CN100398868C - 电磁阻尼器控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电磁阻尼器用的电磁阻尼器控制装置,其中,以可相对转动的方式组装安装有磁铁的第1构件与安装有螺线管的第2构件,将通过上述第1构件与上述第2构件的相对转动运动而由螺线管感应出的电磁力用作运动阻尼力,在该电磁阻尼器控制装置内设置根据通过上述第1构件与上述第2构件的相对转动运动而在上述螺线管内生成的电压而工作的电流限制元件,上述电流限制元件基于上述螺线管内生成的电压,将在上述螺线管内流动的电流控制为规定值,从而控制上述电磁阻尼器的阻尼力,因此,不需要来自外部的电源,该电磁阻尼器控制装置能够向电磁阻尼器提供所希望的阻尼力。
Description
技术领域
本发明涉及在车辆、建筑物等中应用的电磁阻尼器的控制装置,特别涉及不用添加外部电源、可控制电磁阻尼器的阻尼力的电磁阻尼器的控制装置。
背景技术
以往,电磁阻尼器具有被设置成可相对伸缩的缸体(cylinder)和外壳。并且,通过缸体的移动,设置在缸体上的螺母使具有螺纹牙的滚珠轴转动,利用连接到滚珠轴上的电动机的转动而生成的电动势,控制电动机内流动的电流,生成阻尼力。
作为该控制电流的电磁阻尼器控制装置,如日本特开2001-311452号公报公开的那样,提出了这样的装置:通过改变对从电动机输出的电流进行切换的晶体管的切换的占空比,使电磁阻尼器的感应电压升压,可从电磁阻尼器获得希望的阻尼力。
然而,在上述现有的电磁阻尼器控制装置中,为使进行这样控制的控制电路工作,有必要从外部向该控制电路供电。即,存在着在断电状态下无法获得阻尼特性的问题。另外,由于基于电动机内生成的电压,利用控制程序改变切换晶体管的占空比,所以不能容易地变更电磁阻尼器的阻尼力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不需要来自外部的电源、可赋予电磁阻尼器希望的阻尼力的电磁阻尼器控制装置。
因此,本发明提供一种电磁阻尼器用的电磁阻尼器控制装置,其中,以可相对转动的方式组装安装有磁铁的第一构件与安装有螺线管的第二构件,将通过上述第一构件和上述第二构件的相对转动运动而由螺线管感应出的电磁力用作运动阻尼力,具有多个并联连接的电流限制电路,该多个电流限制电路分别具有根据通过上述第一构件和上述第二构件的相对转动运动而在上述螺线管内生成的电压而将在上述螺线管内流动的电流控制为规定值的电流限制元件,上述多个并联连接的电流限制电路的各电流限制电路的电流限制元件构成为,基于上述螺线管内生成的不同的电压,将在上述螺线管内流动的电流控制为规定值。
另外,上述各电流限制电路构成为,还具有生成恒电压的恒压元件,当通过将上述恒压元件生成的恒电压施加到上述电流限制元件而在上述螺线管内生成的电压达到规定电压时,将在上述螺线管内流动的电流控制为规定值。
并且,上述各电流限制电路还具有设定上述恒压元件生成的恒电压的设定电路。
在上述各电流限制电路中,上述恒压元件由并联稳压器构成,上述电流限制元件由场效应晶体管构成,上述各电流限制电路构成为,当上述螺线管内生成的电压超过规定值时,由上述并联稳压器生成恒电压,将该恒电压施加到上述场效应晶体管的栅极上,从而将在上述场效应晶体管的源极和漏极间流动的电流控制为规定值。
并且,上述并联稳压器至少具有连接在高压侧的第1端子、连接在低压侧的第2端子以及提供上述并联稳压器的工作基准电压的基准电压端子,上述各电流限制电路在上述基准电压端子与上述第1端子或上述第2端子之间连接可变电阻元件,具有设定上述并联稳压器生成的恒电压的设定电路。
并且,上述电磁阻尼器构成为,具有:将上述第1构件作为定子、将上述第2构件作为转子而构成的电动机、作直线运动的缸体以及通过与上述缸体啮合的转动构件而将该直线运动变换为转动运动的运动变换构件,将上述转动构件连接在上述转子或上述定子中的任一个上,通过上述缸体的移动而使上述电动机转动,利用在上述转子和定子间作用的电磁力而生成阻尼力。
还有,上述电磁阻尼器构成为,具有:将上述第1构件作为定子、将上述第2构件作为转子而构成的电动机、连接到上述转子或上述定子中的任一个上的臂构件、连接到上述转子或定子中的另一个上的固定构件以及夹装在上述臂构件与上述固定构件之间的辅助阻尼器,通过上述臂构件的摇动运动而使上述转子或上述定子中的一个转动,利用在上述电动机上作用的电磁力而生成阻尼力。
因此,根据本发明,不用从外部对电磁阻尼器控制装置供电,以简单的电路构成便可控制电磁阻尼器的阻尼力。
并且,以简单的电路构成可多阶段地控制电磁阻尼器的阻尼力。
并且,由于通过臂构件的摇动运动使转子或定子的一个转动,利用作用在电动机上的电磁力而生成阻尼力,所以无论电磁阻尼器的结构如何,可向电磁阻尼器提供适当的阻尼力。
附图说明
图1为示出了适用本发明的电磁阻尼器控制装置的电磁阻尼器的构成的截面图。
图2为本发明的实施方式的电磁阻尼器控制电路的电路图。
图3为本发明的第1实施方式的电流控制电路的电路图。
图4为示出了本发明的第1实施方式中的电动机的转数与输出电压Vm的关系的特性图。
图5为示出了本发明的第1实施方式中的电动机的输出电压Vm与分压后的电压V1间的关系的特性图。
图6为示出了本发明的第1实施方式中的分压后的电压V1与栅极电压V2间的关系的特性图。
图7为本发明的第1实施方式中的FET的特性图。
图8为本发明的第1实施方式的电磁阻尼器控制电路的特性图。
图9为本发明的第2实施方式的电流限制电路模块的电路图。
图10为适用本发明的电磁阻尼器控制装置的另一电磁阻尼器的构成图。
具体实施方式
下面,根据附图说明本发明的实施方式。
图1为示出了适用本发明的电磁阻尼器控制装置的电磁阻尼器的构成的截面图。
通过在筒状的外壳2的内部以可滑动的方式容纳缸体(cylinder)1,构成阻尼器。在缸体1,以与缸体1之间无法转动的方式安装内部设置有螺纹沟的螺母3。并且,在外壳2的内部,以可自如转动的方式安装设置有螺纹牙的轴(滚珠螺纹)4,该螺母3与滚珠螺纹4双方的螺纹沟与螺纹牙啮合,螺母3使滚珠螺纹4转动,同时缸体1在筒状的外壳2的内部可滑动。滚珠螺纹4连接到直流电动机5的转动轴上。电动机5在内部具有磁铁和螺线管,通过设置在转动轴上的螺线管向磁铁附近移动,在螺线管内产生与电动机的转数相对应的感应电动势。
即,在这样构成的电磁阻尼器中,缸体1在外壳2内部可在轴方向上滑动。缸体1在外壳2内部移动时,与滚珠螺纹4啮合的螺母3一边使滚珠螺纹4转动一边移动。这样,通过滚珠螺纹4的转动,电动机5转动,在电动机5内产生感应电动势。
下面,说明在汽车内使用该电磁阻尼器的情况。在汽车的车体侧安装外壳2,在悬吊系统侧安装缸体1,从而在汽车上安装电磁阻尼器。此时,车体的上下运动变成缸体1与外壳2的伸缩运动,车体的上下运动被变换成滚珠螺纹4的转动运动。这样,电动机5的转动轴配合车体的上下运动而转动,在电动机5内生成与电动机5的转动轴(滚珠螺纹4)的转数相对应的感应电动势。这样,在电动机5内电流流动。
通过限制由该感应电动势引起的在电动机5内流动的电流,可在电动机5内产生与电动机5的转动轴(滚珠螺纹4)的转动方向反向的扭矩。与该转动方向反向的扭矩成为电磁阻尼器生成的阻尼力(负载),通过使电动机5内流动的电流量可变,能够控制电磁阻尼器的阻尼力。即,如果容许在电动机5内流动大电流,则电动机5内生成的与转动方向反向的扭矩变大,如果以在电动机5内仅流动小电流的方式进行限制,则电动机5内生成的与转动方向反向的扭矩变小。
这样,电磁阻尼器进行与将电动机5用作制动器而使缸体1工作的情况相反的工作。
这样的电磁阻尼器与油阻尼器相比,具有基于缸体的移动可再生能量的优点。并且,即便在阻尼器上不设置特别的传感器,也可直接获知阻尼器的动态(根据电动机的转数、转动方向可检测阻尼器的动态(伸缩方向,伸缩量))。并且,由于在阻尼器内不使用油,可用作不产生漏油的无油阻尼器。并且,与现有的油阻尼器相比,控制性良好,可容易地应用在半主动式悬吊系统等中。并且,可容易地变更阻尼器的阻尼力,可以期待应用在阻尼器用调谐工具中。
图2为本发明的实施方式的电磁阻尼器控制电路的电路图。
电动机5的输出电压被输入电磁阻尼器控制电路6,电磁阻尼器控制电路6控制在电动机5内流动的电流,控制电磁阻尼器的阻尼力。
电磁阻尼器控制电路6的构成包括:使从电动机5输出的电流的方向一致的半波整流电路7、从逆电压保护电流限制电路10和11的防止逆连接电路8和9、控制从电动机5输出的电流的大小的电流控制电路10、11。
当电动机按正方向(CW)转动时,在电动机5内生成以端子A为正、端子B为负的电动势,从电动机5输出的电流在Icw方向上流动。该电流Icw经由整流电路7流向CW侧电流控制电路10(I7)。
并且,从电动机5输出的电流Icw的一部分不经由整流电路7而流过防止逆连接电路9到达CW侧电流控制电路10(I9)。这样,从在正方向上转动中的电动机5输出的电流、即在CW侧电流控制电路10内流动的电流Icw为
Icw=I7+I9
由CW侧电流控制电路10控制电流Icw的大小。此时,由防止逆连接电路9进行保护使得在CCW侧电路控制电路11内没有电流流动,因此,CCW侧电路控制电路11不工作。
另一方面,当电动机5按逆方向(CCW)转动时,在电动机5内生成以端子B为正、端子A为负的电动势,从电动机5输出的电流在Iccw方向上流动。该电流Iccw经由整流电路7流向CCW侧电流控制电路11(I7)。并且,从电动机5输出的电流Iccw的一部分不经由整流电路7而流过防止逆连接电路8到达CCW侧电流控制电路11(I8)。这样,从在逆方向上转动中的电动机5输出的电流、即在CCW侧电流控制电路11内流动的电流Iccw为
Iccw=I7+I8
由CCW侧电流控制电路11控制电流Iccw的大小。此时,由防止逆连接电路8进行保护使得在CW侧电路控制电路10内没有电流流动,因此,CW侧电路控制电路10不工作。
图3为本发明的第一实施方式的电流控制电路10、11的电路图。
该电流限制电路10、11分别由并联连接3个电流限制电路模块21、22、23(图中由虚线包围)而构成。由于该各电流限制电路模块进行相同的工作,对于第一电流限制电路模块21的工作进行说明,而省略对其他的电流限制电路模块22、23的工作的说明。
通过电动机5按正方向(CW)或逆方向(CCW)转动而产生的电动势,作为电压Vm施加在电流控制电路10、11上。在电流限制电路模块21的正负端子之间连接有对Vm进行分压的电阻器VR1。在第一实施方式中,电阻器VR1由可变电阻器构成,使得可变更分压比,从而可以改变利用电阻器VR1分压后的电压V1。在电阻器VR1的可动触点与负侧端子之间连接有并联稳压器RG1,由规定的基准电压(稳压电压)Vg1控制使得并联稳压器的阳极和阴极间的电压不上升。对于该并联稳压器,例如优选使用テキサス·インスツルメンツ公司的TL431。
并且,在并联稳压器RG1上并联连接有电阻器VR2。电阻器VR2对并联稳压器的阴极和阳极间的电压进行分压,生成场效晶体管FET1的栅极电压V2。场效应晶体管FET1连接在电流限制电路模块21的正负端子之间。通过栅极电压V2控制在FET1的源极和漏极间流动的电流,从而控制在电流限制电路模块21内流动的电流。对于该场效应晶体管,考虑到反应速度快且通态电阻小,优选使用功率MOSFET。
并且,取代并联稳压器RG1,也可使用齐纳二极管,但是由于稳压电压(齐纳电压)的偏移大,有必要注意根据温度变化的齐纳电压的变化也变大。
图4为示出了本发明的第一实施方式中的电动机转数与输出电压Vm间的关系的特性图。在本图中,横轴表示电动机5的转数、纵轴表示电动机5生成的输出电压Vm。根据本图可知,电动机5转动时,通过其发电作用,产生基于与电动机5的转数成比例的感应电动势的输出电压Vm。
图5为示出了本发明第一实施方式中电动机输出电压Vm与分压后的电压V1间的关系的特性图。在本图中,横轴表示由电动机5生成的输出电压Vm,纵轴表示由VR1分压后的电压V1。根据本图,通过电动机5的转动,当电动机5的输出电压Vm缓缓上升时,V1也通过VR1按照设定的分压比上升,并且电动机5的输出电压Vm增加。这样,当V1达到并联稳压器RG1的稳压电压Vg1时,通过并联稳压器RG1的作用,V1被抑制为一定的电压(稳压电压)Vg1。
图中的多条线表示由于由VR1设定的分压比变化而发生的V1-Vm特性的变化,图中越是右下的线由VR1设定的分压比(V1/Vm)越小。即,即便电动机5的输出电压Vm相同,分压比越小,由VR1分压生成的电压V1越低。
图6为示出了本发明的第一实施方式中分压后的电压V1与栅极电压V2间的关系的特性图。在本图中,横轴表示由VR1分压后的电压V1,纵轴表示由VR2分压后的电压V2。根据本图,当通过电动机5的转动而电动机5的输出电压Vm上升、V1缓缓升高时,V2按照由VR2设定的分压比也上升。这样,进一步电动机5的输出电压Vm增加,当通过并联稳压器RG1的作用而V1被抑制为稳压电压Vg1时,V2也被抑制为根据由VR2设定的分压比而确定的电压。
图中的多条线表示由于由VR2设定的分压比变化而发生的V2-V1特性的变化,图中越是在右下的线由VR2设定的分压比(V2/V1)越小。即,即便V1相同,分压比越小,由VR2分压生成的电压V2越低。并且,当分压比(V2/V1)变小时,V1饱和时(V1=Vg1时)的电压V2变低。
图7为本发明第一实施方式中场效应晶体管(FET)的特性图。在本图中,横轴表示源极和漏极间的电压(电动机的输出电压Vm),纵轴表示漏极电流I1。图中的多条线表示由栅极电压V2引起的漏极电流I1的变化,越是绘在上面的线栅极电压(V2)越大。
根据本图可知,本实施方式的FET具有这样的特性,即如果栅极电压V2变大,则在饱和区域中漏极电流I1增加,在饱和区域中无论漏极和源极间的电压Vm如何,漏极电流I1几乎为一定。即,无论漏极和源极间的电压Vm如何,仅由栅极电压V2控制漏极电流I1。
下面,对于具有上述构成的电流限制电路模块21的工作进行说明。
当电动机5转动时,由其发电作用生成感应电动势,输出电压Vm被施加到电流限制电路10、11(电流限制电路模块21)上。施加到该电流限制电路10、11上的电压Vm与电动机5的转数成比例(图4)。当缸体1在外壳2内渐渐加速移动、电动机5的转数增加、Vm缓缓升高时,由电阻器VR1分压后的V1按照由电阻器VR1设定的分压比,与电压Vm成比例地上升(图5)。与此同时,FET1的栅极电压V2也按照由电阻器VR2设定的分压比,与由电阻器VR1分压后的V1成比例地上升(图6)。
进一步,即便电动机5的转数增加、施加在电流限制电路10、11上的输出电压Vm进一步上升,当由电阻器VR1分压后的V1达到稳压电压Vg1后,通过并联稳压器RG1的作用,由电阻器VR1分压后的V1被限制为稳压电压Vg1、变成饱和状态。同样地,由电阻器VR2分压后的V2也被限制为根据稳压电压Vg1以及由VR2设定的分压比而确定的上限值、变成饱和状态。
由于V2是FET1的栅极电压,在栅极电压V2不饱和的状态下,根据栅极电压V2漏极电流I1流动(图7)。即,当栅极电压V2上升时,FET1的漏极电流I1增加,使在电动机5内流动的电流Icw增加。并且,在栅极电压V2极低的状态下,FET1不工作,在施加超过FET1的工作点的栅极电压之前,没有漏极电流I1流动。并且,在栅极电压V2饱和的状态下,栅极电压V2为一定的电压,漏极电流I1为一定值。
即,当施加在电流限制电路10、11上的电动机5的输出电压Vm低时(对Vm进行分压而生成的栅极电压V2极低时),虽然没有漏极电流I1流动,但是如果电动机的输出电压Vm(栅极电压V2)上升则FET1的漏极电流I1增加并使在电动机5内流动的电流Icw增加。这样,当电动机的输出电压Vm进一步上升时,栅极电压V2以一定的电压饱和,FET1的漏极电流1也成为一定值。
图8为电流限制电路10、11的特性图。在本图中,横轴表示施加到电流限制电路上的电压(电动机的输出电压Vm),纵轴表示电流限制电路10内流动的电流Icw(或者,电流限制电路11内流动的电流Iccw)。
在漏极电流I1、I2、I3饱和的点上,在Icw上有拐点,各拐点的位置可根据电阻器VR1~VR6在图上、上下左右地进行变更。并且,拐点数可由在电流限制电路内并联连接的电流限制电路模块的数目来改变。
即,通过适当调整电流限制电路模块的数目,可任意改变拐点的数目,通过适当调整电流限制电路模块内的电阻器VR1~VR6的电阻值,可任意变化拐点的位置。因此,随意控制电动机5内流动的电流Icw,可控制电动机5内生成的与转动方向反向的扭矩。
当电动机5的转数增加时,FET1的栅极电压V2增加,漏极电流I1增加。并且,当电动机5的转数进一步增加时,FET1的栅极电压V2被限制为稳压电压Vg1,漏极电流I1在一定的电流值上饱和。当电动机的输出电压Vm达到由漏极电流I1的饱和值确定的饱和电压时(第一拐点),调整可变电阻VR3使得FET2的栅极电压超过工作点。即,在电流限制电路模块21内流动的电流(漏极电流I1)饱和以后,调整电流限制电路模块22使得在电流限制电路模块22内电流(漏极电流I2)开始流动。
这样,由于在第一拐点之前的区间内仅第1电流限制电路模块工作,FET1的漏极电流I1在电动机5内流动,所以电动机电流Icw为
Icw=I1
并且,由于在从第一拐点到第二拐点的区间内,第1电流限制电路模块内流动的电流饱和,而第2电流限制电路模块工作,FET2的漏极电流I2也在电动机5内流动,所以电动机电流Icw为
Icw=I2+I1(饱和)
并且,由于在从第2拐点到第3拐点的区间内,第1电流限制电路模块以及第2电流限制电路模块内流动的电流饱和,第3电流限制电路模块工作,FET3的漏极电流I3也在电动机5内流动,所以,电动机电流Icw为
Icw=I3+I2(饱和)+I1(饱和)
并且,由于超过第3拐点以后,第1电流限制电路模块、第2电流限制电路模块以及第3电流限制电路模块内流动的电流饱和,所以电动机电流Icw为
Icw=I3(饱和)+I2(饱和)+I1(饱和)
接着,对电流限制电路10、11的特性图(图8)中拐点位置的移动进行说明。下面,虽然对第一拐点的移动进行说明,但是由于也可同样地移动其他拐点,因此省略对其他拐点的说明。
如上所述,根据由VR1设定的分压比(V1/Vm)变化、V1-Vm特性变化(图5)。即,由VR1设定的分压比越小,V1饱和时的电动机5的输出电压Vm越大。另一方面,由VR1设定的分压比越大,V1饱和时的电动机5的输出电压Vm越小。也就是说,由VR1设定的分压比越小,拐点越往图中右侧移动,分压比越大,拐点越往图中左侧移动。
并且,根据由VR2设定的分压比(V2/V1)变化、V2-V1特性变化(图6)。即,由VR2设定的分压比越小,V2的饱和电压越小。
另一方面,由VR2设定的分压比越大,V2的饱和电压越大。也就是说,由VR2设定的分压比越小,拐点越往图中下侧移动,分压比越大,拐点越往图中上侧移动。
这样,根据第1实施方式的电磁阻尼器控制电路,对电动机5生成的电压进行分压而控制FET1内流动的漏极电流I1,所以不用从外部供电,可对电磁阻尼器的阻尼力进行控制。
并且,通过调整电流限制电路模块内的电阻器,可使电流限制电路模块的电流-电压特性变化,从而可容易地控制电磁阻尼器的阻尼力。
并且,由于并联连接多个电流限制电路模块构成了电磁阻尼器控制电路,所以可由电磁阻尼器的工作速度(电动机5的转数)而获得所希望的阻尼力。
图9为本发明的第2实施方式的电流控制电路10、11内的电流限制电路模块的电路图。在该第2实施方式中,与上述第1实施方式(图3)不同,通过改变施加到并联稳压器上的基准电压来改变并联稳压器的稳压电压。并且,由于电流限制电路模块以外的电流限制电路10、11内的构成与上述第1实施方式相同,省略其说明。
由电动机5在正方向(CW)或逆方向(CCW)上转动而生成的电动势作为电压Vm被施加在电流控制电路的电流限制电路模块24上。在电流限制电路模块24的正负端子之间连接有对Vm进行分压的电阻器VR7。在该第2实施方式中,电阻器VR7由可变电阻器构成,可变更分压比。分压后的电压V7可利用电阻器VR7改变。在电阻器VR7的可动触点与负侧端子之间连接有并联稳压器RG4,通过由基准电压确定的稳压电压Vo进行控制使得并联稳压器的阴极和阳极间的电压不上升。
在并联稳压器RG4的基准电压端子和电流限制电路模块24的负端子侧之间连接有电阻器R。并且,在并联稳压器RG4的基准电压端子与电阻器VR7的可动触点之间连接有可变电阻器VR9。利用该电阻器R和可变电阻器VR9,对将Vm分压后的电压V7进行分压,从而生成施加在并联稳压器上的基准电压Vg4。即,通过变化可变电阻器VR9,V7的分压比变化,施加在并联稳压器上的基准电压Vg4变化。
并且,在并联稳压器RG4上并联连接有可变电阻器VR8,对并联稳压器的阴极和阳极间的电压进行分压而生成场效应晶体管FET4的栅极电压V9。场效应晶体管FET4连接在电流限制电路模块24的正负端子之间,通过栅极电压V9控制漏极电流I4,从而控制在电流限制电路模块24内流动的电流。
下面,对第2实施方式的电流限制电路模块24的工作进行说明。
当电动机5转动时,由其发电作用生成感应电动势,输出电压Vm被施加在电流限制电路10、11(电流限制电路模块24)上。该被施加在电流限制电路模块24上的电压Vm与电动机5的转数成比例地增加。并且,当缸体1在外壳2内缓缓加速移动、电动机5的转数增加、Vm渐渐升高时,由电阻器VR7分压后的V7按照由电阻器VR7设定的分压比,与电压Vm成比例地上升。与此同时,FET4的栅极电压V9也按照由电阻器VR8设定的分压比,与由电阻器VR7分压后的电压V7成比例地上升。
并且,即便电动机5的转数增加、施加到电流限制电路24上的电压Vm进一步上升,在由电阻器VR7分压后的电压V7达到稳压电压Vo后,由于并联稳压器RG4的作用,由电阻器VR7分压后的电压V7被限制为稳压电压Vo、成为饱和状态。同样地,由电阻器VR8分压后的电压V9也被限制为根据稳压电压Vo以及由VR8设定的分压比而确定的上限值、成为饱和状态。
该并联稳压器的稳压电压Vo根据施加到并联稳压器RG4的基准电压端子上的电压以及连接到基准电压端子上的电阻比(VR9/R)而确定。例如,提供生成根据
Vo=(1+VR9/R)Vg4
提供的稳压电压的并联稳压器(例如,テキサス·インスツルメンツ公司的TL431),通过变化可变电阻的电阻值VR9,可使并联稳压器的稳压电压Vo变化。
由于V9是FET4的栅极电压,在栅极电压V9未饱和的状态下,对应于栅极电压V9、漏极电流I4流动。即,当栅极电压V9上升时,FET4的漏极电流I4增加,使电动机5内流动的电流Icw增加。
这样,在第2实施方式中,由于通过改变并联稳压器的基准电压,可使稳压电压Vo变化,FET4的栅极电压的调整范围变宽,因此漏极电流的调整范围变宽,可使图8所示的Icw(或Iccw)拐点的调整范围变宽。这样,可设定电磁阻尼器的阻尼力的范围变宽。
图10为示出了适用本发明的电磁阻尼器控制装置的另一电磁阻尼器的构成的图。
图10中所示的电磁阻尼器与上述的缸体作直线运动的电磁阻尼器(图1)不同,适用在进行合叶式摇摆运动的部位。
图10中所示的电磁阻尼器经由电动机33以可相对转动的方式连接固定部分31和可动部分32而构成。电动机33在内部具有磁铁和螺线管,通过设置在转动轴上的螺线管向磁铁附近移动,使得在螺线管内生成与电动机的转速成比例的感应电动势。即,电动机的主体箱(定子)安装在固定部分31上,电动机的转动轴(转子)安装在可动部分32上。然后,当可动部分32相对固定部分31移动时,在电动机33内生成感应电动势。此时,通过利用本发明的电磁阻尼器控制电路控制在电动机33内流动的电流,从而控制与电动机33的转动方向反向的扭矩,可控制摇摆部分的阻尼力。
并且,在该电磁阻尼器中,由于要求电动机33生成大的扭矩,因此也可在固定部分31与可动部分32之间设置辅助阻尼器34。并且,也可在阻尼器内并联设置弹簧35,以将固定部分31和可动部分32保持在规定位置的方式构成。另外,也可在电动机内设置减速器,使电动机生成的扭矩增幅,施加在运转部分和固定部分之间而构成。
这样,在图10所示的实施方式中,由于没有必要设置将直线运动变换为转动运动的变换机构,可使电磁阻尼器具有简单的构成。
本次公开的实施方式在所有的点上为例示,并不用于限定。本发明的范围不是上述的发明的说明,而是根据权利要求的范围而示出,意在包括与权利要求的范围同等的意义以及内容的范围内的所有的变更。
利用本发明,由于不用添加外部电源而可控制电磁阻尼器的阻尼力,因此可适用于在车辆、建筑物等中使用的电磁阻尼器的控制装置。特别地,当设置在供电困难的场所中时非常有用。
Claims (7)
1.一种电磁阻尼器用的电磁阻尼器控制装置,其中,以可相对转动的方式组装安装有磁铁的第1构件与安装有螺线管的第2构件,将通过上述第1构件与上述第2构件的相对转动运动而由螺线管感应出的电磁力用作运动阻尼力,该电磁阻尼器控制装置的特征在于,
具有多个并联连接的电流限制电路,该多个电流限制电路分别具有根据通过上述第1构件与上述第2构件的相对转动运动而在上述螺线管内生成的电压而将在上述螺线管内流动的电流控制为规定值的电流限制元件,
上述多个并联连接的电流限制电路的各电流限制电路的电流限制元件构成为,基于上述螺线管内生成的不同的电压,将在上述螺线管内流动的电流控制为规定值。
2.根据权利要求1记载的电磁阻尼器控制装置,其特征在于,
上述各电流限制电路构成为,还具有生成恒电压的恒压元件,当通过将上述恒压元件生成的恒电压施加到上述电流限制元件而在上述螺线管内生成的电压达到规定电压时,将在上述螺线管内流动的电流控制为规定值。
3.根据权利要求2记载的电磁阻尼器控制装置,其特征在于,
上述各电流限制电路还具有设定上述恒压元件生成的恒电压的设定电路。
4.根据权利要求2记载的电磁阻尼器控制装置,其特征在于,
在上述各电流限制电路中,上述恒压元件由并联稳压器构成,上述电流限制元件由场效应晶体管构成,
上述各电流限制电路构成为,当上述螺线管内生成的电压超过规定值时,由上述并联稳压器生成恒电压,将该恒电压施加到上述场效应晶体管的栅极上,从而将在上述场效应晶体管的源极和漏极间流动的电流控制为规定值。
5.根据权利要求4记载的电磁阻尼器控制装置,其特征在于,
上述并联稳压器至少具有连接在高压侧的第1端子、连接在低压侧的第2端子以及提供上述并联稳压器的工作基准电压的基准电压端子,
上述各电流限制电路在上述基准电压端子与上述第1端子或上述第2端子之间连接可变电阻元件,具有设定上述并联稳压器生成的恒电压的设定电路。
6.根据权利要求1记载的电磁阻尼器控制装置,其特征在于,上述电磁阻尼器构成为,具有:将上述第1构件作为定子、将上述第2构件作为转子而构成的电动机、作直线运动的缸体以及通过与上述缸体啮合的转动构件而将该直线运动变换为转动运动的运动变换构件,将上述转动构件连接在上述转子或上述定子中的任一个上,通过上述缸体的移动而使上述电动机转动,利用在上述转子和定子间作用的电磁力而生成阻尼力。
7.根据权利要求1记载的电磁阻尼器控制装置,其特征在于,上述电磁阻尼器构成为,具有:将上述第1构件作为定子、将上述第2构件作为转子而构成的电动机、连接到上述转子或上述定子中的任一个上的臂构件、连接到上述转子或定子中的另一个上的固定构件以及夹装在上述臂构件与上述固定构件之间的辅助阻尼器,通过上述臂构件的摇动运动而使上述转子或上述定子中的一个转动,利用在上述电动机上作用的电磁力而生成阻尼力。
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