JP2006117145A - 自動車用ブレーキシステム及び自動車用ブレーキ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 各車輪のブレーキ力制御部(及びブレーキアクチュエータ)を同一構成として量産できる経済的な自動車用ブレーキシステムを提供する。
【解決手段】 左右両輪のブレーキ力制御部121,122に、受持つべき車輪をハード的及び/又はソフト的に識別する受持ち車輪識別部1211,1221を設け、左右どちらの車輪に搭載されているか、あるいは、4輪のうちどの車輪に搭載されているかを認識させ、受持ち車輪に応じたブレーキ機能を発揮させる。
【選択図】 図1
【解決手段】 左右両輪のブレーキ力制御部121,122に、受持つべき車輪をハード的及び/又はソフト的に識別する受持ち車輪識別部1211,1221を設け、左右どちらの車輪に搭載されているか、あるいは、4輪のうちどの車輪に搭載されているかを認識させ、受持ち車輪に応じたブレーキ機能を発揮させる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、自動車用ブレーキシステム及びブレーキ制御装置に係り、特にブレーキバイワイヤ装置によって構成するに好適な自動車用ブレーキシステム及び自動車用ブレーキ制御装置に関る。
近年、自動用ブレーキシステムにおいては、乗員のブレーキ操作を信号線で伝達するブレーキバイワイヤ装置が普及し始めている。このブレーキバイワイヤ装置の利点として、各車輪のブレーキ力を個別に制御することができることから、例えば、特許文献1に開示されたように、電子制御ユニット(ECU)を用いたブレーキ力制御部を、各車輪毎に搭載する構成が多い。
しかし、各車輪専用にブレーキ力制御部を搭載するためには、各車輪専用の異なるブレーキ力制御部を用意しなければならない。これは設計、検査、管理等の工数が、車輪数分必要となることを意味し、また、指定されている車輪と異なる車輪に搭載されてしまう危険性もある。
本発明の目的は、同一のブレーキ力制御部を量産して複数の車輪に搭載できる経済的な自動車用ブレーキシステム又は自動車用ブレーキ制御装置を提供することである。
本発明の望ましい実施態様においては、電子制御ユニット(ECU)等で構成したブレーキ力制御部を複数の車輪毎に設けた自動車用ブレーキシステムにおいて、複数の車輪用のブレーキ力制御部を同一の構成とし、これらのブレーキ力制御部に、どの車輪用として動作すべきかを識別する受持ち車輪識別手段を設ける。
ここで、ブレーキ力制御部のみを同一構成としても良いが、ブレーキ力制御部とブレーキアクチュエータを一対として同一構成とすることが、より望ましい。また、前輪用と後輪用とを分けて、それぞれを同一構成としたり、4輪用全てを同一構成とすることもできる。
また、本発明の望ましい実施態様においては、前記受持ち車輪識別手段は、ブレーキ力制御部への電源の投入タイミング、車輪識別信号線の信号の差異、又はブレーキアクチュエータの傾きを検出する手段からの信号の差異を識別する手段を備える。
さらに、本発明の望ましい実施態様においては、運転者の運転席への着座に関連した信号又は運転者の特定の操作に基く始動信号を発生する手段と、この始動信号を入力し、複数の車輪に搭載され同一構成の複数のブレーキ力制御部に対して、受持つべき車輪に応じて区別された識別信号を伝達する識別信号付与ユニットと、ブレーキ力制御部に、受取った識別信号を識別する受持ち車輪識別手段を設ける。
本発明によれば、同一のブレーキ力制御部、又はブレーキ力制御部とブレーキアクチュエータの組合わせからなる同一のブレーキ装置を量産すればよいため、設計、検査、管理等の工数を大幅に減少できる。また、車輪指定が不要なため、車輪に対する組み付け間違いを未然に防止できる。
本発明のその他の目的及び特徴は、以下に述べる実施例の説明で明らかにする。
図1は、本発明の一実施例による自動車用ブレーキシステムの全体構成図である。この実施例では、前輪もしくは後輪の左右一対の車輪分のブレーキシステムである。
上位システム11には、運転者によるブレーキ操作手段の操作量を検出するブレーキ操作量検出部111と、ブレーキ操作量検出部111からのブレーキ操作量に基づきブレーキ力指令値を出力するブレーキ力指令値演算部112を含む。ブレーキ力制御部121及び122は、電子制御ユニット(ECU)により構成され、ここでは、それぞれ左右の前輪又は後輪を受持つものとし、上位システム11からのブレーキ力指令値により、それぞれ左右のブレーキアクチュエータ131及び132を電気的に制御する。これらのブレーキアクチュエータ131,132は、ブレーキ力制御部121(ECU1)及び122(ECU2)から電気的に駆動されることにより、ブレーキロータ141,142へ制動力を発生させる。電気的な駆動により制動力を発生させる方法として、モータと回転直動機構を用いてモータの回転力に応じた制動力を発生させる機構や、ピストン機構の油圧ブレーキアクチュエータに対し、電動油圧ポンプから液圧を供給して制動力を発生させる機構等がある。この実施例においては、左車輪用のブレーキ力制御部(ECU1)121とブレーキアクチュエータ131の組合わせ、及び右車輪用のブレーキ力制御部(ECU2)122とブレーキアクチュエータ132の組合わせは、左右同一のものを採用するものとする。
ここで、ブレーキ力制御部(ECU1,2)121,122は、受持ち車輪識別部1211,1221を備えている。これらの識別部は、ソフト的あるいはハードとソフトの組合わせで形成されるものであり、以下に述べる具体例のように動作するものである。
図2は、本発明の第1の実施例による識別信号付与部を含むシステムの要部構成図である。まず、図1の左右の車輪用のブレーキ力制御部121,122を構成するために、2つの同一のECU1とECU2がある。電源21から、着座スイッチ22を通して、識別信号付与ユニット23が接続されている。着座スイッチ22としては、車に運転者が乗り込んだこと、又は乗り込む動作に前後して所定の操作をしたことによってオンするものであれば、ドアスイッチを用いるなど、種々の変形が可能である。
識別信号付与ユニット23は、リレー231、232及びディレイ回路233を備え、ブレーキ力制御部を形成するための2つの同一のECU1とECU2への電源供給ラインのオン、オフ制御を行う。本構成図ではリレーを用いた図としているが、ブレーキ力制御部への電源供給ラインのオン、オフ制御を行うためにスイッチング回路を用いても良い。この場合のスイッチング素子としては、各種トランジスタを用いることができる。ディレイ回路233は、着座スイッチ22からの信号を遅らせるための回路であり、RCフィルタ等を用いる。本ディレイ回路を片側のリレー駆動ラインに挿入することにより、片側の電源投入タイミングを遅らせることができる。
さて、運転者が、車に乗り込み運転席に着座すると、着座スイッチ22がオンし、電源21から、着座スイッチ22を通して、識別信号付与ユニット23に着座信号が与えられ、即座にリレー231の接点をオンし、電子制御ユニットECU1の電源を投入する。一方、着座信号は、ディレイ回路232を通して第2のリレー233の接点をオンさせ、電子制御ユニットECU2の電源を遅れて投入し、これらECU1,ECU2を、ブレーキ力制御部121,122として起動する。このとき、この実施例では、次に述べるように、先に電源を投入された一方のECU1が、左車輪用のブレーキ力制御部121の機能を果たし、遅れて電源を投入されたECU2が、右車輪用のブレーキ力制御部122の機能を果たすように設定している。
まず、2つのECU1,ECU2は、所定の通りに装着されたことで、ブレーキ力制御部121と122間の信号通信ライン24が自動的に形成されている。このような通信ラインを用いる場合は、図1のブレーキ力指令値演算部112もしくはブレーキ操作量検出部111等をも含めた上位システムとの通信ラインと共有することもできる。以下、図3の識別処理フローに基き、受持ち車輪が決定される。
図3は、本発明の第1の実施例によるブレーキ力制御部の受持ち車輪識別処理フロー図である。この図では、各ECU間の信号ライン24を用いて、各ECUの受信端子Rxを初期状態で”HI”になるように設計してある場合を示す。まず、電子制御ユニットECU1に電源が投入されると、ステップ31において、受信端子Rxが”HI”か”LO”かを判定する。ここで、受信端子Rxが”HI”であれば、先に電源が投入されたと判断し、ステップ32の処理に移り、送信端子Txから”LO”を出力する。そして、左車輪用のブレーキ力制御部121の機能としてプログラムが動作する。一方、受信端子Rxが”LO”であれば、後に電源が投入されたと判断し、ステップ33の処理に移り、送信端子Txから”HI”を出力する。そして、右車輪用のブレーキ力制御部122の機能としてプログラムが動作する。
このように、識別信号付与ユニット23により、2つのECUに識別信号を付与し、これらECU1とECU2に、この識別信号を識別させることによって、全く同一の2つのECUを左右の車輪用ブレーキ力制御部として機能させることができる。したがって、上位システム11内のブレーキ指令値演算部112から、左右で異なるブレーキ力指令が送信されても、適切なブレーキ力を発生させる。すなわち、各電子制御ユニットECU1及びECU2は、それぞれ左車輪用及び右車輪用ブレーキ力制御部121及び122と認識しており、異なるブレーキ力指令を正しく区別して、対応するブレーキアクチュエータにブレーキ制御信号を伝えることができる。
図4は、本発明の第2の実施例による識別信号付与部及び受持ち車輪識別部を含むシステムの要部構成図である。左右の車輪用ブレーキ力制御部121と122は、同一構成の電子制御ユニットECU1とECU2によって形成されている。上位システム11内の、例えばブレーキ力指令値演算部112は、ハーネス41,42により、各ECU1とECU2に結線されている。
この実施例では、一番下のハーネスを識別信号線とし、ブレーキ力指令値演算部112内において、識別信号線の一方を接地GDしておき、他方は開放(未接続)しておく。
次に、ECU側では、まず、各ECUを、そのままでは、識別信号線の電位レベルが”HI”と認識されるように設計する。例えば、図4の各ECU内に示す回路のように、信号線を電源ラインにプルアップしておき、このラインをCPU43,44で読み込むように構成しておく。
したがって、ブレーキ力指令値演算部112を、ハーネス41,42によって、ECU1とECU2に接続すると、各CPU43,44で読み込むラインは、図4の各ECU1とECU2内に示したようになる。すなわち、ECU1内では、接地GDラインに繋がり”LO”に落ち、他方、ECU2内では”HI”のままであり、この識別信号線の電位レベルを読み込むことにより、受持ち車輪を識別することができる。
図5は、図4の実施例によるブレーキ力制御部の受持ち車輪識別処理フロー図である。電源が投入されると、まず、ECU1では、ステップ51において、識別信号線が”HI”か”LO”かを判定する。ここで、”LO”であれば、ステップ52の処理に移り、左車輪用のブレーキ力制御部121の機能としてプログラムが動作する。一方、ECU2では、ステップ51において、識別信号線が”HI”であると判断し、ステップ53に進んで、右車輪用のブレーキ力制御部122の機能としてプログラムが動作するのである。
この実施例によれば、専用の識別信号付与ユニット等を用意することなく、単純な接地によって2つのECUに識別信号を付与できる。これを、ECU内で識別させることによって、全く同一構成の2つのECUを、第1の実施例と同様に、左右の車輪用ブレーキ力制御部として機能させることができる。
図6は、本発明の第3の実施例による識別信号付与部及び受持ち車輪識別部を含むシステムの要部構成図である。この実施例は、自動車の4輪全てのブレーキ力制御部121〜124を、同一構成のECU1〜ECU4によって形成するものである。上位システム11内の例えばブレーキ力指令値演算部112は、ハーネス61〜64により各ECU1〜ECU4に結線されている。
この実施例では、下から2本のハーネスを識別信号線とし、ブレーキ力指令値演算部112内において、識別信号線を異なる符号を意味するように、適切に接地GDしておき、残りは開放(未接続)しておく。ここでは、2桁であるため、分かり易く電位レベル”HI”を”1”、”LO”を”0”と記すことにする。
ECU側では、まず、各ECUを、そのままでは、両識別信号線の電位レベルが”HI”すなわち”1”と認識されるように設計する。例えば、図6の各ECU内に示す回路のように、両信号線を電源ラインにプルアップしておき、このラインをCPU66〜69で読み込むように構成しておく。
したがって、ブレーキ力指令値演算部112を、ハーネス61〜64によって、ECU1〜ECU4に接続すると、各CPU66〜69で読み込む2桁のラインは、図6の各ECU1〜ECU4内に示したようになる。すなわち、ECU1内では”01”、ECU2内では”00”、ECU3内では”11”、ECU4内では”10”となり、この2桁の識別信号線を読み込むことにより、受持ち車輪を識別することができる。
図7は、図6の実施例によるブレーキ力制御部の受持ち車輪識別処理フロー図である。電源が投入されると、各ECU1〜4では、ステップ71において、識別信号線1は”LO”か否かを判定する。ここで、”LO”であれば、ステップ72において、今度は、識別信号線2が”LO”か否かを判定する。ここで、”HI”すなわちNOであれば、ステップ73の処理に移り、左前輪用のブレーキ力制御部121の機能としてプログラムが動作する。また、ステップ72において、”LO”すなわちYESと判断すれば、ステップ74の処理に移り、右前輪用のブレーキ力制御部122の機能としてプログラムが動作する。一方、ステップ71において、識別信号線1が”HI”すなわちNOと判断した場合には、ステップ75に進んで、今度は、識別信号線2が”LO”か否かを判定する。ここで、”HI”すなわちNOであれば、ステップ76の処理に移り、左後輪用のブレーキ力制御部123の機能としてプログラムが動作する。また、ステップ75において、”LO”すなわちYESと判断すれば、ステップ77の処理に移り、右後輪用のブレーキ力制御部124の機能としてプログラムが動作するのである。
この実施例によれば、専用の識別信号付与ユニット等を用意することなく、単純な接地によって4つのECUに識別信号を付与し、ECU内で識別させることによって、全く同一の4つのECUを前後左右全輪用ブレーキ力制御部として機能させることができる。
図8は、本発明の第4の実施例による識別信号付与の考え方を示すブレーキアクチュエータの配置構造図である。この実施例では、ブレーキアクチュエータの傾斜によって受持ち車輪を識別する。図8において、81又は82は、車両の進行方向を示し、ブレーキロータ83及び84に対し、ブレーキアクチュエータ85及び86は、それぞれ図示するように傾斜して取り付けられている。ここで、車両の進行方向を81と仮定すると、ブレーキロータ83が左車輪用、84が右車輪用となり、ブレーキアクチュエータ85及び86は、進行方向81を向いて前傾して取り付けられている。逆に、車両の進行方向を82と仮定すると、ブレーキロータ83が右車輪用、84が左車輪用となり、ブレーキアクチュエータ85及び86は、進行方向82を向いて後に傾いて取り付けられることになる。
図9は、図8のブレーキアクチュエータ85,86単体それぞれを、車両の内側から見た図である。車両の内側から見た場合、進行方向81又は82の如何を問わず、ブレーキアクチュエータ85は、図のように右に傾いており,ブレーキアクチュエータ86は左側に傾いている。
したがって、車両として、ブレーキアクチュエータの傾きを、進行方向に対して前側とするのか後ろ側とするのかが事前に決定されておれば、右車輪用のブレーキアクチュエータなのか、左車輪用のブレーキアクチュエータなのかを識別することができる。この識別を行う手段として、ブレーキアクチュエータもしくはブレーキ力制御部内に傾き検出手段を設ける。傾き検出手段としては、傾斜センサ等を用いることができる。この傾き検出手段の検出値によって、ブレーキ力制御部は、左右どちらのブレーキアクチュエータであるかを自己識別することが可能となる。
図10は、ブレーキアクチュエータの傾きを利用する第4の実施例による受持ち車輪識別処理フロー図である。ステップ101では、この車両は、ブレーキアクチュエータを進行方向に前傾させる設定なのか、後ろに傾いて取り付ける設定なのかを識別する。前傾の設定の場合には、図8の進行方向81の場合であり、後ろに傾いて設定されている場合には、図8の進行方向82の場合である。さて、前傾の設定と識別した場合には、ステップ102に進んで、傾斜センサの出力は右に傾いているか否かを識別する。ここで、右に傾いている、すなわちYESと判断した場合には、ステップ103にて、左車輪用のブレーキ力制御部121の機能としてプログラムが動作する。ステップ102に戻って、傾斜センサの出力が左に傾いている、すなわちNOと判断した場合には、ステップ104にて、右車輪用のブレーキ力制御部122の機能としてプログラムが動作する。
さらに、ステップ101まで戻って、この車両のブレーキアクチュエータは、進行方向に向いて後ろに傾いて設定されていると識別した場合には、図8の進行方向82の場合である。この場合には、ステップ105に進んで、傾斜センサの出力は右に傾いているか否かを識別する。ここで、右に傾いている、すなわちYESと判断した場合には、前述したステップ104にて、右車輪用のブレーキ力制御部122の機能としてプログラムが動作する。逆に、左に傾いている、すなわちNOと判断した場合には、前述したステップ103にて、左車輪用のブレーキ力制御部121の機能としてプログラムが動作することになる。
この実施例によれば、傾斜センサの出力をECUに識別させることによって、全く同一の2つのECUを左右の車輪用ブレーキ力制御部として機能させることができる。
以上の本発明の実施例によれば、同一のブレーキ力制御部、又はブレーキ力制御部とブレーキアクチュエータの組合わせからなる同一のブレーキ装置を量産することによって、左右あるいは4輪全車輪に搭載できる経済的な自動車用ブレーキシステム又は自動車用ブレーキ制御装置を提供することができる。これにより、ブレーキシステム又はブレーキ制御装置の設計、検査、管理等の工数を大幅に減少できる。また、車輪指定が不要なため、車輪に対する組み付け間違いを未然に防止することもできる。
11…上位システム、111…ブレーキ操作量検出部、112…ブレーキ力指令値演算部、121,122…ブレーキ力制御部(ECU)、1211,1221…受持ち車輪識別部、131,132…ブレーキアクチュエータ、141,142…ブレーキロータ、22…着座スイッチ、23…識別信号付与ユニット、231,232…リレー、233…ディレイ回路、24…通信信号ライン。
Claims (10)
- 運転者によるブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出部と、ブレーキ操作量検出部からのブレーキ操作量に基づきブレーキ力指令値を出力するブレーキ力指令値演算部と、複数の車輪に対応して設けられ、前記ブレーキ力指令値に応じて対応する車輪へのブレーキ力の制御信号を出力するブレーキ力制御部と、複数の車輪に対応して設けられ、対応する前記ブレーキ力制御部からの信号により電気的に駆動されるブレーキアクチュエータとを備えた自動車用ブレーキシステムにおいて、複数の車輪に搭載された前記ブレーキ力制御部を同一の構成とし、前記ブレーキ力制御部に、いずれの車輪用として動作すべきかを識別する受持ち車輪識別手段を設けたことを特徴とする自動車用ブレーキシステム。
- 運転者によるブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出部と、ブレーキ操作量検出部からのブレーキ操作量に基づきブレーキ力指令値を出力するブレーキ力指令値演算部と、複数の車輪に対応して設けられ、前記ブレーキ力指令値に応じて対応する車輪へのブレーキ力の制御信号を出力するブレーキ力制御部と、複数の車輪に対応して設けられ、対応する前記ブレーキ力制御部からの信号により電気的に駆動されるブレーキアクチュエータとを備えた自動車用ブレーキシステムにおいて、複数の車輪に搭載された前記ブレーキ力制御部と前記ブレーキアクチュエータを一対として同一の構成とし、前記ブレーキ力制御部に、いずれの車輪用として動作すべきかを識別する受持ち車輪識別手段を設けたことを特徴とする自動車用ブレーキシステム。
- 請求項1又は2において、前記ブレーキ力制御部又は前記ブレーキ力制御部と前記ブレーキアクチュエータの一対を、左右の車輪用で同一の構成としたことを特徴とする自動車用ブレーキシステム。
- 請求項1又は2において、前記ブレーキ力制御部又は前記ブレーキ力制御部と前記ブレーキアクチュエータの一対を、自動車の4輪用ともに同一の構成としたことを特徴とする自動車用ブレーキシステム。
- 請求項1〜4のいずれかにおいて、前記ブレーキ力制御部が受持つ車輪に応じて、各ブレーキ力制御部への電源の投入タイミングをずらす電源投入タイミング調整部を備え、各ブレーキ力制御部の前記受持ち車輪識別手段は、それらの電源投入順序を識別する手段を備えたことを特徴とする自動車用ブレーキシステム。
- 請求項1〜5のいずれかにおいて、前記ブレーキ力制御部は、受持ち車輪を識別するための車輪識別信号線を備え、各ブレーキ力制御部の前記受持ち車輪識別手段は、前記車輪識別信号線の信号の差異を識別する手段を備えたことを特徴とする自動車用ブレーキシステム。
- 請求項1〜6のいずれかにおいて、前記ブレーキ力制御部及び/又は前記ブレーキアクチュエータは傾き検出手段を備え、各ブレーキ力制御部の前記受持ち車輪識別手段は、前記傾き検出手段からの出力信号の差異を識別する手段を備えたことを特徴とする自動車用ブレーキシステム。
- 運転者によるブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出部と、ブレーキ操作量検出部からのブレーキ操作量に基づきブレーキ力指令値を出力するブレーキ力指令値演算部と、複数の車輪に対応して設けられ、前記ブレーキ力指令値に応じて対応する車輪へのブレーキ力の制御信号を出力するブレーキ力制御部と、複数の車輪に対応して設けられ、対応する前記ブレーキ力制御部からの信号により電気的に駆動されるブレーキアクチュエータとを備えた自動車用ブレーキ制御装置において、複数の車輪に対応して搭載された複数の前記ブレーキ力制御部を同一構成のユニットで形成し、これらの複数のブレーキ力制御部に受持つべき車輪に応じて区別された識別信号を付与する識別信号付与手段と、前記ブレーキ力制御部で受取った前記識別信号を識別する受持ち車輪識別手段と、前記ブレーキ力制御部で複数の車輪に対応して異なるブレーキ力指令値を受取ったとき、前記受持ち車輪識別手段の識別結果に応じて当該車輪に対応するブレーキ力指令値を識別し、そのブレーキ力を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする自動車用ブレーキ制御装置。
- 受取ったブレーキ力指令値に応じてブレーキ力制御信号を出力するブレーキ力制御部と、このブレーキ力制御信号により電気的に駆動されるブレーキアクチュエータとを備えた自動車用ブレーキ制御装置において、外部から入力した識別信号に基き受持つべき車輪を識別する受持ち車輪識別手段を備え、この受持ち車輪識別手段の識別結果に応じて、受取った前記ブレーキ力指令値に基いて、対応するブレーキアクチュエータへのブレーキ力制御信号を出力するように構成したことを特徴とする自動車用ブレーキ制御装置。
- 受取ったブレーキ力指令値に応じてブレーキ力制御信号をブレーキアクチュエータへ出力するブレーキ力制御部を備えた自動車用ブレーキ制御装置において、外部から入力した識別信号に基き受持つべき車輪を識別する受持ち車輪識別手段を備え、この受持ち車輪識別手段の識別結果に応じて、受取った前記ブレーキ力指令値に基いて、対応する前記ブレーキアクチュエータへのブレーキ力制御信号を出力するように構成したことを特徴とする自動車用ブレーキ制御装置。
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