JP2634817B2 - Piezo element drive circuit - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/802—Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
Landscapes
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、圧電素子の作動音の低減に有効な圧電素子
駆動回路に関する。Description: Object of the Invention [Industrial application field] The present invention relates to a piezoelectric element drive circuit that is effective for reducing the operation noise of a piezoelectric element.
[従来の技術] 従来より、作動の俊敏な圧電素子を応用したアクチュ
エータにより、例えば、車両用ショックアブソーバの減
衰力を該車両の走行状態に応じて速やかに変更し、応答
性の高い優れた制御を可能にする技術が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, an actuator using a piezoelectric element that operates quickly has been used to quickly change, for example, the damping force of a shock absorber for a vehicle in accordance with the running state of the vehicle. There are known techniques that make this possible.
このようなものとして、例えば、「減衰力可変ショッ
クアブソーバ」(特開昭61−85210号公報)等が提案さ
れている。すなわち、ショックアブソーバ内のピストン
に圧電体を配設するとともに、第1、第2油室の連通路
の通路面積を変化させる摺動部材を設け、上記圧電体に
印加される電圧に基づいて上記摺動部材を変位移動して
上記通路面積を変化させるよう構成し、減衰力切換制御
の応答性を向上させる技術である。For example, a "variable damping force shock absorber" (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-85210) has been proposed. That is, a piezoelectric member is disposed on the piston in the shock absorber, and a sliding member that changes the passage area of the communication passage between the first and second oil chambers is provided. This is a technique in which the sliding member is displaced to change the passage area to improve the responsiveness of the damping force switching control.
[発明が解決しようとする問題点] ところで、上記従来技術における圧電体の駆動回路
は、DC−DCコンバータによる高圧電源、該高圧電源の出
力をON−OFFするスイッチ、該スイッチを一定時間閉じ
させるタイマ回路を備え、例えば、圧電体の充電時に
は、上記高圧電源からの高電圧をショックアブソーバの
圧電体に印加するために上記スイッチを上記タイマ回路
により定まる設定時間の間作動させていた。しかし、こ
のような駆動回路により圧電体を充電、もしくは、放電
させると、該圧電体に対する電気エネルギの供給速度、
あるいは、放出速度が早過ぎることに起因して圧電体の
作動時に、大きな作動音を生じるという問題点があっ
た。このような大きな作動音は、例えば、圧電体を車両
の減衰力可変型ショックアブソーバに内蔵した場合、該
車両の乗員に不快感を与えるので、特に顕著な問題とな
った。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, the driving circuit of the piezoelectric body in the above-described conventional technique includes a high-voltage power supply by a DC-DC converter, a switch for turning on and off the output of the high-voltage power supply, and closing the switch for a predetermined time. A timer circuit is provided, for example, when charging the piezoelectric body, the switch is operated for a set time determined by the timer circuit in order to apply a high voltage from the high-voltage power supply to the piezoelectric body of the shock absorber. However, when the piezoelectric body is charged or discharged by such a drive circuit, the supply speed of electric energy to the piezoelectric body,
Alternatively, there has been a problem that a loud operating noise is generated when the piezoelectric body is operated due to the release speed being too fast. Such a loud operating noise is a particularly significant problem when, for example, a piezoelectric body is incorporated in a variable damping force type shock absorber of a vehicle, which gives a passenger an uncomfortable feeling.
また、上記問題点に伴い、圧電体および該圧電体を用
いた減衰力可変型ショックアブソーバの信頼性・耐久性
が低下するという問題もあった。In addition to the above problems, there is also a problem that the reliability and durability of the piezoelectric body and the variable damping force type shock absorber using the piezoelectric body are reduced.
さらに、圧電体の駆動時に供給、もしくは、放出され
る電気エネルギの内の一部が作動音として散逸してしま
うので、電気エネルギを浪費するという問題点もあっ
た。Furthermore, since a part of the electric energy supplied or released at the time of driving the piezoelectric body is dissipated as an operation sound, there is a problem that the electric energy is wasted.
上記のような各問題点に対する対策として、例えば、
圧電体と駆動回路との間に、所定の自己誘導係数を有す
るコイル等を介装し、自己誘導現象、もしくは、該コイ
ルの有する電気抵抗により電気エネルギの供給速度、あ
るいは、放出速度を遅延させることも考えられた。しか
し、一般にコイル等により電気エネルギの供給速度、あ
るいは、放出速度を遅延させようとすると、コイルが極
めて大きなものになってしまうという問題も生じた。こ
のため、大きな実装空間が必要になるので、例えば、車
両用の減衰力可変型ショックアブソーバへの搭載は極め
て困難であり、上記のような改良技術も未だ充分ではな
かった。As a measure against each of the above problems, for example,
A coil or the like having a predetermined self-induction coefficient is interposed between the piezoelectric body and the drive circuit to delay the supply speed or release speed of the electric energy by the self-induction phenomenon or the electric resistance of the coil. It was thought. However, in general, when the supply speed or the discharge speed of the electric energy is delayed by a coil or the like, there is a problem that the coil becomes extremely large. For this reason, a large mounting space is required. For example, it is extremely difficult to mount the shock absorber on a vehicle with a variable damping force, and the above-described improved technology has not been sufficient.
本発明は、減衰力可変ショックアブソーバの減衰力を
変化させる、圧電素子の作動音を、簡単な構成で低減可
能な圧電素子駆動回路の提供を目的とする。An object of the present invention is to provide a piezoelectric element drive circuit that changes the damping force of a variable damping force shock absorber and that can reduce the operating noise of the piezoelectric element with a simple configuration.
発明の構成 [問題点を解決するための手段] 上記問題を解決するためになされた本発明は、印加電
圧に応じた伸縮により車両用ショックアブソーバの減衰
力を変化させる圧電素子に、外部からの指令に従って、
所定の設定電圧を印加する充電用スイッチ手段と、 外部からの指令に従って、上記圧電素子に印加されて
いる電圧を放電させる放電用スイッチ手段と、 を具備した圧電素子駆動回路において、 上記充電用スイッチ手段と上記圧電素子とを接続する
充電用導電部、もしくは、上記放電用スイッチ手段と上
記圧電素子とを接続する放電用導電部の少なくとも一方
に介装され、上記圧電素子の充電時、あるいは、放電時
の時定数を予め定められた目標時定数とするように、上
記圧電素子の静電容量に基づいて定められた所定電気抵
抗を有する抵抗体を備えたことを特徴とする圧電素子駆
動回路を要旨とするものである。Configuration of the Invention [Means for Solving the Problems] The present invention has been made to solve the above problems. The present invention provides a piezoelectric element for changing the damping force of a vehicle shock absorber by expansion and contraction in accordance with an applied voltage. According to the directive
A charging switch means for applying a predetermined set voltage; and a discharge switch means for discharging a voltage applied to the piezoelectric element in accordance with an external command. Means and a conductive part for charging that connects the piezoelectric element, or, at least one of the conductive part for discharging that connects the switch means for discharging and the piezoelectric element, when charging the piezoelectric element, or A piezoelectric element driving circuit, comprising: a resistor having a predetermined electric resistance determined based on the capacitance of the piezoelectric element so that a time constant at the time of discharging becomes a predetermined target time constant. It is the gist.
ここで、圧電素子とは、電圧を印加すると伸縮する現
象、所謂逆圧電効果(ピエゾ効果)を生じるものであ
る。例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の圧電性
セラミックス、水晶、ロシェル塩等により実現できる。Here, the piezoelectric element causes a phenomenon of expansion and contraction when a voltage is applied, that is, a so-called reverse piezoelectric effect (piezo effect). For example, it can be realized by a piezoelectric ceramic such as lead zirconate titanate (PZT), crystal, Rochelle salt, or the like.
充電用スイッチ手段とは、外部からの指令に従って、
後述する抵抗体を介して圧電素子に所定の設定電圧を印
加するものである。The charging switch means, according to an external command,
A predetermined set voltage is applied to the piezoelectric element via a resistor described later.
放電用スイッチ手段とは、外部からの指令に従って、
後述する抵抗体を介して圧電素子に印加されている電圧
を放電させるものである。The switch means for discharging, according to an external command,
This is to discharge the voltage applied to the piezoelectric element via a resistor described later.
上記充電用スイッチ手段および放電用スイッチ手段
は、例えば、各種のトランジスタ、サイリスタ等の半導
体スイッチ素子により実現できる。また、例えば、光で
制御する感光SCR(LASCR)等を使用すると作動の信頼性
が向上する。The charge switch means and the discharge switch means can be realized by, for example, semiconductor switch elements such as various transistors and thyristors. Further, for example, when a photosensitive SCR (LASCR) controlled by light is used, the operation reliability is improved.
抵抗体とは、充電用スイッチ手段と圧電素子とを接続
する充電用導電部、もしくは、放電用スイッチ手段と圧
電素子とを接続する放電用導電部の少なくとも一方に介
装され、圧電素子の充電時、あるいは、放電時の時定数
を予め定められた目標時定数とするように、圧電素子の
静電容量に基づいて定められた所定電気抵抗を有するも
のである。例えば、充電時と放電時との内の何れか一方
に極めて高い応答性が要求される場合は、該応答性が要
求されない方の導電部にのみ介装するよう構成してもよ
い。また、例えば、充電時と放電時との何れの場合に
も、応答性に弊害を生じないときは、充電用導電部およ
び放電用導電部の両方に介装するよう構成すると、作動
音の低減に関して極めて有効である。なお、時定数は、
例えば、抵抗体として抵抗器を使用した場合には、圧電
素子の静電容量と該抵抗器の電気抵抗との積により算出
できる。ここで、充電時と放電時との時定数は、必ずし
も同一である必要は無いので、充電用導電部および放電
用導電部の両方に抵抗体を介装する場合には、圧電素子
の作動条件に応じて、両抵抗体の電気抵抗を異なるよう
構成してもよい。The resistor is interposed in at least one of a conductive part for charging that connects the switch means for charging and the piezoelectric element, or a conductive part for discharging that connects the switch means for discharge and the piezoelectric element, and charges the piezoelectric element. It has a predetermined electric resistance determined based on the capacitance of the piezoelectric element so that the time constant at the time of discharge or the discharge becomes a predetermined target time constant. For example, when extremely high responsiveness is required in any one of charging and discharging, the configuration may be such that only the conductive portion that does not require the responsiveness is interposed. In addition, for example, when there is no adverse effect on the responsiveness in both the charging and discharging cases, the operation noise can be reduced by interposing both the charging conductive portion and the discharging conductive portion. Is extremely effective. The time constant is
For example, when a resistor is used as the resistor, it can be calculated by the product of the capacitance of the piezoelectric element and the electrical resistance of the resistor. Here, the time constant at the time of charging and the time constant at the time of discharging do not necessarily have to be the same. Therefore, when a resistor is interposed in both the conductive part for charging and the conductive part for discharging, the operating condition of the piezoelectric element May be configured so that the electrical resistance of both resistors is different.
[作用] 本発明の圧電素子駆動回路は、車両用ショックアブソ
ーバの減衰力を変化させる圧電素子に対して、電圧の印
加と放電とを行うものであり、充電用スイッチ手段が、
外部からの指令に従って、圧電素子に所定の設定電圧を
印加し、また、放電用スイッチ手段が、外部からの指令
に従って、圧電素子に印加されている電圧を放電させ
る。[Operation] The piezoelectric element drive circuit of the present invention performs voltage application and discharge to a piezoelectric element that changes the damping force of a vehicle shock absorber.
A predetermined set voltage is applied to the piezoelectric element according to an external command, and the discharging switch means discharges the voltage applied to the piezoelectric element according to an external command.
ここで特に、本発明の圧電素子駆動回路では、充電用
スイッチ手段と圧電素子とを接続する充電用導電部(即
ち、充電用スイッチ手段から圧電素子への充電経路)、
もしくは、放電用スイッチ手段と圧電素子とを接続する
放電用導電部(即ち、圧電素子から放電用スイッチ手段
への放電経路)の少なくとも一方に、抵抗体を介装して
いる。そして、その低抗体の電気抵抗は、圧電素子の充
電時、あるいは、放電時の時定数が予め定められた目標
時定数となるように、圧電素子の静電容量に基づいて定
められている。Here, in particular, in the piezoelectric element drive circuit of the present invention, a charging conductive portion (that is, a charging path from the charging switch means to the piezoelectric element) connecting the charging switch means and the piezoelectric element,
Alternatively, a resistor is interposed in at least one of the conductive parts for discharging (that is, the discharge path from the piezoelectric element to the switch means for discharging) that connects the switching means for discharging and the piezoelectric element. The electric resistance of the low antibody is determined based on the capacitance of the piezoelectric element so that the time constant at the time of charging or discharging the piezoelectric element becomes a predetermined target time constant.
従って、本発明の圧電素子駆動回路によれば、車両用
ショックアブソーバの減衰力を変化させるべく、圧電素
子に所定の設定電圧を印加する場合、或いは、圧電素子
に印加された電圧を放電させる場合において、圧電素子
の充電時間、もしくは、放電時間の少なくとも一方が、
予め定めた目標時定数よりも短くならないようにするこ
とができる。このため、圧電素子に対する電気エネルギ
の供給速度、或いは、放出速度を低く抑えて、急激な充
電、もしくは、急激な放電を防止することができ、この
結果、車両用ショックアブソーバの減衰力を変化させる
際に発生する圧電素子の作動音を低減することができ
る。Therefore, according to the piezoelectric element driving circuit of the present invention, when a predetermined set voltage is applied to the piezoelectric element or when the voltage applied to the piezoelectric element is discharged in order to change the damping force of the vehicle shock absorber. In, the charging time of the piezoelectric element, or at least one of the discharging time,
It can be prevented from becoming shorter than a predetermined target time constant. Therefore, it is possible to prevent the rapid charging or the rapid discharging by suppressing the supply speed or the discharging speed of the electric energy to the piezoelectric element, thereby changing the damping force of the vehicle shock absorber. The operating noise of the piezoelectric element generated at the time can be reduced.
また、このように圧電素子に対する急激な充電、もし
くは、急激な放電を防止することができるため、作動音
の低減だけではなく、車両用ショックアブソーバの減衰
力が急激に変化することを防止でき、延いては、ショッ
クアブソーバの信頼性・耐久性を向上させることができ
ると共に、車両の乗り心地や操縦性及び安定性をも高め
ることができる。In addition, since rapid charging or rapid discharging of the piezoelectric element can be prevented in this way, not only can the operating noise be reduced, but also the damping force of the vehicle shock absorber can be prevented from suddenly changing. As a result, the reliability and durability of the shock absorber can be improved, and the riding comfort, maneuverability, and stability of the vehicle can be improved.
しかも、本発明の圧電素子駆動回路では、充電用スイ
ッチ手段から圧電素子への充電経路としての充電用導電
部、もしくは、圧電素子から放電用スイッチ手段への放
電経路としての放電用導電部に、抵抗体を介装すること
によって、圧電素子に対する充電或いは放電の速度だけ
を抑制するようにしているため、圧電素子に対しては、
充電用スイッチ手段によって所定の設定電圧を確実に印
加できると共に、放電用スイッチ手段によって圧電素子
の電圧を確実に放電させることができる。よって、車両
用ショックアブソーバの減衰力変化に支障をきたすこと
が無い。Moreover, in the piezoelectric element drive circuit of the present invention, the charging conductive section as a charging path from the charging switch means to the piezoelectric element, or the discharging conductive section as a discharging path from the piezoelectric element to the discharging switch means, By interposing a resistor, only the charging or discharging speed of the piezoelectric element is suppressed, so for the piezoelectric element,
A predetermined set voltage can be reliably applied by the charging switch means, and the voltage of the piezoelectric element can be reliably discharged by the discharging switch means. Therefore, there is no hindrance to a change in the damping force of the vehicle shock absorber.
以上のように本発明の各構成要素が作用することによ
り、本発明の技術的課題が解決される。As described above, the technical problems of the present invention are solved by the operation of each component of the present invention.
[実施例] 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。本発明の一実施例である圧電素子駆動回路を使
用した車両用ショックアブソーバ制御装置のシステム構
成を第2図に示す。[Embodiment] Next, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 shows a system configuration of a vehicle shock absorber control device using a piezoelectric element drive circuit according to one embodiment of the present invention.
同図に示すように、車両用ショックアブソーバ制御装
置1は、減衰力可変型ショックアブソーバ2,3,4,5、車
両のブレーキ操作状態を検出するストップランプスイッ
チ6、車両の走行速度を検出する車速センサ7およびこ
れらを制御する電子制御装置(以下単にECUと呼ぶ。)
8から構成されている。As shown in FIG. 1, the vehicle shock absorber control device 1 includes a variable damping force type shock absorber 2, 3, 4, 5, a stop lamp switch 6 for detecting a brake operation state of the vehicle, and a running speed of the vehicle. Vehicle speed sensor 7 and an electronic control unit for controlling these (hereinafter simply referred to as ECU)
8.
上記減衰力可変型ショックアブソーバ2,3,4,5は、後
述するように、該減衰力可変型ショックアブソーバ2,3,
4,5に作用する減衰力を出力するピエゾタイプ荷重セン
サと上記減衰力可変型ショックアブソーバ2,3,4,5の減
衰力を切り換えるピエゾアクチュエータとを各々一組づ
つ内蔵している。The variable damping force type shock absorbers 2, 3, 4, 5 are, as described later, the variable damping force type shock absorbers 2, 3,
A piezo-type load sensor that outputs a damping force acting on 4, 5 and a piezo actuator that switches the damping force of the damping force-variable type shock absorbers 2, 3, 4, and 5 are each incorporated in a set.
また、上記減衰力可変型ショックアブソーバ2,3,4,5
は、各々、左・右前後輪のサスペンションロワーアーム
2a,3a,4a,5aと車体9との間に、コイルスプリング2b,3
b,4b,5bと併設されている。In addition, the variable damping force type shock absorbers 2, 3, 4, 5
Are the suspension lower arms of the left and right front and rear wheels, respectively.
2a, 3a, 4a, 5a and a coil spring 2b, 3
b, 4b, 5b.
上記各センサおよびスイッチの検出信号は上記ECU8に
入力され、該ECU8は上述したピエゾアクチュエータに制
御信号を出力する。The detection signals of the sensors and switches are input to the ECU 8, and the ECU 8 outputs a control signal to the piezo actuator.
減衰力可変型ショックアブソーバ2,3,4,5の構造は全
て同一のため、減衰力可変型ショックアブソーバ2を例
として説明する。減衰力可変型ショックアブソーバ2
は、第3図に示すように、シリンダ11の内部にメインピ
ストン12が、軸方向(同図に矢印A,Bで示す。)に摺動
自在に嵌合し、上記シリンダ11内部は上記メインピスト
ン12により第1油圧室13と第2油圧室14とに区分されて
いる。上記メインピストン12は、ピストンロッド15の一
端に接続され、一方、該ピストンロッド15の他端はシャ
フト16に固定されている。なお、上記シリンダ11の図示
しない下部は既述したロワーアーム2aに、一方、上記シ
ャフト16の図示しない上部は既述した車体9に各々接続
されている。Since the structures of the variable damping force type shock absorbers 2, 3, 4, and 5 are all the same, the variable damping force type shock absorber 2 will be described as an example. Variable damping force type shock absorber 2
As shown in FIG. 3, a main piston 12 is slidably fitted in the cylinder 11 in the axial direction (indicated by arrows A and B in FIG. 3). The piston 12 is divided into a first hydraulic chamber 13 and a second hydraulic chamber 14. The main piston 12 is connected to one end of a piston rod 15, while the other end of the piston rod 15 is fixed to a shaft 16. The lower part (not shown) of the cylinder 11 is connected to the lower arm 2a described above, while the upper part (not shown) of the shaft 16 is connected to the vehicle body 9 described above.
上記メインピストン12には、上記第1油圧室13と第2
油圧室14とを連通させる伸び側固定オリフィス17および
縮み側固定オリフィス18が穿設され、該伸び側固定オリ
フィス17および縮み側固定オリフィス18の出口側には、
その流通方向を一方向に制限するプレートバルブ17a,18
aが各々配設されている。従って、上記メインピストン1
2が上記シリンダ11内部を軸方向(同図に矢印A,Bで示
す。)に摺動する場合、上記第1油圧室13および第2油
圧室14内部の作動油は、上記伸び側固定オリフィス17お
よび上記縮み側固定オリフィス18を通って相互に流動す
るため、作動油の流路断面積が比較的小さく、その流量
も少ない。このため、このときの減衰力可変型ショック
アブソーバ2の減衰力の特性は、第4図に示すように、
減衰力大(HARD)の特性になる。The main piston 12 is provided with the first hydraulic chamber 13 and the second hydraulic chamber 13.
An extension-side fixed orifice 17 and a contraction-side fixed orifice 18 for communicating with the hydraulic chamber 14 are formed, and at the outlet side of the extension-side fixed orifice 17 and the contraction-side fixed orifice 18,
Plate valves 17a, 18 that restrict the flow direction to one direction
a is provided respectively. Therefore, the main piston 1
When the cylinder 2 slides in the cylinder 11 in the axial direction (indicated by arrows A and B in the figure), the hydraulic oil in the first hydraulic chamber 13 and the second hydraulic chamber 14 is supplied to the extension-side fixed orifice. Since they flow mutually through the contraction side fixed orifice 18 and the contraction side fixed orifice 18, the hydraulic oil has a relatively small cross-sectional area and a small flow rate. For this reason, the characteristic of the damping force of the variable damping force type shock absorber 2 at this time is as shown in FIG.
High damping (HARD) characteristics.
ところで、上記ピストンロッド15はその軸方向に穿設
された中空部を有し、該中空部には、PZT等の圧電性セ
ラミックスからなる電歪素子積層体であるピエゾアクチ
ュエータ19FLが内蔵されている。該ピエゾアクチュエー
タ19FLの下端面に近接対向する位置にはピストン20が配
設され、該ピストン20は通常時板スプリング20aにより
同図に矢印Aで示す方向に付勢されているが、上記ピス
トンロッド15の中空部内部をその軸方向に摺動可能であ
る。該ピストン20は上記ピエゾアクチュエータ19FLに数
百[V]の電圧が印加されると、同図に矢印Bで示す方
向に数十[μm]移動する。一方、上記ピエゾアクチュ
エータ19FLに印加されている数百[V]の電圧を放電す
ると、上記ピストン20は上記板スプリング20aの付勢に
より同図に矢印Aで示す方向に移動する。なお、上記ピ
エゾアクチュエータ19FLの充電および放電は、上記シャ
フト16内部にその軸方向に穿設された通路に配設された
リード線19aを介して行われる。By the way, the piston rod 15 has a hollow portion formed in the axial direction thereof, and the hollow portion incorporates a piezo actuator 19FL which is an electrostrictive element laminate made of piezoelectric ceramics such as PZT. . A piston 20 is disposed at a position close to and opposed to a lower end surface of the piezo actuator 19FL. The piston 20 is normally urged by a leaf spring 20a in a direction indicated by an arrow A in FIG. The inside of the 15 hollow portions can slide in the axial direction. When a voltage of several hundred [V] is applied to the piezo actuator 19FL, the piston 20 moves by several tens [μm] in the direction indicated by the arrow B in FIG. On the other hand, when the voltage of several hundred [V] applied to the piezo actuator 19FL is discharged, the piston 20 moves in the direction indicated by arrow A in FIG. The charging and discharging of the piezo actuator 19FL are performed via a lead wire 19a provided in a passage formed in the shaft 16 in the axial direction thereof.
また、上記ピストンロッド15の中空部と上記ピストン
20の底面とは油密室21を形成し、上記ピストンロッド15
の軸方向に穿設されて上記油密室21の底部に連通する貫
通孔には円柱形状のプランジャ22が摺動自在に嵌合し、
さらに、該プランジャ22の下端部は、上記ピストンロッ
ド15に固定されたハウジング23内部の嵌合孔と摺動自在
に嵌合するスプール弁24の上部と結合している。該スプ
ール弁24は通常時スプリング25により同図に矢印Aで示
す方向に付勢されている。また、上記スプール弁24の下
部には外周部に環状溝24aが刻設され、最下部は円柱形
状に整形されている。従って、スプール弁24がスプリン
グ25により同図に矢印Aで示す方向に付勢されていると
きは、円柱形状に整形された該スプール弁24の最下部に
より、ピストンロッド15に穿設されて上記第1油圧室13
と第2油圧室14とを接続する副流路26は遮断されてい
る。一方、電圧を印加されると上記ピエゾアクチュエー
タ19FLが微小量伸張し、上記ピストン20も同図に矢印B
で示す方向に移動して上記油密室21内部の圧力が上昇す
る。このため、上記プランジャ22の受圧面積と上記ピス
トン20の受圧面積との比率に応じて、上記ピエゾアクチ
ュエータ19FLの伸張した微小量を拡大した距離だけ、プ
ランジャ22が、同図に矢印Bで示す方向に移動するの
で、上記スプール弁24も同方向に同一の拡大された距離
だけ下降してスプール弁24の下部の外周部に刻設された
環状溝24aを介して上記副流路26は連通する。この様に
上記第1油圧室13と第2油圧室14とが副流路26を介して
連通するため、メインピストン12を介して流動する作動
油の流路断面積が比較的大きくなり、その流量も増加す
る。このため、このときの減衰力可変型ショックアブソ
ーバ2の減衰力の特性は、第4図に示すように、減衰力
小(SOFT)の特性になる。Further, the hollow portion of the piston rod 15 and the piston
An oil-tight chamber 21 is formed with the bottom surface of the piston rod 20 and the piston rod 15
A cylindrical plunger 22 is slidably fitted in a through hole that is bored in the axial direction and communicates with the bottom of the oil-tight chamber 21,
Further, the lower end of the plunger 22 is connected to an upper portion of a spool valve 24 which slidably fits into a fitting hole inside the housing 23 fixed to the piston rod 15. The spool valve 24 is normally urged by a spring 25 in a direction indicated by an arrow A in FIG. An annular groove 24a is formed in the lower part of the spool valve 24 on the outer peripheral part, and the lowermost part is shaped into a column. Therefore, when the spool valve 24 is urged by the spring 25 in the direction indicated by the arrow A in the same figure, the lowermost portion of the spool valve 24 shaped into a cylindrical shape is bored in the piston rod 15 and 1st hydraulic chamber 13
The sub flow path 26 connecting the second hydraulic chamber 14 and the second hydraulic chamber 14 is shut off. On the other hand, when a voltage is applied, the piezo actuator 19FL expands by a small amount, and the piston 20 also moves in the direction indicated by the arrow B in FIG.
And the pressure inside the oil-tight chamber 21 rises. For this reason, the plunger 22 is moved in the direction indicated by the arrow B in the same figure by a distance obtained by expanding the minute amount of extension of the piezo actuator 19FL in accordance with the ratio between the pressure receiving area of the plunger 22 and the pressure receiving area of the piston 20. , The spool valve 24 also descends by the same enlarged distance in the same direction, and the sub-flow path 26 communicates via an annular groove 24a formed in the outer periphery of the lower portion of the spool valve 24. . As described above, the first hydraulic chamber 13 and the second hydraulic chamber 14 communicate with each other through the sub-flow path 26, so that the cross-sectional area of the hydraulic oil flowing through the main piston 12 becomes relatively large. The flow rate also increases. Therefore, the characteristic of the damping force of the variable damping force type shock absorber 2 at this time is a characteristic of a small damping force (SOFT) as shown in FIG.
なお、上記シャフト16の上部には、上記減衰力可変型
ショックアブソーバ2に作用する減衰力の大きさを検出
するピエゾタイプ荷重センサ31FLが配設され、該ピエゾ
タイプ荷重センサ31FLはナット32で上記シャフト16に固
定されている。上記ピエゾタイプ荷重センサ31FLは、PZ
T等の圧電セラミックスからなる圧電素子の2枚の薄板3
1A,31Bを重ね合わせて構成され、検出信号は、上記シャ
フト16内部に穿設された通路に配設されたリード線31a
を介して既述したECU8に出力される。A piezo-type load sensor 31FL for detecting the magnitude of the damping force acting on the variable damping force-type shock absorber 2 is disposed above the shaft 16, and the piezo-type load sensor 31FL is connected to the nut 32 by the nut 32. It is fixed to the shaft 16. The piezo type load sensor 31FL is PZ
Two thin plates of piezoelectric elements made of piezoelectric ceramics such as T3
1A and 31B are overlapped, and the detection signal is a lead wire 31a disposed in a passage formed inside the shaft 16.
Is output to the ECU 8 described above.
次に、上記ECU8の構成を、第5図に基づいて説明す
る。同図に示すように、ECU8はCPU8a,ROM8b,RAM8cを中
心に論理演算回路として構成され、コモンバス8dを介し
て入力部8eおよび出力部8fに接続され、外部との入出力
を行なう。ピエゾタイプ荷重センサ31FL,31FR,31RL,31R
Rの検出信号は減衰力信号検出回路35を介して、また、
ストップランプスイッチ6および車速センサ7の検出信
号は波形整形回路36を介して、各々入力部8eからCPU8a
に入力される。一方、CPU8aは、出力部8fから駆動回路3
7を介して、ピエゾアクチュエータ19FL,19FR,19RL,19RR
に制御信号を出力する。Next, the configuration of the ECU 8 will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the ECU 8 is configured as a logical operation circuit centering on the CPU 8a, ROM 8b, and RAM 8c, is connected to the input unit 8e and the output unit 8f via the common bus 8d, and performs input / output with the outside. Piezo type load sensor 31FL, 31FR, 31RL, 31R
The detection signal of R passes through the damping force signal detection circuit 35,
The detection signals of the stop lamp switch 6 and the vehicle speed sensor 7 are sent from the input unit 8e to the CPU 8a via the waveform shaping circuit 36, respectively.
Is input to On the other hand, the CPU 8a outputs the drive circuit 3 from the output unit 8f.
7 via piezo actuators 19FL, 19FR, 19RL, 19RR
To output a control signal.
次に、本実施例の特徴をなす上記駆動回路37の構成
を、第1図の回路図に基づいて説明する。同図に示すよ
うに、駆動回路37は、高電圧発生回路41および上述した
各ピエゾアクチュエータ19FL,19FR,19RL,19RRに対応し
て設けられた4個のスイッチング回路42FL,42FR,42RL,4
2RRから構成されている。Next, the configuration of the drive circuit 37, which is a feature of the present embodiment, will be described with reference to the circuit diagram of FIG. As shown in the figure, the drive circuit 37 includes a high voltage generation circuit 41 and four switching circuits 42FL, 42FR, 42RL, 42RL provided corresponding to the piezo actuators 19FL, 19FR, 19RL, 19RR.
It consists of 2RR.
上記高電圧発生回路41は、発振回路51、制御回路52、
AND回路53、トランジスタ54および昇圧回路55から構成
されている。タイマICを中心に構成された上記発振回路
51から出力される所定周期のパルス信号と上記制御回路
52から出力される制御信号とを上記AND回路53に入力し
て得られる論理積信号により上記トランジスタ54を導通
状態(ON)と遮断状態(OFF)とに切り換える。ここ
で、該トランジスタ54が導通状態(ON)から遮断状態
(OFF)に切り換わるときに、上記昇圧回路55のトラン
スの1次側コイル56の電流が急激に減少するので、2次
側コイル57a,57bに逆起電力によるエネルギが電流とし
て発生し、このエネルギがダイオード58a,58bを介して
コンデンサ59a,59bに蓄積される。この場合、高圧端子
を+500[V]に、一方、低圧端子を−100[V]に各々
一定に保持するために、上記制御回路52は上記昇圧回路
55の高圧端子の電圧に基づいて制御信号をAND回路53に
出力するフィードバック制御を行なうことにより、上記
トランジスタ54の切換回数を調節する。The high voltage generation circuit 41 includes an oscillation circuit 51, a control circuit 52,
It comprises an AND circuit 53, a transistor 54 and a booster circuit 55. The above oscillation circuit mainly composed of a timer IC
Pulse signal of predetermined period output from 51 and the above control circuit
The transistor 54 is switched between a conductive state (ON) and a cut-off state (OFF) by a logical product signal obtained by inputting the control signal output from 52 to the AND circuit 53. Here, when the transistor 54 switches from the conductive state (ON) to the cut-off state (OFF), the current in the primary coil 56 of the transformer of the booster circuit 55 sharply decreases, so that the secondary coil 57a , 57b generate energy as a current due to the back electromotive force, and this energy is stored in the capacitors 59a, 59b via the diodes 58a, 58b. In this case, in order to keep the high voltage terminal at +500 [V] and the low voltage terminal at -100 [V], the control circuit 52 controls the boost circuit.
By performing feedback control for outputting a control signal to the AND circuit 53 based on the voltage of the high voltage terminal of 55, the number of times the transistor 54 is switched is adjusted.
上記スイッチング回路42FL,42FR,42RL,42RRは全て同
様な構成であるため、スイッチング回路42FLを一例とし
て説明する。Since the switching circuits 42FL, 42FR, 42RL, and 42RR have the same configuration, the switching circuit 42FL will be described as an example.
スイッチング回路42FLは、上記高電圧発生回路41の高
圧端子(+500[V])から上記ピエゾアクチュエータ1
9FLに電圧を印加する充電回路61と該ピエゾアクチュエ
ータ19FLに印加されている電圧を上記高電圧発生回路41
の低圧端子(−100[V])に放電させる放電回路62と
を備えている。The switching circuit 42FL is connected to the piezo actuator 1 from the high voltage terminal (+500 [V]) of the high voltage generation circuit 41.
The charging circuit 61 for applying a voltage to the 9FL and the voltage applied to the piezo actuator 19FL
And a discharge circuit 62 for discharging the low voltage terminal (−100 [V]).
上記充電回路61は、ECU8から充電制御信号Vcaが入力
されると、サイリスタの一種である感光シリンコン制御
整流器(Light Activated SCR)63は高抵抗の遮断状態
(OFF)から低抵抗の飽和状態(ON)に遷移する。これ
により、上記高電圧発生回路41の高圧端子(+500
[V])から上記感光シリコン制御整流器63および充電
用抵抗器64を介して上記ピエゾアクチュエータ19FLに電
圧が印加され、該ピエゾアクチュエータ19FLは伸張す
る。なお上記充電用抵抗器64の電気抵抗値R1、上記ピエ
ゾアクチュエータ19FLの静電容量Cおよび充電時の時定
数τ1との間には、次式(1)に示すような関係があ
る。When the charging control signal Vca is input from the ECU 8, the charging circuit 61 switches the photosensitive silicon control rectifier (Light Activated SCR) 63, which is a type of thyristor, from a high-resistance cut-off state (OFF) to a low-resistance saturation state (ON). ). As a result, the high voltage terminal (+500
[V]), a voltage is applied to the piezoelectric actuator 19FL via the photosensitive silicon control rectifier 63 and the charging resistor 64, and the piezoelectric actuator 19FL expands. The following equation (1) is established between the electric resistance value R1 of the charging resistor 64, the capacitance C of the piezo actuator 19FL, and the time constant τ1 during charging.
τ1=C×R1 ……(1) なお、本実施例では、 C=0.5×10-6[F] R1=2×103[Ω] τ1=1.0[msec]に設定した。τ1 = C × R1 (1) In this embodiment, C = 0.5 × 10 −6 [F] R1 = 2 × 10 3 [Ω] τ1 = 1.0 [msec].
但し、充電時の時定数τ1の値は1.0〜5.0[msec]の
範囲に選択すると好適である。However, it is preferable that the value of the time constant τ1 during charging be selected in the range of 1.0 to 5.0 [msec].
一方、上記放電回路62は、ECU8から放電制御信号Voa
が入力されると、まず、トランジスタ65が遮断状態(OF
F)から導通状態(ON)に切り替わり、これに伴って、
トランジスタ66も遮断状態(OFF)から導通状態(ON)
に切り替わる。このため、上記ピエゾアクチュエータ19
FLに印加されていた電圧は、放電用抵抗器67および上記
トランジスタ66を介して上記高電圧発生回路41の低圧端
子(−100[V])に放電され、該ピエゾアクチュエー
タ19FLは収縮する。なお上記放電用抵抗器67の電気抵抗
値R2および放電時の時定数τ2は、上記式(1)に基づ
いて、上記充電用抵抗器64の電気抵抗値R1および充電時
の時定数τ1と同一の値に設定した。On the other hand, the discharge circuit 62 outputs the discharge control signal Voa from the ECU 8.
Is input, first, the transistor 65 is turned off (OF
F) switches to the conducting state (ON), and accordingly,
Transistor 66 is also turned on (ON) from the off state (OFF)
Switch to Therefore, the piezo actuator 19
The voltage applied to FL is discharged to the low voltage terminal (-100 [V]) of the high voltage generating circuit 41 via the discharging resistor 67 and the transistor 66, and the piezo actuator 19FL contracts. The electric resistance R2 of the discharging resistor 67 and the time constant τ2 at the time of discharging are the same as the electric resistance R1 of the charging resistor 64 and the time constant τ1 at the time of charging, based on the above equation (1). Was set to the value.
つぎに、上記制御の様子の一例を、第6図のタイミン
グチャートに基づいて説明する。車両の走行状態の変化
に伴って、減衰力可変型ショックアブソーバの減衰力を
切り換える必要があるとECU8が判定すると同図に示すよ
うな制御が開始される。まず、時刻T1に、ECU8は減衰力
可変型ショックアブソーバ減衰力設定特性を減衰力大
(HARD)から減衰力小(SOFT)に変更する。これに伴
い、同時刻T1において、充電制御信号Vcaがロウレベル
(OFF)からハイレベル(ON)に変化する。すると、該
時刻T1からピエゾアクチュエータ印加電圧が上昇し始め
る。ここで、本実施例では、上記充電回路61に充電用抵
抗器64を介装してあるため、該時刻T1から上記充電時の
時定数τ1(本実施例では1.0[msec])に相当する遅
延時間t1経過後の時刻T2に到るまでは、ピエゾアクチュ
エータ印加電圧は急激に上昇せず、目標充電電圧の63
[%]程度の電圧まで昇圧し、やがて、時刻T3に到って
から目標充電電圧(+500[V])に到達する。このよ
うに、ピエゾアクチュエータは、充電時の時定数τ1に
応じて徐々に充電される。Next, an example of the above control will be described with reference to the timing chart of FIG. When the ECU 8 determines that it is necessary to switch the damping force of the variable damping force type shock absorber in accordance with a change in the running state of the vehicle, control as shown in FIG. First, at time T1, the ECU 8 changes the damping force variable shock absorber damping force setting characteristic from high damping force (HARD) to low damping force (SOFT). Accordingly, at the same time T1, the charge control signal Vca changes from a low level (OFF) to a high level (ON). Then, the piezoelectric actuator applied voltage starts to increase from the time T1. Here, in the present embodiment, since the charging resistor 64 is interposed in the charging circuit 61, it corresponds to the time constant τ1 (1.0 [msec] in the present embodiment) at the time of the charging from the time T1. Until the time T2 after the elapse of the delay time t1, the voltage applied to the piezo actuator does not rise sharply, and the target charging voltage becomes 63%.
The voltage is increased to about [%], and eventually reaches the target charging voltage (+500 [V]) from time T3. As described above, the piezo actuator is gradually charged according to the time constant τ1 at the time of charging.
一方、時刻T4に、ECU8は、減衰力可変型ショックアブ
ソーバ減衰力設定特性を、減衰力小(SOFT)から減衰力
大(HARD)に変更する。これに伴い、同時刻T4におい
て、放電制御信号Voaがハイレベル(ON)からロウレベ
ル(OFF)に変化する。すると、該時刻T4からピエゾア
クチュエータ印加電圧が下降し始める。ここで、本実施
例では、上記放電回路62に放電用抵抗器67を介装してあ
るため、該時刻T4から上記放電時の時定数τ2(本実施
例では1.0[msec])に相当する遅延時間t1経過後の時
刻T5に到るまでは、ピエゾアクチュエータ印加電圧は急
激に降下せず、目標放電電圧の63[%]程度の電圧まで
下降し、やがて、時刻T6に到ってから目標放電電圧(−
100[V])に到達する。このように、ピエゾアクチュ
エータは、放電時の時定数τ2に応じて徐々に放電され
る。以後、車両の走行状態の変化に応じて、ECU8は上述
のような制御を継続する。On the other hand, at time T4, the ECU 8 changes the damping force variable shock absorber damping force setting characteristic from low damping force (SOFT) to high damping force (HARD). Accordingly, at the same time T4, the discharge control signal Voa changes from the high level (ON) to the low level (OFF). Then, the voltage applied to the piezo actuator starts to decrease from the time T4. Here, in this embodiment, since the discharge resistor 62 is interposed in the discharge circuit 62, the discharge circuit 62 corresponds to the time constant τ2 at the time of the discharge from the time T4 (1.0 [msec] in this embodiment). Until the time T5 after the delay time t1 has elapsed, the voltage applied to the piezo actuator does not drop sharply but drops to a voltage of about 63% of the target discharge voltage, and then the target voltage reaches the time T6. Discharge voltage (-
100 [V]). Thus, the piezo actuator is gradually discharged according to the time constant τ2 at the time of discharge. Thereafter, the ECU 8 continues the above-described control according to the change in the traveling state of the vehicle.
以上説明したように本実施例は、ピエゾアクチュエー
タの充電時には、該ピエゾアクチュエータの静電容量C
と充電用抵抗器の電気抵抗値R1とで定まる充電時の時定
数τ1に相当する遅延時間t1だけ印加電圧の上昇を遅ら
せると共に、ピエゾアクチュエータの放電時には、該ピ
エゾアクチュエータの静電容量Cと放電用抵抗器の電気
抵抗値R2とで定まる放電時の時定数τ2に相当する遅延
時間t1だけ印加電圧の降下を遅らせるよう構成されてい
る。このため、車両の減衰力可変型ショックアブソーバ
に内蔵されたピエゾアクチュエータの駆動時に、該ピエ
ゾアクチュエータの急激な充電および急激な放電を防止
するので、ピエゾアクチュエータの減衰力変更時におけ
る応答性を悪化させるという弊害を生じることなく、ピ
エゾアクチュエータの作動時に生じる作動音を好適に低
減し、車両の乗員に不快な作動音を充分に抑制できる。As described above, according to the present embodiment, when charging the piezo actuator, the capacitance C
And the electric resistance value R1 of the charging resistor, the rise of the applied voltage is delayed by a delay time t1 corresponding to a time constant τ1 at the time of charging corresponding to a time constant τ1 at the time of charging. It is configured to delay the drop of the applied voltage by a delay time t1 corresponding to a time constant τ2 at the time of discharge determined by the electric resistance value R2 of the resistor for use. For this reason, when the piezo actuator incorporated in the variable damping force type shock absorber of the vehicle is driven, rapid charging and rapid discharging of the piezo actuator are prevented, so that responsiveness when the damping force of the piezo actuator is changed is deteriorated. Thus, the operation noise generated when the piezo actuator is operated can be reduced appropriately, and the operation noise uncomfortable for the occupant of the vehicle can be sufficiently suppressed.
また、上記効果に伴い、ピエゾアクチュエータおよび
該ピエゾアクチュエータを減衰力切換用アクチュエータ
として内蔵した減衰力可変型ショックアブソーバの信頼
性・耐久性が高まると共に、該減衰力可変型ショックア
ブソーバを装備した車両の乗り心地および操縦性・安定
性を高水準に維持できる。Further, with the above effect, the reliability and durability of the piezo actuator and the damping force variable shock absorber incorporating the piezo actuator as a damping force switching actuator are improved, and the vehicle equipped with the variable damping force shock absorber is improved. Ride comfort, maneuverability and stability can be maintained at a high level.
さらに、ピエゾアクチュエータの駆動に伴う作動音が
低減されるため、ピエゾアクチュエータの駆動時に供給
および放出される電気的エネルギのうち作動音として散
逸する電気的エネルギの量も減少されるので、電気的エ
ネルギの浪費の充分な抑制が可能になり、機械的エネル
ギと電気的エネルギとの間の変換効率も高まる。Further, since the operation noise accompanying the driving of the piezo actuator is reduced, the amount of electric energy which is dissipated as the operation sound among the electric energy supplied and released when the piezo actuator is driven is also reduced, so that the electric energy is reduced. Waste can be sufficiently suppressed, and the conversion efficiency between mechanical energy and electrical energy can be increased.
また、充電用抵抗器および放電用抵抗器は小さい容積
で充分な電気抵抗を有するため、小型かつ簡単な構成の
駆動回路でピエゾアクチュエータの作動音を低減でき、
大きな実装空間を必要としないので、車両用の減衰力可
変型ショックアブソーバに減衰力切換アクチュエータと
して内蔵する場合、実装が極めて容易になる。In addition, since the charging resistor and the discharging resistor have sufficient electric resistance in a small volume, the operating noise of the piezo actuator can be reduced with a small and simple drive circuit,
Since a large mounting space is not required, the mounting becomes extremely easy when the damping force switching actuator is incorporated in a variable damping force type shock absorber for a vehicle.
さらに、充電回路ではスイッチ素子として感光シリコ
ン制御整流器を使用し、一方、放電回路ではスイッチ素
子としてトランジスタを利用したので、簡単な回路構成
で、高電圧の充電および放電を確実に、しかも、安全に
実行でき、上記両回路の信頼性・耐久性も向上する。Furthermore, the charging circuit uses a photosensitive silicon control rectifier as a switching element, while the discharging circuit uses a transistor as a switching element, so high-voltage charging and discharging can be performed reliably and safely with a simple circuit configuration. It can be performed, and the reliability and durability of both circuits are improved.
また、高電圧発生回路の高圧端子電圧を+500[V]
に、一方、低圧端子電圧を−100[V]に各々設定して
いるため、ピエゾ素子の印加電圧に対する歪量の変化が
比較的大きい特性を有する範囲でピエゾ素子を作動させ
られる。ピエゾ素子は、一般に、印加電圧の高圧側を高
く設定するほどピエゾ効果(逆圧電効果)による歪量の
増加率が飽和し、歪量が印加電圧に比例して増加しにく
くなる傾向を有する。、すなわち、同じ電圧600[V]
を印加する場合でもその範囲を、例えば、低圧電圧0
[V]〜高圧電圧+600[V]の範囲に設定するよりは
本実施例のように低圧電圧−100[V]〜高圧電圧+500
[V]の範囲に設定した方がピエゾ素子の歪量は印加電
圧に応じて大きくなる。このように、ピエゾ効果が顕著
に生じる範囲の電圧を印加してピエゾアクチュエータを
作動させているので、減衰力可変型ショックアブソーバ
の制御の応答性も向上する。In addition, the high voltage terminal voltage of the high voltage generating circuit is set to +500 [V].
On the other hand, since the low-voltage terminal voltage is set to -100 [V], the piezo element can be operated in a range in which the change in the amount of distortion with respect to the applied voltage of the piezo element is relatively large. In general, in a piezo element, as the applied voltage is set higher on the high voltage side, the rate of increase in the amount of distortion due to the piezo effect (inverse piezoelectric effect) is saturated, and the amount of distortion tends to hardly increase in proportion to the applied voltage. That is, the same voltage 600 [V]
Is applied, the range is, for example, low voltage 0
Rather than setting the range from [V] to high voltage +600 [V], as in the present embodiment, low voltage -100 [V] to high voltage +500.
When the voltage is set in the range of [V], the amount of distortion of the piezo element increases according to the applied voltage. As described above, since the piezo actuator is operated by applying a voltage in a range in which the piezo effect remarkably occurs, the responsiveness of the control of the variable damping force type shock absorber is also improved.
なお、本実施例では、充電時の時定数τ1と放電時の
時定数τ2とを同一に設定し、これに伴い、充電用抵抗
器の電気抵抗値R1と放電用抵抗器の電気抵抗値R2とも同
一の値とした。しかし、例えば、ピエゾアクチュエータ
の作動条件に応じて、上記充電時の時定数τ1と放電時
の時定数τ2とを異なる値に設定してもよい。すなわ
ち、充電時と放電時とのうちで高い応答性が要求される
方の時定数は短く、あるいは、ほぼ遅れ時間無しに設定
し、一方、比較的応答性が低くてもよい他方の時定数は
上述した実施例と同様に1.0〜5.0[msec]の範囲に設定
し、このように定められた充電時と放電時との両時定数
に応じて充電用抵抗器と放電用抵抗器と両電気抵抗値を
決定するよう構成すると、ピエゾアクチュエータに固有
の速やかな応答性を充分に発揮させることと、応答性の
低下といった弊害を生じることなく作動音を低減させる
こととを、無理なく両立できる。In this embodiment, the time constant τ1 at the time of charging and the time constant τ2 at the time of discharging are set to be the same, and accordingly, the electric resistance value R1 of the charging resistor and the electric resistance value R2 of the discharging resistor are set. And the same value. However, for example, the time constant τ1 at the time of charging and the time constant τ2 at the time of discharging may be set to different values according to the operating conditions of the piezo actuator. That is, the time constant for which higher responsiveness is required between the time of charging and the time of discharging is set to be short or almost without delay time, while the other time constant which may have relatively low responsiveness is set. Is set in the range of 1.0 to 5.0 [msec] in the same manner as in the above-described embodiment, and the charging resistor, the discharging resistor, and the discharging resistor are set in accordance with the thus determined time constants for charging and discharging. When the electric resistance value is determined, the quick response inherent to the piezo actuator can be sufficiently exhibited, and the operation noise can be reduced without causing the adverse effect such as a decrease in the response. .
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
のような実施例に何等限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施
し得ることは勿論である。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such embodiments at all, and it is needless to say that the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention. .
発明の効果 以上詳記したように本発明の圧電素子駆動回路は、圧
電素子の作動時に、該圧電素子の充電時間、もしくは、
放電時間の少なくとも一方が、予め定められた目標時定
数より短縮されないように、充電用スイッチ手段と上記
圧電素子とを接続する充電用導電部、もしくは、放電用
スイッチ手段と上記圧電素子とを接続する放電用導電部
の少なくとも一方に、上記圧電素子の静電容量に基づい
て定められた所定電気抵抗を有する抵抗体を介装するよ
う構成されている。このため、圧電素子駆動時に該圧電
素子に対する電気エネルギの供給速度、あるいは、放出
速度を低速度に制限し、急激な充電、もしくは、急激な
放電を防止するので、圧電素子の作動時に生じる作動音
を、該圧電素子の応答性を低下させることなく、好適に
低減できるという優れた効果を奏する。Effect of the Invention As described in detail above, the piezoelectric element drive circuit of the present invention, during the operation of the piezoelectric element, the charging time of the piezoelectric element, or
A charging conductive part connecting the charging switch means and the piezoelectric element, or a discharging switch means and the piezoelectric element are connected so that at least one of the discharging times is not shortened from a predetermined target time constant. A resistor having a predetermined electrical resistance determined based on the capacitance of the piezoelectric element is interposed in at least one of the conductive parts for discharging. For this reason, when the piezoelectric element is driven, the supply speed or the discharge speed of the electric energy to the piezoelectric element is limited to a low speed to prevent a rapid charging or a rapid discharging. Can be suitably reduced without lowering the responsiveness of the piezoelectric element.
また、このように圧電素子に対する急激な充電、もし
くは、急激な放電を防止することができるため、作動音
の低減だけではなく、車両用ショックアブソーバの減衰
力が急激に変化することを防止でき、延いては、ショッ
クアブソーバの信頼性・耐久性を向上させることができ
ると共に、車両の乗り心地や操縦性及び安定性をも高め
ることができる。In addition, since rapid charging or rapid discharging of the piezoelectric element can be prevented in this way, not only can the operating noise be reduced, but also the damping force of the vehicle shock absorber can be prevented from suddenly changing. As a result, the reliability and durability of the shock absorber can be improved, and the riding comfort, maneuverability, and stability of the vehicle can be improved.
さらに、圧電素子の駆動に伴う作動音が低減されるた
め、圧電素子の駆動時に供給、もしくは、放出される電
気的エネルギのうち作動音として散逸する電気的エネル
ギの量も減少するので、電気的エネルギの浪費を最小限
に抑制できると共に、機械的エネルギと電気的エネルギ
との間の変換効率が向上する。Further, since the operation sound accompanying the driving of the piezoelectric element is reduced, the amount of electric energy which is dissipated as the operation sound among the electric energy supplied or released at the time of driving the piezoelectric element is also reduced. Energy consumption can be minimized, and the conversion efficiency between mechanical energy and electrical energy is improved.
また、コイル等の大きな素子を使用することなく、小
さい容積で充分な電気抵抗を有する抵抗体を利用するの
で、小型かつ簡単な構成の駆動回路で圧電素子の作動音
を低減できる。このため、大きな実装空間を必要としな
いので、例えば、車両用の減衰力可変型ショックアブソ
ーバ等への搭載が極めて容易になるという利点も生じ
る。In addition, since a resistor having a small volume and sufficient electric resistance is used without using a large element such as a coil, the operating noise of the piezoelectric element can be reduced with a drive circuit having a small and simple configuration. For this reason, since a large mounting space is not required, there is an advantage that mounting on a variable damping force type shock absorber for a vehicle, for example, becomes extremely easy.
第1図は本発明一実施例の駆動回路を示す回路図、第2
図は同じく本発明一実施例のシステム構成図、第3図は
同じくその減衰力可変型ショックアブソーバの構造を示
す部分断面図、第4図は同じくその減衰力可変型ショッ
クアブソーバの減衰力特性を示す特性図、第5図は同じ
くその電子制御装置の構成を示すブロック図、第6図は
同じくその作動を示すタイミングチャートである。 19FL,19FR,19RL,19RR……ピエゾアクチュエータ 37……駆動回路 61……充電回路 62……放電回路 64……充電用抵抗器 67……放電用抵抗器FIG. 1 is a circuit diagram showing a driving circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a system configuration diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 3 is a partial sectional view showing the structure of the variable damping force type shock absorber, and FIG. 4 is a diagram showing the damping force characteristic of the variable damping force type shock absorber. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the electronic control device, and FIG. 6 is a timing chart showing the operation thereof. 19FL, 19FR, 19RL, 19RR ... Piezo actuator 37 ... Drive circuit 61 ... Charge circuit 62 ... Discharge circuit 64 ... Charge resistor 67 ... Discharge resistor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 間嶋 要三 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 石田 年伸 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式 会社日本自動車部品総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−29410(JP,A) 実開 昭61−57630(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yozo Majima 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Japan Inside Denso Co., Ltd. (56) References JP-A-62-29410 (JP, A) JP-A-61-57630 (JP, U)
Claims (1)
クアブソーバの減衰力を変化させる圧電素子に、外部か
らの指令に従って、所定の設定電圧を印加する充電用ス
イッチ手段と、 外部からの指令に従って、上記圧電素子に印加されてい
る電圧を放電させる放電用スイッチ手段と、 を具備した圧電素子駆動回路において、 上記充電用スイッチ手段と上記圧電素子とを接続する充
電用導電部、もしくは、上記放電用スイッチ手段と上記
圧電素子とを接続する放電用導電部の少なくとも一方に
介装され、上記圧電素子の充電時、あるいは、放電時の
時定数を予め定められた目標時定数とするように、上記
圧電素子の静電容量に基づいて定められた所定電気抵抗
を有する抵抗体を備えたこと、 を特徴とする圧電素子駆動回路。1. A charging switch means for applying a predetermined set voltage to a piezoelectric element for changing a damping force of a vehicle shock absorber by expansion and contraction according to an applied voltage in accordance with an external command, and in accordance with an external command. A discharge switch means for discharging a voltage applied to the piezoelectric element; a piezoelectric element driving circuit, comprising: a charging conductive section connecting the charging switch means and the piezoelectric element; It is interposed in at least one of the conductive parts for discharging connecting the switch means and the piezoelectric element, when charging the piezoelectric element, or so as to set the time constant at the time of discharge to a predetermined target time constant, A piezoelectric element drive circuit, comprising: a resistor having a predetermined electric resistance determined based on a capacitance of the piezoelectric element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62169168A JP2634817B2 (en) | 1987-07-07 | 1987-07-07 | Piezo element drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62169168A JP2634817B2 (en) | 1987-07-07 | 1987-07-07 | Piezo element drive circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6412880A JPS6412880A (en) | 1989-01-17 |
JP2634817B2 true JP2634817B2 (en) | 1997-07-30 |
Family
ID=15881524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62169168A Expired - Lifetime JP2634817B2 (en) | 1987-07-07 | 1987-07-07 | Piezo element drive circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2634817B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0401802B1 (en) * | 1989-06-07 | 1995-02-08 | Nippondenso Co., Ltd. | Drive system of actuator having piezoelectric device for use in motor vehicle |
DE202012007128U1 (en) * | 2012-07-23 | 2012-08-02 | Robert Bosch Gmbh | Valve for metering fluid |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6157630U (en) * | 1984-09-13 | 1986-04-18 |
-
1987
- 1987-07-07 JP JP62169168A patent/JP2634817B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6412880A (en) | 1989-01-17 |
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