JP5430969B2

JP5430969B2 - 圧縮空気供給システム、及び、空気圧縮機の制御方法

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Publication number: JP5430969B2
Application number: JP2009039220A
Authority: JP
Inventors: 裕樹長谷部; 一郎湊
Original assignee: Nabtesco Automotive Corp
Current assignee: Nabtesco Automotive Corp
Priority date: 2009-02-23
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2029-02-23
Also published as: JP2010195071A

Description

本発明は、車両に搭載された空気圧縮機により圧縮空気を供給する圧縮空気供給システム、及び、空気圧縮機の制御方法に関する。

従来、車両用の空気圧縮機から吐出された圧縮空気をエアータンクに貯留し、車両の負荷に供給する場合に、エアータンクの圧力不足を防ぐため、車両又は進路の状況に応じて空気圧縮機をロード状態に切り替える装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の制御装置は、エアータンクの圧力を検出し、この圧力の変化に基づいてブレーキが頻繁に使用される状況であると判別した場合に、空気圧縮機をロード状態にする。

特開２００３−２７６５９１号公報

ところで、車両に搭載される空気圧縮機の多くはエンジンによって駆動され、エンジンの負荷になるので、エンジンの加速能力やエンジンブレーキの制動力に影響を与えることが考えられるが、このような観点から空気圧縮機を制御する提案は無かった。
そこで本発明は、空気圧縮機の動作によるエンジン性能への影響を制御することにより、車両の性能向上を図ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、車両のエンジンにより駆動される空気圧縮機と、該空気圧縮機から吐出した圧縮空気を前記車両の負荷に供給する圧縮空気供給部と、前記圧縮空気供給部における空気圧を検出して前記制御部に出力する圧力センサーと、前記負荷の要求に応じて、前記圧縮空気供給部における空気圧が所定範囲内となるよう前記空気圧縮機のロード状態とアンロード状態とを切り替える制御部とを備え、前記制御部は、前記車両が制動力を必要とする場合に、前記負荷の要求に関わらず前記空気圧縮機をロード状態にして前記圧縮空気供給部における空気圧が設定値に達すると、前記空気圧縮機をロード状態に保ったまま前記圧縮空気供給部に設けた排気弁を開弁させることにより前記圧縮空気供給部における空気圧を低下させ、前記圧縮空気供給部における空気圧を上記所定範囲内に保持すること、を特徴とする圧縮空気供給システムを提供する。

また本発明は、上記圧縮空気供給システムにおいて、前記制御部は、前記車両が備える補助ブレーキ装置の作動を指示する操作に基づき、前記車両が制動力を必要とする場合か否かを判別すること、を特徴とする。

また本発明は、上記圧縮空気供給システムにおいて、前記制御部は、前記車両の加速中及び高速走行中の少なくともいずれかに、前記空気圧縮機をアンロード状態にすること、を特徴とする。

さらに、本発明は、車両のエンジンにより駆動され、前記車両の負荷に圧縮空気を供給する空気圧縮機の制御方法であって、前記負荷の要求に応じて、前記空気圧縮機から吐出した圧縮空気を前記車両の負荷に供給する圧縮空気供給部における空気圧が所定範囲内となるよう前記空気圧縮機のロード状態とアンロード状態とを切り替える制御を行い、前記車両が制動力を必要とする場合に、前記負荷の要求に関わらず前記空気圧縮機をロード状態にして前記圧縮空気供給部における空気圧が設定値に達すると、前記空気圧縮機をロード状態に保ったまま前記圧縮空気供給部に設けた排気弁を開弁させることにより前記圧縮空気供給部における空気圧を低下させ、前記圧縮空気供給部における空気圧を上記所定範囲内に保持すること、を特徴とする空気圧縮機の制御方法を提供する。

本発明によれば、車両の制動を必要とする場合に、車両のエンジンにより駆動される空気圧縮機をロード状態とすることでエンジンに負荷を加えることにより、補助ブレーキ装置としてのエンジンブレーキの制動力を増大させることができる。

本発明の実施の形態に係る圧縮空気供給システムの構成を示す図である。圧縮空気供給システムの動作を示すフローチャートである。圧縮空気供給システムの動作を示すフローチャートである。圧縮空気供給システムの動作による空気圧変化の一例を示す図表である。圧縮空気供給システムの動作を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明を適用した実施の形態に係る圧縮空気供給システム１の構成を示す図である。この図１には、圧縮空気供給システム１の回路構成とともに、圧縮空気供給システム１が搭載された車両のエンジン３、車速検出器２１、補助ブレーキスイッチ２２、及びリターダ２３を合わせて図示する。

図１に示す圧縮空気供給システム１は、コンプレッサー４（空気圧縮機）と、コンプレッサー４を制御するＥＣＵ２（制御部）と、コンプレッサー４から吐出された圧縮空気の水分を除去して、上記車両の負荷に圧縮空気を供給するエアードライヤーモジュール１０（圧縮空気供給部）と、を備えて構成される。
ＥＣＵ２には、圧縮空気供給システム１を搭載する車両の車速を検出する車速検出器２１が接続され、車速検出器２１から車速信号２ａがＥＣＵ２に入力される。また、ＥＣＵ２には、上記車両が備える補助ブレーキスイッチ２２が接続される。補助ブレーキスイッチ２２は、上記車両の運転者が操作する補助ブレーキレバー（図示略）の操作量を検出するスイッチである。ここで、補助ブレーキとは、上記車両が足踏み式ブレーキ（以下、主ブレーキという）とは別に備える制動装置を指し、本実施の形態ではリターダ２３である。補助ブレーキレバーは、求める制動力に応じて複数段階の操作量が設定され、補助ブレーキスイッチ２２は、補助ブレーキレバーの操作量に応じた操作信号２ｂをＥＣＵ２に出力する。

さらに、ＥＣＵ２には、電磁式のリターダ２３が接続されている。ＥＣＵ２は、補助ブレーキスイッチ２２から入力される操作信号２ｂの値に応じて、リターダ２３の制動力を示すリターダトルク要求値を算出する。ＥＣＵ２は、リターダトルク要求値に基づいてリターダ制御信号２ｃをリターダ２３に出力し、リターダ２３は、リターダ制御信号２ｃに基づいて上記車両の駆動軸を制動する。
また、ＥＣＵ２には、上記車両のアクセルペダルの操作量や変速装置の動作状態等を示す車両制御信号２ｄが入力され、ＥＣＵ２は、車両制御信号２ｄに基づいてエンジン３の燃料噴射制御、点火制御等の各種制御を行うため、エンジン３に対してエンジン制御信号２ｅを出力する。

コンプレッサー４は、補機ベルト３２を介してエンジン３のクランクプーリー３１に連結され、エンジン３の駆動力によって空気を圧縮する。
エアードライヤーモジュール１０には、上記車両が備える負荷５１〜５４が接続されている。負荷５１は主ブレーキ（前輪）、負荷５２は主ブレーキ（後輪）、負荷５３はパーキングブレーキであり、負荷５４は、ホーンやクラッチ駆動機構等の圧縮空気で駆動されるアクセサリー類である。負荷５１〜５４はそれぞれ圧縮空気が流れる圧縮空気回路を備え、さらに、負荷５１はエアータンク５１ａを有し、負荷５２はエアータンク５２ａを有する。
また、エアードライヤーモジュール１０は、ＥＣＵ２の制御によって開閉される電磁弁１０１、１０２、１０３、及び、エアードライヤーモジュール１０の各部における空気圧を検出して、検出値をＥＣＵ２に出力する圧力センサー１２１、１２２、１２３、１２４を備えている。ＥＣＵ２は、圧力センサー１２１〜１２３の検出値と、上述した車速信号２ａ及び操作信号２ｂとに基づいて、電磁弁１０１〜１０３を開閉させる。

コンプレッサー４は空気圧で制御され、この制御ラインには電磁弁１０１が接続されており、電磁弁１０１の開閉によってコンプレッサー４のロード／アンロードが切り替えられる。ロード状態では、コンプレッサー４は補機ベルト３２により駆動されて空気を圧縮し、エンジン３のクランクプーリー３１に負荷を与える。これに対し、アンロード状態では、コンプレッサー４はエンジン３の負荷を与えない。

コンプレッサー４の吐出管４１はエアードライヤーモジュール１０の流入管１１１に接続され、流入管１１１には乾燥器１１が接続されている。乾燥器１１は、乾燥剤（図示略）を収容した本体を有し、この乾燥剤によってコンプレッサー４から吐出された圧縮空気に含まれる水分を除去する。乾燥器１１には排気バルブ１２（排気弁）が設けられ、この排気バルブ１２が開くと乾燥器１１の本体内の圧縮空気が排気口１１２から直接外部へ排出される。排気バルブ１２は空気圧で制御され、その制御ラインにはダブルチェックバルブ１０４が接続されている。排気バルブ１２は通常時は閉鎖され、ダブルチェックバルブ１０４から空気圧が加わった場合のみ開弁する。

エアードライヤーモジュール１０は、空気圧により機械的に動作して排気バルブ１２の開閉を制御するガバナ１３を備えている。ガバナ１３は、乾燥器１１の下流側の供給路１０６における空気圧に従って動作し、この空気圧が所定の値を超えた場合にダブルチェックバルブ１０４に空気圧を与える。
一方、電磁弁１０２は、ＥＣＵ２の制御により開閉し、開弁状態において供給路１０６の空気圧をダブルチェックバルブ１０４に与える。
ダブルチェックバルブ１０４は、ガバナ１３または電磁弁１０２のいずれか一方が開いた場合に排気バルブ１２に空気圧を与えて開弁させる。従って、排気バルブ１２は、供給路１０６の空気圧が所定の値より高い場合、及び、電磁弁１０２が開いた場合に開弁して、圧縮空気を排気口１１２から放出する。

ここで、排気バルブ１２が開弁すると乾燥器１１の本体よりも下流側の圧縮空気が、乾燥器１１の本体内を逆流して排気口１１２から放出される。このとき乾燥器１１の本体を通る空気は急速な減圧によってスーパードライとなり、乾燥器１１の乾燥剤から水分を奪うので、排気バルブ１２を開弁することで乾燥剤が再生される。

エアードライヤーモジュール１０は、負荷５１（前輪の主ブレーキ）が接続される出力ポート１１３、負荷５２（後輪の主ブレーキ）が接続される出力ポート１１４、負荷５３（パーキングブレーキ）が接続される出力ポート１１５、及び、５４（アクセサリー類）が接続される出力ポート１１６を備えている。

乾燥器１１の下流の供給路１０６には、減圧弁１３１を介して分岐室１３５が接続されている。分岐室１３５には、出力ポート１１３に繋がる供給路及び出力ポート１１４に繋がる供給路が接続され、出力ポート１１３に繋がる供給路には保護弁１４１が設けられ、出力ポート１１４に繋がる供給路には保護弁１４２が設けられている。また、分岐室１３５には減圧弁１３２が接続され、減圧弁１３２の下流は出力ポート１１５に繋がる供給路と出力ポート１１６に繋がる供給路とに分岐し、それぞれ、保護弁１４３、１４４が設けられている。
各保護弁１４１〜１４４は、絞り及びチェック弁と並列に配置され、それぞれ対応する出力ポート１１３〜１１６に接続された負荷５１〜５４において圧縮空気が流れる回路が失陥したときに閉鎖する。

また、減圧弁１３２から出力ポート１１６に繋がる供給路には、保護弁１４４の下流側に減圧弁１３３が配置され、負荷５４に対して減圧した圧縮空気を供給する構成である。
さらに、減圧弁１３２と保護弁１４３との間の供給路には、保護弁１４３をバイパスして出力ポート１１５に繋がる供給路１３６が延びている。供給路１３６には、出力ポート１１５から分岐室１３５への圧縮空気の逆流を防止する逆止弁１３７と、逆止弁１３７に対して直列に配された絞り１３８とを有する。

圧力センサー１２１は供給路１０６の空気圧を検出し、圧力センサー１２２は保護弁１４１の下流側、すなわち出力ポート１１３の空気圧を検出し、圧力センサー１２３は出力ポート１１４の空気圧を検出し、圧力センサー１２４は出力ポート１１６の空気圧を検出する。これらの検出値は各圧力センサー１２１〜１２４からＥＣＵ２へ随時出力される。

ところで、負荷５３に相当する上記車両のパーキングブレーキ装置は、空気圧により制動力が解除されて走行可能となる。具体的には、上記パーキングブレーキは駐車時にスプリングの力でブレーキシューを拡げて制動力を発揮し、解除時にはエアードライヤーモジュール１０から供給される空気圧によりスプリングの力に抗してブレーキシューを閉じる構成となっている。
本実施の形態の負荷５３は圧縮空気を貯留するエアータンクを備えていないが、エアードライヤーモジュール１０は、エアータンクなしで負荷５３を確実に動作させることが可能である。

すなわち、保護弁１４１、１４２は、それぞれ、対応する負荷５１、５２の圧縮空気回路に圧縮空気が充分に満たされているとき、開弁状態にある。従って、主ブレーキ用のエアータンク５１ａ、５２ａの圧縮空気を、分岐室１３５から減圧弁１３２を経て、供給路１３６を通して出力ポート１１５に供給できる。このため、エアータンク５１ａ、５２ａの空気圧が十分に高い状態では、負荷５３へ圧縮空気を供給してパーキングブレーキを解除できる。

一方、圧力センサー１２２、１２３で検出されたエアータンク５１ａ、５２ａの空気圧が十分でない場合、ＥＣＵ２は電磁弁１０３を開弁する。電磁弁１０３の指令圧は逆止弁１３７に与えられ、逆止弁１３７により供給路１３６が閉鎖され、出力ポート１１５への圧縮空気の供給経路が遮断される。この場合、パーキングブレーキは解除不能となるが、主ブレーキに使用するエアータンク５１ａ、５２ａの空気圧が不十分な場合はパーキングブレーキを解除しない方が好ましい。また、エアータンク５１ａ、５２ａの空気圧が回復すればパーキングブレーキを解除できるようになる。従って、負荷５３用のエアータンクが無くても、圧縮空気により安定してパーキングブレーキを動作させることができる。

図１に示す圧縮空気供給システム１は、通常、エアードライヤーモジュール１０内部（例えば、供給路１０６）の空気圧を、予め定められた所定範囲内に保つため、圧力センサー１２１の検出値に基づいて、ＥＣＵ２の制御によりコンプレッサー４のロード／アンロードを切り替える。エアードライヤーモジュール１０内の空気圧は、負荷５１〜５４の圧縮空気の要求量に応じて変化するので、いわば、負荷５１〜５４の要求に対応して、コンプレッサー４のロード／アンロードを切り替える。
この動作に加え、圧縮空気供給システム１は、補助ブレーキレバーが操作された場合に、負荷５１〜５４の要求に関わらずコンプレッサー４をロード状態に切り替えることで、エンジン３のエンジンブレーキの制動力を増すブレーキアシスト動作を行う。
さらに、圧縮空気供給システム１は、上記車両の加速中などエンジン３のトルクを必要とする場合に、コンプレッサー４をアンロード状態に保ってエンジン３の負荷を軽減するエンジンアシスト動作を実行する。

上記車両は主ブレーキとパーキングブレーキに加え、補助ブレーキとしてリターダ２３を備えているが、さらに、エンジンブレーキによる制動を行える。エンジンブレーキによる制動力が強ければ、その分、リターダ２３への制動力の要求を軽減できるため、電磁式のリターダ２３が消費する電力エネルギーの低減、リターダ２３の発熱の抑制等を実現できる。また、制動力を増したエンジンブレーキをリターダ２３と組み合わせることで、主ブレーキに対する制動力の要求を低減できるので、ブレーキパッド、ブレーキディスクあるいはブレーキシューの摩耗を抑制し、長寿命化を図ることができる。
また、近年では小排気量のエンジンが採用されることがあるが、そのような車両において上記のブレーキアシスト動作を行えば、エンジン排気量の低下に伴うエンジンブレーキの制動力の低下を補うことができ、有用である。以下、図２から図４の各図を参照して、ブレーキアシスト動作及びエンジンアシスト動作の詳細について説明する。

図２は、圧縮空気供給システム１の動作を示すフローチャートである。
以下に説明する動作に先立ち、ＥＣＵ２には、リターダトルク要求値を判別する設定値、エンジントルク要求値を判別する設定値、及び、エアードライヤーモジュール１０内の空気圧を判別する設定値Ａ、Ｂ、Ｃが予め設定され、ＥＣＵ２が内蔵するメモリー（図示略）に記憶されている。空気圧に関する設定値Ａ、Ｂ、Ｃは、高圧側から順にＡ≧Ｂ≧Ｃである。

上記車両が通常走行をしている間（ステップＳ１１）、ＥＣＵ２は、圧力センサー１２１により検出されるエアードライヤーモジュール１０内の空気圧が上記の設定値Ｃ以上設定値Ａ未満の範囲になるように、電磁弁１０１を適宜開弁させて、コンプレッサー４のロード／アンロードを切り替える。例えば、負荷５１〜５４によって圧縮空気が多く消費された場合にはエアードライヤーモジュール１０内の空気圧が低下するため、ＥＣＵ２は、空気圧を高めるべくコンプレッサー４をロード状態に切り替える。
通常走行中、ＥＣＵ２は、所定時間毎に、補助ブレーキスイッチ２２が出力する操作信号２ｂを取得して（ステップＳ１２）、操作信号２ｂにより示される補助ブレーキレバー（図示略）の操作量に基づいて、リターダトルク要求値を算出する（ステップＳ１３）。

ここで、ＥＣＵ２は、算出したリターダトルク要求値が、上記の設定値以上であるか否かを判別し（ステップＳ１４）、設定値以上である場合は、ブレーキアシスト動作を実行する（ステップＳ１５）。

図３は、圧縮空気供給システム１の動作のうちブレーキアシスト動作を詳細に示すフローチャートである。
このブレーキアシスト動作において、ＥＣＵ２は、電磁弁１０１を制御してコンプレッサー４をロード状態に移行させる（ステップＳ３１）。これにより、エンジン３にはコンプレッサー４を駆動するための負荷が加わるため、エンジンブレーキの制動力が増大する。既にコンプレッサー４がロード状態にある場合、ＥＣＵ２は、コンプレッサー４のロード状態を保持する。

その後、ＥＣＵ２は、圧力センサー１２１の検出値を取得して、エアードライヤーモジュール１０内の空気圧が設定値Ａ以上であるか否かを判別する（ステップＳ３２）。エアードライヤーモジュール１０内の空気圧が設定値Ａ以上である場合、ＥＣＵ２は、電磁弁１０２を制御して排気バルブ１２を一時的に開放させて、エアードライヤーモジュール１０内の圧力を低下させる（ステップＳ３３）。
続いて、ＥＣＵ２は、エアードライヤーモジュール１０内の空気圧が設定値Ｂ未満になったか否かを判別し（ステップＳ３４）、設定値Ｂ未満になっていなければステップＳ３３に戻って再び排気バルブ１２を開弁させる。また、エアードライヤーモジュール１０内の空気圧が設定値Ｂ未満であれば、続くステップＳ３５に移行する。
一方、エアードライヤーモジュール１０内の空気圧が予め設定された設定値Ａ以上でない場合（ステップＳ３２；Ｎｏ）、ＥＣＵ２はそのままステップＳ３５に移行する。

ステップＳ３５で、ＥＣＵ２は操作信号２ｂを取得し、続いて、操作信号２ｂに基づいてリターダトルク要求値を算出する（ステップＳ３６）。
そして、ＥＣＵ２は、算出したリターダトルク要求値の判別を行う（ステップＳ３７）。この判別では、リターダトルク要求値が上記の設定値未満の状態が所定時間以上継続しているか否かを判別し、この条件を満たさない場合はステップＳ３１に戻り、上記条件を満たした場合は、ステップＳ１１（図２）の通常走行状態に戻る。このステップＳ３７の判別を行うことで、ＥＣＵ２は、例えば、補助ブレーキレバーの操作量が非操作状態に戻った場合に、ブレーキアシスト動作を終了する。ステップＳ３７で所定時間以上継続していることを条件にしているのは、補助ブレーキレバーの頻回の操作や操作信号２ｂの一時的な変化により、頻繁なロード／アンロードの切り替えが起きるのを防ぐためである。

図４は、上記動作によるエアードライヤーモジュール１０内の空気圧変化の一例を示す図表である。
この図４に示すグラフ縦軸は圧力センサー１２１（図１）により検出されたエアードライヤーモジュール１０内の空気圧であり、横軸は経過時間である。
図４中に時刻ｔ１〜ｔ４で示す通常走行中、ＥＣＵ２の制御により、エアードライヤーモジュール１０内の空気圧が設定値Ｃ未満になるとコンプレッサー４がロード状態に切り替わり、空気圧が上昇して設定値Ａに達するとコンプレッサー４がアンロード状態に切り替わる。また、通常走行中は、空気圧が設定値Ａに達する毎にガバナ１３の制御により排気バルブ１２が開弁され、上述した再生動作が行われる（時刻ｔ２からｔ３）。

そして、時刻ｔ４でブレーキアシスト動作が開始されると、ＥＣＵ２の制御によってコンプレッサー４がロード状態に切り替えられる。
図３のフローチャートで説明したように、ブレーキアシスト動作の実行中、コンプレッサー４はＥＣＵ２の制御によってロード状態を保持するので、エアードライヤーモジュール１０内の空気圧は次第に上昇して設定値Ａに達する。ここでＥＣＵ２は、コンプレッサー４をロード状態に保ったまま、排気バルブ１２を所定時間だけ開弁させてエアードライヤーモジュール１０の空気圧を低下させる。ＥＣＵ２は、エアードライヤーモジュール１０内の空気圧が設定値Ｂ未満になるまで排気バルブ１２を１回ないし数回開弁するので、空気圧は設定値Ｂまで低下する。ここで、コンプレッサー４はロード状態を保っているのでエアードライヤーモジュール１０内の空気圧は再び上昇するが、ＥＣＵ２の制御によって排気バルブ１２が間欠的に開弁され、エアードライヤーモジュール１０の空気圧は設定値Ｂ以上設定値Ａ以下の範囲に保たれる。
このように、ブレーキアシスト動作において、ＥＣＵ２は、エアードライヤーモジュール１０内の空気圧を所定の範囲に保ちながら、コンプレッサー４のロード状態を保つことで、エンジンブレーキの制動力を増大させる。

図１のステップＳ１４においてリターダトルク要求値が設定値未満であった場合、ＥＣＵ２は、車速検出器２１から入力される車速信号２ａに基づいて、車両が加速中であるか否かを判別し（ステップＳ１６）、加速中である場合はエンジンアシスト動作を実行すべくコンプレッサー４をアンロード状態にして（ステップＳ１７）、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ１７でコンプレッサー４が既にアンロード状態である場合、ＥＣＵ２はコンプレッサー４をアンロード状態のままにしてステップＳ１１に戻る。

また、車両が加速中でない場合（ステップＳ１６；Ｎｏ）、ＥＣＵ２は、車速信号２ａに基づいて車両が減速中であるか否かを判別し（ステップＳ１８）、減速中である場合は、車両制御信号２ｄに基づいて算出されるエンジントルク要求値が予め設定された設定値以上であるか否かを判別する（ステップＳ１９）。このエンジントルク要求値は、エンジン制御信号２ｅによりエンジン３を制御するためにＥＣＵ２が常時算出する値である。エンジントルク要求値が設定値以上である場合（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２は、エンジンアシスト動作を実行すべくコンプレッサー４がロード状態であればアンロード状態に切り替え、既にコンプレッサー４がアンロード状態である場合はその状態を保ち（ステップＳ２０）、ステップＳ１１に戻る。また、エンジントルク要求値が設定値未満である場合（ステップＳ１９；Ｎｏ）、ＥＣＵ２は、後述するステップＳ２２に移行する。

一方、車両が減速中でない場合（ステップＳ１８；Ｎｏ）、ＥＣＵ２は、車速信号２ａに基づいて、車速が予め設定された設定速度以上であるか否かを判別し（ステップＳ２１）、設定速度以上である場合は上記のステップＳ２０に移行する。これに対し、車速が設定速度未満の場合は、ステップＳ２２に移行する。
ステップＳ２２で、ＥＣＵ２は、圧力センサー１２１が検出した空気圧が設定値Ｃ未満であるか否かを判別し、設定値Ｃ未満の場合はコンプレッサー４をロード状態に切り替えて（ステップＳ２３）、ステップＳ２４に移行する。また、空気圧が設定値Ｃ以上である場合は、そのままステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２４で、ＥＣＵ２は圧力センサー１２１が検出した空気圧が設定値Ａ以上であるか否かを判別し、設定値Ａ以上の場合はコンプレッサー４をアンロード状態に切り替えて（ステップＳ２５）、ステップＳ１１に戻る。また、空気圧が設定値Ａ未満である場合は、そのままステップＳ１１戻る。

図５は、圧縮空気供給システム１における車両の状態とブレーキアシスト動作及びエンジンアシスト動作の実行状態との対応を示す図である。なお、本実施の形態のリターダトルク要求値は、減速のために要求されるトルクを百分率で示した値であるから、負の値である。大幅な減速が要求される場合ほどリターダトルク要求値は低い。リターダトルク要求値の最大値は、減速が要求されない場合を示し、０％である。設定値は、例えば、−１０％に設定される。

図５に示すように、ＥＣＵ２は、補助ブレーキスイッチ２２からの操作信号２ｂに基づいて算出したリターダトルク要求値、車速信号２ａに基づいて判別した車両の加減速の状態と車速、及び、車両制御信号２ｄに基づいて求めたエンジントルク要求値に基づいて、通常走行の動作を行うか、ブレーキアシスト動作を行うか、エンジンアシスト動作を行うかを決定する。

リターダトルク要求値が設定値未満である場合、すなわち、補助ブレーキレバーの操作によって設定値よりも大幅に減速するよう要求された場合には、ＥＣＵ２は、ブレーキアシスト動作を実行し、負荷５１〜５４による圧縮空気の要求量、及び、エアードライヤーモジュール１０内の空気圧に関わらず、コンプレッサー４を強制的にロード状態にする。

一方、リターダトルク要求値が設定値以上の場合、車両の加減速状態及び車速が判別され、加速も減速もしていない場合で車速が低速（例えば、時速５０ｋｍ／ｈ未満）であれば、通常走行用のコンプレッサー４の制御が行われる。一方、加速中、及び、加速も減速もしておらず車速が高速（例えば、時速５０ｋｍ／ｈ以上）の場合、エンジンアシスト動作が行われ、エンジン３の負荷を軽減するためにコンプレッサー４は強制的にアンロード状態とされる。なお、高速走行及び加速の最中に主ブレーキが多用されることは無いので、コンプレッサー４をアンロード状態としても問題はない。
また、車両の減速中は、エンジントルク要求値の判別が行われ、エンジントルク要求値が設定値以上の場合は、エンジン３の出力が求められているので、エンジンアシスト動作が行われ、コンプレッサー４は強制的にアンロード状態とされる。これに対し、エンジントルク要求値が設定値未満の場合は通常走行中の制御が行われる。

このように、圧縮空気供給システム１は、エンジン３により駆動されるコンプレッサー４と、コンプレッサー４から吐出した圧縮空気を車両の負荷５１〜５４に供給するエアードライヤーモジュール１０と、負荷５１〜５４の要求に応じてコンプレッサー４のロード状態とアンロード状態とを切り替えるＥＣＵ２とを備え、ＥＣＵ２により、車両が制動力を必要とする場合に、負荷５１〜５４による圧縮空気の要求やエアードライヤーモジュール１０内の空気圧に関わらず、コンプレッサー４をロード状態にするブレーキアシスト動作を行う。これにより、車両の制動を必要とする場合にコンプレッサー４をロード状態とすることでエンジン３に負荷を加え、エンジンブレーキの制動力を増すので、コンプレッサー４を補助ブレーキ装置として利用して車両の主ブレーキ装置やリターダ２３等への負荷を軽減できる。ひいては、主ブレーキ装置を構成するブレーキパッドやブレーキディスク、或いはブレーキシューの摩耗を抑えることができ、主ブレーキ装置やリターダ２３等の発熱を抑制でき、これら各部の長寿命化を図ることができる。
さらに、ブレーキアシスト動作ではエンジンブレーキ作動時のエンジン３の回転力によってコンプレッサー４をロードする。つまり、走行中の車両の運動エネルギーを回生して圧縮空気を生み出すので、車両におけるエネルギーの利用効率を高めることができる。

また、エアードライヤーモジュール１０における空気圧を検出してＥＣＵ２に出力する圧力センサー１２１を備え、ＥＣＵ２は、通常走行中は圧力センサー１２１で検出した空気圧が設定値Ｃ以上設定値Ａ未満となるようコンプレッサー４のロード／アンロードを切り替え、車両が制動力を必要とする場合にはブレーキアシスト動作を行うので、通常時は圧縮空気を安定供給しながら、制動力が必要な場合のみブレーキアシスト動作を行って、効率よく制動力を高めることができる。
さらに、ＥＣＵ２は、ブレーキアシスト動作においてコンプレッサー４をロード状態に保持するとともに、排気バルブ１２を開弁させることによりエアードライヤーモジュール１０における空気圧を適正な範囲内に保つことができる。
また、ＥＣＵ２は、補助ブレーキレバーの操作量を示す補助ブレーキスイッチ２２からの操作信号２ｂに基づいて、リターダトルク要求値を求め、このリターダトルク要求値を基準としてブレーキアシスト動作を行うか否かを判別する。このため、車両の制動力が必要とされていない場合、或いは、補助ブレーキレバーの操作により要求される制動力が小さい場合は、ブレーキアシスト動作を行わない。これにより、無駄なブレーキアシスト動作を防ぐことができるので、例えば、加速中にブレーキアシスト動作を行ってしまうことがないので、ブレーキアシスト動作によって燃料の消費量が増大することがなく、燃料消費の効率を低下させるおそれはない。

さらに、ＥＣＵ２は、車両の加速中及び高速走行中のようにエンジン３のトルクが求められる間はエンジンアシスト動作を行い、コンプレッサー４をアンロード状態に保持するので、上記車両が高い加速性能を発揮することが可能になる。そして、アクセル開度を抑制しても十分な加速性能を得られるため、アクセル開度の抑制による燃費効率の向上を図ることができる。

なお、上述した実施の形態は、本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記実施の形態に限定されない。例えば、上記実施の形態では、補助ブレーキスイッチ２２の操作信号２ｂからリターダトルク要求値を求め、このリターダトルク要求値に基づいて、上記車両が制動力を必要としているか否かを判別する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ブレーキペダルの踏力や踏み込み量を検出し、検出値に基づいて、上記車両が制動力を必要としているか否かを判別してもよい。また、上記車両のクラッチの状態や、変速装置の動作状態等に基づいて上記車両が制動力を必要としているか否かを判別してもよく、ＥＣＵ２に対してブレーキアシスト動作を指示する専用のスイッチを設け、このスイッチの操作に応じて上記車両が制動力を必要としていると判定し、ブレーキアシスト動作を実行してもよい。

さらに、上記実施の形態において、ＥＣＵ２は、リターダトルク要求値に基づいてリターダ制御信号２ｃをリターダ２３に出力し、リターダ２３による制動を行わせるものとして説明したが、例えば、ブレーキアシスト動作によるエンジンブレーキの増強を加味して、算出したリターダトルク要求値より高い要求値をリターダ制御信号２ｃとしてリターダ２３に出力し、リターダ２３によってより弱い制動力を得るようにしてもよい。また、上記実施の形態において、リターダ２３の制動とエンジンブレーキの作動とが連動するようになっていてもよく、この場合、エンジン３に設けられた排気ブレーキ弁（図示略）が連動して閉じる構成であってもよい。

また、上記実施の形態では、車両の加速中、高速走行中、及び、減速時においてエンジンに対するトルクの要求値が設定値以上の場合に、エンジンアシスト動作を行う場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、加速中や高速走行中のいずれか一方にのみエンジンアシスト動作を行ってもよいし、エンジントルク要求値のみに基づいてエンジンアシスト動作を行ってもよい。
さらにまた、エアードライヤーモジュール１０に接続される負荷は、主ブレーキ装置、パーキングブレーキ、及び、アクセサリー類に限定されず、圧縮空気を使用する機器類であれば何を接続してもよく、その他の細部構成についても任意に変更可能である。また、本発明の適用対象としての車両は限定されず、大型車両、小型車両、特殊車両、牽引車両、二輪車あるいは三輪車のいずれであってもよく、その規模及び形態は任意である。

１圧縮空気供給システム
２ＥＣＵ（制御部）
３エンジン
４コンプレッサー（空気圧縮機）
１０エアードライヤーモジュール（圧縮空気供給部）
１２排気バルブ（排気弁）
２３リターダ（補助ブレーキ装置）
５１〜５４負荷
１２１圧力センサー

Claims

車両のエンジンにより駆動される空気圧縮機と、該空気圧縮機から吐出した圧縮空気を前記車両の負荷に供給する圧縮空気供給部と、前記圧縮空気供給部における空気圧を検出して前記制御部に出力する圧力センサーと、前記負荷の要求に応じて、前記圧縮空気供給部における空気圧が所定範囲内となるよう前記空気圧縮機のロード状態とアンロード状態とを切り替える制御部とを備え、
前記制御部は、前記車両が制動力を必要とする場合に、前記負荷の要求に関わらず前記空気圧縮機をロード状態にして前記圧縮空気供給部における空気圧が設定値に達すると、前記空気圧縮機をロード状態に保ったまま前記圧縮空気供給部に設けた排気弁を開弁させることにより前記圧縮空気供給部における空気圧を低下させ、前記圧縮空気供給部における空気圧を上記所定範囲内に保持すること、
を特徴とする圧縮空気供給システム。
前記制御部は、前記車両が備える補助ブレーキ装置の作動を指示する操作に基づき、前記車両が制動力を必要とする場合か否かを判別すること、
を特徴とする請求項１記載の圧縮空気供給システム。
前記制御部は、前記車両の加速中及び高速走行中の少なくともいずれかに、前記空気圧縮機をアンロード状態にすること、
を特徴とする請求項１または２記載の圧縮空気供給システム。
車両のエンジンにより駆動され、前記車両の負荷に圧縮空気を供給する空気圧縮機の制御方法であって、
前記負荷の要求に応じて、前記空気圧縮機から吐出した圧縮空気を前記車両の負荷に供給する圧縮空気供給部における空気圧が所定範囲内となるよう前記空気圧縮機のロード状態とアンロード状態とを切り替える制御を行い、
前記車両が制動力を必要とする場合に、前記負荷の要求に関わらず前記空気圧縮機をロード状態にして前記圧縮空気供給部における空気圧が設定値に達すると、前記空気圧縮機をロード状態に保ったまま前記圧縮空気供給部に設けた排気弁を開弁させることにより前記圧縮空気供給部における空気圧を低下させ、前記圧縮空気供給部における空気圧を上記所定範囲内に保持すること、
を特徴とする空気圧縮機の制御方法。