JPH03273911A - タイヤ空気圧制御装置 - Google Patents

タイヤ空気圧制御装置

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JPH03273911A
JPH03273911A JP7476990A JP7476990A JPH03273911A JP H03273911 A JPH03273911 A JP H03273911A JP 7476990 A JP7476990 A JP 7476990A JP 7476990 A JP7476990 A JP 7476990A JP H03273911 A JPH03273911 A JP H03273911A
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JP
Japan
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air
tire
air pressure
tires
suspension
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Application number
JP7476990A
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English (en)
Inventor
Tadayuki Niibe
忠幸 新部
Katsuji Murakawa
村川 勝次
Hiroki Kamimura
裕樹 上村
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication of JPH03273911A publication Critical patent/JPH03273911A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、走行状態に応じてタイヤの空気圧を可変とし
た車両のタイヤ空気圧制御装置に関する。
(従来の技術) 車両におけるタイヤの空気圧は、該車両の乗り心地を左
右すると同時に、コーナリング性能やステアリング特性
等の走行性にも影響を与えることが知られており、そこ
で、このタイヤ空気圧を各タイヤに掛かる荷重(以下、
輪重という)と走行状態とに応じて可変制御することに
より、乗員数や荷物の積載量等に拘らず、常に良好な走
行性が得られるようにすることが試みられている。
このようなタイヤ空気圧制御装置としては、特開昭58
−8411号公報に記載されたものがあり、この公報記
載の装置においては、各タイヤに対して空気を供給、排
出する空気給排手段が設けられると共に、各タイヤの空
気圧を検出する手段と、各タイヤの輪重を検出する手段
と、その他の走行状態を検出する手段と、これらに基い
て空気圧を制御する制御手段とが備えられる。そして、
この制御手段により、例えば車両の静的安定性を示すス
タティックマージンが正の値となるコーナリングパワー
が各タイヤに得られるように(ステアリング特性がアン
ダステア傾向となるように)、或は路面から車体に伝わ
る振動のレベルが高いときには空気圧を低くするように
、さらに高速走行時には空気圧を高くするように、各タ
イヤの空気圧を制御することが示されている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、上記のように走行状態に応じてタイヤの空気
圧を可変制御する場合、上記空気給排手段として、圧縮
空気ポンプ、エアタンクもしくはアキュムレータ、空気
給排用バルブ等の装備が必要となるが、その場合、タイ
ヤの内圧は当初からかなり高く、しかも各タイヤには車
体の大きな重量が掛かっているから、このタイヤ内にさ
らに空気を供給するためには、大きな加圧力が得られる
大容量のポンプが必要となり、しかも目標の空気圧まで
空気を供給するのに長時間を要して、走行状態に応じた
空気圧制御の応答遅れが生じることになる。
そこで、本発明は、この種のタイヤ空気圧制御装置にお
いて、圧縮空気ポンプを始めとする空気給排用装備の小
型化と、タイーヤに対する空気の給排動作の迅速化を図
ることを課題とする。
(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するため、本発明は次のように構成した
ことを特徴とする。
即ち、本発明に係るタイヤ空気圧制御装置は、タイヤに
対する空気の給排を行う空気給排手段を備えて、走行状
態に応じてタイヤの空気圧を可変制御するようにした構
成において、サスペンションの伸縮状態を検出するサス
ペンション伸縮検出手段と、上記空気給排手段による空
気圧変更時に、タイヤへの空気の供給は、上記検出手段
によりサスペンションの伸張が検出されたときに行わせ
、タイヤからの空気の排出は、サスペンションの収縮が
検出されたときに行わせる空気給排制御手段とを備えた
ことを特徴とする (作  用) 上記の構成によれば、走行状態の変化によりタイヤの空
気圧を変更すべき状態が発生したとき、タイヤに空気を
供給して空気圧を高める場合には、その供給動作がサス
ペンションの伸張時に、また空気を排出してタイヤの空
気圧を低くする場合は、その排出動作がサスペンション
の収縮時にそれぞれ行われることになる。つまり、路面
の凹凸等により車体がバンプ、リバンウドしてサスペン
ションが収縮、伸張する場合、そのバンプ時(サスペン
ションの収縮時)にはタイヤに大きな荷重が作用して内
圧が高くなり、またリバウンド時(サスペンションの伸
張時)にはタイヤに作用する荷重が減少して内圧が低く
なるが、この内圧が高くなったときに空気の排出動作を
行わせ、また内圧が低くなったときに空気の供給動作を
行わせるのである。これにより、空気の給排動作がタイ
ヤの内圧の変化に助勢されて迅速に行われると共に、特
に空気の供給が内圧の低下時に行われるので、該内圧が
高い状態で行う場合よりも小さな加圧力で所要量の空気
が供給されることになる。
(実 施 例) 以下、本発明の実施例について説明する。
第1図に示すように、本実施例に係る車両には、左右の
前輪及び後輪のタイヤ1〜4への空気供給系統10が備
えられている。この空気供給系統10は、圧縮空気ポン
プ11と、該ポンプ11から吐出された圧縮空気が逆止
弁12を介して導入されて所定の圧力に保持する蓄圧器
13と、該蓄圧器13から各タイヤ1〜4に圧縮空気を
供給する空気供給通路14と、該通路14の各タイヤ1
〜4への分岐部141〜144上にそれぞれ設けられた
三方切換弁15□〜154とで構成されている。そして
、上記各三方切換弁151〜154は、それぞれ、当該
タイヤ1〜4内の空気を閉じ込める閉位置と、該タイヤ
1〜4内を上記蓄圧器13側に連通させる開位置と、該
タイヤ1〜4内を大気に解放する大気解放位置とに切り
換えられるようになっている。
また、この車両には、上記三方切換弁151〜154を
作動させて、各タイヤ1〜4内の空気圧を走行状態に応
じて制御するコントローラ20が備えられている。この
コントローラ20には、上記空気供給通路14の各分岐
部141〜144における三方切換弁151〜154の
下流側の圧力、即ち各タイヤ1〜4の内圧を検出する空
気圧センサ211〜214からの信号と、各タイヤ1〜
4に掛かる荷重をそれぞれ検出する輪重センサ221〜
224からの信号と、当該車両の車速を検出する車速セ
ンサ23からの信号と、走行路の路面抵抗を検出する路
面センサ24からの信号と、外気温を検出する外気温セ
ンサ25からの信号と、さらに各タイヤ1〜4を支持す
るサスペンションの伸縮状態をそれぞれ検出するサスペ
ンションセンサ26□〜264からの信号とが入力され
る。そして、該コントローラ20は、これらの入力信号
に応じて上記各三方切換弁151〜154を切換動作さ
せて、各タイヤ1〜4に対して空気を給排することによ
り、その空気圧を制御するようになっている。
ここで、各タイヤ1〜4に対する空気の給排構造の具体
的構成を第2図により説明すると、ナックルアーム等の
車軸支持部材31に、その外面から車軸摺動面に通じる
第1空気通路31aが設けられて、該通路31aに第1
図に示す空気共通路14の分岐部141  (14□〜
144)が接続されていると共に、この車軸支持部材3
1に回転自在に支持された車軸32には、上記第1空気
通路31aに連通ずる周溝32aと、該周溝32aに連
通して車軸32の先端部に開口する第2空気通路32b
とが設けられている。そして、この第2空気通路32b
の先端部に一端が接続されたパイプ33の他端がタイヤ
1(2〜4)のホイール34に接続され、これにより、
上記空気供給通路14の分岐部141(142〜144
)がタイヤ1(2〜4)内に常時連通された状態とされ
ている。
次に、上記コントローラ20による各タイヤ1〜4の空
気圧制御の具体的動作を第3図のフローチャートに従っ
て説明する。
まず、コントローラ20は、フローチャートのステップ
$1で、エンジンのイグニッションスイッチがONであ
るか否かを判定し、ONのとき、即ちエンジンの作動中
には、次にステップS2で第1図に示す各空気圧センサ
211〜214、各輪重センサ221〜224、及び車
速センサ23からの信号により、各タイヤ1〜4の空気
圧P1〜P4、輪重Wl〜W、及び車速Vを検出する。
そして、ステップ$3で車速■から求められる加速度V
が負の所定値−αより小さいか否か、即ち減速度が所定
値より大きくなる急制動時であるか否かを判定すると共
に、このような急制動時でない場合には、ステップS4
で車速Vが0であるか否か、即ち停車中であるか否かを
判定する。
そして、停車中でなく且つ急制動時でもない通常の走行
時には、ステップS5で車速Vが40km/h以上か否
かを判定し、■≧40km/hの中高速時には、ステッ
プ86〜Sl(+によって各タイヤ1〜4の空気圧を設
定する。
つまり、まずステップS6で、第4図に示す各輪重値毎
の空気圧に対するコーナリングパワーの特性図に基き、
各タイヤ1〜4について、それぞれの輪重Wl〜W4で
のコーナリングパワーの値(以下、CP値と記す)が最
大となる空気圧PMA9..〜P IIAX、 aを求
めて、そのときのスタティックマージンを算出する。
このスタティックマージンは車両のステアリング特性を
示すもので、次式に従って算出され、その値(以下、S
M値と記す)が正のときにはステアリング特性がアンダ
ステア、負のときにはオーバステアとなることを示す。
5M=CP p / (CPp +CPR)−a/(a
+b) ここで、CPPは前輪側のタイヤ1.2のCP値の合計
値、CPRは後輪側のタイヤ3.4のCP値の合計値、
aは当該車両の重心がら前輪中心までの距離、bは同重
心から後輪中心までの距離を示す。
そして、コントローラ20は、ステップS7で、上記の
ようにして求めたSM値が正の所定値βより大きいか否
かを判定し、SM>βのとき、即ちステアリング特性が
アンダステアのときはステップS8で、上記の第4図か
ら求めた各タイヤ1〜4の最大cp空気圧Pw^χ、!
〜P WAX、 4を各タイヤ1〜4の目標空気圧P1
0〜P4゜に設定する。
また、SM≦βのとき、即ちステアリング特性がオーバ
ステア(もしくはニュートラルステア)であるときは、
後輪側のタイヤ3,4の空気圧を上記最大cp空気圧P
 MAX、 3 、 P MAX、 4に固定した状態
で、前輪側のタイヤ1.2の空気圧を変化させることに
より、SM>βが成立する範囲で、該タイヤ1,2のC
P値が最も大きくなる空気圧P 1’ r P 2 ’
を算出する。つまり、前輪側タイヤ1.2の空気圧を上
記最大cp空気圧P MAX、 IPMAX、2より低
下させて、そのコーナリングパワーを次第に減少させた
場合に、ステアリング特性がオーバステアにニュートラ
ルステア)からアンダステアに転じるときの空気圧を見
い出すのである。
そして、ステップSIOで、上記のようにして得られた
各空気圧P□’ + P 2 ’ 、 PMAX、3 
、 PMA8.4を各タイヤ1〜4の目標空気圧P□。
〜P40にそれぞれ設定すると共に、各タイヤ1〜4の
空気圧21〜P4が、このステップSIOで設定した目
標空気圧PIO〜P40もしくは上記ステップS8で設
定した目標空気圧pto〜P40となるように、コント
ローラ20はステップSllで各三方切換弁15□〜1
54に切換制御信号を出力する。
これにより、車速Vが40km/h以上の中高速時には
、各タイヤ1〜4の空気圧P1〜P4が、ステアリング
特性をアンダステア(SM>β)に保持しながら、最大
のコーナリングパワーが得られる圧力とされ、従って、
高いコーナリング限界と優れた操縦安定性とが得られる
ことになる。
一方、V<40)cm/h以下の低速時には、コントロ
ーラ20は、上記ステップS5からステップS12を実
行し、路面センサ24からの信号によって路面の摩擦係
数μを検出すると共に、ステ・ノブS13で該摩擦係数
μが所定値μ0より大きいか否かを判定する。そして、
μ〉μ0のとき、つまり通常の乾燥路での走行時には、
ステップ314〜818により各タイヤ1〜4の空気圧
を設定する。
つまり、この場合は、まずステップS14で、第4図に
示す安全な走行が保証される最低のタイヤ空気圧PMI
N、1〜P MIN、 4  (例えば1.3kg/a
ll)での各タイヤ1〜4のCP値に基いてSM値を算
出すると共に、ステップStSで、このSM値が負の所
定値−βより小さいか否かを判定する。
そして、SM<−βのとき、即ちステアリング特性がオ
ーバーステアであるときには、ステップS16で上記の
最低空気圧P MIN、 t〜P MIN、 4を各タ
イヤ1〜4の目標空気圧pto〜P4oに設定する。
また、SM≧−βのとき、つまりステアリング特性がア
ンダステア(もしくはニュートラルステア)であるとき
は、ステップS17で、後輪側のタイヤ3.4の空気圧
を上記最低空気圧P MIN、 3 +PMIN、4に
固定した状態で、前輪側のタイヤ1゜2の空気圧を変化
させることにより、SM<−βが成立する範囲で、該タ
イヤ1,2のCP値が最も小さく、なる空気圧P l 
’ + P 2′ を算出する。
つまり、この場合は、前輪側タイヤ1,2の空気圧を上
記最低空気圧P MIN= 1 r P MIN、 2
より上昇させて、そのコーナリングパワーを次第に増大
させた場合に、ステアリング特性がアンダステアにニュ
ートラルステア)からオーバステアに転じるときの空気
圧を見い出すのである。
そして、ステップS18で、上記のようにして得られた
各空気圧P1 、P2 、P□N=3+Pユ。
1,4を各タイヤ1〜4の目標空気圧PIO〜paoに
それぞれ設定すると共に、各タイヤ1〜4の空気圧P□
〜P4が、このステップStaで設定した目標空気圧P
□。〜P40もしくは上記ステップS16で設定した目
標空気圧pto〜P40となるように、上記ステップS
llで各三方切換弁151〜154に切換制御信号を出
力する。
これにより、車速Vが40km/h以下であって、通常
の乾燥路の走行時には、各タイヤ1〜4の空気圧P1〜
P4が、ステアリング特性をオーバステア(SM<−β
)に保持しながら、安全が保証される範囲の最低の圧力
とされ、従って、ソフトな乗り心地と優れた口頭性とが
得られることになる。
また、車速Vが40km/h以下の低速時において、路
面摩擦係数μが上記所定値μ0以下の低μ路走行時にお
いては、コントローラ20は、上記ステップ313から
ステップS19.S20を実行して、外気温センサ25
からの信号により外気温Tを検出すると共に、該外気温
Tが所定値T。より低いか否かを判定する。
そして、低μ路走行時において外気温Tが上記所定値T
oより低いとき、換言すれば雪道や凍結路の走行時には
、コントローラ20は、ステップS2tで、上記ステッ
プS14と同様に、最低空気圧P菖IN、1〜PMI?
1.4でのcp値に基いてSM値を算出すると共に、ス
テップ822でこのSM値が正の所定値βより大きいか
否かを判定する。そして、SM>βのアンダステア時に
は、上記ステップS16により、最低空気圧pHIN、
1〜PMIN、4を各タイヤ1〜4の目標空気圧P1 
o−P 4gに設定する。
また、SM≦βとなるオーバステア時(もしくはニュー
トラルステア時)には、ステップS23で、前輪側のタ
イヤ1.2の空気圧を上記最低空気圧P Mrs、 1
r Pつ、N、2に固定した状態で、後輪側のタイヤ3
,4の空気圧を変化させることにより、SM>βが成立
する範囲で、該タイヤ3.4のcp値が最も大きくなる
空気圧P3°+P4を算出する。つまり、この場合は、
後輪側タイヤ3.4の空気圧を上記最低空気圧PMIN
、3 + PMIN、4より上昇させて、そのコーナリ
ングパワーを次第に増大させた場合に、ステアリング特
性がオーバステアにュートラルステア)からアンダステ
アに転じるときの空気圧を見い出すのである。
そして、ステップS24で、上記のようにして得られた
各空気圧PMIN、1 * PMIN、2 + P3 
’ 、 P4°を各タイヤ1〜4の目標空気圧P10−
P 4 oにそれぞれ設定すると共に、各タイヤ1〜4
の空気圧P、〜P4が、このステップS24で設定した
目標空気圧P、。〜paoもしくは上記ステップS16
で設定した目標空気圧PIO〜P40となるように、ス
テップSllで各三方切換弁15.〜154に切換制御
信号を出力する。
これにより、雪道もしくは凍結路での低速走行時には、
各タイヤ1〜4の空気圧が、ステアリング特性をアンダ
ステア(SM>β)に保持しながら、できるだけ低くさ
れ、従って、路面に対する各タイヤ1〜4の良好な追従
性と走行安定性とが得られて、これらの路面上でスリッ
プを生じることなく良好に走行することが可能となる。
一方、低μ路走行時においても、外気温Tが所定値T。
以上のとき、換言すれば降雨によって路面が濡れている
ときには、コントローラ20は、上記ステップS20か
らステップS6〜StOを実行して、前述の中高速時と
同様に、各タイヤ1〜4の空気圧を、ステアリング特性
をアンダステアに保持しながら、最も大きなコーナリン
グパワーが得られる空気圧に設定する。つまり、この場
合は、空気圧を高くしてタイヤの接地面圧を高くするこ
とにより、路面とタイヤの間から雨水を排出して該タイ
ヤを確実に接地させるのである。これにより、濡れた路
面でのタイヤのスリップが防止されて、降雨時における
良好な走行性が得られることになる。
さらに、コントローラ20は、上記ステップS4で車速
VがOであることを判定したとき、即ち停車時には、ス
テップS8からステップSllを実行して、各タイヤ1
〜4の空気圧を第4図から求められる最大CP空気圧P
 MAX、 t〜P□工、4に設定する。
これは、停車中には走行中よりも空気圧を高くして、各
タイヤ1〜4の接地面積を小さくすることにより、一般
にすえ切りと称せられる停車状態でのハンドル操作を軽
くすると共に、次の発進時に各タイヤ1〜4のコーナリ
グパワーないし路面に対するグリップ力を最大として、
良好な発進加速性が得られるようにするためである。な
お、この場合、発進加速時の荷重移動に伴う各タイヤ1
〜4の空気圧の変化を予め見込み、この変化によって最
大cp空気圧P MAX、 1〜P WAX、 4が得
られるように停車中の空気圧を設定するようにしてもよ
い。
また、加速度Vが負の所定値−αより小さいとき、つま
り急制動時には、コントローラ20は、ステップS3か
らステップS5を実行して、ステップS4による停車中
か否かの判定を行わない、これは、急制動時においてタ
イヤがロックした場合、車両は走行(スキッド状態)し
ているにも拘らず停車と判定されることになり、この場
合、上記ステップS8による空気圧を高める制御が行わ
れて、スキッド状態が一層著しくなるからである。
さらに、イグニッションスイッチがOFFのとき、つま
り当該車両の駐車中には、コントローラ20はステップ
SlからステップS25を実行し、各三方切換弁151
〜154を開状態、つまりこれらの切換弁151〜15
4の切換動作による各タイヤ1〜4の空気圧制御は行わ
ず、各タイヤ1〜4と蓄圧器13とを完全に連通させた
状態とする。これにより、各タイヤ1〜4には蓄圧器1
3内の高圧の空気がそのま才導入されて空気圧が停車中
よりもさらに高くされるが、これは、特に長期間の駐車
によるタイヤ接地部の所謂フラットスポット化を防止し
て、次の走行時におけるフラットスポットによる振動の
発生を防止するためである。
以上のようにして、コントローラ20は各タイヤ1〜4
の目標空気圧PIG〜P40を走行状態に応じて設定す
ると共に、実空気圧P、〜P4がその目標空気圧PIO
〜P40となるように、ステップS1、で三方切換弁1
51〜154を切り換え制御するのであるが、この制御
は第5図に示すフローチャートに従って次のように行わ
れる。
まず、コントローラ20は、ステップS31で各サスペ
ンションセンサ261〜264からの信号により、各タ
イヤ1〜4をそれぞれ支持するサスペンションの伸縮状
態を検出すると共に、ステップS 32+ 833で各
タイヤ1〜4の実空気圧P1〜P4と目標空気圧Pin
〜P40とを比較する。そして、いずれかのタイヤの実
空気圧が目標空気圧より小さく、そのタイヤに空気を供
給すべきときは、ステップS3□からステップS=、4
を実行して、当該タイヤを支持しているサスペンション
の長さの変化量Δjが正であるか否かを判定する。そし
て、Δf>Oのとき、即ち車体のリバウンドによりサス
ペンションが伸張したときに、ステップS5.で当該タ
イヤに空気を供給するように、該当する三方切換弁を開
作動させる。これにより、空気圧を高くするタイヤに対
する空気の供給が該タイヤの内圧が低下したときに行わ
れることになり、従って比較的小さな加圧力で、しかも
速かに空気が供給されることになる。
また、いずれかのタイヤの実空気圧が目標空気圧より大
きく、該タイヤから空気を排出すべきときには、ステッ
プS33からステップ336を実行して、当該タイヤを
支持しているサスペンションの長さの変化量Δ1が負で
あるが否かを判定する。
そして、Δ(〈0のとき、即ち車体のバンブによりサス
ペンションが収縮したときに、当該タイヤから空気を排
出するように、該当する三方切換弁を大気解放位置に作
動させる。これにより、タイヤの内圧が高くなったとき
に該タイヤから空気が排出されることになり、その排出
動作が速かに行われることになる。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、走行状態に応じてタイヤ
の空気圧を可変制御するようにした車両において、各タ
イヤに対する空気の給排によりその空気圧を変更する場
合に、空気の供給はサスペンションが伸張しているとき
に、空気の排出はサスペンションが収縮しているときに
それぞれ行わせるようにしたから、このサスペンション
の収縮に伴うタイヤの内圧の変化に助勢されて空気の給
排が迅速に行われることになる。これにより、走行状態
に応じた空気圧制御の応答性が向上される。
そして、特に本発明によれば、空気圧を高くするタイヤ
への空気の供給が、該タイヤの内圧が低下したときに行
われるので、比較的小さな加圧力で所要量の空気が供給
されることになり、従って圧縮空気ポンプの小容量化や
、その他の空気給排用装備の小型化が実現されることに
なる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は車両にお
けるタイヤ空気圧制御装置のシステム図、第2図はタイ
ヤに対する空気給排通路の具体的構成を示す断面図、第
3図は空気圧制御の制御動作を示すフローチャート図、
第4図はこの制御で用いられる空気圧に対するコーナリ
ングパワーの特性図、第5図は空気圧制御中における切
換弁制御の動作を示すフローチャート図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)タイヤに対して空気を給排する空気給排手段を備
    えて、走行状態に応じてタイヤの空気圧を可変制御する
    ようにした車両のタイヤ空気圧制御装置であって、サス
    ペンションの伸縮状態を検出するサスペンション伸縮検
    出手段と、上記空気給排手段による空気圧変更時に、タ
    イヤへの空気の供給は、上記検出手段によりサスペンシ
    ョンの伸張が検出されたときに行わせ、タイヤからの空
    気の排出は、サスペンションの収縮が検出されたときに
    行わせる空気給排制御手段とを備えたことを特徴とする
    タイヤ空気圧制御装置。
JP7476990A 1990-03-22 1990-03-22 タイヤ空気圧制御装置 Pending JPH03273911A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1144395A (ja) * 1997-07-28 1999-02-16 Metsutsu:Kk 重量物用フレーム
JP2013028338A (ja) * 2011-07-27 2013-02-07 Goodyear Tire & Rubber Co:The 調整可能なタイヤ空気圧システムおよび方法

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