JP2022176244A - 空気供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮空気の消費量を抑えることのできる空気供給システムを提供する。【解決手段】空気供給システム１０は、コンプレッサ４と、コンプレッサ４の送出した圧縮空気から水分を除去する乾燥剤と、乾燥剤からコンプレッサとは反対方向に出力される空気の流れを許容するチェックバルブと、チェックバルブを通過した圧縮空気の湿度を測定する湿度測定部とを備える。また、駆動／非駆動に応じてコンプレッサ４の空運転／負荷運転を切り替えるアンロード制御弁２６Ｂと、ガバナ２６Ａの駆動／非駆動に応じて空気供給通路１８の分岐通路１６を封止又は連通させる前記ドレン排出弁２５と、とを備える。また、アンロード制御弁２６Ｂの駆動／非駆動を切り替えること、及び、ガバナ２６Ａの駆動／非駆動を切り替えるＥＣＵ８０を備える。ＥＣＵ８０は、湿度測定部で測定した湿度を加味してガバナ２６Ａの駆動／非駆動を切り替える。【選択図】図１

Description

本発明は、機器に圧縮空気を供給する空気供給システムに関する。

トラック、バス、建機等の車両においては、コンプレッサから送られる圧縮空気を利用して、ブレーキやサスペンション等の空気圧システムが制御されている。この圧縮空気には、大気中に含まれる水分やコンプレッサ内を潤滑する油分等の液状の不純物が含まれている。水分や油分を多く含む圧縮空気が空気圧システム内に入ると、錆の発生やゴム部材の膨潤等を招き、作動不良の原因となる。このため、コンプレッサの下流には、圧縮空気中の水分や油分等の不純物を除去する圧縮空気乾燥装置が設けられている。

圧縮空気乾燥装置は、油水分を除去するロード運転（除湿動作）と、乾燥剤に吸着させた油水分を取り除き、油水分をドレンとして放出するアンロード運転（再生動作）とを行う。また、エアドライヤは、ドレンが路面に吐出されてしまうことを防ぐために、当該エアドライヤから排出されたドレンをオイルセパレータへ排出する。オイルセパレータでは、油水分を含んだ空気を衝突材に衝突させて気液分離を行うことで油分を回収し、清浄エアを排出する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３－２３４６３２号公報

圧縮空気の供給量に応じて清浄機能が低下するエアドライヤから継続的に清浄エアを供給するためには、圧縮空気を逆流させてエアドライヤの清浄機能を回復させる再生動作やパージ動作が必要である。例えば、パージ動作はアンロード運転毎、再生動作はアンロード回数や経過時間に応じて実行される。こうしたパージ動作や再生動作は圧縮空気を消費することから、多少なりともエンジン負荷を増加させていることになる。ところで、近年、車両の燃費向上が求められているため、パージ動作や再生動作を機械的に行うのではなく、実行条件の適正化を行うことにより、圧縮空気の消費は抑えつつ、エアドライヤの機能を維持するように改善することのできる余地がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧縮空気の消費量を抑えることのできる空気供給システムを提供することにある。

上記目的を達成する空気供給システムは、圧縮空気を送出する負荷運転と前記圧縮空気を送出しない空運転とを切り替えることが可能なコンプレッサと、前記コンプレッサの送出した前記圧縮空気から水分を除去する乾燥剤と、前記コンプレッサと前記乾燥剤とを前記圧縮空気の流通可能に接続する接続通路と、前記乾燥剤から前記コンプレッサとは反対方向に出力される空気の流れを許容するチェックバルブと、前記チェックバルブを通過した前記圧縮空気の湿度を測定する湿度測定部と、前記コンプレッサの前記負荷運転と前記空運転とを切り替えさせる第１の電磁弁であって、駆動されることで前記コンプレッサを前記空運転に切り替えさせる一方、非駆動であることにより前記コンプレッサを前記負荷運転に切り替えさせる前記第１の電磁弁と、前記接続通路の分岐通路に接続されたドレン排出弁であって、第２の電磁弁の駆動／非駆動に応じて前記分岐通路を封止又は連通させる前記ドレン排出弁と、前記第１の電磁弁の駆動／非駆動を切り替えること、及び、前記第２の電磁弁の駆動／非駆動を切り替えることができる制御装置とを備え、前記制御装置は、前記湿度測定部で測定した湿度を加味して前記第２の電磁弁の駆動／非駆動を切り替える。

コンプレッサを空運転（アンロード）させる電磁弁と、ドレン排出弁を切り替える電磁弁とが同一である場合、コンプレッサの空運転に応じて連絡通路内や乾燥剤中の空気が大気に開放される。このため、コンプレッサが供給した圧縮空気の一部が未使用のまま排出され、その分だけ圧縮空気が消費されていた。このような構成によれば、第１の電磁弁でコンプレッサの負荷運転と空運転とが切り替えられ、湿度測定部で測定された湿度に応じて第２の電磁弁でドレン排出弁の封止と連通とが切り替えられる。よって、コンプレッサが空運転になったとき、ドレン排出弁を封止させておくことができる。例えば、空気が乾燥しているとき、ドレン排出弁を封止させておけば、コンプレッサの供給した空気圧によって接続通路内の空気圧や乾燥剤中の空気圧を大気圧より高い圧力に維持できる。これにより、圧縮空気の消費量を抑制することができる。

好ましい構成として、前記制御装置は、前記第１の電磁弁を駆動させたとき、前記測定した湿度が湿度閾値以上であることを条件に、前記第２の電磁弁で前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を連通させ、前記湿度閾値未満であることを条件に、前記第２の電磁弁で前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を封止する。

このような構成によれば、コンプレッサが空運転であるとき、供給した圧縮空気の湿度が高いのであれば、乾燥剤による水分吸収量が多いので、ドレン排出弁に連通される接続通路や乾燥剤中から空気とともに油水分が排出されることで空気の清浄性が維持される。逆に、供給した圧縮空気の湿度が低いのであれば、乾燥剤の水分吸収量が少ないので、パージや再生処理が行われず、接続通路や乾燥剤中の空気圧が維持されるので圧縮空気の消費が抑制される。

好ましい構成として、前記チェックバルブに並列なバイパス通路の途中に設けられた再生制御弁であって、閉弁により前記バイパス通路を封止し、開弁により前記バイパス通路を連通させる前記再生制御弁をさらに備える。

このような構成によれば、再生制御弁を開弁することで乾燥した圧縮空気を、エアタンクから逆流させることが可能となるので、逆流した乾燥空気による乾燥剤の再生処理が可能になる。

好ましい構成として、前記制御装置は、前記第２の電磁弁で前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を連通させているとき、所定の期間だけ前記再生制御弁を開弁させる。
このような構成によれば、所定の期間だけ再生制御弁を開弁させる制御ができるので所定の期間の再生処理が可能になる。

好ましい構成として、前記制御装置は、前記第２の電磁弁で前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を連通させた後、前記再生制御弁を開弁させた状態で前記第２の電磁弁で前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を封止する。

このような構成によれば、再生処理が行われた後であっても、すみやかに接続通路内や乾燥剤中の空気圧が高い状態に維持される。いわゆる、コンプレッサアシストが可能になる。

好ましい構成として、前記制御装置は、前記第２の電磁弁で前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を連通させてから前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を封止した後、前記再生制御弁を開弁させる。

このような構成によれば、パージ処理が行われた後であっても、接続通路内や乾燥剤中の空気圧が高い状態に維持される。いわゆる、コンプレッサアシストが可能になる。
好ましい構成として、前記制御装置は、前記第１の電磁弁を非駆動に切り替えたとき、前記第２の電磁弁で前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を連通するとともに、所定の期間経過後、前記第２の電磁弁で前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を封止する。

このような構成によれば、コンプレッサが所定の期間だけ供給された圧縮空気がドレン排出弁を通じて排出される。これにより、負荷運転中に圧縮空気に含まれているおそれがある油水分を排出することができる。例えば、空運転から負荷運転に切り替わった直後がよい。

本発明によれば、圧縮空気の消費量を抑えることができる。

空気供給システムの第１の実施形態の概略構成を示す構成図。 同実施形態のエアドライヤの動作モードを示す図であって、（ａ）は第１動作モードを示す図、（ｂ）は第２動作モードを示す図、（ｃ）は第３動作モードを示す図、（ｄ）は第４動作モードを示す図、（ｅ）は第５動作モードを示す図、（ｆ）は第６動作モードを示す図。 同実施形態で圧縮空気を供給する手順の一例を示すフローチャート。 同実施形態でエアドライヤや再生処理の手順の一例を示すフローチャート。 同実施形態でコンプレッサを空運転させる手順の一例を示すフローチャート。 同実施形態で接続通路の圧力調整を行う手順の一例を示すフローチャート。 空気供給システムの第２の実施形態でオイルカットを有する手順の一例を示すフローチャート。 同実施形態でオイルカット動作を行う手順の一例を示すフローチャート。 空気供給システムの第３の実施形態で湿度に基づいて再生動作を行う手順の一例を示すフローチャート。

（第１の実施形態）
図１～図６を参照して、空気供給システムの第１の実施形態について説明する。空気供給システムは、トラック、バス、建機等の自動車に搭載されている。

＜空気供給システム１０の構成＞
図１を参照して空気供給システム１０の構成について説明する。空気供給システム１０は、コンプレッサ４と、空気乾燥回路１１と、制御装置としてのＥＣＵ８０とを備える。

空気供給システム１０は、ＥＣＵ８０に複数の配線Ｅ６１～Ｅ６６が接続されている。ＥＣＵ８０は、演算部、揮発性記憶部、不揮発性記憶部を備えており、不揮発性記憶部に格納されたプログラムに従って、空気乾燥回路１１に指令値を与えるようになっている。

コンプレッサ４は、ＥＣＵ８０の指令値に基づいて、空気を圧縮して供給する稼働状態（負荷運転）と、空気の圧縮を行わない非稼働状態（空運転）とが切り替えられる。
空気乾燥回路１１は、いわゆる、エアドライヤである。空気乾燥回路１１は、ＥＣＵ８０に接続され、負荷運転中のコンプレッサ４から送られた圧縮空気を乾燥させる。空気乾燥回路１１は、乾燥させた圧縮空気を供給回路１２へ送出する。

供給回路１２は、空気乾燥回路１１から送られた圧縮空気を、車両に搭載された図示しないエアタンクに貯留するとともに、図示しない各負荷に供給する。
空気乾燥回路１１は、メンテナンス用ポートＰ１２を有している。メンテナンス用ポートＰ１２は、メンテナンスの際に空気乾燥回路１１に空気を供給するためのポートである。

＜空気乾燥回路１１の構成＞
空気乾燥回路１１は、内部１１Ａ（図２参照）にフィルタ１７を備えている。本実施形態では、フィルタ１７は、コンプレッサ４と供給回路１２とを接続する空気供給通路１８の途中に設けられている。なお、フィルタ１７が乾燥剤に相当する。なお、空気供給通路１８が接続通路として機能する。

フィルタ１７は、空気を乾燥剤に通過させることによって空気に含まれる水分を除去して乾燥させるとともに、空気に含まれる油分を濾過部によって除去して清浄化する。フィルタ１７を通過した空気は、フィルタ１７からみて下流側への空気の流れのみを許容する逆止弁としての下流チェックバルブ１９を介して供給回路１２側へ供給される。つまり、下流チェックバルブ１９は、フィルタ１７側を上流、供給回路１２側を下流としたとき、上流から下流への空気の流れのみを許容する。なお、下流チェックバルブ１９は、所定の開弁圧（封止圧）を有していることから、圧縮空気が流れるとき、上流の圧力は下流の圧力よりも開弁圧だけ高くなる。

また、フィルタ１７の下流には、下流チェックバルブ１９を迂回する迂回路としてのバイパス流路２０が下流チェックバルブ１９に並列して設けられている。バイパス流路２０には、再生制御弁２１が接続されている。

再生制御弁２１は、ＥＣＵ８０から配線Ｅ６４を介しての電源の入り切り（駆動／非駆動）で動作が切り換わる電磁弁である。再生制御弁２１は、電源が切れた状態で閉弁してバイパス通路を封止し、電源が入った状態で開弁してバイパス回路を連通させる。ＥＣＵ８０は、例えば、エアタンク内の空気圧の値を受けて、空気圧の値が所定の範囲を越えたとき再生制御弁２１を動作させる。

バイパス流路２０のうち、再生制御弁２１とフィルタ１７との間には、オリフィス２２が設けられている。再生制御弁２１が通電されると、供給回路１２側の圧縮空気が、バイパス流路２０を介してオリフィス２２によって流量を規制された状態でフィルタ１７に送られる。フィルタ１７に送られた空気は、フィルタ１７の下流側から上流側に向けてフィルタ１７を逆流して通過する。このような処理は、フィルタ１７を再生させる処理であり、ドライヤの再生処理という。このときフィルタ１７に送られる圧縮空気は、空気供給通路１８からフィルタ１７を通過して供給回路１２に供給された乾燥及び清浄化された空気であるため、フィルタ１７に捕捉された水分及び油分をフィルタ１７から除去させる。よって、再生制御弁２１は、ＥＣＵ８０によって所定の期間だけ開弁させられる。所定の期間は、フィルタ１７を再生させることのできる期間が論理、実験、又は経験に基づいて設定される。

コンプレッサ４とフィルタ１７との間には、ドレン排出弁２５に接続される分岐通路１６が設けられている。分岐通路１６の末端にはドレン排出口２７が設けられている。
フィルタ１７から除去された水分及び油分を含むドレンは、圧縮空気とともにドレン排出弁２５に送られる。ドレン排出弁２５は、空気圧で駆動する空気圧駆動式の弁であって、空気供給通路１８の分岐通路１６において、フィルタ１７とドレン排出口２７との間に設けられている。ドレン排出弁２５は、閉弁位置及び開弁位置の間で位置を変更する２ポート２位置弁である。ドレン排出弁２５は、開弁位置でドレンをドレン排出口２７へ送る。ドレン排出口２７から排出されたドレンは、図示しないオイルセパレータによって回収されてもよい。

ドレン排出弁２５は、ガバナ２６Ａによって制御される。ガバナ２６Ａは、電磁弁であって、ＥＣＵ８０から配線Ｅ６３を介して電源の入り切り（駆動／非駆動）が操作されて作動する。ガバナ２６Ａは、電源が入れられると、ドレン排出弁２５に空圧信号を入力することで、ドレン排出弁２５を開弁させる。また、ガバナ２６Ａは、電源が切られると、ドレン排出弁２５に空気圧信号を入力せずに大気圧とすることで、ドレン排出弁２５を閉弁させる。なお、ガバナ２６Ａが第２の電磁弁として機能する。

ドレン排出弁２５は、ガバナ２６Ａから空圧信号を入力していない状態で閉弁位置に維持され、ガバナ２６Ａから空圧信号を入力すると開弁位置となる。また、ドレン排出弁２５のコンプレッサ４側の入力ポートが上限値を超えて高圧になった場合、ドレン排出弁２５が強制的に開弁位置に切り替えられる。

コンプレッサ４とフィルタ１７との間であって、かつ、コンプレッサ４と分岐通路１６の間には上流チェックバルブ１５が設けられている。上流チェックバルブ１５は、コンプレッサ４側を上流、フィルタ１７側を下流としたとき、上流から下流への空気の流れのみを許容する。上流チェックバルブ１５は、所定の開弁圧（封止圧）を有していることから、圧縮空気が流れるとき、上流の圧力は下流の圧力よりも開弁圧だけ高くなる。なお、上流チェックバルブ１５の上流には、コンプレッサ４の出口のリード弁が設けられており、同下流には、分岐通路１６やフィルタ１７が設けられている。

＜コンプレッサ４＞
コンプレッサ４は、アンロード制御弁２６Ｂによって制御される。アンロード制御弁２６Ｂは、電磁弁であって、ＥＣＵ８０から配線Ｅ６２を介して電源が入り切り（駆動／非駆動）操作されることに応じて作動する。アンロード制御弁２６Ｂは、電源が切られると、開放位置になって、コンプレッサ４との間の流路を大気開放する。また、アンロード制御弁２６Ｂは、電源が入れられると、供給位置になって、コンプレッサ４に圧縮空気からなる空圧信号を送る。なお、アンロード制御弁２６Ｂが第１の電磁弁として機能する。

コンプレッサ４は、アンロード制御弁２６Ｂから空圧信号を入力すると、非稼働状態（空運転）となる。例えば、供給回路１２の圧力が上限圧に到達したとき、乾燥した圧縮空気の供給が不要である。供給回路１２の圧力は、図示しない圧力センサで測定されてＥＣＵ８０に入力されている。アンロード制御弁２６Ｂは、圧力センサの測定結果に基づいてＥＣＵ８０から電源が入れられる（駆動される）と供給位置になる。これにより、アンロード制御弁２６Ｂから、コンプレッサ４に空圧信号が供給される。

＜センサ＞
コンプレッサ４と上流チェックバルブ１５との間には、圧力センサ５０が設けられている。圧力センサ５０は、接続された空気供給通路１８の空気圧を測定して、測定した結果を配線Ｅ６１を介してＥＣＵ８０に伝達する。

下流チェックバルブ１９と供給回路１２との間には、湿度センサ５１及び温度センサ５２が設けられている。湿度センサ５１及び温度センサ５２はそれぞれ、フィルタ１７の下流の圧縮空気の湿度、空気の温度を測定して、測定したそれぞれの結果を配線Ｅ６５，Ｅ６６を介してＥＣＵ８０に出力する。ＥＣＵ８０は、入力した圧縮空気の湿度及び圧縮空気の温度に基づいて露点を計算する。湿度センサ５１、温度センサ５２及びＥＣＵ８０で湿度計測部が構成される。例えば、コンプレッサ４の出力する圧縮空気の湿度が略１００％であるとすると、１００％と測定した湿度との差と、温度における飽和水蒸気量とに基づいてフィルタ１７で除去された水分量が算出できる。

＜空気乾燥回路１１の動作説明＞
図２に示すように、空気乾燥回路１１は、第１動作モード～第６動作モードの６つの動作モードを有している。

図２（ａ）に示すように、第１動作モードは、供給処理のために通常のロード動作を行うモードであって、再生制御弁２１、ガバナ２６Ａ及びアンロード制御弁２６Ｂをそれぞれ上流側（供給回路１２側）を閉弁する（図において「ＣＬＯＳＥ」と記載）モードである。このとき、再生制御弁２１、ガバナ２６Ａ及びアンロード制御弁２６Ｂはそれぞれ、電源が供給されない。また、ガバナ２６Ａ及びアンロード制御弁２６Ｂはそれらの下流に接続されるコンプレッサ４のポート及びドレン排出弁２５のポートをそれぞれ大気開放する。第１動作モードは、コンプレッサ４から圧縮空気が供給されているとき（図において「ＯＮ」と記載）、乾燥剤で水分、油分を除去し、供給回路１２に圧縮空気を供給する。

図２（ｂ）に示すように、第２動作モードは、パージ処理のためにコンプレッサ停止動作（パージ有り）を行うモードであって、再生制御弁２１を閉弁し、ガバナ２６Ａ及びアンロード制御弁２６Ｂをそれぞれ開弁する（図において「ＯＰＥＮ」と記載）モードである。このとき、ガバナ２６Ａ及びアンロード制御弁２６Ｂはそれぞれ、電源が供給されるとともに、それらの下流に接続されるコンプレッサ４のポート及びドレン排出弁２５のポートをそれぞれ上流側（供給回路１２側）に接続する。第２動作モードは、コンプレッサ４が非稼働状態であるとき（図において「ＯＦＦ」と記載）、フィルタ１７の乾燥剤中や空気供給通路１８にある圧縮空気を、ドレン排出口２７から水分やオイル等とともに排出させて、フィルタ１７の乾燥剤中や空気供給通路１８の空気圧を大気圧にする。

図２（ｃ）に示すように、第３動作モードは、再生処理のための再生動作を行うモードであって、再生制御弁２１、ガバナ２６Ａ及びアンロード制御弁２６Ｂをそれぞれ開弁するモードである。このとき、再生制御弁２１にも電源が供給される。第３動作モードは、コンプレッサ４を非稼働状態とさせるとともに、供給回路１２の圧縮空気をフィルタ１７（乾燥剤中）に逆流させて、ドレン排出口２７から排出させることでフィルタ１７の乾燥剤の水分を除去する。

図２（ｄ）に示すように、第４動作モードは、オイルカット動作を行うモードであって、再生制御弁２１及びアンロード制御弁２６Ｂをそれぞれ閉弁させるとともに、ガバナ２６Ａを一定期間開弁させた後に閉弁させるモードである。第４動作モードは、コンプレッサ４が稼働状態であるとき、一定期間、コンプレッサ４の供給する圧縮空気をドレン排出口２７から排出させることで、例えば、非稼働状態から稼働状態に切り替わった直後であって、比較的多くの油分を含む圧縮空気がドレン排出口２７から排出され、フィルタ１７の劣化を軽減することができる。稼働状態でエンジン回転数が大きくなるときやエンジンの高負荷時等にコンプレッサ４からのオイルが増加する際には、オイルカット動作を行うこともできる。

図２（ｅ）に示すように、第５動作モードは、コンプレッサ停止動作（パージ無し）を行うモードであって、再生制御弁２１及びガバナ２６Ａをそれぞれ閉弁させるとともに、アンロード制御弁２６Ｂを開弁させるモードである。第５動作モードは、コンプレッサ４が非稼働状態であるとき、空気供給通路１８やフィルタ１７の乾燥剤中に残留する圧縮空気をドレン排出口２７から排出させないことで空気圧を維持させる。

図２（ｆ）に示すように、第６動作モードは、与圧処理のためにアシスト動作を行うモードであって、再生制御弁２１及びアンロード制御弁２６Ｂをそれぞれ開弁させるとともに、ガバナ２６Ａを閉弁させるモードである。第６動作モードは、コンプレッサ４が非稼働状態であるとき、空気供給通路１８やフィルタ１７の乾燥剤中に供給回路１２の圧縮空気を供給（逆流）することで大気圧よりも高い圧力にして、上流チェックバルブ１５の背圧（空気圧）を大気圧よりも高い圧力に維持させる。

＜圧縮空気使用量適正化動作＞
図３～図６を参照して、圧縮空気使用量適正化動作について説明する。
フィルタ１７の除湿性能を回復させるための再生動作やパージ動作は多少なりとも圧縮空気を消費するため、消費した圧縮空気を供給するためにコンプレッサ４の運転負荷を増加させる。詳述すると、エンジン等の回転駆動源から伝達される回転力で圧縮空気を生成するコンプレッサ４の運転負荷の増加は、回転駆動源の負荷を増加させて、燃料等のエネルギーの消費量を増加させる。そこで、再生動作やパージ動作の実行条件の設定により再生動作やパージ動作を行う回数等の適正化を図ることで、圧縮空気の使用量を適正化することができ、コンプレッサ４の負荷低減を図るようにしている。

また、再生動作やパージ動作が実行されない場合で、コンプレッサ４が空運転しているとき、ドレン排出弁２５が封止されて、コンプレッサ４の供給した圧縮空気でフィルタ１７の乾燥剤中や空気供給通路１８内の空気圧を大気圧より高い圧力に維持される。これにより、コンプレッサアシストに相当する効果が得られ、空運転しているコンプレッサ４の運転負荷の軽減を図ることができる。

図３に示すように、空気供給システム１０は、圧縮空気の供給を開始すると、コンプレッサ４の出力する圧縮空気を供給回路１２に供給する空気供給工程を行う（図３のステップＳ１０）。空気供給工程では、空気乾燥回路１１が第１動作モードにあり、コンプレッサ４から供給された圧縮空気の水分や油分を取り除いて供給回路１２に出力する。なお、空気供給工程は、供給回路１２の空気圧、例えばエアタンク内の空気圧が上限値を越えると終了する。

空気供給工程（図３のステップＳ１０）で空気供給動作が終了すると、空気供給システム１０は、コンプレッサ４を非稼働状態にさせるとともに、ドライヤ再生工程を行う（図３のステップＳ１１）。ドライヤ再生工程では、フィルタ１７を再生するドライヤ再生処理が行われる。

図４に示すように、ドライヤ再生処理では、ＥＣＵ８０が湿度測定工程を行う（図４のステップＳ２０）。湿度測定工程では、湿度センサ５１が計測した湿度と、温度センサ５２が計測した温度とに基づいて、ＥＣＵ８０で圧縮空気の湿度が計測される。

続いて、ＥＣＵ８０は、湿度が「中」程度以上であるか否かを判定する（図４のステップＳ２１）。ＥＣＵ８０は、圧縮空気の湿度が低湿度閾値以上であるとき、湿度が「中」程度以上であると判定し、圧縮空気の湿度が低湿度閾値未満であるとき、湿度が「中」程度以上ではないと判定する。

そして、湿度が「中」程度以上であると判定した場合（図４のステップＳ２１でＹＥＳ）、ＥＣＵ８０は、空気乾燥回路１１を第２動作モードとして、コンプレッサ停止動作（パージ有り）を行って（図４のステップＳ２２）から、湿度が「高」程度以上であるか否かを判定する（図４のステップＳ２４）。ＥＣＵ８０は、圧縮空気の湿度が高湿度閾値以上であるとき、湿度が「高」程度以上であると判定し、圧縮空気の湿度が高湿度閾値未満であるとき、湿度が「高」程度以上であると判定する。

湿度が「高」程度以上であると判定した場合（図４のステップＳ２４でＹＥＳ）、ＥＣＵ８０は、空気乾燥回路１１を第３動作モードとして、再生動作を行う（図４のステップＳ２５）。そして、再生処理が終了すると、ＥＣＵ８０は、ドライヤ再生工程（図３のステップＳ１１）を終了し、処理を次のステップに進める。

一方、湿度が「高」程度未満であると判定した場合（図４のステップＳ２４でＮＯ）、ＥＣＵ８０は、ドライヤ再生工程（図３のステップＳ１１）を終了し、処理を次のステップに進める。

他方、湿度が「中」程度未満であると判定した場合（図４のステップＳ２１でＮＯ）、ＥＣＵ８０は、空気乾燥回路１１を第５動作モードとして、コンプレッサ停止動作（パージ無し）を行う（図４のステップＳ２３）。コンプレッサ停止動作（パージ無し）を行うことにより、コンプレッサ４の停止後、フィルタ１７の乾燥剤中や空気供給通路１８が大気解放されないため、コンプレッサアシストの効果が期待できる。これによっても、ドライヤ再生工程（図３のステップＳ１１）が終了し、処理が次のステップに進む。

これにより、コンプレッサ４が空運転であるとき、コンプレッサ４が供給した圧縮空気の湿度が高く、乾燥剤による水分吸収量が多いのであれば、ドレン排出弁に連通される空気供給通路１８やフィルタ１７の乾燥剤中から空気とともに油水分が排出されるので空気の清浄性が維持される（ステップＳ２２，Ｓ２５）。このとき、湿度が「高」程度以上であれば、供給回路１２から逆流させた圧縮空気を使用する再生動作が行われ（ステップＳ２５）、湿度が「中」程度以上であれば、空気乾燥回路１１に残留している圧縮空気を使用するパージ動作が行われる（ステップＳ２２）。逆に、コンプレッサ４が供給した圧縮空気の湿度が低く、乾燥剤の水分吸収量が少なく、さらに圧縮空気と共にコンプレッサ４から排出されるオイルの量が少ないのであれば、空気供給通路１８やフィルタ１７の乾燥剤中から空気が排出されないので圧縮空気の消費が抑制される（ステップＳ２３）。

続いて、図３に示すように、空気供給システム１０は、空気非供給工程を行う（図３のステップＳ１２）。ＥＣＵ８０は、空気非供給工程では、コンプレッサ停止動作中において、上流チェックバルブ１５の背圧が高く維持されるように空気非供給処理を行う。

詳述すると、図５に示すように、空気非供給処理では、ＥＣＵ８０は非供給時動作を行う（図５のステップＳ３０）。非供給時動作では、ＥＣＵ８０は、圧力センサ５０の測定値に基づいて圧力調整工程を行う（図６）。圧力調整工程では、ＥＣＵ８０が圧力調整処理を行う。例えば、圧力調整処理は、フィルタ１７の乾燥剤中や空気供給通路１８内の空気圧を必要に応じて調整する。

図６に示すように、ＥＣＵ８０は、圧力調整処理では、フィルタ１７の乾燥剤中や空気供給通路１８内の空気圧が低いか否かを判定する（図６のステップＳ４０）。ＥＣＵ８０は、圧力センサ５０の測定値が低圧閾値以下であれば空気圧が低いと判定し、圧力センサ５０の測定値が低圧閾値より大きければ空気圧が低くないと判定する。なお、本実施形態では、圧力センサ５０の下流側に上流チェックバルブ１５が設けられていることから圧力センサ５０の値が安定し、アシスト動作やパージ動作の回数を少なく抑えることができる。

空気圧が低いと判定した場合（図６のステップＳ４０でＹＥＳ）、ＥＣＵ８０は、空気乾燥回路１１を第６動作モードとして、アシスト動作を行い（図６のステップＳ４１）、その後、空気乾燥回路１１を第５動作モードとして、コンプレッサ停止動作（パージ無し）を行う（図６のステップＳ４２）。一方、空気圧が低くないと判定した場合（図６のステップＳ４０でＮＯ）、ＥＣＵ８０は、空気乾燥回路１１を第５動作モードとして、コンプレッサ停止動作（パージ無し）を行う（図６のステップＳ４２）。

また、ＥＣＵ８０は、空気圧が高いか否かを判定する（図６のステップＳ４３）。ＥＣＵ８０は、圧力センサ５０の測定値が高圧閾値以上であれば空気圧が高いと判定し、圧力センサ５０の測定値が低圧閾値未満であれば空気圧が高くないと判定する。

空気圧が高いと判定した場合（図６のステップＳ４３でＹＥＳ）、ＥＣＵ８０は、空気乾燥回路１１を第２動作モードとして、コンプレッサ停止動作（パージ有り）を行う（図６のステップＳ４４）とともに、空気乾燥回路１１を第５動作モードとして、コンプレッサ停止動作（パージ無し）を行う（図６のステップＳ４５）。一方、空気圧が高くないと判定した場合（図６のステップＳ４３でＮＯ）、ＥＣＵ８０は、空気乾燥回路１１を第５動作モードとして、コンプレッサ停止動作（パージ無し）を行う（図６のステップＳ４５）。これにより、上流チェックバルブ１５の背圧が大気圧よりも高く維持されて、コンプレッサアシストが可能になる。つまり、空気圧の高さは、「大気圧＜低圧閾値＜高圧閾値」の関係を有している。次に、ＥＣＵ８０は、空気圧判定処理を行う（図６のステップＳ４６）。空気圧判定処理では、圧力センサ５０の測定値が高圧閾値未満、かつ、低圧閾値以上であれば空気圧が「適切」であると判定され、高圧閾値以上、又は、定圧閾値未満であれば空気圧が「不適切」であると判定される。

そして、図５に示すように、圧力調整処理が終了すると非供給時動作（図５のステップＳ３０）が終了して、次のステップに進む。
続いて、空気非供給処理を終了するか否かを判定する（図５のステップＳ３１）。ＥＣＵ８０は、コンプレッサ４を負荷運転する必要がある場合、空気非供給処理を終了すると判定する一方、コンプレッサ４を負荷運転する必要がない場合、空気非供給処理を終了しないと判定する。

すなわち、空気非供給処理を終了しないと判定した場合（図５のステップＳ３１でＮＯ）、ＥＣＵ８０は、引き続き非供給時動作（図５のステップＳ３０）を行う。一方、空気非供給処理を終了すると判定した場合（図５のステップＳ３１でＹＥＳ）、空気非供給工程（図３のステップＳ１３）を終了して、次のステップに進む。

そして、図３に示すように、空気供給を終了するか否かが判定される（図３のステップＳ１３）。空気供給は、例えば、車両のエンジン停止等に基づいて終了すると判定され、車両のエンジン回転の継続等に基づいて終了しないと判定される。

空気供給を終了しないと判定した場合（図３のステップＳ１３でＮＯ）、ＥＣＵ８０は、ステップＳ１０に処理を戻し、空気供給工程（図３のステップＳ１０）以下の処理を実行する。一方、空気供給を終了すると判定した場合（図３のステップＳ１３でＹＥＳ）、空気の供給を停止する。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）アンロード制御弁２６Ｂでコンプレッサ４の負荷運転と空運転とが切り替えられ、湿度測定部で測定された湿度に応じてガバナ２６Ａでドレン排出弁２５の封止と連通とが切り替えられる。よって、コンプレッサ４が空運転になったとき、ドレン排出弁２５を封止させておくことができる。例えば、空気が乾燥しているとき、ドレン排出弁２５を封止させておけば、コンプレッサ４の供給した空気圧によって空気供給通路１８内の空気圧やドライヤのフィルタ１７の乾燥剤中の空気圧を大気圧より高い圧力に維持できる。これにより、圧縮空気の消費量を抑制することができる。

（２）コンプレッサ４が空運転であるとき、供給した圧縮空気の湿度が高いのであれば、フィルタ１７の乾燥剤による水分吸収量が多いので、ドレン排出弁２５に連通される空気供給通路１８やフィルタ１７の乾燥剤中から空気とともに油水分が排出されることで空気の清浄性が維持できる。逆に、供給した圧縮空気の湿度が低いのであれば、フィルタ１７の乾燥剤の水分吸収量が少ないので、空気供給通路１８やフィルタ１７の乾燥剤中の空気圧が維持されるので圧縮空気の消費が抑制できる。

（３）再生制御弁２１を開弁することで乾燥した圧縮空気を、例えばエアタンクから逆流させることが可能となるので、例えば、逆流した乾燥空気によるフィルタ１７の乾燥剤の再生処理が可能になる。

（４）所定の期間だけ再生制御弁を開弁する制御ができるので所定の期間の再生処理が可能になる。
（５）圧力調整処理により、たとえ再生処理が行われた後であっても、空気供給通路１８内の空気圧やフィルタ１７の乾燥剤中の空気圧が高い状態に維持される。例えば、コンプレッサアシストが可能になる。

（第２の実施形態）
図７及び図８を参照して、空気供給システムの第２の実施形態について説明する。本実施形態は、通常の負荷運転中にオイルカット処理が行われる点が第１の実施形態と相違する。ここでは、負荷運転が開始されるときにオイルカット処理を行う場合の実施例について説明する。

図７に示すように、空気供給システム１０は、空気の供給が開始されると、まず、オイルカット工程（図７のステップＳ８３）でオイルカット処理を行う。
図８に示すように、オイルカット処理では、ＥＣＵ８０は、オイルカットを行うか否かを判定する（図８のステップＳ９０）。オイルカットが必要であると判定した場合（図８のステップＳ９０でＹＥＳ）、ＥＣＵ８０は、空気乾燥回路１１を第４の動作モード（図２（ｄ）参照）にし、オイルカット動作を行う（図８のステップＳ９１）。他方、オイルカットが必要ではないと判定した場合（図８のステップＳ９０でＮＯ）、又は、ステップＳ９１のオイルカット動作が終了した場合、ＥＣＵ８０は、オイルカット工程（図７のステップＳ８３）を終了する。

続いて、第１の実施形態で空気の供給が開始されたときと同様の工程を行う。つまり、空気供給システム１０は、コンプレッサ４の出力する圧縮空気を供給回路１２に供給する空気供給工程（図７のステップＳ８０）、ドライヤ再生工程（図７のステップＳ８１）、及び、空気非供給工程（図７のステップＳ８２）を順次行う。

そして、ＥＣＵ８０で空気供給を終了するか否かの判定する（図７のステップＳ８４）。
空気供給を終了しないと判定した場合（図７のステップＳ８４でＮＯ）、ＥＣＵ８０は、処理をステップＳ８３に戻して空気供給工程を継続する。他方、空気供給工程を終了すると判定した場合（図７のステップＳ８４でＹＥＳ）、空気の供給が停止される。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態に記載の効果（１）～（５）に加えて、以下の効果が得られるようになる。
（６）比較的多くの油分を含む圧縮空気がドレン排出口２７から排出されるので、フィルタ１７が油水分によって劣化するおそれを軽減することができる。例えば、コンプレッサ４が非稼働状態から稼働状態に切り替わった直後に実施するとよい。

（第３の実施形態）
図９を参照して、空気供給システムの第３の実施形態について説明する。本実施形態は、コンプレッサ４が負荷運転を行っている最中に強制再生処理を行う点が第１の実施形態と相違する。本実施形態では、コンプレッサ４が負荷運転を行っているとき、圧縮空気の湿度を測定し、測定された湿度に基づいて強制再生処理を行う。

図９に示すように、空気供給が開始されると、ＥＣＵ８０は、コンプレッサ４の出力する圧縮空気を供給回路１２に供給する空気供給動作を行う（図９のステップＳ１００）。また、ＥＣＵ８０は、供給回路１２に供給する圧縮空気の湿度を測定する湿度測定工程を行う（図９のステップＳ１０１）。

そして、ＥＣＵ８０は、「再生処理」が必要か否かを判定する（図９のステップＳ１０２）。
「再生処理」が必要であると判定した場合（図９のステップＳ１０２でＹＥＳ）、ＥＣＵ８０は、空気乾燥回路１１を第３の動作モード（図２（ｃ）参照）にし、強制的に再生動作を行う（図９のステップＳ１０３）。他方、「再生処理」が不要であると判定した場合（図９のステップＳ１０２でＮＯ）、ＥＣＵ８０は、コンプレッサ４の負荷運転（第１動作モード）を維持したまま、空気供給を終了するか否かを判定する（図９のステップＳ１０４）。

空気供給を終了しないと判定した場合（図９のステップＳ１０４でＮＯ）、ＥＣＵ８０は、処理を図９のステップＳ１００に戻して空気供給工程を継続する。他方、空気供給工程を終了すると判定した場合（図９のステップＳ１０４でＹＥＳ）、空気の供給が停止される。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１及び第２の実施形態に記載の効果（１）～（６）に加えて、以下の効果が得られるようになる。
（７）空気供給中でも再生処理を行うことができるのでフィルタ１７の劣化を抑制することができる。

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・上記各実施形態は、矛盾が生じない範囲で組み合わせてもよい。例えば、第１の実施形態に、第２及び第３の実施形態の少なくとも一方を組み合わせてもよい。

・上記各実施形態では、圧力センサ５０が上流チェックバルブ１５の上流側に設けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、圧力センサが上流チェックバルブの下流側に設けられていてもよい。これにより、分岐通路の空気圧を直に検出することができる。

・上記各実施形態では、フィルタ１７は、乾燥剤及び濾過部を有する構成としたが、それらのいずれか一方を有する構成であってもよい。
・上記各実施形態では、フィルタ１７が設けられる場合について例示したが、これに限らず、フィルタ１７の上流にオイルミストセパレータが設けられてもよい。

オイルミストセパレータは、圧縮空気との衝突により気液分離を行うフィルタを備え、コンプレッサ４から送られる圧縮空気に含まれる油分を捕捉する。フィルタは、金属材を圧縮成形したものでもよいし、スポンジなどの多孔質材でもよい。このオイルミストセパレータが設けられることで圧縮空気の清浄性をより高めることができる。

・ＥＣＵ８０は、空気乾燥回路１１を第３動作モードで再生処理を行った後、第５動作モード又は第２動作モードを介さずに、ガバナ２６Ａを非駆動とさせてドレン排出弁２５を閉じることで第６動作モードにしてコンプレッサアシストをすることができるようにしてもよい。これにより、再生処理が行われた後であっても、すみやかに接続通路内や乾燥剤中の空気圧が高い状態に維持される。いわゆる、コンプレッサアシストが可能になる。

・上記各実施形態では、湿度センサ５１、温度センサ５２及びＥＣＵ８０で湿度計測部が構成される場合について例示した。しかしこれに限らず、湿度を計測することができれば、湿度計測部がセンサを含む装置で構成されていてもよい。例えば、ＥＣＵを利用しての演算を行うものではなくてもよい。

・上記各実施形態では、空気供給システム１０は、トラック、バス、建機等の自動車に搭載されるものとして説明した。これ以外の態様として、空気供給システムは、乗用車、鉄道車両等、他の車両に搭載されてもよい。

４…コンプレッサ、１０…空気供給システム、１１…空気乾燥回路、１１Ａ…内部、１２…供給回路、１５…上流チェックバルブ、１６…分岐通路、１７…フィルタ、１８…空気供給通路、１９…下流チェックバルブ、２０…バイパス流路、２１…再生制御弁、２２…オリフィス、２５…ドレン排出弁、２６Ａ…ガバナ、２６Ｂ…アンロード制御弁、２７…ドレン排出口、５０…圧力センサ、５１…湿度センサ、５２…温度センサ、８０…ＥＣＵ、Ｅ６１～Ｅ６６…配線、Ｐ１２…メンテナンス用ポート。

Claims (7)

1. 圧縮空気を送出する負荷運転と前記圧縮空気を送出しない空運転とを切り替えることが可能なコンプレッサと、
   前記コンプレッサの送出した前記圧縮空気から水分を除去する乾燥剤と、
   前記コンプレッサと前記乾燥剤とを前記圧縮空気の流通可能に接続する接続通路と、
   前記乾燥剤から前記コンプレッサとは反対方向に出力される空気の流れを許容するチェックバルブと、
   前記チェックバルブを通過した前記圧縮空気の湿度を測定する湿度測定部と、
   前記コンプレッサの前記負荷運転と前記空運転とを切り替えさせる第１の電磁弁であって、駆動されることで前記コンプレッサを前記空運転に切り替えさせる一方、非駆動であることにより前記コンプレッサを前記負荷運転に切り替えさせる前記第１の電磁弁と、
   前記接続通路の分岐通路に接続されたドレン排出弁であって、第２の電磁弁の駆動／非駆動に応じて前記分岐通路を封止又は連通させる前記ドレン排出弁と、
   前記第１の電磁弁の駆動／非駆動を切り替えること、及び、前記第２の電磁弁の駆動／非駆動を切り替えることができる制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記湿度測定部で測定した湿度を加味して前記第２の電磁弁の駆動／非駆動を切り替える
   空気供給システム。
2. 前記制御装置は、前記第１の電磁弁を駆動させたとき、前記測定した湿度が湿度閾値以上であることを条件に、前記第２の電磁弁で前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を連通させ、前記湿度閾値未満であることを条件に、前記第２の電磁弁で前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を封止する
   請求項１に記載の空気供給システム。
3. 前記チェックバルブに並列なバイパス通路の途中に設けられた再生制御弁であって、閉弁により前記バイパス通路を封止し、開弁により前記バイパス通路を連通させる前記再生制御弁をさらに備える
   請求項１又は２に記載の空気供給システム。
4. 前記制御装置は、前記第２の電磁弁で前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を連通させているとき、所定の期間だけ前記再生制御弁を開弁させる
   請求項３に記載の空気供給システム。
5. 前記制御装置は、前記第２の電磁弁で前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を連通させた後、前記再生制御弁を開弁させた状態で前記第２の電磁弁で前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を封止する
   請求項３又は４に記載の空気供給システム。
6. 前記制御装置は、前記第２の電磁弁で前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を連通させてから前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を封止した後、前記再生制御弁を開弁させる
   請求項３又は４に記載の空気供給システム。
7. 前記制御装置は、前記第１の電磁弁を非駆動に切り替えたとき、前記第２の電磁弁で前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を連通するとともに、所定の期間経過後、前記第２の電磁弁で前記ドレン排出弁を操作して前記分岐通路を封止する
   請求項６に記載の空気供給システム。
   

Images