JP2015202811A - 車高調整装置及び、その制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の走行不能を効果的に回避する。
【解決手段】車両１の左右駆動輪１６Ｌ，１６Ｒにそれぞれ設けられた左右エアスプリング２４Ｌ，２４Ｒに対してエア給排を行うエア給排ユニットを備えた車高調整装置２０であって、左右駆動輪１６Ｌ，１６Ｒの回転数を検出する左右一対の回転数センサ３０Ｌ，３０Ｒと、左右エアスプリング２４Ｌ，２４Ｒの内圧を検出する左右一対の内圧センサ３１Ｌ，３１Ｒと、回転数センサ３０Ｌ，３０Ｒ及び、内圧センサ３１Ｌ，３１Ｒの検出値に基づいて左右駆動輪１６Ｌ，１６Ｒの何れか一方が空転状態にあるか否かを判定する空転輪判定部４１と、空転状態と判定された駆動輪１６Ｌ，１６Ｒのエアスプリング２４Ｌ，２４Ｒに対してエアを供給して接地させる空転輪接地制御部４２とを備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、車高調整装置及び、その制御方法に関し、特に、車両の左右駆動輪にそれぞれ設けられた左右一対のエアスプリングに対してエアの給排を行うエア給排ユニットを備えた車高調整装置及び、その制御方法に関する。

一般的に、車高調整装置を搭載したトラック等の車両は、エアスプリングのみでは車体のロール剛性を十分に確保できないためスタビライザ（アンチロールバー）を装着している（例えば、特許文献１参照）。スタビライザは、車幅方向に延びるトーションバー部と左右両端のアーム部とを有する略Ｕ字状に形成されており、車体が傾いた場合等、左右のアーム部に上下変位差が生じると、トーションバー部の捻り反力によって車体のロール剛性を高めるようになっている。

特開２００４−１０６６５４号公報

ところで、車高調整装置を搭載した車両では、上述したスタビライザの捻り反力によってフレームに対するアクスルロールが抑制されている。このため、左右何れか一方の駆動輪が路面の凹みや泥濘等にはまって空転状態になると、この空転する駆動輪を接地させることが難しく、駆動トルク抜けを引き起こして車両が走行不能になる可能性がある。

本発明の目的は、左右駆動輪の少なくとも一方が空転状態になった場合に、車両の走行不能を効果的に回避することができる車高調整装置及びその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、本発明は、車両の左右駆動輪にそれぞれ設けられた左右一対のエアスプリングに対してエアの給排を行うエア給排ユニットを備えた車高調整装置であって、前記左右駆動輪の回転数をそれぞれ検出する左右一対の回転数センサと、前記左右エアスプリングの内圧をそれぞれ検出する左右一対の内圧センサと、前記回転数センサ及び前記内圧センサの検出値に基づいて、前記左右駆動輪の何れか一方が地面から浮いて空転する空転状態にあるか否かを判定する空転輪判定部と、前記空転輪判定部によって空転状態と判定された駆動輪のエアスプリングに対して前記エア給排ユニットからエアを供給させて、当該空転状態の駆動輪を接地させる空転輪接地制御部と、を備えることを特徴とする。

また、前記空転輪接地制御部は、前記回転数センサで検出される左右駆動輪の回転数が互いに一致するまで、空転状態と判定された駆動輪のエアスプリングに対してエアの供給を継続させることが好ましい。

また、本発明は、車両の左右駆動輪にそれぞれ設けられた左右一対のエアスプリングに対してエアの給排を行うエア給排ユニットを備えた車高調整装置の制御方法であって、前記左右駆動輪の回転数及び、前記左右エアスプリングの内圧に基づいて、前記左右駆動輪の何れか一方が地面から浮いて空転する空転状態にあるか否かを判定すると共に、空転状態と判定された駆動輪のエアスプリングに対して前記エア給排ユニットからエアを供給させて当該空転状態の駆動輪を接地させることを特徴とする。

また、前記左右駆動輪の回転数が互いに一致するまで、空転状態と判定された駆動輪のエアスプリングに対するエアの供給を継続させることが好ましい。

本発明の車高調整装置及び、その制御方法によれば、左右駆動輪の少なくとも一方が空転状態になった場合に、車両の走行不能を効果的に回避することができる。

本発明の一実施形態に係る車高調整装置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車高調整装置の電子制御ユニット（ＥＣＵ）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車高調整装置による制御内容を示すフロー図である。 右駆動輪が路面の凹みにはまって空転する状態を（ａ）は車体後方から視た図、（ｂ）は斜め上方から視た図である。 右エアスプリングへのエア供給によって右駆動輪が接地した状態を（ａ）は車体後方から視た図、（ｂ）は斜め上方から視た図である。

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装置及び、その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、それらの名称及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装置２０は、例えばトラック等の車両１に搭載されている。車両１のエンジン１０には、クラッチ１１を介して変速機１２が接続されている。この変速機１２には、プロペラシャフト１３、差動装置１４、左右の駆動軸１５Ｌ，１５Ｒを介して左右の駆動輪１６Ｌ，１６Ｒがそれぞれ接続されている。なお、図１中において、符号１７Ｌ，１７Ｒは左右の前輪（操舵輪）を示している。

車高調整装置２０は、エアタンク２１と、エア配管２２と、左右一対のエアバルブ２３Ｌ，２３Ｒと、左右駆動輪１６Ｌ，１６Ｒにそれぞれ対応して設けられた左右一対のエアスプリング２４Ｌ，２４Ｒと、左右一対の回転数センサ３０Ｌ，３０Ｒと、左右一対の内圧センサ３１Ｌ，３１Ｒと、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）４０とを備えている。

エアタンク２１は、本発明のエア給排ユニットの一部であって、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２１には、エア配管２２の上流端が接続されている。

エア配管２２は、本発明のエア給排ユニットの一部であって、略Ｔ字状の配管継手２２Ａによって下流側を分岐形成されている。配管継手２２Ａよりも左下流側のエア配管２２には左エアバルブ２３Ｌが介設されると共に、その下流端には左エアスプリング２４Ｌが接続されている。また、配管継手２２Ａよりも右下流側のエア配管２２には右エアバルブ２３Ｒが介設されると共に、その下流端には右エアスプリング２４Ｒが接続されている。

左エアバルブ２３Ｌは、本発明のエア給排ユニットの一部であって、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２４Ｌにエアを供給又は、左エアスプリング２４Ｌからエアを排出させる。右エアバルブ２３Ｒは、本発明のエア給排ユニットの一部であって、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２４Ｒにエアを供給又は、右エアスプリング２４Ｒからエアを排出させる。

左エアスプリング２４Ｌ及び、右エアスプリング２４Ｒは、駆動軸１５Ｌ，１５Ｒとフレーム（不図示）との間に介設されている。これら左右のエアスプリング２４Ｌ，２４Ｒ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。

左回転数センサ３０Ｌは、左駆動輪１６Ｌの回転数（以下、左駆動輪回転数Ｒ_Lという）を検出する。右回転数センサ３０Ｒは、右駆動輪１６Ｒの回転数（以下、右駆動輪回転数Ｒ_Rという）を検出する。これら回転数センサ３０Ｌ，３０Ｒで検出される左右駆動輪回転数Ｒ_L，Ｒ_Rは、電気的に接続されたＥＣＵ４０にそれぞれ送信される。

左内圧センサ３１Ｌは、左エアバルブ２３Ｌよりも下流側のエア配管２２に設けられており、左エアスプリング２４Ｌの内圧（以下、左エアスプリング圧Ｐ_Lという）を検出する。右内圧センサ３１Ｒは、右エアバルブ２３Ｒよりも下流側のエア配管２２に設けられており、右エアスプリング２４Ｒの内圧（以下、右エアスプリング圧Ｐ_Rという）を検出する。これら内圧センサ３１Ｌ，３１Ｒで検出される左右エアスプリング圧Ｐ_L，Ｐ_Rは、電気的に接続されたＥＣＵ４０にそれぞれ送信される。

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、空転輪判定部４１と、空転輪接地制御部４２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。

空転輪判定部４１は、回転数センサ３０Ｌ，３０Ｒから入力される左右駆動輪回転数Ｒ_L，Ｒ_R及び、内圧センサ３１Ｌ，３１Ｒから入力される左右エアスプリング圧Ｐ_L，Ｐ_Rに基づいて、左右の駆動輪１６Ｌ，１６Ｒが空転状態にあるか否かを判定する。

空転輪接地制御部４２は、空転輪判定部４１によって空転状態と判定された駆動輪１６Ｌ，１６Ｒのエアスプリング２４Ｌ，２４Ｒに対してエアを供給することで、空転する駆動輪１６Ｌ，１６Ｒを接地させる接地制御を実行する。

以下、図３に示すフローに基づいて、これら空転輪判定部４１及び、空転輪接地制御部４２による制御内容を説明する。なお、ステップＳ１００〜１５０は空転輪判定部４１によって実行され、ステップＳ１６０〜１９０は空転輪接地制御部４２によって実行される。

ステップＳ１００では、回転数センサ３０Ｌ，３０Ｒから入力される左右駆動輪回転数Ｒ_L，Ｒ_Rが比較される。左右駆動輪回転数Ｒ_L，Ｒ_Rの回転数差ΔＲ（＝｜Ｒ_L−Ｒ_R｜）が何れか一方の空転を示す所定の回転数閾値Ｒ_MAXを超えていれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０では、左駆動輪回転数Ｒ_Lが右駆動輪回転数Ｒ_Rよりも高いか否かが判定される。左駆動輪回転数Ｒ_Lが右駆動輪回転数Ｒ_Rよりも高い場合（Ｙｅｓ）は、左駆動輪１６Ｌが空転している可能性が大きいため、ステップＳ１２０に進み、左駆動輪１６Ｌが地面から浮いているか否かを判定する。一方、右駆動輪回転数Ｒ_Rが左駆動輪回転数Ｒ_Lよりも高い場合（Ｎｏ）は、右駆動輪１６Ｒが空転している可能性が大きいため、ステップＳ１３０に進み、右駆動輪１６Ｒが地面から浮いているか否かを判定する。

ステップＳ１２０では、左内圧センサ３１Ｌから入力される左エアスプリング圧Ｐ_Lが、右内圧センサ３１Ｒから入力される右エアスプリング圧Ｐ_Rよりも低いか否かが判定される。左エアスプリング圧Ｐ_Lが右エアスプリング圧Ｐ_Rよりも低い場合（Ｙｅｓ）は、左駆動輪１６Ｌに掛かる荷重は低く、左駆動輪１６Ｌが地面から浮いて空転していると推測される。このため、ステップＳ１４０では、左駆動輪１６Ｌが空転状態と判定される。

これらステップＳ１２０，１４０の手順と同様に、ステップＳ１３０では、右エアスプリング圧Ｐ_Rが左エアスプリング圧Ｐ_Lよりも低いか否かが判定される。右エアスプリング圧Ｐ_Rが左エアスプリング圧Ｐ_Lよりも低い場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１５０で右駆動輪１６Ｒが空転状態と判定される。

ステップＳ１６０では、空転状態の左駆動輪１６Ｌを接地させるべく、左エアスプリング２４Ｌにエアの供給が開始される。同様にステップＳ１７０では、空転状態の右駆動輪１６Ｒを接地させるべく右エアスプリング２４Ｒにエアの供給が開始される。ステップＳ１８０，１９０では、回転数センサ３０Ｌ，３０Ｒから入力される左右駆動輪回転数Ｒ_L，Ｒ_Rが一致したか否かが判定される。左右駆動輪回転数Ｒ_L，Ｒ_Rが一致している場合（Ｙｅｓ）は、空転が収まっているため、本制御はその後終了する。一方、左右の駆動輪回転数Ｒ_L，Ｒ_Rが一致していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１６０，１７０に戻される。すなわち、空転が収まるまで、左右エアスプリング２４Ｌ，２４Ｒへのエアの供給が継続される。

次に、本実施形態の車高調整装置及び、その制御方法による作用効果を説明する。

例えば、図４に示すように、右駆動輪１６Ｒが路面の凹みや泥濘等に脱輪して、地面から浮いた状態で空転すると、駆動トルク抜けにより車両１は走行不能になる可能性がある。本実施形態では、左右の回転数センサ３０Ｌ，３０Ｒ及び、左右の内圧センサ３１Ｌ，３１Ｒのセンサ値に基づいて駆動輪１６Ｌ，１６Ｒの空転状態を検知し、例えば、右駆動輪１６Ｒが空転している場合は、図４に示すように、右エアスプリング２４Ｒにエアを供給することで、空転状態の右駆動輪１６Ｒを接地させるようになっている。したがって、本実施形態によれば、左右駆動輪１６Ｌ，１６Ｒの少なくとも一方が空転状態になった場合に、車両１が走行不能になることを効果的に回避することができる。

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、空転する駆動輪１６Ｌ，１６Ｒを接地させる際は、空転側のエアスプリング２４Ｌ，２４Ｒに対してエアを供給するものとしたが、これと同時に非空転側のエアスプリング２４Ｌ，２４Ｒからエアを排出するように構成してもよい。このように構成すれば、空転する駆動輪１６Ｌ，１６Ｒを素早く接地させることが可能になる。

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
２０ 車高調整装置
２１ エアタンク
２２ エア配管
２３Ｌ 左エアバルブ
２３Ｒ 右エアバルブ
２４Ｌ 左エアスプリング
２４Ｒ 右エアスプリング
１６Ｌ 左駆動輪
１６Ｒ 右駆動輪
３０Ｌ 左回転数センサ
３０Ｒ 右回転数センサ
３１Ｌ 左内圧センサ
３１Ｒ 右内圧センサ
４０ ＥＣＵ
４１ 空転輪判定部
４２ 空転輪接地制御部

Claims (4)

1. 車両の左右駆動輪にそれぞれ設けられた左右一対のエアスプリングに対してエアの給排を行うエア給排ユニットを備えた車高調整装置であって、
   前記左右駆動輪の回転数をそれぞれ検出する左右一対の回転数センサと、
   前記左右エアスプリングの内圧をそれぞれ検出する左右一対の内圧センサと、
   前記回転数センサ及び、前記内圧センサの検出値に基づいて、前記左右駆動輪の何れか一方が地面から浮いて空転する空転状態にあるか否かを判定する空転輪判定部と、
   前記空転輪判定部によって空転状態と判定された駆動輪のエアスプリングに対して前記エア給排ユニットからエアを供給させて、当該空転状態の駆動輪を接地させる空転輪接地制御部と、を備える
   ことを特徴とする車高調整装置。
2. 前記空転輪接地制御部は、前記回転数センサで検出される左右駆動輪の回転数が互いに一致するまで、空転状態と判定された駆動輪のエアスプリングに対するエアの供給を継続させる
   請求項１に記載の車高調整装置。
3. 車両の左右駆動輪にそれぞれ設けられた左右一対のエアスプリングに対してエアの給排を行うエア給排ユニットを備えた車高調整装置の制御方法であって、
   前記左右駆動輪の回転数及び、前記左右エアスプリングの内圧に基づいて、前記左右駆動輪の何れか一方が地面から浮いて空転する空転状態にあるか否かを判定すると共に、空転状態と判定された駆動輪のエアスプリングに対して前記エア給排ユニットからエアを供給させて当該空転状態の駆動輪を接地させる
   ことを特徴とする車高調整装置の制御方法。
4. 前記左右駆動輪の回転数が互いに一致するまで、空転状態と判定された駆動輪のエアスプリングに対するエアの供給を継続させる
   請求項３に記載の車高調整装置の制御方法。

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