JP2009092179A - パーキングブレーキ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 パーキングブレーキ装置の特にケーブル交換時にリセットスイッチ操作等を行うことなくリセット可能なパーキングブレーキ装置を提供すること。
【解決手段】 一端側がパーキングブレーキに接続されたケーブルを、他端側から引き込むことにより摩擦材を動作させて車輪に制動力を付与し、他端側から戻すことで制動力を解除するパーキングブレーキ装置において、前記ケーブルの引き込み量と戻し量との偏差に基づいて今回作動によるケーブル伸び量を検出するケーブル伸び量検出手段と、前記ケーブル伸び量と前記ケーブル伸び量を積算した積算値を記憶する記憶手段と、前回作動によるケーブル伸び量と今回作動によるケーブル伸び量との偏差が所定値以上のときは、前記記憶手段に記憶された前記ケーブル伸び量及び前記積算値をリセットするリセット手段と、を備えた。
【選択図】 図7

Description

本発明は、パーキングブレーキシステムに関し、特に交換時等におけるコントローラのリセットに関する。
従来、ブレーキシステムとして、特許文献1に記載の技術が開示されている。この文献には、ブレーキパッドの摩耗を推定するために走行距離等を検出して記憶している。このシステムでは、ブレーキパッドを交換する際、記憶された情報をリセットするためにリセットスイッチを備え、交換時にリセットスイッチを押すことで、正確な摩耗量推定を行うこととしている。
特開2002−340069号公報
しかしながら、上記従来技術にあっては、ブレーキパッドの交換の度にリセットスイッチを押さなければならず、リセットスイッチの構成を追加することによるコストアップや、整備時におけるリセットスイッチ押し忘れによって正確な推定ができないという問題があった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、パーキングブレーキ装置の特にケーブル交換時にリセットスイッチ操作等を行うことなく自動的にリセットが可能なパーキングブレーキ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、本発明では、パーキングブレーキ装置において、ケーブルの引き込み量と戻し量との偏差に基づいて今回作動によるケーブル伸び量を検出し、ケーブル伸び量とケーブル伸び量の積算値を記憶し、前回作動によるケーブル伸び量と今回作動によるケーブル伸び量との偏差が所定値以上のときは、記憶されたケーブル伸び量及び積算値をリセットすることとした。
よって、自動的に記憶値をリセットすることが可能となり、リセットスイッチを別途設けることなくリセットを実行できる。
以下、本発明のパーキングブレーキ装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。まず、以下の実施例1にて説明する電動パーキングブレーキ装置は、一端側がパーキングブレーキに接続されたケーブル(後述のPKBケーブル17)を、電動にて他端側から引き込むことにより摩擦材を動作させて車輪に制動力を付与するものである。
以下、具体的に説明する。図1及び図2は、実施例1に係る電動パーキングブレーキ装置全体の構成図であり、図1は電動パーキングブレーキ装置の車両設置状態を示し、図2は電動パーキングブレーキ装置の詳細構成を示している。
まず、これらの図に示すように、電動パーキングブレーキ装置1は、ECU11とアクチュエータ13とからなるコントロールユニット10、イコライザ15、PKBケーブル17及びパーキングブレーキ19を備えている。また、電動パーキングブレーキ装置1は、電源部21、ヒューズ23、エマージェンシー解除操作部25、及び解除ケーブル27を具備している。さらに、電動パーキングブレーキ装置1は、インジケータランプ(警告手段)29、スピーカ(警告手段)30、各種センサ・スイッチ31〜59、メインハーネス61、コネクタ63及びボディハーネス65を有している。
電動パーキングブレーキ装置1は、ECU11により制御されるアクチュエータ13がイコライザ15及びPKBケーブル17を介して、車両後輪側に設置されたパーキングブレーキ19を解除及び作動させるものである。ここで、ECU11は、アクチュエータ13を制御してパーキングブレーキ19を解除及び作動させるほかに、パーキングブレーキ19の内部部品である摩擦材が摩耗状態であるか否かを判断する機能を有している。
また、上記ECU11とアクチュエータ13とは、電源部21に接続されている。電源部21は、ヒューズ23を介してECU11とアクチュエータ13とに電圧を供給するものであり、詳しくは電源部21の第1端子21aから第1ヒューズ23a介してECU11に電圧を供給し、第2端子21bから第2ヒューズ23b介してアクチュエータ13に電圧を供給する構成となっている。
また、エマージェンシー解除操作部25は、解除ケーブル27を介してアクチュエータ13に接続されており、手動にて操作されることにより早期にアクチュエータ13を作動させ、パーキングブレーキ19を解除させることが可能とされたものである。
また、インジケータランプ29及び各種センサ・スイッチ31〜59は、メインハーネス61、コネクタ63及びボディハーネス65を介してECU11に接続されている。また、スピーカ30は、上記ハーネス等61〜65を介することなく、直接にECU11に接続されている。
ここで、インジケータランプ29は、パーキングブレーキ19の解除及び作動や、システム異常などの状態を表示するためのものであって、ECU11からの信号により点灯及び消灯するものである。スピーカ30についても同様に、ECU11からの信号により、パーキングブレーキ19の解除及び作動や、システム異常などの状態を音声出力するものである。また、インジケータランプ29及びスピーカ30は、パーキングブレーキ19の摩擦材が摩耗状態となった場合には、その旨を車両乗員に対し警告する機能を有している。
各種センサ・スイッチ31〜59それぞれは、検出結果又は入力内容に応じた信号をECU11に送信する構成となっている。図3は、実施例1に係る電動パーキングブレーキ装置1の一部構成図である。同図に示すように、操作スイッチ31は、アクチュエータ13を作動させるためのスイッチである。また、操作スイッチ31は、操作内容に応じた信号をECU11に送信する構成となっている。そして、ECU11は、操作スイッチ31からの信号を入力すると、アクチュエータ13を作動させ、パーキングブレーキ19の電動による解除及び作動を行う。
また、イグニッションセンサ33は、イグニッションスイッチの状態を検出するものであり、イグニッションOFFの状態であるか、アクセサリONの状態であるか、エンジン作動状態であるかを検出し、検出した情報をECU11に送信する構成となっている。また、イグニッションセンサ33は、車両キーが挿入されているか否かについても検出する構成とされており、キーの挿入又は非挿入の情報をECU11に送信する構成となっている。
アクセルポジションセンサ35は、アクセルペダルの操作を検出するためのものであって、具体的にはアクセルペダル部に設置されてアクセルペダルの動きに同期したポジション情報をECU11に送信する構成となっている。ブレーキポジションセンサ37は、ブレーキペダル部に設置され、ブレーキペダルの動きに同期したブレーキペダルのポジション情報をECU11に送信する構成となっている。クラッチポジションセンサ39は、クラッチペダルの操作を検出するためのものであって、アクセルポジションセンサ35やブレーキポジションセンサ37と同様に、クラッチペダルの動きに同期したポジション情報をECU11に送信する構成とされている。
また、エンジン回転数検出センサ41及びエンジントルク検出センサ43は、それぞれエンジンの回転数及びトルクの情報を検出してECU11に送信するものである。シフトポジション検出センサ45は、シフトポジションの状態、すなわちドライブポジションであるか、ニュートラルポジションであるかなどを検出し、ECU11にその情報を送信するものである。
シート圧力センサ47は、運転者用シートの座面に設置され、シートに加わる圧力を検出し、その圧力の情報をECU11に送信するものである。A/Tモードスイッチ49は、オートマティック車のシフトチェンジのパターンを変更できるスイッチであって、通常モード、スポーツモード、及びスノーモードを選択可能とされたものである。そして、A/Tモードスイッチ49は、選択されたモードの情報をECU11に送信し、ECU11はモードに応じたシフトチェンジのパターンで車両制御することとなる。
ライニング温度センサ51は、RRブレーキパッド又はライニング内部に設置されており、RRブレーキ摩擦材の温度を検出し、その温度情報をECU11に送信するものである。荷重センサ53は、アクチュエータ13の内部に設置されており、PKBケーブル17のアクチュエータ側の端部に加わる荷重を計測し、その情報をECU11に送信するものである。
また、勾配センサ55は、車両が停車している路面の傾斜角を検出するものであり、検出した路面傾斜角の情報をECU11に送信する構成となっている。車輪速センサ57は、4輪のアクスルハウジング部位に設けられており、各車輪の回転情報を検出し、ECU11に送信する構成となっている。さらに、減速機回転センサ59は、アクチュエータ13の内部に設置され、アクチュエータ内のギヤ(後述する減速機67)の回転数を検出してその情報をECU11に送信する構成となっている。
そして、ECU11は、上記各種センサ・スイッチ31〜59からの信号に基づいて、パーキングブレーキ19の解除及び作動させるようになっており、解除及び作動させる際には、アクチュエータ13を作動させる。
また、図3に示すように、アクチュエータ13は、モータMと減速機67とを備えておいる。次にアクチュエータ13を備えるコントロールユニット10について、図4を参照して説明する。
図4は、電動パーキングブレーキ装置1のコントロールユニット10の内部構成図である。同図に示すように、コントロールユニット10は、ECU11及びアクチュエータ13がハウジング69に収納された構成となっている。具体的に説明すると、ECU11は、モータMに接続されており、モータMを正転駆動又は逆転駆動させる。また、モータMは、減速機67に接続されている。減速機67は、駆動ギヤ71、ガイドシャフト73、第1従動ギヤ75、駆動シャフト77、及び第2従動ギヤ79からなっている。
駆動ギヤ71は、モータMに接続され、モータMからの回転力を、ガイドシャフト73により軸支される第1従動ギヤ75に伝える。また、第1従動ギヤ75は、駆動シャフト77により軸支される第2従動ギヤ79に接続され、自己の回転力を第2従動ギヤ79に伝達する。さらに、駆動シャフト77は、ねじ切り加工され、ねじ切り部と噛み合うように駆動ナット81が取り付けられている。このため、駆動ナット81は、第2従動ギヤ79が回転すると駆動シャフト77の延在方向に沿って移動することとなる。また、駆動ナット81には荷重センサ53(図示せず)を有するケーシング83が連結されている。このため、ケーシング83は、駆動ナット81の移動に合わせて駆動シャフト77の長手方向に移動可能となっている。
このように構成されるため、ECU11は、モータMを正転駆動又は逆転駆動させ、各ギヤ71,75,79を通して駆動シャフト77を回転させることとなる。そして、ECU11は、駆動シャフト77の回転により駆動ナット81を移動させ、この移動によりケーシング83を駆動シャフト77の延在方向に移動させてPKBケーブル17を他端側から引き込み又は繰り出しすることとなる。そして、この引き込み又は繰り出しによって、パーキングブレーキ19は解除又は作動することとなる。
なお、ECU11は、減速機回転センサ59からの信号によりにて検出される減速機67の回転数などから、PKBケーブル17の他端側の引き込み量を算出する構成となっている。すなわち、ECU11は、検出された減速機67の回転数と、駆動シャフト77のねじピッチとに基づいて、ケーシング83の移動量を求めることにより、PKBケーブル17の他端側の引き込み量を算出する構成となっている。また、減速機67の回転数は、減速機回転センサ59からの信号によらず、モータMの回転数と減速比から求めるようにしてもよい。
次に、実施例1に係る電動パーキングブレーキ装置1の動作の概略を説明する。まず、乗員のスイッチ操作や所定の運転操作によりパーキングブレーキ19が作動するとする。このとき、ECU11は、PKBケーブル17を他端側から引き込んで摩擦材を動作させる。そして、ECU11は、摩擦材により車輪に制動力を付与して、電動によるパーキングブレーキ19の作動を行う。
ここで、ECU11は、引き込み時における減速機67の回転数を減速機回転センサ59から読み込む。そして、ECU11は、減速機回転センサ59からの回転数の情報と、ねじピッチとに基づいて、PKBケーブル17の他端側の引き込み量を算出する。更に、ECU11は、引き込み量と共に、パーキングブレーキ解除時の戻し量を算出する。ECU11では、パーキングブレーキを解放するとき、荷重センサ53が0となるまでモータMを回転駆動するため、荷重センサ53の値が0となるまでの減速機回転センサ59の値から他端側の戻し量を算出する。すなわち、荷重センサ53に作用する荷重に基づいてモータMの駆動・停止を行っているため、減速機回転センサ59からの回転数の情報に基づいて引き込み量と戻し量との関係からPKBケーブル17の伸び量を正確に把握することができる。
そして、ECU11は、他端側の引き込み量から、パーキングブレーキ側、すなわち一端側の引き込み量を求める。次いで、ECU11は、求めた一端側引き込み量が所定の閾値を超えた場合に、摩擦材が摩耗状態であると判断する。
ここで、PKBケーブル17の他端側における引き込み量は、そのまま一端側に伝わるものでなく、PKBケーブル17が介在することによって変動をきたすものである。すなわち、PKBケーブル17を他端側から引き込むと、PKBケーブル17が若干伸びてしまい、一端側の引き込み量は他端側よりも減少する傾向にある。そこで、ECU11は、図5に示すロスストローク特性に基づいて、他端側引き込み量から一端側引き込み量を正確に求める。
図5は、PKBケーブル17の他端側にて生じる荷重値と、この荷重値に対するPKBケーブル17の伸び量の相関を示すロスストローク特性の説明図である。なお、図5において、縦軸は伸び量(以下、ロスストロークという)(mm)を示し、横軸はPKBケーブル17の他端側荷重値(N)を示している。同図に示すように、ロスストロークは、PKBケーブル17を他端側から引き込むときの荷重の増加に応じて比例して大きくなる。すなわち、PKBケーブル17を強く引き込むと、その伸びが大きくなることを示している。
具体的に、荷重Fm/2(N)でPKBケーブル17を他端側から引き込むとすると、そのときのロスストロークは、S(x)となる。すなわち、荷重Fm/2(N)でPKBケーブル17を他端側からSm(mm)だけ引き込んだときの、一端側の引き込み量はSm−S(x)(mm)となる。
従って、ECU11は、荷重センサ53からPKBケーブル17の他端側荷重値を読み取り、この荷重値と記憶したロスストローク特性に基づいて、PKBケーブル17のロスストロークを求める。そして、ECU11は、他端側の引き込み量からロスストロークを減算することでPKBケーブル17の一端側の引き込み量を求め、この引き込み量が例えば所定の閾値を超える場合に、摩擦材が摩耗状態であると判断する。
また、ECU11はパーキングブレーキ19の作動回数を考慮して、PKBケーブル17の一端側引き込み量を求めることが望ましい。図6は、パーキングブレーキ19の作動回数を基準とするロスストローク特性の補正データを示す説明図である。なお、図6において、縦軸は、荷重Fm/2(N)でPKBケーブル17を他端側から引き込んだときのロスストローク(mm)を示し、横軸はパーキングブレーキ19の作動回数を示している。
同図に示すように、ロスストローク特性の補正データ(以下、ロスストローク耐久特性という)は、パーキングブレーキ19の作動回数の増加に応じて比例的に小さくなる。すなわち、パーキングブレーキ19を複数回作動させると、その作動によりPKBケーブル17が若干伸びてしまう。このため、パーキングブレーキ19の作動回数が多くなると、それまでの作動によりPKBケーブル17が伸びてしまっていることから、PKBケーブル17の伸びが小さくなり、一端側でのロスストロークは減少することとなる。具体的に、作動回数がn回の場合、荷重Fm/2(N)でPKBケーブル17を他端側から引き込んだときのロスストロークは、S(n)となる。
一方、作動回数が(n−a)回の場合、荷重Fm/2(N)でPKBケーブル17を他端側から引き込んだときのロスストロークは、S(n)よりも大きいS(n−a)となる。また、作動回数が(n+a)回の場合、荷重Fm/2(N)でPKBケーブル17を他端側から引き込んだときのロスストロークは、S(n)よりも小さいS(n+a)となる。
このように、ロスストロークは、パーキングブレーキ19の作動回数によっても変化するものである。従って、ECU11は、荷重センサ53からPKBケーブル17の他端側荷重値を読み取り、この荷重値と記憶したロスストローク特性に基づいて、PKBケーブル17のロスストローク(例えばS(x))を求める。そして、ECU11は、図6に示すロスストローク耐久特性に基づいて、ロスストロークを補正し、他端側の引き込み量(例えばSm)から補正したロスストローク(例えばS(n))を減算することでPKBケーブル17の一端側の引き込み量(例えばSm−S(n))を求める。その後、ECU11は、この引き込み量が例えば所定の閾値を超えた場合に、摩擦材が摩耗状態であると判断する。
更に、ECU11には、摩擦材の摩耗量を考慮して、PKBケーブル17自体の伸び量を算出するケーブル伸び量算出部が設けられている。具体的には、算出された引き込み量と戻し量の偏差から、摩擦材の摩耗量を差し引いて今回作動時におけるケーブル伸び量Δl(a)を算出する。そして、パーキングブレーキ19の作動回数と、今回作動時におけるケーブル伸び量Δl(a)と、ケーブル伸び量積算値∫Δl(a)は、ECU11内に備えられたメモリーに保存される。PKBケーブル17の伸び量が所定の閾値に到達すると、交換が必要と判断して故障信号Aをインジケータランプ29等により運転者に報知する。これにより、運転者はパーキングブレーキ装置の異常を認知することができる。
図7は実施例1の故障判定及びメモリーリセット処理を表すフローチャートである。
ステップ101では、パーキングブレーキ19が作動したかどうかを判断し、作動したときはステップ102へ進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。尚、パーキングブレーキ19の作動とは、摩擦材を押し当てた後、再度摩擦材を解放する動作を一回の作動とする。
ステップ102では、ケーブル伸び量Δl(a)を算出する。具体的には、PKBケーブル17の引き込み量と戻し量の偏差から、摩擦材の摩耗量を差し引いて算出する。
ステップ103では、今回の作動におけるケーブル伸び量Δl(a)と前回の作動におけるケーブル延び量Δl(a-1)との偏差の絶対値が所定値Δl0よりも大きいかどうかを判断し、大きいときはステップ108に進んでメモリーリセット処理を実行する。それ以外のときは、ステップ104へ進む。
ステップ104では、ケーブル伸び量Δl(a)の積算値が所定値l1を上回ったかどうかを判断し、上回ったときはステップ106へ進み、それ以外のときはステップ105へ進む。
ステップ105では、ケーブル伸び量積算値と、今回のケーブル伸び量Δl(a)をメモリーに記憶する。
ステップ106では、PKBケーブル17を交換する必要があると判断して警報信号Aをインジケータランプ29等に送信する。
ステップ107では、この故障をメモリーに記憶する。
ステップ108では、ケーブル伸び量の前回値と今回値との偏差が所定値以上のときはPKBケーブル17が交換されたと判断してメモリーリセット処理を行う。
次に、上記フローチャートに基づく作用について説明する。まず、ケーブル伸び量の前回値と今回値との差と、作動回数の関係について説明する。図8は作動回数とケーブル伸び量との関係を表す特性図である。図8に示すように、PKBケーブル17は最初の作動時には伸び量が大きく、作動回数が重なると、徐々に伸び量が小さくなる特性を持つ。
すなわち、作動回数が多ければ、ケーブル伸び量の前回値と今回値との差は小さく、作動回数が少なければ、前回値と今回値との差は大きい。この傾向は、特に初期の動作において顕著に表れる。この特性を利用して、ケーブル伸び量の前回値と今回値との差から作動回数を推定することが可能となる。
PKBケーブル17が交換された場合、ケーブル伸び量の今回値は前回値よりもかなり大きいため、今回値と前回値の偏差は所定値Δl0よりも大きいと判断される。ここで、ケーブル伸び量特性から前回値と今回値の差が大きいときは、作動回数が少ないときであり、この場合は、PKBケーブル17が交換されたと判断できる。メモリー内にはケーブル伸び量積算値や、今回作動時のケーブル伸び量及び作動回数が記憶されているため、PKBケーブル17が交換されたと判断したときは、ケーブル伸び量積算値や作動回数も初期値に戻す必要があるため、各種記憶値をリセットする。
これにより、PKBケーブル17が交換されたときは、自動的にメモリー内の記憶値もリセットされることで、リセットスイッチ等を別途設ける必要がなく、確実に故障判定処理を実行することができる。
実施例1の電動パーキングブレーキ装置の車両設置状態を表す図である。 実施例1の電動パーキングブレーキ装置の構成を表すシステム図である。 実施例1の電動パーキングブレーキ装置の構成を表す図である。 実施例1の電動パーキングブレーキ装置のコントロールユニットの内部構成図である。 実施例1のPKBケーブルの伸び量と荷重値との創刊を表すロスストローク特性を表す説明図である。 実施例1のパーキングブレーキの作動回数を基準とするロスストローク特性の補正データを示す説明図である。 実施例1の故障判定及びメモリーリセット処理を表すフローチャートである。 実施例1のパーキングブレーキの作動回数とケーブル伸び量との関係を表す特性図である。
符号の説明
1 電動パーキングブレーキ装置
10 コントロールユニット
13 アクチュエータ
17 ケーブル
19 パーキングブレーキ
29 インジケータランプ
53 荷重センサ
59 減速機回転センサ

Claims (3)

  1. 一端側がパーキングブレーキに接続されたケーブルを、他端側から引き込むことにより摩擦材を動作させて車輪に制動力を付与し、他端側から戻すことで制動力を解除するパーキングブレーキ装置において、
    前記ケーブルの引き込み量と戻し量との偏差に基づいて今回作動によるケーブル伸び量を検出するケーブル伸び量検出手段と、
    前記ケーブル伸び量と前記ケーブル伸び量を積算した積算値を記憶する記憶手段と、
    前回作動によるケーブル伸び量と今回作動によるケーブル伸び量との偏差が所定値以上のときは、前記記憶手段に記憶された前記ケーブル伸び量及び前記積算値をリセットするリセット手段と、
    を備えたことを特徴とするパーキングブレーキ装置。
  2. 請求項1に記載のパーキングブレーキ装置において、
    前記積算値が所定値以上のときは、前記ケーブルの交換を要求する警報手段を有することを特徴とするパーキングブレーキ装置。
  3. 請求項1または2に記載のパーキングブレーキ装置において、
    前記他端側を駆動するモータと、
    前記他端側に作用する荷重を検出する荷重検出手段と、
    前記他端側に作用する荷重が所定荷重となるように前記モータを駆動して前記車輪に制動力を付与し、前記他端側に作用する荷重が所定値未満となるように前記モータを駆動して前記車輪の制動力を解除する制御手段と、
    を備えたことを特徴とするパーキングブレーキ装置。
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