专利名称：用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备。更具体而言， 本发明涉及能够在车辆从当前位置行驶到特定位置时判定特定位置处的轮 胎危险(会导致轮胎严重损坏的危险)的轮胎危险判定设备。
背景技术：
例如在日本实用新型专利申请号Hei 4-50162 (以下称为专利文献1) 中揭示了在轮胎危险判定结果为"存在危险"时向驾乘者发出警报的用于 车辆的轮胎组件的设备。
在专利文献1中揭示的轮胎气压控制器包括气流速率检测装置，其用 于对从包含气泵的气压源经由截止阀向车轮组件的轮胎气腔供应的气流速 率进行检测以输出与该气流速率相对应的信号；压力检测器，其检测轮胎 气腔的气压以输出与该气压相对应的信号；空气泄漏警告装置，其用于基 于气流速率检测装置的气流速率检测信号，在空气泄漏等于或大于与爆胎 相对应的预定量时发出警告；以及控制器，其在从压力检测器输出表示气 压降低的信号时打开截止阀直至从压力检测器输出表示气压返回至正常值 的信号，并在运转开始的早期(在机动车的发动机起动时)停止发出警报 达预定时间。
在专利文献1中描述的气压控制器中，当因为诸如爆胎的大量空气泄 露导致轮胎气腔的气压降低时，从气压源向车轮组件的轮胎气腔供应的气 流速率等于或大于预定值。空气泄漏警告装置基于气流速率检测装置的气 流速率检测信号而发出警告。当因长时间处于小量漏气状态而导致轮胎气 腔的气压降低时，在起动轮胎气压控制器时，气流速率增大从而发出警 告。与机动车发动机起动时的情况类似，轮胎气压控制器在轮胎气压控制 器的运转开始的早期，在预定时间内停止发出警告。在专利文献1中描述的构造中，除了轮胎气压控制器的运转开始的早 期阶段之外，当从气压源向车轮组件的轮胎气腔供应的气流速率等于或大 于预定值时，空气泄漏警告装置基于气流速率检测装置的气流速率检测信 号而发出警告。尽管存在导致轮胎极大损坏的危险(轮胎危险)，但当轮 胎的损坏较小并且从气压源向车轮组件的轮胎气腔供应的气流速率小于预 定值时，空气泄漏警告装置就不会发出警告，由此不能将轮胎危险告知驾 乘者。
可通过将预定值设定的较小来解决上述问题。在进行设定时，当需要 立即修理轮胎或者当无需立即修理轮胎时，空气泄漏警告装置均在从气压 源向车轮组件的轮胎气腔供应的气流速率等于或大于预定值时发出警告。 即使在空气泄漏警告装置发出警告时无需立即修理轮胎，也会因空气泄漏 警告装置的警告而需要立即对轮胎进行修理。
发明内容
为了解决以上问题完成了本发明。根据本发明的一种用于车辆的车轮 组件的轮胎危险判定设备包括压力传感器，其对所述车辆的所述车轮组 件的轮胎气腔的气压进行检测；气压产生设备，其能够向所述轮胎气腔供 应增压空气；供应气流速率计算装置，其用于在所述车辆在具体路径上从 当前位置行驶到特定位置时对从所述气压产生设备向所述轮胎气腔供应的 供应气流速率进行计算；泄漏气流速率计算装置，其用于在所述车辆在所 述具体路径上从所述当前位置行驶到所述特定位置时对从所述轮胎气腔泄 漏的泄漏气流速率进行计算；轮胎气压计算装置，其用于根据由所述压力 传感器所检测的所述轮胎气腔在所述当前位置的气压、由所述供应气流速 率计算装置所计算的所述供应气流速率、以及由所述泄漏气流速率计算装 置所计算的所述泄漏气流速率来对所述轮胎气腔在所述特定位置的气压进 行计算；以及特定位置轮胎危险判定装置，其用于根据由所述轮胎气压计 算装置所计算的所述轮胎气腔在所述特定位置的气压来对在所述特定位置 的轮胎危险进行判定。
在根据本发明的用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备中，供应气流速率计算装置在所述车辆在具体路径上从当前位置行驶到特定位置时对 从所述气压产生设备向所述轮胎气腔供应的供应气流速率进行计算，而泄 漏气流速率计算装置在所述车辆在所述具体路径上从所述当前位置行驶到 所述特定位置时对从所述轮胎气腔泄漏的泄漏气流速率进行计算。轮胎气 压计算装置根据由所述压力传感器所检测的所述轮胎气腔在所述当前位置 的气压、由所述供应气流速率计算装置所计算的所述供应气流速率、以及 由所述泄漏气流速率计算装置所计算的所述泄漏气流速率来对所述轮胎气 腔在所述特定位置的气压进行计算，而特定位置轮胎危险判定装置根据由 所述轮胎气压计算装置所计算的所述轮胎气腔在所述特定位置的气压来对 在所述特定位置的轮胎危险进行判定。
根据特定位置轮胎危险判定装置的判定结果，可在判定出在特定位置 的轮胎危险。根据"在特定位置存在轮胎危险"的判定结果，能够告知在 车辆从当前位置到达特定位置之前需要对轮胎立即进行修理。根据"在特 定位置不存在轮胎危险"的判定结果，能够告知在车辆从当前位置到达特 定位置之前无需对轮胎进行修理。可以在极佳的时机执行避免轮胎危险所 需的轮胎修理。
本发明还可实施为使得用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备可 包括当前位置轮胎危险判定装置，其根据由所述压力传感器所检测的所述 轮胎气腔在所述当前位置的气压来对在所述当前位置的轮胎危险进行判 定。在此情况下，根据特定位置轮胎危险判定装置的判定结果，可以判定 特定位置的轮胎危险，而根据当前位置轮胎危险判定装置的判定结果，可 以判定当前位置的轮胎危险。根据"在特定位置存在轮胎危险"以及"在 当前位置存在轮胎危险"的判定结果，能够告知需要在当前位置对轮胎立 即进行修理。
根据"在特定位置不存在轮胎危险"以及"在当前位置不存在轮胎危 险"的判定结果，能够告知无需修理轮胎。根据"在特定位置存在轮胎危 险"以及"在当前位置不存在轮胎危险"的判定结果，能够告知在车辆从 当前位置到达特定位置时需要修理轮胎。根据"在特定位置不存在轮胎危 险"以及"在当前位置存在轮胎危险"的判定结果，能够告知需要修理轮胎以及在车辆从当前位置到达特定位置之前无需修理轮胎。
本发明也可实施为使得用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备可 包括特定位置轮胎危险告知装置，其能够将由所述特定位置轮胎危险判定 装置所判定的在所述特定位置的轮胎危险告知驾乘者。用于车辆的车轮组 件的轮胎危险判定设备还可包括当前位置轮胎危险告知装置，其能够将由 所述当前位置轮胎危险判定装置所判定的在所述当前位置的轮胎危险告知 驾乘者。在这些情况下，各个告知装置可将轮胎危险精确地告知驾乘者。
本发明还可实施为使得可通过所述车轮组件的旋转来驱动所述气压 产生设备。在此情况下，当车轮组件停止时并不驱动气压产生设备。可以 根据轮胎气腔的气压降低来以高精度计算来自轮胎气腔的泄漏气流速率。
本发明还可实施为使得用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备可 包括轮胎负载计算装置，其用于在所述车辆在所述具体路径上从所述当前 位置行驶到所述特定位置时对施加在所述车轮组件的所述轮胎上的负载进 行计算；以及轮胎危险修正装置，其用于根据由所述轮胎负载计算装置所 计算的所述负载来对由所述特定位置轮胎危险判定装置所判定的所述轮胎 危险进行修正。在该情况下，可以精确判定特定位置处的轮胎危险。可以 根据具体路径上直路或弯路的比例(直路或弯路的总距离/具体路径的总距 离)以及车辆的总重量来计算在轮胎上施加的负载。可根据从已知的车载 导航设备获得的道路数据来计算直路或弯路的比例。可根据对车辆的有效 负载及车体重量进行检测的负载传感器的输出来计算车辆的总重量。
本发明还可实施为使得所述具体路径是从多个预定路径所选择的一 条路径。可通过公知的车载导航设备的路径搜索功能来搜索多条预定路 径。
在此情况下，用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备可包括不同路 径供应气流速率计算装置，其用于在所述车辆在不同于所述具体路径的路 径上从所述当前位置行驶到所述特定位置时对从所述气压产生设备向所述 轮胎气腔供应的供应气流速率进行计算；不同路径泄漏气流速率计算装 置，其用于在所述车辆在不同于所述具体路径的所述路径上从所述当前位 置行驶到所述特定位置时对从所述轮胎气腔泄漏的泄漏气流速率进行计
7算；不同路径轮胎气压计算装置，其用于根据由所述压力传感器所检测的 所述轮胎气腔在所述当前位置的气压、由所述不同路径供应气流速率计算 装置所计算的所述供应气流速率、以及由所述不同路径泄漏气流速率计算 装置所计算的所述泄漏气流速率来对所述轮胎气腔在所述特定位置的气压 进行计算；以及推荐路径告知装置，其用于根据由所述不同路径轮胎气压 计算装置以及所述轮胎气压计算装置所计算的所述气压来选择在所述特定 位置具有最低轮胎危险程度的路径，并向所述驾乘者告知所述路径。
在此情况下，推荐路径告知装置从多条预定路径中选择在所述特定位 置具有最低轮胎危险程度的路径，并向驾乘者告知所述路径。能够经由在 特定位置具有最低轮胎危险程度的路径从当前位置行驶至特定位置。
图1是示意性地示出根据本发明的用于车辆的车轮组件的轮胎危险判 定设备的实施方式的整体框图。
图2是详细示出图1所示的轮胎气腔和气压产生设备的主要部分的纵 向正视图。
图3是图1和图2所示的气压产生设备的剖视图。
图4是示出在每个预定计算周期中由图1所示的电子控制单元的微型 计算机所重复执行的程序的一部分的流程图。
图5是示出在每个个预定计算周期中由图1所示的电子控制单元的微 型计算机所重复执行的程序的另一部分的流程图。
图6是示出每次当驾驶员指定特定位置时由图1所示的电子控制单元 的微型计算机所执行的程序的一部分的流程图。
具体实施例方式
以下将基于附图描述根据本发明的实施例。图1示意性地示出了根据
本发明用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备的实施例。轮胎危险判定 设备具有对车辆的车轮组件B的轮胎气腔Rb的气压(P)进行检测的压力 传感器Sl、对轮胎气腔Rb的气温(T)进行检测的温度传感器S2、以及能够向车轮组件B的轮胎气腔Rb供应增压空气的气压产生设备A。如图
2所示，轮胎气腔Rb由车轮组件B的车轮Bl及车轮B2形成，并在其内 部具有对轮胎气腔Rb的气压(P)进行检测的压力传感器Sl以及对轮胎 气腔Rb的气温(T)进行检测的温度传感器S2。
如图2及图3详细示出的，气压产生设备A安装至与车轮组件B—起 转动的车轴轮毂11。驱动轴12通过键槽装配至车轴轮毂11的车辆内侧端 部，并连接至该端部以传递转矩。通过锁紧螺母13将车轴轮毂11与驱动 轴12的连接固定。
气压产生设备A具有与车轴轮毂ll的轴部(转轴)lla共轴布置的 气泵20、压力控制阀30以及调节设备40，以及共轴布置在压力控制阀30 内的安全阀50。气泵20、压力控制阀30和调节设备40这三者中，气泵 20布置在车辆最内侧。压力控制阀30布置在气泵20与调节设备40之 间。在气泵20、压力控制阀30以及调节设备40中，调节设备40布置在 车辆最外侧。
气泵20通过车轮组件B的旋转而被驱动，并在车轮组件B停止旋转 时停止驱动。气泵20可基于车轮组件B的旋转、经由压力控制阀30来向 车轮组件B的轮胎气腔Rb供应增压空气。气泵20具有不可旋转的圆筒形 构件21、形成在车轴轮毂11的轴部lla中的气缸22、作为往复运动体的 活塞23、凸轮构件24以及一对凸轮随动件25。
圆筒形构件21由支撑构件(未示出)以不可旋转的方式支撑。气缸 22以可绕车轮组件B的旋转中心旋转的方式经由一对轴承BR1和BR2以 及一对密封构件26和27被液密地支撑在圆筒形构件21的内部。 一对轴承 BR1和BR2在轴向上彼此间隔预定距离，并在轴向将凸轮构件24夹置于 其两者之间，并且被置于圆筒形构件21与气缸22之间，由此使得气缸22 相对于圆筒形构件21旋转。 一对密封构件26和27在轴向上彼此间隔预定 距离，并在轴向上将凸轮构件24以及轴承BR1和BR2夹置在两者之间， 并且被置于圆筒形构件21与气缸22之间，由此在圆筒形构件21与气缸 22之间提供液密密封。
气缸22包括气缸体22A和气缸盖22B，气缸盖22B以密封并可拆卸的方式与气缸体22A的车辆外侧端部螺纹配合。气缸体22A与车轴轮毂 11的轴部lla形成为一体，并具有一对轴向细长孔22a以及沿气缸轴向延 伸的气缸孔22b。气缸盖22B是以密封并可拆卸的方式安装至车轴轮毂11 的底部封闭的管状帽构件，并具有抽吸/排放通路22c、排放通路22d、引 入压力通路22e以及抽吸通路22f。
一对轴向细长孔22a共同用作导引活塞23和凸轮随动件25 (以这些 构件可与气缸22 —体旋转并可沿活塞轴向往复运动的方式进行导引)的 导引装置。 一对轴向细长孔22a在气缸22的周向上彼此间隔180度布置。 气缸孔22b容纳活塞23，由气缸盖22B封闭车辆外侧端部，并由气缸盖 22B和活塞23形成泵腔Ro。
抽吸/排放通路22c与设置在压力控制阀30的阀体31中的连通通路 31a定常地连通。抽吸/排放通路22c可经由安装至气缸盖22B的抽吸单向 阀Vi (其截面构造为V形环状密封构件)将空气导入泵腔Ro。抽吸/排放 通路22c可经由安装至压力控制阀30的阀体31的排放单向阀Vo (其截面 构造为V形环状密封构件)将空气从泵腔Ro导出。
排放通路22d是将经由排放单向阀Vo排放至气腔Ral的增压空气导 引至设置在车轴轮毂11中的排放通路lib的通路，并具有设置在气缸盖 22B中的沿直径方向的连通孔22dl，以及设置在气缸盖22B的外周上的连 通槽22d2。如图2所示，设置在车轴轮毂11中的排放通路llb经由设置 在车轮B1中的连通通路Ba与轮胎气腔Rb连通。
引入压力通路22e是设置在气缸盖22B中的沿气缸直径方向的连通 孔，其可将排放通路22d内的增压空气的压力引入到形成在压力控制阀30 的阀体31与止挡体32之间的气腔Ra2。抽吸通路22f与设置在压力控制 阀30的阀体31中的大气连通通路31d定常地连通，并可与设置在压力控 制阀30的阀体31中的连通通路31a连通和隔断。设置在阀体31内的大气 连通通路31b经由形成在调节设备40的调节螺丝42内的大气连通通路 42b定常地与大气连通。
活塞23经由一对环形密封构件28及29插入气缸22的气缸孔22b， 并以可一体转动的方式地安装至气缸22，并能够沿活塞轴向往复运动。活塞23形成有环形槽23a以及沿活塞直径方向延伸的通孔23b。成对密封构 件28及29沿轴向彼此间隔预定距离，并分别在活塞23的轴向端部处介于 活塞23与气缸22之间，由此在活塞23与气缸22之间提供气密且液密的 密封。
环形槽23a在成对环形密封构件28及29之间形成在活塞23的外周 上，由此在活塞23与气缸22之间形成环形空间Rl。环形空间Rl通过气 缸22的轴向细长孔22a与形成在成对环形密封构件26及27之间的环形空 间R2连通。环形空间Rl及R2在活塞23轴向往复运动过程中保持体积不 变，并通过四个密封构件26、 27、 28及29被密封。环形空间Rl及R2等 共同用作用于容纳预定量润滑油的油腔。该油腔容纳轴承BR1及BR2、凸 轮构件24、凸轮随动件25、以及压縮盘簧Sp等。
凸轮构件24由一对凸轮套管24A及24B构成，它们以沿活塞轴向彼 此接触的方式设置，并与圆筒形构件21 —体(以轴向不可移动方式及不 可转动方式)安装。凸轮构件24与气缸22共轴设置。凸轮构件24具有其 轴向位置可改变的环形凸轮部24a。凸轮部24a是凸轮槽，该凸轮槽与凸 轮随动件25的滚珠25c配合。凸轮部24a具有承受来自凸轮随动件25的 滚珠25c的活塞轴向负载(图中的竖直负载)以及活塞径向负载(图中的 水平负载)的凸轮表面。该凸轮表面具有V形剖面，并具有沿气缸22的 周向的偶数个几何圆周(例如，两个几何圆周)。
凸轮随动件25具有在活塞23内分为两个零件的轴25a，以及安装至 轴25a的辊25b及滚珠25c。凸轮随动件25的轴25a设置在活塞23的通孔 23b内，以可沿活塞23的径向移动。凸轮随动件25的滚珠25c在沿活塞 径向延伸的端部处与凸轮构件24的凸轮部(凸轮槽)24a配合。通过与凸 轮构件24的相对转动，凸轮随动件25可沿轴向移动。
轴25a用作负载传递元件，其以可沿活塞23的径向(通孔23b的轴 向)移动的方式安装在活塞23的通孔23b内。安装在轴25a内的压縮盘簧 Sp沿活塞23的径向向外方向向轴25a施力。轴25a是支撑体，其以可旋 转的方式支撑辊25b，并在从活塞23的通孔23b突伸出的各个小直径端部 处以可旋转的方式支撑辊25b。
ii在可旋转地装配至轴25a的各个小直径端部的同时，辊25b可滚动地 装配在气缸22的各个轴向细长孔22a内。辊25b与凸轮随动件25的气缸 轴向移动相关地沿气缸22的各个轴向细长孔22a滚动。每一个辊25b均在 其外端处具有半球形的凹入轴承部。该轴承部可滚动地支撑各个球25c。
球25c是凸轮随动件25的凸出部，其被辊25b可滚动地支撑并与凸轮 构件24的凸轮部(凸轮槽)24a可滚动地配合。通过经由轴25a及辊25b 接收压縮盘簧Sp的弹性力，球25c与凸轮构件24的凸轮部(凸轮槽)24a 无间隙地弹性配合。
压縮盘簧Sp是施压装置，用于沿活塞23的径向将凸轮随动件25的 滚珠25c朝向凸轮构件24的凸轮部(凸轮槽)24a施压。压縮盘簧Sp以 预定预载安装在凸轮随动件25的轴25a的底部封闭安装孔内。
在气泵20中，当气缸22 (车轴轮毂11)在压力控制阀30的阀体31 被保持在图示位置的状态下旋转时，活塞23以及凸轮随动件25随着气缸 22 —体旋转，并相对于凸轮构件24相对旋转，由此轴向移动。因此，气 缸22的转动可转换为活塞23的往复运动。活塞23的往复运动可增大和减 小泵腔Ro的体积。因此，可通过抽吸单向阀Vi、连通通路31a以及抽吸/ 排放通路22c将空气引入泵腔Ro。可通过抽吸/排放通路22c、连通通路 31a以及排放单向阀Vo从泵腔Ro排放空气。
压力控制阀30安装在气缸盖22B内，并具有阀体31、止挡体32以及 压縮盘簧34，压縮盘簧34经由弹簧保持体33与阀体31配合，可控制阀 体31的移动时间及移动位置，并可通过调节设备40对施加至阀体31的力 进行调节。当轮胎气腔Rb的气压(P)降低至下限设定值Pl时，压力控 制阀30从工作状态(阀体31抵抗压縮盘簧34及52的施加力从图示位置 移动预定距离的状态)被切换至图示状态，由此从泵腔Ro向轮胎气腔Rb 供应增压空气。当从泵腔Ro向轮胎气腔Rb供应的增压空气的压力升高至 上限设定值P2 (PKP2)时，压力控制阀30从图示状态被切换至工作状 态，以限制(停止)从泵腔Ro向轮胎气腔Rb的增压空气的供应。
阀体31经由排放单向阀Vo以及安装在其外周的环形密封构件35以 气密方式并以沿气缸轴向可移动的方式安装在气缸盖22B中。阀体31形成气腔Ral，气腔Ral与排放通路22d连通，排放通路22d在阀体31与气 缸盖22B之间。阀体31形成气腔Ra2，气腔Ra2经由阀体31与止挡体32 之间的引入压力通路22e与排放通路22d连通。止挡体32在其内周安装有 环形密封构件36，并在其外周安装有环形密封构件37。止挡体32以气密 方式介于气缸盖22B与阀体31之间。止挡体32在车辆外侧的端部处在其 外周与气缸盖22B螺纹一体配合。
在压力控制阀30中，当轮胎气腔Rb的气压(P)降低到下限设定值 Pl而待升高至上限设定值P2时，将阀体31保持在图示位置。连通通路 31a与抽吸通路22f之间的连通被抽吸单向阀Vi阻断。抽吸单向阀Vi允许 空气从大气流入轮胎气腔Ro。排放单向阀Vo允许空气从泵腔Ro流向轮 胎气腔Rb (图示状态)。在此状态下，抽吸单向阀Vi阻断连通通路31a 与抽吸通路22f之间的连通，以对从泵腔Ro进入大气的空流进行限制。 排放单向阀Vo限制从轮胎气腔Rb进入泵腔Ro的气流。在此状态(压力 控制阀30的ON状态)下，活塞23伴随车轮组件B的旋转而进行的往复 运动将大气引入泵腔Ro并将增压空气从泵腔Ro排放至轮胎气腔Rb。
在压力控制阀30中，当轮胎气腔Rb的气压(P)升高至上限设定值 P2而待降低至下限设定值Pl时，阀体31抵抗压縮盘簧34及52的施加力 从图示位置移动预定距离，并且尽管具有抽吸单向阀Vi，连通通路31a也 与抽吸通路22f连通。抽吸单向阀Vi失去其功能(禁止逆流功能)。连通 通路31a与抽吸通路22f连通，以允许泵腔Ro与大气之间的空气流动。排 放单向阀Vo限制排放通路22d与连通通路31a之间(即，泵腔Ro与轮胎 气腔Rb之间)的气流。在阀体31抵抗压縮盘簧34及52的施加力从图示 位置移动预定距离的状态(工作状态)下，阀体31的台阶部与安装在止 挡体32的内周的密封构件36发生接触。在此状态(压力控制阀30的 OFF状态)，即使当活塞23伴随车轮组件B的旋转而往复运动时，引入 泵腔Ro的空气也会被压回至大气，并不会从泵腔Ro排放至轮胎气腔 Rb。
调节设备40具有支撑压力控制阔30的压縮盘簧34的另一端部(在阀 体31移动时不可移动的固定侧端部)的弹簧支撑件41，以及可调节弹簧支撑件41的位置的调节螺丝42。弹簧支撑件41检测压力控制阀30的ON 和OFF状态，并且是在用于检测调节螺丝42的移动量的行程传感器S3的 调节时可移动的部分。利用调节螺丝42，弹簧支撑件41可旋转地配合在 半球形的凸出部41A中。
调节螺丝42与弹簧支撑件41分离，并具有公螺纹部42a及大气连通 通路42b。，调节螺丝42以公螺纹部42a与气缸盖22B的母螺纹部22g螺 纹配合，以可向前和向后移动。调节螺丝42用作帽体，并从车辆的外侧 进行旋转。调节螺丝42在外侧端部处形成有六角头部42c，用于可拆卸地 安装手动操作调节工具(未示出)。大气连通通路42b装配有过滤器43。
当从泵腔Ro向轮胎气腔Rb供应的增压空气的压力(即，气腔Ral中 的气压(P))等于或高于比上限设定值P2更高的安全设定值P3时，安 全阀50将增压空气排放到大气。安全阀50具有阀体51和压縮盘簧52， 阀体51可打开和阻断设置在阀体31内的安全通路31c，压縮盘簧52在一 个端部(移动侧端部)处与阀体51配合并界定阀体51的移动时机(安全 通路31c的打开时机)。
阀体51沿气缸轴向可移动地安装在压力控制阀30的阀体31内，并与 行程传感器S3的杆部45 (在调节行程传感器S3时，该杆部能够以对可移 动部几乎无抵抗地沿气缸轴向相对移动)接触。压縮盘簧52与在另一端 部(固定侧端部)处与弹簧支撑件44 (其与弹簧支撑件41 一体)配合， 并可通过调节设备40对施加在阀体51上的作用力进行调节。在通过调节 设备40进行调节时，同时调节压縮盘簧34施加在压力控制阀30的阀体 31上的施加力。可以同时调节上限设定值P2和安全设定值P3。
在安全阀50中，设置在压力控制阀30的阀体31内的安全通路31c可 通过安装至阀体31的环形密封构件38与气腔Ral连通和阻断。压力控制 阀30的阀体31抵抗压縮盘簧34及52的作用力沿气缸轴向移动。气腔 Ral与安全通路31c经由密封构件38彼此连通。仅在此状态下，气腔Ral 中的压力才施加至安全通路31c以使安全阀50工作。
在此实施例中，如图1所示，压力传感器Sl的输出(表示轮胎气腔 Rb的气压(P)的电信号)、温度传感器S2的输出(表示轮胎气腔Rb的气温(T)的电信号)、以及行程传感器S3的输出(表示压力控制阀30
的ON和OFF状态的电信号以及表示调节螺丝42的移动量的电信号)被 无线输入至电子控制单元ECU。表示由车速传感器S4检测并输出的车速 (或车轮速度(Wr))的电信号以及表示从车载导航设备NAV输出的当 前位置到特定位置的距离(Yl至Y6)、从当前位置到特定位置的预定时 间(Z1至Z6)、从当前位置到特定位置的直路比例(cd至G6)、以及特 定位置的电信号被输入电子控制单元ECU。
电子控制单元ECU电连接至仪器面板显示单元ID，其可显示包括轮 胎气腔Rb的气压系统(具有轮胎气腔Rb以及与其连通的空气通路的系 统)的泄漏判定结果，气压产生设备A的判定结果("气压产生正常"或 "气压产生异常")，当前位置的轮胎危险判定结果("在当前位置存在 轮胎危险"或"在当前位置不存在轮胎危险")，特定位置的轮胎危险判 定结果("在特定位置存在轮胎危险"或"在特定位置不存在轮胎危 险")，以及"推荐路径Xx"。
电子控制单元ECU具有在每个预定计算周期(例如，l秒)重复执行 与图4和图5的流程图对应的程序并在每次驾驶员(驾乘者)指定特定位 置时执行与图6的流程图对应的程序的微型计算机。在基于压力传感器 Sl、温度传感器S2、行程传感器S3及车速传感器S4的输出来驱动轮胎气 压产生设备A时，电子控制单元ECU可计算出包括轮胎气腔Rb的气压系 统内的剩余气体重量M (Mo)，离开包括轮胎气腔Rb的气压系统的泄漏 气流速率Mr，以及从气压产生设备A向轮胎气腔Rb排放的排放气流速率 Md。电子控制单元ECU还可基于剩余气体重量M (Mo)、泄漏气流速率 Mr、排放气流速率Md以及车载导航设备NAV的输出来计算当前位置的 轮胎危险判定结果以及特定位置的轮胎危险判定结果。
路上导航设备NAV具有已知的各种功能，包括以下功能对到达由 驾驶员指定的点(特定位置)的路径进行搜索的特定位置路径搜索功能 外，具体而言，与驾驶中的要求(例如，优选高速公路和优选普通公路 等)对应的路径XI以及多条(例如，五条)路径X2至X6;计算由特定 位置路径搜索功能搜索到的路径XI至X6的总距离Yl至Y6 (从当前位
15置到特定位置的距离)并将其输出至电子控制单元ECU的功能；计算路
径XI至X6的预定时间Zl至Z6 (从当前位置到达特定位置所需的时间) 并将其输出至电子控制单元ECU的功能；计算XI至X6的从当前位置到 达特定位置的直路比例(cd至W)并将其输出至电子控制单元ECU的功 能；以及将由驾驶员指定的点(特定位置)输出至电子控制单元ECU的 功能。
在如上所述构造的实施例中，当车辆的点火开关(未示出)处于ON 时，可以使用车载导航设备NAV。电子控制单元ECU的微型计算机在每 个预定计算周期(例如，1秒)重复执行与图4及图5的流程图对应的程 序。当车辆停止和车辆行驶时压力控制阀30处于OFF时(增压空气不能 供应至轮胎气腔Rb)，计算从包括轮胎气腔Rb的气压系统离开的泄漏气 流速率Mr (g/秒)，并基于泄漏气流速率Mr来判定包括轮胎气腔Rb的 气压系统的泄漏。当车辆行驶时压力控制阀30处于ON时(可向轮胎气腔 Rb供应增压空气)，计算从气压产生设备A向轮胎气腔Rb排放的排放气 流速率Md (g/秒)，并基于排放气流速率Md以及此时的车速(车轮速 度)Wr (m/秒)来计算每单位距离的排放空气量Qi (g/m)，由此判定气 压产生设备A是正常还是异常。
电子控制单元ECU的微型计算机在图4的步骤101中开始处理并在步 骤S102中读取并存储压力传感器SI的输出(P)、温度传感器S2的输出 (T)、以及车速传感器S4的输出(Wr)。电子控制单元ECU的微型计 算机在步骤103中基于气态方程P-Vo=M-R-T以及输出值(P， T)来计算 并存储包括轮胎气腔Rb的气压系统的剩余气体重量M。在气态方程中，P 是"绝对压力"，T是"绝对温度"，而M是"气体重量"。Vo是"包 括轮胎气腔Rb的气压系统的体积"，而R是"空气的气体常数"。Vo及 R通过实验或分析确定，并被作为不变值(常量)进行存储。
在图4的步骤104中，电子控制单元ECU的微型计算机判定车速传感 器S4的输出(Wr)是否为零(气压产生设备A是否停止并且增压空气不 能被供应至轮胎气腔Rb)。如果"是"(增压空气不能被供应至轮胎气 腔Rb)，则电子控制单元ECU的微型计算机执行步骤105。如果"否"，则其执行图5的步骤112。
在图4的步骤105中，电子控制单元ECU的微型计算机将步骤103中获得的剩余气体重量M (当前计算值)与剩余气体重量Mo (先前计算值，即，当l秒前执行程序时的计算值)。当此剩余气体重量M小于先前剩余气体重量Mo时(当空气从包括轮胎气腔Rb的气压系统泄漏时)，电子控制单元ECU的微型计算机将此判定为"是"，以执行步骤第一透镜单元106和107。当此剩余气体重量M不小于先前剩余重量Mo时，将此判定为"否"，以执行步骤109、 llO和lll。
在图4的步骤106中，电子控制单元ECU的微型计算机根据先前剩余气体重量Mo与当前剩余气体重量M的差值(Mo-M)来计算并存储泄漏气流速率Mr。在步骤107，电子控制单元ECU的微型计算机判定泄漏气流速率Mr是否大于预定泄漏允许上限值Mrl。如果"是"，则电子控制单元ECU的微型计算机执行步骤108、 110及111。如果"否"，则其执行步骤'109、 110及111。
在图4的步骤108中，电子控制单元ECU的微型计算机命令显示"泄漏异常"。仪器面板显示单元ID显示"泄漏异常"。在步骤109，电子控制单元ECU的微型计算机命令显示"泄漏正常"。仪器面板显示单元ID显示"泄漏正常"。在步骤110，电子控制单元ECU的微型计算机将当前剩余气体重量M重写为先前剩余气体重量Mo，并将其存储。在步骤111，电子控制单元ECU的微型计算机结束对上述程序的执行。
在图5的步骤112，电子控制单元ECU的微型计算机基于行程传感器S3的输出(表示压力控制阀30的ON和OFF状态的电信号)来判定压力控制阀30是否处于ON (压力控制阀30是否可向轮胎气腔Rb供应增压空气)。如果"是"，则电子控制单元ECU的微型计算机执行图5的步骤113、 114、 115、 116及117。如果"否"，则其返回至图4的步骤105以执行步骤105。
在图5的步骤113中，电子控制单元ECU的微型计算机基于当前剩余气体重量M与先前剩余气体重量Mo之间的差值(M-Mo)来计算并存储从气压产生设备A向包括轮胎气腔Rb的气压系统供应的供应气流速率Mp。在步骤114，电子控制单元ECU的微型计算机参考基于车速传感器
S4的输出(Wr)的对照图(该图(未示出)表示气压产生设备A的排放允许下限值Mdl与车速之间的关系)以获得并存储气压产生设备A的排放允许下限值Mdl。
在图5的步骤115中，电子控制单元ECU的微型计算机根据在步骤113获得的供应气流速率Mp以及在图4的步骤106获得的泄漏气流速率Mr，计算并存储在驱动气压产生设备A时从气压产生设备A向轮胎气腔Rb排放的排放气流速率Md。在步骤116中，电子控制单元ECU的微型计算机根据在步骤115获得的排放气流速率Md以及车速(Wr)来计算并存储每单位距离的排放空气量Qi (g/m)。
在图5的步骤117中，电子控制单元ECU的微型计算机判定在步骤115获得的排放气流速率Md是否小于在步骤114获得的排放允许下限值Mdl。如果"是"，则电子控制单元ECU的微型计算机执行步骤118，然后执行图4的步骤110及111。如果"否"，则其执行步骤119，然后执行图4的步骤IIO及111。
在图5的步骤118中，电子控制单元ECU的微型计算机命令显示"气压产生异常"。仪器面板显示单元ID显示"气压产生异常"。在步骤119，电子控制单元ECU的微型计算机命令显示"气压产生正常"。仪器面板显示单元ID显示"气压产生正常"。
在本实施例中，当车辆的点火开关(未示出)处于ON时，可以使用车载导航设备NAV。驾驶员使用车载导航设备NAV来与要求(例如，优选高速公路以及优选普通公路等) 一起输入特定位置。车载导航设备NAV执行已知的操作(包括搜索从当前位置到特定位置的路径XI至X6的操作)，并向电子控制单元ECU输出路径X1至X6的总距离Yl至Y6，路径XI至X6的预定时间Zl至Z6，在路径X1至X6上从当前位置到特定位置的直路比例al至q6，以及由驾驶员指定的点(特定位置)。电子控制单元ECU的微型计算机执行与图6的流程图对应的程序，并判定当前位置轮胎危险以及特定位置轮胎危险。驾驶员的特定位置输入可以是时间(例如， 一小时后的点)，而不是输入前的位置名称，设定目的地
18并确定路径X1。
在图6的步骤201中，电子控制单元ECU的微型计算机开始进行处理，并在步骤202中，其读取并存储压力传感器Sl的输出(P)以及车载导航设备NAV的输出(路径X1至X6的总距离Yl至Y6，路径XI至X6的预定时间Zl至Z6，路径XI至X6的直路比例cd至o6，以及特定位置)。电子控制单元ECU的微型计算机在步骤203判定轮胎气腔Rb在当前位置的气压(P)是否低于轮胎危险判定基准值Po (Po<Pl)。如果"是"，则电子控制单元ECU的微型计算机执行步骤204、 206、 207及208。如果"否"，则其执行步骤205及215。
在图6的步骤204中，电子控制单元ECU的微型计算机命令显示"在当前位置存在轮胎危险"。仪器面板显示单元ID显示"在当前位置存在轮胎危险"。在图6的步骤205中，电子控制单元ECU的微型计算机命令显示"在当前位置不存在轮胎危险"。仪器面板显示单元ID显示"在当前位置不存在轮胎危险"。
在图6的步骤206中，电子控制单元ECU的微型计算机计算并存储在路径XI至X6上行驶时轮胎气腔Rb在特定位置的气压(Psl至Ps6)。在此情况下，通过将通过在图5的步骤116中获得的每单位距离排放空气量Qi (g/m)与在图6的步骤202中获得的路径XI至X6的总距离Yl至Y6(m)的乘积而获得的空气供应量加上在图4的步骤103或110获得的包括轮胎气腔Rb的气压系统在当前位置的剩余气体重量M或Mo得到和值，并通过从上述和值减去通过在图4的步骤106中获得的泄漏气流速率Mr (g/秒)与在图6的步骤202中获得的路径XI至X6的预定时间Zl至Z6 (秒)的乘积而获得的空气泄漏量，来计算并存储包括轮胎气腔Rb的气压系统在特定位置的剩余空气重量(Msl至Ms6)(例如，在路径XI的情况下，Msl=M+QixYl-MrxZl)。
基于如上所述计算得到的剩余空气重量(Msl至Ms6)利用气态方程来计算并存储在路径XI至X6上行驶时轮胎气腔Rb在特定位置的气压(Psl至Ps6)(例如，在路径Xl的情况下，Psl'Vo=Msl'Ryr)。气态方程的Vo、 R及T是与图4的步骤103中相同的值。在图6的步骤207中，电子控制单元ECU的微型计算机基于在图6的步骤202中获得的路径XI至X6的直路比例al至来计算并存储在路径XI至X6上行驶时的轮胎负载系数Kbl至Kb6。轮胎负载系数Kbl至Kb6根据施加在车轮组件B的车轮B2上的负载的增大而增大，并根据路径的直路比例增大接近"1"而减小。
在图6的歩骤208中，电子控制单元ECU的微型计算机判定在与驾驶员的要求对应的路径XI上行驶时轮胎气腔Rb在特定位置的气压Psl是否小于考虑轮胎负载而校正的轮胎危险判定基准值Po/Kbl。如果"是"，则电子控制单元ECU的微型计算机执行步骤209、 211及212。如果"否"，则其执行步骤210及215。
在图6的步骤209中，电子控制单元ECU的微型计算机命令显示"在特定位置存在轮胎危险"。仪器面板显示单元ID显示"在特定位置存在轮胎危险"。在图6的步骤210中，电子控制单元ECU的微型计算机命令显示"在特定位置不存在轮胎危险"。仪器面板显示单元ID显示"在特定位置不存在轮胎危险"。在图6的步骤211中，电子控制单元ECU的微型计算机从在步骤206中获得的气压Psl至Ps6中选择最大值Px，并将其与路径(推荐路径Xx) —同存储。
在图6的步骤212中，电子控制单元ECU的微型计算机判定在歩骤211中选择的气压的最大值Px (Psl至Ps6中一者)是否小于考虑轮胎负载而校正的轮胎危险判定基准值Po/Kbx (Kbl至Kb6中与Px对应的一个)。如果"是"，电子控制单元ECU的微型计算机执行步骤213及215。如果"否"，其执行步骤214及215。
在图6的步骤213中，电子控制单元ECU的微型计算机命令显示"在特定位置存在轮胎危险"以及"推荐路径Xx"。仪器面板显示单元ID显示"在特定位置存在轮胎危险"以及"推荐路径Xx"。在图6的步骤214中，电子控制单元ECU的微型计算机命令显示"在特定位置不存在轮胎危险"以及"推荐路径Xx"。仪器面板显示单元ID显示"在特定位置不存在轮胎危险"以及"推荐路径Xx"。在步骤215，电子控制单元ECU的微型计算机结束程序的执行。总而言之，在本实施例中，可以根据通过执行图6的步骤208获得的特定位置的轮胎危险判定结果来判定在特定位置的轮胎危险。根据在仪器
面板显示单元ID上显示"在特定位置存在轮胎危险"的判定结果，能够告知驾驶员需要在车辆从当前位置到达特定位置之前立即修理轮胎B2。根据在仪器面板显示单元ID上显示的"在特定位置不存在轮胎危险"的判定结果，能够告知驾驶员在车辆从当前位置到达特定位置之前均无需修理轮胎B2。可以很好的时机来执行对车轮B2的修理以避免轮胎危险。
在本实施例中，可以根据通过执行图6的步骤203获得的当前位置轮胎危险的判定结果来判定在当前位置的轮胎危险。可以根据通过执行图6的步骤208获得的特定位置的轮胎危险判定结果来判定在特定位置的轮胎危险。根据在仪器面板显示单元ID上显示的"在特定位置存在轮胎危险"以及"在当前位置存在轮胎危险"的判定结果，能够告知驾驶员需要在当前位置立即修理轮胎B2。
根据在仪器面板显示单元ID上显示的"在特定位置不存在轮胎危险"以及"在当前位置不存在轮胎危险"的判定结果，能够告知驾驶员无需修理轮胎B2。根据在仪器面板显示单元ID上显示的"在特定位置存在轮胎危险"以及"在当前位置不存在轮胎危险"的判定结果，能够告知驾驶员当车辆从当前位置到达特定位置时需要修理轮胎B2。根据在仪器面板显示单元ID上显示的"在特定位置不存在轮胎危险"以及"在当前位置存在轮胎危险"的判定结果，能够告知驾驶员需要修理轮胎B2，并且在车辆从当前位置到达特定位置之前无需修理轮胎B2。
在本实施例中，执行图6的步骤213及214以在仪器面板显示单元ID上显示"推荐路径Xx"。推荐路径Xx是当车辆从当前位置行驶至特定位置时轮胎气腔Rb的气压(Psl至Ps6)最大的路径(XI至X6中的一者)。可经由在特定位置的轮胎危险程度最低的路径(即，推荐路径Xx)来从当前位置行驶至特定位置。
在上述实施例中，在图4的步骤103中的气态方程中，包括轮胎气腔Rb的气压系统的体积是常量(Vo)。其可以是根据轮胎气腔Rb的气压(P)及气温(T)改变的体积(V)。在此情况下，相较于上述实施例，可以高精度计算气压系统中的剩余气体重量M、泄漏气流速率Mr及供应
气流速率Mp。在本发明的实施例中，上述实施例的气温(T)是常量 (To)，并可以简单计算出气压系统中的剩余气体重量M、泄漏气流速率 Mr及供应气流速率Mp。在此情况下，就无需温度传感器S2，由此可简化 用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定装置。
在上述实施例中，在仪器面板显示单元ID上显示各种判定结果以告 知驾驶员(驾乘者)。可通过扬声器利用声音来向驾驶员(驾乘者)告知 判定结果。在上述实施例中，气压产生设备A通过车轮组件B的旋转而被 驱动。气压产生设备可由电动机驱动。
在上述实施例中，基于路径XI至X6的直路比例od至a6来计算轮胎 B2上的负载(轮胎负载系数Kbl至Kb6)。可基于弯路比例(弯路总距 离/路径总距离)以及包含车辆有效载荷的车辆总重来进行计算。
权利要求
1. 一种用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备，包括压力传感器，其对所述车辆的所述车轮组件的轮胎气腔的气压进行检测；气压产生设备，其能够向所述轮胎气腔供应增压空气；供应气流速率计算装置，其用于在所述车辆在具体路径上从当前位置行驶到特定位置时对从所述气压产生设备向所述轮胎气腔供应的供应气流速率进行计算；泄漏气流速率计算装置，其用于在所述车辆在所述具体路径上从所述当前位置行驶到所述特定位置时对从所述轮胎气腔泄漏的泄漏气流速率进行计算；轮胎气压计算装置，其用于根据由所述压力传感器所检测的所述轮胎气腔在所述当前位置的气压、由所述供应气流速率计算装置所计算的所述供应气流速率、以及由所述泄漏气流速率计算装置所计算的所述泄漏气流速率来对所述轮胎气腔在所述特定位置的气压进行计算；以及特定位置轮胎危险判定装置，其用于根据由所述轮胎气压计算装置所计算的所述轮胎气腔在所述特定位置的气压来对在所述特定位置的轮胎危险进行判定。
2. 根据权利要求1所述的用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备， 还包括当前位置轮胎危险判定装置，其用于根据由所述压力传感器所检测 的所述轮胎气腔在所述当前位置的气压来对在所述当前位置的轮胎危险进 行判定。
3. 根据权利要求1所述的用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备， 还包括特定位置轮胎危险告知装置，其能够将由所述特定位置轮胎危险判 定装置所判定的在所述特定位置的轮胎危险告知驾乘者。
4. 根据权利要求2所述的用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备， 还包括当前位置轮胎危险告知装置，其能够将由所述当前位置轮胎危险判 定装置所判定的在所述当前位置的轮胎危险告知驾乘者。
5. 根据权利要求2所述的用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备， 还包括当前位置轮胎危险告知装置，其能够将由所述当前位置轮胎危险判 定装置所判定的在所述当前位置的轮胎危险告知驾乘者；以及特定位置轮 胎危险告知装置，其能够将由所述特定位置轮胎危险判定装置所判定的在所述特定位置的轮胎危险告知所述驾乘者。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的用于车辆的车轮组件的轮胎危 险判定设备，其中可通过所述车轮组件的旋转来驱动所述气压产生设备。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备，还包括轮胎负载计算装置，其用于在所述车辆在所述具体 路径上从所述当前位置行驶到所述特定位置时对施加在所述车轮组件的所 述轮胎上的负载进行计算；以及轮胎危险修正装置，其用于根据由所述轮胎负载计算装置所计算的所述轮胎负载来对由所述特定位置轮胎危险判定 装置所判定的所述轮胎危险进行修正。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备，其中所述具体路径是从多个预定路径所选择的一条路径。
9. 根据权利要求8所述的用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备，还包括不同路径供应气流速率计算装置，其用于在所述车辆在不同于所述具体路径的路径上从所述当前位置行驶到所述特定位置时对从所述气压产生设备向所述轮胎气腔供应的供应气流速率进行计算；不同路径泄漏气 流速率计算装置，其用于在所述车辆在不同于所述具体路径的所述路径上 从所述当前位置行驶到所述特定位置时对从所述轮胎气腔泄漏的泄漏气流 速率进行计算；不同路径轮胎气压计算装置，其用于根据由所述压力传感 器所检测的所述轮胎气腔在所述当前位置的气压、由所述不同路径供应气 流速率计算装置所计算的所述供应气流速率、以及由所述不同路径泄漏气 流速率计算装置所计算的所述泄漏气流速率来对所述轮胎气腔在所述特定 位置的气压进行计算；以及推荐路径告知装置，其用于根据由所述不同路 径轮胎气压计算装置以及所述轮胎气压计算装置所计算的所述气压来选择 在所述特定位置具有最低轮胎危险程度的路径，并向所述驾乘者告知所述 路径。
全文摘要
用于车辆的车轮组件的轮胎危险判定设备具有检测轮胎气腔(Rb)的气压的压力传感器(S1)，向轮胎气腔(Rb)供应增压空气的气压产生设备(A)，电子控制单元(ECU)，以及仪器面板显示单元(ID)。电子控制单元(ECU)具有用于对在当前位置与特定位置之间从气压产生设备(A)向轮胎气腔(Rb)供应的供应气流速率进行计算的供应气流速率计算装置，用于对在当前位置与特定位置之间从轮胎气腔(Rb)泄漏的泄漏气流速率进行计算的泄漏气流速率计算装置，用于基于轮胎气腔(Rb)在当前位置的气压、供应气流速率和泄漏气流速率来对轮胎气腔(Rb)在特定位置的气压进行计算的轮胎气压计算装置，以及用于基于轮胎气腔(Rb)在特定位置的气压来对特定位置的轮胎危险进行判定的特定位置轮胎危险判定装置。
文档编号B60C23/12GK101460322SQ20078002033
公开日2009年6月17日 申请日期2007年5月15日 优先权日2006年5月31日
发明者矶野宏 申请人:丰田自动车株式会社