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【発明の名称】 タイヤ空気圧制御装置
【発明者】 【氏名】磯野 宏

【要約】 【課題】圧力センサを用いることなく、エアーポンプの吐出異常を検出すること。

【構成】タイヤ空気圧制御装置は、タイヤ空気室Rbに加圧空気を供給可能なエアーポンプAPと、エアーポンプAPからタイヤ空気室Rbへの加圧空気の供給を許容・禁止する機械式の制御弁装置VAを備えるとともに、制御弁装置VAの状態を検出する弁状態検出センサ(ストロークセンサS1)と、電気制御装置ECUを備えている。電気制御装置ECUは、エアーポンプAPからタイヤ空気室Rbへの加圧空気の供給が開始してから停止するまでの上昇経過時間と加圧空気の供給が停止してから開始(再開)するまでの下降経過時間を計測する計時手段と、前記下降経過時間と前記上昇経過時間に基づいて前記エアーポンプから前記タイヤ空気室に向けて吐出される空気流量を演算する吐出空気流量演算手段を備えている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車輪のタイヤ空気室に加圧空気を供給可能なエアーポンプと、このエアーポンプから前記タイヤ空気室に至る間のエア通路に配設され前記タイヤ空気圧が下限設定値に低下してから上限設定値に上昇するまでの間では前記エアーポンプから前記タイヤ空気室への加圧空気の供給を許容する許容状態にあり前記タイヤ空気圧が上限設定値に上昇してから下限設定値に低下するまでの間では前記エアーポンプから前記タイヤ空気室への加圧空気の供給を禁止する禁止状態にあって前記タイヤ空気圧を制御する機械式の制御弁装置と、この制御弁装置が許容状態にあるか禁止状態にあるかを検出する弁状態検出センサと、前記制御弁装置が禁止状態となった時点から許容状態になる時点までの下降経過時間を計測するとともに前記制御弁装置が許容状態となった時点から禁止状態になる時点までの上昇経過時間を計測する計時手段と、前記下降経過時間と前記上昇経過時間に基づいて前記エアーポンプから前記タイヤ空気室に向けて吐出される空気流量を演算する吐出空気流量演算手段を備えたタイヤ空気圧制御装置。
【請求項2】
請求項1に記載のタイヤ空気圧制御装置において、前記吐出空気流量演算手段は、前記制御弁装置が禁止状態となった時点の前記タイヤ空気室を含む空気圧回路内の残留空気量と前記制御弁装置が許容状態となった時点の前記空気圧回路内の残留空気量との空気量差と前記上昇経過時間に基づいて前記上昇経過時間中における前記空気圧回路内の増加空気流量を演算する増加空気流量演算手段と、前記空気量差と前記下降経過時間に基づいて前記下降経過時間中における前記空気圧回路内の減少空気流量を演算する減少空気流量演算手段と、前記増加空気流量と前記減少空気流量に基づいて前記エアーポンプから前記タイヤ空気室に向けて吐出される空気流量を演算する供給空気流量演算手段を備えていることを特徴とするタイヤ空気圧制御装置。
【請求項3】
請求項1または2に記載のタイヤ空気圧制御装置において、前記エアーポンプから前記タイヤ空気室に向けて吐出される空気流量が設定量より多いか否かを判定する流量判定手段と、この流量判定手段による判定結果を報知する報知手段を設けたことを特徴とするタイヤ空気圧制御装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、車輪のタイヤ空気室に加圧空気を供給可能なエアーポンプと、このエアーポンプから前記タイヤ空気室に至る間のエア通路に配設されて前記タイヤ空気室内のタイヤ空気圧を制御する制御弁装置を備えたタイヤ空気圧制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
この種のタイヤ空気圧制御装置は、例えば、下記特許文献1に示されている。
【特許文献1】特開平7−137515号公報
【0003】
上記した特許文献1に記載されているタイヤ空気圧制御装置では、タイヤ空気圧を検出可能な圧力センサが、タイヤ空気室と制御弁装置間のエア通路に配設されていて、この圧力センサの検出値に基づいて制御弁装置の作動が電気的に制御されている。また、圧力センサとタイヤ空気室間に設けた手動コックを閉じた状態で、エアーポンプを作動させるとともに、制御弁装置を開状態(エアーポンプから圧力センサが配設されているエア通路に加圧空気が供給される状態)とさせて、このときのエア通路内の空気圧変化を圧力センサによりセンシングし、空気の増圧速度が所定の速度よりも遅い場合には、エア通路にて空気漏れ等の異常が発生していることを判定することが可能である。
【発明の開示】
【0004】
しかし、上記した空気漏れ異常は、エアーポンプが正常に作動することを前提としているため、その際に、エアーポンプが正常に作動しない場合(例えば、エアーポンプの吐出機能が低下している場合)には、その状態(エアーポンプの吐出異常)を検出できなくて、空気漏れ異常が発生していないにも拘わらず、空気の増圧速度が所定の速度よりも遅くなって誤判定することとなる。
【0005】
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、車輪のタイヤ空気室に加圧空気を供給可能なエアーポンプと、このエアーポンプから前記タイヤ空気室に至る間のエア通路に配設され前記タイヤ空気圧が下限設定値に低下してから上限設定値に上昇するまでの間では前記エアーポンプから前記タイヤ空気室への加圧空気の供給を許容する許容状態にあり前記タイヤ空気圧が上限設定値に上昇してから下限設定値に低下するまでの間では前記エアーポンプから前記タイヤ空気室への加圧空気の供給を禁止する禁止状態にあって前記タイヤ空気圧を制御する機械式の制御弁装置と、この制御弁装置が許容状態にあるか禁止状態にあるかを検出する弁状態検出センサと、前記制御弁装置が禁止状態となった時点から許容状態になる時点までの下降経過時間を計測するとともに前記制御弁装置が許容状態となった時点から禁止状態になる時点までの上昇経過時間を計測する計時手段と、前記下降経過時間と前記上昇経過時間に基づいて前記エアーポンプから前記タイヤ空気室に向けて吐出される空気流量を演算する吐出空気流量演算手段を備えたタイヤ空気圧制御装置に特徴がある。
【0006】
この場合において、前記吐出空気流量演算手段は、前記制御弁装置が禁止状態となった時点の前記タイヤ空気室を含む空気圧回路内の残留空気量と前記制御弁装置が許容状態となった時点の前記空気圧回路内の残留空気量との空気量差と前記上昇経過時間に基づいて前記上昇経過時間中における前記空気圧回路内の増加空気流量を演算する増加空気流量演算手段と、前記空気量差と前記下降経過時間に基づいて前記下降経過時間中における前記空気圧回路内の減少空気流量を演算する減少空気流量演算手段と、前記増加空気流量と前記減少空気流量に基づいて前記エアーポンプから前記タイヤ空気室に向けて吐出される空気流量を演算する供給空気流量演算手段を備えていることも可能である。
【0007】
上記した本発明によるタイヤ空気圧制御装置では、前記下降経過時間と前記上昇経過時間に基づいて前記エアーポンプから前記タイヤ空気室に向けて吐出される空気流量を演算する吐出空気流量演算手段を備えているため、エアーポンプから吐出される空気流量を求めることが可能であり、この空気流量(吐出空気流量)に基づいてエアーポンプの吐出機能(能力)を判定することが可能である。また、圧力センサを用いることなく実施することが可能であり、安価に実施することが可能である。
【0008】
また、本発明によるタイヤ空気圧制御装置では、前記下降経過時間に基づいてタイヤ空気室を含む空気圧回路からの減少空気流量(漏れ空気流量)を演算することが可能であり、この減少空気流量に基づいてタイヤ空気室を含む空気圧回路の空気漏れ異常を検出することが可能である。
【0009】
また、本発明の実施に際して、前記エアーポンプから前記タイヤ空気室に向けて吐出される空気流量が設定量より多いか否かを判定する流量判定手段と、この流量判定手段による判定結果を報知する報知手段を設けることも可能である。この場合には、エアーポンプの吐出機能の良否(正常・異常)を報知手段により乗員に知らせることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明によるタイヤ空気圧制御装置を概略的に示していて、このタイヤ空気圧制御装置は、車輪Bのタイヤ空気室Rb(図2に示したホイールB1とタイヤB2によって形成されている)に制御弁装置VAを介して加圧空気を供給可能なエアーポンプAPを備えている。
【0011】
エアーポンプAPと制御弁装置VAは、図2および図3にて詳細に示したように、車輪Bとともに回転する車軸ハブ11に組付けられていて、車軸ハブ11の車両内側端には駆動車軸12がスプライン嵌合されていてトルク伝達可能に連結されている。なお、車軸ハブ11と駆動車軸12の連結は、ロックナット13によって固定されている。
【0012】
エアーポンプAP(エアーコンプレッサと謂われることもある)は、大気を断熱圧縮して加圧空気を生成するものであり、車輪Bの回転に伴って駆動され車輪Bの回転停止に伴って駆動を停止されるように構成されていて、車輪Bの回転に基づいて圧力制御バルブ30を通して車輪Bのタイヤ空気室Rbに加圧空気を供給可能であり、回転不能な円筒部材21と、車軸ハブ11の軸部11aに形成した回転可能なシリンダ22と、往復動体としてのピストン23を備えるとともに、カム部材24と一対のカムフォロア25を備えている。
【0013】
円筒部材21は、支持部材(図示省略)に回転不能に支持されるものであり、その内部にはシリンダ22が一対の軸受Br1とBr2と一対の環状シール部材26,27を介して車輪Bの回転中心回りに回転可能かつ液密的に支持されている。一対の軸受Br1とBr2は、軸方向に所定量離れて配置されていて、カム部材24を軸方向にて挟むようにして円筒部材21とシリンダ22間に介装されており、シリンダ22を円筒部材21に対して回転可能としている。一対の環状シール部材26,27は、軸方向に所定量離れて配置されていて、カム部材24と両軸受Br1とBr2を軸方向にて挟むようにして円筒部材21とシリンダ22間に介装されており、円筒部材21とシリンダ22間を液密的にシールしている。
【0014】
シリンダ22は、シリンダ本体22Aと、このシリンダ本体22Aの車両外側端部に気密的かつ脱着可能に螺着されたシリンダヘッド22Bによって構成されている。シリンダ本体22Aは、車軸ハブ11の軸部11aに一体的に形成されていて、一対の軸方向長孔22aと、シリンダ軸方向に延びるシリンダ内孔22bを有している。シリンダヘッド22Bは、車軸ハブ11に気密的かつ脱着可能に組付けた有底筒状の栓部材であり、吸入兼吐出通路22cと吐出通路22dを有するとともに、導圧通路22eと吸入通路22fを有している。
【0015】
一対の軸方向長孔22aは、ピストン23と各カムフォロア25をシリンダ22と一体回転可能かつピストン軸方向に往復動可能にガイドするガイド手段であり、シリンダ22の周方向にて180度の間隔で形成されている。シリンダ内孔22bは、ピストン23を収容していて、シリンダヘッド22Bによって車両外側端部を閉塞されており、シリンダヘッド22Bおよびピストン23とによりポンプ室Roを形成している。
【0016】
吸入兼吐出通路22cは、圧力制御バルブ30の弁体31に設けた連通路31aに常時連通していて、シリンダヘッド22Bに組付けた吸入チェック弁Vi(断面がV字状の環状シール部材で構成されている)を通してポンプ室Roに空気を導入可能であるとともに、圧力制御バルブ30の弁体31に組付けた吐出チェック弁Vo(断面がV字状の環状シール部材で構成されている)を通してポンプ室Roから空気を導出可能である。
【0017】
吐出通路22dは、吐出チェック弁Voを通して空気室Ra1に吐出された加圧空気を車軸ハブ11に設けた吐出通路11bに導く通路であり、シリンダヘッド22Bに設けた径方向の連通孔22d1と、シリンダヘッド22Bの外周に設けた連通溝22d2によって構成されている。なお、車軸ハブ11に設けた吐出通路11bは、図2に示したように、車輪Bに設けた連通路Baを通してタイヤ空気室Rbに連通している。
【0018】
導圧通路22eは、シリンダヘッド22Bに設けたシリンダ径方向の連通孔であり、圧力制御バルブ30の弁体31とストッパ32間に形成されている空気室Ra2に吐出通路22d内の加圧空気の圧力を導入可能である。吸入通路22fは圧力制御バルブ30の弁体31に設けた大気連通路31bに常時連通していて、圧力制御バルブ30の弁体31に設けた連通路31aに対しては連通・遮断可能である。なお、弁体31に設けた大気連通路31bは、調整装置40の調整ネジ42に形成した大気連通路42bを通して常時大気に連通している。
【0019】
ピストン23は、シリンダ22のシリンダ内孔22bに一対の環状シール部材28,29を介して挿入されていて、シリンダ22に対して一体回転可能かつピストン軸方向に往復動可能に組付けられている。また、ピストン23には、環状溝23aとピストン径方向に延びる貫通孔23bが形成されている。一対の環状シール部材28,29は、軸方向に所定量離れて配置されていて、ピストン23の軸方向端部にてピストン23とシリンダ22間に介装されており、ピストン23とシリンダ22間を気密的かつ液密的にシールしている。
【0020】
環状溝23aは、一対の環状シール部材28,29間にてピストン23の外周に形成されていて、シリンダ22間に環状空間R1を形成している。この環状空間R1は、シリンダ22の各軸方向長孔22aを通して、一対の環状シール部材26,27間に形成された環状空間R2に連通している。各環状空間R1,R2は、ピストン23がピストン軸方向に往復動しても容積が変化しないものであり、4個のシール部材26,27,28,29によって密封されている。また、環状空間R1,R2等は、所要量の潤滑油を収容するオイル室であって、このオイル室には、軸受Br1,Br2、カム部材24、カムフォロア25および圧縮コイルスプリングSp等が収容されている。
【0021】
カム部材24は、ピストン軸方向にて連接した一対のカムスリーブ24A,24Bによって構成されていて、円筒部材21に一体的に(軸方向に移動不能かつ回転不能に)設けられており、シリンダ22に対して同軸的に配置されている。また、カム部材24は、環状で軸方向に変動のあるカム部24aを有していて、同カム部24aはカム溝であり、各カムフォロア25のボール25cが係合している。カム部24aは、各カムフォロア25のボール25cからピストン軸方向の荷重(図示左右方向の荷重)とピストン径方向の荷重(図示上下方向の荷重)を受けるカム面を有していて、このカム面は断面形状がV字形状であり、シリンダ22の周方向にて偶数周期(例えば、2周期)で形成されている。
【0022】
各カムフォロア25は、ピストン23内にて二分割されたシャフト25aと、これら各シャフト25aに組付けられたローラー25bおよびボール25cによって構成されていて、シャフト25aにてピストン23の貫通孔23bにピストン23の径方向へ移動可能に設けられている。また、各カムフォロア25は、ピストン径方向に延出する端部、すなわち、ボール25cにてカム部材24のカム部(カム溝)24aに係合していて、カム部材24に対して相対回転することによりピストン軸方向に移動する。
【0023】
各シャフト25aは、ピストン23の貫通孔23bにピストン23の径方向(貫通孔23bの軸方向)にて移動可能に組付けられた荷重伝達子であり、その内部に介装した圧縮コイルスプリングSpによってピストン23の径外方に付勢されている。また、各シャフト25aは、ローラー25bを回転可能に支持する支持体であって、ピストン23の貫通孔23bから突出する小径端部にてローラー25bを回転可能に支持している。
【0024】
各ローラー25bは、シャフト25aの小径端部に回転可能に嵌合された状態にてシリンダ22の軸方向長孔22aに転動可能に嵌合されていて、カムフォロア25のシリンダ軸方向移動に伴ってシリンダ22の軸方向長孔22aに沿って転がることが可能である。また、各ローラー25bは、外端に半球凹状の受承部を有していて、この受承部にてボール25cを転動可能に支持している。
【0025】
各ボール25cは、ローラー25bに転動可能に支持されてカム部材24のカム部(カム溝)24aに対して転動可能に係合するカムフォロア25の凸部であり、シャフト25aとローラー25bを介して圧縮コイルスプリングSpの弾撥力を受けてカム部材24のカム部(カム溝)24aに隙間なく弾撥的に係合している。
【0026】
圧縮コイルスプリングSpは、各カムフォロア25のボール25cをカム部材24のカム部(カム溝)24aに向けてピストン23の径方向に押圧する押圧手段であって、各カムフォロア25のシャフト25aに設けた有底の取付孔に所定の予備荷重を付与した状態で組付けられている。
【0027】
このエアーポンプAPにおいては、圧力制御バルブ30の弁体31が図示位置に保持されている状態でシリンダ22(車軸ハブ11)が回転すると、ピストン23とカムフォロア25がシリンダ22と一体的に回転してカム部材24に対して相対回転し軸方向に移動する。このため、シリンダ22の回転運動をピストン23の往復動に変換可能であり、ピストン23の往復動によりポンプ室Roの容積を増大・減少させることができて、常時大気に連通している大気連通路31bと吸入通路22fと吸入チェック弁Viと連通路31aと吸入兼吐出通路22cを通して空気をポンプ室Roに吸入し、ポンプ室Roから吸入兼吐出通路22cと連通路31aと吐出チェック弁Voを通して空気を吐出することが可能である。
【0028】
制御弁装置VAは、図2に示したように、エアーポンプAPからタイヤ空気室Rbに至る間のエア通路に配設されて、タイヤ空気室Rb内のタイヤ空気圧に応じて作動する機械式の制御弁装置であり、圧力制御バルブ30および調整装置40を備えるとともに、圧力制御バルブ30の内部に同軸的に配置したリリーフバルブ50を備えていて、エアーポンプAPとともに車軸ハブ11の軸部(回転軸)11aに同軸的に配置されている。
【0029】
圧力制御バルブ30は、シリンダヘッド22B内に組付けられていて、弁体31とストッパ32を備えるとともに、スプリングリテーナ33を介して弁体31に係合していて弁体31の移動タイミングと移動位置を制御可能で弁体31への付勢力(ばね力)を調整装置40によって調整可能な圧縮コイルスプリング34を備えている。この圧力制御バルブ30は、タイヤ空気室Rbの空気圧(P)が下限設定値P1に低下したときに作動状態(弁体31が圧縮コイルスプリング34,52の付勢力に抗して図示位置から所定量移動した状態)から図示状態に切り換ってポンプ室Roからタイヤ空気室Rbに加圧空気を供給可能であり、ポンプ室Roからタイヤ空気室Rbに供給される加圧空気の圧力が上限設定値P2(P1<P2)に上昇したときに図示状態から作動状態に切り換ってポンプ室Roからタイヤ空気室Rbへの加圧空気の供給を制限(停止)可能である。
【0030】
弁体31は、外周に組付けた吐出チェック弁Voと環状のシール部材35を介して、シリンダヘッド22B内に気密的かつシリンダ軸方向に移動可能に組付けられていて、シリンダヘッド22Bとの間に吐出通路22dに連通する空気室Ra1を形成するとともに、ストッパ32との間に吐出通路22dに導圧通路22eを通して連通する空気室Ra2を形成している。ストッパ32は、内周に環状のシール部材36を組付けられるとともに、外周に環状のシール部材37を組付けられていて、シリンダヘッド22Bと弁体31間に気密的に介装されており、外周の車両外側端部にてシリンダヘッド22Bに一体的に螺着されている。
【0031】
空気室Ra1は、吐出通路22dと吐出通路11bと連通路Baを通してタイヤ空気室Rbに常時連通している。空気室Ra2は、導圧通路22eと吐出通路22dと吐出通路11bと連通路Baを通してタイヤ空気室Rbに常時連通している。空気室Ra1に露呈する弁体31の受圧面積は、空気室Ra2に露呈する弁体31の受圧面積より所定量大きく設定されている。
【0032】
この圧力制御バルブ30においては、タイヤ空気室Rbの空気圧(P)が下限設定値P1に低下してから上限設定値P2に上昇するまでのときに、弁体31が図示位置に保持されていて、連通路31aと吸入通路22fの連通が吸入チェック弁Viによって遮断されている。このため、吸入チェック弁Viが大気からポンプ室Roへの空気流れを許容し、かつ吐出チェック弁Voがポンプ室Roからタイヤ空気室Rbへの空気流れを許容した状態(図示状態)で、吸入チェック弁Viが連通路31aと吸入通路22f間の連通を遮断してポンプ室Roから大気への空気流れを規制し、かつ吐出チェック弁Voがタイヤ空気室Rbからポンプ室Roへの空気流れを規制する。したがって、この状態(圧力制御バルブ30がエアーポンプAPからタイヤ空気室Rbへの加圧空気の供給を許容する許容状態)では、車輪Bの回転に伴うピストン23の往復動により、大気がポンプ室Roに吸入されるとともに、加圧空気がポンプ室Roからタイヤ空気室Rbに向けて吐出される。
【0033】
また、この圧力制御バルブ30においては、タイヤ空気室Rbの空気圧(P)が上限設定値P2に上昇してから下限設定値P1に低下するまでのときに、弁体31が圧縮コイルスプリング34,52の付勢力に抗して図示位置から所定量軸方向に移動していて、連通路31aが吸入チェック弁Viに拘わらず吸入通路22fに連通している。このため、吸入チェック弁Viがその機能(逆流阻止機能)を消失しており、連通路31aが吸入通路22fに連通してポンプ室Roと大気間での空気流れを許容し、かつ吐出チェック弁Voが吐出通路22dと連通路31a間、すなわち、ポンプ室Roとタイヤ空気室Rb間での空気流れを規制する。なお、弁体31が圧縮コイルスプリング34,52の付勢力に抗して図示位置から所定量移動した状態(作動状態)では、弁体31の段部がストッパ32の内周に組付けた環状のシール部材36に当接している。したがって、この状態(圧力制御バルブ30がエアーポンプAPからタイヤ空気室Rbへの加圧空気の供給を禁止する禁止状態)では、車輪Bの回転に伴ってピストン23が往復動しても、ポンプ室Roに吸入された空気が大気に向けて押し戻されて、ポンプ室Roからタイヤ空気室Rbに向けて吐出されることはない。
【0034】
調整装置40は、圧力制御バルブ30における圧縮コイルスプリング34の他端部(弁体31の移動時に移動しない固定側端部)を支持するスプリングサポート41と、このスプリングサポート41の位置を調整可能な調整ネジ42を備えている。スプリングサポート41は、調整ネジ42の移動に伴って移動可能であり、半球状の凸部41aにて調整ネジ42に回転可能に係合している。
【0035】
調整ネジ42は、スプリングサポート41とは別体で構成されていて、雄ネジ部42aと大気連通路42bを有しており、雄ネジ部42aにてシリンダヘッド22Bの雌ネジ部22gに進退可能に螺着されている。また、調整ネジ42は、キャップを兼ねていて、車両外方から回転操作可能であり、外側端部には手動で操作可能な調整工具(図示省略)を脱着可能に取付けるための六角ヘッド部42cが形成されている。なお、大気連通路42bには、フィルタ43が装着されている。
【0036】
リリーフバルブ50は、ポンプ室Roからタイヤ空気室Rbに供給される加圧空気の圧力すなわち空気室Ra1内の空気圧(P)が上限設定値P2より高いリリーフ設定値P3以上のときに、加圧空気を大気に逃がすためのものであり、弁体31に設けたリリーフ通路31cを開放・遮断可能な弁体51と、この弁体51に一端部(可動側端部)にて係合していて同弁体51の移動タイミング(リリーフ通路31cの開放タイミング)を規定する圧縮コイルスプリング52を備えている。
【0037】
弁体51は、圧力制御バルブ30の弁体31内にてシリンダ軸方向に移動可能に組付けられていて、ストロークセンサS1のロッド部44(スプリングサポート41が調整ネジ42によって位置を調整される時に殆ど抵抗なくシリンダ軸方向に相対移動可能なロッド部)と当接している。圧縮コイルスプリング52は、他端部(固定側端部)にて上述したスプリングサポート41に係合していて、弁体51に作用する付勢力を調整装置40によって調整可能である。この調整装置40による調整時には、圧力制御バルブ30の弁体31に作用する圧縮コイルスプリング34の付勢力も同時に調整され、上記した上限設定値P2とリリーフ設定値P3が同時に調整可能である。
【0038】
このリリーフバルブ50においては、圧力制御バルブ30の弁体31に設けたリリーフ通路31cが弁体31に組付けた環状のシール部材38によって空気室Ra1に対して連通・遮断可能である。このため、圧力制御バルブ30の弁体31が圧縮コイルスプリング34,52の付勢力に抗してシリンダ軸方向に移動して、空気室Ra1とリリーフ通路31cがシール部材38を通して連通するようになった状態でのみ、リリーフ通路31cに空気室Ra1内の圧力が付与されて、リリーフバルブ50が作動可能となるように設定されている。
【0039】
ストロークセンサS1は、圧力制御バルブ30が許容状態(図示状態)にあるか禁止状態(作動状態)にあるかを検出する弁状態検出センサであり、圧力制御バルブ30における弁体31の動きをリリーフバルブ50における弁体51を介して検出するロッド部44と、スプリングサポート41内に組付けられてロッド部44によってON・OFFされる内蔵スイッチ(図示省略)を備えている。
【0040】
このストロークセンサS1においては、圧力制御バルブ30が許容状態にあるとき内蔵スイッチはOFF状態に維持されてLow信号が出力されるとともに、圧力制御バルブ30が禁止状態にあるとき内蔵スイッチはON状態に維持されてHigh信号が出力される。なお、ストロークセンサS1から出力される信号は、図1に示した電気制御装置ECUに無線で入力されるように構成されている。
【0041】
電気制御装置ECUは、図1に示したように、ストロークセンサS1の出力を入力可能であるとともに、車輪Bの回転速度を検出可能な車輪速センサS2の出力を入力可能であり、タイヤ空気室Rbを含む空気圧回路の「空気漏れ正常」と「空気漏れ異常」およびエアーポンプAPの「吐出機能正常」と「吐出機能異常」を表示可能なインパネ表示部IDにも接続されている。
【0042】
また、電気制御装置ECUは、ストロークセンサS1と車輪速センサS2の出力に基づいて図4および図5のフローチャートに対応したプログラムを実行するマイクロコンピュータを備えていて、圧力制御バルブ30が禁止状態となった時点(例えば、図6の時刻t1参照)から許容状態になる時点(図6の時刻t2参照)までの下降経過時間(td)を計測(演算)すること、圧力制御バルブ30が許容状態となった時点(図6の時刻t2参照)から禁止状態になる時点(図6の時刻t3参照)までの上昇経過時間(tu)を計測(演算)することが可能である。
【0043】
また、電気制御装置ECUは、圧力制御バルブ30が禁止状態となった時点(図6の時刻t1またはt3参照)のタイヤ空気室Rbを含む空気圧回路内の残留空気量M2と圧力制御バルブ30が許容状態となった時点(図6の時刻t2参照)の前記空気圧回路内の残留空気量M1との空気量差(M2−M1)と上記した上昇経過時間(tu)に基づいて上昇経過時間(tu)中における前記空気圧回路内の増加空気流量Qu(単位時間当たりに増加する空気の重量)を演算すること、前記空気量差(M2−M1)と上記した下降経過時間(td)に基づいて下降経過時間(td)中における前記空気圧回路内の減少空気流量Qd(単位時間当たりに減少する空気の重量)を演算することが可能である。
【0044】
なお、上記した各残留空気量M1,M2は、気体の状態方程式P・V=M・R・Tを用いて予め演算されていて、Pは「絶対圧力」であり、Tは「絶対温度」であり、Mは「空気重量」であり、Vは「タイヤ空気室Rbを含む空気圧回路の容積」であり、Rは「空気の気体定数」であって、TとVとRは使用状態等を考慮して実験あるいは解析によって予め求められていて変化しないもの(一定値)としてある。このため、残留空気量M1は、下限設定値P1の絶対圧力と上記したT,V,Rに基づいて演算され、残留空気量M2は、上限設定値P2の絶対圧力と上記したT,V,Rに基づいて演算される。
【0045】
また、電気制御装置ECUは、上記した空気量差(M2−M1)と上昇経過時間(tu)に基づいて演算される増加空気流量Quと、上記した空気量差(M2−M1)と下降経過時間(td)に基づいて演算される減少空気流量Qdに基づいて、エアーポンプAPからタイヤ空気室Rbに向けて吐出される空気流量Q(単位時間当たりにエアーポンプから吐出される空気の重量)を演算することが可能であり、上記した空気量差(M2−M1)が気体の状態方程式P・V=M・R・Tを用いて予め演算されているものであるため、実質的には、下降経過時間(td)と上昇経過時間(tu)に基づいて、エアーポンプAPからタイヤ空気室Rbに向けて吐出される空気流量Qを演算することが可能である。
【0046】
また、電気制御装置ECUは、上記した減少空気流量Qdが設定値Qdoより少ないか否かを判定することと、この判定結果をインパネ表示部IDに表示させることが可能であるとともに、上記した吐出空気流量Qが設定値Qoより多いか否かを判定することと、この判定結果をインパネ表示部IDに表示させることが可能である。
【0047】
上記のように構成したこの実施形態においては、当該車両のイグニッションスイッチ等のメインスイッチ(図示省略)がOFF状態からON状態とされることに基づいて電気制御装置ECUのマイクロコンピュータが図4のフローチャートに対応したプログラムの実行をステップ101にて開始し、ステップ102にてストロークセンサS1から出力される信号に基づいてストロークセンサS1の内蔵スイッチがOFF状態からON状態に替わったか否かを判定し、「No」と判定されたときにはステップ102を繰り返し実行し、「Yes」と判定されたときにはステップ103〜105を順次実行する。
【0048】
このため、プログラムの実行が開始されてから、圧力制御バルブ30が許容状態(OFF状態)から禁止状態(ON状態)に切り替わるとき、例えば図6の時刻t1となるまでの間ではステップ102が繰り返し実行され、図6の時刻t1となった時点ではステップ103〜105が順次実行される。
【0049】
ステップ103では、電気制御装置ECUのマイクロコンピュータが、内蔵されているタイマをスタートさせ、ステップ104ではステップ103の実行からの経過時間がカウントアップされる。また、ステップ105では、電気制御装置ECUのマイクロコンピュータが、ストロークセンサS1から出力される信号に基づいてストロークセンサS1の内蔵スイッチがON状態からOFF状態に替わったか否かを判定し、「No」と判定されたときにはステップ104と105を繰り返し実行し、「Yes」と判定されたときにはステップ106〜108を順次実行する。
【0050】
このため、図6の時刻t1後において、圧力制御バルブ30が禁止状態(ON状態)から許容状態(OFF状態)に切り替わるとき、すなわち、図6の時刻t2となるまでの間ではステップ104と105が繰り返し実行され、図6の時刻t2となった時点ではステップ106〜107が順次実行される。
【0051】
ステップ106では、電気制御装置ECUのマイクロコンピュータが、ステップ103が実行されてからステップ105にて「Yes」と判定されるまでの経過時間、すなわち、図6の時刻t1からt2までの下降経過時間tdを記憶する。また、ステップ107では、内蔵されているタイマをスタートさせ、ステップ108では車輪速センサS2からの出力(車輪速Vw)に基づいて車輪Bが回転しているか否かを判定し、「Yes」と判定されたときにはステップ109と110を順次実行し、「No」と判定されたときにはステップ109を実行しないでステップ110を実行する。
【0052】
ステップ109ではステップ107の実行からの経過時間がカウントアップされる。また、ステップ110では、電気制御装置ECUのマイクロコンピュータが、ストロークセンサS1から出力される信号に基づいてストロークセンサS1の内蔵スイッチがOFF状態からON状態に替わったか否かを判定し、「No」と判定されたときにはステップ108に戻ってステップ108を実行し、「Yes」と判定されたときにはステップ111と空気流量演算ルーチン200を実行する。
【0053】
このため、図6の時刻t2後において、圧力制御バルブ30が許容状態(OFF状態)から禁止状態(ON状態)に切り替わるとき、すなわち、図6の時刻t3となるまでの間では車輪Bが回転しているときステップ108〜110が繰り返し実行され、図6の時刻t3となった時点ではステップ111と空気流量演算ルーチン200が順次実行される。なお、図6の時刻t2後で時刻t3となるまでの間で車輪Bが停止しているとき(エアーポンプAPが駆動を停止されている間)にはステップ108と110が順次実行される。
【0054】
ステップ111では、電気制御装置ECUのマイクロコンピュータが、ステップ107が実行されてからステップ110にて「Yes」と判定されるまでの経過時間、すなわち、図6の時刻t2からt3までの上昇経過時間tuを記憶する。また、空気流量演算ルーチン200では、図5に示した各ステップ201〜209が実行される。
【0055】
図5のステップ201では、電気制御装置ECUのマイクロコンピュータが、タイヤ空気圧が上限設定値P2である場合(例えば、図6の時刻t1時)におけるタイヤ空気室Rbを含む空気圧回路内の残留空気量M2と、タイヤ空気圧が下限設定値P1である場合(例えば、図6の時刻t2時)における前記空気圧回路内の残留空気量M1との空気量差(M2−M1)と上記した下降経過時間tdに基づいて下降経過時間td中における前記空気圧回路内の減少空気流量Qd=(M2−M1)/tdを演算する。
【0056】
また、電気制御装置ECUのマイクロコンピュータは、ステップ202にて上記した減少空気流量Qdすなわち漏れ空気流量が設定値Qdoより少ないか否かを判定し、「Yes」と判定したときにはステップ203を実行した後にステップ205を実行し、「No」と判定したときにはステップ204を実行した後にステップ205を実行する。ステップ203では、「空気漏れ正常」の表示が指示されて、インパネ表示部IDに「空気漏れ正常」が表示される。また、ステップ204では、「空気漏れ異常」の表示が指示されて、インパネ表示部IDに「空気漏れ異常」が表示される。これにより、タイヤ空気室Rbを含む空気圧回路からの空気漏れ状態の良否(正常・異常)を乗員に知らせることが可能である。
【0057】
また、図5のステップ205では、電気制御装置ECUのマイクロコンピュータが、タイヤ空気圧が上限設定値P2である場合(例えば、図6の時刻t3時)におけるタイヤ空気室Rbを含む空気圧回路内の残留空気量M2と、タイヤ空気圧が下限設定値P1である場合(例えば、図6の時刻t2時)における前記空気圧回路内の残留空気量M1との空気量差(M2−M1)と上記した上昇経過時間tuに基づいて上昇経過時間tu中における前記空気圧回路内の増加空気流量Qu=(M2−M1)/tuを演算する。また、ステップ206では、上記した減少空気流量Qdと増加空気流量Quに基づいて時刻t1〜t3間でのエアーポンプAPからタイヤ空気室Rbに向けて吐出される空気流量Q=Qd+Quを演算する。
【0058】
また、電気制御装置ECUのマイクロコンピュータは、ステップ207にて上記した吐出空気流量Qが設定値Qoより多いか否かを判定し、「Yes」と判定したときにはステップ208を実行した後に図5のステップ103に戻り、「No」と判定したときにはステップ209を実行した後に図5のステップ103に戻る。ステップ208では、「吐出機能正常」の表示が指示されて、インパネ表示部IDに「吐出機構正常」が表示される。また、ステップ209では、「吐出機構異常」の表示が指示されて、インパネ表示部IDに「吐出機構異常」が表示される。これにより、エアーポンプAPの吐出機能の良否(正常・異常)を乗員に知らせることが可能である。
【0059】
上記した実施形態においては、車軸ハブ11に組付けられて車輪Bの回転に伴って駆動されるエアーポンプAPを備えたタイヤ空気圧制御装置に実施したが、車体に組付けられて電気モータによって駆動されるエアーポンプを備えたタイヤ空気圧制御装置にも同様に実施することが可能である。この場合には、電気モータの作動を圧力制御バルブ30の作動に同期させる(圧力制御バルブ30が許容状態であるときに電気モータを駆動させ、圧力制御バルブ30が禁止状態であるときに電気モータを停止させる)必要があるが、車輪速センサS2と図4のステップ108が不要となる。
【0060】
また、上記実施形態においては、圧力制御バルブ30が禁止状態となった時点(例えば、図6の時刻t1)でのタイヤ空気室Rbを含む空気圧回路内の残留空気量M2の演算(気体の状態方程式P・V=M・R・Tを用いた演算)、および圧力制御バルブ30が許容状態となった時点(例えば、図6の時刻t2)での前記空気圧回路内の残留空気量M1の演算に際して、空気圧回路内の空気温度が所定値で変化しないとしたが、この空気温度を検出可能な温度センサを用いて、上記した残留空気量M1とM2が正確に演算されるように構成して実施することも可能である。
【0061】
また、上記実施形態においては、ステップ202と207での判定結果をインパネ表示部IDに表示することにより乗員に知らせるように構成して実施したが、ステップ202と207での判定結果をスピーカにて報知音で乗員に知らせるように構成して実施することも可能である。
【0062】
また、上記実施形態においては、図6において、下降経過時間(td)を上昇経過時間(tu)の2.5倍程度として例示したが、このような状態は、タイヤ空気室Rbを含む空気圧回路が「空気漏れ異常」である場合であり、タイヤ空気室Rbを含む空気圧回路が「空気漏れ正常」である場合には、下降経過時間(td)が上昇経過時間(tu)に比して極めて長い時間となる。また、上記実施形態においては、圧力センサを備えていないタイヤ空気圧制御装置に実施したが、圧力センサを備えているタイヤ空気圧制御装置において、圧力センサが故障した場合のバックアップ用として実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【0063】
【図1】本発明によるタイヤ空気圧制御装置の一実施形態を概略的に示した全体構成図である。
【図2】図1に示したタイヤ空気室とエアーポンプおよび制御弁装置の一部を詳細に示した要部縦断正面図である。
【図3】図1および図2に示したエアーポンプおよび制御弁装置の断面図である。
【図4】図1に示した電気制御装置のマイクロコンピュータが実行するプログラムの一部を示したフローチャートである。
【図5】図1に示した電気制御装置のマイクロコンピュータが実行するプログラムの他の一部を示したフローチャートである。
【図6】図1〜図5に示した実施形態でのタイヤ空気圧と時刻との関係を例示した線図である。
【符号の説明】
【0064】
AP…エアーポンプ、VA…制御弁装置、30…圧力制御バルブ、31…弁体、34…圧縮コイルスプリング、40…調整装置、50…リリーフバルブ、B…車輪、B1…ホイール、B2…タイヤ、Rb…タイヤ空気室、S1…ストロークセンサ、S2…車輪速センサ、ECU…電気制御装置、ID…インパネ表示部
【出願人】 【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】 平成18年6月30日(2006.6.30)
【代理人】 【識別番号】110000213
【氏名又は名称】特許業務法人プロスペック特許事務所


【公開番号】 特開2008−7017(P2008−7017A)
【公開日】 平成20年1月17日(2008.1.17)
【出願番号】 特願2006−181134(P2006−181134)