JP6117160B2 - 車両制動制御装置 - Google Patents

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この発明は、車両の衝突時に自動的に増圧させるブレーキ圧を制御する車両制動制御装置に関する。
近年生産される車両には、車両の衝突前後に運転者の操作によらず自動的にブレーキ圧を増圧させるブレーキシステム、所謂自動ブレーキシステムが搭載されている。現在、自動ブレーキシステムに関する様々な技術が開発されている。特許文献1には、自己の車両が他の車両と衝突した場合に、自動ブレーキを作動させ、自動ブレーキの作動時間を衝突後の車速や衝突形態に応じて変える装置が開示されている。
特開2012−1091号公報
車両の衝突を検知して自動ブレーキを作動させたときには、衝突の影響で左右の車輪のブレーキ圧に差が生ずることがある。また、衝突時に車輪がロックすることもある。こうした場合、図4A及び図4Bに示ように、車両100に旋回する力が働き、車両の挙動が不安定になる。
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、自動ブレーキシステムの作動時に、車両の挙動の乱れを抑えることができる車両制動制御装置を提供することを目的とする。
本発明は、車両に衝突が発生した場合にブレーキ圧を衝突前よりも増圧させる車両制動制御装置において、車両の衝突後に各車輪の制動状態を検出する制動状態検出部と、前記制動状態検出部で検出された各車輪の制動状態のうち、いずれかの車輪の制動状態にその他全ての車輪の制動状態を合わせるように、各車輪のブレーキ圧を制御するブレーキ圧制御部とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、左右の車輪にブレーキ差圧又はロック等が発生して、左右の車輪の制動状態に差が発生すると、いずれかの車輪の制動状態にその他全ての車輪の制動状態を合わせるように、各車輪のブレーキ圧を制御する。各車輪の制動状態を一致させると、車両に旋回する力が働かなくなるため、車両は直進しながら減速する。このために、車両の挙動を安定させることができる。
本発明においては、前記制動状態検出部が、各車輪のブレーキ圧を検出するブレーキ圧検出部を備え、前記ブレーキ圧検出部が左右の車輪に所定圧以上のブレーキ差圧を検出した場合に、前記ブレーキ圧制御部が、各車輪のブレーキ圧を、全車輪の中で最も低いブレーキ圧又は2番目に低いブレーキ圧に一致させるように制御してもよい。
ブレーキ圧が低い車輪は、ブレーキに不具合が発生してブレーキ圧を高くできない可能性がある。このような場合でも、各車輪のブレーキ圧を、全車輪の中で最も低いブレーキ圧に一致させるようにすれば、全車輪のブレーキ圧を確実に一致させることができる。すると、車両に旋回する力が働かなくなり、車両は直進しながら減速する。このため、車両の挙動を安定させることができる。また、各車輪のブレーキ圧を、全車輪の中で2番目に低いブレーキ圧に一致させるようにすれば、車両の挙動を比較的安定させつつ、制動距離を比較的短くすることができる。
本発明においては、前記制動状態検出部が、各車輪の車輪速を検出する車輪速検出部を備え、前記車輪速検出部がいずれかの車輪にロックが生じていることを検出した場合に、前記ブレーキ圧制御部は、各車輪のブレーキ圧を、増圧後のブレーキ圧よりもさらに増圧させるように制御するようにしてもよい。
ロックしている車輪は、不具合が発生してロックを解除できない可能性がある。このような場合でも、各車輪のブレーキ圧を増圧するようにすれば、全車輪の制動状態をほぼ一致させることができる。このため、車両の挙動を安定させることができる。
本発明によれば、左右の車輪にブレーキ差圧又はロック等が発生して、左右の車輪の制動状態に差が発生すると、いずれかの車輪の制動状態にその他全ての車輪の制動状態を合わせるように、各車輪のブレーキ圧を制御する。各車輪の制動状態を一致させると、車両に旋回する力が働かなくなるため、車両は直進しながら減速する。このために、車両の挙動を安定させることができる。
図1は本発明の実施形態に係る車両制動制御装置のブロック構成図である。 図2は車速毎に要求される最大減速度を示す特性図である。 図3は車両制動制御装置の動作説明に供されるフローチャートである。 図4Aは左右の車輪のブレーキ圧に差圧が生じた場合の車両の挙動を示す状況説明図であり、図4Bは一部車輪がロックした場合の車両の挙動を示す状況説明図である。
以下、本発明に係る車両制動制御装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では車両として4輪車を想定している。
[車両制動制御装置10の構成]
図1に示すブロック構成図を参照しながら本発明に係る車両制動制御装置10の構成を説明する。車両制動制御装置10は、ECU(電子制御ユニット)を含んで構成される各種の制御ユニットを備える。周知のように、ECUは、マイクロコンピュータを含む計算機であり、CPU(中央処理装置)、メモリであるROM(EEPROMも含む。)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、その他、A/D変換器、D/A変換器等の入出力装置、計時部としてのタイマ等を有しており、CPUがROMに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部(機能実現手段)、例えば制御部、演算部、及び処理部等として機能する。なお、これらの機能は、ハードウエアにより実現することもできる。また、ECUは、1個に統合することも可能であり、さらに分割することも可能である。
本実施形態において、ECUは、エアバッグ制御ユニット14と走行安全制御ユニット16を含む統括制御ユニット12と、この統括制御ユニット12に接続される油圧制御ユニット20と、から構成される。なお、統括制御ユニット12には、計時部(計時器)としてのタイマ26が含まれる。統括制御ユニット12により、車両制動制御装置10の全体的な動作が統括して制御される。
統括制御ユニット12は、各種センサ信号を受信する。本実施形態において、統括制御ユニット12は、衝突検知センサ28とGセンサ30と車輪速センサ32とブレーキ圧センサ34から送信される各種センサ信号を受信する。
衝突検知センサ28は、例えば圧力センサであり、車両の周囲に発生する衝突を検知できるように車両の複数の個所に設けられる。例えば、車両のフロントフレームの左右に右前面衝突検知センサと左前面衝突検知センサが設けられ、車両の中央フレームの左右に右側面衝突検知センサと左側面衝突検知センサが設けられ、車両のリアフレームの左右に右後面衝突検知センサと左後面衝突検知センサが設けられる。衝突検知センサ28は、統括制御ユニット12に対して、フレームに発生する圧力Pcを示す圧力信号SPcを送信する。
Gセンサ30は、車両の直交3軸方向(車長方向、車幅方向、車高方向)の加速度aを検出するものであり、車両の重心位置に設けられる。Gセンサ30は、統括制御ユニット12に対して、3軸方向への車両の加速度aを示す加速度信号Saを送信する。
車輪速センサ32は、4つの車輪62毎に個別に設けられており、対応する車輪62の車輪速nを検出するものである。例えば、ドライブシャフト等の回転部分に歯車状のローターが設けられ、その外周にコイルと磁極で構成されるセンサが設けられる。ローターが回転するとコイルを通過する磁束が変化し、交流電圧が発生するため、車輪速nが検出される。車輪速センサ32は、統括制御ユニット12に対して、車輪62の車輪速nを示す車輪速信号Snを送信する。
ブレーキ圧センサ34は、例えば液圧センサであり、4つのブレーキアクチュエータ60に作用するブレーキ圧Pb、より具体的にはキャリパーのブレーキピストンに作用するブレーキフルードの液圧を個別に検出できるようにブレーキアクチュエータ60毎に設けられる。ブレーキ圧センサ34は、統括制御ユニット12に対して、ブレーキ圧Pbを示すブレーキ圧信号SPbを送信する。
統括制御ユニット12に備えられるエアバッグ制御ユニット14は、衝突検知センサ28から送信される圧力信号SPcと、Gセンサ30から送信される加速度信号Saに基づいて、車両に衝突が発生したかを判断する。衝突が発生したと判断した場合は、衝突が発生した箇所に対応するエアバッグ52を展開させるエアバッグ展開信号Sabをインフレータ50に送信する。インフレータ50はエアバッグ展開信号Sabを受信するに応じて作動してエアバッグ52を展開させる。
統括制御ユニット12に備えられる走行安全制御ユニット16は、安全に係る車両動作を制御する。走行安全制御ユニット16は、自動ブレーキ制御を作動から停止まで管理する。走行安全制御ユニット16は、エアバッグ52を展開させる衝突が発生したとき、例えばエアバッグ展開信号Sabを受信したときに、油圧制御ユニット20を介して自動ブレーキ制御を行う。
走行安全制御ユニット16は、各車輪62の各車輪速nに基づいて各車輪62がロックしているかを判断する。また、左右の車輪62のブレーキ圧Pb、すなわち左右のブレーキアクチュエータ60に作用するブレーキ圧Pbに所定圧以上のブレーキ差圧が発生しているかを判断する。そして、その判断結果に基づいて、自動ブレーキ制御を行う。その処理の詳細については、後に図3を用いて説明する。
油圧制御ユニット20は、走行安全制御ユニット16の制御下にあって、各ブレーキアクチュエータ60に作用するブレーキ圧Pbを発生させる。衝突が発生していない場合、油圧制御ユニット20は、図示しないブレーキペダルの操作量に応じたブレーキ圧Pbを発生させる。また、衝突が発生した場合、油圧制御ユニット20は、走行安全制御ユニット16で要求される最大減速度Gが得られるブレーキ圧Pbを発生させる。
ブレーキアクチュエータ60は、4つの車輪62毎に個別に設けられており、ブレーキ圧Pbに応じた制動力を発生させて対応する車輪62を制動する。ブレーキアクチュエータ60は、例えばブレーキキャリパー、ブレーキローター等を備える。ブレーキキャリパーにはブレーキピストンとブレーキパッドが組み込まれている。ブレーキ圧Pbがブレーキピストンに作用すると、ブレーキピストンがブレーキパッドをブレーキローターに押付ける。このときブレーキローターにはブレーキ圧Pbに応じた制動力が発生し、車輪62の制動力が得られる。
[車両制動制御装置10の動作]
次に、図3に示すフローチャートを参照しながら車両制動制御装置10の動作を説明する。なお、フローチャートに係るプログラムの実行主体は統括制御ユニット12である。
ステップS1にて、統括制御ユニット12は、衝突検知センサ28から送信される圧力信号SPcと、Gセンサ30から送信される加速度信号Saと、各車輪速センサ32から送信される車輪速信号Snと、各ブレーキ圧センサ34から送信されるブレーキ圧信号SPbを受信し、圧力Pc、加速度a、車輪速n、ブレーキ圧Pbの各データを取得する。なお、車輪速nからは車速Vが求められる。各データの取り込みは、図3に示されるフローチャートの各処理を実行中、所定時間毎、例えばms(ミリ秒)オーダの極めて短い時間毎に連続して行われる。
次いで、ステップS2にて、走行安全制御ユニット16は、エアバッグ52の展開の有無を判断する。衝突発生時、エアバッグ制御ユニット14は、衝突検知センサ28から送信される圧力信号SPc及びGセンサ30から送信される加速度信号Saに基づいて、エアバッグ52を展開させるか否かを判断する。衝突が発生していないか又は軽微な衝突が発生した場合は、圧力信号SPcが示す圧力Pcは所定値未満であり、且つ/又は、加速度信号Saが示す加速度(減速度)aは所定値未満である。このような場合に、エアバッグ制御ユニット14はエアバッグ52の展開不要と判断し、インフレータ50に対して、エアバッグ展開信号Sabを送信しない。このためインフレータ50は作動せず、エアバッグ52は展開しない。このとき、走行安全制御ユニット16は、エアバッグ52の展開無と判断し(ステップS2:NO)、本実施形態に係る自動ブレーキ制御を行わない。
重度の衝突が発生した場合は、圧力信号SPcが示す圧力Pcは所定値以上であり、且つ、加速度信号Saが示す加速度(減速度)aは所定値以上である。このような場合に、エアバッグ制御ユニット14はエアバッグ52の展開要と判断し、インフレータ50に対して、エアバッグ展開信号Sabを送信する。するとインフレータ50が作動し、エアバッグ52が展開する。走行安全制御ユニット16は、エアバッグ展開信号Sabの発生によってエアバッグ52の展開ありと判断し(ステップS2:YES)、ステップS3に移行する。
ステップS3にて、走行安全制御ユニット16は自動ブレーキを作動させ、ブレーキ圧Pbを衝突前よりも増圧させる。すなわち、走行安全制御ユニット16は、油圧制御ユニット20に対して制御信号SBを送信し、自動ブレーキ制御を開始する。油圧制御ユニット20で発生させるブレーキ圧Pbは、図2に示す関係22の曲線Aに基づいて決められる。このとき、曲線Aから車速Vに対応する最大減速度Gが求められ、その最大減速度Gが得られるブレーキ圧Pbが決められる。車速Vは、例えば、各車輪62の車輪速nを用いて求められる。なお、自動ブレーキの作動と同時にタイマ26は計時を開始する。
以下で説明するように、ステップS4、ステップS5にて、走行安全制御ユニット16は、車輪62の制動状態に差が生じているかを判断し、いずれかの車輪62の制動状態にその他全ての車輪62の制動状態を合わせるように、各車輪62のブレーキ圧Pbを制御する。
先ず、ステップS4にて、走行安全制御ユニット16は、4つの車輪62のうちロックしている車輪62があるかを判断する。具体的には、各車輪62の車輪速nが0か否かを判断する。4つの車輪62の車輪速nが0以外である場合はロックしている車輪62がないと判断する。いずれかの車輪62の車輪速nが0である場合はロックしている車輪62があると判断する。
ロックしている車輪62がない場合(ステップS4:YES)、ステップS5に移行する。ステップS5にて、走行安全制御ユニット16は、左右の車輪62のブレーキ圧Pb、すなわち左右のブレーキアクチュエータ60に作用するブレーキ圧Pbに所定圧以上、例えば、2.0[Mpa]以上のブレーキ差圧が発生しているかを判断する。ブレーキ差圧を検出する際には、左右前輪のブレーキ圧Pbを比較すると共に、左右後輪のブレーキ圧Pbを比較すればよい。又は、右前輪と左後輪のブレーキ圧Pbを比較すると共に、左前輪と右後輪のブレーキ圧Pbを比較するようにしてもよい。又は、右側の前後輪のブレーキ圧Pbの合計圧と左側の前後輪のブレーキ圧Pbの合計圧を比較するようにしてもよい。
左右のブレーキアクチュエータ60に発生するブレーキ差圧が所定圧(2.0[MPa])以上である場合(ステップS5:YES)、ステップS6に移行する。ステップS6にて、各ブレーキアクチュエータ60に作用するブレーキ圧Pbが、全てのブレーキ圧Pbのうち最も低いブレーキ圧Pbminに一致するように制御される。このとき、走行安全制御ユニット16は、油圧制御ユニット20に対して制御信号SBを送信し、各ブレーキアクチュエータ60に作用するブレーキ圧PbがPbminになるように制御させる。油圧制御ユニット20は各ブレーキ圧Pbを制御してPbminに一致させる。
左右のブレーキアクチュエータ60に発生するブレーキ差圧が所定圧(2.0[MPa])未満である場合(ステップS5:NO)、ステップS7に移行する。ステップS7にて、走行安全制御ユニット16は、油圧制御ユニット20に対して制御信号SBを送信し、通常の自動ブレーキ制御を行う。油圧制御ユニット20で発生させるブレーキ圧Pbは、図2に示す関係22の曲線Aに基づいて決められる。このとき、曲線Aから車速Vに対応する最大減速度Gが求められ、その最大減速度Gが得られるブレーキ圧Pbが決められる。車速Vは、例えば、各車輪62の車輪速nを用いて求められる。
一方、ステップS4の判断で、ロックしている車輪62がある場合(ステップS4:NO)、ステップS8に移行する。ステップS8にて、各ブレーキアクチュエータ60に作用するブレーキ圧Pbは、各車輪62をロックさせるために必要なブレーキ圧Pblock、すなわちフルブレーキ圧になるように制御される。走行安全制御ユニット16は、油圧制御ユニット20に対して制御信号SBを送信し、各ブレーキアクチュエータ60に作用するブレーキ圧Pbがロックに必要なブレーキ圧Pblockになるように制御させる。油圧制御ユニット20は各ブレーキ圧Pbを制御してPblockに一致させる。
ステップS9にて、走行安全制御ユニット16は、車速Vが0以下になり且つ車速Vが0以下になってから所定時間、例えば1.5秒間経過したかを判断する。車速Vが0以下でないか又は車速Vが0以下になった後所定時間が経過していない場合(ステップS9:NO)、ステップS4に移行し、ステップS6〜ステップS8のいずれかのブレーキ圧制御が行われる。
一方、車速Vが0以下になり且つその後所定時間が経過した場合(ステップS9:YES)、ステップS10に移行し、走行安全制御ユニット16は自動ブレーキを停止させる。すなわち、走行安全制御ユニット16は、油圧制御ユニット20に対して停止信号SENDを送信し、自動ブレーキ制御を終了する。
[別実施形態]
図3に示すステップS6の処理においては、各ブレーキアクチュエータ60に作用するブレーキ圧Pbを、全てのブレーキ圧Pbのうち2番目に低いブレーキ圧Pbmin2に一致させてもよい。
また、最も低いブレーキ圧Pbminと2番目に低いブレーキ圧Pbmin2との間に所定圧以上のブレーキ差圧が発生している場合には、各ブレーキアクチュエータ60に作用するブレーキ圧Pbを最も低いブレーキ圧Pbminに一致させ、最も低いブレーキ圧Pbminと2番目に低いブレーキ圧Pbmin2との間に所定圧未満のブレーキ差圧が発生している場合には、各ブレーキアクチュエータ60に作用するブレーキ圧Pbを2番目に低いブレーキ圧Pbmin2に一致させてもよい。
図3に示すステップS8の処理においては、各車輪62を完全にロックさせずに若干回転させるようにしてもよい。
[実施形態のまとめ]
以上説明したように本実施形態に係る車両制動制御装置10は、車両に衝突が発生した場合にブレーキ圧Pbを衝突前よりも増圧させるものであり、車両の衝突後に各車輪62の制動状態を検出する制動状態検出部(車輪速センサ32、ブレーキ圧センサ34)と、制動状態検出部で検出された各車輪62の制動状態のうち、いずれかの車輪62の制動状態にその他全ての車輪62の制動状態を合わせるように、各車輪62のブレーキ圧Pbを制御するブレーキ圧制御部(走行安全制御ユニット16、油圧制御ユニット20、ブレーキアクチュエータ60)とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、左右の車輪62にブレーキ差圧又はロック等が発生して、左右の車輪62の制動状態に差が発生すると、いずれかの車輪62の制動状態にその他全ての車輪62の制動状態を合わせるように、各車輪62のブレーキ圧Pbを制御する。各車輪62の制動状態を一致させると、車両に旋回する力が働かなくなるため、車両は直進しながら減速する。このために、車両の挙動を安定させることができる。
本発明においては、制動状態検出部(車輪速センサ32、ブレーキ圧センサ34)が、各車輪62のブレーキ圧Pbを検出するブレーキ圧検出部(ブレーキ圧センサ34)を備え、ブレーキ圧検出部が左右の車輪62に所定圧以上のブレーキ差圧を検出した場合に、ブレーキ圧制御部(走行安全制御ユニット16、油圧制御ユニット20、ブレーキアクチュエータ60)が、各車輪62のブレーキ圧Pbを、全車輪62の中で最も低いブレーキ圧Pbmin又は2番目に低いブレーキ圧Pbmin2に一致させるように制御する。
ブレーキ圧Pbが低い車輪62は、ブレーキに不具合が発生してブレーキ圧Pbを高くできない可能性がある。このような場合でも、各車輪62のブレーキ圧Pbを、全車輪62の中で最も低いブレーキ圧Pbminに一致させるようにすれば、全車輪62のブレーキ圧Pbを確実に一致させることができる。すると、車両に旋回する力が働かなくなり、車両は直進しながら減速する。このため、車両の挙動を安定させることができる。また、各車輪62のブレーキ圧Pbを、全車輪62の中で2番目に低いブレーキ圧Pbmin2に一致させるようにすれば、車両の挙動を比較的安定させつつ、制動距離を比較的短くすることができる。
本発明においては、制動状態検出部(車輪速センサ32、ブレーキ圧センサ34)が、各車輪62の車輪速nを検出する車輪速検出部(車輪速センサ32)を備え、車輪速検出部がいずれかの車輪62にロックが生じていることを検出した場合に、ブレーキ圧制御部(走行安全制御ユニット16、油圧制御ユニット20、ブレーキアクチュエータ60)が、各車輪62のブレーキ圧Pbを、車輪62がロックするブレーキ圧Pblockに一致させるように制御するようにしてもよい。
ロックしている車輪62は、不具合が発生してロックを解除できない可能性がある。このような場合でも、各車輪62のブレーキ圧Pbを増圧するようにすれば、全車輪62の制動状態をほぼ一致させることができる。このため、車両の挙動を安定させることができる。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、4輪以上の車両に用いてもよい。
10…車両制動制御装置 12…統括制御ユニット
14…エアバッグ制御ユニット 16…走行安全制御ユニット
20…油圧制御ユニット 28…衝突検知センサ
30…Gセンサ 32…車輪速センサ
34…ブレーキ圧センサ 60…ブレーキアクチュエータ
62…車輪

Claims (2)

  1. 車両に衝突が発生した場合にブレーキ圧を衝突前よりも増圧させる車両制動制御装置において、
    車両の衝突後に各車輪の制動状態を検出する制動状態検出部と、
    前記制動状態検出部で検出された各車輪の制動状態のうち、いずれかの車輪の制動状態にその他全ての車輪の制動状態を合わせるように、各車輪のブレーキ圧を制御するブレーキ圧制御部とを備え
    更に前記制動状態検出部は、各車輪のブレーキ圧を検出するブレーキ圧検出部を備え、
    前記ブレーキ圧検出部が左右の車輪に所定圧以上のブレーキ差圧を検出した場合に、前記ブレーキ圧制御部は、各車輪のブレーキ圧を、全車輪の中で最も低いブレーキ圧又は2番目に低いブレーキ圧に一致させるように制御する
    ことを特徴とする車両制動制御装置。
  2. 請求項1に記載の車両制動制御装置において、
    前記制動状態検出部は、各車輪の車輪速を検出する車輪速検出部を備え、
    前記車輪速検出部がいずれかの車輪にロックが生じていることを検出した場合に、前記ブレーキ圧制御部は、各車輪のブレーキ圧を、増圧後のブレーキ圧よりもさらに増圧させるように制御する
    ことを特徴とする車両制動制御装置。
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