JP2009056954A - Controller for air compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載されたエンジンにより駆動されるエアコンプレッサを制御する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for controlling an air compressor driven by an engine mounted on a vehicle.
一般に、中大型車(所謂普通トラック)では、ブレーキやクラッチ等の倍力装置として、圧縮空気を利用する空圧倍力装置が使用されている。圧縮空気は、エンジンに連結されたエアコンプレッサにより供給され、エアタンクに貯蔵される。エアタンク内の圧力が所定圧力に達すると、エアコンプレッサのアンローダが作動し、エアタンクへの圧縮空気の供給が止められる。エアタンクとエアコンプレッサのアンローダとを配管で結び、エアタンクからの指示圧力(エアタンク内の圧力)が所定圧力となった場合に、上記エアタンクとアンローダとを結ぶ配管に設けられたアンローダ用ガバナのピストンがエアコンプレッサの吸気弁を押し開き、エアコンプレッサのシリンダ室を大気開放してエアタンクへの圧縮空気の供給を止めるようになっている(特許文献1等参照)。 In general, in medium and large-sized vehicles (so-called ordinary trucks), pneumatic boosters that use compressed air are used as boosters for brakes, clutches, and the like. The compressed air is supplied by an air compressor connected to the engine and stored in an air tank. When the pressure in the air tank reaches a predetermined pressure, the unloader of the air compressor is activated and the supply of compressed air to the air tank is stopped. When the air tank and the unloader of the air compressor are connected by piping, and the indicated pressure from the air tank (pressure in the air tank) reaches a predetermined pressure, the piston of the unloader governor provided in the piping connecting the air tank and the unloader The intake valve of the air compressor is pushed open, the cylinder chamber of the air compressor is opened to the atmosphere, and the supply of compressed air to the air tank is stopped (see Patent Document 1, etc.).
一般に、中大型車は車両重量(積載重量)が大きく、また中大型車には省燃費性能の確保のために小排気量の高過給エンジンが採用されており、車両重量に比してエンジンの排気量が小さい中大型車では、エンジンブレーキやエキゾーストブレーキ(排気ブレーキ)のトルクが低下し、ブレーキの吸収馬力が不足しがちである。そこで、エンジンブレーキやエキゾーストブレーキが作動する車両の減速時にエアコンプレッサを作動させ、エンジンに負荷をかけることでブレーキの吸収馬力の不足分を補うことが考えられる。 In general, medium- and large-sized vehicles have a large vehicle weight (loading weight), and medium- and large-sized vehicles use a high-charged engine with a small displacement to ensure fuel-saving performance. In medium- and large-sized vehicles with small engine displacement, the engine brake and exhaust brake (exhaust brake) torque decreases, and the horsepower for absorbing the brake tends to be insufficient. Therefore, it is conceivable to compensate for the deficiency in the absorption horsepower of the brake by operating the air compressor during deceleration of the vehicle on which the engine brake or the exhaust brake operates, and applying a load to the engine.
しかし、車両の減速時にエアタンク内の圧力が所定圧力に達するとエアコンプレッサのアンローダが作動して、エアコンプレッサは非作動状態(アンロード状態)となるので、ブレーキの吸収馬力を安定して得ることができない。 However, if the pressure in the air tank reaches a predetermined pressure when the vehicle is decelerating, the air compressor unloader is activated and the air compressor is inactive (unloaded). I can't.
そこで、本発明の目的は、車両の減速時にエアコンプレッサを非作動とすることなく継続して作動させることで、エンジンに負荷をかけてブレーキの吸収馬力の不足分を補うことができるエアコンプレッサの制御装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an air compressor capable of compensating for a deficiency in the absorption horsepower of a brake by applying a load to the engine by continuously operating the air compressor without deactivating it when the vehicle is decelerated. It is to provide a control device.
上記目的を達成するために、本発明は、車両に搭載されたエンジンにより駆動され、空気を圧縮するエアコンプレッサと、該エアコンプレッサに並列に接続され、圧縮空気を貯蔵するメインエアタンク及びサブエアタンクと、上記エアコンプレッサからの圧縮空気を上記メインエアタンクに供給する第一位置と上記エアコンプレッサからの圧縮空気を上記サブエアタンクに供給する第二位置とを有する切換弁と、該切換弁を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記車両の減速時を除く走行時は、上記切換弁を上記エアコンプレッサからの圧縮空気を上記メインエアタンクに供給する上記第一位置に切り換え、上記車両の減速時には、上記切換弁を上記エアコンプレッサからの圧縮空気を上記サブエアタンクに供給する上記第二位置に切り換えるものである。 In order to achieve the above object, the present invention is an air compressor that is driven by an engine mounted on a vehicle and compresses air, and a main air tank and a sub air tank that are connected in parallel to the air compressor and store compressed air. A switching valve having a first position for supplying compressed air from the air compressor to the main air tank and a second position for supplying compressed air from the air compressor to the sub air tank, and control for controlling the switching valve And the control means switches the switching valve to the first position for supplying compressed air from the air compressor to the main air tank during traveling except when the vehicle decelerates, and decelerates the vehicle. Sometimes, the switching valve is in the second position for supplying compressed air from the air compressor to the sub air tank. It is intended to switch.
ここで、上記制御手段は、上記車両の減速時に、上記切換弁が上記第二位置にある状態で上記サブエアタンク内の圧力が所定圧力に達すると、上記切換弁を上記第二位置から上記第一位置に切り換えるものであっても良い。 Here, when the pressure in the sub air tank reaches a predetermined pressure while the switching valve is in the second position during deceleration of the vehicle, the control means moves the switching valve from the second position to the first position. It may be switched to one position.
また、上記車両の減速時は、アクセルが踏まれていない状態であり、且つ、クラッチが接状態であり、且つ、トランスミッションがギヤイン状態であるときであっても良い。 The vehicle may be decelerated when the accelerator is not stepped on, the clutch is in the engaged state, and the transmission is in the gear-in state.
本発明によれば、車両の減速時にエアコンプレッサを非作動とすることなく継続して作動させることで、エンジンに負荷をかけてブレーキの吸収馬力の不足分を補うことができるエアコンプレッサの制御装置を提供することができるという優れた効果を奏する。 According to the present invention, a control device for an air compressor that can make up for a shortage of the absorption horsepower of a brake by applying a load to the engine by continuously operating the air compressor without deactivating it when the vehicle decelerates. It is possible to provide an excellent effect.
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るエアコンプレッサの制御装置の概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram of a control device for an air compressor according to an embodiment of the present invention.
図1中、1は、図示しない車両(トラック)に搭載されたエンジン(ディーゼルエンジン)であり、2は、エンジン1により駆動され、空気を圧縮するエアコンプレッサである。 In FIG. 1, 1 is an engine (diesel engine) mounted on a vehicle (truck) (not shown), and 2 is an air compressor that is driven by the engine 1 and compresses air.
本実施形態に係るエアコンプレッサ2は、シリンダ室、そのシリンダ室内を往復動するピストン及びそのピストンを駆動するクランク軸を有するレシプロ型のエアコンプレッサである。エアコンプレッサ2の吸気口には吸気管3が接続され、エアコンプレッサ2の吐出口には供給管4が接続される。エアコンプレッサ2のクランク軸は、ベルト等を介してエンジン1のクランク軸に接続される。
The air compressor 2 according to this embodiment is a reciprocating type air compressor having a cylinder chamber, a piston that reciprocates in the cylinder chamber, and a crankshaft that drives the piston. An
エアコンプレッサ2に接続された吸気管3には、エアフィルタ5が配設される。エアコンプレッサ2に接続された供給管4には、エアコンプレッサ2によって圧縮された空気(圧縮空気)を貯蔵するメインエアタンク(ウェットエアタンク)6と、エアコンプレッサ2からの圧縮空気を貯蔵するサブエアタンク7とが並列に配設される。本実施形態では、サブエアタンク7はメインエアタンク6と同一容量に設定される。
An
メインエアタンク6及びサブエアタンク7とエアコンプレッサ2とを結ぶ供給管4には、図示しないサイレンサ、エアドライヤ、逆止弁等が配設される。上記逆止弁は、エアコンプレッサ2からメインエアタンク6及びサブエアタンク7への圧縮空気の流れを許容し、メインエアタンク6及びサブエアタンク7からエアコンプレッサ2への圧縮空気の流れを阻止するようになっている。
The
エアコンプレッサ2は、吸気管3に配設されたエアフィルタ5を介して空気をシリンダ室内に吸引し、シリンダ室内を往復動するピストンによってシリンダ室内の空気を圧縮する。エアコンプレッサ2からの圧縮空気は、供給管4に配設されたプロテクションバルブ(4ウェイプロテクションバルブ)17を介して、圧縮空気により駆動される各種装置に供給される。上記各種装置としては、車両に搭載されたエアサスペンションシステム、クラッチの倍力装置(クラッチブースター)、排気ブレーキ装置やトランスミッションのシフト装置等(図示せず)が含まれる。
The air compressor 2 sucks air into the cylinder chamber via an
エアコンプレッサ2からの圧縮空気は、メインエアタンク6とエアコンプレッサ2とを結ぶ供給管4を通してメインエアタンク6に供給され、メインエアタンク6に一旦貯蔵される。また、エアコンプレッサ2からの圧縮空気は、サブエアタンク7とエアコンプレッサ2とを結ぶ供給管4を通してサブエアタンク7に供給され、サブエアタンク7に一旦貯蔵される。
Compressed air from the air compressor 2 is supplied to the
エアコンプレッサ2は、メインエアタンク6内或いはサブエアタンク7内の圧力が第一所定圧力(エアコンプレッサ2の非作動圧力)P1に達したときにエアコンプレッサ2を非作動状態(アンロード状態)とし、メインエアタンク6内或いはサブエアタンク7内の圧力が低下して上記第一所定圧力P1より低い第二所定圧力(エアコンプレッサ2の作動圧力)P2(P2<P1)に達したときにエアコンプレッサ2を作動状態(ロード状態)とするアンローダ18を有する。エアコンプレッサ2のアンローダ18とメインエアタンク6及びサブエアタンク7とが指示圧力導入管8で接続される。
When the pressure in the
アンローダ18は、エアコンプレッサ2が作動状態であるときに、メインエアタンク6或いはサブエアタンク7からの指示圧力(メインエアタンク6内或いはサブエアタンク7内の圧力)が第一所定圧力P1に達した場合に、指示圧力導入管8内の圧力が作用するアンローダ用ガバナのピストンがエアコンプレッサ2の吸気弁を押し開き、エアコンプレッサ2のシリンダ室が大気開放される。これにより、エアコンプレッサ2が圧縮仕事をしない非作動状態となり、メインエアタンク6或いはサブエアタンク7への圧縮空気の供給が中止される。
The
エアコンプレッサ2のクランク軸は、エンジン1の運転時には常にエンジン1のクランク軸によって回転されるので、アンローダ18の作動時(エアコンプレッサ2の非作動時)には、吸気管3内の空気は、ピストンの往復動に伴って、シリンダ室に対する流入及び流出を繰り返す。よって、エンジン1に接続されたエアコンプレッサ2は、非作動状態のときには圧縮仕事をしない。
Since the crankshaft of the air compressor 2 is always rotated by the crankshaft of the engine 1 when the engine 1 is operating, when the
一方、エアコンプレッサ2が非作動状態であるときに、メインエアタンク6或いはサブエアタンク7からの指示圧力(メインエアタンク6内或いはサブエアタンク7内の圧力)が低下して上記第二所定圧力P2に達した場合に、アンローダ用ガバナのピストンによって押されていたエアコンプレッサ2の吸気弁が閉じられるので、エアコンプレッサ2が作動状態となり、エアコンプレッサ2からの圧縮空気がメインエアタンク6或いはサブエアタンク7に充填される。
On the other hand, when the air compressor 2 is not in operation, the command pressure from the
本実施形態に係る制御装置は、エアコンプレッサ2とメインエアタンク6及びサブエアタンク7とを結ぶ供給管4に配設された第一切換弁9と、メインエアタンク6及びサブエアタンク7とエアコンプレッサ2のアンローダ18とを結ぶ指示圧力導入管8に配設された第二切換弁10と、メインエアタンク6及びサブエアタンク7とプロテクションバルブ17(上記各種装置)とを結ぶ供給管4に配設された第三切換弁11と、これら第一切換弁9、第二切換弁10及び第三切換弁11を制御するコントローラ(制御手段)12とを備える。
The control device according to this embodiment includes a first switching valve 9 disposed in a
第一切換弁9は、電磁弁であり、エアコンプレッサ2からの圧縮空気をメインエアタンク6に供給する第一位置と、エアコンプレッサ2からの圧縮空気をサブエアタンク7に供給する第二位置とを有する。本実施形態では、第一切換弁9は、オンする(電磁ソレノイドに通電する)とエアコンプレッサ2からの圧縮空気をメインエアタンク6に供給する第一位置に切り換えられ、オフする(電磁ソレノイドの通電を解除する)とエアコンプレッサ2からの圧縮空気をサブエアタンク7に供給する第二位置に切り換えられるように構成される。
The first switching valve 9 is an electromagnetic valve, and has a first position for supplying compressed air from the air compressor 2 to the
第二切換弁10は、電磁弁であり、メインエアタンク6からの指示圧力(メインエアタンク6内の圧力)をエアコンプレッサ2のアンローダ18に導入する第一位置と、サブエアタンク7からの指示圧力(サブエアタンク7内の圧力)をエアコンプレッサ2のアンローダ18に導入する第二位置とを有する。本実施形態では、第二切換弁10は、オンするとメインエアタンク6からの指示圧力(メインエアタンク6内の圧力)をエアコンプレッサ2のアンローダ18に導入する第一位置に切り換えられ、オフするとサブエアタンク7からの指示圧力(サブエアタンク7内の圧力)をエアコンプレッサ2のアンローダ18に導入する第二位置に切り換えられるように構成される。
The
第三切換弁11は、電磁弁であり、メインエアタンク6内に貯蔵された圧縮空気を上記各種装置に供給する第一位置と、サブエアタンク7内に貯蔵された圧縮空気を上記各種装置に供給する第二位置とを有する。本実施形態では、第三切換弁11は、オンするとメインエアタンク6内に貯蔵された圧縮空気を上記各種装置に供給する第一位置に切り換えられ、オフするとサブエアタンク7内に貯蔵された圧縮空気を上記各種装置に供給する第二位置に切り換えられるように構成される。
The
サブエアタンク7には、サブエアタンク7内の圧力を検出する圧力センサ13が設けられており、圧力センサ13からの検出信号がコントローラ12に入力されるようになっている。
The
本実施形態の第一切換弁9、第二切換弁10及び第三切換弁11の作動を説明する。
The operation of the first switching valve 9, the
本実施形態では、コントローラ12は、車両の減速時を除く走行時には、第一切換弁9、第二切換弁10及び第三切換弁11をそれぞれ第一位置に切り換えて、エアコンプレッサ2をメインエアタンク6に接続し、エアコンプレッサ2からの圧縮空気をメインエアタンク6に供給して充填し、一方、車両の減速時には、第一切換弁9、第二切換弁10及び第三切換弁11をそれぞれ第二位置に切り換えて、エアコンプレッサ2をサブエアタンク7に接続し、エアコンプレッサ2からの圧縮空気を優先的にサブエアタンク7に供給して充填するようになっている。
In the present embodiment, the
また、コントローラ12は、車両の減速時に、第一切換弁9、第二切換弁10及び第三切換弁11がそれぞれ第二位置にある状態で、圧力センサ13で検出されたサブエアタンク7内の圧力が上記第一所定圧力P1に達すると、第一切換弁9、第二切換弁10及び第三切換弁11をそれぞれ第二位置から第一位置に切り換えて、エアコンプレッサ2をメインエアタンク6に接続し、エアコンプレッサ2からの圧縮空気をメインエアタンク6に供給して充填するようになっている。
In addition, the
本実施形態では、コントローラ12は、アクセルが踏まれていない状態(アクセルスイッチ14がオフ)であり、且つ、クラッチが接状態(クラッチスイッチ15がオフ)であり、且つ、トランスミッションがギヤイン状態(ニュートラルスイッチ16がオフ)であるエンジンブレーキ或いは排気ブレーキ装置の作動時に、車両が減速していると判断するようになっている。
In this embodiment, the
要するに本実施形態によれば、エアコンプレッサ2にメインエアタンク6及びサブエアタンク7を並列に接続し、車両の減速時を除く走行時には、エアコンプレッサ2からの圧縮空気をメインエアタンク6に供給して充填し、ブレーキ(エンジンブレーキや排気ブレーキ装置等)が作動される車両の減速時には、エアコンプレッサ2からの圧縮空気を優先的にサブエアタンク7に供給して充填するようにしたので、車両の減速時を除く走行時に比べて相対的に時間が短い車両の減速時に圧縮空気が充填されるサブエアタンク7は、メインエアタンク6と比較して満タンとなり難く、車両の減速時にエアコンプレッサ2を非作動とすることなく継続して作動させることが可能となる。よって、エアコンプレッサ2を車両の減速時に継続して作動させることができ、エンジン1に負荷をかけてブレーキの吸収馬力の不足分を補うことが可能となる。
In short, according to the present embodiment, the
また本実施形態によれば、車両の減速時を除く走行時には、エアコンプレッサ2からの圧縮空気をメインエアタンク6に供給して充填するようにしたので、車両の減速時に比べて相対的に時間が長い車両の減速時を除く走行時に圧縮空気が充填されるメインエアタンク6は、常に満タンに近い状態に保たれる。よって、大きな駆動トルクを必要とする車両の加速時のエアコンプレッサ2の作動頻度を減少させることができ、省燃費性能を確保することが可能となる。
According to the present embodiment, the compressed air from the air compressor 2 is supplied and filled in the
次に、コントローラ12による処理フローを図2に基づいて説明する。
Next, the processing flow by the
図2は、コントローラによる処理フローチャートである。 FIG. 2 is a process flowchart by the controller.
第一切換弁9、第二切換弁10及び第三切換弁11がメインエアタンク6側の第一位置にあるときに、本処理フローを実行するものとし、本処理フローを終了するときは、第一切換弁9、第二切換弁10及び第三切換弁11をメインエアタンク6側の第一位置に切り換えることとする。
This processing flow is executed when the first switching valve 9, the
ステップS1において、コントローラ12は、アクセルスイッチ14がオフであるか否かの判定を行う。コントローラ12は、アクセルスイッチ14がオフである場合はステップS2へ進み、アクセルスイッチ14がオンである場合は本処理フローを終了する。
In step S1, the
ステップS2において、コントローラ12は、クラッチスイッチ15がオフであるか否かの判定を行う。コントローラ12は、クラッチスイッチ15がオフである場合はステップS3へ進み、クラッチスイッチ15がオンである場合は本処理フローを終了する。
In step S2, the
ステップS3において、コントローラ12は、ニュートラルスイッチ16がオフであるか否かの判定を行う。コントローラ12は、ニュートラルスイッチ16がオフである場合はステップS4へ進み、ニュートラルスイッチ16がオンである場合は本処理フローを終了する。
In step S3, the
ステップS4において、コントローラ12は、第一切換弁9、第二切換弁10及び第三切換弁11をメインタンク6側の第一位置からサブエアタンク7側の第二位置に切り換えて、エアコンプレッサ2及び上記各種装置(第一切換弁9、第二切換弁10及び第三切換弁11)をサブエアタンク7に接続し、エアコンプレッサ2からの圧縮空気をサブエアタンク7に充填すると共に、サブエアタンク7内に貯蔵された圧縮空気を上記各種装置に供給する。
In step S4, the
ステップS5において、コントローラ12は、サブエアタンク7が満タンか否かの判定を行う。コントローラ12は、圧力センサ13で検出されるサブエアタンク7内の圧力が上記第一所定圧力P1以上である(サブエアタンク7が満タンである)場合は本処理フローを終了し、圧力センサ13で検出されるサブエアタンク7内の圧力が上記第一所定圧力P1より小さい(サブエアタンク7が満タンではない)場合はステップS6に進む。
In step S5, the
ステップS6において、コントローラ12は、圧力センサ13で検出されるサブエアタンク7内の圧力がサブエアタンク7の最低保証作動圧力xより小さいか否かの判定を行う。コントローラ12は、サブエアタンク7内の圧力がサブエアタンク7の最低保証作動圧力xより小さい場合は本処理フローを終了し、サブエアタンク7内の圧力がサブエアタンク7の最低保証作動圧力x以上である場合はステップS1に戻る。
In step S <b> 6, the
ここで、上記最低保証作動圧力x(例えば、6kg/cm2)は、圧縮空気により駆動される上記各種装置の部品が圧力低下のために正常に作動しない値(例えば、5.5kg/cm2)以上、圧縮空気により駆動される上記各種装置の部品が高圧のため破損する値(例えば、10kg/cm2)以下の値に設定される。 Here, the minimum guaranteed operating pressure x (e.g., 6 kg / cm 2) is normally actuated without value for the component pressure drop of the various devices driven by compressed air (e.g., 5.5 kg / cm 2 As described above, the value is set to a value equal to or lower than a value (for example, 10 kg / cm 2 ) at which the components of the various devices driven by compressed air are damaged due to high pressure.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various other embodiments can be adopted.
上記実施形態では、サブエアタンク7はメインエアタンク6と同一容量に設定されるとしたが、これには限定はされず、サブエアタンク7がメインエアタンク6とは異なる容量に設定されても良い。
In the above embodiment, the
1 エンジン
2 エアコンプレッサ
6 メインエアタンク(ウェットエアタンク)
7 サブエアタンク
9 第一切換弁(切換弁)
12 コントローラ(制御手段)
1 Engine 2
7 Sub air tank 9 1st switching valve (switching valve)
12 Controller (control means)
Claims (3)
上記制御手段は、上記車両の減速時を除く走行時は、上記切換弁を上記エアコンプレッサからの圧縮空気を上記メインエアタンクに供給する上記第一位置に切り換え、上記車両の減速時には、上記切換弁を上記エアコンプレッサからの圧縮空気を上記サブエアタンクに供給する上記第二位置に切り換えることを特徴とするエアコンプレッサの制御装置。 An air compressor that is driven by an engine mounted on a vehicle and compresses air; a main air tank and a sub air tank that are connected in parallel to the air compressor and store compressed air; and the compressed air from the air compressor is used as the main air tank A switching valve having a first position for supplying the compressed air from the air compressor and a second position for supplying the compressed air from the air compressor to the sub air tank, and a control means for controlling the switching valve,
The control means switches the switching valve to the first position for supplying compressed air from the air compressor to the main air tank during traveling except when the vehicle is decelerating, and when the vehicle is decelerating, the switching valve. Is switched to the second position for supplying compressed air from the air compressor to the sub air tank.
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JP2012001032A (en) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Isuzu Motors Ltd | Method of controlling air compressor of internal combustion engine, and air system of internal combustion engine |
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