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JP4360231B2 - ブレーキ装置 - Google Patents

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JP4360231B2 JP2004050874A JP2004050874A JP4360231B2 JP 4360231 B2 JP4360231 B2 JP 4360231B2 JP 2004050874 A JP2004050874 A JP 2004050874A JP 2004050874 A JP2004050874 A JP 2004050874A JP 4360231 B2 JP4360231 B2 JP 4360231B2
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Description

本発明は、ブレーキシリンダの液圧を制御可能な電磁制御弁を備えた液圧制御装置を含むブレーキ装置に関するものである。
特許文献1には、電磁制御弁を備えた液圧制御装置を含むブレーキ装置の一例が記載されている。このブレーキ装置においては、電磁制御弁のコイルへの供給電流が、要求制動力に応じた大きさに制御される。そのため、過大な電流が供給されることがなく、コイルの発熱を抑制することができる。
特開2000−71973号公報
本発明の課題は、電磁制御弁を備えた液圧制御装置を含むブレーキ装置の改良である。
課題を解決しようとする手段および効果
請求項1の発明に係るブレーキ装置は、(i)車両の車輪に設けられ、共に摩擦ブレーキである液圧ブレーキおよび電動ブレーキと、(ii)(a)前記液圧ブレーキのブレーキシリンダの液圧を制御可能な1つ以上の電磁制御弁を備えた液圧制御装置と、(b)前記電動ブレーキの押付力を制御可能な押付力制御装置とを含み、前記ブレーキシリンダの液圧と前記電動ブレーキによる押付力とを協調制御することにより、前記車輪に加えられる制動力を制御するともに、要求制動力に基づいて、少なくとも、前記ブレーキシリンダの液圧のみを制御する第1状態と前記電動ブレーキの押付力のみを制御する第2状態とをとる制動力制御装置とを含むブレーキ装置であって、前記制動力制御装置が、前記液圧ブレーキの作動状態が設定時間以上続いた場合に前記第2状態となるものとされる。
本ブレーキ装置においては、1つの車輪に、少なくとも2つの摩擦ブレーキが設けられる。摩擦ブレーキのうちの少なくとも1つが液圧ブレーキであり少なくとも1つが電動ブレーキである。液圧ブレーキ、電動ブレーキは、いずれも、摩擦材をブレーキ回転体に押し付けることにより車輪の回転を抑制する摩擦ブレーキであるが、液圧ブレーキは、ブレーキシリンダの液圧により押し付けるものであり、電動ブレーキは、電動モータの作動により押し付けるものである。液圧ブレーキのブレーキシリンダの液圧は電磁制御弁を含む液圧制御装置によって制御され、電動ブレーキによる摩擦材のブレーキ回転体への押付力は押付力制御装置によって制御される。
電動ブレーキは、電動モータの作動により非回転体に保持された摩擦材を直接ブレーキ回転体に押し付ける直動式のブレーキとしても、電動モータによりケーブルに加えられた引張力により摩擦材をブレーキ回転体に押し付ける電動駐車ブレーキとしてもよい。
液圧ブレーキは、ディスクブレーキであってもドラムブレーキであってもよい。電動ブレーキも同様に、ディスクブレーキであってもドラムブレーキであってもよい。液圧ブレーキと電動ブレーキとの組み合わせとしては、例えば、(液圧ディスクブレーキ、電動ドラムブレーキ)、(液圧ディスクブレーキ、電動ディスクブレーキ)、(液圧ドラムブレーキ、電動ドラムブレーキ)、(液圧ドラムブレーキ、電動ディスクブレーキ)を採用することができる。
また、液圧ブレーキと電動ブレーキとの両方が設けられる車輪は、車両の前後左右の車輪のうちの1つであっても2つであっても3つ以上であってもよい。例えば、左右前輪と、左右後輪との少なくとも一方に設けられるようにしたり、互いに対角位置にある車輪の組の少なくとも一方に設けられるようにしたりすることができる。
車輪の回転は、液圧ブレーキによって抑制される場合、電動ブレーキによって抑制される場合、液圧ブレーキと電動ブレーキとの両方によって抑制される場合がある。
このようにすれば、車輪の回転が、常に液圧ブレーキによって抑制される場合に比較して、液圧制御装置の作動時間を短くしたり、供給電流を小さくしたりすることができ、電磁制御弁における発熱を抑制することができる。
なお、制動力制御装置は、ブレーキシリンダの液圧と電動ブレーキによる押付力との両方を協調制御することによって車輪に加わる制動力を制御するものであるが、ブレーキシリンダの液圧の制御と押付力の制御との両方が並行して行われることも、ブレーキシリンダの液圧の制御と押付力の制御とが異なる時期に行われることもある。
また、要求制動力は、要求される車輪の制動力であり、運転者によるブレーキ操作部材の操作状態で決まる場合、アンチロック制御、トラクション制御、ビークルスタビリティ制御等のスリップ制御中において車輪のスリップ状態で決まる場合、クルージング制御中において前方物体(車両の場合もある)との相対位置関係等に基づいて決まる場合等がある。
第1状態において、ブレーキシリンダの液圧が要求制動力に基づいて制御されるが、電動ブレーキの押付力については要求制動力に基づく制御が行われることがない。車輪に加わる制動力は、ブレーキシリンダの液圧の制御により制御される。この場合、電動ブレーキによる押付力は、一定の大きさに保っても、設定値(設定値は0であってもよい)まで減少させた後に一定に保ってもよい。第2状態においても同様であり、電動ブレーキの押付力が要求制動力に基づいて制御されるが、ブレーキシリンダの液圧については要求制動力に基づく制御が行われることはない。車輪に加わる制動力は、電動ブレーキによる押付力の制御により制御される。ブレーキシリンダの液圧は一定の大きさに保っても、設定値(設定値は0であってもよい)まで減少させた後に一定に保ってもよい。
なお、本発明に係るブレーキ装置は、第1状態、第2状態とに加えて、ブレーキシリンダの液圧と押付力との両方を要求制動力に基づいて制御する第3状態もとり得るものとすることができる。
また、液圧ブレーキの作動状態が設定時間以上続いた場合に前記第2状態となる。
例えば、ブレーキシリンダの液圧が液圧制御装置によって制御されて、車輪の回転が抑制される液圧制動状態が設定時間以上続いた場合第2状態となって、ブレーキシリンダの液圧が設定値(設定値は0であってもよい)まで低減させられれば、電磁制御弁への供給電流を小さくすることができ、電磁制御弁の発熱を抑制することができる。
設定時間は、電磁制御弁が過熱したと推定される時間、電磁制御弁が過熱するおそれがあるとされる時間等とすることができ、電磁制御弁の発熱を抑制する必要性が高いとされる時間とすることができる。液圧ブレーキの作動時間は、液圧制御装置作動時間でもある。
本ブレーキ装置において、制動力制御装置を、第1状態と第2状態とのいずれか一方に、当該ブレーキ装置の状態に基づいて切り換えるブレーキ状態対応変更部を含むものとすることができる。
当該ブレーキ装置の状態は、液圧ブレーキや液圧制御装置の作動時間、電動ブレーキや押付力制御装置の作動時間、液圧制御装置や押付力制御装置や電動モータ等が正常であるか異常であるか等で表すことができる。
例えば、液圧ブレーキの作動時間が設定時間以上であり、電磁制御弁のコイルの温度が設定温度以上であると推定される場合に、電磁制御弁への供給電流を小さくすることによって液圧を小さくする一方、押付力を大きくすれば(電動ブレーキを作動させれば)、要求制動力を満たしつつ、電磁制御弁の発熱を抑制することができる。
なお、液圧制御装置の異常時に、第1状態から第2状態に切り換えたり、押付力制御装置の異常時に、第2状態から第1状態に切り換えたりすることができる。電動ブレーキの作動時間が長い場合も同様に、電動モータの駆動回路の発熱を抑制するために第2状態から第1状態に切り換えることができる。
また、液圧ブレーキと電動ブレーキとで、主として液圧ブレーキが作動させられるように予め決めておき、原則として、液圧制御装置による制御が行われるが、異常等の不都合が生じた場合に、押付力制御装置による制御が行われるようにすることができる。この場合には、原則として第1状態とされ、不都合が生じた場合に第2状態とされることになる。
請求項の発明に係るブレーキ装置においては、前記電動ブレーキが、電動モータの作動によりケーブルに加えられる引張力により、前記車輪とともに回転するブレーキ回転体に非回転体に保持された摩擦材を押し付ける電動パーキングブレーキであり、前記押付力制御装置を、前記電動モータへの供給電流を制御可能な電流制御部を含むものとされる。
本ブレーキ装置において、電動ブレーキは、ケーブルの引張力により非回転体に保持された摩擦材をブレーキ回転体に押し付ける電動パーキングブレーキである。電動パーキングブレーキにおいては、電動モータに電流が供給されなくても、ケーブルに加えられる引張力を保持することができるため、消費エネルギの低減を図ることができる。
なお、電動パーキングブレーキは、運転者によってパーキングブレーキの作動が要求された場合(例えば、パーキングブレーキ操作部材が操作された場合)に作動させられるのは勿論、パーキングブレーキの作動が要求されない場合にも作動させられる。例えば、サービスブレーキの作動が要求される場合であっても電動パーキングブレーキが作動させられることがあるのであり、ブレーキシリンダの液圧の制御との協調制御が行われる。
請求項の発明に係るブレーキ装置においては、前記制動力制御装置が、高応答性が要求される場合に、要求制動力に基づいて前記ブレーキシリンダの液圧を制御する高応答性要求時液圧制御部を含むものとされる。
ケーブルに引張力を加えてブレーキを作動させる電動駐車ブレーキにおける押付力の制御と液圧ブレーキにおける液圧の制御とでは液圧の制御の方が高応答性が得られる。そのため、高応答性が要求される場合に、ブレーキシリンダの液圧が要求制動力に基づいて制御されるようにすることは妥当なことである。
高応答性が要求される場合として、例えば、要求制動力の変化速度の絶対値が設定値以上である場合、要求制動力と実制動力との差の絶対値が設定値以上である場合、要求制動力の変化頻度が設定頻繁以上である場合等が該当する。例えば、ブレーキ操作速度が設定速度以上である場合、後述するように、制動初期状態である場合、アンチロック制御等のスリップ制御中である場合等が該当する。
本項に記載のブレーキ装置においては、少なくとも高応答性が要求される場合に、ブレーキシリンダの液圧が要求制動力に応じて制御される。高応答性が要求されない場合には、要求制動力に応じてブレーキシリンダの液圧が制御されても、電動パーキングブレーキの押付力が制御されてもよい。ただし、電動パーキングブレーキの押付力が制御される状態において、高応答性が要求された場合には、ブレーキシリンダの液圧の制御に切り換えられる。それによって、液圧制御装置の電磁制御弁の発熱を抑制しつつ、必要時に、高応答性を満たすことが可能となる。
請求項の発明に係るブレーキ装置においては、前記制動力制御装置が、初期制動状態にある場合に高応答性要求時として前記ブレーキシリンダの液圧を要求制動力に基づいて制御し、初期制動終了後に前記ケーブルに加えられる引張力を要求制動力に基づいて制御する初期制動時液圧制御部を含むものとされる。
制動開始時には、ブレーキの効き遅れを小さくすることが望ましい。そのため、液圧制御装置の制御により液圧ブレーキを作動させることが望ましい。
制動初期状態は、例えば、制動開始から設定時間が経過するまでの間としたり、ブレーキシリンダの液圧が設定圧に達するまでの間としたり、要求制動力の時間に対する増加勾配が緩やかになるまでの間としたりすることができる。設定圧は、例えば、ファーストフィルが終了した場合の圧力、あるいは、その圧力よりやや大きい圧力とすることができる。初期制動状態は初期制動後より要求制動力の増加勾配が急であるのが普通であるため、増加勾配が急な状態から緩やかな状態に変化するまでの間を初期制動状態とすることができるのである。
請求項の発明に係るブレーキ装置においては、前記初期制動時液圧制御部が、制動開始から設定時間が経過するまでの間と、前記ブレーキシリンダの液圧が設定圧に達するまでの間とのいずれか一方の場合に、前記ブレーキシリンダの液圧を要求制動力に基づいて制御する手段を含むものとされる。
請求項の発明に係るブレーキ装置においては、前記制動力制御装置が、アンチロック制御中である場合に前記ブレーキシリンダの液圧を制御するアンチロック制御中液圧制御部を含むものとされる。
アンチロック制御中においては、車輪に加わる制動力を速やかに変化させる必要性が高い。そのため、アンチロック制御中に液圧制御装置によって制動力が制御されるようにすることは妥当なことである。
アンチロック制御中液圧制御部は、電動パーキングブレーキの作動中であっても、前記アンチロック制御が開始された場合には、ブレーキシリンダの液圧の制御を開始するものとすることができる。
請求項に係るブレーキ装置においては、前記制動力制御装置が、前記液圧ブレーキの作動状態が設定時間以上続いても、アンチロック制御中である場合には、前記ブレーキシリンダの液圧を制御する手段を含むものとされる。
請求項の発明に係るブレーキ装置においては、前記電磁制御弁を、前記ブレーキシリンダと低圧源との間に設けられた常開の電磁減圧制御弁を含むものとされる。
ブレーキシリンダの液圧を制御可能な電磁制御弁として、減圧制御弁や増圧制御弁があり、これらはコイルへの供給電流のON・OFFにより開閉させられる電磁開閉弁としたり、制御圧を供給電流に応じた大きさに制御可能な電磁リニア制御弁としたりすることができる。
常開の電磁減圧制御弁として、コイル等を含むソレノイドと、弁子および弁座、弁子を弁座から離間させる方向に付勢する状態で設けられたスプリング等を含むシーティング弁とを含み、ブレーキシリンダの液圧に応じた液圧作用力が弁子に作用する状態で設けられたものとすることができる。このような電磁減圧制御弁のコイルには、液圧ブレーキを作動させる場合に電流を供給する必要があり、コイルが過熱するおそれがある。そこで、ブレーキシリンダの液圧を制御可能な液圧制御装置に常開の電磁減圧制御弁が含まれる場合には、そのブレーキシリンダが設けられた車輪について、液圧ブレーキに加えて電動ブレーキが設けられることが望ましい。また、液圧ブレーキの作動中に、電磁減圧制御弁のコイルの発熱を抑制する必要性が高くなった場合に、液圧ブレーキの作動を停止させたり作動力を小さくしたりする一方、電動ブレーキを作動させることは妥当なことである。
請求項の発明に係るブレーキ装置においては、前記制動力制御装置が、前記電磁減圧制御弁の温度が予め定められた設定温度以上であると推定された場合に、前記電磁減圧制御弁への供給電流を小さくして、前記電動ブレーキを作動させる手段を含むものとされる。
本発明の一実施形態であるブレーキ装置について図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すブレーキ装置は、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル10,2つの加圧室を含むマスタシリンダ12,動力により作動させられる動力式液圧源としてのポンプ装置14,左右前後に位置する車輪にそれぞれに設けられた液圧ブレーキ16〜19、左右後輪にそれぞれ設けられた電動駐車ブレーキ20,21等を含む。
左右前輪には、それぞれ、液圧ブレーキ16,17が設けられ、左右後輪には、それぞれ、液圧ブレーキ18,19と電動駐車ブレーキ20,21との両方が設けられる。
液圧ブレーキ16〜19は、それぞれ、ブレーキシリンダ22〜25を含み、ブレーキシリンダ22〜25の液圧によって作動させられる。本実施形態においては、車輪とともに回転するブレーキディスク22b〜25bに、非回転体に保持された摩擦材としてのブレーキパッドを液圧によって押し付けるディスクブレーキである。
また、電動駐車ブレーキ20,21はドラムブレーキであり、本実施形態においては、左右後輪に、ドラムインディスクブレーキが設けられることになる。
マスタシリンダ12は、2つの加圧ピストンを含むものであり、2つの加圧ピストンのそれぞれの前方の液圧室には運転者によるブレーキペダル10の操作によって、その操作力に応じた液圧が発生させられる。マスタシリンダ12の2つの加圧室には、それぞれ、マスタ通路26,27を介して左右前輪のブレーキシリンダ22,23に接続される。マスタ通路26,27の途中には、それぞれ、マスタ遮断弁29,30が設けられる。マスタ遮断弁29,30は常開の電磁開閉弁である。
また、ポンプ装置14には、4つのブレーキシリンダ22〜25がポンプ通路36を介して接続される。ブレーキシリンダ22〜25には、マスタシリンダ12から遮断された状態でポンプ装置14から液圧が供給されて、液圧ブレーキ16〜19が作動させられる。ブレーキシリンダ22〜25の液圧は液圧制御弁装置38により制御される。
このように、左右前後輪のブレーキシリンダ22〜25は、ポンプ装置14の液圧によって作動可能なものであるが、左右前輪のブレーキシリンダ22,23は、マスタシリンダ12の液圧によっても作動可能なものである。
ポンプ装置14は、ポンプ66,ポンプ66を駆動するポンプモータ68を含む。ポンプ66の吸入側は吸入通路70を介してマスタリザーバ72に接続され、吐出側にはアキュムレータ74が接続される。ポンプ66によってリザーバ72の作動液が汲み上げられてアキュムレータ74に供給され、加圧された状態で蓄えられる。
また、ポンプ66の吐出側のアキュムレータ74より下流側(ブレーキシリンダ側)の部分とポンプ66の吸入側の部分73とが戻し通路としてのリリーフ通路76によって接続される。リリーフ通路76にはリリーフ弁78が設けられる。リリーフ弁78は、高圧側であるアキュムレータ側の液圧が設定圧を越えると閉状態から開状態に切り換えられる。
液圧制御弁装置38は、ポンプ通路36に設けられた電磁制御弁としての増圧リニアバルブ100〜103と、ブレーキシリンダ22〜25とリザーバ72とを直接接続する減圧通路104に設けられた電磁制御弁としての減圧リニアバルブ110〜113とを含む。これら増圧リニアバルブ100〜103と減圧リニアバルブ110〜113との制御によりブレーキシリンダ22〜25の液圧がそれぞれ別個独立に制御され得る。
増圧リニアバルブ110〜103,減圧リニアバルブ110,111は、コイル120に電流が供給されない間は、通常、閉状態にある常閉弁であるが、後輪側の減圧リニアバルブ112,113は、コイル122に電流が供給されない間は開状態にある常開弁である。
仮に、後輪側の減圧リニアバルブ112,113を常閉弁とした場合には、制動終了後に、ブレーキシリンダ24,25の作動液をリザーバ72に戻し、引きずりが生じることを回避するために、例えば、制動終了後に設定時間の間、コイル122に電流を供給して開状態に保つ必要がある。それに対して、常開弁とした場合には、制動終了後に、コイル122への供給電流を0とすればよく、ブレーキシリンダ24,25の作動液をリザーバ72に戻し、引きずりが生じることを回避することができる。また、マスタシリンダ12には前輪のブレーキシリンダ22,23が接続され、後輪のブレーキシリンダ24,25は接続されていない。そのため、異常時等にマスタ遮断弁29,30が開状態にされた場合であっても、後輪のブレーキシリンダ24,25の減圧リニアバルブ112,113は開状態にあっても差し支えない。したがって、本実施形態においては、後輪の減圧リニアバルブ112,113が常開弁とされるのである。
図2に常閉弁である増圧リニアバルブ100〜103,減圧リニアバルブ110,111を示す。増圧リニアバルブ100〜103,減圧リニアバルブ110,111は、コイル120、プランジャ123等を備えたソレノイド124と、弁子125および弁座126,弁子125を弁座126に着座させる向きに付勢するスプリング128等を備えたシーティング弁130とを含む。プランジャ123は、ハウジング132に対して相対移動可能に保持される。また、弁子125は、図2に示すように、長手方向に伸びた形状を成したものであり、シャフト部133とボール部134とを含み、シャフト部133においてプランジャ123に連結される。弁子125はシャフトボールと称することができる。
増圧リニアバルブ100〜103は、ポンプ装置14とブレーキシリンダ22〜25との間に、これらの差圧に応じた差圧作用力が弁子125に加わる状態で設けられ、減圧リニアバルブ110,111は、ブレーキシリンダ24,25とリザーバ72との間に、これらの差圧に応じた差圧作用力が弁子125に加わる状態で設けられる。
コイル120に電流が供給されない間において、通常は、スプリング128の付勢力が差圧作用力より大きくなるようにされているため、弁子125が弁座126に着座させられる閉状態にある。コイル120に電流が供給されると、電流に応じた電磁駆動力がプランジャ123に加えられ、弁子125を弁座126から離間させる向きに作用する。スプリング128の付勢力と、差圧作用力および電磁駆動力との関係で弁子125の弁座126に対する相対位置が決まる。
図3に常開弁である減圧リニアバルブ112,113を示す。減圧リニアバルブ112,113は、コイル122、プランジャ141等を備えたソレノイド142と、弁子154および弁座156,弁子154を弁座156から離間させる向きに付勢するスプリング158等を備えたシーティング弁160とを含む。プランジャ141にはシャフト162が連結され、これらプランジャ141とシャフト162とは、ハウジング164に対して一体的に相対移動可能に保持される。また、シャフト162には弁子154が固定される。
減圧リニアバルブ112、113は、ブレーキシリンダ24,25とリザーバ72との間において、ブレーキシリンダ24,25とリザーバ72との差圧に応じた差圧作用力が弁子154に加わる状態で設けられる。コイル122に電流が供給されない間は、液圧作用力およびスプリング158の付勢力により弁子154が弁座156から離間させられた開状態にある。コイル122に電流が供給されると、電流に応じた電磁駆動力が弁子154を弁座156に着座させる向きに作用する。スプリング158の付勢力および差圧作用力と、電磁駆動力との関係で弁子154の弁座156に対する相対位置が決まる。
常閉弁である増圧リニアバルブ100〜103,減圧リニアバルブ110,111において、弁子125は、オーステナイト系のステンレス鋼DSH400F(商品名)を用いて製造されたものであり、切削加工(球面加工)、熱処理を行った後、タフトライド法(商標:塩浴窒化法と称する)により軟窒化処理を行うことによって製造される。
この場合において、熱処理により、軟窒化処理前に被加工物(弁子125)の硬度がピッカース硬度Hv350まで高められる。また、シャフト部133とボール部134とは一体的に形成される。
タフトライド法(商標)による軟化窒化処理は、シアン化カリウムKCN、シアン酸カリウムKOCN等のアルカリ金属塩を主成分とした塩浴剤を用いて行う表面処理であり、被加工物の表面に化合物層(主として窒化鋼Fe4N等を含む)と、窒素Nや炭素Cが拡散された拡散層とを設ける処理である。
従来、常閉弁の弁子は、ステンレス鋼SUS303(JIS G 4303等)を用いて切削加工した後、タフトライド法(商標)により軟窒化処理を行うことによって製造されていたが、硬度を高くするという要求があった。しかし、ステンレス鋼SUS303は、熱処理等により硬度を高くすると磁性化する。一方、電磁弁において、弁子125のシャフト部133が磁性材料で製造されると、ソレノイド124において発生する磁束に影響が及び、電磁弁による制御精度が低下するおそれがある。また、シャフト部133に異物が付着し易くなる。したがって、弁子125のうち、特にシャフト部133は非磁性材料で製造されることが望ましい。
そこで、本実施形態においては、熱処理等を行って硬度を高くしても、磁性化しないステンレス鋼DSH400F(商品名)を用いるとともに、軟窒化処理を行った。それにより、弁子125の内部硬度および表面硬度を高くし、剛性を大きくすることができ、閉弁時の耐衝撃性を高めることができる。特に、軟窒化処理前に熱処理が行われるため、内部の硬度をより確実に高くすることができる。また、内部硬度を高くしたことにより高応力に耐え得るため、シール径(弁子125が弁座126に着座した場合に、ボール部134が液圧を受ける部分の直径)を小さくすることができ、常閉弁を小型化することができる。
さらに、タフトライド法(商標)による軟窒化処理を行うことにより、耐摩耗性、耐熱性を向上させることができ、表面割れを防止し、寿命を長くすることができる。
なお、シャフト部133とボール部134とは、それぞれ、別個に切削加工、熱処理、軟窒化処理を行った後に、かしめ等により固定することができる。その場合には、シャフト部133を非磁性材料で製造すれば、ボール部134を非磁性材料で製造する必要は必ずしもない。例えば、ベアリング鋼(軸受鋼と称する)を使用することもできる。
常開弁である減圧リニアバルブ112,113について、弁子154はベアリング鋼を用いて製造されたものであり、切削加工し、シャフト162と接合した後、ガス軟窒化法による表面処理を行うことによって製造される。この場合において、シャフト162は、上述の場合と同様に、非磁性材料で製造されたものである。
ガス軟窒化法による軟窒化処理は、タフトライド法(商標)と異なり、例えば、アンモニアガスNH3等を用いて行う表面処理である。
従来、弁子154は、ベアリング鋼を用いて切削加工することにより製造されており、ガス軟窒化法による表面処理が行われていなかった。それで、表面硬度を高くする要求があった。
そこで、本実施形態においては、ガス軟窒化法による表面処理が行われ、ピッカース硬度Hv750からHv1100まで高められた。それにより、弁子154の耐異物性を高めることができる。例えば、異物により傷が付いたり、変形したりすることを回避することができるのである。また、耐摩耗性、耐熱性を向上させることができ、寿命を長くすることができる。さらに、弁子154やシャフト162の表面に酸化物、不純物等の化合物層が生じることを回避することができる。また、タフトライド法(商標)によって表面処理が行われる場合に比較して、表面粗さの低下を抑制することができ、弁子154と弁座156との間のシール性を向上させることができる。さらに、アルカリ金属塩を使用しないため、作業環境の悪化を抑制することができる。
なお、弁子154にガス軟窒化処理を行った後にシャフト162と接合してもよい。
また、ガス軟窒化処理の代わりにタフトライド法(商標)による処理が行われるようにすることもできる。タフトライド法(商標)による処理が行われた後に研磨加工が行われれば、表面粗さの低下を抑制することができる。
さらに、常開弁と常閉弁とで、それぞれ、弁子125,154の材料、製造方法について説明したが、材料、製造方法の少なくとも一方を同じにすることができる。
マスタ通路26には、ストロークシミュレータ装置180が設けられる。ストロークシミュレータ装置180は、ストロークシミュレータ182と常閉のシミュレータ用開閉弁184とを含み、シミュレータ用開閉弁184の開閉により、ストロークシミュレータ182がマスタシリンダ12に連通させられる連通状態と遮断される遮断状態とに切り換えられる。
次に、電動駐車ブレーキ20,21について、図4に基づいて説明する。符号200は車体側部材に相対回転不能に取り付けられた非回転体としてのパッキングブレートを示し、符号202は、車輪とともに回転するドラムを示す。ドラム202は摩擦面204を有する。パッキングブレート200には、アンカピン206が設けられる。また、一対のブレーキシュー210a,210bが、シューホールドダウン装置212a,212bによってパッキングプレート200の面に沿って移動可能に取り付けられる。
一対のブレーキシュー210a,210bは、一端部において、アンカピン206に係合させられるとともに、リターンスプリング213a.213bによって、アンカピン206に接近する向きに付勢される。また、他端部において、ストラット214によって連結されるとともにスプリング215によって互いに接近する向きに付勢される。
ブレーキシュー210a,210bは、それぞれ、ウェブとリムとを備え、リムの外周面には、摩擦材としてのブレーキライニング216a,216bが保持される。
ブレーキシュー210aのウェブにはレバー230の一端部がピン232によって回動可能に取り付けられ、レバー230の他端部である自由端部にはケーブル240の一端部が連結される。レバー230とブレーキシュー210bとはストラット236によって連結される。なお、符号242はリターンスプリングを示す。
ケーブル240が引っ張られると、レバー230が回動させられ、ストラット214により、一対のブレーキシュー210a,bが拡開させられる。ブレーキライニング216a,216bがドラム202の摩擦面204に押し付けられて、摩擦力が発生する。
ケーブル240の他端部は図1に示すようにイコライザ250を介して張力付与装置252に接続される。
張力付与装置252は、正・逆両方向に回転可能な電動モータ(張力付与モータと称することもできる)260,電動モータ260への供給電流を制御可能な駆動回路261,電動モータ260の駆動力をケーブル240に加えるケーブル入力装置262等を含む。ケーブル入力装置262は、図5に示すように、複数のギヤを含むものであり、電動モータ260の出力軸に取り付けられた第1ギヤ270,第1ギヤ270に噛合された第2ギヤ272,第2ギヤ272と一体的に回転可能なウォーム274,ウォーム274に噛合されるとともにケーブル240に係合させられたウォームホイール276等を含む。
電動モータ260の回転によりウォームホイール276が回転させられ、それによって、ケーブル240が引っ張られたり、緩められたりする。ケーブル240に加えられる張力はイコライザー250を介して左右の電動駐車ブレーキ20,21に等しく伝達される。
また、電動モータ260が停止状態にされて、ウォームホイール276が停止状態にされれば、ケーブル240もその状態に保たれる。電動モータ260に電流が供給されなくても、電動駐車ブレーキ20,21において作用力が維持されることになる。さらに、ケーブル240に張力が加わっても、それによって、電動モータ260が回転させられることはない。
ブレーキ装置は、図1に示すように、ブレーキECU300の指令に基づいて制御される。ブレーキECU300は、コンピュータを主体とするもので、実行部302,記憶部304,入出力部306等を含む。入出力部306には、ストロークセンサ311,マスタ圧センサ314,ブレーキ液圧センサ316,車輪速センサ318、液圧源液圧センサ320、パーキングスイッチ322、張力検出装置324等が接続されるとともに、増圧リニアバルブ100〜103,減圧リニアバルブ110、111のコイル120,減圧リニアバルブ112,113のコイル122,マスタ遮断弁29,30、シミュレータ制御弁184の各コイルが図示しないスイッチ回路を介して接続されるとともに、ポンプモータ68、張力付与モータ260が駆動回路を介して接続される。
パーキングスイッチ322は、運転者によって操作可能なものである。パーキングスイッチ322が操作されると、ケーブル240に予め決められた張力が付与されるように(ブレーキライニング216a,216bが摩擦面204に予め定められた押付力によって押し付けられるように)、張力付与モータ260が駆動させられる。
張力検出装置324は、ケーブル240に加えられる張力を検出するものであり、検出された張力に基づいてブレーキライニング216a,216bの摩擦面204への押付力が取得される。本実施形態において、張力検出装置324は、電動モータ260の回転数を検出するエンコーダを含む。
なお、電動駐車ブレーキ20,21における押付力は、アンカピン206に加えられる荷重を検出することによって検出したり、ケーブル240に加えられる張力を直接検出することによって検出したりすることもできる。
記憶部には、図6のフローチャートで表される後輪制動力制御プログラム等が記憶される。
本実施形態においては、通常制動時には、マスタ遮断弁29,30が閉状態とされることによりブレーキシリンダ22〜25がマスタシリンダ12から遮断されて、ポンプ装置14の液圧により液圧ブレーキ16〜19が作動させられる。ストロークセンサ211によって検出された操作ストローク、マスタ圧センサ214によって検出されたマスタ圧等に基づいて運転者の要求制動力が求められ、要求制動力が得られるようにブレーキシリンダ液圧の目標液圧が決定される。実際のブレーキシリンダ液圧が目標液圧と同じになるように、各増圧リニアバルブ100〜103,減圧リニアバルブ110〜113のコイル120,122への供給電流が制御される。
また、車輪速センサ218によって検出された車輪速度等に基づいて各車輪の制動スリップ状態が求められ、制動スリップが大きいことが検出された場合には、アンチロック制御が行われる。アンチロック制御においては、各車輪の制動スリップが路面の摩擦係数に対して適正な大きさになるように、各ブレーキシリンダ22〜25の液圧が、液圧制御弁装置38の制御により別個独立に制御される。
一方、前述のように、左右後輪に対応して設けられた減圧リニアバルブ112,113が常開弁であるため、液圧ブレーキ作動中においては、電流を継続して供給する必要がある。そこで、液圧ブレーキ18,19の作動時間が設定時間以上であり、減圧リニアバルブ112,113のコイル122への通電時間が長く、コイル122における発熱を抑制する必要性が高い場合には、減圧リニアバルブ112,113のコイル122への供給電流が0にされるとともに電動駐車ブレーキ20,21が作動させられる。
上述のように取得された要求制動力が得られるように、張力付与モータ260への供給電流が制御される。張力付与モータ260の駆動によりケーブル240に張力が加えられると、それにより、レバー230が回動させられ、一対のブレーキシュー210a、210bが拡開させられ、ブレーキライニング216a,216bがドラム202の摩擦面204に押し付けられて、摩擦力が発生する。ブレーキライニング216a,216bの摩擦面204への押付力はケーブル240に加えられた張力、すなわち、張力付与モータ260の駆動力に応じた大きさであり、要求制動力に応じた大きさである。電動駐車ブレーキ20,21が、パーキングスイッチ322が操作されなくても作動させられるのであり、押付力が要求制動力が得られるように制御される。
また、アンチロック制御時等の高応答性が要求される場合には、液圧ブレーキ18,19の作動時間が設定時間以上であっても、液圧ブレーキ18,19が作動させられる。ブレーキシリンダ24,25の液圧が制御される場合の方が、ケーブル240の張力が制御される場合より高応答性が得られる。そのため、アンチロック制御中には、ブレーキシリンダ24,25の液圧の制御により、車輪のスリップ状態が制御されるのである。増圧リニアバルブ100〜103,減圧リニアバルブ110〜113のコイル120,122への供給電流は、アンチロック制御において要求される制動力に基づいて制御されることになる。
後輪制動力制御プログラムは予め定められた設定時間毎に実行される。
ステップ1(以下、S1と略称する。他のステップについても同様である。)において、制動要求があるか否かが判定され、S2において、パーキングスイッチ322がONかOFFかが判定される。
制動要求があって、パーキングスイッチ322がOFFである場合には、S3において、長時間制動であるか否か、S4において、アンチロック制御中であるか否かが判定される。長時間制動でない場合には、S5において、液圧ブレーキ18,19が作動させられる。ブレーキシリンダ24,25の液圧は増圧リニアバルブ102,103、減圧リニアバルブ112,113の制御により要求制動力が得られるように制御される。この場合には、電動駐車ブレーキ20,21は非作動状態にある(本実施形態において、S5が実行される状態が第1状態である)。
それに対して、液圧ブレーキによる作動時間が設定時間以上であり、かつ、アンチロック制御中でない場合には、S6において、ブレーキシリンダ24,25の液圧が0あるいは0より大きい設定圧まで低減させられ、それに代わって電動駐車ブレーキ20,21が作動させられる。ブレーキシリンダ24,25の液圧が0とされた場合には、電動駐車ブレーキ20,21による押付力が要求制動力に応じた大きさとされる。ブレーキシリンダ24,25の液圧が0より大きい設定圧に保たれる場合には、要求制動力から、その設定圧に応じた制動力を引いた大きさの制動力が得られるように、張力付与モータ260への供給電流が制御される。いずれにしても、電動駐車ブレーキ20,21による押付力が要求制動力に基づいて制御されることになる(本実施形態において、S6が実行される状態が第2状態である)。
また、長時間制動であっても、アンチロック制御中である場合には、S4の判定がYESとなって、S5が実行される。電動駐車ブレーキ20,21による押付力が0とされて、ブレーキシリンダ24,25の液圧が制御される。ブレーキシリンダ24,25の液圧がアンチロック制御における要求制動力に基づいて制御されるのである。なお、アンチロック制御中においては、電動駐車ブレーキ20,21の押付力は0より大きい設定値まで低減させられ、その大きさに保たれるようにすることもできる。
また、長時間制動でない場合(通常制動中)には、S4において、液圧ブレーキ18,19によって後輪の回転が抑制される。
さらに、パーキングスイッチ322がONである場合には、S7において、液圧ブレーキ18,19の作動の有無に係わらず、電動駐車ブレーキ20,21が作動させられる。この場合には、ケーブル240の張力は予め定められた大きさとされる。
また、制動要求がない場合には、S8において、増圧リニアバルブ102,103のコイル120への供給電流も減圧リニアバルブ112,113のコイル122への供給電流も0とされ、電動駐車ブレーキ20,21におけるケーブル240の引張力も0とされる。ブレーキシリンダ24,25の液圧は、開状態にある減圧リニアバルブ112,113を経てリザーバ72に戻される。
このように、本実施形態によれば、左右後輪の制動力が、液圧ブレーキ18,19におけるブレーキシリンダ24,25の液圧と電動パーキングブレーキ20,21におけるケーブル240の引張力(ブレーキライニング216a,bの摩擦面204への押付力に対応)との協調制御により制御される。
また、左右後輪の液圧ブレーキ18,19の作動時間が設定時間以上であり、減圧リニアバルブ112,113のコイル122の発熱を抑制する必要性が高いとされた場合には、コイル122への供給電流が低減させられて、電動駐車ブレーキ20,21が作動させられる。それによって、減圧リニアバルブ112,113のコイル122の発熱を抑制することができる。
さらに、アンチロック制御は、ブレーキシリンダ24,25の液圧の制御によって行われるため、電動駐車ブレーキ20,21の押付力の制御による場合に比較して、高応答性を得ることができる。
また、通常制動状態(液圧ブレーキ18,19の作動時間が設定時間より短い場合)においては、液圧ブレーキ18,19により制動力が加えられるようにされているため、電動駐車ブレーキ20,21によって制動力が制御される場合に比較して、応答性の低下を抑制することができる。
以上のように、本実施形態においては、液圧制御弁装置38等により液圧制御装置が構成され、張力付与装置252等により押付力制御装置が構成される。また、これら液圧制御装置、押付力制御装置およびブレーキECU300の後輪制動力制御プログラムを記憶を記憶する部分、実行する部分等により制動力制御装置が構成される。
また、押付力制御装置の駆動回路261等によって供給電流制御部が構成され、ブレーキECU300の後輪制動力制御プログラムのS5を記憶する部分、実行する部分等により高応答性要求時液圧制御部としてのアンチロック制御中液圧制御部が構成される。
なお、上記実施形態においては、後輪の制動力が図6のフローチャートで表される後輪制動力制御プログラムの実行に従って制御されるようにされていたが、図7のフローチャートで表される後輪制動力制御プログラムの実行に従って制御されるようにすることもできる。
本実施形態においては、制動要求がある場合には、S13において制動初期状態であるか否かが判定され、S14においてアンチロック制御中であるか否かが判定される。制動初期状態である場合、あるいは、アンチロック制御中である場合には、S5において、ブレーキシリンダ24,25の液圧が要求制動力が得られるように制御され、それ以外の場合には、S6において、電動駐車ブレーキ20,21が作動させられ、ケーブル240の張力が要求制動力が得られるように制御される。
制動初期状態は、制動開始から設定時間が経過するまでの間とすることができる。また、ブレーキシリンダにおける消費液量と液圧との間には、図8に示すように、制動開始当初において、それ以降より消費液量に対する液圧の増加勾配が小さくなる関係があるが、実際のブレーキシリンダの液圧がこの勾配が変化する場合の液圧Pfに達するまでの間(例えば、ファーストフィルが完了するまでの間)とすることができる。
本実施形態においては、制動初期状態である場合にブレーキシリンダ24,25の液圧が要求制動力に基づいて制御されるため、ブレーキの効き遅れを小さくすることができる。また、通常制動状態(初期制動終了後)には、電動駐車ブレーキ20,21が作動させられ、電動駐車ブレーキ20,21における押付力が要求制動力に基づいて制御されるようにされるため、減圧リニアバルブ112,113のコイル122の発熱を良好に抑制することができる。電動駐車ブレーキ20,21については、制動力を一定に保つ場合に、張力付与モータ260への供給電流を0とすることができるため、消費エネルギの低減を図ることができる。
本実施形態においては、ブレーキECU300の図7のフローチャートで表される後輪制動力制御プログラムのS5を記憶する部分、実行する部分等により高応答性要求時液圧制御部としての初期制動状態液圧制御部が構成される。
また、上記実施形態においては、電動ブレーキとして電動駐車ブレーキが設けられたが、直動式の電動ブレーキ396を設けてもよい。その場合の一例を図9に示す。
本実施形態においては、レバー230aがシュー212aにピン232aによって回動可能に取り付けられ、レバー230bがシュー212bにピン232bによって回動可能に取り付けられる。レバー230aには、電動アクチュエータ400の出力部材が連結され、レバー232bには、ケーブル410が連結される。電動アクチュエータ400は、電動モータ402、電動モータ402の回転を直線移動に変換する運動変換装置404等を含む。運動変換装置404は、例えば、ボールねじ機構を有するものとすることができる。運動変換装置404の出力部材がレバー230aに連結されるのである。
電動モータ402の作動によりレバー230aが回動させられると、ストラット214により、ブレーキシュー210a,210bが拡開させられ、ブレーキライニング216a,216bがドラム202の内周面204に押し付けられ、摩擦力が発生する。押付力は、電動モータ402への供給電流に応じた大きさとなる。
ケーブル410は、運転者による図示しないパーキングレバーの操作により引っ張られるものであり、ケーブル410に加えられた張力によりレバー230bが回動させられ、一対のシュー212a,bが拡開させられる。このドラムブレーキは、直動式の電動ブレーキ396とマニュアル式のパーキングブレーキ412との両方の機能を備えたものなのである。
図10のフローチャートで表される後輪制動力制御プログラムは予め定められた設定時間毎に実行される。
S21において、制動要求があるか否かが判定され、S22において、液圧ブレーキ18,19の作動時間が設定時間以上であるか否かが判定される。長時間制動でない場合には、S23において、電動ブレーキ396の非作動状態において、ブレーキシリンダ24,25の液圧が要求制動力が得られるように制御され(本実施形態において、S23が実行される状態が第1状態である)、長時間制動である場合には、S24において、ブレーキシリンダ24,25の液圧が0または設定圧まで低減させられ、電動ブレーキ396において電動モータ402への供給電流が要求制動力が得られるように制御される(本実施形態において、S24が実行される状態が第2状態である)。
制動要求がない場合には、S25において、液圧が0にされるとともに、電動ブレーキ396による押付力が0とされる。
直動式の電動ブレーキ396においては高応答性が得られるため、長時間制動中である場合においてアンチロック制御が開始された場合にもブレーキシリンダの液圧の制御に切り換える必要がない。電動モータ402への供給電流の制御によりアンチロック制御が行われることになる。
なお、第1状態と第2状態との切り換えは、上記実施形態におけるそれに限らず、第1状態において、液圧制御弁装置38の異常が検出された場合に第2状態としたり、第2状態において、張力付与装置252や電動ブレーキ396の異常が検出された場合に第1状態としたりすることができる。
また、前後左右のすべての車輪に、電動ブレーキと液圧ブレーキとの両方を設けることもできる。
さらに、1つの車輪に直動式の電動ブレーキと電動駐車ブレーキとの両方が設けられる場合において、その車輪の制動力が、直動式の電動ブレーキによる制動力の制御と電動駐車ブレーキによる制動力の制御との両方によって制御されるようにすることもできる。直動式の電動ブレーキによる制動力の制御と、電動駐車ブレーキによる制動力の制御とについては、上記各実施形態における態様を適用することができる。
その他、本発明は、前記記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
本発明の一実施形態であるブレーキ装置の回路図である。 上記ブレーキ装置の液圧制御弁装置に含まれる常開の電磁制御弁の断面図である。 上記ブレーキ装置の液圧制御弁装置に含まれる常開の電磁制御弁の断面図である。 上記ブレーキ装置の電動駐車ブレーキの正面図である。 上記ブレーキ装置のケーブル入力装置を概念的に示す図である。 上記ブレーキ装置のブレーキECUに記憶された後輪制動力制御プログラムを表すフローチャートである。 本発明の別の一実施形態であるブレーキ装置のブレーキECUに記憶された後輪制動力制御プログラムを表すフローチャートである。 上記ブレーキ装置において、ブレーキシリンダの液圧と消費液量との関係を示す図である。 本発明の別の一実施形態であるブレーキ装置の電動ブレーキの正面図である。 上記ブレーキ装置のブレーキECUに記憶された後輪制動力制御プログラムを表すフローチャートである。
符号の説明
16〜19:液圧ブレーキ 20,21:電動駐車ブレーキ 38:液圧制御弁装置 112,113:減圧リニアバルブ 120,122:コイル 240:ケーブル 252:張力付与装置 260:電動モータ 262:ケーブル入力装置 300:ブレーキECU 396:電動ブレーキ 400:電動アクチュエータ 402:電動モータ

Claims (9)

  1. (i)車両の車輪に設けられ、共に摩擦ブレーキである液圧ブレーキおよび電動ブレーキと、
    (ii)(a)前記液圧ブレーキのブレーキシリンダの液圧を制御可能な1つ以上の電磁制御弁を備えた液圧制御装置と、(b)前記電動ブレーキの押付力を制御可能な押付力制御装置とを含み、前記ブレーキシリンダの液圧と前記電動ブレーキによる押付力とを協調制御することにより、前記車輪に加えられる制動力を制御するともに、要求制動力に基づいて、少なくとも、前記ブレーキシリンダの液圧のみを制御する第1状態と前記電動ブレーキの押付力のみを制御する第2状態とをとる制動力制御装置と
    を含むブレーキ装置であって、
    前記制動力制御装置が、前記液圧ブレーキの作動状態が設定時間以上続いた場合に前記第2状態となるものであることを特徴とするブレーキ装置。
  2. 前記電動ブレーキが、電動モータの作動によりケーブルに加えられる引張力により、前記車輪とともに回転するブレーキ回転体に非回転体に保持された摩擦材を押し付ける電動パーキングブレーキであり、前記押付力制御装置が、前記電動モータへの供給電流を制御可能な電流制御部を含む請求項に記載のブレーキ装置。
  3. 前記制動力制御装置が、高応答性が要求される場合に、要求制動力に基づいて前記ブレーキシリンダの液圧を制御する高応答性要求時液圧制御部を含む請求項に記載のブレーキ装置。
  4. 前記制動力制御装置が、初期制動状態において、前記ブレーキシリンダの液圧を要求制動力に基づいて制御し、初期制動終了後に前記ケーブルに加えられる引張力を要求制動力に基づいて制御する初期制動時液圧制御部を含む請求項2または3に記載のブレーキ装置。
  5. 前記初期制動時液圧制御部が、制動開始から設定時間が経過するまでの間と、前記ブレーキシリンダの液圧が設定圧に達するまでの間とのいずれか一方の場合に、前記ブレーキシリンダの液圧を要求制動力に基づいて制御する手段を含む請求項に記載のブレーキ装置。
  6. 前記制動力制御装置が、アンチロック制御中に前記ブレーキシリンダの液圧を制御するアンチロック制御中液圧制御部を含む請求項2ないし5のいずれか1つに記載のブレーキ装置。
  7. 前記制動力制御装置が、前記液圧ブレーキの作動状態が設定時間以上続いても、アンチロック制御中である場合には、前記ブレーキシリンダの液圧を制御する手段を含む請求項2ないし6のいずれか1つに記載のブレーキ装置。
  8. 前記電磁制御弁が、前記ブレーキシリンダと低圧源との間に設けられた常開の電磁減圧制御弁を含む請求項1ないしのいずれか1つに記載のブレーキ装置。
  9. 前記制動力制御装置が、前記電磁減圧制御弁の温度が予め定められた設定温度以上であると推定された場合に、前記電磁減圧制御弁への供給電流を小さくして、前記電動ブレーキを作動させる手段を含む請求項に記載ブレーキ装置。
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