JP5336037B2

JP5336037B2 - タイヤ空気圧調整システム

Info

Publication number: JP5336037B2
Application number: JP2006176367A
Authority: JP
Inventors: 有資三戸
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2026-06-27
Also published as: JP2008006853A

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、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とを備え、表示手段を、ＬＥＤまたは液晶ディスプレイによって前記所定の表示を行うように構成している。

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。また、イグニッションスイッチがオンにされたときには、タイヤの空気圧が第１の圧力になるまで所定の表示が行われる。

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。また、イグニッションスイッチがオンにされたときには、タイヤの空気圧が第１の圧力になるまで所定の表示が行われるので、タイヤ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。

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

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、
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とを備え、
表示手段を、ＬＥＤまたは液晶ディスプレイによって前記所定の表示を行うように構成した
ことを特徴とするタイヤ空気圧調整システム。
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記載のタイヤ空気圧調整システム。
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または２記載のタイヤ空気圧調整システム。
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または３記載のタイヤ空気圧調整システム。