JPH0485117A - 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
JPH0485117A
JPH0485117A JP19784890A JP19784890A JPH0485117A JP H0485117 A JPH0485117 A JP H0485117A JP 19784890 A JP19784890 A JP 19784890A JP 19784890 A JP19784890 A JP 19784890A JP H0485117 A JPH0485117 A JP H0485117A
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JP
Japan
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tire
air pressure
vehicle
sensor
wheel load
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JP19784890A
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English (en)
Inventor
Katsuji Murakawa
村川 勝次
Tadayuki Niibe
忠幸 新部
Hiroki Kamimura
裕樹 上村
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
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。
ところで、車両にあっては、路面の状況に応じて、2輪
駆動と4輪駆動とを切り横えることのできるパートタイ
ム式4輪駆動車がある。
(発明が解決しようとする課!り しかしながら、上記パートタイム式4輪駆動車の場合、
4輪駆動としたとき、機械抵抗が増大すること等の理由
により、燃料消費量が悪化するとともに、振動が増大す
るという問題がある。
そこで、本発明は、必要な場合には、タイヤ空気圧の制
御により、車両の乗り心地、燃費の向上を図ることので
きるタイヤ空気圧制御装置を提供することを目的とする
ものである。
(課題を解決するたt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、車両の低中速状態において、少な
くとも駆動車輪のタイヤ半径を同一とするようにタイヤ
空気圧を制御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筺においては、上記したよ
うに必要な場合には、駆動車輪のタイヤ空気圧を制御し
て、そのタイヤ半径が同一となるようにしたので、特に
4輪駆動での振動の低減、燃費の悪化を防止することが
できる。
(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14、〜14.
上にそれぞれ設けられた三方切換弁15□〜15.とで
構成されている。そして、上記各三方切換弁151〜1
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
連通させる開校Wlさ、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15.〜15.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151〜154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、上記空気供給通路
14の各分岐部14□〜144における三方切換弁15
、〜154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、〜21.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221〜22.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.〜15.を切り倹え動作させて、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ンステムの
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!1図に示す空気供給通路14の分岐部14、
(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gJ2
空気通路32bとが設けられている。そして、この!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! 
(14a〜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343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201Lステツプ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□〜221、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〜P4、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86〜ステツプSlO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□、1〜空気圧P MIET 4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 p + CP *
 )−a/ (a+b) ここで、CPFは前輪側のタイヤ1.2のCP値の合計
値、CpH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P
 MAw、 r 〜P Th1A14を、各タイヤ1〜
4の目標空気圧P1゜〜P4゜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 MAw
、 s 、P MA14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 MA
I+ l 、P xhx。
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510で上述のようにして得られ
た各空気圧P1°、P a  、P MAI+ 3、P
 MA14を各タイヤ1〜4の目標空気圧P+o−p、
。にそれぞれ設定するとともに、各タイヤ1〜4の空気
圧P1〜P4が、このステップ510で設定した目標空
気圧P、。〜P4゜もしくは上記ステップS8で設定し
た目標空気圧P r o ”−P 4 o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40km/h以上の中高速時には
、各タイヤ1〜4の空気圧Pl−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<40krn/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S13で、
該摩擦係数μが所定値μ。より大きいか否かを判定する
。そして、μ〉μ。のとき、つまり通常の乾燥路での走
行時には、ステップ314〜ステツプS18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P M
Zs+ I〜P MIN、 4  (例えば、1.3k
g/cm”>での各タイヤ1〜4のCP値に基づいてS
M値を算出するとともに、ステップS15で、このSM
I[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、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31Bで上記の
最低空気圧P MINI l〜PHIN+4を各タイヤ
1〜4の目標空気圧P、。〜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317で、後輪側のタイヤ3.4の空気圧を上記
最低空気圧P。IN、I 、P工181.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°、P、°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PMINII 、P+gtN+zよ
り上昇させ、そのコーナリングパワーを次2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(二x−
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°−,P2 ・PIIIINIS s PMI
N・鴫を、各タイヤ1〜4の目標空気圧P lo−P 
4゜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31Bで設定した
目標空気圧P 16= P 4Gもしくは上記ステップ
S16で設定した目標空気圧P1゜〜P4゜となるよう
に、上記ステップ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、車速Vが4.0km/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
〜P、が、ステアリング特性をオーパス7−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/b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S19、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
T0より低いとき、換言すれば雪路や凍結路の走行時に
は、コントロールユニット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 MINI
 l〜P闘!8.4でのCP値に基づいてSM値を算出
するとともに、ステップ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P18.1〜PHrN+4を各タイヤ1〜4の目
標空気圧P1゜〜P、。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 MINI l
 s P MINI 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、各タイヤ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P
 +1N+ 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告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P。INII SP’+rN、a 、PsP4
′を、各タイヤ1〜4の目標空気圧P、。〜P、0にそ
れぞれ設定するとともに、各タイヤ1〜4の空気圧P1
〜P4が、このステップS24で設定した目標空気圧P
1゜〜P40もしくは上記ステップS16で設定した目
標空気圧P la−P 4゜となるように、ステップS
llで、各三方切換弁151〜15.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S10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
サラに、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PM□。
1〜P MAXI 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゛ブカを最大
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 MAx、l 〜P MAXI
 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より小さいとき、つま
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.〜15.を開状態、つまりこれらの三方切換
弁151〜154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P1゜〜P、。を走行状態に応
じて設定するとともに、実空気圧P1〜P4がその目標
空気圧P ro−P 40になるように、三方切換弁1
51〜154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。
ところで、車両の駆動方式の一つとして、第5図に示し
たように、常時駆動される前輪駆動系30に2−4切換
装置131を介して後輪駆動系32を切り離し可能に接
続し、路面状態に応じて2輪駆動と2輪駆動とを切り換
えるいわゆるパートタイム式4輪駆動方式がある。この
切り換えは、運転者によって操作される切換スイッチ3
3によって通常行われる。このようなパートタイム式4
輪駆動車において、車両の低中速時で、4輪駆動のとき
には、燃費および乗り心地を重視した方がよい場合があ
る。そこで、本実施例においては、車両の低中速時で、
4輪駆動のときには、4輪、すなわち全ての車輪のタイ
ヤ径を同一とし、振動を低減し、乗り心地を向上させる
とともに、燃費を悪化させないようにしている。
次に、第6図のフローチャートを参照して、上記タイヤ
径を同一にする制御の例について説明する。なお、第6
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、
駆動状態が2輪か、4輪かを検出する駆動状態センサ2
6が接続されている。
この制御にあたっては、まず、ステップ340で、駆動
状態センサ26からの出力信号りおよび車速Vを読み込
み、次いで、ステップS41で、この出力信号りから現
在4輪駆動(4WD)状態かを判定する。この後、ステ
ップS42において、現在の車速Vが40km/h以下
の低中速にあるかを判定する。車速Vが4Qkm/h以
上のときには、ステアリング特性が重視されるので、本
制御は行われない。この判定がYESのときには、ステ
ップS43で、輪重W、−W、を、またステップ344
で、目標空気圧P+o=Pn。を読み込む。
この後、ステップS45で、上記輪重W1〜W4のうち
最大輪重WAを選択し、この最大輪重W、を記憶すると
ともに、ステップS46で、この最大輪重WAを示す車
輪Aを記憶する。この後、ステップS47で、最大輪重
WAを示す車輪Aのタイヤ半径Raを演算する。この演
算のため、コントロールユニット20には、第7図に示
したような、タイヤ空気圧によって異なる輪重W1〜W
4とタイヤ変形量ΔRとの関係を示す多数の輪重−変形
量特性線を備えたマツプを予め記憶している。この最大
輪重WAを示す車輪Aの空気圧に基づき、上記マツプか
ら所定の輪重−変形量特性線を選択し、この特性線に輪
重WAを照らし、そのときのタイヤ変形量ΔRを演算す
る。次いで、タイヤの元の半径からこのタイヤ変形量Δ
R減算して、現在のタイヤ半径Rkを演算する。
このタイヤ半径RAの演算が終了した後は、最後に、ス
テップS47で、他の3本のタイヤの径を上記の最大輪
重WAを示す車輪Aのタイヤ半径RAに合わすべく、そ
れらのタイヤの空気圧を制御する。この制御は、各タイ
ヤの輪重を上記マツプの各輪重−変形量特性線に照らし
、変形量が上記最大輪重WAにおけるタイヤ変形量ΔR
と同じになる空気圧を演算して行う。
以上により、−本発明によれば、必要により、駆動輪の
タイヤ径を全て同じにし、乗り心地、燃費の向上を図る
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、パートタイム式4輪駆動車の概略を示す平面
図、 第6図は、4輪駆動状態におけるタイヤの空気圧制御を
示すフローチャート図、 第7図は、輪重−タイヤ変形量特性線を示すグラフ図で
ある。 1〜4  タイヤ、11.14.151〜15空気給排
手段、(ポンプ、空気供給通路、三方切換弁)、20−
・空気給排制御手段(コントロールユニット)、22.
〜224  輪重センサ、 駆動状態センサ

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、車両の低中速状態において、少なくとも駆
    動車輪のタイヤ半径を同一とするようにタイヤ空気圧を
    制御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。
JP19784890A 1990-07-27 1990-07-27 タイヤ空気圧制御装置 Pending JPH0485117A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115122834A (zh) * 2022-07-19 2022-09-30 山东汽车制造有限公司 一种胎压检测方法、装置、电子设备和存储介质

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115122834A (zh) * 2022-07-19 2022-09-30 山东汽车制造有限公司 一种胎压检测方法、装置、电子设备和存储介质

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