车辆高度调整装置.pdf

一种车辆高度调整装置(10)，包括：车辆高度调整单元(12)，分别对应车体的车轮设置，并响应于工作流体的供应和排放来调整车辆高度；压力箱(26)，存储所述工作流体；压缩机(36)，压送所述工作流体；阀体块(24)，由开关阀(24a、24b、24c、24d)组成，且介于所述压力箱及所述压缩机与所述车辆高度调整单元之间；以及控制单元(56)，通过控制所述阀体块调整车辆高度，其中，所述阀体块连接至所述压力箱、所述压缩机的工作流体出口(28a)和入口(28b)，且在完成工作流体的压送时，所述控制单元控制使所述工作流体出口和入口相互连通。

权利要求书
1.  一种车辆高度调整装置(10)，包括：
多个车辆高度调整单元(12)，分别对应车体的车轮设置，并响应于工 作流体的供应和排放来调整车辆高度；
压力箱(26)，存储所述工作流体；
压缩机(36)，压送所述工作流体；
阀体块(24)，由多个开关阀(24a、24b、24c、24d)形成，且介于 所述压力箱及所述压缩机与所述车辆高度调整单元之间；以及
控制单元(56)，通过控制所述阀体块来调整每个所述车辆高度调整 单元的车辆高度，
其中，所述阀体块连接至所述压力箱，并连接至所述压缩机的工作流 体出口(28a)和工作流体入口(28b)，且
在所述压缩机完成所述工作流体的压送时，所述控制单元以所述工作 流体出口和所述工作流体入口相互连通的方式控制所述开关阀。

2.  根据权利要求1所述的车辆高度调整装置，
其中，当所述压缩机完成所述工作流体的压送后过去了预定时段时，所 述控制单元使所述工作流体出口与所述工作流体入口连通。

3.  根据权利要求1或2所述的车辆高度调整装置，其中，
所述多个开关阀包括：第一开关阀和第二开关阀(24a、24b)，所述第 一开关阀和第二开关阀(24a、24b)中的每个开关阀的第一端均连接至所述 压力箱；第三开关阀(24c)，所述第三开关阀(24c)的第一端连接至所述 压缩机的出口及所述第二开关阀的第二端，且所述第三开关阀(24c)的第二 端连接至所述车辆高度调整单元；以及第四开关阀(24d)，所述第四开关阀 (24d)的第一端连接至所述压缩机的入口及所述第一开关阀的第二端，且所 述第四开关阀(24d)的第二端连接至所述车辆高度调整单元，并且
在所述压缩机完成所述工作流体的压送时，所述控制单元开启所述第三 开关阀和所述第四开关阀。

4.  根据权利要求3所述的车辆高度调整制装置，
其中，当所述工作流体由于所述压力箱与所述车辆高度调整单元之间的 压力差从所述压力箱流到所述车辆高度调整单元时，所述控制单元选择第一 流路系统和第二流路系统中的至少一个，其中所述第一流路系统在所述第一 开关阀和所述第四开关阀开启时形成，所述第二流路系统在所述第二开关阀 和所述第三开关阀开启时形成。

5.  根据权利要求3所述的车辆高度调整装置，
其中，当所述工作流体由于所述压力箱与所述车辆高度调整单元之间的 压力差从所述压力箱流向所述车辆高度调整单元时，所述控制单元使用在所 述第一开关阀和所述第四开关阀开启时形成的第一流路系统和在所述第二开 关阀和所述第三开关阀开启时形成的第二流路系统。

6.  根据权利要求4或5所述的车辆高度调整装置，
其中，在所述压缩机的出口上设有流体再生装置和节流机构(40)，且 所述第二开关阀的第二端与所述第三开关阀的第一端相互连接，并连接至所 述节流机构。

说明书车辆高度调整装置
技术领域
本公开文本涉及一种车辆高度调整装置。
背景技术
在相关领域中，提供了一种装有悬架的车辆，该悬架包括使用压缩空气 等的空气弹簧。还具有一种装有车辆高度调整装置的车辆，其中，该车辆高 度调整装置采用了空气弹簧。还有一种所谓的封闭式车辆高度调整装置。此 类车辆高度调整装置通过将存储在压力箱中的工作流体(高压空气)供应给 改变每个车轮的悬置状态的空气弹簧，从而使车辆高度得到提升。该车辆高 度调整装置可以利用压缩机将工作流体压送至空气弹簧。相反地，该压缩机 可以将工作流体从空气弹簧抽至压力箱，从而使车辆高度降低。在该车辆高 度调整装置中，一组阀门介于压力箱及压缩机与空气弹簧之间，以选择工作 流体的流向。JP 2002-337531A即为相关技术的实例。
在上述封闭式车辆高度调整装置中，在压缩机驱动后，压力箱和压缩机 的向前压力管和向后压力管之间的压力差可增加。鉴于此，压力可被无意地 施加到介于压力箱及压缩机与空气弹簧之间的一组阀组。期望的是降低该无 意的压力的影响，让阀门能被顺利控制，也就是说，让车辆高度调整装置能 被顺利控制。
发明内容
因此，需要一种能降低无意的压力的影响的具有简单构造的新型车辆高 度调整装置。
本公开文本的一个方案指向一种车辆高度调整装置，其包括：多个车辆 高度调整单元，分别对应车体的车轮设置，并响应于工作流体的供应和排放 来调整车辆高度；压力箱，存储所述工作流体；压缩机，压送所述工作流体； 阀体块，由多个开关阀形成，且介于所述压力箱及所述压缩机与所述车辆高 度调整单元之间；以及控制单元，通过控制所述阀体块调整每个车辆高度调 整单元的车辆高度。所述阀体块连接至所述压力箱，并连接至所述压缩机的 工作流体出口和工作流体入口。在压缩机完成工作流体的压送后，所述控制 单元以所述工作流体出口和所述工作流体入口相互连通的方式控制所述开关 阀。根据本公开文本的方案，当压缩机完成工作流体的压送时，压缩机的工 作流体出口和工作流体入口相互连通，从而使工作流体出口的压力变得与工 作流体入口的压力相同。其结果是，压力箱和压缩机的向前侧与向后侧之间 的压力差下降，且压力箱与阀体块之间的压力差降低，从而可以顺利开启和 关闭阀体块的开关阀。
在根据本公开文本的方案的车辆高度调整装置中，当所述压缩机完成工 作流体压送后过去预定时段时，所述控制单元可以连通工作流体出口与工作 流体入口。根据本公开文本的方案，当压缩机暂时停止压送工作流体时，可 防止连通工作流体出口与工作流体入口的过度控制操作。也就是说，防止不 必要的控制操作，并防止控制复杂性。
在根据本公开文本的方案的车辆高度调整装置中，多个开关阀可以包括： 第一开关阀和第二开关阀，所述第一开关阀和第二开关阀中的每个开关阀的 第一端均连接至所述压力箱；第三开关阀，所述第三开关阀的第一端连接至 所述压缩机的出口及所述第二开关阀的第二端，且所述第三开关阀的第二端 连接至所述车辆高度调整单元；以及第四开关阀，所述第四开关阀的第一端 连接至所述压缩机的入口及所述第一开关阀的第二端，且所述第四开关阀的 第二端连接至所述车辆高度调整单元。在压缩机完成工作流体的压送后，控 制单元可开启第三开关阀和第四开关阀。根据本公开文本的方案，可以减少 压力箱及压缩机的向前管和向后管之间的压力差，且可以顺利开启和关闭阀 体块的开关阀。
在根据本公开文本的方案的车辆高度调整装置中，当所述工作流体由于 所述压力箱与所述车辆高度调整单元之间的压力差从所述压力箱流到所述车 辆高度调整单元时，所述控制单元可以选择第一流路系统和第二流路系统中 的至少一个，其中所述第一流路系统在所述第一开关阀和所述第四开关阀开 启时形成，所述第二流路系统在所述第二开关阀和所述第三开关阀开启时形 成。根据本公开文本的方案，在顺利开启和关闭阀体块的开关阀的同时，可 通过选择第一流路系统或第二流路系统，或者选择第一流路系统和第二流路 系统两者，来切换单位时间内工作流体的流动容易度(工作流体的流率)， 并且可通过切换开关阀的开关状态来提高和降低车辆高度提升速度或切换车 辆高度提升速度。
在根据本公开文本的方案的车辆高度调整装置中，当所述工作流体由于 所述压力箱与所述车辆高度调整单元之间的压力差从所述压力箱流向所述车 辆高度调整单元时，所述控制单元可以使用在所述第一开关阀和所述第四开 关阀开启时形成的第一流路系统和在所述第二开关阀和所述第三开关阀开启 时形成的第二流路系统。根据本公开文本的方案，在顺利开启和关闭阀体块 的开关阀的同时，可通过使用第一和第二流路系统两者来提高单位时间内工 作流体的流动容易度(工作流体的流率)并执行快速车辆高度提升控制操作。
在根据本公开文本的方案的车辆高度调整装置中，可以在所述压缩机的 出口上设有流体再生装置和节流机构，且所述第二开关阀的第二端和所述第 三开关阀的第一端可相互连接并连接至所述节流机构。根据本公开文本的方 案，即使在阀体块的开关阀顺利开启和关闭的情况下，且相反地，流体再生 装置被设置在流路中以保持工作流体的质量，当工作流体在压力箱与车辆高 度调整单元之间的压力差作用下从压力箱流向车辆高度调整单元时，工作流 体也可不经过压缩机出口处的流体再生装置和节流机构(这是导致压力损耗 的原因之一)而从第二开关阀流向第三开关阀。其结果是，可防止车辆高度 调整速度下降。
附图说明
下面通过结合附图进行详细说明，本公开文本的上述及其它特征和特点 将变得更加显而易见。其中：
图1是示出根据一实施例的车辆高度调整装置的构造的示图，并且示出 了工作流体的非流动状态；
图2是示出当实施例的车辆高度调整装置在未驱动压缩机的情况下执行 车辆高度提升控制操作时开关阀的状态以及工作流体的流动的示图；
图3是示出当实施例的车辆高度调整装置在压缩机被驱动的情况下执行 车辆高度提升控制操作时开关阀的状态以及工作流体的流动的示图；
图4是示出当实施例的车辆高度调整装置在压缩机被驱动的情况下执行 车辆高度下降控制操作时开关阀的状态以及工作流体的流动的示图；
图5是示出当实施例的车辆高度调整装置执行刷新控制操作时回路阀块 的开关阀的控制状态的示图；和
图6是实施例的车辆高度调整装置的刷新控制操作的流程图。
具体实施方式
下面将公开本公开文本的一示例性实施例。以下所示实施例的构造以及 由该构造所产生的作用和结果(效果)仅为示例。除了下述实施例中所公开 的构造外，本公开文本还可利用其它构造来实现，且通过基本的构造就可获 得多种效果(也包括衍生效果)。
图1是根据实施例的车辆高度调整装置10的构造的示图，并且示出了工 作流体的非流动状态。
空气弹簧12FR、12FL、12RR、12RL(在下文中，当无需彼此区分空气 弹簧12FR、12FL、12RR、12RL时，可简称为“空气弹簧12”)分别连接 至车辆车轮(未图示)，并用作车辆高度调整单元。当向空气弹簧12供给或 从空气弹簧12排放工作流体(例如空气)时，该空气弹簧12相对于车辆的 车体改变车轮的悬置状态。空气弹簧12利用密封在空气弹簧12中的压缩空 气的弹性吸收车辆的振动。空气弹簧12FR和12FL可被称作前车辆高度调整 单元。空气弹簧12RR和12RL可被称作后车辆高度调整单元。空气弹簧12 中可采用众所熟知的结构。由于空气弹簧12利用了空气弹性，因此在吸收微 小振动方面，空气弹簧12比金属弹簧好。通过控制空气压力，可以保持恒定 车辆高度，将车辆高度调整到所需高度，或者将弹簧常数改变为所需数值。
作为前车辆高度调整单元的空气弹簧12FR和12FL通过各自的车辆高度 调整阀14FR和14FL连接至主流路16，其中，工作流体流过该主流路16。 同样地，作为后车辆高度调整单元的空气弹簧12RR和12RL通过各自的车 辆高度调整阀14RR和14RL连接至主流路16，其中，工作流体流过该主流 路16。当无需彼此区分车辆高度调整阀14FR、14FL、14RR和14RL时，可 将车辆高度调整阀14FR、14FL、14RR和14RL简称为“车辆高度调整阀14”。 在本实施例中，空气弹簧12和车辆高度调整阀14可被统称为车辆高度调整 单元。
在本实施例中，车辆高度调整阀14FR和14FL通过嵌入由金属、树脂或 其它类似材料制成的流路块(block)中而设置，并形成前轮阀组18a。同样 地，车辆高度调整阀14RR和14RL通过嵌入流路块中而设置，并形成后轮 阀组18b。在另一个实施例中，车辆高度调整阀14可相互分开设置。如果这 样的话，可提高布置车辆高度调整阀14的自由度。四个车辆高度调整阀14 可被整合为一体。将车辆高度调整阀14整合为一体可减少部件的数量。
如图1所示，前轮阀组18a和后轮阀组18b各自形成独立的单元，且前 轮阀组18a可紧邻前轮设置。其结果是，与全部车辆高度调整阀14整合为一 体时相比，可缩短从前轮阀组18a到前轮的各空气弹簧12设置的流路管的长 度。同样地，后轮阀组18b也可紧邻后轮设置，并且与全部车辆高度调整阀 14整合为一体时相比，缩短了从后轮阀组18b到后轮的各空气弹簧12设置 的流路管的长度。因而，可便于流路管的道路定线(routing)，且通过缩短 流路管的长度而降低了流路管受损的潜在风险。
在前轮阀组18a的一个端面形成了第一端口18a1，该第一端口18a1连 接至主流路16，且在前轮阀组18a内形成穿过前轮阀组18a的主流路通道20， 其中第一端口18a1为该主流路通道20的一端，且第二端18a2为该主流路通 道20的另一端。前轮阀组18a内形成了两个从主流路通道20分支出来的辅 助流路通道22。车辆高度调整阀14FR的一端连接至辅助流路通道22之一， 且该车辆高度调整阀14FR的另一端通过第三端口18a3连接至空气弹簧 12FR。同样地，车辆高度调整阀14FL的一端连接至另一个辅助流路通道22， 且车辆高度调整阀14FL的另一端通过第四端口18a4连接至空气弹簧12FL。
主连通流路16a(主流路16)连接至第二端口18a2。主连通流路16a连 接至后轮阀组18b的第一端口18b1。在后轮阀组18b中形成主流路通道20， 从而使第一端口18b1作为该主流路通道20的一端。在该后轮阀组18b内还 形成了两个从主流路通道20中分支出来的辅助流路通道22。车辆高度调整 阀14RR的一端连接至辅助流路通道22其中之一，且车辆高度调整阀14RR 的另一端通过第二端口18a2连接至空气弹簧12RR。车辆高度调整阀14RL 的一端连接至另一个辅助流路通道22，且车辆高度调整阀14RL的另一端通 过第三端口18b3连接至空气弹簧12RL。
图1示出了前轮阀组18a采用四个端口且后轮阀组18b采用三个端口的 示例，但例如，后轮阀组也可与前轮阀组一样采用四个端口。当后轮阀组18b 与前轮阀组18a一样也采用四个端口时，与第二端口18a2相对应的端口用塞 头(盲盖)密闭。在这种情况下，可通过在前、后轮阀组中采用共用的阀组 来减少所用部件类型的数量以及设计费用。
车辆高度调整阀14(14FR、14FL、14RR、14RL)中可采用相同类型的 开关阀，例如，车辆高度调整阀14具有开/关控制电磁线圈和弹簧。任何控 制阀均可以是在控制阀的电磁线圈不通电时关闭的常闭电磁控制阀。
主流路16经由回路阀块24和箱连接主流路16b连接至压力箱26。回路 阀块24通过压缩机出口流路28a连接至压缩机组30的出口。回路阀块24 通过压缩机入口流路28b连接至压缩机组30的入口。该回路阀块24形成阀 体块，该阀体块包括多个开关阀，例如：四个开关阀。具体而言，该回路阀 块24包括第一开关阀24a、第二开关阀24b、第三开关阀24c和第四开关阀 24d。第一开关阀24a和第二开关阀24b的第一端经由箱连接主流路16b(主 流路16)连接至压力箱26。第三开关阀24c的第一端通过压缩机出口流路 28a连接至压缩机组30的出口，并连接至第二开关阀24b的第二端。第三开 关阀24c的第二端连接至空气弹簧12(车辆高度调整单元和前轮阀组18a)。 第四开关阀24d的第一端通过压缩机入口流路28b连接至压缩机组30的入 口，并连接至第一开关阀24a的第二端。第四开关阀24d的第二端连接至空 气弹簧12(车辆高度调整单元和前轮阀组18a)。
回路阀块24的第一开关阀24a、第二开关阀24b、第三开关阀24c和 第四开关阀24d可采用同类型的开关阀，且例如，第一开关阀24a、第二 开关阀24b、第三开关阀24c和第四开关阀24d的每一个均具有开/关控制 电磁线圈和弹簧。任何开关阀均可以是在控制阀的电磁线圈不通电时关闭 的常闭电磁控制阀。
该回路阀块24包括：第一压力传感器32a，检测压力箱26的压力；和 第二压力传感器32b，检测空气弹簧12(车辆高度调整单元和前轮阀组18a) 的压力。例如，当第一开关阀24a和第二开关阀24b关闭时，第一压力传感 器32a可准确检测压力箱26的静压。当第一开关阀24a和第二开关阀24b 中的至少一个开启且工作流体流过通道时，第一压力传感器32a能检测压力 箱26的动压。同样地，当第三开关阀24c和第四开关阀24d关闭且前轮的各 车辆高度调整阀14FR和14FL中的至少一个开启时，第二压力传感器32b 能检测空气弹簧12的静压。当第三开关阀24c和第四开关阀24d关闭、车辆 高度调整阀14RR和14RL关闭且车辆高度调整阀14FR和14FL中的一个开 启时，第二压力传感器32b能够检测前轮的每个空气弹簧12FR和12FL中任 意一个的静压。当车辆高度调整阀14FR和14FL两者都开启时，第二压力传 感器32b能检测空气弹簧12FR和12FL的平均静压。当第三开关阀24c和第 四开关阀24d关闭、车辆高度调整阀14FR和14FL关闭且车辆高度调整阀 14RR和14RL中的一个开启时，第二压力传感器32b能够检测后轮的每个空 气弹簧12RR和12RL中任意一个的静压。当车辆高度调整阀14RR和14RL 两者都开启时，第二压力传感器32b能检测空气弹簧12RR和12RL的平均 静压。当第三开关阀24c和第四开关阀24d关闭且车辆高度调整阀14FR、 14FL、14RR、14RL打开时，第二压力传感器32b能分别检测对应于全部车 轮的空气弹簧12FR、12FL、12RR、12RL的全部静压。当第三开关阀24c 或第四开关阀24d开启时，第二传感器32b能检测空气弹簧12(车辆高度调 整单元、前轮阀组18a和后轮阀组18b)的动压。
这样，第一压力传感器32a能检测回路阀块24上游侧(例如，压力箱 26)的压力(静压或动压)，且第二压力传感器32b能检测回路阀块24下 游侧(例如，空气弹簧12)的压力(静压或动压)。由于工作流体在压 力箱26与空气弹簧12之间的压力差(压差)作用下从压力箱26流向空 气弹簧12，因而可调整车辆高度，这将在之后进行说明。换句话说，由 于小压力差不足以允许足够量的工作流体流动以调整车辆高度，因而需要 驱动压缩机单元30。车辆高度调整装置10可以利用基于第一压力传感器 32a和第二压力传感器32b的检测结果的压力差(压差)来控制压缩机单 元30的驱动。
例如，压力箱26由金属或树脂制成，且具有的容量和耐压性允许充分抵 御在空气弹簧12执行或不执行车辆高度调整控制时在流路系统内所产生的 压力。该压力箱26具有安全阀26b，在因未知原因导致箱主体26a的内压大 于或等于设定压力(通过测试等预先设定的压力)时，该安全阀26b减小该 箱主体26a的内压。
压缩机组30具有如下主要构造：由电机34驱动的压缩机36；干燥器38； 以及包括节流孔(orifice)40a和止回阀40b的节流机构40。图1示出了压 缩机组30还包括安全阀42、止回阀44、46和48以及过滤器50和52的示 例。
当在执行车辆高度提升控制操作期间压力箱26与空气弹簧12之间的压 力差小于或等于预定值(通过测试预先设定的值等)时，或者当在执行车辆 高度降低控制操作期间工作流体从空气弹簧12抽回(返回)压力箱26中时， 电机34操作压缩机36且压缩机组30压送工作流体。本实施例的车辆高度调 整装置10是通过在压力箱26与空气弹簧12之间的流路中移动工作流体(自 建立车辆高度调整装置20之初就密封在流路中的空气)来调整车辆高度的封 闭式装置。因此，外部空气基本上不会进入车辆高度调整装置10，并且车辆 高度调整装置10也不会受环境变化(如湿度波动)的影响。因此，基本上可 从封闭式装置移除干燥器38或节流机构40。该装置中的工作流体(空气) 可由于未知原因而向外泄露。此时，该装置通过经由过滤器52和止回阀48 从外部抽吸大气(外部空气)以补充其内的工作流体。此时，大气(外部空 气)可能含有水分(湿空气)，其可对车辆高度调整装置10的构造部件造成 不良影响。鉴于此，在如图1所示的车辆高度调整装置10中，在压缩机36 的下游设置干燥器38和节流机构40。该干燥器38从抽吸的大气中移除预定 量的湿空气，且该节流机构40调整通过干燥器38的大气的通过速度。压缩 机组30具有安全阀42，以在车辆高度调整装置10的内压因未知原因而超过 压力限值时减小该内压。例如，安全阀42具有开/关控制电磁线圈和弹簧， 并且在电磁线圈未通电时关闭的常闭电磁控制阀可被用作安全阀42。本实施 例的安全阀42具有止回阀54，当车辆高度调整装置10的内压超过极限压力 (通过测试预先设定的压力等)的任何情况下，该止回阀54允许工作流体向 外流出而不将未通电电磁线圈保持在关闭状态。例如，当车辆高度调整装置 10的内压因未知故障的产生而超过极限压力时，内压抵抗止回阀54的偏置 力使安全阀42开启，从而内压自动降至极限压力以下。安全阀42可基于将 在后面描述的控制单元的控制信号开启，从而不管极限压力如何都能使车辆 高度调整装置10的内压下降。
在具有该构造的车辆高度调整装置10中，车辆高度调整装置10的控制 单元(ECU)56控制车辆高度调整单元(将在后面描述的空气弹簧、车辆高 度调整阀等)以调整车辆高度。例如，ECU 56可通过控制器局域网(CAN) 获取车辆高度调整需求；检测每个空气弹簧12的伸缩(车辆高度)状态的车 辆高度传感器58的检测结果；以及第一压力传感器32a和第二压力传感器 32b的检测结果。ECU 56基于获取的信息来控制车辆高度调整阀14FR、 14FL、14RR和14RL、第一开关阀24a、第二开关阀24b、第三开关阀24c、 第四开关阀24d及安全阀42的开和关，或者控制电机34的驱动。图1示出 了单个ECU 56以整体的方式(integrated manner)控制每个控制对象的示例。 然而，可设置控制单元用于分别控制每个控制对象，或者可设置一些控制单 元用于分组控制一些控制对象，且可设置上部控制单元用于以整体的方式控 制一些控制单元。
将结合图2至图4对具有此构造的车辆高度调整装置10的车辆高度提升 和下降控制操作进行说明。
首先，在参考图2对车辆高度调整装置10的操作的以下说明中，当执行 车辆高度提升控制操作时，压力箱26的压力充分高于空气弹簧12中的压力， 且工作流体(空气)可由于压力箱26与空气弹簧12之间的压力差从压力箱 26流向空气弹簧12。ECU 56基于第一压力传感器32a的检测结果获取压力 箱26的压力，且基于第二压力传感器32b的检测结果获取空气弹簧12的压 力，计算压力差，并由此判定压力差是否足以让工作流体(空气)流动。
在执行车辆高度提升调整控制操作时，车辆高度调整速度优选为根据情 况而改变。例如，操作人员可能想提升车辆高度以减轻乘坐者上、下车的负 担。此时期望快速完成车辆高度的提升，以便乘坐者能够上、下车。车辆行 驶过程中，优选地，操作人员可能希望响应于行驶状态(速度、路面状况等) 而提升车辆高度。此时，操作人员期望在保持平稳行驶的同时乘坐者不会感 到不适的增速范围内提升车辆高度。
当车辆高度调整装置10进行车辆高度提升控制操作时，ECU56控制回 路阀块24的第一开关阀24a、第二开关阀24b、第三开关阀24c和第四开关 阀24d的开关以及车辆高度调整阀14FR、14FL、14RR、14RL的开启。
本实施例的车辆高度调整装置10可通过改变回路阀块24的第一开关 阀24a、第二开关阀24b、第三开关阀24c和第四开关阀24d各自的开关 状态组合来切换工作流体的流动模式(流向、流率等)。例如，当工作流 体由于压力箱26与车辆高度调整单元(空气弹簧12)之间的压力差从压 力箱26流向车辆高度调整单元(空气弹簧12)时，ECU 56可以选择性 地使用第一和第二流路系统中的至少一个。当第一开关阀24a和第四开关 阀24d开启时，形成第一流路系统，且当第二开关阀24b和第三开关阀 24c开启时，形成第二流路系统。例如，当第一流路系统的第一流动模式 的流动容易度(流路开口直径、与流阻相关联的流动容易度)实际上与第 二流路系统的第二流动模式的流动容易度(因流动容易度而定的流道开口 直径与流阻有关)相同时，ECU56可选择第一和第二流路系统中的任一 个。此时，经由箱连接主流路16b从压力箱26流出的工作流体在穿过第 一流路系统或第二流路系统时，可以使用第一速度模式(例如，低速提升 模式)被供应到空气弹簧12，空气弹簧12因车辆高度调整阀14的开启 而伸展，并且可以低速提升车辆高度。当ECU 56选择第一和第二流路系统 时，工作流体的流动实际上比ECU 56选择第一和第二流路系统中任意系统 时容易两倍，并且工作流体可以以比第一速度模式更快的第二速度模式(如， 高速提升模式)被供应给空气弹簧12。其结果是，空气弹簧12因车辆高度 调整阀14的打开而伸展，并且可以以比第一速度模式更快的速度提升车辆高 度。
ECU 56可以通过选择第一和/或第二流路系统来切换单位时间内工作 流体的流动容易度(工作流体的流率)，且容易地改变车辆高度提升速度。 在另一个实施例中，由第一开关阀24a和第四开关阀24d的开启限定的第 一流路系统的第一流动模式可设置为与由第二开关阀24b和第三开关阀 24c的开启限定的第二流路系统的第二流动模式不同。例如，第一流路系 统的开关阀的开口直径可以不同于第二流路系统的开关阀的开口直径。其 结果是，当ECU 56打开第一开关阀24a和第四开关阀24d并选择第一流 路系统时，速度模式变为低速提升模式。当ECU 56打开第二开关阀24b 和第三开关阀24c并选择第二流路系统时，速度模式变为中速提升模式。 当ECU 56选择第一和第二流路系统时，速度模式变为高速提升模式。在 一次车辆高度提升处理期间，可以多次选择第一和/或第二流路系统。例如， 在车辆高度提升操作的初始时段，提升速度可被设定为第一速度模式，在该 第一速度模式中选择第一流路系统和第二流路系统中的任一个。在中间时段， 提升速度可被设定为第二速度模式，在第二速度模式中选择第一和第二流路 系统两者且第二速度模式比第一速度模式更快。在最后时段，提升速度可被 再次设定为第一速度模式。可通过在第一速度模式下缓慢开始提升车辆高度， 从而减小在开始提升车辆高度时的震动(shock)。通过在中间时段中将速度 模式变为第二速度模式(其中车辆高度被高速提升)，可减少完成车辆高度提 升控制操作所用的时间。通过在最后时段中将速度模式再次切换到第一速度 模式并缓慢提升车辆高度，可以减少在停止车辆高度提升时的震动。
如图2等所示，在本实施例的车辆高度调整装置10中，第二开关阀24b 的第二端和第三开关阀24c的第一端连接至节流机构40，且第二开关阀24b 的第二端还连接至第三开关阀24c的第一端。也就是说，当工作流体由于压 力箱26与空气弹簧12之间的压力差而流向空气弹簧12时，工作流体可经过 第一开关阀24a和第四开关阀24d中形成的第一流路系统以及第二开关阀 24b和第三开关阀24c中形成的第二流路系统中的任一个或两者，而不管节 流机构40，即压缩机单元30。换句话说，当工作流体由于压力差而流动时， 工作流体不经过压缩机单元30。因此，可以简化由于压力差而流动的工作流 体的流路，并减少工作流体流动过程中压力损失的发生。
在车辆高度调整装置10中，工作流体基本上由于压力箱26与空气弹簧 12之间的压力差而流向空气弹簧12。然而，由于工作流体从压力箱26流向 空气弹簧12，所以压力箱26与空气弹簧12之间的压力差可能消失，从而导 致工作流体无法充分流动。另外，当开始进行车辆高度提升控制操作时，压 力箱26与空气弹簧12之间的压力差(压差)可能会出现不足。此时，ECU 56 驱动压缩机单元30的电机34，且压缩机36从压力箱26中强行抽取工作流 体并将工作流体压送至空气弹簧12。
在图3所示的车辆高度调整装置10的操作中，在执行车辆高度下降控制 操作时，压缩机36向空气弹簧12压送工作流体。例如，当基于第一压力传 感器32a和第二压力传感器32b的检测结果判定压力箱26与空气弹簧12间 的压力差小于或等于预定值时，ECU 56切换第一开关阀24a、第二开关阀 24b、第三开关阀24c和第四开关阀24d各自的开关状态，并控制压缩机36 开始压送工作流体。可以通过预先进行测试等来确定触发开关状态切换的压 力差的预定值。例如，可以以车辆高度提升速度变得低于预定值的方式来确 定压差值。此时，期望压缩机36在车辆高度提升停止前开始压送工作流体。
在另一个实施例中，压缩机36可以基于车辆高度传感器58的检测结果 开始压送工作流体。也就是说，在压力箱26与空气弹簧12之间的压力差降 低时，车辆高度提升速度也降低。因此，ECU 56可以通过对来自各车辆高度 传感器58的车辆高度值进行时间微分来计算车辆高度提升速度，且当车辆高 度提升速度低于或等于预定值(通过测试等预先确定的低提升速度极限)时， ECU 56可以控制压缩机36开始压送工作流体。ECU 56可以基于第一压力传 感器32a和第二压力传感器32b的检测结果以及车辆高度传感器58的检测结 果来判定是否开始驱动压缩机36。如图3所示，当基于第一压力传感器32a 和第二压力传感器32b的检测结果压力差小于或等于预定值时，或者当基于 各车辆高度传感器58检测到的车辆高度值车辆高度提升速度低于或等于预 定值时，ECU 56使第一开关阀24a进入开启状态并使第四开关阀24d进入关 闭状态。此时，压力箱26与压缩机36相互连通。第二开关阀24b关闭，且 第三开关阀24c开启。此时，压缩机36与空气弹簧12相互连通。由此，通 过驱动压缩机36，压力箱26中的工作流体经由箱连接主流路16b、第一开关 阀24a和压缩机入口流路28b被抽入压缩机36中。抽出的工作流体被压缩， 并经由压缩机出口流路28a和第三开关阀24c压送至空气弹簧12。因而，即 使当压力箱26与空气弹簧12之间没有足够的压力差时，也可控制空气弹簧 12以提升车辆高度。此时，车辆高度提升速度由压缩机36的输出(即，电 机34的输出)确定。因此，ECU 56响应于所需的车辆高度提升速度，例如 高速车辆高度提升需求或低速车辆高度提升需求，来控制电机34的输出。即 使当如上所述在一次车辆高度提升处理中车辆高度提升速度被多次改变时， ECU 56也能很好地控制电机34的输出。
当压力箱26与空气弹簧12之间存在压力差，但在执行车辆高度提升 控制操作之前或之时车辆重量增加时，例如，当乘坐者数量增加，或者当 货物量增加时，空气弹簧12必须支撑的负荷增加，从而空气弹簧12收缩。 因而，空气弹簧12的压力增加，且压力箱26与空气弹簧12之间的压力 差(压差)可能消失。即使在这种情况下，车辆高度提升速度仍降低。可 基于第一压力传感器32a和第二压力传感器32b或车辆高度传感器58的 检测值来检测这些情况。因此，ECU 56可在适当时刻控制压缩机36开始 压送工作流体。下面将参考图4对实施车辆高度下降控制操作期间的车辆高 度调整装置10的操作进行说明。例如，当通过CAN获取车辆高度下降需求 时，ECU 56切换第一开关阀24a、第二开关阀24b、第三开关阀24c和第四 开关阀24d的开关状态。由此，可使用压缩机36从空气弹簧12抽取工作流 体并将工作流体返回至压力箱26(向压力箱26压送工作流体)，并且可收缩 空气弹簧12且降低车辆高度。
如图4所示，当执行车辆高度下降控制操作时，ECU 56使第一开关 阀24a进入关闭状态，并使第四开关阀24d进入开启状态。第二开关阀 24b开启，并且第三开关阀24c保持关闭。车辆高度调整阀14FR、14FL、 14RR和14RL开启。结果，空气弹簧12与压缩机36经由第四开关阀24d 和压缩入口流路28b相互连通。压缩机36的出口经由压缩机出口流路28b、 第二开关阀24b、箱体连接主流路16b与压力箱26连通。通过压缩机35 抽取空气弹簧12的工作流体并将其压送至压力箱26。当执行车辆高度下 降控制操作时，车辆高度下降速度取决于由压缩机36抽取工作流体的速度。 也就是说，由于ECU 56可任意调整电机34的输出，所以ECU 56也可任意 选择车辆高度下降速度。因此，ECU 56可在需要增加车辆高度下降速度时增 加电机34的输出，且ECU 56可在需要降低车辆高度下降速度时减少电机34 的输出。例如，当包括驾驶员在内的乘坐者停放(停止)车辆并离开车辆时， ECU 56可通知乘坐者车辆处于静止(resting)状态。此时，在包括驾驶员在 内的乘坐者留在车辆附近的时段中，例如在驾驶员关闭车辆的驱动源、下车 并锁上车门后的数秒内，可以通过将车辆高度快速降至低于正常车辆高度而 自动地表明车辆已进入静止状态。当在行驶期间可以通过降低车辆高度来获 得平稳的行驶时，可以在保持平稳行驶的同时不会让乘坐者感到不适的速度 范围内降低车辆高度。
ECU 56可通过控制压缩机36的驱动时段来调整车辆高度的下降量。例 如，当包括驾驶员在内的乘坐者停放(停止)车辆并离开车辆时，可通过降 低车辆高度来表明在停放或停止时车辆的外形看起来很优美。可通过降低车 辆高度防止车轮被盗或车辆被盗。在执行车辆高度下降控制操作时，传感器 或类似设备优选为检测车辆底面下方及其周围的障碍物，以防止车辆受损。
当如上述那样驱动压缩机36压送工作流体，然后停止时，压力箱26 和压缩机36的向前压力管和向后压力管(压缩机出口流路28a和压缩机 入口流路28b)之间可保持大压力差。在这种状态下，当在后续控制时刻 控制回路阀块24时，尤其是，当第一开关阀24a被控制时，压缩机36的 向前压力管和向后压力管之间的压力差使得第一开关阀24a难以被开启。
下面将提供一个具体实例。如图3所示，当利用压缩机36压送的工 作液体执行车辆高度提升控制操作且车辆高度达到目标车辆高度时，ECU 56停止车辆高度提升控制操作。也就是说，回路阀块24的第一开关阀24a、 第二开关阀24b、第三开关阀24c和第四开关阀24d未通电，且经由来自 ECU 56的命令而关闭。压缩机36也停止。此时，当第一开关阀24a因未 知原因先于压缩机36停止而关闭时，存留在压缩机入口流路28b(压缩机 36的背压侧)中的工作流体被压缩机36抽取，且压缩机入口流路28b的压 力极端下降。即使当ECU 56向回路阀块24的第一开关阀24a、第二开关 阀24b、第三开关阀24c及第四开关阀24d和压缩机36同时发送停止命令 时，也可能因电机34的惯性而存在压缩机36停止转动的延迟。此时，在回 路阀块24的开关阀关闭之后，压缩机36可能继续抽吸工作流体一段时间， 且压缩机入口流路28b的压力极端下降。
第一开关阀24a的第一端经由箱连接主流路16b连接至高压状态下的 压力箱26，且第一开关阀24a的第二端连接至极端低压状态下的压缩机入 口流路28b。其结果是，当在后续控制时刻开启第一开关阀24a时，需要提 供足以克服第一开关阀24a两端之间的大压力差并切换第一开关阀24a的开 /关状态的驱动力。换句话说，根据用于第一开关阀24a的驱动力的大小，可 能导致第一开关阀24a出现开启控制延迟或操作故障。
例如，假定回路阀块24的开关阀关闭，且压缩机36的过度驱动导致压 缩机出口流路28a的相对压力值为“0.7”以及压缩机入口流路28b(压缩 机36的背压侧)的相对压力值为“0”。当压力箱26的相对压力值为“1.5” 时，第一开关阀24a的两端之间的压力差的相对值变为“1.5”，且需要提 供大驱动力以便对第一开关阀24a实施开启控制。当压缩机入口流路28b (压缩机36的背压侧)的压力变为负值时，需要提供更大的驱动力。
即使在执行车辆高度下降操作时也会出现相同的现象。如图4所示， 当利用压缩机36压送的工作流体执行车辆高度下降控制操作且车辆高度 达到目标车辆高度时，ECU 56停止车辆高度下降控制操作。也就是说，回 路阀块24的第一开关阀24a、第二开关阀24b、第三开关阀24c和第四开 关阀24d未通电，且经由来自ECU 56的命令而关闭。压缩机36也停止。 此时，当第四开关阀24d因未知原因先于压缩机36停止而关闭时，存留在 压缩机入口流路28b(压缩机36的背压侧)中的工作流体被压缩机36抽取， 且压缩机入口流路28b的压力极端下降。即使当ECU 56向回路阀块24的 第一开关阀24a、第二开关阀24b、第三开关阀24c及第四开关阀24d和 压缩机36同时发送停止命令时，也可能因电机34的惯性而存在压缩机36 停止转动的延迟。此时，在回路阀块24的开关阀关闭之后，压缩机36也可 能继续抽吸工作流体一段时间，且压缩机入口流路28b的压力极端下降。
在压缩机36完成工作流体的压送时，本实施例的车辆高度调整装置 10执行刷新控制操作，以降低第一开关阀24a的两端之间的大压力差。具 体而言，如图5所示，在压缩机36的状态从运行状态(开启状态)过渡至 非运行状态(关闭状态)后，当过去预定控制延迟时段时，第三开关阀24c 和第四开关阀24d仅开启预定时间。其结果是，压缩机出口流路28a与压缩 机入口流路28b相互连通，且压缩机36出口的压力(其因压缩机36的过 度驱动而较高)变得与压缩机入口流路28b(压缩机36的背压侧)的压力 (其因压缩机36的过度驱动而极低)相同。
例如，如上所述，当压缩机出口流路28a的相对压力值因压缩机36的 过度驱动而为“0.7”时，压缩机入口流路28b(压缩机36的背压侧)的相 对压力值通过执行开启第三开关阀24c和第四开关阀24d的刷新控制操作达 预定时间也大体上变为“0.7”。其结果是，压力箱26的相对压力值“1.5” 与压缩机出口流路28a及压缩机入口流路28b中的每个的相对压力值都变为 “0.8”。也就是说，第一开关阀24a的两端之间的压力差的相对值变为“0.8”， 且与未执行刷新控制操作相比，可以减少开启第一关阀24a的动力。
其结果是，可以顺利控制第一开关阀24a，并在压缩机36停止后在后续 控制时刻满意地执行车辆高度调整控制操作。由于可以降低第一开关阀24a 的两端之间的压力差，因而可以减少开启第一开关阀24a的力。可以将开关 阀设计成小尺寸，减少成本且改善安装性能。
由于可以让压缩机36的压缩机出口流路28a与压缩机入口流路28b 之间的压力大体上相同，因此，可减少重启压缩机36的启动扭矩。也就 是说，可以减少电机34的尺寸或成本，且该控制策略从设计角度而言是 有益的。如上所述，由于压力差是通过操作空气弹簧12的压力而非调整 压力箱26的压力来减少，从而让压缩机出口流路28a与压缩机入口流路 28b之间的压力相同，因此，该控制策略有益于开关阀和压缩机36的设计。 其结果是，可以通过减小车辆高度调整装置10的尺寸来降低车辆高度调整装 置10的成本并改善安装性能。
图6是示出车辆高度调整装置10的刷新控制操作的流程图。ECU 56根 据图6中的流程图执行预定控制时段的控制操作。ECU 56基于回路阀块24 的控制状态判定刷新控制操作是否正在进行(开启)，且当刷新控制操作开 启时(S100中为Y)，ECU 56判定在刷新控制操作开始后是否过去预定时 段(例如，1秒)或更长时段。当在刷新控制操作开始后没有过去预定时段 时(S102中为N)，ECU 56结束该处理，并在后续控制时段从S100重新开 始处理。也就是说，ECU 56持续执行开启第三开关阀24c和第四开关阀24d 的刷新控制操作，并减少(控制)第一开关阀24a的向前侧与向后侧之间和 压缩机36的向前侧与向后侧之间的压力差。
相反地，当在S102中刷新控制操作开始后过去预定时段时(S102中为 Y)，ECU 56停止(关闭)刷新控制操作(S104)、结束该处理并在后续控 制时段从S100重新开始处理。也就是说，执行控制操作以关闭第三开关阀 24c和第四开关阀24d。
当在S100中刷新控制操作并非正在进行时(S100中为N)，当压缩机 36的状态没有从运行状态(开启状态)过渡至非运行状态(关闭状态)时(106 中为N)，ECU 56不执行刷新控制操作而结束该处理，并在后续控制时段从 S100重新开始处理。
当在S106中压缩机36的状态从运行状态(开启状态)过渡至非运行状 态(关闭状态)时(S106中为Y)，且在过渡后，过去预定控制延迟时段 (例如，1秒)(S108中为Y)，ECU 56执行(开启)刷新控制操作(S110)。 也就是说，执行控制操作以开启第三开关阀24c和第四开关阀24d。其结 果是，压缩机出口流路28a与压缩机入口流路28b相互连通，且即使在压 缩机36的过度驱动导致压力增加时，压缩机36出口的压力也变得与极端 低压状态下的压缩机入口流路28b(压缩机36的背压侧)的压力大体上相 同。
当在S108中未过去控制延迟时段时(S108中为N)，ECU 56在未执行 刷新控制操作的情况下结束该处理，且在后续控制时段从S100重新开始处 理。因此，当压缩机36暂时停止工作流体的压送时，可以防止过度执行刷新 控制操作，并且防止车辆高度调整运动不自然。
这样，在本实施例的高度调整装置10中，在开启第一开关阀24a时，可 通过减少压力箱26与压缩机入口流路28b之间的压力差顺利开启第一开关阀 24a。此时，由于压缩机36中压缩机出口流路28a的压力变得与压缩机入口 流路28b的压力大体上相同，因此，可以减少重新启动压缩机36时的启动扭 矩。
本实施例的车辆高度调整装置10包括第一开关阀24a、第二开关阀24b、 第三开关阀24c和第四开关阀24d总共4个开关阀，并切换工作流体流路。 如图1至图4所示，第一开关阀24a、第二开关阀24b、第三开关阀24c和第 四开关阀24d中的任何一个都可采用构造简单且相对便宜的二端口开关阀。 如图2至图4所示，可以通过改变第一开关阀24a、第二开关阀24b、第三开 关阀24c和第四开关阀24d各自开关状态的组合来切换工作流体的流动模式 (流路或流向)，并实现成本降低或流路的简化设计。
该实施例示出了在执行车辆高度提升控制操作时ECU 56选择第一和第 二流路系统中的至少一个的示例，其中，第一流路系统在开启第一开关阀24a 和第四开关阀24d时形成，第二流路系统在开启第二开关阀24b和第三开关 阀24c时形成。在另一个实施例中，当执行车辆高度提升控制操作时，ECU 56 可总是使用第一和第二流路系统两者。此时，与选择第一和第二流路系统中 的任一个系统的情况相比，可提高工作流体的流动容易度，提高车辆高度提 升速度，且可快速调整车辆高度。在执行车辆高度提升控制操作时，无需选 择性地控制回路阀块24的开关阀，且控制逻辑变得简单。
在上述每一个实施例示出的示例中，在执行车辆高度调整控制操作(提 升控制操作或下降控制操作)时，车辆高度调整装置10同时升高或降低空气 弹簧12，但空气弹簧12可通过分别控制各自的车辆高度调整阀14进行调整。 例如，当通过关闭后轮阀组18b并开启前轮阀组18a供给工作流体时，可通 过前轮各自的空气弹簧12FR、12FL来仅调整前轮的车辆高度。同样地，当 通过关闭前轮阀组18a并开启后轮阀组18b供给工作流体时，可通过后轮各 自的空气弹簧12RR和12RL来仅调整后轮的车辆高度。当通过开启车辆高 度调整阀14FR和14RR并关闭车辆高度调整阀14FL和14RL供给工作流体 时，可仅对右轮各自的空气弹簧12FR和12RR调整车辆高度。相反地，当 通过开启车辆高度调整阀14FL和14RL并关闭车辆高度调整阀14FR和14RR 供给工作流体时，可仅对左轮各自的空气弹簧12FL和12RL调整车辆高度。 即使在此时，由于可通过选择回路阀块24的第一流路系统和/或第二流路系 统来调整车辆高度调整速度，因而可以获得与同时对四个车轮调整车辆高度 时的效果相同的效果。
本实施例示出了封闭式车辆高度调整装置10。但是，本公开文本还可被 应用于大体上相同的装置，例如，抽吸空气(外部空气)、使用压缩机36压 缩空气并通过压力箱26将空气供应给空气弹簧12的装置，并且可以获得相 同的效果。
在此描述了本公开文本的实施例和变形例，但其仅作示例之用，并非旨 在限制本公开文本的范围。新的实施例可以多种形式实现，在不脱离本公开 文本范围的前提下可通过各种形式对本发明进行省略、替换和变更。本实施 例或变形例包含在本公开文本的范围或要点内，并且包含在本公开文本的权 利要求书公开的内容及其等同范围内。
本发明的原理、优选实施例和操作模式已在上述说明书中得以描述。但 是，本发明的目的是旨在保护而非限制所示的特定实施例。此外，本文中所 描述的实施例应被视作示例性而非限制性的。在不脱离本发明精神的前提下， 其他人可对本发明进行变形和变更并采用等效物。因此，此处旨在表明可在 本发明权利要求书限定的精神和范围内对其进行变形、变更和等效变更。