空气供给系统的制作方法

1.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：

2.在卡车、公共汽车、工程机械等车辆中，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。
3.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。
4.专利文献1中记载的空气供给系统将由空气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，空气供给系统驱动空气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空气压缩机向气罐供给压缩空气，并且使排出阀(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，空气供给系统使排出阀闭阀。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2015
‑
229127号公报


技术实现要素：

8.发明要解决的问题
9.专利文献1中记载的空气供给系统在使空气压力提高到比适于设备供给的第三压力高的第二压力之后进行再生动作。因此，在该空气供给系统中，压缩机持续运转，直到气罐的空气压力超过作为使用时最大压力的第三压力后成为高于第三压力的作为供给停止压力的第二压力为止。存在以下的风险：与压缩机持续运转直到从第三压力变为第二压力为止相应地空气干燥器的通气量增加，由此空气干燥器的除湿性能等下降。
10.本发明的目的在于提供一种能够抑制空气干燥器的性能下降的空气供给系统。
11.用于解决问题的方案
12.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过滤器和止回阀的空气干燥器从上游流向下游的供给动作，所述空气供给系统具备：压力传感器，其检测所述止回阀的下游的空气压力；以及控制装置，其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过滤器再生的再生动作，其中，所述控制装置
具备供给开始值，所述供给开始值用于基于所述供给开始值与由所述压力传感器检测出的检测空气压力的比较来使所述供给动作开始，所述控制装置还具备即使在所述检测空气压力比所述供给开始值高时也开始所述供给动作的供给开始条件。
13.在该情况下，由于在检测空气压力成为供给开始值之前开始供给动作，因此通过过滤器的空气量变少，因此蓄积在过滤器中的油分和水分可以较少。另外，通过在油分和水分的蓄积少的期间进行再生动作，能够使过滤器以高水平再生。另外，通过在油分和水分的蓄积少的期间进行再生动作，能够抑制油分和水分定着于过滤器。因此，抑制空气干燥器的性能劣化。
14.并且，不变更供给停止值，即使在比供给开始值高的检测空气压力下也进行供给动作，因此多少受到空气压力的影响的再生动作时的再生能力如通常那样发挥。
15.在一个实施方式中，所述供给开始条件可以包括所述非供给动作的持续时间比规定的期间长。
16.在该情况下，即使在压缩空气的使用量少的状况下也定期地进行再生动作。
17.在一个实施方式中，所述供给开始条件还可以包括所述检测空气压力比所述供给开始值高且比供给停止值低，所述供给停止值比所述供给开始值高，所述供给停止值用于基于所述供给停止值与所述检测空气压力的比较来使所述非供给动作开始。
18.在该情况下，能够防止在压缩空气未被消耗时供给压缩空气。
19.在一个实施方式中，所述供给开始条件可以包括行驶状态为空气消耗量少的行驶状态、并且所述检测空气压力为比所述供给开始值高的规定的空气压力以下。
20.在该情况下，抑制与行驶状态相应的过滤器的性能下降。
21.在一个实施方式中，所述控制装置可以基于所述检测空气压力的每单位时间的下降量少，来判定所述行驶状态为所述空气消耗量少的行驶状态。
22.在该情况下，能够根据检测空气压力的每单位时间的下降量来判定行驶状态。
23.在一个实施方式中，所述控制装置可以基于从车辆的控制装置传递的信号，来判定所述行驶状态为所述空气消耗量少的行驶状态。
24.在该情况下，能够基于从车辆传递的信号来判定空气压力的下降量少的行驶状态。
25.在一个实施方式中，可以在所述止回阀的下游设置气罐，所述检测空气压力可以是所述气罐内的空气压力。
26.在该情况下，能够基于气罐内的空气压力来控制供给动作、非供给动作、再生动作。
附图说明
27.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。
28.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。
29.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。
30.图4是通过空气压力表示该实施方式的空气供给状态的曲线图。
具体实施方式
31.参照图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。
32.参照图1来说明空气压力系统的概要。
33.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。
34.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。
35.在空气干燥器11中，使从压缩机4输送来的空气通过过滤器17(参照图2)，由此捕捉空气中的杂质，净化空气。像这样净化后的空气从空气干燥器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。
36.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，空气被供给到制动室15，由此行车制动器进行工作。
37.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。ecu 80通过压力传感器65来检测保护阀12的空气压力。根据压力传感器65的检测信号，来得到与气罐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连接。ecu 80通过温湿度传感器66来检测气罐13的压缩空气的湿度。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。
38.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提供用于指定各种动作的信号等。
39.参照图2来说明空气供给系统10。
40.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的过滤器17的上游供给空气的端口。
41.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。
42.当参照图3时，空气干燥器11的内部空间11a具备过滤器17。过滤器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。
43.过滤器17容纳有干燥剂并且具备过滤部。过滤器17使空气通过干燥剂，由此从空气中去除空气所含的水分从而使空气干燥，并且还通过过滤部从空气中去除空气所含的油分来净化空气。通过了过滤器17的空气经由仅容许空气流向过滤器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，在将过滤器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。
44.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。
45.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。
46.在旁通流路20中的再生控制阀21与过滤器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过滤器17。被输送到过滤器17的压缩空气从下游朝向上游在过滤器17中进行逆流。这样的处理是使过滤器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过滤器17，由此从过滤器17中去除被过滤器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过滤器17再生的期间，理论性地、实验性地或经验性地被设定。
47.从压缩机4与过滤器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。
48.含有从过滤器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中的过滤器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。
49.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。
50.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。
51.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。
52.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。
53.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。再生动作是使过滤器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。
54.参照图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”)在水分和油分被过滤器17去除后，经由保护阀12被供给到气罐13(图中记载为“out”)。
55.参照图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”)，并且处于过滤器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。
56.参照图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，由此相对于过滤器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过滤器17(容纳着的干燥剂)来进行过滤器17的再生处理。
57.参照图4来说明空气供给系统10的动作。
58.在ecu 80中设置供给开始值ci1和供给停止值co，供给开始值ci1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中设置辅助供给开始值ci2，辅助供给开始值ci2为小于供给停止值co且比供给开始值ci1高的值。例如，供给停止值co、供给开始值ci1以及辅助供给开始值ci2可以存储在ecu 80的非易失性存储部等中。
59.ecu 80将压力传感器65检测出的空气压力、即检测空气压力与供给开始值ci1进行比较。ecu 80当检测空气压力变为供给开始值ci1以下(曲线图中，l11a的左端)时，将空气干燥器11切换为供给动作以向气罐13供给压缩空气。由此，空气干燥器11的调节器26闭阀而停止卸载信号的输出。压缩机4根据卸载信号的停止而进行负荷运转。由于持续进行空气干燥器11的供给动作而针对气罐13的检测空气压力上升(曲线图中，l11a)。
60.ecu 80当由于供给压缩空气而检测空气压力变为供给停止值co以上(曲线图中，l11a的右端)时，将空气干燥器11切换为再生动作。由此，在空气干燥器11中再生控制阀21开阀，压缩空气能够从保护阀12进行逆流。另外，在空气干燥器11中调节器26开阀而输出卸载信号。压缩机4根据卸载信号的输入而进行无负荷运转。另外，在空气干燥器11中调节器26向排液排出阀25输出卸载信号。排液排出阀25根据卸载信号的输入而开阀，空气干燥器11的过滤器17内的空气由于在再生控制阀21中逆流的压缩空气而沿再生方向流动。再生方向是从下游到上游的方向，是与作为净化空气时的空气的流动的供给方向相反的方向。其结果，被过滤器17捕捉到的杂质与沿再生方向流动的空气一起作为排液从排液排出阀25被排出，从而过滤器17被再生(曲线图中，l11b和l21b的左端部分)。
61.另外，像这样，在过滤器17被再生时，压缩机4根据卸载信号的输入而进行无负荷运转，因此压缩后的空气不会被白白地消耗。
62.之后，当结束再生处理时，ecu 80将空气干燥器11切换为吹扫动作。由此，来自气罐13的压缩空气被停止而压缩空气不在过滤器17中流通。另外，与气罐13的压缩空气被制
动室15消耗相应地，气罐13的空气压力下降(曲线图中，l11b、l21b等)。
63.首先，说明压缩空气被消耗到供给开始值ci1时开始供给动作的、通常的动作。
64.ecu 80根据判定检测空气压力为供给开始值ci1以下(曲线图中，l11b)，再次将空气干燥器11切换为供给动作并停止压缩机4的卸载信号，来进行空气的供给(曲线图中，l12a)。之后，ecu 80当检测空气压力为供给停止值co以上(曲线图中，l12a的右端)时，将空气干燥器11从供给动作切换为非供给动作。因此，空气压力下降(曲线图中，l12b)。但是，设为在曲线图中的l11b中检测空气压力从供给停止值co下降到供给开始值ci1需要规定的期间ul11。也就是说，非供给动作的持续时间为规定的期间ul11。此外，规定的期间ul11是空气压力从供给停止值co下降到供给开始值ci1所需要的期间，包括车辆中消耗空气的期间中的大部分。例如，大部分是指95％以上的部分。
65.接着，说明在压缩空气被消耗到辅助供给开始值ci2时开始供给动作的动作。此外，在该动作中过滤器17的再生处理以高水平进行，因此将该动作描述为高再生用动作。
66.在本实施方式中，ecu 80即使在检测空气压力比供给开始值ci1高的情况下，也根据供给开始条件成立，来将空气干燥器11切换为供给动作，停止压缩机4的卸载信号，进行空气的供给。
67.第一供给开始条件如曲线图中的l21b所示，与表示通常的空气消耗的曲线图中的l11b相比空气压力的消耗少。例如，在车辆中，在作为从供给停止值co起的非供给动作的持续时间的期间ul21例如比规定的期间ul11(即，空气压力从供给停止值co下降到供给开始值ci1所需的期间)长的情况下，ecu 80判定为空气压力的消耗少，此时第一供给开始条件成立。与第一供给开始条件的成立对应地开始高再生用动作。也就是说，ecu 80为了向气罐13供给压缩空气而将空气干燥器11切换为供给动作。
68.也就是说，如曲线图中的l21b所示，当从供给停止值co起的期间ul21比规定的期间ul11长时(曲线图中，l21b的右端)，ecu 80再次将空气干燥器11切换为供给动作，停止至压缩机4的卸载信号，进行压缩空气的供给(曲线图中，l22a)。ecu 80当由压力传感器65检测出的空气压力变为供给停止值co以上(曲线图中，l22a的右端)时，将空气干燥器11切换为非供给动作。因此，空气压力下降(曲线图中，l22b)。
69.由此，即使在压缩空气的消耗量少的情况下，也每当经过规定的期间ul11时成组地进行空气供给和再生处理，过滤器17被进行再生处理。与压力差δgp2对应的量的压缩空气通过过滤器17。压力差δgp2小于通常的压力差δgp1，与压力差δgp2对应的压缩空气的量少于与压力差δgp1对应的压缩空气的量。因此，在过滤器17中，在附着量少的期间进行针对油分和水分的再生处理，因此过滤器17以更高水平被再生。另外，气罐13内的压力差被抑制到比通常的压力差δgp1小的压力差δgp2，与压力差δgp2对应的压缩空气的量少于与压力差δgp1对应的压缩空气的量，因此压缩机4的压缩空气的供给所花费的负荷被抑制。此外，优选的是，规定的期间ul11被设定为确保压缩机4的可动间隔不会给压缩机4带来负荷的程度的周期。并且，供给停止值co与通常的动作的情况下的值相同，因此多少受到空气压力的影响的再生动作时的再生能力如通常那样发挥。
70.另外，也可以是，采用空气压力为辅助供给开始值ci2以下来作为第二供给开始条件，辅助供给开始值ci2为与高于供给开始值ci1且低于供给停止值co的空气压力对应的值，根据第一供给开始条件、第二供给开始条件这两者成立来进行空气的供给。由此，在压
缩空气的消耗量极少的情况下，空气供给与再生处理的执行时间被抑制，因此压缩机4的负荷被抑制。此外，优选地，压力差δgp2被设定为压缩机4的负荷不因短时间驱动而升高。
71.如以上说明那样，根据本实施方式，能够得到以下的效果。
72.(1)由于在检测空气压力成为供给开始值ci1之前开始供给动作，因此通过过滤器17的空气量少，因此蓄积在过滤器17中的油分和水分可以较少。通过在油分和水分的蓄积少的期间进行再生动作，能够使过滤器17以高水平再生。另外，通过在油分和水分的蓄积少的期间进行再生动作，能够抑制油分和水分定着于过滤器17。因此，能够抑制空气干燥器11的性能劣化。
73.并且，不变更供给停止值co，即使在比供给开始值ci1高的检测空气压力下也进行供给动作。因此多少受到空气压力的影响的再生动作时的再生能力如通常那样发挥。
74.(2)即使在压缩空气的使用量少的状况下也定期地进行过滤器17的再生动作。
75.(3)能够防止在压缩空气未被消耗时供给压缩空气。
76.(4)采用行驶状态为空气消耗量少的行驶状态(即，车辆处于空气消耗量少的行驶状态)以及检测空气压力为作为高于供给开始值ci1的值的辅助供给开始值ci2以下来作为供给开始条件，由此抑制与行驶状态相应的空气干燥器11的性能下降。
77.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。
78.·
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。
79.·
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、再生动作。
80.·
ecu 80也可以基于从作为车辆的控制装置的车辆ecu 100传递的信号来判定空气消耗量少的行驶状态。由此，能够基于从车辆传递的信号来判定空气压力的下降量少的行驶状态。
81.·
ecu 80也可以基于检测空气压力的每单位时间的下降量少来判定空气消耗量少的行驶状态。由此，能够根据检测空气压力的每单位时间的下降量来判定行驶状态。
82.·
在上述实施方式中，过滤器17具有干燥剂和过滤部这两者，但过滤器17也可以仅具有它们中的某一方。
83.·
在上述实施方式中，例示了设置有过滤器17的情况，但不限于此，也也可以在过滤器17的上游设置油雾分离器。
84.该油雾分离器具备通过与压缩空气碰撞来进行气液分离的过滤器，捕捉从压缩机4输送的压缩空气所含的油分。过滤器也可以是对金属材料进行压缩成形而得到的，还可以是海绵等多孔质材料。通过设置该油雾分离器，能够进一步提高压缩空气的净化性能。
85.·
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。
86.附图标记说明
87.4：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：过滤器；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。