JP4396647B2 - 車高調整システム - Google Patents
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Description
作動油給排装置の負荷が設定負荷以上となる場合の例としては、少なくとも1つの車高変更アクチュエータに対して車体から加えられる荷重が大きいために、そのアクチュエータへ作動油を供給する作動油給排装置の負荷が過大となる場合や、1輪がくぼみに落ち込んで空転し、車両の発進が困難になったために、その一輪の車高を通常の車高調整範囲を超えて高くする必要が生じ、そのために作動給排装置の負荷が過大となる場合等がある。
走行駆動源は、作動中であれば、車両の走行中であっても停止中であっても熱を放出し、アキュムレータを加熱する。そのため、アキュムレータ内の作動油の温度が短時間で上昇し、リザーバ内の作動油の温度が極端に低くても、アキュムレータ内の温められた作動油の混合により短時間で温度を上昇させ、ポンプの負荷を低減することができる。
本発明は、リザーバに蓄えられた作動油の温度が極端に低い場合にポンプによる車高変更アクチュエータへの作動油の供給が禁止される車高調整システムに適用して特に有効なものである。リザーバの作動油の温度が極端に低い場合に車高変更アクチュエータへの給油を禁止すれば、高負荷状態でポンプが作動し、寿命が短くなることを回避し得るのであるが、その間、車高調整が行われない状態となり、車両の使い勝手が悪くなる。それに対し、本発明によれば、リザーバ内の作動油の温度が短時間で上昇させられるため、給油が禁止されても、その状態は短く、車両の使い勝手の低下を抑制しつつ、ポンプの寿命短縮を回避することができるのである。
本発明は、リザーバおよびポンプがボディー外部に配設される一方、アキュムレータはエンジンコンパートメント内等ボディー内部に配設される場合や、(3)項におけるように排気装置に隣接して配設される場合等に特に有効である。
例えば、ボディー内部にアキュムレータ,リザーバおよびポンプ等、車高調整システムの構成要素の全部を配置するスペースがなく、複数の各車輪に対応して設けられた車高変更アクチュエータの各々に作動油を供給するアキュムレータをボディー内部に設け、ポンプおよびリザーバをボディー外部に設ける場合、アキュムレータは走行駆動源等、車両の発熱体により加熱され易いのに対し、ポンプおよびリザーバはボディー外部にあって発熱体による加熱が期待できず、温度が極低温となり易いため、ボディー内部に配設されるアキュムレータから、ボディー外部に配設されるリザーバへ作動油を還流させることにより、リザーバ内の作動油の温度を迅速に上昇させることが望ましいのである。
作動油を蓄えるリザーバと、
そのリザーバから作動油を汲み上げるポンプと、
そのポンプにより汲み上げられた作動油を加圧下に蓄えるとともに、少なくとも前記車両の走行駆動源の作動中は、その走行駆動源の作動に起因して前記リザーバより加熱される位置に配設されたアキュムレータと、
そのアキュムレータおよび前記ポンプの作動油を前記車高変更アクチュータに供給して車高を高くし、車高変更アクチュエータの作動油の前記リザーバへの流出を許容して車高を低くする車高調整弁装置と、
その車高調整弁装置を制御する制御装置と
を含み、かつ、前記制御装置が、前記リザーバの作動油の温度が設定温度以下であることを表す極低温情報に基づいて、前記アキュムレータの作動油を前記リザーバに還流させる作動油還流部を含む車高調整システム。
(2)前記走行駆動源が燃料の燃焼を伴って作動する内燃機関であり、前記アキュムレータが、前記内燃機関における燃料の燃焼により発生する熱により加熱される位置に配置された(1)項に記載の車高調整システム。
内燃機関は、例えば、ガソリンエンジンでもよく、ディーゼルエンジンでもよい。
燃料の燃焼により発生する熱は多く、内燃機関はアキュムレータの加熱に適している。
(3)前記アキュムレータが、前記内燃機関の排気装置の一部に隣接し、その一部から放熱される熱により加熱される位置に配置された(2)項に記載の車高調整システム。
排気装置は、例えば、排気管およびマフラを含む。
内燃機関は温度が高く、アキュムレータの加熱に好適であるが、その近傍は、冷却装置や燃料供給装置等、内燃機関の作動に必要な種々の装置が配置されており、アキュムレータを配置するスペースが少なく、あっても配置の自由度が低い。それに対し、排気装置は、内燃機関から排出された高温の排気ガスにより加熱され、温度が高い上、排気ガスを車両後方から排出するために車両前後方向に長く配設され、アキュムレータを配置するスペースを確保し易く、配置の自由度が高く、アキュムレータを加熱させるのに適している。特に、マフラは放熱面積が大きく、アキュムレータの加熱に適している。
(4)前記制御装置が、前記リザーバ内の作動油の温度を検出する第1油温センサを含む(1)項ないし(3)項のいずれかに記載の車高調整システム。
油温センサによりリザーバ内の作動油の温度を検出すれば、正確にかつ簡単にリザーバ内の作動油の温度を検出することができる。
(5)前記制御装置が、前記リザーバの作動油の温度を推定する第1油温推定部を含む(1)項ないし(3)項のいずれかに記載の車高調整システム。
例えば、車両に外気温を検出する外気温センサが設けられる場合、それにより検出される外気温を利用してリザーバの作動油の温度を推定することができ、リザーバ内の作動油の温度を検出する専用の油温センサを設ける場合に比較して、コストを低減することができる。
第1油温センサおよび第1油温推定部はそれぞれ、リザーバ内作動油温度取得部の一種であり、リザーバの作動油の温度の取得に基づいて、極低温情報が得られる。
(6)前記制御装置が、前記アキュムレータ内の作動油の温度を推定する第2油温推定部を含む(1)項ないし(5)項のいずれかに記載の車高調整システム。
油温センサを設け、アキュムレータ内の作動油の温度を検出する場合に比較して安価にアキュムレータ内の作動油の温度を取得することができる。
(7)前記第2油温推定部が、前記走行駆動源の運転開始からの経過時間を計測するタイマを含み、少なくともそのタイマの計測時間に基づいて前記アキュムレータ内の作動油温度を推定するものである(6)項に記載の車高調整システム。
走行駆動源の運転が開始されれば、アキュムレータが加熱され始め、時間がたつにつれてアキュムレータの温度が上昇する。したがって、少なくともタイマにより走行駆動源の運転開始からの経過時間を計測すれば、アキュムレータ内の作動油の温度を推定することができる。
(8)前記第2油温推定部が、気温を検出する気温センサと、当該車高調整システムが搭載されている車両の走行状況に関する情報を取得する走行情報取得部と、前記走行駆動源の作動状況の情報を取得する駆動源情報取得部との少なくとも1つを含み、その少なくとも1つにより取得される情報と前記計測時間とに基づいて前記アキュムレータ内の作動油温度を推定するものである(7)項に記載の車高調整システム。
例えば、気温が低い場合には、加熱開始時のアキュムレータの温度も低く、かつ温まり難いなど、気温によりアキュムレータの温度上昇の状態が変わる。また、車両走行中は、走行により生ずる風により車両が冷却され、アキュムレータが走行駆動源の作動に基づいて加熱されても放熱量が多く、温度上昇が抑制されるのに対し、停止中は走行風がないため、走行駆動源が作動させられていれば、アキュムレータが効率良く加熱され、作動油の温度も上昇する。同じ走行中であっても、走行速度が大きいほど風速が大きくアキュムレータが強く冷却される。さらに、走行駆動源の出力が大きいほどアキュムレータを加熱する熱量が多く得られる。このように、アキュムレータの加熱,作動油の温度上昇には、時間以外の要素が関与するのであり、計測時間のみによれば、安価にかつ簡単にアキュムレータ内の作動油の温度を推定することができるが、他の情報も合わせれば、より正確に推定することができる。
(9)前記制御装置が、前記アキュムレータ内の作動油の温度を検出する第2油温センサを含む(1)項ないし(5)項のいずれかに記載の車高調整システム。
油温センサを設ければ、アキュムレータ内の作動油の温度を正確に知ることができる。
第2油温推定部および第2油温センサはそれぞれ、アキュムレータ内作動油温度取得部の一種である。制御装置がアキュムレータ内作動油温度取得部を含む場合、作動油還流部は、取得されたアキュムレータ内の作動油温度に基づいてアキュムレータの作動油をリザーバへ還流させるものとされ、アキュムレータ内の作動油の温度が、リザーバ内の作動油の温度を、ポンプを負荷が過大となることなく作動させることが可能な高さに上昇させる高さである状態において、アキュムレータの作動油をリザーバに還流させるものとされる。作動油を還流させる際のアキュムレータ内の作動油の温度は、リザーバ内の作動油の温度を上記高さに上昇させることができる高さであってもよく、上昇させることが可能な高さであってもよい。
(10)前記車高変更アクチュエータと前記アキュムレータとを接続する接続通路を含み、前記作動油還流部が、前記車高調整弁装置を制御することにより、前記接続通路を経ることなく前記アキュムレータの作動油を前記リザーバに還流させるものである(1)項ないし(9)項のいずれかに記載の車高調整システム。
アキュムレータの作動油が接続通路を経て、あるいはさらに車高変更アクチュエータを経てリザーバに還流させられるようにすることも可能であり、そのようにすれば、接続通路内等の作動液の温度が上昇し、かえってポンプの負荷を小さくし得ることもある。しかし、寒冷地においては、車高変更アクチュエータや接続通路の温度も低くなるため、アキュムレータから供給された作動油が接続通路等を通過する間に冷却されてしまい、リザーバの温度を効果的に上昇させることができないことが多い。アキュムレータから接続通路を経ることなくリザーバに還流させられるようにする方が、リザーバ内の作動油の温度を効果的に上昇させることができるのである。
特に、車高変更アクチュエータや接続通路内の作動油が走行駆動源の熱により、あるいは車両の走行に伴う車高変更アクチュエータの運動エネルギにより加熱される場合には、アキュムレータからの作動油に接続通路等を経由させることは、無駄に作動油の温度を低下させ、その分リザーバの作動油温度の上昇量を減少させることとなるため、直接リザーバに還流させることが望ましい。
(11)前記車高変更アクチュエータと前記アキュムレータとを接続する接続通路を含み、前記作動油還流部が、前記車高調整弁装置を制御することにより、前記アキュムレータ内の作動油を一旦前記接続通路に流入させた後、前記リザーバに還流させるものである(1)項ないし(9)項のいずれかに記載の車高調整システム。
接続通路内の作動油の温度も上昇させ、低温状態での車高調整時のポンプにかかる負荷をより低減させることができる。例えば、アキュムレータの容量が大きく、リザーバのみならず、接続通路内の作動油の温度を上昇させるのに十分な作動油があれば、接続通路を経た後、リザーバに還流させることも可能である。アキュムレータの作動油が接続通路から車高変更アクチュエータまで供給され、車高変更アクチュエータ内の作動油の温度も上昇させられるようにすることも可能である。
(12)前記制御装置が、前記ポンプの負荷が設定負荷以上である場合に前記車高変更アクチュエータへの給油を禁止する高負荷時給油禁止部を含む(1)項ないし(11)項のいずれかに記載の車高調整システム。
本態様によれば、作動油の温度が設定温度以下である場合には車高変更アクチュエータへの作動油の供給が禁止されるため、過大な負荷の下でポンプが作動させられ、車高調整システムの寿命が予定より短くなってしまう事態の発生が防止される。そして、アキュムレータにおいて温められた作動油がリザーバに還流させられることにより、早期に車高変更アクチュエータへの作動油の供給が可能とされる。
ポンプの負荷は、リザーバ内の作動油の温度が設定温度以下である場合の他、例えば、前述のように車高変更アクチュエータに対して車体から加えられる荷重が大きい場合にも設定負荷以上となる。したがって、本項の高負荷時給油禁止部は、リザーバの作動油の温度が設定温度以下である場合、あるいはポンプの負荷が設定負荷以上であることが負荷検出装置により検出された場合、あるいはリザーバの作動油の温度が設定温度以下であるかポンプの負荷が設定負荷以上である場合に給油を禁止するものとすることができる。ポンプの負荷が設定負荷以上であることが検出された場合、その原因がリザーバの作動油の温度が設定温度以下であることであれば、アキュムレータからリザーバへの作動油の還流により、短時間で高負荷状態が解消され、車高調整の実行が可能となる。
(13)前記高負荷時給油禁止部が、前記リザーバ内の作動油の温度が前記設定温度以下である場合に、前記ポンプの負荷が前記設定負荷以上であるとして、前記車高変更アクチュエータへの給油を禁止する部分を含む(12)項に記載の車高調整システム。
(14)前記作動油還流部による作動油の還流の後に前記車高変更アクチュエータへの作動油の供給を許可する作動油供給許可部を含む(12)項または(13)項に記載の車高調整システム。
アキュムレータにおいて温められた作動油がリザーバへ還流させられても、リザーバ内の作動油の温度が、ポンプを負荷が過大な状態となることなく作動させることができる高さに上昇するとは限らず、作動油供給許可部が設けられることにより、ポンプを確実に負荷が過大になることがない状態で作動させ、車高変更アクチュエータに作動油を供給させることができる。
(15)前記作動油供給許可部が、前記作動油還流部による作動油の還流の後に前記リザーバ内の温度を検出し、その検出温度が前記設定温度を超えていれば、前記車高変更アクチュエータへの作動油の供給を許可する確認後許可部を含む(14)項に記載の車高調整システム。
リザーバの作動油の温度が設定温度を超えていれば、ポンプを負荷が過大になることなく作動させることができ、車高変更アクチュエータへの作動油の供給を許可することができる。
リザーバ内の温度は、前記第1油温センサにより検出されてもよく、前記第1油温推定部により推定されてもよい。
車高を低くする場合は、例えば、左前輪10について、個別制御弁120が開状態とされるとともに流出制御弁112が開状態とされ、懸架シリンダ24からリザーバ82への作動油の流出が許容される。実際の車高が目標値となった場合に個別制御弁120が閉状態とされ、その後流出制御弁112が閉状態とされる。
給油許可・禁止制御ルーチンは、イグニッションスイッチ180がONにされることにより開始され、設定時間間隔で行われる。ステップ1(以後、S1と略記する。他のステップについても同じ。)において、リザーバ82の作動油の温度Orが設定温度Orth以下であるか否かが判定される。油温センサ172の検出値が読み込まれ、リザーバ82内の作動油の温度Orが取得され、設定温度Orthと比較される。設定温度Orthは、例えば、−30℃に設定されており、リザーバ82内の作動油の温度Orが設定温度Orthより高いのであれば、S1の判定結果はNOになってS8が実行され、懸架シリンダ24への作動油の供給が許可される。ポンプ装置79、すなわちポンプ76およびポンプモータ78が作動させられ、リザーバ82から作動油を汲み上げて懸架シリンダ24に供給することや、汲み上げた作動油をアキュムレータ80に加圧下に蓄えさせ、その作動油が懸架シリンダ24に供給されることが許可されるのであり、例えば、記憶部164に設けられた給油許可フラグ(図示省略)がONにセットされ、給油の許可が記憶される。給油許可フラグは、イグニッションスイッチ180のOFF時および初期設定においてOFFにリセットされ、給油許可・禁止制御ルーチンの実行当初は、給油が禁止された状態になっている。
本車高調整システムにおいては、車高調整ECU160のS14を実行する部分が全作動油還流部ないし作動油1回還流部を構成し、S15を実行する部分が作動油供給許可部を構成している。
Q1=α・Q(P,NE,Te)・・・(1)
Q1=β・(Oa−Aout)+γ・L・(Oa−Aout)・・・(2)
ただし、αは放熱源ないし加熱源であるメインマフラ144からの伝達係数(効率),Qは排気熱量,Pはエンジン出力,NEはエンジン回転数,Teはエンジン始動からの経過時間,βは冷却関係効率,Aoutは外気温、Lはアキュムレータ120内の作動油の量、γは熱変換効率である。エンジン出力Pおよびエンジン回転数NEはエンジン制御コンピュータ212から読み込まれ、外気温Aoutは外気温センサ210の検出により得られ、作動油量Lは、例えば、液圧源圧センサ104により検出されるアキュムレータ80内の作動油の圧力に基づいて得られる。排気熱量Qは、P,NEおよびTeに基づく関数あるいはマップにより取得される。β・(Oa−Aout)は損失熱量Q2であり、γ・L・(Oa−Aout)は、油量Lの作動油の温度を(Oa−Aout)上昇させるのに要する熱量である。(1)式および(2)式から次式(3)が得られ、アキュムレータ80内の作動油の温度Oaが演算される。
Oa=α・Q(P,NE,Te)/(β+γ・L)+Aout・・・(3)
本車高調整システムにおいては、車高調整ECU160のS32を実行する部分がタイマを構成し、S33のエンジン制御コンピュータ212から作動状況を読み込む部分が駆動源情報取得部を構成し、これらが上記演算を行う部分および外気温センサ210と共に第2油温推定部を構成している。
アキュムレータ80内の作動油の油温を油温センサにより検出する場合と同様に、リザーバ82への作動油の還流が複数回に分けて行われるようにしてもよい。
走行駆動源の始動時にアキュムレータに作動油が満杯状態で収容されていれば、例えば、始動時におけるリザーバ内の作動油がいつ極低温になっても、その温度を上昇させ、ポンプに過大な負荷を加えることなく車高調整を行うことができ、また、再度アキュムレータを満杯にするためのエネルギを節減できる一方、走行駆動源OFF時にアキュムレータを空の状態にしておけば、例えば、次の走行までの間、アキュムレータに圧力がかかったままの状態となることがなく、アキュムレータ,畜圧用制御弁,配管等の寿命を長くし得る利点がある。したがって、ポンプの負荷が過大になることを確実に防止することやエネルギの節減を重視するのであれば、走行駆動源の始動時にアキュムレータに作動油が満杯状態で収容されているようにすればよく、アキュムレータの寿命延長を重視するのであれば、例えば、原則として、走行駆動源の始動時にアキュムレータが空の状態とされているようにし、リザーバ内の作動油が極低温になる恐れがあり、その温度を上昇させる必要がある場合、例えば、車両の走行地が寒冷地である場合や走行時期が極寒の時期である場合に、走行駆動源の始動時にアキュムレータに作動油が満杯状態で収容されているようにすればよい。
さらに、アキュムレータ内の作動油の温度を油温センサにより検出する態様および時間のみあるいは演算により推定する態様において、アキュムレータ内の作動油を複数回に分けてリザーバに還流させる場合、取得されたアキュムレータ内の作動油の温度が設定温度以上であるか否かの判定(作動油の1回目の還流に先立って行われる判定)を行うための設定温度は、走行駆動源の運転開始時のリザーバ内の作動油の温度と設定温度との差の大きさに基づいて設定されてもよい。アキュムレータ内の作動油を1回でリザーバに還流させる場合も同様である。
リザーバ内の作動油の温度が比較的高く、設定温度との差が小さいほど、アキュムレータ内の作動油の温度がリザーバ内の作動油の上昇に十分であるか否かを判定するための設定時間が短く、あるいは設定温度が低く設定され、上記差の大きさに応じて段階的にあるいは連続的に設定される。
作動油を複数回に分けて還流させる場合、各回の還流量は同じにしてもよく、異ならせてもよい。還流量を異ならせる場合、例えば、各回の還流量を予め設定しておき、例えば、回数が増えるほど少なくしてもよく、あるいは、各回毎に設定してもよい。例えば、リザーバ内の作動油の温度を設定温度から引くことにより得られる差の大きさに基づいて設定し、差が大きいほど量を多くする。
本態様においては、アキュムレータからリザーバへの作動油の還流の後、必ずポンプが作動させられてアキュムレータが満杯の状態に戻しておかれるようにすることが特に望ましい。
Claims (7)
- 車両の各車輪に対応して設けられた車高変更アクチュエータと、
作動油を蓄えるリザーバと、
そのリザーバから作動油を汲み上げるポンプと、
そのポンプにより汲み上げられた作動油を加圧下に蓄えるとともに、少なくとも前記車両の走行駆動源の作動中は、その走行駆動源の作動に起因して前記リザーバより加熱される位置に配設されたアキュムレータと、
そのアキュムレータおよび前記ポンプの作動油を前記車高変更アクチュータに供給して車高を高くし、車高変更アクチュエータの作動油の前記リザーバへの流出を許容して車高を低くする車高調整弁装置と、
その車高調整弁装置を制御する制御装置と
を含み、かつ、前記制御装置が、前記リザーバの作動油の温度が設定温度以下であることを表す極低温情報に基づいて、前記アキュムレータの作動油を前記リザーバに還流させる作動油還流部を含むことを特徴とする車高調整システム。 - 前記走行駆動源が燃料の燃焼を伴って作動する内燃機関であり、前記アキュムレータが、前記内燃機関における燃料の燃焼により発生する熱により加熱される位置に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の車高調整システム。
- 前記制御装置が、前記リザーバ内の作動油の温度を検出する油温センサを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の車高調整システム。
- 前記制御装置が、前記走行駆動源の運転開始からの経過時間を計測するタイマを含み、少なくともそのタイマの計測時間に基づいて前記アキュムレータ内の作動油温度を推定する油温推定部を含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の車高調整システム。
- 前記油温推定部が、気温を検出する気温センサと、当該車高調整システムが搭載されている車両の走行状況に関する情報を取得する走行情報取得部と、前記走行駆動源の作動状況の情報を取得する駆動源情報取得部との少なくとも1つを含み、その少なくとも1つにより取得される情報と前記計測時間とに基づいて前記アキュムレータ内の作動油温度を推定するものであることを特徴とする請求項4に記載の車高調整システム。
- 前記制御装置が、前記ポンプの負荷が設定負荷以上である場合に前記車高変更アクチュエータへの給油を禁止する高負荷時給油禁止部を含むことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の車高調整システム。
- 前記作動油還流部による作動油の還流の後に前記車高変更アクチュエータへの作動油の供給を許可する作動油供給許可部を含むことを特徴とする請求項6に記載の車高調整システム。
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