JPH0771921B2 - タイヤへの空気充填方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車や航空機等のタイヤへの空気充填方法
に関するものである。

（従来の技術） 特公平２−9976号公報に示されるように、タイヤに結合
されたホースを通じて、空圧センサによりタイヤ圧を計
測し、設定タイヤ圧と計測タイヤ圧との差圧からタイヤ
への充気時間またはタイヤからの放気時間（エア抜き時
間）を決定して、前記ホースに接続された電磁弁を電子
制御し、ホースを通じてタイヤへの充気またはタイヤか
らの放気がなされるタイヤへの空気充填方法がある。

この空気充填方法は、ホース先端の結合子（エアチャッ
ク）がタイヤの逆止弁に確実に接続されていることが安
全性の上で必要不可欠となっている。

（発明が解決しようとする課題） すなわち、タイヤ内が過剰空圧充填状態となって、設定
タイヤ圧との差圧に応じた放気時間に基づく放気中に、
作業者の不注意等により前記ホース先端の結合子とタイ
ヤ側逆止弁との間に緩みまたは結合不良が生じた場合
は、タイヤ内からホース内への空圧均等化が断切られ、
放気中のホース内は大気圧に近い状態となるので、次の
段階で充気時間の判断を行う際、ホース内を通じてタイ
ヤ内圧を計測せざるを得ない空圧センサは、タイヤ内の
実圧が過剰空気充填状態であっても、ホース内の低圧
（ほぼ大気圧）をタイヤ内圧として誤検出し、その検出
圧と設定タイヤ圧との大差より大幅な充気時間が指令さ
れる重大な充気判定ミスが発生することがあり、その場
合、暴走した充気動作によりタイヤが破裂する危険性が
ある。

本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、ホ
ースとタイヤ側逆止弁との結合不良等により発生する空
圧センサの低圧誤検出に基づく充気暴走を防止し、安全
性を確保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、タイヤ18に結合されたホース16を通じて、空
圧センサ15によりタイヤ圧を計測し、設定タイヤ圧TGD
と計測タイヤ圧TRDとの差圧ΔＰと、タイヤ圧の充気ま
たは放気による経時変化を表わす充気勾配K_Sまたは放気
勾配K_Bとからタイヤ18への充気時間T_Sまたは放気時間T_B
を決定して、前記ホース16に接続された電磁弁12,14を
制御し、この電磁弁12,14からホース16を通じて一つの
タイヤ18への充気が複数回繰返し実行され、過剰に充気
されたときのみタイヤ18からの放気が実行されるタイヤ
への空気充填方法において、第２回目以降の充気は、タ
イヤ18への充気時間を決定した時点で、この決定の直前
に実行された充気時間または放気時間と、決定された充
気時間とを比較し、実行された充気時間または放気時間
に対し、決定された充気時間が異常に増加している場合
は、タイヤ圧を再度計測してタイヤ18への充気時間を再
度決定し、決定された充気時間が異常に増加していない
ことを確認して、タイヤ18への充気を実行するタイヤへ
の空気充填方法である。

（作用） 本発明は、第２回目以降の充気において、放気中のホー
ス16とタイヤ18との結合が一時的でも解除されると、前
回実行された充気時間または放気時間に対し今回決定さ
れた充気時間が異常に増加するので、その場合は前記結
合の状態が確実に復元されて、前回実行された充気時間
または放気時間に対し今回決定された充気時間が妥当で
あると判断されるまでタイヤへの充気がなされない。

（実施例） 以下、本発明を図面に示される実施例を参照して詳細に
説明する。

第５図に示されるように、コンプレッサ11がノーマルク
ローズの電磁弁（以下、充気弁と言う）12を介してホー
スリール13に連通接続されている。この給気系には、ノ
ーマルオープンの電磁弁（以下、放気弁と言う）14およ
び空圧センサ15も設けられている。前記放気弁14は、安
全性からノーマルオープンとしたので、放気動作中以外
はコイル励磁により閉じておく。

前記ホースリール13から引出されたホース16の先端には
結合子17が設けられ、この結合子17がタイヤ18の給気口
部19に接続される。この給気口部19には逆止弁20が設け
られている。前記空圧センサ15は、ホースリール13、ホ
ース16、結合子17およびタイヤ側逆止弁20を経てタイヤ
内圧を計測する。

前記タイヤ側逆止弁20は、結合子17を接続した際に、こ
の結合子17に内蔵された逆止弁21のロッド22によって押
圧され、圧縮コイルスプリング23に抗して開かれる。結
合子17の逆止弁21も、給気口部19の逆止弁20からの反力
により開かれるが、逆止弁20への押付けを解除すれば、
ホース内圧により閉じられる。

第６図は、充気弁12のソレノイド12aおよび放気弁14の
ソレノイド14aに対する通電を制御するマイコン制御系
のブロック図を示す。このマイコンのリードオンリーメ
モリ（ROM）には、充気用および放気用の計算式または
リストアップ表が組込まれている。

例えば、充気用リストアップ表を作成する場合は、タイ
ヤ18の給気口部逆止弁20を通して行われる充気実験で、
第７図に示されるように、タイヤ容量と、充気元圧PH
と、タイヤ圧の充気による経時変化を表わす充気勾配K_S
との関係で表される充気特性が得られるので、この関係
を充気用リストアップ表にして、マイコンROMにマッピ
ングしておく。そして、この充気用リストアップ表か
ら、第８図に示されるように、設定タイヤ圧（ダーゲッ
トデータ）TGDと、計測タイヤ圧（タイヤデータ）TRDと
の差を充気勾配K_Sで割ることにより充気時間T_Sを求める
ことができる。

同様に、放気用リストアップ表を作成する場合は、タイ
ヤ18の給気口部逆止弁20を通して行われる放気実験で、
第９図に示されるように、タイヤ容量と、計測タイヤ圧
TRDと、タイヤ圧の放気による経時変化を表わす放気勾
配K_Bとの関係で表される放気特性が得られるので、この
関係を放気用リストアップ表にして、マイコンのROMに
マッピングしておく。そして、この放気用リストアップ
表から、第10図に示されるように、計測タイヤ圧TRDと
設定タイヤ圧TGDとの差を放気勾配K_Bで割ることによ
り、放気時間T_Bを求めることができる。

次に、第１図に示されるフローチャートを中心に本発明
のタイヤへの空気充填方法を具体的に説明する。

ステップ 第７図に示されるように、タイヤ容量とコンプレッサ11
からの元圧PHとから充気勾配K_Sを求めるとともに、設定
タイヤ圧TGDをキースイッチ等で設定する。

ステップ 後述するように制御系の安定を図る上で必要な安定用計
数時間（予想される充気時間よりはるかに大きい値）を
設定する。なお、充気時間および放気時間等の時間は、
第２図に示されるように本発明の安全対策等に使用され
る本ルーチンに対し、一定の時間（例えば20/1000秒）
ごとに割込処理されるカウント信号のパルス数に置換
し、このパルス数で処理する。

ステップ 放気弁14が閉じられた状態で、充気弁12を一定時間毎に
パルス的に開くことにより、ホース16内に定期的に高圧
を供給して、結合子17が分離した状態でホース16内から
自然放気または意識的に微少放気を行う場合に第３図に
示されるように一定の圧まで低下する時間（ホース時定
数）をカウントする。これは、元圧が安定または別に元
圧を確認する要素があれば、センサ劣化の確認にもな
る。

ステップ 決められたホース時定数が得られているか否かを判断す
る。決められたホース時定数が得られている間（このス
テップでYESの場合）は、ステップおよびステップ
のループが繰返され、ホース結合まで待機状態にあ
る。一方、ホース16の結合子17がタイヤ18の給気口部19
に接続され、逆止弁20および逆止弁21がともに開くと、
ホース16内の高圧空気がタイヤ18内の低圧空間に漏れ、
第３図に示されるようにホース内計測圧が急激に減少
し、決められたホース時定数が得られなくなるので（こ
のステップでNOの場合）、これによりホース結合が確
認されたとして、ステップに進む。

ステップ ホース16を通じて空圧センサ15により計測タイヤ圧TRD
を得る。

ステップ 設定タイヤ圧TGDと計測タイヤ圧TRDとの差圧ΔＰを求め
る。

ステップ 第８図でも説明したように前記差圧ΔＰと充気勾配K_Sと
から充気時間T_Sを求める。

ステップ 第１回目は、前記安定用計数時間とステップで求めた
充気時間T_Sとの時間差ΔＴを求める。第２回目以降は、
前回実行された充気時間を記憶しておいて、前回実行さ
れた充気時間と今回決定された充気時間との時間差ΔＴ
を求める。

ステップ 前記時間差ΔＴが正か否かを判断する。すなわち、充気
時間が縮小しているのか拡大しているのかを判断する。
ステップの安定用計数時間の設定により、第１回目は
必ず時間差ΔＴが正となり、ステップに進む。

ステップ ステップで求めた差圧ΔＰが正か否かを判断する。正
ならば、設定タイヤ圧TGDに対し計測タイヤ圧TRDが低い
ので、ステップに進む。

ステップ ステップで求めた充気時間T_Sだけ充気弁12を開いて閉
じる。

ステップ ステップで差圧ΔＰが正でないときは、設定タイヤ圧
TGDに対し計測タイヤ圧TRDが高いので、放気のためにス
テップに進み、先ず第９図で説明したようにタイヤ容
量と計測タイヤ圧TRDとから放気勾配K_Bを求める。

ステップ 差圧の絶対値｜ΔP|と放気勾配K_Bとから放気時間T_Bを求
める。

ステップ この放気時間T_Bだけ放気弁14を開いて閉じる。

ステップ 前記充気モードの場合も放気モードの場合も、充気また
は放気後の計測タイヤ圧TRDを得る。

ステップ 設定タイヤ圧TGDと計測タイヤ圧TRDとの差圧ΔＰを求め
る。

ステップ この差圧の絶対値｜ΔP|が許容誤差より小か否かを判断
する。小さくない場合は、ステップに進む。

ステップ ステップで求めた差圧ΔＰが正か否かを判断する。Δ
Ｐが正であれば充気不足であるから、ステップ以降の
充気時間判定に進む。ΔＰが正でなければ、充気過剰で
あるからステップに戻り、前記のように放気を行う。

ステップ ステップで時間差ΔＴが正でない場合は、今回決定さ
れた充気時間の方が前回実行された充気時間より大であ
るから、ステップにてその時間差の絶対値｜ΔT|を求
める。

ステップ この時間差｜ΔT|が、空圧センサ15や充気弁（電磁弁）
12が有する精度のばらつきによって決まるある値Ｎより
小か否かを判断する。その時間差｜ΔT|が僅かであれば
（｜ΔT|＜Ｎ）、今回決定された充気時間の方が前回実
行された充気時間より大であっても充気による危険性が
少ないので、ステップ以降の充気または放気動作に進
む。

一方、このステップで、前記時間差｜ΔT|がある値Ｎ
より小でない場合は、今回決定された充気時間が前回実
行された充気時間より異常に長いことを意味する。この
ような事態は、（課題を解決するための手段）でも述べ
たように、ステップで放気弁14を開いてタイヤ内空気
を放気している最中に作業者の不注意等によりホース16
の結合子17がタイヤ18の給気口部19から一時的に緩んだ
り外れたりして、ホース内が大気圧に近い状態となった
瞬間に、そのホース内低圧を空圧センサ15がタイヤ内圧
として誤計測することにより生ずる。そこで、このよう
な場合は、第１図右側の充気または放気動作に入る前
に、ステップまで戻って計測タイヤ圧TRDを計測し直
すようにする。

このステップにおいて、予想される充気時間より十分
大きな安定用計数時間を設定したのは、ホース結合待機
ループ（ステップ）からΔＴ＞０判断（ステップ
）を行う場合は、この安定用計数時間を前回実行され
た充気時間とすることで、第１回目は必ずΔＴ＞０とな
り、確実に第１図右側の充気動作へと進むことができ、
また、この安定用計数時間がないと、前回実行された充
気時間が極小値になった場合、いつまでたっても第１図
左側の充気時間判定ループから抜出せず、第１図右側の
充気または放気動作へと進むことができないからであ
る。

最後に、ステップにて差圧の絶対値｜ΔP|が許容誤差
より小となったら、最終収斂限界と判定して、ステップ
およびステップのホース結合確認待機ループに回
復する。

次に、第４図の計測タイヤ圧の経時変化を示す図を参照
して、本発明の空気充填方法の一例を説明する。

ホース結合（ステップNO）により第１回目の充気時間
T_S1を求め（ステップ）、その時間だけ充気弁12を開
いて第１回目の充気を行う（ステップの１）。

その結果は、計測タイヤ圧TRDが、許容誤差の範囲内に
入らず（ステップNO）、かつ設定タイヤ圧TGDより低
いので（ステップYES）、ステップに戻り、第２回
目の充気時間T_S2を求める。今回決定された充気時間T_S2
は前回実行された充子時間T_S1より短いのでΔＴ＞０と
なり（ステップYES）、第２回目の充気が行われる
（ステップの２）。

その結果は、計測タイヤ圧TRDが、許容誤差の範囲内に
入らず（ステップNO）、かつ設定タイヤ圧DGDより低
いので（ステップYES）、ステップに戻り、第３回
目の充気時間T_S3を求める。今回決定された充気時間T_S3
は前回実行された充気時間T_S2より長い（ステップN
O）ので、ステップにすすむが、その時間差｜ΔT|は
僅かである（ステップYES）から、第３回目の充気が
行われる（ステップの３）。

その結果、計測タイヤ圧TRDが、許容誤差の範囲内に入
らず（ステップNO）、かつ設定タイヤ圧TGDより高い
ので（ステップNO）、ステップへ進み、さらに放気
時間T_Bを求め（ステップ）、T_B時間だけ放気弁14を開
いて放気を行う（ステップ）。

この放気中にホース結合子17が一時的に外れるなどし
て、空圧センサ15が感知する計測タイヤ圧（実際のタイ
ヤ圧と異なることは言うまでもない）が異常に低下した
場合は、ステップの差圧ΔＰが異常に高くなり、ステ
ップで異常に大きな充気時間T_SMが求められる。この
充気時間T_SMを前提にして充気モードに入ると、タイヤ1
8が破裂する危険性があるので、前回実行された充気時
間T_S3と今回決定された充気時間T_SMとの時間差ΔＴを判
断して（ステップおよび）、ステップに進み、そ
の絶対値｜ΔT|がある値Ｎより大となるので（ステップ
でNO）、ステップに戻して最初から充気時間を計測
し直すようにする。

そして、ホース結合が確認された状態で（ステップN
O）、正確な充気時間T_S4を求め（ステップ）、その時
間T_S4だけ充気を行う（ステップの４）。

その結果、計測タイヤ圧TRDが、許容誤差の範囲内に入
っていたら（ステップYES）、ステップに戻し、ホ
ース結合待機ループ（ステップ）で、次のホース結
合を待つ。

なお、以上の実施例では、前回実行された充気時間に対
し今回決定された充気時間が異常に増加していないこと
を確認してタイヤへの充気を実行するようにしたが、本
発明は、この充気時間のみを確認資料とすることに限定
されるものではなく、放気時間を確認資料としてもよ
い。例えば、放気時間は充気時間に比べて長いので、放
気時間に一定の係数（＜１）を掛けて、この放気時間と
充気時間とを比較し得るようにし、前回実行された放気
時間に対し今回決定された充気時間が異常に増加してい
ないことを確認してタイヤへの充気を実行するようにし
てもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、タイヤへの充気時間を決定した時点
で、前回実行された充気時間または放気時間に対し今回
決定された充気時間が異常に増加していないことを確認
して、タイヤへの充気を実行するようにしたから、ホー
スとタイヤ側逆止弁との結合不良等により発生する空圧
センサの低圧誤検出に基づく充気暴走を防止でき、安全
性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタイヤへの空気充填方法の一例を示す
フローチャート、第２図は本発明の安全対策に使用され
る本ルーチンに対し割込処理される時間カウント信号に
示す説明図、第３図はホース結合待機状態を示すホース
内計測圧の経時変化を示すグラフ、第４図は本発明のタ
イヤへの空気充填方法の一例を計測タイヤ圧の変化で示
すグラフ、第５図は本発明方法の実施に使用される装置
の回路図および断面図、第６図はマイコン制御系の系統
図、第７図は充気勾配を求めるためのグラフ、第８図は
充気時間を求めるためのグラフ、第９図は放気勾配を求
めるためのグラフ、第10図は放気時間を求めるためのグ
ラフである。 12,14……電磁弁、15……空圧センサ、16……ホース、1
8……タイヤ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タイヤに結合されたホースを通じて、空圧
   センサによりタイヤ圧を計測し、設定タイヤ圧と計測タ
   イヤ圧との差圧と、タイヤ圧の充気または放気による経
   時変化を表わす充気勾配または放気勾配とからタイヤへ
   の充気時間または放気時間を決定して、前記ホースに接
   続された電磁弁を制御し、この電磁弁からホースを通じ
   て一つのタイヤへの充気が複数回繰返し実行され、過剰
   に充気されたときのみタイヤからの放気が実行されるタ
   イヤへの空気充填方法において、 第２回目以降の充気は、タイヤへの充気時間を決定した
   時点で、この決定の直前に実行された充気時間または放
   気時間と、決定された充気時間とを比較し、実行された
   充気時間または放気時間に対し、決定された充気時間が
   異常に増加している場合は、タイヤ圧を再度計測してタ
   イヤへの充気時間を再度決定し、決定された充気時間が
   異常に増加していないことを確認して、タイヤへの充気
   を実行することを特徴とするタイヤへの空気充填方法。