JP4702078B2 - エアサスペンション装置 - Google Patents
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Description
所定の高圧タンク蓄圧条件が成立したとき前記コンプレッサにより圧縮された空気の前記高圧タンクへの供給を開始するように同コンプレッサの作動を開始するとともに、少なくとも前記高圧タンクの壁面から同高圧タンク内の空気に付与される熱による同高圧タンク内の圧力の上昇によって所定時間後に到達する圧力を考慮したコンプレッサ作動停止条件が成立しているか否かを判定し、同コンプレッサ作動停止条件が成立したときに同コンプレッサの作動を停止するコンプレッサ制御手段、を備えている。
前記コンプレッサ制御手段は、
現時点における高圧タンク内の圧力を取得する高圧タンク内圧力取得手段と、
現時点における前記高圧タンクの壁温を取得する高圧タンク壁温取得手段と、
前記取得された高圧タンク内の圧力と前記取得された高圧タンクの壁温とに基づいて、現時点にて前記コンプレッサの作動を停止した場合における前記高圧タンク内の圧力が到達する圧力である最終圧力を予測する最終圧力予測手段と、
前記予測された最終圧力に基づいて前記コンプレッサ作動停止条件が成立しているか否かを判定する作動停止条件判定手段と、を備えることが好ましい。
前記高圧タンク壁温取得手段は、
前記高圧タンクの雰囲気温度に影響を与える車両の運転状態を表す運転状態量を取得する運転状態量取得手段と、
前記取得された運転状態量に基づいて前記高圧タンクの雰囲気温度を取得するとともに同取得した高圧タンクの雰囲気温度に基づいて同高圧タンクの壁温を推定する高圧タンク壁温推定手段と、を備えることが好ましい。
これによれば、車両の運転状態を表す運転状態量は、例えば、車両のエンジンの制御用に予め備えられている種々のセンサから取得することができるので、コンプレッサの作動制御専用に設けられる温度センサの数が増加することを回避することができる。その結果、車両コストの上昇を抑制することができる。
前記コンプレッサ制御手段は、
現時点における高圧タンク内の圧力を取得する高圧タンク内圧力取得手段と、
前記高圧タンクの雰囲気温度に影響を与える車両の運転状態を表す運転状態量を取得する運転状態量取得手段と、
現時点の高圧タンク内の圧力と現時点の運転状態量とにより定まる状態が前記コンプレッサを停止すべき状態にあるか否かを、前記高圧タンク内の空気に付与される熱による同高圧タンク内の圧力の上昇分を考慮することにより予め定めたマップを格納した記憶手段と、
前記取得された現時点における高圧タンク内の圧力及び前記取得された運転状態量を前記マップに適用することにより前記コンプレッサ作動停止条件が成立しているか否かを判定する作動停止条件判定手段と、を備えることが好ましい。
空気管P4は、高圧タンクバルブ32が第一の位置にあるときは連通され、第二の位置にあるときは連通が解除される(遮断される)ようになっている。高圧タンク内空気温度センサ33は、現時点における高圧タンク31内の空気の温度(現時点高圧タンク内空気温度)を測定し、測定値を信号として送出するようになっている。リリーフ弁34は弁を開放することで空気を外部に逃がして高圧タンク31内の圧力が耐圧以上になってしまうことを防止するための弁である。即ちリリーフ弁34は高圧タンク31内の圧力が高圧タンク31の耐圧より僅かに小さいリリーフ圧Prel以上である場合に開弁し、その他の場合は閉弁するようになっている。
空気管P5は、フロント右ハイトコントロールバルブ42が第一の位置にあるときは連通され、第二の位置にあるときは連通が解除される(遮断される)ようになっている。
フロント右車高センサ43は、車両右前方部の車高を測定し、同部の車高を表す信号を送出するようになっている。
リア右エアスプリング部60は、リア右エアスプリング61、リア右ハイトコントロールバルブ(VRR)62、リア右車高センサ63及び空気管P7を備えている。
リア左エアスプリング部70は、リア左エアスプリング71、リア左ハイトコントロールバルブ(VRL)72、リア左車高センサ73及び空気管P8を備えている。
各エアスプリング部50〜70は、フロント右エアスプリング部40と同様、各エアスプリング51、61及び71が配設された車輪に対するサスペンション機能と各車輪近傍の車高を調整する機能とを達成するようになっている。
このエアサスペンション装置10は、所定の蓄圧条件が成立したとき、コンプレッサ部20から高圧タンク31に圧縮空気を供給することにより、高圧タンク31内の圧力を車高の上昇に必要な圧力である必要圧以上の所定圧力にまで上昇させておく。そして、エアサスペンション装置10は、車高を上昇させる要求があるとき、圧縮空気をエアスプリング41、51、61及び71にコンプレッサ部20のみからだけでなく高圧タンク31からも供給する。この結果、短時間内に多量の圧縮空気が高圧タンク31からエアスプリング41、51、61及び71に供給されるので、より迅速に車高を上昇させることができる。
(車高上昇開始)
本発明のエアサスペンション装置10は、エアスプリングに圧縮空気を供給することで車高を上昇させることができる。ECU91は、図2にフローチャートにより示した車高上昇を開始するための車高上昇開始ルーチンを所定の時間の経過毎に実行するようになっている。
次に、ECU91はステップ206に進み、取得された各輪必要圧Pth1〜Pth4を比較し、その中で一番大きい値を最大必要圧Pmaxに代入する。
一方、ECU91は、図3にフローチャートにより示した車高上昇制御を停止するためのルーチン(車高上昇停止ルーチン)を所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ECU91はステップ301から本ルーチンの処理を開始し、ステップ302に進んで車高上昇制御中であるか否かを判定する。具体的に述べると、ECU91は、コンプレッサ22が作動中であり且つ各バルブの位置がバルブパターン6又はバルブパターン7に従った位置にあるか否かを判定し、その条件が成立する場合に、車高上昇制御中であると判定する。このとき、車高上昇制御中でないとすると、ECU91はステップ302にて「No」と判定してステップ306へと進み、本ルーチンを一旦終了する。
次に、車両下降制御について簡単に説明する。エアサスペンション装置10は、上述した車高上昇制御と同様に、平均車高が目標車高より高くなる等の車高下降要求があると、表1のバルブパターン9又はバルブパターン10に従って各バルブの位置を切り換える。このとき、バルブパターン9が選択されると、各エアスプリング41、51、61及び71内の圧縮空気が低圧タンク81へと排出される。また、バルブパターン10が選択されると、各エアスプリング41、51、61及び71内の圧縮空気が排気バルブ26を介して外部に排出される。以上により、各エアスプリング41、51、61及び71内の圧力が低下するので、車高が下降する。そして、エアサスペンション装置10は、車高が目標車高まで低下すると、表1のバルブパターン8に従って全てのバルブを第二の位置に切り換える。これにより、エアスプリング41、51、61及び71からの圧縮空気の排出は停止され、車高が維持される。
次に、高圧タンク31へコンプレッサ22から圧縮空気を供給し、高圧タンク31内に圧縮空気を貯蔵しておく際の作動について説明する。
このエアサスペンション装置10は、以下の蓄圧条件(蓄圧条件1及び2)が成立したときにコンプレッサ22から高圧タンク31への圧縮空気の供給を開始する。
蓄圧条件1:車高制御中でない。(車高上昇制御中及び車高下降制御中のいずれでもない。)
蓄圧条件2:高圧タンク内圧Pnowが必要圧Pneedより小さい。必要圧Pneedは、迅速な車高上昇制御を行うために必要な所定の圧力値である。
従来の蓄圧停止条件:高圧タンク内圧Pnowが必要圧Pneed以上の値である。
Twall(n+1)=α・Twall(n)+(1−α)・Tsur…(1)
ΔT=Twall(n+1)−Tnow…(2)
(Pnow+ΔP)=n・R・(Tnow+ΔT)…(3)
Pnow=n・R・Tnow…(4)
この場合、(3)式の左辺、即ち、高圧タンク内圧変化ΔPと現時点の高圧タンク内圧Pnowとの和(高圧タンク予測内圧Pfin)は、高圧タンク31の壁面から高圧タンク31内の圧縮空気に付与される熱による高圧タンク31内の圧力の上昇分を考慮した高圧タンク31内の圧力である。換言すると、高圧タンク内圧変化ΔPと高圧タンク内圧Pnowとの和(=Pfin)は、現時点にてコンプレッサ22の作動を停止して圧縮空気の高圧タンク31への供給を停止した場合において、高圧タンク31が将来において到達する圧力である。
そこで、エアサスペンション装置10は、以下の蓄圧停止条件(コンプレッサ作動停止条件)が成立したときにコンプレッサ22から高圧タンク31への圧縮空気の供給を停止する。
蓄圧停止条件:高圧タンク予測内圧(最終圧力)Pfinが必要圧Pneed以上の値である。
上述した高圧タンク蓄圧制御を実現するため、ECU91は図6にフローチャートにより示した高圧タンク31への圧縮空気の供給(蓄圧)を開始するための高圧タンク蓄圧開始ルーチンと、図7にフローチャートにより示した高圧タンク31への圧縮空気の供給(蓄圧)を停止するための高圧タンク蓄圧停止ルーチンと、を所定の時間の経過毎に実行するようになっている。
他方、現時点で蓄圧条件2が満足されていない場合(Pnow≧Pneedの場合)、ECU91は図6のステップ605に進んだとき、同ステップ605にて「No」と判定してステップ607に直接進む。従って、高圧タンク31への蓄圧は開始されない。
更に、蓄圧条件1又は蓄圧条件2が満たされていないために高圧タンク蓄圧中の状態にならない場合、ECU91は図7のステップ702に進んだとき、同ステップ702にて「No」と判定してステップ711へと直接進む。
次に、先に説明したステップ705にて使用する高圧タンク31の高圧タンク壁面温度Twallを推定する際の作動について説明する。ECU91は、雰囲気温度Tsurを推定するための図8に示したルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ECU91はステップ801から本ルーチンの処理を開始してステップ802に進み、高圧タンク31の雰囲気温度Tsurを、雰囲気温度Tsurに影響を与える車両の運転状態を表す運転状態量に基づいて取得する。具体的に述べると、ECU91は、エンジン回転数、大気温度及び車速と、高圧タンク31の雰囲気温度Tsurと、の関係を規定したテーブル(マップ)を予めROM内に格納していて、エンジン回転数センサ93、大気温度センサ94及び車速センサ95からそれぞれ取得した実際のエンジン回転数、実際の大気温度及び実際の車速と、そのテーブルとを用いて雰囲気温度Tsurを算出する。なお、雰囲気温度Tsurを取得するための運転状態量は、エンジン回転数、大気温度及び車速の何れか一つでもよく、これらのうちの任意の二つの組み合わせでもよく、更に、排気温度又は冷却水温度等の他の運転状態量を用いても良い。
Claims (4)
- 車両に搭載されるとともに大気を圧縮する作動を行うコンプレッサと、前記車両に搭載されるとともに前記コンプレッサにより圧縮された圧縮空気を貯蔵する高圧タンクと、前記高圧タンクに貯蔵された圧縮空気を供給することにより前記車両の車高を制御するエアスプリングと、からなるエアサスペンション装置であって、
所定の高圧タンク蓄圧条件が成立したとき前記コンプレッサにより圧縮された空気の前記高圧タンクへの供給を開始するように同コンプレッサの作動を開始するとともに、少なくとも前記高圧タンクの壁面から同高圧タンク内の空気に付与される熱による同高圧タンク内の圧力の上昇によって所定時間後に到達する圧力を考慮したコンプレッサ作動停止条件が成立しているか否かを判定し、同コンプレッサ作動停止条件が成立したときに同コンプレッサの作動を停止するコンプレッサ制御手段、
を備えたエアサスペンション装置。 - 請求項1に記載のエアサスペンション装置において、
前記コンプレッサ制御手段は、
現時点における高圧タンク内の圧力を取得する高圧タンク内圧力取得手段と、
現時点における前記高圧タンクの壁温を取得する高圧タンク壁温取得手段と、
前記取得された高圧タンク内の圧力と前記取得された高圧タンクの壁温とに基づいて、現時点にて前記コンプレッサの作動を停止した場合における前記高圧タンク内の圧力が到達する圧力である最終圧力を予測する最終圧力予測手段と、
前記予測された最終圧力に基づいて前記コンプレッサ作動停止条件が成立しているか否かを判定する作動停止条件判定手段と、
を備えることを特徴とするエアサスペンション装置。 - 請求項2に記載のエアサスペンション装置において、
前記高圧タンク壁温取得手段は、
前記高圧タンクの雰囲気温度に影響を与える車両の運転状態を表す運転状態量を取得する運転状態量取得手段と、
前記取得された運転状態量に基づいて前記高圧タンクの雰囲気温度を取得するとともに同取得した高圧タンクの雰囲気温度に基づいて同高圧タンクの壁温を推定する高圧タンク壁温推定手段と、
を備えたエアサスペンション装置。 - 請求項1に記載のエアサスペンション装置において、
前記コンプレッサ制御手段は、
現時点における高圧タンク内の圧力を取得する高圧タンク内圧力取得手段と、
前記高圧タンクの雰囲気温度に影響を与える車両の運転状態を表す運転状態量を取得する運転状態量取得手段と、
現時点の高圧タンク内の圧力と現時点の運転状態量とにより定まる状態が前記コンプレッサを停止すべき状態にあるか否かを、前記高圧タンク内の空気に付与される熱による同高圧タンク内の圧力の上昇分を考慮することにより予め定めたマップを格納した記憶手段と、
前記取得された現時点における高圧タンク内の圧力及び前記取得された運転状態量を前記マップに適用することにより前記コンプレッサ作動停止条件が成立しているか否かを判定する作動停止条件判定手段と、
を備えたエアサスペンション装置。
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