JP2008006853A - タイヤ空気圧調整システム - Google Patents

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Abstract

【課題】走行していない状態での長時間放置によるタイヤの変形を抑制することの可能なタイヤ空気圧調整システムを提供する。
【解決手段】タイヤ2の空気圧を調整可能な加圧ポンプ150及び電磁バルブ160と、車両のイグニッションスイッチ(SW)11がオフにされたときからの経過時間を計測するタイマー130と、経過時間が所定時間(5分)に達すると空気圧を350kPaまで上昇させ、SW11がオンにされると空気圧を230kPaまで低下させる制御部170とを備えたので、SW11がオフにされた後、所定時間が経過するとタイヤ2の空気圧が高くなることから、走行していない状態で長時間放置した場合でも車両走行時に温められたタイヤ2の変形を抑制することができる。従って、フラットスポットの形成を少なくすることができるので、フラットスポットに起因する走行時の振動やタイヤロックの発生を効果的に防止することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えば乗用車等に用いられる空気入りタイヤの空気圧調整システムに関するものである。
従来、この種のタイヤ空気圧調整システムとしては、それぞれ異なる機構を有するものが知られているが、運転前点検の簡素化、タイヤの耐久性と操縦性の確保による安全性の向上及びタイヤのパンクの検出を目的としてタイヤの空気圧の調整を行う点では同一のものであった(例えば特許文献1及び2参照)。
特開2004−330820号公報 特開平9−150612号公報
ところで、空気圧は、タイヤのバネ特性(=撓み量)を変化せしめ、タイヤの発熱量を支配し、また、接地形状、接地面積の変化といった観点からも車両性能を大きく支配する重要な管理項目である一方で、これに対するユーザの認識は十分ではない。
走行直後タイヤが温められた状態で、停車してそのまま駐車をする場合には、タイヤ構成物質であるカーカスコード(テキスタイルコード)が接地部において形状規定され、有機物性上の観点(温間時伸び易く、冷間時縮み難い)からタイヤ真円度が低下するフラットスポットといった不具合が生ずる。
このため、走行開始からしばらくの間、フラットスポットを起因とした走行振動が発生し、この原因を知ることのできない一般ユーザは様々な不安を覚えることとなる。
また、現代の土地事情、駐車場事情により、平地での駐車が望めない車両においては、各車輪の輪重に大きな格差を生じる傾いた姿勢での駐車が強いられることとなり、フラットスポットの成長も各タイヤで異なる。
実際に、タイヤの真円度が低下している場合には、フラットスポットは振動のみならず、ブレーキを掛けたときのロック点イニシャルとして作用し、ロックを誘発し易いという問題もある。
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、走行していない状態での長時間放置によるタイヤの変形を抑制することの可能なタイヤ空気圧調整システムを提供することにある。
本発明は、前記目的を達成するために、車両に設けられたタイヤの空気圧を調整可能なタイヤ空気圧調整システムにおいて、前記タイヤの空気圧を調整可能な空気圧調整手段と、前記車両のイグニッションスイッチがオフにされたときからの経過時間を計測する計時手段と、計時手段によって計測された経過時間が所定時間に達すると、空気圧調整手段によってタイヤの空気圧を所定の第1の圧力から所定の第2の圧力まで上昇させ、イグニッションスイッチがオンにされると、タイヤの空気圧を第1の圧力まで低下させる制御手段とを備えている。
これにより、イグニッションスイッチがオフにされた後、所定時間が経過すると、タイヤの空気圧が車両走行時より高くなることから、走行していない状態で長時間放置した場合でも、車両走行時に温められたタイヤの変形が抑制される。
本発明によれば、走行していない状態で長時間放置した場合でも、車両走行時に温められたタイヤの変形を抑制することができるので、フラットスポットの形成を少なくすることができ、フラットスポットに起因する走行時の振動やタイヤロックの発生を効果的に防止することができる。
図1乃至図5は本発明の一実施形態を示すもので、図1はタイヤ空気圧調整システムの機能構成図、図2はタイヤの構成例を示す断面図、図3はイグニッションスイッチオンまたはオフ時の動作を示すフロー図、図4は評価試験の結果を示す図、図5は第2の圧力とRFV変化率との関係を示す図である。
本発明のタイヤ空気圧調整システム100は、車両に設けられたタイヤの空気圧を調整可能なシステムであり、図1に示すように、車体1とタイヤ2との間で情報の送受信を行うようになっている。
車体1には、エンジンやアクセサリー等の動作を制御する車両制御システム10が設けられており、車両制御システム10には、イグニッションスイッチ11が設けられている。
タイヤ空気圧調整システム100は、電流センサ110と、LED120と、タイマー130と、圧力センサ140と、加圧ポンプ150と、電磁バルブ160と、制御部170とを備え、上記各機器は制御部170に電気的に接続されている。また、タイヤ空気圧調整システム100は、イグニッションスイッチ11がオフにされると駆動し、イグニッションスイッチ11がオンにされると駆動を停止するようになっている。さらに、タイヤ空気圧調整システム100には、車両制御システム10を駆動するための電源装置(図示省略)とは異なるバッテリー180が設けられている。なお、上記各機器のうち電流センサ110、LED120、タイマー130、制御部170及びバッテリー180は車体1に設けられ、圧力センサ140、加圧ポンプ150及び電磁バルブ160はタイヤ2のタイヤホイール21に設けられている。
電流センサ110は車両制御システム10の電流を検出するためのものであり、検出した電流の大きさに応じた信号を制御部170に送信する。LED120は周知の発光ダイオードであり、イグニッションスイッチ11がオンにされたときにタイヤ2の空気圧が第1の圧力になるまで点灯するようになっている。
タイマー130はイグニッションスイッチ11がオフにされたときからの経過時間を計測するためのものであり、制御部170の制御によって時間の計測を行うようになっている。
圧力センサ140はタイヤ2の空気室に充填された空気の圧力を検出するためのものであり、空気室の空気圧を検出すると、この圧力の大きさに応じた信号を制御部170に送信する。
加圧ポンプ150は周知の構成を有し、制御部170の制御によって気体を加圧するとともに、加圧した気体をタイヤ2の空気室に供給するようになっている。なお、加圧ポンプ150によって加圧された気体は、タイヤホイール21に設けられた通気孔22を介して空気室に供給される。
電磁バルブ160は通気孔22に連設されており、制御部170の制御によって開閉することにより、タイヤ2の空気室に充填された空気をタイヤ2の外部に排出するようになっている。なお、加圧ポンプ150及び電磁バルブ160は本願請求項でいう空気圧調整手段を構成しており、これらを用いることでタイヤ2の空気圧を調整することが可能となる。
制御部170は、CPU及びRAM、ROM等のメモリを備えた周知のコンピュータであり、ROMに記憶されたプログラムに基づいて上記各機器を制御する。また、制御部170は、タイマー130によって計測された経過時間が所定時間(本実施形態では5分)に達すると、タイヤ2の空気圧を車両走行時の空気圧(第1の圧力)から第2の圧力まで上昇させ、イグニッションスイッチ11がオンにされると、タイヤ2の空気圧を第1の圧力まで低下させるように加圧ポンプ150及び電磁バルブ160のそれぞれを制御する。なお、本実施形態では前記所定時間を5分に設定しているが、この所定時間については、車両走行時に温められたタイヤ2が、接地部において変形した状態で時間の経過とともに形状規定されることを防止するために5分以内に設定することが望ましい。また、本実施形態では、前記第1の圧力を230kPaに設定しているが、この圧力の大きさは車両の走行に適した値であればよく、例えば220〜240kPaの範囲内であることが望ましい。さらに、本実施形態では、前記第2の圧力を350kPaに設定しているが、この値は社団法人日本自動車タイヤ協会(JATMA)にて規定された上限値であるため、第2の圧力を第1の圧力よりも大きく且つ350kPa以下の値になるように設定してもよい。
バッテリー180は周知の構成を有しており、電流センサ110、タイマー130、圧力センサ140、加圧ポンプ150、電磁バルブ160及び制御部170に給電可能に設けられている。この場合、バッテリー180から圧力センサ140、加圧ポンプ150及び電磁バルブ160への給電は、バッテリー180に接続された給電ケーブル(図示省略)を、タイヤ2の回転ハブ(図示省略)に設けられたスリップリング(図示省略)に摺接することにより行う。また、バッテリー180は、車両制御システム10の電源装置と同様に、車両走行時におけるエンジンのオルタネータの発電によって充電を行うようになっている。
以上のように構成されたタイヤ空気圧調整システム100において、タイヤ2の空気圧を調整する場合の動作について図3のフロー図を参照して説明する。まず、イグニッションスイッチ11がオフにされた場合の動作を図3(a)を参照して説明する。制御部170は、電流センサ110によって検出された車両制御システム10の電流に基づいてイグニッションスイッチ11がオフにされたことを判別すると(ステップS1)、タイマー130に時間を計測させる(ステップS2)。
次に、タイマー130によって計測された経過時間が所定時間(5分)に達した場合には(ステップS3)、制御部170は、加圧ポンプ150に所定の制御信号を送信することにより、加圧気体をタイヤ2の空気室に供給させる(ステップS4)。次いで、圧力センサ140によって検出された空気圧が第2の圧力(350kPa)に達した場合には(ステップS5)、制御部170は、加圧ポンプ150に制御信号を送信して空気室への加圧気体の供給を停止させる(ステップS6)。
また、イグニッションスイッチ11がオンにされた場合の動作を図3(b)を参照して説明する。制御部170は、電流センサ110によって検出された車両制御システム10の電流に基づいてイグニッションスイッチ11がオンにされたことを判別すると(ステップS11)、LED120に通電することによりLED120を点灯させる(ステップS12)。そして、制御部170は、タイヤ2の空気を減圧させる(ステップ13)。具体的には、制御部170は、電磁バルブ160に所定の開弁信号を送信することにより、タイヤ2の空気室に充填された加圧気体を外部に排出させる。
次に、圧力センサ140によって検出された空気圧が第1の圧力(230kPa)まで低下した場合には(ステップS14)、制御部170は、タイヤ2の空気の減圧を停止させる(ステップ15)。具体的には、制御部170は、電磁バルブ160の所定の閉弁信号を送信することにより、タイヤ2の空気の排出を停止させる。そして、制御部170は、LED120への通電を停止することによりLED120を消灯させる(ステップS16)。
ここで、図4に示すように、駐車時にタイヤ空気圧を増加させない場合(従来例)と本実施形態のシステムを用いた場合(実施例)について、タイヤの温度を20℃に設定した状態でタイヤに6.0kNの負荷を与えながら1時間放置した後のRFV(ラジアルフォースバリエーション)の評価試験を行ったところ、以下の結果が得られた。この場合、従来例ではタイヤ空気圧を220kPaに設定し、実施例では前記第2の圧力を350kPaに設定した。また、この試験では、タイヤサイズが195/60R16のものを用い、RFV波形のピークトゥピーク(P−P)と1次振幅とを評価項目として採用した。さらに、初期状態におけるRFV波形のP−P及び1次振幅をそれぞれ100%とした場合のRFVの変化率も併せて示した。
前記試験の結果、従来例に対し、実施例では、P−P及び1次振幅のそれぞれにおいてRFVの変化率が小さくなる良好な結果が得られた。また、実施例における第2の圧力とRFVの変化率との関係を図5に示す。これによれば、第2の圧力の値を大きくすることによりRFVの変化率を小さくすることができるが、第2の圧力が300kPa以上の場合にはRFV変化率の変化が小さくなる。この場合、第2の圧力の増加に伴って加圧ポンプ150の消費電力が大きくなることから、省電力の観点からすれば、第2の圧力を300kPaに設定することにより最も高い効果が得られる。
このように、本実施形態のタイヤ空気圧調整システムによれば、タイヤ2の空気圧を調整可能な加圧ポンプ150及び電磁バルブ160と、車両のイグニッションスイッチ11がオフにされたときからの経過時間を計測するタイマー130と、タイマー130によって計測された経過時間が所定時間(5分)に達すると、タイヤ2の空気圧を230kPaから350kPaまで上昇させ、イグニッションスイッチ11がオンにされると、タイヤ2の空気圧を230kPaまで低下させる制御部170とを備えたので、イグニッションスイッチ11がオフにされた後、所定時間が経過するとタイヤ2の空気圧が高くなることから、走行していない状態で長時間放置した場合でも、車両走行時に温められたタイヤ2の変形を抑制することができる。従って、フラットスポットの形成を少なくすることができるので、フラットスポットに起因する走行時の振動やタイヤロックの発生を効果的に防止することができる。
また、イグニッションスイッチ11がオンにされたときにタイヤ2の空気圧が230kPaになるまで点灯するLED120を備えたので、タイヤ2の空気圧が高い状態であることをドライバーに確実に知らせることができる。
さらに、空気圧調整手段は、タイヤ2に加圧気体を供給する加圧ポンプ150と、タイヤ2の空気を外部に排出可能な電磁バルブ160とを有するので、タイヤ2の空気圧の増加及び減少を容易に行うことが可能となる。
また、第2の圧力の上限値を350kPaに設定したので、加圧によるタイヤ2の劣化を確実に防止することができる。
さらに、車両の電源装置とは異なるバッテリー180からの給電によって駆動されるように構成したので、車両の電源装置からの給電の必要がなく、タイヤ2の空気圧調整を行うことで車両の電源装置に過放電が発生することがないという利点がある。
なお、前記実施形態では、表示手段としてLED120を用いたものを示したが、例えば液晶ディスプレイに文字情報や画像情報を表示するように構成してもよい。
また、前記実施形態では、バッテリー180からの給電により空気圧調整手段を駆動するように構成したものを示したが、例えばリチウム電池等の給電部材をタイヤホイール21に着脱自在に設け、給電部材からの給電により空気圧調整手段を駆動するように構成してもよい。さらには、車体1及びタイヤ2のそれぞれにアンテナを設け、電磁誘導によりタイヤ2側に電力を発生させるように構成してもよい。
本発明の一実施形態を示すタイヤ空気圧調整システムの機能構成図 タイヤの構成例を示す断面図 イグニッションスイッチオンまたはオフ時の動作を示すフロー図 評価試験の結果を示す図 第2の圧力とRFV変化率との関係を示す図
符号の説明
11…イグニッションスイッチ、20…タイヤ、120…LED、130…タイマー、140…圧力センサ、150…加圧ポンプ、160…電磁バルブ、170…制御部、180…バッテリー。

Claims (5)

  1. 車両に設けられたタイヤの空気圧を調整可能なタイヤ空気圧調整システムにおいて、
    前記タイヤの空気圧を調整可能な空気圧調整手段と、
    前記車両のイグニッションスイッチがオフにされたときからの経過時間を計測する計時手段と、
    計時手段によって計測された経過時間が所定時間に達すると、空気圧調整手段によってタイヤの空気圧を所定の第1の圧力から所定の第2の圧力まで上昇させ、イグニッションスイッチがオンにされると、タイヤの空気圧を第1の圧力まで低下させる制御手段とを備えた
    ことを特徴とするタイヤ空気圧調整システム。
  2. 前記イグニッションスイッチがオンにされたときにタイヤの空気圧が第1の圧力になるまで所定の表示を行う表示手段を備えた
    ことを特徴とする請求項1記載のタイヤ空気圧調整システム。
  3. 前記空気圧調整手段は、タイヤに空気を供給するポンプと、タイヤの空気を外部に排出可能なバルブとを有する
    ことを特徴とする請求項1または2記載のタイヤ空気圧調整システム。
  4. 前記第2の圧力の上限値を350kPaに設定した
    ことを特徴とする請求項1、2または3記載のタイヤ空気圧調整システム。
  5. 前記車両の電源装置とは異なる電源装置によって駆動されるように構成した
    ことを特徴とする請求項1、2、3または4記載のタイヤ空気圧調整システム。
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