车辆速度控制系统的制作方法

1.本公开涉及一种车辆速度控制系统。


背景技术：

2.已知有检测轮胎的状态、控制车辆的行驶的车辆的行为控制装置(例如参照日本专利第4466386号公报)。
3.在该车辆的行为控制装置中，在缺气保用轮胎变为缺气保用状态的情况下，进行用于降低车辆的速度的控制。


技术实现要素：

4.发明要解决的问题
5.另外，构成充气轮胎的橡胶由于行驶而重复变形并发热。橡胶的变形(应变、应力)大的部位的发热量也变多。当橡胶的温度变得过高时，有时会发生橡胶软化、轮胎变形增加、轮胎温度上升的恶性循环。因此，若在橡胶的温度变高的状态下持续行驶，则橡胶最终损坏而使车辆的行驶变得困难，可能会无法行驶至目的地。
6.在现有技术中，能够在轮胎被刺破时抑制车辆的速度，但没有考虑到轮胎的发热。因此，能够想到有可能在轮胎的橡胶变为过高温度的状态下持续行驶而最终轮胎会发生故障。
7.另外，在现有技术中，有时为了控制车辆的行为而过度地抑制车辆的速度，也有可能导致到目的地为止的行驶时间延长。
8.为了抑制橡胶的损坏，需要抑制橡胶的发热。另外，如果能够在能够抑制橡胶的发热以不产生上述恶性循环的范围内提高速度，则能够不引起轮胎故障地到达目的地，并且能够缩短到目的地为止的行驶时间。
9.考虑到上述事实，本公开的目的在于提供一种能够考虑轮胎温度、不引起轮胎故障且缩短到目的地为止的行驶时间的车辆速度控制系统。
10.用于解决问题的方案
11.第一方式所涉及的车辆速度控制系统具备：温度计，其用于测定轮胎的温度；以及控制装置，其基于由所述温度计得到的所述轮胎的测定温度来控制车辆的速度。
12.在第一方式所涉及的车辆速度控制系统中，温度计能够测定轮胎的温度。
13.控制装置能够基于由温度计得到的轮胎的测定温度来控制车辆的速度。
14.构成轮胎的橡胶等弹性体由于行驶而发生弹性变形并发热，从而温度上升。若橡胶的温度过度上升，则橡胶软化。若橡胶软化，则有时会导致轮胎变形增加并且橡胶的温度上升的恶性循环。另外，若橡胶的温度过度上升，则有时橡胶劣化或橡胶损坏，会导致轮胎的耐久性降低。
15.在第一方式所涉及的车辆速度控制系统中，控制装置能够基于轮胎的测定温度来控制车辆的速度，并抑制橡胶的发热，以不产生上述的恶性循环。像这样，通过抑制橡胶的
发热来抑制上述恶性循环，能够在轮胎不发生故障的范围内提高速度，能够不引起轮胎故障且缩短到目的地为止的行驶时间。
16.发明的效果
17.如上面说明的那样，根据本公开的车辆速度控制系统，能够考虑轮胎温度，不引起轮胎故障且缩短到目的地为止的行驶时间。
附图说明
18.图1是示出第一实施方式所涉及的车辆速度控制系统中使用的轮胎-轮辋组装体的、沿轮胎旋转轴的截面图。
19.图2a是示出第一实施方式所涉及的车辆速度控制系统的整体结构的框图。
20.图2b是示出第一实施方式所涉及的车辆速度控制系统的控制装置的概要结构的框图。
21.图3是示出第一实施方式所涉及的车辆速度控制系统的控制的流程图。
22.图4是示出第二实施方式所涉及的车辆速度控制系统中使用的轮胎-轮辋组装体的、沿轮胎旋转轴的截面图。
23.图5是示出第二实施方式所涉及的车辆速度控制系统的控制的流程图。
具体实施方式
24.[第一实施方式]
[0025]
使用图1～图3来对应用了本公开的第一实施方式所涉及的车辆速度控制系统8的车辆36进行说明。
[0026]
如图1所示，设置于车辆36(在图1中未图示。参照图2a)的本实施方式的轮胎-轮辋组装体10是向轮辋12的轮辋体(rim)12a安装充气轮胎14而得到的。此外，本实施方式的充气轮胎14是普通的轿车用轮胎。在图1中，箭头in表示车辆内侧方向，箭头out表示车辆外侧方向。
[0027]
本实施方式的充气轮胎14具备呈环状地跨越一对胎圈部16的胎体18。本实施方式的胎体18由一片胎体帘布层18p构成，该一片胎体帘布层18p是将多根帘线相互平行地排列并进行橡胶涂敷而得到的。
[0028]
在本实施方式中，在胎体18的轮胎径向外侧配设有由第一带束帘布层20a和第二带束帘布层20b这两片带束帘布层构成的带束层20。
[0029]
此外，带束层20的端部被带束加强层22覆盖。
[0030]
在带束层20的轮胎径向外侧配设有胎面橡胶层24。另外，在胎体18的轮胎轴向外侧配设有胎侧橡胶层26。
[0031]
胎体帘布层18p的端部在胎圈部16的胎圈芯28处向轮胎径向外侧卷起。
[0032]
在此，将胎体帘布层18p的从一方的胎圈芯28到另一方的胎圈芯28的部分设为主体部18a，且将从胎圈芯28向轮胎径向外侧延伸的卷起部分设为卷起部18b。在胎体帘布层18p的主体部18a与卷起部18b之间，配设有从胎圈芯28向轮胎径向外侧延伸的由高硬度的橡胶构成的三角胶(bead filler)30。
[0033]
在轮辋体12a的外周部安装有温度计32和发送机34。作为一例，温度计32是非接触
式的红外线辐射温度计。
[0034]
如图2a所示，由温度计32测定出的温度测定数据通过发送机34而被无线发送到设置于车身36a的接收机38。
[0035]
在车身36a设置有用于控制发动机36b的输出的控制装置40。
[0036]
作为一例，在图2b中示出能够作为车辆速度控制装置发挥功能的控制装置40的概要结构。此外，作为一例，控制装置40能够应用于配备在汽车等车辆36中的发动机控制用计算机。
[0037]
控制装置40由包括cpu 40a、ram 40b、rom 40c以及i/o 40d等的计算机构成，该cpu 40a是硬件处理器的一例。cpu 40a、ram 40b、rom 40c以及i/o 40d以能够传输数据、命令的方式与总线40e连接。另外，在rom 40c中存储有运算程序40f。
[0038]
另外，在i/o 42d连接有发动机(燃料喷射装置)36b、接收机38、显示装置42、警告灯50等。
[0039]
由发送机34发送的温度测定数据经由接收机38被发送到控制装置40。此外，显示装置42设置于车辆36的仪表板，在显示装置42中能够显示与车辆36有关的各种信息。
[0040]
在控制装置40的rom 40c中预先存储有充气轮胎14的上限温度t1、充气轮胎14的下限压力p1、内压降低时上限温度t2等。
[0041]
在控制装置40中，cpu 40a读出存储于rom 40c的运算程序40f并在ram 40b中展开，执行被展开的运算程序40f。
[0042]
(作用、效果)
[0043]
接着，基于图3所示的流程图来对本实施方式的车辆速度控制系统8中的速度控制进行说明。
[0044]
(1)在步骤100中，由温度计32开始进行胎圈部16的轮胎内表面的温度测定。由温度计32测定出的温度测定数据通过发送机34而被无线发送到接收机38。此外，作为一例，温度测定通过车辆36的点火键(车辆36的主电源的开关)变为接通而开始且持续到点火键变为断开为止。
[0045]
(2)在步骤102中，判断所测定出的胎圈部16的温度是否超过预先设定的上限温度t1。在所测定出的胎圈部16的温度超过预先设定的上限温度t1的情况下进入步骤104，在不超过上限温度t1的情况下返回到步骤102。
[0046]
(3)在步骤104中，控制装置40实施速度限制。若实施速度限制，则对发动机36b进行控制，即使驾驶员踩踏车辆36的油门，车辆36也不会输出预先设定的限制速度(v1)以上的速度。由此，能够抑制胎圈部16(特别是三角胶30)的发热，能够使胎圈部16的温度降低。
[0047]
通过像这样实施速度限制，能够抑制因胎圈部16变为高温而使三角胶30的橡胶软化、劣化，能够确保胎圈部16的耐久性。
[0048]
此外，为了向驾驶员通知实施了速度限制这一情况，在步骤104中，既可以将基于文字等的警告显示于显示装置42，也可以使警告灯50点亮。
[0049]
(4)在接下来的步骤106中，判断胎圈部16的温度是否变为预先设定的上限温度t1以下。在此，在胎圈部16的温度变为预先设定的上限温度t1以下的情况下进入步骤108，在胎圈部16的温度没有变为预先设定的上限温度t1以下的情况下返回到步骤106。
[0050]
(5)在步骤108中，控制装置40解除速度限制。由此，驾驶员能够使车辆36以预先设
定的限制速度(v1)以上的速度行驶。
[0051]
像这样，通过使用本实施方式的车辆速度控制系统8，能够在充气轮胎14行驶时抑制胎圈部16的发热，并在不引起胎圈部16故障的范围内使车辆36快速地行驶，能够缩短到目的地为止的行驶时间，能够快速到达目的地。
[0052]
此外，在本实施方式中，测定胎圈部16的温度，在胎圈部16的温度超过预先设定的上限温度t1的情况下实施了速度限制，但也可以设为测定胎圈部16以外的部位的温度，并在所测定的部位的温度超过预先设定的上限温度t1的情况下实施速度限制。
[0053]
在本实施方式中，测定了车辆外侧的胎圈部16的温度，但是也可以测定车辆内侧的胎圈部16的温度，还可以测定车辆外侧和车辆内侧双方的胎圈部16的温度。
[0054]
作为胎圈部16以外的部位，有橡胶容易发热的部位、换言之行驶期间的应变大的部位、例如帘线端部(带束层端附近)、轮胎最大宽度部等。
[0055]
例如，在胎体、带束层的帘线端部附近，存在有帘线的部分和没有帘线的部分，是作为构造体而言刚性急剧变化的部分，是行驶时会产生大的应力和应变的部位，其中，帘线的杨氏模量比橡胶的杨氏模量高。像这样的应变大的部分容易发生温度上升。因此，通过测量这样的部分处的温度并以此为基准抑制行驶速度，能够更好地预防恶性循环，能够抑制充气轮胎14的故障。
[0056]
另外，在过量的载荷作用于充气轮胎14的状态下进行了高速行驶的情况下，有时胎面橡胶层24会过度地发热。在假定这种状况的情况下，也可以测定胎面内表面侧的温度。
[0057]
此外，在本实施方式的车辆速度控制系统8中，充气轮胎14的测定温度的位置不限于一个位置，也可以是多个位置。另外，能够根据需要而使上限温度t1针对充气轮胎14的每个部位而不同。
[0058]
[第二实施方式]
[0059]
接着，按照图4和图5来对本公开的第二实施方式所涉及的车辆速度控制系统8进行说明。此外，对与第一实施例相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。
[0060]
如图4所示，在本实施方式的轮辋体12a上安装了所谓的胎侧加强型的缺气保用轮胎15。在胎侧部43设置有胎侧加强橡胶44。
[0061]
在轮辋体12a处，除了设置有温度计32以外还设置有用于测量轮胎的内压的压力计46。由压力计46测量出的压力测定数据从发送机34被发送到接收机38。此外，压力计46也可以被安装于轮辋体12a的空气阀。
[0062]
在本实施方式中，控制装置40基于温度测定数据和压力测定数据来控制车辆36的速度。程序
[0063]
接着，基于图5所示的流程图来对本实施方式的车辆速度控制系统8中的速度控制进行说明。
[0064]
(1)在步骤200中，由压力计46开始进行轮胎的内压的测定。内压测定数据通过发送机34而被发送到接收机38。此外，作为一例，轮胎的内压的测定通过车辆36的点火键(车辆36的主电源的开关)变为接通而开始且持续到点火键变为断开为止。
[0065]
(2)在步骤202中，判断所测定出的内压是否变为小于预先设定的下限压力p1。在所测定出的内压小于预先设定的下限压力p1的情况下进入步骤204，在不小于预先设定的下限压力p1的情况下返回到步骤202。
[0066]
此外，作为一例，内压变为小于预先设定的下限压力p1的情况是充气轮胎14被刺破的情况。
[0067]
(3)在步骤204中，由温度计32测定轮胎最大宽度部(也是胎侧加强橡胶44最厚的部位)处的轮胎内表面的温度。温度测定数据通过发送机34而被发送到接收机38。此外，在该步骤204中，为了向驾驶员通知轮胎的内压降低这一情况，在步骤204中，既可以将基于文字等的警告显示于显示装置42，也可以使警告灯50点亮。
[0068]
(4)在步骤206中，判断所测定出的轮胎最大宽度部处的轮胎内表面的温度是否超过预先设定的内压降低时上限温度t2。在所测定出的轮胎最大宽度部处的轮胎内表面的温度超过预先设定的内压降低时上限温度t2的情况下进入步骤208，在不超过预先设定的内压降低时上限温度t2的情况下返回到步骤206。
[0069]
(5)在步骤208中，控制装置40实施速度限制。由此，即使驾驶员踩踏车辆36的油门，车辆36也不会输出预先设定的内压降低时限制速度(v2)以上的速度。由此，能够抑制胎侧加强橡胶44的发热，使胎侧加强橡胶44的温度降低到预先设定的内压降低时上限温度t2以下。
[0070]
像这样，通过在缺气保用行驶时实施速度限制，能够抑制胎侧加强橡胶44变为高温而使橡胶软化、劣化从而使胎侧加强橡胶44无法发挥本来的功能、由于橡胶损坏而变为不能行驶。由此，能够延长缺气保用时的行驶距离。
[0071]
另外，为了向驾驶员通知由于内压降低而实施了速度限制这一情况，在该步骤208中，既可以将基于文字等的警告显示于显示装置42，也可以使警告灯50点亮。
[0072]
(6)在接下来的步骤210中，判断轮胎最大宽度部处的轮胎内表面的温度是否变为预先设定的内压降低时上限温度t2以下。在此，在轮胎最大宽度部处的轮胎内表面的温度变为预先设定的内压降低时上限温度t2以下的情况下进入步骤212，在轮胎最大宽度部处的轮胎内表面的温度没有变为预先设定的内压降低时上限温度t2以下的情况下返回到步骤210。
[0073]
(7)在步骤212中，控制装置40解除速度限制。由此，驾驶员能够使车辆36以预先设定的内压降低时限制速度(v2)以上的速度行驶。
[0074]
此外，为了向驾驶员通知解除了速度限制这一情况，在步骤212中，也可以将解除了速度限制这一情况通过文字等显示于显示装置42。但是，对于内压降低这一情况持续进行警告。
[0075]
像这样，通过使用本实施方式的车辆速度控制系统8，能够在缺气保用轮胎15的缺气保用行驶时，抑制胎侧加强橡胶44的发热，在不引起缺气保用轮胎15故障的范围内使车辆36快速地行驶，能够缩短到目的地为止的行驶时间，能够快速到达目的地。
[0076]
此外，假定使用胎侧加强型缺气保用轮胎(轮胎尺寸：225/45rf17)，实施了按照iso的缺气保用试验的缺气保用行驶距离的估计。
[0077]
假设能够在向轮胎宽度方向最外侧突出的部分的最靠轮胎内表面侧的位置粘贴温度传感器、使用安装于轮辋的无线装置发送温度测定数据并通过外部的装置进行测量，以通过转鼓试验机测定行驶距离为前提，预测以80km/h的速度行驶直到不能够行驶为止的行驶距离。
[0078]
在作为缺气保用轮胎的认定基准的iso的试验条件(iso 16992：2018年)下，以
80km/h的速度行驶1小时。
[0079]
下面，说明基于该试验基准且如本实施方式那样进行了速度限制的情况下行驶距离会延长何种程度的估计。
[0080]
按照在以80km/h行驶后、在温度测量结果变为140℃的时间点将速度抑制为40km/h并继续行驶的假设进行了估计。
[0081]
首先，在转鼓试验机中，使试验轮胎以80km/h的速度行驶，且持续行驶直到温度变为140℃为止。在温度到达140℃时的行驶时间为0.5h的情况下，行驶距离为80km/h
×
0.5h＝40km。
[0082]
之后，如果将速度抑制为80km/h的一半即40km/h并进行行驶，则发热变为一半，因此按照行驶距离会变为2倍的估计而进行了行驶距离的预测。
[0083]
因而，当假设以80km/h行驶0.5h后以40km/h能够行驶1h时，行驶距离变为40km+40km/h
×
1h＝120km，能够容易地预测能够通过进行速度限制来延长行驶距离。
[0084]
[其它实施方式]
[0085]
上面对本公开的两个实施方式进行了说明，但本公开不限定于上述的方式，除上述以外，当然也能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形并实施。
[0086]
例如，在缺气保用轮胎15中，也可以进行将第一实施方式的控制与第二实施方式的控制进行了组合的控制。
[0087]
另外，本公开所能够应用的车辆不限于轿车，也可以是公交车、卡车、建筑机械、二轮车、新交通系统的车辆等，能够应用于所有使用充气轮胎的车辆。
[0088]
在第二实施方式中，充气轮胎是胎侧加强型的缺气保用轮胎15，但本公开也能够应用于使用了芯子的缺气保用轮胎。对于使用了芯子的缺气保用轮胎而言，在缺气保用行驶时，芯子的外周面会与胎面的轮胎宽度方向中央部分的轮胎内周面接触而使胎面发热。因此，能够通过测定该轮胎的胎面内表面的温度并进行速度控制，来抑制与芯子接触的部位的发热。
[0089]
在上述实施方式中，在轮辋体12a处安装了非接触式的温度计32，但也可以将非接触式的温度计32安装于车身36a(车轮外罩、悬架等)来从轮胎外侧测定轮胎温度。
[0090]
在上述实施方式中，为了以非接触的方式测量充气轮胎14或缺气保用轮胎15的温度而将红外线辐射温度计使用为温度计32，但也可以将接触式的温度计安装于轮胎内表面来测量轮胎温度。
[0091]
即使车辆36是能够自动驾驶的自动驾驶车辆也能够应用上述实施方式的车辆速度控制系统8。通过在自动驾驶车辆中采用车辆速度控制系统8，能够在轮胎温度、内压等变为异常的情况下，自动地抑制自动驾驶车辆的行驶速度，使自动驾驶车辆安全地行驶。
[0092]
本公开的车辆速度控制系统8不限于行驶于公路的车辆，也能够应用于过度使用轮胎的竞速用车辆等。由此，例如能够抑制在跑道中途轮胎发生故障而导致车辆不能够行驶的情况，能够使车辆行驶到维修站。
[0093]
此外，在上述实施方式中，说明了对将橡胶使用为弹性体的充气轮胎14和缺气保用轮胎15的故障进行抑制的例子，但本实施方式的车辆速度控制系统8也能够对将热塑性弹性体使用为弹性体的充气轮胎的故障进行抑制。
[0094]
在上述实施方式中，通过由压力计46直接测量充气轮胎14的内压来探测爆胎(内
压的降低)，但充气轮胎14的内压的降低不限于通过压力计46来直接测量，也能够通过充气轮胎14的旋转数的变化(与其它轮胎的比较)等来间接地探测。充气轮胎14的内压降低能够通过公知的间接式tpms(tire pressure monitoring system：轮胎压力监测系统)来探测。
[0095]
附图标记说明
[0096]
2020年10月21日申请的日本专利申请2020-176887号的公开整体以参照的形式并入本说明书中。
[0097]
关于本说明书所记载的所有的文献、专利申请以及技术标准，与具体地且个别地记载各个文献、专利申请以及技术标准以参照的形式并入的情况相同程度地以参照的形式并入本说明书中。

技术特征：
1.一种车辆速度控制系统，具备：温度计，其用于测定轮胎的温度；以及控制装置，其基于由所述温度计得到的所述轮胎的测定温度来控制车辆的速度。2.根据权利要求1所述的车辆速度控制系统，其中，所述控制装置在所述测定温度超过预先设定的上限温度的情况下，进行所述车辆的速度限制。3.根据权利要求2所述的车辆速度控制系统，其中，所述控制装置在进行了所述速度限制之后，在所述测定温度变为上限温度以下的情况下解除所述速度限制。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的车辆速度控制系统，其中，还具备对轮胎的内压进行判定的压力判定部，所述控制装置在由所述压力判定部得到的内压小于预先设定的下限压力、且由所述温度计测定到的所述轮胎的温度超过预先设定的内压降低时上限温度的情况下进行所述车辆的速度限制。5.根据权利要求4所述的车辆速度控制系统，其中，所述控制装置在进行了所述速度限制之后，在所述测定温度变为内压降低时上限温度以下的情况下解除所述速度限制。6.根据权利要求1～5中的任一项所述的车辆速度控制系统，其中，所述温度计测定所述轮胎的胎圈部的温度。7.根据权利要求1～6中的任一项所述的车辆速度控制系统，其中，所述温度计测定所述轮胎的与带束层端最邻近的轮胎表面的温度。8.根据权利要求4或5所述的车辆速度控制系统，其中，所述轮胎是在胎侧部具备胎侧加强橡胶的缺气保用轮胎，所述温度计测定所述缺气保用轮胎的轮胎最大宽度部的温度。9.根据权利要求1～8中的任一项所述的车辆速度控制系统，其中，所述温度计是非接触式温度计，被设置于被安装所述轮胎的轮辋体。10.根据权利要求1～9中的任一项所述的车辆速度控制系统，还具有：发送机，其设置于轮辋体，发送由所述温度计测定到的温度测定数据；接收机，其设置于所述车辆的车身，接收所述温度测定数据；以及所述控制装置，其设置于所述车身。11.根据从属于权利要求4或5的权利要求10所述的车辆速度控制系统，其中，所述压力判定部具有设置于被安装所述轮胎的轮辋体的压力计，所述发送机发送由所述压力计测定到的压力测定数据。

技术总结
车辆速度控制系统具备：温度计，其用于测定轮胎的温度；以及控制装置，其基于由温度计得到的轮胎的测定温度来控制车辆的速度。得到的轮胎的测定温度来控制车辆的速度。得到的轮胎的测定温度来控制车辆的速度。


技术研发人员：大泽靖雄 山本雅彦
受保护的技术使用者：株式会社普利司通
技术研发日：2021.07.01
技术公布日：2023/6/28