(57)【要約】【課題】  ＬＣフィルタによって電波障害の抑制を図りながら、電流検出手段の検出精度や耐久性等の低下を招くことのない電気装置制御システムを提供する。【解決手段】  ＥＣＵ９は、演算制御手段であるＣＰＵ４１と、スイッチ回路４２と、ＭＬＶ３２が接続される正負の接続端子Ｔ１，Ｔ２と、スイッチ回路４２と両接続端子Ｔ１，Ｔ２とアースＥとの間に設置されたＬＣフィルタ４３と、スイッチ回路４２とＬＣフィルタ４３との間に設置された電流検出回路４４と、アースＥと電流検出回路４４の上流側との間に設置されたフライホイールダイオード４５と、バッテリ電源Ｂが接続する電源端子Ｔ３とを備えている。【選択図】      図４
2008062895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気装置への電力供給に供される電源と、
前記電源と前記電気装置との間に設置され、当該電気装置への供給電力を制御するスイッチ手段と、
前記スイッチ手段と前記電気装置との間に設置されたＬＣフィルタと、
前記電気装置への供給電流を検出する電流検出手段と
を備えた電気装置制御システムであって、
前記電流検出手段が前記スイッチ手段と前記ＬＣフィルタとの間に設置されたことを特徴とする電気装置制御システム。
【請求項２】
前記スイッチ手段が所定の作動周波数をもって作動するパルス幅変調回路であり、
前記電流検出手段が、前記作動周波数より低い出力周波数をもって前記供給電流の積算値を出力することを特徴とする、請求項１に記載された電気装置制御システム。
【請求項３】
前記ＬＣフィルタは、前記スイッチ手段の作動周波数より低い周波数に共振点が設定されたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載された電気装置制御システム。
【請求項４】
前記ＬＣフィルタは、１０ｋＨｚ以上の周波数を減衰し、かつ、その共振点が１０ｋＨｚ付近に設定されたことを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載された電気装置制御システム。
【請求項５】
前記電気装置は、自動車の左右サスペンションにそれぞれ設置され、当該サスペンションに懸架された車輪の上下振動を減衰させる電気制御式の減衰力可変ダンパであることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された電気装置制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気装置制御システムに係り、詳しくはＬＣフィルタによって電波障害の抑制を図りながら、電流検出手段の検出精度や耐久性等の低下を招かない技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
サスペンションは、自動車の走行安定性や乗り心地を左右する重要な要素であり、車体に対して車輪を上下動自在に支持させるためのリンク（アームやロッド類）と、その撓みにより路面からの衝撃等を吸収するスプリングと、車体の上下振動を減衰させるダンパとを主要構成要素としている。サスペンション用のダンパとしては、作動油が充填された円筒状のシリンダチューブとこのシリンダチューブ内で摺動するピストンが先端に装着されたピストンロッドとを備え、ピストン（ピストンロッド）の移動に伴って作動油を複数の油室間で移動させる構造を採った筒型が広く採用されている。
【０００３】
近年、筒型ダンパの特性を改善するものとして、自動車の運動状態に応じて減衰力を可変制御する減衰力可変ダンパが種々開発されている。減衰力可変ダンパとしては、オリフィス面積を変化させるロータリバルブをピストンに設け、このロータリバルブをアクチュエータによって回転駆動する機械式のものが主流であったが、構成の簡素化や応答性の向上等を実現すべく、作動油に磁気粘性流体を用い、ピストンに設けられた磁気流体バルブによって磁気粘性流体の粘度を制御するものが出現している（特許文献１参照）。この種の減衰力可変ダンパでは、電流検出回路によって磁気流体バルブへの供給電流を検出し、その検出結果に基づいてフィードバック制御を行っている。
【特許文献１】特開２００６−７７７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁気粘性流体を用いた減衰力可変ダンパでは、通常、パルス幅変調（Pulse Width Modulation：以下、ＰＷＭと記す）スイッチ回路を用い、磁気流体バルブに供給する電流を増減することによって減衰力が制御される。そのため、制御装置から減衰力可変ダンパに電流を供給する配線等からＰＷＭ信号の周波数（例えば、２０ｋＨｚ）を整数倍した電波ノイズが放射され、その電波ノイズによってラジオ放送等の受信障害がもたらされることがあった。そこで、本発明者等は、ＰＷＭスイッチ回路の下流にインダクタとコンデンサとからなるＬＣフィルタを設置し、所定周波数以上の電波ノイズを低減させることを試みた。
【０００５】
ところが、ＬＣフィルタでは、所定の周波数域で共振が発生することが避けられず、前述した電流検出回路にその検出範囲を逸脱する信号が印可され、正確な電流検出が行われなくなったり、電流検出回路の耐久性が低下したりする等の問題が生じた。また、ＬＣフィルタの共振が減衰力可変ダンパの制御周波数付近で発生した場合、制御に乱れて車両の挙動に悪影響を及ぼす虞があった。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、ＬＣフィルタによって電波障害の抑制を図りながら、電流検出手段の検出精度や耐久性等の低下を招くことのない電気装置制御システム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】
請求項１の発明に係る電気装置制御システムは、電気装置への電力供給に供される電源と、前記電源と前記電気装置との間に設置され、当該電気装置への供給電力を制御するスイッチ手段と、前記スイッチ手段と前記電気装置との間に設置されたＬＣフィルタと、前記電気装置への供給電流を検出する電流検出手段とを備えた電気装置制御システムであって、前記電流検出手段が前記スイッチ手段と前記ＬＣフィルタとの間に設置されたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載された電気装置制御システムにおいて、前記スイッチ手段が所定の作動周波数をもって作動するパルス幅変調回路であり、前記電流検出手段が、前記作動周波数より低い出力周波数をもって前記供給電流の積算値を出力することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載された電気装置制御システムにおいて、前記ＬＣフィルタは、前記スイッチ手段の作動周波数より低い周波数に共振点が設定されたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載された電気装置制御システムにおいて、前記ＬＣフィルタは、１０ｋＨｚ以上の周波数を減衰し、かつ、その共振点が１０ｋＨｚ付近に設定されたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された電気装置制御システムにおいて、前記電気装置は、自動車の左右サスペンションにそれぞれ設置され、当該サスペンションに懸架された車輪の上下振動を減衰させる電気制御式の減衰力可変ダンパであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明に係る電気装置制御システムによれば、ＬＣフィルタが共振してもその共振が電気装置内で減衰されるため、電流検出手段に検出範囲を逸脱する信号が印可されなくなって電流検出の精度や電流検出回路の耐久性が低下しなくなる。また、請求項２の発明に係る電気装置制御システムによれば、スイッチ手段の閉成および開成によってＬＣフィルタのコンデンサでの電荷の蓄積や放出が生じても、電流検出手段が出力する供給電流の積算値が影響を受けない。また、請求項３の発明に係る電気装置制御システムによれば、スイッチ手段の作動周波数と共振周波数とが一致しないため、電気装置の制御が乱されなくなる。また、請求項４の発明に係る電気装置制御システムによれば、通常２０Ｈｚ以下である減衰力可変ダンパの制御周波数がＬＣフィルタの共振によって乱されず、車両の挙動に悪影響が生じなくなると同時に、５３０ｋＨｚ以上のＡＭ放送やＦＭ放送の受信障害を効果的に防止できるようになる。また、請求項５の発明に係る電気装置制御システムによれば、減衰力可変ダンパの制御精度が向上する他、車載ラジオの受信障害が効果的に防止できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明を４輪自動車のリヤサスペンションに適用した一実施形態を詳細に説明する。
図１は実施形態に係るリヤサスペンションの斜視図であり、図２は実施形態に係るダンパの縦断面図であり、図３は実施形態に係るＭＬＶ（Magnetizable Liquid Valve：磁気流体バルブ）の概略構造図であり、図４は実施形態に係るダンパ制御回路の要部構成図である。
【００１４】
《実施形態の構成》
＜サスペンション＞
図１に示すように、本実施形態のリヤサスペンション１は、いわゆるＨ型トーションビーム式サスペンションであり、左右のトレーリングアーム２，３や、両トレーリングアーム２，３の中間部を連結するトーションビーム４、懸架ばねである左右一対のコイルスプリング５、左右一対のダンパ６等から構成されており、左右のリヤホイール７，８を懸架している。ダンパ６は、ＭＲＦ（Magneto-Rheological Fluid：磁気粘性流体）を作動流体とする減衰力可変型ダンパであり、トランクルーム内等に設置されたＥＣＵ９によってその減衰力が可変制御される。
【００１５】
＜ダンパ＞
図２に示すように、本実施形態のダンパ６は、モノチューブ式（ド・カルボン式）であり、ＭＲＦが充填された円筒状のシリンダチューブ１２と、このシリンダチューブ１２に対して軸方向に摺動するピストンロッド１３と、ピストンロッド１３の先端に装着されてシリンダチューブ１２内を上部油室１４と下部油室１５とに区画するピストン１６と、シリンダチューブ１２の下部に高圧ガス室１７を画成するフリーピストン１８と、ピストンロッド１３等への塵埃の付着を防ぐカバー１９と、フルバウンド時における緩衝を行うバンプストップ２０とを主要構成要素としている。
【００１６】
シリンダチューブ１２は、下端のアイピース１２ａに嵌挿されたボルト２１を介して、車輪側部材であるトレーリングアーム２の上面に連結されている。また、ピストンロッド１３は、上下一対のブッシュ２２とナット２３とを介して、その上端のスタッド１３ａが車体側部材であるダンパベース（ホイールハウス上部）２４に連結されている。
【００１７】
図３に示すように、ピストン１６には、上部油室１４と下部油室１５とを連通する連通孔３１と、連通孔３１の内側に配設されたＭＬＶ３２とが設けられている。ＥＣＵ９からＭＬＶ３２に電流が供給されると、連通孔３１を流通するＭＲＦに磁界（図３中に矢印で磁束をしめす）が印可されて強磁性微粒子が鎖状のクラスタを形成し、連通孔３１内を通過するＭＲＦの見かけ上の粘度（以下、単に粘度と記す）が上昇する。
【００１８】
＜ダンパ制御回路＞
図４に示すように、本実施形態のＥＣＵ９は、演算制御手段であるＣＰＵ４１と、スイッチ回路（スイッチ手段）４２と、ＭＬＶ３２が接続される正負の接続端子Ｔ１，Ｔ２と、スイッチ回路４２と両接続端子Ｔ１，Ｔ２とアースＥとの間に設置されたＬＣフィルタ４３と、スイッチ回路４２とＬＣフィルタ４３との間に設置された電流検出回路４４と、アースＥと電流検出回路４４の上流側との間に設置されたフライホイールダイオード４５と、バッテリ電源Ｂが接続する電源端子Ｔ３とを備えている。
【００１９】
ＣＰＵ４１は、自動車の走行状態や運転者の操舵状態等から左右のダンパ６の目標減衰力を設定し、所定周波数（本実施形態では、２０ｋＨｚ：以下、ＰＷＭ駆動周波数と記す）のＰＷＭ駆動信号をスイッチ回路４２に出力する。ＬＣフィルタ４３は、電流検出回路４４と接続端子Ｔ１との間に介装されたインダクタ４３ｌと、接続端子Ｔ１の上流側と接続端子Ｔ２の下流側との間に介装されたコンデンサ４３ｃとから構成され、スイッチ回路４２からＭＬＶ３２に供給される電流を平滑化する。なお、ＬＣフィルタ４３は、図５に示すように、１０ｋＨｚ以上で周波数の減衰を行い、その共振点が１０ｋＨｚ付近に現れるように設定されている。電流検出回路４４は、シャント抵抗による電流・電圧変換と、その電圧に対するオフセット付差動増幅および反転増幅を行うことによって電流を検出するもので、所定の出力周波数（本実施形態では、２Ｈｚ）をもって積算電流値をＣＰＵ４１に出力する。
【００２０】
≪実施形態の作用≫
自動車が走行を開始すると、ＥＣＵ９は、前後Ｇセンサ、横Ｇセンサ、および上下Ｇセンサから得られた車体の加速度や、車速センサから入力した車体速度、車輪速センサから得られた各車輪の回転速度、操舵角センサから入力した操舵速度等に基づき、左右ダンパ６の目標減衰力（すなわち、ＭＬＶ３２への目標供給電流）を設定した後、スイッチ回路４２にＰＷＭ駆動信号を出力する。これにより、スイッチ回路４２は、ＰＷＭ駆動信号の周波数をもって閉成と開成とを繰り返し、バッテリ電源Ｂが接続した電源端子Ｔ３からの電流をＭＬＶ３２に間欠供給する。また、ＥＣＵ９は、電流検出回路４４から前記出力周波数で入力した積算電流値に基づき、供給電流（ＰＷＭ駆動信号）をフィードバック制御する。
【００２１】
本実施形態の場合、スイッチ回路４２が閉成すると、図６中に矢印で示すように、電源端子Ｔ３からの電流は、電流検出回路４４およびＬＣフィルタ４３のインダクタ４３ｌを介してＭＬＶ３２に供給され、ＭＬＶ３２を励磁した後にアースＥに還流する。この際、電流の一部がＬＣフィルタ４３のコンデンサ４３ｃに電荷として蓄えられることにより、電流検出回路４４によって検出される電流はＭＬＶ３２に実際に供給される電流より大きくなる。
【００２２】
一方、スイッチ回路４２が開成すると、ＭＬＶ３２（すなわち、コイル）のインダクタンスによって、電流は、図７中に矢印で示すように、フライホイールダイオード４５、電流検出回路４４およびＬＣフィルタ４３のインダクタ４３ｌを介して、徐々に減衰しながらＭＬＶ３２に供給される。また同時に、ＬＣフィルタ４３のコンデンサ４３ｃに蓄えられていた電荷も電流としてＭＬＶ３２に供給され、これらの電流によってＭＬＶ３２が励磁されることになる。
【００２３】
本実施形態の場合、このような構成を採ったことにより、ＬＣフィルタ４３の共振がＭＬＶ３２に吸収されて検出範囲を逸脱した信号が電流検出回路４４に印可されなくなり、正確な電流検出が行われなくなったり、電流検出回路４４の耐久性が低下したりする等の問題が生じなくなる。なお、電流検出回路４４は、スイッチ回路４２の閉成時において、ＭＬＶ３２に供給される電流に対してコンデンサ４３ｃに蓄えられる電流を加えた電流を検出し、スイッチ回路４２の開成時において、ＭＬＶ３２に供給される電流に対してコンデンサ４３ｃから放出される電流を減じた電流を検出することになる。しかしながら、スイッチ回路４２の閉成時にコンデンサ４３ｃに蓄えられる電流の値がスイッチ回路４２の開成時にコンデンサ４３ｃから放出される電流の値と等しく、電流検出回路４４の出力周波数がスイッチ回路４２の開閉周波数（すなわち、ＰＷＭ駆動周波数）に較べて遙かに小さいため、電流検出回路４４からＣＰＵ４１に出力される積算電流値はＭＬＶ３２に実際に供給される電流値と等しくなり、前述したフィードバック制御が正しく行われる。
【００２４】
一方、本実施形態のＬＣフィルタ４３では、周波数の減衰が１０ｋＨｚ以上で行われ、その共振点が１０ｋＨｚ付近に設定されているため、図５に示すように、減衰力制御の周波数域（本実施形態では、０〜２０Ｈｚ）のゲインが低減されず、車両の挙動に悪影響が生じない。また、ＬＣフィルタ４３は、スイッチ回路４２のＰＷＭ駆動周波数（本実施形態では、２０ｋＨｚ）より低い周波数で共振するため、ＰＷＭ駆動周波数と共振周波数とが一致せず、ＰＷＭ駆動周波数のゲインを低減させることができ、ＰＷＭ駆動周波数の整数倍となる周波数のゲインを減衰させるため、ＡＭ放送（５３１〜１６０２ｋＨｚ）やＦＭ放送（７６〜９０ＭＨｚ）の受信障害を効果的に防止できるようになる。
【００２５】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれら実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態は本発明を磁気粘性流体を用いた減衰力可変ダンパの制御回路に適用したものであるが、他種の減衰力可変ダンパの制御回路や、減衰力可変ダンパ以外の電気装置の制御回路に適用してもよい。また、上記実施形態ではＬＣフィルタとして各１つのインダクタとコンデンサとからなるものを採用したが、図８に示すように、各２つのインダクタ４３ｌａ，４３ｌｂとコンデンサ４３ｃａ，４３ｃｂとからなるＬＣフィルタ４３を採用するようにしてもよい。また、上記実施形態では、ＬＣフィルタとして、２０ｋＨｚ以上の周波数を減衰し、かつ、その共振点が２０ｋＨｚ付近に設定されたものを採用したが、減衰域や共振点の異なるものを用いてもよい。その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、制御回路を始め、サスペンションや減衰力可変ダンパの具体的構成等も適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態に係る４輪自動車の概略構成図である。
【図２】実施形態に係るダンパの縦断面図である。
【図３】実施形態に係るＭＬＶの概略構造図である。
【図４】実施形態に係るダンパ制御回路の要部構成図である。
【図５】実施形態に係るＬＣフィルタの特性を示すグラフである。
【図６】実施形態に係るスイッチ回路閉成時における電流の流れを示す説明図である。
【図７】実施形態に係るスイッチ回路開成時における電流の流れを示す説明図である。
【図８】ＬＣフィルタの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１      リヤサスペンション
６      ダンパ（減衰力可変ダンパ）
７      リヤホイール（車輪）
３２    ＭＬＶ
４２    スイッチ回路（スイッチ手段）
４３    ＬＣフィルタ
４３ｃ  コンデンサ
４３ｌ  インダクタ
４４    電流検出回路（電流検出手段）
Ｂ      バッテリ電源
Ｅ      アース
【図１】
2008062895.tif 000003
【図２】
2008062895.tif 000004
【図３】
2008062895.tif 000005
【図４】
2008062895.tif 000006
【図５】
2008062895.tif 000007
【図６】
2008062895.tif 000008
【図７】
2008062895.tif 000009
【図８】
2008062895.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月4日(2007.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれら実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態は本発明を磁気粘性流体を用いた減衰力可変ダンパの制御回路に適用したものであるが、他種の減衰力可変ダンパの制御回路や、減衰力可変ダンパ以外の電気装置の制御回路に適用してもよい。また、上記実施形態ではＬＣフィルタとして各１つのインダクタとコンデンサとからなるものを採用したが、図８に示すように、各２つのインダクタ４３ｌａ，４３ｌｂとコンデンサ４３ｃａ，４３ｃｂとからなるＬＣフィルタ４３を採用するようにしてもよい。また、上記実施形態では、ＬＣフィルタとして、２０ｋＨｚ以上の周波数を減衰し、かつ、その共振点が１０ｋＨｚ付近に設定されたものを採用したが、減衰域や共振点の異なるものを用いてもよい。その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、制御回路を始め、サスペンションや減衰力可変ダンパの具体的構成等も適宜変更可能である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2008062895.tif 000011