(57)【要約】      （修正有）【課題】スイッチング素子の過電流を保護しつつ、低温状態でもより大きな１次電流を実現できる負荷制御装置を提供する。【解決手段】負荷制御装置１０は、電源に接続される１次コイル３１Ｌ及び負荷に接続される２次コイル３１Ｈを有するトランス３１と、１次コイル３１Ｌを流れる１次電流の経路上に配置され、オン状態又はオフ状態に切り替わるスイッチング素子３２と、１次電流を検出する電流検出部と、スイッチング素子３２の温度を検出する温度検出素子３５と、電流検出部の検出電流が、温度検出素子３５の検出温度に応じて可変に設定される電流制限値以下となるように、スイッチング素子３２の切り替え動作を制御する制御部と、を含む。【選択図】図３
2020156213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続される１次コイル、及び負荷に接続される２次コイルを有するトランスと、
前記１次コイルを流れる１次電流の経路上に配置され、オン状態又はオフ状態に切り替わるスイッチング素子と、
前記１次電流を検出する電流検出部と、
前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出部と、
前記電流検出部の検出電流が、前記温度検出部の検出温度に応じて可変に設定される電流制限値以下となるように、前記スイッチング素子の切り替え動作を制御する制御部と、
を含む、負荷制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記温度検出部の検出温度が予め設定した基準温度より高いとき、第１の電流制限値を用いて前記スイッチング素子の制御を行い、
前記温度検出部の検出温度が前記基準温度以下のとき、前記第１の電流制限値よりも大きい第２の電流制限値を用いて前記スイッチング素子の制御を行う、
請求項１に記載の負荷制御装置。
【請求項３】
前記負荷に印加される電圧を検出する出力電圧検出部を備え、
前記制御部は、前記出力電圧検出部の検出電圧が前記負荷に印加すべき電圧目標値に近づくように前記スイッチング素子をフィードバック制御する、
請求項１又は２に記載の負荷制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷に供給する電力を可変制御する負荷制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の負荷制御装置の一つとして、例えば特許文献１には、出力電流に応じた電流値を検出して電流制限する過電流保護補正機能を有するスイッチング電源装置が開示されている。当該装置では、トランスの１次コイルを流れる電流（１次電流）に対応した電流検出電圧を所定のバイアス電圧により引き上げておき、トランスへの入力電圧の低下を検出したときに前記バイアス電圧を変化させることで、１次電流の経路上に配置されたスイッチング素子の最大オンデューティを拡張可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３６６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような従来の負荷制御装置において、過電流保護のために設定される電流制限値は、保護対象となるスイッチング素子の温度変化に対して固定とされている。通常、電流制限値は、高温で動作するスイッチング素子の故障を抑制することが可能な値に設定され、この電流制限値は、スイッチング素子の実際の温度に関係なく制御に適用される。
【０００５】
このため、スイッチング素子が低温で動作する場合、高温動作時に対応して設定された電流制限値よりも大きな電流を流し得る状態にあっても、実際にスイッチング素子に流すことができる電流は前記電流制限値で制限されてしまい、１次電流の最大値（最大オンデューティ）をより大きくすることができないという課題があった。
【０００６】
本発明は上記の点に着目してなされたもので、スイッチング素子の過電流を保護しつつ、低温状態でもより大きな１次電流を実現できる負荷制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明に係る負荷制御装置の一態様は、電源に接続される１次コイル、及び負荷に接続される２次コイルを有するトランスと、前記１次コイルを流れる１次電流の経路上に配置され、オン状態又はオフ状態に切り替わるスイッチング素子と、前記１次電流を検出する電流検出部と、前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出部と、前記電流検出部の検出電流が、前記温度検出部の検出温度に応じて可変に設定される電流制限値以下となるように、前記スイッチング素子の切り替え動作を制御する制御部と、を含むものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る負荷制御装置によれば、スイッチング素子の過電流を保護しつつ、低温状態でもより大きな１次電流を実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を適用可能な車両用ダンパシステムの一例を示す概略構成図である。
【図２】図１の車両用ダンパシステムにおける減衰力可変ダンパの一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるダンパ制御装置（負荷制御装置）の構成を示す回路図である。
【図４】図３のダンパ制御装置に関する変形例の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る負荷制御装置を適用し得る車両用ダンパシステムの一例を示す。
図１において、車両用ダンパシステムは、例えば四輪の車両１の走行中に路面凹凸により車両１に伝わる振動を減衰させるために、左前輪１ａ、右前輪１ｂ、左後輪１ｃ及び右後輪１ｄのそれぞれについて減衰力可変のダンパを備える。具体的には、車両用ダンパシステムは、左前輪１ａの左前輪ダンパ２ａ、右前輪１ｂの右前輪ダンパ２ｂ、左後輪１ｃの左後輪ダンパ２ｃ及び右後輪１ｄの右後輪ダンパ２ｄを備える。各ダンパ２ａ〜２ｄは、印加電圧によって粘度が変化する電気粘性流体を作動流体として内部に封入すると共に、外部から印加電圧を制御することで減衰力の高低を調整できるように構成されている。ダンパ２ａ〜２ｄは、各車輪１ａ〜１ｄにおいて、図示省略の懸架ばねとともにサスペンション装置を構成する。
【００１１】
また、車両用ダンパシステムは、車両１の状態量である車体挙動情報の一例として、各車輪１ａ〜１ｄにおける車高を検出するために、各車輪１ａ〜１ｄのサスペンション装置に取り付けられた４つの車高センサを備えている。具体的には、車両用ダンパシステムは、左前輪１ａの左前輪センサ３ａ、右前輪１ｂの右前輪センサ３ｂ、左後輪１ｃの左後輪センサ３ｃ及び右後輪１ｄの右後輪センサ３ｄを備える。各センサ３ａ〜３ｄは、例えばサスペンションアームと車体との上下変位量等、各車輪１ａ〜１ｄにおける路面からの車体の高さに相当する量を検出し、車高信号として出力する。
【００１２】
そして、車両用ダンパシステムは、各センサ３ａ〜３ｄから入力した車高信号に基づいて、各ダンパ２ａ〜２ｄの減衰力の高低を制御する、後述のマイクロコンピュータを備えたダンパ制御装置（負荷制御装置）１０を備える。ダンパ制御装置１０は、車載バッテリ４の電源電圧を所望の減衰力に応じて昇圧することで、各ダンパ２ａ〜２ｄに印加する印加電圧を出力する。
【００１３】
図２は、減衰力可変ダンパの一例を模式的に示す。なお、前述の図１に示した各ダンパ２ａ〜２ｄはいずれも同様の構成を有しているので、以下において特に言及しない限り、減衰力可変ダンパ２０と記載されている場合には、各ダンパ２ａ〜２ｄのそれぞれに該当するものとする。
【００１４】
減衰力可変ダンパ２０において、その外郭をなす円筒状の外筒２１の下端開口を下端キャップ２２にて閉塞した有底円筒体に、下端開口をバルブ体２３で閉塞した、外筒２１よりも小径の円筒状の内筒２４が、外筒２１と同軸に収容される。外筒２１及び内筒２４の上端開口は、上端キャップ２５にて閉塞される。外筒２１と内筒２４（正確には後述の電極筒）との間にはリザーバ室αが形成される。内筒２４は、一端がダンパ制御装置１０の負極端子１０ｔｎに接続された給電線１０ｎの他端に接続される。給電線１０ｎは、内筒２４及びダンパ制御装置１０との接続部を除き、周囲の構成部品から電気的に隔離されている。
【００１５】
また、減衰力可変ダンパ２０において、内筒２４の内部には、内筒２４の内周面と摺動しつつ上下動を繰り返すピストン２６を先端に備えたピストンロッド２７が、上端キャップ２５の挿入口２５ａを介して挿入される。ピストンロッド２７と挿入口２５ａとの間は液密かつ気密となるように構成される。内筒２４の内部空間は、ピストン２６によって上端キャップ２５側の上部シリンダ室βとバルブ体２３側の下部シリンダ室γとに画成される。
【００１６】
内筒２４の側面のうち上端キャップ２５の近傍には、内筒２４の内外を連通する内筒連通孔２４ａが設けられる。また、バルブ体２３には、リザーバ室αと下部シリンダ室γとを連通するバルブ体連通孔２３ａが設けられるとともに、下部シリンダ室γからリザーバ室αへの作動流体の流通を制限するバルブ体逆止弁２３ｂが設けられる。さらに、ピストン２６には、上部シリンダ室βと下部シリンダ室γとを連通するピストン連通孔２６ａが設けられるとともに、上部シリンダ室βから下部シリンダ室γへの作動流体の流通を制限するピストン逆止弁２６ｂが設けられる。
【００１７】
また、減衰力可変ダンパ２０において、内筒２４と外筒２１との間であって、かつ上端キャップ２５とバルブ体２３との間には、導電体である円筒状の電極筒２８が、内筒２４及び外筒２１と同軸に、かつ内筒２４及び外筒２１から離間して配置される。電極筒２８は、一端がダンパ制御装置１０の高電圧側の正極端子１０ｔｐに接続された給電線１０ｐの他端に接続される。給電線１０ｐは、電極筒２８及びダンパ制御装置１０との接続部を除き、周囲の構成部品から電気的に隔離されている。電極筒２８は、電気絶縁材料である環状のアイソレータ２９によって、電極筒２８の上端部及び下端部において、内筒２４と電極筒２８との間の隙間が閉塞されるとともに、外筒２１及び内筒２４等の周囲の構成部品から電気的に隔離される。
【００１８】
電極筒２８と内筒２４との間には、流通する作動流体に高電圧を印加する電圧印加流路δが形成され、電極筒２８の下端部におけるアイソレータ２９には、電圧印加流路δとリザーバ室αとを連通するアイソレータ連通孔２９ａが設けられる。
【００１９】
減衰力可変ダンパ２０は、外筒２１の下端部が各車輪（車軸）に取り付けられ、ピストンロッド２７の上端部が車体に取り付けられることで車両１に装着される。
【００２０】
ピストンロッド２７が伸びるときには、内筒２４内のピストン２６が上昇することで上部シリンダ室βの作動流体が加圧され、上部シリンダ室βの作動流体が内筒連通孔２４ａを通して電圧印加流路δ内に流入する。このとき、ピストン２６の上昇により電圧印加流路δ内に流入した作動流体に相当する量の作動流体が、リザーバ室αからバルブ体連通孔２３ａを介して下部シリンダ室γに流入する。
【００２１】
ピストンロッド２７が縮むときには、内筒２４内のピストン２６が下降することで下部シリンダ室γの作動流体がピストン連通孔２６ａを介して上部シリンダ室βへ流入する。このとき、内筒２４内に占めるピストンロッド２７の体積増大により押し退けられた作動流体が、上部シリンダ室βから内筒連通孔２４ａを介して電圧印加流路δへ流入する。
【００２２】
ピストンロッド２７が伸びるとき及び縮むときのいずれにおいても、電圧印加流路δ内に流入した作動流体は、電圧印加流路δをアイソレータ連通孔２９ａに向けて移動し、リザーバ室αに流出する。したがって、作動流体は、ダンパ制御装置１０の高電圧印加により内筒２４と電極筒２８との間に生じた電位差に応じた粘度となるので、これにより、減衰力可変ダンパ２０の減衰力が調整される。なお、減衰力可変ダンパの構造は上記の一例に限定されるものではなく、減衰力を電気的に制御することのできる周知の減衰力可変ダンパに対して本発明の負荷制御装置を適用することが可能である。
【００２３】
次に、前述の図１に示したダンパ制御装置１０について詳しく説明する。
図３は、ダンパ制御装置１０の構成を示す回路図である。図３において、ダンパ制御装置１０は、本発明による負荷制御装置の一実施形態に該当し、各車輪１ａ〜１ｄのダンパ２ａ〜２ｄにそれぞれ対応する昇圧回路１１ａ〜１１ｄ、及びマイクロコンピュータ１２を備える。
【００２４】
各昇圧回路１１ａ〜１１ｄは、直流電源である車載バッテリ４の電源電圧を昇圧して発生させた高電圧を対応するダンパ２ａ〜２ｄにそれぞれ供給するものである。具体的に、昇圧回路１１ａは、左前輪ダンパ２ａに電圧供給し、昇圧回路１１ｂは、右前輪ダンパ２ｂに電圧供給し、昇圧回路１１ｃは、左後輪ダンパ２ｃに電圧供給し、昇圧回路１１ｄは、右後輪ダンパ２ｄに電圧供給する。なお、図３に示す構成例において、各昇圧回路１１ａ〜１１ｄは同一の回路構成を有しているため、以下では、昇圧回路１１ａについて具体的な構成を説明して、他の昇圧回路１１ｂ〜１１ｄについては説明を省略する。
【００２５】
昇圧回路１１ａは、トランス３１、スイッチング素子３２及びその駆動回路３３、電流検出部としての電流検出抵抗３４、温度検出部としての温度検出素子３５、リレー回路３６、整流ダイオード３７、並びに、出力電圧検出部としての抵抗３８及び抵抗３９を備える。昇圧回路１１ａの入力側は車載バッテリ４に接続され、出力側は左前輪ダンパ２ａ（減衰力可変ダンパ２０）に接続される。なお、本実施形態においては、マイクロコンピュータ１２及び駆動回路３３が制御部に相当する機能を備えている。
【００２６】
トランス３１は、図示省略のコアに巻回された、入力側の１次コイル３１Ｌ及び出力側の２次コイル３１Ｈを有する。１次コイル３１Ｌは、一端がリレー回路３６及び入力端子１０ｉｐを介して車載バッテリ４の正極に接続され、他端がスイッチング素子３２、電流検出抵抗３４及び入力端子１０ｉｎを介して車載バッテリ４の負極に接続（接地）される。２次コイル３１Ｈは、一端が整流ダイオード３７及び出力端子１０ｏｐを介して左前輪ダンパ２ａの電極筒２８に接続され、他端が出力端子１０ｏｎを介して左前輪ダンパ２ａの内筒２４に接続される。
【００２７】
入力側に配置されるスイッチング素子３２は、その制御端子が駆動回路３３の出力端子に接続されている。スイッチング素子３２は、駆動回路３３から出力される駆動信号に応じてオン状態又はオフ状態に切り替わるスイッチング動作を行う半導体スイッチング素子である。スイッチング素子３２がオン状態にあるとき、１次コイル３１Ｌと電流検出抵抗３４との間が電気的に導通し、スイッチング素子３２がオフ状態にあるとき、１次コイル３１Ｌと電流検出抵抗３４との間が電気的に遮断される。スイッチング素子３２の具体例としては、図３に示したようなＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）が用いられる。なお、スイッチング素子３２は、ＭＯＳＦＥＴに限らず、制御端子に入力される制御信号に応じてスイッチング動作を行う半導体スイッチング素子であればよく、例えばバイポーラトランジスタやＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等であってもよい。
【００２８】
駆動回路３３には、マイクロコンピュータ１２で演算される電圧目標値Ｖｔ及び電流制限値Ｉｒ、並びに、電流検出抵抗３４により検出される電流検出電圧Ｖｉｄが与えられる。駆動回路３３は、これらの値Ｖｔ，Ｉｒ，Ｖｉｄを用いて、スイッチング素子３２を駆動するための駆動信号を生成し、該駆動信号をスイッチング素子３２に出力する。また、駆動回路３３は、左前輪ダンパ２ａ（負荷）に印加される出力電圧を抵抗３８，３９により分圧した帰還電圧Ｖｆを基に、実際の出力電圧が電圧目標値Ｖｔに近づくようにスイッチング素子３２のフィードバック制御も行う。駆動回路３３が出力する駆動信号の詳細については後述する。
【００２９】
電流検出抵抗３４は、一端がスイッチング素子３２に接続され、他端が入力端子１０ｉｎを介して車載バッテリ４の負極に接続（接地）されている。電流検出抵抗３４は、スイッチング素子３２がオン状態のときにトランス３１の１次コイル３１Ｌを流れる電流を検出可能にする。具体的に、電流検出抵抗３４は、スイッチング素子３２に接続する一端の電位が１次コイル３１Ｌを流れる電流に比例するので、これを電流検出電圧Ｖｉｄとして駆動回路３３に与える。
【００３０】
温度検出素子３５は、スイッチング素子３２の温度を検出して、その検出温度Ｔｄを示す信号をマイクロコンピュータ１２に出力する。具体的に、温度検出素子３５は、スイッチング素子３２の近傍、例えば、回路基板に実装されたＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子３２の裏面側に位置する回路基板上などに設けられる。なお、温度検出素子３５の配置は上記に限らず、スイッチング素子３２の温度を直接的又は間接的に検出可能な任意の位置に温度検出素子３５を設けることが可能である。
【００３１】
リレー回路３６は、一端が入力端子１０ｉｐを介して車載バッテリ４の正極に接続され、他端がトランス３１の１次コイル３１Ｌに接続されている。リレー回路３６の制御端子には、マイクロコンピュータ１２から出力される給電制御信号が与えられており、該給電制御信号に応じてリレー回路３６がスイッチング動作することでトランス３１の１次コイル３１Ｌへの電源電圧の供給と遮断とが切り替えられる。
【００３２】
出力側に配置される整流ダイオード３７は、アノードがトランス３１の２次コイル３１Ｈの一端に接続され、カソードが出力端子１０ｏｐを介して左前輪ダンパ２ａの電極筒２８に接続される。この整流ダイオード３７は、２次コイル３１Ｈの一端から出力端子１０ｏｐに向かう一方向へ電流を流す整流作用を奏する。なお、図示しないが２次コイル３１Ｈと並列に平滑コンデンサを配置して出力電圧の脈動を低減するようにしてもよい。
【００３３】
出力電圧検出用の抵抗３８及び抵抗３９は、整流ダイオード３７のカソードと接地側の出力端子１０ｏｎとの間に直列に接続され、互いの接続点における分圧を帰還電圧Ｖｆとして駆動回路３３に与える。この帰還電圧Ｖｆは、左前輪ダンパ２ａに印加される出力電圧に応じて変化し、昇圧回路１１ａの出力電圧モニタとして後述するスイッチング素子３２のフィードバック制御に利用される。
【００３４】
マイクロコンピュータ１２は、各車輪１ａ〜１ｄに対応したセンサ３ａ〜３ｄから出力される車高信号に基づいて、各ダンパ２ａ〜２ｄにおける減衰力の高低を調整すべく、各々のダンパ２ａ〜２ｄに印加すべき電圧目標値Ｖｔをそれぞれ演算する。該演算された電圧目標値Ｖｔは、対応する昇圧回路１１ａ〜１１ｄの駆動回路３３にそれぞれ与えられる。なお、ここでは車高の情報を基に電圧目標値Ｖｔを演算する一例を示したが、車高以外の他の車体挙動情報を基に電圧目標値Ｖｔを演算することも勿論可能である。
【００３５】
また、マイクロコンピュータ１２は、各昇圧回路１１ａ〜１１ｄについて、温度検出素子３５における検出温度Ｔｄに応じて、過電流保護のための電流制限値Ｉｒを可変に設定し、この電流制限値Ｉｒを駆動回路３３に出力する。具体的に、電流制限値Ｉｒの可変設定は、例えば、検出温度Ｔｄが所定の基準温度Ｔｒより高くなる高温時（Ｔｄ＞Ｔｒ）に、電流制限値Ｉｒとして値Ａ（第１の電流制限値：Ｉｒ＝Ａ）を設定し、温度検出素子３５の検出温度Ｔｄが所定の基準温度Ｔｒ以下となる低温時（Ｔｄ≦Ｔｒ）には、電流制限値Ｉｒとして前記値Ａよりも大きい値Ｂ（第２の電流制限値：Ｉｒ＝Ｂ，Ａ＜Ｂ）を設定する。なお、基準温度Ｔｒ及び電流制限値Ａ，Ｂは、昇圧回路１１ａに使用されるスイッチング素子３２の温度特性を考慮して適宜に設定することが可能である。
【００３６】
さらに、マイクロコンピュータ１２は、各昇圧回路１１ａ〜１１ｄが正常であるか否かを判断する診断部（図示省略）の判断結果に応じて、各昇圧回路１１ａ〜１１ｄへの電源電圧の供給及び遮断を制御する給電制御信号を生成し、該給電制御信号を各昇圧回路１１ａ〜１１ｄのリレー回路３６にそれぞれ出力する。給電制御信号は、昇圧回路が正常である場合に、リレー回路３６をオン状態にして昇圧回路への電源電圧の供給を行い、ダンパの減衰力制御を実行可能にする。一方、昇圧回路にショートや地絡などの異常が生じている場合には、リレー回路３６をオフ状態にして昇圧回路への電源電圧の供給を遮断し、ダンパの減衰力制御を停止する。昇圧回路の異常発生時に電源電圧の供給を遮断することで、昇圧回路に過電流が流れて過熱することが抑止される。
【００３７】
次に、ダンパ制御装置１０の制御動作について説明する。
上記のような構成のダンパ制御装置１０では、車両１の図示しないイグニッションスイッチがオンされるなどしてダンパ制御装置１０の各部が起動すると、各車輪１ａ〜１ｄに対応したセンサ３ａ〜３ｄからの車高信号や、各昇圧回路１１ａ〜１１ｄの温度検出素子３５における検出温度Ｔｄがマイクロコンピュータ１２に伝えられる。
【００３８】
マイクロコンピュータ１２では、各センサ３ａ〜３ｄからの車高信号を用いて、各車輪１ａ〜１ｄにおける路面からの車体の高さが判断され、各々の判断結果に応じて各ダンパ２ａ〜２ｄに印加すべき電圧目標値Ｖｔがそれぞれ演算される。
【００３９】
また、各昇圧回路１１ａ〜１１ｄについて、温度検出素子３５の検出温度Ｔｄと基準温度Ｔｒとの大小関係がそれぞれ判定され、Ｔｄ＞Ｔｒとなる高温時には電流制限値Ｉｒ＝Ａが設定され、Ｔｄ≦Ｔｒとなる低温時には電流制限値Ｉｒ＝Ｂが設定される。各ダンパ２ａ〜２ｄに対応した電圧目標値Ｖｔ及び電流制限値Ｉｒは、マイクロコンピュータ１２から各昇圧回路１１ａ〜１１ｄの駆動回路３３にそれぞれ与えられる。
【００４０】
さらに、マイクロコンピュータ１２では、上記電圧目標値Ｖｔ及び電流制限値Ｉｒの演算処理と並行して、各昇圧回路１１ａ〜１１ｄについて、各々の状態が正常である場合に電源電圧の供給を行い、ショートや地絡などの異常が生じている場合に電源電圧の供給を遮断する給電制御信号がそれぞれ生成される。各昇圧回路１１ａ〜１１ｄに対応した給電制御信号は、各昇圧回路１１ａ〜１１ｄのリレー回路３６にそれぞれ伝えられる。これにより、正常な状態にある昇圧回路内のリレー回路３６がオン状態に制御され、該昇圧回路に対して車載バッテリ４からの電源電圧が供給される一方、異常が発生している昇圧回路内のリレー回路３６はオフ状態に制御され、該昇圧回路への電源電圧の供給が遮断される。
【００４１】
マイクロコンピュータ１２からの電圧目標値Ｖｔ及び電流制限値Ｉｒを受けた各昇圧回路１１ａ〜１１ｄの駆動回路３３では、電圧目標値Ｖｔに応じた出力電圧（ダンパへの印加電圧）の制御が行われるのと同時に、電流制限値Ｉｒに応じた１次電流（トランス３１の１次コイル３１Ｌを流れる電流）の制御が行われる。
【００４２】
具体的には、先ずスイッチング素子３２をオン状態にする駆動信号が駆動回路３３からスイッチング素子３２の制御端子に出力される。これにより、スイッチング素子３２がオン状態となり、トランス３１の１次コイル３１Ｌに１次電流が流れて、エネルギーがトランス３１に蓄積される。この１次電流は、時間の経過と共に直線的に増加していき、その変化が電流検出抵抗３４における電流検出電圧Ｖｉｄとして検出され、この電流検出電圧Ｖｉｄが駆動回路３３に与えられる。
【００４３】
電流検出電圧Ｖｉｄを受けた駆動回路３３では、電流検出電圧Ｖｉｄ及び電流検出抵抗３４の抵抗値を用いて１次電流の検出値が算出される。また、電流検出電圧Ｖｉｄは、発振回路を基にした安定化スロープ回路（図示省略）の値と加算され、その和を表す値αが算出される。そして、算出された１次電流の検出値が電流制限値Ｉｒ以下であり、かつ、算出された値αが電圧目標値Ｖｔに対応して初期設定された制御閾値Ｖｔｈ以下であれば、スイッチング素子３２のオン状態が継続される。なお、制御閾値Ｖｔｈは、スイッチング素子３２のオンオフを制御するために設定されるパラメータであり、後述する帰還電圧Ｖｆを利用した調整が行われる。一方、１次電流の検出値が電流制限値Ｉｒを超えるか、或いは、上記の値αが制御閾値Ｖｔｈを超えると、スイッチング素子３２をオフ状態に切り替える駆動信号が生成され、該駆動信号がスイッチング素子３２の制御端子に与えられる。
【００４４】
スイッチング素子３２がオフ状態に切り替わると、トランス３１に蓄積されたエネルギーが逆起電力を利用して２次コイル３１Ｈから放出され、２次コイル３１Ｈ及び整流ダイオード３７等を含む２次側の回路に出力電流が流れ、ダンパに出力電圧が印加される。この出力電圧は、抵抗３８，３９を用いて帰還電圧Ｖｆとしてモニタされ、その帰還電圧Ｖｆが駆動回路３３に与えられる。
【００４５】
帰還電圧Ｖｆを受けた駆動回路３３では、帰還電圧Ｖｆに基づきダンパに印加されている出力電圧が判断され、その出力電圧と電圧目標値Ｖｔとの差分を増幅した値βが求められる。そして、スイッチング素子３２がオン状態のときに算出された値αと上記の値βとが比較され、その比較結果に従って制御閾値Ｖｔｈの設定が調整されることにより、出力電圧を電圧目標値Ｖｔに安定化させるフィードバック制御が行われる。このようなフィードバック制御を行うことにより、ダンパの減衰力の高低をより高い精度で調整することが可能になる。
【００４６】
なお、トランス３１に蓄積されたエネルギーが放出されて出力電流が零になると、スイッチング素子３２をオン状態に切り替える駆動信号が、駆動回路３３からスイッチング素子３２の制御端子に出力される。これにより、スイッチング素子３２がオン状態に切り替わり、次のスイッチングサイクルが開始される。
【００４７】
上記のようなスイッチングサイクルにおいて、スイッチング素子３２をオン状態にする期間とオフ状態にする期間との比率（デューティ）は、電流制限値Ｉｒ又は制御閾値Ｖｔｈの設定に応じて決まることになる。本実施形態における電流制限値Ｉｒは、従来のような固定的な電流制限値ではなく、温度検出素子３５により検出されるスイッチング素子３２の温度に応じて、高温時と低温時とで異なる値に設定される。具体的には、高温時の電流制限値Ｉｒ＝Ａよりも低温時の電流制限値Ｉｒ＝Ｂの方が大きな値に設定されている。
【００４８】
これにより、スイッチング素子３２が低温側で動作しているときには、高温側で動作しているときよりも大きな電流をトランス３１の１次コイル３１Ｌに流すことができるようになる。これは即ち、従来、固定の電流制限値により低温状態での１次電流が制限されていたものが、本実施形態の構成を適用することによって、その制限が緩和されることを意味する。
【００４９】
このようなスイッチング素子３２の温度変化に対応した１次電流の最適化は、例えば、車載バッテリ４により１次側に供給される電源電圧が低下している状態において、２次側の出力電圧として所望の電圧目標値Ｖｔを実現するために、トランス３１の１次コイル３１Ｌを流れる１次電流をより大きくするような場合に特に有効である。また、１次電流の大電流化に伴ってスイッチング素子３２及び駆動回路３３の発熱が生じたときには、温度検出素子３５における検出温度Ｔｄの上昇に応じて電流制限値Ｉｒが小さい方の値Ａ（高温側）に設定されるようになるため、スイッチング素子３２及び駆動回路３３の熱劣化を効果的に抑制することが可能になる。
【００５０】
次に、上述したダンパ制御装置１０の変形例について説明する。
図４は、ダンパ制御装置の変形例の構成を示す回路図である。図４において、ダンパ制御装置１０’は、前輪側のダンパ２ａ，２ｂに対応する昇圧回路１１ａｂ、後輪側のダンパ２ｃ，２ｄに対応する昇圧回路１１ｃｄ、マイクロコンピュータ１２、及びリレー回路１３ａｂ，１３ｃｄを備える。
【００５１】
昇圧回路１１ａｂは、上述の図３に示したダンパ制御装置１０における、左前輪ダンパ２ａに対応した昇圧回路１１ａと、右前輪ダンパ２ｂに対応した昇圧回路１１ｂとを共通の基板上に纏めて実装したものである。ただし、各昇圧回路１１ａ，１１ｂ内のリレー回路３６については個別に設けていたものを共通化して１つのリレー回路１３ａｂとし、昇圧回路１１ａｂの基板外に設けるようにしている。
【００５２】
具体的に、昇圧回路１１ａｂは、トランス３１ａ，３１ｂ、スイッチング素子３２ａ，３２ｂ及びその駆動回路３３ａ，３３ｂ、電流検出抵抗３４ａ，３４ｂ、温度検出素子３５ａ，３５ｂ、整流ダイオード３７ａ，３７ｂ、並びに、出力電圧検出用の抵抗３８ａ，３８ｂ及び抵抗３９ａ，３９ｂを備えている。なお、昇圧回路１１ａｂ内の各構成要素には、上述の図３に示した昇圧回路１１ａの各構成要素に対応するものに同一の符号を付すと同時に、左前輪ダンパ２ａに対応する構成要素に添え字ａを追記し、右前輪ダンパ２ｂに対応する構成要素に添え字ｂを追記してある。このため、各構成要素についてのここでの説明は省略する。また、昇圧回路１１ｃｄは、昇圧回路１１ａｂと同一の回路構成を有しているので、昇圧回路１１ｃｄ内の各構成要素の図示及び説明も省略する。
【００５３】
上記のような構成のダンパ制御装置１０’においても、上述したダンパ制御装置１０の場合と同様にして、各車輪１ａ〜１ｄに対応したダンパ２ａ〜２ｄへの印加電圧の制御が行われる。ダンパ制御装置１０’における制御動作がダンパ制御装置１０と異なる点は、昇圧回路１１ａｂに対する給電制御がリレー回路１３ａｂによって前輪側で纏めて行われ、かつ、昇圧回路１１ｃｄに対する給電制御がリレー回路１３ｃｄによって後輪側で纏めて行われる点である。
【００５４】
昇圧回路１１ａｂに対する給電制御について簡単に説明すると、前輪側の２つのダンパ２ａ，２ｂへの印加電圧を生成する昇圧回路１１ａｂが正常な状態にある場合に電源電圧の供給を行い、ショートや地絡などの異常が生じている場合に電源電圧の供給を遮断する給電制御信号が、マイクロコンピュータ１２からリレー回路１３ａｂに伝えられる。この給電制御信号によりリレー回路１３ａｂがオン状態に制御されると、正常な状態にある昇圧回路１１ａｂに対して車載バッテリ４からの電源電圧が供給され、前輪側の２つのダンパ２ａ，２ｂへの印加電圧の制御が、上述したダンパ制御装置１０の場合と同様にして行われる。一方、給電制御信号によりリレー回路１３ａｂがオフ状態に制御されると、異常が生じている昇圧回路１１ａｂに対する電源電圧の供給が遮断され、ダンパ２ａ，２ｂの可変制御が停止される。なお、昇圧回路１１ｃｄに対する給電制御についても、上記昇圧回路１１ａｂに対する給電制御と同様である。
【００５５】
上記のようにダンパ制御装置１０’内の昇圧回路の構成を、前輪側の２つのダンパ２ａ，２ｂに対応した昇圧回路１１ａｂと、後輪側の２つのダンパ２ｃ，２ｄに対応した昇圧回路１１ｃｄとにグループ分けして、グループごとにリレー回路１３ａｂ，１３ｃｄを設けて昇圧回路１１ａｂ，１１ｃｄへの給電制御を行うようにしたことで、リレー回路の設置数を削減しつつ、昇圧回路に異常が発生していないグループへの電源電圧の供給を継続させてダンパの減衰力制御を続けることができる。
【００５６】
なお、上記変形例では、ダンパ制御装置内の昇圧回路の構成について、前輪側のグループと後輪側のグループとに分ける一例を示したが、左前輪１ａ及び左後輪１ｃに対応する左輪側のグループと右前輪１ｂ及び右後輪１ｄに対応する右輪側のグループとに分けるようにしても構わない。
【００５７】
また、上述した実施形態及び変形例では、駆動回路３３が、マイクロコンピュータ１２で演算された電圧目標値Ｖｔ及び電流制限値Ｉｒに応じてスイッチング素子３２のオンオフを制御する一例を説明したが、マイクロコンピュータ１２がスイッチング素子３２のオンオフ制御を行うようにしてもよい。この場合、駆動回路３３に与えられていた電流検出電圧Ｖｉｄ及び帰還電圧Ｖｆをマイクロコンピュータ１２に与えるように回路の配線等を変更し、マイクロコンピュータ１２がスイッチング素子３２のオンオフ状態を指示する制御信号を生成して駆動回路３３に出力し、該制御信号に従ってレベル変化する駆動信号が駆動回路３３からスイッチング素子３２に出力されるようにすれば、上述した実施形態と同様の動作が可能である。
【００５８】
さらに、上述した実施形態及び変形例において、本発明に係る負荷制御装置の一例として、車両用ダンパシステムにおける減衰力可変ダンパの減衰力を制御するダンパ制御装置１０，１０’を説明したが、本発明に係る負荷制御装置はこれに限られない。例えば、減衰力可変ダンパと同様に電気粘性流体を媒体として動力を伝達するクラッチ若しくはブレーキ、または燃料噴射弁などの車両用作動機構のような供給電力の可変制御が必要となる任意の機器を負荷とする様々なシステムについて、本発明に係る負荷制御装置は適用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
２ａ〜２ｄ…ダンパ、４…車載バッテリ、１０，１０’…ダンパ制御装置、１１ａ〜１１ｄ…昇圧回路、１２…マイクロコンピュータ、３１…トランス、３１Ｌ…１次コイル、３１Ｈ…２次コイル、３２…スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）、３３…駆動回路、３４…電流検出抵抗、３５…温度検出素子、３６…リレー回路、３７…整流ダイオード、３８，３９…抵抗、Ｉｒ…電流制限値、Ｖｔ…電圧目標値、Ｖｉｄ…電流検出電圧、Ｔｄ…検出温度、Ｖｆ…帰還電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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