JP6831310B2 - 車高制御システム、ダウン制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、クローズド型の車高制御システム、クローズド型の車高制御システムにおいて車高を低くするダウン制御を行うダウン制御方法に関するものである。

特許文献１に記載のクローズド型の車高制御システムにおいて、車高を低くするダウン制御が行われる場合には、コンプレッサの吸入側部がエアシリンダに連通させられ、吐出側部がタンクに連通させられ、コンプレッサが始動させられる。コンプレッサの作動により、エアシリンダからエアが吸入されてタンクに収容されるのであり、それにより、車高が低くなる。

特開２０１６−１７５５７３号公報

本発明の課題は、コンプレッサの始動時に発生させられる音を小さくすることである。

課題を解決するための手段および効果

本発明に係る車高制御システムにおいては、コンプレッサの吐出側部の圧力媒体の圧力が吸入側部の圧力媒体の圧力より高くされた後に、コンプレッサが始動させられる。
コンプレッサを駆動する電動モータへの供給電流がＯＦＦからＯＮに切り換えられる際に、コンプレッサには大きな始動時電流が流れる。そのため、電動モータへの供給電流がＯＦＦからＯＮに切り換えられる際に、コンプレッサの吸入側部の圧力媒体の圧力と吐出側部の圧力媒体の圧力とがほぼ同じである場合には、始動時にコンプレッサに加えられる負荷（抵抗）が小さく、コンプレッサは急に大きな回転数で回転させられる。それにより、大きな音が発生させられる。
それに対して、電動モータへの供給電流がＯＦＦからＯＮに切り換えられる際に、コンプレッサの吐出側部の圧力媒体の圧力が吸入側部の圧力媒体の圧力より高い場合には、始動時にコンプレッサに加えられる負荷が大きくなる。始動時にコンプレッサは回転し難くなり、コンプレッサの回転数が小さくなったり、コンプレッサの始動が遅れたりする。その結果、コンプレッサの始動時に発生させられる音を小さくすることができる。

また、本発明に係るダウン制御方法においては、コンプレッサの吸入側部を低圧部に連通させるとともに、コンプレッサの吐出側部を高圧部に連通させる準備工程が実行された後に、制御対象輪の車高制御弁が開とされ、コンプレッサが始動させられるのであり、ダウン工程が実行される。
このように、コンプレッサの吸入側部が低圧部に連通させられ、コンプレッサの吐出側部が高圧部に連通させられることにより、コンプレッサの吐出側部の圧力媒体の圧力から吸入側部の圧力媒体の圧力を引いた差圧が大きくなる。すなわち、準備工程の実行により、準備工程が実行される以前より、差圧が大きくなるのである。そのため、準備工程の実行により、コンプレッサの始動時に発生させられる音を小さくすることができる。なお、準備工程の開始時において、高圧部の圧力媒体の圧力は、低圧部の圧力媒体の圧力より高いのが普通であるが、吐出側部の圧力媒体の圧力より高いとは限らない。また、低圧部の圧力媒体の圧力は吸引側部の圧力媒体の圧力より低いのが普通である。

本発明に係る車高制御システムを表す回路図である。本車高制御システムにおいては、本発明に係るダウン制御方法が実施される。 上記車高制御システムの車高制御ＥＣＵの周辺を表す概念図である。 上記車高制御システムにおいてコンプレッサの始動前の状態を表す図である。 上記コンプレッサの始動時の状態を表す図である。 上記車高制御ＥＣＵの記憶部に記憶されたダウン制御プログラムを表すフローチャートである。 上記記憶部に記憶された開始時制御プログラムを表すフローチャートである。

発明の実施の形態

以下、本発明の一実施形態である車高制御システムについて図面に基づいて詳細に説明する。本車高制御システムにおいては、本発明の一実施形態であるダウン制御方法が実施される。
また、本車高制御システムにおいては、圧力媒体としてエアが使用される。

本車高制御システムにおいては、図１に示すように、車両に設けられた前後左右の車輪の各々に対応して、車輪側部材（例えば、車輪を支持するサスペンションアーム等が該当する）と車体側部材との間に、図示しないサスペンションスプリングと、車高制御アクチュエータとしてのエアシリンダ２ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲと、ショックアブソーバ４ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲとが、互いに並列に設けられる。ショックアブソーバ４ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲは、それぞれ、車輪側部材に設けられたアブソーバ本体と、車体側部材に設けられたアブソーバピストンとを含む。
以下、本明細書において、エアシリンダ２、ショックアブソーバ４等について、車輪の位置で区別する必要がある場合には、車輪の位置を表す符号ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲを付すが、車輪の位置で区別する必要がない場合、総称を表す場合等には車輪の位置を表す符号ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ等を省略して記載する。

エアシリンダ２は、それぞれ、車体側部材に設けられたシリンダ本体１０と、シリンダ本体１０に固定されたダイヤフラム１２と、ダイヤフラム１２およびショックアブソーバ２のアブソーバ本体に上下方向に相対移動不能に設けられたエアピストン１４とを含み、これらの内部が圧力媒体室としてのエア室１９とされる。エア室１９におけるエアの給排によりエアピストン１４がシリンダ本体１０に対して上下方向に相対移動させられ、それにより、ショックアブソーバ４においてアブソーバ本体とアブソーバピストンとが上下方向に相対移動させられるのであり、車輪側部材と車体側部材との間の距離である車高が変化させられる。

エアシリンダ２のエア室１９には、それぞれ、個別通路２０および共通通路２２を介してエア給排装置２４が接続される。個別通路２０には、それぞれ、車高制御弁２６が設けられる。車高制御弁２６は常閉の電磁弁であり、ソレノイドのＯＮ・ＯＦＦにより開閉させられるものである。車高制御弁２６は、開状態において、双方向のエアの流れを許容し、閉状態において、エア室１９から共通通路２２へのエアの流れを阻止するが、共通通路２２の圧力がエア室１９の圧力より設定圧以上高くなると共通通路２２からエア室１９へのエアの流れを許容するものである。

圧力媒体給排装置としてのエア給排装置２４は、コンプレッサ装置３０、常閉の電磁弁である排気弁３２、タンク３４、切換え装置３６、吸気弁４４、リリーフ弁４６等を含む。
コンプレッサ装置３０は、コンプレッサ４０と、コンプレッサ４０を駆動する電動モータ４２とを含み、コンプレッサ４０が電動モータ４２の駆動により作動させられる。本実施例において、コンプレッサ４０はプランジャポンプであり、吸入弁４１ａ、吐出弁４１ｂを含む。吸入弁４１ａ、吐出弁４１ｂは、コンプレッサ４０の吸入側から吐出側へのエアの流れを許容するが逆向きの流れを阻止するものである。また、コンプレッサ４０の吐出圧が高くなると、リリーフ弁４６を経てエアが大気へ排気される。
タンク３４は、エアを加圧した状態で収容するものであり、収容されるエアの量が多くなると、その収容されたエアの圧力であるタンク圧が高くなる。

切換え装置３６は、共通通路２２、タンク３４に接続されたタンク通路４８、コンプレッサ４０の吸入側部４０ａに接続された吸入通路６５、コンプレッサ４０の吐出側部４０ｂに接続された吐出通路の間に設けられ、これらの間の連通状態を切り換えるものであり、第１通路５０、第２通路５２、回路弁６１〜６４を含む。
図１に示すように、共通通路２２と、タンク３４が接続されたタンク通路４８とが、互いに並列に設けられた第１通路５０と第２通路５２とによって接続され、第１通路５０に、直列に２つの回路弁６１，６２が設けられ、第２通路５２に、直列に２つの回路弁６３，６４が設けられる。また、吸入通路６５によって、第１通路５０の２つの回路弁６１，６２の間の部分と、コンプレッサ４０の吸気側部４０ａとが接続され、吐出通路６６によって、コンプレッサ４０の吐出側部４０ｂと、第２通路５２の２つの回路弁６３，６４の間の部分とが接続される。

回路弁６１〜６４は常閉の電磁弁であり、ソレノイドのＯＮ・ＯＦＦにより開状態と閉状態とに切り換えられるものである。ソレノイドに電流が供給されて、ＯＮとされることにより開状態とされる。開状態において双方向のエアの流れを許容する。ソレノイドに電流が供給されず、ＯＦＦとされることにより閉状態とされる。閉状態（ソレノイドＯＦＦの状態）において、一方の側から他方の側へのエアの流れを阻止するが、他方の側の圧力が一方の側の圧力より設定圧以上高くなると、他方の側から一方の側へのエアの流れを許容する。
回路弁６１，６３は、閉状態においてタンク３４からのエアの流出を阻止するものであり、回路弁６２は、閉状態において、共通通路２２からのエアの流出を阻止するものであり、回路弁６４は、閉状態において共通通路２２へのエアの供給を阻止するものである。

吸入通路６５の接続部６５ｓと大気との間には吸気弁４４が設けられる。吸気弁４４は、接続部６５ｓのエアの圧力が大気圧以上の場合に閉、大気圧より低い場合に開とされる逆止弁である。コンプレッサ４０の作動により接続部６５ｓのエアの圧力が大気圧より低くなると、フィルタ４３、吸気弁４４を経て大気からエアが吸い込まれる。
吐出通路６６の接続部６６ｓには排気弁３２が接続される。排気弁３２は常閉の電磁弁であり、開状態において、吐出通路６６から大気へのエアの排出が許容され、閉状態において、吐出通路６６から大気へのエアの排出が阻止されるが、吐出通路６６のエアの圧力が大気圧より設定圧以上低くなると大気から吐出通路６６へのエアの供給が許容される。
また、吐出通路６６の接続部６６ｓより第２通路側の部分には、ドライヤ７０と流れ抑制機構７２とが直列に設けられる。流れ抑制機構７２は、互いに並列に設けられた、差圧弁７２ｖと絞り７２ｓとを含む。差圧弁７２ｖは、第２通路側からコンプレッサ側へのエアの流れを阻止し、コンプレッサ側の圧力が第２通路側の圧力より設定圧以上高くなると、コンプレッサ４０から第２通路５２へのエアの流れを許容する。

本実施例において、車高制御システムは、車高制御コンピュータを主体とする車高制御ＥＣＵ８０によって制御される。車高制御ＥＣＵ８０はＣＡＮ（Controller Area Network）８２を介して他のＥＣＵ等との間で通信可能とされている。車高制御ＥＣＵ８０は、図２に示すように、実行部８０ｃ、記憶部８０ｍ、入出力部８０ｉ、タイマ８０ｔ等を含み、入出力部８０ｉには、車高切換えスイッチ８８、タンク圧センサ９０、通路圧センサ９１、車高センサ９３、乗降関連動作検出装置９５等が接続されるとともに、通信装置９６、イグニッションスイッチ９８、車速センサ９９等がＣＡＮ８２を介して接続される。また、電動モータ４２が駆動回路１００を介して接続されるとともに、排気弁３２、車高制御弁２６、回路弁６１〜６４が接続される。

車高切換えスイッチ８８は、運転者によって操作されるものであり、車高をＬ(Low)，Ｎ（Normal），Ｈ(High)のうちのいずれかへの変更を指示する場合に操作される。タンク圧センサ９０は、タンク圧を検出するものであり、通路圧センサ９１は、共通通路２２に設けられ、車高制御弁２６の開において、その開にある車高制御弁２６に対応する（車輪に対応する）シリンダ２のエア室１９の圧力であるシリンダ圧を検出する。また、すべての車高制御弁２６の閉状態において共通通路２２のエアの圧力である通路圧を検出する。車高センサ９３は、前後左右の各車輪に対応してそれぞれ設けられ、車体側部材の車輪側部材からの距離である車高を検出する。乗降関連動作検出装置９５は、乗降に関連する動作の有無を検出するものであり、車両に設けられた複数のドアの各々に対応して設けられ、そのドアの開閉を検出するドア開閉センサ（カーテシランプセンサ）１０２、複数のドアの各々のロック、アンロックを検出するドアロックセンサ１０３等を含むものとすることができる。ドアの開閉、ドアロック、アンロックの動作の有無等に基づいて乗車、降車、発進の意図等が推定される。通信装置９６は、予め定められた通信可能領域内において、運転者等が所持する携帯機１０４との間で通信を行うものであり、通信により、ドアのロック、アンロックが行われる場合もある。イグニッションスイッチ９８は車両のメインスイッチである。車速センサ９９は、車両の走行速度を検出するものである。
また、本実施例における車高制御システム等は、バッテリ１１０の電力により作動可能なものである。バッテリ１１０の電圧は電圧モニタ１１２によって検出されるが、電圧モニタ１１２は車高制御ＥＣＵ８０に接続される。

以上のように構成された車高制御システムにおいて、車高を低くする車高制御であるダウン制御が行われる場合には、図４に示すように、回路弁６２，６３が開とされ、コンプレッサ４０が始動させられ、制御対象輪の車高制御弁２６が開とされる。コンプレッサ４０により、エアシリンダ２からエアが吸入されて、加圧されてタンク３４に供給される。エアシリンダ２からエアが排気され、車高が低くなる。

しかし、電動モータ４２への供給電流がＯＦＦからＯＮに切り換えられる際には、コンプレッサ４０に大きな始動時電流が流れる。また、ダウン制御が開始される前において、コンプレッサ４０の吸入側部４０ａのエアの圧力と吐出側部４０ｂのエアの圧力とはほぼ同じであることが多い。
そのため、コンプレッサ４０が始動させられる際に、コンプレッサ４０に加えられる負荷は小さく、コンプレッサ４０は、急に、大きな回転数で回転させられる。そのため、大きな振動が生じ、大きな音が発生させられる。

それに対して、本実施例においては、電動モータ４２への供給電流がＯＦＦからＯＮに切り換えられる前に、図３に示すように、回路弁６２，６３が開とされ、その状態が設定時間の間、維持される。吸入通路６５に共通通路２２が第１通路５０の一部を介して連通させられ、吐出通路６６にタンク通路４８が第２通路５２の一部を介して連通させられる。なお、ダウン制御の開始指令が出力された場合に、共通通路２２のエアの圧力は吸引通路６５のエアの圧力より低いのが普通である。また、コンプレッサ４０に設けられる吸入弁４１ａ、吐出弁４１ｂは、吐出通路６６から吸入通路６５へ向かうエアの流れを阻止するものである。その結果、図３に示す状態とされることにより、吐出通路６６のエアの圧力から吸入通路６５のエアの圧力を引いた値である差圧が大きくなり、吐出通路６６のエアの圧力が吸引通路６５のエアの圧力より高くなる。
また、この状態が、設定時間の間維持されるため、コンプレッサ４０の吐出通路６６のエアの圧力が吸入通路６５のエアの圧力より設定値以上高くなり、始動時にコンプレッサ４０に加えられる負荷が大きくなる。

なお、設定値は、例えば、始動時に、コンプレッサ４０に加えられる負荷が大きくなり、コンプレッサ４０の回転数を小さくし得る大きさとされ、設定時間は、吐出通路６６のエアの圧力が吸入通路６５のエアの圧力より設定値以上高くなるのに要する時間に基づいて定められた時間とすることができる。
その後、図４に示すように、制御対象輪の車高制御弁２６が開とされ、コンプレッサ４０が始動させられ、ダウン制御が開始される。

図５のフローチャートで表されるダウン制御プログラムは予め定められた設定時間毎に実行される。
ステップ１(以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同様とする)において、車高センサ９３により車高が検出され、Ｓ２において、ダウン制御中であるか否かが判定される。ダウン制御中でない場合には、Ｓ３において、ダウン制御の開始条件が成立するか否かが判定される。例えば、目標車高に対してＳ１において検出された実際の車高である実車高が開始しきい値以上大きい場合には、ダウン制御の開始条件が成立すると判定される。判定がＮＯである場合には、Ｓ１〜３が繰り返し実行される。そのうちに、開始条件が成立し、判定がＹＥＳとなった場合には、Ｓ４において、ダウン制御の開始指令が出力される。

開始指令に応じて、図６のフローチャートで表される開始時制御が行われる。
Ｓ１１において、回路弁６２，６３が開とされ、Ｓ１２において、設定時間が経過したか否かが判定される。設定時間が経過した場合には、Ｓ１３において、コンプレッサ４０が始動させられ、制御対象輪に対応する車高制御弁２６が開とされる。
制御対象輪のエアシリンダ２のエアがコンプレッサ４０により吸入されてタンク３４に供給されるのであり、ダウン制御が開始される。

ダウン制御が開始された場合には、Ｓ２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ５において、ダウン制御の終了条件が成立するか否かが判定される。終了条件は、例えば、目標車高と実車高との差が不感帯等に基づいて決まる終了しきい値以下になった場合に成立したとされる。判定がＮＯである場合には、ダウン制御が継続して行われるが、終了条件が成立した場合には、Ｓ６において、ダウン制御の終了指令が出力される。終了指令に応じて、図示しない終了時制御が行われるが、本実施例においては、回路弁６２，６３が閉、車高制御弁２６が閉とされ、コンプレッサ４０が停止させられる。また、コンプレッサ４０が停止させられる前に、コンプレッサ４０の吸入側部４０ａと吐出側部４０ｂとの圧力差を小さくする制御が行われるようにすることもできる。それにより、コンプレッサ４０の停止時に発生させられる音を抑制することができる。

以上のように、本実施例においては、コンプレッサ４０の始動前に、コンプレッサ４０の吐出通路６６のエアの圧力が吸入通路６５のエアの圧力より高くされる。その結果、始動時にコンプレッサ４０に加えられる負荷が大きくなり、コンプレッサ４０始動時の回転数が小さくなったり、始動が遅れたりする。その結果、コンプレッサ４０の始動時に生じる振動を抑制し、発生させられる音を小さくすることができる。なお、実験により、本実施例における車高制御システムにおいては、従来の車高制御システムにおける場合より、コンプレッサ４０の始動時に発生させられる音の強さ（音圧レベル：dB）がほぼ１０％低くなることが確かめられた。

以上、本実施例において、車高制御ＥＣＵ８０の図６のフローチャートで表される開始時制御プログラムを記憶する部分、実行する部分等により始動時制御部が構成され、前記Ｓ１１を記憶する部分、実行する部分等により電磁弁制御部が構成される。
また、Ｓ１１の実行等が準備工程に対応し、Ｓ１３の実行等がダウン工程に対応する。

なお、車高制御システムの構造は上記実施例に限定されない等、本発明は、上述に記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。

２：エアシリンダ ２４：エア給排装置 ２６：車高制御弁 ３０：コンプレッサ装置 ３２：排気弁 ３４：タンク ４０：コンプレッサ ４８：タンク通路 ５０：第１通路 ５２：第２通路 ６５：吸入通路 ６６：吐出通路 ６１〜６４：回路弁 ８０：車高制御ＥＣＵ ９０：タンク圧センサ ９１：通路圧センサ ９３：車高センサ

Claims (3)

1. 車両の複数の車輪にそれぞれ設けられた複数の車高制御アクチュエータと、
   前記複数の車高制御アクチュエータに接続され、(a)コンプレッサと、(b)そのコンプレッサによって加圧された圧力媒体を蓄えるタンクとを備えた圧力媒体給排装置と、
   前記コンプレッサの作動により、前記複数の車輪のうちの制御対象輪に対応する車高制御アクチュエータから圧力媒体を排出させて、前記タンクに供給することにより、前記制御対象輪についての車高を低くする制御であるダウン制御を行う車高制御部と
   を含む車高制御システムにおいて、
   前記車高制御部が、前記コンプレッサを始動させる前に、前記コンプレッサの吐出側部の圧力媒体の圧力を前記コンプレッサの吸入側部の圧力媒体の圧力より高くする始動時制御部を含む車高制御システム。
2. 前記複数の車高制御アクチュエータが共通通路に接続され、
   前記圧力媒体給排装置が、複数の電磁弁を備え、前記共通通路と、前記タンクに接続されたタンク通路と、前記コンプレッサの吐出側部に接続された吐出通路と、前記コンプレッサの吸入側部に接続された吸入通路との間に設けられ、これらの間の連通状態を切り換え可能な切換え装置を含み、
   前記始動時制御部が、前記切換え装置の制御により、前記吸入通路を前記共通通路に連通させ、前記吐出通路を前記タンク通路に連通させる電磁弁制御部を含む請求項１に記載の車高制御システム。
3. 車両の複数の車輪にそれぞれ設けられ、共通通路に車高制御弁を介して接続された複数の車高制御アクチュエータと、
   (a)エアを蓄えたタンクと、(b)コンプレッサと、(c)前記タンクに接続されたタンク通路と、前記コンプレッサの吸入側部に接続された吸入通路と、前記コンプレッサの吐出側部に接続された吐出通路と、前記共通通路との間に設けられた複数の電磁弁を備え、これらの間の連通状態を切り換え可能な切換え装置とを備えた圧力媒体給排装置と
   を含む車高制御システムにおいて、前記複数の車高制御アクチュエータのうち制御対象輪の車高制御アクチュエータから圧力媒体を排出させて、前記タンクに供給することにより、前記制御対象輪についての車高を低くするダウン制御方法であって、
   前記切換え装置を制御することにより、前記吸入通路を前記タンク通路から遮断して前記共通通路に連通させるとともに、前記吐出通路を前記共通通路から遮断して前記タンク通路に連通させる準備工程と、
   前記制御対象輪の車高制御弁を開とするとともに、前記コンプレッサを始動させるダウン工程と
   を含むダウン制御方法。

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