JP6350511B2 - 車高調整システム - Google Patents
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Description
車高を高くすれば不整地路を良好に通過することができる。また、左側車高調整アクチュエータと右側車高調整アクチュエータとへの圧力媒体の供給量がほぼ同じとされるため、不整地路を通過して平坦路に至った場合の車体の左右方向の傾きを良好に抑制することができる。
以下、本明細書において、上述のエアシリンダ8、ショックアブソーバ10等について、車輪2の位置で区別する必要がある場合には、車輪2の位置を表す符号FL,FR,RL,RRを付して区別するが、車輪2の位置で区別する必要がない場合、総称を表す場合等には車輪2の位置を表す符号FL,FR,RL,RR等を省略して記載する。
エアシリンダ8は、それぞれ、車体6に設けられたシリンダ本体14と、シリンダ本体14に固定されたダイヤフラム16と、ダイヤフラム16およびショックアブソーバ10のシリンダ本体12に上下方向に一体的に移動可能に設けられたエアピストン18とを含み、これらの内部が圧力媒体室としてのチャンバ19とされる。
チャンバ19におけるエアの給排によりエアピストン18がシリンダ本体14に対して上下方向に相対移動させられ、それにより、ショックアブソーバ10においてシリンダ本体12とピストンとが上下方向に相対移動させられるのであり、車輪2と車体6との間の距離である車高が変化させられる。
コンプレッサ装置30は、コンプレッサ40、コンプレッサ40を駆動する電動モータ42、コンプレッサ40の吸気側の部分である吸気側部41と大気(車高調整システムの外部)との間に設けられた逆止弁である吸気弁44、コンプレッサ40の吐出側に設けられたリリーフ弁46等を含む。コンプレッサ40の吸気側部41のエアの圧力が大気圧より低くなると、コンプレッサ40により大気からフィルタ43、吸気弁44を介してエアが吸い込まれる。また、コンプレッサ40の吐出圧が高くなると、リリーフ弁46を経て大気へ放出される。
タンク34は、エアを加圧した状態で収容するものであり、タンク34に収容されたエアの量が多くなると、エアの圧力であるタンク圧が高くなるのであり、エアの量とタンク圧との間には、図6に示す関係が成立する。
なお、タンク34は、図6に示すように、エアの量とタンク圧とが直線で表される関係を有するものに限らず、曲線で表される関係を有するものとすること等もできる。
回路弁61〜64は常閉弁であり、開状態において双方向のエアの流れを許容し、閉状態において、一方の側から他方の側へのエアの流れを阻止するが、他方の側のエアの圧力が一方の側のエアの圧力より設定圧以上高くなると、他方の側から一方の側へのエアの流れを許容するものである。
回路弁61,63は、閉状態においてタンク34からのエアの流出を阻止するものであり、回路弁62は、閉状態において、共通通路22からのエアの流出を阻止するものであり、回路弁64は、閉状態において共通通路22へのエアの供給を阻止するものである。
また、第4通路66の排気弁32より第2通路側の部分には、ドライヤ70と流れ抑制機構72とが直列に設けられる。流れ抑制機構72は、互いに並列に設けられた、差圧弁72vと絞り72sとを含む。差圧弁72vは、第2通路側からコンプレッサ側へのエアの流れを阻止し、コンプレッサ側の圧力が第2通路側の圧力より設定圧以上高くなると、コンプレッサ40から第2通路52へのエアの流れを許容する。
また、本実施例における車高調整システム等は、バッテリ110の電力により作動可能なものである。バッテリ110の電圧は電圧モニタ112によって検出されるが、電圧モニタ112は車高調整ECU80に接続される。
以上のように構成された車高調整システムにおいて、例えば、車高を高くする(以下、アップ制御と称する場合がある)場合には、図3(a)に示すように、回路弁61〜64を開とするとともに、制御対象輪(図3においては左前輪2FLである場合について記載した)に対応する車高調整弁26FLを開とする。タンク34に蓄えられたエアは、制御対象輪2FLのエアシリンダ8FLのチャンバ19に供給される。それにより、制御対象輪2FLについての車高が高くなる。
車高を低くする(以下、ダウン制御と称する場合がある)場合には、図3(b)に示すように、電動モータ42の駆動によりコンプレッサ40を作動させ、回路弁61、64を閉、回路弁62,63を開とするとともに、制御対象輪2FLに対応する車高調整弁26FLを開とする。制御対象輪2FLのエアシリンダ8FLのチャンバ19から、エアが排出させられてタンク34に供給される。
本実施例においては、車高の上昇量の目標値である目標車高上昇量ΔHrefが決定され、目標車高上昇量ΔHrefが実現されるように、エアシリンダ8にタンク34から供給されるエアの量(供給量ΔV)が制御されるのであるが、エアの供給量ΔVは、タンク圧PTに基づいて制御される。
前述のように、タンク34において、収容されたエアの量とタンク圧との間には、図6に示すように、エアの量が増加するとタンク圧が増加する関係が成立する。そのため、図5に示すように、タンク34からエアシリンダ8にエアが供給されると、タンク34に収容されたエアの量が少なくなり、タンク圧は低くなる。また、図6に示すように、タンク34に収容されたエアの温度が高い場合は低い場合より、タンク圧がエアの量に対して相対的に高くなる。
一方、エアシリンダ8において、車高の上昇量ΔHと供給された(増加した)エアの量(エアの供給量)との間には、図7に示すように、チャンバ19のエアの量が増加すれば車高の上昇量が大きくなる関係が成立する。この場合において、チャンバ19に収容されたエアの圧力であるシリンダ圧Psが高い場合は低い場合より車高の上昇量が同じ場合に必要なエアの供給量が多くなる。なお、図7の関係は、前輪側のエアシリンダ8FR,FLと後輪側のエアシリンダ8RR、RLとで異なるのが普通であり、本実施例においては、前輪側のエアシリンダ8FR,FLについての関係と、後輪側のエアシリンダ8RR,RLについての関係とが、それぞれ、別箇に記憶されている。
以上のことから、目標車高上昇量ΔHrefと、図7に示す関係とに基づいて、チャンバ19に供給されるべきエアの量である目標エア供給量ΔVrefが求められる。そして、目標エア供給量ΔVrefと図6に示す関係とに基づいて、供給量ΔVrefのエアがタンク34から排出させられた場合のタンク圧の低下量である目標タンク圧低下量ΔPTrefが求められる。
換言すれば、タンク圧PTの実際の低下量ΔPTが目標タンク圧低下量ΔPTrefとなるように車高調整弁26等が制御されれば、タンク34からエアシリンダ8へ供給量ΔVrefのエアが供給され、車高がΔHref上昇させられるのであり、タンク圧PT、または、タンク圧の低下量ΔPTを制御することにより車高の上昇量ΔHが制御されることになる。
この場合に、シリンダ圧Psやエアの温度(内部温度)Tを考慮すれば、車高の上昇量を精度よく制御することが可能である。
車輪2が接地している路面が不整地である場合(以下、単に不整地路であると称する)には、互いに対角位置にある一対の車輪2から成る2つの組{(2FL,2RR)、(2FR,2RL)}の各々における車高の和(平均値でもよい)の差の絶対値であるワープ量Wpが大きくなる。そのため、ワープ量Wpがしきい値Wthより大きい場合には、不整地路であると判定することができる。
Wp=|(HFL+HRR)−(HFR+HRL)|>Wth
そして、不整地路である場合には、ワープ量Wpに基づいて目標車高上昇量ΔHrefが求められるが、この目標車高上昇量ΔHrefは、前後左右の4つの車輪2FL,FR,RL,RRのすべてについて同じとされる。例えば、目標車高上昇量ΔHrefは、ワープ量Wpが大きい場合は小さい場合より大きい値とすることができる。
そして、前後左右の車輪2FL,FR,RL,RRの各々について、目標車高上昇量ΔHrefが実現されるように、エアシリンダ8FL,FR,RL,RRへの目標エア供給量ΔVrefが決定され、目標タンク圧低下量ΔPTrefが決定されるのであるが、前輪側と後輪側とでは、エアシリンダ8の大きさ等が異なるため、図7に示す関係が異なり、目標エア供給量ΔVrefが異なることが多い。それに対して、前輪側、後輪側の各々における左側車輪、右側車輪については、エアシリンダ8の大きさ等が同じであるため、エアの温度、車輪に加えられる荷重等が同じである場合には、図7に示す関係が同じになるため、目標エア供給量ΔVrefは、ほぼ同じになる。
一方、不整地路である場合には、前輪側、後輪側の各々において、左側車輪と右側車輪とで車高が異なるのが普通である。例えば、左前輪2FLについての車高が標準車高より高く、右前輪2FRの車高が標準車高より低い場合もあるが、それにもかかわらず、本実施例においては、左前輪2FL,右前輪2FRについての目標車高上昇量ΔHrefが同じとされ、エアシリンダ8FL,FRには、それぞれ、ほぼ同じ量のエアが供給される。
ステップ1(以下、S1と略称する。他のステップについても同様とする)において、前後左右の4つの車輪2の各々について車高HFL,FR,RL,RRが検出され、S2において、ワープ量Wpが取得され、しきい値Wthより大きいか否かが判定されるのであり、不整地路であるか否かが判定される。不整地路である場合には、S3において、ワープ量Wp等に基づいて目標車高上昇量ΔHrefが決定され、S4において、車高調整が行われる順番が決定される。例えば、最も車高が低い車輪から順番に車高調整が行われるようにすることができる。車高が低い車輪から車高が高くされれば、運転者の不整地路を通過できるという安心感が早期に得られ、最も低い車輪の車高が高くされれば、不整地路を容易に通過できる可能性も高くなるからである。しかし、車高調整が行われる順番を車高の低い順とすることは不可欠ではなく、予め定められた順(例えば、右前輪、左前輪、右後輪、左後輪等)とすることもできる。なお、車高調整が行われる順番はnで表されるが、順番nに対応して、その順番nで車高調整が行われる車輪位置が対応づけられる。
以下、同様に、2番目(n=2)の制御対象輪2(例えば、左後輪2RLとする)について車高調整が行われる。目標タンク圧低下量ΔPTrefが決定され、車高調整弁26FR,FL,RRが閉、車高調整弁26RLが開とされ、エアシリンダ8RLにエアが供給される。タンク圧の実際の低下量ΔPT(PTB−PT)が目標タンク圧低下量ΔPTrefに達すると、車高調整弁26RLが閉とされる。順番を表す値nが1増加させられるが、ここでは3となるため、S15の判定がNOとなり、S7に戻され、同様に実行される。そして、4つの車輪2のすべてについて、車高調整が行われ、エアシリンダ8の各々に個別にエアが目標エア供給量ΔVrefずつ供給された場合には、S15の判定がYESとなり、S16において、回路弁61〜64が閉とされる。
仮に、不整地路においては、車体の姿勢がほぼ水平になるように車高調整が行われた場合には、平坦路に至った場合に車体が傾く等の問題がある。それに対して、本実施例においては、左右輪について、車高上昇量が同じになるように制御されるため、平坦路に至った場合の車体の左右方向の傾きを良好に小さくすることができる。
一方、タンク34と複数のエアシリンダ8とを連通させた場合には、シリンダ圧Psの低いエアシリンダに多くのエアが供給され、シリンダ圧Psの高いエアシリンダに供給されるエアの量が少なくなり、エアシリンダ8の各々において、それぞれ、ほぼ同じ量ずつのエアを供給することは困難である。それに対して、タンク34と1つずつのエアシリンダ8とが連通させられ、タンク圧の実際の低下量ΔPTが目標タンク圧低下量ΔPTrefに達すると、エアシリンダ8がタンク34から遮断されるようにすれば、すべてのエアシリンダ8の各々にほぼ同量ずつのエアを供給することができる。その結果、不整地路を通過して平坦路に入った場合に、車体の傾きを良好に抑制することができる。
また、本実施例においては、タンク34のエアが第1通路50、第2通路52を経てエアシリンダ8に供給される。換言すれば、コンプレッサ40を得ることなく供給される。そのため、コンプレッサ40のクランク室に存在するエアの量を考慮する必要性が低くなり、より一層、供給されたエアの量を正確に制御することが可能となる。
また、タンク圧PTに基づく車高調整は、不整地路以外にも適用することができる。図7に示す関係と、目標車高変化量ΔHrefとに基づいて、エアの給排量の目標値ΔVrefが決定され、エアの給排量の目標値ΔVrefと図6に示す関係とに基づけば、タンク圧PTの変化量の目標値ΔPTrefが決定されるのである。例えば、オートレベリング制御が行われる場合、車高切換えスイッチ88が操作された場合等に適用できるのである。
さらに、不整地路において車高切換えスイッチ88が操作された場合には、それを優先して車高調整が行われるようにすることができる。車高を低くするように車高切換えスイッチ88が操作された場合には、それに応じて不整地路であっても車高を低くすることができる。また、車高を高くするように車高切換えスイッチ88が操作された場合には、その車高切換えスイッチ88が指示する車高に基づいて目標車高上昇量ΔHrefが決定されるようにすることもできる。
また、タンク圧に基づく車高調整は、車高が低くされる場合にも適用することができる。
さらに、前後左右の4輪すべてについての車高上昇量が同じになるように、エアの供給量を制御することは不可欠ではなく、少なくとも前輪側と後輪側とのいずれか一方における左側輪と右側輪とについての車高上昇量が同じになるように、エアの供給量が制御されるようにしてもよい。
また、S7,9,11,12を記憶する部分、実行する部分等によりタンク圧依拠車高調整部が構成される。
(1)複数の車輪の各々に対応して設けられ、前記複数の車輪についての車高をそれぞれ調整可能な複数の車高調整アクチュエータと、
圧力媒体を収容するタンクを含み、そのタンクから前記複数の車高調整アクチュエータの各々に前記圧力媒体を供給可能な圧力媒体供給装置と、
その圧力媒体供給装置を制御することにより、前記複数の車高調整アクチュエータの各々における前記圧力媒体の供給量を制御することにより、前記複数の車輪についての車高をそれぞれ調整する車高調整部と
を含む車高調整システム。
圧力媒体は、エア等の気体、作動液等の液体等の流体とすることができる。
(2)前記車高調整部が、前記タンクに収容された圧力媒体の圧力であるタンク圧の低下量を制御することにより、前記タンクから前記複数の車高調整アクチュエータの各々に供給された前記圧力媒体の量をそれぞれ制御する供給量制御部を含む(1)項に記載の車高調整システム。
車高調整アクチュエータにおいて、車高の上昇量と圧力媒体の供給量との間には関係がある。そのため、それらの間の関係と車高上昇量の目標値とに基づけば、その車高上昇量の目標値を実現可能な圧力媒体の供給量を取得することができる。
タンクにおいて、車高調整アクチュエータへの圧力媒体の供給量(タンクにおける圧力媒体の流出量)とタンク圧の低下量との間には関係がある。そのため、タンク圧の低下量に基づけば流出した圧力媒体の量(車高調整アクチュエータへの圧力媒体の供給量)を取得することができる。
以上のことから、タンク圧の低下量に基づけば車高の上昇量が分かるのであり、タンク圧の低下量の制御により車高の上昇量を制御することが可能となる。
このように、実際の車高または実際の車高の変化量が目標車高または目標車高変化量に近づくか否かが検出されることなく、車高調整が行われるのである。
(3)前記供給量制御部が、前記複数の車高調整アクチュエータの各々へ供給される前記圧力媒体の量を、さらに、当該車高調整システムの内部の温度と、前記複数の車輪に加えられる荷重との少なくとも一方に基づいて制御する(2)項に記載の車高調整システム。
車高調整システムの内部の温度である内部温度はタンクに収容された圧力媒体の温度とほぼ同じであると考えられる。圧力媒体の温度が変わると、タンク圧と圧力媒体の量との関係が変わるのであり、温度が高い場合は低い場合より、圧力媒体の量に対するタンク圧が高くなる。
また、車輪に加えられる荷重は車高調整アクチュエータの圧力媒体の圧力に対応するが、荷重、すなわち、車高調整アクチュエータの圧力媒体の圧力が変わると、車高調整アクチュエータにおける圧力媒体の量と車高上昇量との関係が変わる。荷重が大きい場合は小さい場合より、圧力媒体の量に対する車高上昇量が小さくなる。
以上のことから、内部温度と荷重との少なくとも一方を考慮すれば、タンク圧の低下量と車高上昇量との関係をより正確に取得することが可能となる。
(4)前記複数の車高調整アクチュエータが、前記車両の前輪側と後輪側との少なくとも一方の側における左側車輪と右側車輪とについて、前記左側車輪についての車高を調整可能な前記車高調整アクチュエータである左側車高調整アクチュエータと、前記右側車輪についての車高を調整可能な前記車高調整アクチュエータである右側車高調整アクチュエータとを含み、
前記車高調整部が、前記車輪が接地している路面が不整地である場合に、前記左側車高調整アクチュエータと前記右側車高調整アクチュエータとに、それぞれ、前記タンクから供給される前記圧力媒体の量が同じになるように前記圧力媒体供給装置を制御する左右同量制御部を含む(1)項ないし(3)項のいずれか1つに記載の車高調整システム。
前輪側、後輪側の各々における右側輪、左側輪の車高調整アクチュエータにおける圧力媒体の供給量がほぼ同じとされる。前輪側、後輪側の各々における左側輪、右側輪の車高上昇量はほぼ同じとなる。その結果、不整地路を通過して平坦路に変わった場合の車体の左右の傾きを抑制することができる。
なお、前輪側と後輪側とでは車高調整アクチュエータの大きさ等が異なるのが普通である。そのため、車高上昇量が同じとなる圧力媒体の供給量も異なることが多い。
(5)前記車高調整部が、前記左側車高調整アクチュエータと前記右側車高調整アクチュエータとに、前記タンクから前記圧力媒体が同じ量ずつ個別に供給されるように前記圧力媒体供給装置を制御する個別制御部を含む(4)項に記載の車高調整システム。
複数の車高調整アクチュエータがそれぞれ、圧力媒体供給装置に個別の車高調整弁を介して接続されている場合において、制御対象輪の車高調整アクチュエータに対応する車高調整弁が開、制御対象輪を除く車高調整アクチュエータに対応するすべての車高調整弁が閉とされる。その結果、タンクに収容された圧力媒体は開にある車高調整弁に対応する車高調整アクチュエータにのみ供給されるのであり、タンクから排出させられて車高調整アクチュエータに供給された圧力媒体の量を正確に取得することができる。
(6)前記車高調整部が、前記左側輪についての車高である左側車高と前記右側輪についての車高である右側車高とのいずれか一方が基準車高より高く、他方が前記基準車高より低い場合であっても、前記左側車高調整アクチュエータと前記右側車高調整アクチュエータとに前記タンクから供給される前記圧力媒体の量が同じになるように、前記圧力媒体供給装置を制御する(4)項または(5)項に記載の車高調整システム。
基準車高は、標準車高としたり、目標車高としたりすること等ができる。平坦路においては、車高が基準車高より低い車輪については車高を高くし、基準車高より高い車輪については車高を低くするのが普通であるが、不整地路においては、いずれの車輪についても車高が同じだけ高くされる。その結果、不整地路を良好に通過し得、平坦路に至っても車体の左右方向の傾きを小さくすることができる。
(7)車輪についての車高を調整可能な車高調整アクチュエータと、
圧力媒体を収容するタンクを含み、そのタンクから前記車高調整アクチュエータに前記圧力媒体を供給したり、前記車高調整アクチュエータから圧力媒体を排出させて前記タンクに供給したりする圧力媒体給排装置と、
その圧力媒体供排装置を制御することにより前記車高を調整する車高調整部と
を含む車高調整システムであって、
前記車高調整部が、前記タンクに収容された圧力媒体の圧力であるタンク圧の変化量に基づいて前記車高調整アクチュエータにおける前記圧力媒体の変化量を制御することにより、前記車高を調整するタンク圧依拠車高調整部を含むことを特徴とする車高調整システム。
本発明の課題は、タンク圧の変化量に基づいて車高調整を良好に実行可能とすることである。本発明に係る車高調整システムにおいては、タンク圧、圧力媒体の給排量、車高変化量の関係に基づいて車高調整が行われるのであり、タンク圧に基づいて車高調整を良好に行うことができる。
なお、本項に記載の車高調整システムには、(1)項ないし(6)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
Claims (3)
- 車両の複数の車輪の各々に対応して設けられ、前記複数の車輪についての車高をそれぞれ調整可能な複数の車高調整アクチュエータと、
圧力媒体を収容するタンクを含み、そのタンクから前記複数の車高調整アクチュエータの各々に前記圧力媒体を供給可能な圧力媒体供給装置と、
その圧力媒体供給装置を制御することにより、前記複数の車高調整アクチュエータの各々への前記圧力媒体の供給量を制御することにより、前記複数の車輪についての車高をそれぞれ調整する車高調整部と
を含む車高調整システムであって、
前記複数の車高調整アクチュエータが、前記車両の前輪側と後輪側との少なくとも一方の側における左側車輪と右側車輪とについて、前記左側車輪についての車高を調整可能な前記車高調整アクチュエータである左側車高調整アクチュエータと、前記右側車輪についての車高を調整可能な前記車高調整アクチュエータである右側車高調整アクチュエータとを含み、
前記車高調整部が、前記車輪が接地している路面が不整地である場合に、前記左側車高調整アクチュエータと前記右側車高調整アクチュエータとに、それぞれ、前記タンクから供給される前記圧力媒体の量が同じになるように前記圧力媒体供給装置を制御する供給量制御部を含むことを特徴とする車高調整システム。 - 前記供給量制御部が、前記左側車高調整アクチュエータと前記右側車高調整アクチュエータとに、前記タンクから前記圧力媒体が同じ量ずつ個別に供給されるように前記圧力媒体供給装置を制御する個別制御部を含む請求項1に記載の車高調整システム。
- 前記供給量制御部が、前記タンクに収容された圧力媒体の圧力であるタンク圧の低下量を制御することにより、前記タンクから前記複数の車高調整アクチュエータの各々に供給された前記圧力媒体の量をそれぞれ制御するタンク圧依拠制御部を含む請求項1または2に記載の車高調整システム。
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