JP2007055593A - 自動車用のタイヤ空気充填装置のための装置を運転する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な形式で自動車の快適性と安全性とを高めることができるようにする。
【解決手段】自動車用のタイヤ空気充填装置のための装置を運転する方法であって、装置に、車両の走行ダイナミック状態を検出するセンサ装置と、センサ信号を処理して圧力空気供給装置１及び空気圧用の弁を制御する電子制御装置と、少なくとも１つのコンプレッサ及び少なくとも１つの圧力空気貯蔵タンクを備えた圧力空気源とが設けられていて、タイヤ空気圧を動的に上昇・下降させることができる方法において、センサ装置によってエンジンのガタガタする振動を認識した際に、相応な調整ロジックに応じて、少なくとも１つの車軸におけるタイヤ１３の充填圧を、調整ロジックによって所定された値だけ変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用のタイヤ空気充填装置のための装置を運転する方法であって、装置に、車両の走行ダイナミック状態を検出するセンサ装置と、センサ信号を処理して圧力空気供給装置及び空気圧用の弁を制御する電子制御装置と、少なくとも１つのコンプレッサ及び少なくとも１つの圧力空気貯蔵タンクを備えた圧力空気源とが設けられていて、タイヤ空気圧を動的に上昇・下降させることができる方法に関する。

車両がカーブ走行する場合に、ボディ構成の重心に遠心力が作用し、ボディのロール加速やロール角の原因となる。ボディのロール角と共に、独立懸架式サスペンションではタイヤの大きな正のキャンバが発生し、このようなキャンバは路面に対するタイヤの設置面積を減じることになる。タイヤ設置力と伝達可能な縦方向及び横方向力との間における非直線的な関係をもつ、タイヤと路面との間におけるゴム摩擦のメカニズムに基づいて、これによってコーナリングフォースを伝達するポテンシャル、ひいては得ることのできる最高のカーブ速度が低下してしまう。さらにロール加速は乗員にとって基本的に不快な感じを与える。

さらに、路面によって、例えば一定の継ぎ目間隔を有するコンクリート道路によって、車両に周期的な刺激つまり振動が加えられると、エンジンのガタガタする振動（Motorstuckern）の生じることがある。これは一種の共振現象であり、このような共振現象では、走行速度と継ぎ目間隔とによって生じる励起振動数は、エンジンマウント及びシャーシの固有振動数の最大値の近傍で発生し、乗員にとって特に不快なものとして感じられる。

ＷＯ２００４／０８９６６３に基づいて公知のロールを安定化させる方法では、車両構造のロール運動はセンサによって検出され、電子制御装置によって評価される。この場合電子制御装置は、ロール運動を緩衝もしくは減衰するスタビライザを活性化させる。このような原理は一般的にスカイ・フックコントロール（Sky-Hook Regelung）として公知である。

ＷＯ２００５／０６３５１４に基づいて公知のロールを安定化させる方法では、車両ボディのロール運動がセンサによって検出され、電子制御装置によって評価される。この電子制御装置は、調節可能な衝撃ダンパの減衰率を制御し、これによってロール運動を減衰するようになっている。

同様なシステムは特に、ＥＰ０９４９９９９Ｂ１、ＷＯ２００５／００７４２６及びＥＰ１３９１３３０Ａ２に記載されている。

ＤＥ１０２４０３５７Ａ１に記載された車両用の空気ばね装置では、各タイヤのためにそれぞれ空気ばねベローズが設けられており、そして空気ばねにおける空気圧はそれぞれ個々の空気ばねのために弁を備えた管路を介して変化可能である。

ＷＯ００／２７６５９に記載された空気ばねをダイナミックコントロールするためのシステムでは、空気ばねにおける空気圧は、走行状態に関連して変化させられ、これによって空気圧はその都度の走行状態にとって最適な高さに調節することができる。

ＥＰ１３３６５１５Ａ２に開示された空気ばね系では、スペアタイヤに圧力空気を供給するための接続部が設けられている。
ＷＯ２００４／０８９６６３ ＷＯ２００５／０６３５１４ ＥＰ０９４９９９９Ｂ１ ＷＯ２００５／００７４２６ ＥＰ１３９１３３０Ａ２ ＤＥ１０２４０３５７Ａ１ ＷＯ００／２７６５９ ＥＰ１３３６５１５Ａ２

本発明の課題は、冒頭に述べた形式の方法を改良して、比較的簡単な形式で自動車の快適性と安全性とを高めることができるようにすることである。

この課題を解決するために本発明の方法では、センサ装置によってエンジンのガタガタする振動を認識した際に、相応な調整ロジックに応じて、少なくとも１つの車軸におけるタイヤの充填圧を、調整ロジックによって所定された値だけ変化させるようにした。

別の有利な本発明による方法は、請求項２以下に記載されている。

本発明の方法によって、簡単に自動車の快適性と安全性とを高めることができる。

次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

図１には、図面を見易くするために、１つのタイヤ１３のためだけのタイヤ空気圧調整装置３１のタイヤ空気充填装置３が示されており、基本的には、任意の数のタイヤ１３のための設計が可能であり、このような場合には、タイヤ１３毎に各１つの空気力式に制御されるタイヤ弁１２が加えられ、さらに調整回路においては、各１つの制御弁１０と充填弁１１とが加えられると共に、それぞれ付加的な調整回路のための相応な空気管路２４，２５，２６，２７が加えられる。

空気ばね系４は例えば４つの空気ばねエレメントを備えて示されているが、同様に、他の任意の数の空気ばねエレメントを使用することが可能である。

同様に空気力式に調節可能なエンジンマウント系５が、ただ１つの空気力式に調節可能なエンジンマウント１５と共に示されているが、他の任意の数の空気力式に調節可能なエンジンマウントを使用することも可能である。

タイヤ空気圧調整装置３１によって、空気ばね２０，２１，２２，２３の作業容積よりも少なくとも１サイズだけ高い車両タイヤ１３の作業容積が、変化されねばならず、この動作がハイダイナミック式（hochdynamisch）に行われねばならず、この際にタイヤ空気圧変化が車両の加速に追従できなくてはならないことによって、タイヤ空気圧調整装置３１の空気供給のためには、空気ばね系４におけるよりも数倍高い空気供給装置１の出力能つまり性能が必要である。従って空気供給装置１におけるこのような著しく高い性能に基づいて、空気は、車両の快適性調整系におけるアクチュエータ用の作業媒体として経済的に利用することができる。

先行技術に記載された系によるスカイフック調整（Sky-Hook Regelung）の調整アクチュエータ装置は、通常、液圧式又は電機機械式のアクチュエータを用いたものである。このような調整の本発明による構成は、明らかにより経済的な形態を示すことができる。それというのは、必要な構成要素は既にタイヤ空気圧調整装置３１及び空気ばね系４によって準備されているからである。空気供給装置１は少なくとも１つのコンプレッサ６を有しており、このコンプレッサ６のダイナミックな調整動作のための性能は、少なくとも１つの圧力貯蔵タンク７を加えることによって著しく上昇させることができる。複数の圧力貯蔵タンク７を使用した場合には、個々のタンクにおいて種々異なった貯蔵圧を生ぜしめることができ、これによってタイヤ空気充填装置３及び空気ばね装置４に対する種々様々な圧力要求を有利に満たすことができる。入口弁８と出口弁９とから成っている、空気分配のための弁ブロック２は、タイヤ空気充填装置３及び空気ばね系４のために同じ構成で必要である。タイヤ空気圧調整装置３１の圧力空気供給装置１は、空気管路２８を介して空気ばね系４と接続されている。

本発明によれば、例えばＷＯ２００５／０６３５１４に記載されていて、極めて簡略化された図１には示されていない適宜なセンサ装置が、車両ボディのロール角、鉛直方向のボディ加速度及びロール角加速度を測定する。

エンジンのガタガタする振動（Motorstuckern）に対して典型的な周期的な鉛直方向振動が、センサ装置によって検出されて、それが調整ロジック回路によって認識されると、タイヤ空気圧調整装置３１の空気供給装置１が活性化され、すべての空気ばねエレメント２０，２１，２２，２３における空気圧が空気ばね弁１６，１７，１８，１９の開放及び、選択的な圧力降下のための出口弁９の開放又は圧力上昇のための入口弁８の開放によって、所定の値だけ変化させられる。このような圧力変化によって、ホイールサスペンションの固有振動数ひいては、シャーシ及びエンジンマウントの固有振動数の最大値が他の振動数へとシフトされる。

励起振動数と固有振動数の最大値との間における大きな距離によって、快適性を損なうエンジンのガタガタする振動が著しく減じられる。

タイヤ空気圧調整装置３１の空気供給装置１が空気管路２８を介して空気ばね系４に接続されていることによって、不可欠ではないが、図１に示されているように、空気ばね装置４の固有の空気供給部を省くことが可能である。このように固有の空気供給部を省くと、装置全体を経済的に構成することができる。

固有振動数に影響を与えるための空気ばね２０，２１，２２，２３の圧力変化は、付加的にタイヤ空気圧変化によって助成的に又は択一的に行うことが可能であり、この場合有利には圧力が高められ、これによって、極めて低いタイヤ空気圧に基づいて安全臨界的な走行状態を回避することができる。この際には入口弁８、制御弁１０及び充填弁１１が開放され、圧力空気は空気管路２６、制御弁１０によって開放された空気力式に操作されるタイヤ弁１２及び空気管路２７を介してタイヤ１３へと流れる。

１実施形態では、同時に個々の又は複数の空気ばね弁１６，１７，１８，１９をタイヤ空気充填装置３の制御弁１０及び充填弁１１と同時に開放することも可能であり、このようにすると、タイヤ１３の空気圧よりも高い作業圧を備えた空気ばね２０，２１，２２，２３が、直接タイヤ１３内に空気抜きし、タイヤ１３において圧力を高めることができる。

車両が空気力式に調節可能なエンジンマウント系５を備えている場合には、上に述べた解決策に補足して又は択一的に、空気力式のエンジンマウント１５の空気圧を、空気ばねにおけると同様な形式で変化させて、エンジンマウント１５の固有振動数を変化させること、ひいては付加的にエンジンマウントのシャーシ結合部の固有振動数特性に影響を与えることができ、これによって固有振動数の最大値は、励起振動数に対してさらに大きな距離を得ることになる。図１にはエンジンマウント系５は例えば空気力式に調節可能なマウントを備えた形態で示されているが、原則的には任意の数のマウントを、マウント１５及び弁１４の整数倍に増やして配置することが可能である。タイヤ空気充填装置に空気供給するための空気接続は、空気管路３０を介して行われる。

このような調整動作後に車両の走行速度が所定の値だけ変化させられると、タイヤ１３、空気ばね２０，２１，２２，２３及びエンジンマウント１５における目標圧は再び走行力学的な最適値に調整される。個々のエレメントの作業圧レベルは強く異なっているので、新たな目標圧の調節は、任意の優先順位調整に基づいて順番に行うことができる。

同様に、予め決められた時間周期の経過後に、個々のエレメントにおける本来の空気圧値を再び調節すること又は、タイヤ１３又は空気ばね２０，２１，２２，２３のための圧力調整に重要な他の項目が発生した場合に、任意に所定された優先順位調整に応じて本来の圧力状態を再び生ぜしめることが可能である。

このような優先順位を働かせる項目としては、例えばカーブ走行を挙げることができる。適宜なセンサ装置が車両ボディの相応なロール角加速度を認識すると、本発明では、既に述べた従来技術による相応なダンパ硬化に加えて又は択一的に、カーブ外側の空気ばね２１，２２（図２参照）における圧力を高めることができ、これによって外側に向かって作用するボディの力に抗することができる。個々の空気ばねにおける圧力調整はこの場合、ロール角加速度の値及び符号（Vorzeichen）に関連したアルゴリズムによって行われる。調整アルゴリズムに応じてこの場合それぞれの空気ばね２１，２２のために、ロール角安定化のために最適な種々異なった圧力を調節することが可能である。

符号逆転時及び／又は、ロール角加速度及び／又はロール角の、調整ロジックによって所定された制限値を下回った場合には、圧力上昇のために制御された空気ばねエレメントにおける空気圧が、調整ロジックのアルゴリズムに相応して再び本来の値に調節されるが、この場合には入口弁８が閉鎖されて出口弁９が開放される。その後でカーブ外側の空気ばねの相応な空気ばね弁１７，１８は、本来の圧力が再び調節されるまで開放される。

本体の空気ばねレベルを調節するために空気抜き動作時に出口弁９を開放する代わりに、タイヤ空気充填装置３の制御弁１０及び充填弁１１が開放されて、タイヤ１３における圧力上昇のための空気ばねエレメントにおける圧力低下を利用することも可能である。このことは次のような場合に、すなわち例えばカーブ出口において車両が加速され、タイヤ空気充填装置３の調整プラン（Regelstrategie）に応じてより高い圧力を調整することが望まれ、かつ同時に空気ばね系４の調整ロジックが高められる速度に基づいてより低いレベルを設定するような場合に、有利なコンビネーションである。

本発明の方法を実施する装置を簡単化して示す回路図である。 本発明の方法を実施する装置を備えた車両を概略的に示す図である。

符号の説明

１ 空気供給装置、 ２ 弁ブロック、 ３ タイヤ空気充填装置、 ４ 空気ばね系、 ５ エンジンマウント系、 ６ コンプレッサ、 ７ 圧力貯蔵タンク、 ８ 入口弁、 ９ 出口弁、 １０ 制御弁、 １１ 充填弁、 １２ タイヤ弁、 １３ タイヤ、 １４ 弁、 １５ エンジンマウント、 １６，１７，１８，１９ 空気ばね弁、 ２０，２１，２２，２３ 空気ばね、 ２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０ 空気管路、 ３１ タイヤ空気圧調整装置

Claims (6)

1. 自動車用のタイヤ空気充填装置のための装置を運転する方法であって、装置に、車両の走行ダイナミック状態を検出するセンサ装置と、センサ信号を処理して圧力空気供給装置（１）及び空気圧用の弁を制御する電子制御装置と、少なくとも１つのコンプレッサ及び少なくとも１つの圧力空気貯蔵タンクを備えた圧力空気源とが設けられていて、タイヤ空気圧を動的に上昇・下降させることができる方法において、センサ装置によってエンジンのガタガタする振動を認識した際に、相応な調整ロジックに応じて、少なくとも１つの車軸におけるタイヤ（１３）の充填圧を、調整ロジックによって所定された値だけ変化させることを特徴とする、自動車用のタイヤ空気充填装置のための装置を運転する方法。
2. タイヤ空気充填装置（３）の圧力空気供給装置（１）が空気管路（２８）を用いて空気ばね系（４）と接続されている装置において、センサ装置によってエンジンのガタガタする振動を認識した際に、調整ロジックに応じて、少なくとも１つの車軸における空気ばね（２０，２１，２２，２３）の充填圧を、調整ロジックによって所定された値だけ変化させる、請求項１記載の方法。
3. タイヤ（１３）及び空気ばね（２０，２１，２２，２３）における圧力変化の、調整ロジックによって所定された値が、種々異なった値である、請求項２記載の方法。
4. タイヤ空気充填装置（３）の圧力空気供給装置（１）が空気管路及び切換え可能な弁を用いて、空気力式のエンジンマウントと接続されている装置において、センサ装置によってエンジンのガタガタする振動を認識した際に、調整ロジックに応じて、タイヤ（１３）及び／又は空気ばね（２０，２１，２２，２３）における圧力空気変化に加えて及び／又は択一的に、空気力式の支承装置として形成された少なくとも１つのエンジンマウント（１５）における空気圧を、調整ロジックによって所定された値だけ変化させる、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 予め決められた時間周期の経過後に、タイヤ（１３）及び／又は空気ばね（２０，２１，２２，２３）及び／又はエンジンマウント（１５）における本来の圧力状態を再び調節する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. タイヤ（１３）及び／又は空気ばね（２０，２１，２２，２３）及び／又は空気力式のエンジンマウント（１５）のための、エンジンのガタガタする振動とは別の、圧力調整にとって重要な項目が発生した場合に、任意に所定された優先順位調整に基づいて、タイヤ（１３）及び／又は空気ばね（２０，２１，２２，２３）及び／又はエンジンマウント（１５）における本来の圧力状態を再び生ぜしめる、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。

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