JP2007161103A - 制御ブースタ - Google Patents

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Abstract

【課題】ACC制御中にペダル操作があったときにACC制御を中止するための信号を得るスイッチ手段の故障を確実に検出できるようにする。
【解決手段】ブースタ本体1内のバルブボデー20に電磁駆動手段としてのソレノイド機構2を設け、アダプティブクルーズコントローラ6によるACC制御時にソレノイド機構2を作動させてブースタ本体1を自動ブレーキとして機能させ、ACC制御中にブレーキペダル3が踏込まれた場合に、ブレーキペダル3と入力ロッド4との相対移動によりオンオフ信号が切換わるスイッチ手段5からの信号でACC制御を中止する制御ブースタにおいて、ACC制御が開始されたときにスイッチ手段5のオンオフ信号が切換わったか否かを監視し、オンオフ信号の切換わりが発生しない場合にスイッチ異常と判定する判定手段70を設け、スイッチ異常の場合に警報手段71から警報を発生させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両のブレーキ系統に用いるブレーキブースタに係り、より詳しくはアダプティブクルーズコントロールシステムに用いて好適な制御ブースタに関する。
制御ブースタとしては、例えば、エンジン吸気の負圧を利用したブレーキブースタにおいて、シェル本体内のパワーピストン(ピストン)に、ブレーキペダルと連動する入力ロッドとは独立して前記パワーピストンを推進させる電磁駆動手段を内装し、該電磁駆動手段の作動に応じて自動ブレーキとして機能させるようにしたものがある。このような制御ブースタは、先行車を検出した際に、車間距離を一定に保つように自車両を自動的に加減速させる、いわゆるアダプティブクルーズコントロールシステム(ACCシステム)内のブレーキアクチュエータとしてきわめて有用となる。
ところで、ACCシステムにおいては、ドライバーによるブレーキペダルの操作(ペダル操作)を電磁駆動手段の制御(ACC制御)よりも優先させる必要がある。このため、従来は、ブレーキペダルからの入力を検出してACC制御解除のためのペダル入力検出信号を出力するスイッチ手段を設け、このスイッチ手段によるペダル入力検出信号に基いてACC制御(自動ブレーキ)をキャンセル(中止)するようにしていた(例えば、特許文献1、特許文献2等参照)。
特開2001−71888号公報 特開2001−39276号公報
しかしながら、上記スイッチ手段を設けた従来の制御ブースタにあっては、スイッチ手段の故障を検出する対策が採られていないため、万一、スイッチ手段に故障が発生しても、その故障が見過ごされてしまい、ペダル操作があってもACC制御が継続される虞れがあった。
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、ACC制御中にペダル操作があったときにACC制御を中止するための信号を得るスイッチ手段の故障を確実に検出できるようにし、もって信頼性の向上に寄与する制御ブースタを提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明は、内部にピストンを有して流体圧によって入力ロッドを介してブレーキペダルからの入力を倍力するブレーキブースタであって、アダプティブクルーズコントローラからの信号で制御され前記入力ロッドとは独立して前記ピストンを推進させるための電磁駆動手段と、前記ブレーキペダルからの入力を検出して前記アダプティブクルーズコントローラの制御解除のためのペダル入力検出信号を出力するスイッチ手段とを有する制御ブースタにおいて、前記スイッチ手段は、前記ブレーキペダルと前記入力ロッドとの相対移動によりオンオフ信号が切換わるように該ブレーキペダルと該入力ロッドとの間に配設されており、前記電磁駆動手段の制御が開始されたときに前記スイッチ手段のオンオフ信号が切換わったか否かを監視し、オンオフ信号の切換わりが発生しない場合にスイッチ異常と判定する判定手段を備えていることを特徴とする。
このように構成した制御ブースタにおいては、電磁駆動手段の制御(ACC制御)が開始されたときに判定手段によりスイッチ異常を確実に検出することができ、これによって、その時点でACC制御を中止する等の対応をとることが可能になる。この場合、判定手段によりスイッチ手段のオンオフ信号が切換わらないことが判定されたときに警報を発する警報手段を設けるようにすれば、ドライバーに対してより確実にスイッチ異常を知らせることができる。また、この場合、判定手段によりスイッチ手段のオンオフ信号が切換わらないことが判定されたときに、前記電磁駆動手段の制御を中止させるようにすれば、不用意にACC制御が継続されることもなくなる。
本発明に係る制御ブースタによれば、ACC制御が開始されたときに判定手段によりスイッチ異常が検出されるので、その時点でACC制御を中止することができ、装置に対する信頼性が向上する。
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一つの実施の形態としての制御ブースタの全体的構成を示したものである。同図において、1は、ソレノイド機構(電磁駆動手段)2を内蔵するブースタ本体、3はブレーキペダル、4は、ブレーキペダル3の操作力をブースタ本体1に伝える入力ロッド、5は、ブレーキペダル2と入力ロッド3との相対移動によりオンオフ信号が切換わるスイッチ手段、6は、前記ブースタ本体1内のソレノイド機構2を制御するアダプティブクルーズコントローラ(ACC)である。
本制御ブースタを構成するブースタ本体1は、タンデム型として構成されており、フロントシェル11とリヤシェル12とからなるシェル本体10を備え、該シェル本体10内は、センターシェル13により前・後2室に分割され、この前・後2室はさらに、ダイアフラムを備えたパワーピストン14,15により定圧室16,17と変圧室18,19とに分割されている。図2にも示されるように、前後のパワーピストン14,15は、大径のカップ部20aと小径の筒状部20bとを連設してなるバルボデー20を備えており、該バルブボデー20は、前記センターシェル13およびリヤシェル12を気密的にかつ摺動可能に挿通して配置されると共に、その筒状部14bがリヤシェル12の後方まで延ばされている。なお、前記筒状部20bの、リヤシェル12の後方まで延ばされた部分はブーツ21により覆われている。
バルブボデー20には、図2によく示されるように、2つの定圧室16と17とを相互に連通しかつ各定圧室16,17をバルブボデー20の筒状部20b内に連通する定圧通路(真空通路)22が設けられるほか、2つの変圧室18と19とを相互に連通しかつ各変圧室18,19をバルブボデー20の筒状部20b内に連通する大気通路23が設けられている。フロント側の定圧室16には、吸気管24を通じて、例えばエンジン負圧が導入されるようになっており、この負圧は、前記真空通路22を通じてリヤ側の定圧室17にも供給される。一方、バルブボデー20の筒状部20bには、サイレンサ機能を有するフィルタユニット25を通して大気が導入されるようになっており、この大気は、後述の弁機構26の作動により前記大気通路23を通じて2つの変圧室18と19に供給される。
弁機構26は、図2によく示されるように、前記ブレーキペダル3から延ばされた入力ロッド4に連結され、バルブボデー20のカップ部20a内に配置した後述の中空ガイド27に沿って摺動するプランジャ28と、このプランジャ28の後端に形成された環状の大気用弁座29と、バルブボデー20の筒状部20b内に気密的にかつ摺動可能に嵌装された筒状のコントロールピストン30と、このコントロールピストン30の後端に形成された環状の真空用弁座31と、バルブボデー20の筒状部20b内に嵌合固定した押えリング32に基端部が固定されたポペット弁33と、入力ロッド4に一端が係止され常時は前記大気用弁座29と真空用弁座31とに着座する方向へポペット弁33を付勢する弁ばね34とからなっている。なお、プランジャ28と入力ロッド4との連結は、プランジャ28の後端部に設けた球面状凹部28a内に入力ロッド4の先端部に設けられた球部4aを納めてかしめ止めすることによりなされており、これにより入力ロッド4の揺動が許容さている。
上記大気用弁座29とこれに当接するポペット弁33先端の内周側環状部位とは大気弁35(図1)を、前記真空用弁座31とこれに当接するポペット弁33先端の外周側環状部位とは真空弁36(図1)をそれぞれ構成し、前記2つの変圧室18,19には、これら大気弁35または真空弁36の開弁に応じて大気または負圧が選択的に導入されるようになる。また、前記押えリング32にはばね受け37が付設されており、このばね受け37と入力ロッド4との間には戻しばね38が介装されている。プランジャ28は、ブースタ本体1の非作動時には、戻しばね38と弁ばね34との付勢力により、その大気用弁座29をポペット弁33に当接させる状態を維持する。この状態からブレーキペダル3が踏込まれると、入力ロッド4がバルブボデー20内に押込まれ、プランジャ28がフロント側へ移動し、その後端の大気用弁座29がポペット弁33から離間して大気弁35が開く。これにより、大気通路23を通って変圧室19,18に大気が流入し、変圧室18,19と定圧室16,17との間に差圧が生じて、バルブボデー20と一体にパワーピストン14,15が推進(前進)する。
プランジャ28には、前記大気通路23を通してバルブボデー20内に半径方向から挿入されたストップキー39の先端部が係合されている。このストップキー39の後端部は、リヤシェル12内に固設されたストッパ板40に当接するようになっており、バルブボデー20は、このストップキー39がストッパ板40に当接する位置がリヤ側への後退端となっている。また、このストップキー39は、前記大気通路23の大きさの範囲内でバルブボデー20と相対移動できることから、バルブボデー20に対するプランジャ28の軸方向移動範囲を規制する規制手段としても機能している。さらに、ストップキー39は前記コントロールピストン30に形成した長穴30aも挿通しており、コントロールピストン30は、その長孔30a内におけるストップキー39の移動範囲内でプランジャ28と相対移動できるようになっている。
一方、バルブボデー20のカップ部20a内には、前記した電磁駆動手段としてのソレノイド機構2が配設されている。ソレノイド機構2は、同じく図2によく示されるように、ソレノイド41と、このソレノイド41を納めたハウジング42と、ハウジング42内に気密的にかつ摺動可能に配設された環状の可動子(アーマチュア)43と、ハウジング42に連結されたカップ形状の支持部材44とから概略構成されている。
ソレノイド機構2は、前記ハウジング42と一体の支持部材44をバルブボデー20の筒状部20bの内面に気密的に嵌合させて、バルブボデー20に対して半径方向へ位置固定されている。ソレノイド機構2はまた、ハウジング42の一端部に設けたフランジ部45をバルブボデー20のカップ部20aの内面に設けた段部46に当接させ、この状態のもと、フロント側の定圧室18内に配置した戻しばね47の一端を受けるリテーナ48により前端が押えられて、バルブボデー20に対して軸方向へ位置固定されている。この位置固定状態で前記フランジ部45と段部46との間には、フロント側パワーピストン16に設けた内方フランジ部が挟持されており、これによりバルブボデー20およびソレノイド機構2はパワーピストン14,15と一体に軸方向移動するようになる。なお、49はソレノイド41に電流を供給するための配線で、フロント側定圧室18内を渦巻状に迂回した状態で、フロントシェル11の前面に設けたコネクタ50(図1)に接続されている。
ソレノイド機構2のハウジング42内には、前記中空ガイド27が配置されている。中空ガイド27は、ハウジング42内の段部に係止された大端部27aとこの大端部27aから支持部材44のカップ底を挿通してリヤ側へ延ばされた小径軸部27bとからなっており、その小径軸部27bに前記プランジャ28が摺動可能に内装されかつ前記可動子43が摺動可能に外装されている。また、ソレノイド機構2の可動子43には加圧ピン51の一端部が圧入固定されており、この加圧ピン51の他端部は、前記支持部材44のカップ底に設けた貫通孔に挿入されている。また、前記真空用弁座31を後端に有するコントロールピストン30は、プランジャ28に一端が係止されたばね52によりフロント側へ付勢され、常時はその前端を前記支持部材44のカップ底に当接させている。
ソレノイド機構2の可動子43は、ソレノイド41への通電によりリヤ側へ移動するようになっており、これにより、可動子43に固定した加圧ピン51がコントロールピストン30をばね52と前記弁ばね39との付勢力に抗してリヤ側へ移動させる。すると、ポペット弁33がプランジャ28の後端の大気用弁座29から持ち上げられ、プランジャ28および入力ロッド4の動きすなわちブレーキペダル3の操作(ペダル操作)とは無関係に大気弁35が開弁し、この結果、変圧室18,19と定圧室16,17との間に差圧が生じ、前後のパワーピストン14,15が推進(前進)する。
また、上記ソレノイド機構2のハウジング42の前端側にはリアクションディスク53と出力ロッド54の基端大径部とが配置されている。出力ロッド54の先端部は、フロントシェル11の前面を気密的に挿通してその前方へ延ばされ、これにはマスタシリンダ(図示略)が作動連結されるようになっている。出力ロッド54の基端大径部とリアクションディスク53とは、前記リテーナ48によりハウジング42からの抜けが規制されている。また、前記中空ガイド27の大端部27aの前面に形成された凹部内には受圧板55が配置されており、本ブースタ本体1の非作動時にはこの受圧板55の背面に接する位置に前記プランジャ28が位置決めされ、この状態で、受圧板55の前面と前記リアクションディスク53との間にはわずかの間隙が形成されるようになっている。
ここで、ブレーキペダル3は、車体の固定部60にピン61により回動可能に一端部が結合されたペダルブラケット62とこのペダルブラケット62の他端に設けられた踏み板63とを備えており、その全体がピン61を支点に揺動するようになっている。一方、入力ロッド4の後端部にはクレビス64が固結されており、入力ロッド4は、そのクレビス64に形成した長穴65にペダルブラケット62に突設したピン66を挿入させることによりブレーキペダル3に連結されている。クレビス64の長穴65は、入力ロッド4の軸方向へ延びており、ブレーキペダル3と入力ロッド4とは、この長穴65内でピン66が移動できる範囲内で相対移動可能となっている。しかして、ブレーキペダル3側のピン66は、ブースタ本体1の非作動時に前記長穴65の前端に当接するようになっており、ブレーキペダル3を操作して行う通常ブレーキ時には、ブレーキペダル3の踏込みに応じてその踏力が直ちに(遊びなく)入力ロッド4を介してブースタ本体1に伝えられるようになる。一方、ブースタ本体1内のソレノイド機構2が作動する自動ブレーキ時(ACC制御時)には、ブースタ本体1内への入力ロッド4の引込みに応じて、ピン66が長穴65内をその後端側へ移動し、その移動端で入力ロッド4の引込みにブレーキペダル3が連動するようになる。
上記スイッチ手段5は、常時は作動ピン67を突出させ、該作動ピン67の押込みにより閉成する押込スイッチ68からなっている。押込スイッチ68は、入力ロッド4側のクレビス64の側面に、その作動ピン67が長穴65の後端側の空域に突出するように取付けられている。したがって、通常ブレーキ時には、ブレーキペダル3側のピン66がクレビス64の長穴65の前端に当接していることから、押込スイッチ68はオフ状態を維持し(図1)、一方、自動ブレーキ時には、ピン66が長穴65内をその後端側へ移動することで、作動ピン67が押込まれ(図3(A)参照)、オン作動する。
上記押込スイッチ68のオンオフ信号は、信号線69を介して前記アダプティブクルーズコントローラ(ACC)6へ送出されるようになっている。ACC6は、車両速度を設定速度に保つようにエンジンスロットルや変速機(図示略)を制御すると共に、前方レーダで先行車を検出した際には、先行車との車間距離を設定値に保つように、前記エンジンスロットルや変速機を制御し、さらにブースタ本体1内のソレノイド機構2を制御する機能を有している。本実施形態において、このACC6には、ACC制御が開始されたときに前記押込スイッチ68のオンオフ信号が切換わったか否かを監視し、オンオフ信号の切換わりが発生しない場合にスイッチ異常と判定する判定手段(判定回路)70が内蔵されている。このACC6にはまた、前記判定手段70がスイッチ異常を判定したときに警報を発する警報手段71が接続されている。
ブースタ本体1は、そのリヤシェル12の後面に植立した複数のスタッドボルト75(図1)を用いて車体に取付けられ、この状態でその入力ロッド4にブレーキペダル3が連結される。一方、このブースタ本体1には、そのフロントシェル11の前面に植立したスタッドボルト76(図1)を利用して図示しないマスタシリンダが結合され、この状態でその出力ロッド54がマスタシリンダ内のピストン(図示略)に作動連結される。
そして、通常ブレーキ時には、ブレーキペダル3が踏込まれると、その動きに入力ロッド4が直ちに連動し、入力ロッド4と一体にプランジャ28がフロント側へ移動し、大気弁35が開く。そして、大気弁35が開くことで、変圧室18,19と定圧室16,17との間に差圧が発生して、バルブボデー20と一体にパワーピストン14,15が推進(前進)し、このパワーピストン14,15の推力が、バルブボデー20から出力ロッド54を経てマスタシリンダに出力される。この時、出力ロッド54からの出力反力の一部がリアクションディスク53、受圧板55およびプランジャ28を介して入力ロッド4に伝達され、これによりブレーキペダル3の踏力(入力)に比例した所定のブースタ出力すなわちブレーキ力が得られる。この制動の開始当初は、受圧板55とリアクションディスク53との間隙が解消されるまでは、入力に無関係にブースタ出力が増大する、いわゆるジャンプインが発生し、十分な初期ブレーキ力を得ることができる。なお、この通常ブレーキ時においては、スイッチ手段5を構成する押込スイッチ68はオフ状態を維持する。
一方、ACC制御時(自動ブレーキ時)には、ACC6からの指令でソレノイド機構2のソレノイド41に通電がなされ、これにより可動子43、加圧ピン51およびコントロールピストン30がリヤ側へ移動し、大気弁35が開弁する。そして、上記通常ブレーキ時における場合と同様に変圧室18,19と定圧室16,17との間に差圧が発生して、バルブボデー20と一体にパワーピストン14,15が推進し、このパワーピストン14,15の推力が、バルブボデー20から出力ロッド54を経てマスタシリンダに出力される。この時、可動子43の前後にも差圧が発生するが、この差圧は、可動子43をフロント側へ戻す方向すなわち可動子43に作用する電磁力の向きと逆方向に働き、したがって、ソレノイド41に供給する電流の大きさに比例したブースタ出力すなわちブレーキ力が得られる。
本実施形態においては、上記ACC制御の開始と同時に、図3(A)に示すように、ブレーキペダル3側のピン66が入力ロッド4のクレビス64の長穴65内をその後端側へ移動し、これによりスイッチ手段5を構成する押込スイッチ68がオフからオンに切換わる。この押込スイッチ68の切換わりは、ACC6内の判定手段70によって監視されており、判定手段70により押込スイッチ68の切換わりが認識された場合は、そのままACC制御が継続される。しかして、万一、押込スイッチ68が故障して押込スイッチ68のオフからオンへの切換わりがなされなかった場合は、前記判定手段70によりスイッチ異常が判定され、これと同時に警報手段71が警報を発し、ドライバーにスイッチ異常が知らされる。この場合、ACC6に、判定手段70によりスイッチ異常が判定された時にACC制御を中止させる停止機能を付加しておくようにしてもよく、この場合は、判定手段70によりスイッチ異常が判定されると同時にACC制御が自動的に中止(キャンセル)される。なお、このスイッチ異常は、車両の始動時にACC制御(自動ブレーキ)を作動させて、事前に確認するようにしてもよい。
一方、上記ACC制御中(自動ブレーキ中)にブレーキペダル3が踏込まれると、図3(B)に示すように、ブレーキペダル3側のピン66が入力ロッド4のクレビス64の長穴65内を前方に移動し、これによりスイッチ手段5を構成する押込スイッチ68がオンからオフに切換わる。すると、ACC6によるACC制御が中止され、ブースタ本体1は、通常ブレーキとして機能する。
ここで、上記実施形態においては、スイッチ手段5を構成する押込スイッチ68を入力ロッド4側のクレビス64に取付けるようにしたが、この押込スイッチ68は、図4に示すようにブレーキペダル3側に取付けるようにしてもよいものである。この場合は、ペダルブラケット62に長穴65を、クレビス64に前記長穴65に挿入可能なピン66をそれぞれ設け、さらに押込スイッチ68にピン67を押込可能なレバー68aを設けて、このレバー68aの先端部を長穴65の前端に隣接する部位に位置させる。また、クレビス64側のピン67は、ブースタ本体1の非作動時には、長穴65の後端に当接するように位置決めする。
このようにスイッチ手段5を構成した場合は、ACC制御時には、図5(A)に示すように、クレビス64側のピン67がブレーキペダル3側の長穴65内をその前端側へ移動し、上記実施形態と同様にレバー68aを介して押込スイッチ68がオフからオンに切換わる。したがって、押込スイッチ68のオフからオンへの切換わりがなされなかった場合は、前記判定手段70によりスイッチ異常が判定され、これによりACC制御が中止される。また、このACC制御中(自動ブレーキ中)にブレーキペダル3が踏込まれると、図5(B)に示すように、クレビス64側のピン66がブレーキペダル3側の長穴65内を後方に移動し、上記実施形態と同様に押込スイッチ68がオンからオフに切換わり、ACC制御が中止される。
本発明の1つの実施形態である制御ブースタの全体構造を示す断面図である。 本制御ブースタを構成するブースタ本体の要部構造を示す断面図である。 本制御ブースタを構成するスイッチ手段の作動状態を示したもので、(A)は自動ブレーキ時の状態を示す側面図、(B)は自動ブレーキ中にブレーキペダルが踏込まれた状態を示す側面図である。 本制御ブースタを構成するスイッチ手段の他の実施形態を示す側面図である。 図4に示したスイッチ手段の作動状態を示したもので、(A)は自動ブレーキ時の状態を示す側面図、(B)は自動ブレーキ中にブレーキペダルが踏込まれた状態を示す側面図である。
符号の説明
1 ブースタ本体
2 ソレノイド機構(電磁駆動手段)
3 ブレーキペダル
4 入力ロッド
5 スイッチ手段
6 アダプティブクルーズコントローラ(ACC)
10 シェル本体
14,15 パワーピストン(ピストン)
20 バルブボデー
35 大気弁
36 負圧弁
54 出力ロッド
64 入力ロッド側のクレビス
65 長穴
66 ピン

Claims (3)

  1. 内部にピストンを有して流体圧によって入力ロッドを介してブレーキペダルからの入力を倍力するブレーキブースタであって、アダプティブクルーズコントローラからの信号で制御され前記入力ロッドとは独立して前記ピストンを推進させるための電磁駆動手段と、前記ブレーキペダルからの入力を検出して前記アダプティブクルーズコントローラの制御解除のためのペダル入力検出信号を出力するスイッチ手段とを有する制御ブースタにおいて、前記スイッチ手段は、前記ブレーキペダルと前記入力ロッドとの相対移動によりオンオフ信号が切換わるように該ブレーキペダルと該入力ロッドとの間に配設されており、前記電磁駆動手段の制御が開始されたときに前記スイッチ手段のオンオフ信号が切換わったか否かを監視し、オンオフ信号の切換わりが発生しない場合にスイッチ異常と判定する判定手段を備えていることを特徴とする制御ブースタ。
  2. 前記判定手段によりスイッチ手段のオンオフ信号が切換わらないことが判定されたときに警報を発する警報手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の制御ブースタ。
  3. 前記判定手段によりスイッチ手段のオンオフ信号が切換わらないことが判定されたときに、前記電磁駆動手段の制御を中止させることを特徴とする請求項1または2に記載の制御ブースタ。

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