JP4928431B2 - Electric damper device - Google Patents
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Description
本発明は、車両用サスペンション装置に備えられ、車両走行中、路面の凹凸によって車両に発生する振動を、モータの電磁力を用いて抑制させる電動式ダンパ装置に関する。 The present invention relates to an electric damper device that is provided in a vehicle suspension device and suppresses vibration generated in the vehicle due to road surface unevenness using the electromagnetic force of a motor while the vehicle is running.
従来例の電動式ダンパ装置について、図21を用いて説明する。図21は、従来例の電動式ダンパ装置の構造を示す斜視図である。
従来例の電動式ダンパ装置は、特許文献1に記載されている。この電動式ダンパ装置100は、モータ101と、モータ101のシャフト101aに嵌合するピニオンギア102と、ラック104をピニオンギア102に付勢するラックガイド103と、ラックガイド103にスライド自在に取り付けられたラック104とで構成され、ピニオンギア102とこのピニオンギア102と噛み合うラック104とから成る運動変換機構を有している。
A conventional electric damper device will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a perspective view showing a structure of a conventional electric damper device.
A conventional electric damper device is described in Patent Document 1. This
そして、この運動変換機構により、ラックガイド103とラック104とが相対移動することで、電動式ダンパ装置100が伸縮した際、ラック104の上下方向の直線運動をピニオンギア102の回転運動に変換し、この回転運動がモータ101へ伝達される。回転運動の伝達により、モータ101が回転すると、モータ101に回転方向と逆向きのトルク(電磁力)が発生するため、この電動式ダンパ装置100は、ラック104の上下方向の直線運動を抑制することができる。
Then, by the relative movement of the
従来例の電動式ダンパ装置100の各構成要素について、詳しく説明する。
ラック104は、長板状のラック本体104aと、ラック本体104aに設けられた複数の歯104bと、ラック本体104aの下端に設けられたブラケット104cと、歯104bが形成されている面の反対側の面に設けられた溝104dと、溝104d内に設けたリニア軸受(図示せず)とで構成される。なお、ラック104の複数の歯104bは、ピニオンギア102に噛み合い、ラック104の溝104dは、ラックガイド103の長手方向に沿うように設けられた台形状の係止部103bに係合する。また、ラック104のピッチは、即ち、互いに隣接し合う歯104b同士の距離は、ラック本体104aの長手方向の中央付近で小さくなるように設定されている。即ち、ラック本体104aの長手方向の中央付近のピッチを、ラック本体104aの上下端側のピッチよりも小さくしてい
る。
Each component of the conventional
The
ラック104のピッチが、ラック本体104aの長手方向の中央付近で小さくなるように設定したのは、ラック本体104aの長手方向の中央付近での使用頻度が高い領域であることにより、この領域で、効率よくモータを駆動させて、モータ101に大きな電磁力を発生させることで、十分な減衰力を発生させるためである(特許文献1の段落0013〜0014参照)。
The reason why the pitch of the
ラックガイド103は、長板状のラックガイド本体103aと、ラックガイド本体103aに形成した係止部103bと、ラックガイド本体103aの側部より延設されるモータ保持部103cと、ラックガイド本体103aの上端に設けられたブラケット103dとで構成されている。なお、ラックガイド103の係止部103bは、前記の通り、溝104dと溝104d内に設けたリニア軸受(図示せず)に係合することにより、ラック104は、ラックガイド103に対し上下方向の移動が許容されている。上下方向の移動を許容するのであれば、係止部103bと溝104dを設けるだけで良いが、従来例の電動式ダンパ装置100では、更にリニア軸受を設けたことにより、ラック104は、ラックガイド103に対し、滑らかに移動することができる。
The
ピニオンギア102は、モータ101のシャフト101aに嵌着されており、ラック104の歯104bに噛み合わされている。従って、ラック104がラックガイド103に対し上下方向に直線運動をすると、ラック104の直線運動がピニオン102の回転運動に変換されると共に、モータ101のシャフト101aも回転運動を呈することとなる。
モータ101は、シャフト101aが回転運動を呈すると、この回転運動を抑制する方向に作用する電磁力が発生することにより、車両走行中、路面の凹凸によって車両に発生する振動を、即ち、ラックピニオン機構を介して車輪から車両に伝達される上下方向の振動を抑制する。そして、モータ101の各電極(図示せず)は、外部電源、制御回路等に接続され、所望の減衰力(電磁力)が得られるよう設定されている。
The
When the
そして、前記の構成要素を有する従来例の電動式ダンパ装置100は、車両の一方部材たる車体側部材と、他方部材たる車軸側部材に、取り付けられる。具体的には、この電動式ダンパ装置100は、ラックガイド103に設けたブラケット103dを介して車体側部材に取り付けられ、ラック104に設けたブラケット104cを介して車軸側部材に取り付けられる。
また、この電動式ダンパ装置100をアクティブサスペンションとして使用する場合には、即ち、ラック104を上下させるアクチュエータの駆動力を用いて車両の上下動を制御できるようにする場合には、積極的にモータ101に通電する。この通電により、電動式ダンパ装置100として機能させるだけでなく、アクチュエータとして機能させることができる。
In addition, when the
しかしながら、前記の従来例の電動式ダンパ装置では、モータに動力を発生させるモータ駆動回路やモータ駆動回路を制御する制御部が故障等により動作を停止したとき、モータに電磁力を発生させることができなくなることにより、減衰力が得られなくなるため、車両挙動が不安定になるという不具合が発生していた。
そこで本発明では、モータに動力を発生させるモータ駆動回路やモータ駆動回路を制御する制御部が故障等により動作を停止しても、モータに電磁力を発生させることができるようにすることにより、減衰力が得られるようにすることで、不安定な車両挙動を抑制することができる電動式ダンパ装置を提供することを目的とする。
However, in the above-described conventional electric damper device, when the motor drive circuit that generates power for the motor or the control unit that controls the motor drive circuit stops operating due to a failure or the like, the motor may generate electromagnetic force. Since it becomes impossible to obtain a damping force, the vehicle behavior becomes unstable.
Therefore, in the present invention, even if the motor drive circuit that generates power to the motor and the control unit that controls the motor drive circuit stop operating due to a failure or the like, the motor can generate electromagnetic force. An object of the present invention is to provide an electric damper device capable of suppressing unstable vehicle behavior by obtaining a damping force.
前記の課題を解決するための手段として、本発明に係る請求項1の電動式ダンパ装置は、モータと、該モータに動力を発生させるモータ駆動回路(駆動装置)と、該モータ駆動回路を制御する制御部(制御装置)とを有し、前記モータの動力を伝達し、上下動を作用させてなる電動式ダンパ装置において、前記モータ駆動回路と前記モータとの間に、前記モータと並列に設けられ、前記制御部による前記モータ駆動回路の制御動作が停止したとき、オフからオンに切り換えることで、前記モータを含む閉回路を形成させる第1のスイッチ(ノーマリークローズ接点のリレー)と、前記第1のスイッチと前記モータ駆動回路の間に設けられ、前記制御部による前記モータ駆動回路の制御動作が停止したとき、オンからオフに切り換わることで、前記モータと前記モータ駆動回路との接続を遮断する第2のスイッチ(ノーマリーオープン接点のリレー)と、を更に有することを特徴とする。 As means for solving the above-mentioned problems, the electric damper device according to claim 1 of the present invention includes a motor, a motor drive circuit (drive device) that generates power to the motor, and controls the motor drive circuit. In an electric damper device having a control unit (control device) for transmitting the power of the motor and causing it to move up and down, the motor drive circuit and the motor are arranged in parallel with the motor. A first switch (normally closed contact relay) that forms a closed circuit including the motor by switching from off to on when the control operation of the motor drive circuit by the control unit is stopped ; Provided between the first switch and the motor drive circuit, and when the control operation of the motor drive circuit by the control unit is stopped, by switching from on to off, A second switch for cutting off the serial motor the connection between the motor drive circuit (normally open contact relay), and further comprising a.
このように構成したことにより、モータに動力を発生させるモータ駆動回路やモータ駆動回路を制御する制御部が故障等により動作を停止しても、前記第1のスイッチがオフからオンに切り換わることにより、モータを含む閉回路が形成されることで、モータに電磁力を発生させることができ、その結果、減衰力が得られるようになるため、車両挙動が不安定になることを抑制することができる。 With this configuration, the first switch is switched from OFF to ON even if the motor drive circuit that generates power for the motor or the control unit that controls the motor drive circuit stops operating due to a failure or the like. By forming a closed circuit including the motor, electromagnetic force can be generated in the motor, and as a result, damping force can be obtained, so that vehicle behavior is prevented from becoming unstable. Can do.
加えて、モータに動力を発生させるモータ駆動回路やモータ駆動回路を制御する制御部が故障等により動作を停止しても、前記第1のスイッチがオフからオンに切り換わるだけでなく、前記第2のスイッチがオフからオンに切り換わることにより、モータを含む閉回路は1つのみ形成されることで、閉回路が複数できることによる減衰特性の変化が発生しないため、車両安定性が低下するのを防止することができる。
In addition, even if the motor drive circuit that generates power for the motor or the control unit that controls the motor drive circuit stops operating due to a failure or the like, not only the first switch is switched from OFF to ON, but also the first switch When the
更に、本発明に係る請求項2の電動式ダンパ装置は、請求項1記載の電動式ダンパ装置において、前記第1のスイッチは、ノーマリークローズ接点のリレーであり、前記第2のスイッチは、ノーマリーオープン接点のリレーであることを特徴とする。
前記第1のスイッチをノーマリークローズ接点のリレーにすることにより、モータ駆動回路やモータ駆動回路を制御する制御部が故障等によりリレーを駆動する電力を供給できなくなった場合においても、確実に接点を閉じることができる。これにより、モータに動力を発生させるモータ駆動回路やモータ駆動回路を制御する制御部が故障等により動作を停止しても、確実に減衰力が得られるようになるため、車両挙動が不安定になることを抑制することができる。
前記第2のスイッチをノーマリーオープン接点のリレーにすることにより、モータ駆動回路やモータ駆動回路を制御する制御部が故障等によりリレーを駆動する電力を供給できなくなった場合においても、確実に接点を開くことができる。これにより、モータに動力を発生させるモータ駆動回路やモータ駆動回路を制御する制御部が故障等により動作を停止しても、閉回路が複数できることによる減衰特性の変化が発生しないため、車両安定性が低下するのを防止することができる。
Furthermore, motorized damper device according to
By making the first switch a normally closed contact relay, even when the motor drive circuit or the control unit that controls the motor drive circuit cannot supply power to drive the relay due to a failure or the like, the contact can be made reliably. Can be closed. As a result, even if the motor drive circuit that generates power to the motor or the control unit that controls the motor drive circuit stops operation due to a failure or the like, the damping force can be obtained reliably, so that the vehicle behavior becomes unstable. It can be suppressed .
By making the second switch a normally open contact relay, even if the motor drive circuit or the controller that controls the motor drive circuit cannot supply power to drive the relay due to a failure or the like, the contact can be made reliably. Can be opened. As a result, even if the motor drive circuit that generates power for the motor or the control unit that controls the motor drive circuit stops operating due to a failure or the like, there is no change in the attenuation characteristics due to the creation of multiple closed circuits. Can be prevented from decreasing.
本発明によれば、モータに動力を発生させるモータ駆動回路やモータ駆動回路を制御する制御部が故障等により動作を停止しても、モータに電磁力を発生させることができることにより、減衰力が得られるようになるため、不安定な車両挙動を抑制することができる電動式ダンパ装置を提供することができる。 According to the present invention, even if a motor drive circuit that generates power to the motor or a control unit that controls the motor drive circuit stops operating due to a failure or the like, the motor can generate an electromagnetic force, thereby reducing the damping force. Therefore, an electric damper device that can suppress unstable vehicle behavior can be provided.
以下、本発明の実施形態の電動式ダンパ装置について、説明する。
≪1.第1の実施形態の電動式ダンパ装置≫
先ず、本発明の第1の実施形態の電動式ダンパ装置について、説明する。
<1.1 第1の実施形態の電動式ダンパ装置を適用したサスペンション装置>
まず、本発明の第1の実施形態の電動式ダンパ装置を適用したサスペンション装置について、図1を用いて、説明する。図1は、本発明の第1の実施形態の電動式ダンパ装置を適用したサスペンション装置を備えた車両の背面から見た模式図である。以下、本発明の第1の実施形態の電動式ダンパ装置を、本実施形態の電動式ダンパ装置30と称する。なお、本実施形態の電動式ダンパ装置30の機構部の構造については、後記する。
Hereinafter, an electric damper device according to an embodiment of the present invention will be described.
<< 1. Electric damper device of first embodiment >>
First, an electric damper device according to a first embodiment of the present invention will be described.
<1.1 Suspension device to which the electric damper device of the first embodiment is applied>
First, a suspension device to which the electric damper device according to the first embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view seen from the back of a vehicle equipped with a suspension device to which the electric damper device according to the first embodiment of the present invention is applied. Hereinafter, the electric damper device according to the first embodiment of the present invention is referred to as an electric damper device 30 according to the present embodiment. The structure of the mechanical part of the electric damper device 30 of this embodiment will be described later.
(1.1.1 サスペンション装置の車両への取り付け構造)
本実施形態の電動式ダンパ装置30は、図1の通り、サスペンション装置20に適用され、車輪25の上下動に伴ってサスペンション装置20が上下方向に振動するのを抑制する。なお、図1は、リアサスペンション装置20RL、20RRに本実施形態の電動式ダンパ装置30を適用した場合での車両の背面図である。一方、フロントサスペンション装置20FL、20FR(図1で、カッコ書きで示している)に本実施形態の電動式ダンパ装置30を適用した場合での車両は、図1における車輪支持部材23がステアリングナックルに置き換わる以外、図1に示す構造と同様の構造である。
(1.1.1 Structure for mounting suspension device to vehicle)
The electric damper device 30 of the present embodiment is applied to the suspension device 20 as shown in FIG. 1, and suppresses the suspension device 20 from vibrating in the vertical direction as the wheel 25 moves up and down. FIG. 1 is a rear view of the vehicle when the electric damper device 30 of the present embodiment is applied to the rear suspension devices 20RL and 20RR. On the other hand, in a vehicle in which the electric damper device 30 of this embodiment is applied to the front suspension devices 20FL and 20FR (shown in parentheses in FIG. 1), the
ここで、左右前輪に係る構成で、説明上区別するときには数字符号の後ろに左前輪を示すFL、右前輪を示すFR、左後輪を示すRL、右後輪を示すRRを付し、例えば、単に車輪25と表示せず、車輪25FL、25FR、25RL、25RRと表示する。サスペンション装置20、電動式ダンパ装置30も同様にして、説明上区別するときには数字符号の後ろに、左前側を示すFL、右前側を示すFR、左後ろ側を示すRL、右後ろ側を示すRRを付して表示する。 Here, in the configuration related to the left and right front wheels, when distinguishing for explanation, an FL indicating the left front wheel, an FR indicating the right front wheel, an RL indicating the left rear wheel, and an RR indicating the right rear wheel are attached after the numerical symbols. The wheels 25FL, 25FR, 25RL, and 25RR are not simply displayed as the wheels 25. Similarly, the suspension device 20 and the electric damper device 30 are distinguished from each other by a numerical symbol, followed by FL indicating the left front side, FR indicating the right front side, RL indicating the left rear side, and RR indicating the right rear side. Is displayed.
以下、左右の前輪25FL、25FR及び左右の後輪25RL、25RR、全てのサスペンション装置20FL、20FR、20RL、20RRに、本実施形態の電動ダンパ装置30FL、30FR、30RL、30RRを備えた車両を例に、図1を用いて説明する。
図1の通り、車両10は車体11に左右一対のサスペンション装置20FL、20FR、20RL、20RRを備えている。車体11は、前後左右の上部にサスペンション取り付け部11a、11a、11a、11aを有している。サスペンション装置20FL、20FR、20RL、20RRは、車両10のフロントサスペンション、又はリアサスペンションとして採用され、車体11には左右の車輪25FL、25FR、25RL、25RRを懸架する。
Hereinafter, an example of a vehicle in which the left and right front wheels 25FL and 25FR and the left and right rear wheels 25RL and 25RR and all the suspension devices 20FL, 20FR, 20RL, and 20RR are provided with the electric damper devices 30FL, 30FR, 30RL, and 30RR of the present embodiment will be described. Next, a description will be given with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the vehicle 10 includes a pair of left and right suspension devices 20FL, 20FR, 20RL, and 20RR on a
(1.1.2 サスペンション装置)
左のサスペンション装置20RL(20FL)は、例えば、図1の通り、上側のアッパーアーム21及び下側のロアアーム22と、車軸支持部材23と、電動式ダンパ装置30RL(30FL)とからなる、ダブルウィッシュボーン式サスペンション又はマルチリンク式サスペンションである。以下、左のサスペンション装置20RL(20FL)の各構成要素について、説明する。
(1.1.2 Suspension device)
The left suspension device 20RL (20FL) is, for example, a double wish comprising an
アッパーアーム21及びロアアーム22は、車体11の側部に上下スイング可能に連結されている。車両支持部材23は、車輪25RL(25FL)を回転可能に支持するためのナックルからなり、アッパーアーム21の先端及びロアアーム22の先端に連結されており、上下スイング可能である。本実施形態の電動式ダンパ装置30である左の電動式ダンパ装置30RL(30FL)は、上部にモータ12RL(12FL)を有し、車体11のサスペンション取り付け部11aと車輪支持部材23の下部との間に掛け渡されて、車輪25RL(25FL)に作用する上下方向の振動をモータ12RL(12FL)により減衰させるものである。更に、左の電動式ダンパ装置30RL(30FL)は、車体11に対して車輪25RL(25FL)が相対的に上下方向に変位するときの所定の基準値から変位量St(図示せず)を検出するストロークセンサ(変位量検出センサ)80RL(80FL)をそれぞれ有している。
The
一方、右のサスペンション装置20RR(20FR)及びそれに備わる本実施形態の電動式ダンパ装置30である右の電動式ダンパ装置30RR(30FR)は、それぞれ左のサスペンション装置20RL(20FL)及び左の電動式ダンパ装置30RL(30FL)と左右対称である以外、同じ構成なので、説明を省略する。 On the other hand, the right suspension device 20RR (20FR) and the right electric damper device 30RR (30FR) which is the electric damper device 30 of this embodiment provided in the right suspension device 20RR (20FR) and the left suspension device 20RL (20FL), respectively. Since the configuration is the same as that of the damper device 30RL (30FL) except that it is bilaterally symmetric, description thereof will be omitted.
<1.2 第1の実施形態の電動式ダンパ装置機構部>
次に、本実施形態の電動式ダンパ装置機構部について、図2、図3を用いて、説明する。図2は、本実施形態の電動式ダンパ装置機構部の構造を示す断面図である。図3は、図2におけるA−A断面図である。
本実施形態の電動式ダンパ装置機構部30´が左の電動式ダンパ装置機構部30´RL(30´FL)である場合、図2の通り、主にダンパハウジング31と、ロッド32と、ラックアンドピニオン機構33と、モータ12RL(12FL)、コイルスプリング36、ダストブーツ37等から構成される。左の電動式ダンパ装置機構部30´RL(30´FL)の各構成要素について、以下、図2、図3を用いて、詳しく説明する。
<1.2 Electric Damper Device Mechanism Unit of First Embodiment>
Next, the electric damper apparatus mechanism part of this embodiment is demonstrated using FIG. 2, FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the electric damper device mechanism of the present embodiment. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
When the electric damper device mechanism 30 ′ of the present embodiment is the left electric damper device mechanism 30′RL (30′FL), as shown in FIG. 2, the
(1.2.1 ダンパハウジング)
ダンパハウジング31は、図2の通り、上下方向に細長い略円筒状の部材であって、ラックピニオン側ハウジング50とロッド側ハウジング部42とから構成される。ラックピニオン側ハウジング50とロッド側ハウジング42は、互いに同軸に配置されて、先端部同士を、例えば、溶接接続させて、それぞれの中空部が同軸で連通している。ラックピニオン側ハウジング50の上端面50aに、皿状のインシュレータ46と取り付けボルト44が一体的に設けられていることにより、図1の通り、取り付けボルト44によってサスペンション取り付け部11aが左側の電動式ダンパ装置機構部30´RL(30´FL)に固定される。更に、ラックピニオン側ハウジング50の上端面50aの対向面50bには、ラバー等の弾性材からなるバンプストッパ48が固定され、ロッド32の上端面32aがバンプストッパ48に衝突したとき、その弾性で衝撃を吸収する。
(1.2.1 Damper housing)
As shown in FIG. 2, the
一方、ロッド側ハウジング42の下端側は、開口されていると共に、自在に伸縮するダストブーツ37が固定されている。ロッド側ハウジング42とダストブーツ37は、互いに同軸に配置されて、それぞれの中空部が同軸で連通している。 On the other hand, the lower end side of the rod side housing 42 is opened, and a dust boot 37 that freely expands and contracts is fixed. The rod side housing 42 and the dust boot 37 are disposed coaxially with each other, and the respective hollow portions are coaxially connected.
(1.2.2 ロッド)
ロッド32は、図2の通り、ダンパハウジング31と同軸に配置された細長い丸棒からなり、ダンパハウジング31内に収納される。更に、ロッド32は、ラックピニオン側ハウジング50に収納されたラックアンドピニオン機構33と、ロッド側ハウジング42内部に配置された滑り軸受45により、上下方向にスライド可能に支持されている。そして、ロッド32は、ロッド側ハウジング42の下端開口部42aから下方側に延びており、ロッド32の下端に環状の取り付け部32bを有している。この環状の取り付け部32bを介して、図1の通り、左側の電動式ダンパ装置30RL(30FL)は、車輪支持部材23の下部及びロアアーム22にスイング可能に取り付けられている。
(1.2.2 Rod)
As shown in FIG. 2, the
(1.2.3 ラックアンドピニオン機構及びモータ)
ラックアンドピニオン機構33では、図2の通り、ラックピニオン側ハウジング50の内部に収納され、ラックギア51と、このラックギア51と噛み合うピニオンギア52から構成される。ピニオンギア52はピニオン軸53に設けられており、このピニオン軸53は、その両端部を、ラックピニオン側ハウジング50に固定された軸受54、55に回転可能に支持されている。そして、ピニオンギア52が設けられたピニオン軸53は、図3の通り、モータ12RL(12FL)と一体的に設けられている。このモータ12RL(12FL)は、電動式ダンパ装置機構部30´RL(30´FL)の上部に配置され、ロッド32の上面の外周面に設けられたラックギア51の軸方向と略垂直をなすように、ラックピニオン側ハウジング50に取り付けられている。
(1.2.3 Rack and pinion mechanism and motor)
As shown in FIG. 2, the rack and
更に、ラックアンドピニオン機構33では、ラックギア51とピニオンギア52との噛み合いの遊び(バックラッシュ)がゼロ又は最小に設定することができるようにするため、図3の通り、ラックギア51の設けられたロッド32の背面を、摺動部材61を介してロッドガイド62が押圧できるようにすることで、ラックギア51をピニオンギア52方向に押し付ける構造としている。具体的には、図3の通り、ロックガイド62と、コイルばね63と、与圧調整用ボルト64と、ロックナット65とを備えることにより、与圧調整用ボルト64で伸長力を調整されたコイルばね63がロッドガイド62を押し付ける構造であることにより、ラックギア51の設けられたロッド32の背面を、摺動部材61を介してロッドガイド62が押圧することができる。
Further, in the rack and
なお、この押圧力が調整されると、即ち、コイルばね63の伸長力が調整されると、ロックナット65によって、与圧調整用ボルト64の位置決め後の緩みを防止する。また、ロッドガイド62は、前記の通り、ラックギア51の背面側からロッド32を支えると共に、ロッド32を軸方向にスライド可能に案内する。ロッド32が軸方向にスライド可能であるのは、ロッド32とロックガイド62との間に摺動部材61が介在することにより、ラックギア51の背面側のロッド32の外周面に、耐磨耗性を有すると共に摩擦抵抗が小さい材料からなる摺動部材61が直接接触して、スライド抵抗を低減するからである。
When this pressing force is adjusted, that is, when the extension force of the coil spring 63 is adjusted, the lock nut 65 prevents the pressure adjusting bolt 64 from loosening after positioning. Further, as described above, the rod guide 62 supports the
以上の通り、左の電動式ダンパ装置機構部30´RL(30´FL)のラックアンドピニオン機構33では、ロックガイド62によりラックギア51をピニオンギア52方向に押すことにより、ラックギア51とピニオンギア52との噛み合いの遊び(バックラッシュ)をゼロ又は最小に設定することができ、ロッド32の上下動が微振動であっても、確実にピニオンギア52の回転に変換することができ、電動モータ35RL(35FL)に減衰力を発生させることができる。
As described above, in the rack and
(1.2.4 コイルスプリング)
コイルスプリング36は、図2の通り、ロッド側ハウジング42に固定されたアッパーシート71と、ロッド下方部32cに固定されたロアシート72とに保持されることにより、路面走行時における車輪25RL、25FL(図1参照)の上下動によりロッド32が上下方向に振動すると、この振動に伴って伸縮する。また、コイルスプリング36が覆っているロッド側ハウジング42は、ロッド32の外周を覆うだけで良いので、ロッド側ハウジング42は小径にでき、更に、コイルスプリング36も小径にできるため、小型化が容易である。
(1.2.4 Coil spring)
As shown in FIG. 2, the
(1.2.5 ダストブーツ)
ダストブーツ37は、ロッド32の上下動に対応して自在に伸縮する弾性材であり、ロッド側ハウジング42の下端開口部42aと、ロッド32の下方部32cとの間に設けられる。従って、路面走行時における車輪25RL、25FL(図1参照)の上下動によりロッド32が上下方向に振動すると、この振動に伴って、ダストブーツ37は伸縮する。
(1.2.5 Dust boots)
The dust boot 37 is an elastic material that freely expands and contracts in response to the vertical movement of the
(1.2.6 まとめ)
以上、左の電動式ダンパ装置機構部30´RL(30´FL)の各構成要素について説明したが、右の電動式ダンパ装置機構部30´RR(30´FR)は、左の電動式ダンパ装置機構部30´RL(30´FL)と左右対称である他、同じ構成、構造であることにより、説明を省略する。
(1.2.6 Summary)
In the above, each component of the left electric damper device mechanism 30′RL (30′FL) has been described. The right electric damper device mechanism 30′RR (30′FR) includes the left electric damper. In addition to being symmetrical with the device mechanism unit 30′RL (30′FL), the description thereof is omitted because of the same configuration and structure.
<1.3 ストロークセンサ>
次に、車輪25の上下動を検出する変位検出手段であるストロークセンサ80について、図4、図5を用いて、説明する。図4は、本実施形態の電動式ダンパ装置30を適用したサスペンション装置20で用いられるストロークセンサ80の構造及び構成を示す図である。図5は、図4に示すストロークセンサ80の入出力特性を示す図である。ストロークセンサ80は、例えば、図1の通り、サスペンション装置20のロアアーム22に取り付けられる。なお、ロアアーム22以外でも、車輪支持部材23等に取り付けるようにしても良い。要は、車輪25の上下の変位を検出することができれば、ストロークセンサ80をロアアーム22以外の他の部品に取り付けても良い。
<1.3 Stroke sensor>
Next, the stroke sensor 80 which is a displacement detection means for detecting the vertical movement of the wheel 25 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram showing the structure and configuration of a stroke sensor 80 used in the suspension device 20 to which the electric damper device 30 of the present embodiment is applied. FIG. 5 is a diagram showing input / output characteristics of the stroke sensor 80 shown in FIG. The stroke sensor 80 is attached to the
ストロークセンサ80が左のストロークセンサ80RL(80FL)である場合、ロアアーム22に回転自在に取り付けられるジョイント部81と、このジョイント部81に固定されるロッド82と、このロッド82の回転中心が設けられる検出部83により構成される。ロッド82は、一端にねじ部82aが設けられると共に、他端にピポット部82bが設けられる。ねじ部82aがジョイント部81に螺合されることにより、ジョイント部81の取り付け穴81aと、ロッド82のピポット部82bとの距離が適宜調整され、調整後、ロックナット84でしっかり固定される。なお、ピポット部82bは回転自在に支持されると共に、検出部83の可変抵抗部83cの可動部83a、可変抵抗部83dの可動部83bが接続される。従って、車輪25RL(25FL)の上下動に伴い、ロッド82が回転すると、可変抵抗部83cの可動部83a、可変抵抗部83dの可動部83bが回転する。
When the stroke sensor 80 is the left stroke sensor 80RL (80FL), a joint portion 81 that is rotatably attached to the
検出部83の可変抵抗部83cの一端は固定抵抗83eを介して、例えば5[V]一定の電源が接続され、他端は、固定抵抗83fを介して、例えばボディ接地される。2つの固定抵抗83e、83fは、両方とも又は一方だけ検出部83に内蔵されていても、後記する制御駆動装置39に内蔵されても良い。また、可変抵抗部83dについても、可変抵抗部83cと同様にして、一端は固定抵抗83eを介して、例えば5[V]一定の電源に接続され、他端は、固定抵抗83fを介して、例えばボディ接地される。そして、図5の通り、車輪25RL(25FL)の上下動(ストローク)の増減に対する検出出力の増減が、検出出力V1と検出出力V2とで逆になるように、可変抵抗部83c、83dは、電源及びグランドに接続される。即ち、車輪25RL(25FL)の上下動(ストローク)が増加すると、検出出力V1が増加するのに対して、検出出力V2が減少するように、可変抵抗部83c、83dは、電源及びグランドに接続される。そして、検出出力V1、V2は、制御駆動装置39に出力される。
One end of the variable resistance unit 83c of the
以上、左のストロークセンサ80RL(80FL)について説明したが、右のストロークセンサ80RR(80FR)は、左のストロークセンサ80RL(80FL)と左右対称である他、同じ構成、構造であることにより、説明を省略する。
ストロークセンサ80は、可変抵抗式の例で説明したが、これに限らず、例えば、ロータリエンコーダでも良く、ストロークセンサの構成を本実施形態に限定するものではない。
The left stroke sensor 80RL (80FL) has been described above. The right stroke sensor 80RR (80FR) is symmetrical with the left stroke sensor 80RL (80FL) and has the same configuration and structure. Is omitted.
Although the stroke sensor 80 has been described as an example of a variable resistance type, the present invention is not limited thereto, and for example, a rotary encoder may be used, and the configuration of the stroke sensor is not limited to this embodiment.
<1.4 制御駆動装置>
次に、図6、図7を用いて、制御駆動装置39について説明する。図6は、本実施形態の電動式ダンパ装置30の構成を示すブロック図である。図7は、本実施形態の電動式ダンパ装置30における制御駆動装置39の構成を示すブロック図である。この制御駆動装置39は、図6の通り、制御装置40と駆動装置41RL、41FL、41RR、41FRから構成される。制御装置40には前記したストロークセンサ80RL、80FL、80RR、80FRからのそれぞれの検出信号38RL、38FL、38RR、38FRと、例えば自動車の車両速度を検出する車速センサ49の検出信号43などが入力される。なお、各検出信号38RL、38FL、38RR、38FRは、それぞれ、図4に記載の検出出力V1、V2を有している。
<1.4 Control drive>
Next, the
(1.4.1 制御装置の構成及び動作)
制御装置40は、図7の通り、マイクロコンピュータ等の制御回路40aや、入力インタフェース回路40b、出力インタフェース回路40cなどで構成される。更に、右のストロークセンサ80RR(80FR)の検出信号38RR(38FR)、左ストロークセンサ80RL(80FL)の検出信号38RL(38FL)、車速センサ49の検出信号43などに基づいて、右駆動装置41RR(41FR)、左駆動装置41RL(41FL)に右のモータ12RR(12FR)、左のモータ12RL(12FL)を駆動させるよう、制御すると共に、制御装置40自身の故障診断を実施し、故障診断時は動作を停止する。具体的には、例えばウォッチドックタイマ回路40dにより、制御回路40aからの一定周期の信号を監視し、万が一、制御回路40aが故障して一定の周期信号が途絶えたときや信号の周期が乱れたとき、これらの異常状態(周期信号の途絶え、信号の周期の乱れ)を検出して、制御回路40aに異常信号を発して、制御装置40の動作を停止させる。
(1.4.1 Configuration and operation of control device)
As shown in FIG. 7, the
(1.4.2 右駆動装置、左駆動装置の構成及び動作)
右駆動装置41RR(41FR)、左駆動装置41RL(41FL)は、FET(Field Effect Transistor:電界効果トランジスタ)によるモータ可逆回転トルク制御駆動を実施するブリッジ回路41aや昇圧回路41bなどで構成され、モータ12RR(12FR)、12RL(12FL)をPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)駆動する。
なお、モータは、ブラシレスモータでも良い。
(1.4.2 Configuration and operation of right drive device and left drive device)
The right drive device 41RR (41FR) and the left drive device 41RL (41FL) are configured by a
The motor may be a brushless motor.
(1.4.3 制御駆動装置の作用)
次に、図8を用いて制御駆動装置39の作用について説明する。図8は、車輪の上下動の速度(ストローク速度)とモータに発生した減衰力との関係を示す図である。
右ストロークセンサ80RR(80FR)、左ストロークセンサ80RL(80FL)の検出信号38RR(38FR)、38RL(38FL)は、図7の通り、制御回路40aに入力され、微分処理される。検出信号38RR(38FR)、38RL(38FL)が微分処理されると、それぞれストローク速度sに変換される。これは車輪の上下動の速度を示す。制御回路40aにおいて、このストローク速度sをアドレスとするデータテーブルに減衰力Fのデータが格納され、ストローク速度sにより、瞬時に減衰力Fのデータが呼び出され導出される。また、図8の通り、本実施形態の電動式ダンパ装置30の伸び側と縮み側とで、減衰力Fのデータを変えている。即ち、ロッド32(図2参照)が下方に移動しているか上方に移動しているかによって、同じストローク速度sでも、減衰力Fのデータを変えている。
(1.4.3 Operation of control drive device)
Next, the operation of the
The detection signals 38RR (38FR) and 38RL (38FL) of the right stroke sensor 80RR (80FR) and the left stroke sensor 80RL (80FL) are input to the
なお、本実施形態の電動式ダンパ装置30が伸び側であるかそれとも縮み側であるかについては、即ち、ロッド32(図2参照)が下方に移動しているか上方に移動しているかについては、例えば、エンコーダ等によりモータ12の回転方向を検出することにより、判定している。モータ12の回転方向を検出する以外にも、ストローク速度sの方向を、即ち、車輪25の上下動の速度の方向を検出することにより、電動式ダンパ装置30が伸び側であるかそれとも縮み側であるかを判定するようにしても良いし、ストロークセンサ80の出力の微分値、即ち、ストローク速度の符号によって判定しても良い。
Note that whether the electric damper device 30 of the present embodiment is on the expansion side or the contraction side, that is, whether the rod 32 (see FIG. 2) is moving downward or upward. For example, the determination is made by detecting the rotation direction of the
更に、本実施形態の電動式ダンパ装置30では、伸び側であるか縮み側であるかとストローク速度s以外に、車速センサ49からの検出信号43に基づいて、車速の増大に応じて更に減衰力を大きくしている。例えば、前記のデータテーブルを用いて算出される、所定のストローク速度sのときの減衰力のデータFに、車速vをかけて得られたFvを、サスペンション装置20に作用させる減衰力とすることにより、車速の増大に応じて更に減衰力を大きくしている。なお、車速の増大に応じて更に減衰力を大きくするか否かについては、車両に応じて適宜設定されることにより、車両によっては、電動式ダンパ装置が伸び側であるか縮み側であるかとストローク速度sだけで、減衰力を変えるようにするだけでも良い。
Furthermore, in the electric damper device 30 of the present embodiment, in addition to the stroke speed s and whether it is the expansion side or the contraction side, the damping force is further increased according to the increase in the vehicle speed based on the
また、実際にモータ12が発生するトルクに、モータ12の慣性トルクと粘性トルクが加わるので、ストローク速度信号sとこのストローク速度信号sをもう1回微分した加速度信号aを求めて補正する。例えば、前記の通り、減衰力のデータFに車速vをかけて得られたFvに、ストローク速度sと、加速度aを乗算して得られたFvsaを、サスペンション装置20に作用させる減衰力とすることにより、補正を行う。なお、ブラシレスモータのような慣性の小さいモータの場合、この補正は必要のない場合があり、使用するモータに応じて、適宜設定される。
Further, since the inertia torque and the viscous torque of the
制御回路40aでの前記の演算により得られた減衰力Fvsaに基づき、右駆動装置41RR(41FR)、左駆動装置41RL(41FL)は、それぞれモータ12RR(12FR)、12RL(12FL)に減衰力Fvsaと同レベルのトルクが付与されるよう、制御回路40aによりフィードバック制御している。具体的には、モータ12RR(12FR)、12RL(12FL)に付与するトルクとモータ12RR(12FR)、12RL(12FL)の電流値とは対応することにより、図7の通り、右駆動装置41RR(41FR)、左駆動装置41RL(41FL)内のそれぞれの電流センサ41cから検出した電流値が、減衰力Fvsaと同レベルのトルクに対応する電流値となるように、制御回路40aによりフィードバック制御している。なお、電流センサは、例えばホールセンサ、シャント抵抗等を用いる。
Based on the damping force Fvsa obtained by the calculation in the
以上の通り、本実施形態の電動式ダンパ装置30では、ストローク速度sと車速センサ49からの検出信号43とに基づいて、モータ12RR(12FR)、12RL(12FL)の駆動トルクを制御して減衰力を発生させることができる。
As described above, in the electric damper device 30 of the present embodiment, the driving torques of the motors 12RR (12FR) and 12RL (12FL) are controlled and attenuated based on the stroke speed s and the
(1.4.4 制御駆動装置による故障診断)
次に、制御駆動装置39が自身の故障を診断し、故障していると検知したときの動作について、図7を用いて、説明する。図7は、本実施形態の電動式ダンパ装置における制御駆動装置39の構成を示すブロック図である。
故障診断とは、制御駆動装置39の各構成部品(FET1〜4、電流センサ41c、ゲート駆動回路41d、昇圧回路41b、ダンパリレー駆動回路40e、出力インタフェース回路40c、制御回路40a、入力インタフェース回路40b、メインリレー駆動回路40f等)、車速センサ49、右ストロークセンサ80RR(80FR)、左ストロークセンサ80RL(80FL)、モータ12が故障しているか否かを診断することである。
実例として、制御駆動装置39内の電流センサ41cの故障検出及び右ストロークセンサ38RR(38FR)の故障検出について説明する。
(1.4.4 Fault diagnosis by control drive)
Next, the operation when the
Fault diagnosis refers to each component of the control drive device 39 (FET1 to 4,
As an actual example, the failure detection of the
(1.4.5 電流センサの故障検出と、電流センサの故障を検出したときの動作)
まず、電流センサ41cの故障検出と、電流センサ41cの故障を検出した際の動作について、説明する。右駆動装置41RR(41FR)又は左駆動装置41RL(41FL)に用いている電流センサ41cは、ホールセンサもしくはシャント抵抗などにより構成され、更に、この電流センサ41cは、図9の通り、電流値に対して線形の電圧を出力する入出力特性を有する。図9は、電流センサ41cの入出力特性を示す図である。なお、図9において、横軸の電流値の正負が、電流センサ41cに流れる電流の方向を示している。
(1.4.5 Current sensor failure detection and operation when a current sensor failure is detected)
First, the failure detection of the
電流センサ41cが正常に動作している場合、電流値が0[A]のときには2.5[V]、50[A]通電したときにはVb(Vbは、2.5〜5[V])、逆方向に50[A]通電した場合にはVa(Vaは、0〜2.5[V])の電圧を出力する。一方、電流センサ41cが正常に動作していない場合の一例を示すと、即ち、故障している場合、図10の通り、電流センサ41cの出力が、Vb(Vbは、2.5〜5[V])以上またはVa(Vaは、0〜2.5[V])以下となる。なお、図10は、電流センサ41cの故障検出方法の一例を示す図である。
When the
従って、電流センサ41cの出力が、正常範囲内であるか否かに応じて、即ち、電流センサ41cの出力が、Va(Vaは、0〜2.5[V])以上、且つ、Vb(Vbは、2.5〜5[V])以下であるか否かに応じて、電流センサ41cが正常に動作しているか故障しているかを制御回路40aは判定する。
電流センサ41cが正常に動作していると制御回路40aが判定した場合、図11の通り、ゲート駆動回路41dへ駆動信号を出力することにより、FET1〜4を駆動してモータ12を駆動させると共に、メインリレー駆動回路40fにメインリレー39aを閉じさせるよう指令をだすことにより、駆動装置41の各ブロックへ電力供給する。なお、図11は、電流センサ41cが正常に動作している場合の駆動装置41の各ブロックの動作を示す図である。
Therefore, depending on whether or not the output of the
When the
一方、電流センサ41cが故障していると制御回路40aが判定した場合、図12の通り、ゲート駆動回路41dへの駆動信号を停止することにより、FET1〜4の駆動を停止してモータ12の駆動制御を停止すると共に、メインリレー駆動回路40fにメインリレー39aを開かせるよう指令をだすことにより、駆動装置41の各ブロックへの電力供給を遮断する。なお、図12は、電流センサ41cが故障している場合の駆動装置41の各ブロックの動作を示す図である。前記の通り、駆動装置41の各ブロックへの電力供給が遮断されることにより、ダンパリレー40eのスイッチも、オンからオフに切り換わる。そして、モータ12と並列に接続されたリレー41gはノーマリークローズ接点のリレーで構成されるため、即ち、駆動装置41の各ブロックへの電力供給が遮断されているときにスイッチがオンとなるリレーで構成されるため、モータ12の端子間が抵抗41hを介して短絡される。
On the other hand, when the
以上の通り、電流センサ41cが故障していると制御回路40aが判定した場合、モータ12は駆動装置41による駆動制御はされないものの、モータ12の端子間が抵抗41hを介して短絡されることにより、サスペンション装置20が車輪25の上下動に伴って上下することによってモータ12が回転した際、このモータ12の回転によって誘起電圧が生じる。この誘起電圧で、図12の通り、モータ12→抵抗41h→リレー41g→モータ12の電流経路が形成されることにより、この電流経路を循環する電流によってモータ12にトルクが発生するため、本実施形態の電動式ダンパ装置30は、電流センサ41cが故障しているときでも、減衰力を発生させることができる。なお、抵抗41hを設定することにより最適な減衰力を得ることが可能となる。
As described above, when the
(1.4.6 ストロークセンサの故障検出と、ストロークセンサの故障を検出したときの動作)
次に、ストロークセンサ80の故障検出と、ストロークセンサ80の故障を検出した際の動作について、説明する。このストロークセンサ80は、正常動作時、前記の通り、2つの検出出力V1、V2を有しており、車輪25の上下動(ストローク)と検出出力V1との関係と、車輪25の上下動(ストローク)と検出出力V2との関係が、図13の通り、異なっているものの、検出出力V1と検出出力V2の平均値は、図14の通り、車輪25の上下動(ストローク)に関係なく、一定となる(例えば、2.5V)。なお、図13は、車輪25の上下動(ストローク)とストロークセンサ80の検出出力V1及びV2との関係を示す図である。そして、図14は、車輪25の上下動(ストローク)と、ストロークセンサ80の検出出力V1と検出出力V2の平均値との関係、及びストロークセンサ80の故障の検出方法の一例を示す図である。
(1.4.6 Stroke sensor failure detection and operation when a stroke sensor failure is detected)
Next, the failure detection of the stroke sensor 80 and the operation when the failure of the stroke sensor 80 is detected will be described. During normal operation, the stroke sensor 80 has two detection outputs V1 and V2, as described above. The relationship between the vertical movement (stroke) of the wheel 25 and the detection output V1, and the vertical movement ( Although the relationship between the stroke) and the detection output V2 is different as shown in FIG. 13, the average value of the detection output V1 and the detection output V2 is not related to the vertical movement (stroke) of the wheel 25 as shown in FIG. It becomes constant (for example, 2.5V). FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the vertical movement (stroke) of the wheel 25 and the detection outputs V1 and V2 of the stroke sensor 80. 14 is a diagram illustrating an example of a relationship between the vertical movement (stroke) of the wheel 25, the average value of the detection output V1 and the detection output V2 of the stroke sensor 80, and a failure detection method of the stroke sensor 80. .
前記の通り、ストロークセンサ80が正常に動作するとき、検出出力V1と検出出力V2の平均値が、車両25の上下動(ストローク)に関係なく、一定となる(例えば、2.5V)ことにより、検出出力V1と検出出力V2の平均値が所定値(例えば、2.5V)近傍であるか否かに応じて、ストロークセンサ80が正常に動作しているか故障しているかを制御回路40aが判定することができる。
As described above, when the stroke sensor 80 operates normally, the average value of the detection output V1 and the detection output V2 is constant (for example, 2.5 V) regardless of the vertical movement (stroke) of the vehicle 25. Depending on whether the average value of the detection output V1 and the detection output V2 is in the vicinity of a predetermined value (for example, 2.5 V), the
ストロークセンサ80が正常に動作していると制御回路40aが判定した場合、図11の通り、ゲート駆動回路41dへ駆動信号を出力することにより、FET1〜4を駆動してモータ12を駆動させると共に、メインリレー駆動回路40fにメインリレー39aを閉じさせることにより、駆動装置41の各ブロックへ電力供給する。
When the
一方、ストロークセンサ80が故障していると制御回路40aが判定した場合、図12の通り、ゲート駆動回路41dへの駆動信号の出力を停止することにより、FET1〜4の駆動を停止してモータ12の駆動制御を停止すると共に、メインリレー駆動回路40fにメインリレー39aを開かせるよう指令をだすことにより、駆動装置41の各ブロックへの電力供給を遮断する。駆動装置41の各ブロックへの電力供給が遮断されることにより、ダンパリレー40eのスイッチも、オンからオフに切り換わる。モータ12と並列に接続されたリレー41gはノーマリークローズ接点のリレーで構成されるため、即ち、駆動装置41の各ブロックへの電力供給が遮断されているときにスイッチがオンとなるリレーで構成されるため、モータ12の端子間が抵抗41hを介して短絡される。
On the other hand, when the
以上の通り、ストロークセンサ80が故障していると制御回路40aが判定した場合、モータ12は駆動装置41により駆動制御されないものの、モータ12の端子間が抵抗41hを介して短絡されることにより、サスペンション装置20が車輪25の上下動に伴って上下することによってモータ12が回転した際、このモータ12の回転によって誘起電圧が生じる。この誘起電圧で、図12の通り、モータ12→抵抗41h→リレー41g→モータ12の電流経路が形成されることにより、この電流経路内を循環する電流によってモータ12にトルクが発生するため、本実施形態の電動式ダンパ装置30は、ストロークセンサ80が故障しているときでも、減衰力を発生させることができる。なお、抵抗41hを設定することにより最適な減衰力を得ることが可能となる。
As described above, when the
≪2.第2の実施形態の電動式ダンパ装置≫
次に、本発明の第2の実施形態の電動式ダンパ装置について、説明する。
<2.1 制御駆動装置の構成>
本発明の第2の実施形態の電動式ダンパ装置は、本発明の第1の実施形態の電動式ダンパ装置における、電動式ダンパ装置機構部30´の構造と、ストロークセンサ80の構造及び構成と同一であるものの、制御駆動装置39´の構成が異なる。以下、本発明の第2の実施形態の電動式ダンパ装置の制御駆動装置39´について、図15を用いて、説明する。図15は、本発明の第2の実施形態の電動式ダンパ装置における制御駆動装置39´の構成を示すブロック図である。この制御駆動装置39´では、モータ12と並列にノーマリークローズ接点のリレー41gを配置している点で、第1の実施形態の電動式ダンパ装置30の制御駆動装置39と共通している。しかし、この制御駆動装置39´は、前記制御駆動装置39と異なり、ブリッジ回路41aとノーマリークローズ接点のリレー41gの間に、ノーマリーオープン接点のリレー41iを配置したものである。即ち、駆動装置41´への電力供給が行われたときにスイッチがオンとなるリレー41iを、ブリッジ回路41aとノーマリークローズ接点のリレー41gとの間に配置したものである。
≪2. Electric Damper Device of Second Embodiment >>
Next, an electric damper device according to a second embodiment of the present invention will be described.
<2.1 Configuration of control drive device>
The electric damper device according to the second embodiment of the present invention includes the structure of the electric damper device mechanism 30 ′ and the structure and configuration of the stroke sensor 80 in the electric damper device according to the first embodiment of the present invention. Although the same, the configuration of the
<2.2 第2の実施形態の電動式ダンパ装置の具体的作用効果>
次に、前記の通り、ノーマリーオープン接点のリレー41iを、ブリッジ回路41aとノーマリークローズ接点のリレー41gの間に配置したことによる作用と効果について説明する。前記の第1の実施形態の電動式ダンパ装置の制御駆動装置39と同様にして、電流センサ41cの出力もしくはストロークセンサ80の出力が正常範囲内にないと制御回路40aが判定したとき、図16の通り、ダンパリレー駆動回路40eのFETをオフにすることにより、(1)モータ12と並列に配置したノーマリークローズ接点のリレー41gをオンにすると共に、(2)ブリッジ回路41aとノーマリークローズ接点のリレー41gとの間に設置したノーマリーオープン接点のリレー41iをオフにする。
<2.2 Specific Effects of the Electric Damper Device of the Second Embodiment>
Next, as described above, the operation and effect obtained by arranging the normally
そして、(1)モータ12と並列に配置したノーマリークローズ接点のリレー41gをオンにすることにより、前記の第1の実施形態の電動式ダンパ装置30と同様にして、電流センサ41cもしくはストロークセンサ60が故障しているときにおいても、減衰力を発生させることができる。更に、(2)ブリッジ回路41aとノーマリークローズ接点のリレー41gとの間に設置したノーマリーオープン接点のリレー41iをオフにすることにより、ブリッジ回路41aとモータ12とが分離される。
Then, (1) by turning on a normally
次に、例えば、ブリッジ回路41a内のFET3がオン故障した場合について考える。FET3のオン故障を検出した際には、ゲート駆動回路41dへの駆動信号の出力を停止することにより、FET1〜4の駆動を停止してモータ12の駆動制御を停止すると共に、メインリレー駆動回路40fにメインリレー39aを開かせるよう指令をだすことにより、駆動装置41の各ブロックへの電力供給を遮断する。このときダンパリレー40eのFETも、オンからオフに切り換わる。FETのオン故障の検出例については後述する。
従ってこの際にも、(1)モータ12と並列に配置したノーマリークローズ接点のリレー41gがオンにされると共に、(2)ブリッジ回路41aとノーマリークローズ接点のリレー41gとの間に設置したノーマリーオープン接点のリレー41iがオフにされる。
このとき、ブリッジ回路41aとモータ12とが分離されることにより、モータ12→抵抗41h→リレー41g→モータ12の電流経路以外の電流経路は形成されない。
Next, for example, consider a case where the
Therefore, also in this case, (1) the normally
At this time, since the
それに対し、図17の様に、ブリッジ回路41aとノーマリークローズ接点のリレー41gとの間にノーマリーオープン接点のリレー41iを配置しなかった回路構成の場合で、FET3がオン故障しているとき、モータ12→抵抗41h→リレー41g→モータ12の電流経路以外に、モータ12→FET3→FET4→電流センサ41c→モータ12の電流経路が形成される。
図17のように、モータ12→抵抗41h→リレー41g→モータ12の電流経路に加えて、モータ12→FET3→FET4→電流センサ41c→モータ12の電流経路が形成されるときと、モータ12→抵抗41h→リレー41g→モータ12の電流経路のみのときでは、モータ12の起電力に対する負荷抵抗が変化するため電流値が変わることにより、モータ12に発生するトルク(減衰力)が変わり、その結果、電動ダンパ装置30の減衰特性が変わる。
例えば、右後用駆動回路が故障した場合には、右後輪用電動ダンパは適切な減衰力を発生することができないため駆動制御を停止するが、この時左後輪用電動ダンパの制御も同時に停止し、電動ダンパの特性を左右で等しくして車両の安定性を確保する必要がある。しかしながら例えば、右後用駆動回路のFET3が故障した場合には、モータ12→抵抗41h→リレー41g→モータ12の電流経路に加えて、モータ12→FET3→FET4→電流センサ41c→モータ12の電流経路が形成される。一方、同時に制御を停止する左後輪用電動ダンパは、FETが故障していないため、モータ12→抵抗41h→リレー41g→モータ12の電流経路になるため、左右で減衰特性が異なる。これにより、車両安定性が低下することがある。
On the other hand, as shown in FIG. 17, in the case of a circuit configuration in which the normally
As shown in FIG. 17, in addition to the current path of the
For example, when the right rear drive circuit fails, the right rear wheel electric damper cannot generate an appropriate damping force and stops driving control. At this time, the left rear wheel electric damper is also controlled. It is necessary to stop at the same time and ensure the stability of the vehicle by making the characteristics of the electric damper equal on the left and right. However, for example, when the FET3 of the right rear drive circuit fails, in addition to the current path of the
一方、本発明の第2の実施形態の電動式ダンパ装置の制御駆動装置39´では、故障時において、モータ12→抵抗41h→リレー41g→モータ12の電流経路以外の電流経路が形成されることがないことにより、故障を検出した際の電動ダンパ装置30の減衰特性が上述のように左右で変わることがないため、車両安定性が低下するのを防止することができる。即ち、本発明の第2の実施形態の電動ダンパ装置では、減衰特性が変わるのを防止することにより、車両安定性が低下するのを抑制することができる。なお、サスペンション装置20に作用させる減衰力は、前記の抵抗値を設定することにより最適にすることができる。
On the other hand, in the
次にFETのオン故障の検出方法の一例について説明する。
ブリッジ回路41aの上側FET(1及び2)のソースと下側FET(3及び4)のドレインの間の電圧Va及びVbを検出し、制御回路がゲート駆動信号を発生していないときの(全てのFETをオフする指示を発生しているときの)VaもしくはVbが0Vもしくは0Vから0V近傍の所定の値の間にあるときは、下側FET(3もしくは4)がオン故障していると判定する。
また、制御回路がゲート駆動信号を発生していないときの(全てのFETをオフする指示を発生しているときの)VaもしくはVbが電源電圧もしくは電源電圧から電源電圧近傍の所定の値の間にあるときには、上側FET(1もしくは2)がオン故障していると判定する。
Next, an example of a method for detecting an ON failure of the FET will be described.
When the voltages Va and Vb between the sources of the upper FETs (1 and 2) and the drains of the lower FETs (3 and 4) of the
Also, when the control circuit does not generate a gate drive signal (when an instruction to turn off all FETs is generated), Va or Vb is between the power supply voltage or a predetermined value near the power supply voltage from the power supply voltage. If it is, the upper FET (1 or 2) is determined to be on-failed.
<2.3 正常時における制御駆動装置の動作>
次に、電流センサ41cやストロークセンサ80の出力が正常範囲内と判定されたとき及びFETの故障が検出されていないときの制御駆動装置39´の動作について、図18を用いて説明する。図18は、電流センサ41c、ストロークセンサ80(図7参照)が正常に動作している場合の駆動装置41´の各ブロックの動作を示す図である。
電流センサ41c、ストロークセンサ80が正常に動作していると制御回路40aが判定した場合、ゲート駆動回路41dへ駆動信号を出力することにより、FET1〜4を駆動してモータ12を駆動させると共に、メインリレー駆動回路40fにメインリレー39aを閉じさせるよう指令をだすことにより、駆動装置41の各ブロックへ電力供給する。駆動装置41の各ブロックへ電力供給されると、ダンパリレー40eのスイッチも、オンにする。これにより、モータ12と並列に配置したノーマリークローズ接点のリレー41gがオフにされると共に、ブリッジ回路41aとノーマリークローズ接点のリレー41gとの間に設置したノーマリーオープン接点のリレー41iがオンにされる。
<2.3 Operation of control drive device at normal time>
Next, the operation of the
When the
<2.4 まとめ>
以上の通り、本発明の第2の実施形態の電動ダンパ装置では、FETがオン故障し、制御駆動回路39´に不具合が発生しているときにおいても、減衰力を発生させることができると共に、減衰特性が変わることが無いため、車両安定性が低下するのを防止することができる。
<2.4 Summary>
As described above, in the electric damper device according to the second embodiment of the present invention, it is possible to generate a damping force even when the FET is on-failed and a malfunction occurs in the
≪3.第3の実施形態の電動式ダンパ装置≫
次に、本発明の第3の実施形態の電動式ダンパ装置について、説明する。
本発明の第3の実施形態の電動式ダンパ装置は、本発明の第2の実施形態の電動式ダンパ装置における、電動式ダンパ装置機構部30´の構造と、ストロークセンサ80の構造及び構成と同一であるものの、制御駆動装置39´の構成が異なる。以下、本発明の第3の実施形態の電動式ダンパ装置の制御駆動装置39´´について、図19を用いて、説明する。なお、図19は、本発明の第3の実施形態の電動式ダンパ装置の制御駆動装置39´´の構成を示すブロック図である。
≪3. Electric Damper Device of Third Embodiment >>
Next, an electric damper device according to a third embodiment of the present invention will be described.
The electric damper device according to the third embodiment of the present invention includes the structure of the electric damper device mechanism 30 ′ and the structure and configuration of the stroke sensor 80 in the electric damper device according to the second embodiment of the present invention. Although the same, the configuration of the
この制御駆動装置39´´は、本発明の第2の実施形態の電動式ダンパ装置の制御駆動装置39´の、接点がオンオフするリレー41g、41iを、例えば電流センサ41c、ストロークセンサ80が正常に動作するか否かに応じて、更にはFETが故障しているか否かに応じて電流経路が切り換わるリレー41jに変えたものである。この制御駆動装置39´´を有する本発明の第3の実施形態の電動式ダンパ装置も、本発明の第2の実施形態の電動式ダンパ装置と同様にして、FETがオン故障していることにより、制御駆動装置39´´に不具合が発生しているときにおいても、減衰力を発生させることができると共に、減衰特性が変わることが無いため、車両安定性が低下するのを防止することができる。
The
≪4.その他の実施形態の電動式ダンパ装置≫
以上、本発明の第1〜第3の実施形態の電動式ダンパ装置では、モータ12としてブラシ付き直流モータを用いた場合について、説明したが、ブラシ付き直流モータでなく、ブラシレス直流モータを用いた場合の電動式ダンパ装置について、図20を用いて、説明する。なお、図20は、ブラシレスモータ12´を用いたときの駆動装置41´´´の構成を示すブロック図である。
<< 4. Electric damper device of other embodiment >>
As described above, in the electric damper device according to the first to third embodiments of the present invention, the case where the brushed DC motor is used as the
例えば、電流センサ41cが故障している場合、前記の通り、ブラシレスモータ12´は駆動装置41´´´により駆動制御されなくなると共に、駆動装置41´´´への電力供給が遮断される。駆動装置41´´´への電源供給が遮断されると、リレー41k、41l、41mはノーマリークローズ接点のリレーで構成されるため、即ち、駆動装置41´´´への電力供給が遮断されているときにスイッチがオンとなるリレーで構成されるため、ブラシレスモータ12´のu端子とv端子との間、v端子とw端子との間、w端子とu端子との間が、それぞれ抵抗41n、41o、41pを介して短絡される。そして、サスペンション装置が車輪の上下動に伴って上下することによるブラシレスモータ12´の回転によって生じる誘起電圧で、u端子とv端子との間、v端子とw端子との間、w端子とu端子との間で、電流経路が形成される。この電流経路を循環する電流によってブラシレスモータ12´にトルクが発生することにより、モータにブラシレスモータ12´を用いた電動式ダンパ装置30も、減衰力を発生させることができる。従って、ブラシレスモータ12´をモータに用いた場合であっても、電流センサ41cやストロークセンサ80等が故障していることにより、制御駆動装置39に不具合が発生しても、減衰力を発生させることができる。
更に、リレー41k、41l、41mと駆動回路41aとの間に、ノーマリーオープンのリレーを配置することにより、前記第2の実施形態の電動式ダンパ装置の様にブラシ付き直流モータを用いた場合と同様にして、FETがオン故障し、制御駆動回路39´に不具合が発生しているときにおいても、減衰力を発生させることができると共に、減衰特性が変わることが無いため、車両安定性が低下するのを防止することができる。
For example, when the
Further, when a normally open relay is arranged between the
1、2、3、4 FET
10 車両
11 車体
11a サスペンション取り付け部
12、12RL、12FL モータ
12RR、12FR モータ
12´ ブラシレスモータ
20、20RL、20FL サスペンション装置
20RR、20FR サスペンション装置
21 アッパーアーム
22 ロアアーム
23 車輪支持部材
25、25RL、25FL 車輪
25RR、25FR 車輪
30、30RL、30FL 電動式ダンパ装置
30RR、30FR 電動式ダンパ装置
30´、30´RL、30´FL 電動式ダンパ装置機構部
30´RR、30´FR 電動式ダンパ装置機構部
31 ダンパハウジング
32 ロッド
32a 上端面
32b 取り付け部
32c ロッド下方部
33 ラックアンドピニオン機構
1, 2, 3, 4 FET
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (3)
前記モータの動力を伝達し、上下動を作用させてなる電動式ダンパ装置において、
前記モータ駆動回路と前記モータとの間に、前記モータと並列に設けられ、前記制御部による前記モータ駆動回路の制御動作が停止したとき、オフからオンに切り換えることで、前記モータを含む閉回路を形成させる第1のスイッチと、
前記第1のスイッチと前記モータ駆動回路の間に設けられ、前記制御部による前記モータ駆動回路の制御動作が停止したとき、オンからオフに切り換わることで、前記モータと前記モータ駆動回路との接続を遮断する第2のスイッチと、を更に有する
ことを特徴とする電動式ダンパ装置。 A motor, a motor drive circuit that generates power to the motor, and a control unit that controls the motor drive circuit;
In the electric damper device that transmits the power of the motor and causes the vertical motion to act,
A closed circuit including the motor is provided between the motor driving circuit and the motor in parallel with the motor, and when the control operation of the motor driving circuit by the control unit is stopped, switching from off to on. a first switch to form,
Provided between the first switch and the motor drive circuit, and when the control operation of the motor drive circuit by the control unit is stopped, switching from on to off, the motor and the motor drive circuit And a second switch for cutting off the connection
Motorized damper device comprising a call.
前記第2のスイッチは、ノーマリーオープン接点のリレーである
ことを特徴とする請求項1に記載の電動式ダンパ装置。 The first switch is a normally closed contact relay ;
Said second switch, Ru relay der normally-open contact
Motorized damper according to claim 1, wherein the this.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動式ダンパ装置。 It transmits the power of the motor in a rack-and-pinion mechanism
Motorized damper according to claim 1 or claim 2, wherein the this.
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