(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を圧縮するコンプレッサと、左右の車輪に各々対応して設けられているともに各車輪にかかる車重の全てを支え空気圧の増減により車高を調整する左右一対のエアサスペンションとを有し、前記左右一対のエアサスペンション同士を左右連通弁を介して連通し、前記左右一対のエアサスペンションのうちの一方と前記左右連通弁との間と前記コンプレッサの吐出側との間を車高調整弁を介して接続し、車両が走行する路面が悪路であることを判定する悪路判定手段と、前記コンプレッサ、前記車高調整弁、及び前記左右連通弁を制御するとともに目標車高を設定する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記悪路判定手段が悪路走行中と判定している間は前記左右連通弁を開とし、車高調整要求時は、まず前記車高調整弁及び前記左右連通弁を開として他方のエアサスペンション側の車高を前記目標車高に合わせ、その後前記左右連通弁を閉とし前記一方のエアサスペンション側の車高を目標車高に合わせることを特徴とする空気圧車高調整装置。
【請求項２】
請求項１において、前記制御手段は、車高調整要求時において前記他方のエアサスペンション側の車高が前記一方のエアサスペンション側の車高よりも高いときは、前記他方のエアサスペンション側の目標車高を第１所定量だけ低く設定し、車高調整要求時において前記他方のエアサスペンション側の車高が前記一方のエアサスペンション側の車高よりも低いときは、前記他方のエアサスペンション側の目標車高を第２所定量だけ高く設定することを特徴とする空気圧車高調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアサスペンションに空気を給排して車高を調整する空気圧車高調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コンプレッサにより圧縮した空気をエアサスペンションに給排して車高を調整する空気圧車高調整装置が知られている。例えば、特開平５−８５１３５号公報には、左右の車輪に各々対応して左右一対のエアサスペンション及びコイルスプリングが設けられており、各車輪にかかる車重をエアサスペンション及びコイルスプリングがそれぞれ分担して負担し、左右一対のエアサスペンション同士を左右連通弁を介して連通するとともに、悪路走行中は左右連通弁を開制御することにより左右一対のエアサスペンション同士を連通させるものが開示されている。
【０００３】
このものにおいては、悪路走行中は、左右一対のエアサスペンション同士を連通させる左右連通制御を行うので、エアサスペンション内のボリュームが増大することに伴いエアばね定数が小さくなる。従って、悪路走行中では、車輪が大きくストロークしても車輪の接地荷重変動を小さくすることができ、悪路走破性を向上させることができるというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の装置においては、エアサスペンションのみならずコイルスプリングも各車輪にかかる車重を分担しているので、コイルスプリングの分担荷重の分だけは、車輪が大きくストロークした際の車輪の接地荷重変動を小さくすることができない。従って、左右連通制御を行なっても、十分な悪路走破性を得ることはできない。
【０００５】
かかる問題を解決するためには、エアサスペンションのみが各車輪にかかる車重の全てを分担するように構成すればよいが、そうすると、左右連通制御を解除して左右のエアサスペンションをそれぞれ独立にした際に、左右輪にかかる荷重に差があった場合に（例えば、片荷のとき）、車体が傾きやすくなってしまう。かかる車体の傾きの傾向は、コイルスプリングの併設がない場合の方がより顕著となる。
【０００６】
このような車体の傾きを防止し安定した車高調整制御を行なうためには、左右のエアサスペンション内の空気圧を別個独立に制御する必要があるが、前述の装置においてはこれを実現するため、左右一対の車輪に対して、１つの左右連通弁と、各車輪ごとに１つづつ計２つの車高調整弁が設けられている。従って、前述の装置においては、左右連通弁及び車高調整弁としては３つの電磁弁が必要となり、コスト上昇の原因となっていた。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、左右連通制御により十分な悪路走破性を確保可能としつつ安定した車高調整制御が可能な安価な空気圧車高調整装置を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、空気を圧縮するコンプレッサと、左右の車輪に各々対応して設けられているともに各車輪にかかる車重の全てを支え空気圧の増減により車高を調整する左右一対のエアサスペンションとを有し、左右一対のエアサスペンション同士を左右連通弁を介して連通し、左右一対のエアサスペンションのうちの一方と左右連通弁との間とコンプレッサの吐出側との間を車高調整弁を介して接続し、車両が走行する路面が悪路であることを判定する悪路判定手段と、コンプレッサ、車高調整弁、及び左右連通弁を制御するとともに目標車高を設定する制御手段とを有し、制御手段は、悪路判定手段が悪路走行中と判定している間は左右連通弁を開とし、車高調整要求時は、まず車高調整弁及び左右連通弁を開として他方のエアサスペンション側の車高を目標車高に合わせ、その後左右連通弁を閉とし一方のエアサスペンション側の車高を目標車高に合わせることを特徴とする空気圧車高調整装置とした。
【０００９】
このように、本発明に係る空気圧車高調整装置は、左右一対の車輪に対して、左右連通弁及び車高調整弁としては、１つの左右連通弁と１つの車高調整弁の２つ電磁弁のみで構成することができ、かつ、左右のエアサスペンション内の空気圧を別個独立に制御することができる。従って、不必要な車体の傾きを防止でき安定した車高調整制御が可能となるとともに、コスト低減に繋げることができる。また、左右一対のエアサスペンションは、各車輪にかかる車重の全てを支えているので、コイルスプリングの分担荷重が存在する従来の前述の装置に比して、車輪が大きくストロークした際の車輪の接地荷重変動をより小さくすることができる。従って、左右連通制御を行なえば、十分な悪路走破性を得ることができる。車高調整制御については、まず車高調整弁及び左右連通弁を開として他方のエアサスペンション側の車高を目標車高に合わせることとしているので、左右輪の車高に差があり車体が傾いていても、傾いたまま平行に車体が上下移動することになる。その後左右連通弁を閉とし一方のエアサスペンション側の車高を目標車高に合わせることで、左右両輪の車高とも同一の目標車高に合わせることができ、車体を水平に保ち、安定した車高調整制御を行なうことができる。
【００１０】
より好ましくは、制御手段は、車高調整要求時において他方のエアサスペンション側の車高が一方のエアサスペンション側の車高よりも高いときは、他方のエアサスペンション側の目標車高を第１所定量だけ低く設定し、車高調整要求時において他方のエアサスペンション側の車高が一方のエアサスペンション側の車高よりも低いときは、他方のエアサスペンション側の目標車高を第２所定量だけ高く設定することが望ましい。一般に車両において、左右輪の車高の一方を変化させると、他方の車高もその一方の車高の変化につられて同一方向へ変化することが知られている。この現象は、空気圧車高調整装置を形成する各機械的構成要素間の摺動摩擦力や、車高調整中車体の傾き角が徐々に変化していく過程での左右方向の車体の重心位置の微妙な変化に起因するものである。従って、本発明において、車高調整要求時には、まず車高調整弁及び左右連通弁を開として他方のエアサスペンション側の車高を目標車高に合わせ、その後左右連通弁を閉とし一方のエアサスペンション側の車高を目標車高に合わせることとしているところ、せっかく他方のエアサスペンション側の車高を目標車高に合わせても、その後一方のエアサスペンション側の車高を目標車高に合わせる段階にて他方のエアサスペンション側の車高もつられて変化してしまい、結局車高調整制御が収束しにくいという問題がある。この問題を解消するため、上述のように、車高調整要求時において他方のエアサスペンション側の車高が一方のエアサスペンション側の車高よりも高く車体が傾いているときは、他方のエアサスペンション側の目標車高を第１所定量だけ低く設定し、他方のエアサスペンション側の車高を真の目標車高よりも第１所定量だけ低く調整しておく。このとき、一方のエアサスペンション側の車高は必ず、他方のエアサスペンション側の車高より低くなっているが、その後一方のエアサスペンション側の車高を真の目標車高まで上げる段階で他方のエアサスペンション側の車高もつられて上がることになる。この他方のエアサスペンション側の車高がつられて上がる量を第１所定量に設定しておけば、車高調整制御終了後は、他方のエアサスペンション側の車高も真の目標車高に調整されており、車体は水平に維持できることになる。
【００１１】
逆に、車高調整要求時において他方のエアサスペンション側の車高が一方のエアサスペンション側の車高よりも低く車体が傾いているときは、他方のエアサスペンション側の目標車高を第２所定量だけ高く設定し、他方のエアサスペンション側の車高を真の目標車高よりも第２所定量だけ高く調整しておく。このとき、一方のエアサスペンション側の車高は必ず、他方のエアサスペンション側の車高より高くなっているが、その後一方のエアサスペンション側の車高を真の目標車高まで下げる段階で他方のエアサスペンション側の車高もつられて下がることになる。この他方のエアサスペンション側の車高がつられて下がる量を第２所定量に設定しておけば、車高調整制御終了後は、他方のエアサスペンション側の車高も真の目標車高に調整されており、車体は水平に維持できることになる。これにより、車高調整制御の収束性は向上し、より一層安定した車高調整制御を行なうことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図１は、本発明にかかる空気圧車高調整装置の実施形態におけるシステム全体図である。まず図１を用いてシステム全体の構成を説明する。
【００１３】
コンプレッサ１はモータＭにて作動し、その吐出側から左右一対のエアサスペンション７ａ，７ｂまでの間に、チェック弁２３と、ドライヤ３と、エアサスペンション７ａ，７ｂからドライヤ３への方向にのみ絞り作用を行なう一方向絞り弁９と、常閉型電磁弁である車高調整弁１１とがこの順に介在されている。エアサスペンション７ａ，７ｂは、各車輪にかかる車重の全てを支えている。チェック弁２３は、コンプレッサ１からドライヤ３への方向のみ空気の流通を許容するものであり回路内の空気の逆流を防止している。ドライヤ３内には可逆性除湿剤が封入されており、ドライヤ３は、コンプレッサ１が吐出してくる湿った空気を乾燥させる乾燥機能を有するとともに、エアサスペンション７ａ，７ｂ側から排気され一方向絞り弁９により絞られて減圧された乾燥空気を利用して内部の除湿剤を除湿再生する除湿再生機能を有する。
【００１４】
左右一対のエアサスペンション７ａ，７ｂは、常閉型電磁弁である左右連通弁５を介して連通している。また、エアサスペンション７ｂ（一方のエアサスペンション）と左右連通弁５との間と車高調整弁１１とは直接接続されている。
【００１５】
ドライヤ３とコンプレッサ１の吐出側との間には、回路内の空気を大気に放出可能な常閉型電磁弁である排気弁１７が設けられている。また、コンプレッサ１の吸込み側は、チェック弁２１、フィルタ２５を介して大気に連通している。
【００１６】
コントローラ１９（制御手段）は、車高センサ２７、車速センサ１３等の各種センサからの信号に応じて目標車高を設定し、設定された目標車高と車高センサ２７より検出された実車高との偏差に応じてモータＭ、排気弁１７、車高調整弁１１、及び左右連通弁５を制御し、車高を目標車高へ調整する。
【００１７】
また、コントローラ１９（悪路判定手段）は、車速センサ１３より検出される車速が所定値Ｖ１（例えば２０ｋｍ／ｈ）以下であり、かつ、車高センサ２７より検出される左右の車高の差が所定値ΔＨ１（例えば５０ｍｍ）以上である場合には、車両が走行している路面が悪路であると判定する。悪路であると判定している間は、コントローラ１９は、左右連通弁５を励磁し開として左右のエアサスペンション７ａ，７ｂを連通させ、車輪の接地荷重変動を抑え悪路走破性を向上させる。
【００１８】
なお、図１において、エアサスペンション７ａ，７ｂは左右一対、左右連通弁５及び車高調整弁１１はそれぞれ１個づつに設けられており、これは例えば後２輪のみの空気圧車高調整装置を想定している。しかし、これに限定されるものではなく、左右一対のエアサスペンション７ａ，７ｂを２つ設け、それぞれに車高調整弁１１及び左右連通弁５を１個づつ設けることにより、４輪全てについての空気圧車高調整装置とすることも可能である。
【００１９】
以上のようなシステムを有する装置において、以下に、図２を用いてコントローラ１９が行なう具体的な車高調整制御のフローチャートを示す。なお、車高調整をしていないときは、全ての弁を非励磁とし閉状態とする。
【００２０】
図２において、まずステップ１０１では悪路判定を行なう。その結果、車速センサ１３より検出される車速がＶ１以下であり、かつ車高センサ２７より検出される左右の車高の差がΔＨ１以上であり、悪路判定条件が満足されていたら、ステップ１０３へ進み左右連通弁５を励磁し開とすることにより、左右一対のエアサスペンション７ａ，７ｂを連通させる。次のステップ１０５では、悪路が継続しているか否かを判断する。悪路判定条件が満足されていたらそのまま待機し、悪路判定条件が満足されなくなるまで左右連通制御を継続する。ステップ１０５にて悪路判定条件が満足されなくなったら、ステップ１０７へ進み、左右連通弁５を非励磁とし閉とした上でステップ１３７へ進む。ステップ１３７では、イグニッションがＯＮかＯＦＦかが判定され、イグニッションがＯＦＦなら制御を終了するが、イグニッションがＯＮならステップ１０１へ戻り、前述の制御を繰り返す。以上のように、悪路判定中は、車体と路面との干渉を防止するため、車高調整制御は行なわない。
【００２１】
ステップ１０１にて、悪路判定条件が満足されていない場合には、ステップ１０９へ進み車高調整要求があるかないかが判定される。車高調整要求がなければステップ１０１へ戻るが、車高調整要求があれば、ステップ１１１へ進む。車高調整要求は、車高センサ２７、車速センサ１３等の各種センサからの信号に応じて設定された目標車高と車高センサ２７より検出された実車高との偏差が所定値以上の場合に行なわれる。
【００２２】
ステップ１１１では、車高センサ２７より検出される車高において、エアサスペンション７ａ側の車高がエアサスペンション７ｂ側の車高より高いか否かが判定され、高ければステップ１１３へ進み、同一か若しくは低ければステップ１２５へ進む。以下、まずはステップ１１３へ進んだ場合について説明する。
【００２３】
ステップ１１３では、左右連通弁５が励磁され開とされる。次のステップ１１５では、車高調整弁１１を励磁し開とする。この状態にて車高調整が開始される。車高上昇要求があった場合、すなわち、コントローラ１９により設定された目標車高が車高センサ２７より検出された実車高より高かった場合は、コントローラ１９がモータＭを駆動することによりコンプレッサ１を始動させ、車高上昇制御が実行される。すなわち、コンプレッサ１の吐出側はドライヤ３を介してエアサスペンション７ａ，７ｂと連通しているので、コンプレッサ１が吐出した圧縮空気をエアサスペンション７ａ，７ｂへ送り込むことにより車高が上昇する。このときエアサスペンション７ａ，７ｂ内に送りこまれた圧縮空気はドライヤ３を通過する際に除湿され乾燥空気となっている。また、このとき一方向絞り弁９は絞り機能を有していない。コンプレッサ１の吸込み側は、フィルタ２５、チェック弁２１を介して大気を吸込み、この吸込んだ大気を圧縮してエアサスペンション７ａ，７ｂへ吐出することになる。一方、車高下降要求があった場合、すなわち、コントローラ１９により設定された目標車高が車高センサ２７より検出された実車高より低かった場合は、コントローラ１９はコンプレッサ１を停止したまま排気弁１７を励磁し開として車高下降制御が実行される。すなわち、エアサスペンション７ａ，７ｂは一方向絞り弁９、ドライヤ３、排気弁１７を介して大気に連通しているので、エアサスペンション７ａ，７ｂ内の圧縮空気は、一方向絞り弁９を経て減圧された後ドライヤ３を通過して排気弁１７から大気へ放出され車高が下降する。このときドライヤ３内を通過する空気は乾燥空気であるため、ドライヤ３内の除湿剤の除湿再生が行なわれることになる。なお、以上のような車高上昇制御中又は車高下降制御中は、左右のエアサスペンション７ａ，７ｂが同時に上下することになるので、車高調整制御開始前段階における左右の車高の差はそのまま維持され（すなわち、エアサスペンション７ｂ（一方のエアサスペンション）側の車高は、必ずエアサスペンション７ａ側の車高より低い）、車体は平行に上下移動することになる。
【００２４】
このようにして車高上昇制御又は車高下降制御が行なわれ、ステップ１１７へ進む。ステップ１１７では、エアサスペンション７ａ（他方のエアサスペンション）側の車高が目標車高より所定量Ｘ（第１所定量）だけ低く調整される。ここで、所定量Ｘは、ステップ１１１にて車高センサ２７より検出された左右の車高の差に定数を乗算して設定される。すなわち、所定量Ｘは、車高調整制御開始前段階における左右の車高の差の大きさに比例して設定される。エアサスペンション７ａ側の車高が目標車高より所定量Ｘだけ低く調整されたら、ステップ１１９へ進み、左右連通弁５を非励磁とし閉とする。この段階では、エアサスペンション７ｂ（一方のエアサスペンション）側の車高は、必ずエアサスペンション７ａ側の車高より低くなっている。次にステップ１２１へ進み、エアサスペンション７ｂ側の車高が目標車高まで上げられる。このとき、エアサスペンション７ａ側の車高もつられて上がることになるが、所定量Ｘは、このつられて上がる量に等しい量に設定されているので、この段階で左右の車高は、共に目標車高に調整されることになり、車体は水平に維持される。最後にステップ１２３にて車高調整弁１１を非励磁とし閉とすることで、車高調整制御が終了する。次のステップ１３７では、イグニッションがＯＮかＯＦＦかが判定され、イグニッションがＯＦＦなら制御を終了するが、イグニッションがＯＮならステップ１０１へ戻り、前述の制御を繰り返す。
【００２５】
次に，ステップ１１１にて、ステップ１２５へ進んだ場合、すなわち、エアサスペンション７ａ側の車高がエアサスペンション７ｂ側の車高より低いか同一の場合について説明する。
【００２６】
ステップ１２５では、左右連通弁５が励磁され開とされる。次のステップ１２７では、車高調整弁１１を励磁し開とする。この状態にて車高調整が開始される。ここで実行される車高上昇制御又は車高下降制御は、前述と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００２７】
このようにして車高上昇制御又は車高下降制御が行なわれ、ステップ１２９へ進む。ステップ１２９では、エアサスペンション７ａ側の車高が目標車高より所定量Ｙ（第２所定量）だけ高く調整される。ここで、所定量Ｙは、ステップ１１１にて車高センサ２７より検出された左右の車高の差に定数を乗算して設定される。すなわち、所定量Ｙは、車高調整制御開始前段階における左右の車高の差の大きさに比例して設定される。エアサスペンション７ａ側の車高が目標車高より所定量Ｙだけ高く調整されたら、ステップ１３１へ進み、左右連通弁５を非励磁とし閉とする。この段階では、エアサスペンション７ｂ側の車高は、必ずエアサスペンション７ａ側の車高より高いか同一となっている。次にステップ１３３へ進み、エアサスペンション７ｂ側の車高が目標車高まで下げられる。このとき、エアサスペンション７ａ側の車高もつられて下がることになるが、所定量Ｙは、このつられて下がる量に等しい量に設定されているので、この段階で左右の車高は、共に目標車高に調整されることになり、車体は水平に維持される。最後にステップ１３５にて車高調整弁１１を非励磁とし閉とすることで、車高調整制御が終了する。次のステップ１３７では、イグニッションがＯＮかＯＦＦかが判定され、イグニッションがＯＦＦなら制御を終了するが、イグニッションがＯＮならステップ１０１へ戻り、前述の制御を繰り返す。
【００２８】
以上のような制御を繰り返すことにより、本発明にかかる空気圧車高調整装置によれば、左右一対の車輪に対して、左右連通弁及び車高調整弁としては、１つの左右連通弁と１つの車高調整弁の２つ電磁弁のみの簡易かつ安価な構成にて、左右連通制御による悪路走破性を確保することができるとともに、収束性のよい安定した車高調整制御を行なうことができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、左右連通制御により十分な悪路走破性を確保可能としつつ安定した車高調整制御が可能な安価な空気圧車高調整装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる空気圧車高調整装置の実施形態におけるシステム全体図である。
【図２】車高調整制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１  コンプレッサ
５  左右連通弁
７ａ  エアサスペンション（他方のエアサスペンション）
７ｂ  エアサスペンション（一方のエアサスペンション）
１１  車高調整弁
１９  コントローラ（制御手段、悪路判定手段）
【図１】
0004385513.tif 000002
【図２】
0004385513.tif 000003