(57)【要約】【課題】  制御装置の失陥等によって給電制御が行われなくなった場合においても、減衰力可変ダンパに一時的に所定の減衰力を発生させることができる減衰力可変ダンパシステムを提供する。【解決手段】  キャパシタ４３は、その正極がスイッチ４４およびインダクタ４５を介して電源端子Ｔｐ側に接続され、その負極がアース端子Ｔｅ側に接続されている。スイッチ４４は、ソレノイド内蔵型のスイッチであり、各ＭＬＶ３２ａ〜３２ｄに正常に電流が供給されている場合にのみ、励磁電流が供給されて電源端子Ｔｐとキャパシタ４３とを接続する。また、スイッチ４４は、各ＭＬＶ３２ａ〜３２ｄに正常に電流が供給されなくなったりした場合には、励磁電流の供給が絶たれ、内蔵するスプリングのばね力で接点が切り換わることで、キャパシタ４３とＭＬＶ３２ａ〜３２ｄとを接続する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性流体または磁気粘性流体が充填されるとともに車体側部材と車輪側部材とのどちらか一方に連結されたシリンダチューブと、前記シリンダチューブを第１液室と第２液室とに区画するとともに前記磁性流体または磁気粘性流体を当該第１液室と当該第２液室との間で流通させる連通孔を備えたピストンと、前記車体側部材と前記車輪側部材とのどちらか他方を当該ピストンに連結するピストンロッドと、外部からの電気的入力に応じて前記連通孔を通過する前記磁性流体または前記磁気粘性流体に磁界を印可する磁界印可手段とを構成要素とする減衰力可変式ダンパと、
前記減衰力可変式ダンパに所定の減衰力を発生させるべく、車両電源から供給された電力を用いて前記磁界印可手段への給電制御を行う給電制御手段と、
前記給電制御手段による前記磁界印可手段への給電制御が行われなくなった場合に、前記磁界印可手段に所定の電力を供給する蓄電手段と
を備えたことを特徴とする減衰力可変ダンパシステム。
【請求項２】
前記蓄電手段がキャパシタであり、
前記給電制御手段による前記磁界印可手段への給電制御が行われている場合に、前記車両電源から前記キャパシタに充電を行わせる一方、当該給電制御手段による当該磁界印可手段への給電制御が行われなくなった場合に、当該キャパシタから当該磁界印可手段に電力を供給させるスイッチ手段を更に備えたことを特徴とする、請求項１に記載された減衰力可変ダンパシステム。
【請求項３】
前記キャパシタと前記磁界印可手段との間にインダクタまたはレジスタが介装されたことを特徴とする、請求項２に記載された減衰力可変ダンパシステム。
【請求項４】
前記キャパシタの両極が所定の抵抗値を有するレジスタを備えた放電回路によって接続されたことを特徴とする、請求項２または請求項３に記載された減衰力可変ダンパシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減衰力可変ダンパシステムに係り、詳しくは、制御装置の失陥等によって給電制御が行われなくなった場合においても、減衰力可変ダンパに一時的に所定の減衰力を発生させることができるようにする技術に関する。
【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）。
【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、機械式の減衰機構を備えていないことに起因して、以下のような不具合が発生する虞があった。すなわち、上述した磁気流体バルブはＥＣＵ（電子制御装置）から供給された電流によって作動するが、ＥＣＵを構成する電子部品の失陥等や電線の切断等によって電流の供給が行われなると、その瞬間から減衰力が得られなくなってしまうのである。そして、このような事態が走行時に生じた場合、警告灯や警告音等によって報知が行われたとしても、乗り心地や操縦安定性は急激に損なわれるため、運転者が不安感を憶える等の問題があった。
【０００５】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、制御装置の失陥等によって給電制御が行われなくなった場合においても、減衰力可変ダンパに一時的に所定の減衰力を発生させることができる減衰力可変ダンパ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】
【０００６】
請求項１の発明に係る減衰力可変ダンパシステムは、磁性流体または磁気粘性流体が充填されるとともに車体側部材と車輪側部材とのどちらか一方に連結されたシリンダチューブと、前記シリンダチューブを第１液室と第２液室とに区画するとともに前記磁性流体または磁気粘性流体を当該第１液室と当該第２液室との間で流通させる連通孔を備えたピストンと、前記車体側部材と前記車輪側部材とのどちらか他方を当該ピストンに連結するピストンロッドと、外部からの電気的入力に応じて前記連通孔を通過する前記磁性流体または前記磁気粘性流体に磁界を印可する磁界印可手段とを構成要素とする減衰力可変式ダンパと、前記減衰力可変式ダンパに所定の減衰力を発生させるべく、車両電源から供給された電力を用いて前記磁界印可手段への給電制御を行う給電制御手段と、前記給電制御手段による前記磁界印可手段への給電制御が行われなくなった場合に、前記磁界印可手段に所定の電力を供給する蓄電手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載された減衰力可変ダンパシステムにおいて、前記蓄電手段がキャパシタであり、前記給電制御手段による前記磁界印可手段への給電制御が行われている場合に、前記車両電源から前記キャパシタに充電を行わせる一方、当該給電制御手段による当該磁界印可手段への給電制御が行われなくなった場合に、当該キャパシタから当該磁界印可手段に電力を供給させるスイッチ手段を更に備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載された減衰力可変ダンパシステムにおいて、前記キャパシタと前記磁界印可手段との間にインダクタまたはレジスタが介装されたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４の発明は、請求項２または請求項３に記載された減衰力可変ダンパシステムにおいて、前記キャパシタの両極が所定の抵抗値を有するレジスタを備えた放電回路によって接続されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、給電制御手段の失陥や電気ハーネスの断線等によって磁界印可手段への給電制御が行われなくなっても、蓄電手段から磁界印可手段に電流が供給されるため、減衰力可変ダンパが所定時間にわたって減衰力を発生する。これにより、運転者は、自動車を減速させて安全な場所に停車させたり、自動車を低速で走行させて整備工場等に赴くことが可能となる。また、請求項２の発明によれば、蓄電池等を用いる場合に較べて、システムの耐久性が向上するとともに、システムのメンテナンスも殆ど不要となる。また、請求項３の発明によれば、キャパシタから磁界印可手段に過大な電流が供給され難くなるとともに、減衰力可変ダンパの減衰力を比較的長時間維持できるようになる。また、請求項４の発明によれば、システムの整備時等において、キャパシタのショートによるスパーク等が発生し難くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
［第１実施形態］
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は第１実施形態に係るダンパの縦断面図であり、図３は第１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は第１実施形態に係るダンパ制御回路の要部構成図である。
【００１３】
《第１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。なお、フロントサスペンションにも減衰力可変型ダンパが設置されているが、本実施形態ではその設置形態の説明や図示を省略する。
【００１４】
＜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。
【００１５】
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。
【００１６】
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ＭＬＶ（磁界印可手段）３２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。
【００１７】
＜ＥＣＵ＞
第１実施形態のＥＣＵ９は、図示しないＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、バッテリ電源Ｂの正極側に接続される電源端子Ｔｐと、バッテリ電源Ｂの負極側に接続されるアース端子Ｔｅとを備えている。なお、バッテリ電源Ｂと電源端子Ｔｐとの間には、ヒューズＦが介装されている。
【００１８】
ＥＣＵ９内には、電源端子Ｔｐとアース端子Ｔｅとに接続された４つの電流制御回路（給電制御手段）４１ａ〜４１ｄが設置されており、ＣＰＵからの電流供給指令に基づき、これら電流制御回路４１ａ〜４１ｄからそれぞれ対応するダンパ６のＭＬＶ３２ａ〜３２ｄに電流が供給される。電源端子Ｔｐと電流制御回路４１ａ〜４１ｄとの間にはフェールセーフリレー４２が介装されており、自動車のイグニッションキーがＯＦＦ、あるいは、ＥＣＵ９のＣＰＵが停止した場合、このフェールセーフリレー４２が開成することによって電流制御回路４１ａ〜４１ｄへの電力供給が停止される。
【００１９】
＜蓄電回路＞
ＥＣＵ９内には、電源端子Ｔｐとアース端子Ｔｅとの間に、電気二重層コンデンサ等のキャパシタ（蓄電手段）４３が設置されている。本実施形態のキャパシタ４３は、その正極がスイッチ４４およびインダクタ４５を介して電源端子Ｔｐ側に接続され、その負極がアース端子Ｔｅ側に接続されている。スイッチ４４は、ソレノイド内蔵型のスイッチであり、ＥＣＵ９が正常に作動し、かつ電流制御回路４１ａ〜４１ｄから各ＭＬＶ３２ａ〜３２ｄに正常に電流が供給されている場合にのみ、励磁電流が供給されて電源端子Ｔｐとキャパシタ４３とを接続する。また、スイッチ４４は、ＥＣＵ９の作動が停止したり、電流制御回路４１ａ〜４１ｄから各ＭＬＶ３２ａ〜３２ｄに正常に電流が供給されなくなったりした場合には、励磁電流の供給が絶たれ、内蔵するスプリングのばね力で接点が切り換わることで、キャパシタ４３とＭＬＶ３２ａ〜３２ｄとを接続する。なお、スイッチ４４と各ＭＬＶ３２ａ〜３２ｄとの間には、電流の逆流を防止するダイオード４６がそれぞれ介装されている。なお、この蓄電回路において、インダクタ４５に代えて、レジスタを用いるようにしてもよい。
【００２０】
≪第１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、各ダンパ６の目標減衰力（すなわち、各ＭＬＶ３２ａ〜３２ｄへの目標供給電流）を設定した後、電流制御回路４１ａ〜４１ｄに電流供給指令を出力する。これにより、各ダンパ６のＭＬＶ３２ａ〜３２ｄに適切な電流が供給され、自動車の走行状態に応じてダンパ６の減衰力が常に最適な値に調整されるようになり、高度な操縦安定性と快適な乗り心地とが高いレベルで実現される。なお、自動車の走行時においては、スイッチ４４によって電源端子Ｔｐとキャパシタ４３とが接続されるため、キャパシタ４３には所定量の電荷が常に蓄えられる。
【００２１】
一方、自動車の走行時において、ヒューズＦの溶断やＥＣＵ９の失陥、電気ハーネスの断線等が生じ、ＭＬＶ３２ａ〜３２ｄの全て、あるいはその一部に電流が供給されなくなることがある。この場合、警告灯の点灯や警告音の吹鳴によって運転者に異常が報知され、フェールセーフリレー４２が開成して電流制御回路４１ａ〜４１ｄへの電力供給が絶たれ、更にスイッチ４４への励磁電流も断たれてスイッチ４４によってキャパシタ４３とＭＬＶ３２ａ〜３２ｄとが接続される。すると、キャパシタ４３に蓄えられていた電荷がインダクタ４５を介して徐々に各ＭＬＶ３２ａ〜３２ｄに放電され、所定時間にわたってダンパ６が減衰力を発生するようになる。
【００２２】
本実施形態の場合、図５に示すように、失陥が発生すると、所定時間ｔ（例えば、数秒）にわたり、機械式ダンパと同等の減衰力を発生させる電流Ａｎより大きな電流がＭＬＶ３２ａ〜３２ｄに供給される。これにより、運転者は、高速道路走行時等には安全地帯や路側帯に自動車を停車させて支援を待ったり、市街地走行時等には自動車を低速で走行させて整備工場等に赴くことが可能となる。
［第２実施形態］
第２実施形態も、その全体構成については上述した第１実施形態と同様であるが、蓄電回路の構成が異なっている。すなわち、第２実施形態のＥＣＵ９内には、キャパシタ４３の正極側および負極側に接続される電圧監視回路５１と、インダクタ４５の上流側とキャパシタ４３の下流側とを接続する放電回路５２とが更に設置されている。
【００２３】
電圧監視回路５１はキャパシタ４３の充放電状態を監視するものであり、キャパシタ４３の充放電状態が異常であった場合には、電圧監視回路５１からの出力信号に基づきインストルメントパネルに警告表示が行われ、運転者が整備工場等に修理を依頼することができる。また、放電回路はレジスタ５３を備えており、自動車の停車時にキャパシタ４３を徐々に放電させることにより、整備作業者や自動車解体作業者がＥＣＵ９を開封した際に誤ってキャパシタ４３に工具等を接触させたような場合にも、スパークが発生することが抑制される。
【００２４】
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システムに適用したものであるが、磁性流体を用いた減衰力可変ダンパシステムに適用してもよい。また、上記実施形態では蓄電手段としてキャパシタを用いたが、蓄電池等、他種の蓄電手段を採用するようにしてもよい。また、上記実施形態ではキャパシタをＥＣＵに内蔵させるようにしたが、ＥＣＵとキャパシタとを分離させるようにしてもよい。その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、ダンパ制御回路や蓄電回路等の具体的構成等についても適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態に係るリヤサスペンションの斜視図である。
【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】第１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】第１実施形態の作用を説明するためのグラフである。
【図６】第２実施形態に係るダンパ制御回路の要部構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
６      ダンパ
１２    シリンダチューブ
１３    ピストンロッド
１４    上部油室
１５    下部油室
１６    ピストン
３１    連通孔
３２    ＭＬＶ（磁界印可手段）
４１    電流制御回路（給電制御手段）
４３    キャパシタ（蓄電手段）
４４    スイッチ（スイッチ手段）
４５    インダクタ
５１    電圧監視回路
５２    放電回路
５３    レジスタ
Ｂ      バッテリ電源（車両電源）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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