JP4899642B2

JP4899642B2 - タイヤ空気圧制御装置

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Publication number: JP4899642B2
Application number: JP2006151922A
Authority: JP
Inventors: 宏磯野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2026-05-31
Also published as: JP2007320405A

Description

本発明は、車両の車輪が有するタイヤ空気室の空気圧を制御するタイヤ空気圧制御装置に関する。

タイヤ空気圧制御装置の一つとして、車輪の回転に基づいてタイヤ空気室に加圧空気を供給可能なエアーポンプと、タイヤ空気室の空気圧が設定範囲の下限値に低下したときエアーポンプからタイヤ空気室への加圧空気の供給を許容しタイヤ空気室の空気圧が設定範囲の上限値に上昇したときエアーポンプからタイヤ空気室への加圧空気の供給を制限する制御バルブを備えたものがあり、例えば、下記特許文献１に示されている。
特開２００５−５１５９２３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、タイヤ空気室の空気圧を圧力センサにて検出することが可能である。このため、タイヤ空気室の空気圧が設定範囲の上限値を超えて上昇することを圧力センサにて検出することにより制御バルブの故障（加圧空気の供給制限異常）を判定することが可能であり、その後の対策（補修）を容易とすることが可能である。

しかし、タイヤ空気室の空気圧が設定範囲の下限値以下に低下することを圧力センサにて検出しても、その場合の故障原因が、エアーポンプであるのか、制御バルブであるのかは判定することができなくて、その後の対策（補修）を容易に行うことができない。このため、本発明では、例えば、タイヤ空気室の空気圧が設定範囲の下限値以下に低下する場合の故障原因（故障部位）を判定することが可能なタイヤ空気圧制御装置を提供して、その後の対策（補修）を容易とすることを課題としている。

本発明によるタイヤ空気圧制御装置は、車輪が有するタイヤ空気室の空気圧を検出する圧力センサと、前記車輪の回転速度を検出する車輪速センサと、前記車輪の回転に基づいて前記タイヤ空気室に加圧空気を供給可能なエアーポンプと、前記空気圧が設定範囲の下限値（下限設定値ということもある）に低下したときに切り換って同下限値から前記設定範囲の上限値（上限設定値ということもある）に上昇するまでのときに、前記加圧空気が前記ポンプ室から前記タイヤ空気室に向けて吐出され、前記空気圧が前記設定範囲の上限値に上昇したときに切り換って同上限値から前記設定範囲の下限値に低下するまでのときに、前記加圧空気が前記ポンプ室から前記タイヤ空気室に向けて吐出されないように設定された制御バルブを備えるとともに、前記空気圧が前記設定範囲の下限値よりも小さい値に低下した後の前記回転速度と前記空気圧の変化勾配に基づいて前記制御バルブの切換の正常・異常を判定する判定手段を備えていることに特徴がある。この場合において、前記判定手段は、前記空気圧が前記設定範囲の下限値よりも小さい値に低下した後の空気圧の変化勾配に基づいて前記制御バルブの切換異常を判定する判定手段を備えていることも可能である。また、前記判定手段は、前記空気圧が前記設定範囲の下限値よりも小さい値に低下した後の空気圧の変化勾配に基づいて前記制御バルブの切換タイミング異常を判定する判定手段を備えてい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においては、タイヤ空気室の空気圧が圧力センサによって検出されるため、タイヤ空気室の空気圧が設定範囲の下限値以下に低下したことを圧力センサにて検出することが可能である。また、車輪の回転・停止すなわちエアーポンプのポンプ作動・ポンプ停止が車輪速センサの出力にて検出され、タイヤ空気室の空気圧の変化が圧力センサの出力変化によって検出される。

このため、圧力センサが検出するタイヤ空気室の空気圧が設定範囲の下限値以下に低下してから設定範囲の上限値に上昇するまでの間にて、例えば、前記空気圧が前記設定範囲の下限値よりも小さい値に低下した後の空気圧の変化勾配に基づいて前記制御バルブの切換異常を判定する判定手段により、前記制御バルブの切換異常を判定することができる。

また、前記空気圧が前記設定範囲の下限値よりも小さい値に低下した後の空気圧の変化勾配に基づいて前記制御バルブの切換タイミング異常を判定する判定手段により、前記制御バルブの切換タイミング異常を判定することができる。

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では、エアーポンプＡＰと制御バルブ装置ＡＣＶによって車輪Ｂにおけるタイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐが制御されるように構成されている。タイヤ空気室Ｒｂは、図２に示したように、車輪ＢのホイールＢ１とタイヤＢ２によって形成されていて、内部にはタイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐを検出する圧力センサＳ１が設けられている。

制御バルブ装置ＡＣＶは、図２および図３にて詳細に示したように、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を備えている。エアーポンプＡＰと制御バルブ装置ＡＣＶは、車輪Ｂとともに回転する車軸ハブ１１に同軸的に組付けられている。車軸ハブ１１は、その車両内側端にて駆動車軸１２とスプライン結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は、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４１に形成した大気連通路４１ｂ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２０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、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。

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。

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のＯＮ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のＯＦＦ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の付勢力を調整可能な第１調整ネジ４１を備えるとともに、リリーフバルブ５０における圧縮コイルスプリング５２の付勢力を圧縮コイルスプリング３４の付勢力とは別個の調整可能な第２調整ネジ４２とスプリングサポート４３を備えている。

第１調整ネジ４１は、雄ネジ部４１ａと大気連通路４１ｂを有しており、雄ネジ部４１ａ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、第１調整ネジ４１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４１ｃが形成されている。なお、大気連通路４１ｂには、フィルタ４４が装着されている。

第２調整ネジ４２は、その雄ネジ部にて第１調整ネジ４１の雌ネジ部に進退可能に螺着されていて、内端にてスプリングサポート４３を相対回転可能に支持している。また、第２調整ネジ４２は、第１調整ネジ４１を貫通していて、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溝部４２ｃが形成されている。

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内にて軸方向に移動可能に組付けられていて、圧縮コイルスプリング５２と係合している。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４３に係合していて、弁体５１に作用する付勢力を調整装置４０の第２調整ネジ４２によって調整可能である。

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。

ところで、この実施形態においては、図１に示したように、圧力センサＳ１の出力（タイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐを表す電気信号）が電気制御装置ＥＣＵに無線で入力されるように構成されている。また、車輪速センサＳ２によって検出されて出力される車輪Ｂの回転速度すなわち車輪速Ｗｒを表す電気信号が電気制御装置ＥＣＵに入力されるように構成されている。また、電気制御装置ＥＣＵには、「エアーポンプ吐出不能」、「エアーポンプ吐出不足」、「エアーポンプ正常」、「圧力制御バルブ切換不能」、「圧力制御バルブ切換タイミング異常」、「圧力制御バルブ切換異常」、「圧力制御バルブ切換正常」等を表示可能なインパネ表示部ＩＤが電気的に接続されている。

電気制御装置ＥＣＵは、図４のフローチャートに対応したプログラムを所定の演算周期（例えば、１秒）毎に繰り返し実行するマイクロコンピュータを備えていて、圧力センサＳ１の出力（Ｐ）および車輪速センサＳ２の出力（Ｗｒ）に基づいて、タイヤ空気室Ｒｂの空気圧変化率（ｄＰ／ｄｔ）を演算すること、エアーポンプＡＰの正常・異常を判定すること、圧力制御バルブの正常・異常を判定す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、タイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐが下限設定値Ｐ１に低下すると、圧力制御バルブ３０が作動状態（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となる。このため、この状態にて、エアーポンプＡＰが車輪Ｂの回転に伴って駆動されると、空気（大気）がポンプ室Ｒｏに吸入されて加圧され、この加圧によって生じた加圧空気がポンプ室Ｒｏからタイヤ空気室Ｒｂに供給されて、タイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐが上限設定値Ｐ２（Ｐ１＜Ｐ２）に向けて上昇する。

また、エアーポンプＡＰのポンプ室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に上昇すると、圧力制御バルブ３０が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が制限（停止）され、ポンプ室Ｒｏと大気間での空気流れが許容される。このため、この状態では、エアーポンプＡＰが車輪Ｂの回転に伴って駆動されても、ポンプ室Ｒｏと大気間にて空気が流れるのみで、ポンプ室Ｒｏからタイヤ空気室Ｒｂに加圧空気が供給されることはない。この状態は、タイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐが下限設定値Ｐ１に低下するまで維持される。

また、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（図示省略）がＯＮとされている状態のとき、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を所定の演算周期（例えば、１秒）毎に繰り返し実行して、タイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐが下限設定値Ｐ１以下に低下してから上限設定値Ｐ２に上昇するまでの間にて、車輪速センサＳ２が検出する車輪速Ｗｒと圧力センサＳ１が検出するタイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐの変化に基づいて、エアーポンプＡＰと圧力制御バルブ３０の状態（正常・異常等）を判定する。

ところで、車輪ＢがエアーポンプＡＰを必要十分に駆動し得る状態である場合（車輪速Ｗｒが設定値Ｗｒ１より大きい場合）において、タイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐが下限設定値Ｐ１に向けて低下して図５の所定値（Ｐ１＋α１）となるまでの間（例えば、点Ｐａの時点）では、Ｗｒ＞Ｗｒ１とＰ１＋α１＜Ｐ（α１はゼロに近い正の値）が共に成立している。このため、電気制御装置ＥＣＵのマイクロコンピュータは、図４のステップ１０１にて処理を開始し、ステップ１０２にて、圧力センサＳ１の出力（空気圧Ｐ）と車輪速センサＳ２の出力（車輪速Ｗｒ）を読み込み記憶する。また、ステップ１０３にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１０４，１１０，１２０にてそれぞれ「Ｎｏ」と判定した後に、ステップ１０７とステップ１０８を実行する。ステップ１０７では今回の空気圧Ｐが前回値Ｐｏとして書き換えられて記憶され、ステップ１０８ではプログラムの実行を終了する。

また、車輪ＢがエアーポンプＡＰを必要十分に駆動し得る状態である場合において、タイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐが図５の所定値（Ｐ１＋α１）から下限設定値Ｐ１に向けて低下している間（例えば、点Ｐｂの時点）では、Ｗｒ＞Ｗｒ１とＰ１＜Ｐ＜Ｐ１＋α１が共に成立している。このため、電気制御装置ＥＣＵのマイクロコンピュータは、図４のステップ１０１にて処理を開始し、ステップ１０２にて、圧力センサＳ１の出力（空気圧Ｐ）と車輪速センサＳ２の出力（車輪速Ｗｒ）を読み込み記憶する。また、ステップ１０３，１０４にてそれぞれ「Ｙｅｓ」と判定した後に、ステップ１０５〜１０８を実行する。

ステップ１０５では、漏れによる圧力勾配ｄＰ／ｄｔ＝ａｐ１が（Ｐ−Ｐｏ）により演算されるとともに、この圧力勾配ｄＰ／ｄｔ＝ａｐ１が設定値β１（β１はゼロに近い負の値）より小さいか否かが判定され、「Ｙｅｓ」とされた場合にはステップ１０６〜１０８が実行され、「Ｎｏ」と判定された場合にはステップ１０７とステップ１０８が実行される。ステップ１０６では、漏れによる圧力勾配ａｐ１が記憶される。

また、車輪ＢがエアーポンプＡＰを必要十分に駆動し得る状態である場合において、タイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐが下限設定値Ｐ１から図５の所定値（Ｐ１−α２）に向けて低下している間（例えば、点Ｐｃの時点）では、Ｗｒ＞Ｗｒ１とＰ１−α２＜Ｐ＜Ｐ１が共に成立している。このため、電気制御装置ＥＣＵのマイクロコンピュータは、図４のステップ１０１にて処理を開始し、ステップ１０２にて、圧力センサＳ１の出力（空気圧Ｐ）と車輪速センサＳ２の出力（車輪速Ｗｒ）を読み込み記憶する。また、ステップ１０３にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１０４にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１１０にて「Ｙｅｓ」と判定した後に、ステップ１１１とステップ１１２を実行する。

ステップ１１１では、その時点での圧力勾配ｄＰ／ｄｔ＝ａｐ２が（Ｐ−Ｐｏ）により演算されるとともに記憶される。また、ステップ１１２では、ステップ１０６にて記憶された圧力勾配ａｐ１とステップ１１１にて記憶された圧力勾配ａｐ２との差（ａｐ２−ａｐ１）が設定値β２（β２はゼロに近い正の値）より大きいか否かが判定され、「Ｙｅｓ」と判定された場合にはステップ１１３とステップ１１５が実行され、「Ｎｏ」と判定された場合にはステップ１１４とステップ１０７とステップ１０８が実行される。

ステップ１１３では、「圧力制御バルブ切換正常」の表示が指示されて、インパネ表示部ＩＤに「圧力制御バルブ切換正常」が表示される。一方、ステップ１１４では、「圧力制御バルブ切換異常」の表示が指示されて、インパネ表示部ＩＤに「圧力制御バルブ切換異常」が表示される。

また、ステップ１１５では、車輪速Ｗｒに基づいて、その車輪速ＷｒにてエアーポンプＡＰが駆動されて設計どおりに作動した場合の設計上の圧力勾配ｂ・Ｗｒが演算されて記憶されるとともに、エアーポンプＡＰが実際に作動することによって得られる圧力勾配（ａｐ２−ａｐ１）と上記した設計上の圧力勾配ｂ・Ｗｒの差の絶対値が許容値β３（正の値）より大きいか否かが判定され、「Ｙｅｓ」と判定された場合にはステップ１１６とステップ１０７とステップ１０８が実行され、「Ｎｏ」と判定された場合にはステップ１１７とステップ１０７とステップ１０８が実行される。

ステップ１１６では、「エアーポンプ吐出不足」の表示が指示されて、インパネ表示部ＩＤに「エアーポンプ吐出不足」が表示される。一方、ステップ１１７では、「エアーポンプ正常」の表示が指示されて、インパネ表示部ＩＤに「エアーポンプ正常」が表示される。

また、車輪ＢがエアーポンプＡＰを必要十分に駆動し得る状態である場合において、タイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐが図５の所定値（Ｐ１−α２）から更に低下している場合では、Ｗｒ＞Ｗｒ１とＰ＜Ｐ１−α２が共に成立している。このため、電気制御装置ＥＣＵのマイクロコンピュータは、図４のステップ１０１にて処理を開始し、ステップ１０２にて、圧力センサＳ１の出力（空気圧Ｐ）と車輪速センサＳ２の出力（車輪速Ｗｒ）を読み込み記憶する。また、ステップ１０３にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１０４とステップ１１０にてそれぞれ「Ｎｏ」と判定し、ステップ１２０にて「Ｙｅｓ」と判定した後に、ステップ１２１とステップ１２２を実行する。

ステップ１２１では、その時点での圧力勾配ｄＰ／ｄｔ＝ａｐ３が（Ｐ−Ｐｏ）により演算されるとともに記憶される。また、ステップ１２２では、ステップ１０６にて記憶された圧力勾配ａｐ１とステップ１２１にて記憶された圧力勾配ａｐ３との差（ａｐ３−ａｐ１）が設定値β２（β２はゼロに近い正の値）より大きいか否かが判定され、「Ｙｅｓ」と判定された場合にはステップ１２３とステップ１０７とステップ１０８が実行され、「Ｎｏ」と判定された場合にはステップ１２４とステップ１０７とステップ１０８が実行される。

ステップ１２３では、「圧力制御バルブ切換タイミング異常」の表示が指示されて、インパネ表示部ＩＤに「圧力制御バルブ切換タイミング異常」が表示される。一方、ステップ１２４では、「圧力制御バルブ切換不能」と「エアーポンプ吐出不能」の表示が指示されて、インパネ表示部ＩＤに「圧力制御バルブ切換不能」と「エアーポンプ吐出不能」が表示される。

なお、上記した各場合において、車輪ＢがエアーポンプＡＰを必要十分に駆動し得る状態にない場合（例えば、当該車両が停止している場合）には、Ｗｒ＞Ｗｒ１が成立していない。このため、電気制御装置ＥＣＵのマイクロコンピュータは、ステップ１０３にて「Ｎｏ」と判定し、エアーポンプＡＰと圧力制御バルブ３０の状態（正常・異常等）を判定することなくステップ１０８を実行して、プログラムの実行を終了する。

以上要するに、この実施形態においては、圧力センサＳ１が検出するタイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐが設定範囲の下限値Ｐ１以下に低下してから設定範囲の上限値Ｐ２に上昇するまでの間にて、例えば、車輪速センサＳ２の出力にて車輪速Ｗｒが検出されてエアーポンプＡＰが必要十分にポンプ作動しているはずであるにも拘わらず、空気圧Ｐが（Ｐ１−α２）より低い領域にあるとき、圧力センサＳ１の出力変化（ｄＰ／ｄｔ）からタイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐが殆ど上昇しないことが検出されることで、エアーポンプＡＰの吐出不能または圧力制御バルブ３０の切換不能を判定すること（図４のステップ１２２、１２４と図５の下方のβ２領域参照）ができる。また、このとき、圧力センサＳ１の出力変化（ｄＰ／ｄｔ）からタイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐが上昇することが検出されることで、圧力制御バルブ３０の切換タイミング異常を判定すること（図４のステップ１２２、１２３参照）ができる。

また、車輪速センサＳ２の出力にて車輪速Ｗｒが検出されてエアーポンプＡＰが必要十分にポンプ作動しているはずであるにも拘わらず、空気圧Ｐが（Ｐ１−α２）からＰ１までの領域にあるとき、圧力センサＳ１の出力変化（ｄＰ／ｄｔ）からタイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐが殆ど上昇しないことが検出されることで、圧力制御バルブ３０の切換異常を判定すること（図４のステップ１１２、１１４と図５の上方のβ２領域参照）ができる。

また、このとき、圧力センサＳ１の出力変化（ｄＰ／ｄｔ）からタイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐが上昇することが検出されることで、圧力制御バルブ３０の切換正常を判定すること（図４のステップ１１２、１１３と図５のβ３およびβ４領域参照）ができる。この場合には、エアーポンプＡＰの作動による空気圧Ｐの上昇勾配に基づいて、エアーポンプＡＰの吐出正常を判定すること（図４のステップ１１５、１１７と図５のβ３領域参照）ができるとともに、エアーポンプＡＰの吐出不足を判定すること（図４のステップ１１５、１１６と図５のβ４領域参照）ができる。

したがって、この実施形態においては、タイヤ空気室Ｒｂの空気圧Ｐが設定範囲の下限値Ｐ１以下に低下したときの圧力センサＳ１の出力変化（ｄＰ／ｄｔ）と車輪速センサＳ２の出力に基づいて、エアーポンプＡＰが必要十分にポンプ作動しているはずであるにも拘わらず、空気圧Ｐが必要十分に上昇しない場合の故障原因が、エアーポンプであるのか、制御バルブであるのかを判定することができて、その後の対策（補修）を容易に行うことができる。

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バルブ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バルブ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を示したフローチャートである。タイヤ空気室の空気圧変化とタイヤ空気圧制御装置が備えるエアーポンプおよび圧力制御バルブの故障原因との関係、すなわち、故障原因別の圧力勾配を示した線図である。

符号の説明

ＡＰ…エアーポンプ、ＡＣＶ…制御バルブ装置、３０…圧力制御バルブ、Ｂ…車輪、Ｂ１…ホイール、Ｂ２…タイヤ、Ｒｂ…タイヤ空気室、Ｓ１…圧力センサ、Ｓ２…車輪速センサ、ＥＣＵ…電気制御装置

Claims

車輪が有するタイヤ空気室の空気圧を検出する圧力センサと、前記車輪の回転速度を検出する車輪速センサと、前記車輪の回転に基づいて前記タイヤ空気室に加圧空気を供給可能なエアーポンプと、前記空気圧が設定範囲の下限値に低下したときに切り換って同下限値から前記設定範囲の上限値に上昇するまでのときに、前記加圧空気が前記ポンプ室から前記タイヤ空気室に向けて吐出され、前記空気圧が前記設定範囲の上限値に上昇したときに切り換って同上限値から前記設定範囲の下限値に低下するまでのときに、前記加圧空気が前記ポンプ室から前記タイヤ空気室に向けて吐出されないように設定された制御バルブを備えるとともに、前記空気圧が前記設定範囲の下限値よりも小さい値に低下した後の前記回転速度と前記空気圧の変化勾配に基づいて前記制御バルブの切換の正常・異常を判定する判定手段を備えたタイヤ空気圧制御装置。
前記判定手段は、前記空気圧が前記設定範囲の下限値よりも小さい値に低下した後の空気圧の変化勾配に基づいて前記制御バルブの切換異常を判定する判定手段を備えている請求項１に記載のタイヤ空気圧制御装置。
前記判定手段は、前記空気圧が前記設定範囲の下限値よりも小さい値に低下した後の空気圧の変化勾配に基づいて前記制御バルブの切換タイミング異常を判定する判定手段を備えている請求項１に記載のタイヤ空気圧制御装置。