JPH03281406A

JPH03281406A - タイヤ空気圧制御装置

Info

Publication number: JPH03281406A
Application number: JP8362890A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Kamimura; 裕樹上村; Katsuji Murakawa; 村川　勝次; Tadayuki Niibe; 忠幸新部
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1990-03-29
Publication date: 1991-12-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、走行状態に応じてタイヤの空気圧を可変とし
た車両のタイヤ空気圧制御装置に関する。

（従来の技術）車両におけるタイヤの空気圧は、該車両の乗り心地を左
右すると同時に、コーナリング性能やステアリング特性
等の走行性にも影響を与えることが知られており、そこ
で、このタイヤ空気圧を各タイヤに掛かる荷重（以下、
輪重という）と走行状態とに応じて可変制御することに
より、乗員数や荷物の積載量等に拘らず、常に良好な走
行性が得られるようにすることが試みられている。

このようなタイヤ空気圧制御装置としては、特開昭５８
−８４１１号公報に記載されたものがあり、この公報記
載の装置においては、各タイヤに対して空気を供給、排
出する空気給排手段が設けられると共に、各タイヤの空
気圧を検出する手段と、各タイヤの輪重を検出する手段
と、その他の走行状態を検出する手段と、これらに基い
て空気圧を制御する制御手段とが備えられる。そして、
この制御手段により、例えば車両の静的安定性を示すス
タティックマージンが正の値となるコーナリングパワー
が各タイヤに得られるようにくステアリング特性がアン
ダスデア傾向となるように）、或は路面から車体に伝わ
る振動のレベルが高いときには空気圧を低くするように
、さらに高速走行時には空気圧を高くするように、各タ
イヤの空気圧を制御することが示されており、これらの
空気圧制御により、乗心地や走行性の向上が図られるこ
とになる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、タイヤの空気圧は、Ｅ記のように車両の乗心
地やステアリング特性等に影響を与えるだけでなく、雪
道、凍結路、或は降雨時における濡れた路面での走行性
にも関連し、これらの路面で良好な走行性を得るために
各タイヤの空気圧をどのように制御すればよいかが問題
となる。

そこで、本発明は、タイヤの空気圧を可変制御可能とし
た車両において、雪道、凍結路、或は濡れた路面等の所
謂低μ路での走行時に、タイヤの空気圧を各路面状態に
応じて適切に制御することにより、これらの路面での良
好な走行性を得ることを課眩とする。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するため、本発明は次のように構成した
ことを特徴とづる、すなわち、本発明に係るタイヤ空気圧制御装置は、タイ
ヤに対して空気を給排する空気給排手段を備えて、走行
状態に応じてタイヤの空気圧を可変制御するようにした
車両において、路面の摩擦係数を検出する摩擦係数検出
手段と、外気温を検出する外気温検出手段と、」−記摩
擦係数検出手段により検出される路面の摩擦係数が所定
値より小さい場合において、外気温検出手段により検出
される外気温が高いときには各タイヤの空気圧を高くし
、該外気温が低いときには各タイヤの空気圧を低くする
ように、上記空気給排手段を作動させる制御手段とを備
えたことを特徴どする。

（作　　　用）上記の構成によれば、路面の摩擦係数が小さく、且つ外
気温が低い場合は、路面は雪道もしくは凍結路であると
判断されるが、この場合は各タイヤの空気圧が低い値に
設定される。従って、タイヤの接地面積が大きくなると
共に、その接地部が路面によく追従して、両者間の摩擦
係数が小さいにも拘らず、路面に対する比較的大きなグ
リップ力が得られることになり、これにより、このよう
な＊ｉｒＪでの良好な走行性が確保されることになる。

一方、路面の摩擦係数が小さく、且つ外気温が高い場合
は、路面は降雨等により濡れた状態にあると判断される
が、この場合は各タイヤの空気圧が高い値に設定される
。従って、この場合は、タイヤの接地面積が小さくなる
と共に、接地面圧が高くなって、路面とタイヤとの間に
存在する水をその両者間から排出する能力、つまりタイ
ヤの水切り性が良くなる。これにより、タイヤは確実に
路面に接することになり、上記の雪道等の場合と同様に
、比較的大きなグリップ力が得られて、良好な走行性が
確保されることになる。

（実　施　例）以下、本発明の実施例について説明する、第１図に示す
ように、本実施例に係る車両には、左右の前輪及び後輪
のタイヤ１〜４への空気供給系統ｌＯが備えられている
。この空気供給系統１０は、圧縮空気ポンプ１１と、該
ボンダ１１から吐出された圧縮空気が逆止弁１２を介し
、て導入されて所定の圧力に保持する蓄圧器１３と、該
蓄圧器１３から各タイヤ１〜４に圧縮空気を供給する空
気供給通路１４と、該通路１４の各タイヤ１〜４への分
岐部１４１〜１４４上にそれぞれ設けられた三方切換弁
１５ｉ〜１５４とで構成されている。そして、上記各三
方切換弁１５１〜１５４は、それぞれ、当該タイヤ１〜
４内の空気を閉込める閉位置と、該タイヤ１〜４内を上
記蓄圧器１３側に連通させる開位置と、該タイヤ１〜・
４内を大気に解放する大気解放位１とに切り換えられる
ようになっている。

また、この車両には、上記三方切換弁１５１〜１５４を
作動させて、各タイヤ１〜４内の空気圧を走行状態に応
じて制御するコントローラ２ｏが備えられている。この
コントローラ２０には、上記空気供給通路１４の各分岐
部１４□〜１４４における三方切換弁１５１〜１５４の
下流側の圧力、即ち各タイヤ１〜４の内圧をそれぞれ検
出する空気圧センサ２１１〜２１４からの信号と、各タ
イヤ１〜４に掛かる荷重をそれぞれ検出する輪重センサ
２２１〜２２４からの信号と、当該車両の車速を検出す
る車速センサ２３からの信号と、走行路の路面摩擦係数
を検出する路面センサ２４からの信号と、外気温を検出
する外気温センサ２５からの信号と、エンジンの作動、
停止を判別するためのイグニッションスイッチ２６から
の信号とが入力される。そして、該コントローラ２０は
、これらの入力信号に応じて上記各三方切換弁１５１〜
１５４を切換動作させて、各タイヤ１〜４に対して空気
を給排することにより、その空気圧を制御するようにな
っている。

ここで、各タイヤ１〜４に対する空気の給排構造の具体
的構成を第２図により説明すると、ナックルアーム等の
車軸支持部材３１に、その外面から車軸摺動面に通じる
第１空気通路３１ａが設けられて、該通路３１ａに第１
図に示す空気共通路１４の分岐部１４＋　　（１４２〜
１４４）が接続されていると共に、この車軸支持部材３
１に回転自在に支持された車軸３２には、上記第１空気
通路３１ａに連通する周溝３２ａと、核部ｆｌｉ　３２
　ａに連通して車軸３２の先端部に開口する第２空気通
路３２ｂとが設けられている。そして、この第２空気通
路３２ｂの先端部に一端が接続されたバイ１３３の他端
がタイヤ１（２〜４）のホイール３４に接続され、これ
により、上記空気供給通路１４の分岐部１４□　（１４
２〜１４４）がタイヤ１（２〜４）内に常時連通された
状態とされている。

次に、上記コントローラ２０による各タイヤ１〜４の空
気圧制御の具体的動作を第３図のフローチャートに従っ
て説明する。

まず、コントローラ２０は、ステップＳ１でエンジンの
イグニッションスイッチ２６がＯＮであるか否かを判定
し、ＯＮのとき、即ちエンジンの作動中には、次にステ
ップＳ２で第１図に示す各空気圧センサ２１１〜２１４
、各輪重センサ２２１〜２２４、及び車速セン２３から
の信号により、各タイヤ１〜４の空気圧Ｐ！〜Ｐ４、輪
重Ｗ１〜Ｗ４及び車速Ｖを検出する。そして、ステップ
Ｓ３で車速Ｖから求められる加速度÷が負の所定値−α
より小さいか否か、即ち減速度が所定値より大きくなる
急制動時であるか否かを判定すると共に、このような急
制動時でない場合には、ステップＳ４で車速■がＯであ
るか否か、即ち停車中であるか否かを判定する。

等して、停車中でなく且つ急制動時でもない通常の走行
時には、ステップＳ５で車速Ｖが４０ｋｓ／ｈ以上か否
かを判定し、■≧４０ｋｍ／ｈの中高速時には、ステッ
プ８６〜８１０によって各タイヤ１〜４の空気圧を設定
する。

つまり、まずステップＳ６で、第４図に示す各輪重値毎
の空気圧に対するコーナリングパワーの特性図に基き、
各タイヤ１〜４について、それぞれの輪重Ｗ１〜Ｗ４で
のコーナリングパワーの値（以下、ＣＰ値と記す）が最
大となる空気圧ＰＭ＾Ｘ、ｌ〜Ｐ□８．４を求めて、そ
のときのスタティックマージンを算出する。

このスタティックマージンは車両のステアリング特性を
示すもので、次式に従って算出され、その値（以下、Ｓ
Ｍ値と記す）が正のときにはステアリング特性がアンダ
ステア、負のときにはオーバステアとなることを示す。

Ｓ　Ｍ　＝　ＣＰ　Ｆ　／　（ＣＰ　ｐ　＋　ＣＰ真）
−ａ／（ａ＋ｂ）ここで、ＣＰＦは前輪側のタイヤ１．２のＣＰ値の合計
値、ＣＰＵは後輪側のタイヤ３．４のＣＰ値の合計値、
ａは当該車両の重心から前輪中心までの距離、ｂは同重
心から後輪中心までの距離を示す。

そして、コントローラ２０は、ステップＳフで、上記の
ようにして求めたＳＭ値が正の所定値βより大きいか否
かを判定し、ＳＭ＞βのとき、即ちステアリング特性が
アンダステアのときはステラ７Ｓ８で、上記の第４図か
ら求めた各タイヤ１〜４の最大ｃｐ空気圧Ｐ　ＩＩＡＸ
、　１〜Ｐ　ＩＩＡＸ、　４を各タイヤ１〜４の目標空
気圧ＰＩＯ〜Ｐ４０に設定する。

また、ＳＭ≦βのとき、即ちステアリング特性がオーバ
ステアくもしくは二ニート・ラルステア）であるときは
、後輪側のタイヤ３．４の空気圧を上記最大ｃｐ空気圧
Ｐ　ＭＡＸ、　３　、　Ｐ　ＭＡＸ、　４に固定した状
態で、前輪側のタイヤ１．２の空気圧を変化させること
により、ＳＭ＞βが成立する範囲で、該タイヤ１，２の
ＣＰ値が最も大きくなる空気圧ｐ、’　、ｐ２″を算出
する。つまり、前輪側タイヤ１．２の空気圧を上記最大
ＣＰ空気圧Ｐ□つ、１Ｐ　ＭＡＸ、　２より低下させて
、そのコーナリングパワーを次第に減少させた場合に、
ステアリング特性がオーバステアにニュートラルステア
）からア〉・ダステアに転じるときの空気圧を見い出す
のである。

そして、ステップＳＩＱで、上記のようにして得られた
各空気圧Ｐ！″＋　Ｐ　２　　＋　ＰｍＡＸ−３ｒ　Ｐ
　ＭＡＸ、４を各タイヤ１〜４の目標空気圧Ｐ　１０”
　Ｐ　４．。にそれぞれ設定すると共に、各タイヤ１〜
４の空気圧Ｐ１〜・Ｐ４が、このステップＳＩＯで設定
した目標空気圧Ｐｖｏ〜Ｐ４０もしくは上記ステップＳ
８で設定した目標空気圧Ｐ　Ｉ　Ｏ”’　Ｐ　４Ｏとな
るように、コントローラ２０はステップＳｌｌで各三方
切換弁１５１〜１５４に切換制御信号を出力する。

これにより、車速■が４．０ｋｍ／ｈ以上の中高速時に
は、各タイヤ１へ−４の空気圧Ｐ！へ・ｌ）４が、ステ
アリング特性をアンダステア（ＳＭ＞β）に保持しなが
ら、最大のコーナリングパワーが得られる圧力とされ、
従って、高いコーナリング限界と優れた操縦安定性とが
得られることになる。

一方、Ｖ＜４０ｋｉｍ／ｈ以下の低速時には、コントロ
ーラ２０は、上記ステップＳ５からステップＳ１２を実
行し、路面センサ２４からの信号によって路面の摩擦係
数μを検出すると共に、ステップＳ１３で該摩擦係数μ
が所定値μ。より大きいか否かを判定する。そして、ノ
ｔ〉μ０のとき、つまり通常の乾燥路での走行時には、
ステップ５１４−・Ｓ１８により各タイヤ１〜４の空気
圧を設定する。

この場合は、まずステップＳ１４で、第４図に示す安全
な走行が保証される最低のタイヤ空気圧Ｐ□９．１〜Ｐ
ＭＩＮ、４　　（例えば１，３眩／−）での各タイヤ１
〜，４のＣＰ値に基いてＳＭ値を算出すると共に、ステ
ップＳ１５で、このＳＭ値が負の所定値−βより小さい
か否かを判定する。そして、ＳＭ〈−βのとき、即ちス
テアリング特性がオーバーステアであるときには、ステ
ップ８１．６で上記の最低空気圧Ｐ　Ｍｌｌｌｌ、　Ｌ
〜２Ｐ　ＭＩＮ、　４を各タイヤ１〜．４の目標空気圧
ＰＩＯ〜Ｐ４０に設定する。

また、ＳＭ≧−βのとき、つまりステアリング特性がア
ンダステア（もしくはニュートラルステア）であるとき
は、ステップＳ１７で、後輪側のタイヤ３，４の空気圧
を上記最低空気圧Ｐに■、３゜Ｐ、１１１Ｎ、４に固定
した状態で、前輪側のタイヤ１゜２の空気圧を変化させ
ることにより、ＳＭ＜〜βが成立する範囲で、該タイヤ
１．２のＣＰ値が最も小さくなる空気圧ｐ、’　、Ｐ２
’を算出する。

つまり、この場合は、前輪側タイヤ１．２の空気圧を上
記最低空気圧Ｐｗ＋ｐｉ、ｔ　、　ＰＭＩＮ、２より上
昇させて、そのコーナリングパワーを次第に増大させた
場合に、ステアリング特性がアンダステアにニュートラ
ルステア）からオーバステアに転じるときの空気圧を見
い出すのである。

そして、ステップＳＸａで、上記のようにして得られた
各空気圧Ｐｕ　’　、　Ｐ２　　、　ＰＭＩＮ、３　、
　ＰＨＩＮ、４を各タイヤ１〜４の目標空気圧ｐｔｏ〜
’　Ｐ　４０にそれぞれ設定すると共に、各タイヤ１−
へ４の空気圧Ｐ１〜Ｐ４が、このステップＳ＋、ｇで設
定した目標空気圧ＰＩＧ〜ｐ４ｏもＬ−＜は上記ステッ
プＳ１６で設定Ｉ−た目標空気圧Ｐ＋ｏ〜ｐ４ｏどなる
ように、上記ステップＳ１□で各三方切換弁１５１〜・
１５４に切換制御信号を出力する。

これにより、車速Ｖが４０　ｋｍ　／ｈ以下であって、
路面の摩擦係数μが１分大きい通常の乾燥路の走行時に
は、各タイヤ１〜４の空気圧Ｉ〕１・〜ｌ）４が、ステ
アリング特性をオーバステア（ＳＭ＜β）に保持しなが
ら、安全が保証される範囲の最低の圧力とされ、従って
、ソフトな乗り心地と優れた回頭性とが得られることに
なる。

これに対して、車速Ｖが４０ｋｍ／ｈ以下の低速時にお
いて、路面摩擦係数μが上記所定値μｏＤ下の低μ路走
行時においては、コントローラ２゜は、上記ステップ５
ｆｆｆからステップＳ１９．　ｓ２０を実行して、外気
温センサ２５からの信号により外気温Ｔを検出すると共
に、該外気温Ｔが所定値ＴＯより低いか否かを判定する
。

そして、低μ路走行時において外気温Ｔが上記所定値Ｔ
ｏより低いとき、換言すれば雪道や凍結路の走行時には
、コントローラ２０は、ステップＳ２１で、上記ステッ
プＳ１４と同様に、最低空気圧ｐＨＩＮ、１〜Ｐ　ｍｉ
ｘ、　４でのｃｐ値に基いてＳＭ値を算出すると共に、
ステップＳ２２でこのＳＭ値が正の所定値βより大きい
が否かを判定する。そして、ＳＭ＞βのアンダステア時
には、上記ステップＳｔＳにより、最低空気圧Ｐ　１１
１１１．１〜ＰＭＩＮ、４を各タイヤ１〜４の目標空気
圧ＰＩＯ〜ｐ４ｏに設定する。

また、ＳＭ≦βとなるオーバステア時（もしくはニュー
トラルステア時）には、ステップＳａＳで、前輪側のタ
イヤ１．２の空気圧を上記最低空気圧Ｐ＊＋＋ｖ、ｘ　
＊　ｐＨＩＩＮ、２に固定した状態で、後輪側のタイヤ
３，４の空気圧を変化させることにより、ＳＭ＞βが成
立する範囲で、該タイヤ３．４のｃｐ値が最も小さくな
る空気圧Ｐ３°、Ｐ４を算出する。つまり、この場合は
、後輪側タイヤ３．４の空気圧を上記最低空気圧Ｐ　Ｉ
ＩＩＩＮ、　３　、　Ｐ　ｗ＋Ｎ、４より上昇させて、
そのコーナリングパワーを次第に増大させた場合に、ス
テアリング特性がオーバステアにュートラルステア）か
らアンダステアに転じるときの空気圧を見い出すのであ
る。

そして、ステップＳ２４で、上記のようにして得られた
各空気圧Ｐ’ｌｌＮ、Ｉ　＋　Ｐｗ＋ｓ、２．　Ｐ３　
’　　Ｐ４′を各タイヤ１〜４の目標空気圧ＰＩＧ〜Ｐ
４０にそれぞれ設定すると共に、各タイヤ１〜４の空気
圧Ｐ１〜Ｐ４が、このステップＳ２４で設定した目標空
気圧ＰＩＯ〜Ｐ４Ｑもしくは上記ステップＳＩ６で設定
した目標空気圧ｐｔｏ〜Ｐ４０となるように、ステップ
Ｓｌｌで各三方切換弁１５．〜１５．に切換制御信号を
出力する。

これにより、雪道もしくは凍結路での低速走行時には、
各タイヤ１〜４の空気圧が、ステアリング特性をアンダ
ステア（ＳＭ＞β）に保持しながら、できるだけ低い値
に設定されることになる。

従って、各タイヤ１〜４の路面に対する接地面積が大き
くなると共に、路面に良く追従することになって、路面
の摩擦係数μが小さいにも拘らず、各タイヤ１〜４の路
面に対する比較的大きなグツリブ力が得られ、これらの
路面上でスリップを生じることなく良好に走行すること
が可能となる。

一方、低μ路走行時においても、外気温Ｔが所定値Ｔ。

以上のとき、換言すれば降雨によって路面が濡れている
ときには、コントローラ２０は、上記ステップＳａＯか
らステップ８６〜ＳＩＯを実行して、前述の中高速時と
同様に、各タイヤ１〜４の空気圧を、ステアリング特性
をアンダステアに保持しながら、最も大きなコーナリン
グパワーが得られる空気圧に設定する３つまり、この場
合は、空気圧を高くして各タイヤ１〜４の接地面積を小
さくすると共に接地面圧を高くすることにより、該タイ
ヤ１〜４の水切り性を良くして、路面との間から雨水を
完全に排出させるようにするのである。

これにより、濡れた路面においてもタイヤ１〜４が確実
に路面に接地することになり、上記の雪道等の場合と同
様に、各タイヤ１〜４のグツリブ力が比較的大きくなっ
てスリップが防止されることにより、降雨時等における
濡れた路面での良好な走行性が得られることになる。

なお、この実施例においては、上記のような走行中にお
ける空気圧制御に加えて、停車時及び駐車時の空気圧制
御も行うようになっている。

つまり、コントローラ２ｏは、上記ステラ７ｓ４で車速
ＶがＯであることを判定したとき、即ち停車時には、ス
テップｓ８からステップＳｌｌを実行して、各タイヤ１
〜４の空気圧を第４図がら求められる最大ＣＰ空気圧Ｐ
ＭＡχ、１〜Ｐ　ＩＩＡＸ、　４に設定する。これは、
停車中に各タイヤ１〜４の空気圧を走行中よりも高くし
て、各タイヤ１〜４の接地面績を小さくすることにより
、前輪の転舵時における路面に対する抵抗を減少させて
、一般にすえ切りと称せられる停車状態でのハンドル操
作を軽くし６また次の発進時に、各タイヤ１〜４の路面
に対するグリップ力を大きくして、良好な発進加速性が
得られるようにするためである。この場合、発進加速時
の荷重移動に伴う各タイヤ１〜４の空気圧の変化を予め
見込み、この変化によって最大ｃｐ空気圧Ｐ　ＭＡＸ、
　１〜Ｆ’　ＮＩＡＸ、　４が得られるように停車中の
空気圧を設定主二転載工してもよい。

また、加速度÷が負の所定値−αより小さいとき、つま
りタイヤがロックするような急制動時には、コントロー
ラ２０はステップＳ３からステップＳ５を実行し２、ス
テップＳ４による停車中か否かの判定を行わない。これ
は、急制動によりタイヤがロックした場合において、車
両が走行状態（スキッド状態）にあるにも拘らず、車速
センサ２３が停車状態にある（Ｖ＝Ｏ）と判定して、ス
テップＳ８による空気圧を高める制御が行われた場合、
スキッド状態が著しくなり或は該スキッド状態の解消が
遅れて、車体が不安定となる４−とを防止するためで、
この急制動時には、上記ステップＳ４による停車中か否
かの判定を回避することにより、上記のようなスキッド
状態を速かに解消させるのである。

さらに、イグニッションスイッチ２６がＯＦＦのとき、
つまり当該車両の駐車中には、コントローラ２０は、ス
テップＳ、からステップＳ２５を実行して、各三方切換
弁１５□〜１５４を開状態に設定し、各タイヤ１〜４と
蓄圧器１３とを完全に連通させて、各タイヤ１〜４に蓄
圧器１３内の高圧の空気をそのまま導入させる。これは
、駐車中には、各タイヤ１〜４の空気圧を停車中よりも
さらに高くすることにより、特に長期間にわたる駐車に
よるタイヤ接地部の所謂フラットスポット化を抑制して
、次の走行時における該フラットスポットによる振動の
発生を防止するためである。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、走行状態に応じてタイヤ
の空気圧を可変制御するようにし、た車両において、低
μ路走行時に、外気温が低い場合には各タイヤの空気圧
を低くし、外気温が高い場合には各タイヤの空気圧を高
くするようにしたから、雪道や凍結路等においては、各
タイヤの接地面積が大きくなり且つ路面に対する良好な
追従性が得られ、また降雨時等における濡れた路面では
各タイヤの良好な水切り性が得られることになる。これ
により、いずれの路面状況にあっても、各タイヤの路面
に対する所要のグリップ力が得られ′ζ、低μ路におい
て常に良好な走行性が得られることになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は車両にお
けるタイヤ空気圧制御装置のシステム図、第２図はタイ
ヤに対する空気給排通路の具体的構成を示す断面図、第
３図は空気圧制御の制御動作を示すフローチャート図、
第４図はこの制御で用いられる空気圧に対するコーナリ
ングパワーの特性図である。１〜４・・・タイヤ、１１，１４．］、５＋〜１５劉ま餌図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）タイヤに対して空気を給排する空気給排手段を備
えて、走行状態に応じてタイヤの空気圧を可変制御する
ようにした車両のタイヤ空気圧制御装置であって、路面
の摩擦係数を検出する摩擦係数検出手段と、外気温を検
出する外気温検出手段と、上記摩擦係数検出手段により
検出される路面の摩擦係数が所定値より小さい場合にお
いて、外気温検出手段により検出される外気温が高いと
きには各タイヤの空気圧を高くし、該外気温が低いとき
には各タイヤの空気圧を低くするように、上記空気給排
手段を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とする
タイヤ空気圧制御装置。