(57)【要約】【課題】車に設置されるポンプの個数を抑制できる空気調整システムを提供する。【解決手段】空気調整システム２において、吸気口２１ａおよび排気口２１ｂを有し、吸気口２１ａから吸入した空気を加圧して排気口２１ｂから排出するポンプ２１と、ブレーキブースタ３からの負圧空気を吸気口２１ａに送る第１配管２２と、排気口２１ｂからの正圧空気をエアサスペンション４に送る第２配管２３と、第１配管２２に配置され、ブレーキブースタ３からポンプ２１への空気の供給を許容し、ポンプ２１からブレーキブースタ３への空気の供給を遮断する第１バルブ２６と、第２配管２３に配置され、ポンプ２１からエアサスペンション４への空気の供給の許容と遮断とを切り替え可能な第２バルブ２７とを備えた。【選択図】図１
2020050066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口および排気口を有し、前記吸気口から吸入した空気を加圧して前記排気口から排出するポンプと、
ブレーキブースタからの負圧空気を前記吸気口に送る第１配管と、
前記排気口からの正圧空気をエアサスペンションに送る第２配管と、
前記第１配管に配置され、前記ブレーキブースタから前記ポンプへの空気の供給を許容し、前記ポンプから前記ブレーキブースタへの空気の供給を遮断する第１バルブと、
前記第２配管に配置され、前記ポンプから前記エアサスペンションへの空気の供給の許容と遮断とを切り替え可能な第２バルブと、
を備える、
ことを特徴とする空気調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキブースタに負圧を供給する空気調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブレーキ操作を補助するためのブレーキブースタが知られている。ブレーキブースタは、内燃機関の吸入空気圧による負圧を利用して、負圧と大気圧との差圧により、運転者のブレーキペダルの踏力を軽減させる。近年、エンジンの低燃費化が進んで積極的にエンジンを停止させることにより、負圧が不足する場合がある。負圧の不足を補うために、ブレーキブースタに負圧を供給するためのポンプを備える制動システムが開発されている。特許文献１には、ブレーキブースタに負圧を供給するためのポンプを備える制動システムの一例が開示されている。
【０００３】
また、サスペンションのスプリングを空気ばねに変更したエアサスペンションが知られている。エアサスペンションは、内部の空気圧室（図示なし）の空気圧の制御により、車高を変化させることができる。エアサスペンションは、加圧された空気（正圧空気）を供給されることで空気圧室の空気圧を高め、空気を外部に排出することで空気圧室の空気圧を低下させる。エアサスペンションに正圧を供給するためには、ポンプが用いられる。特許文献２には、エアサスペンションの一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２４０８５０号公報
【特許文献２】特許第４３１５０８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ブレーキブースタに負圧を供給するためにポンプを設置し、また、エアサスペンションに正圧を供給するためにもポンプを設置する必要がある。これにより、車の重量が大きくなり、また、製造コストも増加する。
【０００６】
本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、車に設置されるポンプの個数を抑制できる空気調整システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明によって提供される空気調整システムは、吸気口および排気口を有し、前記吸気口から吸入した空気を加圧して前記排気口から排出するポンプと、ブレーキブースタからの負圧空気を前記吸気口に送る第１配管と、前記排気口からの正圧空気をエアサスペンションに送る第２配管と、前記第１配管に配置され、前記ブレーキブースタから前記ポンプへの空気の供給を許容し、前記ポンプから前記ブレーキブースタへの空気の供給を遮断する第１バルブと、前記第２配管に配置され、前記ポンプから前記エアサスペンションへの空気の供給の許容と遮断とを切り替え可能な第２バルブとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、ポンプの吸気口で発生する負圧をブレーキブースタで利用し、かつ、同じポンプの排気口で発生する正圧をエアサスペンションで利用することができる。したがって、ブレーキブースタに負圧を供給するポンプと、エアサスペンションに正圧を供給するポンプとを、それぞれ別に設ける必要がない。したがって、車に設置されるポンプの個数を抑制できる。
【００１０】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る空気調整システムが適用された車の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】ブレーキブースタの負圧が不足したときの空気の流れを説明するための図である。
【図３】高圧タンクの正圧が不足したときの空気の流れを説明するための図である。
【図４】第１実施形態に係る空気調整処理を説明するためのフローチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００１３】
図１は、第１実施形態に係る空気調整システムが適用された車１の構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、車１は、空気調整システム２、ブレーキブースタ３、エアサスペンション４を備えている。なお、車１はその他の構成も備えているが、図１においては記載を省略している。
【００１４】
ブレーキブースタ３は、運転者によるブレーキ操作を補助するための装置であり、図示しない負圧室に蓄積された負圧と大気圧との差圧により、運転者のブレーキペダル３１の踏力を軽減させる。ブレーキブースタ３は、ポンプ２１から供給される負圧を利用する。なお、ブレーキブースタ３は、内燃機関の吸入空気圧による負圧も併せて利用してもよい。また、ブレーキブースタ３は、負圧室に繋がり、負圧を蓄積するための負圧タンクをさらに備えていてもよい。
【００１５】
エアサスペンション４は、スプリングの代わりに空気ばねを用いるサスペンションである。エアサスペンション４は、実際には車輪毎に複数設けられているが、図１では１個のエアサスペンション４だけが記載されており、その他のエアサスペンション４の記載が省略されている。エアサスペンション４は、空気圧室の空気圧が制御されて、車高を変化させることができる。エアサスペンション４は、バルブ４１を開放することで、後述する高圧タンク２５に蓄えられた正圧空気を供給されて空気圧室の空気圧を高め、図示しない排気バルブを開放することで、空気を外部に排出して空気圧室の空気圧を低下させる。エアサスペンション４は、ポンプ２１から供給される正圧を利用する。
【００１６】
空気調整システム２は、ブレーキブースタ３に供給する負圧、および、エアサスペンション４に供給する正圧を調整するための機構である。空気調整システム２は、ポンプ２１、第１配管２２、第２配管２３、第３配管２４、高圧タンク２５、第１バルブ２６、第２バルブ２７、圧力センサ２８１，２８２、および制御装置２９を備えている。
【００１７】
ポンプ２１は、空気を加圧して排出する装置である。ポンプ２１は、吸気口２１ａ、排気口２１ｂ、および外気口２１ｃを備えている。ポンプ２１は、電動式のポンプであり、図示しないバッテリから電力を供給される。なお、ポンプ２１は、車輪や内燃機関から伝達される動力によって駆動する機械式のポンプであってもよい。ポンプ２１は、駆動時に、吸気口２１ａから吸入した空気を加圧して、排気口２１ｂから排出する。また、ポンプ２１は、吸気口２１ａから吸入される空気だけでは不足する場合は、外気口２１ｃから外気を吸入し、排気口２１ｂから空気を排出できないときは、外気口２１ｃから外部に排出する。ポンプ２１の駆動は、制御装置２９によって制御される。
【００１８】
第１配管２２は、ポンプ２１の吸気口２１ａと、ブレーキブースタ３の負圧室とを接続する配管であり、負圧室からの負圧空気を吸気口２１ａに送る。
【００１９】
第２配管２３は、ポンプ２１の排気口２１ｂと、エアサスペンション４の空気圧室とを接続する配管であり、排気口２１ｂからの正圧空気を空気圧室に送る。
【００２０】
第３配管２４は、ポンプ２１の外気口２１ｃと外部とを接続する配管であり、外気を取り込んで外気口２１ｃに送ったり、外気口２１ｃから排出される空気を外部に送ったりする。
【００２１】
高圧タンク２５は、第２配管２３の途中に配置されており、排気口２１ｂからの正圧空気を蓄える。また、バルブ４１が開放状態のときに、蓄えた正圧空気をエアサスペンション４の空気圧室に供給する。高圧タンク２５は、制御装置２９によって、内部の圧力を所定の範囲内に制御されている。
【００２２】
第１バルブ２６は、第１配管２２の途中に配置されるチェックバルブである。第１バルブ２６は、ブレーキブースタ３の負圧室からポンプ２１の吸気口２１ａへの空気の供給を許容し、ポンプ２１の吸気口２１ａからブレーキブースタ３の負圧室への空気の供給を遮断する。第１バルブ２６は、ポンプ２１が駆動していないときに、ブレーキブースタ３の負圧室に空気が供給されることを防止するためのものである。なお、第１バルブ２６は、ポンプ２１の駆動中のみ開放し、ポンプ２１が駆動していない間は閉鎖する電磁弁であってもよい。
【００２３】
第２バルブ２７は、ポンプ２１と高圧タンク２５との間で、第２配管２３に配置される例えば電磁弁である。第２バルブ２７は、制御装置２９によって制御され、開放状態と閉鎖状態とが切り替えられる。第２バルブ２７は、開放状態に切り替えられているとき、ポンプ２１の排気口２１ｂからエアサスペンション４の空気圧室への空気の供給を許容する。なお、バルブ４１が閉鎖状態の場合は、ポンプ２１から供給された正圧空気は、高圧タンク２５に蓄えられる。一方、第２バルブ２７は、閉鎖状態に切り替えられているとき、ポンプ２１の排気口２１ｂからエアサスペンション４の空気圧室への空気の供給を遮断する。なお、第２バルブ２７は電磁弁に限定されず、その他の方式で開閉されるバルブであってもよい。
【００２４】
圧力センサ２８１は、ブレーキブースタ３の負圧室の気圧を検出するセンサである。圧力センサ２８１は、検出した気圧（負圧）の検出値を制御装置２９に出力する。
【００２５】
圧力センサ２８２は、高圧タンク２５の内部の気圧を検出するセンサである。圧力センサ２８２は、検出した気圧（正圧）の検出値を制御装置２９に出力する。
【００２６】
制御装置２９は、空気調整システム２を制御する装置であり、ポンプ２１の駆動を制御することで、ブレーキブースタ３の負圧室の気圧（負圧）、および、高圧タンク２５の内部の気圧（正圧）を制御する。
【００２７】
制御装置２９は、圧力センサ２８１から入力される検出値（以下では、「負圧検出値」とする）に基づいて、ブレーキブースタ３の負圧室の負圧の不足を判断する。具体的には、制御装置２９は、負圧検出値が所定値以上の場合、負圧が不足していると判断する。この場合、制御装置２９は、ポンプ２１を駆動させる。ポンプ２１は、第１配管２２を介して、負圧室からの負圧空気を吸気口２１ａから吸入する。このとき、第１バルブ２６は、負圧室から吸気口２１ａへの空気の供給を許容するので、妨げにならない。これにより、負圧室の負圧の不足が解消される。このとき、制御装置２９は、圧力センサ２８２から入力される検出値（以下では、「正圧検出値」とする）に基づいて、第２バルブ２７の開閉を行う。具体的には、制御装置２９は、正圧検出値が所定の上限値未満である場合、第２バルブ２７を開放状態にする。これにより、図２（ａ）に示すように、吸気口２１ａから吸入された空気は、排気口２１ｂから排出されて、高圧タンク２５に蓄えられる。一方、制御装置２９は、正圧検出値が所定の上限値以上である場合、第２バルブ２７を閉鎖状態にする。これにより、図２（ｂ）に示すように、吸気口２１ａから吸入された空気は、外気口２１ｃから外部に排出される。
【００２８】
また、制御装置２９は、圧力センサ２８２から入力される正圧検出値に基づいて、高圧タンク２５の内部の気圧（正圧）の不足を判断する。具体的には、制御装置２９は、正圧検出値が、所定の下限値以下の場合、正圧が不足していると判断する。この場合、制御装置２９は、第２バルブ２７を開放状態にして、ポンプ２１を駆動させる。ポンプ２１は、図３（ａ）に示すように、第１配管２２を介して、ブレーキブースタ３の負圧室からの負圧空気を吸気口２１ａから吸入し、第２配管２３を介して、排気口２１ｂから高圧タンク２５に空気を供給する。また、ポンプ２１は、ブレーキブースタ３の負圧室からの空気だけでは不足する場合は、図３（ｂ）に示すように、外気口２１ｃからも空気を吸入する。これにより、高圧タンク２５の正圧の不足が解消される。このとき、バルブ４１が開放状態であれば、エアサスペンション４の空気圧室にも、直接、空気が供給される。
【００２９】
また、制御装置２９は、正圧検出値が所定の上限値以上の場合、正圧が高すぎると判断する。この場合、制御装置２９は、ポンプ２１を駆動させることなく、図示しない排気バルブを開放状態にする。これにより、高圧タンク２５の正圧が適正な圧力に抑制される。
【００３０】
図４は、制御装置２９が行う空気調整処理を説明するためのフローチャートの一例である。当該空気調整処理は、所定のタイミングで実行される。
【００３１】
まず、ブレーキブースタ３の負圧室の気圧（負圧）および高圧タンク２５の内部の気圧（正圧）が検出される（Ｓ１）。具体的には、制御装置２９は、圧力センサ２８１から入力される負圧検出値を取得し、圧力センサ２８２から入力される正圧検出値を取得する。次に、ブレーキブースタ３の負圧室の負圧が不足しているか否かが判別される（Ｓ２）。具体的には、制御装置２９は、負圧検出値が所定値以上であるか否かを判別する。
【００３２】
負圧検出値が所定値以上の場合、負圧が不足していると判別され（Ｓ２：ＹＥＳ）、高圧タンク２５の内部の気圧（正圧）が上限以上であるか否かが判別される（Ｓ３）。具体的には、制御装置２９は、正圧検出値が所定の上限値以上であるか否かを判別する。正圧検出値が所定の上限値以上の場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、第２バルブ２７が閉鎖状態にされる。このとき、制御装置２９は、第２バルブ２７が閉鎖状態であった場合は、そのまま閉鎖状態を継続させ、第２バルブ２７が開放状態であった場合は、閉鎖状態に切り替える。一方、正圧検出値が所定の上限値未満の場合（Ｓ３：ＮＯ）、第２バルブ２７が開放状態にされる。このとき、制御装置２９は、第２バルブ２７が開放状態であった場合は、そのまま開放状態を継続させ、第２バルブ２７が閉鎖状態であった場合は、開放状態に切り替える。次に、ポンプ２１が駆動される（Ｓ６）。このとき、制御装置２９は、ポンプ２１が駆動中であった場合は駆動を継続させ、ポンプ２１が停止中であった場合は駆動を開始させる。次に、ブレーキブースタ３の負圧室の負圧が検出され（Ｓ７）、負圧が適正であるか否かが判別される（Ｓ８）。具体的には、制御装置２９は、負圧検出値が所定の適正値まで下がったか否かを判別する。所定の適正値は、所定値より十分小さい値があらかじめ設定されている。負圧がまだ適正になっていない場合（Ｓ８：ＮＯ）、ステップＳ３に戻って、ステップＳ３〜Ｓ８が繰り返される。この間、ステップＳ３での判別により、第２バルブ２７の開閉が行われ、高圧タンク２５の内部の気圧（正圧）が上限を超えないように制御される。一方、負圧が適正になった場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、ポンプ２１が停止され、第２バルブ２７が閉鎖されて（Ｓ９）、空気調整処理が終了される。
【００３３】
ステップＳ２において、負圧検出値が所定値未満の場合、負圧が不足していないと判別され（Ｓ２：ＮＯ）、高圧タンク２５の内部の気圧（正圧）が下限以下であるか否かが判別される（Ｓ１０）。具体的には、制御装置２９は、正圧検出値が所定の下限値以下であるか否かを判別する。正圧検出値が所定の下限値以下の場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、第２バルブ２７が開放状態にされ（Ｓ１１）、ポンプ２１の駆動が開始される（Ｓ１２）。次に、高圧タンク２５の内部の気圧（正圧）が検出され（Ｓ１３）、正圧が適正であるか否かが判別される（Ｓ１４）。具体的には、制御装置２９は、正圧検出値が所定の適正値まで上がったか否かを判別する。所定の適正値は、所定の下限値より十分大きく、所定の上限値より小さい値があらかじめ設定されている。正圧がまだ適正になっていない場合（Ｓ１４：ＮＯ）、ステップＳ１３に戻って、ステップＳ１３〜Ｓ１４が繰り返される。一方、正圧が適正になった場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ポンプ２１が停止され、第２バルブ２７が閉鎖されて（Ｓ９）、空気調整処理が終了される。
【００３４】
ステップＳ１０において、正圧検出値が所定の下限値より大きい場合（Ｓ１０：ＮＯ）、高圧タンク２５の内部の気圧（正圧）が上限以上であるか否かが判別される（Ｓ１５）。具体的には、制御装置２９は、正圧検出値が所定の上限値以上であるか否かを判別する。正圧検出値が所定の上限値以上の場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、排気バルブが制御されて（Ｓ１６）、空気調整処理が終了される。具体的には、制御装置２９は排気バルブを開放状態に切り替え、正圧検出値が所定の適正値まで下がると、排気バルブを閉鎖状態に切り替える。所定の適正値は、所定の上限値より小さい値があらかじめ設定されている。
【００３５】
ステップＳ１５において、正圧検出値が所定の上限値未満である場合（Ｓ１５：ＮＯ）、空気調整処理が終了される。
【００３６】
なお、制御装置２９が行う空気調整処理は、上述したフローチャートに示すものに限定されない。
【００３７】
次に、第１実施形態に係る空気調整システム２の作用効果について説明する。
【００３８】
本実施形態によると、空気調整システム２は、ポンプ２１の吸気口２１ａで発生する負圧をブレーキブースタ３で利用し、かつ、同じポンプ２１の排気口２１ｂで発生する正圧をエアサスペンション４で利用することができる。したがって、ブレーキブースタ３に負圧を供給するポンプと、エアサスペンション４に正圧を供給するポンプとを、それぞれ別に設ける必要がない。したがって、車１に設置されるポンプの個数を抑制できる。
【００３９】
また、本実施形態によると、制御装置２９は、ブレーキブースタ３の負圧室の負圧が不足していると判断した場合、ポンプ２１を駆動させて、負圧室からの負圧空気を吸気口２１ａから吸入する。これにより、ブレーキブースタ３の負圧室の負圧が適正に保たれる。また、このとき、制御装置２９は、高圧タンク２５の内部の気圧（正圧）が上限未満である場合は、第２バルブ２７を開放状態にする。これにより、吸気口２１ａから吸入された空気は、排気口２１ｂから排出されて、高圧タンク２５に蓄えられる。したがって、ポンプ２１が、高圧タンク２５に空気を蓄えるためだけに駆動されることを削減できる。一方、制御装置２９は、高圧タンク２５の内部の気圧（正圧）が上限以上である場合は、第２バルブ２７を閉鎖状態にする。これにより、吸気口２１ａから吸入された空気は、外気口２１ｃから外部に排出される。したがって、高圧タンク２５の内部の気圧（正圧）が高まりすぎることを防止できる。
【００４０】
また、本実施形態によると、制御装置２９は、高圧タンク２５の内部の気圧（正圧）が不足していると判断した場合、第２バルブ２７を開放状態にしてポンプ２１を駆動させ、排気口２１ｂから高圧タンク２５に空気を供給する。これにより、高圧タンク２５の内部の気圧（正圧）が適正に保たれる。また、このとき、ポンプ２１は、ブレーキブースタ３の負圧室からの負圧空気を吸気口２１ａから吸入することで、負圧室の負圧を蓄える。したがって、ポンプ２１が、ブレーキブースタ３の負圧室の負圧を蓄えるためだけに駆動されることを削減できる。
【００４１】
なお、本実施形態においては、空気調整システム２が高圧タンク２５を備える場合について説明したが、これに限られず、空気調整システム２は高圧タンク２５を備えなくてもよい。この場合、圧力センサ２８２は、第２配管２３の内部の気圧を検出する。
【００４２】
また、本実施形態においては、制御装置２９が、ブレーキブースタ３の負圧室の負圧、または、高圧タンク２５の内部の正圧の不足または過剰を検出して、ポンプ２１を駆動させる場合について説明したが、これに限られない。例えば、制御装置２９は、所定のタイミング毎に、ポンプ２１を駆動させてもよい。
【００４３】
本発明に係る空気調整システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る空気調整システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【００４４】
１      ：車
２      ：空気調整システム
２１    ：ポンプ
２１ａ  ：吸気口
２１ｂ  ：排気口
２１ｃ  ：外気口
２２    ：第１配管
２３    ：第２配管
２４    ：第３配管
２５    ：高圧タンク
２６    ：第１バルブ
２７    ：第２バルブ
２８１  ：圧力センサ
２８２  ：圧力センサ
２９    ：制御装置
３      ：ブレーキブースタ
３１    ：ブレーキペダル
４      ：エアサスペンション
４１    ：バルブ
【図１】
2020050066.tif 000003
【図２】
2020050066.tif 000004
【図３】
2020050066.tif 000005
【図４】
2020050066.tif 000006