JP2012087742A

JP2012087742A - エアドライヤ保護装置

Info

Publication number: JP2012087742A
Application number: JP2010236863A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Yokoshima; 克彦横島
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2012-05-10

Abstract

【課題】コスト増を招くことなくエアドライヤ内の乾燥不足を解消することができるようにしたエアドライヤ保護装置を提供する。
【解決手段】エアコンプレッサ４とエアタンク１４との間に介装され、エアコンプレッサ４からエアタンク１４に供給される圧縮空気の水分を除去するエアドライヤ１２を保護する装置であって、作動要求に応じてエアタンク１２内の圧縮空気を使用するエア機器の作動を制御する制御手段２２を備え、制御手段２２は、エアドライヤ１２の作動が予め設定された所定時間以上継続すると、エア機器２０の作動を禁止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用の圧縮空気供給システムに用いて好適の、エアドライヤ保護装置に関するものである。

自動車（特に大型自動車）等の車両において、車載の機器類に圧縮空気を用いて作動させるものが搭載されている。このような機器類には、ブレーキシステムやドア開閉装置等が一般的であるが、近年、例えば路線バス等には、乗降時にステップ又はフロアの位置を低下させ、乗降をし易くする圧縮空気を用いたニーリング装置が搭載されたものがある。
例えば、特許文献１には、空気供給源からレベリングバルブを介して空気が供給される左右エアスプリングをそなえたエアサスペンション車において、排気バルブによって乗降口側ベローズ内の空気を排出し、車体の乗降口側を下げるニーリング作用を行わせるものが記載されている。

ところで、上記の圧縮空気を供給する圧縮空気供給システム（空気供給源）には、空気を圧縮するコンプレッサ（空気圧縮装置）と圧縮空気を貯留するエアタンクとが装備され、エアタンク内の圧縮空気圧力を所定圧力に保つようにコンプレッサの運転を制御するが、これと共に、コンプレッサとエアタンクとを連絡するエア管路の途中に、圧縮空気に含まれている水分を除去するための除湿手段としてのエアドライヤが備えられている。

特許文献２には、冷凍式エアドライヤの運転を節約するために、エアタンクの圧縮空気が使用されていないときには、エアドライヤを停止する技術が提案されている。つまり、エアタンクを使用すれば圧縮空気の圧力（エア圧）が低下し、エア圧が低下すればコンプレッサを作動させてエア圧を回復させるが、このコンプレッサが作動している際、及び、コンプレッサが停止しているが圧縮空気を使用している際に特定してエアドライヤを運転し、圧縮空気が使用されていないときにはエアドライヤを停止する。

特許３０５２９９１号公報特許３５３２６５０号公報

ところで、上記の圧縮空気供給システムでは、エアタンク内のエア圧がエアロードレベル（下限値）まで低下すると、コンプレッサを作動させてエアタンク内のエア圧をエアパージレベル（上限値）まで上昇させる。通常、このコンプレッサを作動させてエアタンク内に圧縮空気を供給する際に圧縮空気がエアドライヤを通過して除湿される。
エアドライヤは、内部を流通する空気内に含まれる水分や油分を水分除去フィルタと油分除去フィルタとから成る吸着部で吸着し分離して圧縮空気の除湿を行なうが、吸着部に吸着した水分等は、エアタンク内への圧縮空気供給が停止している間に、エアドライヤに設けられたパージバルブを作動させてエアドライヤから排出する。

通常、エアタンクの容量は、圧縮空気を使用する機器類の数や各機器の圧縮空気使用量や圧縮空気使用頻度に応じて設定されるため、コンプレッサの連続作動時間も過剰に長くはならず、エアドライヤによる除湿時間も過剰に長くはならず、また、コンプレッサの休止時間もある程度確保されるため、エアドライヤに吸着された水分の排出時間もある程度確保される。

しかしながら、近年は、圧縮空気を使用する機器類の数や各機器の圧縮空気使用量や圧縮空気使用頻度が増大し、例えば圧縮空気の最大使用頻度を想定してエアタンクの容量を設定したのでは、タンクの容量が過大となり、車両の重量増やコスト増を招くため、圧縮空気の標準的な使用頻度を想定し、エアタンクの容量を決めざるを得ない。
この場合、圧縮空気の使用頻度が想定以上になると、エアドライヤによる除湿時間が過剰に長くなり、エアドライヤの除湿能力が低下し、エアタンクに送給する圧縮空気の除湿を十分に行なえないおそれがあり、エアタンク内に水が溜まり易くなる。また、エアドライヤに吸着された水分の排出時間も十分に確保されず、この結果、圧縮空気の除湿後に行なうエアドライヤ内の乾燥（水分排出、再生とも言う）が不十分になり、エアドライヤの劣化を招くだけでなく、これによっても、エアタンク内に水が溜まり易くなって、エアタンク内の水排出点検を怠れば、使用する機器類の誤作動を招くおそれがある。

また、同一車種でもオプションによって圧縮空気を使用する機器類を追加した場合、これに合わせてタンクの容量を増大させるのはコスト増を招く。この場合にも、エアタンクの容量以上に圧縮空気を使用する場合が発生し、やはり、エアドライヤ内の水分排出が不十分になり、エアタンク内に水が溜まり易くなる。
特に、特許文献１に記載されるようなニーリング装置は、短時間に多量の圧縮空気を使用し、例えば、路線バスの場合、頻繁に停車してニーリング装置を使用することがあり、停車時にはドア開閉装置にも圧縮空気を使用するので、圧縮空気の使用頻度が著しく高まり、エアドライヤによる除湿時間が過剰に長くなり、エアドライヤに吸着された水分の排出時間も十分に確保されない場合がある。

本発明は、かかる課題に鑑み創案されたもので、コスト増を招くことなくエアドライヤの除湿能力の確保と、エアドライヤ内の乾燥不足の解消を行なうことができるようにした、エアドライヤ保護装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明のエアドライヤ保護装置は、エアコンプレッサとエアタンクとの間に介装され、前記エアコンプレッサから前記エアタンクに供給される圧縮空気の水分を除去するエアドライヤを保護する装置であって、作動要求に応じて前記エアタンク内の圧縮空気を使用するエア機器の作動を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記エアドライヤの作動が予め設定された所定時間以上継続したか否かを判定すると判定手段と、前記判定手段が、前記エアドライヤの作動が前記所定時間以上継続したと判定したら前記エア機器の作動を禁止する禁止手段とをそなえていることを特徴としている。

前記判定手段は、前記エア機器の作動禁止が予め設定された第２所定時間以上継続したか否かを判定し、前記制御手段は、前記判定手段が、前記エア機器の作動禁止が前記第２所定時間以上継続したと判定したら前記エア機器の作動を許可する許可手段をそなえていることが好ましい。
あるいは、前記判定手段は、前記エアドライヤの乾燥が予め設定された第３所定時間以上継続したか否かを判定し、前記制御手段は、前記判定手段が、前記乾燥検出手段により検出されるエアドライヤの乾燥が前記第３所定時間以上継続したと判定したら、作動要求に応じて前記エア機器の作動を許可する許可手段をそなえていることが好ましい。

前記エア機器には、ニーリング装置が含まれていることが好ましい。

本発明のエアドライヤ保護装置によれば、エアドライヤの作動が予め設定された時間以上継続すると、エア機器の作動を禁止するので、エアドライヤの継続作動時間、つまり、エアドライヤによる除湿時間を抑えることができ、空気の除湿に応じて溜まるエアドライヤ内の水分量を抑えることができ、コスト増を招くことなく、エアドライヤの除湿能力の確保と、除湿後のエアドライヤ内の乾燥不足を解消することができる。したがって、乾燥不足によるエアドライヤの劣化を防ぎ、エアタンク内に水が溜まることによる使用する機器類の誤作動のおそれを防止できる。

そして、このエア機器の作動禁止が予め設定された第２所定時間以上継続すると、エア機器の作動を許可することにより、エア機器の作動禁止を過剰に継続することが解消され、圧縮空気の除湿によるエアドライヤ内の水分量の増大を抑えながら、可能な限りエア機器を作動させることができる。
あるいは、エアドライヤの乾燥が予め設定された第３所定時間以上継続したら、エア機器の作動を許可することにより、エアドライヤ内をより確実に乾燥させながら、可能な限りエア機器を作動させることができる。

エア機器に、短時間に多量の圧縮空気を使用するニーリング装置が含まれる場合、ニーリング装置の使用頻度が高い場合にニーリング装置の作動を禁止するので、ニーリング出来ない不便さは生じるものの、エアドライヤ内を確実に乾燥させ、エアドライヤの劣化や、エアタンク内に水が溜まることによる使用機器類の誤作動のおそれを防止できる。

本発明の一実施形態にかかる圧縮空気供給システムをエア機器類と共に示す構成図である。本発明の一実施形態にかかる圧縮空気供給システムのエアドライヤの保護制御を説明するフローチャートである。本発明の一実施形態にかかる圧縮空気供給システムのエアドライヤの作動を説明するタイムチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図１は本実施形態にかかる圧縮空気供給システムをエア機器類と共に示す構成図であり、図1に示すように、圧縮空気供給システムは、エアコンプレッサ４と、エアドライヤ１２と、エアタンク１４とを備えている。
エアコンプレッサ４は、エンジン２の回転軸に接続されてエンジン２によって駆動される。このエアコンプレッサ４は、空気導入路８ｂから導入された空気を圧縮してエア配管１０ａを通じてエアタンク１４に送出する。この空気の導入には、エンジン２の吸気系が利用される。つまり、空気取入口６から取り入れた空気をエンジン２に供給する吸気通路８の下流は、エンジン２の吸気マニホルド側に続く吸気通路８ａと空気導入路８ｂとに分岐しており、空気取入口６から取り入れた空気の一部がエアコンプレッサ４に導入される。なお、空気取入口６の近傍には図示しないエアクリーナがあり、エンジン２にもエアコンプレッサ４にも浄化された空気が供給される。

エアコンプレッサ４とエアタンク１４とを接続するエア配管１０ａには、エアドライヤ１２が介装される。このエアドライヤ１２は、詳細を図示しないが、ケース内に、エアコンプレッサ４の吐出口に通じる空気取入口とエアタンク１４に通じる空気取出口とが連通するように形成された空気流路が備えられ、空気流路には水分除去フィルタと油分除去フィルタとから成る吸着部が設けられる。

吸着部は、エアコンプレッサ４からエアタンク１４に圧縮空気が送られる際に、この空気流路を流通する圧縮空気から水分等を除去する。ケースの底部には、パージバルブ及びドレン排出口が設けられ、エアコンプレッサ４からエアタンク１４への圧縮空気の供給が停止している際に、パージバルブの作動により、吸着部に吸着した水分や油分は油分及び水分がドレン排出口より排出できるようになっている。

エアタンク１４には、エアドライヤ１２によって水分を除去された圧縮空気が送り込まれる。このエアタンク１４には、ブレーキシステム（ブレーキ装置）１６，ドア開閉システム（ドア開閉装置）１８，ニーリングシステム（ニーリング装置）２０といったエア機器がエア配管１０ｂを通じて接続され、各エア機器は、それぞれの機器に対する作動要求に応じてエアタンク１４内の圧縮エアを導入し、機器の各部を作動させる。なお、ブレーキシステム１６，ドア開閉システム１８，ニーリングシステム２０は、何れも圧縮空気供給システムから供給される圧縮空気を用いて作動する公知の装置である。

本実施形態では、エアコンプレッサ４，エアドライヤ１２の作動を制御するとともに、エア機器のうちの一つであるニーリングシステム２０の作動を規制するために、制御手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）２２が備えられている。
ＥＣＵ２２は、エアタンク１４内の圧力に応じてエアコンプレッサ４の作動を制御し、エアコンプレッサ４の作動状態に基づいてエアドライヤ１２のパージバルブの作動を制御する。そして、エアドライヤ１２の状態に応じて、ニーリングシステム２０の作動の規制及び規制の解除をする。ＥＣＵ２２は、ＣＰＵ，メモリ，タイマカウンタなどから構成され、設定されたソフトウェア（コンピュータプログラム）に応じて各制御を行なう。

このため、ＥＣＵ２２には、エアタンク１４内或いはその近傍の圧力を検出する圧力センサ２４が接続されており、この圧力センサ２４からの信号に基づいてエアコンプレッサ４，エアドライヤ１２及びニーリングシステム２０の制御を行なう。
つまり、ＥＣＵ２２は、圧力センサ２４による検出情報からエアタンク１４内のエア圧が予め設定された下限圧まで低下したことが判明するとエアコンプレッサ４を作動させ、エアコンプレッサ４の作動によって、エアタンク１４内のエア圧が予め設定された上限圧まで上昇したことが判明するとエアコンプレッサ４を停止させる（図３参照）。

また、ＥＣＵ２２は、エアコンプレッサ４が作動している際には、エアドライヤ１２のパージバルブを閉鎖状態にして、エアコンプレッサ４からエアタンク１４に圧縮空気が送られる際に、吸着部が空気流路を流通する圧縮空気から水分等を除去する。一方、エアコンプレッサ４が停止している際には、エアドライヤ１２のパージバルブを予め設定された所定時間だけパージ状態にして、エアドライヤ１２の吸着部に吸着した水分や油分は油分及び水分をドレン排出口より排出する。

また、ＥＣＵ２２は、エアドライヤ１２が圧縮空気を除湿している際の継続時間Ｔをカウントして、この継続時間Ｔが予め設定された第１所定時間Ｔ_１以上になったかを判定する機能（判定手段）２２ａと、判定手段２２ａが、継続時間Ｔが予め設定された第１所定時間Ｔ_１以上になったと判定したら、特定のエア機器の作動を禁止する機能（禁止手段）２２ｂとをそなえている。ここでは、特定の作動機器として、車両の運行に必須ではなく且つ圧縮空気の消費量が多いニーリングシステム２０を作動禁止の対象としている。

なお、この第１所定時間Ｔ_１は、エアドライヤ１２の除湿能力の保持と、除湿後のエアドライヤ１２の乾燥（再生）を考慮して設定する。つまり、エアドライヤ１２が圧縮空気を除湿する継続時間Ｔが増大すると、次第に、エアドライヤ１２の吸着部に吸着される水分が増大して除湿能力が低下し、さらに除湿後のエアドライヤ１２の乾燥（再生）に要する時間も増大していく。そこで、エアドライヤ１２による連続除湿によってエアドライヤ１２の吸着部に吸着される水分が過剰にならないように、例えば予め試験等を行なって第１所定時間Ｔ_１を設定する。

さらに、判定手段２２ａは、このニーリングシステム２０の作動禁止が予め設定された第２所定時間Ｔ_２以上継続したか否かも判定し、ＥＣＵ２２は、判定手段２２ａで作動禁止が予め設定された第２所定時間Ｔ_２以上継続したと判定したらニーリングシステム２０の作動禁止を解除し、作動を許可する機能（許可手段）２２ｃをそなえている。なお、ここでは、判定手段２２ａ、禁止手段２２ｂ、許可手段２２ｃを何れもソフトウェアで構成しているが、これらの一部又はすべてをハードウェアで構成することもできる。

なお、この第２所定時間Ｔ_２は、エア機器（ニーリングシステム）２０の作動禁止を一定時間に制限することにより、エアドライヤ１２の吸着部に吸着される水分量の抑制と、エア機器（ニーリングシステム）２０の使用要求への応答とをバランスさせるためのもので、ある程度の時間エア機器（ニーリングシステム）２０の作動を禁止することにより、アドライヤ１２の吸着部に吸着される水分が過剰にならないようにできるという観点から、例えば予め試験等を行なって第２所定時間Ｔ_２を設定する。

本発明の一実施形態にかかるエアドライヤ保護装置は、上述のように構成されるので、例えば図２のフローチャートに示すように動作して、エアドライヤ１２を保護する。なお、図２のフローは予め設定された制御周期で実施されるものとする。また、フローチャートに記載するフラグＦはエアドライヤ保護のためのニーリングシステム２０の作動禁止中に１とされ、作動禁止が解除されたとき（作動許可中）に０とされる。

つまり、まず、フラグＦが０か否かを判断する（ステップＳ１０）。ニーリングシステム２０の作動禁止中でなければ、フラグＦは０であり、次に、エアドライヤ１２が作動中（圧縮空気を除湿中）であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。エアドライヤ１２が作動中なら、タイマカウントを実施する（ステップＳ３０）。そして、カウントしたタイマ値Ｔが予め設定された所定時間Ｔ_１以上か否かを判定する（ステップＳ４０）。タイマ値Ｔが所定時間Ｔ_１以上でないなら、エア機器（ニーリングシステム２０）の作動を許可する（ステップＳ１００）。タイマ値Ｔが所定時間Ｔ_１以上なら、エア機器（ニーリングシステム２０）の作動を禁止する（ステップＳ５０）。こうして、エア機器（ニーリングシステム２０）の作動を禁止したら、フラグＦを１にセットして（ステップＳ６０）、今回の制御周期を終了する。

こうして、フラグＦが１にセットされると、次の制御周期では、ステップＳ１０からＮＯルートに進み、タイマ値Ｔが予め設定された所定時間（Ｔ_１＋Ｔ_２）以上か否かを判定する（ステップＳ７０）。この所定時間（Ｔ_１＋Ｔ_２）は、所定時間Ｔ_１に第２所定時間Ｔ_２を加算したもので、ステップＳ７０は作動禁止が第２所定時間Ｔ_２以上継続したかを判断することになる。タイマ値Ｔが予め設定された所定時間（Ｔ_１＋Ｔ_２）以上にならない限り、つまり、第２所定時間Ｔ_２だけ作動禁止が継続され、タイマ値Ｔが予め設定された所定時間（Ｔ_１＋Ｔ_２）以上になったら、タイマカウントを中止し、タイマ値を０にリセットする（ステップＳ８０）。そして、フラグＦを０にリセットして（ステップＳ９０）、エア機器（ニーリングシステム２０）の作動禁止を解除（作動を許可）する（ステップＳ１００）。

このように、本エアドライヤ保護装置によれば、エアドライヤ１２の作動が予め設定された時間Ｔ_１以上継続すると、エア機器（ニーリングシステム２０）の作動を禁止するので、エアドライヤの継続作動時間、つまり、エアドライヤによる除湿時間を抑えることができ、圧縮空気の除湿に応じて溜まるエアドライヤ１２内の水分量を抑えることができる。

例えば、図３は、エア圧とエアドライヤの作動を説明するタイムチャートであり、エア機器の作動を禁止しないと、図中二点鎖線で示すようにコンプレッサ４を作動させてエア圧を回復させるのに時間がかかり、これに応じてエアドライヤ１２のオン（除湿実施）時間も長くなるため、エアドライヤ１２内の水分量が増大するが、エア機器の作動を禁止すれば、図中実線で示すようにコンプレッサ４を作動させてエア圧を回復させるのに時間がかからず、これに応じてエアドライヤ１２のオン（除湿実施）時間も短くなるため、エアドライヤ１２内の水分量を抑制できる。

したがって、コスト増を招くことなくエアドライヤ１２内の乾燥不足を解消することができ、乾燥不足によるエアドライヤ１２の劣化を防ぎ、エアタンク１４内に水が溜まることによる使用する機器類の誤作動のおそれを防止できる。
そして、このエア機器（ニーリングシステム２０）の作動禁止が予め設定された第２所定時間Ｔ_１以上継続すると、エア機器（ニーリングシステム２０）の作動を許可するので、圧縮空気の除湿によるエアドライヤ内の水分量の増大を抑えながら、エア機器（ニーリングシステム２０）の不要な作動禁止を防止することができる。

特に、作動禁止対象のエア機器であるニーリング装置は、車両の走行に必須ではなく且つ短時間に多量の圧縮空気を使用するので、ニーリング出来ない不便さは生じるものの、車両の走行に支障を与えることなく、エアドライヤ１２内を確実に乾燥させ、エアドライヤ１２の劣化や、エアタンク１４内に水が溜まることによる各使用機器類の誤作動のおそれを防止できる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態の一部を変更したり、本実施形態の一部のみを利用したりしてもよい。
例えば、上記実施形態では、ＥＣＵ２２が、エアコンプレッサ４の作動と共に、エアドライヤ１２の作動を制御しているので、エアドライヤ１２の作動状況は、制御状況と対応して把握できるが、ＥＣＵ２２がエアドライヤ１２の作動を制御しない構成であれば、例えば、図１に二点鎖線で示すように、エアドライヤ１２内或いはその近傍の圧力を検出する圧力センサ２６設けて圧力状態によってエアドライヤ１２の作動状況を把握するなど、エアドライヤ１２の作動状況を把握する何らかのセンサ等を利用すればよい。

また、上記実施形態では、エア機器の作動禁止が予め設定された第２所定時間Ｔ_１以上継続すると、エア機器の作動を許可しているが、エア機器の作動禁止中に実施されるエアドライヤ１２の乾燥（再生）に着目し、この乾燥時間（連続時間）ＴＴが予め設定された第３所定時間Ｔ_３に達したらエア機器の作動を許可するようにしてもよい。この場合の第３所定時間Ｔ_３は、乾燥によってエアドライヤ１２の吸着部に吸着される水分を除去しきる時間として、例えば予め試験等を行なって設定する。

これにより、エアドライヤ内をより確実に乾燥させながら、可能な限りエア機器を作動させることができる。
また、使用を禁止するエア機器は、ニーリングシステム２０に限らず、他の適宜のエア機器を対象とすることができる。
さらに、本発明は、自動車の圧縮空気供給システムのみならず、様々な分野の圧縮空気供給システムに適用することもできる。

４エアコンプレッサ
２エンジン
６空気取入口
８，８ａ吸気通路
８ｂ空気導入路
１０ａ，１０ｂエア配管
１２エアドライヤ
１４エアタンク
１６ブレーキシステム（ブレーキ装置）
１８ドア開閉システム（ドア開閉装置）
２０ニーリングシステム（ニーリング装置）
２２制御手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２２ａ判定手段
２２ｂ禁止手段
２２ｃ許可手段
２４，２６圧力センサ

Claims

エアコンプレッサとエアタンクとの間に介装され、前記エアコンプレッサから前記エアタンクに供給される圧縮空気の水分を除去するエアドライヤを保護する装置であって、
作動要求に応じて前記エアタンク内の圧縮空気を使用するエア機器の作動を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記エアドライヤの作動が予め設定された所定時間以上継続したか否かを判定すると判定手段と、前記判定手段が、前記エアドライヤの作動が前記所定時間以上継続したと判定したら前記エア機器の作動を禁止する禁止手段とをそなえている
ことを特徴とする、エアドライヤ保護装置。
前記判定手段は、前記エア機器の作動禁止が予め設定された第２所定時間以上継続したか否かを判定し、
前記制御手段は、前記判定手段が、前記エア機器の作動禁止が前記第２所定時間以上継続したと判定したら前記エア機器の作動を許可する許可手段をそなえている
ことを特徴とする、請求項１記載のエアドライヤ保護装置。
前記判定手段は、エアドライヤの乾燥が予め設定された第３所定時間以上継続したか否かを判定し、
前記制御手段は、前記判定手段が、前記乾燥検出手段により検出されるエアドライヤの乾燥が前記第３所定時間以上継続したと判定したら、作動要求に応じて前記エア機器の作動を許可する許可手段をそなえている
ことを特徴とする、請求項１記載のエアドライヤ保護装置。
前記エア機器には、ニーリング装置が含まれている
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエアドライヤ保護装置。