JP6896648B2 - 車両の負荷を見積もる方法 - Google Patents
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Description
第2のガス室は、タイヤ及び/又はリム内に配置された中空体によって提供されることができる。例えば、金属製のガスカートリッジはリムに固定されることができ、又はリムに一体化されることができる。一実施態様において、第2のガス室のチャンバ壁は、可撓性及び/又は弾性の形態であってもよく、即ち、この中空体は、例えば、タイヤ内のチューブ又はバルーンとして提供されてもよい。この中空体は、好ましくは、その形状が環状であり、従って、リムを包囲する。このようにして、車輪の回転軸の周りに回転対称に分布するように配置された中空体全体によって、あらゆる不均衡が回避される。
これに関連して、速度依存とは、目標圧力値が、この車輪が取り付けられた車両の走行速度及び/又は車輪の回転速度に依存して特定されることを意味する。このようにして、この目標圧力値は、有利なことに、各走行速度に対して最適値に設定され、例えば、高い速度で走行する場合には、より低い速度の走行する場合よりも、高くすることができる。例えば、(付加的な)負荷のない走行時には、例えば、70km/h未満の速度に対して目標圧力値は2.5バール、70km/h以上の走行速度に対して目標圧力値は2.5バール以上、例えば、3.0バールに特定することができる。目一杯の負荷(例えば、500kg付加)が検出された場合、70km/h未満の速度に対して目標圧力値を、例えば、3.0バール、70km/h以上の走行速度に対して目標圧力値を3.0バール以上、例えば、3.5バールに、目標圧力値を上げてもよい。例えば、アスファルトや他の固い路面を走行するためのオンロード走行モード及び砂又は他の軟らかい路面を走行するためにオフロード走行モード(無負荷の場合の目標圧力値は、例えば、2.0バール未満、特に1.5バール未満、負荷の場合の目標圧力値は、例えば、2.5バール未満、特に2.0バール未満)が予想される場合には、負荷依存及び走行モード依存の目標圧力値を作ることができる。
操作に依存するとは、ユーザが、例えば、ボタンを押すなどの操作によって、目標圧力値を変更することを意味する。
1つの実施態様では、例えば、車輪のリムに固定することができる電動圧縮機が提供される。これに加えて又はこれの代替として、充填装置が、転がることによって機械的に駆動されるポンプシステムを有するようにすることができる。例えば、車両のタイヤの空洞又は穴の側壁に組み込まれることが可能で、転がる際にタイヤがたわみ運動をすると、この空洞又は穴は圧縮され、そのため、これらの容積が変わり、空洞内のガスが圧縮される。この空洞は、それぞれの弁によって第2のガス室に連結され、これにより圧縮ガスが第2のガス室に圧入される。転がることが続くと、そのために各空洞は膨張し、そうなると、各空洞は、例えば、周囲領域から、それぞれの追加の弁を介して空気を吸引する。この弁は、例えば、膜によってそれぞれ形成することができる。
別の実施態様においては、これに加えて又はこれの代替として、化学的ガス発生方法が提供される。即ち、例えば、1又は複数の化学物質を含んだタンク又は貯蔵容器が提供されてもよく、この化学物質は反応してガスを発生し、このガスは、貯蔵ガスとして第2のガス室に貯蔵される。
ポンプを駆動するために車輪上に置かれたポンプ機構に機械的な力を加えるために、例えば、車体又は車両のシャーシに対するタイヤの相対運動を利用する機械的ポンプ装置を設けることができる。
また、流量ベースのポンプ装置が設けられていてもよく、このポンプ装置においては、配管及び/又は空気搬送要素によって、第2のガス室の高圧に対抗して、蓄積された周囲空気を第2のガス室に押し込むのに十分な背圧を発生させる。このようにして、例えば、空気を車輪に押し込む、又は、風車のように、ハブに取り付けられたポンプ又は偏心カムのシャフトを駆動する、空気力学的スポイラーによって、空気は転がる車輪によって周囲空気から出され、転がるたびに、少量の空気を第2のガス室に押し込む。従って、内部リザーバはまた「再充填」され、すなわち、走行中に、圧力が再生産され、そのため、例えば、ガソリンスタンドにおいて、手動で充填する必要が無い。
特定された速度及び/又は運転モードに依存する目標値は、ここで既に説明した方法に対応する。制御装置が車輪から離れて車両に配置されていることにより、車両の運転者に、例えば、走行中(即ち、車両が転がっているとき)に、各車輪の第1の空気室に、現在又は現時点の運転状況に対して特に有利なタイヤ圧を供給することが可能である。第1の空気室内のガス圧は、操作依存的に調整することも可能であり、即ち、ユーザは、制御装置が複数のタイヤに適当なガス圧を設定するように、車両の操作装置によって目標圧力値への変更を開始することができる。
以下に説明する例示的な実施態様は、本発明の好ましい実施態様である。しかし、例示的な実施態様において、説明された実施態様の構成要素は、本発明の個々の特徴を構成するが、それらは互いに独立して考慮されるべきで、これらは互いに独立して本発明をさらに発展させ、 本発明の一つの構成要素として示されたものとは個々に又は組み合わせとして異なると考慮されるべきである。記載された実施態様は、既に説明した本発明の他の特徴によって補うこともできる。
この自動車10は、それ自体公知の方法で、4つの車輪12を有することができ、この4つの車輪12はそれぞれの回転軸の周りに回転可能に取り付けられ、それによって自動車10は、その上を走行する、例えば、道路又は砂地地形である、路面14の上を転がることができる。複数の車輪12は同様に設計することができ、そのため、図1ではこれら車輪に共通の参照番号12のみを与える。各車輪12は、リム16とトレッド20を有するタイヤ18とを有することができる。このリム16は金属から形成することができ、このタイヤ18は、例えば、ゴムや他の可撓性材料から形成することができる。このトレッド20は、既知の輪郭を有することができる。
図2は、個々の車輪12の断面を示す。この断面の輪郭は、図1の切断線II-IIによって示されている。
車輪12が自動車10に取り付けられ、タイヤ圧が日常に使用される通常作動圧(例えば、2.2〜2.7バール、特に、2.5バール)である場合、車両10の負荷を見積もるために、次のサイクルを実施することができる:
(i)タイヤ圧(即ち、第1のガス室32内のガス圧G)を、例えば、充填システム22によって、それ自体公知の方法で(例えば、iTPMS(間接タイヤ圧監視システム)、又は、好ましくは、dTPMS(直接タイヤ圧監視システム)のいずれかにより)感知し、
(ii)第2のガス室38内の圧力(H)を、充填システム22によって、それ自体公知の方法で(例えば、直接圧力センサにより)感知し、
(iii)弁装置44を作動させて、所定の期間P、ガスを第2のガス室38から第1の室32へ流し、
(iv)新しいタイヤ圧(G')を感知し、そして、
(v)ガス圧の変化に基づいて車両10の負荷を見積もる。
(i)タイヤ圧(即ち、第1のガス室32内のガス圧G)を、例えば、充填システム22によって、それ自体公知の方法で(例えば、iTPMS(間接タイヤ圧監視システム)、又は、好ましくは、dTPMS(直接タイヤ圧監視システム)のいずれかにより)感知し、
(ii)第2のガス室38内の圧力(H)を、充填システム22によって、それ自体公知の方法で(例えば、直接圧力センサにより)感知し、
(iii)弁装置44を作動させて、所定の期間P、ガスを第2のガス室38から第1の室32へ流し、
(iv)第2のガス室から第1のガス室へ通過するガスの容量Vを感知し(流量計などの既知の手段によって)、そして、
(v)ガス圧の変化に基づいて車両10の負荷を見積もる。
上記の負荷の見積もりは、走行車両10へのダウンフォースの影響を避けるために、車両10が静止しているときに行うことが好ましい。上記の負荷の見積もりは、車両10が始動されるたびに行われてもよい。その代替として、上記の負荷の見積もりは、負荷の見積もり方法を行うことにより不必要に走行が遅延することを回避するために、ユーザが開始する動作(例えば、車両10のボタン(図示せず)を押すこと)に応答して実行されてもよい。
車両10の負荷が上述の方法のうちの1つによって見積もられると、タイヤ圧が最適であることを保証するために、更なる制御サイクルが実行される。この更なる制御サイクルにおいては、以下の段階が実行される:
(i)車両10の負荷を比較表(図示しない)に入力し、そして、
(ii)この比較表からその負荷に対応する最適タイヤ圧を読み取り、次に、
(iii)実際のタイヤ圧(G')を最適タイヤ圧と比較し、その差を決定し、
(iv-a)実際のタイヤ圧G'が最適圧よりも低い場合、充填システム22が作動して弁装置44を作動させ、対応する量のガスが第2のガス室38から第1のガス室32に流れ、実際のガス圧を最適なガス圧にする、又は、
(iv-b)実際のタイヤ圧G'が最適圧よりも高い場合、充填システム22が作動して弁装置44を作動させ、対応する量のガスが第1のガス室32から外の大気中へ流れ、実際のガス圧を最適なガス圧にする。
このようにすると、第2のガス室38内のガス圧は下がる。自動車10がこのような方法を続けると、ポンプ装置46によって、第2のガス室38内のガス圧は、所定の高圧目標値まで上がる。
従って、タイヤは単に「適合され、そして忘れられた」部品になり、メンテナンスは必要ない。にもかかわらず、これらの最適なタイヤ圧は常に自動的に維持される。ここでの唯一の例外は、ドライバーの注意を引く必要のある車輪電子装置の故障である。この故障の注意喚起は、所定の車両機能(例えば、メーデー信号がキーレスエントリアンテナによって受信される)に対する無線周波数応答によって行われることが提供される。
その実行にはまったく新しい特性がいくつか含まれており、そのため、重要な進歩を構成する。
すべての運転サイクルの筋書において、まず、空気がより圧力の高い領域からより圧力の低い領域に効率的に運ばれるので、それは(電気)ポンプの速度によって制限されない。第2に、内側リザーバは従来のタイヤガス室の特定の領域を占めるので、このガス室に出入りする必要がある空気の容積は減少する。
第1に、内側リザーバは常に最適なタイヤ圧を有するので、過度に低い空気圧又は過熱による故障の可能性はかなり低減される、又は完全に排除される。
第2に、内側リザーバの物理的特性は、タイヤビードに機械的支持効果をもたらす。タイヤビードは、車輪の外側スチールと(高圧)リザーバの内側材料の間に効果的に保持される。この場合、タイヤが緩む可能性も同様にかなり低減される、又は除外される。
標準車輪設計では、
a)補強材から製造されたベローズであって、これは、十分に空気を入れられた状態の内側リザーバを図2に示す形状に限定するように設計される。
b)従来のタイヤと同様のゴム混合物を用いた実施態様であって、これは、剛性の外周を有し、薄肉の/折り畳み可能な内周を有する。
又は、修正車輪設計では、
c)従来のタイヤガス室と全く同じ方法で内側リザーバを提供する真正にチューブのないタイヤであって、全体の円周はより小さい。
− 標準の車輪とタイヤはいつものように生産することができる。
− 内側リザーバをスチール製のリムの上に置くことができる。
− 弁と機械的膜とを接続することができる。
− その後タイヤを通常どおりに取り付けることができる(車輪リムと内側リザーバの上に押し込まれる。)。
− 内側リザーバは、例えば、3.0バールまで空気を入れることができる。
− 空気を入れられたリザーバの形状/輪郭は、凹部に確実に収まるようにする。
− これにより、タイヤを車輪と内側リザーバとの間にしっかりと挟むことができる。
− 続いて、内側リザーバに最大圧まで空気を入れることができる。この最大圧は、例えば、8バール以上、10バール以上、又は12バール以上である。
− 続いて、外側タイヤに、対応する安定圧まで空気を入れることができる。
一般に、本発明によれば、第2のガス室は、車輪に導入され、それは、第1のガス室よりも高圧になるように設計される。この第2のガス室は、圧縮機を使用せずに、第1のガス室を迅速に膨張させるために使用することができる。
この第2のガス室は、好ましくは、標準タイヤの第1のガス室の中に配置される。このため、車輪のバランスには影響しない。
この第2のガス室は、好ましくは、リム縁部に標準タイヤを押しつける。
この第2のガス室は、好ましくは、緊急の作動機能を提供する。
下記の特許請求の範囲において、追加の有利な特徴が与えられる。
12 車輪
14 路面
20 トレッド
32 第1のガス室
38 第2のガス室
Claims (7)
- 車両が有する負荷に基づいてタイヤ空気圧を最適化する方法であって、
(a) 車輪のトレッドの変形に対抗する第1のガス室内のガスのガス圧(G)を測定する段階、
(b) 第2のガス室内の圧力を測定する段階、ここで、その車輪又は各車輪内に、第2のガス室が提供され、この第2のガス室は弁装置によってその車輪又は各車輪内の第1のガス室に結合され、この第1のガス室はトレッドと第2のガス室との間に広がり、
(c) 所定の期間、該第2のガス室から第1のガス室にガスを供給する段階、
(d) 該第1のガス室内の新しいガス圧(G')を測定する、又は該期間に該第1のガス室に流入するガス量を測定する段階、
(e) (i) 該第1のガス室内のガス圧の変化及び該第2のガス室内で測定された圧力、又は
(ii) 該第1のガス室に導入されたガス量及び該第2のガス室内で測定された圧力
に基づいて車両の負荷を見積もる段階、及び
(f)更に、該見積もられた負荷に基づいて、該第1のガス室内のガスのガス圧が最適であるかどうかを判断し、このガス圧が最適でない場合、第1のガス室に更にガスを供給する、又は第1のガス室からガスを放出する段階、
から成る方法。 - 前記その第1のガス室又は各第1のガス室内の圧力が、前記車輪内の圧力センサによって測定される、請求項1に記載の方法。
- 車両が有する負荷に基づいてタイヤ空気圧を最適化するように動作可能な制御装置であって、
各車輪は、第1のガス室及び第2のガス室を有し、この第2のガス室は弁装置によってその車輪又は各車輪内の第1のガス室に結合され、この第1のガス室はトレッドと第2のガス室との間に広がり、
−車輪のトレッドの変形に対抗する第1のガス室内のガスのガス圧(G)を示す信号を受信するように動作可能であり、
−第2のガス室内のガスのガス圧を示す信号を受信するように動作可能であり、
−所定の期間、第2のガス室から第1のガス室へのガスの供給を制御するように動作可能であり、
−該第1のガス室内の新しいガス圧(G')、又は該期間に該第1のガス室に流入するガス量を示す信号を受信するように動作可能であり、
−(i)該第1のガス室内のガス圧の変化又は該第1のガス室に導入されたガス量及び該第2のガス室内で測定された圧力、又は
(ii)該第1のガス室内のガス圧の変化又は該第1のガス室に導入されたガス量及び該第2のガス室内で測定された圧力
に基づいて車両の負荷を見積もるように動作可能であり、及び
−該見積もられた負荷に基づいてガス圧を最適化するために、弁を該第1のガス室にガスを導入する又は該第1のガス室からガスを放出するように動作可能である、
制御装置。 - 更に、前記見積もられた負荷を表示する信号を送るように動作可能である、請求項3に記載の制御装置。
- 請求項3又は4に記載の制御装置を備えた車両。
- 少なくとも1つの車輪から離れた位置に配置された制御装置を備えた請求項5に記載の車両であって、各車輪の負荷を見積もり、かつ各車輪の各弁装置を制御するために、請求項1又は2に記載の方法を実行するように設定され、このようにして、ガス圧を速度依存型、運転モード依存型及び操作依存型のうちの少なくとも一つに特定された目標圧力値にする、車両。
- 車両が停止しているときに各車輪上の負荷を見積もり、車両が動いているときにガス圧を特定の目標圧力値にするように設定された請求項6に記載の車両。
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