JP2016175507A

JP2016175507A - タイヤ空気圧調整装置

Info

Publication number: JP2016175507A
Application number: JP2015056371A
Authority: JP
Inventors: 俊告若松; Toshitsugu Wakamatsu; 嘉久植田; Yoshihisa Ueda
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2016-10-06

Abstract

【課題】圧力センサを用いることなくタイヤの空気圧の低下を検知し、適正な空気圧に調整する。【解決手段】車両のホイールに取り付けられたタイヤ、車両の車速を検出する車速センサ２１と、ホイールの車輪速を検出する車輪速センサ２２と、車速センサ２１の検出車速と車輪速センサ２２の検出車輪速とからタイヤの空気圧低下を検知する検知手段５１，５２，５３と、その検知手段がタイヤの空気圧低下を検知した場合に、そのタイヤ内の温度を上昇させて空気圧を増加させる圧力調整手段８，５４と、を備え、検知手段５１，５２，５３は、検出車速に対応した正常空気圧での正常車輪速を設定し、正常車輪速に対する検出車輪速の比が閾値以上のときにタイヤの空気圧低下を検知する。【選択図】図３

Description

本発明は、走行中の車両におけるタイヤ空気圧調整装置に関する。

車両に取り付けられたタイヤの空気圧が低下すると、タイヤの変形が大きくなるため、走行中はタイヤのころがり抵抗が増加する。このため、タイヤの空気圧が低下した状態で車両が走行すると、エンジンの燃費が悪化すると共に、タイヤの性能維持にも影響する。

このような問題を解消すべく、タイヤの圧力を検出する圧力センサによって空気圧の低下を検知し、エアーポンプによって空気圧を加圧調整する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−０１０４７８号公報特開２０１２−１９６９８９号公報

しかしながら、上記従来技術では、ホイール等に圧力センサを別途設ける必要があるため、車両の部品点数および生産コストが増大してしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、圧力センサを用いることなくタイヤの空気圧の低下を検知し、適正な空気圧に調整することができるタイヤ空気圧調整装置を提供することを目的とする。

本発明に係るタイヤ空気圧調整装置は、車両のホイールに取り付けられたタイヤと、前記車両の車速を検出する車速センサと、前記ホイールの車輪速を検出する車輪速センサと、前記車速センサの検出車速と前記車輪速センサの検出車輪速とから前記タイヤの空気圧低下を検知する検知手段と、前記検知手段が前記タイヤの空気圧低下を検知した場合に、そのタイヤ内の温度を上昇させて空気圧を増加させる圧力調整手段と、を備え、前記検知手段は、前記検出車速に対応した正常空気圧での正常車輪速を設定し、前記正常車輪速に対する前記検出車輪速の比が閾値以上のときにタイヤの空気圧低下を検知することを特徴とする。

また、本発明に係るタイヤ空気圧調整装置は、車両のホイールに取り付けられたタイヤと、前記車両の車速を検出する車速センサと、前記ホイールの車輪速を検出する車輪速センサと、前記車速センサの検出車速と前記車輪速センサの検出車輪速とから前記タイヤの空気圧低下を検知する検知手段と、前記検知手段が前記タイヤの空気圧低下を検知した場合に、そのタイヤ内の温度を上昇させて空気圧を増加させる圧力調整手段と、を備え、前記検知手段は、前記検出車速に対応した正常空気圧での正常車輪速を設定し、前記正常車輪速に基づき正常空気圧でのタイヤ外径を算出し、前記検出車輪速に基づき実際のタイヤ外径を算出し、前記正常空気圧でのタイヤ外径に対する前記実際のタイヤ外径の比が閾値以下のときにタイヤの空気圧低下を検知することを特徴とする。

また、本発明に係るタイヤ空気圧調整装置は、車両の複数のホイールにそれぞれ取り付けられたタイヤと、前記車両の車速を検出する車速センサと、前記ホイールの車輪速を検出する車輪速センサと、前記車速センサの検出車速と前記車輪速センサの検出車輪速とから前記タイヤの空気圧低下を検知する検知手段と、前記検知手段が前記タイヤの空気圧低下を検知した場合に、そのタイヤ内の温度を上昇させて空気圧を増加させる圧力調整手段と、を備え、前記検知手段は、前記各ホイールの前記検出車輪速の平均値を算出し、前記平均値に対する前記検出車輪速の比が所定値以上のときにタイヤの空気圧低下を検知することを特徴とする。

本発明に係るタイヤ空気圧調整装置では、圧力センサを用いることなくタイヤの空気圧の低下を検知し、適正な空気圧に調整することができるという優れた効果を発揮する。

本発明における車両の全体構成図である。（ａ）は本発明における車輪部分の概略図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。本発明の第１実施形態に係るタイヤ空気圧調整装置の電子制御ユニットの機能ブロック図である。本発明の第２実施形態に係るタイヤ空気圧調整装置の電子制御ユニットの機能ブロック図である。本発明の第３実施形態に係るタイヤ空気圧調整装置の電子制御ユニットの機能ブロック図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態に係るタイヤ空気圧調整装置を説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るタイヤ空気圧調整装置について、図１〜３に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１実施形態における車両１の全体構成図である。車両１において、エンジン１０の出力軸は、クラッチ１１を介して変速機１２の入力軸に接続されており、変速機１２の出力軸は、プロペラシャフト１３、差動装置１４、ドライブシャフト１５を介して駆動輪である左右後輪のホイール２ＲＲ、２ＲＬにそれぞれ接続されている。２ＦＲ，２ＦＬは、操舵輪である左右前輪のホイールである。各ホイール２ＦＲ，２ＦＬ，２ＲＲ，２ＲＬには、それぞれタイヤ３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬが取り付けられている。

符号２１は、変速機１２の出力軸の回転速度から車両１の車速を検出する車速センサである。

また、符号２２ＦＲ，２２ＦＬ，２２ＲＲ，２２ＲＬは、それぞれ各ホイール２ＦＲ，２ＦＬ，２ＲＲ，２ＲＬの回転速度、すなわち車輪速を検出する車輪速センサである。これらの車輪速センサは、既存のＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）の車輪速センサを用いる。

車速センサ２１により検出された検出値（以下、検出車速ｖと称する）と車輪速センサ２２ＦＲ，２２ＦＬ，２２ＲＲ，２２ＲＬにより検出された検出値（以下、検出車輪速Ｎと称する）は、電気的に接続された電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）５０に送信される。

図２（ａ）は、本実施形態における車輪部分の概略図であり、図２（ｂ）は、そのＡ−Ａ断面図である。図２（ａ）（ｂ）において、ホイール２は、リム部２ａとディスク部２ｂとから構成される。

車輪速センサ２２は、ホイール２に連結されたリングギア２２ａと、その外周面に対向する位置に設けられた非接触式のセンサ２２ｂとを有する。センサ２２ｂは、永久磁石の周囲にコイルを巻いた構造であり、リングギア２２ａが回転することで、このコイルを通過する磁束が変化して、交流電圧が発生し、ＥＣＵ５０にて、車輪速としてのパルス信号が認識される。

リム部２ａの外周部にはタイヤ３が嵌め込まれており、リム部２ａとタイヤ３によりタイヤ３内部の空気室５が形成されている。リム部２ａの外周面にはリング状のヒータ８が取り付けられており、ヒータ８の温度は、電気的に接続されたＥＣＵ５０からの信号によって調節される。

図３は、本実施形態のＥＣＵ５０の機能ブロック図である。なお、ＥＣＵ５０は、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。

図３に示すように、ＥＣＵ５０は、正常車輪速設定部５１と、車輪速比算出部５２と、空気圧低下検知部５３と、空気圧調整温度調節部５４とを一部の機能要素として有する。

正常車輪速設定部５１には、タイヤ３の空気圧が正常空気圧Ｐ_nであるときの、車速ｖと、その車速ｖに対応する正常車輪速Ｎ_nとの関係を規定したマップＭ（不図示）が記憶される。正常車輪速設定部５１は、マップＭを通して、検出車速ｖに対応した正常車輪速Ｎ_nを設定する。

車輪速比算出部５２は、正常車輪速設定部５１で設定された正常車輪速Ｎ_nに対する検出車輪速Ｎの比α（＝Ｎ／Ｎ_n）を算出する。

空気圧低下検知部５３は、車輪速比算出部５２で算出された比αの値が所定の時間に亘って閾値以上であるときに、タイヤ３の空気圧低下を検知する。

空気圧調整温度調節部５４は、空気圧低下検知部５３にて空気圧低下が検知された場合に、ヒータ８をＯＮして、タイヤ３内部の空気室５の温度を上昇させて空気圧を増加させる。なお、このヒータ８による温度上昇は、所定の限度内で行われることが望ましい。

次に、本実施形態のタイヤ空気圧調整装置における具体例を述べる。

正常車輪速設定部５１は、マップＭを通して、検出車速ｖ（例えば、４０ｋｍ／ｈ）に対応した正常車輪速Ｎ_n（例えば、３５４［ｒｐｍ］）を設定する。

車輪速比算出部５２は、正常車輪速設定部５１で設定された正常車輪速Ｎ_nに対する検出車輪速Ｎの比αを算出する。例えば、検出車輪速Ｎが３６０［ｒｐｍ］であるときには、α＝１．０１７という値になる。この場合、検出車輪速Ｎは、正常車輪速Ｎ_n（３５４［ｒｐｍ］）よりも約１．７％増加していることになる。

空気圧低下検知部５３は、車輪速比算出部５２で算出された比αの値が所定の時間（例えば、３０分間）に亘って閾値以上（例えば、１．０１５以上）であるときに、タイヤ３の空気圧低下を検知する。

空気圧調整温度調節部５４は、空気圧低下検知部５３にて空気圧低下が検知された場合に、ヒータ８をＯＮして、タイヤ３内部の空気室５の温度を上昇させて空気圧を増加させる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係るタイヤ空気圧調整装置について、図１，２，４に基づいて説明する。本実施形態は、第１実施形態とＥＣＵの構成が異なるのみで他の部分は同じなので、同一の構成要素については同一の符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。

図４は、本実施形態のＥＣＵ６０の機能ブロック図である。図４に示すように、ＥＣＵ６０は、正常車輪速設定部６１と、正常タイヤ外径算出部６２と、実タイヤ外径算出部６３と、タイヤ外径比算出部６４と、空気圧低下検知部６５と、空気圧調整温度調節部６６とを一部の機能要素として有する。

正常車輪速設定部６１には、タイヤ３の空気圧が正常空気圧Ｐ_nであるときの、車速ｖと、その車速ｖに対応する正常車輪速Ｎ_nとの関係を規定したマップＭ（不図示）が記憶される。正常車輪速設定部６１は、マップＭを通して、検出車速ｖに対応した検出車輪速Ｎを正常車輪速Ｎ_nとして設定する。

正常タイヤ外径算出部６２は、正常車輪速設定部６１で設定された正常車輪速Ｎ_nに基づいて正常タイヤ外径Ｓ_nを算出する。ここで、タイヤ３の外径（直径）Ｓは、Ｓ＝タイヤ外周Ｌ／πで導出され、また、タイヤ外周Ｌは、Ｌ＝検出車速ｖ／（検出車輪速Ｎ＊６０）で導出される。従って、正常タイヤ外径Ｓ_nは、Ｓ_n＝Ｌ／π＝ｖ／πＮ_nという式から算出される。

実タイヤ外径算出部６３は、検出車輪速Ｎに基づいて、実際のタイヤ外径Ｓを算出する。タイヤ外径Ｓの算出には、上記Ｓ_nの算出方法と同様に、Ｓ＝Ｌ／π＝ｖ／πＮという式が用いられる。

タイヤ外径比算出部６４は、正常タイヤ外径Ｓ_nに対する実際のタイヤ外径Ｓの比β（＝Ｓ／Ｓ_n）を算出する。

空気圧低下検知部６５は、タイヤ外径比算出部６４で算出された比βの値が所定の時間に亘って閾値以下であるときに、タイヤ３の空気圧低下を検知する。

空気圧調整温度調節部６６は、空気圧低下検知部６５にて空気圧低下が検知された場合に、ヒータ８をＯＮして、タイヤ３内部の空気室５の温度を上昇させて空気圧を増加させる。

正常車輪速設定部６１は、マップＭを通して、検出車速ｖ（例えば、４０ｋｍ／ｈ）に対応した正常車輪速Ｎ_n（例えば、３５４［ｒｐｍ］）を設定する。

正常タイヤ外径算出部６２は、正常車輪速設定部６１で設定された正常車輪速Ｎ_nに基づいて正常タイヤ外径Ｓ_nを算出する。例えば、検出車速ｖ（４０［ｋｍ／ｈ］＝６６７［ｍ／ｍｉｎ］）に対応した正常車輪速Ｎ_nが３５４［ｒｐｍ］であるとすると、外周Ｌは１．８８［ｍ］となり、正常タイヤ外径Ｓ_nは０．６０［ｍ］と算出される。

実タイヤ外径算出部６３は、検出車輪速Ｎに基づいて、実際のタイヤ外径Ｓを算出する。例えば、検出車速ｖが４０［ｋｍ／ｈ］であるときの検出車輪速Ｎが３６０［ｒｐｍ］であるとすると、外周Ｌは１．８５［ｍ］となり、外径Ｓは０．５８９［ｍ］と算出される。従って、この場合、正常空気圧Ｐ_nでの正常タイヤ外径Ｓ_n（０．５９９［ｍ］）よりも外径が１ｃｍ小さくなったことになる。

タイヤ外径比算出部６４は、正常タイヤ外径Ｓ_nに対する実際のタイヤ外径Ｓの比βを算出する。

空気圧低下検知部６５は、タイヤ外径比算出部６４で算出された比βの値が所定の時間（例えば、３０分間）に亘って閾値以下であるときに、タイヤ３の空気圧低下を検知する。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係るタイヤ空気圧調整装置について、図１，２，５に基づいて説明する。本実施形態は、第１実施形態とＥＣＵの構成が異なるのみで他の部分は同じなので、同一の構成要素については同一の符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。

図５は、本実施形態のＥＣＵ７０の機能ブロック図である。図５に示すように、ＥＣＵ７０は、平均車輪速算出部７１と、車輪速比算出部７２と、空気圧低下検知部７３と、空気圧調整温度調節部７４とを一部の機能要素として有する。

平均車輪速算出部７１は、車両１の前後左右の各ホイール２ＦＲ，２ＦＬ，２ＲＲ，２ＲＬの検出車輪速の平均値Ｎ_aを算出する。

車輪速比算出部７２は、平均車輪速算出部７１で算出された平均値Ｎ_aに対する各ホイールの検出車輪速Ｎの比γ（＝Ｎ／Ｎ_a）を算出する。

空気圧低下検知部７３は、車輪速比算出部７２で算出された比γの値が所定の時間（例えば、３０分間）に亘って閾値以上（例えば、１．０１５以上）であるホイール２が存在する場合に、その閾値以上であるホイール２に取り付けられたタイヤ３についての空気圧低下を検知する。

空気圧調整温度調節部７４は、空気圧低下検知部７３にて空気圧低下が検知されたタイヤについて、ヒータ８をＯＮして、タイヤ３内部の空気室５の温度を上昇させて空気圧を増加させる。

（本発明の実施形態による効果）
上記のとおり、本発明の実施形態に係るタイヤ空気圧調整装置では、検出車速ｖおよび検出車輪速Ｎに基づいて、タイヤ３の空気圧低下を検知し、ヒータ８をＯＮして、タイヤ３内部の空気室５の温度を上昇させて空気圧を増加させる。

特に、本発明の実施形態に係るタイヤ空気圧調整装置によれば、圧力センサを設けることなく、既存の車速センサ２１とＡＢＳの車輪速センサ２２を用いて、タイヤ３の空気圧低下を検知することができるので、車両の部品点数および生産コストを抑制することが可能になる。

また、本発明の実施形態に係るタイヤ空気圧調整装置によれば、タイヤの空気圧とは無関係にタイヤの空気圧低下を検知するので、純正タイヤとは種類やサイズが異なるタイヤに交換し、メーカー推奨の適正空気圧が変わった場合でも、これとは無関係にタイヤの空気圧低下を好適に検知することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

１車両
２ホイール
３タイヤ
８ヒータ
２１車速センサ
２２車輪速センサ
５０，６０，７０ＥＣＵ
５１，６１正常車輪速設定部
７１平均車輪速算出部
５２，７２車輪速比算出部
６２正常タイヤ外径算出部
６３実タイヤ外径算出部
６４タイヤ外径比算出部
５３，６５，７３空気圧低下検知部
５４，６６，７４空気圧調整温度調節部

Claims

車両のホイールに取り付けられたタイヤと、
前記車両の車速を検出する車速センサと、
前記ホイールの車輪速を検出する車輪速センサと、
前記車速センサの検出車速と前記車輪速センサの検出車輪速とから前記タイヤの空気圧低下を検知する検知手段と、
前記検知手段が前記タイヤの空気圧低下を検知した場合に、そのタイヤ内の温度を上昇させて空気圧を増加させる圧力調整手段と、を備え、
前記検知手段は、
前記検出車速に対応した正常空気圧での正常車輪速を設定し、
前記正常車輪速に対する前記検出車輪速の比が閾値以上のときにタイヤの空気圧低下を検知する
タイヤ空気圧調整装置。
車両のホイールに取り付けられたタイヤと、
前記車両の車速を検出する車速センサと、
前記ホイールの車輪速を検出する車輪速センサと、
前記車速センサの検出車速と前記車輪速センサの検出車輪速とから前記タイヤの空気圧低下を検知する検知手段と、
前記検知手段が前記タイヤの空気圧低下を検知した場合に、そのタイヤ内の温度を上昇させて空気圧を増加させる圧力調整手段と、を備え、
前記検知手段は、
前記検出車速に対応した正常空気圧での正常車輪速を設定し、前記正常車輪速に基づき正常空気圧でのタイヤ外径を算出し、
前記検出車輪速に基づき実際のタイヤ外径を算出し、
前記正常空気圧でのタイヤ外径に対する前記実際のタイヤ外径の比が閾値以下のときにタイヤの空気圧低下を検知する
タイヤ空気圧調整装置。
車両の複数のホイールにそれぞれ取り付けられたタイヤと、
前記車両の車速を検出する車速センサと、
前記ホイールの車輪速を検出する車輪速センサと、
前記車速センサの検出車速と前記車輪速センサの検出車輪速とから前記タイヤの空気圧低下を検知する検知手段と、
前記検知手段が前記タイヤの空気圧低下を検知した場合に、そのタイヤ内の温度を上昇させて空気圧を増加させる圧力調整手段と、を備え、
前記検知手段は、
前記複数のホイールの前記検出車輪速の平均値を算出し、
前記平均値に対する前記検出車輪速の比が所定値以上のときにタイヤの空気圧低下を検知する
タイヤ空気圧調整装置。