JP2017100642A - エア源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車高調整システムの外部から吸引されてタンクに供給されたエアの量である吸気量を正確に取得する。【解決手段】コンプレッサ４０の吸引側に設けられた吸気弁４４は吸引側の部分と当該エア源装置の外部との間の圧力差に起因して開閉するメカ的な弁である。そのため、吸気弁４４が閉から開に切り換わったことを直接的に検出することは困難である。そこで、エア源装置の内部エアの圧力に基づいて吸気弁４４が閉から開に切り換わったことが取得され、その吸気弁４４が閉から開に切り換わった時点からのタンク圧の増加量に基づいて吸気量が取得されるのであり、外部から吸引されてタンク３４に供給されたエアの量を正確に取得することができる。【選択図】 図６

Description

本発明は、エアを収容するタンクを備えたエア源装置に関するものである。

特許文献１に記載のエア源装置においては、コンプレッサの制御により、タンクに収容されたエアの圧力が設定範囲内に保たれる。タンクに収容されたエアの圧力であるタンク圧が設定範囲の下限値より低くなると、コンプレッサが始動させられ、上限値に達すると停止させられる。
特開平３−７０６１５号公報

本発明の課題は、エア源装置において、装置の外部から吸引されてタンクに供給されたエアの吸気量を正確に取得することである。

課題を解決するための手段および効果

本発明に係るエア源装置においては、コンプレッサの吸引側に吸気弁が設けられ、吸気弁を経て当該エア源装置の外部からエアが吸引されてタンクに供給されるが、吸気弁が閉から開に切り換えられた時点からのタンク圧の変化量に基づいて当該エア源装置の外部から吸引されてタンクに供給されたエアの量が取得される。
吸気弁は電磁弁ではなく、コンプレッサの吸引側の部分と当該エア源装置の外部との間の圧力差に起因して開閉するメカ的な弁である。そして、吸気弁が閉から開に切り換わった時点がエア源装置の圧力に基づいて推定され、その推定された時点からのタンク圧の変化量に基づいて、吸気量が取得されるのであり、当該エア下装置の外部から吸引されてタンクに供給されたエアの量である吸気量を正確に取得することができる。

本発明の実施例１に係るエア源装置を備えた車高調整システムを示す回路図である。 上記車高調整システムの車高調整ＥＣＵの周辺を示す概念図である。 (a)上記車高調整システムのエアシリンダに、エアが供給される場合の状態を示す図である。(b)上記エアシリンダからエアが排気される場合の状態を示す図である。 上記車高調整システムの通常時の状態を示す図である。 上記車高調整システムにおいて、吸気制御が開始された状態を示す図である。 上記車高調整システムにおいて、吸気弁が閉から開に換わった状態を示す図である。 上記車高調整ＥＣＵの記憶部に記憶された吸気制御プログラムの一部のサブルーチンを表すフローチャートである。 (a)上記サブルーチンの一部（吸気量取得）を表すフローチャートである。(b)タンク圧の増加量と吸気量との関係を表すテーブルの一例である。 上記車高調整システムにおいて吸気制御が行われる場合のタンク圧、通路圧の変化を示す図である。 本発明の実施例２に係るエア源装置を備えた車高調整システムの車高調整ＥＣＵの記憶部に記憶された吸気制御プログラムの一部（吸気量取得）を示すフローチャートである。 本発明の実施例３に係るエア源装置を備えた車高調整システムの車高調整ＥＣＵの記憶部に記憶された吸気制御プログラムの一部（吸気量取得）を示すフローチャートである。

発明の実施の形態

以下、本発明の一実施形態であるエア源装置を備えた車高調整システムについて図面に基づいて詳細に説明する。

本実施例に係る車高調整システムにおいては、図１に示すように、車両に設けられた左右前後の車輪の各々に対応して、図示しない車輪側部材と車体側部材との間に、車高調整アクチュエータとしてのエアシリンダ２ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲと、ショックアブソーバ４ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲとが、互いに並列に設けられる。
ショックアブソーバ４ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲは、それぞれ、車輪側部材に設けられたシリンダ本体と、車体側部材に設けられたピストンとを含む。
以下、本明細書において、エアシリンダ２等について、車輪の位置で区別する必要がある場合には、車輪の位置を表す符号ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲを付して区別するが、車輪の位置で区別する必要がない場合、総称を表す場合等には車輪の位置を表す符号ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ等を省略して記載する。
エアシリンダ２は、それぞれ、車体側部材に設けられたシリンダ本体としてのチャンバ１０と、チャンバ１０に固定されたダイヤフラム１２と、ダイヤフラム１２およびショックアブソーバ２のシリンダ本体に上下方向に相対移動不能に設けられたエアピストン１４とを含み、これらの内部が圧力媒体室としてのエア室１９とされる。
エア室１９におけるエアの給排によりエアピストン１４がチャンバ１０に対して上下方向に相対移動させられ、それにより、ショックアブソーバ４においてシリンダ本体とピストンとが上下方向に相対移動させられるのであり、車輪側部材と車体側部材との間の距離である車高が変化させられる。

エアシリンダ２のエア室１９には、それぞれ、個別通路２０および共通通路２２を介して圧力媒体給排装置としてのエア給排装置２４が接続される。個別通路２０には、それぞれ、車高調整弁２６が設けられる。車高調整弁２６は常閉の電磁弁であり、開状態において、双方向のエアの流れを許容し、閉状態において、エア室１９から共通通路２２へのエアの流れを阻止するが、共通通路２２の圧力がエア室１９の圧力より設定圧以上高くなると共通通路２２からエア室１９へのエアの流れを許容するものである。

エア給排装置２４は、コンプレッサ装置３０、排気弁３２、タンク３４、切換え装置３６等を含む。
コンプレッサ装置３０は、コンプレッサ４０、コンプレッサ４０を駆動する電動モータ４２、コンプレッサ４０の吸気側の接続部４１と本車高調整システムの外部（大気）との間に設けられた逆止弁である吸気弁４４、コンプレッサ４０の吐出側に設けられたリリーフ弁４６等を含む。コンプレッサ４０の吸気側の接続部４１のエアの圧力が大気圧より低くなると、コンプレッサ４０により本車高調整システムの外部からフィルタ４３、吸気弁４４を介してエアが吸い込まれる。また、コンプレッサ４０の吐出圧が高くなると、リリーフ弁４６を経て本車高調整システムの外部へ放出される。
タンク３４は、エアを加圧した状態で蓄えるものであり、予め定められた初期圧より高い状態で蓄える。また、タンク３４に供給されたエアの量が増加すると、タンクに収容されたエアの圧力であるタンク圧は増加する。そして、タンク３４に供給されたエアの量とタンク圧との間には、例えば、図８(b)に示すように予め定められた関係が成立する。そのため、タンク圧の増加量に基づいてエアの増加量を取得することができる。

切換え装置３６は、共通通路２２、タンク３４、コンプレッサ装置３０の間に設けられ、これらの間のエアの流れる方向等を切り換えるものである。図１に示すように、共通通路２２とタンク３４とが、互いに並列に設けられた第１通路５０と第２通路５２とによって接続され、第１通路５０に、直列に２つの回路弁６１，６２が設けられ、第２通路５２に、直列に２つの回路弁６３，６４が設けられる。また、第１通路５０の２つの回路弁６１，６２の間に第３通路６５が接続され、コンプレッサ４０の吸気側に接続され、第２通路５２の２つの回路弁６３，６４の間に、コンプレッサ４０の吐出側に接続された第４通路６６が接続される。
回路弁６１〜６４は常閉弁であり、開状態において双方向のエアの流れを許容し、閉状態において、一方の側から他方の側へのエアの流れを阻止するが、他方の側の圧力が一方の側の圧力より設定圧以上高くなると、他方の側から一方の側へのエアの流れを許容するものである。
回路弁６１，６３は、閉状態においてタンク３４からのエアの流出を阻止するものであり、回路弁６２は、閉状態において、共通通路２２からのエアの流出を阻止するものであり、回路弁６４は、閉状態において共通通路２２へのエアの供給を阻止するものである。

排気弁３２は、第４通路６６のコンプレッサ４０の吐出側に設けられた常閉の電磁弁である。排気弁３２の開状態において、第４通路６６から大気（当該車高調整システムの外部）へのエアの排出が許容され、閉状態において、第４通路６６から大気へのエアの排出が阻止されるが、第４通路６６の圧力が大気圧より設定圧以上低くなると大気から第４通路６６へのエアの供給が許容される。
また、第４通路６６の排気弁３２より第２通路側の部分には、ドライヤ７０と流れ抑制機構７２とが直列に設けられる。流れ抑制機構７２は、互いに並列に設けられた、差圧弁７２ｖと絞り７２ｓとを含む。差圧弁７２ｖは、第２通路側からコンプレッサ側へのエアの流れを阻止し、コンプレッサ側の圧力が第２通路側の圧力より設定圧以上高くなると、コンプレッサ４０から第２通路５２へのエアの流れを許容する。

本実施例において、車高調整システムは、コンピュータを主体とする車高調整ＥＣＵ８０によって制御される。車高調整ＥＣＵ８０はＣＡＮ（Car Area Network）８２を介して複数のＥＣＵ等との間で通信可能とされている。車高調整ＥＣＵ８０は、図２に示すように、実行部８０ｃ、記憶部８０ｍ、入出力部８０ｉ、タイマ８０ｔ等を含み、入出力部８０ｉには、車高切換えスイッチ８８、タンク圧センサ９０、シリンダ圧センサ９１、車高センサ９３、乗降関連動作検出装置９５等が接続されるとともに、通信装置９６、イグニッションスイッチ９８等がＣＡＮ８２を介して接続される。また、電動モータ４２が駆動回路１００を介して接続されるとともに、排気弁３２、車高調整弁２６、回路弁６１〜６４が接続される。
車高切換えスイッチ８８は、運転者によって操作されるものであり、車高をＬ(Low)，Ｎ（Normal），Ｈ(High)のうちのいずれかへの変更を指示する場合に操作される。タンク圧センサ９０は、タンク３４に蓄えられたエアの圧力（以下、単にタンク圧と略称する場合がある）を検出するものであり、シリンダ圧センサ９１は、共通通路２２に設けられ、すべての車高調整弁２６の閉状態においては共通通路２２の圧力である通路圧を検出する。その意味において、シリンダ圧センサ９１は通路圧センサと称することができる。車高センサ９３は、前後左右の各車輪に対応してそれぞれ設けられ、車輪側部材と車体側部材との間の距離の標準長さ（標準高さ）からの隔たりを検出して、車輪側部材と車体側部材との間の距離である車高を出力するものである。乗降関連動作検出装置９５は、乗降に関連する動作の有無を検出するものであり、車両に設けられた複数のドアの各々に対応して設けられ、そのドアの開閉を検出するドア開閉センサ（カーテシランプセンサ）１０２、複数のドアの各々のロック、アンロックを検出するドアロックセンサ１０３等を含むものとすることができる。ドアの開閉、ドアロック、アンロックの動作の有無等に基づいて乗車、降車、発進の意図等が推定される。通信装置９６は、予め定められた通信可能領域内において、運転者等が所持する携帯機１０４との間で通信を行うものであり、通信により、ドアのロック、アンロックが行われる場合もある。
また、記憶部８０ｍには、図８(b)に示すテーブル、吸気制御プログラム等が記憶される。

以上のように構成された車高調整システムにおいて、車両の走行中においては走行状態に基づいて前後左右の各輪の各々について目標車高が求められ、各々の車輪について、実際の車高が、それぞれ、目標車高に近づくようにエア給排装置２４、車高調整弁２６が制御される。それによって、車両の走行安定性が図られる。車両の停止中においては、車高切換えスイッチ８８が操作された場合、人が乗降する場合等予め定められた条件が成立した場合等に車高調整が行われる。

車高を高くする場合には、図３(a)に示すように、回路弁６１〜６４を開とするとともに、制御対象輪（図３においては前後左右の４輪が制御対象輪である場合について記載した）に対応する車高調整弁２６を開とする。タンク３４に蓄えられたエアは、制御対象輪のエアシリンダ２のエア室１９に供給される。それにより、制御対象輪についての車高が高くなる。
車高を低くする場合には、図３(b)に示すように、電動モータ４２の駆動によりコンプレッサ４０を作動させ、回路弁６１、６４を閉、回路弁６２，６３を開とするとともに、制御対象輪に対応する車高調整弁２６を開とする。エアシリンダ２のエア室１９のエアは、コンプレッサ４０により吸い込まれて、タンク３４に供給される。

上述のように、車高調整はタンク３４を利用して行われるが、タンク圧についてはタンク３４にエアを供給する吸気制御と、タンク３４からエアを排出させる排気制御とが行われる。以下、本明細書においては、本願発明と関連する吸気制御について説明する。
吸気制御においては、コンプレッサ４０の作動により車高調整システムの外部から吸気弁４４を経てエアが吸引されて、タンク３４に供給される。
しかし、当該車高調整システムに設けられる吸気弁４４は、高圧側と低圧側との差圧で開閉させられるメカ的な弁である。そのため、コンプレッサ４０が始動させられると直ちに閉から開に切り換えられるとは限らない。また、吸気弁４４の閉状態においてコンプレッサ４０の作動によりタンク３４に供給されたエアは、当該車高調整システムの内部にすでに存在するエアであり、外部から吸引されたエアではない。そのため、コンプレッサ４０の始動時からのタンク圧の増加量に基づいて、外部から吸気弁４４を経て吸引されてタンク３４に供給されたエアの量、すなわち、吸気量を取得することはできない。さらに、第３通路６５に圧力センサが設けられていないため、第３通路６５のエアの圧力を検出することができず、吸気弁４４が閉から開に切り換わったことを直接的に検出することは困難である。また、吸気弁４４を電磁弁とすれば、閉から開になった時期を正確に検出することはできるが、コストが高くなる。
そこで、本実施例においては、メカ的な弁である吸気弁４４を採用するとともに、タンク圧センサ９０の検出値とシリンダ圧センサ９１の検出値との少なくとも一方に基づいて、吸気弁４４が閉から開に切り換えられたか否かが推定されるようにした。

当該車高調整システムにおいて、例えば、車高調整が終了し、すべての電磁弁に電流が供給されない場合には、図４に示す状態にある。この場合において、太線で記載した第３通路６５，第４通路６６および第１通路５０，第２通路５２には、エアが存在し、大気圧より高い状態にあるのが普通である。
吸気制御の開始条件が成立すると開始処理が行われる。図５，６に示すように、回路弁６１，６２が閉、回路弁６３，６４が開とされるとともに電動モータ４２が始動させられコンプレッサ４０が作動させられる。また、車高制御弁２６は閉にある。第３通路６５（接続部４１を含む）はタンク３４および共通通路２２（エアシリンダ２）から遮断され、タンク３４からもエアシリンダ２からもエアの流入が阻止される。第４通路６６および共通通路２２は、タンク３４に連通させられる一方エアシリンダ２から遮断される。
コンプレッサ４０の作動により、第３通路６５のエアが吸引されてタンク３４に供給されるが、図５に示すように、コンプレッサ４０の始動当初、第３通路６５の圧力は大気圧より高く、吸気弁４４は閉状態にある。その後、コンプレッサ４０の作動により第３通路６５内のエアが吸引され、エアの量が少なくなり、第３通路６５の圧力が低くなる。そして、図６に示すように、破線で記載した第３通路６５（接続部４１）の圧力が大気圧より低くなると、吸気弁４４が閉から開に切換えられる。コンプレッサ４０により、当該車高調整システムの外部（大気）から吸気弁４４を介してエアが吸引されて、タンク３４に供給される。タンク圧は増加し、当該車高調整システムの内部のエアの量が増加する。

図９において、時点ｔ０においてコンプレッサ４０が始動させられるが、始動当初においては、第３通路６５のエアの圧力が大気圧より高く、コンプレッサ４０から吐出されるエアの吐出流量は大きいため、実線が示すように、タンク圧センサ９０の検出値であるタンク圧Ｐｔの増加勾配は大きい。しかし、第３通路６５のエアの量が少なくなり、コンプレッサ４０のエアの吐出流量が小さくなると、タンク圧Ｐｔの増加勾配が小さくなり、その後、時点ｔ１において吸気弁４４が開に切り換わった後には、吐出流量が一定し、タンク圧Ｐｔの増加勾配はほぼ一定となる。
一方、共通通路２２とタンク３４とは連通状態にあるため、定常的には、吐出側部の圧力である通路圧Ｐｓとタンク圧Ｐｔとはほぼ同じになる。しかし、共通通路２２の容積は小さいため、通路圧Ｐｓはコンプレッサ４０からのエアの吐出流量の影響を受け易い。そのため、図９の破線が示すように、シリンダ圧センサ９１の検出値である通路圧Ｐｓは、時点ｔ０からパルス的に変化する（急勾配で増加した後減少する）。その後、時点ｔ１において吸気弁４４が開に切り換わり、吐出流量が安定すると、通路圧Ｐｓはタンク圧Ｐｔとほぼ同じになり、タンク圧Ｐｔとほぼ同じ勾配で増加する。

以上のことから、コンプレッサ４０の作動が開始された後において、
(1)タンク圧Ｐｔの増加勾配が小さくなったこと、
(2)通路圧Ｐｓがパルス的に変化した後、増加勾配が一定になったこと（下に凸になること）
(3)タンク圧Ｐｔと通路圧Ｐｓとの差の絶対値が減少傾向にあり、これらの差の絶対値が小さくなったこと
の少なくとも１つが成立した場合に、吸気弁４４が閉から開に切り換わったと推定することができる。
そして、吸気弁４４が閉から開に切り換わったと推定された時点ｔ１からのタンク圧ＰＴの増加量ΔＰＴに基づいて、車高調整システムの外部（大気）から吸引されてタンク３４に供給されたエアの量である吸気量Ｑ、すなわち、当該車高調整システムの内部に追加されたエアの量を取得することができる。

図７のフローチャートは、吸気制御プログラムの一部を表すルーチンを表すものであり、本ルーチンは予め定められた設定時間毎に実行される。
ステップ１（以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同様とする）において、タンク圧Ｐｔが検出され、Ｓ２において、吸気制御中であるか否かが判定される。吸気制御中でない場合には、Ｓ３において、開始条件が成立するか否か、換言すれば、タンク３４においてエアが不足しているか否かが判定される。例えば、タンク圧Ｐｔが吸気開始しきい値より低い場合、吸気量Ｑ（ΔＰＴ）が目標吸気量Ｑ*（ΔＰＴref）に達していない場合等に開始条件が成立したとされて、Ｓ４において、開始処理が行われる。上述のように、回路弁６３，６４が開状態とされ、電動モータ４２が始動させられ、電動モータ４２によりコンプレッサ４０が作動させられる。
吸気制御が開始されると、Ｓ２の判定がＹＥＳとなるため、Ｓ５において、後述するように、吸気量Ｑ（ΔＰＴ）が取得され、Ｓ６において、終了条件が成立したか否かが判定される。例えば、吸気量Ｑ（ΔＰＴ）が目標吸気量Ｑ*（ΔＰＴref）に達した場合、車高調整要求が出された場合等に、終了条件が成立したとされる。終了条件が成立すると、Ｓ７において、吸気中フラグがＯＦＦとされて、Ｓ８において、終了処理が行われる。例えば、コンプレッサ４０が停止させられ、回路弁６１〜６４が閉とされる。終了処理としては、その他、終了に関連する処理が行われる場合もあり、コンプレッサ４０も、Ｓ６の判定がＹＥＳになった後も継続して作動させられる場合がある。車高調整要求が出されて終了条件が成立した場合には、今回、コンプレッサ４０が始動させられた時点から現時点までの吸気量Ｑ（ΔＰＴ）が記憶される。また、コンプレッサ４０、回路弁６１〜６４は、Ｓ８が実行された後、あるいは、Ｓ８が実行されることなく車高調整制御プログラムにより制御される。
吸気制御中に車高調整要求が出された場合には、今回の吸気制御は終了させられるが、車高調整が終了した後に、本ルーチンが実行された場合に、吸気量Ｑ（ΔＰＴ）が目標吸気量Ｑ*（ΔＰＴref）に達していないことに起因して開始条件が成立して、吸気制御が開始される。本実施例においては、１回のコンプレッサ４０の連続した作動によりタンク３４にエアが供給される間の制御を吸気制御と称する。

Ｓ５の吸気量の取得は、図８のフローチャートで表される吸気量取得ルーチンの実行により取得される。
Ｓ２１において、吸気中フラグがＯＮであるか否かが判定される。吸気中フラグは吸気弁４４が開にある場合にＯＮとされるフラグである。吸気中フラグがＯＦＦの場合には、Ｓ２２以降において吸気弁４４が閉から開になったか否かが判定される。具体的には、Ｓ２２において、通路圧Ｐｓが検出され、Ｓ２３において、タンク圧Ｐｔと通路圧Ｐｓとの差の絶対値ＤＰ、その差の絶対値の時間に対する変化勾配ＤＰ´｛＝ｄ（ＤＰ）／ｄｔ｝が取得される。Ｓ２４において、差の絶対値ＤＰが設定値αより小さく、かつ、変化勾配ＤＰ´が０より小さいか否か（減少傾向にあるか否か）が判定される。差の絶対値ＤＰが設定値α以上である場合、または、差の絶対値ＤＰが増加傾向にある場合には、判定がＮＯとなり、吸気中フラグはＯＦＦのままである。Ｓ２１〜２４が繰り返し実行されるうちに、差の絶対値ＤＰが減少傾向となり、かつ、差の絶対値ＤＰが設定値αより小さくなった場合には、Ｓ２５，２６において、その時のタンク圧Ｐｔが基準圧Ｐｔ０として記憶され、吸気中フラグがＯＮとされる。吸気弁４４が閉から開に切り換わったと推定される。

吸気中フラグがＯＮになったため、Ｓ２２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ２７において、車高調整システムの外部（大気）から吸引されてタンク３４に収容されたエアの量、すなわち、吸気量Ｑ（ΔＰＴ）が取得される。具体的には、Ｓ１において検出されたタンク圧ＰｔからＳ２５において記憶された基準圧Ｐｔ０を引くことにより、今回のコンプレッサ４０の始動後の吸気弁４４が閉から開に切り換えられた時から現時点までのタンク圧の増加量ΔＰＴ（＝Ｐｔ−Ｐｔ０）が取得され、タンク圧の増加量ΔＰＴと、図８(b)に示すタンク圧とエアの量との関係とに基づいて吸気量Ｑ（ΔＰＴ）が取得されるのである。

このように、本実施例においては、コンプレッサ４０の始動後のタンク圧Ｐｔと通路圧Ｐｓとの差に基づいて吸気弁４４が閉から開に切り換わったことが取得されるため、大気から吸引されてタンク３４に供給されたエアの量である吸気量Ｑ（ΔＰＴ）を正確に取得することができる。そして、コンプレッサ４０の１回の連続した作動により吸気量Ｑ（ΔＰＴ）が目標吸気量Ｑ*（ΔＰＴref）に達した場合には、吸気制御が終了させられ、エア不足は解消されるが、コンプレッサ４０の作動中に例えば車高調整要求が出された場合等には、吸気制御は一旦終了させられるが、コンプレッサ４０が始動させられてから停止させられるまでの吸気量Ｑ（ΔＰＴ）が記憶される。このように、吸気量Ｑ（ΔＰＴ）が目標吸気量Ｑ*（ΔＰＴref）に達する前に車高調整等に起因して中断させられた場合には、吸気制御毎（コンプレッサ４０の始動から停止毎）の吸気量Ｑ（ΔＰＴ）の和が目標吸気量Ｑ*（ΔＰＴref）に達した場合に、エア不足が解消されることになる。なお、吸気量Ｑ（ΔＰＴ）が目標吸気量Ｑ*（ΔＰＴref）に達する前に車高調整が行われる場合には、車高調整において、エアが車高調整システムの外部へ出されることはないのが普通であるため、車高調整においてタンク圧Ｐｔが変化しても、吸気量Ｑ（ΔＰＴ）は累積して考えることができる。

以上、本実施例においては、エア給排装置２４、共通通路２２、車高調整ＥＣＵ８０、タンク圧センサ９０、通路圧センサとしてのシリンダ圧センサ（通路圧センサ）９１等によりエア源装置が構成され、接続部４１を含む第３通路６５、または、接続部４１等により吸引側部が構成される。また、タンク圧センサ９０、通路圧センサ９１、車高調整ＥＣＵ８０の図７のフローチャートで表される吸気制御ルーチンを記憶する部分、実行する部分等により吸気制御部が構成され、タンク圧センサ９０、通路圧センサ９１、図８のフローチャートで表される吸気量取得ルーチンを記憶する部分、実行する部分等により吸気量取得部が構成され、そのうちの、タンク圧センサ９０、通路圧センサ９１、Ｓ２２〜２４を記憶する部分、実行する部分等により切換時推定部が構成される。切換時推定部は圧力差依拠推定部である。また、Ｓ４を記憶する部分、実行する部分等によりコンプレッサ制御部が構成される。

吸気弁４４が閉から開に切り換わったことは、タンク圧センサ９０の検出値の変化に基づいて取得することができる。その一例を図１０のフローチャートに基づいて説明する。
吸気中フラグがＯＦＦの場合には、Ｓ２３ａにおいて、タンク圧の増加勾配の絶対値が取得され、Ｓ２４ａにおいて、増加勾配の絶対値が設定値βより小さくなったか否かが判定される。増加勾配の絶対値が設定値βより小さくなった場合に、吸気弁４４が閉から開に切り換わったと判定することができる。設定値βは、図９の実線が示すように、時間ｔ０近傍の勾配より小さい値とすることができる。
増加勾配の絶対値と設定値βとが比較されるため、タンク圧センサ９０のノイズ、検出誤差等に起因する誤判定を良好に抑制することができる。
本実施例においては、タンク圧センサ９０、車高調整ＥＣＵ８０の図１０のフローチャートのＳ２３ａ、２４ａを記憶する部分、実行する部分等によりタンク圧依拠推定部が構成される。

吸気弁４４が閉から開に切り換わったことは、シリンダ圧センサ９１の検出値の変化に基づいて推定することができる。その一例を図１１のフローチャートに基づいて説明する。
吸気中フラグがＯＦＦの場合には、Ｓ２２ｂにおいて、通路圧Ｐｓが取得され、Ｓ２３ｂにおいて、通路圧Ｐｓの２階微分値、通路圧Ｐｓの微分値の絶対値（時間に対する変化勾配の絶対値）が取得され、Ｓ２４ｂにおいて、２階微分値が正の値であり、かつ、通路圧Ｐｓの微分値の絶対値が設定値γより小さいか否かが判定される。通路圧Ｐｓを表す曲線が下に凸にあり、かつ、通路圧Ｐｓの微分値の絶対値が設定値γより小さい場合に、吸気弁４４が閉から開に切り換わったと判定することができる。
本実施例においては、通路圧センサ９１、車高調整ＥＣＵ８０の図１１のフローチャートのＳ２２ｂ〜２４ｂを記憶する部分、実行する部分等により通路圧依拠推定部が構成される。

なお、吸気弁４４が閉から開に切り換えられたことは、タンク圧の変化状態と、通路圧の変化状態と、タンク圧の通路圧との圧力差の状態とのうちの２つ以上に基づいて取得することもできる。
また、吸気量Ｑ（ΔＰＴ）を取得することは不可欠ではない。吸気量に対応する量としてタンク圧の増加量ΔＰＴを採用し、タンク圧の増加量ΔＰＴが目標吸気量に対応する目標増加量ΔＰＴrefに達した場合に、終了条件が成立したとすることもできる。
さらに、エア源装置は、車高調整システムに限らず、その他の車載装置（例えば、エアブレーキ装置）に適用すること等ができる。
また、タンク３４を、タンク圧とエアの量との間に、図８(b)に示す関係を有する構造、特性を成すものとしたが、それに限らない。タンク３４の構造（ブラダ式、ベローズ式、ピストン式等）、特性（弾性体の初期圧等）等が変わると、タンク圧の増加量とエアの増加量との関係も変わる場合がある。
さらに、車高調整システムの構造は問わない。
また、本発明に係るエア源装置は車高調整システム以外のエアで作動させられる車載装置に適用することもできる等、本発明は、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。

２：エアシリンダ ２２：共通通路 ２４：エア給排装置 ３２：排気バルブ ３４：タンク ４０：コンプレッサ ４２：電動モータ ４４：吸気弁 ６１〜６４：回路弁 ８０：車高調整ＥＣＵ ９０：タンク圧センサ ９１：シリンダ圧センサ

特許請求可能な発明

（１）エアを収容するタンクと、
コンプレッサと
を含むエア源装置であって、
当該エア源装置が、
前記コンプレッサの吸引側の部分である吸引側部と当該エア源装置の外部との間に設けられ、前記吸引側部のエアの圧力が前記外部の圧力である大気圧以上の場合は閉状態にあるが、前記吸引側部のエアの圧力が前記大気圧より低くなると開状態に切り換わる吸気弁と、
前記コンプレッサを制御することにより、前記外部からエアを吸気して前記タンクに供給されるエアの量を制御する吸気量制御部と
を含み、かつ、前記吸気量制御部が、当該エア源装置の内部のエアの圧力に基づいて、前記吸気弁が閉から開に切り換わったか否かを推定する切換時推定部を含み、その切換時推定部によって前記吸気弁が閉から開に切り換わったと推定された時点からの、前記タンクに収容されたエアの圧力であるタンク圧の増加量に基づいて、前記コンプレッサにより前記外部から吸気されて前記タンクに供給されたエアの量である吸気量を取得する吸気量取得部を含むことを特徴とするエア源装置。
エア源装置の内部にはエアが存在しているのが普通である。そのため、吸気弁の閉状態においてコンプレッサを作動させた場合は、エア源装置の内部のエアが循環させられてタンクに収容されるのであり、エア源装置の内部のエアの量は増加していない。それに対して、吸気弁の開状態においてコンプレッサを作動させた場合には、外部からエアが吸引されてタンクに供給されたと考えられる。
しかし、吸気弁は、コンプレッサの吸引側部のエアの圧力が大気圧より低くなった場合に閉から開に切り換えられるメカ的な弁であり、吸気弁の開閉を直接検出することは困難である。
そこで、本項に記載のエア源装置においては、エア源装置の内部のエアの圧力、圧力変化等に基づいて、吸気弁が閉から開に切り換わったことが取得され、その吸気弁が閉から開に切り換わった時点からのタンク圧の増加量に基づいて吸気量が取得される。その結果、外部から吸気されてタンクに供給されたエアの量である吸気量を正確に取得することができる。
（２）前記切換時推定部が、当該エア源装置の内部の圧力として前記タンクに収容されたエアの圧力であるタンク圧を検出するタンク圧センサと、そのタンク圧センサの検出値の増加状態に基づいて前記吸気弁が閉から開に切り換わったか否かを取得するタンク圧依拠推定部とを含む(1)項に記載のエア源装置。
コンプレッサの吸気側の部分である吸引側部（吸気弁の接続部を含む）がタンクからもアクチュエータからもエアの流入が阻止された状態でコンプレッサが作動させられる。吸引側部のエアが循環させられタンクに供給される(i)が、その後、吸引側部のエアの量が少なくなり、エアの圧力が大気圧より低くなると、吸気弁が開き、当該エア源装置の外部から内部へエアが吸気されて、タンクに供給される。
(i)の状態において、タンクには大きな流量でエアが供給されるため、タンク圧は大きな勾配で増加する。しかし、(ii)の状態において、タンクに供給されるエアの流量が小さくなり、タンク圧の増加勾配は小さくなる。その後、外部からエアが吸引されることにより増加勾配はほぼ一定となる。
以上の事情に基づき、タンク圧の時間に対する増加勾配が大きい状態から小さくなった場合、増加勾配が設定値以上減少した場合等に、コンプレッサの吸引側部が大気圧より低くなり、吸気弁が閉から開に切り換わったと推定することができる。
（３）前記切換時推定部が、当該エア源装置の内部の圧力として前記コンプレッサの吐出側に接続された吐出通路の圧力を検出する通路圧センサと、その通路圧センサの検出値の変化状態に基づいて前記吸気弁が閉から開に切り換わったか否かを推定する通路圧依拠推定部とを含む(1)項または(2)項に記載のエア源装置。
コンプレッサの吐出通路はアクチュエータから遮断されタンクに連通させられた状態にある。吐出通路とタンクとの連通状態において、定常的にはタンク圧と吐出通路のエアの圧力とはほぼ同じになるが、吐出通路の容積はタンクに比較して小さいため、吐出通路のエアの圧力はコンプレッサから吐出されたエアの流量の影響を受け易い。
上記(i)の状態において、吐出通路のエアの圧力は過渡的に増加するが、(ii)の状態において、ほぼタンク圧と同じになり、その後、タンク圧と同様に増加する。
以上の事情から、吐出通路のエアの圧力が増加した後減少して、その後増加し始めた時点、例えば、吐出通路のエアの圧力の２階微分値が正の値であり、かつ、微分値の絶対値が設定値より小さくなった場合に吸気弁が閉から開に切り換わったと推定することができる。
（４）前記切換時推定部が、前記タンクに収容されたエアの圧力であるタンク圧を検出するタンク圧センサと、前記コンプレッサの吐出側に接続された吐出通路のエアの圧力を検出する通路圧センサと、前記タンク圧センサの検出値と前記通路圧センサの検出値との差に基づいて前記吸気弁が閉から開に切り換えられたか否かを推定する圧力差依拠推定部とを含む(1)ないし(3)項のいずれか１つに記載のエア源装置。
通路圧センサの検出値は、上述のように、過渡的に増加した後減少して、タンク圧センサの検出値とほぼ同じになる。換言すれば、２つのセンサの検出値の差の絶対値が大きくなった後に０近傍の大きさとなる。そのため、これらの差の絶対値が減少し、かつ、０近傍になった場合に吸気弁が閉から開に換わったと推定することができる。
（５）前記切換時推定部が、前記コンプレッサの作動開始時から設定時間が経過した後に、前記吸気弁が閉から開に切り換えられたと取得する時間依拠取得部を含む(1)ないし(4)項のいずれか１つに記載のエア源装置。
吸引側部の容積、コンプレッサの作動状態等に基づけば、コンプレッサの作動開始から吸引側部のエアの圧力が大気圧より低くなり、吸気弁が閉から開に切り換わるまでの時間はおよそわかる。したがって、作動開始から設定時間が経過した後に、吸気弁が閉から開に切り換わったと取得することができる。
なお、設定時間は、コンプレッサの始動直前の吸引側部のエアの圧力がわかる場合にはより一層正確に取得することができるが、始動直前の吸引側部の圧力を取得することは不可欠ではない。
（６）当該エア源装置に、エアで作動させられるアクチュエータが接続され、
前記吸気制御部が、前記吸引側部が前記タンクからも前記アクチュエータからもエアの流入が阻止された状態で、前記コンプレッサを作動させるコンプレッサ制御部を含む(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載のエア源装置。
（７）前記コンプレッサ制御部が、前記コンプレッサの吐出側に接続された吐出通路に前記タンクが連通させられ、前記アクチュエータが遮断された状態で、前記コンプレッサを作動させるものである(6)項に記載のエア源装置。
（８）前記コンプレッサ制御部が、開始条件が成立した場合に前記コンプレッサを始動させ、終了条件が成立した場合に前記コンプレッサを停止させるものである(1)項ないし(7)項のいずれか１つに記載のエア源装置。
（９）前記アクチュエータが、車両の車輪に対応して設けられ、車輪側部材と車体側部材との間に設けられたエアシリンダである(1)項ないし(8)項のいずれか１つに記載のエア源装置。

Claims (6)

1. エアを収容するタンクと、
   コンプレッサと
   を含むエア源装置であって、
   当該エア源装置が、
   前記コンプレッサの吸引側の部分である吸引側部と当該エア源装置の外部との間に設けられ、前記吸引側部のエアの圧力が前記外部の圧力である大気圧以上の場合は閉状態にあるが、前記吸引側部の圧力が前記大気圧より低くなると開状態に切り換わる吸気弁と、
   前記コンプレッサの制御により、前記外部からエアを吸気して前記タンクに供給されるエアの量を制御する吸気量制御部と
   を含み、かつ、前記吸気量制御部が、当該エア源装置の内部のエアの圧力に基づいて、前記吸気弁が閉から開に切り換えられたか否かを推定する切換時推定部を含み、その切換時推定部によって前記吸気弁が閉から開に切り換えられたと推定された時点からの、前記タンクに収容されたエアの圧力であるタンク圧の増加量に基づいて、前記コンプレッサにより前記外部から吸気されて前記タンクに供給されたエアの量である吸気量を取得する吸気量取得部を含むことを特徴とするエア源装置。
2. 前記切換時推定部が、当該エア源装置の内部のエアの圧力として前記タンクに収容されたエアの圧力であるタンク圧を検出するタンク圧センサと、前記タンク圧の増加状態に基づいて前記吸気弁が閉から開に切り換わったか否かを推定するタンク圧依拠推定部とを含む請求項１に記載のエア源装置。
3. 前記切換時推定部が、当該エア源装置の内部のエアの圧力として前記コンプレッサの吐出側に接続された吐出通路のエアの圧力を検出する通路圧センサと、前記吐出通路のエアの圧力の変化状態に基づいて前記吸気弁が閉から開に切り換わったか否かを推定する通路圧依拠取得部とを含む請求項１または２に記載のエア源装置。
4. 前記切換時推定部が、当該エア源装置の内部のエアの圧力として前記タンクに収容されたエアの圧力であるタンク圧を検出するタンク圧センサと、当該エア源装置の内部のエアの圧力として前記コンプレッサの吐出側に接続された吐出通路のエアの圧力を検出する通路圧センサと、前記タンク圧と前記吐出通路のエアの圧力との差に基づいて前記吸気弁が閉から開に切り換わったか否かを推定する圧力差依拠推定部とを含む請求項１ないし３のいずれか１つに記載のエア源装置。
5. 当該エア源装置に、エアで作動させられるアクチュエータが接続され、
   前記吸気量制御部が、前記タンクからも前記アクチュエータからも前記吸引側部へのエアの流入が阻止された状態で、前記コンプレッサを作動させるコンプレッサ制御部を含む請求項１ないし４のいずれか１つに記載のエア源装置。
6. 前記コンプレッサ制御部が、前記コンプレッサの吐出側に接続された吐出通路が前記タンクに連通させられ、前記アクチュエータから遮断された状態で、前記コンプレッサを作動させるものである請求項５に記載のエア源装置。

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