JP4419852B2 - ランフラットタイヤの警報装置 - Google Patents

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本発明は、ランフラットタイヤを装着した車両におけるランフラットタイヤの警報装置に関する。
ランフラットタイヤは、パンクした場合でも、一定の距離なら走行可能なタイヤである。ランフラットタイヤとしては、タイヤのサイドウォールを補強ゴムで補強するサイド補強式とタイヤの内部に中子を入れる中子式があり、サイド補強や中子によって車重によるタイヤの変形を抑えている。
ランフラットタイヤを装着している車両では、ランフラット状態でもある程度高い車速でも走行可能である。ランフラット状態で走行中に旋回すると、タイヤのリード部とホイールとの嵌合力が低下する可能性があり、嵌合力が低下するとタイヤのリード部とホイールの接触が著しく弱まる。そこで、ランフラットタイヤを装着した車両には、タイヤとホイールとの嵌合力低下を防止するための構造が採られているものがあり、例えば、ビード部の底部にリム部補強層を設けたものがある(特許文献1参照)。
高速道路のランプウェイやワインディングロードなどにおいて、高速で旋回した場合には大きな横加速度が発生する。ランフラット状態で走行中に車両に作用する横加速度が大きくなるほど、タイヤとホイールとの嵌合力が低下する可能性が高くなる。そのため、従来の嵌合力低下防止構造でも、摩擦によってリム部補強層を固定しているだけなので、大きな横加速度が作用するとタイヤとホイールとの嵌合力が低下してしまう恐れがある。
特開平11−310014号公報
ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下すると、ステアリング操作に応じてホイールが転舵しているにもかかわらず、そのランフラットタイヤがホイールに追従して転舵せず、応答が遅れる。その結果、車両の運動性能(特に、操安性)が低下し、車両の安定性が低下する。このような状態に陥らないように、運転者はランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する可能性がある場合には車速を低下させるなどして横加速度を抑える必要がある。そのためには、運転者が、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する可能性がある状態であることを知る必要がある。しかし、従来の警報装置には、タイヤの空気圧の異常(パンクしたこと)を知らせるものはあるが、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力に関する情報を知らせるものはない。
そこで、本発明は、乗員にランフラットタイヤとホイールとの嵌合力に関する情報を知らせるランフラットタイヤの警報装置を提供することを課題とする。
本発明に係るランフラットタイヤの警報装置は、ランフラットタイヤがランフラット状態になったか否かを検知するランフラット状態検知手段と、車両の旋回を検知する車両旋回検知手段と、ランフラット状態検知手段によってランフラット状態を検知した後に車両旋回検知手段によって車両の旋回を検知した場合に警報を出力する警報出力手段とを備え、車両旋回検知手段は、車両の横加速度を検知する横加速度検知手段であり、警報出力手段は、横加速度検知手段によって検知した車両の横加速度が所定横加速度より大きい場合に警報を出力することを特徴とする。また、本発明に係るランフラットタイヤの警報装置は、ランフラットタイヤがランフラット状態になったか否かを検知するランフラット状態検知手段と、車両の旋回を検知する車両旋回検知手段と、車速を検知する車速検知手段と、ランフラット状態検知手段によってランフラット状態を検知した後に車両旋回検知手段によって車両の旋回を検知した場合に警報を出力する警報出力手段とを備え、警報出力手段は、車速検知手段によって検知した車速が所定車速より大きい場合に警報を出力することを特徴とする。
このランフラットタイヤの警報装置では、ランフラット状態検知手段によりランフラット状態になったか否かを検知する。ランフラット状態になったことを検知した場合、警報装置では、車両旋回検知手段により車両が旋回しているか否かを検知する。そして、警報装置では、警報出力手段により、ランフラット状態後に車両が旋回していると検知した場合、乗員に対して警報を出力する。旋回すると車両には横加速度が作用するので、この横加速度によってランフラット状態のタイヤではホイールとの嵌合力は低下する可能性がある。そこで、警報によって、嵌合力低下の可能性があることを乗員(特に、運転者)に知らせる。これによって、運転者は、車両を減速させるなどして横加速度を抑え、タイヤとホイールとの嵌合力が低下することを未然に防止できる。その結果、車両の運動性能の低下を防止できる。また、運転者によって、早期に、修理工場に行くなどの対処措置が採られる。
本発明の上記ランフラットタイヤの警報装置では、車両旋回検知手段は、車両の横加速度を検知する横加速度検知手段であり、警報出力手段は、横加速度検知手段によって検知した車両の横加速度が所定横加速度より大きい場合に警報を出力する構成としてもよい。
このランフラットタイヤの警報装置では、横加速度検知手段により車両の横加速度を検知する。そして、警報装置では、警報出力手段により、ランフラット状態検知後に検知した横加速度と所定横加速度とを比較し、所定横加速度より大きい場合に警報を出力する。ランフラットタイヤとホイールとの関係により、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する際の横加速度は決まっている。そこで、所定横加速度を、この嵌合力が低下する際の横加速度に基づいて設定する。例えば、所定横加速度をこの嵌合力が低下する際の横加速度より小さい横加速度に設定した場合、タイヤとホイールとの嵌合力が低下する可能性のある段階で警報を出力することができる。また、所定横加速度をこの嵌合力が低下する際の横加速度程度の横加速度に設定した場合、タイヤとホイールとの嵌合力が低下した段階で警報を出力することができる。
本発明の上記ランフラットタイヤの警報装置では、車速を検知する車速検知手段を備え、警報出力手段は、車速検知手段によって検知した車速が所定車速より大きい場合に警報を出力する構成としてもよい。
このランフラットタイヤの警報装置では、車速検出手段により車両の車速を検知する。そして、警報装置では、警報出力手段により、ランフラット状態検知後に旋回していると検知されたときに車速と所定車速とを比較し、所定車速より大きい場合に警報を出力する。車両が旋回中に車速が高くなるほど、車両に作用する横加速度が大きくなり、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する可能性も高くなる。そこで、所定車速を、車速と横加速度との関係やランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する際の横加速度などに基づいて設定する。この設定される所定車速の大きさによって、タイヤとホイールとの嵌合力が低下する可能性のある段階で警報を出力したり、あるいは、タイヤとホイールとの嵌合力が低下した段階で警報を出力することができる。
本発明によれば、乗員にランフラットタイヤとホイールとの嵌合力に関する情報を知らせることができ、特に、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する可能性のある段階で乗員に知らせることができる。
以下、図面を参照して、本発明に係るランフラットタイヤの警報装置の実施の形態を説明する。
本実施の形態では、本発明を、ランフラットタイヤを装着する車両に搭載される警報装置に適用する。本実施の形態に係る警報装置は、通常のパンク状態(ランフラット状態)を検知し、パンク状態を検知した場合にはランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する可能性のあるときにウォーニングランプによって乗員に知らせる。本実施の形態には、2つの形態があり、第1の実施の形態が横加速度を用いて嵌合力低下の可能性を判定する構成であり、第2の実施の形態が操舵角と車速を用いて嵌合力低下の可能性を判定する構成である。
図1及び図2を参照して、第1の実施の形態に係る警報装置1について説明する。図1は、第1の実施の形態に係る警報装置の構成図である。図2は、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する際の車速と横加速度との関係を示す図である。
警報装置1は、ランフラットタイヤのパンク状態及びパンク状態を検知した後のタイヤとホイールとの嵌合力の低下する可能性のある状態をそれぞれ検知し、各状態を検知した場合にはウォーニングランプによって乗員に各状態を知らせる。そのために、警報装置1は、右前輪空気圧センサ2、左前輪空気圧センサ3、右後輪空気圧センサ4、左後輪空気圧センサ5、横加速度センサ6、ウォーニングランプ7及びECU[Electronic Control Unit]8などを備えている。
なお、第1の実施の形態では、空気圧センサ2,3,4,5及びECU8における処理が特許請求の範囲に記載するランフラット状態検知手段に相当し、横加速度センサ6及びECU8における処理が特許請求の範囲に記載する車両旋回検知手段に相当し、横加速度センサ6が特許請求の範囲に記載する横加速度検知手段に相当し、ウォーニングランプ7及びECU8における処理が特許請求の範囲に記載する警報出力手段に相当する。
空気圧センサ2,3,4,5は、各輪のランフラットタイヤに取り付けられ、ランフラットタイヤの空気圧を検出するセンサである。空気圧センサ2,3,4,5では、その検出値を空気圧信号ASとしてECU8に送信する。横加速度センサ6は、車両に作用する横方向(左右方向)の加速度の大きさと方向を検出するセンサである。横加速度センサ6では、その検出値を横加速度信号YSとしてECU8に送信する。
ウォーニングランプ7は、コンビネーションメータ内に設けられ、ランフラットタイヤに関する異常を知らせるランプである。ウォーニングランプ7では、ECU8からの警報信号WSに正常を示す信号が設定されている場合には消灯し、警報信号WSにパンク警報を示す信号が設定されている場合には点灯し、警報信号WSに嵌合力低下可能性警報を示す信号が設定されている場合には点滅する。なお、この警報信号WSはウォーニングランプ7に直接送信されるのではなく、コンビネーションメータのECUに送信され、このECUによる電流制御によってウォーニングランプ7が消灯、点灯、点滅する。
ECU8は、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]などからなる電子制御ユニットであり、警報装置1の制御装置として機能する。ECU8では、一定時間毎に空気圧センサ2,3,4,5からの各空気圧信号AS及び横加速度センサ6からの横加速度信号YSを取り入れ、ランフラットタイヤに関する異常検知及び警報制御を行う。
ECU8では、4輪のランフラットタイヤが正常の場合、空気圧信号AS,・・・による各ランフラットタイヤの空気圧についてパンク判定空気圧以上か否かをそれぞれ判定する。パンク判定空気圧は、ランフラットタイヤが通常のパンク(バーストなどによって大きく孔が開いたパンクを除く)状態にあるか否かを判定するための閾値であり、実験などによって設定される。
空気圧がパンク判定空気圧より低くなったランフラットタイヤがある場合、ECU8では、警報信号WSにパンク警報を示す信号を設定し、その警報信号WSをコンビネーションメータのECUに送信する。一方、4輪のランフラットタイヤの空気圧が全てパンク判定空気圧以上の場合、ECU8では、警報信号WSに正常を示す信号を設定し、その警報信号WSをコンビネーションメータのECUに送信する。
また、空気圧がパンク判定空気圧より低くなったランフラットタイヤがある場合、ECU8では、一定時間毎に取り入れる横加速度信号YSにより、横加速度が閾値より大きいか否かを判定する。閾値は、ランフラットタイヤのリード部とホイールとの嵌合力が低下する可能性のある状態を判定するための閾値であり、嵌合力が低下する際に車両に作用している横加速度より小さい横加速度であり、実験などによって設定される。また、車両が旋回すると横加速度が発生するので、閾値は旋回しているか否かを判定するための閾値でもある。図2に示すように、ランフラットタイヤのリード部とホイールとの嵌合力が低下した場合、装着しているランフラットタイヤとホイールとの関係で決まる所定の横加速度が車両に作用しており、車速に関係なく略一定である。したがって、閾値は、安全度を考慮して、この所定の横加速度より安全度分小さい横加速度が設定される。ちなみに、閾値として安全度を考慮しないでこの所定の横加速度程度を設定すると、ランフラットタイヤのリード部とホイールとの嵌合力が低下したことを判定することができる。
検出した横加速度が閾値より大きくなった場合、ECU8では、警報信号WSに嵌合力低下可能性警報を示す信号を設定し、その警報信号WSをコンビネーションメータのECUに送信する。
図1及び図2を参照して、警報装置1の動作について説明する。特に、ECU8における処理については、図3のフローチャートに沿って説明する。図3は、第1の実施の形態に係るECUでの処理の流れを示すフローチャートである。
各空気圧センサ2,3,4,5では、各輪のランフラットタイヤの空気圧を検出し、その検出値を空気圧信号ASとしてECU8に送信している。また、横加速度センサ6では、車両に作用する横加速度を検出し、その検出値を横加速度信号YSとしてECU8に送信している。
ECU8では、一定時間毎に、各空気圧センサ2,3,4,5からの空気圧信号ASをそれぞれ受信し、4輪のランフラットタイヤの空気圧を取得する(S1)。そして、ECU8では、各輪のランフラットタイヤの空気圧がパンク判定空気圧以上か否かを判定する(S2)。
S2にて4輪全ての空気圧がパンク判定空気圧以上と判定した場合、ECU8では、ランフラットタイヤは正常であると判定する。そして、ECU8では、警報信号WSに正常を示す信号を設定し、その警報信号WSをコンビネーションメータのECUに送信し、S1の処理に戻る。この警報信号WSを受信すると、コンビネーションメータのECUではウォーニングランプ7に対して電流を供給しない。そのため、ウォーニングランプ7は、消灯したままである。
一方、S2にて4輪のうちの少なくとも1つの空気圧がパンク判定空気圧より低いと判定した場合、ECU8では、そのランフラットタイヤがパンク状態であると判定する。そして、ECU8では、警報信号WSにパンク警報を示す信号を設定し、その警報信号WSをコンビネーションメータのECUに送信する(S3)。この警報信号WSを受信すると、コンビネーションメータのECUではウォーニングランプ7を点灯させるための電流を供給する。そのため、ウォーニングランプ7は、点灯する。この場合、パンク状態ではあるが、ランフラットタイヤなので、車両は通常の走行が可能である。そのため、運転者は、ウォーニングランプ7の点灯でパンク状態であることを知るが、走行を続ける。
また、ECU8では、一定時間毎に、横加速度センサ6からの横加速度信号YSを受信し、車両に作用している横加速度を取得する(S4)。そして、ECU8では、横加速度が閾値より大きいか否かを判定する(S5)。
S5にて横加速度が閾値以下と判定した場合、ECU8では、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する可能性はないと判定し、次の横加速度を取得するためにS4の処理に戻る。
一方、S5にて横加速度が閾値より大きいと判定した場合、ECU8では、車両が旋回中でありかつある程度大きな横加速度が発生しているので、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する可能性があると判定する。そして、ECU8では、警報信号WSに嵌合力低下可能性警報を示す信号を設定し、その警報信号WSをコンビネーションメータのECUに送信する(S6)。この警報信号WSを受信すると、コンビネーションメータのECUではウォーニングランプ7を点滅させるための電流を供給する。そのため、ウォーニングランプ7は、点滅する。このウォーニングランプ7の点滅によって、運転者は、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する可能性がある状態であることを知る。そこで、運転者は、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下するのを防止するために(ひいては、車両の運動性能を低下するのを防止するために)、車両を減速させる。この減速によって、車両に作用する横加速度が小さくなり、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力は低下しない。
この警報装置1によれば、パンク状態のみならず、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力の低下する可能性がある状態を乗員(特に、運転者)に知らせることができ、運転者に対してこの嵌合力低下の可能性のある状態に対する対処措置を促す。これによって、運転者は、減速などによって横加速度を低下させたり、あるいは、早期に修理工場に行くなどしてパンク状態を解消する。
図2及び図4を参照して、第2の実施の形態に係る警報装置11について説明する。図4は、第2の実施の形態に係る警報装置の構成図である。なお、警報装置11では、第1の実施の形態に係る警報装置1と同様の構成について同一の符号を付し、その説明を省略する。
警報装置11は、警報装置1と比較すると、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する可能性のある状態の判定方法が異なる。そのために、警報装置11は、空気圧センサ2,3,4,5、操舵角センサ12、車速センサ13、ウォーニングランプ7及びECU18などを備えている。
なお、第2の実施の形態では、空気圧センサ2,3,4,5及びECU18における処理が特許請求の範囲に記載するランフラット状態検知手段に相当し、操舵角センサ12及びECU18における処理が特許請求の範囲に記載する車両旋回検知手段に相当し、車速センサ13が特許請求の範囲に記載する車速検知手段に相当し、ウォーニングランプ7及びECU18における処理が特許請求の範囲に記載する警報出力手段に相当する。
操舵角センサ12は、ステアリングホイールから入力された操舵角の方向と大きさを検出するセンサである。操舵角センサ12では、その検出値を操舵角信号KSとしてECU18に送信する。車速センサ13は、4輪に各々設けられ、各車輪の回転速度を検出するセンサである。車速センサ13では、その検出値を車速信号SSとしてECU18に送信する。
ECU18は、CPU、ROM、RAMなどからなる電子制御ユニットであり、警報装置11の制御装置として機能する。ECU18では、一定時間毎に空気圧センサ2,3,4,5からの各空気圧信号AS、操舵角センサ12からの操舵角信号KS及び車速センサ13からの車速信号SSを取り入れ、ランフラットタイヤに関する異常検知及び警報制御を行う。ECU18では、車速信号SSを受信する毎に、各輪の回転速度から車速を演算する。
ECU18は、第1の実施の形態に係るECU8と同様に、パンク検知及びパンク状態を検知した場合のパンク警報制御を行う。
空気圧がパンク判定空気圧より低くなったランフラットタイヤがある場合、ECU18では、一定時間毎に取り入れる操舵角信号KSによる操舵角により、車両が旋回しているか否かを判定する。旋回判定としては、例えば、操舵角の絶対値が所定操舵角より大きくなった場合に旋回していると判定する。車両が旋回している場合、ECU18では、車速が閾値より高いか否かを判定する。閾値は、旋回中に車速に応じて発生する横加速度によってランフラットタイヤのリード部とホイールとの嵌合力が低下する可能性のある状態を判定するための閾値であり、実験などによって設定される。この閾値は、車速と横加速度との関係や図2に示すランフラットタイヤのリード部とホイールとの嵌合力が低下する際の所定の横加速度などに基づいて設定される。
車速が閾値より高くなった場合、ECU18では、警報信号WSに嵌合力低下可能性警報を示す信号を設定し、その警報信号WSをコンビネーションメータのECUに送信する。
図4及び図2を参照して、警報装置11の動作について説明する。特に、ECU18における処理については、図5のフローチャートに沿って説明する。図5は、第2の実施の形態に係るECUでの処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、S1からS3までの動作については第1の実施の形態と同様の動作なので、S11以降の動作ついてのみ説明する。
EUU18では、一定時間毎に、車速センサ13から車速信号SSを受信し、車速を演算している。また、ECU18では、一定時間毎に、操舵角センサ12から操舵角信号KSを受信し、操舵角を取得している(S11)。
ECU18では、この取得した操舵角により、車両が旋回しているか否かを判定する(S12)。S12にて旋回していないと判定した場合、ECU18では、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する可能性はないと判断し、S11に戻って、繰り返し旋回判定を行う。
S12にて旋回していると判定した場合、ECU18では、一定時間毎に演算している車速を用いて(S13)、車速が閾値より高いか否かを判定する(S14)。S14にて車速が閾値以下と判定した場合、ECU18では、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する可能性はないと判断し、S13に戻って、繰り返し車速判定を行う。
S14にて車速が閾値より高いと判定した場合、ECU18では、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する可能性があると判断し、嵌合力低下可能性警報を示す信号を設定した警報信号WSをコンビネーションメータのECUに送信する(S15)。この警報信号WSを受信すると、コンビネーションメータのECUではウォーニングランプ7を点滅させるための電流を供給し、ウォーニングランプ7が点滅する。このウォーニングランプ7の点滅によって、運転者はランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する可能性がある状態であることを知り、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下するのを防止するために、車両を減速させる。この減速によって、車両に作用する横加速度が小さくなり、ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力は低下しない。
この警報装置11は、警報装置1と同様の効果を有している。
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
例えば、本実施の形態ではタイヤとホイールとの嵌合力が低下する前の嵌合力が低下する可能性のある状態を判定し、その状態のときに警報を出力する構成としたが、タイヤとホイールとの嵌合力が低下した状態を判定し、その状態のときに警報を出力する構成としてもよい。このように構成した場合、運転者は、運動性能が低下していることを認識でき、車両を減速させるなどして車両の安定性の低下を抑制することができる。また、運転者によって、早期に、修理工場に行くなどの対処措置が採られる。
また、本実施の形態ではパンク状態での警報と嵌合力低下の可能性のある状態での警報を1つのウォーニングランプで行う構成としたが、2つのウォーニングランプで別々に行う構成としてもよいし、あるいは、音声、ブザーやモニタ表示などによる別の手段で行う構成としてもよい。
また、本実施の形態では車両が旋回しているか否かを横加速度や操舵角を用いて判断する構成としたが、操舵トルク、操舵角速度などを用いて判断する構成としてもよい。
第1の実施の形態に係る警報装置の構成図である。 ランフラットタイヤとホイールとの嵌合力が低下する際の車速と横加速度との関係を示す図である。 第1の実施の形態に係るECUでの処理の流れを示すフローチャートである。 第2の実施の形態に係る警報装置の構成図である。 第2の実施の形態に係るECUでの処理の流れを示すフローチャートである。
符号の説明
1,11…警報装置、2…右前輪空気圧センサ、3…左前輪空気圧センサ、4…右後輪空気圧センサ、5…左後輪空気圧センサ、6…横加速度センサ、7…ウォーニングランプ、8,18…ECU、12…操舵角センサ、13…車速センサ

Claims (2)

  1. ランフラットタイヤがランフラット状態になったか否かを検知するランフラット状態検知手段と、
    車両の旋回を検知する車両旋回検知手段と、
    前記ランフラット状態検知手段によってランフラット状態を検知した後に前記車両旋回検知手段によって車両の旋回を検知した場合に警報を出力する警報出力手段と
    を備え
    前記車両旋回検知手段は、車両の横加速度を検知する横加速度検知手段であり、
    前記警報出力手段は、前記横加速度検知手段によって検知した車両の横加速度が所定横加速度より大きい場合に警報を出力することを特徴とするランフラットタイヤの警報装置。
  2. ランフラットタイヤがランフラット状態になったか否かを検知するランフラット状態検知手段と、
    車両の旋回を検知する車両旋回検知手段と、
    車速を検知する車速検知手段と、
    前記ランフラット状態検知手段によってランフラット状態を検知した後に前記車両旋回検知手段によって車両の旋回を検知した場合に警報を出力する警報出力手段と
    を備え、
    前記警報出力手段は、前記車速検知手段によって検知した車速が所定車速より大きい場合に警報を出力することを特徴とするランフラットタイヤの警報装置。
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