JP2019021824A - ケーブルの接続構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】グランド接続の信頼性を向上させることができるとともに、電力線から発生する高周波ノイズの信号線への影響を抑制することができるケーブルの接続構造を提供する。【解決手段】ケーブルの接続構造1は、電力線31と電力シールド線32とを含む電力ケーブル30と、信号線41と信号シールド線42とを含む信号ケーブル40と、制御側グランド15を含む制御部10と、被制御側グランド25を含み制御部10から電力を供給されるとともに、制御部10と電気信号を交信する被制御部20とを備える。電力シールド線32および信号シールド線42は、制御側グランド15および被制御側グランド25に接続される。電力ケーブル30および信号ケーブル40の少なくとも一方は、制御側グランド15と被制御側グランド25とを接続するアース線(35、45)を含む。【選択図】図1
Description
本明細書に開示される技術は、ケーブルの接続構造に関し、詳しくは、電力線と信号線を含むケーブルにおいて、電力線から信号線へのノイズを抑制する技術に関する。
従来、上記、電力線から信号線へのノイズを抑制する技術として、例えば、特許文献1に記載のものが知られている。特許文献1には、自動車の電動ブレーキ装置に用いられるケーブルにおいてノイズを抑制する技術が開示されている。そこでは、具体的には、電力線をツイストペア線で構成し、信号線を、シールド線を含む同軸線で構成し、電力線には直流電流を流すことによって、電力線による信号線でのノイズの発生を抑制させる技術が開示されている。
しかしながら、電動ブレーキ装置に用いられるモータには、制御の利便性からDCブラシレスモータが使用されることが多く、その際、交流電圧が印加される電力線から高周波ノイズが発生することが考えられる。そのため、電力線から発生する高周波ノイズの信号線への影響を抑制させる技術が所望されていた。
また、電動ブレーキ装置に用いられるモータ駆動装置等、車両のボディの外部に設けられる装置においては、直接、ボディアースをとることが困難な場合がある。そのため、そのような場合には、モータ駆動装置側のグランドとボディ側のグランドとは、電力線および信号線のシールド線を介して接続され、シールド線として編組線が用いられることがある。しかしながら、電動ブレーキ装置においては、車両運転時の振動によって編組線に振動ストレスが掛かり、振動ストレスによって編組線が断線することも考えられる。編組線が断線すると、シールド線としてのシールド効果が低減されるとともに、グランド接続線としての機能が喪失されることとなる。そのため、グランド接続の信頼性を向上させることができるとともに、電力線から発生する高周波ノイズの信号線への影響を抑制することができるケーブルの接続構造が所望されていた。
本明細書に開示される技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、グランド接続の信頼性を向上させることができるとともに、電力線から発生する高周波ノイズの信号線への影響を抑制することができるケーブルの接続構造を提供する。
本明細書に開示されるケーブルの接続構造は、制御部と被制御部とを接続するケーブルの接続構造であって、電力を供給する電力線と編組線から成り前記電力線をシールドする電力シールド線とを含む電力ケーブルと、電気信号を伝達する信号線と編組線から成り前記信号線をシールドする信号シールド線とを含む信号ケーブルとを含むケーブルと、前記電力線の一端および前記信号線の一端に接続され、制御側グランドを含み、前記電力の供給および前記電気信号の伝達を制御する制御部と、前記電力線の他端および前記信号線の他端に接続され、被制御側グランドを含み、前記制御部から前記電力を供給されるとともに、前記制御部と前記電気信号を交信する被制御部と、を備え、前記電力シールド線は、前記制御側グランドおよび前記被制御側グランドに接続され、前記信号シールド線は、前記制御側グランドおよび前記被制御側グランドに接続され、前記電力ケーブルおよび前記信号ケーブルの少なくとも一方は、前記制御側グランドと前記被制御側グランドとを接続するアース線を含む。
本構成によれば、グランド接続線として、電力シールド線および信号シールド線の他に、電力ケーブルおよび信号ケーブルの少なくとも一方にアース線が設けられる。そのため、電力シールド線および信号線シールド線の双方が、断線等によって制御部と被制御部とのグランド接続機能が喪失するようなことが発生した場合であっても、アース線によってグランド接続機能が維持される。また、アース線によって電力線から発生する高周波ノイズの信号線への影響を抑制することができる。そのため、本構成によるケーブルの接続構造によれば、グランド接続の信頼性を向上させることができるとともに、電力線から発生する高周波ノイズの信号線への影響を抑制することができる。
上記ケーブルの接続構造において、前記電力ケーブルおよび前記信号ケーブルの双方が、前記アース線を含むようにしてもよい。
本構成によれば、電力ケーブルおよび信号ケーブルの双方が、アース線を含む。そのため、グランド接続の信頼性をより向上させることができるとともに、電力線から発生する高周波ノイズの信号線への影響をより抑制することができる。
本構成によれば、電力ケーブルおよび信号ケーブルの双方が、アース線を含む。そのため、グランド接続の信頼性をより向上させることができるとともに、電力線から発生する高周波ノイズの信号線への影響をより抑制することができる。
また、上記ケーブルの接続構造において、前記アース線は、絶縁電線からなり、前記電力シールド線および前記信号シールド線の内側に配設されているようにしてもよい。
本構成によれば、アース線はシールド線の内側に配設されるため、アース線は、シールド線によって保護される。それによって、アース線の信頼性が向上されるとともに、延いては、ケーブルの接続構造の信頼性を向上させることができる。
本構成によれば、アース線はシールド線の内側に配設されるため、アース線は、シールド線によって保護される。それによって、アース線の信頼性が向上されるとともに、延いては、ケーブルの接続構造の信頼性を向上させることができる。
また、上記ケーブルの接続構造において、前記被制御側グランドは、前記電力線の前記他端および前記アース線が接続される電力グランドと、前記信号線の前記他端および前記アース線が接続される信号グランドと、を含み、前記電力グランドと前記信号グランドとは、分離して個別に設けられているようにしてもよい。
本構成によれば、被制御部において、電力グランドと信号グランドとは、分離して個別に設けられている。そのため、電力グランドと信号グランドとが共通化された場合と比べて、電力線から発生する高周波ノイズの影響が被制御部側のグランドを介して信号線に及ぶことを抑制できる。
本構成によれば、被制御部において、電力グランドと信号グランドとは、分離して個別に設けられている。そのため、電力グランドと信号グランドとが共通化された場合と比べて、電力線から発生する高周波ノイズの影響が被制御部側のグランドを介して信号線に及ぶことを抑制できる。
また、上記ケーブルの接続構造において、前記制御部は、車両の車体内部に設けられ、車両の電動ブレーキ用アクチュエータを制御する電動ブレーキ制御部であり、前記被制御部は、車両の車体外部に設けられた前記電動ブレーキ用アクチュエータであるようにしてもよい。
本構成によれば、ケーブルの接続構造が、車両の車体内部に設けられた電動ブレーキ制御部と、車両の車体外部に設けられた電動ブレーキ用アクチュエータとを接続するケーブルに適用される。この場合、ケーブルには車両運転時の振動によって編組シールド線に振動ストレスが掛かり、振動ストレスによって編組シールド線が断線することも考えられる。しかしながら、仮に編組シールド線が断線するような場合であっても、アース線によってグランド接続線の機能が確保されるとともに、電力線から発生する高周波ノイズの信号線への影響を抑制することができる。
本構成によれば、ケーブルの接続構造が、車両の車体内部に設けられた電動ブレーキ制御部と、車両の車体外部に設けられた電動ブレーキ用アクチュエータとを接続するケーブルに適用される。この場合、ケーブルには車両運転時の振動によって編組シールド線に振動ストレスが掛かり、振動ストレスによって編組シールド線が断線することも考えられる。しかしながら、仮に編組シールド線が断線するような場合であっても、アース線によってグランド接続線の機能が確保されるとともに、電力線から発生する高周波ノイズの信号線への影響を抑制することができる。
本明細書に開示されるケーブルの接続構造によれば、グランド接続の信頼性を向上させることができるとともに、電力線から発生する高周波ノイズの信号線への影響を抑制することができる。
一実施形態に係るケーブルの接続構造1を、図1から図8を参照しつつ説明する。本実施形態のケーブルの接続構造1は、自動車に搭載された電動ブレーキ制御部10と、電動ブレーキ用アクチュエータ20と接続するケーブル2の接続構造である。すなわち、本実施形態では、ケーブルの接続構造1が、自動車の電動ブレーキ、いわゆるEMB(Electro−Mechanical Brake)に適用された例を示す。
1.ケーブルの接続構造の構成
ケーブルの接続構造1は、図1に示されるように、ケーブル2、電動ブレーキ制御部10、および電動ブレーキ用アクチュエータ20を含む。ここで、電動ブレーキ制御部10は、「制御部」の一例である。また、電動ブレーキ用アクチュエータ20は、「被制御部」の一例である。以下、電動ブレーキ用アクチュエータ20を、単に、「アクチュエータ20」と記す。
ケーブルの接続構造1は、図1に示されるように、ケーブル2、電動ブレーキ制御部10、および電動ブレーキ用アクチュエータ20を含む。ここで、電動ブレーキ制御部10は、「制御部」の一例である。また、電動ブレーキ用アクチュエータ20は、「被制御部」の一例である。以下、電動ブレーキ用アクチュエータ20を、単に、「アクチュエータ20」と記す。
ケーブル2は、電力ケーブル30、信号ケーブル40、および外皮3を含む。ケーブル2は、所定のグロメット4によって車両の車体(ボディ)60に固定されている。
電力ケーブル30は、電力線31、電力シールド線32、および電力アース線(アース線に相当)35を含む。電力線31は、電動ブレーキ制御部10からアクチュエータ20に電力を供給する。
電力シールド線32は、編組線によって構成され、その一端32Aが電動ブレーキ制御部10のグランド(以下「制御側グランド」と記す)15に接続されている。電力シールド線32の他端32Bはアクチュエータグランド25(被制御側グランドに相当)である電力グランド25Pに接続され、電力線31を被覆してシールドする。
電力シールド線32は、編組線によって構成され、その一端32Aが電動ブレーキ制御部10のグランド(以下「制御側グランド」と記す)15に接続されている。電力シールド線32の他端32Bはアクチュエータグランド25(被制御側グランドに相当)である電力グランド25Pに接続され、電力線31を被覆してシールドする。
電力線31は、例えば、3本の絶縁された芯線で構成されている。すなわち、本実施形態では、電力線31を介して3相電力がアクチュエータ20に供給される。なお、これに限られず、例えば、電力線31が1本の芯線で構成され、直流電力がアクチュエータ20に供給されてもよい。
電力アース線35は、図1に示されるように、電力シールド線32の内側に設けられ、制御側グランド15と電力グランド25P(被制御側グランドの一例)とを接続する。電力アース線35は、被覆線(絶縁電線)であり、例えば、断面積ほぼ2.5平方mm(sq)の1本の芯線と、芯線を覆う絶縁被膜で構成される。
一方、信号ケーブル40は、信号線41、信号シールド線42、および信号アース線(アース線に相当)45を含む。信号線41は、電動ブレーキ制御部10とアクチュエータ20との間での電気信号を伝達する。電気信号には、例えば、アクチュエータ20への各種制御信号やアクチュエータ20からの各種センサ信号等が含まれる。
信号シールド線42は、電力シールド線32と同様に編組線によって構成され、その一端42Aが制御側グランド15に接続されている。信号シールド線42の他端42Bは、アクチュエータグランド25である信号グランド25Sに接続され、信号線41を被覆してシールドする。信号線41は、例えば12本の芯線で構成され、各芯線は絶縁被膜(図示せず)によって被覆され、絶縁されている。
信号アース線45は、信号シールド線42の内側に設けられ、制御側グランド15と信号グランド(被制御側グランドの一例)25Sとを接続する。信号アース線45は、電力アース線35と同様に、被覆線(絶縁電線)であり、例えば、断面積ほぼ2.5平方mm(sq)の1本の芯線と、芯線を覆う絶縁被膜で構成される。
このように、本実施形態では、各アース線(35、45)は、それぞれシールド線(32、42)の内側に配設されているため、各アース線(35、45)は、シールド線(32、42)によって保護される。それによって、アース線(35、45)の信頼性が向上されるとともに、延いては、ケーブルの接続構造1の信頼性を向上させることができる。
外皮3は、例えば絶縁性のテープによって構成され、電力ケーブル30および信号ケーブル40を、荒巻あるいはハーフラップ巻等によって、覆っている。
なお、各アース線(35、45)は、それぞれシールド線(32、42)の内側に配設されていることに限られない。例えば、各アース線(35、45)は、それぞれシールド線(32、42)と外皮3との間に配設されていてもよい。
なお、各アース線(35、45)は、それぞれシールド線(32、42)の内側に配設されていることに限られない。例えば、各アース線(35、45)は、それぞれシールド線(32、42)と外皮3との間に配設されていてもよい。
電動ブレーキ制御部10は、車両のボディ(車体)60の内部に設けられている。電動ブレーキ制御部10は、電力線の一端31Aおよび信号線の一端41Aに接続され、制御側グランド15を含み、電動ブレーキ用アクチュエータ20への電力の供給、および電気信号の伝達を制御する。また、電動ブレーキ制御部10は、3相電力を生成するインバータ(図示せず)を含む。
詳細には、電動ブレーキ制御部10は、例えば、電力制御部11、信号制御部12、および制御側グランド15を含む。電力制御部11は、出力端子11Aおよびグランド端子11Bを含む。出力端子11Aは電力線の一端31Aに接続され、グランド端子11Bは、例えばグランド配線13を介して制御側グランド15に接続されている。一方、信号制御部12は、出力端子12Aおよびグランド端子12Bを含む。出力端子12Aは信号線の一端41Aに接続され、グランド端子12Bは、例えばグランド配線14を介して制御側グランド15に接続されている。
また、電動ブレーキ制御部10において、電力シールド線32の一端32Aは、グランド配線33を介しての制御側グランド15に接続され、信号シールド線42の一端42Aは、グランド配線43を介しての制御側グランド15に接続されている。制御側グランド15は、車両のボディ60に接続されている。すなわち、制御側グランド15は、ボディアースに接続されている。なお、各グランド配線(13,14、33,43)の構成、例えば長さ等は任意である。
一方、アクチュエータ20は、車両のボディ60の外部に設けられる。アクチュエータ20は、電力線の他端31Bおよび信号線の他端41Bに接続され、電動ブレーキ制御部10と電気信号を交信するとともに、タイヤ50のディスクブレーキ51に対して電動で作用する。
詳細には、アクチュエータ20は、例えば、モータ制御部21、通信部22、アクチュエータグランド25、およびモータ26、および収容箱20Aを含む。アクチュエータグランド25は、図1に示されるように、電力系の電力グランド25Pおよび信号系の信号グランド25Sに分離されている。なお、アクチュエータグランド25の構成はこれに限られず、電力グランド25Pと信号グランド25Sとに分離されず、一体化されていてもよい。アクチュエータ20は、その他に、図示しない、各種センサ、歯車、ブレーキパッド、キャリバ等を含む。
モータ制御部21は、入力端子21Aおよびグランド端子21Bを含む。入力端子21Aは電力線の他端31Bに接続され、グランド端子21Bは、例えばグランド配線23を介して電力グランド25Pに接続されている。一方、通信部22は、入力端子22Aおよびグランド端子22Bを含む。入力端子22Aは信号線の他端41Bに接続され、グランド端子22Bは、例えばグランド配線24を介して信号グランド25Sに接続されている。
モータ26は、モータ制御部21に接続され、回転力によってブレーキパッド(図示せず)をディスクブレーキ51に対して作用させる。モータ26は、本実施形態では、例えば、DCブラシレスモータである。モータ制御部21は、電動ブレーキ制御部10から3相駆動電圧を受け取り、モータ26に3相駆動電圧を供給する。なお、これに限られず、モータ26は、インバータ内蔵DCブラシレスモータであってもよい。その際、電動ブレーキ制御部10から直流電圧が供給される。さらには、モータ26は、DCブラシレスモータに限られない。
また、アクチュエータ20において、電力シールド線32の他端32Bは、例えばグランド配線34を介して電力グランド25Pに接続され、信号シールド線42の他端42Bは、グランド配線44を介しての信号グランド25Sに接続されている。なお、各グランド配線(23,24、34,44)の構成、例えば長さ等は任意である。
このように、本実施形態では、ケーブルの接続構造1が、アクチュエータ20(被制御部)のグランド25が電動ブレーキ制御部10(制御部)のグランド15から浮いた状態に置かれ、制御側グランド15とアクチュエータグランド25との接続がシールド線(32、42)によって行われる構成に対して適用される。その際、本実施形態では、アクチュエータ20の電力グランド25Pは、電力シールド線32および電力アース線35を介して、電動ブレーキ制御部10の制御側グランド15に接続されている。同様に、アクチュエータ20の信号グランド25Sは、信号シールド線42および信号アース線45を介して、制御側グランド15に接続されている。
また、本実施形態の場合の、電力線31から信号線41へのノイズ伝搬に対しての抑制効果が、以下に説明するシミュレーションによって確認された。
また、本実施形態の場合の、電力線31から信号線41へのノイズ伝搬に対しての抑制効果が、以下に説明するシミュレーションによって確認された。
2.電力線から信号線へのノイズ伝搬シミュレーション試験
次に、図2から図8を参照して、電力線から信号線へのノイズ伝搬シミュレーション試験について説明する。
シミュレーション試験の基本構成として、図2に示されるように、電力線L1および信号線L2にシールド線SH1,SH2が設けられる場合の各シールド線SH1,SH2の長さK1を1400mmとし、電力線L1および信号線L2を覆う外皮テープTA部分の長さK2、すなわち、電力線L1および信号線L2が並走する長さを900mmとされた。シールド線SH1の端にはグランド配線GL1,GL2が設けられ、シールド線SH2の端にはグランド配線GL3,GL4が設けられている。グランドGNDは銅板によって構成されている。
次に、図2から図8を参照して、電力線から信号線へのノイズ伝搬シミュレーション試験について説明する。
シミュレーション試験の基本構成として、図2に示されるように、電力線L1および信号線L2にシールド線SH1,SH2が設けられる場合の各シールド線SH1,SH2の長さK1を1400mmとし、電力線L1および信号線L2を覆う外皮テープTA部分の長さK2、すなわち、電力線L1および信号線L2が並走する長さを900mmとされた。シールド線SH1の端にはグランド配線GL1,GL2が設けられ、シールド線SH2の端にはグランド配線GL3,GL4が設けられている。グランドGNDは銅板によって構成されている。
電力線L1は断面積ほぼ2.5平方mm(sq)の単線であり、信号線L2は断面積1.25平方mmの単線であり、それぞれ絶縁被覆部(図示せず)によって被覆されている。また、電力線L1および信号線L2は、外皮テープTAによって一体化されている。なお、各グランド配線(GL1−GL4)の構成、例えば長さ等は任意である。また、アース線EL1、EL2は、断面積ほぼ2.5平方mm(sq)の被覆銅線を用いた。
また、電力線L1の一端(制御部側)に、電力0dBm(1mW)の試験信号を入力し、電力線L1および信号線L2の他端側(アクチュエータ側)を50Ωの抵抗で終端した。その場合に、信号線L2の制御部側にスぺクトラムアナライザSAを接続し、クロストークによって信号線L2に誘起される電力を測定した。なお、試験信号は、正弦波であり、その周波数が、ほぼ10KHzから1GHzの間でスキャンされた。また、制御部側のグランドGNDとアクチュエータ側のグランドGNDとは、シミュレーションモードM1、M5では、所定の接続線等によって電気的に接続され、一体化されていた。
2−1.シミュレーションモードM1
シミュレーションモードM1では、図3に示されるように、各シールド線SH1,SH2を設けず、外皮テープTAのみで電力線L1および信号線L2が覆われている構成で、シミュレーションが行われた。
シミュレーションモードM1では、図3に示されるように、各シールド線SH1,SH2を設けず、外皮テープTAのみで電力線L1および信号線L2が覆われている構成で、シミュレーションが行われた。
シミュレーションモードM1の結果が、図8の曲線M1に示されている。この場合、シミュレーションの中で、信号線L2に誘起されるノイズレベルが最も高いことが示されている。
2−2.シミュレーションモードM2
シミュレーションモードM2では、図4に示されるように、各シールド線SH1,SH2が設けられず、電力線L1に近接してアース線EL1が設けられ、信号線L2に近接してアース線EL2が設けられた。各アース線EL1,EL2の一端が制御部側のグランドGNDに接続され、アース線EL1,EL2の他端がアクチュエータ側のグランドに接続された構成で、シミュレーションが行われた。なお、アクチュエータ側の電力グランドGPと信号グランドGSとは、アクチュエータ側では接続されておらず、各アース線EL1,EL2を介して制御部側でグランドGNDを介して接続されている。なお、ここで用語「近接」には、接していることも含まれる。すなわち、電力線L1に接してアース線EL1が設けられ、信号線L2に接してアース線EL2が設けられてもよい。
シミュレーションモードM2では、図4に示されるように、各シールド線SH1,SH2が設けられず、電力線L1に近接してアース線EL1が設けられ、信号線L2に近接してアース線EL2が設けられた。各アース線EL1,EL2の一端が制御部側のグランドGNDに接続され、アース線EL1,EL2の他端がアクチュエータ側のグランドに接続された構成で、シミュレーションが行われた。なお、アクチュエータ側の電力グランドGPと信号グランドGSとは、アクチュエータ側では接続されておらず、各アース線EL1,EL2を介して制御部側でグランドGNDを介して接続されている。なお、ここで用語「近接」には、接していることも含まれる。すなわち、電力線L1に接してアース線EL1が設けられ、信号線L2に接してアース線EL2が設けられてもよい。
シミュレーションモードM2の結果が、図8の曲線M2に示されている。この場合、1MHzから100MHzまでの周波数領域で、シミュレーションモードM1と比べてノイズレベルの低減効果が得られた。すなわち、各シールド線SH1,SH2が設けられない場合における各アース線EL1,EL2によるノイズレベルの低減効果が確認された。
2−3.シミュレーションモードM3
シミュレーションモードM3では、図5に示されるように、各シールド線SH1,SH2のみが設けられた。そして、各シールド線SH1,SH2の両端が各サイドでグランドに接続され、かつ、アクチュエータ側において電力グランドGPと信号グランドGSとが接続されていない構成で、シミュレーションが行われた。この構成は、各シールド線SH1,SH2によって、電力グランドGPおよび信号グランドGSが制御部側でグランドGNDに共通化された(集約された)構成である。
シミュレーションモードM3では、図5に示されるように、各シールド線SH1,SH2のみが設けられた。そして、各シールド線SH1,SH2の両端が各サイドでグランドに接続され、かつ、アクチュエータ側において電力グランドGPと信号グランドGSとが接続されていない構成で、シミュレーションが行われた。この構成は、各シールド線SH1,SH2によって、電力グランドGPおよび信号グランドGSが制御部側でグランドGNDに共通化された(集約された)構成である。
シミュレーションモードM3の結果が、図8の曲線M3に示されている。この場合、信号線L2に誘起されるノイズレベルが、ほぼ周波数範囲の全域において、シミュレーションのうちで最大に低減されることが確認された。
2−4.シミュレーションモードM4
シミュレーションモードM4では、図6に示されるように、各シールド線SH1,SH2、および各アース線EL1,EL2が設けられた。そして、各シールド線SH1,SH2および各アース線EL1,EL2の両端が各サイドでグランドに接続され、かつ、アクチュエータ側において電力グランドGPと信号グランドGSとが接続されていない構成で、シミュレーションが行われた。この構成は、各シールド線SH1,SH2および各アース線EL1,EL2によって、電力グランドGPおよび信号グランドGSが制御部側でグランドGNDに共通化された(集約された)構成であり、本実施形態の構成に相当するものである。
シミュレーションモードM4では、図6に示されるように、各シールド線SH1,SH2、および各アース線EL1,EL2が設けられた。そして、各シールド線SH1,SH2および各アース線EL1,EL2の両端が各サイドでグランドに接続され、かつ、アクチュエータ側において電力グランドGPと信号グランドGSとが接続されていない構成で、シミュレーションが行われた。この構成は、各シールド線SH1,SH2および各アース線EL1,EL2によって、電力グランドGPおよび信号グランドGSが制御部側でグランドGNDに共通化された(集約された)構成であり、本実施形態の構成に相当するものである。
シミュレーションモードM4の結果が、図8の曲線M4に示されている。この場合、信号線L2に誘起されるノイズレベルが、ほぼ20MHzまでの周波数領域において、シミュレーションモードM3と、ほぼ同程度に低減されることが確認された。すなわち、電力線L1に近接してアース線EL1を設け、電力線L1およびアース線EL1をシールド線SH1によってシールドする。また、信号線L2に近接してアース線EL2を設け、信号線L2およびアース線EL2をシールド線SH2によってシールドする。その際、アクチュエータ側において電力グランドGPと信号グランドGSとが接続されていない構成、すなわち、個別化された構成とされた。
なお、20MHz以上の周波数領域においては、シミュレーションモードM3に比べてノイズレベルの低減効果が少ないことが確認された。
なお、20MHz以上の周波数領域においては、シミュレーションモードM3に比べてノイズレベルの低減効果が少ないことが確認された。
2−5.シミュレーションモードM5
シミュレーションモードM5では、図7に示されるように、シミュレーションモードM3において、制御側とアクチュエータ側のグランドが接続された場合において、各シールド線SH1,SH2に断線WBが発生した場合を想定してシミュレーションが行われた。
シミュレーションモードM5では、図7に示されるように、シミュレーションモードM3において、制御側とアクチュエータ側のグランドが接続された場合において、各シールド線SH1,SH2に断線WBが発生した場合を想定してシミュレーションが行われた。
シミュレーションモードM5の結果が、図8の曲線M5に示されている。この場合、図8に示されるように、ほぼシミュレーションモードM1に近い結果となることが確認された。すなわち、各シールド線SH1,SH2に断線WBが発生した場合、各シールド線SH1,SH2によるノイズレベルの低減効果がほとんど得られることが確認された。なお、シミュレーションモードM1とシミュレーションモードM2の結果から、シミュレーションモードM5において、アース線EL1、EL2が設けられていた場合(本実施形態に相当)、シミュレーションモードM2の結果に近い、アース線EL1、EL2によるノイズレベルの低減効果が得られると考えられる。
すなわち、以上のシミュレーション結果から、本実施形態においては、仮に各シールド線(32、42)に断線が発生した場合であっても、各アース線(35、45)によって、制御側グランド15とアクチュエータグランド25との接続が確保されるとともに、所定のノイズレベルの低減効果が得られることが確認された。
3.本実施形態の効果
本実施形態のケーブルの接続構造1は、アクチュエータ20(被制御部)のグランド25が電動ブレーキ制御部10(制御部)のグランド15から浮いた状態に置かれ、制御側グランド15とアクチュエータグランド25と接続がシールド線(32、42)によって行われる構成に適用される。
この場合において、本実施形態によるケーブルの接続構造1によれば、制御側グランド15とアクチュエータグランド25とを接続するグランド接続線として、電力シールド線32および信号シールド線42の他に、電力ケーブル30には電力アース線35が設けられ、信号ケーブル40には信号アース線45が設けられている。そのため、仮に、電力シールド線32および信号シールド線42の双方に断線が発生し、電動ブレーキ制御部10(制御部)と電動ブレーキ用アクチュエータ20(被制御部)とのグランド接続機能が喪失するようなことが発生した場合であっても、アース線(35、45)によってグランド接続機能が維持される。また、アース線(35、45)によって電力線31から発生する高周波ノイズの信号線41への影響を抑制することができる。そのため、本実施形態よるケーブルの接続構造1によれば、グランド接続の信頼性を向上させることができるとともに、電力線31から発生する高周波ノイズの信号線41への影響を抑制することができる。
本実施形態のケーブルの接続構造1は、アクチュエータ20(被制御部)のグランド25が電動ブレーキ制御部10(制御部)のグランド15から浮いた状態に置かれ、制御側グランド15とアクチュエータグランド25と接続がシールド線(32、42)によって行われる構成に適用される。
この場合において、本実施形態によるケーブルの接続構造1によれば、制御側グランド15とアクチュエータグランド25とを接続するグランド接続線として、電力シールド線32および信号シールド線42の他に、電力ケーブル30には電力アース線35が設けられ、信号ケーブル40には信号アース線45が設けられている。そのため、仮に、電力シールド線32および信号シールド線42の双方に断線が発生し、電動ブレーキ制御部10(制御部)と電動ブレーキ用アクチュエータ20(被制御部)とのグランド接続機能が喪失するようなことが発生した場合であっても、アース線(35、45)によってグランド接続機能が維持される。また、アース線(35、45)によって電力線31から発生する高周波ノイズの信号線41への影響を抑制することができる。そのため、本実施形態よるケーブルの接続構造1によれば、グランド接続の信頼性を向上させることができるとともに、電力線31から発生する高周波ノイズの信号線41への影響を抑制することができる。
また、本実施形態では、アクチュエータグランド(被制御側グランド)25は、電力グランド25Pと、信号グランド25Sと、を含み、電力グランドと信号グランドとは、分離して個別に設けられている。そのため、電力グランドと信号グランドとが一体化された場合と比べて、電力線31から発生する高周波ノイズの影響が被制御部側グランドを介して信号線41に及ぶことを抑制できる。
また、本実施形態では、ケーブルの接続構造1が、車両の車体内部に設けられた電動ブレーキ制御部10と、車両の車体外部に設けられた電動ブレーキ用アクチュエータ20とを接続するケーブル(30、40)に適用される。この場合、ケーブル(30、40)には車両運転時の振動によって編組シールド線(32、42)に振動ストレスが掛かり、振動ストレスによって編組シールド線(32、42)が断線することも考えられる。しかしながら、仮に編組シールド線(32、42)が断線するような場合であっても、アース線(35、45)によって電動ブレーキ制御部10と電動ブレーキ用アクチュエータ20との間のグランド接続機能が確保される。また、電力線31から発生する高周波ノイズの信号線41への影響を抑制することができる。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、アース線(35、45)が電力ケーブル30および信号ケーブル40の双方に設けられる例を示したが、これに限られない。例えば、シールド線の断線の可能性、およびノイズの低減効果等に基づいて、アース線が電力ケーブル30にのみ設けられてもよいし、あるいはアース線が信号ケーブル40にのみ設けられてもよい。要は、アース線が電力ケーブルおよび信号ケーブルの少なくとも一方に設けられればよい。
(2)上記実施形態では、制御部を電動ブレーキ制御部10とし、被制御部を電動ブレーキ用アクチュエータ20として、本願に係るケーブルの接続構造を、自動車の電動ブレーキ(EMB)に適用する例を示したが、これに限られない。例えば、ケーブルの接続構造を、自動車のインホイールモータ、自動車のサイドミラーのカメラ等にも適用することができる。さらに、適用は自動車等の車両にも限られない。すなわち、本願に係るケーブルの接続構造は、被制御部のグランド部が制御部のグランド部から浮いた状態に置かれ、制御部のグランド部と被制御部のグランド部と接続がシールド線によって行われる、いかなる構成にも適用することができる。
1…ケーブルの接続構造
2…ケーブル
10…電動ブレーキ制御部(制御部)
15…制御側グランド
20…電動ブレーキ用アクチュエータ(被制御部)
25…アクチュエータグランド(被制御側グランド)
25P…電力グランド(被制御側グランド)
25S…信号グランド(被制御側グランド)
30…電力ケーブル
31…電力線
31A…電力線の一端部
31B…電力線の他端部
32…電力シールド線
32B…電力シールド線の他端部
35…電力アース線(アース線)
40…信号ケーブル
41…信号線
41A…信号線の一端部
41B…信号線の他端部
42…信号シールド線
42A…信号シールド線の一端部
42B…信号シールド線の他端部
45…信号アース線(アース線)
2…ケーブル
10…電動ブレーキ制御部(制御部)
15…制御側グランド
20…電動ブレーキ用アクチュエータ(被制御部)
25…アクチュエータグランド(被制御側グランド)
25P…電力グランド(被制御側グランド)
25S…信号グランド(被制御側グランド)
30…電力ケーブル
31…電力線
31A…電力線の一端部
31B…電力線の他端部
32…電力シールド線
32B…電力シールド線の他端部
35…電力アース線(アース線)
40…信号ケーブル
41…信号線
41A…信号線の一端部
41B…信号線の他端部
42…信号シールド線
42A…信号シールド線の一端部
42B…信号シールド線の他端部
45…信号アース線(アース線)
Claims (5)
- 制御部と被制御部とを接続するケーブルの接続構造であって、
電力を供給する電力線と編組線から成り前記電力線をシールドする電力シールド線とを含む電力ケーブルと、電気信号を伝達する信号線と編組線から成り前記信号線をシールドする信号シールド線とを含む信号ケーブルと、を含むケーブルと、
前記電力線の一端および前記信号線の一端に接続され、制御側グランドを含み、前記電力の供給および前記電気信号の伝達を制御する制御部と、
前記電力線の他端および前記信号線の他端に接続され、被制御側グランドを含み、前記制御部から前記電力を供給されるとともに、前記制御部と前記電気信号を交信する被制御部と、を備え、
前記電力シールド線は、前記制御側グランドおよび前記被制御側グランドに接続され、
前記信号シールド線は、前記制御側グランドおよび前記被制御側グランドに接続され、
前記電力ケーブルおよび前記信号ケーブルの少なくとも一方は、前記制御側グランドと前記被制御側グランドとを接続するアース線を含む、ケーブルの接続構造。 - 請求項1に記載のケーブルの接続構造において、
前記電力ケーブルおよび前記信号ケーブルの双方が、前記アース線を含む、ケーブルの接続構造。 - 請求項1または請求項2に記載のケーブルの接続構造において、
前記アース線は、絶縁電線からなり、前記電力シールド線および前記信号シールド線の内側に配設されている、ケーブルの接続構造。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のケーブルの接続構造において、
前記被制御側グランドは、
前記電力線の前記他端および前記アース線が接続される電力グランドと、
前記信号線の前記他端および前記アース線が接続される信号グランドと、を含み、
前記電力グランドと前記信号グランドとは、分離して個別に設けられている、ケーブルの接続構造。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のケーブルの接続構造において、
前記制御部は、車両の車体内部に設けられ、車両の電動ブレーキ用アクチュエータを制御する電動ブレーキ制御部であり、
前記被制御部は、車両の車体外部に設けられた前記電動ブレーキ用アクチュエータである、ケーブルの接続構造。
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