(57)【要約】      （修正有）【課題】車両タイヤの空気圧の調整を自動的に行う車両システムおよび方法を提供する。【解決手段】タイヤ調整システムおよびその利用手段は、アンチロックブレーキシステム２２、ステアリング制御システム、電子的車両挙動安定化システム、サスペンション制御システム２４、グローバルポジショニングシステム２６のような１つまたは２つ以上の電子車両制御システムを有する車両を含む。少なくとも１つの車両制御システムからの電子入力信号に応答して各タイヤキャビティ内の空気圧をタイヤごとに連動可能に調整するように電子バルブシステム３０が取り付けられる。各タイヤの空気圧を調整することによって、タイヤトレッド踏面構成が、車両が走行する道路についての識別された１つまたは２つ以上の現在の道路条件と最適に相関するように修正される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤが取り付けられた車両用のタイヤ調整システムであって、
アンチロックブレーキシステム、ステアリング制御システム、電子的車両挙動安定化システム、サスペンション制御システム、グローバルポジショニングシステムから成る群から選択される少なくとも１つの電子車両制御システムを有する車両と、
前記車両を支持する複数のタイヤであって、それぞれが周方向のタイヤトレッド領域およびある空気圧まで膨張させられたタイヤキャビティを囲むタイヤサイドウォールを有する複数のタイヤと、
少なくとも１つの前記車両制御システムからの電子入力信号に応答して前記複数のタイヤの各タイヤの前記タイヤキャビティ内の前記空気圧をタイヤごとに調整するように作動可能に取り付けられた電子バルブシステムと、を有するタイヤ調整システム。
【請求項２】
前記車両制御システムは、車両が走行する道路についての、少なくとも１つの識別された現在の道路条件を、１組の識別可能な所与の道路条件からリアルタイムに検出するように作動する、請求項１に記載のタイヤ調整システム。
【請求項３】
前記車両制御システムは、前記電子バルブシステムを作動させて、前記複数のタイヤのそれぞれの前記空気圧を前記少なくとも１つの識別された現在の道路条件に最適な空気圧に調整するように作動する、請求項２に記載のタイヤ調整システム。
【請求項４】
前記電子バルブシステムは、結合された少なくとも１つの圧縮機ユニットとバルブ部材とを有し、前記圧縮機ユニットは、電子入力信号に応答して、前記バルブ部材を通してタイヤキャビティに空気を送り込む、請求項３に記載のタイヤ調整システム。
【請求項５】
前記１組の識別可能な所与の道路条件には、道路の湾曲、路面条件および道路摩擦特性が含まれる、請求項４に記載のタイヤ調整システム。
【請求項６】
前記電子バルブシステムは、前記少なくとも１つの識別された現在の道路条件に最適なタイヤトレッド性能を実現するタイヤトレッド踏面を再構成するように前記複数のタイヤ内の前記空気圧を調整する、請求項４に記載のタイヤ調整システム。
【請求項７】
タイヤが取り付けられた車両におけるタイヤ性能を調整する方法であって、
アンチロックブレーキシステム、ステアリング制御システム、電子的車両挙動安定化システム、サスペンション制御システム、グローバルポジショニングシステムから成る群から選択される少なくとも１つの電子車両制御システムを利用して、車両性能に影響を及ぼす複数のパラメータをリアルタイムに監視することと、
複数のタイヤであって、それぞれが周方向のタイヤトレッド領域およびある空気圧まで膨張させられたタイヤキャビティを囲むタイヤサイドウォールを有する複数のタイヤによって前記車両を支持することと、
少なくとも１つの前記車両制御システムからの電子入力信号に応答して前記複数のタイヤの各タイヤの前記タイヤキャビティ内の前記空気圧をタイヤごとに選択的にリアルタイムに調整するように取り付けられた電子バルブシステムを作動させることと、を含む方法。
【請求項８】
前記車両制御システムを用いて、少なくとも１つの識別された現在の道路条件を１組の所与の識別可能な道路条件からリアルタイムに検出し、事前に識別された最適なタイヤトレッド踏面構成をそれぞれの前記識別可能な道路条件に関連付けることをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記車両制御システムを用いて前記電子バルブシステムを作動させて、タイヤトレッド踏面を再構成しかつ前記少なくとも１つの識別された現在の道路条件に最適なタイヤトレッド性能を実現するように、前記複数のタイヤ内の前記空気圧を調整することをさらに含む、請求項８に記載のタイヤ調整システム。
【請求項１０】
前記電子バルブシステム内の、互いに結合された少なくとも１つの圧縮機ユニットおよびバルブ部材を利用することを含み、前記圧縮機ユニットが、電子入力信号に応答して、前記バルブ部材を通してタイヤキャビティに空気を送り込む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
道路の湾曲、路面条件および道路摩擦特性を含むように前記１組の所定の識別可能な道路条件を定義することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、車両タイヤの空気圧を調整する空気圧維持機能を有する車両システムに関し、特に、このような調整を自動的に行う車両システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路条件が変化すると、車両タイヤの性能が満足行くものでなくなり、その結果運転者が不満を感じることがある。たとえば、車両上のタイヤは、最適な状態では、乾燥した直線道路上において最高燃費を実現することが予期され、急なカーブを有する道路上では最大ハンドリング性能が望まれ、水で覆われた道路上では湿潤牽引性能が求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、考えられるすべての道路条件において満足行く性能を発揮する多用途性を有するタイヤを実現するには問題があることが分かっている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様によれば、タイヤが取り付けられた車両用のタイヤ調整システムおよび利用手段は、アンチロックブレーキシステム、ステアリング制御システム、電子的車両挙動安定化システム、サスペンション制御システム、グローバルポジショニングシステムから成る群から選択される少なくとも１つの電子車両制御システムを有する車両と、少なくとも１つの車両制御システムからの電子入力信号に応答して各タイヤキャビティ内の空気圧をタイヤごとに調整するように取り付けられた電子バルブシステムと、を有する。
【０００５】
他の態様では、車両制御システムは、車両が走行する道路についての１つまたは２つ以上の識別された現在の道路条件を１組の識別可能な所定の道路条件からリアルタイムに検出し、電子バルブシステムを作動させて各タイヤ内の膨張圧を識別された現在の道路条件に最適な膨張圧に調整する。
【０００６】
他の態様では、電子バルブシステムは、結合された圧縮機ユニットとバルブ部材との１つまたは２つ以上の対を含み、圧縮機ユニットは、電子入力信号に応答して、バルブ部材を通してタイヤキャビティに空気を送り込む。
【０００７】
本発明の他の態様による１組の識別可能な所定の道路条件には、道路の湾曲、路面条件、および道路摩擦特性が含まれ、電子バルブシステムは、タイヤトレッドを識別された１つまたは２つ以上の現在の道路条件に最適なタイヤトレッド性能構成に再構成するように各タイヤ内の空気圧を調整する。
【０００８】
（定義）
タイヤの「アスペクト比」は、タイヤの断面幅（ＳＷ）に対するタイヤの断面高さ（ＳＨ）の比に、百分率で表すために１００％を掛けた値である。
【０００９】
「非対称的トレッド」は、タイヤの中心面すなわち赤道面に対して対称的でないトレッドパターンを有するトレッドを意味する。
【００１０】
「軸方向の」および「軸方向に」は、タイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を意味する。
【００１１】
「チェーファー」は、タイヤビードの外側の周囲に配置され、コードプライがリムに接触し磨耗して切れるのを防止し、かつたわみをリムの上方に分散させる材料からなる狭いストリップである。
【００１２】
「周方向の」は、軸方向に垂直な環状のトレッドの表面の周囲に沿って延びるラインまたは方向を意味する。
【００１３】
「赤道中心面（ＣＰ）」は、タイヤの回転軸に垂直であり、かつトレッドの中心を通過する平面を意味する。
【００１４】
「踏面（フットプリント）」は、速度が零であり、かつ標準荷重および標準圧力下にあるときにタイヤトレッドが平坦な面に接触する接触部分すなわち接触領域を意味する。
【００１５】
「グルーブ」は、空気チューブを受け入れられるように断面において寸法を定められかつ構成されたタイヤ内の細長い空隙領域を意味する。
【００１６】
「車内側」は、タイヤがホイール上に取り付けられ、ホイールが車両上に取り付けられたときに車両の最も近くに位置するタイヤの側を意味する。
【００１７】
「横方向」は、軸方向を意味する。
【００１８】
「横縁部」は、標準荷重および標準タイヤ空気圧下で測定されたときに軸方向において最も外側のトレッド接触部分すなわち踏面に接する、赤道中心面に平行なラインを意味する。
【００１９】
「正味接触面積」は、トレッドの全周にわたる横縁部同士の間の、地面に接触するトレッド部材の全面積を、横縁部同士の間のトレッド全体の総面積で割った値を意味する。
【００２０】
「非方向性トレッド」は、好ましい順走行方向を有さず、かつトレッドパターンを好ましい走行方向に確実に揃えるために車両上の１つまたは２つ以上の特定のホイール位置に位置させることを必要としないトレッドを意味する。逆に、方向性トレッドパターンは、特定のホイール位置を必要とする好ましい走行方向を有する。
【００２１】
「車外側」は、タイヤがホイール上に取り付けられ、ホイールが車両上に取り付けられたときに車両から最も遠くに位置するタイヤの側を意味する。
【００２２】
「蠕動」は、波状の収縮によって、空気のような閉じ込められた物質を管状の経路に沿って押し出す動作を意味する。
【００２３】
「半径方向の（ラジアル）」および「半径方向に」は、半径方向においてタイヤの回転軸に向かうかあるいは回転軸から離れる方向を意味する。
【００２４】
「リブ」は、少なくとも１つの周方向グルーブおよびそのような第２のグルーブまたは横縁部のいずれかによって形成されるが、全深さグルーブによって横方向に分割されることのない、トレッド上の周方向に延びるゴムストリップを意味する。
【００２５】
「サイプ」は、トレッド面を細分して牽引を向上させるタイヤのトレッド部材に成形された小さい長穴を意味し、サイプは、概して幅が狭く、タイヤの踏面において開放されたままになるグルーブとは異なりタイヤ内に閉塞される。
【００２６】
「トレッド部材」または「牽引部材」は、グルーブに隣接する形状を有することによって形成されるリブ部材またはブロック部材を意味する。
【００２７】
「トレッドアーク幅」は、トレッドの横縁部同士の間において測定されるトレッドのアーク長を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本調整システムを使用する車両の斜視図である。
【図２】システムの概略図である。
【図３Ａ】低空気圧設定におけるトレッド踏面の平面図である。
【図３Ｂ】標準空気圧設定におけるタイヤトレッド踏面の平面図である。
【図３Ｃ】高空気圧設定におけるタイヤトレッド踏面の平面図である。
【図４】１バルブシステム構成におけるシステムの概略図である。
【図４Ａ】線４Ａ−４Ａに沿った図４のバルブユニットの断面図である。
【図５】２バルブシステム構成におけるシステムの概略図である。
【図５Ａ】線５Ａ−５Ａに沿った図５のバルブ組立体の断面図である。
【図５Ｂ】線５Ｂ−５Ｂに沿った図５の排気バルブ組立体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
最初に図１および図２を参照すると分かるように、従来の構成の車両１０はタイヤ１２，１４，１６および１８上に取り付けられている。乗用車構成が図示されているが、本発明は、オフロード車両および商用トラックのような他の車両範疇にも同様に適用することができる。車両１０は従来、車載コンピュータ２０を備えており、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）２２、電子サスペンションプログラム（ＥＳＰ）２４、および／またはグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）２６のような１つまたは２つ以上のシステムが車両に組み込まれている。このようなシステムは、コンピュータ２０に電子的に接続されており、車両システムの制御、または車両操作に関してユーザにとって役立つ情報の生成を可能にする。たとえば、ＡＢＳは、ある動作条件における車両制動の制御を可能にし、ＥＳＰは、車両に対する自動化されたサスペンション調整を可能にし、ＧＰＳは、ルート計算および測位に有用な情報を操作者に供給する。
【００３０】
図４および図５を見ると分かるように、タイヤ１２，１４，１６および１８は従来の構成であり、各タイヤが、それぞれのビード４８，５０から周方向タイヤトレッド４６まで延びる一対のサイドウォール４２，４４を有する。タイヤは、所望の空気圧まで膨張させられるキャビティ５２を囲んでおり、各タイヤがリム５４に取り付けられている。車両の動作時に、各タイヤは地面に接触してタイヤ踏面を形成する。図３Ａ〜図３Ｃを見るとわかるように、ミリメートル単位で測定されるタイヤ踏面の表面積は、タイヤの空気圧レベルに応じて異なり、図３Ａは、低空気圧タイヤからタイヤ中心線ＣＬの両側に生成された踏面３２を示しており、図３Ｂは、標準空気圧タイヤからタイヤ中心線ＣＬの両側に生成された踏面３８を示しており、図３Ｃは、高空気圧タイヤからタイヤ中心線ＣＬの両側に生成された踏面４０を示している。踏面３２の表面積は、踏面３８よりも大きく、踏面３８は踏面４０よりも大きい。一般に、タイヤの空気圧レベルが高いほど、トレッドパターンによって生成される踏面は小さくなる。
【００３１】
図３Ａ〜図３Ｃの踏面を形成するタイヤトレッドは、グルーブ３４およびサイピング部材３６のパターンから構成されている。タイヤ空気圧レベルが異なる場合、図３Ａ〜図３Ｃを見ると分かるように、トレッドパターンによって、それぞれの１組の道路条件および路面条件に好ましい様々な踏面が生成される。たとえば、図３Ａの踏面３２は、空気圧が不十分なタイヤによって生成される最も大きい踏面であり、タイヤは適度な転がり抵抗性能、標準的なハンドリング性能、および優れたドライ／ウエットグリップ特性を示す。曲がり道条件および／またはウエット路面条件の道路上では、図３Ａの踏面が好ましいと考えられる。一方、標準的な空気圧のタイヤによって生成される図３Ｂの踏面３８では、タイヤは標準レベルの転がり抵抗、極めて優れたハンドリング、および標準レベルのウエット／ドライグリップを示す。高空気圧レベルによって生成される図３Ｃの踏面４０では、タイヤは、より丸く、非常に良好な転がり抵抗、並びに標準レベルのハンドリングおよびウエット／ドライグリップを示す。したがって、道路形状および路面条件に応じて、３つの踏面構成のうちの１つが他の２つよりも好ましいとみなしてよい。中間的な踏面構成が望ましいこともあり、空気圧を調整してそれを実現することができることを理解されたい。
【００３２】
ＡＢＳおよびＥＳＰおよびＧＰＳのような車両の電子システムを利用して、車両が対処すべき道路形状および路面条件をリアルタイムに識別することができる。識別可能な１組の所定の道路条件をコンピュータ２０にプログラムしてもよい。ＡＢＳ、ＥＳＰおよびＧＰＳを使用して道路状態情報をリアルタイムでコンピュータに入力し、記憶されている識別可能な１組の道路条件から識別された現在の道路条件を確認してもよい。現在の道路条件（形状および路面条件）を識別した後、現在の道路条件に対処するのに最も適した各タイヤの好ましい踏面を判定してもよい。
【００３３】
本発明によれば、図４および図４Ａを参照すると分かるように、タイヤ１２，１４，１６および１８の各々は、遠隔的に制御される１つまたは２つ以上の電子バルブシステム３０を備えている。１つまたは２つ以上の電子バルブシステム３０は、車両電子制御システム（ＡＢＳ、ＥＳＰ、ステアリング、ＧＰＳ、ルート計算および測位）の入力に応じて、個々の各タイヤ位置の空気圧を調整するのに使用される。電子バルブシステム３０は、図４および図４Ａに示されているようにタイヤキャビティ５２から空気を出し入れする単式のバルブシステムであってもよく、あるいはより高速の応答が実現されるように、図５、図５Ａおよび図５Ｂに示されているように車両のサスペンション制御に応じてタイヤを高速に膨張させる１つのバルブとタイヤを高速にしぼませる別個のバルブがあってもよい。単式バルブシステムでは、バルブシステムは、リム５４を貫通して延びるように取り付けられた細長いバルブ本体６２を含んでいる。バルブ本体６２は、リム５４の外側面に当接する拡径された保持キャップ６４と、リム５４の内側面に当接するリテーナフランジ６６とを含み、そして、バルブ本体６２は前端６８をキャビティ５２内まで延ばしている。軸方向空気通路７０が、本体６２を貫通して延びており、矢印５８によって示されているように本体６２を通して外気をキャビティ５２に流入させ、矢印６０によって示されているように空気を逆方向にキャビティ５２から本体６２を通過させる。
【００３４】
バルブ本体６２には、市販の種類の開放／遮断バルブ７４に結合された小形のポンプ／圧縮機が収納されている。ポンプ／圧縮機は、バルブ７４を通してタイヤキャビティ内へおよびタイヤキャビティから空気を両方へ移動させることによってタイヤ空気圧を増減させるように電子的に制御される。圧縮機７２用の電力は、公知の有線技術または無線技術によって供給されてもよい。
【００３５】
図５、図５Ａおよび図５Ｂは、複式バルブシステムを示しており、図５Ｂに示されている吸気バルブ部材には、送受信機８０に結合され、開いたときに矢印５８に示されているように空気をキャビティ５２に流入させる吸気バルブ８６が組み込まれている。第２のバルブ部材は、ポンプ／圧縮機８４と、バルブ構成部材８２と、送受信機８０とを含み、リム５４に取り付けられている。図５Ａに示されている第２のバルブ部材は開いたときに、空気を方向６０にバルブ通路を通過させてタイヤ内の空気圧を低下させる。必要に応じて、図示されているよりも多くのバルブ組立体３０を使用して空気圧調整速度を速くしてもよい。
【００３６】
前述のことから、空気圧を変化させて各タイヤの踏面を調整することによって複数の利点がもたらされることが理解されよう。車両の性能、環境および安全は、タイヤ空気圧をリアルタイムに調整することによって改善される。この空気圧調整システムによって、道路形状および路面条件に問題がなければ車両を最高燃費で動作させることができる。カーブの多い道路では、システムは、車両が最大ハンドリング特性で動作することができるようにタイヤ空気圧および踏面を調整する。雨天時またはウエット道路条件では、システムは、最高グリップレベルで動作するようにタイヤ空気圧および踏面を調整する。また、システムは、空気が抜ける恐れのあるタイヤの欠陥が生じた場合でもタイヤの所望の空気圧または踏面を維持するうえで有用である。そのような場合、膨張圧縮機／ポンプは、空気をタイヤにより頻繁にあるいは連続的に送り込んで漏れによって失われる空気を補償する。したがって、このシステムは、車両の可動状態を延長することにも寄与する。
【００３７】
本明細書における本発明の説明を考慮して本発明の変形が可能である。本発明を例示するためにある代表的な実施形態および詳細を示したが、当業者には、本発明の範囲から逸脱することなく実施形態および詳細に様々な変更および修正を施せることが明らかであろう。したがって、特許請求の範囲によって定義されるような本発明の対象となる全範囲内の変更を前述の特定の実施形態に施してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０  車両
１２、１４、１６、１８  タイヤ
２０  車載コンピュータ
２２  アンチロックブレーキシステム
２４  電子サスペンションプログラム
２６  グローバルポジショニングシステム
３０  電子バルブシステム
３２、３８、４０  踏面
３４  グルーブ
３６  サイピング部材
４２、４４  サイドウォール
４８、５０  ビード
５２  キャビティ
５４  リム
６２  バルブ本体
６４  保持キャップ
６６  リテーナフランジ
７０  空気通路
７２  ポンプ／圧縮機
７４  開放／遮断バルブ
８０  送受信機
８４  ポンプ／圧縮機
ＣＬ  中心線
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図５Ａ】
2013028338.tif 000011
【図５Ｂ】
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