JP2006312386A - 車両の回生制動および摩擦制動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の運転状態および走行状態に応じて総制動トルク決定手段で定められた総制動トルクを回生制動トルクならびに摩擦制動トルクに配分する制動トルク配分手段が、減速時に車速が第1基準車速となるのに応じて回生制動トルクの漸減を開始し、第1基準車速よりも低く設定される第2基準車速となったときに回生制動トルクが「0」となるように配分制御する車両の回生制動および摩擦制動装置において、回生制動トルクの漸減開始に伴う減速度の変動を抑え、商品性を高める。
【解決手段】制動トルク配分手段69では、減速度検出手段73で検出される車両の減速度が高いときには低いときよりも第1基準車速が高く設定される。
【選択図】 図3
【解決手段】制動トルク配分手段69では、減速度検出手段73で検出される車両の減速度が高いときには低いときよりも第1基準車速が高く設定される。
【選択図】 図3
Description
本発明は、回生制動により車両を減速させる回生制動手段と、摩擦制動により車両を減速させる摩擦制動手段と、車両の運転状態および走行状態に応じて総制動トルクを定める総制動トルク決定手段と、該総制動トルク決定手段で定められた総制動トルクを前記回生制動手段による回生制動トルクならびに前記摩擦制動手段による摩擦制動トルクに配分する制動トルク配分手段とを備え、該制動トルク配分手段は、減速時に車速が第1基準車速となるのに応じて回生制動トルクの漸減を開始し、第1基準車速よりも低く設定される第2基準車速となったときに回生制動トルクが「0」となるように配分制御する車両の回生制動および摩擦制動装置に関する。
回生制動および摩擦制動を組み合わせて目標となる制動トルクを得るようにするとともに、車速の低下によって回生制動トルクの微小制御精度が低下したときには、回生制動トルクを漸減させるようにした車両の回生制動および摩擦制動装置が、たとえば特許文献1で既に知られている。
特開2004−328884号公報
ところで、上記特許文献1で開示されたものでは、回生制動トルクの漸減を開始する車速を一定に定めているが、車両の減速度によっては回生制動トルクの漸減開始に伴う減速度の変化量が大きくなり、商品性の悪化を招くことがある。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、回生制動トルクの漸減開始に伴う減速度の変動を抑え、商品性を高めた車両の回生制動および摩擦制動装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、回生制動により車両を減速させる回生制動手段と、摩擦制動により車両を減速させる摩擦制動手段と、車両の運転状態および走行状態に応じて総制動トルクを定める総制動トルク決定手段と、該総制動トルク決定手段で定められた総制動トルクを前記回生制動手段による回生制動トルクならびに前記摩擦制動手段による摩擦制動トルクに配分する制動トルク配分手段とを備え、該制動トルク配分手段は、減速時に車速が第1基準車速となるのに応じて回生制動トルクの漸減を開始し、第1基準車速よりも低く設定される第2基準車速となったときに回生制動トルクが「0」となるように配分制御する車両の回生制動および摩擦制動装置において、車両の減速度を検出する減速度検出手段を含み、前記制動トルク配分手段では、減速度検出手段で検出される減速度が高いときには低いときよりも前記第1基準車速が高く設定されることを特徴とする。
本発明の上記構成によれば、減速度が高いときには比較的高い第1基準車速に車速が達するのに応じて回生制動トルクの漸減が開始され、減速度が低いときには比較的低い第1基準車速に車速が達するのに応じて回生制動トルクの漸減が開始されるので、回生制動トルクの漸減に伴う減速度の変動を抑制することができ、商品性を高めることができる。
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
図1〜図6は本発明の一実施例を示すものであり、図1は車両の駆動系および制動系の全体構成図、図2は制動系の構成を示す図、図3は制御系の構成を示すブロック図、図4は減速時の車速の変化に応じた回生制動トルクおよび摩擦制動トルクの変化を示す図、図5は制動トルク配分手段で回生制動トルクを定める処理手順を示すフローチャート、図6は減速度の変化に応じた回生制動の第1基準速度の変化を示す図である。
先ず図1において、この車両は駆動輪である右前輪WAおよび左前輪WCと、従動輪である右後輪WDおよび左後輪WBとを備える四輪車両であり、右および左前輪WA,WCは、差動装置6および自動変速機5を介して電動モータ7に接続される。電動モータ7およびバッテリ8間にはパワードライブユニット(PDU)9が介装されており、このパワードライブユニット9はバッテリ8による電動モータ7の駆動を制御するとともに、回生制動時には電動モータ7が発電する電力によるバッテリ8の充電を制御する。而してパワードライブユニット9および電動モータ7は、回生制動により車両を減速させる回生制動手段4を構成する。
一方、ブレーキペダル10の操作に応じて駆動輪だけでなく従動輪をも機械的に制動し得るブレーキ液圧発生装置11が、ブレーキ操作量を検出する踏力センサ20を介してブレーキペダル10に接続されるとともに液圧モジュレータ12に接続され、該液圧モジュレータ12は、右前輪WA、左前輪WC、右後輪WDおよび左後輪Bにそれぞれ装着された右前輪用、左前輪用、右後輪用および左後輪用車輪ブレーキBA,BC,BD,BBに接続される。
図2において、ブレーキ液圧発生装置11は、ブレーキペダル10のブレーキ操作とは無関係に液圧を発生し得る液圧源13と、マスタシリンダMと、ブレーキペダル10による入力ならびに前記マスタシリンダMに付与する出力相互間の特性である入出力特性を電気的に変更可能としてマスタシリンダMおよびブレーキペダル10間に介設される倍力手段14とを備える。
液圧源13は、マスタシリンダMに付設されるリザーバ15からブレーキ液をくみ上げるようにして電動モータ16で駆動される液圧ポンプ17と、該液圧ポンプ17の吐出側に接続されるアキュムレータ18と、アキュムレータ18の液圧を所定値に保持すべくアキュムレータ18に接続される圧力センサ19とで構成される。
マスタシリンダMは、前端を閉じたシリンダ体22内に摺動可能に嵌合される第1および第2ピストン23,24と、第1および第2ピストン23,24を後方側に復帰する第1および第2戻しばね25,26とを備えてタンデム型に構成されるものであり、シリンダ体22の前端閉塞部および第1ピストン23間に第1液圧室27が形成され、第1および第2ピストン23,24間でシリンダ体22内に第2液圧室28が形成される。またシリンダ体22には、第1および第2液圧室27,28にそれぞれ通じる第1出力ポート29および第2出力ポート30が設けられる。
またシリンダ体22内には、第2ピストン24の背面を臨ませる倍力液圧室31が形成されており、倍力液圧室31の液圧に応じて第1および第2ピストン23,24が軸方向に移動することによって第1および第2液圧室27,28で発生した液圧が第1および第2出力ポート29,30からそれぞれ出力される。さらに第1および第2液圧室27,28は、第1および第2ピストン23,24が後端位置にあるときにはリザーバ15に通じており、第1および第2ピストン23,24の前進作動によってリザーバ15とは遮断される。
倍力手段14は、液圧源13の出力液圧を前記ブレーキペダル10の踏力すなわちブレーキ操作力に応じた液圧に調圧する調圧弁32と、常開型の電磁開閉弁33と、調圧弁32側からのブレーキ液の流通を許容するようにして該電磁開閉弁33に並列に接続されるチェック弁34と、常開型のリニアソレノイド弁である増圧制御弁35と、調圧弁32側へのブレーキ液の流通を許容するようにして増圧制御弁35に並列に接続されるチェック弁36と、常閉型のリニアソレノイド弁である減圧制御弁37と、常閉型の電磁開閉弁38とを備える。
調圧弁32は、前記マスタシリンダMが備えるシリンダ体22の後部内に配設されるものであり、前記第2ピストン24との間に倍力液圧室31を形成してシリンダ体22に摺動可能に嵌合される弁ボディ41と、弁ボディ41に相対摺動可能に嵌合されるスプール42と、スプール42を後方側に付勢するようにして弁ボディ41およびスプール42間に介設させる戻しばね43とを備えて、スプール弁構造に構成されるものであり、スプール42にブレーキペダル10が接続される。
シリンダ体22の後方寄り中間部には環状突部44が半径方向内方に張り出すようにして一体に設けられており、弁ボディ41の前部および環状突部44間でシリンダ体22および弁ボディ41間には環状の出力室45が形成される。また弁ボディ41の後部および前記環状突部44間でシリンダ体22および弁ボディ41間には環状の入力室46が形成され、この入力室46は前記液圧源13に連通される。さらに弁ボディ41およびスプール42間には前記出力室45に通じる出力液圧室47が形成され、弁ボディ41の後端を臨ませる解放室48がシリンダ体22内の後部に形成され、該解放室48はリザーバ15に連通される。したがって液圧源13が正常に作動して入力室46の液圧が高圧に保持されている通常状態では、弁ボディ41は、入力室46の液圧により後退限位置に保持される。
而してスプール42には、ブレーキペダル10の踏力が前進方向に作用し、出力液圧室47の液圧をスプール42の受圧面積に乗じた液圧力および戻しばね43のばね力が後退方向に作用するものであり、出力液圧室47は、スプール42がその後端をシリンダ体22の後端に当接させた図示位置にあるときには入力室46から遮断されるとともに解放室48に連通しており、ブレーキペダル10の踏み込み操作に応じてスプール42が前進すると、前記解放室48から遮断されるとともに入力室46に連通される。すなわち調圧弁32は、液圧源13の出力液圧をブレーキペダル10の踏力すなわちブレーキ操作力に応じた液圧に調圧して出力室45から出力するものである。
また液圧源13の異常によって入力室46の液圧が低下したときには、ブレーキペダル10の踏み込みによって、スプール42の後端に設けられる鍔部42aが弁ボディ41に後方から当接し、弁ボディ41が、マスタシリンダMにおける第2ピストン24を直接押圧するように前進作動することになる。
前記出力室45と、マスタシリンダMにおける第2ピストン24および弁ボディ41間の倍力液圧室31とは液圧路49を介して接続されており、この液圧路49に、調圧弁32側の前記電磁開閉弁33と、前記増圧制御弁35とが直列に接続されるようにして介設され、増圧制御弁35および倍力液圧室31間で前記液圧路49から分岐するとともに前記解放室48に通じる液圧路50に減圧制御弁37が介設され、増圧制御弁35および倍力液圧室31間で前記液圧路49から分岐するとともに前記入力室46に通じる液圧路51に電磁開閉弁38が介設される。
増圧制御弁35は、出力室45側の液圧および倍力液圧室31側の液圧間の差圧が通電量の増加に伴って増加するように作動するものであり、また減圧制御弁37は、倍力液圧室31側の液圧および解放室48側の液圧間の差圧が通電量の増加に伴って増加するように作動するものであり、増圧制御弁35および減圧制御弁37の通電量を制御することにより、倍力液圧室31の液圧を出力室45の液圧すなわち調圧弁32の出力液圧以下の任意の液圧に調整することができる。而して増圧制御弁35および倍力液圧室31間で液圧路49には、倍力手段14の出力液圧すなわち倍力液圧室31の液圧を検出する圧力センサ52が接続される。
電磁開閉弁33,38は、ブレーキペダル10が踏み込まれていない状態でも、マスタシリンダMを作動せしめて自動制動が可能となるようにするためのものであり、自動制動時には、電磁開閉弁33が閉弁されるとともに電磁開閉弁38が開弁され、減圧制御弁37の通電量制御によって調圧された液圧が倍力液圧室31に作用することになる。
マスタシリンダMの第1および第2出力ポート29,30には第1および第2出力液圧路55,56が接続されており、第1および第2出力液圧路55,56と、右前輪用車輪ブレーキBA、左後輪用車輪ブレーキBB、左前輪用車輪ブレーキBCおよび右後輪用車輪ブレーキBD間に液圧モジュレータ12が設けられ、ブレーキ液圧発生装置11の作動による摩擦制動力を検出する圧力センサ57が、マスタシリンダMの出力液圧を検出すべく第1出力液圧路55に接続される。
液圧モジュレータ12は、右前輪用車輪ブレーキBA、左後輪用車輪ブレーキBB、左前輪用車輪ブレーキBCおよび右後輪用車輪ブレーキBDに個別に対応したアンチロック制御弁手段58A〜58Dと、右前輪用車輪ブレーキBAおよび左後輪用車輪ブレーキBBに対応した第1リザーバ59Aと、左前輪用車輪ブレーキBCおよび右後輪用車輪ブレーキBDに対応した第2リザーバ59Bと、右前輪用車輪ブレーキBAおよび左後輪用車輪ブレーキBBに対応した第1還流ポンプ60Aと、左前輪用車輪ブレーキBCおよび右後輪用車輪ブレーキBDに対応した第2還流ポンプ60Bとを備える。
アンチロック制御弁手段58Aは、第1出力液圧路55および右前輪用車輪ブレーキBA間に介設される常開型電磁弁である入口弁61Aと、右前輪用車輪ブレーキBAおよび第1リザーバ59A間に介設される常閉型電磁弁である出口弁62Aと、右前輪用車輪ブレーキBAから第1出力液圧路55側へのブレーキ液の流通を許容するようにして入口弁61Aに並列に接続されるチェック弁63Aとを備え、アンチロック制御弁手段58Bは、第1出力液圧路55および左後輪用車輪ブレーキBB間に介設される常開型電磁弁である入口弁61Bと、左後輪用車輪ブレーキBBおよび第1リザーバ59A間に介設される常閉型電磁弁である出口弁62Bと、左後輪用車輪ブレーキBBから第1出力液圧路55側へのブレーキ液の流通を許容するようにして入口弁61Bに並列に接続されるチェック弁63Bとを備え、アンチロック制御弁手段58Cは、第2出力液圧路56および左前輪用車輪ブレーキBC間に介設される常開型電磁弁である入口弁61Cと、左前輪用車輪ブレーキBCおよび第2リザーバ59B間に介設される常閉型電磁弁である出口弁62Cと、左前輪用車輪ブレーキBCから第2出力液圧路56側へのブレーキ液の流通を許容するようにして入口弁61Cに並列に接続されるチェック弁63Cとを備え、アンチロック制御弁手段58Dは、第2出力液圧路56および右後輪用車輪ブレーキBD間に介設される常開型電磁弁である入口弁61Dと、右後輪用車輪ブレーキBDおよび第2リザーバ59B間に介設される常閉型電磁弁である出口弁62Dと、右後輪用車輪ブレーキBDから第2出力液圧路56側へのブレーキ液の流通を許容するようにして入口弁61Dに並列に接続されるチェック弁63Dとを備える。
これらのアンチロック制御弁手段58A〜58Dは、各車輪がロックを生じる可能性のない定常ブレーキ時には、マスタシリンダMを各車輪ブレーキBA〜BDに連通させるとともに車輪ブレーキBA〜BDと第1および第2リザーバ59A,59Bとの間を遮断する。すなわち各入口弁61A〜61Dが消磁、開弁状態とされるとともに各出口弁62A〜62Dが消磁、閉弁状態とされ、マスタシリンダMの第1出力ポート29から出力されるブレーキ液圧は、右前輪用車輪ブレーキBAに作用するとともに左後輪用車輪ブレーキBBに作用する。またマスタシリンダMの第2出力ポート30から出力されるブレーキ液圧は左前輪用車輪ブレーキBCに作用するとともに右後輪用車輪ブレーキBDに作用する。
上記ブレーキ中に車輪がロック状態に入りそうになるのに応じたアンチロック制御の開始時に、アンチロック制御弁手段58A〜58Dは、ロック状態に入りそうになった車輪に対応する部分でマスタシリンダMおよび車輪ブレーキ間を遮断するとともに車輪ブレーキをリザーバに連通する。すなわち入口弁61A〜61Dのうちロック状態に入りそうになった車輪に対応する入口弁が励磁、閉弁されるとともに、出口弁62A〜62Dのうち上記車輪に対応する出口弁が励磁、開弁される。これにより、ロック状態に入りそうになった車輪のブレーキ液圧の一部が第1リザーバ59Aまたは第2リザーバ59Bに吸収され、ロック状態に入りそうになった車輪のブレーキ液圧が減圧されることになる。
またブレーキ液圧を一定に保持する際にアンチロック制御弁手段58A〜58Dは、車輪ブレーキBA〜BDをマスタシリンダMおよびリザーバ59A,59Bから遮断する状態となる。すなわち入口弁61A〜61Dが励磁、閉弁されるとともに、出口弁62A〜62Dが消磁、閉弁されることになる。さらにブレーキ液圧を増圧する際には、入口弁61A〜61Dが消磁、開弁状態とされるともに出口弁62A〜62Dが消磁、閉弁状態とされればよい。
第1および第2還流ポンプ60A,60Bは共通な単一の電動モータ64で駆動されるものであり、第1および第2還流ポンプ60A,60Bの吸入側は第1および第2リザーバ59A,59Bに個別に接続される。また第1および第2還流ポンプ60A,60Bの吐出側は、マスタシリンダMと各アンチロック制御弁手段58A〜58Dとの間,すなわち第1および第2出力液圧路55,56にオリフィス65A,65Bを介して接続される。
而して各アンチロック制御弁手段58A〜58Dの作動制御によって第1および第2リザーバ59A,59Bに貯留されたブレーキ液は、電動モータ64によって駆動される第1および第2還流ポンプ60A,60Bにより、マスタシリンダM側に戻されることになる。
図3において、回生制動により車両を減速させる回生制動手段4と、ブレーキペダル10の操作に応じて駆動輪および従動輪を摩擦制動する液圧を発生するブレーキ液圧発生装置11とはコントローラCで制御されるものであり、このコントローラCには、ブレーキ操作量を検出する踏力センサ20の検出値、車速検出手段72の検出値、ならびに車速検出手段72で得られた車速を微分することで車両の減速度を検出する減速度検出手段73の検出値が入力されており、コントローラCは、総制動トルクを踏力センサ20で検出されるブレーキ操作量ならびに車両の運転状態および走行状態に基づいて決定する総制動トルク決定手段68と、総制動トルク決定手段68で決定される総制動トルクを摩擦制動トルクおよび回生制動トルクに配分する制動トルク配分手段69と、制動トルク配分手段69で定められた摩擦制動トルクに応じてブレーキ液圧発生装置11の作動を制御する摩擦制動トルク制御手段70と、前記制動トルク配分手段69で定められた回生制動トルクに応じて回生制動手段4を制御する回生制動トルク制御手段71とを備える。
制動トルク配分手段69は、車両の減速時に車速が第1基準車速V1となるのに応じて回生制動トルクの漸減を開始し、第1基準車速V1よりも低く設定される第2基準車速V2となったときに回生制動トルクが「0」となるように配分制御するものであり、図4で示すように、エンジンブレーキによって車両を減速している途中の時刻t1でブレーキ操作を行ったときを想定すると、時刻t1から回生制動トルクが増加し始め、車速が第1基準車速V1となった時刻t2で回生制動トルクの漸減が開始されるとともに摩擦制動トルクの漸増が開始され、さらに車速が第2基準車速V2まで低下した時刻t3では回生制動トルクが「0」となり、それ以降は摩擦制動だけで車両が減速される。
而して制動トルク配分手段69で回生制動トルクを定める手順について図5を参照しながら説明すると、先ずステップS1で基準回生制動トルクを演算した後に、ステップS2では第1基準車速V1を演算するものであり、この第1基準車速V1は、図6で示すように、減速度検出手段73で検出される減速度の増大に応じて増大するものであり、第1基準車速V1は、減速度検出手段73で検出される減速度が高いときには低いときよりも高くなることになる。
ステップS3では、車速検出手段72で検出された車速が第1基準車速V1を超えるか否かを判断し、車速>V1であったときにはステップS3からステップS4に進み、制動トルク配分手段69は、配分された回生制動トルクとして基準回生制動トルクを出力する。
またステップS3において、車速が第1基準車速V1以下であると判断したときには、ステップS3からステップS5に進み、ステップS5で第1回生制動トルクT1を演算した後にステップS6で第2回生制動トルクT2を演算する。
第1回生制動トルクT1は、添字(n-1) を前回の値、添字(n) を今回の値としたときに、T1=回生制動トルク(n-1) ×{(車速(n) −V2)/(車速(n-1) −V2)}として演算されるものであり、また第2回生制動トルクT2は、回生制動トルクを「0」とするようにして第2基準車速V2に対応して設定されるエンジン回転数をN2としたときに、T2=回生制動トルク(n-1) ×{(車速(n) −N2)/(車速(n-1) −N2)}として演算されるものである。
ステップS7では、基準回生制動トルク、第1回生制動トルクT1および第2回生制動トルクT2のうち最も小さな値を選択し、選択された回生制動トルクをステップS8で配分された回生制動トルクとして出力する。
次にこの実施例の作用について説明すると、制動トルク配分手段69は、減速時に車速が第1基準車速V1となるのに応じて回生制動トルクの漸減を開始し、第1基準車速V1よりも低く設定される第2基準車速V2となったときに回生制動トルクが「0」となるように配分制御するものであるが、減速度検出手段73で検出される車両の減速度が高いときには低いときよりも第1基準車速V1が高く設定されている。
したがって減速度が高いときには比較的高い第1基準車速V1に車速が達するのに応じて回生制動トルクの漸減が開始され、減速度が低いときには比較的低い第1基準車速V1に車速が達するのに応じて回生制動トルクの漸減が開始されるので、回生制動トルクの漸減に伴う減速度の変動を抑制することができ、商品性を高めることができる。
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
4・・・回生制動手段
11・・・摩擦制動手段であるブレーキ液圧発生装置
68・・・総制動トルク決定手段
69・・・制動トルク配分手段
73・・・減速度検出手段
V1・・・第1基準車速
V2・・・第2基準車速
11・・・摩擦制動手段であるブレーキ液圧発生装置
68・・・総制動トルク決定手段
69・・・制動トルク配分手段
73・・・減速度検出手段
V1・・・第1基準車速
V2・・・第2基準車速
Claims (1)
- 回生制動により車両を減速させる回生制動手段(4)と、摩擦制動により車両を減速させる摩擦制動手段(11)と、車両の運転状態および走行状態に応じて総制動トルクを定める総制動トルク決定手段(68)と、該総制動トルク決定手段(68)で定められた総制動トルクを前記回生制動手段(4)による回生制動トルクならびに前記摩擦制動手段(11)による摩擦制動トルクに配分する制動トルク配分手段(69)とを備え、該制動トルク配分手段(69)は、減速時に車速が第1基準車速(V1)となるのに応じて回生制動トルクの漸減を開始し、第1基準車速(V1)よりも低く設定される第2基準車速(V2)となったときに回生制動トルクが「0」となるように配分制御する車両の回生制動および摩擦制動装置において、車両の減速度を検出する減速度検出手段(73)を含み、前記制動トルク配分手段(69)では、減速度検出手段(73)で検出される減速度が高いときには低いときよりも前記第1基準車速(V1)が高く設定されることを特徴とする車両の回生制動および摩擦制動装置。
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