專利名稱：胎壓控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及胎壓控制設(shè)備，其具有能夠向車輪組件的輪胎氣腔供應(yīng) 壓縮空氣的氣泵，以及布置于在氣泵與輪胎氣腔之間延伸的空氣通路中 的并適于對輪胎氣腔內(nèi)的胎壓進(jìn)行控制的控制閥裝置。
背景技術(shù)：
例如在日本專利申請早期公開(kokai)號H7-137515中揭示了上述 類型的胎壓控制設(shè)備。
在上述文獻(xiàn)中揭示的胎壓控制設(shè)備中，能夠檢測胎壓的壓力傳感器 被布置于在輪胎氣腔與控制閥裝置之間延伸的空氣通路中，并根據(jù)壓力 傳感器檢測的壓力來對控制閥裝置的工作進(jìn)行電控。胎壓控制設(shè)備可操 作氣泵，并在布置于壓力傳感器與輪胎氣腔之間的手動氣門關(guān)閉的情況 下使控制閥裝置進(jìn)入打開狀態(tài)(從氣泵向其中布置有壓力傳感器的空氣 通路供應(yīng)壓縮空氣的狀態(tài))；通過使用壓力傳感器來感測此時空氣通路 內(nèi)氣壓的改變；并在氣壓上升速率低于預(yù)定速率時判定在空氣通路中已 經(jīng)發(fā)生諸如漏氣之類的異常情況。
但是，在假定氣泵工作正常的情況下進(jìn)行對是否已經(jīng)發(fā)生諸如漏氣 之類的異常情況的上述判定。因此，如果氣泵并未正常工作(例如，氣 泵的排氣功能已經(jīng)劣化)，則不能檢測到上述情況(氣泵排放異常)。 在此情況下，無論是否發(fā)生了異常漏氣，但氣壓上升速率變得低于預(yù)定 速率，由此導(dǎo)致錯誤判定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種胎壓控制設(shè)備，其能夠不使用壓力傳感 器來檢測氣泵的排放異常。
本發(fā)明提供了一種胎壓控制設(shè)備，其包括氣泵，其能夠?qū)嚎s空氣供應(yīng)至車輪組件的輪胎氣腔；以及機(jī)械控制閥裝置，其被布置于在所述 氣泵與所述輪胎氣腔之間延伸的空氣通路中，并適于對所述輪胎氣腔內(nèi) 的胎壓進(jìn)行控制。所述控制閥裝置在所述胎壓在已經(jīng)下降至下限設(shè)定值 之后從所述下限設(shè)定值上升至上限設(shè)定值的時段期間，處于所述控制閥 裝置允許從所述氣泵向所述輪胎氣腔供應(yīng)壓縮空氣的允許狀態(tài)。所述控 制閥裝置在所述胎壓在己經(jīng)上升至所述上限設(shè)定值之后從所述上限設(shè)定 值下降至所述下限設(shè)定值的時段期間，處于所述控制閥裝置禁止從所述 氣泵向所述輪胎氣腔供應(yīng)壓縮空氣的禁止?fàn)顟B(tài)。上述胎壓控制設(shè)備還包 括值狀態(tài)檢測傳感器，其用于對所述控制閥裝置是處于所述允許狀態(tài)還
是處于所述禁止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行檢測；時間測量裝置，其用于對壓力下降時間 以及壓力上升時間進(jìn)行測量，所述壓力下降時間是從所述控制閥裝置進(jìn) 入所述禁止?fàn)顟B(tài)開始并在所述控制閥裝置進(jìn)入所述允許狀態(tài)時結(jié)束的時 段，所述壓力上升時間是從所述控制閥裝置進(jìn)入所述允許狀態(tài)開始并在 所述控制閥裝置進(jìn)入所述禁止?fàn)顟B(tài)時結(jié)束的時段；以及排氣流率計算裝 置，其用于根據(jù)所述壓力下降時間以及所述壓力上升時間對從所述氣泵 向所述輪胎氣腔排放的空氣的流率進(jìn)行計算。
所述排氣流率計算裝置可以包括空氣量增大速率計算裝置，其用 于根據(jù)所述壓力上升時間以及空氣量差異來計算空氣量增大速率，所述 空氣量增大速率是在所述壓力上升時間期間在包括所述輪胎氣腔的空氣 回路內(nèi)的空氣量增大的速率，所述空氣量差異是在所述控制閥裝置進(jìn)入 所述禁止?fàn)顟B(tài)時在所述空氣回路內(nèi)保留的空氣量與在所述控制閥裝置進(jìn) 入所述允許狀態(tài)時在所述空氣回路內(nèi)保留的空氣量之間的差異；空氣量 減小速率計算裝置，其用于根據(jù)所述壓力下降時間以及所述空氣量差異 來計算空氣量減小速率，所述空氣量減小速率是在所述壓力下降時間期 間在所述空氣回路內(nèi)的空氣量減小的速率；以及供氣流率計算裝置，其 用于基于所述空氣量增大速率以及所述空氣量減小速率，對從所述氣泵 朝向所述輪胎氣腔排放的空氣的流率進(jìn)行計算。
因為根據(jù)本發(fā)明的胎壓控制設(shè)備包括根據(jù)壓力下降時間以及壓力上 升時間對從氣泵向輪胎氣腔排放的空氣的流率進(jìn)行計算的排氣流率計算裝置，故能夠獲得從氣泵排放的空氣的流率，并能夠根據(jù)該空氣流率 (排氣流率)對氣泵的排放功能(能力)進(jìn)行判定。此外，無需使用壓
力傳感器即可進(jìn)行上述判定，從而可以低成本實現(xiàn)上述判定。
在根據(jù)本發(fā)明的胎壓控制設(shè)備中，可以根據(jù)壓力下降時間來對空氣
量減小速率(其是包括輪胎氣腔在內(nèi)的空氣回路內(nèi)的空氣量減小的速率 (從空氣回路泄露的空氣的流率))進(jìn)行計算，并能夠根據(jù)空氣量減小
速率來對包括輪胎氣腔的空氣回路的漏氣異常進(jìn)行檢測。
本發(fā)明還可以包括流率判定裝置，其用于判定從所述氣泵向所述輪
胎氣腔排放的空氣的流率是否大于設(shè)定值；以及報告裝置，其用于報告
所述流率判定裝置進(jìn)行的判定的結(jié)果。在此情況下，可以通過報告裝置
向駕駛員報告氣泵的排放功能的狀態(tài)(正?；虍惓?。


圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的胎壓控制設(shè)備的一個實施例的框圖。
圖2是示出圖1所示的輪胎氣腔、氣泵、以及控制閥裝置的一部分
的詳細(xì)垂直剖視圖。
圖3是圖1和圖2所示的氣泵和控制闊裝置的剖視圖。 圖4是示出由圖1所示的電控設(shè)備的微計算機(jī)執(zhí)行的程序例程的流 程圖。
圖5是示出由圖1的微計算機(jī)執(zhí)行的子例程的流程圖。 圖6是示出在圖1至圖5所示的實施例中胎壓與時間之間關(guān)系的時 序圖。
具體實施例方式
以下將參考附圖描述本發(fā)明的實施例。圖1示意性地示出了根據(jù)本 發(fā)明的胎壓控制設(shè)備。該胎壓控制設(shè)備包括能夠經(jīng)由控制閥裝置VA向 車輪組件B的(由圖2所示的車輪Bl及輪胎B2形成的)輪胎氣腔Rb 供應(yīng)壓縮空氣的氣泵AP。
如圖2及圖3所詳示，氣泵AP及控制閥裝置VA被安裝至與車輪組件B—同轉(zhuǎn)動的軸轂11。驅(qū)動軸12被花鍵連接至軸轂11的內(nèi)側(cè)端部，
由此將軸轂11與驅(qū)動軸12連接以用于轉(zhuǎn)矩傳遞。通過鎖止螺母13來確 保軸轂11與驅(qū)動軸12之間的連接。
氣泵AP (也可被稱為空氣壓縮機(jī))通過對大氣空氣的絕熱壓縮而產(chǎn) 生壓縮空氣。氣泵AP隨著車輪組件B的轉(zhuǎn)動而被驅(qū)動，并在車輪組件 B停止時停止。氣泵AP可將通過車輪組件B的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng) 由壓力控制閥30供應(yīng)至車輪組件B的輪胎氣腔Rb。氣泵AP包括不可轉(zhuǎn) 動圓筒形構(gòu)件21、形成在軸轂11的軸部lla上的可轉(zhuǎn)動氣缸22、可往 復(fù)運動的活塞23、凸輪構(gòu)件24、以及一對凸輪隨動件25。
圓筒形構(gòu)件21由支撐構(gòu)件(未示出)以不可轉(zhuǎn)動的方式支撐。通過 一對軸承Brl及Br2以及一對環(huán)形密封構(gòu)件26及27，氣缸22以繞車輪 組件B的軸線可轉(zhuǎn)動的方式并以液密的方式被支撐在圓筒形構(gòu)件21的內(nèi) 部。成對的軸承Brl及Br2在軸向上彼此分隔開預(yù)定距離，并在軸向上 將凸輪構(gòu)件24夾置于其兩者之間的同時被置于圓筒形構(gòu)件21與氣缸22 之間，由此使得氣缸22可相對于圓筒形構(gòu)件21轉(zhuǎn)動。成對的環(huán)形密封 構(gòu)件26及27在軸向方向上彼此間隔開預(yù)定距離，并在軸向上將凸輪構(gòu) 件24以及軸承Brl及Br2夾置于兩者之間的同時被置于圓筒形構(gòu)件21 與氣缸22之間，由此在圓筒形構(gòu)件21與氣缸22之間提供液密密封。
氣缸22包括氣缸體22A以及氣密并可拆卸地與氣缸體22A的外側(cè) 端部螺紋配合的氣缸體蓋22B。氣缸體22A—體地形成在軸轂11的軸部 lla上，并包括一對軸向細(xì)長孔22a及在氣缸22的軸向上延伸的氣缸膛 22b。氣缸體蓋22B是氣密并可拆卸地安裝至軸轂11的、底部封閉管狀 止擋構(gòu)件，并包括抽吸排放路徑22c、排放路徑22d、壓力引入路徑 22e、以及抽吸路徑22f。
成對的軸向細(xì)長孔22a共同地用作導(dǎo)引裝置，導(dǎo)引裝置用于以使活 塞23及凸輪隨動件25可與氣缸22 —同轉(zhuǎn)動并可在活塞23的軸向上往 復(fù)運動的方式導(dǎo)引活塞23及凸輪隨動件25。成對的軸向細(xì)長孔22a在氣 缸22的周向上彼此分隔180度布置。氣缸膛22b容納活塞23。氣缸膛 22b的外側(cè)端部被氣缸體蓋22B封閉。氣缸膛22b與氣缸體蓋22B及活塞23 —起形成泵腔Ro。
抽吸排放路徑22c總是與設(shè)置在壓力控制閥30的閥體31中的連通 路徑31a相連通。抽吸排放路徑22c可將空氣通過安裝至氣缸體蓋22B 的(由具有V形橫截面的環(huán)形密封構(gòu)件形成的)抽吸單向閥Vi引入泵腔 Ro，并可將空氣通過安裝至壓力控制閥30的閥體31的(由具有V形橫 截面的環(huán)形密封構(gòu)件形成的)排放單向閥Vo從泵腔Ro引出。
排放路徑22d將經(jīng)由排放單向閥Vo排放到氣腔Ral中的壓縮空氣引 入設(shè)置在軸轂11中的排放路徑lib內(nèi)。排放路徑22d包括設(shè)置在氣缸體 蓋22B中并在其徑向上延伸的連通孔22dl以及設(shè)置在氣缸體蓋22B的外 周上的連通槽22d2。如圖2所示，設(shè)置在軸轂11中的排放路徑llb通過 設(shè)置在車輪B1中的連通路徑Ba與輪胎氣腔Rb連通。
壓力引入路徑22e是設(shè)置在氣缸體蓋22B中并在氣缸體蓋22B的徑 向上延伸的連通孔。壓力引入路徑22e適于將排放路徑22d內(nèi)壓縮空氣 的壓力引入形成在壓力控制閥30的閥體31與止擋器32之間的氣腔Ra2 內(nèi)。抽吸路徑22f總是與設(shè)置在壓力控制閥30的閥體31中的大氣連通路 徑31b連通。抽吸路徑22f與設(shè)置在壓力控制閥30的閥體31中連通路徑 31a之間的連通可以被建立和切斷。設(shè)置在閥體31中的大氣連通路徑 31b通過形成在調(diào)節(jié)器40的調(diào)節(jié)螺紋件42中的大氣連通路徑42b而總是 與大氣連通。
活塞23經(jīng)由一對環(huán)形密封構(gòu)件28及29被插入氣缸22的氣缸膛22b 內(nèi)，并以可一同轉(zhuǎn)動的方式和能夠軸向往復(fù)運動的方式被安裝至氣缸 22?；钊?3具有環(huán)形槽23a以及在其徑向上延伸的通孔23b。成對的環(huán) 形密封構(gòu)件28及29在活塞23的軸向方向上彼此被分隔開預(yù)定距離，并 分別在活塞23的各個軸向端部處被置于活塞23與氣缸22之間，由此在 活塞23與氣缸22之間提供了氣密及液密密封。
環(huán)形槽23a在成對的環(huán)形密封構(gòu)件28及29之間被形成在活塞23的 外周上，由此在活塞23與氣缸22之間形成環(huán)形空間Rl。環(huán)形空間Rl 通過形成在氣缸22中的軸向細(xì)長孔22a與形成在成對的環(huán)形密封構(gòu)件26 與27之間的環(huán)形空間R2連通。環(huán)形空間Rl及R2在活塞23的軸向往復(fù)運動期間保持容積不變，并通過四個密封構(gòu)件26、 27、 28及29密 封。環(huán)形空間Rl及R2等共同起用于容納預(yù)定量潤滑油的油腔的作用。 該油腔容納軸承Brl及Br2、凸輪構(gòu)件24、凸輪隨動件25、以及壓縮盤 簧Sp等。
凸輪構(gòu)件24由一對凸輪套筒24A及24B構(gòu)成，并(以軸向不可運 動的方式以及不可轉(zhuǎn)動的方式)被一體安裝至圓筒形構(gòu)件21，凸輪套筒 24A及24B被設(shè)置為在活塞23的軸向方向上彼此接觸。凸輪構(gòu)件24與 氣缸22同軸設(shè)置。凸輪構(gòu)件24具有其軸向位置可變的環(huán)形凸輪部24a。 凸輪部24a是凸輪槽，其中裝配有各個凸輪隨動件25的滾珠25c。凸輪 部24a具有從凸輪隨動件25的滾珠25c接收沿活塞的軸向的負(fù)載(沿圖 3中水平方向的負(fù)載)以及沿活塞的徑向的負(fù)載(沿圖3中豎直方向的負(fù) 載)的凸輪面。該凸輪面具有V形橫截面，并沿氣缸22的周向具有偶數(shù) 個幾何循環(huán)(例如，兩個幾何循環(huán))。
每個凸輪隨動件25均具有在活塞23內(nèi)劃分為兩件的軸25a，以及安 裝至軸25a的輥25b及滾珠25c。每個凸輪隨動件25的軸25a均以在活 塞23的徑向上可動的方式被安裝在活塞23的通孔23b內(nèi)。每個凸輪隨 動件25均在活塞徑向上延伸的端部處(即，滾珠25c處)與凸輪構(gòu)件24 的凸輪部(凸輪槽)24a配合。通過相對于凸輪構(gòu)件24的相對轉(zhuǎn)動，凸 輪隨動件25可在活塞23的軸向上移動。
每個軸25a均起負(fù)載傳遞元件的作用，其以在活塞23的徑向上(通 孔23b的軸向上)可動的方式被安裝在活塞23的通孔23b內(nèi)。壓縮盤簧 Sp被安裝在軸25a內(nèi)，并在活塞23的徑向向外方向上對軸25a施力。軸 25a是可轉(zhuǎn)動地支撐輥25b的支撐體。輥25b以可轉(zhuǎn)動的方式被支撐在從 活塞23的通孔23b突伸出的各個小直徑端部處。
在以可轉(zhuǎn)動的方式被裝配至軸25a的各個小直徑端部的同時，輥25b 以可滾動的方式被裝配在氣缸22的各個軸向細(xì)長孔22a內(nèi)。輥25b可隨 著凸輪隨動件25的軸向運動而沿氣缸22的各個軸向細(xì)長孔22a滾動。 每個輥25b均在其軸向外端處具有半球凹入承載部。輥25b的承載部可 轉(zhuǎn)動地支撐各個滾珠25c。每個滾珠25c均是凸輪隨動件25的突出部，其由輥25b可滾動地支 撐，并以可滾動的方式與凸輪構(gòu)件24的凸輪部(凸輪槽)24a配合。每 個滾珠25c均經(jīng)由軸25a及輥25b承受壓縮盤簧Sp的排斥力，并與凸輪 構(gòu)件24的凸輪部(凸輪槽)24a無間隙彈性配合。
壓縮盤簧Sp是用于在活塞23的徑向上將凸輪隨動件25的滾珠25c 壓向凸輪構(gòu)件24的凸輪部(凸輪槽)24a的推壓裝置。壓縮盤簧Sp在預(yù) 定預(yù)載下被安裝在凸輪隨動件25的軸25a的底部封閉安裝孔內(nèi)。
在如此設(shè)置的氣泵AP中，當(dāng)氣缸22 (軸轂11)與保持在圖2及圖 3所示位置的壓力控制閥30的閥體31 —同轉(zhuǎn)動時，活塞23及凸輪隨動 件25與氣缸22—體轉(zhuǎn)動，并進(jìn)行相對于凸輪構(gòu)件24的相對轉(zhuǎn)動，由此 軸向運動。由此，氣缸22的轉(zhuǎn)動運動可被轉(zhuǎn)換為活塞23的往復(fù)運動。 活塞23的往復(fù)運動可增大和減小泵腔Ro的容積。由此，可以通過總是 與大氣連通的大氣連通路徑31b、抽吸路徑22f、抽吸單向閥Vi、連通路 徑31a、以及抽吸排放路徑22c將空氣引入泵腔Ro。此外，可將空氣通 過抽吸排放路徑22c、連通路徑31a、以及排放單向閥Vo從泵腔Ro排放 (即，可以產(chǎn)生供應(yīng)至輪胎氣腔Rb內(nèi)的壓縮空氣)。
控制閥裝置VA是機(jī)械控制閥，如圖2所示其被布置在氣泵AP與輪 胎氣腔Rb之間的空氣通道中，并根據(jù)胎壓(即，輪胎氣腔Rb內(nèi)的空氣 壓力)而工作；并包括壓力控制閥30、調(diào)節(jié)器40、以及共軸布置在壓力 控制閥30內(nèi)的溢流閥50?？刂崎熝b置VA及氣泵AP共軸布置在軸轂11 的軸部(轉(zhuǎn)軸)lla內(nèi)。
壓力控制閥30被安裝在氣缸體蓋22B內(nèi)，并包括閥體31、止擋器 32、以及壓縮盤簧34。壓縮盤簧34經(jīng)由彈簧保持器33與闊體31配合， 并可控制閥體31的運動時機(jī)及運動位置?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)器40來對施加 至閥體31的壓縮盤簧34的推力(彈性力)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)輪胎氣腔Rb的 氣壓(P)已經(jīng)下降至下限設(shè)定值P1時，壓力控制閥30將其狀態(tài)從工作 狀態(tài)(閥體31己經(jīng)抵抗壓縮彈簧34及壓縮彈簧52的推力從圖2及圖3 所示的位置移動了預(yù)定距離的狀態(tài))改變至圖2及圖3所示的狀態(tài)，由 此可將壓縮空氣從泵腔Ro供應(yīng)至輪胎氣腔Rb。當(dāng)從泵腔Ro供應(yīng)至輪胎氣腔Rb的壓縮空氣的壓力增大至上限設(shè)定值P2 (PKP2)時，壓力控制 閥30將其狀態(tài)從圖2及圖3所示的狀態(tài)改變至工作狀態(tài)，由此可以限制 (停止)從泵腔Ro向輪胎氣腔Rb供應(yīng)壓縮空氣。
閥體31通過排放單向閥Vo及環(huán)形密封構(gòu)件35 (兩者均被安裝至閥 體31的外周)以在氣缸22的軸向方向上可運動的方式被氣密地安裝在 氣缸體蓋22B中。與排放路徑22d連通的氣腔Ral被形成在閥體31與氣 缸體蓋22B之間。經(jīng)由壓力引入路徑22e與排放路徑22d連通的氣腔 Ra2被形成在閥體31與止擋器32之間。環(huán)形密封構(gòu)件36被安裝至止擋 器32的內(nèi)周，且環(huán)形密封構(gòu)件37被安裝至止擋器32的外周。止擋器32 被氣密地夾置在氣缸體蓋22B與閥體31之間，并在其外周的外側(cè)端部處 與氣缸體蓋22B —體螺紋配合。
氣腔Ral經(jīng)由排放路徑22d、排放路徑llb、以及連通路徑Ba而總 是與輪胎氣腔Rb連通。氣腔Ra2經(jīng)由壓力引入路徑22e、排放路徑 22d、排放路徑llb、以及連通路徑Ba而總是與輪胎氣腔Rb連通。閥體 31的暴露至氣腔Ral的壓力接收面積被設(shè)定為比閥體31的暴露至氣腔 Ra2的壓力接收面積大預(yù)定面積。
在壓力控制閥30中，在輪胎氣腔Rb的氣壓(P)從壓力已經(jīng)下降達(dá) 到的下限設(shè)定值Pl上升至上限設(shè)定值P2之前，閥體31被保持在圖2及 圖3所示的位置處，且連通路徑31a與抽吸路徑22f之間的連通被抽吸單 向閥Vi切斷。因此，在示出的狀態(tài)下，在抽吸單向閥Vi允許空氣從大 氣流入泵腔Ro并且排放單向閥Vo允許空氣從泵腔Ro流入輪胎氣腔Rb 的同時，抽吸單向闊Vi切斷連通路徑31a與抽吸路徑22f之間的連通， 由此限制空氣從泵腔Ro流至大氣，且排放單向閥Vo限制空氣從輪胎氣 腔Rb流至泵腔Ro。因此，在上述狀態(tài)(壓力控制閥30允許壓縮空氣從 氣泵AP供應(yīng)至輪胎氣腔Rb的允許狀態(tài))下，活塞23隨著車輪組件B 的轉(zhuǎn)動而進(jìn)行的往復(fù)運動引起大氣空氣被引入泵腔Ro并且壓縮空氣從泵 腔Ro被排放至輪胎氣腔Rb。
在壓力控制閥30中，在輪胎氣腔Rb的氣壓(P)從壓力上升達(dá)到的 上限設(shè)定值P2下降至下限設(shè)定值Pl的時段期間，閥體31抵抗壓縮盤簧34及52的推力，而將其軸向位置保持與所示位置偏離預(yù)定量，由此無論 抽吸單向閥Vi是否存在，連通路徑31a都與抽吸路徑22f連通。因此， 抽吸單向閥Vi已經(jīng)喪失其功能(防止回流功能)，由此連通路徑31a與 抽吸路徑22f連通以允許空氣在泵腔Ro與大氣之間流動。此外，排放單 向閥Vo限制排放路徑22d與連通路徑31a之間(即，泵腔Ro與輪胎氣 腔Rb之間)的空氣流動。在閥體31抵抗壓縮盤簧34及52的推力而將 其軸向位置保持與所示位置偏離預(yù)定量的狀態(tài)(工作狀態(tài))下，閥體31 的肩部與安裝至止擋器32的內(nèi)周的環(huán)形密封構(gòu)件36接觸。由此，在該 狀態(tài)(壓力控制閥30禁止從氣泵AP向輪胎氣腔Rb供應(yīng)壓縮空氣的禁 止?fàn)顟B(tài))下，即使當(dāng)活塞23因車輪組件B的轉(zhuǎn)動而往復(fù)運動時，己經(jīng)被 引入泵腔Ro內(nèi)的空氣被推回至大氣。因此，沒有壓縮空氣從泵腔Ro排 放至輪胎氣腔Rb。
調(diào)節(jié)器40包括對壓力控制閥30的壓縮盤簧34的另一端部(即使在 閥體31運動時也不會運動的固定端部)進(jìn)行支撐的彈簧支撐41;以及可 對彈簧支撐41的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)螺紋件42。彈簧支撐41可隨著調(diào) 節(jié)螺紋件42的運動而運動。彈簧支撐41的半球突起部41a與調(diào)節(jié)螺紋 部42可轉(zhuǎn)動地配合。
調(diào)節(jié)螺紋件42是獨立于彈簧支撐41的構(gòu)件，并包括陽螺紋部42a 及大氣連通路徑42b。調(diào)節(jié)螺紋件42的陽螺紋部42a與氣缸體蓋22B的 陰螺紋部22g以能夠前進(jìn)和縮回的方式螺紋配合。調(diào)節(jié)螺紋件42還起到 蓋體的作用，并可從車輛的外側(cè)轉(zhuǎn)動以用于調(diào)節(jié)。六角形頭部42c形成 在調(diào)節(jié)螺紋件42的外端部上，使得可手動操作的調(diào)節(jié)工具(未示出)能 夠可拆除地安裝在其上。過濾器43被布置在大氣連通路徑42b中。
溢流閥50適于在從泵腔Ro供應(yīng)至輪胎氣腔Rb的壓縮空氣的壓力 (即，氣腔Ral內(nèi)的氣壓(P))等于或大于溢流壓力P3 (其比上限設(shè) 定值P2更高)時將壓縮空氣釋放至大氣。溢流閥50包括閥體51和壓縮 盤簧52，閥體51能夠開啟和關(guān)閉設(shè)置在閥體31中的釋放路徑31c，壓 縮盤簧52的一個端部(可動端部)與閥體51配合，且壓縮盤簧52決定 閥體51運動的時機(jī)(即，釋放路徑31c開啟的時機(jī))。閥體51以在氣缸22的軸向上可動的方式被安裝在壓力控制閥30的 閥體31中。閥體51與行程傳感器Sl的桿部44接觸(該桿部能夠在借 助于調(diào)節(jié)螺紋件42調(diào)節(jié)彈簧支撐41的位置時以極小的阻力在氣缸22的 軸向上進(jìn)行相對運動)。壓縮盤簧52的另一端部(固定端部)與上述彈 簧支撐41配合?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)器40來調(diào)節(jié)壓縮盤簧52作用在閥體51 上的推力。在通過調(diào)節(jié)器40進(jìn)行調(diào)節(jié)時，還調(diào)節(jié)壓縮盤簧34的作用在 壓力控制閥30的閥體31上的推力。因此，可以同時調(diào)節(jié)上述上限設(shè)定 值P2及溢流壓力P3。
在溢流閥50中，可以通過安裝至閥體31的環(huán)形密封構(gòu)件38來建立 和切斷設(shè)置在壓力控制閥30的閥體31中的釋放路徑31c與氣腔Ral的 連通。因此，僅當(dāng)壓力控制閥30的閥體31抵抗壓縮盤簧34及52的推 力運動、從而不論密封構(gòu)件38是否存在都使氣腔Ral與釋放路徑31c連 通時，氣腔Ral內(nèi)的壓力才被引入釋放路徑31c，由此溢流閥50工作。
行程傳感器Sl是用于檢測壓力控制闊30是處于允許狀態(tài)(圖示狀 態(tài))還是處于禁止?fàn)顟B(tài)(工作狀態(tài))的閥狀態(tài)檢測傳感器。行程傳感器 Sl包括經(jīng)由溢流閥50的閥體51來檢測壓力控制閥30的閥體31的運動 的桿部44;以及設(shè)置在彈簧支撐41中并由桿部44接通和關(guān)斷的內(nèi)部開 關(guān)(未示出)。
在行程傳感器Sl中，當(dāng)壓力控制閥30處于允許狀態(tài)時，內(nèi)部開關(guān) 被保持在關(guān)斷(OFF)狀態(tài)，并輸出Low信號；當(dāng)壓力控制閥30處于禁 止?fàn)顟B(tài)時，內(nèi)部開關(guān)被保持在接通(ON)狀態(tài)，并輸出High信號。從 行程傳感器Sl輸出的信號通過無線電輸入圖1所示的電子控制設(shè)備 ECU。
如圖1所示，電子控制設(shè)備ECU能夠接收行程傳感器Sl的輸出以 及車輪轉(zhuǎn)速傳感器S2 (其能夠檢測車輪組件B的轉(zhuǎn)速)的輸出。此外， 電子控制設(shè)備ECU被電連接至指令面板顯示區(qū)域ID，該指令面板顯示 區(qū)域ID能夠顯示包括輪胎氣腔Rb的空氣回路的"漏氣正常"及"漏
氣異常"的信息以及氣泵AP的"排放功能正常"及"排放功能
異常"的信息。此外，電子控制設(shè)備ECU包括微計算機(jī)，其根據(jù)行程傳感器Sl以
及車輪轉(zhuǎn)速傳感器S2的輸出來執(zhí)行與圖4及圖5的流程圖對應(yīng)的程序。 電子控制設(shè)備ECU能夠?qū)毫刂崎y30進(jìn)入禁止?fàn)顟B(tài)的時間點(例如 參見圖6中的時間tl)與壓力控制閥30進(jìn)入允許狀態(tài)的時間點(參見圖 6中的時間t2)之間的壓力下降時間(td)進(jìn)行測量(計算)，并能夠?qū)?壓力控制閥30進(jìn)入允許狀態(tài)的時間點(參見圖6中的時間t2)與壓力控 制閥30進(jìn)入禁止?fàn)顟B(tài)的時間點(參見圖6中的時間t3)之間的壓力上升 時間(tu)進(jìn)行測量(計算)。
電子控制設(shè)備ECU能夠根據(jù)空氣量差異(M2-M1)以及壓力上升時 間(tu)來計算空氣量增大速率Qu (其是在壓力上升時間(tu)期間空 氣回路內(nèi)空氣量增大的速率(每單位時間空氣重量的增大量))，所述 空氣量差異(M2-M1)是在壓力控制閥30進(jìn)入禁止?fàn)顟B(tài)時(參見圖6中 的時間tl或t3)保留在包括輪胎氣腔Rb的空氣回路內(nèi)的空氣量M2與在 壓力控制閥30進(jìn)入允許狀態(tài)時(參見圖6中的時間t2)保留在該空氣回 路內(nèi)的空氣量Ml之間的差異。此外，電子控制設(shè)備ECU能夠根據(jù)上述 空氣量差異(M2-M1)以及壓力下降時間(td)來計算空氣量減小速率 Qd (其是在壓力下降時間(td)期間空氣回路內(nèi)空氣量減小的速率(每 單位時間空氣重量的減小量))。
優(yōu)選通過使用氣體的狀態(tài)方程P，V=M.R，T來計算上述保留的空氣量 Ml及M2，其中P是"絕對壓力"、T是"絕對溫度"、M是"空氣重 量"、V是"包括輪胎氣腔Rb的空氣回路的容積"、而R是"空氣的氣 體常數(shù)"。在考慮使用條件等的情況下，假定預(yù)先通過經(jīng)驗地或分析獲 得T、 V及R，并且其不會改變(即，其是常數(shù))。由此，根據(jù)與下限設(shè) 定值Pl對應(yīng)的絕對壓力以及上述T、 V及R來計算保留的空氣量Ml; 并根據(jù)與上限設(shè)定值P2對應(yīng)的絕對壓力以及上述T、 V及R來計算保留 的空氣量M2。
此外，電子控制設(shè)備ECU能夠根據(jù)利用空氣量差異(M2-M1)和壓 力上升時間(tu)計算得到的空氣量增大速率Qu以及利用空氣量差異 (M2-M1)和壓力下降時間(td)計算得到的空氣量減小速率Qd來對從氣泵AP向輪胎氣腔Rb排放的空氣的流率Q (每單位時間從氣泵排放的 空氣重量)進(jìn)行計算。因為預(yù)先實際上利用氣體的狀態(tài)等式P，V=M'R4 來計算空氣量差異(M2-M1)，故可以根據(jù)壓力下降時間(td)及壓力 上升時間(tu)來計算從氣泵AP向輪胎氣腔Rb排放的空氣的流率Q。
此外，電子控制設(shè)備ECU能夠判定空氣量減小速率Qd是否低于設(shè) 定值Qdo，并在指令面板顯示區(qū)域ID上顯示判定結(jié)果。此外，電子控制 設(shè)備ECU能夠判定排氣流率Q是否高于設(shè)定值Qo，并在指令面板顯示 區(qū)域ID上顯示判定結(jié)果。
在具有上述結(jié)構(gòu)的本實施例中，當(dāng)車輛的未圖示的主開關(guān)(例如， 點火開關(guān))從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)換為接通狀態(tài)時，電子控制設(shè)備ECU中的微計 算機(jī)從步驟101開始與圖4的流程圖對應(yīng)的程序，并進(jìn)行至步驟102以 根據(jù)從行程傳感器Sl輸出的信號來判定行程傳感器Sl的內(nèi)部開關(guān)是否 已經(jīng)從關(guān)斷狀態(tài)切換至接通狀態(tài)。當(dāng)微計算機(jī)在步驟102做出"否"的 判定時，微計算機(jī)重復(fù)步驟102。當(dāng)微計算機(jī)在步驟102做出"是"的判 定時，微計算機(jī)相繼執(zhí)行步驟103至105。
因此，重復(fù)執(zhí)行步驟102，直至在開始執(zhí)行上述程序之后壓力控制 閥30從允許狀態(tài)(關(guān)斷狀態(tài))被切換至禁止?fàn)顟B(tài)(接通狀態(tài))(例如， 直至到達(dá)圖6的時間tl)，并當(dāng)?shù)竭_(dá)圖6的時間tl時，相繼執(zhí)行步驟 103至105。
在步驟103，電子控制設(shè)備ECU的微計算機(jī)啟動內(nèi)部計時器。在步 驟104，遞增計時器的計時值以測量執(zhí)行步驟103之后經(jīng)過的時間。在步 驟105，電子控制設(shè)備ECU根據(jù)從行程傳感器Sl輸出的信號來判定行程 傳感器Sl的內(nèi)部開關(guān)是否已經(jīng)從接通狀態(tài)被切換至關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)微計算 機(jī)在步驟105做出"否"的判定時，微計算機(jī)重復(fù)步驟104及105。當(dāng)微 計算機(jī)在步驟105做出"是"的判定時，微計算機(jī)相繼執(zhí)行步驟106至 108。
因此，重復(fù)執(zhí)行步驟104及105，直至在圖6的時間tl之后壓力控 制閥30從禁止?fàn)顟B(tài)(接通狀態(tài))被切換至允許狀態(tài)(關(guān)斷狀態(tài))(即， 直至到達(dá)圖6的時間t2)，并當(dāng)?shù)竭_(dá)圖6的時間t2時，相繼執(zhí)行步驟106及107。
在步驟106，電子控制設(shè)備ECU的微計算機(jī)存儲在執(zhí)行步驟103之 后直至在步驟105做出"是"的判定所經(jīng)過的時間(即，圖6的時間tl 與t2之間的壓力下降時間td)。此外，微計算機(jī)在步驟107啟動內(nèi)部計 時器，并根據(jù)來自車輪轉(zhuǎn)速傳感器S2的輸出(車輪轉(zhuǎn)速Vw)在步驟 108判定車輪組件B是否正在轉(zhuǎn)動。當(dāng)微計算機(jī)在步驟108做出"是" 的判定時，微計算機(jī)相繼執(zhí)行步驟109及110。當(dāng)微計算機(jī)在步驟108做 出"否"的判定時，微計算機(jī)執(zhí)行步驟110而不執(zhí)行步驟109。
在步驟109，遞增計時器的計時值以測量在執(zhí)行步驟107之后經(jīng)過的 時間。在步驟IIO，電子控制設(shè)備ECU的微計算機(jī)根據(jù)從行程傳感器S1 輸出的信號對行程傳感器Sl的內(nèi)部開關(guān)是否己經(jīng)從關(guān)斷狀態(tài)切換至接通 狀態(tài)進(jìn)行判定。當(dāng)微計算機(jī)在步驟110做出"否"的判定時，微計算機(jī) 返回步驟108以執(zhí)行步驟108。當(dāng)微計算機(jī)在步驟IIO做出"是"的判定 時，微計算機(jī)執(zhí)行步驟111以及空氣流率計算例程200。
因此，當(dāng)車輪組件B轉(zhuǎn)動時重復(fù)執(zhí)行步驟108至110，直至在圖6 的時間t2之后壓力控制閥30從允許狀態(tài)(關(guān)斷狀態(tài))被切換至禁止?fàn)顟B(tài) (接通狀態(tài))(即，直至到達(dá)圖6的時間t3)。當(dāng)?shù)竭_(dá)圖6的時間t3 時，相繼執(zhí)行步驟111以及空氣流率計算例程200。注意，在圖6的時間 t2與t3之間的時段期間，當(dāng)車輪組件B處于停止?fàn)顟B(tài)(當(dāng)未驅(qū)動氣泵 AP日寸)，相繼執(zhí)行步驟108及110。
在步驟111，電子控制設(shè)備ECU的微計算機(jī)存儲在執(zhí)行步驟107之 后直至步驟110做出"是"的判定所經(jīng)過的時間(即，圖6的時間t2與 t3之間的壓力上升時間tu)。此外，在空氣流率計算例程200中，執(zhí)行 圖5所示的步驟201至209。
在圖5的步驟201中，電子控制設(shè)備ECU的微計算機(jī)根據(jù)壓力下降 時間td以及空氣量差異(M2-M1)(其是在胎壓為上限設(shè)定值P2時 (例如圖6的時間tl)保留在包括輪胎氣腔Rb的空氣回路中的空氣量 M2與在胎壓為下限設(shè)定值Pl時(例如圖6的時間t2)保留在空氣回路 中的空氣質(zhì)量Ml的差異)來計算空氣量減小速率Qd (= (M2-M1)/td)，其是在壓力下降時間td期間在空氣回路中的空氣量減小的速率。
此外，在步驟202，電子控制設(shè)備ECU判定上述空氣量減小速率Qd (即，泄漏空氣流率)是否低于設(shè)定值Qdo。當(dāng)微計算機(jī)在步驟202做 出"是"的判定時，微計算機(jī)在執(zhí)行了步驟203之后執(zhí)行步驟205。當(dāng)微 計算機(jī)在步驟202做出"否"的判定時，微計算機(jī)在步驟204之后執(zhí)行 步驟205。在步驟203，微計算機(jī)發(fā)出指令以顯示"漏氣正常"的信 息，由此在指令面板顯示區(qū)域ID上顯示"漏氣正常"的信息。在步驟 204，微計算機(jī)發(fā)出指令以顯示"漏氣異常"的信息，由此在指令面板
顯示區(qū)域ID上顯示"漏氣異常"的信息。因此，駕駛員能夠被告知包
括輪胎氣腔Rb的空氣回路的空氣泄漏狀態(tài)(正常/異常)。
在圖5的步驟205，電子控制設(shè)備ECU的微計算機(jī)根據(jù)壓力上升時 間tu以及空氣量差異(M2-M1)(其是在胎壓為上限設(shè)定值P2時(例 如圖6的時間t3)保留在包括輪胎氣腔Rb的空氣回路中的空氣量M2與 在胎壓為下限設(shè)定值Pl時(例如圖6的時間t2)保留在空氣回路中的空 氣量Ml的差異)來計算空氣量增大速率Qu (= (M2-M1) /tu)，其是 在壓力上升時間tu期間在空氣回路中的空氣量增大的速率。此外，在步 驟206，微計算機(jī)根據(jù)空氣量減小速率Qd以及空氣量增大速率Qu來計 算空氣流率Q (=Qd+Qu)，其是在時間tl與t3之間從氣泵AP向輪胎 氣腔Rb排放的空氣的流率。
此外，在步驟207，電子控制設(shè)備ECU的微計算機(jī)判定上述排放的 空氣流率Q是否大于設(shè)定值Qo。當(dāng)微計算機(jī)在步驟207做出"是"的判 定時，微計算機(jī)在執(zhí)行了步驟208之后返回至圖5的步驟103。當(dāng)微計算 機(jī)在步驟207做出"否"的判定時，微計算機(jī)在執(zhí)行了步驟209之后返 回至圖5的步驟103。在步驟208，微計算機(jī)發(fā)出指令以顯示"排放功 能正常"的信息，由此在指令面板顯示區(qū)域ID上顯示"排放功能正 常"的信息。在步驟209，微計算機(jī)發(fā)出指令以顯示"排放功能異
常"的信息，由此在指令面板顯示區(qū)域ID上顯示"排放功能異常"的
信息。因此，駕駛員能夠被告知氣泵AP的排放功能的狀態(tài)(正常/異 常)。在上述實施例中，本發(fā)明被應(yīng)用至包括通過安裝至軸轂11的車輪組 件B的轉(zhuǎn)動而被驅(qū)動的氣泵AP的胎壓控制設(shè)備。但是，本發(fā)明還可被 類似地應(yīng)用至包括由安裝在車體上的電動機(jī)驅(qū)動的氣泵的胎壓控制設(shè)
備。在此情況下，電動機(jī)的運轉(zhuǎn)必須與壓力控制閥30的工作同步(需要 在壓力控制閥30處于允許狀態(tài)時驅(qū)動電動機(jī)并在壓力控制閥30處于禁 止?fàn)顟B(tài)時使電動機(jī)步進(jìn))；但是，不再需要車輪轉(zhuǎn)速傳感器S2以及圖4 的步驟108。
在上述實施例中，假定空氣回路內(nèi)空氣的溫度不變(假定保持為預(yù) 定值)以對當(dāng)壓力控制閥30進(jìn)入禁止?fàn)顟B(tài)時(例如，圖6的時間tl)保 留在空氣回路內(nèi)的空氣量M2進(jìn)行計算(通過使用氣體的狀態(tài)方程 P-V二M"R"T來計算)并對當(dāng)壓力控制閥30進(jìn)入允許狀態(tài)時(例如，圖6 的時間t2)保留在空氣回路內(nèi)的空氣量Ml進(jìn)行計算。但是，還可將實 施例設(shè)置為通過使用能夠檢測空氣溫度的溫度傳感器來精確計算保留的 空氣量M1及M2。
上述實施例被設(shè)置為在指令面板顯示區(qū)域ID上顯示步驟202及207 的判定結(jié)果以向駕駛員告知判定結(jié)果。但是，實施例還可以修改為通過 來自揚聲器的報告聲音將步驟202及207的判定結(jié)果向駕駛員報告。
在上述實施例中，在圖6中示出的壓力下降時間(td)約為壓力上 聲時間(tu)的2.5倍。這示出了空氣從包括輪胎氣腔Rb的空氣回路泄 漏的狀態(tài)(漏氣異常)，當(dāng)從空氣回路并未漏氣時(漏氣正常)， 相較于壓力上升時間(tu)，壓力下降時間(td)變得極長。此外，在上 述實施例中，本發(fā)明被應(yīng)用于并未配備壓力傳感器的胎壓控制設(shè)備。但 是，可以將本發(fā)明應(yīng)用于配備有壓力傳感器的胎壓控制設(shè)備，由此當(dāng)壓 力傳感器出現(xiàn)故障時起到備援的作用。
權(quán)利要求
1. 一種胎壓控制設(shè)備，包括氣泵，其能夠?qū)嚎s空氣供應(yīng)至車輪組件的輪胎氣腔；機(jī)械控制閥裝置，其被布置于在所述氣泵與所述輪胎氣腔之間延伸的空氣通路中，并適于對所述輪胎氣腔內(nèi)的胎壓進(jìn)行控制，所述控制閥裝置在所述胎壓在已經(jīng)下降至下限設(shè)定值之后從所述下限設(shè)定值上升至上限設(shè)定值的時段期間，處于所述控制閥裝置允許從所述氣泵向所述輪胎氣腔供應(yīng)壓縮空氣的允許狀態(tài)，并且所述控制閥裝置在所述胎壓在已經(jīng)上升至所述上限設(shè)定值之后從所述上限設(shè)定值下降至所述下限設(shè)定值的時段期間，處于所述控制閥裝置禁止從所述氣泵向所述輪胎氣腔供應(yīng)壓縮空氣的禁止?fàn)顟B(tài)；值狀態(tài)檢測傳感器，其用于對所述控制閥裝置是處于所述允許狀態(tài)還是處于所述禁止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行檢測；時間測量裝置，其用于對壓力下降時間以及壓力上升時間進(jìn)行測量，所述壓力下降時間是從所述控制閥裝置進(jìn)入所述禁止?fàn)顟B(tài)開始并在所述控制閥裝置進(jìn)入所述允許狀態(tài)時結(jié)束的時段，所述壓力上升時間是從所述控制閥裝置進(jìn)入所述允許狀態(tài)開始并在所述控制閥裝置進(jìn)入所述禁止?fàn)顟B(tài)時結(jié)束的時段；以及排氣流率計算裝置，其用于根據(jù)所述壓力下降時間以及所述壓力上升時間對從所述氣泵向所述輪胎氣腔排放的空氣的流率進(jìn)行計算。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的胎壓控制設(shè)備，其中所述排氣流率計算裝 置包括空氣量增大速率計算裝置，其用于根據(jù)所述壓力上升時間以及空氣 量差異來計算空氣量增大速率，所述空氣量增大速率是在所述壓力上升時間期間在包括所述輪胎氣腔的空氣回路內(nèi)的空氣量增大的速率，所述 空氣量差異是在所述控制閥裝置進(jìn)入所述禁止?fàn)顟B(tài)時在所述空氣回路內(nèi) 保留的空氣量與在所述控制閥裝置進(jìn)入所述允許狀態(tài)時在所述空氣回路 內(nèi)保留的空氣量之間的差異；空氣量減小速率計算裝置，其用于根據(jù)所述壓力下降時間以及所述 空氣量差異來計算空氣量減小速率，所述空氣量減小速率是在所述壓力下降時間期間在所述空氣回路內(nèi)的空氣量減小的速率；以及供氣流率計算裝置，其用于基于所述空氣量增大速率以及所述空氣 量減小速率，對從所述氣泵朝向所述輪胎氣腔排放的空氣的流率進(jìn)行計 算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的胎壓控制設(shè)備，還包括 流率判定裝置，其用于判定從所述氣泵向所述輪胎氣腔排放的空氣 的流率是否大于設(shè)定值；以及報告裝置，其用于報告由所述流率判定裝置進(jìn)行的判定的結(jié)果。
全文摘要
一種胎壓控制設(shè)備，包括能夠?qū)嚎s空氣供應(yīng)至輪胎氣腔(Rb)的氣泵(AP)、允許和禁止從氣泵(AP)向輪胎氣腔(Rb)供應(yīng)壓縮空氣的控制閥裝置(VA)、用于檢測控制閥裝置VA的狀態(tài)的閥狀態(tài)檢測傳感器(行程傳感器S1)、以及電子控制設(shè)備(ECU)。電子控制設(shè)備(ECU)包括用于測量壓力上升時間和壓力下降時間的時間測量裝置，壓力上升時間是從將壓縮空氣從氣泵(AP)供應(yīng)至輪胎氣腔(Rb)時開始至壓縮空氣供應(yīng)停止時結(jié)束的時段，壓力下降時間是從停止供應(yīng)壓縮空氣時開始至開始(恢復(fù))供應(yīng)壓縮空氣時結(jié)束的時段；以及排氣流率計算裝置，其用于根據(jù)壓力下降時間和壓力上升時間來計算從氣泵向輪胎氣腔排放的空氣的流率。
文檔編號B60C23/00GK101432152SQ200780015528
公開日2009年5月13日 申請日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者磯野宏 申請人:豐田自動車株式會社