JP7111067B2 - パーキングブレーキ制御装置 - Google Patents

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本発明は、パーキングブレーキ制御装置に関する。
従来、車両に設けられたセンターブレーキを制御するパーキングブレーキ制御装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
このようなパーキングブレーキ制御装置は、電動アクチュエータを用いてブレーキシューをドラムに押し付けることによって制動力を発生させるように構成されている。
特開2013-226850号公報
ここで、上記した従来技術では、センターブレーキが作動不能のときに制動力を発生させることが困難であると考えられる。すなわち、パーキングブレーキ(駐車機能)が冗長化されておらず、この点について改善の余地がある。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、パーキングブレーキの冗長化を図ることが可能なパーキングブレーキ制御装置を提供することである。
本発明によるパーキングブレーキ制御装置は、車両に設けられたホイールブレーキおよびセンターブレーキを制御するものであり、車両が停止している路面が急勾配である場合に、ホイールブレーキおよびセンターブレーキを作動させるように構成されている。また、パーキングブレーキ制御装置は、車両が停止している路面が急勾配ではなく、ホイールブレーキのロータ温度が所定値以上の場合に、センターブレーキを作動させるように構成され、車両が停止している路面が急勾配ではなく、ロータ温度が所定値未満の場合に、ホイールブレーキを作動させるように構成されている。そして、パーキングブレーキ制御装置は、ホイールブレーキおよびセンターブレーキの一方が作動不能の場合に他方を作動させるように構成されている。
このように構成することによって、ホイールブレーキおよびセンターブレーキの一方が作動不能の場合に他方を作動させることにより、パーキングブレーキの冗長化を図ることができる。また、ホイールブレーキおよびセンターブレーキが作動可能な場合には、路面の勾配およびロータ温度に応じて、ホイールブレーキおよびセンターブレーキを選択的に作動させることにより、必要十分な制動力を出力させることができる。
本発明のパーキングブレーキ制御装置によれば、パーキングブレーキの冗長化を図ることができる。
本実施形態によるパーキングブレーキ制御装置が適用される車両の全体構成を示した概略図である。 本実施形態によるパーキングブレーキ制御装置を示したブロック図である。 本実施形態によるパーキングブレーキ制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
以下、本発明の一実施形態を説明する。
まず、図1を参照して、本発明の一実施形態によるパーキングブレーキ制御装置9(図2参照)が適用される車両100の概略構成について説明する。
車両100は、図1に示すように、エンジン1と、変速機2と、センターブレーキ(CB)3と、ホイールブレーキ(WB)4a~4dと、油圧制御部5とを備えている。この車両100は、たとえばFR(フロントエンジン・リアドライブ)方式であり、エンジン1の出力が変速機2およびプロペラシャフト6を介して差動装置7に伝達されて左右の後輪(駆動輪)8aおよび8bに分配されるようになっている。
[エンジン]
エンジン1は、走行用の駆動力源であり、たとえば内燃機関である。エンジン1は、燃料と空気とが混ざった混合気を燃焼して動力を出力するように構成されている。
[変速機]
変速機2は、エンジン1とプロペラシャフト6との間に設けられ、入力軸の回転を変速して出力軸に出力するように構成されている。この変速機2では、入力軸がエンジン1に連結され、出力軸がプロペラシャフト6に連結されている。
[センターブレーキ]
センターブレーキ3は、変速機2の出力側に設けられ、パーキングブレーキとして機能するように構成されている。パーキングブレーキとは、主に車両駐車時に利用されるものである。このセンターブレーキ3は、たとえばドラムブレーキであり、プロペラシャフト6に連結されるドラムと、ドラムに押し付けられるブレーキシューとを含んでいる。そして、センターブレーキ3は、モータ31(図2参照)によってブレーキシューがドラムに押し付けられることにより、制動力を発生させるように構成されている。
[ホイールブレーキ]
ホイールブレーキ4aは左側の後輪8aに配置され、ホイールブレーキ4bは右側の後輪8bに配置されている。ホイールブレーキ4aおよび4bは、常用ブレーキおよびパーキングブレーキとして機能するように構成されている。常用ブレーキとは、車両運転時に利用されるものである。
ホイールブレーキ4aは、たとえばディスクブレーキであり、後輪8aの車軸81aに連結されるディスクロータと、ブレーキパッドを有するブレーキキャリパとを含んでいる。ホイールブレーキ4aのブレーキパッドは、油圧制御部5からの油圧によって作動されるとともに、モータ41a(図2参照)の駆動力によっても作動されるように構成されている。ホイールブレーキ4bは、たとえばディスクブレーキであり、後輪8bの車軸81bに連結されるディスクロータと、ブレーキパッドを有するブレーキキャリパとを含んでいる。ホイールブレーキ4bのブレーキパッドは、油圧制御部5からの油圧によって作動されるとともに、モータ41b(図2参照)の駆動力によっても作動されるように構成されている。ホイールブレーキ4aおよび4bは、ブレーキパッドがディスクロータに押し付けられることにより、制動力を発生させるように構成されている。
ホイールブレーキ4cは左側の前輪8cに配置され、ホイールブレーキ4dは右側の前輪8dに配置されている。ホイールブレーキ4cおよび4dは、常用ブレーキとして機能するように構成されている。
ホイールブレーキ4cは、たとえばディスクブレーキであり、前輪8cの車軸81cに連結されるディスクロータと、ブレーキパッドを有するブレーキキャリパとを含んでいる。ホイールブレーキ4dは、たとえばディスクブレーキであり、前輪8dの車軸81dに連結されるディスクロータと、ブレーキパッドを有するブレーキキャリパとを含んでいる。ホイールブレーキ4cおよび4dのブレーキパッドは、油圧制御部5からの油圧によって作動されるように構成されている。そして、ホイールブレーキ4cおよび4dは、油圧によってブレーキパッドがディスクロータに押し付けられることにより、制動力を発生させるように構成されている。
[油圧制御部]
油圧制御部5は、車両100の運転中に要求される制動力に応じた油圧をホイールブレーキ4a~4dに出力するように構成されている。すなわち、油圧制御部5からの油圧によってホイールブレーキ4a~4dが作動されることにより、ホイールブレーキ4a~4dが常用ブレーキとして機能するようになっている。
-パーキングブレーキ制御装置-
次に、図2を参照して、本実施形態によるパーキングブレーキ制御装置9の構成について説明する。パーキングブレーキ制御装置9は、車両100に設けられている。
パーキングブレーキ制御装置9は、センターブレーキ3とホイールブレーキ4aおよび4bとを選択的に作動させることにより、車両100に駐車制動力を付与するように構成されている。このパーキングブレーキ制御装置9は、図2に示すように、センターブレーキ3を制御するCB用ECU91と、ホイールブレーキ4aおよび4bを制御するWB用ECU92とを備えている。
CB用ECU91は、モータ31と接続され、そのモータ31を駆動させることにより、センターブレーキ3で制動力を発生させるように構成されている。たとえば、CB用ECU91は、モータ31を用いてセンターブレーキ3の制動力を調整可能である。WB用ECU92は、モータ41aおよび41bと接続され、そのモータ41aおよび41bを駆動させることにより、ホイールブレーキ4aおよび4bで制動力を発生させるように構成されている。たとえば、WB用ECU92は、モータ41aおよび41bを用いてホイールブレーキ4aおよび4bの制動力を調整可能である。CB用ECU91およびWB用ECU92はバス93を介して接続されており、CB用ECU91およびWB用ECU92は通信可能に構成されている。
バス93には、EPBスイッチ94a、シフトポジションセンサ94b、車速センサ94c、Gセンサ94dおよびブレーキ油圧センサ94eなどが接続されている。EPBスイッチ94aは、パーキングブレーキを作動および解除させるために設けられている。シフトポジションセンサ94bは、シフトポジションを検出するために設けられている。車速センサ94cは、車両100の速度を検出するために設けられ、Gセンサ94dは、車両100の加速度を検出するために設けられている。ブレーキ油圧センサ94eは、油圧制御部5によってホイールブレーキ4a~4dに供給される油圧を検出するために設けられている。
そして、パーキングブレーキ制御装置9は、各センサの検出結果などに基づいてCB用ECU91およびWB用ECU92が協調してパーキングブレーキを制御するように構成されている。具体的には、CB用ECU91およびWB用ECU92は、車速センサ94cの検出結果に基づいて車両100の速度を算出可能である。CB用ECU91およびWB用ECU92は、互いに正常であるか否かを確認するように構成されている。また、CB用ECU91およびWB用ECU92は、Gセンサ94dの検出結果に基づいて路面の勾配を算出し、その勾配が所定値以上である場合に急勾配であると判定するように構成されている。CB用ECU91およびWB用ECU92は、車速センサ94cおよびブレーキ油圧センサ94eの検出結果に基づいてディスクロータの温度(ロータ温度)を推定し、そのロータ温度が所定値以上であるか否かを判断するように構成されている。
-パーキングブレーキ制御装置の動作-
次に、図3を参照して、本実施形態によるパーキングブレーキ制御装置9の動作について説明する。このパーキングブレーキ制御装置9の動作は、たとえばEPBスイッチ94aがオンされた場合に開始される。なお、以下の各ステップは、CB用ECU91およびWB用ECU92の少なくとも一方によって実行される。
まず、図3のステップS1において、車両100が停止状態であるか否かが判断される。たとえば、車速センサ94cによって検出される車両100の速度がゼロである場合に、車両100が停止状態であると判断される。そして、車両100が停止状態であると判断された場合には、ステップS2に移る。その一方、車両100が停止状態ではないと判断された場合(車両100が走行中である場合)には、ステップS13に移る。
次に、ステップS2において、WB用ECU92が正常であるか否かが判断される。たとえば、CB用ECU91からの問いかけに対してWB用ECU92が適切な応答をした場合に、WB用ECU92が正常であると判断される。そして、WB用ECU92が正常であると判断された場合には、ステップS3に移る。その一方、WB用ECU92が正常ではないと判断された場合(WB用ECU92が故障している場合)には、ステップS12に移る。
次に、ステップS3において、CB用ECU91が正常であるか否かが判断される。たとえば、WB用ECU92からの問いかけに対してCB用ECU91が適切な応答をした場合に、CB用ECU91が正常であると判断される。そして、CB用ECU91が正常であると判断された場合には、ステップS4に移る。その一方、CB用ECU91が正常ではないと判断された場合(CB用ECU91が故障している場合)には、ステップS11に移る。
次に、ステップS4において、車両100が停止している路面が急勾配であるか否かが判断される。具体的には、Gセンサ94dの検出結果に基づいて路面の勾配が算出され、その勾配が所定値以上である場合に急勾配であると判断される。この所定値は、たとえば、車両重量などに基づいて予め設定された値であり、要求される駐車制動力を出力するためにセンターブレーキ3とホイールブレーキ4aおよび4bとの両方の作動が必要であるか否かを判定するための閾値である。そして、路面が急勾配であると判断された場合には、センターブレーキ3とホイールブレーキ4aおよび4bとの両方を作動させる必要があり、ステップS5に移る。その一方、路面が急勾配ではないと判断された場合(路面が平坦または緩勾配である場合)には、センターブレーキ3のみまたはホイールブレーキ4aおよび4bのみで要求される制動力を賄うことができることから、ステップS6に移る。
次に、ステップS5において、ロータ温度が所定値以上であるか否かが判断される。この所定値は、たとえば、予め設定された値であり、ホイールブレーキ4aおよび4bの制動力の限界値(最大値)が低下するか否かを判定するための閾値である。そして、ロータ温度が所定値以上であると判断された場合には、ホイールブレーキ4aおよび4bの制動力の限界値が低下していることから、ステップS7に移る。その一方、ロータ温度が所定値以上ではないと判断された場合(ロータ温度が所定値未満である場合)には、ホイールブレーキ4aおよび4bの制動力の限界値が低下していないことから、ステップS8に移る。
ステップS8では、CB用ECU91が急勾配常温モードでモータ31を駆動するとともに、WB用ECU92が急勾配常温モードでモータ41aおよび41bを駆動することにより、センターブレーキ3から制動力が出力されるとともに、ホイールブレーキ4aおよび4bから制動力が出力される。具体的には、CB用ECU91およびWB用ECU92により、路面の勾配に応じて要求制動力が算出される。たとえば、路面の勾配が大きくなるほど高い要求制動力が算出される。また、CB用ECU91およびWB用ECU92により、要求制動力においてセンターブレーキ3が分担するCB分担制動力と、要求制動力においてホイールブレーキ4aおよび4bが分担するWB分担制動力とが算出される。なお、CB分担制動力とWB分担制動力との合計値が要求制動力になるように設定されている。また、要求制動力におけるCB分担制動力およびWB分担制動力の割合は、たとえば予め設定されている。そして、センターブレーキ3からCB分担制動力が出力されるようにCB用ECU91がモータ31を制御するとともに、ホイールブレーキ4aおよび4bからWB分担制動力が出力されるようにWB用ECU92がモータ41aおよび41bを制御する。
ステップS7では、CB用ECU91が急勾配高温モードでモータ31を駆動するとともに、WB用ECU92が急勾配高温モードでモータ41aおよび41bを駆動することにより、センターブレーキ3から制動力が出力されるとともに、ホイールブレーキ4aおよび4bから制動力が出力される。具体的には、CB用ECU91およびWB用ECU92により、ステップS8と同様にして要求制動力が算出される。また、CB用ECU91およびWB用ECU92により、要求制動力においてセンターブレーキ3が分担するCB分担制動力と、要求制動力においてホイールブレーキ4aおよび4bが分担するWB分担制動力とが算出される。ここで、ロータ温度が所定値以上であることから、ホイールブレーキ4aおよび4bの制動力の限界値が低下されている。したがって、このステップS7では、ステップS8の場合に比べて、要求制動力におけるWB分担制動力の割合が低くなるように設定されている。すなわち、WB分担制動力は、ホイールブレーキ4aおよび4bのディスクロータが高温であることに起因して低下した状態のホイールブレーキ4aおよび4bの制動力の限界値を超えないように設定されている。そして、センターブレーキ3からCB分担制動力が出力されるようにCB用ECU91がモータ31を制御するとともに、ホイールブレーキ4aおよび4bからWB分担制動力が出力されるようにWB用ECU92がモータ41aおよび41bを制御する。
また、ステップS6において、ロータ温度が所定値以上であるか否かが判断される。この所定値は、たとえばステップS5の所定値と同じ値である。そして、ロータ温度が所定値以上であると判断された場合には、ホイールブレーキ4aおよび4bの制動力の限界値が低下していることから、ステップS9に移る。その一方、ロータ温度が所定値以上ではないと判断された場合(ロータ温度が所定値未満である場合)には、ホイールブレーキ4aおよび4bの制動力の限界値が低下していないことから、ステップS10に移る。
ステップS10では、WB用ECU92が緩勾配常温モードでモータ41aおよび41bを駆動することにより、ホイールブレーキ4aおよび4bから制動力が出力される。具体的には、WB用ECU92は、路面が急勾配ではない場合の要求制動力が予め設定されており、その要求制動力がホイールブレーキ4aおよび4bから出力されるようにモータ41aおよび41bを制御する。なお、路面が急勾配ではない場合の要求制動力は、路面が急勾配である場合の要求制動力に比べて小さい。
ステップS9では、CB用ECU91が緩勾配高温モードでモータ31を駆動することにより、センターブレーキ3から制動力が出力される。具体的には、CB用ECU91は、WB用ECU92と同様に路面が急勾配ではない場合の要求制動力が予め設定されており、その要求制動力がセンターブレーキ3から出力されるようにモータ31を制御する。
また、CB用ECU91の故障の場合(ステップS3:No)には、センターブレーキ3が作動不能であることから、ステップS11において、WB用ECU92がフェールセーフモードでモータ41aおよび41bを駆動することにより、ホイールブレーキ4aおよび4bから制動力が出力される。具体的には、WB用ECU92は、フェールセーフモード時の要求制動力が予め設定されており、その要求制動力がホイールブレーキ4aおよび4bから出力されるようにモータ41aおよび41bを制御する。
また、WB用ECU92の故障の場合(ステップS2:No)には、ホイールブレーキ4aおよび4bが作動不能であることから、ステップS12において、CB用ECU91がフェールセーフモードでモータ31を駆動することにより、センターブレーキ3から制動力が出力される。具体的には、CB用ECU91は、WB用ECU92と同様にフェールセーフモード時の要求制動力が予め設定されており、その要求制動力がセンターブレーキ3から出力されるようにモータ31を制御する。
また、車両100が走行中である場合(ステップS1:No)には、ステップS13において、WB用ECU92がダイナミックモードでモータ41aおよび41bを駆動することにより、ホイールブレーキ4aおよび4bから制動力が出力される。具体的には、WB用ECU92は、ダイナミックモード時の要求制動力が予め設定されており、その要求制動力がホイールブレーキ4aおよび4bから出力されるようにモータ41aおよび41bを制御する。
-効果-
本実施形態では、上記のように、センターブレーキ3とホイールブレーキ4aおよび4bとを選択的に作動させて車両100に駐車制動力を付与することによって、センターブレーキ3とホイールブレーキ4aおよび4bとの一方が作動不能の場合に他方を作動させることにより、パーキングブレーキ(駐車機能)の冗長化を図ることができる。また、センターブレーキ3とホイールブレーキ4aおよび4bとが作動可能な場合には、路面の勾配およびロータ温度に応じて、センターブレーキ3とホイールブレーキ4aおよび4bとを選択的に作動させることにより、必要十分な制動力を出力させながら、各ブレーキ(センターブレーキ3、ホイールブレーキ4aおよび4b)の負荷を低減して耐久性の向上を図ることができる。また、センターブレーキおよびホイールブレーキの一方のみで駐車制動力を付与する場合に比べて、各ブレーキに要求される制動力を小さくすることができるので、各ブレーキの小型化を図ることができる。
具体的には、車両100が停止状態であり、ホイールブレーキ4aおよび4bが作動不能の場合には、センターブレーキ3が作動されることにより、車両100に駐車制動力を付与することができる。また、車両100が停止状態であり、センターブレーキ3が作動不能の場合には、ホイールブレーキ4aおよび4bが作動されることにより、車両100に駐車制動力を付与することができる。したがって、パーキングブレーキの冗長化を図ることができる。
また、車両100が停止状態であり、路面が急勾配ではない場合には、要求制動力が大きくないことから、センターブレーキ3とホイールブレーキ4aおよび4bとの一方が作動される。そして、ロータ温度が所定値未満の場合には、ホイールブレーキ4aおよび4bの制動力の限界値が低下していないため、ホイールブレーキ4aおよび4bが作動される。その一方、ロータ温度が所定値以上の場合には、ホイールブレーキ4aおよび4bの制動力の限界値が低下しているため、センターブレーキ3が作動される。これにより、必要十分な制動力を確保しながら、各ブレーキの負荷を低減することができる。
また、車両100が停止状態であり、路面が急勾配である場合には、要求制動力が大きいことから、センターブレーキ3とホイールブレーキ4aおよび4bとの両方が作動される。これにより、各ブレーキの小型化を図りながら、必要十分な制動力を確保することができる。なお、ロータ温度が所定値以上の場合には、ホイールブレーキ4aおよび4bの制動力の限界値が低下しているので、ロータ温度が所定値未満の場合に比べて、要求制動力におけるWB分担制動力(ホイールブレーキ4aおよび4bが分担する制動力)の割合が低くなるように設定されている。
また、車両100が走行中である場合には、モータ41aおよび41bによってホイールブレーキ4aおよび4bが作動されることにより、走行中の車両100を常用ブレーキによらずに停止させることができる。なお、車両100の走行中にはセンターブレーキ3が作動されないので、駆動系に大きな負荷がかからないようにすることができる。
-他の実施形態-
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、上記実施形態において、車両100は、ドライバが操作を行わなくても自動的に走行可能な自動運転車両であってもよいし、ドライバが操作を行うことによって走行可能な非自動運転車両であってもよい。
また、上記実施形態では、車両100がFR方式である例を示したが、これに限らず、車両がRR(リアエンジン・リアドライブ)方式などのその他の駆動方式であってもよい。
また、上記実施形態では、走行用の駆動力源として内燃機関のみが設けられる例を示したが、これに限らず、走行用の駆動力源として電動機(モータ)のみが設けられていてもよいし、走行用の駆動力源として内燃機関および電動機の両方が設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、EPBスイッチ94aがオンされた場合に、パーキングブレーキ制御装置9の動作が開始される例を示したが、これに限らず、シフトポジションセンサによって検出されるシフトポジションがパーキングポジションに設定された場合に、パーキングブレーキ制御装置の動作が開始されるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、CB用ECU91が故障した場合にセンターブレーキ3が作動不能と判断される例を示したが、これに限らず、センターブレーキ自体が故障した場合にセンターブレーキが作動不能と判断されるようにしてもよいし、センターブレーキを駆動するモータが故障した場合にセンターブレーキが作動不能と判断されるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、WB用ECU92が故障した場合にホイールブレーキ4aおよび4bが作動不能と判断される例を示したが、これに限らず、ホイールブレーキ自体が故障した場合にホイールブレーキが作動不能と判断されるようにしてもよいし、ホイールブレーキを駆動するモータが故障した場合にホイールブレーキが作動不能と判断されるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、センターブレーキ3を制御するCB用ECU91と、ホイールブレーキ4aおよび4bを制御するWB用ECU92とが設けられる例を示したが、これに限らず、センターブレーキおよびホイールブレーキの両方を制御する1つのブレーキECUが設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、路面が急勾配である場合に、勾配に応じて要求制動力が算出される例を示したが、これに限らず、路面が急勾配である場合の要求制動力が予め設定されていてもよい。
また、上記実施形態では、路面が急勾配ではない場合の要求制動力が予め設定される例を示したが、これに限らず、路面が急勾配ではない場合に勾配に応じて要求制動力が算出されるようにしてもよい。
また、上記実施形態において、フェールセーフモード時の要求制動力は、路面の勾配が大きくなるほど高くなるように設定されていてもよいし、路面の勾配にかかわらず一定値に設定されていてもよい。
また、上記実施形態では、路面の勾配がGセンサ94dを用いて算出される例を示したが、これに限らず、路面の勾配がその他の手段を用いて算出されるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、ロータ温度が車速センサ94cおよびブレーキ油圧センサ94eを用いて算出される例を示したが、これに限らず、ロータ温度がその他の手段を用いて算出されるようにしてもよい。
本発明は、車両に設けられたホイールブレーキおよびセンターブレーキを制御するパーキングブレーキ制御装置に利用可能である。
3 センターブレーキ
4a、4b ホイールブレーキ
9 パーキングブレーキ制御装置
100 車両

Claims (1)

  1. 車両に設けられたホイールブレーキおよびセンターブレーキを制御するパーキングブレーキ制御装置であって、
    前記車両が停止している路面が急勾配である場合に、前記ホイールブレーキおよび前記センターブレーキを作動させるように構成され、
    前記車両が停止している路面が急勾配ではなく、前記ホイールブレーキのロータ温度が所定値以上の場合に、前記センターブレーキを作動させるように構成され、
    前記車両が停止している路面が急勾配ではなく、前記ロータ温度が所定値未満の場合に、前記ホイールブレーキを作動させるように構成され、
    前記ホイールブレーキおよび前記センターブレーキの一方が作動不能の場合に他方を作動させるように構成されていることを特徴とするパーキングブレーキ制御装置。
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