技术领域
[0001] 本发明涉及寿命判定装置以及寿命判定方法。
相关背景技术
[0002] 以往，公知有设置于车高调整系统的共用通路的蓄压罐(例如参照专利文献1)。
[0003] 蓄压罐具有填充有气体的气室、与共用通路连接的油室、以及分隔气室与油室的活塞。蓄压罐构成为在油室蓄积工作油且能够排出油室的工作油。
[0004] 专利文献1：日本特开2008－189279号公报
[0005] 这里，为了适当地竭尽使用蓄压罐，希望能够判定蓄压罐的寿命。
具体实施方式
[0021] 以下，对本发明的1个实施方式进行说明。
[0022] 首先，对本发明的1个实施方式的应用ECU4的车高调整系统100的结构进行说明。
[0023] 车高调整系统100构成为对车辆中的车身(省略图示)相对于车轮的高度位置进行调整。如图1所示，车轮包括左侧的前轮50FL、右侧的前轮50FR、左侧的后轮50RL和右侧的后轮50RR。前轮50FL以能够旋转的方式保持于前轮保持部件51FL，前轮50FR以能够旋转的方式保持于前轮保持部件51FR，后轮50RL以能够旋转的方式保持于后轮保持部件51RL，后轮50RR以能够旋转的方式保持于后轮保持部件51RR。
[0024] 车高调整系统100具备4个液压缸1、工作油供排装置2、液压回路3和ECU4(参照图4)。4个液压缸1包括液压缸1FL、1FR、1RL及1RR。此外，ECU4是本发明的“寿命判定装置”的一例。
[0025] 液压缸1FL设置于前轮保持部件51FL与车身之间。液压缸1FL作为减震器发挥功能。液压缸1FL构成为通过伸缩能够调整前轮保持部件51FL与车身之间的距离。此外，在前轮保持部件51FL与车身之间，与液压缸1FL并列地设置有悬架弹簧(省略图示)。
[0026] 具体而言，液压缸1FL包括壳体11、活塞12和活塞杆13。壳体11具有内部空间，活塞12以能够移动的方式收容于该内部空间，在活塞12连结有活塞杆13。壳体11与前轮保持部件51FL连结，活塞杆13与车身连结。壳体11的内部空间由活塞12分隔，形成有油室14及15。
在活塞12形成有连通路16，通过连通路16使油室14与15连通。在连通路16设置有节流部。因此，液压缸1FL构成为产生与活塞12相对于壳体11的移动速度对应的衰减力。
[0027] 液压缸1FR设置于前轮保持部件51FR与车身之间。液压缸1RL设置于后轮保持部件51RL与车身之间。液压缸1RR设置于后轮保持部件51RR与车身之间。液压缸1FR、1RL及1RR的其他结构与上述液压缸1FL相同。
[0028] 工作油供排装置2是为了经由液压回路3向4个液压缸1供排工作油而设置的。工作油供排装置2包括油泵21、有刷马达22、储液罐23、单向阀24和回流阀25。
[0029] 在储液罐23存积有工作油。油泵21是为了汲取储液罐23的工作油并向液压回路3的后述共用通路31供给而设置的。有刷马达22是油泵21的动力源，是为了使油泵21工作而设置的。有刷马达22是使用电刷以及整流器并利用机械式的结构进行动作的马达。单向阀24以及回流阀25并列配置于油泵21的排出口侧。
[0030] 单向阀24构成为：允许工作油从油泵21朝向共用通路31的流动，且阻止工作油从共用通路31朝向油泵21的流动。回流阀25是为了切换从油泵21向共用通路31供给工作油、与从共用通路31向储液罐23排出工作油而设置的。具体而言，在油泵21停止的情况下，利用回流阀25截断油泵21的排出口侧与共用通路31，从而使共用通路31与储液罐23侧连通。另一方面，在油泵21工作的情况下，利用回流阀25截断储液罐23侧与共用通路31，从而使共用通路31与油泵21的排出口侧连通。
[0031] 液压回路3设置于4个液压缸1与工作油供排装置2之间。液压回路3包括共用通路31、4个单独通路32、4个车高调整阀33、蓄压罐34和罐控制阀35。4个单独通路32具有单独通路32FL、32FR、32RL及32RR。4个车高调整阀33具有车高调整阀33FL、33FR、33RL及33RR。此外，共用通路31是本发明的“油路”的一例。
[0032] 共用通路31配置于工作油供排装置2与4个单独通路32之间。即，共用通路31与工作油供排装置2连接，从共用通路31分支为4个单独通路32。在共用通路31设置有温度传感器36以及压力传感器37。
[0033] 单独通路32FL是为了将液压缸1FL与共用通路31连接起来而设置的。在单独通路32FL设置有车高调整阀33FL。车高调整阀33FL例如是常闭的电磁开闭阀，是为了进行液压缸1FL与共用通路31的连通或截断而设置的。车高调整阀33FL构成为在液压缸1FL的工作油的供排时被开阀。
[0034] 单独通路32FR是为了将液压缸1FR与共用通路31连接起来而设置的。在单独通路32FR设置有车高调整阀33FR。车高调整阀33FR例如是常闭的电磁开闭阀，是为了进行液压缸1FR与共用通路31的连通或截断而设置的。车高调整阀33FR构成为在液压缸1FR的工作油的供排时被开阀。
[0035] 单独通路32RL是为了将液压缸1RL与共用通路31连接起来而设置的。在单独通路32RL设置有车高调整阀33RL。车高调整阀33RL例如是常闭的电磁开闭阀，是为了进行液压缸1RL与共用通路31的连通或截断而设置的。车高调整阀33RL构成为在液压缸1RL的工作油的供排时被开阀。
[0036] 单独通路32RR是为了将液压缸1RR与共用通路31连接起来而设置的。在单独通路32RR设置有车高调整阀33RR。车高调整阀33RR例如是常闭的电磁开闭阀，是为了进行液压缸1RR与共用通路31的连通或截断而设置的。车高调整阀33RR构成为在液压缸1RR的工作油的供排时被开阀。
[0037] 蓄压罐34经由罐控制阀35与共用通路31连接。蓄压罐34是为了加速车高的上升而设置的。罐控制阀35例如是常闭的电磁开闭阀，是为了进行蓄压罐34与共用通路31的连通或截断而设置的。罐控制阀35构成为在蓄压罐34的工作油的供排时被开阀。
[0038] 如图2所示，蓄压罐34具有罐主体341和活塞342。罐主体341形成为圆筒状，具有内部空间。活塞342以能够移动的方式收容于罐主体341的内部空间。罐主体341的内部空间由活塞342分隔，从而形成有气室343及油室344。在气室343填充有气体(例如氮气)。油室344经由罐控制阀35与共用通路31连接。在活塞342的外周面形成有环状槽，在该环状槽安装有O型环342a。O型环342a是为了密封气室343与油室344之间的缝隙而设置的。
[0039] 而且，蓄压罐34构成为在油室344蓄积工作油且能够排出油室344的工作油。此外，在蓄压时，活塞342被向一侧(图2中的左侧)移动，在排压时，活塞342被向另一侧(图2中的右侧)移动。
[0040] 如图4所示，ECU4包括运算部41、存储部42和输入输出部43。在存储部42存储有用于控制车高调整系统100的程序等。运算部41构成为通过执行存储于存储部42的程序来控制车高调整系统100。在输入输出部43连接有温度传感器36、压力传感器37、车高传感器(省略图示)、有刷马达22、4个车高调整阀33以及罐控制阀35等。
[0041] 温度传感器36是为了检测共用通路31的工作油的温度(油温)而设置的。压力传感器37是为了检测共用通路31的工作油的压力(油压)而设置的。车高传感器是为了检测车轮与车身之间的距离而设置的。ECU4构成为基于来自车高传感器等的输入来控制有刷马达22、4个车高调整阀33和罐控制阀35。
[0042] －车高的升降动作－
[0043] 接下来，对车高调整系统100的车高的升降动作的一例进行说明。
[0044] [车高上升时]
[0045] 在车高变高的情况下，通过ECU4驱动有刷马达22而使油泵21工作。另外，通过ECU4使罐控制阀35开阀，且使4个车高调整阀33开阀。因此，从油泵21以及蓄压罐34的至少一方排出的工作油经由液压回路3被供给至4个液压缸1。由此，4个液压缸1伸长而车高变高。之后，若车高到达目标值，则通过ECU4使4个车高调整阀33闭阀。
[0046] 而且，从油泵21排出的工作油经由共用通路31被供给至蓄压罐34。之后，若蓄压罐34的油压到达目标值，则通过ECU4使罐控制阀35闭阀，并使油泵21的工作停止。
[0047] [车高下降时]
[0048] 在车高变低的情况下，通过ECU4在保持着使油泵21停止的状态下使4个车高调整阀33开阀。因此，4个液压缸1的工作油经由液压回路3以及回流阀25返回至储液罐23。由此，4个液压缸1缩回而车高变低。之后，若车高到达目标值，则通过ECU4使4个车高调整阀33闭阀。
[0049] －蓄压罐的寿命判定－
[0050] 这里，对于蓄压罐34，在活塞342进行移动时，O型环342a滑动而发生磨损。因此，在蓄压罐34中，O型环342a容易劣化。因此，ECU4构成为推断O型环342a的劣化程度来判定蓄压罐34的寿命。
[0051] ECU4构成为计算蓄压时的气室343的体积变化ΔV。另外，ECU4构成为基于气室343的体积变化ΔV来计算蓄压时的活塞342的移动量AM。并且，ECU4构成为基于计算出的移动量AM的累计值来判定蓄压罐34的寿命。此外，通过由运算部41执行存储于存储部42的程序来实现本发明的“体积变化计算部”、“移动量计算部”以及“寿命判定部”。
[0052] 具体而言，在ECU4的存储部42中存储有与蓄压罐34有关的信息。在与蓄压罐34有关的信息中，包括体积Vi、压力Pi、温度Ti以及活塞面积AP。体积Vi是蓄压罐34处于初始状态时的气室343的体积。压力Pi是蓄压罐34处于初始状态时的气室343的压力。温度Ti是蓄压罐34处于初始状态时的气室343的温度。活塞面积AP是活塞342的受压面积。体积Vi、压力Pi、温度Ti以及活塞面积AP是已预先设定的值。此外，在蓄压罐34处于初始状态时，如图3所示，活塞342配置于另一侧的端部。
[0053] 而且，ECU4针对体积变化ΔV的计算使用以下的式(1)来进行。
[0054] ΔV＝Vb－Va···(1)
[0055] 此外，在式(1)中，Va是蓄压后的气室343的体积，Vb是蓄压前的气室343的体积。体积Va的计算使用以下的式(2)来进行，体积Vb的计算使用以下的式(3)来进行。
[0056] Va＝(Pi×Vi×Ta)/(Ti×Pa)···(2)
[0057] Vb＝(Pi×Vi×Tb)/(Ti×Pb)···(3)
[0058] 此外，在式(2)中，Pa是蓄压后的气室343的压力，Ta是蓄压后的气室343的温度。在式(3)中，Pb是蓄压前的气室343的压力，Tb是蓄压前的气室343的温度。压力Pa例如基于蓄压后的压力传感器37的检测结果来进行推断。温度Ta例如基于蓄压后的温度传感器36的检测结果来进行推断。压力Pb例如基于蓄压前的压力传感器37的检测结果来进行推断。温度Tb例如基于蓄压前的温度传感器36的检测结果来进行推断。
[0059] 另外，在式(2)及(3)中，Vi是初始状态时的气室343的体积，Pi是初始状态时的气室343的压力，Ti是初始状态时的气室343的温度。体积Vi、压力Pi以及温度Ti预先存储于存储部42。
[0060] 另外，ECU4针对移动量AM的计算使用以下的式(4)来进行。
[0061] AM＝ΔV/AP···(4)
[0062] 此外，在式(4)中，ΔV是在蓄压前后的气室343的体积变化，AP是活塞342的受压面积。体积变化ΔV使用式(1)来计算。活塞面积AP预先存储于存储部42。
[0063] 另外，在存储部42中存储有工作履历信息42a。在工作履历信息42a中积蓄有计算出的移动量AM。即，每当进行蓄压，移动量AM就被存储于工作履历信息42a。而且，ECU4构成为：在移动量AM的累计值超过阈值的情况下，判定为蓄压罐34的寿命已到。该阈值是基于实验或模拟等已预先设定的值。
[0064] [工作履历的积蓄动作]
[0065] 接下来，参照图5说明由ECU4进行的蓄压罐34的工作履历的积蓄动作。
[0066] 首先，在图5的步骤ST1中，通过ECU4判断蓄压罐34的蓄压是否已开始。蓄压是否已开始例如基于压力传感器37的检测结果等来判断。然后，在通过ECU4判断为蓄压已开始的情况下，处理移至步骤ST2。另一方面，在通过ECU4判断为蓄压未开始的情况下，反复进行步骤ST1。即，处理被待机至蓄压开始。
[0067] 接下来，在步骤ST2中，通过ECU4，使用温度传感器36以及压力传感器37取得油温及油压。基于该油温推断蓄压前的气室343的温度Tb。基于该油压推断蓄压前的气室343的压力Pb。
[0068] 接下来，在步骤ST3中，通过ECU4判断蓄压罐34的蓄压是否已结束。蓄压是否已结束例如基于压力传感器37的检测结果等来判断。然后，在通过ECU4判断为蓄压已结束的情况下，处理移至步骤ST4。另一方面，在通过ECU4判断为蓄压未结束的情况下，反复进行步骤ST3。即，在蓄压罐34处于蓄压中的情况下，反复进行步骤ST3。即，处理被待机至蓄压结束。
[0069] 接下来，在步骤ST4中，通过ECU4，使用温度传感器36以及压力传感器37取得油温及油压。基于该油温推断蓄压后的气室343的温度Ta。基于该油压推断蓄压后的气室343的压力Pa。
[0070] 接下来，在步骤ST5中，通过ECU4计算蓄压时的气室343的体积变化ΔV。体积变化ΔV使用在步骤ST2中推断出的温度Tb及压力Pb、和在步骤ST4中推断出的温度Ta及压力Pa来计算。具体而言，基于上述的式(1)至(3)来计算体积变化ΔV。
[0071] 接下来，在步骤ST6中，通过ECU4计算蓄压时的活塞342的移动量AM。移动量AM使用在步骤ST5中计算出的体积变化ΔV来计算。具体而言，基于上述式(4)来计算移动量AM。
[0072] 接下来，在步骤ST7中，通过ECU4将移动量AM存储于工作履历信息42a。之后，处理移至返回。
[0073] [寿命判定动作]
[0074] 接下来，参照图6说明由ECU4进行的蓄压罐34的寿命判定动作。
[0075] 首先，在图6的步骤ST11中，通过ECU4判断是否已经过规定期间。该规定期间是已预先设定的期间，例如为1天。然后，在通过ECU4判断为已经过规定期间的情况下，处理移至步骤ST12。另一方面，在通过ECU4判断为未经过规定期间的情况下，反复进行步骤ST11。即，处理被待机至经过规定期间。即，每隔规定期间进行后述步骤ST12。
[0076] 接下来，在步骤ST12中，通过ECU4判断移动量AM的累计值是否超过阈值。移动量AM的累计值基于工作履历信息42a来计算。即，移动量AM的累计值是对每当进行蓄压而计算出的移动量AM进行累积而得的值。然后，在通过ECU4判断为移动量AM的累计值超过阈值的情况下，处理移至步骤ST13。另一方面，在通过ECU4判断为移动量AM的累计值未超过阈值的情况下，处理返回至步骤ST11。
[0077] 在步骤ST13中，通过ECU4判定为蓄压罐34的寿命已到。在该情况下，ECU4使用省略图示的报告装置向用户报告蓄压罐34的寿命已到这一情况。由此，能够促使用户更换寿命已到的蓄压罐34。
[0078] －效果－
[0079] 在本实施方式中，如上所述，基于气室343的体积变化ΔV来计算活塞342的移动量AM，基于移动量AM的累计值来判定蓄压罐34的寿命。通过这样构成，能够基于活塞342的移动量AM来判定蓄压罐34的寿命。而且，通过判定蓄压罐34的寿命，能够适当地竭尽使用蓄压罐34。
[0080] 另外，在本实施方式中，基于蓄压后的气室343的压力Pa、和蓄压后的气室343的温度Ta来计算蓄压后的气室343的体积Va。另外，基于蓄压前的气室343的压力Pb、和蓄压前的气室343的温度Tb来计算蓄压前的气室343的体积Vb。然后，通过从蓄压前的气室343的体积Vb减去蓄压后的气室343的体积Va来计算气室343的体积变化ΔV。通过这样构成，能够计算蓄压时的气室343的体积变化ΔV。
[0081] 另外，在本实施方式中，基于温度传感器36的检测结果来推断气室343的温度，并基于压力传感器37的检测结果来推断气室343的压力。通过这样构成，与设置有检测气室的温度的温度传感器的情况、设置有检测气室的压力的压力传感器的情况相比，能够抑制部件个数的增加。
[0082] －其他实施方式－
[0083] 此外，本次公开的实施方式是在全部方面进行例示，这并不成为限定性解释的根据。因此，本发明的技术范围并非仅由上述实施方式来解释，而是基于权利要求书的记载来界定。另外，在本发明的技术范围中，包括与权利要求书等同的意思以及范围内的全部变更。
[0084] 例如，在上述实施方式中，示出寿命判定动作(参照图6)由ECU4执行的例子。并不限于此，也可以通过ECU将工作履历信息发送至服务器装置(省略图示)，并由服务器装置执行寿命判定动作。
[0085] 另外，在上述实施方式中，示出对蓄压时的活塞342的移动量AM进行累计的例子。并不限于此，也可以对蓄压时的活塞的移动量和排压时的活塞的移动量进行累计。
[0086] 另外，在上述实施方式中，示出基于温度传感器36的检测结果来推断气室343的温度并基于压力传感器37的检测结果来推断气室343的压力的例子。并不限于此，可以设置有检测气室的温度的温度传感器，并且也可以设置有检测气室的压力的压力传感器。
[0087] 【工业上的可利用性】
[0088] 本发明能够利用于判定蓄压罐的寿命的寿命判定装置以及寿命判定方法。
