JP2015151001A

JP2015151001A - 車高調整システムの制御装置及び制御方法

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Publication number: JP2015151001A
Application number: JP2014026339A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　貴洋; Takahiro Sato; 貴洋佐藤
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2015-08-24
Anticipated expiration: 2034-02-14
Also published as: JP6314521B2

Abstract

【課題】左右何れか一方のエア給排系に故障が生じた場合においても、車両走行性能に与える影響を効果的に抑止する。
【解決手段】車両１の左右輪２０Ｌ，２０Ｒに設けられエア給排により車高を上下させる左右エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒと、エア給排を行う左右エアバルブ１３Ｌ，１３Ｒとを備えた車高調整システム１０の制御装置であって、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒ又はエアバルブ１３Ｌ，１３Ｒの故障を判定可能な故障判定部４２と、故障判定部４２によって左右何れか一方のエアスプリング１４Ｌ，１４Ｒ又はエアバルブ１３Ｌ，１３Ｒが故障と判定された場合に、故障側の車高を目標車高に設定すると共に、非故障側の車高が目標車高になるまで非故障側のエアバルブ１３Ｌ，１３Ｒにエア給排を実行させる故障時水平化制御部４３とを備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、車高調整システムの制御装置及び制御方法に関する。

従来、車軸とフレームとの距離から現在の車高を検出し、現在の車高が基準車高となるようにエアスプリングにエアを給気又は、エアスプリングからエアを排気することにより、車高を自動調整する車高調整システムが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許第２８９２１１０号明細書特許第３０４８３７６号明細書

一般的な車高調整システムは、エアタンクと左右のエアスプリングとを接続するエア配管に、エアスプリングへのエア給排を制御するエアバルブを備えて構成されている。このような車高調整システムでは、単に車高を基準車高に維持することを目的として一つのエアバルブで左右のエアスプリングへのエア給排を制御する一系統の構造や、偏積等によって生じるバネ上のロール角を抑制するために左右一対のエアバルブを左右一対のエアスプリングに対応させて設けた二系統の構造が知られている。

特に二系統の車高調整システムにおいては、左右何れか一方のエアバルブ（エア給排系）に故障が生じて機能しなくなると、正常側のエアスプリングへのエア給排によってはバネ上のロール角が大きくなり、車両走行性能に影響を与える可能性がある。

本発明の目的は、左右何れか一方のエア給排系に故障が生じた場合においても、車両走行性能に与える影響を効果的に抑止することができる車高調整システムの制御装置及び制御方法を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明の車高調整システムの制御装置は、車両の左右輪にそれぞれ対応して設けられエアの給排により車高を上下させる左右一対のエアスプリングと、該エアスプリングに対してエアの給排を行う左右一対のエア給排手段とを備えた車高調整システムの制御装置であって、少なくとも前記エアスプリング又は前記エア給排手段の故障を判定可能な故障判定手段と、前記故障判定手段によって左右何れか一方のエアスプリング又は左右何れか一方のエア給排手段が故障と判定された場合に、故障側の車高を目標車高に設定すると共に、非故障側の車高が前記目標車高になるまで非故障側のエア給排手段にエアの給排を実行させる水平化制御手段とを備える。

また、前記水平化制御手段は、非故障側の車高が前記目標車高になる前に、非故障側のエアスプリングの内圧がエアの排気によって所定の下限内圧まで低下した場合は、該エアスプリングからのエアの排気を停止させることが好ましい。

また、本発明の車高調整システムの制御方法は、車両の左右輪にそれぞれ対応して設けられエアの給排により車高を上下させる左右一対のエアスプリングと、該エアスプリングに対してエアの給排を行う左右一対のエア給排手段とを備えた車高調整システムの制御方法であって、少なくとも前記エアスプリング又は前記エア給排手段の故障を判定し、左右何れか一方のエアスプリング又は左右何れか一方のエア給排手段が故障と判定された場合は、故障側の車高を目標車高に設定すると共に、非故障側の車高が前記目標車高になるまで非故障側のエア給排手段にエアの給排を実行させる。

また、非故障側の車高が前記目標車高になる前に、非故障側のエアスプリングの内圧がエアの排気によって所定の下限内圧まで低下した場合は、該エアスプリングからのエアの排気を停止させることが好ましい。

本発明の車高調整システムの制御装置及び制御方法によれば、左右何れか一方のエア給排系に故障が生じた場合においても、車両走行性能に与える影響を効果的に抑止することができる。

本発明の一実施形態に係る車高調整システムを示す模式的な全体構成図である。本発明の一実施形態に係る電子制御ユニットを示す機能ブロック図である。本発明の一実施形態に係る水平化制御において、（ａ）は正常側のエアスプリングにエアを給気して車体姿勢を水平化する動作、（ｂ）は正常側のエアスプリングからエアを排出して車体姿勢を水平化する動作を説明する図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る車高調整システムの制御装置及び制御方法を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に示すように、本実施形態の車高調整システム１０は、例えばトラック等の大型車両に搭載されるもので、エアタンク１１と、エア配管１２と、左エアバルブ１３Ｌと、右エアバルブ１３Ｒと、左後輪２０Ｌに対応して設けられた左エアスプリング１４Ｌと、右後輪２０Ｒに対応して設けられた右エアスプリング１４Ｒと、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ）４０とを備えている。なお、図１中において、符号２１Ｌ，２１Ｒは左右前輪をそれぞれ示している。

エアタンク１１は、本発明のエア給排手段の一部であって、車両１に搭載された図示しないコンプレッサから供給される圧縮エアを貯留する。このエアタンク１１には、エア配管１２の上流端が接続されている。なお、エアタンク１１は一個に限定されず、二個のエアタンク１１を左右のエア給排系にそれぞれ設けてもよい。

エア配管１２は、本発明のエア給排手段の一部であって、略Ｔ字状の配管継手１２Ａによって下流側を分岐形成されている。配管継手１２Ａよりも左下流側のエア配管１２には左エアバルブ１３Ｌが介設されると共に、その下流端には左エアスプリング１４Ｌが接続されている。また、配管継手１２Ａよりも右下流側のエア配管１２には右エアバルブ１３Ｒが介設されると共に、その下流端には右エアスプリング１４Ｒが接続されている。

左エアバルブ１３Ｌは、本発明のエア給排手段の一部であって、ＥＣＵ４０からの作動指示信号に応じて開閉動作することで、左エアスプリング１４Ｌにエアを給気又は、左エアスプリング１４Ｌからエアを排気させる。右エアバルブ１３Ｒは、本発明のエア給排手段の一部であって、ＥＣＵ４０からの作動指示信号に応じて開閉動作することで、右エアスプリング１４Ｒにエアを給気又は、右エアスプリング１４Ｒからエアを排気させる。

左エアスプリング１４Ｌ及び、右エアスプリング１４Ｒは、車両１の何れも図示しない後軸とフレームとの間に介設されている。これら左右のエアスプリング１４Ｌ，１４Ｒは、エアの給排に応じて車体上下方向に伸縮することで車高を上下させるアクチュエータとして機能する。

左内圧センサ３０Ｌは、左エアバルブ１３Ｌよりも下流側のエア配管１２に設けられており、左エアスプリング１４Ｌの内圧を検出する。右内圧センサ３０Ｒは、右エアバルブ１３Ｒよりも下流側のエア配管１２に設けられており、右エアスプリング１４Ｒの内圧を検出する。これら内圧センサ３０Ｌ，Ｒで検出される内圧は、電気的に接続されたＥＣＵ４０に送信される。

左車高センサ３１Ｌは、何れも図示しない後軸とフレームとの距離（左エアスプリング１４Ｌの変位）から車両１の左車高を検出する。右車高センサ３１Ｒは、何れも図示しない後軸とフレームとの距離（右エアスプリング１４Ｒの変位）から車両１の右車高を検出する。これら車高センサ３１Ｌ，Ｒで検出される左右の車高は、電気的に接続されたＥＣＵ４０に送信される。

ＥＣＵ４０は、車両１の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。また、ＥＣＵ４０は、図２に示すように、正常時水平化制御部４１と、故障判定部４２と、故障時水平化制御部４３とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるＥＣＵ４０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。

正常時水平化制御部４１は、エアバルブ１３Ｌ，１３Ｒ等が正常に作動する場合に、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒに対するエア給排を制御することで、車体を水平状態に維持させる。より詳しくは、ＥＣＵ４０には、車体を所定の車高で水平に維持するための基準車高が予め記憶されている。正常時水平化制御部４１は、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒに対するエアの給排によって車高センサ３１Ｌ，３１Ｒで検出される左右の車高が基準車高となるように、エアバルブ１３Ｌ，１３Ｒに作動指示信号を送信する。

故障判定部４２は、本発明の故障判定手段の一例であって、エア給排系（例えば、エアバルブ１３Ｌ，１３Ｒ及び、エアバルブ１３Ｌ，１３Ｒよりも下流側のエア配管１２等）又は、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒの故障を判定する。より詳しくは、ＥＣＵ４０からエアバルブ１３Ｌ，１３Ｒに送信される作動指示信号に対して、車高センサ３１Ｌ，３１Ｒで検出される車高が所定時間変化しない場合、故障判定部４２は変化しない側のエア給排系又は、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒに故障が生じたと判定する。

故障時水平化制御部４３は、本発明の水平化制御手段であって、左右何れか一方のエア給排系又は、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒに故障が発生した場合に、非故障側（以下、正常側と称する）のエアバルブ１４Ｌ，１４Ｒを制御して車体を水平状態に維持させる。より詳しくは、故障時水平化制御部４３は、故障判定部４２によって故障と判定された側の車高センサ３１Ｌ，Ｒの検出値を目標車高として設定し、正常側の車高センサ３１Ｌ，Ｒの検出値がこの目標車高になるまで、正常側のエアスプリング１４Ｌ，１４Ｒにエアの給排が行われるように、正常側のエアバルブ１３Ｌ，１３Ｒに作動指示信号を送信する。

以下、図３に基づいて、左側のエア給排系（例えば、左エアバルブ１３Ｌ）又は、左エアスプリング１４Ｌが故障した場合の水平化制御を説明する。

図３（ａ）に示すように、基準車高ＶＨ₀よりも高い状態で左側のエア給排系又は左エアスプリング１４Ｌに故障が生じた場合、故障時水平化制御部４３（図２にのみ示す）は、故障した左側の現在の車高を目標車高ＶＨ_Tとして設定すると共に、正常な右側の車高が目標車高ＶＨ_Tになるまで右エアスプリング１４Ｒにエアが供給されるよう、右エアバルブ１３Ｒ（図１，２に示す）に作動指示信号を送信する。すなわち、車体姿勢は図中実線で示す右側に傾いた状態から右側の車高を目標車高ＶＨ_Tまで上げることで、図中破線で示す水平な状態に調整される。

一方、図３（ｂ）に示すように、基準車高ＶＨ₀よりも低い状態で左側のエア給排系又は左エアスプリング１４Ｌに故障が生じた場合、故障時水平化制御部４３（図２にのみ示す）は、故障した左側の現在の車高を目標車高ＶＨ_Tとして設定すると共に、正常な右側の車高が目標車高ＶＨ_Tになるまで右エアスプリング１４Ｒからエアが排出されるように、右エアバルブ１３Ｒ（図１，２に示す）に作動指示信号を送信する。すなわち、車体姿勢は図中実線で示す左側に傾いた状態から右側の車高を目標車高ＶＨ_Tまで下げることで、図中破線で示す水平な状態に調整される。

なお、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒ上の重量が低い状態で車高を下げていくと、フリクション等によって車高が目標車高ＶＨ_Tまで下がる前にエアスプリング１４Ｌ，１４Ｒからエアが必要以上に排気され、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒのゴムがピストン（不図示）から外れる等の破損を招く可能性がある。そのため、本実施形態の故障時水平化制御部４３は、正常側の車高が目標車高ＶＨ_Tまで下がる前に、正常側のエアスプリング１４Ｌ，１４Ｒの内圧が圧力低下による破損を防止する最低基準内圧まで低下すると、エアの排気を停止させるように構成されている。

次に、本実施形態の車高調整システムの制御装置及び制御方法による作用効果を説明する。

左右のエアスプリングにエア給排を独立で行うようにエアバルブ（エア給排系）を二系統備えた車高調整システムにおいては、左右何れか一方のエア給排系が故障した場合に正常側のエアスプリングのエア給排を行うと、車体が傾いてロール角を増大させ、車両走行性能に大きな影響を与える可能性がある。

本実施形態では、左右何れか一方のエア給排系又は、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒに故障が生じた場合は、故障側の現在の車高を目標車高として設定すると共に、正常側の車高が目標車高となるように制御される。すなわち、左右何れか一方に故障が生じた場合においても、故障側を基準に正常側の車高を調整することで、車体姿勢を水平状態に維持できるように構成されている。従って、本実施形態の制御装置及び制御方法によれば、左右何れか一方のエア給排系に故障が生じた場合においても、車体姿勢を水平に維持することで車両走行性能に与える影響を確実に抑止することが可能になる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、車高調整システム１０の適用は左右後輪２０Ｌ，２０Ｒに限定されず、左右前輪２１Ｌ，２１Ｒにも適用することが可能である。また、車両１はトラック等の大型車両に限定されず、乗用車等の他の車両にも広く適用することが可能である。

１車両
１０車高調整システム
１１エアタンク
１２エア配管
１３Ｌ左エアバルブ
１３Ｒ右エアバルブ
１４Ｌ左エアスプリング
１４Ｒ右エアスプリング
２０Ｌ左後輪
２０Ｒ右後輪
２１Ｌ左前輪
２１Ｒ右前輪
３０Ｌ左内圧センサ
３０Ｒ右内圧センサ
３１Ｌ左車高センサ
３１Ｒ右車高センサ
４０ＥＣＵ
４１正常時水平化制御部
４２故障判定部
４３故障時水平化制御部

Claims

車両の左右輪にそれぞれ対応して設けられエアの給排により車高を上下させる左右一対のエアスプリングと、該エアスプリングに対してエアの給排を行う左右一対のエア給排手段とを備えた車高調整システムの制御装置であって、
少なくとも前記エアスプリング又は前記エア給排手段の故障を判定可能な故障判定手段と、
前記故障判定手段によって左右何れか一方のエアスプリング又は左右何れか一方のエア給排手段が故障と判定された場合に、故障側の車高を目標車高に設定すると共に、非故障側の車高が前記目標車高になるまで非故障側のエア給排手段にエアの給排を実行させる水平化制御手段と、を備える
車高調整システムの制御装置。
前記水平化制御手段は、非故障側の車高が前記目標車高になる前に、非故障側のエアスプリングの内圧がエアの排気によって所定の下限内圧まで低下した場合は、該エアスプリングからのエアの排気を停止させる
請求項１に記載の車高調整システムの制御装置。
車両の左右輪にそれぞれ対応して設けられエアの給排により車高を上下させる左右一対のエアスプリングと、該エアスプリングに対してエアの給排を行う左右一対のエア給排手段とを備えた車高調整システムの制御方法であって、
少なくとも前記エアスプリング又は前記エア給排手段の故障を判定し、
左右何れか一方のエアスプリング又は左右何れか一方のエア給排手段が故障と判定された場合は、故障側の車高を目標車高に設定すると共に、非故障側の車高が前記目標車高になるまで非故障側のエア給排手段にエアの給排を実行させる
車高調整システムの制御方法。
非故障側の車高が前記目標車高になる前に、非故障側のエアスプリングの内圧がエアの排気によって所定の下限内圧まで低下した場合は、該エアスプリングからのエアの排気を停止させる
請求項３に記載の車高調整システムの制御方法。