JP2841887B2 - ブレーキ制御方法 - Google Patents

ブレーキ制御方法

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JP2841887B2
JP2841887B2 JP2409891A JP2409891A JP2841887B2 JP 2841887 B2 JP2841887 B2 JP 2841887B2 JP 2409891 A JP2409891 A JP 2409891A JP 2409891 A JP2409891 A JP 2409891A JP 2841887 B2 JP2841887 B2 JP 2841887B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気制御式ブレーキ装置
における制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車を減速、停止させるためのブレー
キ装置としては、従来、液圧式ブレーキ装置やエア式ブ
レーキ装置等の流体圧式ブレーキ装置が用いられてい
る。しかし、近年、ブレーキ操作部材の操作力,操作ス
トローク等の操作量を電気的に検出し、その検出結果に
基づいてブレーキ力を制御する電気制御式ブレーキ装置
が提案されている。例えば、DE3818617には、
圧縮空気を貯蔵するエアタンクと、ホイールシリンダ
と、エアタンクからの圧力をブレーキペダルの踏力に対
応した高さに制御してホイールシリンダに伝達するブレ
ーキバルブとを含むエア式ブレーキ装置において、ブレ
ーキペダルの踏力を検出する踏力センサと、エアタンク
の圧力を踏力に基づいて制御し出力する圧力制御部とを
含む電気的圧力制御装置を上記ブレーキバルブと並列に
設ける技術が記載されている。電気的圧力制御装置が圧
力を出力する状態ではパイロット式方向切換弁により電
気的圧力制御装置がホイールシリンダに連通させられ、
電気的圧力制御装置が圧力を出力しない状態となればブ
レーキバルブがホイールシリンダに連通させられるよう
にするのである。
【0003】一般に電気制御式ブレーキ装置によれば、
(a)積載荷重,路面勾配等に無関係に減速度を正確に
ブレーキ操作量に対応させること、(b)アンチスチッ
ド制御のように制動力を操作量の大きさに対応しない大
きさに制御すること、(c)ブレーキ操作量と制動力と
の関係を運転者の体格,好みに合わせて変更可能とする
こと等が容易に達成できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電気制御式ブ
レーキ装置は従来の機械的ブレーキ装置に比べてフェー
ル発生率が高いことを否み得ない。特にブレーキ操作量
の変化に応じて出力値が連続的に変化するブレーキ操作
量センサは繊細なものであるためフェールし易い。上記
公報に記載の電気制御式ブレーキ装置においては、機械
的な圧力制御装置によりフェールセーフが図られている
が、この場合には電気的圧力制御装置の上記利点を享受
することができなくなってしまう。さらに、ブレーキバ
ルブ,パイロット式方向切り換え弁等が必要であり、コ
ストおよび重量の低減が困難である。
【0005】本発明は以上の事情を背景として、できる
限り電気制御式ブレーキ装置の利点を失うことなくフェ
ールセーフを図ること、もしくは安価にフェールセーフ
を図ることを可能とするブレーキ制御方法を得ることを
課題として為されたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】そして、本発明の要旨
は、ブレーキ操作量の変化に応じて出力値が連続的に変
化する第一ブレーキ操作量センサが正常である状態では
その第一ブレーキ操作量センサの出力値に基づいて制動
力を制御し、その第一ブレーキ操作量センサがフェール
した状態ではブレーキ操作量を段階的に検出する第二ブ
レーキ操作量センサの検出結果に基づいて制動力を制御
することにある。
【0007】
【作用】本発明の電気制御式ブレーキ装置においては、
第一ブレーキ操作量センサがフェールした場合には第二
ブレーキ操作量センサの検出結果に基づいて制動力が制
御される。このように操作量センサを複数設ければその
こと自体によっても電気制御式ブレーキ装置の信頼性が
高くなるのであるが、第二ブレーキ操作量センサはブレ
ーキ操作量を段階的に検出するものであり、一般に出力
値が連続的に変化するセンサに比較して頑丈でフェール
し難いため、一層信頼性が高くなる。
【0008】
【発明の効果】本発明によれば、多くの場合、電気的圧
力制御装置のフェールセーフを機械的な圧力制御装置に
よって図る場合に比較してコストを低減することができ
る。また、たとえコスト低減の効果が得られない場合で
も、ブレーキ装置の電気制御化の目的や第二ブレーキ操
作量センサの種類、検出結果の利用形態等によっては、
第一ブレーキ操作量センサのフェール時にも電気制御の
利点が失われないで済むことがあり、この点から本発明
が有用となることもある。例えば、ブレーキ操作量と制
動力との関係を運転者の体格,好みに合わせて変更する
こと等は第二ブレーキ操作量センサの検出結果に基づく
制御によっても達成でき、また、第二ブレーキ操作量セ
ンサの操作量検出段階を多くすれば、第一ブレーキ操作
量センサの出力値に基づく制御に近い制御を行うことが
できる。なお、本発明はブレーキ操作量センサを複数設
けて電気制御式ブレーキ装置の信頼性を高めることを本
旨とするものであり、更に信頼性を高めるために電気制
御式ブレーキ装置の他に機械的ブレーキ装置を併設する
ことや、機械的圧力制御装置を併用することを排除する
ものではない。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1において、ブレーキ操作部材としての
ブレーキペダル10がマスタシリンダ12に接続されて
おり、マスタシリンダ12にブレーキペダル10の踏力
に対応する液圧が発生させられる。マスタシリンダ12
は液通路14によって2位置電磁弁16に接続されると
ともに、液通路18によってリザーバ20と接続されて
いる。2位置電磁弁16は、原位置においては液通路1
4と液通路21とを連通させ、ストロークシュミレータ
22を遮断した状態にあるが、ソレノイドが励磁される
と液通路21を遮断し、マスタシリンダ12をストロー
クシュミレータ22に連通させる状態に切り換わる。ス
トロークシュミレータ22はマスタシリンダ12から排
出されるブレーキ液を収容してブレーキペダル10の踏
込みを許容するとともに、踏込みストロークに応じた反
力をブレーキペダル10に与えるものである。液通路2
1は液通路24および液通路25に分岐させられ、液通
路25にはプロポーションバルブ23が設けられてい
る。
【0010】液通路24および液通路25はそれぞれ2
股に分岐させられ、各分岐部にそれぞれ1個ずつの2位
置電磁弁26,28が配設されている。2位置電磁弁2
6は、原位置においてマスタシリンダ12とフロントホ
イールシリンダ30とを連通させ、ソレノイドが励磁さ
れると液圧制御弁32とフロントホイールシリンダ30
とを連通させる。2位置電磁弁28も同様に原位置にお
いてマスタシリンダ12とリアホイールシリンダ34と
を連通させ、ソレノイドが励磁されると液圧制御弁36
とリアホイールシリンダ34とを連通させる。
【0011】リザーバ20,ポンプ38およびアキュム
レータ40が液通路42によって互いに接続されてお
り、リザーバ20の液がポンプ38によって汲み上げら
れ、一定範囲の液圧でアキュムレータ40に蓄えられ
る。液圧制御弁32はアキュムレータ40,フロントホ
イールシリンダ30およびリザーバ20と液通路42,
液通路44および液通路46により接続されており、ソ
レノイドの励磁電流の制御により、フロントホイールシ
リンダ30の液圧を励磁電流の大きさに対応する高さに
制御する。液圧制御弁36も同様のものであり、アキュ
ムレータ40,リアホイールシリンダ34およびリザー
バ20と液通路42,液通路48および液通路46によ
り接続されている。
【0012】図2にブレーキペダル10の周辺を拡大し
て示す。ブレーキペダル10はブラケット50に支持軸
52によって回動可能に取り付けられている。また、ス
プリング54がブレーキペダル10のアーム部56とブ
ラケット50との間に張設され、アーム部56側ではピ
ン58に、ブラケット50側では図示しない支持部材に
それぞれ係合させられており、ブレーキペダル10を反
時計回りに付勢している。その結果、ブレーキペダル1
0は常には、アーム部56に形成された突起部59に嵌
め込まれたクッション材60を介してブレーキスイッチ
62に当接し、原位置に保たれる。ブレーキスイッチ6
2がストッパとしても機能するのである。ブレーキスイ
ッチ62は図3,図4に示すように、ロッド66,スプ
リング68および接点70を備えている。ロッド66が
クッション材60と当接してスプリング68を圧縮して
いる場合には、接点70同士が離間させられてブレーキ
スイッチがOFF状態にあり、クッション材60が離れ
てロッド66がスプリング68に押し出された場合には
接点70同士が接触してON状態となる。
【0013】図2には図示しないが、ブレーキスイッチ
62に近接してブレーキスイッチ71,72,73が設
けられ、ブラケット50に固定されている。ブレーキス
イッチ62,71,72,73は図5,6に示すように
互いにブレーキスイッチの本体が重ならないように、ア
ーム部56の両側にそれぞれ2個ずつ配設されている。
ブレーキスイッチ71,72,73の構成はブレーキス
イッチ62とほぼ同じであるが、ブレーキスイッチ62
がブレーキペダル10の踏込開始直後にONとなるよう
に設定されているのに対し、ブレーキスイッチ71,7
2,73はブレーキペダル10がそれぞれ一定量踏み込
まれた時にONとなるように設定されている。
【0014】前記ピン58はブースタロッド74の一端
をブレーキペダル10に連結しており、ブースタロッド
74の他端はブースタ76に至るまで伸び出して図示し
ないリアクションピストンに係合させられている。
【0015】また、ブースタロッド74には踏力センサ
としてのロードセル型踏力検出装置80が配設されてい
る。ロードセル型踏力検出装置80はペダル部81が踏
み込まれることによって生ずるブースタロッド74の圧
縮力を検出する。
【0016】本ブレーキ装置は制御装置86によって制
御される。制御装置86はCPU87,RAM88,R
OM89,入力部90,出力部91およびバスを含んで
いる。上記ブレーキスイッチ62および71,72,7
3、踏力センサ80、アキュムレータ40の液圧を検出
する液圧センサ94、ホイールシリンダ30,34の液
圧を検出する液圧センサ96,97、前,後車輪の回転
速度を検出する車輪速センサ98,99ならびに車体の
前後方向の加速度を検出する前後Gセンサ100が、制
御装置86の入力部90に接続され、出力部91には、
液圧制御弁32,36および2位置電磁弁16,26,
28が接続されている。制御装置86のROM89には
種々のプログラムが格納されているが、図8のフローチ
ャートで表されるブレーキ制御プログラムもそのうちの
1つである。
【0017】以上のように構成されたブレーキ装置にお
いて、自動車のキースイッチがOFF状態にある間は2
位置電磁弁16,26,28が図1に示されている位置
にあり、マスタシリンダ12がホイールシリンダ30,
34に連通した状態にある。キースイッチがON状態に
されれば、2位置電磁弁16,26,28が切り換わ
り、マスタシリンダ12がストロークシュミレータ22
に連通させられる一方、アキュムレータ40がホイール
シリンダ30,34に連通させられる。したがって、ブ
レーキペダル10が踏み込まれると、ストロークシュミ
レータ22が踏込みストロークに応じた反力をブレーキ
ペダル10に与える。よって、ブレーキペダル10の踏
込みストロークの増大につれて踏力が増大し、図7に示
すように踏力センサの出力電圧が増大する。
【0018】一方、CPU87は図8のブレーキ制御プ
ログラムを一定微小時間毎に繰り返し実行する。まず、
ステップ1(以下、単にS1と表す、他のステップにつ
いても同様)において、ブレーキスイッチ62(SW6
2)がONか否かが判定される。NOと判定されればS
2においてその時点の踏力センサ80の出力電圧Vsoが
読み込まれ、S1においてブレーキスイッチSW62がO
NとなりYESと判定されるまでS1およびS2が繰り
返し実行される。S1においてYESと判定された場合
にはS3においてON状態となっているブレーキスイッ
チのうち最も大きなストロークによってONとなったブ
レーキスイッチSWi がSWimとして記憶される。例え
ば、ブレーキスイッチSW62,SW71がONとなってい
た場合には、ブレーキスイッチSW71がSWimとして記
憶されるのである。続いて、S4において踏力センサ8
0の出力電圧Vs が読み込まれ、S5においてその出力
電圧Vs とS2で読み込まれた出力電圧Vsoとが比較さ
れる。ここで出力電圧Vs が出力電圧Vsoより大きくY
ESと判定された場合には踏力センサ80は正常である
ためS6において出力電圧Vs に応じた要求制動力Fbr
k が演算される。すなわち、前後Gセンサ100の出力
電圧が踏力センサ80の出力電圧に対して予め定められ
ている高さとなるようにするために必要な制動力Fbrk
が演算されるのである。そして、S9において液圧制御
弁32,36が制動力Fbrk が得られるように駆動さ
れ、自動車は走行路の勾配、積載荷重、ブレーキパッド
の摩擦係数等のいかんを問わず、ブレーキペダル10の
踏力に見合った大きさの減速度で制動されることとな
る。
【0019】S5において出力電圧Vs が出力電圧Vso
以下であり、NOと判定された場合には、踏力センサ8
0はフェールしているとして、S7において警告ランプ
が点灯させられ、S8において要求制動力Fbrk が踏力
センサ80の出力電圧Vs の代わりにブレーキスイッチ
SWimに対して予め定められている電圧V(SWim)を
使用して演算され、S9において液圧制御弁32,36
が駆動される。図9および図10から明らかなように、
各ブレーキスイッチSWi に対する電圧V(SWi )は
各ブレーキスイッチSWi がONとなる時点での正常時
における踏力センサ80の出力電圧Vs と等しい値に定
められているため、踏力センサの出力電圧Vs の代わり
に電圧V(SWi )を使用して要求制動力Fbrk が演算
されても大きな差は生じない。
【0020】本実施例においては、踏力センサのフェー
ル時には複数のブレーキスイッチが操作量を検出するた
め、前述のような電気制御式ブレーキ装置の利点を享受
することができる。さらに踏力センサのフェールセーフ
を機械的圧力制御装置による場合と比較して、コストお
よび重量の低減を図ることができる。また、本実施例に
おいてはマスタシリンダの圧力でホイールシリンダを作
動させる機械式ブレーキ装置が併設されているため、安
全性,信頼性が一層高くなっている。
【0021】本発明の別の実施例を図11に示す。図8
の実施例では踏力センサ80の出力電圧Vs が出力電圧
Vsoより大きいか否かを判定してセンサフェールを検出
するようになっていたのに対して、本実施例では、相前
後した2つのブレーキスイッチSWi ,SWj の状態が
変化した時点の踏力センサ80の出力電圧Vi ,Vj を
比較してセンサフェールを検出するものである。S11
においてブレーキペダル10が踏み込まれていない状態
で設計上予め設定されている踏力センサ80の出力電圧
Vsoが第1メモリに格納され、S12において、踏力セ
ンサ80の出力電圧Vs が読み込まれる。S13におい
て、ブレーキスイッチの状態が変化したか否かが判定さ
れる。ここで状態が変化したとはON状態のブレーキス
イッチがOFF状態となったり、OFF状態のブレーキ
スイッチがON状態となることを示している。
【0022】S13でYESと判定された場合にはS1
4においてさらにON状態のブレーキスイッチがあるか
否かが判定される。通常はこの判定結果がYESであ
り、S16以降が実行される。S14の判定がNOとな
るのは、ブレーキペダル10の解除操作の最終段階でブ
レーキスイッチ62がON状態からOFF状態に変わっ
た時であり、この場合には、S15で踏力センサ80の
フェールを示すフラグが解除される。フラグはブレーキ
ペダル10の踏込が解除される毎に解除されるのであ
る。
【0023】S16では状態が変化したブレーキスイッ
チがSWi とされ、その時点での踏力センサの出力電圧
Vi が読み込まれ、第1メモリに格納される。なお、新
しく出力電圧Vi が読み込まれる毎に、前に読み込まれ
た出力電圧Vj が第1メモリから第2メモリに移され、
その後出力電圧Vi が第1メモリに格納される。よっ
て、第2メモリの出力電圧j は前回ブレーキスイッチの
状態が変化した際の踏力センサ80の出力電圧であるこ
ととなる。
【0024】つぎに、ブレーキペダル10の操作が踏み
込まれている過程であるか、踏み込みが解除されている
過程であるかが判定される。ここでi,jはブレーキス
イッチのスイッチ番号を示しており、スイッチ番号が小
さい程小さなストロークでONとなるように設定されて
いる。よって、新たに状態が変化したブレーキスイッチ
のスイッチ番号iがスイッチ番号jより大きい場合には
ブレーキペダル10が踏み込まれつつあり、スイッチ番
号iがスイッチ番号jより小さい場合にはブレーキペダ
ル10の踏み込みが解除されつつあることとなる。
【0025】S18においてブレーキペダル10が踏み
込まれつつあるとされれば、出力電圧Vi が出力電圧V
j より大きい場合に踏力センサ80は正常であるとさ
れ、踏み込みが解除されつつあるとされれば出力電圧V
j が出力電圧Vi より大きい場合に正常であるとされ、
S23以降が実行される。そして、踏力センサ80がフ
ェールしている場合にはS21においてフェールフラグ
がセットされ、S24以降が実行される。なお、ブレー
キペダル10が踏み込まれる過程において、あるブレー
キスイッチがOFF状態からON状態に変化し、その後
ブレーキペダル10が戻されて同じブレーキスイッチが
ON状態からOFF状態に変化した場合(もしくはその
逆の場合)には出力電圧Vi とVj とが本来同じ値とな
るはずであるため、この場合にフェール判定が行われれ
ば、誤ってフェールとされる恐れがある。したがって、
スイッチ番号iとスイッチ番号jとが等しい場合にはフ
ェール判定は行われず、S22以降が実行される。
【0026】前記S13においては多くの場合NOと判
定され、S22においてフェールフラグがセットされて
いるか否かが判定される。フェールフラグがセットされ
ている場合にはS25においてブレーキスイッチの電圧
V(SWi )を使用して要求制動力が演算され、フェー
ルフラグがセットされていない場合にはS23において
踏力センサ80の出力電圧Vs を使用して要求制動力が
演算されるのである。
【0027】本発明のさらに別の実施例を図12に示
す。前述のように、各ブレーキスイッチSWi に対する
電圧V(SWi )は各ブレーキスイッチSWi がONと
なる時点での正常時の踏力センサ80の出力電圧Vi と
等しい値に定められているため、踏力センサ80の出力
電圧Vs とブレーキスイッチSWimの電圧V(SWim)
とを比較してセンサフェールを検出することができる。
S36においてAは、図10に示すように相前後して状
態が変化する2個ずつのブレーキスイッチに対して定め
られている電圧の差Vd と踏力センサ80の出力値の測
定誤差とセンサ自体の経時変化,環境条件の変化等によ
る変動値との和よりやや大きい値であり、Bは踏力セン
サ80の出力値の測定誤差とセンサ自体の経時変化,環
境条件の変化等による変動値との和よりやや大きい値で
ある。電圧V(SWim)にAを加えた値を上限値とし、
電圧V(SWim)からBを引いた値を下限値とした場合
に、出力電圧Vs が前記上限値と下限値との間にあれば
踏力センサ80の出力電圧Vs は正常であり、この範囲
から外れればフェールと判定されるのである。
【0028】上記各実施例ではブレーキスイッチが4個
配設されていたが、本発明においては少なくとも3個以
上配設するのが望ましく、さらに、できるだけ多数個の
ブレーキスイッチを配設するのが望ましい。また、ブレ
ーキペダルが操作される過程の多数時点を検出すればよ
いので、必ずしもブレーキスイッチを多数個配設する必
要はなく、1個のブレーキスイッチの1個の検出端子が
異なる量突出した際にそれぞれ信号を発するようにして
もよい。例えば、ブレーキペダルのストロークを検出す
る検出端子に摺接子を取り付け、摺接子が被摺接体上の
複数点の各々に達する毎にON信号が出力されるように
してもよい。さらに、スリット板と光電スイッチとの一
方をブレーキペダル10に他方をペダル支持部材に取り
付けてブレーキペダル10が所定角度回動する毎に光電
スイッチがらパルス信号が出されるようにしてもよい。
【0029】また、本実施例において、ブレーキスイッ
チ62がOFF状態である場合の踏力センサ80の出力
電圧Vsoが0Vに設定されているが、0Vより大きな
値、例えば1Vに設定しておいてもよい。それによっ
て、ブレーキスイッチ62のOFF状態における踏力セ
ンサ80のフェール検出が容易となる。
【0030】また、前記実施例のブレーキ装置ではブレ
ーキ操作量センサとして踏力センサが用いられていた
が、回転エンコーダ,レゾルバ等によってブレーキペダ
ルの回動角度を検出し、あるいはリニアエンコーダ等に
よってブースタロッドの移動量を検出するなどして、ブ
レーキ操作部材の操作ストロークを検出し、そのストロ
ークに応じてブレーキを制御する電気制御式ブレーキ装
置に本発明を適用することも可能である。
【0031】その他、特許請求の範囲を逸脱することな
く、当業者の知識に基づいて種々の変形,改良を施した
態様で本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である電気制御式ブレーキ装
置の系統図である。
【図2】上記実施例におけるブレーキスイッチ,踏力セ
ンサおよびブレーキペダルを示す正面図である。
【図3】上記実施例のブレーキスイッチがOFFである
状態を示す正面断面図である。
【図4】上記実施例のブレーキスイッチがONである状
態を示す正面断面図である。
【図5】上記実施例のブレーキスイッチおよびブレーキ
ペダルを示す正面図である。
【図6】図5におけるP矢視図である。
【図7】正常時におけるブレーキペダルのストロークと
踏力センサの出力電圧との関係を示すグラフである。
【図8】図1の制御装置に格納されているプログラムの
1つを示すフローチャートである。
【図9】正常時における踏力と踏力センサの出力電圧と
の関係を示したグラフである。
【図10】複数のブレーキスイッチの各々のON状態に
対して定められている電圧を示すグラフである。
【図11】本発明の別の実施例のプログラムを示すフロ
ーチャートである。
【図12】本発明のさらに別の実施例のプログラムを示
すフローチャートである。
【符号の説明】
10 ブレーキペダル 56 アーム部 62 ブレーキスイッチ 66 ロッド 68 スプリング 70 接点 71 ブレーキスイッチ 72 ブレーキスイッチ 73 ブレーキスイッチ 80 踏力センサ 86 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 佳行 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 千葉 正 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 川畑 文昭 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 吉田 浩朗 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−241752(JP,A) 特開 昭61−175136(JP,A) 特開 昭62−2241757(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60T 7/02 B60T 8/92

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブレーキ操作量の変化に応じて出力値が
    連続的に変化する第一ブレーキ操作量センサが正常であ
    る状態ではその第一ブレーキ操作量センサの出力値に基
    づいて制動力を制御し、その第一ブレーキ操作量センサ
    がフェールした状態ではブレーキ操作量を段階的に検出
    する第二ブレーキ操作量センサの検出結果に基づいて制
    動力を制御することを特徴とするブレーキ制御方法。
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