空气供给系统

文档序号:214151 发布日期:2021-11-05 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 空气供给系统 (Air supply system ) 是由 杉尾卓也 于 2019-12-27 设计创作,主要内容包括:提供一种能够缩减气罐内的压缩空气的空气压力比设定范围低的期间的空气供给系统。空气供给系统进行使从压缩机(4)供给的压缩空气经由具有干燥剂(17)和止回阀(19)的空气干燥器(11)从上游流向下游的供给动作。空气供给系统具备ECU(80),ECU(80)在供给动作与不向止回阀(19)的上游供给压缩空气的非供给动作之间进行切换,在非供给动作中进行使干燥剂(17)再生的再生动作。ECU(80)具备补充要求条件,补充要求条件用于在处于非供给动作时基于平衡指标开始供给动作来作为压缩空气的补充处理。根据检测能量相对于基准能量之比来计算平衡指标,基准能量是气罐(13)中的基准压力的压缩空气所具有的能量,检测能量是在考虑了在基于ECU(80)的控制周期的逐次期间气罐(13)中的压缩空气的增减的、气罐(13)中的压缩空气所具有的能量。(Provided is an air supply system capable of reducing the period during which the air pressure of compressed air in an air tank is lower than a set range. The air supply system performs a supply operation of flowing compressed air supplied from a compressor (4) from upstream to downstream via an air dryer (11) having a desiccant (17) and a check valve (19). The air supply system is provided with an ECU (80), and the ECU (80) switches between a supply operation and a non-supply operation in which compressed air is not supplied upstream of the check valve (19), and performs a regeneration operation in which the desiccant (17) is regenerated during the non-supply operation. The ECU (80) is provided with a supplement request condition for starting a supply operation as a supplement process of compressed air based on the balance index when the supply operation is not performed. The balance index is calculated from the ratio of the detected energy to a reference energy, the reference energy being the energy of the compressed air at the reference pressure in the air tank (13), and the detected energy being the energy of the compressed air in the air tank (13) in consideration of the increase and decrease of the compressed air in the air tank (13) during successive periods of the control cycle by the ECU (80).)

空气供给系统

技术领域

本发明涉及一种向设备供给压缩空气的空气供给系统。

背景技术

在卡车、公共汽车、工程机械等汽车中,利用从压缩机输送的压缩空气来控制包括制动器和悬架等的空气压力系统。在该压缩空气中含有大气中所含的水分以及用于润滑压缩机内的油分等液状的杂质。如果含有大量的水分和油分的压缩空气进入到空气压力系统内,则会导致生锈以及橡胶构件溶胀等,成为工作不良的原因。因此,在压缩机的下游设置有用于去除压缩空气中的水分和油分等杂质的空气干燥器。

空气干燥器进行从压缩空气去除油分和水分的除湿动作、以及从干燥剂去掉吸附于干燥剂的油分和水分并将该油分和水分作为排液进行排出的再生动作。例如,在专利文献1中记载了一种用于空气干燥器进行再生动作的技术。

专利文献1中记载的空气供给系统将由压缩机压缩后的空气贮存在气罐中。在气罐内的空气压力为第一压力以下时,空气供给系统驱动压缩机来向气罐供给压缩空气,直到空气压力上升而达到第二压力为止。当空气压力达到第二压力时,空气供给系统停止由压缩机向气罐供给压缩空气,并且使排液排出阀(吹扫阀)开阀。之后,空气供给系统进行以下的再生动作直到空气压力下降到第三压力为止:通过维持该开阀状态来使气罐内的压缩空气通过空气干燥器后排出到大气中。在气罐内的空气压力达到第三压力时,空气供给系统使排液排出阀闭阀。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2015-229127号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是,在距离长的下坡、长时间的堵车等状况下,即使压缩空气的空气压力由于压缩机的驱动而成为能够向气罐供给压缩空气的第一压力以下,气罐的压缩空气也会由于制动器等而持续被大量消耗。因此,在专利文献1中记载的空气供给系统中,存在以下风险:从开始利用压缩机向气罐供给压缩空气起到在气罐中确保足够量的压缩空气为止的期间,压缩空气的空气压力下降到第一压力以下,该第一压力为适当压力的设定范围的下限值。

本发明的目的在于提供一种能够缩减气罐内的压缩空气的空气压力比设定范围低的期间的空气供给系统。

用于解决问题的方案

达成上述目的的空气供给系统进行使从压缩机供给的压缩空气经由具有干燥剂和止回阀的空气干燥器从上游流向下游来向气罐供给该压缩空气的供给动作,所述空气供给系统具备控制装置,该控制装置在所述供给动作与非供给动作之间进行切换,在所述非供给动作中进行使所述干燥剂再生的再生动作,所述控制装置根据检测能量相对于基准能量之比来计算平衡指标。所述基准能量是所述气罐中的基准压力的所述压缩空气所具有的能量,所述检测能量是考虑在逐次期间所述气罐中的所述压缩空气的增减来计算出的所述气罐中的所述压缩空气所具有的能量,所述逐次期间是从上次计算所述平衡指标时起到本次计算所述平衡指标时为止的期间。所述控制装置还具备补充要求条件,所述补充要求条件用于在处于所述非供给动作时基于所述平衡指标开始所述供给动作来作为压缩空气的补充处理。

在该情况下,由于通过基于补充要求条件开始的供给动作进行的压缩空气的供给,贮存在包括气罐的空气供给系统中的压缩空气的能量提高。也就是说,除了供给开始值之外,还增加开始供给动作的条件,因此能够缩减气罐内的压缩空气的空气压力比设定范围低的期间。

但是,用于补充要求条件的成立与否判定的平衡指标是根据基于规定的基准压力的稳定的基准能量与考虑了从上次计算时起至本次计算时为止的期间的压缩空气的增减的、逐次的检测能量之比来计算出的。压缩空气的急剧消耗被反映到检测能量,因此通过将检测能量与基准能量进行比较,能够基于同检测空气压力与供给开始值之间的比较不同的条件来判定供给动作的开始。

在一个实施方式中,所述控制装置可以基于针对一个循环中的每个所述逐次期间计算出的所述检测能量,来逐次更新所述平衡指标,所述一个循环是从上次的供给动作的开始起到下次的供给动作的开始为止的期间,所述控制装置可以基于处于所述非供给动作中、并且所述平衡指标小于规定的阈值,来判定为所述补充要求条件成立。

在该情况下,在由从上次的供给动作的开始起至下次的供给动作的开始为止的期间构成的一个循环的期间,检测能量被逐次更新。因此,能够在接下来需要进行供给动作的定时开始供给动作。

在一个实施方式中,也可以是,所述控制装置通过从基于在本次的逐次期间自所述压缩机供给的压缩空气的供给能量与基于在上次的逐次期间所述气罐中保存的压缩空气的蓄积能量之和减去基于在所述本次的逐次期间从所述气罐输出的压缩空气的消耗能量,来计算所述检测能量,基于以所述基准压力贮存在所述空气供给系统中的压缩空气来计算所述基准能量。

在该情况下,能够根据供给能量、蓄积能量以及消耗能量来适当地计算检测能量,并且能够适当地计算成为基准的基准能量。

在一个实施方式中,也可以是,所述控制装置根据下式来计算所述供给能量,

[数1]

供给能量[J]=在逐次期间增加了的压缩空气的空气压力[kPa]×气罐的容量[L]

所述控制装置根据下式来计算所述蓄积能量,

[数2]

蓄积能量[J]=上次计算时的压缩空气的空气压力[kPa]×气罐的容量[L]

所述控制装置根据下式来计算所述消耗能量。

[数3]

消耗能量[J]=在逐次期间减少了的压缩空气的空气压力[kPa]×气罐的容量[L]

在该情况下,能够基于上述各式来计算供给能量、蓄积能量以及消耗能量。

在一个实施方式中,所述控制装置也可以根据下式来计算所述基准能量,

[数4]

基准能量[J]=气罐的容量[L]×基准压力[kPa]

也可以是,所述基准压力是供给开始值,所述控制装置基于所述供给开始值与所述止回阀的下游的空气压力的比较来判定是否开始所述供给动作。

在该情况下,能够基于上述式来计算基准能量。另外,由于基准压力为供给开始值,因此以对基于供给开始值的判定进行补充的方式,适当地判定需要补充的状态。

在一个实施方式中,也可以是,用于计算所述基准能量的式中的所述气罐的容量除了包括所述气罐的容量之外,还包括后罐的容量和辅机罐的容量中的至少一者。

在该情况下,能够更适当地得到空气供给系统所具有的压缩空气的能量,从而适当地得到与检测能量之比。

附图说明

图1是示出空气压力系统中使用的空气供给系统的一个实施方式的概要结构的框图。

图2是示出该实施方式的空气供给系统的概要结构的结构图。

图3是示出该实施方式的空气干燥器的动作模式的图,(a)是示出供给动作的图,(b)是示出吹扫动作的图,(c)是示出再生动作的图。

图4是示出该实施方式的气罐内的压缩空气的空气压力变动的一例的曲线图。

图5是示出该实施方式的平衡指标的变动的一例的曲线图。

图6是示出该实施方式的基于平衡指标来进行补充处理的过程的流程图。

图7是示出该实施方式的基于平衡指标来开始补充处理的过程的流程图。

图8是示出该实施方式的基于平衡指标来停止补充处理的过程的流程图。

具体实施方式

参照图1~图4来说明空气压力系统中包括的空气供给系统的一个实施方式。空气供给系统被搭载于卡车、公共汽车、工程机械等汽车。

参照图1来说明空气压力系统的概要。

在空气压力系统中,压缩机4、空气干燥器11、保护阀12、气罐13、制动阀14以及制动室15依次经由空气供给路径4E、11E、12E、13E、14E连接。其中,压缩机4、空气干燥器11以及保护阀12构成空气供给系统10。

压缩机4被汽车的发动机(未图示)的动力驱动,对空气进行压缩来向空气供给系统10供给压缩空气。压缩机4经由空气供给路径4E与空气干燥器11连接。

在空气干燥器11中,使从压缩机4输送来的压缩空气通过干燥剂17(参照图2),由此捕捉压缩空气中的杂质,净化压缩空气。像这样净化后的压缩空气从空气干燥器11经由空气供给路径11E、保护阀12以及空气供给路径12E被供给到气罐13。

气罐13经由空气供给路径13E与由驾驶员操作的制动阀14连接。制动阀14经由空气供给路径14E与制动室15连接。因此,响应于制动阀14的操作,压缩空气被供给到制动室15,由此行车制动器进行工作。

另外,空气供给系统10具备作为控制装置的ECU 80。ECU 80经由布线E62、E63与空气干燥器11电连接。另外,ECU 80经由布线E65与压力传感器65电连接。压力传感器65检测保护阀12的空气压力,并且将该空气压力输出到ECU 80。ECU 80根据压力传感器65的检测信号,来获取与气罐13的空气压力相当的检测空气压力。另外,ECU 80经由布线E66与温湿度传感器66电连接。温湿度传感器66检测气罐13的压缩空气的湿度,并且将该湿度输出到ECU 80。并且,ECU 80与车辆ECU 100电连接,使得能够获取搭载空气供给系统10的车辆的各种信号。

ECU 80具备未图示的运算部、易失性存储部、非易失性存储部,按照保存在非易失性存储部中的程序来向空气干燥器11提供用于指示各种动作的信号等。

参照图2来说明空气供给系统10。

空气干燥器11具有维护用端口P12。维护用端口P12是用于在维护时向空气干燥器11的干燥剂17的上游供给压缩空气的端口。

ECU 80经由布线E63与空气干燥器11的再生控制阀21电连接,经由布线E62与空气干燥器11的调节器26电连接。

当参照图3时,空气干燥器11的内部空间11A具备干燥剂17。干燥剂17设置在空气供给通路18的中途,空气供给通路18将从位于上游的压缩机4起的空气供给路径4E与同位于下游的保护阀12相连的空气供给路径11E连接。

干燥剂17为硅胶、沸石等,使压缩空气通过干燥剂17,由此从压缩空气中去除压缩空气所含的水分从而使压缩空气干燥,并且还从压缩空气中去除压缩空气所含的油分来净化压缩空气。通过了干燥剂17的压缩空气经由仅容许空气流向干燥剂17的下游的作为止回阀的单向阀19被供给到保护阀12。也就是说,在将干燥剂17设为上游且将保护阀12设为下游时,单向阀19仅容许空气从上游流向下游。

当返回而参照图2时,绕过(旁通)单向阀19的旁通流路20以与单向阀19并联的方式设置于单向阀19。再生控制阀21与旁通流路20连接。

再生控制阀21是由ECU 80控制的电磁阀。ECU 80经由布线E63控制再生控制阀21的电源的接通/切断(驱动/非驱动),由此切换再生控制阀21的动作。再生控制阀21在电源被切断的状态下闭阀而将旁通流路20封闭,在电源被接通的状态下开阀而使旁通流路20连通。例如,再生控制阀21在检测空气压力的值超过供给停止值时被驱动。

在旁通流路20中的再生控制阀21与干燥剂17之间的部分设置有节流孔22。当再生控制阀21被通电时,气罐13的压缩空气通过保护阀12后经由旁通流路20以被节流孔22限制了流量的状态被输送到干燥剂17。被输送到干燥剂17的压缩空气从下游朝向上游在干燥剂17中进行逆流。这样的处理是使干燥剂17再生的处理,称为空气干燥器的再生处理。此时,气罐13内的被干燥和净化后的压缩空气逆流过干燥剂17,由此从干燥剂17中去除被干燥剂17捕捉到的水分和油分。例如,再生控制阀21被控制为开阀规定期间。该规定期间是能够使干燥剂17再生的期间,理论性地、实验性地或经验性地被设定。

从压缩机4与干燥剂17之间的部分分支出分支通路16。在分支通路16设置有排液排出阀25,排液排出口27与分支通路16的末端连接。

含有从干燥剂17去除的水分和油分的排液与压缩空气一起被输送到排液排出阀25。排液排出阀25是被空气压力驱动的空气压力驱动式的阀,设置在分支通路16中的干燥剂17与排液排出口27之间的部分。排液排出阀25是使位置在闭阀位置与开阀位置之间变更的二位二通阀。在排液排出阀25处于开阀位置时,排液被输送到排液排出口27。从排液排出口27排出的排液也可以被未图示的油分离器回收。

通过调节器26来控制排液排出阀25。调节器26是由ECU 80控制的电磁阀。ECU 80经由布线E62控制调节器26的电源的接通/切断(驱动/非驱动),由此切换调节器26的动作。当电源被接通时,调节器26向排液排出阀25输入规定的空气压力的卸载信号,由此使排液排出阀25开阀。另外,当电源被切断时,调节器26不向排液排出阀25输入卸载信号,使排液排出阀25的端口向大气压开放,由此使排液排出阀25闭阀。

排液排出阀25在没有从调节器26输入卸载信号的状态下维持在闭阀位置,当从调节器26输入卸载信号时切换到开阀位置。另外,在排液排出阀25的与压缩机4连接的输入端口超过上限值而成为高压的情况下,排液排出阀25被强制地切换到开阀位置。

压缩机4进行供给压缩空气的负荷运转以及不供给压缩空气的无负荷运转。调节器26对压缩机4的负荷运转与无负荷运转之间的切换进行控制。当电源被接通时,调节器26向压缩机4输送卸载信号,由此使压缩机4进行无负荷运转。另外,当电源被切断时,调节器26不向压缩机4输入卸载信号,使压缩机4的端口向大气开放,由此使压缩机4进行负荷运转。

ECU 80基于压力传感器65的检测空气压力来接通(驱动)调节器26的电源,由此将调节器26切换到输出卸载信号的供给位置。另外,ECU 80基于压力传感器65的检测空气压力来切断(不驱动)调节器26的电源,由此将调节器26切换到不输出卸载信号的非供给位置。

再次参照图3来说明空气干燥器11的供给动作、吹扫动作以及再生动作。供给动作是向气罐13供给压缩空气的动作。吹扫动作是使压缩机停止以进行吹扫处理等的动作。再生动作是使干燥剂17进行再生处理的动作。再生动作和吹扫动作构成非供给动作。

参照图3的(a),在供给动作中,ECU 80分别使再生控制阀21和调节器26闭阀(图中记载为“CLOSE”)。此时,不向再生控制阀21和调节器26分别供给来自ECU 80的驱动信号(电源)。因此,调节器26使与下游连接的压缩机4的端口以及排液排出阀25的端口分别向大气开放。在供给动作中,压缩机4供给压缩空气(图中记载为“ON”)。向空气干燥器11供给的压缩空气(图中记载为“IN”)在水分和油分被干燥剂17去除后,经由保护阀12被供给到气罐13(图中记载为“OUT”)。

参照图3的(b),在吹扫动作中,ECU 80将再生控制阀21闭阀,将调节器26开阀(图中记载为“OPEN”)。此时,调节器26由于被供给来自ECU 80的驱动信号(电源)而开阀,使与下游连接的压缩机4的端口以及排液排出阀25的端口分别与上游(保护阀12)连接。在吹扫动作中,由于来自调节器26的卸载信号(图中记载为“CONT”)而压缩机4为无负荷运转状态(图中记载为“OFF”),并且处于干燥剂17和空气供给通路18中的压缩空气与水分及油分等一起从排液排出口27被排出。

参照图3的(c),在再生动作中,ECU 80将再生控制阀21和调节器26分别开阀。此时,向再生控制阀21和调节器26供给来自ECU 80的驱动信号(电源)。在再生动作中,由于来自调节器26的卸载信号而压缩机4为无负荷运转状态。另外,在再生动作中,再生控制阀21和排液排出阀25开阀,由此相对于干燥剂17而言位于保护阀12侧的压缩空气从下游朝向上游逆流过干燥剂17来进行干燥剂17的再生处理。也就是说,从下游向上游流过干燥剂17的压缩空气与水分及油分等一起从排液排出口27被排出。

参照图4和图5来说明补充处理的概要。图4示出在进行补充处理的情况下的压缩空气的空气压力的时间变动,图5示出用于判定是否需要进行补充处理的平衡指标的时间变动。此外,图4与图5的时间对应。

平衡指标是根据检测能量相对于基准能量之比来计算出的指标。基准能量是规定的基准压力的压缩空气所具有的能量。检测能量是考虑逐次期间的压缩空气的增减来计算出的能量。逐次期间是从上次计算平衡指标时起至本次计算平衡指标时为止的期间。平衡指标为表示检测能量相对于基准能量过量或不足的指标。具体地说,检测能量由供给能量、蓄积能量以及消耗能量构成。在空气供给系统10中,供给能量与压缩空气的逐次的供给量相关,蓄积能量与压缩空气的逐次的蓄积量相关,消耗能量与压缩空气的逐次的消耗量相关。此外,基准压力被设定为供给开始值CI。

在像城镇等市区那样制动动作频度高的行驶环境中,有时汽车中的压缩空气的消耗过大。将这样的情况包括在内,ECU 80实时地监视平衡指标。然后,ECU 80根据在检测空气压力达到供给开始值CI之前与供给动作的开始条件不同的基于平衡指标的条件成立,来开始进行向气罐13供给压缩空气的补充处理。由此,即使在空气供给系统10中发生了压缩空气的大消耗,也能够缩短压缩空气的空气压力与供给开始值CI相比相当低的期间。

例如,在图4的曲线图中,实线L21表示执行补充处理的情况下的压缩空气的空气压力,虚线L22表示未执行补充处理的情况下的压缩空气的空气压力。另外,在图5的曲线图中,实线L31表示执行补充处理的情况下的压缩空气的平衡指标,虚线L32表示未执行补充处理的情况下的平衡指标。

参照图4,在压缩空气的空气压力下降得大幅低于供给开始值CI的时间t21,与未执行补充处理的情况相比,在执行补充处理的情况下,检测空气压力相对于供给开始值CI的下降量可以少了差ΔP1。同样地,在时间t31,检测空气压力相对于供给开始值CI的下降量可以少了差ΔP2,在时间t41,检测空气压力相对于供给开始值CI的下降量可以少了差ΔP3。而且,在各时间t21、t31、t41,至少开始进行供给动作。由此,与未执行补充处理的情况相比,在执行补充处理的情况下,压缩空气的空气压力下降得低于供给开始值CI的期间变短、即,使得这样的期间被缩减。

另外,参照图5,在压缩空气的空气压力下降得大幅低于供给开始值CI的时间t21,与未执行补充处理的情况相比,在执行补充处理的情况下,平衡指标的下降量可以少。同样地,在时间t31、t41,平衡指标的下降量可以少。

在此,对平衡指标的计算方法进行说明。

在ECU 80中设置有供给开始值CI和供给停止值CO,供给开始值CI是与使由压缩机4进行的空气供给开始的空气压力对应的值,供给停止值CO是与使由压缩机4进行的空气供给停止的空气压力对应的值。另外,在ECU 80中设置有用于计算平衡指标的各种数式以及各种参数。参数包括喷出效率的映射数据。例如,供给停止值CO、供给开始值CI、各种数式以及各种参数可以存储在ECU 80的非易失性存储部等中。

ECU 80在至少包括车辆行驶中的期间,针对每个规定的控制周期计算平衡指标并更新计算结果。控制周期是作为从上次计算时起至本次计算时为止的期间的逐次期间,具有能够控制空气供给系统10的间隔。ECU 80针对每个控制周期得到平衡指标的实时计算结果。然后,如果平衡指标的计算结果为“1”以上,则ECU 80判定为供给比消耗多(压缩空气充足),如果平衡指标的计算结果小于“1”,则ECU 80判定为供给比消耗少(压缩空气不足)。此外,针对各逐次期间,基于在本次的逐次期间从压缩机4供给的压缩空气来计算供给能量,基于在上次的逐次期间的结束时被保存在气罐13中的压缩空气来计算蓄积能量,基于在本次的逐次期间从气罐13输出的压缩空气来计算消耗能量。另外,基于以基准压力贮存在空气供给系统10中时的压缩空气来计算基准能量。

首先,基于式(1)来计算平衡指标。

[数5]

作为式(1)的项的“供给能量”、“蓄积能量”、“消耗能量”以及“基准能量”的单位都为[J](焦耳)。“供给能量”和“消耗能量”在一个循环的期间针对每个控制周期累积计算结果。“供给能量”和“消耗能量”在一个循环的结束时被复位为“0”,从该复位起又开始进行计算结果的累积。一个循环为从压缩空气的上次的供给开始(检测空气压力≤供给开始值CI)起至下次的供给开始(检测空气压力≤供给开始值CI)为止的期间。在图4的曲线图中,当参照实线L21时,一个循环例如为时间t11至时间t13的期间、时间t13至时间t24的期间、时间t24至时间t34的期间。即,时间的长度的相对关系为一个循环>>一个控制周期(逐次期间)。

以式(2)表示“供给能量”,以式(6)表示“蓄积能量”,以式(7)表示“消耗能量”,以式(8)表示“基准能量”。

[数6]

供给能量[J]=在逐次期间增加了的压缩空气的空气压力[kPa]×气罐的容量[L]=ΔP[kPa]×气罐的容量[L] (2)

[数7]

其中,

[数8]

另外,实际喷出量[L/min]=发动机转速[rpm]×控制周期[min]×行程容积[L]×喷出效率[%]×校正系数 (4)

[数9]

ECU 80从车辆ECU 100获取发动机转速。另外,ECU 80针对控制周期、总罐容量、大气压、行程容量、喷出效率、校正系数,获取在非易失性存储部等中预先设定的值。例如,ECU80从被设定为针对发动机转速的实测值的映射数据获取喷出效率。在该情况下,在根据行驶状况变更压缩机的供给停止压力(即,使用多个供给停止压力)的控制被实施的基础上,准备与多个供给停止压力对应的映射数据。设定用于校正实测值的校正系数。另外,气罐的容量为气罐13的容量,在前气罐和后气罐分别设置压力传感器。总罐容量是包括气罐13在内的、与空气供给路径12E的下游连接且与气罐13相同的压力的压缩空气贮存用的全部气罐的容量的合计。全部气罐也可以仅是气罐13,还可以包括湿罐。另外,除了气罐13之外,还可以包括辅机罐(前空气悬架罐、后空气悬架罐、换档罐、驻车用罐)中的至少一者。

[数10]

蓄积能量[J]=上次计算时的压缩空气的空气压力[kPa]×气罐的容量[L]=一个控制周期前的检测空气压力[kPa]×气罐的容量[L] (6)

[数11]

消耗能量[J]=在逐次期间减少了的压缩空气的空气压力[kPa]×气罐的容量[L]=(一个控制周期前的检测空气压力[kPa]-检测空气压力[kPa])×气罐的容量[L] (7)

其中,在“气罐的空气压力<一个控制周期前的空气压力”的条件成立的情况下,根据式(7)计算消耗能量,在不成立的情况下,设为消耗能量=0。另外,消耗能量除了如式(7)所示那样基于压缩空气的空气压力的下降量来计算之外,还可以基于消耗压缩空气的各设备的消耗量的累积量来计算。

[数12]

基准能量[J]=气罐的容量[L]×基准压力[kPa] (8)

其中,仅在循环开始时更新基准能量。气罐的容量为气罐13的容量。另外,基准压力是配合压缩空气的消耗状况来任意地设定的供给开始值CI,必须小于供给停止值CO。

参照图6~图8来说明空气供给系统10的动作。

如图6所示,ECU 80针对每个控制周期计算“平衡指标”。即,ECU 80基于式(2)来进行供给能量计算处理(步骤S10),基于式(7)来进行消耗能量计算处理(步骤S11),基于式(6)来进行蓄积能量计算处理(步骤S12)。ECU 80进行指标计算处理(步骤S13),指标计算处理是基于求出的“供给能量”、“消耗能量”及“蓄积能量”以及式(1)来计算“平衡指标”的处理。由此,ECU 80计算出“平衡指标”。

ECU 80当计算出平衡指标时,判定补充要求条件是否成立(步骤S14)。如果根据供给能量、蓄积能量、消耗能量以及基于预先设定的基准压力的基准能量计算出的平衡指标小于阈值“1”,则ECU 80判定为补充要求条件成立。相反,如果平衡指标为阈值“1”以上,则ECU 80判定为补充要求条件不成立。

在判定为补充要求条件成立的情况下(步骤S14:“是”),ECU 80执行补充开始处理(步骤S15)。

如图7所示,当开始补充开始处理时,ECU 80判定开始条件是否成立(步骤S20)。如果补充处理开始要求标志为“真”,则ECU 80判定为补充开始条件成立。相反,如果补充处理开始要求标志为“假”,则ECU 80判定为开始条件不成立。ECU 80在判定为开始条件成立的情况下(步骤S20:“是”),开始进行补充(步骤S21)。

当开始补充处理时,ECU 80通过使空气干燥器11进行供给动作来向气罐13供给压缩空气。另一方面,在判定为开始条件不成立的情况下(步骤S20:“否”),ECU 80不开始进行补充(步骤S22)。

然后,ECU 80使补充开始处理返回到图6的步骤S15,并且结束包括图6所示的平衡指标的计算在内的补充处理。

另外,参照图6,在判定为补充要求条件不成立的情况下(步骤S14:“否”),ECU 80执行补充停止处理(步骤S16)。

如图8所示,当开始补充停止处理时,ECU 80判定停止条件是否成立(步骤S30)。如果检测空气压力为供给停止值CO以上,则ECU 80将补充处理开始要求标志设定为“假”,判定为停止条件成立。ECU 80在判定为停止条件成立的情况下(步骤S30:“是”),通过将空气干燥器11切换为非供给动作,来停止向气罐13供给(补充)压缩空气(步骤S31)。另一方面,在判定为停止条件不成立的情况下(步骤S30:“否”),ECU 80不停止补充(步骤S32)。

然后,ECU 80使补充停止处理返回到图6的步骤S16,结束包括平衡指标的计算在内的补充处理。

参照图4和图5来说明空气供给系统10的作用。

ECU 80通过将逐次运算出的平衡指标的运算结果与阈值“1”进行比较,来判定补充要求条件是否成立。在时间t11,检测空气压力比供给开始值CI低,因此如通常那样,ECU80通过执行供给动作来将检测空气压力提高到供给停止值CO(时间t11至时间t12的期间)。然后,在时间t12停止压缩空气的供给。之后,与压缩空气被消耗相应地检测空气压力下降,在检测空气压力即将达到供给开始值CI之前,ECU 80根据平衡指标变得小于“1”来开始补充处理(时间t13)。

平衡指标在压缩空气消耗多的行驶环境中有小于“1”的倾向。在图4和图5所示的情况下也是,在时间t13之后压缩空气的消耗增加,检测空气压力成为供给开始值CI以下。然而,由于开始补充处理,因此与根据变为供给开始值CI以下来开始进行供给动作的情况相比,检测空气压力相对于供给开始值CI的下降量被缩减了实线L21与虚线L22之间的差ΔP1(时间t21)。

ECU 80当检测空气压力成为供给开始值CI以下时,将基于补充处理的供给动作接替通常的供给动作,来供给压缩空气直到检测空气压力成为供给停止值CO为止(时间t21至时间t22的期间)。假设在没有补充处理的情况下,供给动作开始时的检测空气压力进一步下降,因此检测空气压力成为供给停止值CO为止所需的时间变长(时间t21至时间t23的期间)。也就是说,通过补充处理,能够缩减气罐13内的压缩空气的空气压力比设定范围(供给开始值CI与供给停止值CO之间的范围)低的期间。

当检测空气压力成为供给停止值CO时,ECU 80通过再生动作、制动动作等来消耗压缩空气(时间t22至时间t24的期间)。ECU 80根据在检测空气压力达到供给开始值CI之前平衡指标变得小于“1”,来开始补充处理(时间t24)。此时也是,在一段时间后压缩空气的消耗增加,检测空气压力成为供给开始值CI以下(时间t31)。在时间t31,由于已经开始了补充处理,因此与从成为供给开始值CI以下起开始进行供给动作的情况相比,检测空气压力相对于供给开始值CI的下降量被抑制了实线L21与虚线L22的差ΔP2。另外,检测空气压力成为供给停止值CO为止所需的时间是时间t31至时间t32的期间,与在没有补充处理的情况下的时间t31至时间t33的期间相比被缩短。

以后同样地,在非供给动作的期间,ECU 80根据在检测空气压力达到供给开始值CI之前平衡指标变得小于“1”,来开始补充处理(时间t34)。此外,在时间t34以后,压缩空气的消耗量不多,因此不开始通常的供给动作,因补充处理而检测空气压力达到供给停止值CO(时间t35)。ECU 80根据检测空气压力达到供给停止值CO来执行非供给动作,并且根据检测空气压力成为供给开始值CI以下或平衡指标变得小于“1”来开始供给动作或补充处理(时间t41等)。

如以上说明的那样,根据本实施方式,能够得到下面的效果。

(1)由于通过基于补充要求条件开始的供给动作进行的压缩空气的供给,贮存在包括气罐13的空气供给系统中的压缩空气的能量提高。也就是说,除了供给开始值CI之外还增加开始供给动作的条件,因此能够缩减气罐13内的压缩空气的空气压力比设定范围(供给开始值CI)低的期间。

但是,用于补充要求条件的成立与否判定的平衡指标是根据基于规定的基准压力的稳定的基准能量与考虑了从上次计算时起至本次计算时为止的期间的压缩空气的增减的、逐次的检测能量之比来计算出的。压缩空气的急剧消耗被反映到检测能量,因此通过将检测能量与基准能量进行比较,能够基于同检测空气压力与供给开始值之间的比较不同的条件来判定供给动作的开始。

(2)在由从上次的供给动作的开始起至下次的供给动作的开始为止的期间构成的一个循环的期间,检测能量被逐次更新。因此,能够在接下来需要供给动作的定时开始供给动作。

(3)能够根据供给能量、蓄积能量以及消耗能量来适当地计算检测能量,并且能够适当地计算成为基准的基准能量。

(4)能够基于上述各式来计算供给能量、蓄积能量以及消耗能量。

(5)能够基于式(8)来计算基准能量。另外,由于基准压力为供给开始值CI,因此以对基于供给开始值CI的判定进行补充的方式,适当地判定需要补充的状态。

(6)在基准能量的计算中,除了包括气罐13的容量之外,还包括后罐的容量和辅机罐的容量中的至少一者,由此能够更适当地得到空气供给系统10所具有的压缩空气的能量,从而适当地得到与检测能量之比。

此外,本实施方式能够如以下那样变更并实施。本实施方式和以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合并实施。

·在补充处理之后,可以进行再生处理,也可以不进行再生处理。优选的是,在检测空气压力达到供给停止值CO而结束补充处理的情况下,与停止供给处理的情况同样地进行再生处理。另外,在检测空气压力未达到供给停止值CO就结束了补充处理的情况下,可以与检测空气压力达到供给停止值CO而结束补充处理的情况同样地进行再生处理,也可以不进行再生处理以避免再生动作的频繁发生。

·气罐13也可以向制动阀14以外的消耗压缩空气的设备、例如驻车制动器等供给压缩空气。

·压力传感器65只要能够检测与气罐13的空气压力相当的空气压力,可以检测比单向阀19靠下游的任意位置处的空气压力。例如,压力传感器也可以检测气罐内的空气压力。由此,也可以是,能够基于气罐内的检测空气压力来控制供给动作、非供给动作以及再生动作。

·在上述实施方式中,例示了向气罐13供给压缩空气的情况。不限于此,也可以向气罐以及其它罐供给压缩空气。作为其它罐,列举有后罐和辅机罐中的至少一者。作为辅机罐,列举有湿罐、前空气悬架罐、后空气悬架罐以及换档罐中的至少一者。

·在上述实施方式中,例示了基准压力被设定为供给开始值CI的情况,但不限于此,基准压力只要被设定为能够进行适当的补充即可,既可以比供给开始值小,也可以比供给开始值大。

·在上述实施方式中,干燥剂17可以除了具有干燥剂之外还具有过滤部。

·在上述实施方式中,例示了设置有干燥剂17的情况,但不限于此,也也可以在干燥剂17的上游设置油雾分离器。

·在上述实施方式中,设为空气供给系统10被搭载于卡车、公共汽车、工程机械等汽车来进行了说明。作为除此以外的方式,空气供给系统也可以被搭载于轿车、铁道车辆等其它车辆。

附图标记说明

4:压缩机;10:空气供给系统;11:空气干燥器;11A:内部空间;12:保护阀;13:气罐;14:制动阀;4E、11E、12E、13E、14E:空气供给路径;15:制动室;16:分支通路;17:干燥剂;18:空气供给通路;19:单向阀;20:旁通流路;21:再生控制阀;22:节流孔;25:排液排出阀;26:调节器;27:排液排出口;65:压力传感器;66:温湿度传感器;80:ECU;100:车辆ECU;E62、E63、E65、E66:布线;P12:维护用端口。

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