JP3963627B2

JP3963627B2 - エアサスペンション車の車高調整装置

Info

Publication number: JP3963627B2
Application number: JP2000023460A
Authority: JP
Inventors: 勇人南部; 啓朗凌
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2000-02-01
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2020-02-01
Also published as: JP2001213129A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアサスペンション車、特に後部に荷室が形成されたトラックに適する車高調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シャシフレームと左右の車輪との間に配置された左右のエアスプリングがシャシフレームを支持し、これらのエアスプリングがシャシフレームの車輪に対する高さに応じて開閉するレベリング装置を介してエアタンクに接続されたエアサスペンション車が知られている。このエアサスペンション車では、金属バネでシャシフレームを支持する方式に比較して、バネ上共振点を低く設定でき、かつ細かい振動を吸収できるため、乗員の乗り心地を向上できるようになっている。また、このようなエアサスペンション車では、エアスプリングとエアタンクがレベリング装置を介して接続されるため、トラック等の車両では後部荷室に荷物が積載され、シャシフレームの車輪に対する高さに変動が生じても、その高さに応じてレベリング装置が開閉してエアタンク内の高圧エアがエアスプリング内に供給され、荷物の積載状態にかかわらずシャシフレームの車輪に対する高さを常に一定に保つようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のエアサスペンション車は、荷物の積載状態にかかわらず高さを一定に保つので、例えば荷物が荷室の左又は右に片寄って積載された場合であっても車高が一定に保たれる。このためトラックの運転者はその車両を走行させ、右又は左方向のローリング時における操縦安定性の相違により初めて荷物が片寄って積載されている事実を知る不具合がある。これは荷物を左右均等に積載することにより解消されるものであるが、積載する荷物によっては均一に積載できないものも存在する。荷物の積載状態に応じた車両走行をさせるため、荷物の積載状態の確認を車両走行以前に運転者に義務付けることも考えられるが、幌や扉付きの箱により荷室が形成された車両にあっては、その積載状態を一見して確認できない問題もある。特に荷物を積載する者と車両を運転する者が異なる場合には、運転者が車両の外部を一見して荷物の積載状態を把握できることが望まれる。本発明の目的は、荷物の積載状態を車両外部から一見して把握し得るエアサスペンション車の車高調整装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１及び図２に示すように、左右の車輪１２，１２とシャシフレーム１６との間にそれぞれ設けられシャシフレーム１６を支持する左右のエアスプリング１７，１８と、左右のエアスプリング１７，１８とエアタンク２９とを接続するエア管路３１に設けられ左右のエアスプリング１７，１８にエアタンク２９内の圧縮エアをそれぞれ給排する車高調整バルブ３２と、シャシフレーム１６と左右の車輪１２，１２との間にそれぞれ設けられ左右の車高をそれぞれ電気的に検出する左右の車高センサ３３，３５と、左右の車高センサ３３，３５が検出した左右の車高の平均値が所定の基準値となるように車高調整バルブ３２を制御するコントローラ３４とを備え、コントローラ３４は左右の車高センサ３３，３５の検出出力に基づいてシャシフレーム１６の右又は左への傾きを演算してその傾きが１．５度から２．５度までの間のいずれかの値からなる所定の傾斜値以上のとき左右のエアスプリング１７，１８のいずれか一方又は双方に圧縮エアを供給し又は排出して傾きを所定の傾斜値に維持するように車高調整バルブ３２を制御し、コントローラ３４は左右の車高の平均値が所定の基準値となりかつシャシフレーム１６の右又は左への傾きが所定の傾斜値とになったときに車高調整バルブ３２の制御を停止することを特徴とするエアサスペンション車の車高調整装置である。
【０００５】
この請求項１に記載されたエアサスペンション車の車高調整装置では、荷物が片寄って積載され、車両が右又は左に傾くと、コントローラ３４は左右の車高センサ３３，３５の検出出力に基づいてその傾きを演算する。この傾きが所定の傾斜値以上であるときには、コントローラ３４は車高調整バルブ３２を切換えて、左右のエアスプリング１７，１８のいずれか一方又は双方に圧縮エアを供給し又は排出し、その傾きを所定の傾斜値に達したとき圧縮エアの供給を停止する。運転者は外部から所定の傾斜値で傾く車両を視認することにより、その傾斜方向に片寄って積載されている事実を認識する。
【０００６】
そして、所定の傾斜値が１．５度から２．５度までの間のいずれかの値であることにより、車両の傾きを確実に認識させることができる。所定の傾斜値が１．５度未満であると車両の外部からその傾きの有無を確認することが困難になり、所定の傾斜値が２．５度を越えると車両走行時における操縦安定性が低下する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、エアサスペンション車であるトラック１０には、左右にそれぞれ車輪である前輪１１，１１及び後輪１２，１２が設けられる。左右の前輪１１，１１は車幅方向に延びる図示しない前車軸の両端にそれぞれ回転可能に取付けられ、左右の後輪１２，１２は車幅方向に延びる後車軸１３（図３）の両端に固着され、後車軸１３はアクスルハウジング１４に回転可能に保持される。本発明の車高調整装置は、車輪である後輪１２，１２とシャシフレーム１６（図２及び図３）との間にそれぞれ設けられた左右のエアスプリング１７，１８を備える。
【０００８】
図２に示すように、左右のエアスプリング１７，１８はシャシフレーム１６を支持するものであり、シャシフレーム１６はトラック１０の進行方向に延びる一対のサイドフレーム１６ａ，１６ｂを備える。車軸１３（図３）を保持するアクスルハウジング１４前後の左サイドフレーム１６ａには左のエアスプリング１７である第１及び第２エアスプリング１７ａ，１７ｂが配設され、アクスルハウジング１４の前後の右サイドフレーム１６ｂには右のエアスプリング１８である第３及び第４エアスプリング１８ａ，１８ｂが配設される。これらのエアスプリング１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂには一対のサスペンションビーム１９ａ，１９ｂが備えられる。左サスペンションビーム１９ａは前端が第１エアスプリング１７ａに接着し後端が第２エアスプリング１７ｂに接着される。右サスペンションビーム１９ｂは、前端が第３エアスプリング１８ａに接着し後端が第４エアスプリング１８ｂに接着される。これらサスペンションビーム１９ａ，１９ｂの長手方向中央にはアクスルハウジング１４の両端部がそれぞれ取付けられ、アクスルハウジング１４はこの一対のサスペンションビーム１９ａ，１９ｂに架設される。
【０００９】
なお、アクスルハウジング１４と一対のサイドフレーム１６ａ，１６ｂの間には一対のラジアスロッド２１，２１が取付けられ、一対のサイドフレーム１６ａ，１６ｂと一対のサスペンションビーム１９ａ，１９ｂとの間にはスタビライザ２２が設けられる。このスタビライザ２２は車幅方向に延びるスタビライザバー２２ａの両端にスタビライザアーム２２ｂ，２２ｃの基端が固着されて形成され、スタビライザアーム２２ｂ，２２ｃの先端は一対のサスペンションビーム１９ａ，１９ｂに取付けられる。このラジアスロッド２１，２１及びスタビライザアーム２２ｂ，２２ｃはアクスルハウジング１４と一対のサイドフレーム１６ａ，１６ｂとの間の突っ張り棒又は引戻し棒の役割を果たすようになっている。
【００１０】
図１に示すように、車高調整装置は上記左右のエアスプリング１７，１８と、左右のエアスプリング１７，１８とエアタンク２９とを接続するエア管路３１に設けられ左右のエアスプリング１７，１８にエアタンク２９内の圧縮エアをそれぞれ給排する単一の車高調整バルブ３２と、左右の車高をそれぞれ電気的に検出する左右の車高センサ３３，３５と、左右の車高センサ３３，３５の各検出出力に基づいて車高調整バルブ３２を制御するコントローラ３４とを備える。車高調整バルブ３２は２つの制御入力３２ａ，３２ａを有する４ポートの電磁弁である。このバルブ３２はエアタンク２９に接続された単一の第１ポート３２ｂと、左右のエアスプリング１７，１８にそれぞれ接続された２つの第２ポート３２ｃ，３２ｃと、大気に開放された単一の排出ポート３２ｄとを有する。
【００１１】
左右の車高センサ３３，３５はシャシフレーム１６（図２）と左右の車輪１２，１２との間にそれぞれ設けられ、この実施の形態における左右の車高センサ３３，３５はそれぞれ非接触タイプのポテンショメータであり、同一のものが使用される。左の車高センサ３３を代表して説明すると、図３に詳しく示すように、左サイドフレーム１６ａに取付けられたセンサ本体３３ａと、基端がセンサ本体３３ａに枢着されたレバー３３ｂと、上端がレバー３３ｂの先端に枢支され下端がアクスルハウジング１４に接続されたリンク３３ｃとを有する。この車高センサ３３はレバー３３ｂの先端が斜め上向きになると車高が基準値より低い位置になったことを電気的に検出し、斜め下向きになると車高が高い位置になったことを電気的に検出するようになっている。
【００１２】
図１に戻って、左右の車高センサ３３，３５の検出出力はコントローラ３４の制御入力に接続され、コントローラ３４の制御出力は車高調整バルブ３２の２つの制御入力３２ａ，３２ａに接続される。またコントローラ３４にはメモリ３９が設けられ、このメモリ３９にはトラック１０の荷物積載時の車高の基準値Ｈ₀₁と、トラック１０の傾きに対する所定の傾斜値Ｓ₀₁がそれぞれ記憶される。
なお、この実施の形態では、エアサスペンション車としてトラックを挙げたが、乗用車、バス又はその他の車両でもよい。
また、この実施の形態では、２つの制御入力を有する４ポートの車高調整バルブ（電磁弁）を１つ設けたが、単一の制御入力を有する３ポートの車高調整バルブ（電磁弁）を２つ設けてもよい。この場合、２つの車高調整バルブの第１ポートはエアタンクにそれぞれ接続され、第２ポートは左右のエアスプリングにそれぞれ接続され、排出ポートは大気に開放される。
【００１３】
このように構成された車高調整装置の動作を図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
運転者がトラック１０を荷物集積所に停車させ、荷物を荷室４１（図４）に積載し又は積載された荷物を荷室４１から搬出すると、荷室４１における荷重が変動して左右のエアスプリング１７，１８は圧縮され又は伸張し、車高が上下する。車高が上下すると、左右の車高センサ３３，３５はトラック左右の車高を検出する。コントローラ３４は左右の車高センサ３３，３５の各検出出力に基づいて車体１５の左右の車高の平均値Ｈを演算する。即ち、右側の車高センサ３５の検出した車高をＲＨ（図４）とし、左側の車高センサ３３が検出した車高をＬＨ（図４）とすると、コントローラ３４はこれらの平均値ＨをＨ＝（ＲＨ＋ＬＨ）／２より求める。コントローラ３４はこの平均値Ｈをメモリ３９に記憶された車高の基準値Ｈ₀₁と比較し、Ｈ＜Ｈ₀₁又はＨ＞Ｈ₀₁のときには車高を補正する必要があると判断する。
【００１４】
次に、コントローラ３４は左右の車高センサ３３，３５の各検出出力に基づいてシャシフレーム１６の右又は左への傾きを演算する。即ち、左右の車高センサ３３，３５の間隔をＷ（図４）とすると、コントローラ３４はシャシフレーム１６の傾きＳをＳ＝（ＲＨ−ＬＨ）／Ｗより求める。コントローラ３４はこの傾きＳをメモリ３９に記憶された所定の傾斜値Ｓ₀₁と比較し、Ｓの絶対値がＳ₀₁より大きいとき車両１０の左右の高さが均一でないと判断し、それ以下のときには車両１０の左右の高さが均一であると判断する。
【００１５】
荷物が積載される場合であって、荷物が荷室４１に均等に積載されると、左右のエアスプリングは均一に圧縮されるため、コントローラ３４は車高を補正する必要があると判断するが、車両１０の左右の高さは均一であると判断する。この場合、コントローラ３４は車高調整バルブ３２を制御して、左右のエアスプリング１７，１８に同時に圧縮エアを供給し、Ｈ＝Ｈ₀₁になったときに左右のエアスプリング１７，１８への圧縮エアの供給を停止する。逆に積載された荷物を荷室４１から搬出する場合では、コントローラ３４は車高調整バルブ３２を制御して、左右のエアスプリング１７，１８から同時に圧縮エアを排出し、Ｈ＝Ｈ₀₁になったときに左右のエアスプリング１７，１８からの圧縮エアの排出を停止する。
【００１６】
一方、荷物が片寄って積載された場合には、コントローラ３４は車高を補正する必要があると判断すると同時に車両１０の左右の高さは均一でないと判断する。この場合、コントローラ３４はシャシフレーム１６が左右のいずれに傾いているかを更に判断する。図４の二点鎖線で示すようにシャシフレーム１６が左に傾いている場合には、そのことをコントローラ３４は判断して車高調整バルブ３２を制御し、右のエアスプリング１８に供給する圧縮エアより多く圧縮エアを左のエアスプリング１７に供給し、Ｓの絶対値がＳ₀₁に等しくなりかつＨ＝Ｈ₀₁になったときに左右のエアスプリング１７，１８への圧縮エアの供給を停止する。逆にシャシフレーム１６が右に傾いている場合には、そのことをコントローラ３４は判断して車高調整バルブ３２を制御し、左のエアスプリング１７に供給する圧縮エアより多く圧縮エアを右のエアスプリング１８に供給し、Ｓの絶対値がＳ₀₁に等しくなりかつＨ＝Ｈ₀₁になったときに左右のエアスプリング１７，１８への圧縮エアの供給を停止する。
【００１７】
この結果、荷物の積載状態にかかわらずトラック１０の車高は常に一定に保たれるとともに、荷物が片寄って積載された場合にはそのトラック１０自体が所定の傾斜値で傾いた状態で維持される。このため運転者はトラック１０に乗車する以前に外部からそのトラックを観察し、所定の傾斜値で傾いていることから荷物がその傾斜方向に片寄って積載されている事実を認識する。その後運転者はトラック１０に乗り込んで片寄っている荷物の積載状態に応じてトラック１０を走行させる。ここで、トラック１０の傾きは運転者が視認し得る程度の所定の傾斜値であるため、車両走行時における操縦安定性が低下することはなく、運転者に違和感を与えない。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、シャシフレームと左右の車輪との間に設けられた左右のエアスプリングがシャシフレームを支持し、車高調整バルブが左右のエアスプリングに圧縮エアをそれぞれ給排し、左右の車高センサが左右の車高をそれぞれ電気的に検出するので、例えば荷物が片寄って積載され、車両が右又は左に傾いた場合に、コントローラは上記左右の車高センサの検出出力に基づいてその傾きを演算し、その傾きが所定の傾斜値となるように車高調整バルブを制御する。即ち、左に過度に傾いている場合には左のエアスプリングに圧縮エアを必要以上に供給し、右に過度に傾いている場合には右のエアスプリングに必要以上の圧縮エアを供給する。この結果、車両は運転に支障を生じない所定の傾斜値に傾くので、運転者は外部から荷物がその傾斜方向に片寄って積載されている事実を認識し、片寄っている荷物の積載状態に応じて車両を走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態のエアサスペンション車の車高調整装置のエア回路及び電気回路を示す構成図。
【図２】そのエアサスペンションを示す平面図。
【図３】そのエアサスペンションを示す左側面図。
【図４】その車両の背面構成図。
【図５】その装置の制御フローチャート。
【符号の説明】
１０トラック（エアサスペンション車）
１２後輪（車輪）
１６シャシフレーム
１７左のエアスプリング
１８右のエアスプリング
２９エアタンク
３１エア管路
３２車高調整バルブ
３３左の車高センサ
３４コントローラ
３５右の車高センサ

Claims

左右の車輪(12,12)とシャシフレーム(16)との間にそれぞれ設けられ前記シャシフレーム(16)を支持する左右のエアスプリング(17,18)と、
前記左右のエアスプリング(17,18)とエアタンク(29)とを接続するエア管路(31)に設けられ前記左右のエアスプリング(17,18)に前記エアタンク(29)内の圧縮エアをそれぞれ給排する車高調整バルブ(32)と、
前記シャシフレーム(16)と前記左右の車輪(12,12)との間にそれぞれ設けられ左右の車高をそれぞれ電気的に検出する左右の車高センサ(33,35)と、
前記左右の車高センサ(33,35)が検出した前記左右の車高の平均値が所定の基準値となるように前記車高調整バルブ(32)を制御するコントローラ(34)と
を備え、
前記コントローラ(34)は前記左右の車高センサ(33,35)の検出出力に基づいて前記シャシフレーム(16)の右又は左への傾きを演算して前記傾きが１．５度から２．５度までの間のいずれかの値からなる所定の傾斜値以上のとき前記左右のエアスプリング(17,18)のいずれか一方又は双方に圧縮エアを供給し又は排出して前記傾きを前記所定の傾斜値に維持するように前記車高調整バルブ(32)を制御し、
前記コントローラ (34) は前記左右の車高の平均値が所定の基準値となりかつ前記シャシフレーム (16) の右又は左への傾きが前記所定の傾斜値とになったときに前記車高調整バルブ (32) の制御を停止する
ことを特徴とするエアサスペンション車の車高調整装置。