JP6160590B2 - 車両用ブレーキ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動ブレーキを行うようにした車両用ブレーキ装置に関するものである。
最近の車両、特に自動車では、運転者によるブレーキ操作にかかわらず自動的にブレーキを作動させる自動ブレーキを行うものが多くなっている。この自動ブレーキを行うケースとしては、例えば、前方車両(直前の先行車両)に追従しながら定速走行を行っているときに、前方車両との車間距離を確保するために自動ブレーキを行う場合や、前方障害物への衝突を避けるために自動ブレーキを行う等、種々のケースがある。
特許文献1には、追従式の定速走行装置が作動されているときに、ブレーキがフェード状態(つまりブレーキ装置が所定温度よりも高温になったとき)で、しかも前方車両との接近距離が近いときに、定速走行を自動的に禁止することが開示されている。
特開2005−028896号公報
ところで、例えば全車速追従式と呼ばれるように、低車速でも前方車両に追従して定速走行を行うものもあり、この場合は、頻繁に自動ブレーキが行われることになる。このように、頻繁に自動ブレーキが行われると、ブレーキ装置が冷却される機会が大幅に減少して、ブレーキ装置の温度が大きく上昇してしまうことになる。このように、ブレーキ装置の温度が上昇した際には、特許文献1に記載のように追従式の定速走行装置の作動を禁止することも考えられるが、この場合は、十分なブレーキ力を確保するという点では好ましいものの、追従式の定速走行を行う機会が減少してしまい、好ましくないものとなる。このような現象は、追従式で定速走行を行っている場合に限らず、自動ブレーキが行われる種々の状況でも考えられるものである。
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、自動ブレーキ時におけるブレーキ装置の温度上昇を抑制して、自動ブレーキが行える機会を十分に確保できるようにした車両用ブレーキ装置を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような第1の解決手法を採択してある。すなわち、請求項1に記載のように、
運転者によるブレーキ操作にかかわらず自動的にブレーキを作動させる自動ブレーキを行うようにした車両用ブレーキ装置であって、
自動ブレーキ時に、あらかじめ設定された第1条件に基づいて、全ての車輪のブレーキ装置を作動させる全ブレーキ作動状態と、第1組となる一部の車輪のブレーキ装置と第2組となる残りの車輪のブレーキ装置とを交互に作動させる交互ブレーキ作動状態とが選択的に行われ、
前記ブレーキ装置が、左右前輪用と左右後輪用との合計4個設けられ、
前記第1組のブレーキ装置が、左右前輪用の2個のブレーキ装置とされ、
前記第2組のブレーキ装置が、左右後輪用の2個のブレーキ装置とされ、
前記交互ブレーキ作動状態が選択されかつ登坂路を走行しているときは、前輪用ブレーキ装置の作動時間が、後輪用ブレーキ装置の作動時間よりも長くされる、
ようにしてある。
上記第1の解決手法によれば、自動ブレーキ時には、全ブレーキ装置を作動させる状態の他に、第1組となる一部のブレーキ装置と第2組となる別のブレーキ装置とを交互に作動させる交互ブレーキ作動状態が行われるので、この交互ブレーキ作動状態のときに、休止しているブレーキ装置の冷却が十分に行われて、全体として各ブレーキ装置の温度が大きく上昇してしまう事態が防止される。これにより、自動ブレーキが行える機会を十分に確保することができる。
また、もっとも多く普及している乗用車等の4輪車について、上記に対応した効果を得ることができる。また、各組のブレーキ装置を共通の2つづつとして、バランスのよい制動を得る上でも好ましいものとなる。さらに、ブレーキ装置を前後に組み分けすることで、安定して制動を得る等の上で好ましいものとなる。さらに又、登坂路を走行しているときは、前輪用ブレーキ装置の作動時間が、後輪用ブレーキ装置の作動時間よりも長くされることから、車両荷重の小さくなる側のブレーキ装置の作動時間を長くして、そのブレーキ温度上昇を抑制する上で好ましいものとなる。
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような第2の解決手法を採択してある。すなわち、請求項2に記載のように、
運転者によるブレーキ操作にかかわらず自動的にブレーキを作動させる自動ブレーキを行うようにした車両用ブレーキ装置であって、
自動ブレーキ時に、あらかじめ設定された第1条件に基づいて、全ての車輪のブレーキ装置を作動させる全ブレーキ作動状態と、第1組となる一部の車輪のブレーキ装置と第2組となる残りの車輪のブレーキ装置とを交互に作動させる交互ブレーキ作動状態とが選択的に行われ、
前記ブレーキ装置が、左右前輪用と左右後輪用との合計4個設けられ、
前記第1組のブレーキ装置が、左右前輪用の2個のブレーキ装置とされ、
前記第2組のブレーキ装置が、左右後輪用の2個のブレーキ装置とされ、
前記交互ブレーキ作動状態が選択されかつ降坂路を走行しているときは、前輪用ブレーキ装置の作動時間が、後輪用ブレーキ装置の作動時間よりも短くされる、
ようにしてある。
上記第2の解決手法によれば、自動ブレーキ時には、全ブレーキ装置を作動させる状態の他に、第1組となる一部のブレーキ装置と第2組となる別のブレーキ装置とを交互に作動させる交互ブレーキ作動状態が行われるので、この交互ブレーキ作動状態のときに、休止しているブレーキ装置の冷却が十分に行われて、全体として各ブレーキ装置の温度が大きく上昇してしまう事態が防止される。これにより、自動ブレーキが行える機会を十分に確保することができる。
また、もっとも多く普及している乗用車等の4輪車について、上記に対応した効果を得ることができる。また、各組のブレーキ装置を共通の2つづつとして、バランスのよい制動を得る上でも好ましいものとなる。さらに、ブレーキ装置を前後に組み分けすることで、安定して制動を得る等の上で好ましいものとなる。さらに又、降坂路を走行しているときは、前輪用ブレーキ装置の作動時間が、後輪用ブレーキ装置の作動時間よりも短くされることから、車両荷重の小さくなる側のブレーキ装置の作動時間を長くして、そのブレーキ温度上昇を抑制する上で好ましいものとなる。
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような第3の解決手法を採択してある。すなわち、請求項3に記載のように、
運転者によるブレーキ操作にかかわらず自動的にブレーキを作動させる自動ブレーキを行うようにした車両用ブレーキ装置であって、
自動ブレーキ時に、あらかじめ設定された第1条件に基づいて、全ての車輪のブレーキ装置を作動させる全ブレーキ作動状態と、第1組となる一部の車輪のブレーキ装置と第2組となる残りの車輪のブレーキ装置とを交互に作動させる交互ブレーキ作動状態とが選択的に行われ、
各車輪のブレーキ装置の温度を個々独立して検出する温度検出手段を備え、
前記交互ブレーキ作動状態が選択されているときに、前記第1組のブレーキ装置と前記第2組のブレーキ装置とのうち前記温度検出手段により検出されるブレーキ温度がもっとも高いブレーキ装置を含む組のブレーキ装置の作動時間を、別の組のブレーキ装置の作動時間よりも短くする、
ようにしてある。
上記第3の解決手法によれば、自動ブレーキ時には、全ブレーキ装置を作動させる状態の他に、第1組となる一部のブレーキ装置と第2組となる別のブレーキ装置とを交互に作動させる交互ブレーキ作動状態が行われるので、この交互ブレーキ作動状態のときに、休止しているブレーキ装置の冷却が十分に行われて、全体として各ブレーキ装置の温度が大きく上昇してしまう事態が防止される。これにより、自動ブレーキが行える機会を十分に確保することができる。また、ある一部のブレーキ装置のみが大きく温度上昇してしまう事態を抑制する上で好ましいものとなる。
本発明によれば、自動ブレーキ時におけるブレーキ装置の温度上昇を抑制して、自動ブレーキが行える機会を十分に確保できる。
本発明が適用された車両のブレーキ系統例を示す簡略平面図。 本発明の制御系統例を示すブロック図。 本発明の制御例を示すフローチャート。 図3における交互ブレーキの詳細な制御例を示すフローチャート。 本発明の効果をブレーキ温度の上昇状態によって示す図。
図1において、車両Vは、左前輪1FLと、右前輪1FRと、左後輪1RLと、右後輪1RRとの4つの車輪を有している。操舵輪としての前輪1FLと1FRとは、図示を略すエンジンにより駆動される駆動輪とされている。なお、各車輪を区別する必要のないときは、車輪を単に符号1でもって示すことがある。
各車輪1には、それぞれブレーキ装置が組み込まれている。すなわち、左前輪1FL用のブレーキ装置が符号10FLで示され、右前輪1FR用のブレーキ装置10FRが符号10FRで示され、左後輪1RL用のブレーキ装置が符号10RLで示され、右後輪1RR用のブレーキ装置が符号10RRで示される。なお、各ブレーキ装置を区別する必要のないときは、ブレーキ装置を単に符号10でもって示すことがある。
各ブレーキ装置10は、それぞれディスクブレーキとされている。すなわち、ブレーキ装置10は、車輪1と一体回転されるロータ10と、ブレーキパッドを保持したキャリパ11とを有し、ブレーキ油圧を受けた際にブレーキパッドがロータ10に押しつけられて制動力が発揮される。
各ブレーキ装置10に対するブレーキ油圧の供給が、切換バルブやブレーキ液圧発生用のポンプ、当該ポンプによって発生されたブレーキ油圧を蓄圧する蓄圧タンク等を備えたブレーキユニット20を介して行われる。すなわち、ブレーキ配管21FL、21FR、21RLあるいは21RRを介して、各ブレーキ装置10とブレーキユニット20とが個々独立して接続されている。このようなブレーキユニット20によって、各ブレーキ装置10FL、10FR、10RL、10RRが、個々独立して制動作用を行うことが可能となっている。
運転者により踏み込み操作されるブレーキペダル(図示略)を操作した際は、ブレーキユニット20を介して全ブレーキ装置10に対してブレーキ油圧が供給される(全ブレーキ装置10が制動作用を行う)。自動ブレーキの際には、ブレーキユニット20のポンプによって発生されたブレーキ油圧を利用して、ブレーキ装置10に対してブレーキ油圧が供給される。ブレーキユニット20による各ブレーキ装置10へのブレーキ油圧の分配は、ブレーキコントローラ22によって行われる。このブレーキコントローラ22によるブレーキユニット20の制御によって、後述するように、全てのブレーキ装置10に対してブレーキ油圧を供給する全ブレーキ作動状態と、第1組となるある2輪のブレーキ装置10と第2組となる別の2輪のブレーキ装置10に対して交互にブレーキ油圧を供給する交互ブレーキ作動状態とが選択的に行われる。
上記交互ブレーキ作動状態としては、さらに、前輪用ブレーキ装置10FLと10FRとを第1組とし、後輪用ブレーキ装置10RLと10RRとを第2組として、前後の関係でもって交互にブレーキ作用を行う状態と、左前輪用ブレーキ装置10FLと右後輪用ブレーキ装置10RRとを第1組とし、右前輪用ブレーキ装置10FRと左後輪用ブレーキ装置10RLとを第2組として、対角の関係でもっても交互にブレーキ作用を行う状態とが選択的に行われるようになっている。
図2は、前方車両(先行車両)に追従して定速走行するための制御と、追従走行のために自動ブレーキ制御とを行うための制御系統例を示すものである。自動ブレーキ制御の際には、後述するように、全ブレーキ作動状態と交互ブレーキ作動状態とを選択的に行われる。
この図2において、Uは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラ(制御ユニット)である。この制御ユニットUには、それぞれ運転者によりマニュアル操作される追従式の定速走行装置における定速走行(ON、OFF)スイッチS1と、車速設定スイッチS2と、車間距離設定スイッチS3とからの信号が入力される。また、コントローラUには、車速センサS4で検出された車速信号と、レーダ装置S5で検出された前方車両との車間距離信号が入力される。そして、コントローラUは、燃料噴射弁30と、ブレーキコントローラ22の制御を行う。なお、レーダ装置S5は前方車両との車間距離を検出するものであり、車間距離の検出のためには、レーダ装置S5に代えてあるいは加えて、カメラやレーザ装置等適宜の機器を利用することができる。
追従式の定速走行制御は、次のようにして行われる。すなわち、定速走行スイッチS1がONされていることを条件として、車速設定スイッチS2により設定された車速を最高車速とする車速範囲内でもって、車間距離設定スイッチS3で設定された車間距離距離を維持するようにして、前方車両に対する追従走行が行われる。例えば前方車両が加速して、その車間距離が大きくなったときは、設定車間距離を維持すべく燃料噴射弁30からの燃料噴射量が増量される(実施形態ではエンジンがディーゼルエンジンであるため)。逆に、前方車両が減速する等により車間距離が小さくなったときは、設定車間距離を維持すべく、自動ブレーキ制御によって自車両Vが減速される。なお、ガソリンエンジンの場合の加速は、スロットル弁の開度増大(これに伴う燃料噴射量増大)により行われる。
車間距離を維持するための自動ブレーキ制御の詳細について、図3、図4に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明でQはステップを示す。
まず、図3のQ1において、各センサS1〜S5からの信号が入力される。この後、Q2において、定速走行を行うことが選択されているか否か、つまり定速走行スイッチS1がONされているか否かが判別される。このQ2の判別でYESのときは、Q3において、渋滞走行中であるか否かが判別される。渋滞中のときは、頻繁に自動ブレーキが行われることから、ブレーキ温度が上昇しやすい状況となる。なお、状態中であるか否かは、既知の種々の手法により検出し得る。
上記Q3の判別でNOのときは、Q4において、ブレーキ頻度が大きいか否かが判別される。すなわち、渋滞中でなくても、例えばあらかじめ設定された所定時間内に所定回数以上自動ブレーキが行われたときは、ブレーキ温度が上昇しやすい状況となる。このQ4の判別でNOのときは、自動ブレーキが頻繁に行われないときで、ブレーキ温度が上昇しにくいということで、Q5において、全ブレーキ装置10(10FL、10FR、10RL、10RR)を作動させることによる自動ブレーキが行われる(全ブレーキ作動状態)。
一方、前記Q3の判別でYESのとき、あるいはQ4の判別でYESのときは、Q7において、第1組となるある2つのブレーキ装置10と、第2組となる別の2つのブレーキ装置10とが交互に作動される(交互ブレーキ作動状態)。これにより、作動されていないブレーキ装置の冷却が促進されて、自動ブレーキが頻繁に行われたときでも、フェード現象を生じさせるような温度(フェード温度)にまでブレーキ装置10の温度が上昇されてしまう事態が防止される。なお、このQ7での交互ブレーキ作動状態については、後に、さらに詳述する。
前記Q2の判別でNOのときは、Q6において、道路標記に基づくスピードリミット時であるか否かが判別される。すなわち、例えば住宅街等で道路標識での制限速度が低速(例えば20km/h)であるにもかかわらず、現在の車速がそれよりも高速であるときに自動ブレーキが行われる。この場合、自動ブレーキが頻繁に行われる可能性がかなり高くなる。したがって、Q6の判別でYESのときは、Q7に移行して交互ブレーキ作動状態とされる。一方、Q6の判別でNOのときは、Q5に移行して、全ブレーキ作動状態とされる。
前記Q7での交互ブレーキ作動状態の詳細が、図4に示される。以下、図4について説明する。まず、Q11において、現在登坂路を走行しているか否かが判別される。このQ11の判別でYESのときは、Q12において、前2つのブレーキ装置10FL、10FRと、後2つのブレーキ装置10RL、10RRとの前後のブレーキ装置の間で、交互にブレーキが行われる。この場合、登坂路であることから、平坦路に比して車両荷重が後輪1RL、1RR側に大きく移動することから、荷重負担が軽減されている前輪用ブレーキ装置10FL、10FRでのブレーキ時間が、荷重負担が増大している後輪用ブレーキ装置10RL、10RRでのブレーキ時間よりも長く(大きく)される(例えば、前輪用ブレーキ装置10FL、10FRの作動時間と後輪用ブレーキ装置10RL、10RRの作動時間の割合を、例えば6:4にする)。
前記Q11の判別でNOのときは、Q13において、現在降坂路を走行しているか否かが判別される。このQ13の判別でYESのときは、Q14において、前2つのブレーキ装置10FL、10FRと、後2つのブレーキ装置10RL、10RRとの前後のブレーキ装置の間で、交互にブレーキが行われる。この場合、降坂路であることから、平坦路に比して車両荷重が前輪1FL、1FR側に大きく移動することから、荷重負担が軽減されている後輪用ブレーキ装置10RL、10RRでのブレーキ時間が、荷重負担が増大している前輪用ブレーキ装置10FL、10FRでのブレーキ時間よりも長く(大きく)される(例えば、後輪用ブレーキ装置10RL、10RRの作動時間と前輪用ブレーキ装置10FL、10FRの作動時間の割合を、例えば6:4にする−Q12とは逆の関係)。
前記Q13の判別でNOのときは、平坦路を走行しているときである。このときは、Q15において、所定車速(例えば30km/h)以下の低車速時であるか否かが判別される。このQ15の判別でYESのときは、Q16において、対角の関係でもって交互に自動ブレーキが行われる(左前輪用ブレーキ装置10FLと右後輪用ブレーキ装置10RRとを第1組とし、右前輪用ブレーキ装置10FRと左後輪用ブレーキ装置10RLとを第2組とする交互ブレーキ)。対角での交互ブレーキの作動時間は、互いに等しく設定される。なお、所定車速以下で対角ブレーキを行うのは、車両の安定性確保等のためである。対角ブレーキを行うことにより、前後ブレーキのみを行う場合に比して、組となる2つのブレーキ装置の関係を変更でき、また車両荷重の前後配分割合にかかわらず、第1組の2つのブレーキ装置で負担する車両荷重と、第2組の2つのブレーキ装置が負担する車両荷重とを等しくすることができる。
前記Q15の判別でNOのときは、Q17において、前後の関係で自動ブレーキが行われる。このQ17では、前ブレーキ装置10FL10FRと後ブレーキ装置10RL、10RRとの作動時間は、互いに等しくされる。
前述したQ5、Q7(Q12、Q14、Q16、Q17)のような自動ブレーキ作動状態の変更は、コントローラUからブレーキコントローラ22に指令信号を出力することにより行われる(コントローラUからの指令内容をなるように、ブレーキコントローラ22がブレーキユニット20を制御する)。なお、登坂路や降坂路の検出は、傾斜センサを利用する他、車両の走行状態の変化等からソフト的に検出する等、既知の適宜の手法でなし得る。
図5は、渋滞中に追従式の定速走行を行なうことにより自動ブレーキが頻繁に行われた際に、全ブレーキ作動状態と交互ブレーキ作動状態とでのブレーキ温度の上昇度合いの相違を示すものである。すなわち、自動ブレーキ時に4つのブレーキ装置を全て作動させた状態では、ブレーキ温度が早く上昇して、早期にフェード温度に近づく可能性が高いものとなる。一方、交互ブレーキ作動状態のときは、ある2つのブレーキ装置10が作動しているときに、別の2つのブレーキ装置10は休止されていて冷却される期間が十分に確保されるため、全てのブレーキ装置10の温度上昇が抑制されて、自動ブレーキを長い期間継続して行うことが可能である。
ここで、各ブレーキ装置10のブレーキ温度に応じて、第1組のブレーキ装置と第2組のブレーキ装置との作動時間割合を変更することができる。すなわち、図1において、各ブレーキ装置10(におけるロータ11の温度)を検出する温度センサ25FL、25FR、25RL、25RRが設けられる。交互ブレーキ作動状態のときに、温度のもっとも高いブレーキ装置が含まれる組のブレーキ装置の作動時間を、別の組のブレーキ装置の作動時間よりも短くすることができる。
以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。車輪(ブレーキ装置)の数は、トラック等にみられる6輪である等、特に問わないものである。交互ブレーキ作動状態のときに、対角作動は無しとして、前後のブレーキ装置の間でのみ交互に作動させるようにすることもできる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。
本発明は、自動ブレーキ装置を搭載した車両において好適である。
V:車両
U:コントローラ
S1:定速走行スイッチ
S2:車速設定スイッチ
S3:車間距離設定スイッチ
S4:車速センサ
S5:レーダ装置(車間距離検出)
1FL:左前輪
1FR:右前輪
1RL:左後輪
1RR:右後輪
10FL:左前輪用ブレーキ装置
10FR:右前輪用ブレーキ装置
10RL:左後輪用ブレーキ装置
10RR:右後輪用ブレーキ装置
20:ブレーキユニット
21FL:左前輪用ブレーキ配管
21FR:右前輪用ブレーキ配管
21RL:左後輪用ブレーキ配管
21RR:右後輪用ブレーキ配管
22:ブレーキコントローラ
25FL:温度センサ(左前輪用ブレーキ装置)
25FR:温度センサ(右前輪用ブレーキ装置)
25RL:温度センサ(左後輪用ブレーキ装置)
25RR:温度センサ(右後輪用ブレーキ装置)
30:燃料噴射弁

Claims (3)

  1. 運転者によるブレーキ操作にかかわらず自動的にブレーキを作動させる自動ブレーキを行うようにした車両用ブレーキ装置であって、
    自動ブレーキ時に、あらかじめ設定された第1条件に基づいて、全ての車輪のブレーキ装置を作動させる全ブレーキ作動状態と、第1組となる一部の車輪のブレーキ装置と第2組となる残りの車輪のブレーキ装置とを交互に作動させる交互ブレーキ作動状態とが選択的に行われ、
    前記ブレーキ装置が、左右前輪用と左右後輪用との合計4個設けられ、
    前記第1組のブレーキ装置が、左右前輪用の2個のブレーキ装置とされ、
    前記第2組のブレーキ装置が、左右後輪用の2個のブレーキ装置とされ、
    前記交互ブレーキ作動状態が選択されかつ登坂路を走行しているときは、前輪用ブレーキ装置の作動時間が、後輪用ブレーキ装置の作動時間よりも長くされる、
    ことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
  2. 運転者によるブレーキ操作にかかわらず自動的にブレーキを作動させる自動ブレーキを行うようにした車両用ブレーキ装置であって、
    自動ブレーキ時に、あらかじめ設定された第1条件に基づいて、全ての車輪のブレーキ装置を作動させる全ブレーキ作動状態と、第1組となる一部の車輪のブレーキ装置と第2組となる残りの車輪のブレーキ装置とを交互に作動させる交互ブレーキ作動状態とが選択的に行われ、
    前記ブレーキ装置が、左右前輪用と左右後輪用との合計4個設けられ、
    前記第1組のブレーキ装置が、左右前輪用の2個のブレーキ装置とされ、
    前記第2組のブレーキ装置が、左右後輪用の2個のブレーキ装置とされ、
    前記交互ブレーキ作動状態が選択されかつ降坂路を走行しているときは、前輪用ブレーキ装置の作動時間が、後輪用ブレーキ装置の作動時間よりも短くされる、
    ことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
  3. 運転者によるブレーキ操作にかかわらず自動的にブレーキを作動させる自動ブレーキを行うようにした車両用ブレーキ装置であって、
    自動ブレーキ時に、あらかじめ設定された第1条件に基づいて、全ての車輪のブレーキ装置を作動させる全ブレーキ作動状態と、第1組となる一部の車輪のブレーキ装置と第2組となる残りの車輪のブレーキ装置とを交互に作動させる交互ブレーキ作動状態とが選択的に行われ、
    各車輪のブレーキ装置の温度を個々独立して検出する温度検出手段を備え、
    前記交互ブレーキ作動状態が選択されているときに、前記第1組のブレーキ装置と前記第2組のブレーキ装置とのうち前記温度検出手段により検出されるブレーキ温度がもっとも高いブレーキ装置を含む組のブレーキ装置の作動時間を、別の組のブレーキ装置の作動時間よりも短くする、
    ことを特徴とする車両用ブレーキ装置。


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