JP3763665B2 - 後２軸車両の軸重移動制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エアスプリングにエア圧を給排して後２軸の間の軸重配分比を可変制御するための軸重移動制御装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
この種の軸重移動制御装置としては例えば、特開平７−６９０３３号公報に開示された軸重配分装置が挙げられる。この公知の軸重配分装置は、フレームに支持されて後後車軸を持ち上げ方向に作用するエアスプリングを備えており、このエアスプリングに空気圧源からの空圧を給排して所望の軸重配分比を得るものとしている。具体的には、空気圧源からエアスプリングに接続される空気圧配管には電磁式の給気バルブ及び排気バルブがそれぞれ介挿されており、これら給排気バルブを開閉制御してエアスプリング内の圧力を可変制御することで、後２軸間の軸重配分比を調整する。また、公知の軸重配分装置はトランスミッションポジションセンサ、車速センサ、荷重センサ及び圧力センサを備えており、上述の公報には、これらセンサ類からのセンサ信号を処理することで給排気バルブの作動を電子制御する点が開示されている。
【０００３】
公知の軸重配分装置の構成から、荷重センサにより検出した荷重データに基づいてエアスプリング内の目標圧を設定し、そして、この目標圧と圧力センサにより検出したエアスプリング内の圧力との間の偏差に基づき給排気バルブの作動を電子制御することが考えられる。これにより、車両の停車時にはエアスプリング内の圧力が常に目標圧の状態にフィードバック制御されるので、発進時には後２軸間に適正な軸重配分比が確保されているものと考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両の発進時にあっては、停車状態から走行状態への移行により車体姿勢が変化するため、上述した荷重センサや圧力センサにより検出されるセンサ値もまた車両の挙動変化の影響を受けて不測に変動してしまう。このような状況にあっては、エアスプリング内圧の制御系において目標圧及び実圧力が何れもばらついているため、その制御精度が大幅に低下し、発進時の適正な軸重配分比が損なわれてしまう虞がある。また、給排気バルブの無駄な作動が繰り返し行われる結果、供給エアを無駄に消費し、その給排気騒音を引き起こしてしまう。
【０００５】
この発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、発進時の車両挙動変化に影響されることなくエアスプリング内圧を制御し、発進時の軸重配分比を適正に保持することができる後２軸車両の軸重移動制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の後２軸車両の軸重移動制御装置は、後２軸間の軸重配分比を調整可能なよう従動輪車軸側にエアスプリングを備え、このエアスプリング内の実エア圧を調整する調整弁手段の作動を制御手段により制御する。また調整弁手段の制御にあたり、圧力検出手段によりエアスプリング内の実エア圧を検出し、また、荷重検出手段により車両の荷重を検出し、そして、車両挙動検出手段により車両が停車状態にあるのか、又は、停車状態から走行状態に移行したのかを検出する。制御手段は、車両が停車状態にあるときは検出した荷重に基づいてエアスプリング内の目標圧を設定し、実エア圧が目標圧になるよう調整弁手段の作動を制御する一方、この制御中に車両が停車状態から走行状態に移行したときは、その制御を中断するものとしている。
【０００７】
上述した請求項１の軸重移動制御装置によれば、車両が停車状態にあるときは、調整弁手段の作動制御により従動輪車軸側に設けられたエアスプリング内の実エア圧が目標圧の状態に保持されて、後２軸間には適正な軸重配分比が付与される。そして、車両が停車状態から走行状態に移行したときは、制御手段は直ちに調整弁手段の作動制御を中断するので、実エア圧は停車時における目標圧の状態に保持される。従って、車両挙動の変化により実エア圧が無駄に調整制御されることがなく、発進時における軸重配分比が常に適性に保たれる。
【０００８】
また好ましくは、車両挙動検出手段は車速センサ信号のパルスエッジから僅かな車両の移動を検出するものとし、また、制御手段は上述のように制御を中断した後に、車両が停車状態にあると検出されると、調整弁手段の作動制御を再開するものとすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して後２軸車両の軸重移動制御装置の好適な一実施例について説明する。
図１を参照すると、一実施例の軸重移動制御装置の構成が概略的に示されている。この軸重移動制御装置は、後２軸タイプの車両１（例えば３軸トラック）に適用されており、駆動輪Ｗrfを有する後前車軸２ｆと、従動輪Ｗrrを有する後後車軸２ｒとの間の軸重配分比を調整可能なエアスプリング４を有している。具体的には、エアスプリング４は、車体の前後方向に延びる一対のフレーム６の間に掛け渡されたクロスメンバ８上に立設されており、その上端はブラケット１０を介して後後車軸２ｒに接続されている。
【００１０】
車両１にはエアスプリング４にエアを供給するための空圧源としてエアタンク１２が装備されており、このエアタンク１２とエアスプリング４との間は上流空圧管路１４及び下流空圧管路１６を介して相互に接続されている。エアタンク１２には図示しないエアコンプレッサからエアが供給される。
上流空圧管路１４と下流空圧管路１６との間には、調整弁手段としての給排バルブユニット１８が配設されており、この給排バルブユニット１８は、電磁開閉弁からなる給気弁２０及び排気弁２２を有している。このうち給気弁２０の入力ポートには上流空圧管路１４が接続され、また、その出力ポートには下流空圧管路１６が接続されている。これに対し排気弁２２の入力ポートには下流空圧管路１６が接続される一方、その出力ポートは大気に開放している。
【００１１】
上流空圧管路１４にはサプライ弁２６が介挿されており、通常、このサプライ弁２６は開かれた状態となっている。
上述のエアスプリング４に対しエアタンク１２からエア圧が供給されたときは、エアスプリング４は供給エア圧に応じたリフト力を発揮し、そのリフト力に応じてブラケット１０を介して後後車軸２ｒをリフトさせる。この結果、後後車軸２ｒの分担荷重が減少するので、その分だけ後前車軸２ｆの分担荷重が増大し、これら後２軸間に付与される軸重配分比が可変される。
【００１２】
上述したエアスプリング４による軸重配分比の可変調整は、エアスプリング４内の実エア圧を調整することで行われ、このような実エア圧の調整は、給排バルブユニット１８の作動を制御することで行うことができる。それ故、一実施例の軸重移動制御装置は、給排バルブユニット１８の作動を制御するための制御手段として電子制御ユニット（ＥＣＵ）２８を有しており、このＥＣＵ２８からは、給気弁２０及び排気弁２２のそれぞれに作動信号が供給されるようになっている。
【００１３】
また、下流空圧管路１６には管路内、つまり、エアスプリング４内の実エア圧を検出する圧力検出手段として圧力センサ３０が装着されており、この圧力センサ３０の検出信号は、ＥＣＵ２８に供給されるようになっている。
一方、後前車軸２ｆとフレーム６との間には、これらの相対的な変位量から荷重を検出する荷重センサ３２が配設されており、この荷重センサ３２からの検出信号もまたＥＣＵ２８に供給されるようになっている。なお、荷重センサ３２は後２軸のそれぞれについて設けてもよいし、このような荷重センサ３２に代えてロードセル等を使用してもよい。
【００１４】
また図示のように、車両１には車両挙動を検出する手段として車速センサ３４が装備されている。具体的には、車速センサ３４は図示しないトランスミッション出力ギヤの回転速に比例したパルス信号を発信するものであり、この車速センサ３４からのパルス信号もＥＣＵ２８に供給されている。
また、車両１の運転席には、キー操作されるメインスイッチ３６と、運転者によりオン／オフ操作される軸重移動スイッチ３８がそれぞれ装備されており、ＥＣＵ２８には、これら各スイッチ３６，３８のオン／オフ信号が入力されるようになっている。
【００１５】
公知のように、この種の軸重移動制御装置は、例えば車両の発進時等において、従動輪車軸が分担する軸重を駆動輪車軸へ移動させてその軸重配分を増大し、駆動車輪のトラクションを増大して発進性を向上するものである。
一方、後２軸間に付与されるべき軸重配分比は、車両が停車状態にあるときの荷重データに基づいて最適に設定される。それ故、エアスプリング４内の目標圧は、そのとき付与されるべき軸重配分比を達成するために必要な内圧に設定される。そして、ＥＣＵ２８による給排バルブユニット１８の作動制御は、エアスプリング４内の実エア圧を目標圧に一致させるべく実行される。
【００１６】
図２を参照すると、制御手段としてのＥＣＵ２８が実行する軸重移動制御ルーチンのフローチャートが示されており、以下には、このフローチャートに従って、給排バルブユニット１８の作動制御手順を説明する。なお、この軸重移動制御ルーチンは、運転者がメインスイッチ３６をオン操作することで実行される。
先ず、ステップＳ１０では、車速センサ３４からのパルス信号がＥＣＵ２８内に入力処理される。
【００１７】
次のステップＳ１２では、ステップＳ１０にて入力されたパルス信号からパルスエッジが検出されたか否かが判別される。車両１が実質的に停車中であり、その停車状態が維持されている場合、車速センサ３４からのパルス信号からパルスエッジが検出されることはない。この場合、ステップＳ１２での判別結果は偽（Ｎｏ）であり、次にステップＳ１４に進む。
【００１８】
ステップＳ１４では、上述したように荷重センサ３２からのセンサ信号に基づき荷重データＷが入力される。
次のステップＳ１６では、軸重移動スイッチ３８がオン操作されているか否かが判別される。軸重移動スイッチ３８がオン操作されている場合、ステップＳ１６での判別結果は真（Ｙｅｓ）であり、次にステップＳ１８に進む。
【００１９】
ステップＳ１８では、入力された荷重データＷに基づき決定される軸重配分比を達成するためのエアスプリング４内の目標圧が設定される。
そして、ステップＳ２０では、給排バルブユニット１８が作動される。給排バルブユニット１８の作動は、上述のように実エア圧が目標圧になるようにフィードバック制御される。
【００２０】
車両１が停車状態を維持しており、ステップＳ１２にてパルスエッジが検出されない間は、上述したステップＳ１０〜Ｓ２０が繰り返し実行される。この間、例えば積荷の積み下ろし等により荷重データＷが変化すると、その変化に応じて目標圧も新たに設定される。
いま、車両１の発進準備が完了して、車両１が発進したとき（僅か数ｃｍの移動）、つまり、停車状態から走行状態に移行したときは、車速センサ３４からのパルス信号にエッジが立ち、ステップＳ１２にてパルスエッジが検出される。この場合、ステップＳ１２での判別結果が真となり、ステップＳ２２に進む。
【００２１】
ステップＳ２２では、ステップＳ１６と同様に軸重移動スイッチ３８がオン操作されているか否かが判別される。この状況にあっては、運転者は車両１の発進性を向上するために軸重移動スイッチ３８をオン操作したままであり、この場合、ステップＳ２２での判別結果は真であって、次にステップＳ２４に進む。
ステップＳ２４では、いままで実行されていた（ステップＳ２０）給排バルブユニット１８の作動制御が中断される。この場合、給気弁２０及び排気弁２２は何れも閉じられるので、エアスプリング４内の実エア圧は直前の目標圧の状態に保持される。この後、車両１が実質的に走行状態に移行する過程ではステップＳ１０〜Ｓ２４が繰り返し実行されるので、この間、後２軸間に付与される軸重配分比が固定となる。
【００２２】
上述のように車両１が実質的に発進しようとする瞬間、車速センサ３４からのパルス信号からパルスエッジが検出された状況にあっては、ステップＳ２４にて給排バルブユニット１８の作動制御が直ちに中断されるので、例えば車体の沈み込み等、発進時の挙動変化により検出される荷重データや実エア圧が不測に変動していても、これらの変動はエア圧の制御系に反映されず、軸重配分比に何ら影響することはない。
【００２３】
しかも、この実施例のように車速センサ３４からのパルス信号に基づく車速データではなく、そのパルスエッジを検出していれば、車両１の僅かな移動（数ｃｍ）であっても車両が停止状態から走行状態に移行したことを検出することができる点で有利である。すなわち、この車速センサ３４では、トランスミッションギヤの回転速とパルス周期との関係から実車速が所定車速Ｖａ（例えば３ｋｍ／ｈ）以上でなければ車速データＶを得ることができず、実車速０〜Ｖａ（ｋｍ／ｈ）までは、車両が停車状態にある（Ｖ＝０ｋｍ／ｈ）ものと判定される可能性があるからである。但し、この発明の車両挙動検出手段は、パルスエッジ以外の出力を検出するものに置き換えることは充分可能である。
【００２４】
なお、上述のように給排バルブユニット１８の作動制御が中断された後、車両１が停車したときは、ステップＳ１２での判別結果が偽となりステップＳ１４以降が実行される。従って、ステップＳ１８にて次回の停車時における荷重データに基づき新たに決定される軸重配分比を達成するための目標圧が設定され、ステップＳ２０では今回の目標圧で給排バルブユニット１８が作動制御されるので、停車時には常に後２軸間に適正な軸重配分比が付与される。
【００２５】
上述の実施例では、各ステップＳ１６，Ｓ２２において運転者が自発的に軸重移動スイッチ３８をオフ操作した場合、それぞれステップＳ２６に進んで軸重移動が中止される。具体的には、ステップＳ２６ではエアスプリング４内の実エア圧が略大気圧の状態にまで下げられ、通常の軸重配分比に戻される。
また、車両挙動検出手段としては実施例の車速センサ３４に限られず、リードスイッチ式車速センサ、光電式車速センサであってもよいし、個々の車輪Ｗrf，Ｗrrに設けられた車輪速センサを適用してもよい。
【００２６】
更に、この発明は車両１は３軸トラックに限られず、いろいろな後２軸車両に搭載可能であることは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の後２軸車両の軸重移動制御装置によれば、停車時の荷重状態に基づいて、発進時には従動輪車軸側に設けられたエアスプリングにより常に適正な軸重配分比が保持されており、これにより、車両の発進加速性に大きく寄与する。しかも、発進時の車両挙動変化がエアスプリング内圧の制御に影響しないので、無駄なエア消費量や給排気騒音を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の軸重移動制御装置の概略的な構成を示した図である。
【図２】軸重移動制御ルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
４ エアスプリング
１２ エアタンク
１８ 給排バルブユニット（調整弁手段）
２８ ＥＣＵ（制御手段）
３０ 圧力センサ（圧力検出手段）
３２ 荷重センサ（荷重検出手段）
３４ 車速センサ（車両挙動検出手段）

Claims (1)

1. 一方が駆動輪車軸で他方が従動輪車軸である後２軸の間に付与される軸重配分比を調整可能に前記従動輪車軸側に設けられたエアスプリングと、
   前記エアスプリング内の実エア圧を検出する圧力検出手段と、
   空圧源から前記エアスプリングへの空圧供給経路の途中に設けられ、前記エアスプリング内に空圧を給排して前記実エア圧を調整する調整弁手段と、
   車両の荷重を検出する荷重検出手段と、
   車両が停車状態を維持しているか又は停車状態から走行状態に移行したかを検出する車両挙動検出手段と、
   車両が停車状態にあるときは、前記検出された荷重に基づいて前記エアスプリング内の目標圧を設定し、前記実エア圧が前記目標圧になるよう前記調整弁手段の作動を制御する一方、前記調整弁手段の作動制御中に車両が停車状態から走行状態に移行したときは前記作動制御を中断する制御手段とを具備したことを特徴とする後２軸車両の軸重移動制御装置。

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