JPH0485116A - タイヤ空気圧制御装置 - Google Patents

タイヤ空気圧制御装置

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JPH0485116A
JPH0485116A JP19784790A JP19784790A JPH0485116A JP H0485116 A JPH0485116 A JP H0485116A JP 19784790 A JP19784790 A JP 19784790A JP 19784790 A JP19784790 A JP 19784790A JP H0485116 A JPH0485116 A JP H0485116A
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JP
Japan
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air pressure
tire
air
control
vehicle
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JP19784790A
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Inventor
Katsuji Murakawa
村川 勝次
Tadayuki Niibe
忠幸 新部
Hiroki Kamimura
裕樹 上村
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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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、タイヤ空気圧制御装置に関し、更に詳細には
、車両の走行状態に応じてサスペンション特性を変更す
るため、タイヤの空気圧を変更するタイヤ空気圧制御装
置に関するものである。
(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
右するとともに、サスペンション特性にも影響し、これ
によってコーナリング性能やステアリング特性等の走行
性に影響を与えることが知られている。そこで、このタ
イヤ空気圧を各タイヤに掛かる荷重(以下、輪重と称す
)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ともに、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、その他の車両の走行状態を検出する手段と、これ
らに基づいて各タイヤの空気圧を制御する制御手段とを
備え、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、すなわちステア
リング特性がアンダーステア傾向になるように、あるい
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よう
になっている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、山道等のカーブの多い場所での車両の走行に
おいては、その旋回時において、車体の外輪側が下がり
、内輪側が上がる状態でロール角が大きくなるとともに
、その変動が頻発し、車両の姿勢安定性が悪くなるとい
う問題がある。
そこで、本発明は、上記空気給排手段等を利用して、車
両を山道等において安定した姿勢状態で走行させること
のできるタイヤ空気圧制御装置を提供することを目的と
するものである。
(課題を解決するための手段) 本発明は、車両の走行状態に応じてサスペンション特性
を変更するため、タイヤの空気圧を変更するタイヤ空気
圧制御装置において、舵角速度に関連するファクタを検
出し、この検出したファクタに基づいて、ロール角をキ
ャンセルするよう、タイヤ空気圧を制御するようにした
ことを特徴とするものである。
上記ロール角をキャンセルするためのタイヤ空気圧制御
を行う条件としては、特に、車両の走行速度が中速であ
って、舵角速度が所定値範囲内にあるときとするのがよ
い。
(発明の作用・効果) 本発明のタイヤ空気圧制御装置においては、上記したよ
うに、検出した舵角速度に関連するファクタに基づいて
、タイヤ空気圧を制御して、ロール角をキャンセルする
ようにしたので、車両の姿勢の安定性が図れ、走行安定
性も向上する。
(実施例) 以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施例
によるタイヤ空気圧制御装置を詳細に説明する。
第1図は、本発明の実施例によるタイヤ空気圧制御装置
の概略図であり、この第1図に示されているように、本
実施例に係るタイヤ空気圧制御装置は、左右の前輪およ
び後輪のタイヤ1〜4への空気供給系統10を備えてい
る。この空気供給系統10は、圧縮空気ポンプ11と、
該ポンプ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の分岐部141〜14.
上にそれぞれ設けられた三方切換弁15、〜154とで
構成されている。そして、上記各三方切換弁151〜1
5.は、それぞれ、当該タイヤ1〜4内の空気を閉じ込
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内を大気に開放す
る大気開放位置とに切り換えられるようになっている。
また、上記三方切換弁151〜154は、マイクロコン
ピュータ等で構成されるコントロールユニット20に接
続されており、このコントロールユニット20は、車両
の走行状態に応じて上記三方切換弁15.〜15.を作
動させて、各タイヤ1〜4内の空気圧を制御するように
なっている。
このコントロールユニット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15
.〜15.の下流側の圧力、すなわち各タイヤ1〜4の
内圧を検出する空気圧センサ21、〜21.からの出力
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2・2、〜224からの出力信号と、当該
車両の車速を検出する車速センサ23からの出力信号と
、走行路の路面抵抗を検出する路面センサ24からの出
力信号と、外気温を検出する外気温センサ25からの出
力信号が入力される。そして、このコントロールユニッ
ト20は、これらの入力信号に応じて上記各三方切換弁
15.〜154を切り換え動作させて、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システムの
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、該第1空気通路
31aに第1図に示す空気供給通路14の分岐部14.
(14□〜144)が接続されているとともに、この車
軸支持部材31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に連通ずる周溝32aと、該周
溝32a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ブ33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、上記空供給通路14の分岐部14.(14
□〜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、上記コントロールユニット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、コントロールユニット20は、ステップS1で、
エンジンのイグニッションスイッチがONであるか否か
を判定し、ONのとき、すなわ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2
1.〜214、各輪重センサ22.〜224、および車
速センサ23からの出力センサにより、各タイヤ1〜4
の空気圧P I”−P −、輪重W1〜W4および車速
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Aが負の所定値−αより小さいか否か、す
なわち減速度が所定値より大きくなる急制動時であるか
否かを判定するとともに、このような急制動時でない場
合には、ステップS4で、車速Vが0であるか否か、す
なわち停車中であるか否かを判定する。
そして、停車中でなく、か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40Km/h以上か
否かを判定し、■≧40km/h以上の中高速時には、
ステップ86〜ステツプS10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づき
、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値と称す)が
最大となる空気圧P、□、1〜空気圧P MAXI 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、
SM値と称す)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になることを示
す。
S M = CP F / (CP p + CP *
 )−a/ (a+b) ここで、CPFは前輪側のタイヤ1.2のCP値の合計
値、CP++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、コントロールユニット20は、ステップS7で
、上記のようにして求めたSM値が正の所定値βより大
きいかを判定し、SM>βのとき、すなわちステアリン
グ特性がアンダステアのときは、ステップS8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
 、4hy、 + −P Mo−を、各タイヤ1〜4の
目標空気圧P1゜〜P、。に設定する。
また、SM≦βのとき、すなわちステアリング特性がオ
ーバステア(もしくはニュートラルステア)であるとき
は、後輪側3.4の空気圧を最大CP空気圧P MAI
 S 、P lllA1.4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および2のCP値が
最も大きくなる空気圧P1P2°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□
χ+ I 、P MAIF。
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(も
しくはニュートラルステア)からアンダステアに転じる
ときの空気圧を見出すのである。
ついで、上記ステップ510で上述のようにして得られ
た各空気圧P+  、Pa  N PmAx+s、PM
AX14を各タイヤ1〜4の目標空気圧P lo−P、
。にそれぞれ設定するとともに、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PIG〜P、。もしくは上記ステップS8で設定し
た目標空気圧P r o−P 4゜になるように、コン
トロールユニット20は、ステラ7”S11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4Qkm/h以上の中高速時には
、各タイヤ1〜4の空気圧P1〜P4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さされ、従って、
高いコーナリング限界と優れた操縦安定性が得られるこ
とになる。
一方、V<40km/hの低速時には、コントロールユ
ニット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からの出力信号によって路面の
摩擦係数μを検出するとともに、ステップ313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、μ〉μ。のきき、つまり通常の乾燥路での走行
時には、ステップ314〜ステツプ318により各タイ
ヤ1〜4の空気圧を設定する。
つまり、この場合は、まずステップ514で、第4図に
示す安全な走行が補償される最低のタイヤ空気圧P M
INI l〜PMtN、<  (例えば、1.3kg/
cm”)での各タイヤ1〜4のCP値に基づいてSM値
を算出するとともに、ステップ515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S
M<−βのとき、すなわ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S16で上記の最低空
気圧PMIN、l〜PMIN+4を各タイヤ1〜4の目
標空気圧P1゜〜P4゜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
ンダステアにニュートラルステア)であるときには、ス
テップ317で、後輪側のタイヤ3.4の空気圧を上記
最低空気圧P MIN、 3 、P MINI4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 l’ 、P
 a ’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P M!N+ l 
、P MINI 2より上昇させ、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出すのである。
そして、ステップ318で、上記のようにして得た各空
気圧P+  、Pa ’ 、PMtH,3、PMtH4
を、各タイヤ1〜4の目標空気圧P1゜〜P41)にそ
れぞれ設定するとともに、各タイヤ1〜4の空気圧P1
〜P4が、このステップ318で設定した目標空気圧P
1゜〜P、。もしくは上記ステップ816で設定した目
標空気圧P1゜〜P4゜となるように、上記ステップS
ll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4Qkrn、’h以下であって、
通常の乾燥路の走行時には、各タイヤ1〜4の空気圧P
1〜P、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、安全が補償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。
また、車速Vが40km/h以下の低速時であって、路
面摩擦計数μが上記所定値μ。以下の低μ路走行時にお
いては、コントロールユニット20は、上記ステップS
13からステップS19、ステップ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
とともに、該外気温Tが所定値T0より低いかを判定す
る。
そして、低μ路走行時において、外気温Tが上δ己所定
値T0より低いとき、換言すれば雪路や凍結路の走行時
には、コントロールユニット20は、ステップS21で
、上記ステップ314と同様に、最低空気圧P。IN、
l〜P MINI 4でのCP値に基づいてSM値を算
出するとともに、ステップS22でこのSM値が正の所
定値βより大きいか否かを判定する。そして、SM>β
のアンダステア時には、上記ステップS16により、最
低空気圧P。□89.〜Po□81.を各タイヤ1〜4
の目標空気圧P1゜〜P40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323で、前輪側のタ
イヤ1.2の空気圧を上記最低空気圧P MINI l
 、P MINI 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、各タイヤ3.4のCP値が最も大きく
なる空気圧P3°、P。
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 MINI s 、P M
18.4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
の空気圧を見出すのである。
そして、ステップS24で、上言己のようにして得られ
た各空気圧Pe++N、+ 、Pw++i、z 、P 
sP4゛を、各タイヤ1〜4の目標空気圧P1゜〜P、
。にそれぞれ設定するとともに、各タイヤ1〜4の空気
圧P1〜P、が、このステップS24で設定した目標空
気圧P+o〜P4゜もしくは上記ステップ316で設定
した目標空気圧PI@−P40となるように、ステップ
Sllで、各三方切換弁15゜〜154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、できるだけ低くさ
れ、従って、路面に対する各タイヤ1〜4の良好な追従
性と走行安定性とが得られて、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T0
以下のとき、換言すれば降雨によって路面が濡れている
ときには、コントロールユニット20は、上記ステップ
320からステップ86〜ステツプSlO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
つまり、この場合は、空気圧を高くして、タイヤの設置
面圧を高くすることにより、路面とタイヤの間から雨水
を排出して、該タイヤを確実に設置させるのである。こ
れにより、濡れた路面でのタイヤのスリップが防止され
て、降雨時における良好な走行性が得られることになる
さらに、コントロールユニット20は、上記ステップS
4で、車速Vが0であることを判定したとき、すなわち
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図から求められる最
大CP空気圧P MAII+1〜PklA1.4に設定
する。
これは、停車中には、走行中よりも空気圧を高くして、
各タイヤ1〜4の接地面積を小さくすることにより、一
般に据え切りと称される停車状態でのハンドル操作を軽
くするとともに、次の発進時に、各タイヤ1〜4のコー
ナリングパワーないし路面に対するグリップ力を最大に
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。なを、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 MAXI l〜P MAIF+
 4が得られるように、停車中の空気圧を設定するよう
にしてもよい。
また、加速度Aが負の所定値−αより小さいとき、つま
り急制動時には、コントロールユニット20は、ステッ
プS3からステップS5を実行して、ステップS4によ
る停止中か否かの判定を行わない。これは、急制動時に
おいてタイヤがロックした場合、車両は走行(スキッド
状態)しているのにも拘らず、停車と判定されることに
なり、この場合、上記ステップS8による空気圧を高め
る制御が行われて、スキッド状態が一層著しくなるから
である。
さらに、イグニッションスイッチがOFFのとき、つま
り当該車両の駐車中には、コントロールユニット20は
、ステップS1からステップS25を実行し、各三方切
換弁15.〜154を開状態、つまりこれらの三方切換
弁15.〜15.の切換動作による各タイヤ1〜4の空
気圧制御は行わず、各タイヤ1〜4と蓄圧器13とを完
全に連通させた状態とする。これにより、各タイヤ1〜
4には、蓄圧器13内の高圧空気がそのまま導入されて
、空気圧が停車中よりも更に高くされるが、これは特に
長時間の駐車によるタイヤ接地部のいわゆるフラットス
ポット化を防止して、次の走行時におけるフラットスポ
ットによる振動の発生を防止するためである。
以上のようにして、コントロールユニット20は、各タ
イヤ1〜4の目標空気圧P r o 7 P 4゜を走
行状態に応じて設定するとともに、実空気圧PI〜P4
がその目標空気圧pH1−P4゜になるように、三方切
換弁15.〜15.を切換制御して、常に良好な走行状
態が得られるようにしている。
上記の制御のままである場合には、山道等の走行におい
て、旋回を繰り返すとき、ロール角の変更、すなわち車
両の姿勢の変動が頻繁に起こり、安定性が悪くなるため
、本発明においては、上記ロール角をできるだけキャン
セルするようにして、安定性を向上させている。
次に、第5図のフローチャートを参照して、上記ロール
角をキャンセルするたぬのタイヤ1〜4の空気圧P1〜
P4の制御の例について説明する。
なお、第5図に示した制御は、第3図に示したメインル
ーチンに適宜割り込んでのサブルーチンとして実行され
る。また、この制御のため、上記コントロールユニット
20には、車両の横加速度Gを検出し、該横加速度Gを
示す信号を出力する横加速度センサ26、および図示し
ていない4つのサスペンション装置のストロークX I
−X 4を検出し、該ストロークX、〜x4を示す信号
を出力するストロークセンサ27がが接続されている。
このストロークセンサ27は各車輪のサスペンション装
置に配備されている。
この制御にあたっては、まず、ステップS40で、横加
速度G、車速■およびストロークx1〜x4を読み込み
、次いで、ステップS41で、現在の車速Vが4Qkm
/h以下にあるかを判定する。現在の車速Vが40km
/h以上のときには、ロール角をキャンセルしての姿勢
制御を行うことは望ましくないので、そのままメインフ
ローへ移行する。一方、ステップS41の判定がYES
のときには、次いで、ステップ342で、現在の横加速
度Gが、所定値範囲内にあるか、すなわちG。≦G≦G
lの状態にあるかを判定する。この判定がNoのときに
は、上記ステップ341における判定がNoの場合のと
きと同様、そのままメインフローへ移行する。
上記ステップS42における判定がYESのときには、
ステップ343で、予め定めた補正空気圧P0 (空気
圧の絶対量として定められている)になるまで、内輪側
には吸気を行い、外輪側には排気を行って、ストローク
x1〜x4が定常状態時におけるサスペンション装置の
定常ストロークXoとなるように制御する。この制御は
、ストロークx1〜X、が上記定常ストロークx0にな
るまで、あるいは、補正吸気、排気の量が上記補正空気
圧P0になるまで行われる。上記ステップ843におけ
る動作が完了したときは、制御を全て完了し、エンター
に戻る。
なお、上記実施例においては、車両の旋回の度合を横加
速度Gによって、判断するようにしたが、ステアリング
ハンドルの舵角を検出し、この舵角から舵角速度を演算
し、この舵角速度に基づいて車両の旋回の度合を判断す
るようにしてもよい。
以上により、本発明によれば、山道等において、車両の
姿勢のロール角をキャンセルすることができ、安定した
走行状態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例によるタイヤ空気圧制御装置
の概略図、 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、本制御で用いられるタイヤの空気に対するコ
ーナリングパワーの特性図、 第5図は、本発明によるロール角のキャンセル制御を示
すフローチャート図である。 1〜4  タイヤ、11.14.15.〜15空気給排
手段、(ポンプ、空気供給通路、三方切換弁)、20 
 空気給排制御手段(コントロールユニット)、26 
 °横加速度センサ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)車両の走行状態に応じてサスペンション特性を変
    更するため、タイヤの空気圧を変更するタイヤ空気圧制
    御装置において、舵角速度に関連するファクタを検出し
    、この検出したファクタに基づいて、ロール角をキャン
    セルするよう、タイヤ空気圧を制御するようにしたこと
    を特徴とするタイヤ空気圧制御装置。
  2. (2)車両の走行速度が中速であって、舵角速度が所定
    値範囲内にあるとき、前記ロール角をキャンセルするた
    めのタイヤ空気圧制御を行うことを特徴とする請求項第
    1項記載のタイヤ空気圧制御装置。
JP19784790A 1990-07-27 1990-07-27 タイヤ空気圧制御装置 Pending JPH0485116A (ja)

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