专利名称：胎压控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及胎压控制设备，其具有能够向车轮组件的轮胎气腔供应 压縮空气的气泵，以及布置于在气泵与轮胎气腔之间延伸的空气通路中 的并适于对轮胎气腔内的胎压进行控制的控制阀装置。
背景技术：
例如在日本专利申请早期公开(kokai)号H7-137515中揭示了上述 类型的胎压控制设备。
在上述文献中揭示的胎压控制设备中，能够检测胎压的压力传感器 被布置于在轮胎气腔与控制阀装置之间延伸的空气通路中，并根据压力 传感器检测的压力来对控制阀装置的工作进行电控。胎压控制设备可操 作气泵，并在布置于压力传感器与轮胎气腔之间的手动气门关闭的情况 下使控制阀装置进入打开状态(从气泵向其中布置有压力传感器的空气 通路供应压縮空气的状态)；通过使用压力传感器来感测此时空气通路 内气压的改变；并在气压上升速率低于预定速率时判定在空气通路中已 经发生诸如漏气之类的异常情况。
但是，在假定气泵工作正常的情况下进行对是否已经发生诸如漏气 之类的异常情况的上述判定。因此，如果气泵并未正常工作(例如，气 泵的排气功能已经劣化)，则不能检测到上述情况(气泵排放异常)。 在此情况下，无论是否发生了异常漏气，但气压上升速率变得低于预定 速率，由此导致错误判定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种胎压控制设备，其能够不使用压力传感 器来检测气泵的排放异常。
本发明提供了一种胎压控制设备，其包括气泵，其能够将压縮空气供应至车轮组件的轮胎气腔；以及机械控制阀装置，其被布置于在所述 气泵与所述轮胎气腔之间延伸的空气通路中，并适于对所述轮胎气腔内 的胎压进行控制。所述控制阀装置在所述胎压在已经下降至下限设定值 之后从所述下限设定值上升至上限设定值的时段期间，处于所述控制阀 装置允许从所述气泵向所述轮胎气腔供应压縮空气的允许状态。所述控 制阀装置在所述胎压在己经上升至所述上限设定值之后从所述上限设定 值下降至所述下限设定值的时段期间，处于所述控制阀装置禁止从所述 气泵向所述轮胎气腔供应压縮空气的禁止状态。上述胎压控制设备还包 括值状态检测传感器，其用于对所述控制阀装置是处于所述允许状态还
是处于所述禁止状态进行检测；时间测量装置，其用于对压力下降时间 以及压力上升时间进行测量，所述压力下降时间是从所述控制阀装置进 入所述禁止状态开始并在所述控制阀装置进入所述允许状态时结束的时 段，所述压力上升时间是从所述控制阀装置进入所述允许状态开始并在 所述控制阀装置进入所述禁止状态时结束的时段；以及排气流率计算装 置，其用于根据所述压力下降时间以及所述压力上升时间对从所述气泵 向所述轮胎气腔排放的空气的流率进行计算。
所述排气流率计算装置可以包括空气量增大速率计算装置，其用 于根据所述压力上升时间以及空气量差异来计算空气量增大速率，所述 空气量增大速率是在所述压力上升时间期间在包括所述轮胎气腔的空气 回路内的空气量增大的速率，所述空气量差异是在所述控制阀装置进入 所述禁止状态时在所述空气回路内保留的空气量与在所述控制阀装置进 入所述允许状态时在所述空气回路内保留的空气量之间的差异；空气量 减小速率计算装置，其用于根据所述压力下降时间以及所述空气量差异 来计算空气量减小速率，所述空气量减小速率是在所述压力下降时间期 间在所述空气回路内的空气量减小的速率；以及供气流率计算装置，其 用于基于所述空气量增大速率以及所述空气量减小速率，对从所述气泵 朝向所述轮胎气腔排放的空气的流率进行计算。
因为根据本发明的胎压控制设备包括根据压力下降时间以及压力上 升时间对从气泵向轮胎气腔排放的空气的流率进行计算的排气流率计算装置，故能够获得从气泵排放的空气的流率，并能够根据该空气流率 (排气流率)对气泵的排放功能(能力)进行判定。此外，无需使用压
力传感器即可进行上述判定，从而可以低成本实现上述判定。
在根据本发明的胎压控制设备中，可以根据压力下降时间来对空气
量减小速率(其是包括轮胎气腔在内的空气回路内的空气量减小的速率 (从空气回路泄露的空气的流率))进行计算，并能够根据空气量减小
速率来对包括轮胎气腔的空气回路的漏气异常进行检测。
本发明还可以包括流率判定装置，其用于判定从所述气泵向所述轮
胎气腔排放的空气的流率是否大于设定值；以及报告装置，其用于报告
所述流率判定装置进行的判定的结果。在此情况下，可以通过报告装置
向驾驶员报告气泵的排放功能的状态(正常或异常)。
图1是示意性地示出根据本发明的胎压控制设备的一个实施例的框图。
图2是示出图1所示的轮胎气腔、气泵、以及控制阀装置的一部分
的详细垂直剖视图。
图3是图1和图2所示的气泵和控制阔装置的剖视图。 图4是示出由图1所示的电控设备的微计算机执行的程序例程的流 程图。
图5是示出由图1的微计算机执行的子例程的流程图。 图6是示出在图1至图5所示的实施例中胎压与时间之间关系的时 序图。
具体实施例方式
以下将参考附图描述本发明的实施例。图1示意性地示出了根据本 发明的胎压控制设备。该胎压控制设备包括能够经由控制阀装置VA向 车轮组件B的(由图2所示的车轮Bl及轮胎B2形成的)轮胎气腔Rb 供应压縮空气的气泵AP。
如图2及图3所详示，气泵AP及控制阀装置VA被安装至与车轮组件B—同转动的轴毂11。驱动轴12被花键连接至轴毂11的内侧端部，
由此将轴毂11与驱动轴12连接以用于转矩传递。通过锁止螺母13来确 保轴毂11与驱动轴12之间的连接。
气泵AP (也可被称为空气压縮机)通过对大气空气的绝热压縮而产 生压縮空气。气泵AP随着车轮组件B的转动而被驱动，并在车轮组件 B停止时停止。气泵AP可将通过车轮组件B的转动而产生的压縮空气经 由压力控制阀30供应至车轮组件B的轮胎气腔Rb。气泵AP包括不可转 动圆筒形构件21、形成在轴毂11的轴部lla上的可转动气缸22、可往 复运动的活塞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)以不可转动的方式支撑。通过 一对轴承Brl及Br2以及一对环形密封构件26及27，气缸22以绕车轮 组件B的轴线可转动的方式并以液密的方式被支撑在圆筒形构件21的内 部。成对的轴承Brl及Br2在轴向上彼此分隔开预定距离，并在轴向上 将凸轮构件24夹置于其两者之间的同时被置于圆筒形构件21与气缸22 之间，由此使得气缸22可相对于圆筒形构件21转动。成对的环形密封 构件26及27在轴向方向上彼此间隔开预定距离，并在轴向上将凸轮构 件24以及轴承Brl及Br2夹置于两者之间的同时被置于圆筒形构件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以及气密并可拆卸地与气缸体22A的外侧 端部螺纹配合的气缸体盖22B。气缸体22A—体地形成在轴毂11的轴部 lla上，并包括一对轴向细长孔22a及在气缸22的轴向上延伸的气缸膛 22b。气缸体盖22B是气密并可拆卸地安装至轴毂11的、底部封闭管状 止挡构件，并包括抽吸排放路径22c、排放路径22d、压力引入路径 22e、以及抽吸路径22f。
成对的轴向细长孔22a共同地用作导引装置，导引装置用于以使活 塞23及凸轮随动件25可与气缸22 —同转动并可在活塞23的轴向上往 复运动的方式导引活塞23及凸轮随动件25。成对的轴向细长孔22a在气 缸22的周向上彼此分隔180度布置。气缸膛22b容纳活塞23。气缸膛 22b的外侧端部被气缸体盖22B封闭。气缸膛22b与气缸体盖22B及活塞23 —起形成泵腔Ro。
抽吸排放路径22c总是与设置在压力控制阀30的阀体31中的连通 路径31a相连通。抽吸排放路径22c可将空气通过安装至气缸体盖22B 的(由具有V形横截面的环形密封构件形成的)抽吸单向阀Vi引入泵腔 Ro，并可将空气通过安装至压力控制阀30的阀体31的(由具有V形横 截面的环形密封构件形成的)排放单向阀Vo从泵腔Ro引出。
排放路径22d将经由排放单向阀Vo排放到气腔Ral中的压縮空气引 入设置在轴毂11中的排放路径lib内。排放路径22d包括设置在气缸体 盖22B中并在其径向上延伸的连通孔22dl以及设置在气缸体盖22B的外 周上的连通槽22d2。如图2所示，设置在轴毂11中的排放路径llb通过 设置在车轮B1中的连通路径Ba与轮胎气腔Rb连通。
压力引入路径22e是设置在气缸体盖22B中并在气缸体盖22B的径 向上延伸的连通孔。压力引入路径22e适于将排放路径22d内压縮空气 的压力引入形成在压力控制阀30的阀体31与止挡器32之间的气腔Ra2 内。抽吸路径22f总是与设置在压力控制阀30的阀体31中的大气连通路 径31b连通。抽吸路径22f与设置在压力控制阀30的阀体31中连通路径 31a之间的连通可以被建立和切断。设置在阀体31中的大气连通路径 31b通过形成在调节器40的调节螺纹件42中的大气连通路径42b而总是 与大气连通。
活塞23经由一对环形密封构件28及29被插入气缸22的气缸膛22b 内，并以可一同转动的方式和能够轴向往复运动的方式被安装至气缸 22。活塞23具有环形槽23a以及在其径向上延伸的通孔23b。成对的环 形密封构件28及29在活塞23的轴向方向上彼此被分隔开预定距离，并 分别在活塞23的各个轴向端部处被置于活塞23与气缸22之间，由此在 活塞23与气缸22之间提供了气密及液密密封。
环形槽23a在成对的环形密封构件28及29之间被形成在活塞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 通过形成在气缸22中的轴向细长孔22a与形成在成对的环形密封构件26 与27之间的环形空间R2连通。环形空间Rl及R2在活塞23的轴向往复运动期间保持容积不变，并通过四个密封构件26、 27、 28及29密 封。环形空间Rl及R2等共同起用于容纳预定量润滑油的油腔的作用。 该油腔容纳轴承Brl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由一对凸轮套筒24A及24B构成，并(以轴向不可运 动的方式以及不可转动的方式)被一体安装至圆筒形构件21，凸轮套筒 24A及24B被设置为在活塞23的轴向方向上彼此接触。凸轮构件24与 气缸22同轴设置。凸轮构件24具有其轴向位置可变的环形凸轮部24a。 凸轮部24a是凸轮槽，其中装配有各个凸轮随动件25的滚珠25c。凸轮 部24a具有从凸轮随动件25的滚珠25c接收沿活塞的轴向的负载(沿图 3中水平方向的负载)以及沿活塞的径向的负载(沿图3中竖直方向的负 载)的凸轮面。该凸轮面具有V形横截面，并沿气缸22的周向具有偶数 个几何循环(例如，两个几何循环)。
每个凸轮随动件25均具有在活塞23内划分为两件的轴25a，以及安 装至轴25a的辊25b及滚珠25c。每个凸轮随动件25的轴25a均以在活 塞23的径向上可动的方式被安装在活塞23的通孔23b内。每个凸轮随 动件25均在活塞径向上延伸的端部处(即，滚珠25c处)与凸轮构件24 的凸轮部(凸轮槽)24a配合。通过相对于凸轮构件24的相对转动，凸 轮随动件25可在活塞23的轴向上移动。
每个轴25a均起负载传递元件的作用，其以在活塞23的径向上(通 孔23b的轴向上)可动的方式被安装在活塞23的通孔23b内。压縮盘簧 Sp被安装在轴25a内，并在活塞23的径向向外方向上对轴25a施力。轴 25a是可转动地支撑辊25b的支撑体。辊25b以可转动的方式被支撑在从 活塞23的通孔23b突伸出的各个小直径端部处。
在以可转动的方式被装配至轴25a的各个小直径端部的同时，辊25b 以可滚动的方式被装配在气缸22的各个轴向细长孔22a内。辊25b可随 着凸轮随动件25的轴向运动而沿气缸22的各个轴向细长孔22a滚动。 每个辊25b均在其轴向外端处具有半球凹入承载部。辊25b的承载部可 转动地支撑各个滚珠25c。每个滚珠25c均是凸轮随动件25的突出部，其由辊25b可滚动地支 撑，并以可滚动的方式与凸轮构件24的凸轮部(凸轮槽)24a配合。每 个滚珠25c均经由轴25a及辊25b承受压縮盘簧Sp的排斥力，并与凸轮 构件24的凸轮部(凸轮槽)24a无间隙弹性配合。
压縮盘簧Sp是用于在活塞23的径向上将凸轮随动件25的滚珠25c 压向凸轮构件24的凸轮部(凸轮槽)24a的推压装置。压縮盘簧Sp在预 定预载下被安装在凸轮随动件25的轴25a的底部封闭安装孔内。
在如此设置的气泵AP中，当气缸22 (轴毂11)与保持在图2及图 3所示位置的压力控制阀30的阀体31 —同转动时，活塞23及凸轮随动 件25与气缸22—体转动，并进行相对于凸轮构件24的相对转动，由此 轴向运动。由此，气缸22的转动运动可被转换为活塞23的往复运动。 活塞23的往复运动可增大和减小泵腔Ro的容积。由此，可以通过总是 与大气连通的大气连通路径31b、抽吸路径22f、抽吸单向阀Vi、连通路 径31a、以及抽吸排放路径22c将空气引入泵腔Ro。此外，可将空气通 过抽吸排放路径22c、连通路径31a、以及排放单向阀Vo从泵腔Ro排放 (即，可以产生供应至轮胎气腔Rb内的压縮空气)。
控制阀装置VA是机械控制阀，如图2所示其被布置在气泵AP与轮 胎气腔Rb之间的空气通道中，并根据胎压(即，轮胎气腔Rb内的空气 压力)而工作；并包括压力控制阀30、调节器40、以及共轴布置在压力 控制阀30内的溢流阀50。控制阔装置VA及气泵AP共轴布置在轴毂11 的轴部(转轴)lla内。
压力控制阀30被安装在气缸体盖22B内，并包括阀体31、止挡器 32、以及压縮盘簧34。压縮盘簧34经由弹簧保持器33与阔体31配合， 并可控制阀体31的运动时机及运动位置。可以通过调节器40来对施加 至阀体31的压縮盘簧34的推力(弹性力)进行调节。当轮胎气腔Rb的 气压(P)已经下降至下限设定值P1时，压力控制阀30将其状态从工作 状态(阀体31己经抵抗压縮弹簧34及压縮弹簧52的推力从图2及图3 所示的位置移动了预定距离的状态)改变至图2及图3所示的状态，由 此可将压縮空气从泵腔Ro供应至轮胎气腔Rb。当从泵腔Ro供应至轮胎气腔Rb的压縮空气的压力增大至上限设定值P2 (PKP2)时，压力控制 阀30将其状态从图2及图3所示的状态改变至工作状态，由此可以限制 (停止)从泵腔Ro向轮胎气腔Rb供应压縮空气。
阀体31通过排放单向阀Vo及环形密封构件35 (两者均被安装至阀 体31的外周)以在气缸22的轴向方向上可运动的方式被气密地安装在 气缸体盖22B中。与排放路径22d连通的气腔Ral被形成在阀体31与气 缸体盖22B之间。经由压力引入路径22e与排放路径22d连通的气腔 Ra2被形成在阀体31与止挡器32之间。环形密封构件36被安装至止挡 器32的内周，且环形密封构件37被安装至止挡器32的外周。止挡器32 被气密地夹置在气缸体盖22B与阀体31之间，并在其外周的外侧端部处 与气缸体盖22B —体螺纹配合。
气腔Ral经由排放路径22d、排放路径llb、以及连通路径Ba而总 是与轮胎气腔Rb连通。气腔Ra2经由压力引入路径22e、排放路径 22d、排放路径llb、以及连通路径Ba而总是与轮胎气腔Rb连通。阀体 31的暴露至气腔Ral的压力接收面积被设定为比阀体31的暴露至气腔 Ra2的压力接收面积大预定面积。
在压力控制阀30中，在轮胎气腔Rb的气压(P)从压力已经下降达 到的下限设定值Pl上升至上限设定值P2之前，阀体31被保持在图2及 图3所示的位置处，且连通路径31a与抽吸路径22f之间的连通被抽吸单 向阀Vi切断。因此，在示出的状态下，在抽吸单向阀Vi允许空气从大 气流入泵腔Ro并且排放单向阀Vo允许空气从泵腔Ro流入轮胎气腔Rb 的同时，抽吸单向阔Vi切断连通路径31a与抽吸路径22f之间的连通， 由此限制空气从泵腔Ro流至大气，且排放单向阀Vo限制空气从轮胎气 腔Rb流至泵腔Ro。因此，在上述状态(压力控制阀30允许压縮空气从 气泵AP供应至轮胎气腔Rb的允许状态)下，活塞23随着车轮组件B 的转动而进行的往复运动引起大气空气被引入泵腔Ro并且压縮空气从泵 腔Ro被排放至轮胎气腔Rb。
在压力控制阀30中，在轮胎气腔Rb的气压(P)从压力上升达到的 上限设定值P2下降至下限设定值Pl的时段期间，阀体31抵抗压縮盘簧34及52的推力，而将其轴向位置保持与所示位置偏离预定量，由此无论 抽吸单向阀Vi是否存在，连通路径31a都与抽吸路径22f连通。因此， 抽吸单向阀Vi已经丧失其功能(防止回流功能)，由此连通路径31a与 抽吸路径22f连通以允许空气在泵腔Ro与大气之间流动。此外，排放单 向阀Vo限制排放路径22d与连通路径31a之间(即，泵腔Ro与轮胎气 腔Rb之间)的空气流动。在阀体31抵抗压縮盘簧34及52的推力而将 其轴向位置保持与所示位置偏离预定量的状态(工作状态)下，阀体31 的肩部与安装至止挡器32的内周的环形密封构件36接触。由此，在该 状态(压力控制阀30禁止从气泵AP向轮胎气腔Rb供应压縮空气的禁 止状态)下，即使当活塞23因车轮组件B的转动而往复运动时，己经被 引入泵腔Ro内的空气被推回至大气。因此，没有压縮空气从泵腔Ro排 放至轮胎气腔Rb。
调节器40包括对压力控制阀30的压縮盘簧34的另一端部(即使在 阀体31运动时也不会运动的固定端部)进行支撑的弹簧支撑41;以及可 对弹簧支撑41的位置进行调节的调节螺纹件42。弹簧支撑41可随着调 节螺纹件42的运动而运动。弹簧支撑41的半球突起部41a与调节螺纹 部42可转动地配合。
调节螺纹件42是独立于弹簧支撑41的构件，并包括阳螺纹部42a 及大气连通路径42b。调节螺纹件42的阳螺纹部42a与气缸体盖22B的 阴螺纹部22g以能够前进和縮回的方式螺纹配合。调节螺纹件42还起到 盖体的作用，并可从车辆的外侧转动以用于调节。六角形头部42c形成 在调节螺纹件42的外端部上，使得可手动操作的调节工具(未示出)能 够可拆除地安装在其上。过滤器43被布置在大气连通路径42b中。
溢流阀50适于在从泵腔Ro供应至轮胎气腔Rb的压縮空气的压力 (即，气腔Ral内的气压(P))等于或大于溢流压力P3 (其比上限设 定值P2更高)时将压縮空气释放至大气。溢流阀50包括阀体51和压縮 盘簧52，阀体51能够开启和关闭设置在阀体31中的释放路径31c，压 縮盘簧52的一个端部(可动端部)与阀体51配合，且压縮盘簧52决定 阀体51运动的时机(即，释放路径31c开启的时机)。阀体51以在气缸22的轴向上可动的方式被安装在压力控制阀30的 阀体31中。阀体51与行程传感器Sl的杆部44接触(该杆部能够在借 助于调节螺纹件42调节弹簧支撑41的位置时以极小的阻力在气缸22的 轴向上进行相对运动)。压縮盘簧52的另一端部(固定端部)与上述弹 簧支撑41配合。可以通过调节器40来调节压縮盘簧52作用在阀体51 上的推力。在通过调节器40进行调节时，还调节压縮盘簧34的作用在 压力控制阀30的阀体31上的推力。因此，可以同时调节上述上限设定 值P2及溢流压力P3。
在溢流阀50中，可以通过安装至阀体31的环形密封构件38来建立 和切断设置在压力控制阀30的阀体31中的释放路径31c与气腔Ral的 连通。因此，仅当压力控制阀30的阀体31抵抗压縮盘簧34及52的推 力运动、从而不论密封构件38是否存在都使气腔Ral与释放路径31c连 通时，气腔Ral内的压力才被引入释放路径31c，由此溢流阀50工作。
行程传感器Sl是用于检测压力控制阔30是处于允许状态(图示状 态)还是处于禁止状态(工作状态)的阀状态检测传感器。行程传感器 Sl包括经由溢流阀50的阀体51来检测压力控制阀30的阀体31的运动 的杆部44;以及设置在弹簧支撑41中并由杆部44接通和关断的内部开 关(未示出)。
在行程传感器Sl中，当压力控制阀30处于允许状态时，内部开关 被保持在关断(OFF)状态，并输出Low信号；当压力控制阀30处于禁 止状态时，内部开关被保持在接通(ON)状态，并输出High信号。从 行程传感器Sl输出的信号通过无线电输入图1所示的电子控制设备 ECU。
如图1所示，电子控制设备ECU能够接收行程传感器Sl的输出以 及车轮转速传感器S2 (其能够检测车轮组件B的转速)的输出。此外， 电子控制设备ECU被电连接至指令面板显示区域ID，该指令面板显示 区域ID能够显示包括轮胎气腔Rb的空气回路的"漏气正常"及"漏
气异常"的信息以及气泵AP的"排放功能正常"及"排放功能
异常"的信息。此外，电子控制设备ECU包括微计算机，其根据行程传感器Sl以
及车轮转速传感器S2的输出来执行与图4及图5的流程图对应的程序。 电子控制设备ECU能够对压力控制阀30进入禁止状态的时间点(例如 参见图6中的时间tl)与压力控制阀30进入允许状态的时间点(参见图 6中的时间t2)之间的压力下降时间(td)进行测量(计算)，并能够对 压力控制阀30进入允许状态的时间点(参见图6中的时间t2)与压力控 制阀30进入禁止状态的时间点(参见图6中的时间t3)之间的压力上升 时间(tu)进行测量(计算)。
电子控制设备ECU能够根据空气量差异(M2-M1)以及压力上升时 间(tu)来计算空气量增大速率Qu (其是在压力上升时间(tu)期间空 气回路内空气量增大的速率(每单位时间空气重量的增大量))，所述 空气量差异(M2-M1)是在压力控制阀30进入禁止状态时(参见图6中 的时间tl或t3)保留在包括轮胎气腔Rb的空气回路内的空气量M2与在 压力控制阀30进入允许状态时(参见图6中的时间t2)保留在该空气回 路内的空气量Ml之间的差异。此外，电子控制设备ECU能够根据上述 空气量差异(M2-M1)以及压力下降时间(td)来计算空气量减小速率 Qd (其是在压力下降时间(td)期间空气回路内空气量减小的速率(每 单位时间空气重量的减小量))。
优选通过使用气体的状态方程P，V=M.R，T来计算上述保留的空气量 Ml及M2，其中P是"绝对压力"、T是"绝对温度"、M是"空气重 量"、V是"包括轮胎气腔Rb的空气回路的容积"、而R是"空气的气 体常数"。在考虑使用条件等的情况下，假定预先通过经验地或分析获 得T、 V及R，并且其不会改变(即，其是常数)。由此，根据与下限设 定值Pl对应的绝对压力以及上述T、 V及R来计算保留的空气量Ml; 并根据与上限设定值P2对应的绝对压力以及上述T、 V及R来计算保留 的空气量M2。
此外，电子控制设备ECU能够根据利用空气量差异(M2-M1)和压 力上升时间(tu)计算得到的空气量增大速率Qu以及利用空气量差异 (M2-M1)和压力下降时间(td)计算得到的空气量减小速率Qd来对从气泵AP向轮胎气腔Rb排放的空气的流率Q (每单位时间从气泵排放的 空气重量)进行计算。因为预先实际上利用气体的状态等式P，V=M'R4 来计算空气量差异(M2-M1)，故可以根据压力下降时间(td)及压力 上升时间(tu)来计算从气泵AP向轮胎气腔Rb排放的空气的流率Q。
此外，电子控制设备ECU能够判定空气量减小速率Qd是否低于设 定值Qdo，并在指令面板显示区域ID上显示判定结果。此外，电子控制 设备ECU能够判定排气流率Q是否高于设定值Qo，并在指令面板显示 区域ID上显示判定结果。
在具有上述结构的本实施例中，当车辆的未图示的主开关(例如， 点火开关)从关断状态转换为接通状态时，电子控制设备ECU中的微计 算机从步骤101开始与图4的流程图对应的程序，并进行至步骤102以 根据从行程传感器Sl输出的信号来判定行程传感器Sl的内部开关是否 已经从关断状态切换至接通状态。当微计算机在步骤102做出"否"的 判定时，微计算机重复步骤102。当微计算机在步骤102做出"是"的判 定时，微计算机相继执行步骤103至105。
因此，重复执行步骤102，直至在开始执行上述程序之后压力控制 阀30从允许状态(关断状态)被切换至禁止状态(接通状态)(例如， 直至到达图6的时间tl)，并当到达图6的时间tl时，相继执行步骤 103至105。
在步骤103，电子控制设备ECU的微计算机启动内部计时器。在步 骤104，递增计时器的计时值以测量执行步骤103之后经过的时间。在步 骤105，电子控制设备ECU根据从行程传感器Sl输出的信号来判定行程 传感器Sl的内部开关是否已经从接通状态被切换至关断状态。当微计算 机在步骤105做出"否"的判定时，微计算机重复步骤104及105。当微 计算机在步骤105做出"是"的判定时，微计算机相继执行步骤106至 108。
因此，重复执行步骤104及105，直至在图6的时间tl之后压力控 制阀30从禁止状态(接通状态)被切换至允许状态(关断状态)(即， 直至到达图6的时间t2)，并当到达图6的时间t2时，相继执行步骤106及107。
在步骤106，电子控制设备ECU的微计算机存储在执行步骤103之 后直至在步骤105做出"是"的判定所经过的时间(即，图6的时间tl 与t2之间的压力下降时间td)。此外，微计算机在步骤107启动内部计 时器，并根据来自车轮转速传感器S2的输出(车轮转速Vw)在步骤 108判定车轮组件B是否正在转动。当微计算机在步骤108做出"是" 的判定时，微计算机相继执行步骤109及110。当微计算机在步骤108做 出"否"的判定时，微计算机执行步骤110而不执行步骤109。
在步骤109，递增计时器的计时值以测量在执行步骤107之后经过的 时间。在步骤IIO，电子控制设备ECU的微计算机根据从行程传感器S1 输出的信号对行程传感器Sl的内部开关是否己经从关断状态切换至接通 状态进行判定。当微计算机在步骤110做出"否"的判定时，微计算机 返回步骤108以执行步骤108。当微计算机在步骤IIO做出"是"的判定 时，微计算机执行步骤111以及空气流率计算例程200。
因此，当车轮组件B转动时重复执行步骤108至110，直至在图6 的时间t2之后压力控制阀30从允许状态(关断状态)被切换至禁止状态 (接通状态)(即，直至到达图6的时间t3)。当到达图6的时间t3 时，相继执行步骤111以及空气流率计算例程200。注意，在图6的时间 t2与t3之间的时段期间，当车轮组件B处于停止状态(当未驱动气泵 AP日寸)，相继执行步骤108及110。
在步骤111，电子控制设备ECU的微计算机存储在执行步骤107之 后直至步骤110做出"是"的判定所经过的时间(即，图6的时间t2与 t3之间的压力上升时间tu)。此外，在空气流率计算例程200中，执行 图5所示的步骤201至209。
在图5的步骤201中，电子控制设备ECU的微计算机根据压力下降 时间td以及空气量差异(M2-M1)(其是在胎压为上限设定值P2时 (例如图6的时间tl)保留在包括轮胎气腔Rb的空气回路中的空气量 M2与在胎压为下限设定值Pl时(例如图6的时间t2)保留在空气回路 中的空气质量Ml的差异)来计算空气量减小速率Qd (= (M2-M1)/td)，其是在压力下降时间td期间在空气回路中的空气量减小的速率。
此外，在步骤202，电子控制设备ECU判定上述空气量减小速率Qd (即，泄漏空气流率)是否低于设定值Qdo。当微计算机在步骤202做 出"是"的判定时，微计算机在执行了步骤203之后执行步骤205。当微 计算机在步骤202做出"否"的判定时，微计算机在步骤204之后执行 步骤205。在步骤203，微计算机发出指令以显示"漏气正常"的信 息，由此在指令面板显示区域ID上显示"漏气正常"的信息。在步骤 204，微计算机发出指令以显示"漏气异常"的信息，由此在指令面板
显示区域ID上显示"漏气异常"的信息。因此，驾驶员能够被告知包
括轮胎气腔Rb的空气回路的空气泄漏状态(正常/异常)。
在图5的步骤205，电子控制设备ECU的微计算机根据压力上升时 间tu以及空气量差异(M2-M1)(其是在胎压为上限设定值P2时(例 如图6的时间t3)保留在包括轮胎气腔Rb的空气回路中的空气量M2与 在胎压为下限设定值Pl时(例如图6的时间t2)保留在空气回路中的空 气量Ml的差异)来计算空气量增大速率Qu (= (M2-M1) /tu)，其是 在压力上升时间tu期间在空气回路中的空气量增大的速率。此外，在步 骤206，微计算机根据空气量减小速率Qd以及空气量增大速率Qu来计 算空气流率Q (=Qd+Qu)，其是在时间tl与t3之间从气泵AP向轮胎 气腔Rb排放的空气的流率。
此外，在步骤207，电子控制设备ECU的微计算机判定上述排放的 空气流率Q是否大于设定值Qo。当微计算机在步骤207做出"是"的判 定时，微计算机在执行了步骤208之后返回至图5的步骤103。当微计算 机在步骤207做出"否"的判定时，微计算机在执行了步骤209之后返 回至图5的步骤103。在步骤208，微计算机发出指令以显示"排放功 能正常"的信息，由此在指令面板显示区域ID上显示"排放功能正 常"的信息。在步骤209，微计算机发出指令以显示"排放功能异
常"的信息，由此在指令面板显示区域ID上显示"排放功能异常"的
信息。因此，驾驶员能够被告知气泵AP的排放功能的状态(正常/异 常)。在上述实施例中，本发明被应用至包括通过安装至轴毂11的车轮组 件B的转动而被驱动的气泵AP的胎压控制设备。但是，本发明还可被 类似地应用至包括由安装在车体上的电动机驱动的气泵的胎压控制设
备。在此情况下，电动机的运转必须与压力控制阀30的工作同步(需要 在压力控制阀30处于允许状态时驱动电动机并在压力控制阀30处于禁 止状态时使电动机步进)；但是，不再需要车轮转速传感器S2以及图4 的步骤108。
在上述实施例中，假定空气回路内空气的温度不变(假定保持为预 定值)以对当压力控制阀30进入禁止状态时(例如，图6的时间tl)保 留在空气回路内的空气量M2进行计算(通过使用气体的状态方程 P-V二M"R"T来计算)并对当压力控制阀30进入允许状态时(例如，图6 的时间t2)保留在空气回路内的空气量Ml进行计算。但是，还可将实 施例设置为通过使用能够检测空气温度的温度传感器来精确计算保留的 空气量M1及M2。
上述实施例被设置为在指令面板显示区域ID上显示步骤202及207 的判定结果以向驾驶员告知判定结果。但是，实施例还可以修改为通过 来自扬声器的报告声音将步骤202及207的判定结果向驾驶员报告。
在上述实施例中，在图6中示出的压力下降时间(td)约为压力上 声时间(tu)的2.5倍。这示出了空气从包括轮胎气腔Rb的空气回路泄 漏的状态(漏气异常)，当从空气回路并未漏气时(漏气正常)， 相较于压力上升时间(tu)，压力下降时间(td)变得极长。此外，在上 述实施例中，本发明被应用于并未配备压力传感器的胎压控制设备。但 是，可以将本发明应用于配备有压力传感器的胎压控制设备，由此当压 力传感器出现故障时起到备援的作用。
权利要求
1. 一种胎压控制设备，包括气泵，其能够将压缩空气供应至车轮组件的轮胎气腔；机械控制阀装置，其被布置于在所述气泵与所述轮胎气腔之间延伸的空气通路中，并适于对所述轮胎气腔内的胎压进行控制，所述控制阀装置在所述胎压在已经下降至下限设定值之后从所述下限设定值上升至上限设定值的时段期间，处于所述控制阀装置允许从所述气泵向所述轮胎气腔供应压缩空气的允许状态，并且所述控制阀装置在所述胎压在已经上升至所述上限设定值之后从所述上限设定值下降至所述下限设定值的时段期间，处于所述控制阀装置禁止从所述气泵向所述轮胎气腔供应压缩空气的禁止状态；值状态检测传感器，其用于对所述控制阀装置是处于所述允许状态还是处于所述禁止状态进行检测；时间测量装置，其用于对压力下降时间以及压力上升时间进行测量，所述压力下降时间是从所述控制阀装置进入所述禁止状态开始并在所述控制阀装置进入所述允许状态时结束的时段，所述压力上升时间是从所述控制阀装置进入所述允许状态开始并在所述控制阀装置进入所述禁止状态时结束的时段；以及排气流率计算装置，其用于根据所述压力下降时间以及所述压力上升时间对从所述气泵向所述轮胎气腔排放的空气的流率进行计算。
2. 根据权利要求1所述的胎压控制设备，其中所述排气流率计算装 置包括空气量增大速率计算装置，其用于根据所述压力上升时间以及空气 量差异来计算空气量增大速率，所述空气量增大速率是在所述压力上升时间期间在包括所述轮胎气腔的空气回路内的空气量增大的速率，所述 空气量差异是在所述控制阀装置进入所述禁止状态时在所述空气回路内 保留的空气量与在所述控制阀装置进入所述允许状态时在所述空气回路 内保留的空气量之间的差异；空气量减小速率计算装置，其用于根据所述压力下降时间以及所述 空气量差异来计算空气量减小速率，所述空气量减小速率是在所述压力下降时间期间在所述空气回路内的空气量减小的速率；以及供气流率计算装置，其用于基于所述空气量增大速率以及所述空气 量减小速率，对从所述气泵朝向所述轮胎气腔排放的空气的流率进行计 算。
3.根据权利要求1或2所述的胎压控制设备，还包括 流率判定装置，其用于判定从所述气泵向所述轮胎气腔排放的空气 的流率是否大于设定值；以及报告装置，其用于报告由所述流率判定装置进行的判定的结果。
全文摘要
一种胎压控制设备，包括能够将压缩空气供应至轮胎气腔(Rb)的气泵(AP)、允许和禁止从气泵(AP)向轮胎气腔(Rb)供应压缩空气的控制阀装置(VA)、用于检测控制阀装置VA的状态的阀状态检测传感器(行程传感器S1)、以及电子控制设备(ECU)。电子控制设备(ECU)包括用于测量压力上升时间和压力下降时间的时间测量装置，压力上升时间是从将压缩空气从气泵(AP)供应至轮胎气腔(Rb)时开始至压缩空气供应停止时结束的时段，压力下降时间是从停止供应压缩空气时开始至开始(恢复)供应压缩空气时结束的时段；以及排气流率计算装置，其用于根据压力下降时间和压力上升时间来计算从气泵向轮胎气腔排放的空气的流率。
文档编号B60C23/00GK101432152SQ200780015528
公开日2009年5月13日 申请日期2007年6月22日 优先权日2006年6月30日
发明者矶野宏 申请人:丰田自动车株式会社