JP6338995B2 - Air suspension device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば４輪自動車等の車両に搭載され、空気圧縮機から吐出される空気を用いて車高の調整を行うのに好適に用いられるエアサスペンション装置に関する。 The present invention relates to an air suspension device that is mounted on a vehicle such as a four-wheeled vehicle and is suitably used for adjusting the vehicle height using air discharged from an air compressor.
一般に、車両に搭載されるエアサスペンション装置は、例えば左，右の前輪と左，右の後輪にそれぞれ設けたエアスプリングを、圧縮エア源となる車載の空気圧縮機（エアコンプレッサ）から吐出される圧縮エアを用いて拡張、縮小させることにより、車載重量の変化、運転者の好み等に応じて車高を適宜に調整するものである。 In general, in an air suspension device mounted on a vehicle, for example, air springs provided on left and right front wheels and left and right rear wheels are discharged from an in-vehicle air compressor (air compressor) serving as a compressed air source. The vehicle height is appropriately adjusted according to the change in the vehicle weight, the driver's preference, and the like by expanding and contracting using compressed air.
そして、エアサスペンション装置としては、空気圧縮機と、例えば前，後と左，右の車輪に対応する４つのエアスプリングと、前記空気圧縮機と前記各エアスプリングとの間に設けられ、ソレノイドにより駆動される給排気手段を構成する制御バルブと、前記制御バルブを開閉制御する制御手段とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。 The air suspension device includes an air compressor, four air springs corresponding to front, rear, left, and right wheels, for example, and is provided between the air compressor and each air spring. There has been known one provided with a control valve constituting a driven air supply / exhaust means and a control means for controlling opening and closing of the control valve (for example, see Patent Document 1).
ところで、従来のエアサスペンション装置では、前述した給排気手段（制御バルブ）を開弁方向に駆動するための吸引電流を、エアスプリングの空気圧が低い場合にも高い場合にも実質的に同じ電流値に設定している。このため、従来技術では、省電力化を図ることができないという問題がある。 By the way, in the conventional air suspension device, the suction current for driving the above-described air supply / exhaust means (control valve) in the valve opening direction is substantially the same current value regardless of whether the air spring air pressure is low or high. Is set. For this reason, the conventional technology has a problem that power saving cannot be achieved.
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、バルブ開弁時の吸引電流を圧力状態に応じて可変に制御し、省電力化を図ることができるようにしたエアサスペンション装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to variably control the suction current at the time of valve opening according to the pressure state so as to save power. An object of the present invention is to provide an air suspension device.
上述した課題を解決するために、本発明が採用する構成は、車両の車体と車輪との間に介装されたエアスプリングと、該エアスプリングに空気圧を供給するコンプレッサと、該コンプレッサからの前記空気圧を前記エアスプリングに給排するための給排気手段と、前記空気圧を前記エアスプリングから大気に排出する排気手段と、前記エアスプリングに供給された前記空気圧を検出する圧力検出手段と、前記コンプレッサ、前記給排気手段および前記排気手段を作動させるコントローラと、を備えてなるエアサスペンション装置において、前記給排気手段と前記排気手段とのうち少なくとも一の手段は、ソレノイドと、該ソレノイドへの給電によって可動するプランジャと、該プランジャに設けられ、前記エアスプリング側のポートを開閉する弁部と、該弁部を閉弁する方向に付勢するスプリングと、を有し、前記プランジャは、前記ソレノイドへの給電によって前記弁部を開弁する方向に移動させ、前記弁部は、前記エアスプリング側の空気圧によって前記弁部を開弁する方向に押す力が加えられ、前記コントローラは、前記給排気手段と前記排気手段とのうち少なくとも一の手段を作動させるための電流値を、前記圧力検出手段により検出した前記エアスプリングの前記空気圧に応じて可変に制御することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the configuration adopted by the present invention includes an air spring interposed between a vehicle body and a wheel of a vehicle, a compressor for supplying air pressure to the air spring, and the compressor from the compressor. and supply and exhaust means for supplying and discharging air to the air spring, an exhaust means for discharging to the atmosphere the pressure from the air spring, a pressure detecting means for detecting the air pressure supplied to the front Symbol air spring, the An air suspension apparatus comprising: a compressor; the air supply / exhaust means; and a controller that operates the air exhaust means. At least one of the air supply / exhaust means and the exhaust means includes a solenoid and power supply to the solenoid And a plunger that is movable by the valve and that opens and closes the air spring side port. A valve portion and a spring that biases the valve portion in a closing direction, and the plunger is moved in a direction to open the valve portion by supplying power to the solenoid, and the valve portion is the pushing force in a direction to open the valve portion by the air pressure in the air spring side is applied, the controller, the current value for operating at least one means among said exhaust means and the supply and exhaust means, The air spring is variably controlled according to the air pressure detected by the pressure detecting means.
また、本発明が採用する構成は、車両の車体と車輪との間に介装されたエアスプリングと、該エアスプリングに空気圧を供給するコンプレッサと、該コンプレッサからの前記空気圧を前記エアスプリングに給排するための給排気手段と、前記空気圧を前記エアスプリングから大気に排出する排気手段と、前記エアスプリングの高さを検出する高さ検出手段と、前記コンプレッサと前記給排気手段との間で前記空気圧を検出する圧力検出手段と、外気温を含めた前記エアスプリング周囲の温度を検出する温度検出手段と、前記コンプレッサ、前記給排気手段および前記排気手段を作動させるコントローラと、を備えてなるエアサスペンション装置において、前記給排気手段と前記排気手段とのうち少なくとも一の手段は、ソレノイドと、該ソレノイドへの給電によって可動するプランジャと、該プランジャに設けられ、前記エアスプリング側のポートを開閉する弁部と、該弁部を閉弁する方向に付勢するスプリングと、を有し、前記プランジャは、前記ソレノイドへの給電によって前記弁部を開弁する方向に移動させ、前記弁部は、前記エアスプリング側の空気圧によって前記弁部を開弁する方向に押す力が加えられ、前記コントローラは、前記高さ検出手段、前記圧力検出手段および前記温度検出手段で検出した情報を記憶する記憶部と、該記憶部に記憶した前記情報に基づいて前記エアスプリングに供給されている前記空気圧を内圧として推定する内圧推定部とを備え、前記コントローラは、前記給排気手段と前記排気手段とのうち少なくとも一の手段を作動させるための電流値を、前記内圧推定部により推定した前記エアスプリングの前記空気圧に応じて可変に制御することを特徴としている。 Further, the configuration employed by the present invention includes an air spring interposed between a vehicle body and a wheel of a vehicle, a compressor for supplying air pressure to the air spring, and supplying the air pressure from the compressor to the air spring. An air supply / exhaust means for exhausting, an exhaust means for discharging the air pressure from the air spring to the atmosphere, a height detecting means for detecting the height of the air spring, and between the compressor and the air supply / exhaust means Pressure detecting means for detecting the air pressure, temperature detecting means for detecting the temperature around the air spring including the outside air temperature, and a controller for operating the compressor, the air supply / exhaust means and the exhaust means. an air suspension device, at least one means among said exhaust means and the supply and exhaust means includes a solenoid, said Sole A plunger that is movable by supplying power to the id, a valve portion that is provided on the plunger and that opens and closes the port on the air spring side, and a spring that biases the valve portion in a closing direction, and the plunger Is moved in a direction to open the valve unit by supplying power to the solenoid, and the valve unit is applied with a force to push the valve unit in a direction to open the valve unit by air pressure on the air spring side. A storage unit for storing information detected by the height detection unit, the pressure detection unit, and the temperature detection unit, and the air pressure supplied to the air spring based on the information stored in the storage unit. and a pressure estimation unit that estimates a, the controller, the current value for actuating the at least one means among said exhaust means and the supply and exhaust means It is characterized in that variably controlled according to the air pressure in the air spring which is estimated by the pressure estimation unit.
本発明によれば、給排気手段および／または排気手段の制御バルブをエアスプリングの空気圧状態に応じて小さな電流で開弁させることができる。 According to the present invention, the supply / exhaust means and / or the control valve of the exhaust means can be opened with a small current according to the air pressure state of the air spring.
以下、本発明の実施の形態によるエアサスペンション装置を、４輪自動車等の車両に搭載する場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。 Hereinafter, an air suspension device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, taking as an example the case of mounting on a vehicle such as a four-wheeled vehicle.
まず、図１ないし図９は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、エアスプリング１は、車両の前，後と左，右の車輪（いずれも図示せず）にそれぞれ対応するように４つ設けられている（２つのみ図示）。各エアスプリング１は、車両の車軸側と車体側（いずれも図示せず）との間に設けられ、圧縮エアが供給または排出されると、このときの給排量（圧縮エア量）に応じて上，下に拡張または縮小して車両の車高調整を行うものである。これらのエアスプリング１は、分岐管路３（２本のみ図示）を介して主管路２に接続されている。
First, FIG. 1 thru | or FIG. 9 has shown the 1st Embodiment of this invention. In FIG. 1, four
主管路２は、圧縮エアを給排する管路の上流側に位置し、主管路２には後述のコンプレッサ４が設けられている。主管路２の一端側（上流側）には、コンプレッサ４のサクションフィルタ７が設けられ、主管路２の他端側（下流側）は分岐管路３に接続されている。分岐管路３は、後述のドライヤ８の下流側で主管路２から分岐し、各分岐管路３の途中には、後述の給排気バルブ１１がそれぞれ設けられている。即ち、ドライヤ８とエアスプリング１との間の各分岐管路３の途中には、給排気バルブ１１が配置されている。なお、給排気バルブ１１は、例えばエアスプリング１の外側面等に設けてもよく、必ずしも分岐管路３の途中に設ける必要はない。
The
車載用の空気圧縮機としてのコンプレッサ４は、エアスプリング１に圧縮エアを供給する圧縮エア源をなしている。コンプレッサ４は、主管路２に設けられた往復動式またはスクロール式等のコンプレッサ本体５と、該コンプレッサ本体５を回転駆動する電動モータ６と、コンプレッサ本体５の吸込側に位置して主管路２に設けられたサクションフィルタ７と、コンプレッサ本体５の吐出側に位置して主管路２に設けられたドライヤ８とにより構成されている。
The compressor 4 as an in-vehicle air compressor serves as a compressed air source that supplies compressed air to the
電動モータ６は、リレー９を介して電源１０側に接続されている。また、ドライヤ８は、水分吸着剤（図示せず）等を内蔵し、後述する排気用のバイパス管路１３よりもエアスプリング１側に配置されている。そして、ドライヤ８は、コンプレッサ本体５から供給される圧縮エアが流通するときに、内部の水分吸着剤で水分を吸着し、乾燥した圧縮エア（ドライエア）を各エアスプリング１に向けて供給する。一方、各エアスプリング１から排出される圧縮エア（排気）は、ドライヤ８内を逆流することにより、水分吸着剤に吸着された水分を奪い取り、この水分吸着剤を再生する。
The electric motor 6 is connected to the
給排気バルブ１１は、給排気手段としての制御バルブを構成するもので、コンプレッサ４と各エアスプリング１との間、即ち、各分岐管路３の途中等に設けられている。各給排気バルブ１１は、ソレノイド（コイル）１１Ａを備え、例えば２ポート２位置の電磁式切換弁として形成されている。具体的には、各給排気バルブ１１は、スプリングオフセット式の常閉弁として構成されている。この給排気バルブ１１は、常時は閉弁状態に保持され、コンプレッサ４からの圧縮エアをエアスプリング１に対して供給、または圧縮エアを外部に排出するときに開弁される。
The air supply /
ここで、ソレノイド１１Ａは、後述のコントローラ１６に電気的に接続されている。これにより、各給排気バルブ１１は、コントローラ１６からソレノイド１１Ａに給電されることにより、弁ばね１１Ｂのばね力に抗してプランジャ１１Ｃを吸引（移動）し、弁部１１Ｄを開弁する。この開弁状態では、コンプレッサ側ポート１１Ｅとエアスプリング側ポート１１Ｆとを連通させ、エアスプリング１に対し圧縮エアを供給または排出することができる。一方、各給排気バルブ１１は、ソレノイド１１Ａへの給電を停止することにより、弁ばね１１Ｂのばね力により弁部１１Ｄを閉弁する。この閉弁状態では、コンプレッサ側ポート１１Ｅとエアスプリング側ポート１１Ｆとを遮断させ、エアスプリング１に対する圧縮エアの供給や排出を停止することができる。
Here, the
ここで、図２に示すように、弁ばね１１Ｂのばね力ＦＢは、弁部１１Ｄが意図せずに開弁するのを防止するために、エアスプリング側空気圧Ｐの最大値よりも大きい値に設定されている。また、給排気バルブ１１では、ばね力に抗してプランジャ１１Ｃを吸引する場合と、プランジャ１１Ｃを吸引状態で維持する場合とで比較すると、ばね力に抗してプランジャ１１Ｃを吸引する場合に大きな吸引力、即ち、大きな電流を必要とする。これに対し、吸引したプランジャ１１Ｃは、小さな電流で吸引状態（開弁状態）を維持することができる。
Here, as shown in FIG. 2, the valve spring force F B of the
排気バルブ１２は、排気手段として他の制御バルブを構成するもので、コンプレッサ本体５をバイパス（迂回）して主管路２に接続されたバイパス管路１３の途中に設けられている。排気バルブ１２は、給排気バルブ１１と同様に、例えばソレノイド（コイル）１２Ａを備えた２ポート２位置の電磁式切換弁（スプリングオフセット式の常閉弁）として構成され、該ソレノイド１２Ａは、コントローラ１６に電気的に接続されている。
The
排気バルブ１２は、コントローラ１６からの給電によって開弁することにより、エアスプリング１から排出される圧縮エアを、コンプレッサ本体５をバイパスして大気中に排出することができる。一方、排気バルブ１２は、給電が停止されることにより、ばね力により閉弁して圧縮エアの排出を停止することができる。
The
各エアスプリング１には、高さ検出手段としてのハイトセンサ１４がそれぞれ設けられている。このハイトセンサ１４は、エアスプリング１が拡張または縮小するときの上，下方向の変位（即ち、エアスプリング１の高さ位置）を検出し、その検出信号を後述のコントローラ１６に出力するものである。
Each
また、エアスプリング１には、その空気圧（内圧）を検出する圧力検出手段としての圧力センサ１５が設けられている。圧力センサ１５は、エアスプリング１に供給された圧縮エア（ドライエア）の空気圧を検出することにより、空気圧の検出信号をコントローラ１６に出力するものである。
Further, the
コントローラ１６は、マイクロコンピュータ等により構成され、リレー９を制御したり、給排気バルブ１１、排気バルブ１２を開閉制御する制御手段をなしている。コントローラ１６は、ハイトセンサ１４、圧力センサ１５等から入力される検出信号に基づいて、コンプレッサ本体５（電動モータ６）の駆動や停止を制御すると共に、例えばＰＷＭ信号のデューティ比を変化させることによって給排気バルブ１１、排気バルブ１２のソレノイド１１Ａ，１２Ａに供給する電流を制御するものである。
The
図７に示す流れ図のように、コントローラ１６は、給排気バルブ１１および／または排気バルブ１２を作動させるために必要な電流値を、圧力センサ１５により検出したエアスプリング１の空気圧に基づいて算出する。コントローラ１６は、このようにして算出した電流値の電流をソレノイド１１Ａ，１２Ａに出力することにより、給排気バルブ１１および／または排気バルブ１２の開弁、保持を制御し、省電力化を図る構成となっている。
As shown in the flowchart of FIG. 7, the
本実施の形態によるエアサスペンション装置は、上述の如き構成を有するもので、次に、コントローラ１６による車高の調整処理について、図３ないし図９を用いて説明する。
The air suspension apparatus according to the present embodiment has the above-described configuration, and next, vehicle height adjustment processing by the
まず、コントローラ１６は、車両のエンジンを起動して発進、走行操作を行うときに、図３に示す車高の調整処理を実行する。即ち、図３中のステップ１ではコントローラ１６の初期設定を行い、次のステップ２で制御周期に達したか否かを判定する。ステップ２で「ＮＯ」と判定する間は待機し、「ＹＥＳ」と判定したときには、次のステップ３に移る。
First, the
このステップ３では、前回の制御周期で演算された処理内容（演算結果）に基づく指令信号（電流）を、各給排気バルブ１１、排気バルブ１２のソレノイド１１Ａ，１２Ａやコンプレッサ４のリレー９に出力し、それぞれのアクチュエータを駆動する。次のステップ４では、各給排気バルブ１１、排気バルブ１２以外のポートに対して各種の信号を出力する。
In
また、ステップ５ではセンサ値入力を行い、ハイトセンサ１４、圧力センサ１５等から検出信号を読込む。そして、次のステップ６では、ハイトセンサ１４から読込んだ情報に基づいて車体の車高調整が必要か否かを判定する。ステップ６で「ＹＥＳ」と判定したときには車体の車高調整が必要であるので、ステップ７に移行して、後述する制御方法決定処理を行う。この制御方法決定処理では、車高調整を行う場合に必要となる各種制御方法について決定する。
In
一方、ステップ６で「ＮＯ」と判定したときには車高調整の必要がないから、ステップ８に移行して制御クリアの処理を行う。具体的には、現在の車高を維持するために、各給排気バルブ１１、排気バルブ１２を閉弁させる演算結果を出力する。ステップ７，８が終了すると、ステップ２以降を繰り返す。
On the other hand, when it is determined as “NO” in step 6, it is not necessary to adjust the vehicle height. Specifically, in order to maintain the current vehicle height, a calculation result for closing each air supply /
次に、図４に示す制御方法決定処理について説明する。ステップ１１では、ハイトセンサ１４から入力された車高情報と、例えば車載重量や運転者の好みに応じて設定された目標となる車高（目標車高）との差を演算する。続くステップ１２では、現在の車高が目標車高に対して高いか否かを判定する。ステップ１２で「ＹＥＳ」と判定したときには現在の車高が目標車高に対して高いので、ステップ１３に移って、図４に示す排気制御のプログラムを実行する。
Next, the control method determination process shown in FIG. 4 will be described. In
一方、ステップ１２で「ＮＯ」と判定したときには現在の車高が目標車高以下であるから、ステップ１４に移って、現在の車高が目標車高に対して低いか否かを判定する。ステップ１４で「ＹＥＳ」と判定したときには現在の車高が目標車高に対して低いので、ステップ１５に移って、図５に示す給気制御のプログラムを実行する。さらに、ステップ１４で「ＮＯ」と判定したときには、現在の車高は目標車高の範囲内であるから、現在の車高を維持するためにステップ１６に移って、前述と同様に制御クリアの処理を行う。
On the other hand, when “NO” is determined in
次に、図５に示す排気制御の処理について説明する。ステップ２１では、排気バルブ制御を行い、コントローラ１６からソレノイド１２Ａに給電して排気バルブ１２を開弁する。ステップ２２では、図７に示す給排気バルブ制御を行い、コントローラ１６からソレノイド１１Ａに給電して給排気バルブ１１を開弁する。これにより、対象となるエアスプリング１内の圧縮エアは、分岐管路３、主管路２およびバイパス管路１３を通って外部に排出されるから、目標車高に向けて車高を下げることができる。
Next, the exhaust control process shown in FIG. 5 will be described. In
一方、図６に示す給気制御の処理について説明する。ステップ３１では、コンプレッサ４の制御を行い、コントローラ１６からリレー９に給電し、電動モータ６でコンプレッサ本体５を駆動する。ステップ３２では、図７に示す給排気バルブ制御を行い、コントローラ１６からソレノイド１１Ａに給電して給排気バルブ１１を開弁する。これにより、対象となるエアスプリング１に向けて圧縮エアを供給することができ、目標車高に向けて車高を上げることができる。
On the other hand, the process of the air supply control shown in FIG. 6 will be described. In step 31, the compressor 4 is controlled, the
次に、本発明の特徴部分である給排気バルブ１１の制御処理について、図７を参照しつつ説明する。
Next, control processing of the air supply /
なお、排気バルブ１２を開弁するときの制御も、後述する給排気バルブ１１を開弁するときの制御と同様に、エアスプリング１の空気圧に応じてソレノイド１２Ａに供給する電流を可変に設定する。このため、ステップ２１に示す排気バルブ１２の制御処理については、その具体的な内容の説明は省略するものとする。
Note that the control for opening the
まず、ステップ４１では、圧力センサ１５で検出したエアスプリング１の空気圧（内圧）に基づいて、給排気バルブ１１を開弁駆動するのに必要な吸引電流Ｉａ及び保持電流Ｉｂを算出する。次に、ステップ４２では、吸引電流Ｉａ及び保持電流Ｉｂをステップ４１で算出した電流値にセットする。この場合、給排気バルブ１１を開弁させるのに必要となる電流は、エアスプリング１の空気圧に応じて変化する。
First, in step 41, based on the air pressure (internal pressure) of the
そこで、給排気バルブ１１を開弁させるときの電流の大きさについて、図２、図８を参照しながら説明する。図２に示すように、エアスプリング１の空気圧が低いときには、エアスプリング側空気圧Ｐによる給排気バルブ１１を開弁方向に押圧する力（即ち、弁部１１Ｄを押す力）が弱い。このため、弁ばね１１Ｂのばね力ＦＢに対して、開弁時の吸引力（磁力）を大きくする必要がある。即ち、図８中の特性線Ａのように、給排気バルブ１１を開弁させるために、ソレノイド１１Ａによる吸引力ＦＳを大きくできるように大きな電流が必要になる。図８に示すように、エアスプリング１が低圧状態では、各バルブ１１を開弁させるときの吸引電流Ｉａを、大きな駆動力を発生する大きな電流値（例えば電流値Ｉａ10）に設定している。
Therefore, the magnitude of the current when the air supply /
一方、エアスプリング１の空気圧が高いときには、エアスプリング側空気圧Ｐによる給排気バルブ１１（弁部１１Ｄ）を開弁方向に押す力が強いため、弁ばね１１Ｂのばね力ＦＢに対して、開弁時の吸引力（磁力）を小さくすることができる。即ち、図８中の特性線Ａのように、給排気バルブ１１を開弁させるためには、ソレノイド１１Ａによる吸引力ＦＳを小さくすることができ、小さい電流で足りるようになる。このため、エアスプリング１が高圧状態では、大きな駆動力を必要としないから、小さい電流値（例えば電流値Ｉａ11）に設定している。
On the other hand, when the air pressure in the
以上の空気圧特性を考慮して、給排気バルブ１１を開弁させるための吸引電流Ｉａとしては、特性線Ａよりもわずかに大きな特性線Ｂに沿って設定する。これにより、ステップ４２では、算出したエアスプリング１の空気圧に応じて吸引電流Ｉａを可変にセットする。この結果、空気圧の大，小に応じて吸引電流Ｉａを可変に制御することで、無駄な電流の消費を抑制している。
Considering the above pneumatic characteristics, the suction current Ia for opening the supply /
なお、図８では、開弁に必要な電流（吸引電流Ｉａ）はエアスプリング１の空気圧が上昇するに従って線形な特性で低下するものとした。しかし、これらの空気圧特性は、これに限らず、非線形な特性でもよい。
In FIG. 8, it is assumed that the current (suction current Ia) required for opening the valve decreases with a linear characteristic as the air pressure of the
また、図８では、エアスプリング１の空気圧に応じて給排気バルブ１１の吸引電流Ｉａを連続的に変化させるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、圧力センサ１５からの検出信号によって算出される空気圧を、低圧と高圧の２種類に分類し、低圧時の吸引電流（大電流）と高圧時の吸引電流（小電流）とで２段階に変化させてもよい。同様に、吸引電流Ｉａを３段階以上に変化させる構成としてもよい。
In FIG. 8, the suction current Ia of the air supply /
ステップ４２で吸引電流Ｉａおよび保持電流Ｉｂをセットしたら、次のステップ４３では、例えば給排気バルブ１１の開弁が指令されてからの経過時間と予め設定された吸引時間とを比較して、給排気バルブ１１を開弁させるための吸引時間中か否かを判定する。ステップ４３で「ＹＥＳ」と判定したときには吸引時間中であるので、ステップ４４に移って給排気バルブ１１を開弁させる吸引電流制御を行う。即ち、コントローラ１６は、ステップ４２でセットされた電流値の吸引電流Ｉａをソレノイド１１Ａに供給する。
After the suction current Ia and the holding current Ib are set in step 42, in the next step 43, for example, an elapsed time after the opening of the supply /
一方、ステップ４３で「ＮＯ」と判定したときには、給排気バルブ１１は既に開弁状態になっているから、ステップ４５に移って、開弁状態を保持するための保持時間中か否かを判定する。ステップ４５で「ＹＥＳ」と判定したときには保持時間中であるので、ステップ４６に移って、給排気バルブ１１を開弁状態で保持する保持電流制御を行う。即ち、コントローラ１６は、ステップ４２でセットされた電流値の保持電流Ｉｂをソレノイド１１Ａに供給する。さらに、ステップ４５で「ＮＯ」と判定したときには給排気バルブ１１は閉弁状態であるので、ステップ４７に移って制御クリアの処理を行う。
On the other hand, if “NO” is determined in step 43, the air supply /
かくして、第１の実施の形態によれば、コントローラ１６は、エアスプリング１の空気圧に基づいて、給排気バルブ１１の吸引電流Ｉａの電流値を可変に制御する構成としている。即ち、図８、図９に示すように、エアスプリング１の空気圧状態が低圧のときよりも高圧のときに、この空気圧を開弁方向の力として活用することにより、各バルブ１１，１２を開弁させるときの吸引電流Ｉａを小さい電流値（例えば電流値Ｉａ11）に設定する構成としている。
Thus, according to the first embodiment, the
これにより、エアスプリング１の空気圧に拘わらず吸引電流の値を一定に設定していた場合に比べて、各バルブ１１，１２を開弁させるための吸引電流Ｉａを平均的に小さな値に抑えることができる。この結果、エアサスペンション装置の消費電力を抑えることができる。これに加え、各バルブ１１，１２の吸引電流Ｉａを減少させて、ソレノイド１１Ａ，１２Ａの温度上昇を抑えることができるから、各バルブ１１，１２、コントローラ１６等の耐久性を向上することができる。
As a result, the suction current Ia for opening the
さらに、各バルブ１１，１２を開弁させるための吸引電流Ｉａを平均的に小さな値に抑えることができるから、エアスプリング１の空気圧に拘わらず吸引電流の値が一定に設定されていた場合に比べて、各バルブ１１，１２を開弁するときの開弁音（動作音）を小さくすることができる。
Further, since the suction current Ia for opening the
次に、図１０、図１１は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、コントローラは、給排気手段と排気手段のうち少なくとも一の手段を作動させるための電流値を、内圧推定部により推定したエアスプリングの空気圧に応じて可変に制御する構成としたことにある。 Next, FIG. 10 and FIG. 11 show a second embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the controller variably controls the current value for operating at least one of the air supply / exhaust means and the exhaust means in accordance with the air pressure of the air spring estimated by the internal pressure estimation unit. It is in that.
なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。また、第２の実施の形態では、給排気バルブ１１を開弁させるときの制御について述べることにより、同様の制御である排気バルブ１２の開弁制御については、その説明を省略するものとする。
In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the second embodiment, the control for opening the supply /
図１０に示すように、コンプレッサ４と給排気バルブ１１との間の主管路２には、エアスプリング１の空気圧（内圧）を検出する圧力検出手段としての圧力センサ２１が設けられている。圧力センサ２１は、エアスプリング１に供給された圧縮エア（ドライエア）の空気圧を検出することにより、空気圧の検出信号をコントローラ２３に出力するものである。
As shown in FIG. 10, a
温度検出手段としての温度センサ２２は、例えば、サーミスタ、熱電対等により構成され、コントローラ２３に接続されている。この温度センサ２２は、外気温を含めたエアスプリング１の周囲の温度（検出温度）ＴＳを検出し、検出信号をコントローラ２３に出力するものである。
The temperature sensor 22 as temperature detecting means is constituted by, for example, a thermistor, a thermocouple, etc., and is connected to the
コントローラ２３は、マイクロコンピュータ等により構成され、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなり各センサ１４，２１，２２で検出した情報を記憶する記憶部２３Ａを備えている。このコントローラ２３は、リレー９を制御したり、給排気バルブ１１、排気バルブ１２を開閉制御する制御手段をなしている。コントローラ２３は、各センサ１４，２１，２２等から入力される検出信号に基づいて、コンプレッサ本体５（電動モータ６）の駆動や停止を制御すると共に、例えばＰＷＭ信号のデューティ比を変化させることによって給排気バルブ１１、排気バルブ１２のソレノイド１１Ａ，１２Ａに供給する電流を制御するものである。
The
図１１に示す流れ図（例えば、ステップ５３）のように、コントローラ２３は、記憶部２３Ａに記憶した各センサ１４，２１，２２で検出した情報に基づいてエアスプリング１の空気圧を内圧として推定する。そして、コントローラ２３は、給排気バルブ１１および／または排気バルブ１２を作動させるために必要な電流値を、推定したエアスプリング１の空気圧に応じて可変に制御する。これによりコントローラ２３は、算出した電流値の電流をソレノイド１１Ａ，１２Ａに出力することにより、給排気バルブ１１および／または排気バルブ１２の開弁、保持を制御し、省電力化を図る構成となっている。
As shown in the flowchart of FIG. 11 (for example, step 53), the
次に、第２の実施の形態の特徴部分である給排気バルブ１１の制御処理について、図１１を参照しつつ説明する。なお、ステップ５５ないし６０の処理については、上述した第１の実施の形態によるステップ４３ないし４７と同様であるので、簡略化して説明する。
Next, control processing of the air supply /
この場合、エアスプリング１の体積Ｖは、ハイトセンサ１４からの検出信号により求めることができる。また、エアスプリング１の空気圧Ｐは、給排気バルブ１１が開弁しているときには圧力センサ２１の検出圧力により求めることができ、給排気バルブ１１が閉弁しているときには後述の数２式により求めるものである。また、エアスプリング１の温度Ｔは、温度センサ２２による検出温度ＴＳに基づいて推定演算により求めることができる。この推定演算は、エアスプリング１の温度Ｔと温度センサ２２による検出温度ＴＳとの関係を予めマップ化しておくことにより行うものである。
In this case, the volume V of the
まず、ステップ５１では、コントローラ２３の記憶部２３Ａにより、給排気バルブ１１を閉弁する時のエアスプリング１の空気圧Ｐ０、温度Ｔ０、体積Ｖ０を記憶する。即ち、記憶部２３Ａにより、コンプレッサ４からエアスプリング１に圧縮エアを供給し、エアスプリング１の高さを調整する作業を終了したときに、各センサ１４，２１，２２で検出した情報を前回情報として記憶する。
First, in step 51, the air pressure P 0 , the temperature T 0 , and the volume V 0 of the
次に、ステップ５２では、給排気バルブ１１を開弁する前のエアスプリング１の温度Ｔ１、体積Ｖ１を検出する。この場合、コントローラ２３は、検出した温度Ｔ１、体積Ｖ１を現在情報として認識する。なお、エアスプリング１の温度Ｔ１の算出は、ステップ５１と同様に、温度センサ２２の検出温度ＴＳから推定演算して求めるものである。
Next, in step 52, the temperature T 1 and volume V 1 of the
ステップ５３では、コントローラ２３は、ステップ５１で求めた閉弁時の情報とステップ５２で求めた開弁前の情報とからエアスプリング１の空気圧Ｐ１を下記の数２式により推定演算する。即ち、コントローラ２３は、記憶部２３Ａに記憶されている前回情報と開弁直前に求めた現在情報とを比較して、エアスプリング１に供給されている空気圧Ｐ１を内圧として推定演算する。この場合、ステップ５３は、コントローラ２３に備えられた内圧推定部の具体例を示している。
In step 53, the
ここで、給排気バルブ１１を開弁する前のエアスプリング１の空気圧Ｐ１は、ボイル・シャルルの法則に基づいて、以下の数１式、数２式から算出する。即ち、数２式は数１式から導かれるものである。
Here, the air pressure P 1 of the
次に、ステップ５４では、ステップ５３で推定したエアスプリング１の空気圧Ｐ１から、給排気バルブ１１を開弁駆動するのに必要な吸引電流Ｉａ及び保持電流Ｉｂを算出する。次に、ステップ５５では、吸引電流Ｉａ及び保持電流Ｉｂをステップ５４で算出した電流値にセットする。
Next, in step 54, the air pressure P 1 of the
ステップ５５で吸引電流Ｉａおよび保持電流Ｉｂをセットしたら、次のステップ５６では、給排気バルブ１１を開弁させるための吸引時間中か否かを判定する。ステップ５６で「ＹＥＳ」と判定したときには吸引時間中であるので、ステップ５７に移って給排気バルブ１１を開弁させる吸引電流制御を行う。
When the suction current Ia and the holding current Ib are set in step 55, in the next step 56, it is determined whether or not the suction time for opening the air supply /
一方、ステップ５６で「ＮＯ」と判定したときには、給排気バルブ１１は既に開弁状態になっているから、ステップ５８に移って、開弁状態を保持するための保持時間中か否かを判定する。ステップ５８で「ＹＥＳ」と判定したときには保持時間中であるので、ステップ５９に移って、給排気バルブ１１を開弁状態で保持する保持電流制御を行う。さらに、ステップ５８で「ＮＯ」と判定したときには給排気バルブ１１は閉弁状態であるので、ステップ６０に移って制御クリアの処理を行う。
On the other hand, if “NO” is determined in step 56, the air supply /
かくして、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。第２の実施の形態では、コンプレッサ４と給排気バルブ１１との間に圧力センサ２１を１個設けるだけで、閉弁時のエアスプリング１の空気圧Ｐ０と開弁前のエアスプリング１の空気圧Ｐ１とを算出することができる。この結果、各エアスプリングに圧力センサを設けて各エアスプリングの空気圧を検出する場合に比べて、センサの数を減らすことができ、エアサスペンション装置の製造コストを抑制することが可能となり、メンテナンス性も向上できる。
Thus, according to the second embodiment, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment. In the second embodiment, only by providing one
なお、第１の実施の形態では、給排気バルブ１１と排気バルブ１２との両方について、ソレノイド１１Ａ，１２Ａに供給する電流値をエアスプリング１の空気圧に応じて設定する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、給排気バルブまたは排気バルブのソレノイドに供給する電流値だけをエアスプリングの空気圧に応じて設定する構成としてもよい。この構成は、第２の実施の形態にも同様に適用することができるものである。
In the first embodiment, the case where the current values supplied to the
また、第２の実施の形態では、外気温を含めたエアスプリング１の周囲の温度ＴＳを検出する温度センサ２２を備える構成としている。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、エアスプリング内の温度を検出する温度センサを用いてもよい。
Further, in the second embodiment has a configuration including a temperature sensor 22 for detecting the temperature T S of the circumference of the
１ エアスプリング
４ コンプレッサ
１１ 給排気バルブ（給排気手段）
１２ 排気バルブ（排気手段）
１４ ハイトセンサ（高さ検出手段）
１５，２１ 圧力センサ（圧力検出手段）
１６，２３ コントローラ
２２ 温度センサ（温度検出手段）
２３Ａ 記憶部
1 Air Spring 4
12 Exhaust valve (exhaust means)
14 Height sensor (height detection means)
15, 21 Pressure sensor (pressure detection means)
16, 23 Controller 22 Temperature sensor (temperature detection means)
23A storage unit
Claims (3)
該エアスプリングに空気圧を供給するコンプレッサと、
該コンプレッサからの前記空気圧を前記エアスプリングに給排するための給排気手段と、
前記空気圧を前記エアスプリングから大気に排出する排気手段と、
前記エアスプリングに供給された前記空気圧を検出する圧力検出手段と、
前記コンプレッサ、前記給排気手段および前記排気手段を作動させるコントローラと、を備えてなるエアサスペンション装置において、
前記給排気手段と前記排気手段とのうち少なくとも一の手段は、
ソレノイドと、
該ソレノイドへの給電によって可動するプランジャと、
該プランジャに設けられ、前記エアスプリング側のポートを開閉する弁部と、
該弁部を閉弁する方向に付勢するスプリングと、を有し、
前記プランジャは、前記ソレノイドへの給電によって前記弁部を開弁する方向に移動させ、
前記弁部は、前記エアスプリング側の空気圧によって前記弁部を開弁する方向に押す力が加えられ、
前記コントローラは、前記給排気手段と前記排気手段とのうち少なくとも一の手段を作動させるための電流値を、前記圧力検出手段により検出した前記エアスプリングの前記空気圧に応じて可変に制御する構成としたことを特徴とするエアサスペンション装置。 An air spring interposed between the vehicle body and the wheel;
A compressor for supplying air pressure to the air spring;
Supply / exhaust means for supplying / exhausting the air pressure from the compressor to / from the air spring;
Exhaust means for discharging the air pressure from the air spring to the atmosphere ;
A pressure detecting means for detecting the air pressure supplied to the front Symbol air spring,
An air suspension device comprising: the compressor; the air supply / exhaust means; and a controller that operates the exhaust means.
At least one of the air supply / exhaust means and the exhaust means is:
A solenoid,
A plunger movable by power supply to the solenoid;
A valve portion provided on the plunger for opening and closing the port on the air spring side;
A spring that biases the valve portion in a direction to close the valve portion,
The plunger is moved in a direction to open the valve portion by supplying power to the solenoid,
The valve portion is applied with a force that pushes the valve portion in a direction to open the valve portion by air pressure on the air spring side,
The controller includes a configuration in which a current value for operating at least one means among said exhaust means and the supply and exhaust means, variably controlled in response to the air pressure in the air spring which is detected by the pressure detecting means An air suspension device characterized by that.
該エアスプリングに空気圧を供給するコンプレッサと、
該コンプレッサからの前記空気圧を前記エアスプリングに給排するための給排気手段と、
前記空気圧を前記エアスプリングから大気に排出する排気手段と、
前記エアスプリングの高さを検出する高さ検出手段と、
前記コンプレッサと前記給排気手段との間で前記空気圧を検出する圧力検出手段と、
外気温を含めた前記エアスプリング周囲の温度を検出する温度検出手段と、
前記コンプレッサ、前記給排気手段および前記排気手段を作動させるコントローラと、を備えてなるエアサスペンション装置において、
前記給排気手段と前記排気手段とのうち少なくとも一の手段は、
ソレノイドと、
該ソレノイドへの給電によって可動するプランジャと、
該プランジャに設けられ、前記エアスプリング側のポートを開閉する弁部と、
該弁部を閉弁する方向に付勢するスプリングと、を有し、
前記プランジャは、前記ソレノイドへの給電によって前記弁部を開弁する方向に移動させ、
前記弁部は、前記エアスプリング側の空気圧によって前記弁部を開弁する方向に押す力が加えられ、
前記コントローラは、前記高さ検出手段、前記圧力検出手段および前記温度検出手段で検出した情報を記憶する記憶部と、該記憶部に記憶した前記情報に基づいて前記エアスプリングに供給されている前記空気圧を内圧として推定する内圧推定部とを備え、
前記コントローラは、前記給排気手段と前記排気手段とのうち少なくとも一の手段を作動させるための電流値を、前記内圧推定部により推定した前記エアスプリングの前記空気圧に応じて可変に制御する構成としたことを特徴とするエアサスペンション装置。 An air spring interposed between the vehicle body and the wheel;
A compressor for supplying air pressure to the air spring;
Supply / exhaust means for supplying / exhausting the air pressure from the compressor to / from the air spring;
Exhaust means for discharging the air pressure from the air spring to the atmosphere;
A height detecting means for detecting the height of the air spring;
Pressure detecting means for detecting the air pressure between the compressor and the air supply / exhaust means;
Temperature detecting means for detecting the temperature around the air spring including the outside air temperature;
An air suspension device comprising: the compressor; the air supply / exhaust means; and a controller that operates the exhaust means.
At least one of the air supply / exhaust means and the exhaust means is:
A solenoid,
A plunger movable by power supply to the solenoid;
A valve portion provided on the plunger for opening and closing the port on the air spring side;
A spring that biases the valve portion in a direction to close the valve portion,
The plunger is moved in a direction to open the valve portion by supplying power to the solenoid,
The valve portion is applied with a force that pushes the valve portion in a direction to open the valve portion by air pressure on the air spring side,
The controller includes a storage unit that stores information detected by the height detection unit, the pressure detection unit, and the temperature detection unit, and the air spring that is supplied to the air spring based on the information stored in the storage unit. An internal pressure estimation unit that estimates air pressure as internal pressure,
The controller includes a configuration in which a current value for operating at least one means among said exhaust means and the supply and exhaust means, variably controlled in response to the air pressure in the air spring which is estimated by the pressure estimation unit An air suspension device characterized by that.
前記コントローラの前記内圧推定部は、前記記憶部に記憶されている前回情報と前記高さ検出手段および前記温度検出手段で検出した現在の情報とを比較して、前記エアスプリングに供給されている前記空気圧を内圧として推定する構成としてなる請求項２に記載のエアサスペンション装置。 The storage unit of the controller stores information detected by the height detection unit, the pressure detection unit, and the temperature detection unit as previous information when the operation of adjusting the height of the air spring is completed,
The internal pressure estimation unit of the controller compares the previous information stored in the storage unit with the current information detected by the height detection unit and the temperature detection unit, and is supplied to the air spring. The air suspension apparatus according to claim 2, wherein the air suspension apparatus is configured to estimate the air pressure as an internal pressure.
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