JPH0485115A - 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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Publication number
JPH0485115A
JPH0485115A JP19784690A JP19784690A JPH0485115A JP H0485115 A JPH0485115 A JP H0485115A JP 19784690 A JP19784690 A JP 19784690A JP 19784690 A JP19784690 A JP 19784690A JP H0485115 A JPH0485115 A JP H0485115A
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JP
Japan
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air pressure
tire
steering
vehicle
control
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JP19784690A
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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
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Mazda Motor Corp
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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、タイヤ空気圧制御装置に関し、更に詳細には
、車両の走行状態に応じてサスペンション特性を変更す
るため、タイヤの空気圧を変更するタイヤ空気圧制御装
置に関するものである。
(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
右するとともに、サスペンション特性にも影響し、これ
によってコーナリング性能やステアリング特性等の走行
性に影響を与えることが知られている。そこで、このタ
イヤ空気圧を各タイヤに掛かる荷重(以下、輪重と称す
)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じては、特開昭5
8−8411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ともに、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、その他の車両の走行状態を検出する手段と、こ
れらに基づいて各タイヤの空気圧を制御する制御手段と
を備え、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、すなわちステ
アリング特性がアンダーステア傾向になるように、ある
い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よ
うになっている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、従来のタイヤ空気圧制御装置においては、上
記したようにタイヤ空気圧を、一般に、ステアリング特
性が常にアンダーステア傾向になるように設定している
が、車両の旋回の後期においては、通常、駆動力を増大
して、旋回から脱出する制御を行うので、更なるアンダ
ーステア傾向が望まれる。
そこで、本発明は、特に、車両の旋回の後期における走
行安定性を維持することのできるタイヤ空気圧制御装置
を提供するこ止を目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明は、車両の走行状態に応じてサスペンンヨン特性
を変更するため、タイヤの空気圧を変更するタイヤ空気
圧制御装置において、少なくとも車両の旋回後期、タイ
ヤ空気圧を制御して、アンダステア傾向を増大するよう
にしたことを特徴とするものである。
(発明の作用・効果) 本発明のタイヤ空気圧制御装置においては、上記したよ
うに少なくとも車両の旋回後期、タイヤ空気圧を制御し
て、アンダーステア傾向を増大するようにしたので、特
に旋回脱出時における車両の安定性を向上させることが
できる。なお、旋回の極初期を除く、旋回中においては
、安定した状態で旋回ができるように、アンダーステア
傾向が増大することが望ましいので、本発明の制御は、
旋回の極初期を除けば、どの時点から始めてもよい。
(実施例) 以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施例
によるタイヤ空気圧制御装置を詳細に説明する。
第1図は、本発明の実施例によるタイヤ空気圧制御装置
の概略図であり、この第1図に示されているように、本
実施例に係るタイヤ空気圧制御装置は、左右の前輪およ
び後輪のタイヤ1〜4への空気供給系統10を備えてい
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の分岐部141〜144
上にそれぞれ設けられた三方切換弁151〜15.とで
構成されている。そして、上記各三方切換弁15.〜1
54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内を大気に開放す
る大気開放位置とに切り換えられるよ、うになっている
また、上記三方切換弁151〜154は、マイクロコン
ピュータ等で構成されるコントロールユニット20に接
続されており、このコントロールユニット20は、車両
の走行状態に応じて上記三方切換弁15.〜154を作
動させて、各タイヤ1〜4内の空気圧を制御するように
なっている。
このコントロールユニット20には、上記空気供給通1
14の各分岐部14、〜14.における三方切換弁15
.〜15.の下流側の圧力、すなわち各タイヤ1〜4の
内圧を検出する空気圧センサ21、〜214からの出力
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22I〜224からの出力信号と、当該車
両の車速を検出する車速センサ23からの出力信号と、
走行路の路面抵抗を検出する路面センサ24がらの出力
信号と、外気温を検出する外気温センサ25からの出力
信号が入力される。そして、このコントロールユニット
20は、これらの入力信号に応じて上記各三方切換弁1
5.〜154を切り換え動作させて、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システムの
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、該第1空気通路
31aに第1図に示す空気供給通路14の分岐部141
 (14a〜144)が接続されているとともに、この
車軸支持部材31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、上記空供給通路14の分岐部14.(1
42〜144)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、上記コントロールユニット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。
まス、コントロールユニット20は、ステップS1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、すなわ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2
1.〜214、各輪重センサ22□〜224、および車
速センサ23からの出力センサにより、各タイヤ1〜4
の空気圧P1〜P 4 、輪重W1〜W、および車速V
を検出する。そして、ステップS3で車速Vから求めら
れる加速度Aが負の所定値−αより小さいか否か、すな
わち減速度が所定値より大きくなる急制動時であるか否
かを判定するとともに、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、すな
わち停車中であるか否かを判定する。
そして、停車中でなく、か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以上の中高速時には、
ステップ56〜ステツプS10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づき
、各タイヤ1〜4について、それぞれの輪重W1〜W4
でのコーナリングパワーの値(以下、CP値と称す)が
最大となる空気圧P−^x1〜空気圧PxAx+n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、
SM値と称す)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になることを示
す。
S M = CP F / (’CP F  + CP
 $1 )−a/(a+b) ここで、CP「は前輪側のタイヤ1.2のCP値の合計
値、CP aは後輪側のタイヤ3.4のCP値の合計値
、aは当該車両の重心か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、コントロールユニット2o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
きいかを判定し、SM>βのとき、すなわちステアリン
グ特性がアンダステアのときは、ステラ、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
P 1llAX+ l 〜P 11141114を、各
タイヤ1〜4の目標空気圧P1゜〜P、。に設定する。
また、SM≦βのとき、すなわ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3.4の空気圧を最大CP空気圧P MA3
L+ l 、P MAI!14に固定した状m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、S
M>βが成立する範囲で、該タイヤ1および2のCP値
が最も大きくなる空気圧P。
P2°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 MAI、 l 、P MA
w。
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(も
しくはニュートラルステア)からアンダステアに転じる
ときの空気圧を見出すのである。
ついで、上記ステップ310で上述のようにして得られ
た各空気圧P+ ’ 、P2  、PmAx、+a、P
 MAI4を各タイヤ1〜4の目標空気圧P1゜〜P4
、にそれぞれ設定するとともに、各タイヤ1〜4の空気
圧P I−P 4が、このステップS10で設定した目
標空気圧P1゜〜P40もしくは上記ステップS8で設
定した目標空気圧P +o−P 40になるように、コ
ントロールユニット20は、ステップS11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4Qkm/h以上の中高速時には
、各タイヤ1〜4の空気圧P、〜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が得られるこ
とになる。
一方、V<40km/hの低速時には、コントロールユ
ニット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からの出力信号によって路面の
摩擦係数μを検出するとともに、ステップ513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SL4〜ステップ518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
示す安全な走行が補償される最低のタイヤ空気圧Pwt
s、t 〜PMIN、4  (例えば、1.3kg/c
ll”)での各タイヤ1〜4のCP値に基づいてSM値
を算出するとともに、ステップ315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S
M<−βのとき、すなわ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Pxtx、+−PM工N+4を各タイヤ1〜4の目
標空気圧Pro〜P、。
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
ンダステアにニュートラルステア)であるときには、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、 l 、P MtN+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P1°、P2°
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 mxx* r 、P w
□0.、より上昇させ、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
の空気圧を見出すのである。
そして、ステップ318で、上記のようにして得た各空
気圧P1°、Pio、P MIN+ 8 SP MIN
4を、各タイヤ1〜4の目標空気圧P111−P4゜に
それぞれ設定するとともに、各タイヤ1〜4の空気圧P
I−P4が、このステップ818で設定した目標空気圧
P、。〜P4゜もしくは上記ステップ516で設定した
目標空気圧P、。〜P45となるように、上記ステップ
311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PI−
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、安全が補償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回頭性とが
得られることになる。
また、車速Vが40km/h以下の低速時であって、路
面摩擦計数μが上記所定値μ0以下の低μ路走行時にお
いては、コントロールユニット20は、上記ステップS
13からステップ519、ステップ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
とともに、該外気温Tが所定値T0より低いかを判定す
る。
そして、低μ路走行時において、外気温Tが上記所定値
Toより低いとき、換言すれば雪路や凍結路の走行時に
は、コントロールユニ・ノド20は、ステップS21で
、上記ステップS14と同様に、最低空気圧P。1 )
1 + I −P HI N + 4でのCP値に基づ
いてSM値を算出するとともに、ステ・ノブS22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P。。
8.1〜P MIN+4を各タイヤ1〜4の目標空気圧
P1゜〜P411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旧H* l 、
P Thl X N + ”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、各タイヤ3.4のCP値が最も
大きくなる空気圧Ps’、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P Mrs、 s 、P wr8.4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+l 、PMIN+2 、PsP4゛
を、各タイヤ1〜4の目標空気圧P1゜〜P4゜にそれ
ぞれ設定するとともに、各タイヤ1〜4の空気圧P1〜
P、が、このステップS24で設定した目標空気圧P、
。〜P4゜もしくは上記ステップS16で設定した目標
空気圧P +o= P 411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T0
以下のとき、換言すれば降雨によって路面が濡れている
ときには、コントロールユニット20は、上記ステップ
S20からステップ86〜ステツプ310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、タイヤの設置
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、該タイヤを確実に設置させるのである。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、コントロールユニット20は、上記ステップS
4で、車速Vが0であることを判定したとき、すなわち
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 MA111〜PMAt、<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
般に据え切りと称される停車状態でのハンドル操作を軽
くするとともに、次の発進時に、各タイヤ1〜4のコー
ナリングパワーないし路面に対するグリップ力を最大に
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。なを、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 MAXI l〜P−^x、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Aが負の所定値−αより小さいとキ、ツマ
り急制動時には、コントロールユニット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
る停止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)しているのにも拘らず、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、コントロールユニット20は
、ステップS1からステップS25を実行し、各三方切
換弁15.〜154を開状態、つまりこれらの三方切換
弁15.〜154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13内の高圧空気がそのまま導入されて
、空気圧が停車中よりも更に高くされるが、これは特に
長時間の駐車によるタイヤ接地部のいわゆるフラットス
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1発生を防止するためである。
以上のようにして、コントロールユニット20は、各タ
イヤ1〜4の目標空気圧Pro〜P4゜を走行状態に応
じて設定するとともに、実空気圧P〜P4がその目標空
気圧P +o= P 40になるように、三方切換弁1
5.〜15.を切換制御して、常に良好な走行状態が得
られるようにしている。
上記制御においては、車速Vが4Qkm/h以上の中高
速時に、ステアリング特性を一律にアンダステア(SM
>β)に保持するようにしているが、特に、車両の旋回
後期においては、駆動力を増大して、旋回から脱出する
制御を行うので、更なるアンダーステア傾向が望まれる
。そこで、本発明においては、所定の条件が整ったとき
には、ステアリングハンドルの操舵から所定時間経過後
、すなわち旋回の中期以降に、ステアリング特性を更に
アンダーステア傾向として車両の安定性を向上させてい
る。
次に、第5図のフローチャートを参照して、上記の旋回
中期以降において、ステアリング特性を更にアンダー傾
向とするタイヤ1〜4の空気圧Pl−P4の制御の例に
ついて説明する。なお、この例においては、前輪側のタ
イヤ1.2については、空気圧をそのまま保持しておき
、後輪側のタイヤ3.4の空気圧を増大することによっ
て、ステアリング特性の更なるアンダーステア傾向を作
るものとする。これは、更なるアンダーステア傾向を作
るには、前輪側の空気圧を下げるか、後輪側の空気圧を
上げればよいが、後輪側の空気圧を上げる方が、スタテ
ィックマージンを増大させることができるからである。
なお、作動を速やかに行うには、前輪側の空気圧を下げ
る制御を行った方がよい。
なお、′!J5図に示した制御は、第3図に示したメイ
ンルーチンに適宜割り込んでのサブルーチンとして実行
される。また、この制御のため、上記コントロールユニ
ット20には、車両のステアリングホイールの操舵角を
検出し、該操舵角e[Iを示す信号を出力する操舵角セ
ンサ26が接続されている。
この制御にあたっては、まず、ステップS40で、操舵
角θ8および車速Vを読み込み、次いで、ステップ34
1で、この操舵角e、から操舵速度αeoを演算する。
この後、ステップS42において、現在の車速Vが40
krn/h以上の中速、高速領域にあるかを判定する。
この判定がYESのときには、ステップ843で、上記
操舵速度αeHの絶対値が所定値αe14゜より大きい
かを判定する。これは、操舵がゆっくりとされる場合に
は、ステアリング特性を更にアンダーステア傾向として
車両の安定性を向上させる必要がないからである。なお
、上記ステップS42、ステップS43の判定がNoの
ときには、制御の1ルーチンを終了し、リターンする。
上記ステップ343の判定がYESのときには、ステッ
プS44で、所定時間tが経過するまで待機する。この
所定時間tは、車両の回頭性が要求される旋回の極初期
においては、ステアリング特性をむしろオーバステア傾
向にした方がよいので、この期間に本制御によって更に
アンダーステア傾向になるのを避けるためである。時間
tが経過したときには、ステップS45で、上記目標空
気圧P 101P 20を、それぞれ空気圧PMAI+
から所定空気圧P0を減算した値、空気圧P MAl、
 2から所定空気圧P0を減算した値に設定する。
上記ステップS45の演算が終了した後は、ステップS
46で、再び操舵角eI+を読み込み、続いて、ステッ
プS47で、車両が直進状態に戻ったかを、操舵角eI
Iの絶対値がほぼ0になったかで判定し、この判定がY
ESになるまで、該ステップS46およびステップS4
7を繰り返し、YESになったとき1こ、ステップ34
8で、上a己目標空気圧P、。、Pzaを上記空気圧P
 1llAX+ 1 、空気圧P MAl2に復帰させ
、1ルーチンの制御を終了する。なお、上記ステップ3
47の判定がYESになってから、所定時間をカウント
し、旋回から完全に脱出したことを見計らって、上記ス
テップ348に移行するようにしてもよい。
以上により、本発明によれば、特に旋回後期のその脱出
部において、ステアリング特性を更にアンダーステア傾
向にするようにしたので、該期間における車両の走行安
定性を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例によるタイヤ空気圧制御装置
の概略図、 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、本制御で用いられるタイヤの空気に対するコ
ーナリングパワーの特性図、 第5図は、車両の旋回時におけるタイヤの空気圧制御を
示すフローチャート図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  車両の走行状態に応じてサスペンション特性を変更す
    るため、タイヤの空気圧を変更するタイヤ空気圧制御装
    置において、少なくとも車両の旋回後期、タイヤ空気圧
    を制御して、アンダステア傾向を増大するようにしたこ
    とを特徴とするタイヤ空気圧制御装置。
JP19784690A 1990-07-27 1990-07-27 タイヤ空気圧制御装置 Pending JPH0485115A (ja)

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JP19784690A JPH0485115A (ja) 1990-07-27 1990-07-27 タイヤ空気圧制御装置

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