CN101460323A - 轮胎压力控制设备 - Google Patents

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Abstract

一种轮胎压力控制设备，包括：空气泵(AP)，由旋转的车轮(B)驱动以向轮胎气室(Rb)供应压缩空气；机械控制阀门装置(VA)，其允许和禁止从空气泵(AP)向轮胎气室(Rb)供应压缩空气；阀门状态检测传感器(行程传感器(S1))，用于检测控制阀门装置(VA)的状态；轮速传感器(S2)，用于检测车轮(B)的转速；和电控单元(ECU)。电控单元(ECU)包括总排放量计算装置和平均泄漏空气量计算装置，总排放量计算装置用于计算总排放空气量，总排放空气量是在控制阀门装置(VA)处于允许状态的允许状态保持时间内从空气泵(AP)向轮胎气室(Rb)供应的压缩空气量，平均泄漏空气量计算装置用于计算一个周期内每单位时间的平均泄漏空气量，所述一个周期从控制阀门装置(VA)进入禁止状态时开始并在控制阀门装置(VA)在进入允许状态之后再次进入禁止状态时结束。

Description

轮胎压力控制设备
技术领域
本发明涉及轮胎压力控制设备，该设备包括空气泵和控制阀门装置，空气泵能够由旋转的车轮驱动并能够向车轮的轮胎气室供应压缩空气，控制阀门装置布置在空气泵与轮胎气室之间延伸的空气通道中，并适于对轮胎气室内的轮胎压力进行控制。
背景技术
例如，日本专利申请公开(kokai)No.H2-20409公开了这样一种轮胎压力控制设备。
在上述文献中公开的轮胎压力控制设备中，通过控制阀门装置向轮胎气室供应脉冲式空气压力；在空气压力稳定周期期间(即空气通道内的空气压力变得稳定之后)用压力传感器多次连续测量通向轮胎气室的空气通道内的空气压力；确定空气压力稳定周期中的压力改变率；并根据测得的压力改变率来确定空气泄漏。
但是，在该文献中公开的轮胎压力控制设备中，必须用压力传感器多次连续测量空气通道内的空气压力，这增加了控制负担。此外，由于空气通道内的空气压力取决于车辆行驶状况以及其他因素而改变，所以即使在没有空气泄漏的时候，轮胎压力控制设备也可能错误地判定为发生了空气泄漏。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种轮胎压力控制设备，该设备不必使用压力传感器即可对从气动回路的空气泄漏进行检测。
根据本发明第一方面的轮胎压力控制设备包括空气泵和机械控制阀门装置，空气泵由旋转的车轮驱动以向车轮的轮胎气室供应压缩空气，机械控制阀门装置布置于在空气泵与轮胎气室之间延伸的空气通道中，并适于控制轮胎气室内的轮胎压力。在轮胎压力已经降低到下限设定值之后从下限设定值向上限设定值增大的期间中，控制阀门装置处于允许状态，在所述允许状态下，控制阀门装置允许从空气泵向轮胎气室供应压缩空气。在轮胎压力已经增大到上限设定值之后从上限设定值向下限设定值降低的期间中，控制阀门处于禁止状态，在所述禁止状态下，控制阀门装置禁止从空气泵向轮胎气室供应压缩空气。轮胎压力控制设备还包括：阀门状态检测传感器，用于检测控制阀门装置处于允许状态还是禁止状态；时间测量装置，用于测量禁止状态保持时间和允许状态保持时间，禁止状态保持时间是从控制阀门装置进入禁止状态时开始并在控制阀门装置进入允许状态时结束的时间长度，允许状态保持时间是从控制阀门装置进入允许状态时开始并在控制阀门装置进入禁止状态时结束的时间长度；轮速传感器，用于检测车轮的转速；总排放空气量计算装置，用于根据此前获得的空气泵每一次回转排放的压缩空气量以及在由时间测量装置测得的允许状态保持时间内由轮速传感器检测到的车轮的转速，来计算总排放空气量，总排放空气量是允许状态保持时间内从空气泵向轮胎气室供应的压缩空气总量；以及平均泄漏空气量计算装置，用于根据由时间测量装置测得的禁止状态保持时间和允许状态保持时间以及由总排放空气量计算装置计算出的总排放空气量，来计算从控制阀门装置进入禁止状态时开始并在控制阀门装置在进入允许状态之后再次进入禁止状态时结束的一个周期内每单位时间的平均泄漏空气量，或者从控制阀门装置进入允许状态时开始并在控制阀门装置进入禁止状态之后再次进入允许状态时结束的一个周期内每单位时间的平均泄漏空气量。
根据本发明的上述轮胎压力控制设备是考虑到在下述一个周期内总排放空气量等于从包括轮胎气室的气动回路泄漏到大气的压缩空气总量而构造的，总排放空气量是在从控制阀门装置进入禁止状态时开始并在控制阀门装置在进入允许状态之后再次进入禁止状态时结束的一个周期内(或者从控制阀门装置进入允许状态时开始并在控制阀门装置在进入禁止状态之后再次进入允许状态时结束的一个周期内)从空气泵向轮胎气室供应的压缩空气总量。
总排放空气量(即在上述一个周期内从空气泵向轮胎气室供应的压缩空气总量)是由总排放空气量计算装置根据此前获得的空气泵每一次回转排放的压缩空气量以及在由时间测量装置测得的允许状态保持时间(即从控制阀门装置进入允许状态时开始并在控制阀门装置进入禁止状态时结束的时间长度)内由轮速传感器检测到的车轮的转速来计算的。
上述一个周期内每单位时间的平均泄漏空气量是由平均泄漏空气量计算装置根据由时间测量装置测得的禁止状态保持时间(即从控制阀门装置进入禁止状态时开始并在控制阀门装置进入允许状态时结束的时间长度)、上述允许状态保持时间以及由总排放空气量计算装置计算出的总排放空气量来计算的。
如上所述，在根据本发明的轮胎压力控制设备中，在不使用取决于车辆行驶状况和其他因素而改变的气动回路内空气压力(不使用压力传感器)的情况下计算从气动回路向大气泄漏的空气量(一个周期内每单位时间的平均泄漏空气量)。因此，可以正确地根据泄漏空气量确定气动回路处空气泄漏的异常情况。
根据本发明第二方面的轮胎压力控制设备包括与根据本发明第一方面的轮胎控制设备中相同的空气泵、机械控制阀门装置、阀门状态检测传感器、时间测量装置和轮速传感器。根据第二方面的轮胎压力控制设备包括：平均排放空气量计算装置，用于根据此前获得的空气泵每一次回转排放的压缩空气量以及在由时间测量装置测得的允许状态保持时间内由轮速传感器检测到的车轮的转速，来计算平均排放空气量，平均排放空气量是允许状态保持时间内每单位时间从空气泵向轮胎气室供应的压缩空气量；以及平均泄漏空气量计算装置，用于根据由平均排放空气量计算装置计算出的平均排放空气量以及允许状态保持时间对一个周期的时间的比，来计算每单位时间的平均泄漏空气量，所一个周期从控制阀门装置进入禁止状态时开始并在控制阀门装置在进入允许状态之后再次进入禁止状态时结束，或者，所述一个周期从控制阀门装置进入允许状态时开始并在控制阀门装置在进入禁止状态之后再次进入允许状态时结束。
根据本发明的上述轮胎压力控制设备是考虑到在下述一个周期内总排放空气量等于从包括轮胎气室的气动回路泄漏到大气的压缩空气总量而构造的，总排放空气量是在从控制阀门装置进入禁止状态时开始并在控制阀门装置在进入允许状态之后再次进入禁止状态时结束的一个周期内(或者从控制阀门装置进入允许状态时开始并在控制阀门装置在进入禁止状态之后再次进入允许状态时结束的一个周期内)从空气泵向轮胎气室供应的压缩空气总量。
平均排放空气量(即在允许状态保持时间内从空气泵向轮胎气室供应的压缩空气平均量)是由平均排放空气量计算装置根据此前获得的空气泵每一次回转排放的压缩空气量以及在由时间测量装置测得的允许状态保持时间内由轮速传感器检测到的车轮的转速来计算的。
上述一个周期内每单位时间的平均泄漏空气量是由平均泄漏空气量计算装置根据由平均排放空气量计算装置计算出的平均排放空气量以及允许状态保持时间对上述一个周期的时间的比来计算的。
如上所述，在根据本发明的轮胎压力控制设备中，在不使用取决于车辆行驶状况和其他因素而改变的气动回路内空气压力(不使用压力传感器)的情况下计算从气动回路向大气泄漏的空气量(一个周期内每单位时间的平均泄漏空气量)。因此，可以正确地根据泄漏空气量确定气动回路处空气泄漏的异常情况。
本发明可以实现为包括泄漏量判定装置和报告装置，泄漏量判定装置用于判定平均泄漏空气量是否大于设定值，报告装置用于报告由泄漏量判定装置判定的结果。在此情况下，能够由报告装置向驾驶员报告气动回路处空气泄漏的状态(正常还是异常)。
附图说明
图1的框图示意性示出根据本发明的轮胎压力控制设备一种实施例。
图2的详细垂直剖视图示出了图1所示轮胎气室、空气泵和控制阀门装置这些部分。
图3是图1和图2所示空气泵和控制阀门装置的剖视图。
图4的流程图示出了由图1所示电控单元的微计算机执行的程序的一部分。
图5的流程图示出了由图1的微计算机执行的程序的另一部分。
图6的时序图示出了图1至图5所示实施例中轮胎压力、时间以及行程传感器的内部开关之间的关系。
图7的流程图对应于图5的流程图并由根据本发明的轮胎压力控制设备另一实施例中电控单元的微计算机执行。
具体实施方式
下面将参考附图对本发明的实施例进行说明。图1示意性示出了根据本发明的一种轮胎压力控制设备。这种轮胎压力控制设备包括空气泵AP，空气泵AP能够通过控制阀门装置VA向车轮B的轮胎气室Rb(由图2所示的车轮主体B1和轮胎B2形成)供应压缩空气。
如图2和图3详细所示，空气泵AP和控制阀门装置VA附装到车轴轮毂11，车轴轮毂11随着车轮B旋转。驱动车轴12以花键连接到车轴轮毂11的车内末端，从而使车轴轮毂11和驱动车轴12连接以传递转矩。车轴轮毂11与驱动车轴12之间的连接通过锁定螺母13来确保。
空气泵AP(可以称为空气压缩器)通过大气的绝热压缩来产生压缩空气。空气泵AP随着车轮B的旋转而受到驱动，并随着车轮B的停止而停止。空气泵AP能够通过压力控制阀门30向车轮B的轮胎气室Rb供应根据车轮B的旋转而产生的压缩空气。空气泵AP包括不可旋转的圆筒状部件21、车轴轮毂11的轴部分11a上形成的可旋转气缸22、能够往复运动的活塞23、凸轮部件24以及一对凸轮随动器25。
圆筒状部件21由支撑部件(未示出)以不可旋转的方式支撑。气缸22被以可围绕车轮B的轴线旋转方式、并由一对轴承Br1和Br2以及一对环形密封部件26和27以液密(liquid-tightly)方式支撑在圆筒状部件21的内部。成对的轴承Br1和Br2沿轴向彼此间隔开预定距离，并介于圆筒状部件21与气缸22之间，凸轮部件24沿轴向夹在轴承Br1与Br2之间，从而使气缸22能够相对于圆筒状部件21旋转。成对的环形密封部件26和27沿轴向彼此间隔开预定距离，并介于圆筒状部件21与气缸22之间，凸轮部件24和轴承Br1、Br2沿轴向夹在环形密封部件26与27之间，从而在圆筒状部件21与气缸22之间提供液密密封。
气缸22包括气缸体22A和气缸盖22B，气缸盖22B以气密和可拆卸方式与气缸体22A的车外末端部分由螺纹接合。气缸体22A一体形成于车轴轮毂11的轴部分11a上，并包括一对轴向细长的孔22a和沿气缸22的轴向延伸的气缸内膛(cylinder bore)。气缸盖22B是底部封闭的管状限位器部件，它以气密和可拆卸方式附装到车轴轮毂11，并包括抽吸—排放通道22c、排放通道22d、压力引入路径22e和抽吸路径22f。
成对的轴向细长孔22a一起作为导向装置，用于以使活塞23和凸轮随动器25与气缸22可旋转地成为一体并能够沿活塞23的轴向往复运动的方式对活塞23和凸轮随动器25进行导向。这对轴向细长孔22a沿气缸22的周向彼此隔开180度。气缸内膛22b容纳活塞23。气缸内膛22b的车外末端部分由气缸盖22B阻挡。气缸内膛22b与气缸盖22B和活塞23协作形成泵室Ro。
抽吸—排放路径22c总是与压力控制阀门30的阀体31中设置的连通路径31a连通。抽吸—排放路径22c能够通过附装到气缸盖22B的抽吸单向阀门Vi(由具有V形截面的环形密封部件形成)将空气引入泵室Ro，并能够通过附装到压力控制阀门30的阀体31的排放单向阀门Vo(由具有V形截面的环形密封部件形成)将空气从泵室Ro引出。
排放路径22d通过排放单向阀门Vo将排放到气室Ra1中的压缩空气引入设在车轴轮毂11中的排放路径11b。排放路径22d包括连通孔22d1和连通槽22d2，连通孔22d1设在气缸盖22B中并沿其径向延伸，连通槽22d2设在气缸盖22B的外周上。如图2所示，车轴轮毂11中设置的排放路径11b通过设在车轮B中的连通路径Ba与轮胎气室Rb连通。
压力引入路径22e是设在气缸盖22B中并沿气缸盖的径向延伸的连通孔。压力引入路径22e适于将排放路径22d中的压缩空气的压力引入气室Ra2，气室Ra2形成于压力控制阀门30的阀体31与限位器32之间。抽吸路径22f总是与压力控制阀门30的阀体31中设置的大气连通路径31b连通。抽吸路径22f与压力控制阀门30的阀体31中设置的连通路径31a之间的连通可以被建立和切断。阀体31中设置的大气连通路径31b总是通过调节器40的调节螺钉42中形成的大气连通路径42b与大气连通。
活塞23通过一对环形密封部件28和29插入气缸22的气缸内膛22b中，并以一体可旋转的方式以及能够轴向往复运动的方式附装到气缸22。活塞23具有环形槽23a和沿其径向延伸的通孔23b。成对的环形密封部件28、29沿活塞23的轴向彼此间隔开预定距离，并在活塞23的各个轴向末端部分处介于活塞23与气缸22之间，从而在活塞23与气缸22之间提供气密、液密的密封。
环形槽23a形成于成对环形密封部件28与29之间的活塞23外周上，从而在活塞23与气缸22之间形成环形空间R1。环形空间R1通过气缸22中形成的轴向细长孔22a而与成对环形密封部件26、27之间形成的环形空间R2连通。环形空间R1和R2在活塞23轴向往复运动期间体积保持不变，并通过四个密封部件26、27、28和29密封。环形空间R1和R2等一起作为油料室，用于容纳预定量的润滑油。该油料室容纳了轴承Br1和Br2、凸轮部件24、凸轮随动器25、压缩螺旋弹簧Sp等。
凸轮部件24由一对凸轮套筒24A和24B组成，并作为一个部件(以不可轴向移动的方式和不可旋转的方式)附装到圆筒状部件21，所述一对凸轮套筒24A和24B设置成沿活塞23的轴向彼此接触。凸轮部件24与气缸22同轴地布置。凸轮部件24具有环形凸轮部分24a，环形凸轮部分24a的轴向位置可变化。凸轮部分24a是凸轮槽，各个凸轮随动器25的球25c配装到该凸轮槽中。凸轮部分24a具有凸轮面，凸轮面承受来自凸轮随动器25的球25c的沿活塞轴向的载荷(沿图3中水平方向的载荷)和沿活塞径向的载荷(沿图3中垂直方向的载荷)。该凸轮面具有V形截面，并沿着气缸22的周向具有偶数个几何周期(例如两个几何周期)。
凸轮随动器25各自包括轴25a以及附装到轴25a的辊子25b和球25c，轴25a在活塞23内被分为两件。各个凸轮随动器25的轴25a以可沿活塞23的径向移动的方式安装到活塞23的通孔23b中。凸轮随动器25各自在沿活塞径向延伸的末端部分(即在球25c处)与凸轮部件24的凸轮部分(凸轮槽)24a接合。凸轮随动器25能够通过相对于凸轮部件24的相对旋转而沿活塞23的轴向移动。
轴25a分别用作载荷传递元件，载荷传递元件以可沿活塞23的径向(通孔23b的轴向)移动的方式安装在活塞23的通孔23b中。压缩螺旋弹簧Sp安装在轴25a内，并沿活塞23的径向向外方向向轴25a施加力。轴25a是以可旋转方式支撑辊子25b的支撑体。辊子25b在各个小直径末端部分处受到可旋转方式的支撑，所述小直径末端部分从活塞23的通孔23b突出。
在以可旋转方式配装到轴25a的各个小直径末端部分的同时，辊子25b以可滚动方式配装到气缸22的各个轴向细长孔22a中。辊子25b能够与凸轮随动器25的轴向运动相关地沿气缸22的各个轴向细长孔22a滚动。辊子25b各自在其轴向外端处具有半球形凹陷的轴承部分。辊子25b的轴承部分以可滚动方式支撑各个球25c。
每个球25c是凸轮随动器25的突出部分，凸轮随动器25由辊子25b以可滚动方式支撑并与凸轮部件24的凸轮部分(凸轮槽)24a以可滚动方式接合。每个球25c通过轴25a和辊子25b而受到压缩螺旋弹簧Sp的推力，并以弹性方式与凸轮部件24的凸轮部分(凸轮槽)24a以没有空隙的方式弹性接合。
压缩螺旋弹簧Sp是施压装置，用于沿活塞23的径向向着凸轮部件24的凸轮部分(凸轮槽)24a对凸轮随动器25的球25c施压。压缩螺旋弹簧Sp在预定的预载荷下安装在凸轮随动器25的轴25a的底部封闭安装孔中。
在这样构成的空气泵AP中，当气缸22(车轴轮毂11)在压力控制阀门30的阀体31保持图2和图3所示位置的情况下旋转时，活塞23和凸轮随动器25一体地随着气缸22旋转，并相对于凸轮部件24发生相对旋转，从而轴向运动。因此，气缸22的旋转运动可以被转换成活塞23的往复运动。活塞23的往复运动能够增大和减小泵室Ro的体积。这样，可以通过大气连通路径31b、抽吸路径22f、抽吸单向阀门Vi、连通路径31a和抽吸—排放路径22c向泵室Ro中引入空气，所述大气连通路径31b总是与大气连通。空气还可以通过抽吸—排放路径22c、连通路径31a和排放单向阀门Vo，从泵室Ro排放(即，可以产生要供应到轮胎气室Rb中的压缩空气)。
控制阀门装置VA是机械控制阀门，其布置在图2所示空气泵AP与轮胎气室Rb逐渐的空气通道中，根据轮胎压力(即轮胎气室Rb内的空气压力)而操作，并包括压力控制阀门30、调节器40和与压力控制阀门30同轴布置的安全阀门50。控制阀门装置VA和空气泵AP同轴布置在车轴轮毂11的轴部分(旋转轴)11a中。
压力控制阀门30安装到气缸盖22B中，并包括阀体31、限位器32和压缩螺旋弹簧34。压缩螺旋弹簧34通过弹簧保持器33与阀体31接合，并能够控制阀体31的运动正时和运动位置。向阀体31施加的压缩螺旋弹簧34的促紧力(弹簧力)能够由调节器40调整。当轮胎气室Rb的空气压力(P)已经降低到下限设定值P1时，压力控制阀门30将其状态从操作状态(阀体31已经克服压缩弹簧34和压缩弹簧52的促紧力从图2和图3所示位置移动了预定距离的状态)改变到图2和图3所示的状态，从而能够从泵室Ro向轮胎气室Rb供应压缩空气。当从泵室Ro向轮胎气室Rb供应的压缩空气的压力增大到上限设定值P2(P1<P2)时，压力控制阀门30将其状态从图2和图3所示状态改变到工作状态，从而能够限制(停止)从泵室Ro向轮胎气室rb供应压缩空气。
阀体31经过排放单向阀门Vo和环形密封部件35以可沿气缸22的轴向运动的方式气密安装在气缸盖22B中，排放单向阀门Vo和环形密封部件35都附装到阀体的外周。阀体31与气缸盖22B之间形成与排放路径22d连通的气室Ra1。阀体31与限位器32之间形成气室Ra2，气室Ra2通过压力引入路径22e与排放路径22d连通。环形密封部件36附装到限位器32的内周，环形密封部件37附装到限位器32的外周。限位器气密性地布置在气缸盖22B与阀体31之间，并在其外周的车外末端部分与气缸盖22B一体地由螺纹接合。
气室Ra1总是通过排放路径22d、排放路径11b和连通路径Ba与轮胎气室Rb连通。气室Ra2总是通过压力引入路径22e、排放路径22d、排放路径11b和连通路径Ba而与轮胎气室Rb连通。阀体31暴露于气室Ra1的压力承受面积被设定得比阀体31暴露于气室Ra2的压力承受面积大预定面积。
在压力控制阀门30中，在轮胎气室Rb的空气压力(P)从压力已经下降到的下限设定值P1增大到上限设定值P2之前，阀体31被维持在图2和图3所示的位置，并由抽吸单向阀门Vi切断连通路径31a与抽吸路径22f之间的连通。这样，在图示的状态下，尽管抽吸单向阀门Vi允许空气从大气流入泵室Ro、排放单向阀门Vo允许空气从泵室Ro流入轮胎气室Rb，但是抽吸单向阀门Vi切断了连通路径31a与抽吸路径22f之间的连通，从而限制了空气从泵室Ro流向大气，排放单向阀门Vo限制了空气从轮胎气室Rb流向泵室Ro。因此，在上述状态(允许状态，其中，压力控制阀门30允许要供应的压缩空气从空气泵AP流向轮胎气室Rb)下，与车轮B的旋转有关的活塞23的往复运动使大气被引入泵室Ro，并使要排放的压缩气体从泵室Ro引入轮胎气室Rb。
在压力控制阀门30中，在轮胎气室Rb的空气压力(P)从压力已经增大到的上限设定值P2减小到下限设定值P1的期间，阀体31克服压缩螺旋弹簧34和52的促紧力将其轴向位置维持为从图示位置偏移预定量，使得尽管存在抽吸单向阀门Vi，连通路径31a也与抽吸路径22f连通。因此，抽吸单向阀门Vi失去了其功能(逆流防止功能)，因而连通路径31a与抽吸路径22f连通，从而允许空气在泵室Ro与大气之间流动。此外，排放单向阀门Vo限制了排放路径22d与连通路径31a之间(即泵室Ro与轮胎气室Rb之间)的空气流动。在阀体31克服压缩螺旋弹簧34和52的促紧力而将其轴向位置维持为从图示位置偏移了预定量的状态(操作状态)下，阀体31的肩部与附装到限位器32内周的环形密封部件36接触。这样，在这种状态(禁止状态，其中，压力控制阀门30禁止从空气泵AP向轮胎气室Rb供应压缩空气)下，即使在活塞23因车轮B的旋转而往复运动时，已被引入泵室Ro中的空气也被推回大气。这样，没有压缩从泵室Ro排放到轮胎气室Rb。
调节器40包括弹簧支撑件41和调节螺钉42，弹簧支撑件41对压力控制阀门30的压缩螺旋弹簧34的另一末端部分(即使阀体31运动时也不动的固定末端部分)进行支撑；调节螺钉42能够调节弹簧支撑件41的位置。弹簧支撑件41能够随着调节螺钉42的运动而运动。弹簧支撑件41的半球形突起部分41a以可旋转方式与调节螺钉42接合。
调节螺钉42是独立于弹簧支撑件41的部件，并包括外螺纹部分42a和大气连通路径42b。调节螺钉42的外螺纹部分42a以能够伸长和缩回的方式与气缸盖22B的内螺纹部分22g螺纹连接。调节螺钉42还作为盖子，并能够从车辆外部旋转以进行调节。调节螺钉42的外端部分形成有六角形头部42c，使人工操作的调节工具(未曾示出)能够以可拆卸方式附装到其。过滤器43布置在大气连通路径42b中。
安全阀门50适于在从泵室Ro向轮胎气室Rb供应的压缩空气的压力(即气室Ra1中的空气压力(P))等于或高于安全压力P3时将压缩空气释放到大气，安全压力P3高于上限设定值P2。安全阀门50包括阀体51和压缩螺旋弹簧52，阀体51能够使设在阀体31中的安全路径31c开启和关闭，压缩螺旋弹簧52的一个末端部分(可动末端部分)与阀体51接合，压缩螺旋弹簧52确定了阀体51移动的正时(即安全路径31c开启的正时)。
阀体51以能够沿气缸22的轴向运动的方式安装在压力控制阀门30的阀体31中。阀体51与行程传感器S1的杆部分44接触(该杆部分能够在通过调节螺钉42对弹簧支撑件41的位置进行调节时沿气缸22的轴向以非常小的阻力进行相对运动)。压缩螺旋弹簧52的另一末端部分(固定末端部分)与上述弹簧支撑件41接合。压缩螺旋弹簧的作用于阀体51上的促紧力能够通过调节器40来调节。在通过调节器40进行调节时，压缩螺旋弹簧34的作用于压力控制阀门30的阀体31上的促紧力也受到调节。这样，可以同时调节上述上限设定值P2和安全压力P3。
在安全阀门50中，压力控制阀门30的阀体31中设置的安全路径31c与气室Ra1的连通可以通过附装到阀体31的环形密封部件38来建立和切断。这样，只有在压力控制阀门30的阀体31克服压缩螺旋弹簧34和52的促紧力移动、因而气室Ra1不管密封部件38的情况如何都与安全路径31c连通的时候，气室Ra1内的压力才被引入安全路径31c，从而使安全阀门50工作。
行程传感器S1是阀门状态检测传感器，用于检测压力控制阀门30处于允许状态(图示的状态)还是禁止状态(操作状态)。行程传感器S1包括杆部分44和内部开关(未示出)，杆部分44通过安全阀门50的阀体51来检测压力控制阀门30的阀体31的运动，内部开关设在弹簧支撑件41中并由杆部分44开启和关断。
在行程传感器S1中，当压力控制阀门30处于允许状态时，内部开关被保持在关断状态，并输出“低”信号；当压力控制阀门30处于禁止状态时，内部开关被保持在开启状态，并输出“高”信号。从行程传感器S1输出的信号通过无线电输入到图1所示的电控单元ECU中。
如图1所示，电控单元ECU能够接收行程传感器S1的输出和轮速传感器S2的输出，轮速传感器S2能够检测车轮B的转速。此外，电控单元ECU还电连接到仪表板显示部分ID，仪表板显示部分ID能够针对包括轮胎气室Rb在内的气动回路显示消息“空气泄漏：正常”和“空气泄漏：异常”。
此外，电控单元ECU还包括微计算机，微计算机根据行程传感器S1和轮速传感器S2的输出，以预定间隔(例如5毫秒)执行与图4的流程图对应的程序(见图4的步骤101至105)和与图5的流程图对应的程序(见图5的步骤201至207)。
电控单元ECU的微计算机根据行程传感器S1的输出(内部开关的开启和关断状态)，以预定间隔执行与图4的流程图对应的程序，以计算禁止状态保持时间tdown(秒)，禁止状态保持时间是压力控制阀门30进入禁止状态的时间点(例如见图6中的时间t1)与压力控制阀门30进入允许状态的时间点(见图6中的时间t2)之间的时间长度(用于计算tdown的步骤102中的过程)；根据行程传感器S1的输出(内部开关的开启和关断状态)来测量(计算)允许状态保持时间tup(秒)，允许状态保持时间是压力控制阀门30进入允许状态的时间点(见图6中的时间t2)与压力控制阀门30进入禁止状态的时间点(见图6中的时间t3)之间的时间长度(用于计算tup的步骤103中的过程)；并根据轮速传感器S2的输出来测量(通过相加和平均来计算)允许状态保持时间tup(秒)期间车轮B的平均转速Vw*(回转/秒)(用于计算tup期间的Vw*的步骤104中的过程)。
电控单元ECU的微计算机以预定间隔执行与图5的流程图对应的程序，以通过把此前获得的空气泵AP一次回转排放的压缩空气量qi(克/回转)乘以上述平均转速Vw*(回转/秒)和允许状态保持时间tup(秒)，来计算总排放空气量Qi(克)(步骤202中的计算)，总排放空气量是在一个周期中从空气泵AP向轮胎气室Rb供应的压缩空气总量，所述一个周期例如在图6的时间t1与时间t3之间(具体地说，图6的时间t2与时间t3之间的时间长度)。
总排放空气量Qi(克)即在上述一个周期中从空气泵AP向轮胎气室Rb供应的压缩空气总量，等于这个周期中的总泄漏空气量Qo(克)，总泄漏空气量Qo是从气动回路(包括轮胎气室)泄漏到大气的压缩空气的总量。因此，通过将上述总排放空气量Qi(克)除以允许状态保持时间tup(秒)与禁止状态保持时间tdown(秒)之和，电控单元ECU的微计算机能够计算图6的时间t1与时间t3之间的一个周期中每单位时间的平均泄漏空气量Qo*(克/秒)(Qi/(tup+tdown))(步骤203中的计算)。
电控单元ECU的微计算机在步骤204判定平均泄漏空气量Qo*是否小于设定量Qa。当微计算机作出“是”的判定时，它在执行步骤205之后执行步骤207。当微计算机作出“否”的判定时，它在执行步骤204之后执行步骤207。在步骤205，微计算机发送用于显示消息“空气泄漏：正常”的指令，从而在仪表板显示部分ID上显示消息“空气泄漏：正常”。在步骤206，微计算机发送用于显示消息“空气泄漏：异常”的指令，从而在仪表板显示部分ID上显示消息“空气泄漏：异常”。这样，能够将从气动回路(包括轮胎气室Rb)的空气泄漏状态(正常/异常)通知驾驶员。
在如上所述构造的实施例中，通过将此前获得的空气泵AP在其每次回转时排放的压缩空气量qi(克/回转)、电控单元ECU的微计算机(作为时间测量装置)测得的允许状态保持时间tup(秒)(即从压力控制阀门30进入允许状态时开始，到压力控制阀门30进入禁止状态时结束的时间长度)以及允许状态保持时间tup(秒)期间车轮B的平均转速Vw*(回转/秒)相乘，来计算总排放空气量Qi(克)，即上述一个周期中从空气泵AP向轮胎气室Rb供应的压缩空气总量(见图5的步骤202)。
此外，通过用图5的步骤202中计算出的总排放空气量Qi(克)除以禁止状态保持时间tdown(秒)(即从压力控制阀门30进入禁止状态时开始，到压力控制阀门30进入允许状态时结束的时间长度)与上述允许状态保持时间tup(秒)之和，来计算上述一个周期中每单位时间的平均泄漏空气量Qo*(克/秒)，禁止状态保持时间和允许状态保持时间都是由电控单元ECU的微计算机测得的(见图5的步骤203)。
如上所述，在构造如上的实施例中，不使用气动回路内的空气压力(不使用压力传感器)来计算从气动回路到大气的空气泄漏量(一个周期中每单位时间的平均泄漏空气量Qo*)，所述气动回路内的空气压力随着车辆的行驶状况和其他因素而改变。因此，能够根据平均泄漏空气量Qo*来正确地确定气动回路的空气泄漏异常情况。
上述实施例构造成：在步骤204判定平均泄漏空气量Qo*(克/秒)是否小于设定量Qa，并根据判定结果来执行步骤205或206。因此，可以通过在仪表板显示单元ID处的显示，将气动回路的空气泄漏状态(正常/异常)通知驾驶员。
在上述实施例中，电控单元ECU的微计算机在图4的步骤103计算允许状态保持之间tup(秒)，在步骤104计算平均转速Vw*(回转/秒)，并在图5的步骤202通过将排放空气量qi(克/回转)、平均转速Vw*(回转/秒)和允许状态保持时间tup(秒)相乘来计算总排放空气量Qi(克)。但是，本实施例也可修改为在与步骤104对应的步骤中计算允许状态保持时间tup(秒)期间车轮的回转总数，并在与步骤202对应的步骤中通过将车轮的回转总数与排放空气量qi(克/回转)相乘来计算总排放空气量Qi(克)。注意，也可以例如通过车轮回转数的累加(相加)来计算车轮的回转总数，所述车轮回转数是通过将允许状态保持时间tup(秒)期间每次经过了设定时间时由轮速传感器S2检测到的转速Vw(回转/秒)与该设定时间相乘而得到的。
在上述实施例中，电控单元ECU的微计算机被设置成以预定间隔来执行与图4和图5的流程图对应的程序。但是，电控单元ECU的微计算机也可以设置成以预定时间间隔执行与图4的流程图对应的程序和与图7的流程图对应的程序。
在此情况下(第二实施例)，电控单元ECU的微计算机以预定间隔执行与图7的流程图对应的程序，以通过将此前获得的空气泵AP一次回转排放的压缩空气量qi(克/回转)与图4的步骤104中计算出的平均转速Vw*(回转/秒)相乘，来计算平均排放空气量Qi*(克/秒)，平均排放空气量Qi*是在允许状态保持时间tup(秒，例如图6的时间t2与时间t3之间)期间从空气泵AP向气室Rb供应的压缩空气平均量(步骤302中的计算)。
电控单元ECU的微计算机根据上述平均排放空气量Qi*(克/秒)以及允许状态保持时间tup(秒)对包括了允许状态保持时间tup(秒)和禁止状态保持时间tdown(秒)的一个周期时间的比率(占空比tup/(tup+tdown))，来计算一个周期(例如在图6的时间t1与时间t3之间)中每单位时间的平均泄漏空气量Qo*(克/秒)(步骤303中的计算)。
由于图7除了步骤302和303之外的步骤中执行的处理(即图7的步骤301、304、305、306和307中执行的处理)与图5的步骤201、204、205、206和207中执行的处理基本上相同，所以将不再重复其说明。
在本实施例中，与上述实施例一样，不使用取决于车辆行驶状况和其他因素而改变的气动回路内空气压力(不使用压力传感器)，即可计算从气动回路向大气泄漏的空气量(一个周期中每单位时间的平均泄漏空气量Qo*)。此外，还可以正确地根据平均泄漏空气量Qo*确定气动回路处空气泄漏的异常情况并通过仪表板显示部分ID处的显示而将从气动回路泄漏空气的状态(正常/异常)通知驾驶员。
上述实施例构造成在仪表板显示部分ID上显示步骤204(304)中的判定结果，从而将判定结果通知驾驶员。但是，本实施例可以修改为通过来自扬声器的通告声音来将步骤204(304)中的判定结果通知驾驶员。
在上述实施例中，在图6中，禁止状态保持时间(tdown)被表示为允许状态保持时间(tup)的大约2.5倍。这示出了空气从包括轮胎气室Rb在内的气动回路发生了泄漏的状态(空气泄漏：异常)，在没有空气从气动回路泄漏时(空气泄漏：正常)，禁止状态保持时间(tdown)相对于允许状态保持时间(tup)变得非常长。此外，在上述实施例中，本发明被应用于未装备压力传感器的轮胎压力控制设备。但是，本发明也可以应用于装有压力传感器的轮胎压力控制设备，以作为压力传感器发生失效时的后备设备。

Claims (3)

1.一种轮胎压力控制设备，包括：
空气泵，由旋转的车轮驱动以向所述车轮的轮胎气室供应压缩空气；
机械控制阀门装置，布置在所述空气泵与所述轮胎气室之间延伸的空气通道中，并适于控制所述轮胎气室内的轮胎压力，在所述轮胎压力已经降低到下限设定值之后从所述下限设定值向上限设定值增大的期间中，所述控制阀门装置处于允许状态，在所述允许状态下，所述控制阀门装置允许从所述空气泵向所述轮胎气室供应压缩空气，在所述轮胎压力已经增大到所述上限设定值之后从所述上限设定值向所述下限设定值降低的期间中，所述控制阀门装置处于禁止状态，在所述禁止状态下，所述控制阀门装置禁止从所述空气泵向所述轮胎气室供应压缩空气；
阀门状态检测传感器，用于检测所述控制阀门装置处于所述允许状态还是所述禁止状态；
时间测量装置，用于测量禁止状态保持时间和允许状态保持时间，所述禁止状态保持时间是从所述控制阀门装置进入所述禁止状态时开始并在所述控制阀门装置进入所述允许状态时结束的时间长度，所述允许状态保持时间是从所述控制阀门装置进入所述允许状态时开始并在所述控制阀门装置进入所述禁止状态时结束的时间长度；
轮速传感器，用于检测所述车轮的转速；
总排放空气量计算装置，用于根据此前获得的空气泵每一次回转排放的压缩空气量以及在由所述时间测量装置测得的允许状态保持时间内由所述轮速传感器检测到的所述车轮的转速，来计算总排放空气量，所述总排放空气量是所述允许状态保持时间内从所述空气泵向所述轮胎气室供应的压缩空气总量；以及
平均泄漏空气量计算装置，用于根据由所述时间测量装置测得的禁止状态保持时间和允许状态保持时间以及由所述总排放空气量计算装置计算出的总排放空气量，来计算从所述控制阀门装置进入所述禁止状态时开始并在所述控制阀门装置在进入所述允许状态之后再次进入所述禁止状态时结束的一个周期内每单位时间的平均泄漏空气量，或者从所述控制阀门装置进入所述允许状态时开始并在所述控制阀门装置进入所述禁止状态之后再次进入所述允许状态时结束的一个周期内每单位时间的平均泄漏空气量。
2.一种轮胎压力控制设备，包括：
空气泵，由旋转的车轮驱动以向所述车轮的轮胎气室供应压缩空气；
机械控制阀门装置，布置在所述空气泵与所述轮胎气室之间延伸的空气通道中，并适于控制所述轮胎气室内的轮胎压力，在所述轮胎压力已经降低到下限设定值之后从所述下限设定值向上限设定值增大的期间中，所述控制阀门装置处于允许状态，在所述允许状态下，所述控制阀门装置允许从所述空气泵向所述轮胎气室供应压缩空气，在所述轮胎压力已经增大到所述上限设定值之后从所述上限设定值向所述下限设定值降低的期间中，所述控制阀门装置处于禁止状态，在所述禁止状态下，所述控制阀门装置禁止从所述空气泵向所述轮胎气室供应压缩空气；
阀门状态检测传感器，用于检测所述控制阀门装置处于所述允许状态还是所述禁止状态；
时间测量装置，用于测量禁止状态保持时间和允许状态保持时间，所述禁止状态保持时间是从所述控制阀门装置进入所述禁止状态时开始并在所述控制阀门装置进入所述允许状态时结束的时间长度，所述允许状态保持时间是从所述控制阀门装置进入所述允许状态时开始并在所述控制阀门装置进入所述禁止状态时结束的时间长度；
轮速传感器，用于检测所述车轮的转速；
平均排放空气量计算装置，用于根据此前获得的空气泵每一次回转排放的压缩空气量以及在由所述时间测量装置测得的允许状态保持时间内由所述轮速传感器检测到的所述车轮的转速，来计算平均排放空气量，所述平均排放空气量是所述允许状态保持时间内每单位时间从所述空气泵向所述轮胎气室供应的压缩空气量；以及
平均泄漏空气量计算装置，用于根据由所述平均排放空气量计算装置计算出的平均排放空气量以及所述允许状态保持时间对一个周期的时间的比，来计算每单位时间的平均泄漏空气量，所述一个周期从所述控制阀门装置进入所述禁止状态时开始并在所述控制阀门装置在进入所述允许状态之后再次进入所述禁止状态时结束，或者所述一个周期从所述控制阀门装置进入所述允许状态时开始并在所述控制阀门装置在进入所述禁止状态之后再次进入所述允许状态时结束。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎压力控制设备，还包括：
泄漏量判定装置，用于判定所述平均泄漏空气量是否大于设定值；和
报告装置，用于报告由所述泄漏量判定装置判定的结果。
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