JPH0574503B2 - - Google Patents

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JPH0574503B2
JPH0574503B2 JP13041285A JP13041285A JPH0574503B2 JP H0574503 B2 JPH0574503 B2 JP H0574503B2 JP 13041285 A JP13041285 A JP 13041285A JP 13041285 A JP13041285 A JP 13041285A JP H0574503 B2 JPH0574503 B2 JP H0574503B2
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brake
braking
braking effect
pressure
reducing valve
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Tooru Tamano
Toshio Hashimoto
Hidetoshi Shimizu
Hideo Inoe
Hiromitsu Uchama
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車用ブレーキ装置に関するもので
あり、特に、制動開始時における自動車の車速に
適した制動効果が得られるブレーキ装置に関する
ものである。
従来の技術 自動車用のブレーキ装置は、車輪の回転を抑制
するブレーキと、そのブレーキを作用させるため
に操作されるブレーキ操作部材と、そのブレーキ
操作部材の操作に応じてブレーキを作用させるブ
レーキ駆動装置とを含むように構成されるのが普
通である。そして、従来のブレーキ装置において
は、ブレーキの作用力がブレーキ操作部材の操作
力に比例(この比例定数をブレーキサーボ比とい
う)するようにされていたのであるが、自動車に
おいては制動効果、すなわち自動車の減速度や車
軸に生ずる制動トルクの大きさはブレーキの作用
力によつて一義的に決まるものではなく、積載荷
重、路面の勾配、ブレーキの摩擦材の摩擦係数等
各種条件の影響を受ける。したがつて、運転者は
これらの条件を考慮してブレーキ操作部材を操作
しなければならなかつた。
そこで特開昭58−188746号公報等において、ブ
レーキの作用力ではなく車両の減速度がブレーキ
操作部材の操作力に対して一義的に定まるように
することが提案された。前記ブレーキ駆動装置を
電気信号に基づいてブレーキサーボ比が変わるも
のとするとともに、自動車の減速度を検出する減
速度検出手段を設け、減速度検出手段によつて検
出される減速度がブレーキ操作部材の操作力に対
応して予め定められている値となるようにブレー
キ駆動装置を制御するのである。制動効果は、自
動車が高速で走行している状態においてブレーキ
操作が行われた場合にも、低速で走行している状
態において行われた場合にも同一となるようにさ
れていた。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、実際には高速走行時と低速走行
時とでは望ましい制動効果が異なるものであり、
運転者はブレーキ操作を行う際の車速を考慮に入
れてブレーキ操作力を加減する必要があり、それ
だけブレーキ操作が難しくなる問題があつた。
問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために、本発明は、第1
図に示すように、前記ブレーキ、ブレーキ操作部
材、ブレーキ駆動装置、車速検出手段、ならびに
減速度、制動トルク等の制動効果を検出する制動
効果検出手段とを含む自動車用ブレーキ装置に、
(a)ブレーキの作動開始を検出する制動開始検出手
段と、(b)制動開始時における車速を複数段階に分
け、各段階毎に異なる目標制動効果を決定する目
標制動効果決定手段と、(c)制動効果検出手段によ
つて検出される実際の制動効果が目標制動効果に
ほぼ等しくなるようにブレーキ駆動装置を制御す
るブレーキ駆動装置制御手段とを設けたものであ
る。
作 用 上記のように構成されたブレーキ装置において
は、制動開始検出手段によつて制動開始が検出さ
れた際、車速検出手段によつて検出された車速が
予め複数段階に分けられている領域のいずれに属
するかによつて異なる目標制動効果が目標制動効
果決定手段により決定される。そして、ブレーキ
駆動装置制御手段が制動効果検出手段によつて検
出される実際の制動効果が上記目標制動効果とほ
ぼ等しくなるようにブレーキ駆動装置を制御す
る。制動開始時における車速の高低に応じて異な
る制動効果が生ずるようにブレーキが制御される
のである。
発明の効果 したがつて、運転者はブレーキ操作時における
車速を考慮することなく常に一定の感覚でブレー
キ操作部材の操作を行えば、そのときの車速に適
した制動効果が得られることとなり、ブレーキ操
作が容易となるとともに自動車の安全性が向上す
る効果が得られる。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
第2図において符号10はブレーキ操作部材と
してのブレーキペダルを示している。ブレーキペ
ダル10は液圧式ブースタ12を介してマスタシ
リンダ14を作動させるようになつている。マス
タシリンダ14の上部にはリザーバ16が取り付
けられ、このリザーバ16からポンプ18がブレ
ーキ液を汲み上げてアキユムレータ20に高圧で
蓄えるようにされており、そのアキユムレータ2
0の前記ブースタ12が液通路22により接続さ
れている。
上記ブースタ12とマスタシリンダ14とは、
第3図に示すようにハウジング30を共有してい
る。ハウジング30内にはピストン32および3
4が液密かつ摺動可能に嵌合され、その結果、加
圧室36および38が形成されている。これら加
圧室36および38は、ピストン32および34
がスプリング40および42によつてそれぞれス
トツパ44および46に当接する後退端位置まで
後退させられた状態において前記リザーバ16と
連通するようにされている。
ブースタ12の出力ピストンたるピストン52
はマスタシリンダ14のピストン34と一体とな
つている。ハウジング30のマスタシリンダ側と
は反対側の端部に円筒状の補助部材54が固定さ
れて、ハウジング30の一部として機能するよう
にされている。この補助部材54にはブースタ1
2の入力ピストンたるピストン56が液密かつ摺
動可能に嵌合されており、ピストン52と56と
の間には液圧液58が形成されている。ピストン
56のピストン52側の端部には弁子62が螺合
によつて固定されており、この弁子62の大径部
64とピストン52との間にはスプリング66が
配設されてピストン52と56とを互に離間する
方向へ付勢しているが、両者の離間限度は止め輪
68によつて規定されている。
弁子62はピストン52の中心に形成された弁
孔に摺特可能にかつ実質的に液密に嵌合され、常
には第3図に示す状態にあつて液圧室58を弁子
62に形成された液通路70、ピストン52に形
成された液通路72、環状室74を経て前記リザ
ーバ16と連通させているが、ピストン52に対
して一定距離前進(第3図において左方へ移動)
した状態においては液通路70と72との連通を
遮断し、更に一定距離前進した状態においては液
通路70をピストン52に形成された液通路76
および環状室78を経てポート79に連通させる
ようになつている。このポート79には前記液通
路22によりアキユムレータ20が接続される。
すなわち、弁子62はピストン52と共に、液圧
室58をリザーバ16と連通させる状態と、液圧
源たるアキユムレータ20と連通させる状態と、
リザーバ16にもアキユムレータ20にも連通さ
せない状態とに切換えが可能な切換弁80を構成
しているのである。
マスタシリンダ14の加圧室36は、第2図か
ら明らかなように、液通路90と92とから成る
主液通路によつて、前輪94を制動するブレーキ
のホイールシリンダ96に接続されている。一
方、加圧室38は後輪を制動するブレーキのホイ
ールシリンダに接続されているが、この後輪系統
の構成は前輪系統の構成と同一であるため図示お
よび説明を省略し、以下、前輪系統についてのみ
説明する。
液通路90は逆止弁98を経た後に二股に分岐
しており、それぞれの分岐通路に急増減圧弁10
0および緩増減圧弁102が設けられている。急
増減圧弁100は常には液通路90と92、すな
わちマスタシリンダ14とホイールシリンダ96
とを連通させる増圧許容状態であるが、ソレノイ
ド104に中間的な電流が供給されることにより
マスタシリンダ14とホイールシリンダ96との
連通を遮断する保圧状態に切り換えられ、さらに
ソレノイド104に大電流が供給されることによ
つてホイールシリンダ96をリザーバ16に連通
させる減圧許容状態に切り換えられる三位置電磁
弁となつている。緩増減圧弁102も急増減圧弁
100と同一の構造を有する三位置電磁弁である
が、ソレノイド106への供給電流の制御が異な
るものとされている。すなわち、ホイールシリン
ダ96の液圧を緩やかに増圧する必要が生じた場
合に、緩増減圧弁102を増圧許容状態と保圧状
態とに短い周期で交互に切り換える電流がソレノ
イド106に供給され、また、ホイールシリンダ
96の液圧を緩やかに減圧する必要が生じた場合
には、緩増減圧弁102が減圧許容状態と保圧状
態とに短い周期で交互に切り換えられる電流がソ
レノイド106に供給されるのである。
上記急増減圧弁100および緩増減圧弁102
をバイパスするとともに逆止弁108を備えたバ
イパス通路110が設けられており、ホイールシ
リンダ96のブレーキ液はこのバイパス通路11
0を経てマスタシリンダ14へ還流し得るように
されている。
上記液通路90の逆止弁98を経た後の部分に
は、電磁開閉弁112を介して前記アキユムレー
タ20が接続されている。電磁開閉弁112は常
にはアキユムレータ20と液通路90との連通を
遮断する状態になるが、上記急増減圧弁100お
よび緩増減圧弁102の作動開始と同時に開状態
とされ、アキユムレータ20から高圧のブレーキ
液がこれら両弁100,102に供給されるよう
になつているのである。ただし、このアキユムレ
ータ20から供給される高圧のブレーキ液がマス
タシリンダ14に流入することは、逆止弁98に
よつて阻止される。
以上の説明から明らかなように、ブースタ1
2、マスタシリンダ14、ポンプ18、アキユム
レータ20、電磁開閉弁112、急増減圧弁10
0、緩増減圧弁102等によつてブレーキ駆動装
置が構成されている。
このブレーキ駆動装置は、制御装置120によ
つて制御される。制御装置120はコンピユータ
を主体とするものであり、この制御装置120に
は前輪94の回転速度を検出する回転センサ12
2、ブレーキペダル10が踏み込まれたことを検
出するブレーキスイツチ124、ブレーキペダル
10の操作力を検出するロードセル126および
制御装置120の制御特性を手動で変更するため
の手動操作部128が接続されている。制御装置
120はこれらから供給される情報に基づいて、
ブレーキペダル10の操作力に対応した目標制動
効果を決定し、前記急増減圧弁100、緩増減圧
弁102および電磁開閉弁112を制御すること
によりホイールシリンダ96の液圧を制御して、
前輪94の制動効果が目標制動効果と等しくなる
ようにする。ブレーキスイツチ124が制動開始
検出手段を構成し、制御装置120が目標制動効
果決定手段およびブレーキ駆動装置制御手段を構
成しているのである。制御装置120はまた、回
転センサ122と共に車速検出手段および制動効
果検出手段を構成している。すなわち、制御装置
120は回転センサ122の出力信号に基づいて
車速と減速度とを演算するようにされているので
あり、本実施例においてはこの減速度をもつて制
動効果が把握されるようになつているのである。
制御装置120の主体を成すコンピユータの
ROMには、第4図に示す低速マツプと第5図に
示す高速マツプとが記憶されている。低速マツプ
は自動車が高速設定値V0(例えば50Km/h)以下
の低速で走行している状態においてブレーキペダ
ル10が踏み込まれた際の操作力Fと減速度gL
の望ましい関係、 gL=αF を表す直線を中心として第6図に示すようにその
上下両側に広がる1AL,1BL,CL,2BL,2AL
の各領域を設定し、これをマツプ化したものであ
る。すなわち、ブレーキペダル10の操作力Fの
全範囲を複数の段階に分割し、それぞれの段階に
対して上記領域の幅を段階的に設定したものであ
る。領域CLは減速度gLが適正であつてブレーキの
作用力をそのまま維持すべき領域であり、1BL
は減速度gLがやや過大であるため緩増減圧弁10
2を作動させてホイールシリンダ96の液圧を緩
やかに減圧すべき領域であり、1ALは減速度gL
が過大であるため急増減圧弁100を作動させて
ホイールシリンダ96の液圧を急激に減圧すべき
領域である。一方、領域2BLは、減速度gLがや
や過小であるため緩増減圧弁102を作動させて
ホイールシリンダ96の液圧を緩やかに増圧すべ
き領域であり、領域2ALは減速度gLが過小であ
るため急増減圧弁100を作動させてホイールシ
リンダ96の液圧を急激に増圧すべき領域であ
る。
また、第5図の高速マツプは自動車が高速設定
値V0を超える速度で高速走行している状態にお
いてブレーキペダル10が操作された場合の操作
力Fと減速度gHとの適正な関係、 gH=βF を表す直線を中心として第7図に示すように複数
の領域1AH,1BH,CH,2BH,2AHを設定し、
これをマツプ化したものである。本実施例におい
ては、高速時の直線gH=βFは低速時の直線gH
αFより勾配が緩やかとされるとともに、各領域
の幅が低速時のそれより狭くされている。また、
定数α、β、各領域の幅および前記高速設定値
V0は手動操作部128の操作により一定限度内
で変更し得るようにされている。
ROMには更に第8図に示すような増減圧弁制
御マツプが記憶されている。これは、前記低速マ
ツプおよび高速マツプにおいて減速度誤差ΔgL
(=g−gL)およびΔgH(=g−gH)が各領域にあ
る場合に、急増減圧弁100および緩増減圧弁1
02を如何なる状態にすべきかを指示するマツプ
であつて、図中xは増圧指示、yは減圧指示、z
は保圧指示を意味する。例えば、低速走行状態に
おいて減速度誤差ΔgLが領域CLにあれば、急増減
圧弁100および緩増減圧弁102には共に保圧
指示が与えられるのであるが、減速度誤差ΔgL
領域CLの値から領域2BLの値に変われば緩増減
圧弁102には増圧指示が与えられ、急増減圧弁
100には保圧指示が与えられる。そして、減速
度誤差ΔgLが領域2ALの値に変わつた場合には緩
増減圧弁102に保圧指示が与えられ、急増減圧
弁100に増圧指示が与えられる。また、減速度
誤差ΔgLが領域2BLの値から領域CLの値に変わつ
た場合には、増圧指示が与えられていた緩増減圧
弁102に一旦減圧指示が与えられた後、保圧指
示が与えられ、保圧指示が与えられていた急増減
圧弁100には保圧指示が与え続けられる。減速
度誤差ΔgLが他の領域間で変化した場合も、同様
に第8図の矢印に従つて急増減圧弁100と緩増
減圧弁102とに所定の指示が与えられる。
ROMには更に第9図のフローチヤートで表さ
れる制御プログラムを始め、種々の制御プログラ
ムが記憶されている。以下、第9図のフローチヤ
ートを参照しつつ本ブレーキ装置の作動を説明す
る。
ブレーキペダル10が踏み込まれていない状態
においては、第3図の切換弁80が液圧室58を
リザーバ16に連通させる状態にある。この状態
においては液圧室58と第2図のアキユムレータ
20との連通は遮断されており、かつ、電磁開閉
弁112も閉状態にあるため、リザーバ16から
ポンプ18によつて汲み上げられたブレーキ液は
アキユムレータ20に高圧で蓄えられる。そし
て、アキユムレータ20に一定量のブレーキ液が
蓄えられた後は、アキユムレータ20に設けられ
ている図示しない圧力スイツチからの信号に基づ
いてポンプ18が停止させられる。また、制御装
置120においては第9図のステツプS1が繰り
返し実行されている。
ブレーキペダル10が踏み込まれるとピストン
56が前進するが、このピストン56がピストン
52に当接する以前に、ピストン56と共に前進
する弁子62が液通路72を閉塞し、液通路76
を開く。そのためアキユムレータ20から高圧の
ブレーキ液がポート79、環状室78、液通路7
6および70を経て液圧室58へ流入し、ピスト
ン52を前進させる。この際、液圧室58の液圧
はピストン56にも作用するため、ブレーキペダ
ル10の操作力が増大する。ロードセル126は
この操作力を電気信号に変えて制御装置120に
供給する。
また、ブレーキペダル10の踏込みに伴つてブ
レーキスイツチ124から制動開始検出信号が制
御装置120に供給される。したがつて、第9図
のフローチヤートにおけるステツプS1の判定結
果がYESとなり、ステツプS2において実車速V
が高速設定値V0を超えるか否かの判定が行われ
る。回転センサ122の出力信号の平均値に基づ
いて演算された実際の走行速度が予め設定されて
いる高速設定値V0を超えるか否かの判定が行わ
れるのである。
判定の結果がNO、すなわち実車速Vが高速設
定値V0以下であつた場合にはステツプS3が実行
され、操作力Fの取込みが行われる。ロードセル
126からの信号が制御装置120のコンピユー
タの操作力レジスタに記憶されるのである。ま
た、ステツプS4において回転センサ122の出
力信号に基づき実減速度gの演痕が行われ、ステ
ツプS5において操作力レジスタに記憶されてい
る操作力Fと式gL=αFとに基づく目標減速度gL
の演算と、その目標減速度gLに対する実減速度g
の誤差ΔgLの演算とが行われる。
続いてステツプS6が実行され、操作力レジス
タに記憶されている操作力FとステツプS5にお
いて演算された減速度誤差ΔgLとに基づいて第4
図の低速マツプにおける領域の判断が行われる。
さらに、ステツプS7において減速度誤差ΔgLがど
の領域からからその領域に移行して来たかの判断
が行われる。すなわち、ステツプS6の領域判断
の結果が2AL,CL,1ALのいずれかであつた場
合には、第8図から明らかなように、増圧指示
x、減圧指示y、保圧指示zのいずれかが一義的
に定まるのであるが、領域判断の結果が2BL
たは1BLであつた場合には、どの領域からその
領域に移行して来たかによつて指示が二通りに分
かれるため、通過経路の判断が行われるのであ
る。具体的には、RAMの領域レジスタに記憶さ
れている領域とステツプS6において判断された
領域とが比較され、同一であればプログラムの実
行はステツプS8に移るのであるが、同一でなけ
ればどの領域からその領域に変わつたかが通過経
路レジスタに記憶されるとともに、領域レジスタ
の内容が更新される。
続くステツプS8においては、上記領域レジス
タおよび通過経路レジスタの内容から第8図の増
減圧弁制御マツプにおける増圧指示x、減圧指示
y、保圧指示zのいずれかが急増減圧弁100お
よび緩増減圧弁102とについてそれぞれ選択さ
れ、ステツプS9においてその指示に基づくソレ
ノイド104,106の制御が行われる。その
後、ステツプS10において制動が終了したか否
か、すなわちブレーキペダル10の踏込みが解除
されたか否かが判定され、解除されていればステ
ツプS11において電磁開閉弁112が閉状態とさ
れるとともに、急増減圧弁100および緩増減圧
弁102がノーマル状態である増圧許容状態に復
帰させられた上ステツプS1に戻るのであるが、
解除されていなければ再びステツプS2以下が実
行される。
以後、ステツプS2ないしS10が繰り返し実行さ
れ、急増減圧弁100および緩増減圧弁102が
適宜切り換えられてホイールシリンダ96の液圧
が制御され、自動車はほぼ目標減速度gLで制動さ
れることとなる。なお、ステツプS9におけるソ
レノイド104または106に対する初めての電
流供給が開始されると同時に電磁開閉弁112が
開かれるため、ホイールシリンダ96の液圧制御
はマスタシリンダ14を液圧源としてではなく、
アキユムレータ20を液圧源として行われる。た
だし、ブレーキクリアランスが消滅するまでのブ
レーキ液の供給はマスタシリンダ14から行われ
るため、ブレーキペダル10の踏込み量が著しく
小さく制限されることはなく、また、目標減速度
gLはブレーキペダル10の操作力に対応した大き
さに決定されるため、運転者によるブレーキペダ
ル10の操作感覚は従来と殆ど変わることがな
い。
一方、ステツプS2の判定結果がYESであつた
場合、すなわちブレーキ操作が行われた場合の自
動車の実車速Vが高速設定値V0より大きかつた
場合には、ステツプS3aないしS9aが繰り返し実
行されることとなり、この場合には自動車が高速
時に適した目標減速度gHで制動されることとな
る。ブレーキペダル10の操作力が同一であつて
も低速走行時と高速走行時とでは異なる制動効果
が得られるのであり、各制動効果はそれぞれの走
行時に適したものとされているため、運転者は走
行速度を意識することなく常に一定の感覚でブレ
ーキペダル10を操作すればよいこととなり、ブ
レーキ操作が容易となるとともに自動車の安全性
が向上する効果が得られる。
また、制御装置120は回転センサ122の出
力信号に基づいて急増減圧弁100および緩増減
圧弁102を制御し、前輪94がスキツド状態に
陥ることを防止するアンチスキツド装置の機能も
備えており、この制御が上記制御に優先するよう
にされているのであるが、この場合の制御はよく
知られたものであるため説明は省略する。
なお、制御装置120を主体とする制御系やポ
ンプ18などに故障が発生した場合には、ブース
タ12のピストン56がピストン52に当接し、
マスタシリンダ14のピストン34を直接作動さ
せ、また、急増減圧弁100および緩増減圧弁1
02はいずれもソレノイド104,106が励磁
されない状態においてマスタシリンダ14とホイ
ールシリンダ96とを連通状態に保つているた
め、ホイールシリンダ96の液圧はブレーキペダ
ル10の操作力に対応して上昇させられ、ブレー
キは支障なく作動させられる。
以上詳記した実施例においては、自動車の全走
行範囲が高速領域と低速領域との2段階に分けら
れていたが、これを3段階以上に分けてそれぞれ
に適した制動効果が得られるようにすることも可
能である。
また、上記実施例においては、アンチスキツド
装置の構成要素である制御装置120、急増減圧
弁100および緩増減圧弁102を利用して、ス
キツド状態に陥る恐れのない通常のブレーキ操作
時において適正な制動効果が得られるようにした
ものであるが、ブースタ12を電気信号によつて
倍力率の変更可能なものとすることによつても本
発明の目的を達成することができ、要するにブレ
ーキサーボ比が電気信号に基づいて変更可能なブ
レーキ駆動装置を備えた自動車用ブレーキ装置で
あれば本発明を適用することが可能である。
さらに、制動効果の把握手段も減速度検出手段
に限られるものではなく、制動トルク検出手段等
の採用も可能である。
その他、制御プログラム、制御マツプ等を適宜
変更するなど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】
第1図は本発明の構成を概念的に示す図であ
る。第2図は本発明の一実施例である自動車用ブ
レーキ装置を示す系統図であり、第3図はそれに
使用されるマスタシリンダおよびブースタを示す
正面断面図である。第4図および第5図は第2図
の制御装置に記憶されている低速マツプおよび高
速マツプを示す図であり、第6図および第7図は
それぞれ低速マツプおよび高速マツプの意味を説
明するためのグラフである。第8図は制御装置に
記憶されている増減圧弁制御マツプを示す図であ
る。第9図は制御装置の制御プログラムのうち本
発明に関連の深い部分のみを取り出して示すフロ
ーチヤートである。 10:ブレーキペダル、12:ブースタ、1
4:マスタシリンダ、16:リザーバ、18:ポ
ンプ、20:アキユムレータ、96:ホイールシ
リンダ、100:急増減圧弁、102:緩増減圧
弁、112:電磁開閉弁、120:制御装置、1
22:回転センサ、124……ブレーキスイツ
チ、126:ロードセル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 自動車の車輪の回転を抑制するブレーキと、 そのブレーキを作用させるために操作されるブ
    レーキ操作部材と、 そのブレーキ操作部材の操作に応じて前記ブレ
    ーキを作用させるとともに、そのブレーキの作用
    力と前記ブレーキ操作部材の操作力との比率が電
    気信号に基づいて変更可能であるブレーキ駆動装
    置と、 自動車の車速および制動効果をそれぞれ検出す
    る車速検出手段および制動効果検出手段と を含む自動車用ブレーキ装置において、 前記ブレーキの作用開始を検出する制動開始検
    出手段と、 制動開始時における車速を複数段階に分け、各
    段階毎に異なる目標制動効果を決定する目標制動
    効果決定手段と、 前記制動効果検出手段によつて検出される実際
    の制動効果が前記目標制動効果にほぼ等しくなる
    ように前記ブレーキ駆動装置を制御するブレーキ
    駆動装置制御手段と を設けたことを特徴とする車速に適した制動効果
    の得られる自動車用ブレーキ装置。
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