JP2007099096A - Vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両制御装置に関し、より詳細には車高を調整する手段を有する車両における制御技術に関する。 The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to a control technique in a vehicle having means for adjusting the vehicle height.
一般に、空気ばねは、チャンバ内に充填されている空気の量を調整することによって、ばね定数を変更することができる。また、チャンバ内の空気量を増減させることで車高を調整することができる。最近の車両では、乗降時や荷物の積み降ろし時などに車体全体の車高を下げたり車両の荷室側の車高を下げることによって、乗員の乗降や荷物の積み降ろしが楽にできるように工夫されている。 In general, an air spring can change its spring constant by adjusting the amount of air filled in the chamber. Further, the vehicle height can be adjusted by increasing or decreasing the amount of air in the chamber. In recent vehicles, it has been devised to make it easier for passengers to get on and off and to load and unload luggage by lowering the overall height of the vehicle body or lowering the height of the vehicle's cargo compartment when getting on and off or loading and unloading luggage. Has been.
車高の低下中に車体が縁石などの障害物に接触したような場合、目標車高に到達するまで空気ばねのチャンバから空気が排出されるため、必要以上に空気が排出されてしまい、再び車高を上昇させるときにチャンバ内の圧力を高めるのに時間がかかるという問題がある。そこで、特許文献1には、空気ばね装置を備える車両において、車両の高さ位置の変更の際に障害物を認識した場合、変更を自動的に終了する技術が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1においては、障害物を認識する装置が別途必要になり、コスト上昇の要因になる。また、障害物を認識する装置が設置されている部分以外に障害物があるときには、車高の変更を終了することができない。
However, in the said
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、空気ばねを備える車両において、車高低下時の空気の抜き過ぎを防止する技術を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a condition, The objective is to provide the technique which prevents excessive extraction of the air at the time of vehicle height fall in the vehicle provided with an air spring.
本発明のある態様は車両制御装置である。この装置は、車両のばね上とばね下の間に介装され、流体が充填されたチャンバによってばね上とばね下の間に弾性力を発生させるように構成された流体ばねを有し、該チャンバへの流体の流出入によって車高を調整する車高調整手段と、車高低下または上昇の指示に応じて前記チャンバへの流体の流出入を制御する制御弁と、車高低下時に前記チャンバ内の圧力が予め定められた圧力以下になったとき、該チャンバからの流体の排出を停止させる過剰排出防止手段と、を備える。 One embodiment of the present invention is a vehicle control device. The device comprises a fluid spring interposed between the sprung and unsprung portions of the vehicle and configured to generate an elastic force between the sprung and unsprung by a fluid-filled chamber, Vehicle height adjusting means for adjusting the vehicle height by fluid flow into and out of the chamber, a control valve for controlling fluid flow into and out of the chamber in response to a vehicle height drop or rise command, and the chamber when the vehicle height is lowered And an excessive discharge preventing means for stopping the discharge of fluid from the chamber when the internal pressure becomes equal to or lower than a predetermined pressure.
この態様によると、車高低下中に流体ばねのチャンバ内の圧力が予め定められた圧力以下になると、過剰排出防止手段によりチャンバからの空気の排出が停止されるので、車体が障害物に接触するなどの原因により車高の低下が妨げられているときでも、チャンバからの過剰な空気の排出が防止される。 According to this aspect, when the pressure in the chamber of the fluid spring becomes equal to or lower than a predetermined pressure while the vehicle height is decreasing, the exhaust of the air from the chamber is stopped by the excessive discharge preventing means, so that the vehicle body touches the obstacle. Even when the lowering of the vehicle height is hindered by a cause such as, the exhaust of excessive air from the chamber is prevented.
前記過剰排出防止手段は、前記制御弁と前記チャンバとを連通する流路に配置され予め定められた圧力以下で流路を閉じるように設定されたパイロット弁であってもよい。または、前記過剰排出防止手段は、前記チャンバに連通する流路内の圧力を検出する圧力センサと、該圧力センサの検出値が予め定められた圧力以下になったとき前記制御弁に対し閉弁するよう指令する閉弁手段とを含んでもよい。 The excessive discharge preventing means may be a pilot valve that is disposed in a flow path that communicates the control valve and the chamber and is set to close the flow path at a predetermined pressure or lower. Alternatively, the excessive discharge prevention means includes a pressure sensor that detects a pressure in a flow path that communicates with the chamber, and closes the control valve when a detection value of the pressure sensor falls below a predetermined pressure. And a valve closing means for instructing to do so.
本発明によれば、空気ばねを備える車両において、車高低下時の空気の抜き過ぎを防止することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the vehicle provided with an air spring, the excessive extraction of the air at the time of vehicle height fall can be prevented.
図1は、本発明の一実施形態に係る車両制御装置を備えた四輪の車両10の模式図である。なお、図1では、説明を簡単にするために懸架装置を平面的に表しているが、実際の車両においては、懸架装置の機能を発揮するために適切な空間配置で、例えばナックル、タイロッド、アッパーアーム、ロアアームなどの他の部品と既知の方法で組み合わせて構成される。
FIG. 1 is a schematic diagram of a four-
車両10の車体12と各車輪14の間には、空気ばね16とアブソーバ18を組み合わせて構成されるエアサスペンション装置が装着されている。空気ばね16は、アブソーバ18を取り囲むように形成されたエアチャンバ20に圧縮空気を充填することで実現される。エアチャンバ20内の圧縮空気がばねとして作用し、車輪14を弾性支持することによって、車輪14の衝撃が車体12に直接的に伝達されることを防止する。また、エアチャンバ20の容積を変化させることで、車輪14毎に車高を調整することができる。アブソーバ18は、車両のばね上とばね下の間に減衰力を発生させる。なお、本明細書において、空気ばね16により支えられる部材の位置を「ばね上」と呼び、空気ばね16により支えられていない部材の位置を「ばね下」と呼ぶ。すなわち、ばね上は車体12側であり、ばね下は車輪14側である。空気ばね16とアブソーバ18とは一体的に構成されることが省スペースの観点から好ましいが、別々に設けられていてもよい。
An air suspension device configured by combining an
各車輪14の近傍には、車輪位置での車高を検出する車高センサ104がそれぞれ配置されている。この車高センサ104は、車軸と車体とを連結したリンクの変位を測定することで、車体12と車輪14との相対距離を検出するものでもよいし、または車体と路面の間の距離をレーザなどで測定するものでもよい。車高センサ104の検出信号は、車体12に備えられる電子制御装置100(以下「ECU100」と表記する)に送られる。
A
空気ばね16のエアチャンバ20は、空気供給ライン190と連通している。空気供給ライン190の途中には、各車輪14に対応してそれぞれ空気圧制御部140が設けられている。この空気圧制御部140は、ECU100と電気的に接続されている。ECU100が空気圧制御部140に対して空気の流入または排出を指示することで、空気供給ライン190を介して空気ばね16のエアチャンバ20内部に空気を供給し、また内部から空気を排出することができる。
The
車体12には、空気供給ライン190に圧縮空気を供給するためのコンプレッサ160が備えられている。モータ162は、コンプレッサ160に動力を供給する。モータ162が回転すると、空気吸入口164を介して外部から空気が取り込まれ、コンプレッサ160により圧縮される。圧縮された空気は、ドライヤ174に流入する。ドライヤ174は、シリカゲル等の乾燥剤を収容しており、流入した空気を乾燥して空気供給ライン190に供給する。
The
車体12には、コンプレッサ160から供給される圧縮空気を蓄えることのできる高圧タンク166と、高圧タンクへの空気の流出入を制御する高圧タンクバルブ168が設けられていてもよい。高圧タンク166は、コンプレッサ160から圧縮空気を送り込むことで、例えば700〜800kPaに維持されている。高圧タンク166とコンプレッサ160の両方から圧縮空気を空気供給ライン190に供給することで、空気ばねの増圧時の応答性を向上させることができる。したがって、コンプレッサ160の能力が十分であれば、高圧タンク166を車体12に備えていなくてもよい。
The
ドライヤ174から供給された空気は、逆止弁178を経由して、エアチャンバ20に連通する空気供給ライン190に流入する。逆止弁178は、コンプレッサ160側から空気が供給されると開放して、空気供給ライン190に空気を流すが、空気供給ライン190側からの空気が流れると閉弁する。この逆止弁178をバイパスするように、絞り176が設けられている。空気供給ライン190からの空気は、絞り176に流入して、流速を低下させられてからドライヤ174に流入する。こうすることによって、ドライヤ174のシリカゲルに吸収された水分を還元することができる。ドライヤ174を通過した空気は、排気バルブ170を介してサイレンサ172から車外に放出される。
The air supplied from the
ECU100は、各車輪の空気ばね16の制御を実行する。ECU100は、空気圧制御部140、排気バルブ170、高圧タンクバルブ168、コンプレッサ160を駆動するモータ162と電気的に接続されている。ECU100は、各種センサおよびスイッチからの信号に基づいて、上記の空気圧制御部、制御バルブおよびモータに適宜制御信号を出力して、適切なばね係数を発揮し、または設定した車高に調整する。
ECU100 performs control of the
車両10の車高は、予め定められた複数のモードに応じて対応してECU100によって調整される。例えば、イグニッションオフと連動して車体全体を通常時より低い(例えば30mm)車高に低下させて乗降性を高める「乗降モード」や、荷室のハッチの開扉に連動して車両の後輪側のみを低下させて荷物の積み降ろしを容易にする「荷物モード」などがある。ECU100は、いずれかのモードの実行時、各モードに対応する車輪の車高センサ104による検出値が目標車高に到達するまで、空気ばね16のエアチャンバ20から空気を排出するように、空気圧制御部140を制御する。
The vehicle height of the
上記のようにイグニッションオフやハッチの開扉に連動する代わりに、またはこれに加えて、予め準備されている上述の車高モードのなかから運転者がいずれかを選択できる車高選択スイッチ102を車体12の車室内に備えてもよい。このスイッチ情報もECU100に入力される。この場合も、ECU100は、各モードに対応する車輪の車高センサ104による検出値が目標車高に到達するまで、空気ばね16のエアチャンバ20から空気を排出するように空気圧制御部140を制御する。
A vehicle
図2は、(a)のノーマル車高から(b)の荷物モードを実行したときの車両10の様子を示す。図2(b)に示すように、車高の低下中、目標車高に到達する前に、車体の一部が縁石などの障害物50に接触して、それ以上車高が下がらなくなる場合がある。このとき、ECU100は、車高センサ104の検出値を基準として空気ばね16のエアチャンバ20から空気を排出しているので、障害物50のために車高が下がらないと、エアチャンバ20から空気を排出し続けてしまう。すると、後に車高を上昇させる場合に、排出した空気分をエアチャンバ20内に導入する必要があるため、車高調整に時間を要するほか、コンプレッサ160を駆動するモータ162に与える負荷も増加してしまう。
そこで、本実施形態では、車高の低下時に空気ばね16のエアチャンバ20からの空気の過剰排出を防止する手段を備えるようにした。
FIG. 2 shows a state of the
Therefore, in this embodiment, means for preventing excessive discharge of air from the
図3は、図1に示した空気圧制御部140の構成を示す。空気圧制御部140は、制御弁142とパイロット弁144を含む。制御弁142は、ECU100に電気的に接続され、ECU100からの信号に応じて開弁状態と閉弁状態とに切り換え可能な方向制御弁である。これによって、空気供給ライン190を介して空気ばね16のエアチャンバ20内部に空気を供給し、また内部から空気を排出することができる。パイロット弁144は、制御弁142とエアチャンバ20とを連通する流路に配置され、しきい値PT以下で流路を閉じるように設定される。すなわち、パイロット弁144近傍の圧力をPVと表記すると、PV>PTのときパイロット弁144は開弁し、PV≦PTのときパイロット弁144は閉弁する。
FIG. 3 shows a configuration of the air
車両10に乗員および荷物が搭載されていない状態(つまり空車時)で、通常車高のときにエアチャンバ20内に発生する空車時圧力をPEとすると、パイロット弁144の閉弁圧力PTは、以下のように設定される。
PT=PE−p
ここで、pは余裕をとるための調整値であり、50kPa程度に設定されることが好ましい。
When the occupant and luggage are not mounted on the vehicle 10 (that is, when the vehicle is empty) and the empty vehicle pressure generated in the
P T = P E -p
Here, p is an adjustment value for taking a margin, and is preferably set to about 50 kPa.
空気ばね16のエアチャンバ20内の圧力が空車時圧力PEを下回れば、車体が障害物などに接触していない限り、車両10の車高は必ず低下するはずである。したがって、パイロット弁近傍の圧力PVが空車時圧力PEより余裕を見たしきい値PTより低下することは、正常な車高調整中には起こりえない。そのため、パイロット弁圧力PVがしきい値PT以下となったときは、車体が障害物に接触していると考えられるので、エアチャンバ20からの空気の排出を停止することが好ましい。
If pressure in the
以上の構成によって、車高低下中にエアチャンバ20内の圧力が予め定められた圧力以下になると、パイロット弁144が閉弁しエアチャンバ20からの空気の排出が停止されるので、障害物により車高の低下が妨げられているときでもエアチャンバ20からの過剰な空気の排出が防止される。その後車高を上昇させるときは、制御弁142を開弁した後、コンプレッサ160または高圧タンク166からの圧縮空気により空気供給ライン190の圧力が上記しきい値PTに到達すると、パイロット弁144が開弁してエアチャンバ20内に空気を導入することができるようになる。
With the above configuration, when the pressure in the
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、そのような変形例について述べる。 The present invention has been described above based on the embodiment. It should be understood by those skilled in the art that these embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to the combination of each component and each processing process, and such modifications are also within the scope of the present invention. Hereinafter, such modifications will be described.
変形例1
図4は、図1に示した空気圧制御部140の別の構成を示す。この構成では、空気圧制御部140は、ECU100に電気的に接続され、ECU100からの信号に応じて開弁状態と閉弁状態とに切り換え可能な制御弁142と、制御弁142と空気ばね16のエアチャンバ20とを連通する通路に設置された圧力センサ146とを含む。圧力センサ146の検出値はECU100に供給される。
FIG. 4 shows another configuration of the
この構成において、圧力センサ146の検出値をPSと表記する。ECU100は、車高低下時、制御弁142を開弁して空気ばね16のエアチャンバ20から空気を排出させる。ECU100は、上述のしきい値PTを用いて、PS>PTのときは制御弁142を開弁状態に維持し、PS≦PTとなったとき、制御弁142を閉弁するように指令する。
In this configuration, the detection value of the
このように、車高低下時にエアチャンバ20内の圧力が予め定められた圧力以下になると、制御弁142が閉弁しエアチャンバ20からの空気の排出が停止されるので、障害物により車高の低下が妨げられているときでもエアチャンバ20からの過剰な空気の排出が防止される。その後車高を上昇させるときは、ECU100が制御弁142を開弁した後、空気供給ライン190から圧縮空気をエアチャンバ20内に導入すればよい。
As described above, when the pressure in the
変形例2
図5は、図1に示した空気圧制御部140のさらに別の構成を示す。この構成では、一組の車輪、つまり前輪または後輪の空気圧制御部140A、140Bは、それぞれECU100からの信号に応じて開弁状態と閉弁状態とに切り換え可能な制御弁148A、148Bを有するが、ひとつの圧力センサ150を共有している。圧力センサ150は、制御弁142A、142Bと空気供給ライン190とを連通する通路に設置される。圧力センサ150の検出値はECU100に入力される。
Modification 2
FIG. 5 shows still another configuration of the
この構成において、圧力センサ150の検出値をPSと表記する。ECU100は、車高低下時に、制御弁148A、148Bを開弁して空気ばね16のエアチャンバ20A、20Bから空気を排出させる。このとき、ECU100は、上述のしきい値PTを用いて、PS>PTのときは制御弁148A、148Bを開弁状態に維持し、PS≦PTとなったとき、制御弁148A、148Bを閉弁するように指令する。
In this configuration, the detection value of the
あるいは、ECU100は、車高低下時に、まず制御弁148Aを開弁してエアチャンバ20Aから空気を排出させ、次に、制御弁148Bを開弁してエアチャンバ20Bから空気を排出させるようにしてもよい。そして、ECU100は、上述のしきい値PTを用いて、PS>PTのときは制御弁148Aまたは148Bを開弁状態に維持し、PS≦PTとなったとき、制御弁148Aまたは148Bを閉弁するように指令してもよい。
Alternatively, when the vehicle height decreases, the
上記変形例1の場合、空気ばねと同数の圧力センサが必要となるが、この変形例2では、一組の車輪に対してひとつの圧力センサを備えればよく、コストを低減することができる。図5に示した圧力センサを、車両に装着された4つの車輪に対応する制御弁148で共用するようにすれば、さらにコストを低減することができる。 In the case of the first modification, the same number of pressure sensors as the air springs are required. However, in the second modification, it is sufficient to provide one pressure sensor for one set of wheels, and the cost can be reduced. . If the pressure sensor shown in FIG. 5 is shared by the control valves 148 corresponding to the four wheels mounted on the vehicle, the cost can be further reduced.
10 車両、 12 車体、 16 空気ばね、 18 アブソーバ、 20 エアチャンバ、 50 障害物、 100 ECU、 102 車高選択スイッチ、 104 車高センサ、 140 空気圧制御部、 142、148 制御弁、 144 パイロット弁、 146、150 圧力センサ、 148 制御弁、 160 コンプレッサ、 162 モータ、 166 高圧タンク、 168 高圧タンクバルブ、 170 排気バルブ、 190 空気供給ライン。 10 vehicle, 12 vehicle body, 16 air spring, 18 absorber, 20 air chamber, 50 obstacle, 100 ECU, 102 vehicle height selection switch, 104 vehicle height sensor, 140 air pressure control unit, 142, 148 control valve, 144 pilot valve, 146, 150 pressure sensor, 148 control valve, 160 compressor, 162 motor, 166 high pressure tank, 168 high pressure tank valve, 170 exhaust valve, 190 air supply line.
Claims (3)
車高低下または上昇の指示に応じて前記チャンバへの流体の流出入を調整する制御弁と、
車高低下時に前記チャンバ内の圧力が予め定められた圧力以下になったとき、該チャンバからの流体の排出を停止させる過剰排出防止手段と、
を備えることを特徴とする車両制御装置。 A fluid spring interposed between the sprung and unsprung portions of the vehicle and configured to generate an elastic force between the sprung and unsprung by a fluid-filled chamber; Vehicle height adjusting means for adjusting the vehicle height by inflow and outflow,
A control valve that adjusts the flow of fluid into and out of the chamber in response to an instruction to lower or raise the vehicle height;
Excessive discharge preventing means for stopping the discharge of fluid from the chamber when the pressure in the chamber becomes lower than a predetermined pressure when the vehicle height decreases;
A vehicle control device comprising:
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