JPH1111132A - 車高制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 海上輸送用の重量大のコンテナを運搬するコ
ンテナ車等のように、停止していて積載荷重が急にゼロ
とされてしまうような車両の場合、エアスプリングの作
動が積載荷重の変化について行けず、一時的にエアスプ
リングの押し上げ力が過剰となり、車両の姿勢が安全走
行に支障を及ぼす程に傾くことがあった。 【解決手段】 車軸１３Ａ，１３Ｂと車体フレームとの
間に、レベリングバルブ９Ａ，９Ｂで車高に応じてエア
制御されるエアスプリング１２Ａ，１２Ｂを設置する。
エアスプリングに併設されるショックアブソーバ１６
Ａ，１６Ｂを、減衰力特性切換型ショックアブソーバと
する。車両が停止している時に、圧力センサ１１により
積載荷重の減少を検知すると、コントロールユニット１
７により各ショックアブソーバを減衰力大の特性に切り
換える。これにより、エアスプリングの過剰な力により
車高が急激に変化しようとしても、ショックアブソーバ
の力によって引き止められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車体フレームのサ
スペンションとしてエアサスペンションを用いている車
両の、車高制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エアサスペンションは、車両のシャシー
スプリングとしてエアスプリングを用いているものであ
り、主として大型のトラック等に使用される。トラック
等では、積載荷重の大小にかかわらず、車体フレームの
高さ（車高）が車軸より所定の高さに維持されるという
ことが、安全運転および効率良い運転の観点から望まれ
ている。所定の高さは「基準車高」と言われているが、
その値は、車種によって適宜定められている。

【０００３】エアスプリングを用いた車両では、車高が
変化すると基準車高に戻すべく、エアタンクからエアを
供給したり、あるいはエアスプリングから大気中へエア
を排出したり（排気）するという「エア制御」が行われ
る。また、サスペンションの他の要素として、シャシー
スプリングの自由振動を抑制して乗り心地を良くするた
めのショックアブソーバが併設されている。

【０００４】図５は、エアサスペンション周辺部分を示
す図である。図５において、６はエアタンク、７はプロ
ペラシャフト、９はレベリングバルブ、１０はエアパイ
プ、１２はエアスプリング、１３は車軸、１４は差動装
置、１６はショックアブソーバ、１５は後輪である。エ
アタンク６のエアは、エンジンにより駆動されるエアコ
ンプレッサ（図示せず）により、生成される。

【０００５】車軸１３は差動装置１４に連結されている
車軸であり、この車軸１３と車体フレーム２０の下面と
の間に、エアスプリング１２が設置されている。レベリ
ングバルブ９は、車体フレーム２０の適宜箇所に固着さ
れると共に、エアタンク６とエアスプリング１２との間
を結ぶエアパイプ１０の途中に接続されている。車高が
低くなれば（つまり、車体フレーム２０が車軸１３に対
して相対的に下降すると）、レベリングバルブ９は、エ
アタンク６のエアをエアスプリング１２に供給する弁を
開け、エアを更に供給して車体フレーム２０を押し上げ
る。逆に車高が高くなれば、エアスプリング１２のエア
を大気中に放出させる弁を開け、車体フレーム２０を低
下させる。車高が基準車高である時には、レベリングバ
ルブ９はエアスプリング１２のエアを増減せず、その状
態を維持する。

【０００６】一方、ショックアブソーバ１６は、車軸１
３と車体フレーム２０との間に接続され、路面からの衝
撃を緩和する。衝撃力をどの程度弱めるか（減衰させる
か）は、ショックアブソーバ１６の減衰力特性によって
異なる。ショックアブソーバの減衰力特性は、設計によ
り種々に設定することが出来、公知のように、伸び方向
と縮み方向とで異なるようにされたり、あるいは、場合
に応じて使い分けれるよう、異なった特性に切り換えれ
るようにされているものもある。

【０００７】ところで、車両の種類によっては、積載荷
重が急激に大きく変化させられる車両がある。典型的な
例としては、コンテナ車がある。コンテナが積み込まれ
る時は、積載荷重がゼロから一気に最大荷重となり、荷
降ろし時には最大荷重から一気にゼロとなる。特に、海
上輸送用のコンテナはサイズが大きく重量大であるか
ら、それ用のコンテナ車では、積み降ろし時に車高が大
きく変化する。

【０００８】図４は、コンテナ車での荷降ろし時におけ
る車高変化を示す図である。図４において、１は前輪、
１５は後輪、１９は牽引部、２１は荷台部、２２はコン
テナ、２３は従動輪である。コンテナ車は、牽引部１９
と荷台部２１とから成り、牽引部１９は前輪１と駆動輪
である後輪１５を有し、荷台部２１は牽引部１９に連結
されている。図４（イ）は、コンテナ２２が積まれた
後、車高が安定している状態、図４（ロ）はコンテナ２
２がクレーンで吊り上げられた時の状態を示している。

【０００９】後輪１５の車軸には、ここでは図示してい
ないものの、エアスプリングやショックアブソーバが取
り付けられている。荷降ろし時には、クレーン等の荷降
ろし設備がある場所に停止していると、やがてコンテナ
２２が吊り上げられるわけであるが、それまでコンテナ
２２の荷重に耐えて基準車高を維持する圧力にされてい
たエアスプリングは、荷重がなくなった瞬間、押し上げ
る力が優って図４（ロ）に示すように、その部分の車体
を大きく押し上げる。その結果、牽引部１９は前のめり
になり、荷台部２１は後ろにのけ反る形となる。このよ
うな状態のままで走行することは、安全上好ましくな
い。

【００１０】勿論、このように車高が高くなると、レベ
リングバルブが作動してエアスプリングからエアを抜
き、基準車高に戻そうとする。しかし、エアの抜ける速
度は、排気口の断面積等の構造上の制約により制限さ
れ、基準車高に戻るまでには暫くの時間がかかる。基準
車高に戻ってから走行を開始するのであれば、車両の姿
勢は正常であり、安全に走行することが出来る。しか
し、実際の作業の現場においては、荷物の積み降ろしを
速やかに行うため、コンテナ２２を降ろした車両は、直
ぐにその場から離れることが要求されている。そのた
め、やむなく図４（ロ）のような不安定な姿勢のままで
走行することが余儀なくされている。

【００１１】車高の過渡的な変化に対しては、エアスプ
リングのみならずショックアブソーバも応答して動作を
する。ショックアブソーバの動作は、その減衰力特性に
依存するが、ショックアブソーバは、本来、走行時の路
面の凹凸による衝撃力を減衰するためのものであるの
で、通常、減衰力特性は走行時のことを考慮して設計し
てある。

【００１２】しかしながら、走行時のみならず停車時に
おいても車高変化を所望のものにするため、車両の積荷
状態とか走行状態（停車時も含め）に応じて、ショック
アブソーバの減衰力特性を制御する技術が提案されてい
る。そのような技術としては、例えば、特開平２−１０
６４１８号公報の技術がある。この技術では、停車時，
空車走行時，積車走行時等に分け、それぞれの場合にお
いて最適の減衰力特性となるよう、ショックアブソーバ
の特性を切り換えている。

【００１３】なお、自動車のサスペンションに関する文
献としては、例えば、「自動車のサスペンション」（平
成３年３月３０日 株式会社山海堂発行）がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】

（問題点）しかしながら、前記した従来の車高制御装置
では、停止時に積載荷重が急激に大きく変化させられた
場合、車高の急激な変化を防止することが出来ないとい
う問題点があった。

【００１５】（問題点の説明）一般に、走行時の乗り心
地を良くするためには、ショックアブソーバの減衰力は
あまり大でない方がよい。しかし、減衰力が小さいと、
図４（ロ）で示したように、大きな荷重が突然取り去ら
れた時、エアスプリングによる押し上げ力を引き止める
力も弱く、車高が大きく上がってしまう。特開平２−１
０６４１８号公報の技術では、停車時にはショックアブ
ソーバの減衰力がハード（大）となるよう切り換え、停
車時において積載荷重が変化したとしても、車高変化を
最小限に抑えようとしているが、これには次のような欠
点があった。即ち、積載荷重の変化には関係なく、「停
車」しさえすれば減衰力大の特性に切り換えているの
で、渋滞等で停車しても、その度に減衰力特性切換操作
が行われる。つまり、不必要な操作を頻繁に行ってしま
うものであった。本発明は、以上のような問題点を解決
することを課題とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の車高制御装置では、車軸と車体フレームと
の間に設置され、車高に応じてエアが制御されるエアス
プリングと、該エアスプリングが設置された車軸と車体
フレームとの間に併設された減衰力特性切換型ショック
アブソーバと、車速センサと、前記エアスプリングのエ
ア圧を検出する圧力センサと、車速が停車していると認
定される所定車速より小であり、且つエアスプリングの
エア圧が設定圧力より小になった時、前記減衰力特性切
換型ショックアブソーバを、設定時間だけ減衰力大の特
性に切り換える制御を行うコントロールユニットとを具
えることとした。

【００１７】（解決する動作の概要）エアスプリングに
併設されるショックアブソーバとして、減衰力特性切換
型ショックアブソーバを用いる。そして、停車中に積載
荷重が急激に大きく変化させられた場合、設定時間の
間、減衰力大の特性に切り換える。これにより、エアス
プリングの過剰な力により車高が急激に変化しようとし
ても、ショックアブソーバの力によって引き止められ、
車両が走行に支障を来たす程に前のめりの姿勢になった
りすることがなくなる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の車高制御装
置を示す図である。符号は図５のものに対応し、１Ａ，
１Ｂは前輪、２Ａ，２Ｂは前輪の車軸、３はエンジン、
４はエアコンプレッサ、５はトランスミッション、８は
車速センサ、９Ａ，９Ｂはレベリングバルブ、１１は圧
力センサ、１２Ａ，１２Ｂはエアスプリング、１３Ａ，
１３Ｂは車軸、１４は差動装置、１５Ａ，１５Ｂは後
輪、１６Ａ，１６Ｂはショックアブソーバ、１７はコン
トロールユニット、１７−１は設定圧力メモリ、１７−
２は設定車速メモリ、１８はタイマである。

【００１９】エアスプリング１２Ａ，１２Ｂは、それぞ
れ後輪１５Ａ，１５Ｂの車軸１３Ａ，１３Ｂと、図示し
ない車体フレームとの間に設置されている。エアスプリ
ング１２Ａ，１２Ｂへエアが供給されると、車体フレー
ムを上昇させ車高を高くする。エアスプリング１２Ａ，
１２Ｂからエアが抜かれる（排気される）と、車体フレ
ームを下降させ車高を低くする。

【００２０】エアの供給は、レベリングバルブ９Ａ，９
Ｂ内の通路のうち、エアタンク６からエアスプリング１
２Ａ，１２Ｂへの通路を通じさせることにより行われ
る。エアの排気は、レベリングバルブ９Ａ，９Ｂ内の通
路のうち、エアスプリング１２Ａ，１２Ｂから大気開放
口への通路を通じさせることにより行われる。なお、エ
アタンク６へのエアの蓄積は、エンジン３によりエアコ
ンプレッサ４を駆動することにより行われる。

【００２１】圧力センサ１１は、エアスプリング１２Ｂ
へのエア圧を検出し、検出信号をコントロールユニット
１７ヘ送る。これは、エアスプリング１２Ａの方のエア
圧を検出するようなものであってもよい。このセンサ
は、積載荷重の急激な変化による圧力変化を検出するこ
とを目的とする。

【００２２】ショックアブソーバ１６Ａ，１６Ｂとして
は、減衰力特性が、次のような２種類に切り換えること
が出来る減衰力特性切換型ショックアブソーバを使用す
る。第１の種類は走行時に乗り心地を良くする減衰力特
性（減衰力が比較的小さい特性）、第２の種類は大きな
減衰力を発揮する減衰力特性（ピストン速度が小の領域
でも大きな減衰力を発揮する特性）である。図３は、そ
のような減衰力特性切換型ショックアブソーバの特性を
示す図である。横軸はピストン速度を表し、縦軸は減衰
力を表している。縦軸の上方がピストンの伸び方向，下
方が縮み方向を示している。曲線イで示す特性が第１の
種類の特性であり、曲線ロで示す特性が第２の種類の特
性である。後で説明するが、車両が図４（ロ）のような
状態となる寸前に曲線ロの特性に切り換えられ、押し上
げられようとする車体を、ショックアブソーバが引き止
めるよう作用する。

【００２３】次に、制御動作について説明する。図２
は、本発明の車高制御装置の動作を説明するフローチャ
ートである。 ステップ１…エアスプリングのエア圧が、設定圧力より
小になったかどうか調べる。これは、圧力センサ１１か
らの検出信号を、設定圧力メモリ１７−１の設定圧力と
比較することによって行う。図４（ロ）に示したよう
に、積載荷重が急激に取り除かれると、エアスプリング
への押圧力が急減し、内部のエア圧は低下する。それを
検知しようとする趣旨である。従って、設定圧力の大き
さも、その趣旨に沿って予め定めておく。

【００２４】ステップ２…車速が設定車速より小である
かどうか調べる。これは、車速センサ８からの検出信号
を、設定車速メモリ１７−２の設定車速と比較すること
によって行う。このステップは、車両が停止しているか
否かを判断するためのものであるので、設定車速の大き
さは、停止していると認定される大きさとしておく。停
止していない場合には、本発明で行う制御（減衰力特性
の切り換え制御）は行わないから、エンドへ進む。

【００２５】ステップ３…停止していると判断された場
合には、コントロールユニット１７よりショックアブソ
ーバ１６Ａ，１６Ｂに制御信号を送って、減衰力特性が
大となるよう切り換える（図３の例で言えば、曲線ロの
特性に切り換える）。これにより、停止時に（ステップ
２でＹＥＳ）積載荷重が急減（ステップ１でＹＥＳ）す
れば、ショックアブソーバ１６Ａ，１６Ｂは大きな減衰
力特性に切り換えられる。そのため、車体がエアスプリ
ング１２Ａ，１２Ｂにより大きく押し上げられようとし
ても、ショックアブソーバ１６Ａ，１６Ｂの大きな減衰
力により引き止められる。

【００２６】ステップ４…切り換えを行ってから、設定
時間経過したかどうか調べる。これは、切り換えを行っ
た時にタイマ１８の計時を開始させ、設定時間と比較し
て行う。この設定時間の大きさは、エアスプリング１２
Ａ，１２Ｂ等の応答速度を考慮して定めておく。即ち、
積載荷重が急減した時点でエアスプリングからエアを抜
くことが開始されるが、どの位の時間が経過すれば新積
載荷重（例、荷重ゼロ）に適したエア圧になるか、とい
うことを考慮して定められる。

【００２７】ステップ５…上記の設定時間が経過すれ
ば、エアスプリング１２Ａ，１２Ｂのエア圧は、新積載
荷重に適したエア圧になっている。もはやショックアブ
ソーバが大きな減衰力を出して引き止めなくとも、車体
が大きく押し上げられる現象は生じない。そこで、元の
減衰力特性に戻す。

【００２８】なお、上例では、図４（ロ）のように積載
荷重を取り除いた場合の車高変化を抑制する場合を例に
とって説明したが、コンテナ車等での大きな車高変化
は、空車のところにコンテナを積載した場合にも、同じ
理屈で生ずる。従って、積載した場合の大きな車高変化
も防止したければ、縮み側にも大きな減衰力特性を有す
るショックアブソーバを使用し、切り換え制御すればよ
い。

【００２９】ただ、コンテナを積み込む場合には、積載
荷重がかかったら直ぐに走行開始を要求されるわけでは
なく、クレーンのロープを外したり、コンテナを荷台部
に固定したりする作業に幾らか時間がかかり、それが済
んでから走行を開始すればよい。従って、その作業をし
ている間に、車高を基準車高にするためのエアがエアス
プリングに入れられてしまうことが殆どであり、車高変
化の走行への影響は、荷降ろしの時に比べれば稀であ
る。伸び方向だけに大きな減衰力特性をもった切換型シ
ョックアブソーバを使用するか、縮み方向にも大きな減
衰力特性をもった切換型ショックアブソーバを使用する
かは、必要に応じて適宜決定すれば良いことである。

【００３０】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の車高制御装置
では、エアスプリングに併設されるショックアブソーバ
として減衰力特性切換型ショックアブソーバを用い、停
車中に積載荷重が急激に大きく変化させられた場合、所
定時間の間、減衰力大の特性に切り換えるようにした。
そのため、エアスプリングの過剰な力あるいは力不足に
より車高が急激に変化しようとしても、ショックアブソ
ーバの力によって引き止められ、車両が走行に支障を来
たす程に前のめりに傾いたりすることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の車高制御装置を示す図

【図２】 本発明の制御動作を説明するフローチャート

【図３】 減衰力特性切換型ショックアブソーバの特性
を示す図

【図４】 コンテナ車での荷降ろし時における車高変化
を示す図

【図５】 エアサスペンション周辺部分を示す図

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ…前輪、２Ａ，２Ｂ…車軸、３…エンジ
ン、４…エアコンプレッサ、５…トランスミッション、
６…エアタンク、７…プロペラシャフト、８…車速セン
サ、９，９Ａ，９Ｂ…レベリングバルブ、１０…エアパ
イプ、１１…圧力センサ、１２，１２Ａ，１２Ｂ…エア
スプリング、１３，１３Ａ，１３Ｂ…車軸、１４…差動
装置、１５，１５Ａ，１５Ｂ…後輪、１６，１６Ａ，１
６Ｂ…ショックアブソーバ、１７…コントロールユニッ
ト、１８…タイマ、１９…コンテナ車、２０…車体フレ
ーム、２１…荷台部、２２…コンテナ、２３…従動輪

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車軸と車体フレームとの間に設置され、
   車高に応じてエアが制御されるエアスプリングと、該エ
   アスプリングが設置された車軸と車体フレームとの間に
   併設された減衰力特性切換型ショックアブソーバと、車
   速センサと、前記エアスプリングのエア圧を検出する圧
   力センサと、車速が停車していると認定される所定車速
   より小であり、且つエアスプリングのエア圧が設定圧力
   より小になった時、前記減衰力特性切換型ショックアブ
   ソーバを、設定時間だけ減衰力大の特性に切り換える制
   御を行うコントロールユニットとを具えたことを特徴と
   する車高制御装置。