气垫1内的空气压放出到大气压中，使车高下降。当费里开关13被操作时，后部系统的车高调节机构也同时动作，使整个车高下降。当进行了误操作时，从报警蜂鸣器15发出报警音，同时报警灯16亮灯，报知该事态。

第2实施例

图10是表示本发明第2实施例要部构造的框图。在该第2实施例的图中，也仅示出了前部系统车高调节装置，省略了后部系统的图示。

本发明第2实施例，为了进一步提高发生异常时的安全性，除具有第1实施例的构造外，还在气垫1的至少一个空气压上连接了非常用调节阀8，该非常用调节阀8备有与程序控制回路4独立的机械调节系统。当车轴与车身之间的距离超过了非正常控制范围的第1设定值时，该机械调节系统自动地将气垫1的空气压放出到大气压中。非常用调节阀8中备有杆80、压力输入端子81、压力输出端子82、信号压力端子83、与大气压连通的放出端子84。

信号压力端子83上备有通过手动操作施加超过预定值空气压的非常模式设定机构，该非常模式设定机构包含有非常切换阀9和转换阀10。非常切换阀9在正常时，其输出端子呈现空气压，在非常时该空气压被阻断。在非常切换阀9的输出端子没有空气压时，转换阀10把空气压供给到信号压力端子83。在信号压力端子83上施加了超过预定值的空气压时，机械地设定成非常模式，在该非常模式中，当车轴与车身之间的距离增大并超过了正常控制范围外的大值即第2设定值时，自动地把气垫1的空气压放出到大气压，当车轴与车身之间的距离减小并超过了正常控制范围外的小值即第3设定值时，把压力输入端子81的压力供给气垫1。

即，当加在信号压力端子83上的空气压为预定值以下时，机械地设定成正常模式，当空气压超过该预定值时，机械地设定成非常模式。在正常模式中，当杆80的变位小于第1设定值时，使压力输出端子82闭塞，当杆80的变位大于第1设定值时，使压力输出端子82的压力与放出端子84连通。另外，在非常模式中，当杆80的变位小于第2设定值时，使压力输入端子81的压力与压力输出端子82连通，当杆80的变位大于第3设定值时，使压力输出端子82的压力与放出端子84连通，当杆80的变位在第2设定值与第3设定值之间时，使压力输出端子82闭塞。

该第2实施例中，程序控制回路4的车高调节动作与第1实施例同样。

这里仅说明在发生异常时的非常用调节阀8的动作。在正常地进行车高调节控制时，不操作非常切换阀9。这时非常切换阀9为接通状态，来自气罐7的空气压加到转换阀10上，所以转换阀10为排气状态。因此，空气压不加在非常用调节阀8的压力输入端子81和信号压力端子83上，非常用调节阀8的杆80处于水平位置(正常车高)。

图11是说明本发明第2实施例中非常用调节阀的杆位置与各设定值关系的图。当因调节阀机构2等的故障使得向气垫1的空气压供给不能停止、车轴与车身之间的距离超过第1设定值(该第1设定值表示车高不在正常范围内)时，非常用调节阀8将压力输出端子82与放出端子84连接，排出气垫1的空气压，使车高不在预定值以上。这时，程序控制回路4通过报警蜂鸣器15和报警灯16通报异常的发生。

驾驶者根据该通报操作非常切换阀9时，非常切换阀9成为排气状态，从其输出端子加到转换阀10上的控制空气压消失。同时，转换阀10被接通而成为导通状态，来自气罐7的空气压被供给到非常用调节阀8的压力输入端子81和信号压力端子83。信号压力端子83上接受了空气压的非常用调节阀8的机械调节系统，设定第2设定值(该第2设定值是车轴与车身之间的距离被控制为正常状态的上限和下限)，按照该值进行车高的控制。

这样，由于设置了非常用调节阀8，不会使控制系统因故障而不能控制，可确保双重安全。

Claims

1.一种车高调节装置，备有调节阀机构、车高传感器和程序控制回路，调节阀机构用于调节设在底盘与车身之间的气垫的空气压力，车高传感器用于检测相对于底盘的车身高度，程序控制回路用于取入车高传感器的检测输出并控制调节阀机构，其特征在于：

2.如权利要求1所述的车高调节装置，其特征在于：

3.如权利要求1所述的车高调节装置，其特征在于：

4.如权利要求1至3中任一项所述的车高调节装置，其特征在于：

上述周期T设定为3秒至120秒的范围。

5.如权利要求1至3中任一项所述的车高调节装置，其特征在于：

上述次数n设定为3至9的范围。