(57)【要約】【課題】  屈曲ケーブルのコストを低減し、安価なブレーキ装置を提供する。【解決手段】  サスペンションを備える車両の車輪側に設置され、電気的に駆動されることにより制動力を発生するアクチュエータと、車両運動制御装置から制動力に関する信号を受信し、前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御装置とを備えるブレーキ装置は、駆動制御装置は、アクチュエータ側に取付けられ、車両の車体側に設置される車両運動制御装置との通信を双方向の多重通信によって行う。ここで、駆動制御装置と車両運動制御装置を接続する信号線と、駆動制御装置へ電力を供給する電力線が、車体側と車輪側を接続する部分において、同一の外皮に覆われた１本のケーブルで構成されてもよい。又、ケーブルの電力線がツイストペア線、ケーブルの信号線が同軸線であってもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サスペンションを備える車両の車輪側に設置され、電気的に駆動されることにより制動力を発生するアクチュエータと、車両運動制御装置から制動力に関する信号を受信し、前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御装置とを備えるブレーキ装置において、
前記駆動制御装置は、前記アクチュエータ側に取付けられ、前記車両の車体側に設置される前記車両運動制御装置との通信を双方向の多重通信によって行う、ブレーキ装置。
【請求項２】
前記駆動制御装置と前記車両運動制御装置を接続する信号線と、前記駆動制御装置へ電力を供給する電力線が、車体側と車輪側を接続する部分において、同一の外皮に覆われた１本のケーブルで構成される、請求項１記載のブレーキ装置。
【請求項３】
前記ケーブルの前記電力線がツイストペア線、前記ケーブルの前記信号線が同軸線である、請求項２記載のブレーキ装置。
【請求項４】
前記駆動制御装置へ電力を供給する電力線を用いて、前記駆動制御装置と前記車両運動制御装置の通信情報を送電する、請求項１記載のブレーキ装置。
【請求項５】
前記駆動制御装置と前記車両運動制御装置の間の通信を、無線通信によって行う、請求項１記載のブレーキ装置。
【請求項６】
車輪の回転速度を検出する車輪速センサと、前記駆動制御装置とが、電気的に接続される、請求項１記載のブレーキ装置。
【請求項７】
ブレーキパッドの摩耗を検出するパッド摩耗検出センサと、前記駆動制御装置とが、電気的に接続される、請求項１記載のブレーキ装置。
【請求項８】
タイヤに設置される空気圧センサからの無線信号を受信する空気圧センサ受信機と、前記駆動制御装置とが、電気的に接続される、請求項１記載のブレーキ装置。
【請求項９】
サスペンションを備える車両の車輪側に設置され、電気的に駆動されることにより制動力を発生するアクチュエータと、車両運動制御装置から制動力に関する信号を受信し、前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御装置とを備えるブレーキ装置において、
前記駆動制御装置は、前記車両の車体側に設置され、前記駆動制御装置と前記アクチュエータを接続する信号線は、車体側と車輪側を接続する部分において、同一の外皮に覆われた１本のケーブルで構成される、ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のブレーキ装置に係り、特に、電力を用いて制動力を発生する車載用のブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電動モータを作動させて、制動力を発生するブレーキ装置が知られている。例えば、ブレーキペダルの踏込量を検出するペダルセンサの出力、アクチュエータの推力を検出する推力センサの出力、車輪速センサの出力に応じて、車両運動制御装置が要求制動力を駆動制御装置へ送信し、駆動制御装置で駆動制御されるアクチュエータで摩擦材をディスクロータに押圧し、車輪に制動力を加えるブレーキ装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
このブレーキ装置は、ソフトウエアによる対応でアンチロック制御、自動ブレーキ制御などの高度な車両制御やブレーキフィーリングの調整が行える。また、車両制御用のアクチュエータを共用してパーキングブレーキをかけることもできる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３２１５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のブレーキ装置では、車両運動制御装置と駆動制御装置は、サスペンションを備える車両の車体側（以下、ばね上と呼ぶ）に設置される。ばね上は、ボディーとそれに搭載されるエンジン、トランスミッション、内装などで構成される。一方、アクチュエータ、推力センサおよび車輪速センサは、車体を固定したとき、車輪の上下変位や操舵の動きと連動する車輪側（以下、ばね下と呼ぶ）に設置される。ばね下は、サスペンション、ナックル、アクスル、車輪などで構成される。
【０００６】
駆動制御装置とアクチュエータ、車両運動制御装置と推力センサ、車両運動制御装置と車輪速センサは、電線によって接続されている。ばね上とばね下の間には、サスペンションや操舵の動きによって相対変位が生じる。その変位は電線の変形によって吸収するようにしてあり、そのため、ばね上とばね下の間の電線には優れた屈曲性が要求される。これに加えて、飛石対策、凍結対策の面で強度も要求されることから、電線には屈曲ケーブルと称される特殊な電線が用いられており、その線の外皮も高価な樹脂が使われている。また、電線の接続部には防水性に優れたコネクタが必要とされ、コスト増加の要因になる。
【０００７】
従来のブレーキ装置では、各車輪について、駆動制御装置とアクチュエータ、車両運動制御装置と推力センサ、車両運動制御装置と車輪速センサを接続する３本の屈曲ケーブルを配線しており、コスト面で無駄があった。また、配線の手間や固定具の使用数も増え、これもコストに影響を及ぼしていた。また、アクチュエータに直流ブラシレスモータや交流モータを使用する場合には、駆動制御装置とアクチュエータの間に交流の大電流が通電されるため、周囲のアナログ信号線にノイズを発生させる恐れがあった。このため、ノイズ対策を施す費用が発生し、コストに影響を及ぼしていた。
【０００８】
この発明は、屈曲ケーブルのコストを低減し、安価なブレーキ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的は、駆動制御装置が、アクチュエータ側に取付けられ、車両の車体側に設置される車両運動制御装置との通信を双方向の多重通信によって行うことにより達成される。これにより、２芯の信号線のみで、車両運動制御装置の信号を駆動制御装置へ伝送できるだけでなく、駆動制御装置に設置された複数のセンサの情報を車両運動制御装置へ伝送することが可能となる。したがって、屈曲ケーブルの本数を削減することができ、安価なブレーキ装置を提供することが実現可能となる。
【００１０】
このとき、駆動制御装置と車両運動制御装置を接続する信号線と、駆動制御装置へ電力を供給する電力線が、車体側と車輪側を接続する部分において、同一の外皮に覆われた１本のケーブルで構成されるとよい。これにより、屈曲ケーブルの本数を１本化できるため、安価なブレーキ装置を提供することが実現可能となる。
【００１１】
また、屈曲ケーブルの電力線がツイストペア線、信号線が同軸線であるとよい。これにより、直流の電力線がデジタルの信号線に与えるノイズの影響は少ないため、電力線を低コストなツイストペア線で構成することができる。これにより、安価なブレーキ装置を提供することが実現可能となる。
【００１２】
また、前記駆動制御装置へ電力を供給する電力線を用いて、前記駆動制御装置と前記車両運動制御装置の通信情報を送電するようにするとよい。これにより、信号線専用の芯線が不要となるので、屈曲ケーブル内の芯線の本数を削減することができ、安価なブレーキ装置を提供することが実現可能となる。
【００１３】
また、駆動制御装置と車両運動制御装置の間の通信を、無線通信によって行うとよい。これにより、信号線専用の芯線が不要となるので、屈曲ケーブル内の芯線の本数を削減することができ、安価なブレーキ装置を提供することが実現可能となる。
【００１４】
また、車輪の回転速度を検出する車輪速センサと駆動制御装置とを電気的に接続するとよい。これにより、屈曲ケーブルの本数を削減することができ、安価なブレーキ装置を提供することが実現可能となる。さらに、駆動制御装置が車輪速センサの情報を利用して、アクチュエータをより高精度に制御することが可能となる。
【００１５】
また、ブレーキパッドの摩耗を検出するパッド摩耗検出センサと、前記駆動制御装置とを電気的に接続するとよい。これにより、パッド摩耗検出センサ信号専用の信号線をばね上まで敷設する必要がないため、屈曲ケーブルの本数を削減することができ、安価なブレーキ装置を提供することが実現可能となる。さらに、駆動制御装置がパッド検出センサの情報を利用して、より信頼性の高いアクチュエータ制御を行うことが可能となる。
【００１６】
また、タイヤに設置される空気圧センサからの無線信号を受信する空気圧センサ受信機と前記駆動制御装置とを電気的に接続するとよい。これにより、空気圧センサ信号専用の信号線をばね上まで敷設する必要がないため、屈曲ケーブルの本数を削減することができ、安価なブレーキ装置を提供することが実現可能となる。さらに、駆動制御装置が空気圧センサの情報を利用して、より信頼性の高いアクチュエータ制御を行うことが可能となる。
【００１７】
また、上記の目的は、駆動制御装置が車両の車体側に設置され、駆動制御装置とアクチュエータを接続する信号線は、車体側と車輪側を接続する部分において、同一の外皮に覆われた１本のケーブルで構成されることにより達成される。これにより、信号線毎に高価な外皮が不要となるので、安価なブレーキ装置を提供することが実現可能となる。さらに、電力線と信号線を別のケーブルとすることで、ノイズ対策のコストを低減でき、安価なブレーキ装置を提供することが実現可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
上述のように、本発明のブレーキ装置では、ばね上とばね下を接続する高価な屈曲ケーブルの本数を削減できる。したがって、安価なブレーキ装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１に、この発明のブレーキ装置の実施形態を示す。
【００２０】
ブレーキ装置は、ブレーキペダル１と、ブレーキペダルの踏込量を検出するペダルセンサ２と、運転状態検出装置３と、制動力を算出する車両運動制御装置４と、電力供給源５と、電動の制動力発生機構であるアクチュエータ７と、アクチュエータ７を駆動すると同時に信号の送受信を行う駆動制御装置６と、キャリパ１１で構成される。ブレーキペダル１と、ペダルセンサ２と、運転状態検出装置３と、車両運動制御装置４と、電力供給源５は、ばね上に配置され、駆動制御装置６と、アクチュエータ７と、キャリパ１１は、ばね下に配置される。
【００２１】
駆動制御装置６は、車両運動制御装置４との間でデジタル信号の双方向多重通信を行う通信回路６２と、アクチュエータ７に設置されたセンサからアナログ信号を受信するセンサ入力回路６５と、モータ１５を駆動する駆動回路６４と、通信回路６２とセンサ入力回路６５からの信号に応じて駆動回路６４を制御する制御回路６３で構成される。駆動制御装置６は、ケース１３に固定され、ケース１３はアクチュエータ７に固定される。
【００２２】
アクチュエータ７は、ハウジング１４と、モータ１５と、モータ１５のハウジング１４への固定部であるステータ１６と、モータ１５の回転部であるロータ１７と、ロータ１７の回転を直動に変換するねじ部１９と、ロータ１７の回転動力から推力を得るピストン１２と、ピストン１２の推力を受けてディスクロータ７５を挟み込む２つのパッド２１とで構成される。
【００２３】
上記のように、駆動制御装置６はタイヤ７２側に設けられ、アクチュエータ７に固定されるが、駆動制御装置６を固定したケース１３をアクチュエータ７のハウジング１４に固定してもよく、また駆動制御装置６を構成する回路装置を、例えばハウジング１４上に直接設けてもよい。後者によれば、部品点数を少なくでき、構成が簡単で組み立てが容易にあり、コスト低減が可能になる。
【００２４】
アクチュエータ７とパッド２１は浮動式のキャリパ１１に固定されている。キャリパ１１は、サスペンションや操舵の動きに連動するばね下固定部７４に対して、モータ１５の軸方向（図面の左右方向）に摺動可能なようにスライドピンボルト７８で支持されている。２つのパッド２１の間には、ハブ７６に固定されたディスクロータ７５が配置されている。パッド２１とディスクロータ７５に作用する摩擦力が、ホイール７１とタイヤ７２を介して路面に伝達され、車両の制動力となる。車輪速センサ用のスリットロータ７３はハブ７６と連動して回転する。ホイール７１には、空気圧を検出する空気圧センサ３９が備わっており、空気圧に応じた無線信号を、アクチュエータ７に設置された空気圧センサ受信機３７に送信する。このように空気圧センサ受信機３７がアクチュエータ７に設置されるので、受信機がばね上に設置される場合よりも、送信機と受信機の距離が近く、サスペンションの動きによる相対位置が変化が生じないため、信号の送受信を少ない電力で安定して行うことが可能である。
【００２５】
アクチュエータ７には、モータ１５の回転角を検出する回転角センサ３１と、ピストン１２の推力を検出する推力センサ３２と、車輪の回転速度を検出する車輪速センサ３３と、制動力に応じてキャリパへ作用する荷重を検出する制動力センサ３４と、モータ１５の温度を検出する温度センサ３５と、パッド２１の摩耗状態を検出するパッド摩耗センサ３６と、空気圧センサ受信機３７が設置されている。回転角センサ３１は、例えばホール素子、エンコーダ、レゾルバなどである。推力センサ３２と制動力センサ３４は、例えば歪みゲージ式ロードセルである。車輪速センサは、例えばスリット７３の回転に応じてパルス電圧を出力する磁気センサである。温度センサ３５は、例えば熱電対である。パッド摩耗センサ３６は、例えばセンサ内部の電線の断線よって生じる抵抗変化を検出する断線検出方式のセンサである。パッド摩耗によってディスクがセンサに接触するとセンサ内部の電線が切れ、パッド２１の摩耗が所定量を超えたことを検知できる。
【００２６】
これらのセンサから出力されるアナログ信号は、それぞれのセンサと駆動制御装置６を接続する信号線４１〜４７を介して駆動制御装置６へ送られる。信号線４１〜４７は、アクチュエータ７の内部を通るので、電線毎に防水性や飛石の影響を考慮する必要がないので、安価なブレーキ装置を提供することが可能となる。また、多重通信機能をもつ駆動制御装置６へ複数のセンサを電気的に接続することによって、センサの信号をそれぞれ専用の信号線でばね上に接続するときよりも、信号線の本数を削減できる。
【００２７】
電力供給源５と駆動制御装置６は、２芯の電力線５１で接続され、電力線５１には直流電流が通電される。車両運動制御装置４と駆動制御装置６は２芯の信号線５２で接続され、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）のようなデジタルの双方向多重通信で信号伝送される。信号を多重化することで、２芯の信号線のみで、車両運動制御装置４の信号を駆動制御装置６へ伝送できるだけでなく、駆動制御装置に設置された複数のセンサの情報を車両運動制御装置４へ伝送することが可能となる。電力線５１と信号線５２における、ばね上とばね下を接続する部分は、同一の被覆で覆われる屈曲ケーブル５３を構成する。
【００２８】
図２に屈曲ケーブル５３の断面図を示す。電力線５１は、２本の芯線８１，８２とそれぞれの外皮８３，８４で構成されるツイストペア線である。信号線５２は、２本の芯線９１，９２と、絶縁層９３と、外皮９４から構成される同軸線である。電力線５１と信号線５２を、屈曲性と強度に優れた外皮９９が覆っており、屈曲ケーブル５３を構成する。
【００２９】
このように、屈曲ケーブル５３には合計4本の芯線で構成されるため、これ以上多い芯数の電力線や信号線で屈曲ケーブルを構成するときよりも、細い径の屈曲ケーブルで１本化が可能となる。また、直流の電力線とデジタルの信号線で構成される屈曲ケーブルとすることで、ばね上とばね下を接続する屈曲ケーブルの本数を１本とすることができ、低コストのブレーキ装置を提供することができる。さらに、屈曲ケーブル５３の内部は、直流電流とデジタル信号の組合わせであるため、電力線に交流やモータ駆動電流が流れる場合や、信号線がアナログ線である場合よりも、電力線が信号線に与えるノイズの影響が少ない。このため、図２のように、電力線５１を低コストなツイストペア線とし、信号線のみを高コストな同軸線とすることができる。したがって、ノイズ対策に費やすコストも低減でき、安価なブレーキ装置を提供することができる。
【００３０】
以下、上述の構成をもつブレーキ装置の動作について説明する。
【００３１】
ペダルセンサ２は、ブレーキペダル１の踏込量に応じた電気信号を出力する。運転状態検出装置３は、例えば、車両の速度、車両の加速度、車両の旋回角速度、運転者のアクセルペダルの踏込量、エンジンのスロットル開度、操舵装置の舵角、前方走行車との車間距離や相対速度、障害物の有無、道路勾配、などを検出し、各運転状態に応じた電気信号を車両運動制御装置４へ送るものである。駆動制御装置６からは、モータ回転角、ピストン推力、制動力、モータ温度などのアクチュエータの作動状態や、車輪速、タイヤの空気圧、パッドの摩耗状態、などの情報が車両運動制御装置４へ送られる。
【００３２】
車両運動制御装置４は、ペダルセンサ２、運転状態検出装置３、駆動制御装置６からの信号に基づいて各車輪の目標制動力を演算し、算出した目標制動力の大きさに応じたデジタル信号を駆動制御装置６へ送信する。駆動制御装置６は、車輪の制動力が、車両運動制御装置４から要求される目標制動力になるように、アクチュエータ７のモータ１４を制御する。このとき駆動制御装置６は、回転角センサ３１、推力センサ３２、制動力センサ３４の信号をフィードバックし、制動力を制御する。さらに、温度センサ３５やパッド摩耗センサ３６、空気圧センサ３７からの情報に、異常な状態を示す情報が含まれているときには、異常を知らせる信号を車両運動制御装置４へ送信すると同時に、その状態に応じて車両の危険を回避するようにアクチュータ７を制御する。例えば、温度センサが異常な高温を示すときには、その温度に応じて、モータへ通電する電流を制限する。また、パッド摩耗センサ３６が所定のパッド摩耗量に達したことを示すときには、運転者に対してパッドの交換を促す警告を発する。また、タイヤ空気圧センサが空気圧の異常な低下を示すときには、運転者に対して空気圧の補充を促す警告を発すると同時に、タイヤの破損が生じない程度に制動力を制限する。
【００３３】
上記の実施例においては、車両運動制御装置４と駆動制御装置６との間の通信を信号線５２で伝送したが、図３−(ａ)に示すように、電力線５１で信号を伝送することも可能である。このとき、電力線５１のばね上とばね下の両側に、信号を入力するためのモデム５５，５６を設置する。これにより、屈曲ケーブル内の芯線の本数は２本となり、より安価なブレーキ装置を提供することが可能となる。
【００３４】
また、上記の実施例においては、車両運動制御装置４と駆動制御装置６との間の通信を信号線５２で伝達したが、図３−(ｂ)に示すように、無線によって信号の送受信を行うことも可能である。このとき、ばね上とばね下のそれぞれに、送受信機５７，５８を設置する。これにより、屈曲ケーブル内の芯線の本数は２本（電力線）となり、より安価なブレーキ装置を提供することが可能となる。
【００３５】
また、上記の実施例においては、電力線５１を２本の芯線としたが、電力線５１のグランド線を、ボディアースと共通化することによって、電力線５１を１本の芯線で構成することも可能である。このとき、サスペンションや操舵機構を通じて、ばね上のボディアースが駆動制御装置６のアースと共通となる。これにより、電力線の芯線の本数は１本となり、より安価なブレーキ装置を提供することが可能となる。
【００３６】
また、上記の実施例においては、車輪速センサ３３をアクチュエータ７と一体構成としたが、車輪速センサ３３を別体としてもよい。このとき、車輪速センサ３３のケーブルは駆動制御装置６へ接続される。このとき、車輪速センサ３３と駆動制御装置６を接続するケーブルは、屈曲性に優れた屈曲ケーブルである必要はない。これによって、ばね下のレイアウトの制約上、車輪速センサとアクチュエータの一体構成が困難な場合においても、高価な屈曲ケーブルの本数が１本になり、安価なブレーキ装置を提供することが可能となる。
【００３７】
また、上記の実施例においては、電力線５１と信号線５２を１本の屈曲ケーブルで束ねたが、図４−(ａ)に示すように、電力線５１と信号線５２を分けて２本の屈曲ケーブルとすることも可能である。このとき、従来技術の３本の屈曲ケーブルよりも少ない数の屈曲ケーブルとなるだけでなく、電力線５１と信号線５２を分けることで、電力線５１と信号線５２の距離を離して設置することができ、ノイズ対策の費用を低減できる。さらに、図４−(ｂ)のように、ばね下のレイアウトの制約上、駆動制御装置６をばね上に配置しなければならない場合においても、同様の構成をとることが可能である。このとき、屈曲ケーブル内の信号線はアナログ線となり、芯線の本数は増えるが、上述のように、電力線と信号線を分けることで、ノイズ対策の費用を低減できる。したがって、安価なブレーキ装置を提供することが可能となる。
【００３８】
また、上記の実施例においては、アクチュエータとして電動モータを備えるブレーキ装置について述べているが、電子制御式の油圧アクチュエータを備えるブレーキ装置であっても容易に適用可能である。例えば、モータ１５の代わりに電子制御式の油圧モータを備えるブレーキ装置であっても良い。または、アクチュエータとして油圧ピストンを備え、油圧制御を電子制御式の油圧バルブで行うブレーキ装置であっても良い。これらのブレーキ装置が、ばね下に複数のセンサを備える場合において、通信回路をばね下に配置し、ばね上の電子制御回路と多重通信で送信することによって、屈曲ケーブルの本数を削減でき、安価な車両システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態を示す図。
【図２】屈曲ケーブルを示す図。
【図３】別の実施形態を示す図。
【図４】別の実施形態を示す図。
【符号の説明】
【００４０】
１…ブレーキペダル、２…ペダルセンサ、３…運転状態検出装置、４…車両運動制御装置、５…電力供給源、６…駆動制御装置、７…アクチュエータ、１１…キャリパ、３１…回転角センサ、３２…推力センサ、３３…車輪速センサ、５１…電力線、５２…信号線、５３…屈曲ケーブル。
【図１】
2008179354.tif 000003
【図２】
2008179354.tif 000004
【図３】
2008179354.tif 000005
【図４】
2008179354.tif 000006