(57)【要約】車両空気システムは乾燥した空気の逆流によって定期的に再生される空気乾燥器をもつ。再生しきい値は変化することができ、かつ車両の運転状態に従って決定される。運転状態は簡単に測定できる車両状態パラメータから、好適にはオン/オフ又はイン/アウト信号の形で決定される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両空気システムの空気乾燥器を再生する方法において、該方法が、空気乾燥器を通過する容積空気流量を決定し、車両の運転状態を感知し、そしてその運転状態に応じて、しきい値空気容積を設定し、上記空気乾燥器の再生を上記しきい値で開始することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
空気乾燥器を通過する空気の第１の容積を指示する空気乾燥器の不履行再生しきい値を決定し、そして車両運転状態に依存しかつ空気乾燥器を通過する空気の異なった容積を指示する活動再生しきい値を決定し、上記しきい値空気容積は上記活動再生しきい値と不履行再生しきい値のうちの一方によって指示されることを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記活動再生しきい値は車両運転状態に依存してリアルタイムで変わることができることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
上記活動再生しきい値は複数の個別値のうちの１つからなり、複数の車両運転パラメータは上記個別値を決定するために合計されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
上記不履行再生しきい値は上記活動再生しきい値より低いことを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
最初の車両運転状態は安定ドライビングであり、第２の車両運転状態は車両オーバーランであり、第３の車両運転状態は動的制動であり、第４の運転状態は静的制動現象であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
車両運転状態を決定できるようにする複数の入力を含み、上記入力は圧縮機/エンジン速度、路上速度、クラッチ状態、ブレーキ状態及びエンジン状態のうちの１つ以上とすることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
上記入力の１つ以上はオン/オフ信号とすることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
上記しきい値空気容積を減らす複数のディレーティングファクターを更に含み、上記ファクターは圧縮機出力背圧、乾燥剤容積流量、乾燥剤圧力及び乾燥剤温度のうちの１つの予定値に従って起動されることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
上記ディレーティングファクターは 0.6 乃至 1.0 の範囲内にあることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は 車両の空気システムに関し、特に普通の空気乾燥器の活動管理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気システムは典型的には、大型トラックに使用され、そして車両のブレーキアクチュエータを操作する加圧空気に依存している。空気は普通は、エンジン駆動される圧縮機から高圧容器に供給され、従って足操作される需要弁を経てブレーキアクチュエータに供給される。空気の需要に応じて圧縮機をオン-ロードとオフ-ロードにする手段が設けられる。即ち、圧縮機は典型的には、送出弁を開状態に保つことによって及び／又は送出ポートを大気に開くことによってオフ-ロードにされる。
【０００３】
ロードの負荷状態にあるとき、圧縮機からくる空気は通常は、高圧容器の上流側で空気乾燥器を通過する。それは、制動システム中の水分が制動システムの寿命と性能に悪影響を与えることがあるからである。典型的な空気乾燥器は乾燥剤材料のカートリッジからなる。定期的に空気乾燥器は、乾燥剤中に集積した水分を大気中に追い出すことによって再生しなければならない。このことは高圧の少量の高圧乾燥空気を膨張させて逆に乾燥剤に通すことによって行われる。この作業中圧縮機は勿論オフ-ロードになっている。
【０００４】
正規の使用では、容器内の圧力は消費回路によって使い尽くされ、そして予定の低圧で、圧縮機はオン-ロードにされる。容器内の圧力はその結果、より高い締め切り(cut-off)圧力に到達するまで上昇し、それに到達したときに圧縮機はオフ-ロードにされる。
【０００５】
車両の制動システムは車両空気システムの主部分をなす。しかし、加圧空気はまた、例えば空気懸架装置、歯車変速装置、サーボ補助手段、ドア制御器等のために使用することができる。
【０００６】
通常は乾燥剤再生は圧縮機がオフ-ロードにされると起動され、乾燥剤カートリッジを通過する空気の容積及び品質とは無関係である。再生はもし圧縮機が締め切り圧力に繰り返し到達できるようにされるならば、或る種の都市内ドライビング中に、比較的頻繁に行うことができる。このような状況下では、乾燥剤は、ほんの少量の空気が乾燥剤を通して容器に送り込まれたときに再生され、従って空気乾燥器の容積設計-能力より十分低い所で再生される。その結果、多くの乾燥空気が不必要な再生によって無駄にされることになり、そのため燃料消費量が増し、圧縮機寿命が減る。
【０００７】
他方、都市内ドライビングでの車両ブレーキの頻繁な適用は不完全な再生をもたらすかも知れない。それは、比較的高い空気消費量のために再生サイクルが完了する前に圧縮機がオン-ロードにされるからである。従って乾燥剤は次第に飽和状態になってくる。通常のシステムでは、湿りのレベルは測定されないので、湿った空気乾燥器を乾燥状態にするための回復作業を行うことはできない。
【０００８】
空気の水分含量及び／又は乾燥剤中の水分レベルの直接測定は提案されてきたが、コスト、信頼性及び技術的欠陥等の理由から採用されなかった。
【０００９】
時間ベースで再生作業を起動することが提案されたが、これは満足できない。それは、時間インターバルを車両の最大デューティサイクル(duty cycle)に従って設定しなければならないからである。
【００１０】
このことは、正規のかつローデューティ(low duty)の車両のサイクル（低い空気消費量をもつ）では、かなりの容積の乾燥空気が時間ベースで乾燥剤カートリッジを通して頻繁に膨張させられ、従ってこの乾燥剤カートリッジは殆どの時間にわたって最適な飽和レベルより下の状態に留まることを意味する。極めて頻繁にブレーキを適用する場合には、タイマーは圧縮機がオン-ロードになる度に、頻繁にリセットされる。更に、安全係数を含めなければならず、その結果、再生は、殆どの車両のデューティサイクルで必要とするよりも頻繁に起こることになる。必要なことは、乾燥剤を最適の飽和レベルに再生できて、乾燥空気の消耗を減らし、圧縮機による不必要なポンプ送りを排除し、かつ空気消費量の高い時間中（例えば頻繁なブレーキ適用中）に浄化不足を起こす危険性を減らす制御システムである。
【００１１】
再生制御の複雑さは、空気が空気乾燥器カートリッジを通して両方向に同時に流れることが出来ないことである。 その結果、再生は制動システム中の空気の需要を満足させるために、圧縮機がオン-ロードにあるときに抑制されなければならない。従ってより良い空気乾燥器の制御手段が求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、空気乾燥器を通る空気の容積流量を決定し、車両の運転状態を感知し、それに応じたしきい値空気容積を設定し、上記空気乾燥器の再生が上記しきい値で始められることを含む車両用空気システムの空気乾燥器を再生する方法が提供される。
【００１３】
かかるシステムは好適には、比較的簡単に測定可能のパラメータに依存し、かつ再生現象(event)を開始するためにこれらのパラメータに基づく論理出力を生じる。典型的には、該方法を実施する装置はブレーキのオン/オフ、クラッチのイン/アウト、圧縮機のオン-ロード/オフ-ロードの如き車両状態の指示器を使用する。これらはオーバーラン、動的制動又は車両停止の如き車両の運転状態を決定するために検査テーブル(look-up table)又は制御マップに関係させられる。車両の運転状態を決定すれば、しきい値空気容積は例えば第２の検査テーブルで決定することができる。
【００１４】
該方法を実施する装置は、車両状態を指示する論理入力を受け取るためのマイクロプロセッサーと、車両の運転状態を複数の上記入力から決定することができるようにする第１のＲＯＭと、しきい値空気容積を上記車両の運転状態から決定することができるようにする第２のＲＯＭを含むことができる。
【００１５】
再生現象の開始により、再生は最も早く利用できる機会に起こる。もし空気システムの空気需要を越えることに因って抑制されるならば、再生は遅らせることができる。
【００１６】
該方法は好適には、空気乾燥器を通過する第１の空気量を指示する空気乾燥器の不履行再生しきい値を設定又は決定する工程と、車両の運転状態に依存しかつ空気乾燥器を通過する異なった空気量を指示する活動再生しきい値を決定する工程を含む。
【００１７】
活動再生しきい値は好適には、車両の運転状態に依存してリアルタイムで変化することができそして実際に上記不履行再生しきい値を越えることができる。
【００１８】
活動再生しきい値は好適には、複数の個別の値のうちの1個からなり、車両の複数の運転パラメータは適切な個別の値を決定するために関連させられる。
【００１９】
好適実施例では、不履行再生しきい値は低く、即ち再生現象は比較的低い空気容積が空気乾燥器を通過した後に開始されるだろう。活動再生しきい値は、再生現象が要求される前に空気のより大きい容積が空気乾燥器を通過できるようになし、そして数個の更に高いしきい値が車両の異なった運転状態に応じて提供されるようになす。
【００２０】
本発明は、再生を或る一定の状況の下で進め又は遅らせることができるようになし、かくして圧縮されかつ乾燥された空気の不必要な使用を回避するようになす。ドライビングは周期的プロセスであり、従ってポンプ送りと再生に最適の状況が時々生じることを予想することができる。本発明は再生しきい値を最も悪い場合のデューティサイクルに基づいて固定するよりはむしろ聡明に変えることができるようになす。また、本発明は空気湿度又は乾燥剤の水分含量を直接感知する必要性を排除し、タイマーには依存しない。それにもかかわらず、もし適当なセンサーを利用できるようになれば、本発明は空気湿度の直接感知をなすことができる。
【００２１】
空気乾燥器を通る空気流量に関する情報は車両エンジン速度、圧縮機流通容積、圧縮機歯車比及び圧縮機のオン-ロード時間から得ることができる。エンジン速度と自由空気送出(ＦＡＤ)速度の値を１つのグラフとして相関させる圧縮機の性能マップを使用することができる。
【００２２】
最初の車両運転状態は安定したドライビングとすることができ、２番目の車両運転状態は例えば下り坂を惰走する車両のオーバーラン(overrun)とすることができる。３番目の車両運転状態は動的制動とすることができる。
【００２３】
４番目の運転状態は例えば静的制動現象（車両の停止）とすることができる。再生しきい値は広い範囲にわたって変わることができる。
【００２４】
制御システムは、動的制動（車両が遅くされる）又は極めて低いシステム圧力の如き車両の運転状態に応じて空気乾燥器の再生を抑制することができる。前者の場合、高度の空気乾燥器の飽和は、もし制御システムが動的制動の如き現象中に絶対的優先を空気供給に与えるならば、許容されるかも知れない。従って空気乾燥器が再生されるかどうかの決定は車両運転状態に従って活動制御を受けてなされ、そして運転状態の変化とともに瞬間的に変化することができる。こうして、再生は最適な時間まで延期されるか又は進められることができる。
【００２５】
かかるシステムは車両運転状に応じた好都合な再生を可能にし、かくして従来の制御システムの結果である空気浪費の問題を克服する。このシステムはまた、車両がオーバーランしているときの如き時宜を得た時に再生を可能にすることによって、燃料の節約に貢献することができる。このことは、圧縮機定格を減少させることができるようになす。というのは、再生用の出力を、時間ベースで決定されるか又はしきい値圧力に達したときに自動的に起動されるよりはむしろ典型的な車両デューティサイクルを通じて、一層均等に分配することができるからである。
【００２６】
該システムはまた、再生現象を車両のリアルタイムの運転状態に適合させることができない従来の制御システムの結果としての不完全又は不十分な再生の問題を克服することができる。
【００２７】
更に、該システムは、車両が静的状態にあるか又はゆっくり動いているときには、再生を大幅に抑制することができるようになし、かくして歩行者又は動物を驚かすかも知れない突然の大きな騒音の発生を回避することができる。
【００２８】
該システムは車両運転状態をより一層精密に限定することができるようになす幾つかの入力を含むことができる。これらは、圧縮機/エンジン速度（空気乾燥器を通過する空気流を指示する）、路上速度、クラッチ状態（イン/アウト）、ブレーキ状態（オン/オフ）、及びエンジン状態（負荷状態/オーバーラン及び走行/停止）とすることができる。
【００２９】
好適実施例では、選択された入力が制御マップに従って分析され、活動再生しきい値を決定するために入力の測定状態が他の各入力の各測定状態と独特に結合される。
【００３０】
かくして１実施例は5個の車両入力に依存することができる。その入力の各々は３０を越える理論的組み合わせを与える２つの状態を割り当てられることができ、上記組み合わせの各々は、車両の運転状態に一致する適切な個別値を割り当てられる。１実施例は、高い再生しきい値と低い再生しきい値の間で選択することができ、そのうちの１つは不履行再生しきい値に一致し、その結果車両の各運転状態は一方又は他方のしきい値を選択することになる。
【００３１】
典型的には、上記組み合わせは車両運転状態を確認することができるようになすために、ＲＯＭの第１の検査テーブル中に保たれることができ、そして第２の検査テーブルは車両運転状態を所望の再生しきい値と関連させることができるようになす。
【００３２】
かかる構成は有利である。というのは、それは使用に際して、車両の運転状態に応じて再生しきい値を調節することができるようになす一方、車両運転状態自体を最初に決定するファクターを調節又はみだりに変更することを許さないからである。従って、第１の検査テーブルは車両の型式によって決められるが、第２の検査テーブルから決定されるしきい値は使用に際して、例えば使用国における大気条件に従って調節することができる。第２検査テーブル中の値は例えば周囲温度、圧力、湿度の如き、簡単に測定できる条件に従って調節することができ、そしてかかる値は、圧縮機出力は通常１００％飽和させられるにもかかわらず、適当なオン-ボードセンサーの助けをかりて動的に変えることができる。この特徴は、空気の水分含量が極めて高いか又は極めて低い国を考慮することができるようになす。
【００３３】
本発明の簡単な制御システムでは、幾つかの入力は簡単なオン/オフ信号とすることができる。エンジン速度の如き連続的に変化する状態の場合には、入力は低/高を指示することができる。別法としては、該システムは不連続のステップ又は連続したステップで、可変の入力に、例えば制御のファジー理論を用いて、適応することができる。
【００３４】
本発明を改善するには、入力を変更することができる。先ず、圧縮機の既知の自由空気送出（ＦＡＤ）速度は圧縮機供給ダクト内で測定した背圧に従って調節することができる。かくして、典型的には 0.6 乃至 1.0の間のディレーティング(derating)ファクターが適用され、背圧が高くそしてその結果送出容積が減少した場合により大きいディレーティングが起こる。ディレーティングファクターは圧縮機性能マップから得ることができる。背圧が出力ギャラリー圧力( output gallery pressure)又は容積送出量の如き圧縮機性能パラメータに対して相関させられる第２の圧縮機性能マップを使用することができる。
【００３５】
適用することができる追加のディレーティングファクターは乾燥剤容積流量、乾燥剤圧力及び乾燥剤温度を含む。これらのディレーティングファクターまた、 0.6 乃至 1.0 の範囲内にあり、適当な実験室テストから決定することができる。
【００３６】
乾燥剤温度は熱電対の如き装置を用いて比較的簡単に測定できる。典型的には、暖かい空気は冷たい空気より大きい水分容量をもち、温度の測定は湿気条件を補償するためのディレーティングをすることができるようにする。
【００３７】
ディレーティングファクターは、空気乾燥器を通過する計算された空気流量をより正確に決定するために、入力値に直接適用することができる。
【００３８】
より頻繁な再生を確保するためのディレーティングはまた、通常の再生値の可動部分の凍結を回避するために、冷たい天候中で望ましいかも知れない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の他の特徴は好適実施例についての以下の説明から明らかになるだろう。
【００４０】
好適実施例では、制御システムは車両システムからくる入力に依存する空気乾燥器用の１つ以上の再生しきい値を決定する。例えば、比較的低い水分含量で再生をする低いしきい値は制動需要が低いときに設定することができる。この構成は、空気乾燥器が幾分高い予定の再生しきい値まで水分を蓄積することが許されるよりも比較的乾いた状態に維持されることを確実にする。高いしきい値は逆に制動需要が高いときに設定することができる。これらの状況では、空気乾燥器は、圧縮機出力が中間の再生サイクルによって中断されないことを確実にするために、最大許容水分含量に近づくことが許されるだろう。更に高いしきい値は制動需要が極めて高いか又は連続するときに設定されるだろう。この場合には空気乾燥器中の水分レベルは二次的要件となる。
【００４１】
車両運転状態は簡単に測定できるパラメータから決定され、そして以下の如き再生しきい値を設定するために使用することができる:
【００４２】
車両エンジン停止
この状態は点火回路、エンジンタコメータ又は通常のエンジン管理システムから決定することができる。
【００４３】
エンジンのクランク回し(carnking)抵抗は始動のための最小値まで減らされるべきであり、それ故、圧縮機はエンジン前進力(drag)を減らすためにオフ-ロードにすべきである。容器内の残りの空気は制動のために残しておかれるべきであり、空気乾燥器の再生用には使用されない。従って再生しきい値は高く（高い水分含量が許される）、そして再生はエンジンが始動した後に大容積の空気が空気乾燥器を通過するまで起動されないだろう。この容積は、エンジン速度入力（圧縮機出力容積はエンジン速度の関数である）と、システムクロックとオン-ロード/オフ-ロード入力信号によって与えられる圧縮機のオン-ロード時間から計算される。
【００４４】
車両エンジンのから運転
この状態はエンジン速度タコメータ、クラッチのイン/アウト及びブレーキのオフ/オン入力 から決定することができる。
【００４５】
制動用の空気の要求は低い。それは、車両が停止しているからである。従って空気需要は低い。また、再生は静止している車両からの突然の騒音を回避するために抑制される。従って再生しきい値は高い。
【００４６】
動的制動
この状態は車両の速度入力及びブレーキのオフ/オン入力から決定されることができる。
【００４７】
空気需要は高く、そして圧縮機は空気容器を補給するためにおそらくオン-ロードにされるだろう。更に、オン-ロード圧縮機からの追加のエンジンドラッグ(drag)は車両を遅くするのに有益になる。従って再生しきい値は高く、かくして普通は燃料コストなしで制動システムに入る空気の最大のスループット(throughput)を可能にする。というのは、スロットルが制動現象中オフになるからである。
【００４８】
静的制動
この状態は車両速度入力と、足ブレーキのオフ/オン入力又はハンドブレーキのオフ/オン入力から決定することができる。
【００４９】
空気需要は高いが、圧縮機はもし出来るなら、オフ-ロードにすべきである。というのは、制動システムを補給することは燃料使用量を増すからである。これらの状況では、圧縮機を燃料の使用無しで運転することができるエンジンのオーバーランの状態まで待つのが良い。
【００５０】
エンジンオーバーラン
この状態は、車両の速度入力とスロットルのオン/オフ入力から決定することができる。
【００５１】
オーバーラン中、圧縮機は燃料コストなしでエンジンによって運転される。かくして、これは圧縮機をオン-ロードにするのに最良のときである。車両は圧縮機の作動抵抗に起因して僅かに遅くなるだろう。このことは普通は有利なことである。再生しきい値は高くすることができる。
【００５２】
運転
この状態もまた、車両の速度入力とスロットルのオン/オフ入力から決定することができる。
【００５３】
圧縮機は典型的には、オフ-ロードであり、容器は装入されている。再生しきい値は低くすることができ（低い水分含量で再生）、従って空気容器が満たされて、空気需要が低いときの再生を可能にする。
【００５４】
エンジンのオーバーランと運転入力はまた、ハイウエイ運転中のみこの状態を指示するように、予定の車両速度より下に抑制されることができる。
【００５５】
ギヤシフト
この状態はギヤ選択指示器から又はギヤシフトレバーのためのサーボ補助装置の圧力センサーから決定することができる。
【００５６】
更に、制動システムによる空気需要は低くそして圧縮機はオフ-ロードにある。再生しきい値は低くすることができる。
【００５７】
中立スロットル
この状態は、エンジンパワーが使用されているが、車両の活動運転のためではないことを指示する。例えば、パワーテイクオフ（Power Take Off) 又は動力アタッチメントが使用されているかも知れず、従って再生しきい値は高くすべきである。というのは空気は制動システムに要求されないからである。この状態は例えばオン/オフＰＴＯスイッチに従って決定されることができる。
【００５８】
リセットからの移動(moving off)
この状態は例えば車両速度とギヤ選択から決定することができる。
【００５９】
騒々しい再生は低速度で回避すべきである。従って、再生しきい値は高くすべきである。
【００６０】
ポンプアップ(Pump Up)
これらの状況の下で、車両ドライバーは例えば、制動システムのために、システムの初期加圧のために空気を要求している。従って、空気供給の要求は空気の品質を無視する。再生しきい値は極めて高くなすべきであるか、又は再生はこれらの状況下では抑制されるべきである。
【００６１】
２つの再生レベルをもつシステムを説明したが、より多い再生レベルをもつシステムも可能である。例えば、制動現象（静的と動的の両方）中の再生レベルは極めて高くすることができるか、又はブレーキシステムが空気需要をもつならば、圧縮機は遅延なしに空気を供給できるべきであるということに基づいて、再生は抑制されることができる。この変更例は、代わりのしきい値空気容積を好適実施例のＲＯＭ内に記憶することを要求するのみである。
【国際公開パンフレット】
2004537469.tif 000002
2004537469.tif 000003
2004537469.tif 000004
2004537469.tif 000005
2004537469.tif 000006
2004537469.tif 000007
2004537469.tif 000008
2004537469.tif 000009
2004537469.tif 000010
2004537469.tif 000011
2004537469.tif 000012
2004537469.tif 000013
2004537469.tif 000014
2004537469.tif 000015
【国際調査報告】
2004537469.tif 000016
2004537469.tif 000017