JP4407672B2 - タイヤ空気圧制御装置 - Google Patents

Description

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。

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。
特開平７−１３７５１５号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

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

Claims (3)

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。
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。
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。
   

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