JP6349950B2 - 車高調整システムの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車高調整システムの制御装置に関し、特に、エアスプリングへのエア給排により車高を目標車高に調整可能な車高調整システムの制御装置に関する。

従来、トラック等の大型車両では、車軸とフレームとの間に設けられたエアスプリングへのエア給排を制御することで、車高を所望の目標車高に調整する車高調整システムを搭載したものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開昭６２−２１８２１２号公報 特開２００８−０３０７０１号公報

図５に示すように、一般的な車高調整システムのエアスプリング１００は、円筒状のエアベローズ１１０と、エアベローズ１１０に嵌挿されて車軸（不図示）側に固定されたピストン１２０と、エアベローズ１１０の頂部に設けられてフレーム（不図示）側に固定された上蓋１３０とを備えている。このような車高調整システムでは、エアベローズ１１０が上蓋１３０やピストン１２０から外れることを防止するために、エアスプリング１００の内圧を所定の最低圧で保持する最低圧保持制御を具備するものが知られている。

しかしながら、バネ上重量が低い状態で車高を目標車高まで下げる降下制御を行うと、サスペンション等のフリクションによって車高の降下が妨げられ、エアスプリング１００内の空気が必要以上に抜け出てしまうことがある。このため、車高が目標車高まで降下するよりも前にエアスプリング内圧が最低圧に達することで、車高を目標車高まで下げられなくなる可能性がある。

本発明の目的は、最低圧保持制御を必要に応じて適宜解除することで、車高を所望の目標車高まで下げられなくなることを効果的に防止することにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、エアスプリングへのエア給排により車高を目標車高に調整可能な車高調整システムの制御装置であって、前記エアスプリングにエアを供給して車高を上昇させる上昇制御又は、前記エアスプリングからエアを排出して車高を降下させる降下制御を実行して車高を目標車高に調整する車高調整制御手段と、前記降下制御時に前記エアスプリングの内圧が所定の最低圧まで低下すると、前記エアスプリングの内圧を前記最低圧で保持する最低圧保持手段と、前記降下制御時の車高降下量が所定値未満の場合又は、前記エアスプリングに掛かる荷重が所定値未満の場合に、前記最低圧保持手段による最低圧保持を解除する最低圧保持解除手段とを備えることを特徴とする。

また、前記車高調整制御手段は、最低圧保持が解除されている状態で車高を目標車高に調整する場合は、車高を目標車高よりも降下させる降下制御を実行した後、車高を目標車高まで上昇させる上昇制御を実行することが好ましい。

本発明の車高調整システムの制御装置によれば、最低圧保持制御を必要に応じて適宜解除することで、車高を所望の目標車高まで下げられなくなることを効果的に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る車高調整システムを搭載した車両を示す模式的な全体構成図である。 本発明の一実施形態に係る電子制御ユニット（ＥＣＵ）を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態において、最低圧保持制御を解除した場合の車高調整の一例を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る制御内容を説明するフロー図である。 一般的な車高調整システムに用いられるエアスプリングを示す模式的な斜視図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る車高調整システムの制御装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に示すように、本実施形態の車高調整システム１０は、例えばトラクタ等の牽引車両に搭載されるもので、エアタンク１１と、エア配管１２と、左右一対のエアバルブ１３Ｌ，１３Ｒと、左後輪２０Ｌに対応して設けられた左エアスプリング１４Ｌと、右後輪２０Ｒに対応して設けられた右エアスプリング１４Ｒと、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ）４０とを備えている。なお、図１中において、符号２１Ｌ，２１Ｒは左右の操舵輪（前輪）、符号２２Ｌ，２２Ｒは左右のスモールライトをそれぞれ示している。

エアタンク１１は、車両１に搭載された図示しないコンプレッサから供給される圧縮エアを貯留する。このエアタンク１１には、エア配管１２の上流端が接続されている。

エア配管１２は、略Ｔ字状の配管継手１２Ａによって下流側を分岐形成されている。配管継手１２Ａよりも左下流側のエア配管１２には左エアバルブ１３Ｌが介設されると共に、その下流端には左エアスプリング１４Ｌが接続されている。また、配管継手１２Ａよりも右下流側のエア配管１２には右エアバルブ１３Ｒが介設されると共に、その下流端には右エアスプリング１４Ｒが接続されている。

左エアバルブ１３Ｌは、ＥＣＵ４０からの作動指示信号に応じて開閉動作することで、左エアスプリング１４Ｌにエアを供給又は、左エアスプリング１４Ｌからエアを排出させる。右エアバルブ１３Ｒは、ＥＣＵ４０からの作動指示信号に応じて開閉動作することで、右エアスプリング１４Ｒにエアを供給又は、右エアスプリング１４Ｒからエアを排出させる。

左エアスプリング１４Ｌ及び、右エアスプリング１４Ｒは、車両１の何れも図示しない駆動軸とフレームとの間に介設されている。これら左右のエアスプリング１４Ｌ，１４Ｒは、エアの給排に応じて車体上下方向に伸縮することで車高を上下動させるアクチュエータとして機能する。

左内圧センサ１５Ｌは、左エアバルブ１３Ｌよりも下流側のエア配管１２に設けられており、左エアスプリング１４Ｌの内圧を検出する。右内圧センサ１５Ｒは、右エアバルブ１３Ｒよりも下流側のエア配管１２に設けられており、右エアスプリング１４Ｒの内圧を検出する。左車高センサ１６Ｌは、左エアスプリング１４Ｌの変位量から車両１の左車高を検出する。右車高センサ１６Ｒは、右エアスプリング１４Ｒの変位量から車両１の右車高を検出する。これら各種センサ類のセンサ値は、電気的に接続されたＥＣＵ４０に送信される。

ＥＣＵ４０は、車両１の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。また、ＥＣＵ４０は、図２に示すように、車高調整制御部４１と、最低圧保持制御部４２と、車高降下不調判定部４３と、最低圧保持解除部４４と、車両走行禁止部４５とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるＥＣＵ４０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。

車高調整制御部４１は、車高センサ１６Ｌ，１６Ｒから入力される現在の車高が所定の目標車高となるように、エアバルブ１３Ｌ，１３Ｒを開閉させてエアスプリング１４Ｌ，１４Ｒへのエア給排を制御する車高調整制御を実行する。以下、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒにエアを供給して車高を上昇させる車高調整を「上昇制御」といい、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒからエアを排出して車高を降下させる車高調整を「降下制御」という。

最低圧保持制御部４２は、降下制御時にエアスプリング１４Ｌ，１４Ｒの内圧を所定の最低圧で保持する最低圧保持制御を実行する。より詳しくは、降下制御によって内圧センサ１５Ｌ，１５Ｒで検出される内圧が所定の最低圧まで低下すると、最低圧保持制御部４２は、降下制御を停止すべくエアバルブ１３Ｌ，１３Ｒに閉弁指示信号を送信する。これにより、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒの内圧が最低圧よりも低下することを効果的に回避することが可能となり、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒの破損等を防止することができる。

車高降下不調判定部４３は、降下制御時に車高センサ１６Ｌ，１６Ｒから入力される車高の降下量が所定値未満の場合に、車高降下を不調と判定する。このような状態は、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒからエアを排出しても、サスペンション等のフリクションによって車高降下が妨げられていると考えられるためである。なお、車高降下の不調を、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒに対するバネ上重量が所定値未満か否かに基づいて判定してもよい。バネ上重量が軽い場合も同様に、サスペンション等のフリクションによって車高降下が妨げられる可能性が大きいためである。エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒに対する各バネ上重量は、内圧センサ１５Ｌ，１５Ｒから入力される圧力に基づいて推定すればよい。

最低圧保持解除部４４は、車両１が停車中であり、且つ、車高降下が不調と判定された場合に、最低圧保持制御部４２による最低圧保持を解除する。車高降下が不調の状態では、車高が目標車高まで降下するよりも前にエアスプリング１４Ｌ，１４Ｒ内の空気が必要以上に抜け出てしまう可能性があるためである。また、車両１の停車を解除条件としたのは、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒの内圧を最低圧よりも低下させても、エアベローズが上蓋やピストンから外れる可能性は低いと考えられるためである。

車両走行禁止部４５は、最低圧保持が解除された場合に、車高が目標車高に調整されるまで車両１の走行を禁止する。これにより、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒの内圧が最低圧よりも低い状態で車両１が走行することを確実に防止することができる。

ここで、最低圧保持が解除されている場合の車高調整制御部４１による車高調整の一例を図３に基づいて説明する。

図３（Ａ）に示すように、車両１の停車中に現在の車高（実線）が目標車高（破線）よりも高い状態から、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒのエアを排出する降下制御を開始する。この降下制御は、図３（Ｂ）に示すように、目標車高よりも低くなるまで継続される。その後、車高が目標車高よりも低くなると、図３（Ｃ）に示すように、車高を目標車高まで上昇させる上昇制御が実行される。このように、降下制御の後に上昇制御を行うことで、サスペンション等によるフリクションが大きい状態でも車高を確実に目標車高に調整することが可能になる。

次に、図４に基づいて本実施形態に係る車高調整システムの制御装置による制御フローを説明する。

ステップＳ１００では、最低圧保持制御が起動（ＯＮ）され、ステップＳ１１０では、車高センサ１６Ｌ，１６Ｒで検出される現在の車高が目標車高よりも高いか否かが判定される。現在の車高が目標車高よりも高い場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１２０に進む。一方、現在の車高が目標車高以下の場合（Ｎｏ）はステップＳ１９０に進む。ステップＳ１９０で現在の車高が目標車高でない場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２００に進み通常の上昇制御による目標車高への車高調整が実行され、ステップＳ１９０で現在の車高が目標車高の場合は、上昇・降下制御の何れも行うことなくリターンされる。

ステップＳ１２０では、降下制御が所定期間（例えば、数秒間）実行され、ステップＳ１３０では、車高の降下量に基づいて車高降下が不調か否かが判定される。車高降下が不調の場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１４０に進む。一方、車高降下が不調でない場合（Ｎｏ）はステップＳ２１０に進み、通常の降下制御による目標車高への車高調整が実行される。なお、車高降下の不調をバネ上重量に基づいて判定する場合は、ステップＳ１２０を省略してもよい。

ステップＳ１４０では、最低圧保持制御が解除（ＯＦＦ）されると共に、車両１の走行が禁止される。さらに、ステップＳ１５０では、車高を目標車高よりも降下させる降下制御が実行され、ステップＳ１６０では車高を目標車高まで上昇させる上昇制御が実行される。その後、ステップＳ１７０では、車両１の走行禁止を解除して、本制御はリターンされる。

次に、本実施形態に係る車高調整システムの制御装置による作用効果を説明する。

エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒに対するバネ上重量が低い状態で降下制御を行うと、サスペンション等のフリクションによって車高の降下が妨げられ、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒ内の空気が必要以上に抜け出てしまう可能性がある。このような状態で最低圧保持制御を作動させると、車高を目標車高まで下げられなくなる課題がある。

本実施形態の制御装置によれば、降下制御時の車高降下量が微小の場合や、エアスプリング１４Ｌ，１４Ｒに対するバネ上重量が低い場合は、最低圧保持を解除するため、車高の降下が目標車高まで下がり切らない状態で止まることを確実に防止することができる。また、最低圧保持を解除した際は、降下制御によって車高を目標車高よりも下げた後に、フリクション等の影響を受けない上昇制御によって車高を目標車高に合わせるように構成されている。したがって、単に降下制御のみによって車高調整を行う場合に比べて、車高を目標車高に正確に調整することが可能になる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、車高降下の不調を降下制御時の車高降下量やバネ上重量で判定するものとして説明したが、牽引側の車両１のカプラに被牽引側のキングピンが係合しているか否かに基づいて判定してもよい。また、車両１はトラクタに限定されず、バンボディタイプや平ボディタイプのトラック等、車高調整システム１を搭載可能な車両に広く適用することが可能である。

１ 車両
１０ 車高調整システム
１４Ｌ 左エアスプリング
１４Ｒ 右エアスプリング
４０ ＥＣＵ
４１ 車高調整制御部
４２ 最低圧保持制御部
４３ 車高降下不調判定部
４４ 最低圧保持解除部
４５ 車両走行禁止部

Claims (3)

1. エアスプリングへのエア給排により車高を目標車高に調整可能な車高調整システムの制御装置であって、
   前記エアスプリングにエアを供給して車高を上昇させる上昇制御又は、前記エアスプリングからエアを排出して車高を降下させる降下制御を実行して車高を目標車高に調整する車高調整制御手段と、
   前記降下制御時に前記エアスプリングの内圧が所定の最低圧まで低下すると、前記エアスプリングの内圧を前記最低圧で保持する最低圧保持手段と、
   前記降下制御時の車高降下量が所定値未満の場合に、前記最低圧保持手段による最低圧保持を解除する最低圧保持解除手段と、を備える
   ことを特徴とする車高調整システムの制御装置。
2. 前記車高調整制御手段は、
   最低圧保持が解除されている状態で車高を目標車高に調整する場合は、車高を目標車高よりも降下させる降下制御を実行した後、車高を目標車高まで上昇させる上昇制御を実行する
   請求項１に記載の車高調整システムの制御装置。
3. エアスプリングへのエア給排により車高を目標車高に調整可能な車高調整システムの制御装置であって、
   前記エアスプリングにエアを供給して車高を上昇させる上昇制御又は、前記エアスプリングからエアを排出して車高を降下させる降下制御を実行して車高を目標車高に調整する車高調整制御手段と、
   前記降下制御時に前記エアスプリングの内圧が所定の最低圧まで低下すると、前記エアスプリングの内圧を前記最低圧で保持する最低圧保持手段と、
   前記エアスプリングに掛かる荷重が所定値未満の場合に、前記最低圧保持手段による最低圧保持を解除する最低圧保持解除手段と、を備え、
   前記車高調整制御手段は、
   最低圧保持が解除されている状態で車高を目標車高に調整する場合は、車高を目標車高よりも降下させる降下制御を実行した後、車高を目標車高まで上昇させる上昇制御を実行する
   ことを特徴とする車高調整システムの制御装置。

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