JP2017153235A - 高電圧発生器および緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部負荷の温度状態に応じて、回路の時定数を設定することができる高電圧発生器および緩衝器を提供する。【解決手段】 高電圧発生器２１は、電源電圧を昇圧して出力側に接続された作動流体１２に供給する昇圧回路２３と、作動流体１２の温度状態を取得するための電流センサ２９と、高電圧発生器２１の内部負荷の時定数τnを決定する低時定数回路２４および高時定数回路２５と、時定数回路２４，２５を切替えて高電圧発生器２１の内部負荷の時定数τnを制御する切替器２８Ａと、を備えている。切替器２８Ａが、作動流体１２の温度状態の高低に応じて低時定数回路２４および高時定数回路２５を切替えることにより、昇圧回路２３の出力の時定数τaを異なる値に変更する。【選択図】 図２

Description

本発明は、電源電圧を昇圧して外部負荷に供給する高電圧発生器および緩衝器に関する。

一般に、４輪自動車等の車両には、各車輪（車軸側）と車体との間にシリンダ装置としての緩衝器が設けられ、車両の振動を緩衝している。この場合、シリンダ装置内の流路には電気粘性流体が封入され、該流路を通過する電気粘性流体の粘度を印加電圧により制御することで、発生減衰力を制御する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された緩衝器は、電気粘性流体の温度を推定し、該温度に応じて電気粘性流体に印加する電圧を変えて発生減衰力を調整している。

特開平１０−２３６８号公報

ところで、電気粘性流体を用いた緩衝器において、低温領域では、電気粘性流体の抵抗値増加により電気粘性流体の時定数が高くなる（大きくなる）ので、印加電圧を変える際の応答速度が低下するという問題がある。一方、高温領域では、電気粘性流体の抵抗値減少により電流値が増加するので、消費電力が増加するという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、外部負荷の温度状態に応じた時定数を設定することができる高電圧発生器および緩衝器を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、電源電圧を昇圧して出力側に接続された外部負荷に供給する昇圧回路と、前記外部負荷の温度状態を取得するための温度状態取得部と、前記昇圧回路の出力側に接続された少なくとも２つ以上の時定数回路と、前記時定数回路を切替えて前記昇圧回路の出力の時定数を制御する時定数制御装置と、を備え、前記時定数制御装置が、前記外部負荷の温度状態の高低に応じて前記時定数回路を切替えることにより、前記昇圧回路の出力の時定数を異なる値に変更することを特徴とする。

本発明によれば、外部負荷の温度状態に応じた時定数を設定することができる。

本発明の実施の形態による緩衝器を示す断面図である。 図１中の高電圧発生器の全体構成を示す回路図である。 高電圧発生器の時定数変更処理を示す流れ図である。 電気粘性流体の温度と時定数との関係を示す特性線図である。 電気粘性流体の温度と温度上昇との関係を示す特性線図である。 第２の実施の形態の高電圧発生器の全体構成を示す回路図である。 変形例による高電圧発生器の全体構成を示す回路図である。

以下、本発明の実施の形態に係る高電圧発生器および緩衝器を、４輪自動車等の車両に設けられる緩衝器に適用した場合を例に挙げて、添付図面に従って詳細に説明する。

図１ないし図５は、第１の実施形態を示している。図１において、シリンダ装置としての緩衝器１は、内部に封入する後述の作動流体１２として機能性流体（即ち、電気粘性流体）を用いた減衰力調整式の油圧緩衝器（セミアクティブダンパ）として構成されている。緩衝器１は、例えば、コイルばねからなる懸架ばね（図示せず）と共に、車両用のサスペンション装置を構成する。

緩衝器１は、外筒２、内筒４、ピストン５、ピストンロッド６、電極筒９、流路１０、作動流体１２、高電圧発生器２１等を含んで構成されている。外筒２は、緩衝器１の外殻をなすもので、円筒体として形成されている。外筒２は、その下端側がボトムキャップ３により溶接手段等を用いて閉塞された閉塞端となっている。

内筒４は、外筒２内に該外筒２と同軸に設けられ、軸方向に延びる円筒状の筒体として形成されている。この内筒４は、高電圧発生器２１の出力側（負側）にバルブボディ８Ａまたはロッドガイド７と外筒２とを介して接続され、減衰力調整回路１３の一部を構成している。内筒４の内部には、後述のピストンロッド６が挿入されるとともに、作動流体１２が封入されている。

内筒４と外筒２との間には、環状のリザーバ室Ａが形成されている。具体的には、リザーバ室Ａは、電極筒９と外筒２との間に形成されている。このリザーバ室Ａ内には、作動流体１２と共に作動気体となるガスが封入されている。リザーバ室Ａ内のガスは、ピストンロッド６の縮小時に、当該ピストンロッド６の進入体積分を補償すべく圧縮される。

ピストン５は、内筒４内に摺動可能に挿嵌されている。ピストン５は、内筒４内をロッド側油室Ｂとボトム側油室Ｃとに画成している。また、ピストン５は、内筒４内でピストンロッド６の下端側に連結（固定）されている。このピストン５には、ボトム側油室Ｃからロッド側油室Ｂへの作動流体１２の流通を許し、逆向きの流れを阻止する逆止弁５Ａが設けられている。

ロッドガイド７は、内筒４と外筒２の上端側（一端側）に設けられている。ロッドガイド７は、内筒４と外筒２の上端側を閉塞するように、これら内筒４および外筒２に嵌合している。

ボトムバルブ８は、内筒４の下端側（他端側）に位置して該内筒４とボトムキャップ３との間に設けられている。このボトムバルブ８は、バルブボディ８Ａと、リザーバ室Ａ内の作動流体１２が内筒４内のボトム側油室Ｃに向けて流通するのを許し、逆向きの流れを阻止する逆止弁８Ｂとを含んで構成されている。

電極筒９は、中間筒として、内筒４の外側に設けられている。即ち、電極筒９は、外筒２と内筒４との間で軸方向に延びる圧力管となっている。電極筒９は、ロッドガイド７とバルブボディ８Ａとの間に、後述のアイソレータ１４を介して支持されている。電極筒９は、高電圧発生器２１の出力側（正側）に接続され、減衰力調整回路１３の一部を構成している。この電極筒９は、内筒４の外周側を全周にわたって取囲むことにより、電極筒９の内部（電極筒９の内周側と内筒４の外周側との間）に、作動流体１２が流通する流路１０を形成している。この場合、電極筒９の内周側と内筒４の外周側との間には、流路形成部材１１が設けられている。これにより、流路１０は、流路形成部材１１によって蛇行する流路となっている。

作動流体１２は、高電圧発生器２１の出力側に接続された減衰力調整回路１３の一部として、電気粘性流体（ERF：Electro Rheological Fluid）を用いて、内筒４内に封入されている。この電気粘性流体は、電界（電圧）により流体の性状が変化する機能性流体の一種であり、印加される電圧に応じて流通抵抗（減衰力）が変化するものである。電気粘性流体は、例えば、シリコンオイル等からなる基油（ベースオイル）と、該基油に混ぜ込まれ電界の変化に応じて粘性を可変にする粒子とにより構成されている。

ここで、内筒４、電極筒９、流路１０、流路形成部材１１、作動流体１２は、減衰力調整回路１３を構成している。また、この減衰力調整回路１３は、高電圧発生器２１の出力側に接続された外部負荷を構成している。この場合、図２に示すように、減衰力調整回路１３の等価回路は、可変抵抗器１３Ａと可変容量コンデンサ１３Ｂとを有し、可変抵抗器１３Ａと可変容量コンデンサ１３Ｂとの積である時定数τgを有する回路となる。そして、緩衝器１は、内筒４と電極筒９との間の流路１０内（減衰力調整回路１３）に電位差を発生させ、該流路１０を通過する電気粘性流体（作動流体１２）の粘度を制御することで、発生減衰力を制御（調整）する構成となっている。

アイソレータ１４は、ロッドガイド７と電極筒９の上端側との間およびバルブボディ８Ａと電極筒９の下端側との間に位置してそれぞれ設けられている。このアイソレータ１４は、例えば電気絶縁性材料により形成され、内筒４、ロッドガイド７およびバルブボディ８Ａと電極筒９との間を電気的に絶縁した状態に保っている。

次に、緩衝器１の減衰力調整回路１３に電圧を印加する高電圧発生器２１について、説明する。

高電圧発生器２１は、例えば、外筒２の外周側に取付けられている。この高電圧発生器２１は、バッテリ２２、昇圧回路２３、時定数回路２４，２５、制御ユニット２８等により構成されている。高電圧発生器２１の電圧印加線としての正側電源ライン２１Ａは、電極筒９に電気的に接続されている。一方、高電圧発生器２１の負側電源ライン２１Ｂは、外筒２を介して内筒４に電気的に接続されている。この高電圧発生器２１は、緩衝器１の減衰力を可変に調整するための制御ユニット２８から出力される指令（電圧指令）に基づいて、バッテリ２２から出力される直流電圧を昇圧して電極筒９に供給（出力）する。

これにより、内筒４と電極筒９との間の流路１０内には、電極筒９に印加される電圧に応じた電位差が発生し（電界が形成され）、作動流体１２の粘度が変化する。この場合、緩衝器１は、電極筒９に印加される電圧に応じて、発生減衰力の特性（減衰力特性）をハード（Hard）な特性（硬特性）からソフト（Soft）な特性（軟特性）に連続的に調整することができる。なお、緩衝器１は、減衰力特性を連続的でなくとも、２段階または複数段階に調整可能なものであってもよい。

バッテリ２２は、緩衝器１の作動流体１２に電圧を印加するための電源となるもので、例えば、車両の補機用バッテリとなる１２Ｖの車載バッテリ（および、必要に応じて車載バッテリの充電を行うオルタネータ）により構成されている。バッテリ２２の電源電圧端子は、昇圧回路２３の１次側コイル２３Ａ１の一端（正側）に接続されている。一方、バッテリ２２のグランド端子は、昇圧回路２３の昇圧スイッチ２３Ｂを介して、１次側コイル２３Ａ１の他端（負側）に接続されている。

昇圧回路２３は、バッテリ２２から出力された電源電圧を昇圧するもので、トランス２３Ａ、昇圧スイッチ２３Ｂ、ダイオード２３Ｃを含んで構成されている。この昇圧回路２３の入力側はバッテリ２２に接続され、昇圧回路２３の出力側は、時定数回路２４，２５および緩衝器１の減衰力調整回路１３にそれぞれ接続されている。昇圧回路２３は、トランス２３Ａを用いた絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータとして構成されている。

具体的には、トランス２３Ａの１次側コイル２３Ａ１の一端はバッテリ２２の電源電圧端子に接続され、１次側コイル２３Ａ１の他端は昇圧スイッチ２３Ｂに接続されている。一方、２次側コイル２３Ａ２の一端はダイオード２３Ｃのアノードに接続され、２次側コイル２３Ａ２の他端は負側電源ライン２１Ｂに接続されている。また、昇圧スイッチ２３Ｂの一端は１次側コイル２３Ａ１に接続され、昇圧スイッチ２３Ｂの他端はバッテリ２２のグランド端子に接続されている。さらに、昇圧スイッチ２３Ｂは、制御ユニット２８に接続されている。ダイオード２３Ｃのアノードは２次側コイル２３Ａ２の一端に接続され、ダイオード２３Ｃのカソードは正側電源ライン２１Ａに接続されている。

ここで、昇圧回路２３は、制御ユニット２８からの電圧指令により昇圧スイッチ２３ＢのＯＮ／ＯＦＦの切替制御を行う。そして、昇圧回路２３は、バッテリ２２から出力された電源電圧を、トランス２３Ａにより昇圧して、逆流防止用のダイオード２３Ｃを介して減衰力調整回路１３に向けて供給する。

低時定数回路２４は、昇圧回路２３の出力側に接続されると共に、減衰力調整回路１３に並列接続されている。この低時定数回路２４は、抵抗器２４Ａとコンデンサ２４Ｂとから構成されている。低時定数回路２４の一端は正側電源ライン２１Ａに接続され、低時定数回路２４の他端は切替スイッチ２６を介して負側電源ライン２１Ｂに接続されている。ここで、抵抗器２４Ａとコンデンサ２４Ｂとは並列に接続されている。この低時定数回路２４は、高電圧発生器２１の内部負荷を構成し、高電圧発生器２１の内部負荷の時定数τnを決定するものである。この場合、低時定数回路２４は、抵抗器２４Ａとコンデンサ２４Ｂとの積である時定数τ1を有している。

高時定数回路２５は、昇圧回路２３の出力側に接続されると共に、低時定数回路２４と同様に減衰力調整回路１３に並列接続されている。この高時定数回路２５は、抵抗器２５Ａとコンデンサ２５Ｂとから構成されている。高時定数回路２５の一端は正側電源ライン２１Ａに接続され、高時定数回路２５の他端は切替スイッチ２７を介して負側電源ライン２１Ｂに接続されている。ここで、抵抗器２５Ａとコンデンサ２５Ｂとは並列に接続されている。この高時定数回路２５は、高電圧発生器２１の内部負荷を構成し、高電圧発生器２１の内部負荷の時定数τnを決定するものである。この場合、高時定数回路２５は、抵抗器２５Ａとコンデンサ２５Ｂとの積である時定数τ2を有している。

ここで、高時定数回路２５の抵抗器２５Ａの抵抗値は、低時定数回路２４の抵抗器２４Ａの抵抗値よりも高く設定されている。これにより、高時定数回路２５の時定数τ2は、低時定数回路２４の時定数τ1よりも高く設定（τ2＞τ1）されている。この場合、時定数τ2が時定数τ1よりも高い関係であれば、低時定数回路２４のコンデンサ２４Ｂと高時定数回路２５のコンデンサ２５Ｂとの容量値を、仕様に応じて適宜設定することができる。

切替スイッチ２６は、低時定数回路２４に接続されて設けられている。即ち、切替スイッチ２６の一端は低時定数回路２４の他端に接続され、切替スイッチ２６の他端は負側電源ライン２１Ｂに接続されている。また、切替スイッチ２６は、制御ユニット２８の切替器２８Ａに接続されている。この切替スイッチ２６は、切替器２８Ａからの制御信号に応じて、低時定数回路２４を正側電源ライン２１Ａと負側電源ライン２１Ｂとの間に接続または非接続するものである。

切替スイッチ２７は、高時定数回路２５に接続されて設けられている。即ち、切替スイッチ２７の一端は高時定数回路２５の他端に接続され、切替スイッチ２７の他端は負側電源ライン２１Ｂに接続されている。また、切替スイッチ２７は、制御ユニット２８の切替器２８Ａに接続されている。この切替スイッチ２７は、切替器２８Ａからの制御信号に応じて、高時定数回路２５を正側電源ライン２１Ａと負側電源ライン２１Ｂとの間に接続または非接続するものである。

制御ユニット２８は、例えばマイクロコンピュータ等からなり、切替器２８Ａを含んで構成されている。制御ユニット２８の出力側は、昇圧回路２３の昇圧スイッチ２３Ｂに接続されている。制御ユニット２８は、例えば、ばね上加速度センサおよびばね下加速度センサ（いずれも図示せず）の検出結果に基づいて、緩衝器１の減衰力を調整するように制御する。即ち、制御ユニット２８は、ばね上加速度センサとばね下加速度センサとにより得た情報から、高電圧発生器２１（の昇圧回路２３）に出力する電圧指令を算出し、減衰力可変ダンパである緩衝器１を制御する。

具体的には、制御ユニット２８は、昇圧回路２３の昇圧スイッチ２３ＢのＯＮ／ＯＦＦを繰り返し切替えることにより、高電圧を緩衝器１に向けて印加する。高電圧が入力された緩衝器１は、その電圧値（内筒４と電極筒９間の電位差）の変化に応じて作動流体１２の粘性が変化し、緩衝器１の減衰力特性を調整することができる。

切替器２８Ａは、時定数制御装置として、例えばマイクロコンピュータ等からなり、制御ユニット２８の一部を構成している。切替器２８Ａの出力側は切替スイッチ２６，２７に接続され、切替器２８Ａの入力側は電流センサ２９に接続されている。この切替器２８Ａは、電流センサ２９により計測した作動流体１２の温度状態の高低に応じて時定数回路２４，２５を切替えて、高電圧発生器２１の内部負荷の時定数τnを制御して、時定数τnを異なる値に変更するものである。

電流センサ２９は、温度状態取得部として、高電圧発生器２１内に位置して設けられている。電流センサ２９の入力側は負側電源ライン２１Ｂに接続され、電流センサ２９の出力側は制御ユニット２８の切替器２８Ａに接続されている。電流センサ２９は、減衰力調整回路１３からの帰還電流（帰還信号）Ｉfbを用いて、作動流体１２の温度状態を取得するものである。ここで、作動流体１２の抵抗値は、作動流体１２の温度Ｔに対して単調に減少するため、予め実験、シミュレーション等により求めた温度特性マップを用いて帰還電流Ｉfbを測定することにより、作動流体１２の温度Ｔを一意に決定することができる。

第１の実施形態による緩衝器１は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。

緩衝器１を自動車等の車両に実装するときは、例えば、ピストンロッド６の上端側を車両の車体側に取付け、外筒２の下端側（ボトムキャップ３側）を車輪側（車軸側）に取付ける。車両の走行時には、路面の凹凸等により、上，下方向の振動が発生すると、ピストンロッド６が外筒２から伸長、縮小するように変位する。このとき、制御ユニット２８からの電圧指令に基づいて流路１０内に電位差を発生させ、流路１０を通過する作動流体１２の粘度を制御することにより、緩衝器１の発生減衰力を可変に調整する。

例えば、ピストンロッド６の伸び行程時には、内筒４内のピストン５の移動によってロッド側油室Ｂの油液（作動流体１２）が加圧され、内筒４の油穴４Ａを介して流路１０内に油液が流入する。このとき、ピストン５が移動した分の油液は、リザーバ室Ａからボトムバルブ８を介してボトム側油室Ｃに流入する。

一方、ピストンロッド６の縮み行程時には、内筒４内のピストン５の移動によってボトム側油室Ｃの油液がロッド側油室Ｂに、ピストン５の逆止弁５Ａを通じて流入する。これと共に、ピストンロッド６が内筒４内に進入した分に相当する油液が、ロッド側油室Ｂから内筒４の油穴４Ａを介してから流路１０内に流入する。

いずれの場合も（伸び行程時も縮み行程時も）、流路１０内に流入した油液は、流路１０の電位差（電極筒９と内筒４との間の電位差）に応じた粘度で流路１０内を出口側（下側）に向けて通過し、流路１０からリザーバ室Ａに流れる。このとき、緩衝器１は、流路１０内を通過する油液の粘度に応じた減衰力（圧力損失）が発生し、車両の上下振動を緩衝（減衰）することができる。

ここで、図３ないし図５を用いて、制御ユニット２８により実行される時定数変更処理について説明する。なお、時定数変更処理は、制御ユニット２８が緩衝器１の制御を行っている間、所定の制御周期で繰り返し実行される。

まず、ステップ１では、制御ユニット２８の切替器２８Ａは、バッテリ２２から昇圧回路２３を介して減衰力調整回路１３に供給される電圧指令のデータと、減衰力調整回路１３からの帰還電流Ｉfbとを読み込む。この場合、予め求めた温度特性マップ等を用いて、帰還電流Ｉfbの値から作動流体１２の温度Ｔを一意に決定することができるので、帰還電流Ｉfbから温度に変換する必要はない。

次に、ステップ２では、読み込んだ電圧指令のデータと低時定数回路２４および高時定数回路２５の接続状態とに基づいて、閾値Ｉthを算出する。ここで、閾値Ｉthとは、高電圧発生器２１の時定数τnを異なる値に変更するときの値をいう。言い換えれば、閾値Ｉthとは、低時定数回路２４から高時定数回路２５または高時定数回路２５から低時定数回路２４に変更するときの値をいう。この閾値Ｉthは、減衰力調整回路１３に供給される電圧と帰還電流Ｉfbとを用いて予め求めたマップ等により、作動流体１２の温度特性、応答特性、消費電力特性等を考慮して、所定の値に設定される。

ステップ３では、帰還電流Ｉfbが閾値Ｉthよりも小さいか否かを判定する。即ち、ステップ３では、帰還電流Ｉfbと閾値Ｉthとを比べることにより、作動流体１２の温度Ｔが所定の温度よりも高いか否かを判定する。

ステップ３で「ＹＥＳ」と判定し、帰還電流Ｉfbが閾値Ｉthよりも小さい場合は、ステップ４に進む。ステップ４では、制御ユニット２８の切替器２８Ａは、切替スイッチ２６を「ＯＮ」にして切替スイッチ２７を「ＯＦＦ」にする。これにより、切替器２８Ａは、低時定数回路２４と高時定数回路２５とのうち低時定数回路２４を選択する。そして、切替器２８Ａは、高電圧発生器２１の正側電源ライン２１Ａと負側電源ライン２１Ｂとの間に低時定数回路２４を接続し、高時定数回路２５を切り離す。この結果、高電圧発生器２１の内部負荷の時定数τnを時定数τ1に設定することができる。

一方、ステップ３で「ＮＯ」と判定し、帰還電流Ｉfbが閾値Ｉthよりも大きい場合は、ステップ５に進む。ステップ５では、制御ユニット２８の切替器２８Ａは、切替スイッチ２６を「ＯＦＦ」にして切替スイッチ２７を「ＯＮ」にする。これにより、切替器２８Ａは、低時定数回路２４と高時定数回路２５とのうち高時定数回路２５を選択する。そして、切替器２８Ａは、高電圧発生器２１の正側電源ライン２１Ａと負側電源ライン２１Ｂとの間に高時定数回路２５を接続し、低時定数回路２４を切り離す。この結果、高電圧発生器２１の内部負荷の時定数τnを時定数τ2に設定することができる。

次に、本実施の形態による昇圧回路２３の出力の時定数τaと作動流体１２の温度Ｔとの関係について、図４および図５を用いて説明する。なお、ここで、昇圧回路２３の出力の時定数τaとは、高電圧発生器２１の内部負荷の時定数τnと、高電圧発生器２１の外部負荷（減衰力調整回路１３）の時定数τgとを合わせた全負荷の時定数のことをいう。また、図４、図５において、２点鎖線は作動流体１２の温度Ｔに拘わらず高時定数回路２５を使用した場合の第１の比較例を示し、破線は作動流体１２の温度Ｔに拘わらず低時定数回路２４を使用した場合の第２の比較例を示している。

図４において、高時定数回路２５を用いた第１の比較例では、作動流体１２の温度Ｔが低温状態にある場合には昇圧回路２３の出力の時定数τaは高く、作動流体１２の温度Ｔが高温状態にある場合には昇圧回路２３の出力の時定数τaは低くなっている。この理由は、作動流体１２である電気粘性流体の温度Ｔが低下することにより、電気粘性流体の抵抗値が増加するからである。一方、低時定数回路２４を用いた第２の比較例では、作動流体１２の温度Ｔに拘わらず、昇圧回路２３の出力の時定数τaはほぼ一定の値を示している。これは、高電圧発生器２１の内部負荷の時定数τnが低い値である時定数τ1に設定されているため、作動流体１２の温度状態の影響を受けにくいからであると考えられる。

これに対して、本発明の実施の形態では、作動流体１２の温度状態に応じて低時定数回路２４と高時定数回路２５とを切替える構成としている。即ち、本実施の形態の制御ユニット２８の切替器２８Ａは、帰還電流Ｉfb（作動流体１２の温度Ｔ）が閾値Ｉthよりも小さい場合は、高電圧発生器２１の時定数τnを時定数τ2よりも小さな時定数τ1に設定する。これにより、図４中に実線で示すように、作動流体１２の温度Ｔが低温状態にある場合には、第１の比較例に比べて、昇圧回路２３の出力の時定数τaを小さくすることができる。また、作動流体１２の温度Ｔが高温状態にある場合には、第２の比較例に比べて、昇圧回路２３の出力の時定数τaを大きくすることができる。

また、図５において、高時定数回路２５を用いた第１の比較例では、作動流体１２の温度Ｔが上昇するにつれて、作動流体１２の温度上昇ΔＴも増加する。これは、作動流体１２の温度Ｔが高くなると作動流体１２の抵抗値が減少して電流値が増加するので、作動流体１２が自己発熱するからである。一方、低時定数回路２４を用いた第２の比較例でも、作動流体１２の温度Ｔが上昇するにつれて作動流体１２の温度上昇ΔＴは大きく増加するが、温度上昇ΔＴは、第１の比較例に比べて大きくなる。これは、低時定数回路２４では高時定数回路２５に比べて低い抵抗値を用いているので、作動流体１２の温度Ｔが高くなると高時定数回路２５よりも電流値が大きく増加するからであると考えられる。

これに対して、本発明の実施の形態では、作動流体１２の温度状態に応じて低時定数回路２４と高時定数回路２５とを切替える構成としている。即ち、本実施の形態の制御ユニット２８の切替器２８Ａは、帰還電流Ｉfb（作動流体１２の温度Ｔ）が閾値Ｉthよりも大きい場合は、高電圧発生器２１の時定数τnを時定数τ1よりも大きな時定数τ2に設定する。これにより、図５中に実線で示すように、作動流体１２の温度Ｔが高温状態にある場合には、作動流体１２の温度上昇ΔＴを小さくすることができる。

かくして、第１の実施の形態によれば、制御ユニット２８の切替器２８Ａが、作動流体１２の温度状態の高低に応じて時定数回路２４，２５を切替えることにより、昇圧回路２３の出力の時定数τaを異なる値に変更する構成としている。この場合、時定数回路２４，２５は、抵抗器２４Ａ，２５Ａおよびコンデンサ２４Ｂ，２５Ｂから構成されている。これにより、作動流体１２の温度状態に応じて昇圧回路２３の出力の時定数τaを設定することができるので、作動流体１２の温度Ｔに合わせて適切な特性に切替えることができる。

即ち、作動流体１２の温度Ｔが低温状態にある場合には、昇圧回路２３の出力側に低時定数回路２４を接続するので、高電圧発生器２１の時定数τnを時定数τ2よりも小さな時定数τ1に設定することができる。これにより、昇圧回路２３の出力の時定数τaを小さくすることができるので、電圧指令を切替える際の応答速度を上昇させることができる。

一方、作動流体１２の温度Ｔが高温状態にある場合には、昇圧回路２３の出力側に高時定数回路２５を接続するので、高電圧発生器２１の時定数τnを時定数τ1よりも大きな時定数τ2に設定することができる。これにより、昇圧回路２３の出力の時定数τaを大きくすることができるので、作動流体１２の抵抗値を増加させて電流値を低下させることができる。この結果、高電圧発生器２１の消費電力を抑制して最大出力量を抑制することができるので、高電圧発生器２１を小型化することができる。さらに、高電圧発生器２１の発熱量を抑制することができるので、連続使用時の耐久性向上を可能にして、品質を向上することができる。

また、高電圧発生器２１は、電流センサ２９を用いて、減衰力調整回路１３からの帰還電流Ｉfbから作動流体１２の温度状態を取得する構成としている。これにより、予め作成したマップ等を用いて帰還電流Ｉfbから作動流体１２の温度状態を取得することができるので、電流値を基準とした温度の判定を行うことができる。

次に、図６は本発明の第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、時定数回路を抵抗のみからなる構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図６において、高電圧発生器３１は、バッテリ２２、昇圧回路２３、制御ユニット２８、コンデンサ３２、時定数回路３３，３４等により構成されている。

コンデンサ３２は、昇圧回路２３の出力側に位置して、減衰力調整回路１３に並列接続されている。このコンデンサ３２の一端は正側電源ライン２１Ａに接続され、コンデンサ３２の他端は負側電源ライン２１Ｂに接続されている。この場合、コンデンサ３２は、電源ライン２１Ａ，２１Ｂ間に供給される出力電圧を平滑化するものである。また、コンデンサ３２は、所定の容量値を有し、低時定数回路３３または高時定数回路３４とともに、高電圧発生器３１の内部負荷の時定数τnを決定するものである。

低時定数回路３３は、昇圧回路２３の出力側に接続されると共に、コンデンサ３２と同様に減衰力調整回路１３に並列接続されている。この低時定数回路３３は、抵抗器３３Ａから構成されている。低時定数回路３３の一端は正側電源ライン２１Ａに接続され、低時定数回路３３の他端は切替スイッチ２６を介して負側電源ライン２１Ｂに接続されている。この低時定数回路３３は、高電圧発生器３１の内部負荷を構成し、高電圧発生器３１の内部負荷の時定数τnを決定するものである。この場合、低時定数回路３３は、切替スイッチ２６を「ＯＮ」にしてコンデンサ３２と並列接続されることにより、抵抗器３３Ａとコンデンサ３２との積である時定数τ1を高電圧発生器３１の内部負荷の時定数τnとして決定する。

高時定数回路３４は、昇圧回路２３の出力側に接続されると共に、コンデンサ３２および低時定数回路３３と同様に減衰力調整回路１３に並列接続されている。この高時定数回路３４は、抵抗器３４Ａとから構成されている。高時定数回路３４の一端は正側電源ライン２１Ａに接続され、高時定数回路３４の他端は切替スイッチ２７を介して負側電源ライン２１Ｂに接続されている。この高時定数回路３４は、高電圧発生器３１の内部負荷を構成し、高電圧発生器３１の内部負荷の時定数τnを決定するものである。この場合、高時定数回路３４は、切替スイッチ２７を「ＯＮ」にしてコンデンサ３２と並列接続されることにより、抵抗器３４Ａとコンデンサ３２との積である時定数τ2を高電圧発生器３１の内部負荷の時定数τnとして決定する。

ここで、高時定数回路３４の抵抗器３４Ａの抵抗値は、低時定数回路３３の抵抗器３３Ａの抵抗値よりも高く設定されている。従って、高時定数回路３４を用いることによる時定数τ2は、低時定数回路３３を用いることによる時定数τ1よりも高く設定（τ2＞τ1）されている。

かくして、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。第２の実施の形態では、時定数回路３３，３４は、抵抗器３３Ａ，３４Ａからそれぞれ構成されている。これにより、低時定数回路３３と高時定数回路３４とにおいて、コンデンサ３２を共通化することができる。この結果、部品の共通化を図ることができるので、緩衝器１の製造コストを抑制することができる。

なお、前記第１，第２の実施の形態では、電流センサ２９により減衰力調整回路１３からの帰還電流Ｉfbを測定して、作動流体１２の温度状態を取得する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、図７に示す変形例のように構成してもよい。即ち、高電圧発生器２１内に温度状態取得部としての温度センサ４１を設けて、作動流体１２の温度状態を取得してもよい。この場合、温度センサ４１は、例えばサーミスタ、熱電対等の温度検出器により構成すればよい。

また、前記第１の実施の形態では、高電圧発生器２１は２個の低時定数回路２４と高時定数回路２５とを備える構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、高電圧発生器は３個以上の時定数回路を備える構成としてもよい。さらに、昇圧回路の出力側に２個以上の時定数回路を同時に接続することにより、昇圧回路の出力の時定数を異なる値に変更する構成としてもよい。このことは、第２の実施の形態についても同様である。

また、前記第１，第２の実施の形態では、昇圧回路２３をトランス２３Ａを用いた絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータとして構成する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、昇圧回路は、チョッパを用いた非絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータとして構成してもよいし、他の方式の昇圧回路を用いる構成としてもよい。

また、前記第１の実施の形態では、２つの切替スイッチ２６，２７を設けて、低時定数回路２４と高時定数回路２５とを切替える場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、１つの切替スイッチを設けて、低時定数回路と高時定数回路とを切替える構成としてもよい。このことは、第２の実施の形態についても同様である。

また、前記第１，第２の実施の形態では、シリンダ装置としての緩衝器１を４輪自動車に用いる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、２輪車に用いる緩衝器、鉄道車両に用いる緩衝器、一般産業機器を含む各種の機械機器に用いる緩衝器、建築物に用いる緩衝器等、緩衝すべき対象を緩衝する各種の緩衝器（シリンダ装置）として広く用いることができる。

また、前記第１，第２の実施の形態では、高電圧発生器２１，３１を緩衝器１に用いる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、高電圧発生器を緩衝器以外の回路に用いる構成としてもよい。

次に、前記実施の形態に含まれる発明について記載する。本発明によれば、時定数回路は、抵抗器およびコンデンサからなる構成としている。これにより、抵抗器の抵抗値およびコンデンサの容量値を切替えることにより、時定数を変更することができる。

また、本発明によれば、時定数回路は、抵抗器からなる構成としている。これにより、抵抗器の抵抗値を切替えることにより、時定数を変更することができる。

また、本発明によれば、温度状態取得部は、外部負荷からの帰還信号を用いて外部負荷の温度状態を取得する構成としている。これにより、外部負荷からの帰還信号の電流値を測定することで、外部負荷の温度状態を取得することができる。

また、本発明によれば、温度状態取得部は、温度センサを用いて外部負荷の温度状態を取得する構成としている。これにより、温度センサを用いて外部負荷の温度状態を取得することができる。

また、本発明によれば、緩衝器は、電界により粘度が変化する機能性流体と、該機能性流体が内部に封入された内筒と、該内筒の外側に設けられ該内筒との間に前記機能性流体が流通する流路を形成し該内筒との間に電界を形成する電極筒とを有する減衰力調整回路と、減衰力調整回路に高電圧を供給する高電圧発生器と、を備えている。この場合、高電圧発生器は、電源電圧を昇圧して出力側に接続された減衰力調整回路に供給する昇圧回路と、減衰力調整回路の温度状態を取得するための温度状態取得部と、昇圧回路の出力の時定数を決定する少なくとも２つ以上の時定数回路と、時定数回路を切替えて昇圧回路の出力の時定数を制御する時定数制御装置と、を備え、時定数制御装置が、減衰力調整回路の温度状態の高低に応じて時定数回路を切替えることにより、昇圧回路の出力の時定数を異なる値に変更する構成としている。これにより、機能性流体の温度状態に応じて時定数を設定することができるので、機能性流体の温度に合わせて適切な特性に切替えることができる。

以上説明した実施形態に基づく高電圧発生器および緩衝器として、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。

高電圧発生器の第１の態様としては、電源電圧を昇圧して出力側に接続された外部負荷に供給する昇圧回路と、前記外部負荷の温度状態を取得するための温度状態取得部と、前記昇圧回路の出力側に接続された少なくとも２つ以上の時定数回路と、前記時定数回路を切替えて前記昇圧回路の出力の時定数を制御する時定数制御装置と、を備え、前記時定数制御装置が、前記外部負荷の温度状態の高低に応じて前記時定数回路を切替えることにより、前記昇圧回路の出力の時定数を異なる値に変更する。

第２の態様としては、第１の態様において、前記時定数回路は、抵抗器およびコンデンサからなる。

第３の態様としては、第１の態様において、前記時定数回路は、抵抗器からなる。

第４の態様としては、第１の態様乃至第３の態様のいずれかにおいて、前記温度状態取得部は、前記外部負荷からの帰還信号を用いて前記外部負荷の温度状態を取得する。

第５の態様としては、第１の態様乃至第３の態様のいずれかにおいて、前記温度状態取得部は、温度センサを用いて前記外部負荷の温度状態を取得する。

緩衝器の第６の態様としては、電界により粘度が変化する機能性流体と、該機能性流体が内部に封入された内筒と、該内筒の外側に設けられた電極筒とを有する減衰力調整回路と、前記減衰力調整回路に高電圧を供給する高電圧発生器と、を備えた緩衝器において、前記高電圧発生器は、電源電圧を昇圧して出力側に接続された前記減衰力調整回路に供給する昇圧回路と、前記減衰力調整回路の温度状態を取得するための温度状態取得部と、前記昇圧回路の出力の時定数を決定する少なくとも２つ以上の時定数回路と、前記時定数回路を切替えて前記昇圧回路の出力の時定数を制御する時定数制御装置と、を備え、前記時定数制御装置が、前記減衰力調整回路の温度状態の高低に応じて前記時定数回路を切替えることにより、前記昇圧回路の出力の時定数を異なる値に変更する。

４ 内筒
９ 電極筒
１０ 流路（外部負荷）
１１ 流路形成部材（外部負荷）
１２ 作動流体（機能性流体）
１３ 減衰力調整回路
２１ 高電圧発生器
２２ バッテリ（電源電圧）
２３ 昇圧回路
２４，３３ 低時定数回路（時定数回路）
２４Ａ，２５Ａ，３３Ａ，３４Ａ 抵抗器
２４Ｂ，２５Ｂ コンデンサ
２５，３４ 高時定数回路（時定数回路）
２８ 制御ユニット
２８Ａ 切替器（時定数制御装置）
２９ 電流センサ（温度状態取得部）
４１ 温度センサ（温度状態取得部）

Claims (6)

1. 電源電圧を昇圧して出力側に接続された外部負荷に供給する昇圧回路と、
   前記外部負荷の温度状態を取得するための温度状態取得部と、
   前記昇圧回路の出力側に接続された少なくとも２つ以上の時定数回路と、
   前記時定数回路を切替えて前記昇圧回路の出力の時定数を制御する時定数制御装置と、を備え、
   前記時定数制御装置が、前記外部負荷の温度状態の高低に応じて前記時定数回路を切替えることにより、前記昇圧回路の出力の時定数を異なる値に変更することを特徴とする高電圧発生器。
2. 前記時定数回路は、抵抗器およびコンデンサからなる請求項１に記載の高電圧発生器。
3. 前記時定数回路は、抵抗器からなる請求項１に記載の高電圧発生器。
4. 前記温度状態取得部は、前記外部負荷からの帰還信号を用いて前記外部負荷の温度状態を取得する請求項１ないし３のいずれかに記載の高電圧発生器。
5. 前記温度状態取得部は、温度センサを用いて前記外部負荷の温度状態を取得する請求項１ないし３のいずれかに記載の高電圧発生器。
6. 電界により粘度が変化する機能性流体と、該機能性流体が内部に封入された内筒と、該内筒の外側に設けられた電極筒とを有する減衰力調整回路と、
   前記減衰力調整回路に高電圧を供給する高電圧発生器と、を備えた緩衝器において、
   前記高電圧発生器は、電源電圧を昇圧して出力側に接続された前記減衰力調整回路に供給する昇圧回路と、
   前記減衰力調整回路の温度状態を取得するための温度状態取得部と、
   前記昇圧回路の出力の時定数を決定する少なくとも２つ以上の時定数回路と、
   前記時定数回路を切替えて前記昇圧回路の出力の時定数を制御する時定数制御装置と、を備え、
   前記時定数制御装置が、前記減衰力調整回路の温度状態の高低に応じて前記時定数回路を切替えることにより、前記昇圧回路の出力の時定数を異なる値に変更することを特徴とする緩衝器。

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