JP2020093656A - ブレーキ制御装置およびブレーキ制御装置の異常検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の目的の一つは、圧力センサの異常検出性を向上できるブレーキ制御装置およびブレーキ制御装置の異常検出方法を提供することにある。
図1は、実施形態1のブレーキ制御装置1の構成図である。
ブレーキ制御装置1は、特に電動車両に好適な液圧式ブレーキと電動式ブレーキで構成されている。電動車両は、車輪を駆動する駆動力源として、エンジン(内燃機関)の他にモータジェネレータを備えたハイブリッド車や、モータジェネレータのみを備えた電気自動車等である。なお、ブレーキ制御装置1を、エンジンのみを駆動力源とする車両に適用してもよい。図1の各部において、符号の末尾Pは、マスタシリンダ3のプライマリ系統(P系統)に対応することを示す。符号の末尾Sは、マスタシリンダ3のセカンダリ系統(S系統)に対応することを示す。P,S系統を区別しない場合にはP,Sの記載は省略する。また、符号の末尾aは、左前輪FLに対応することを示す。符号の末尾bは、右前輪FRに対応することを示す。符号の末尾cは、左後輪RLに対応することを示す。符号の末尾dは、右後輪RRに対応することを示す。各車輪FL〜RRを区別しない場合には、a,b,c,dの記載は省略する。
電動ブレーキユニット9は、ドライバによるブレーキ操作とは独立に後輪RL,RRに制動トルクを付与可能である。ECU200は、電動ブレーキユニット9の作動を制御する。ECU100とECU200は通信線110を経由して通信を行う。
ポンプ7は、リザーバタンク4から供給されるブレーキ液により第1液路11に液圧を発生させてホイルシリンダ液圧を発生可能な液圧源である。ポンプ7は、吐出液路16P,16Sおよび第1液路11P,11Sを介してホイルシリンダ8a,8bと接続しており、吐出液路16P,16Sにブレーキ液を吐出することでホイルシリンダ8を加圧可能である。
第4液路14は、ストロークシミュレータ5の背圧室512およびリザーバタンク4間を接続する。第4液路14は、第3液路13における背圧室512とSS/V IN23との間(第3液路13A)と、吸入液路15(ないし、調圧弁27よりも吸入液路15側の第1減圧液路17や、SOL/V OUT28よりも吸入液路15側の第2減圧液路18)とを接続する。なお、第4液路14を背圧室512やリザーバタンク4に直接的に接続してもよい。
第1液路11Sにおける遮断弁21Sとマスタシリンダ3との間(第1液路11A)には、この箇所の液圧(マスタシリンダ液圧およびストロークシミュレータ5の正圧室511内の液圧)を検出するマスタシリンダ圧センサ(第1の圧力センサ)91が設けられている。
吐出液路16におけるポンプ7の吐出部71(チェック弁160)と連通弁26との間には、この箇所の液圧(ポンプ吐出圧)を検出する吐出圧センサ(第2の圧力センサ)92が設けられている。遮断弁21が開弁した状態で、マスタシリンダ3の液圧室31およびホイルシリンダ8間を接続するブレーキ系統(第1液路11)は、第1の系統を構成する。この第1の系統は、踏力を用いて発生させたマスタシリンダ液圧によりホイルシリンダ液圧を発生させることで、踏力ブレーキ(非倍力制御)を実現可能である。一方、遮断弁21が閉弁した状態で、ポンプ7を含み、リザーバタンク4およびホイルシリンダ8間を接続するブレーキ系統(吸入液路15、吐出液路16等)は、第2の系統を構成する。この第2の系統は、ポンプ7を用いて発生させた液圧によりホイルシリンダ液圧を発生させる、いわゆるブレーキバイワイヤ装置を構成し、ブレーキバイワイヤ制御として倍力制御等を実現可能である。ブレーキバイワイヤ制御(以下、単にバイワイヤ制御という。)時、ストロークシミュレータ5は、ドライバのブレーキ操作に伴う操作反力を生成する。
バイワイヤ制御部101は、遮断弁21を閉じ、ドライバのブレーキ操作状態に応じてポンプ7を作動させてホイルシリンダ8を加圧する。バイワイヤ制御部101は、ブレーキ操作状態検出部104、目標値算出部105およびホイルシリンダ液圧制御部106を有する。
ブレーキ操作状態検出部104は、ストロークセンサ90の検出値の入力を受けて、ドライバによるブレーキ操作量としてのペダルストロークSを検出する。また、ペダルストロークSに基づき、ドライバがブレーキ操作中であるか否か(ブレーキペダル2の操作の有無)を検出する。なお、踏力を検出する踏力センサを設け、その検出値に基づきブレーキ操作量を検出または推定してもよい。また、マスタシリンダ圧センサ91の検出値に基づきブレーキ操作量を検出または推定してもよい。すなわち、制御に用いるブレーキ操作量は、ペダルストロークSに限らず、他の適当な値を用いてもよい。
ホイルシリンダ液圧制御部106は、遮断弁21を閉弁方向に作動させることで、液圧制御ユニット6の状態を、ポンプ7(第2の系統)によりホイルシリンダ液圧を発生(加圧制御)可能な状態とする。この状態で、液圧制御ユニット6の各アクチュエータを制御して目標ホイルシリンダ液圧を実現する液圧制御(例えば倍力制御)を実行する。具体的には、遮断弁21を閉弁方向に作動させ、連通弁26を開弁方向に作動させ、調圧弁27を閉弁方向に作動させるとともに、ポンプ7を作動させる。このように制御することで、リザーバタンク4側から所望のブレーキ液を吸入液路15、ポンプ7、吐出液路16および第1液路11を経由してホイルシリンダ8に送ることが可能である。
ホイルシリンダ液圧が目標ホイルシリンダ液圧を実現した後に連通弁26を閉弁方向に作動させることでホイルシリンダ液圧を保持する。その後にポンプ7(モータ7a)を停止、調圧弁27を開弁方向に作動させる。これによりホイルシリンダ液圧を増減する必要が無い場合の消費電力が抑えられる。
ステップS1では停車中かつイグニッションONかを判定し、停車中かつイグニッションONならステップS3に進み、走行中若しくはイグニッションOFFならステップS2に進む。
ステップS2では異常診断処理を中止する。
ステップS3ではバルブ操作を要求し、ステップS4に進む。具体的には液圧制御ユニット6における全アクチュエータが非作動の状態(図1の状態)から連通弁26Pを開弁方向に作動させ、調圧弁27を閉弁方向に作動させる。このとき、遮断弁21は開弁し、SS/V OUT24は閉弁している。
ステップS4ではペダルストロークSよりストローク換算圧力値Pstrを算出しステップS5に進む。
ステップS5ではドライバの操作量を判定する。マスタシリンダ圧センサ91の検出値Pmcが判定開始しきい値Pathr以上、もしくはストローク換算圧力値Pstrが判定開始閾値Psthr以上ならばステップS6に進み、判定開始閾値PathrもしくはPsthr未満の場合は、ステップS2に進む。
ステップS7では各センサ正常として診断結果を確定しステップS8へ進む。
ステップS8ではバイワイヤ制御部101において倍力制御を行う。
ステップS10ではマスタシリンダ圧センサ91の異常として診断結果を確定しステップS8へ進む。
ステップS11ではマスタシリンダ圧センサ91の検出値Pmcと吐出圧センサ92の検出値Ppumpの差の絶対値が判定閾値Pcthr以下であればステップS12に進み、判定閾値Pcthr以上であればステップS14へ進む。
ステップS12ではストロークセンサ90の異常として診断結果を確定しステップS13に進む。
ステップS13ではバイワイヤ制御部101において、ブレーキ操作量の入力値をマスタシリンダ圧センサ91の検出値Pmcとして倍力制御を行う。
ステップS14では吐出圧センサ92の異常として診断結果を確定しステップS14に進む。
ステップS15では踏力ブレーキ部102において踏力ブレーキを実施する。
フェールセーフ部103は、図4に示すように遮断弁21P、遮断弁21S及び連通弁26Pを開き、連通弁26S及びSS/V OUT24を閉じる。遮断弁21Pと連通弁26Pを開くことにより、第1液路11Aと第1液路11B及び吐出液路16が連通状態となる。図4に太点線で示す経路が異常診断を行う経路である。
この状態でブレーキペダル2が操作されると、マスタシリンダ3によってプライマリ液圧室31Pから吐出されるブレーキ液は、第1液路11A、第1液路11B、吐出液路16、ホイルシリンダ8、及びストロークシミュレータ5の正圧室511に吐出され、加圧される。マスタシリンダ3のセカンダリ液圧室31Sから吐出されるブレーキ液は図3に太線で示す経路でホイルシリンダ8を加圧する。
なお、連通弁26Pではなく連通弁26Sを開いても診断可能である。また、両方の連通弁を開いても診断可能だが、電力消費と系統失陥時の観点から、どちらか一方の開弁を推奨とする。
一度診断結果が確定した場合は、異常診断処理をイグニッションOFFまで実行せず、ドライバのブレーキ操作毎に異常診断結果を元に倍力制御か踏力ブレーキを実施する。
時刻t1では、ドライバがイグニッションをONし、異常診断処理のバルブ動作を要求する。
時刻t2では、ストローク換算圧力値Pstrもしくはマスタシリンダ圧センサ91の検出値Pmcが判定開始閾値Psthrを越えたため、各センサの比較を行っている。判定した結果、各センサ正常と確定したため、倍力制御に切り替えている。この時、倍力制御に切り替わる際にはバルブの動作状態も切り替わり、図8の一点鎖線に示すように目標ホイルシリンダ圧力も切り替わる。目標ホイルシリンダ圧力は踏力ブレーキ時(異常診断処理時)にはマスタシリンダ圧センサ91と同値をとるが、倍力制御時の目標ホイルシリンダ圧力と比べると低い値のため、倍力制御に切り替わると、ホイルシリンダ圧力が急激に加圧される形となる。また、倍力制御に切り替わる際にはSS/V OUT24が開弁するため、ストロークが沈み込む事が想定される。しかしながら診断はエンジン起動直後で停車中を想定しているため、ホイルシリンダ圧力が急峻に高くなっても、ストロークが沈み込んでも問題ない。これらの影響が無視できない場合は、異常診断中には診断確定後も踏力ブレーキを継続し、ブレーキペダル2が初期位置に戻った以降より診断結果に応じたブレーキを実施する仕様にしても良い。
時刻t1では、ドライバがイグニッションをONし異常診断処理の作動状態となる。
時刻t2では、ストローク換算圧力値Pstrもしくはマスタシリンダ圧センサ91の検出値Pmcが判定開始閾値Psthrを越えたため、各センサの比較を行っている。比較した結果、マスタシリンダ圧センサ91の検出値Pmcが異常であったため、マスタシリンダ圧センサ91の異常を確定し、倍力制御を実施している。
時刻t1ではドライバがイグニッションをONし異常診断処理の作動状態となる。
時刻t2ではマスタシリンダ圧センサ91の検出値Pmcが判定開始閾値Psthrを越えたため、各センサの比較を行っている。比較した結果、ストローク換算圧力値Pstrが異常だったため、ストロークセンサ90の異常を確定し、マスタシリンダ圧センサ91の検出値をブレーキ操作量として倍力制御を実施する。
時刻t1ではドライバがイグニッションをONし異常診断処理の作動状態となる。
時刻t2ではストローク換算圧力値Pstrもしくはマスタシリンダ圧センサ91の検出値Pmcが判定開始閾値Psthrを越えたため、各センサの比較を行っている。比較した結果、吐出圧センサ異常を確定し、踏力ブレーキを実施している。この場合はホイルシリンダ8への加圧方法が踏力ブレーキのまま変化しないため、圧力の急峻な変化は発生しない。
(1)マスタシリンダ3と、ブレーキ液圧に応じて車輪に制動力を付与するホイルシリンダ8(制動力付与部)と、を接続する第1液路11(接続液路)と、
第1液路11に設けられた遮断弁21と、
第1液路11のうちの、遮断弁21に対しマスタシリンダ3の側に位置する部分の液圧を検出するマスタシリンダ圧センサ91(第1の圧力センサ)と、
第1液路11のうちの、遮断弁21に対しホイルシリンダ8の側に位置する部分にブレーキ液を供給するポンプ7(液圧源)と、
第1液路11のうちの、遮断弁21に対しホイルシリンダ8の側に位置する部分の液圧を検出する吐出圧センサ92(第2の圧力センサ)と、
ブレーキペダル2のストロークに関する物理量を検出するストロークセンサ90の検出値を取得し、
ストロークセンサ90の検出値が所定値より大きいときに、遮断弁21を開弁方向に作動させ、
ストロークセンサ90の検出値に基づき求められたストローク換算圧力値Pstrと、マスタシリンダ圧センサ91の検出値である検出値Pmc(第1の圧力値)と、吐出圧センサ92の検出値である検出値Ppump(第2の圧力値)と、に基づき、ストロークセンサ90またはマスタシリンダ圧センサ91または吐出圧センサ92の異常判定をする、
ECU100内のフェールセーフ部103(コントロールユニット)と、
を備えた。
よって、マスタシリンダ圧センサ91や吐出圧センサ92の異常検出性を向上できる。
すなわち、停車状態かつペダル操作が発生するイグニッションON直後とすることで、異常判定に必要なペダル操作が得られ、また、動作中にブレーキ動作の切り替えが行われても走行状態に影響を与えることがない。尚、実施形態1では、イグニッションONを車両のシステムが起動されているとき、としたが、イグニッションONに限らずドアの開閉によるシステム起動時やブレーキペダル2の踏み込みを検出するスイッチを設け、それによるシステム起動時等で判定しても良い。
よって、各種センサの異常検出性を向上できる。
(4)フェールセーフ部103は、PstrとPpumpとの差の絶対値がPcthr未満のときに、マスタシリンダ圧センサ91が異常であると判定する。よって、センサの異常箇所を特定できる。
(5)フェールセーフ部103は、PstrとPpumpとの差の絶対値がPcthr以上、かつPpumpとPmcとの差の絶対値がPcthr未満のときに、ストロークセンサ90が異常であると判定する。
よって、センサの異常箇所を特定できる。
(6)フェールセーフ部103は、PstrとPpumpとの差の絶対値がPcthr以上、かつPpumpとPmcとの差の絶対値がPcthr以上のときに、吐出圧センサ92が異常であると判定する。よって、センサの異常箇所を特定できる。
次に、実施形態2について説明する。実施形態2の基本的な構成は実施形態1と同じであるため、実施形態1と相違する部分のみ説明する。
図12は実施形態2のブレーキ制御装置1Aの構成図である。
実施形態2のブレーキ制御装置1Aは、液圧式ブレーキのみで構成されている。液圧制御ユニット6は、前輪FL,FRおよび後輪RL,RRに制動トルクを付与可能である。第1液路11Pは第1液路11a,11dに分岐し、第1液路11Sは第1液路11b,11cに分岐する。マスタシリンダ3のシリンダ30およびストロークシミュレータ5のシリンダ50は、同一のブロックに形成されている。マスタシリンダ圧センサ91は、S系統の第1液路11A(11S)に設けられている。第1液路11における遮断弁21とSOL/V IN25との間には、この箇所の液圧(ホイルシリンダ液圧)を検出するホイルシリンダ圧センサ(P系統圧センサ93P、S系統圧センサ93S)93が設けられている。P系統圧センサおよびS系統圧センサは、第3の圧力センサである。
ステップS1、S2、S4、S5、S7、S8、S10、S12、S13、S14は実施形態1と同様である。以下、実施形態1と異なる処理を行うステップについて説明する。
ステップS31ではバルブ操作を要求し、ステップS4に進む。具体的には液圧制御ユニット6における全アクチュエータが非作動の状態(図12の状態)から連通弁26Sを開弁方向に作動させ、調圧弁27を閉弁方向に作動させる。このとき、遮断弁21は開弁し、SS/V OUT24は閉弁している。
ステップS61では、マスタシリンダ圧センサ91の検出値Pmcと吐出圧センサ92の検出値Ppumpとストローク換算圧力値PstrとP系統圧センサ93Pの検出値PpとS系統圧センサ93Sの検出値Psを比較する。各センサの差の絶対値のいずれかが比較閾値Pcthr以上ならばステップS91に進み、そうでなければステップS7に進む
ステップS91では吐出圧センサ92の検出値Ppumpとマスタシリンダ圧センサ91の検出値Pmcの差の絶対値、P系統圧センサ93Pの検出値Ppとマスタシリンダ圧センサ91の検出値Pmcの差の絶対値、S系統圧センサ93Pの検出値Psとマスタシリンダ圧センサ91の検出値Pmcの差の絶対値、すべてが比較閾値Pcthrより大きい場合はステップS10へ進み、いずれかが比較閾値Pcthr以下であればステップS111へ進む。
ステップS15では倍力制御の圧力制御に使用するセンサを吐出圧センサ92の検出値Ppumpからホイルシリンダ圧センサ93の検出値PpとPsの平均値に切り替え、倍力制御を行う。
ステップS112では吐出圧センサの検出値PpumpとP系統圧センサ93Pの検出値Ppの差の絶対値、吐出圧センサの検出値PpumpとS系統圧センサ93Sの検出値Psの差の絶対値、のどちらかが比較閾値Pcthr以上であればステップS14へ進み、どちらも比較閾値Pcthr未満であればステップS17へ進む。
ステップS17では吐出圧センサの検出値PpumpとP系統圧センサ93Pの検出値Ppの差の絶対値、が比較閾値Pcthr以上であればステップS18へ進み、以下であればステップS19へ進む。
ステップS18ではP系統圧センサ93Pの異常として診断結果を確定しステップS8に進む。
ステップS19ではS系統圧センサ93Sの異常として診断結果を確定しステップS8に進む。
以上、本発明を実現するための実施形態に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施形態では、液圧源としてポンプ7のみで構成されたものを記載したが、これにアキュムレータのような蓄圧装置を組み合わせても構わない。液圧制御ユニットは、マスタシリンダ3、液圧制御ユニット6、ストロークシミュレータ5が一体化された一体型であってもよいし、いずれかがより分割された複数のユニットで構成されていてもよい。
また、マスタ圧センサはP系統ではなく、S系統であってもよく、その場合は異常診断処理時に開弁する連通弁がS系統となる。
また、異常診断処理時、SS/V OUTを閉弁としたが、開弁していてもストロークシミュレータの反力による圧力で診断が行える場合は開弁しても良い。
また、異常診断処理を行うタイミングとしてイグニッションON以外にディーラーの異常診断作業時に実施しても良い。
また、ストロークセンサはペダル操作の物理量を取得できればよく、ペダルにかかる力である踏力を検出する踏力センサでも良い。
2 ブレーキペダル
3 マスタシリンダ
4 リザーバタンク
5 ストロークシミュレータ
6 液圧制御ユニット
7 ポンプ
8 ホイルシリンダ
9 電動ブレーキユニット
11 第1液路
21 遮断弁
24 ストロークシミュレータアウト弁(S/V OUT)
26 連通弁
27 調圧弁
90 ストロークセンサ
91 マスタシリンダ圧センサ
92 吐出圧センサ
100 電子制御ユニット
Claims (7)
- マスタシリンダと、ブレーキ液圧に応じて車輪に制動力を付与する制動力付与部と、を接続する接続液路と、
前記接続液路に設けられた遮断弁と、
前記接続液路のうちの、前記遮断弁に対し前記マスタシリンダの側に位置する部分の液圧を検出する第1の圧力センサと、
前記接続液路のうちの、前記遮断弁に対し前記制動力付与部の側に位置する部分にブレーキ液を供給する液圧源と、
前記接続液路のうちの、前記遮断弁に対し前記制動力付与部の側に位置する部分の液圧を検出する第2の圧力センサと、
ブレーキペダルのストロークに関する物理量を検出するストロークセンサの検出値を取得し、
前記ストロークセンサの検出値が所定値より大きいときに、前記遮断弁を開弁方向に作動させ、
前記ストロークセンサの検出値に基づき求められたストローク換算圧力値と、前記第1の圧力センサの検出値である第1の圧力値と、前記第2の圧力センサの検出値である第2の圧力値と、に基づき、前記ストロークセンサまたは前記第1の圧力センサまたは前記第2の圧力センサの異常判定をする、
コントロールユニットと、
を備えたブレーキ制御装置。 - 請求項1に記載のブレーキ制御装置において、
前記コントロールユニットは、前記車両が停車状態かつ、前記車両のシステムが起動されているときに、前記異常判定を実行する、
ブレーキ制御装置。 - 請求項1に記載のブレーキ制御装置において、
前記コントロールユニットは、
前記第1の圧力値と前記ストローク換算圧力値との差の絶対値が閾値以上、または前記ストローク換算圧力値と前記第2の圧力値との差の絶対値が前記閾値以上、または前記第2の圧力値と前記第1の圧力値との差の絶対値が前記閾値以上、のときに、
前記ストロークセンサまたは前記第1の圧力センサまたは前記第2の圧力センサが異常であると判定する、
ブレーキ制御装置。 - 請求項3に記載のブレーキ制御装置において、
前記コントロールユニットは、
前記ストローク換算圧力値と前記第2の圧力値との差の絶対値が前記閾値未満のときに、
前記第1の圧力センサが異常であると判定する、
ブレーキ制御装置。 - 請求項3に記載のブレーキ制御装置において、
前記コントロールユニットは、
前記ストローク換算圧力値と前記第2の圧力値との差の絶対値が前記閾値以上、かつ前記第2の圧力値と前記第1の圧力値との差の絶対値が前記閾値未満のときに、
前記ストロークセンサが異常であると判定する、
ブレーキ制御装置。 - 請求項3に記載のブレーキ制御装置において、
前記コントロールユニットは、
前記ストローク換算圧力値と前記第2の圧力値との差の絶対値が前記閾値以上、かつ前記第2の圧力値と前記第1の圧力値との差の絶対値が前記閾値以上のときに、
前記第2の圧力センサが異常であると判定する、
ブレーキ制御装置。 - ブレーキ制御装置の異常検出方法であって、
前記ブレーキ制御装置のコントロールユニットが、
ブレーキペダルのストロークに関する物理量を検出するストロークセンサの検出値を取得し、
前記ストロークセンサの検出値が所定値より大きいときに、マスタシリンダと、ブレーキ液圧に応じて車輪に制動力を付与する制動力付与部と、を接続する接続液路に設けられた遮断弁を開弁方向に作動させ、
前記ストロークセンサの検出値に基づき求められたストローク換算圧力値と、前記接続液路のうちの、前記遮断弁に対し前記マスタシリンダの側に位置する部分の液圧を検出する第1の圧力センサの検出値である第1の圧力値と、前記接続液路のうちの、前記遮断弁に対し前記制動力付与部の側に位置する部分の液圧を検出する第2の圧力センサの検出値である第2の圧力値と、に基づき、前記ストロークセンサまたは前記第1の圧力センサまたは前記第2の圧力センサの異常判定をする、
を備えたブレーキ制御装置の異常検出方法。
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