JP4234083B2

JP4234083B2 - 車両のサスペンション装置用可変減衰力ダンパー

Info

Publication number: JP4234083B2
Application number: JP2004259184A
Authority: JP
Inventors: 正樹伊澤; 良雄尾上; 司福里
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2024-09-07
Also published as: JP2006077789A; US20060118370A1; US7510060B2

Description

本発明は、磁気粘性流体を満たしたシリンダの内部をピストンで第１流体室および第２流体室に区画し、ピストンを貫通するように形成した流体通路で前記第１流体室および第２流体室を相互に連通させ、制御手段によりピストンに設けたコイルに通電して流体通路中の磁気粘性流体の粘性を変化させて減衰力を制御する、車両のサスペンション装置用可変減衰力ダンパーに関する。

サスペンション装置用の可変減衰力ダンパーの粘性流体として、磁界の作用で粘性が変化する磁気粘性流体（ＭＲＦ： Magneto-Rheological Fluids ）を採用し、シリンダに摺動自在に嵌合するピストンに、その流体通路中の磁気粘性流体に磁界を作用させるためのコイルを設けたものが、下記特許文献１により公知である。この可変減衰力ダンパーによれば、コイルに通電して発生した磁界で流体通路中の磁気粘性流体の粘性を変化させることで、ダンパーの減衰力を任意に制御することができる。
特開昭６０−１１３７１１号公報

ところで、磁気粘性流体を用いた可変減衰力ダンパーは減衰力の可変領域を広く確保することが可能である反面、故障によりコイルへの通電が不能になると減衰力が極めて低い状態に固定されてしまい、車両の乗り心地性能や操安性能を著しく低下させる可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、可変減衰力ダンパーの失陥時に所定の減衰力を発生させて必要最小限の乗り心地性能や操安性能を確保することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、磁気粘性流体を満たしたシリンダの内部をピストンで第１流体室および第２流体室に区画し、ピストンを貫通するように形成した流体通路で前記第１流体室および第２流体室を相互に連通させ、制御手段によりピストンに設けたコイルに通電して流体通路中の磁気粘性流体の粘性を変化させて減衰力を制御する、車両のサスペンション装置用可変減衰力ダンパーにおいて、前記ピストンに設けられると共に前記コイルに対しピストンの軸線に沿って並ぶように縦列配置されて前記制御手段により通電制御可能なサブコイルを備え、前記制御手段は、前記コイルの断線が検出されないときは車両の運動状態に応じた前記コイルへの通電制御を行い、また前記コイルの断線が検出されたときは前記サブコイルに所定の定電流を供給することを特徴とする、車両のサスペンション装置用可変減衰力ダンパーが提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明の前記特徴に加えて、前記コイル及びサブコイルが、前記流体通路よりもピストンの径方向内側に且つ該流体通路に隣接して配置されることを特徴とする、車両のサスペンション装置用可変減衰力ダンパーが提案される。

尚、実施例の電子制御ユニットＵは本発明の制御手段に対応する。

本発明によれば、ピストンに設けたコイルに通電して流体通路中の磁気粘性流体の粘性を変化させて減衰力を制御する際に、コイルが断線して減衰力の制御が不能になると、制御手段が、コイルに対しピストンの軸線に沿って並ぶように縦列配置したサブコイルに所定の定電流を供給するので、サブコイルが発生する磁界で可変減衰力ダンパーに所定の減衰力を発生させて必要最小限の乗り心地性能や操安性能を確保することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した参考例及び本発明の実施例に基づいて説明する。

図１および図２は第１参考例を示すもので、図１は車両のサスペンション装置の正面図、図２は可変減衰力ダンパーの拡大断面図である。

図１に示すように、四輪の自動車の車輪Ｗを懸架するサスペンション装置Ｓは、車体１１にナックル１２を上下動自在に支持するサスペンションアーム１３と、サスペンションアーム１３および車体１１を接続する可変減衰力のダンパー１４と、サスペンションアーム１３および車体１１を接続するコイルバネ１５とを備える。ダンパー１４の減衰力を制御する電子制御ユニットＵには、バネ上加速度を検出するバネ上加速度センサＳｂからの信号と、ダンパー１４の変位（ストローク）を検出するダンパー変位センサＳｃからの信号と、車両の横加速度を検出する横加速度センサＳｄからの信号と、車両の前後加速度を検出する前後加速度センサＳｅからの信号とが入力される。

図２に示すように、ダンパー１４は、下端がサスペンションアーム１３に接続されたシリンダ２１と、シリンダ２１に摺動自在に嵌合するピストン２２と、ピストン２２から上方に延びてシリンダ２１の上壁を液密に貫通し、上端を車体に接続されたピストンロッド２３と、シリンダの下部に摺動自在に嵌合するフリーピストン２４とを備えており、シリンダ２１の内部にピストン２２により仕切られた上側の第１流体室２５および下側の第２流体室２６が区画されるとともに、フリーピストン２４の下部に圧縮ガスが封入されたガス室２７が区画される。

ピストン２２にはその上下面を連通させるように複数の流体通路２２ａ…が形成されており、これらの流体通路２２ａ…によって第１、第２流体室２５，２６が相互に連通する。第１、第２流体室２５，２６および流体通路２２ａ…に封入される磁気粘性流体は、オイルのような粘性流体に鉄粉のような磁性体微粒子を分散させたもので、磁界を加えると磁力線に沿って磁性体微粒子が整列することで粘性流体が流れ難くなり、見かけの粘性が増加する性質を有している。ピストン２２の内部にコイル２８が設けられており、電子制御ユニットＵによりコイル２８への通電が制御される。コイル２８に通電されると矢印で示すように磁束が発生し、流体通路２２ａ…を通過する磁束により磁気粘性流体の粘性が変化する。

またダンパー１４のコイル２８は、電子制御ユニットＵにより通電される以外に、この電子制御ユニットＵとは別個に設けられた電流供給回路２９（図１参照）により通電される。電流供給回路２９は電子制御ユニットＵの故障時に、電子制御ユニットＵに代わってコイル２８に所定の定電流を供給する。

ダンパー１４が収縮してシリンダ２１に対してピストン２２が下動すると、第１流体室２５の容積が増加して第２流体室２６の容積が減少するため、第２流体室２６の磁気粘性流体がピストン２２の流体通路２２ａ…を通過して第１流体室２５に流入し、逆にダンパー１４が伸長してシリンダ２１に対してピストン２２が上動すると、第２流体室２６の容積が増加して第１流体室２５の容積が減少するため、第１流体室２５の磁気粘性流体がピストン２２の流体通路２２ａ…を通過して第２流体室２６に流入し、その際に流体通路２２ａ…を通過する磁気粘性流体の粘性抵抗によりダンパー１４が減衰力を発生する。

このとき、コイル２８に通電して磁界を発生させると、ピストン２２の流体通路２２ａ…に存在する磁気粘性流体の見かけの粘性が増加して該流体通路２２ａを通過し難くなるため、ダンパー１４の減衰力が増加する。この減衰力の増加量は、コイル２８に供給する電流の大きさにより任意に制御することができる。

尚、ダンパー１４に衝撃的な圧縮荷重が加わって第２流体室２６の容積が減少するとき、ガス室２７を縮小させながらフリーピストン２４が下降することで衝撃を吸収する。またダンパー１４に衝撃的な引張荷重が加わって第２流体室２６の容積が増加するとき、ガス室２７を拡張させながらフリーピストン２４が上昇することで衝撃を吸収する。更に、ピストン２２が下降してシリンダ２１内に収納されるピストンロッド２３の容積が増加したとき、その容積の増加分を吸収するようにフリーピストン２４が下降する。

しかして、電子制御ユニットＵは、バネ上加速度センサＳｂで検出したバネ上加速度、ダンパー変位センサＳｃで検出したダンパー変位、横加速度センサＳｄで検出した横加速度および前後加速度センサＳｅで検出した前後加速度に基づいて、各車輪Ｗ…の合計４個のダンパー１４…の減衰力を個別に制御することで、路面の凹凸を乗り越える際の車両の動揺を抑えて乗り心地を高めたり、車両の旋回時のローリングを抑えて操安性能を高めたり、車両の急加速時や急減速時のピッチングを抑えて操安性能を高めたりすることができる。

ところで、電子制御ユニットＵが失陥してダンパー１４のコイル２８に適正な電流を供給することができなくなると、ダンパー１４の減衰力が制御不能になってしまう。特に、コイル２８への通電が不能になった場合には、ダンパー１４の減衰力が極めて小さな値に固定されてしまい、車両の乗り心地性能や操安性能が大幅に低下する可能性がある。そこで本参考例では、電子制御ユニットＵが故障すると、故障した電子制御ユニットＵに代わって電流供給回路２９からコイル２８に所定の定電流が継続的に供給される。

電流供給回路２９にはバネ上加速度センサＳｂ、ダンパー変位センサＳｃ、横加速度センサＳｄおよび前後加速度センサＳｅからの信号が入力されないため、車両の運動状態に応じてコイル２８に供給する電流を制御することはできないが、ダンパー１４が一般的な減衰力を発生し得る定電流をコイル２８に継続的に供給することで、修理により電子制御ユニットＵの機能が回復するまでの間、必要最小限の乗り心地性能や操安性能を確保することができる。

次に、図３に基づいて第２参考例を説明する。

第１参考例は電子制御ユニットＵのバックアップ用としての電流供給回路２９を備えているが、第２参考例は電流供給回路２９を備えておらず、その代わりに電子制御ユニットＵが異常判定機能を有している。この異常判定機能は、バネ上加速度センサＳｂ、ダンパー変位センサＳｃ、横加速度センサＳｄあるいは前後加速度センサＳｅの出力が、通常ではあり得ないような異常な値を示したり、これらのセンサの出力から算出したコイル２８の目標電流が通常ではあり得ないような異常な値を示したりした場合に、何らかの異常が発生したと判断して車両の運動状態に応じたコイル２８への通電制御を中止し、予め定められた所定の定電流をコイル２８に継続的に供給する。この定電流は第１参考例において電流供給回路２９から供給されるものと同じであり、これにより前記異常の原因を突き止めて修理が完了するまでの間、ダンパー１４に所定の減衰力を発生させて必要最小限の乗り心地性能や操安性能を確保することができる。

次に、図４に基づいて本発明の実施例を説明する。

本実施例は、前記参考例の構成に加えて、更にダンパー１４のピストン２２に設けたコイル２８に対しピストン２２の軸線に沿って並ぶよう縦列配置されたサブコイル２８′を備える。従って、コイル２８が断線してダンパー１４の減衰力の制御が不能になり、かつダンパー１４の減衰力が極めて低い値に固定されてしまった場合に、コイル２８の断線を検出した電子制御ユニットＵからの指令でサブコイル２８′に所定の定電流を供給することで、ダンパー１４に所定の減衰力を発生させて必要最小限の乗り心地性能や操安性能を確保することができる。また、コイル２８及びサブコイル２８′は、図４に示されるようにピストン２２において、流体通路２２ａよりもピストン２２の径方向内側に且つ該流体通路２２ａに隣接して配置される。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

第１参考例に係る車両のサスペンション装置の正面図可変減衰力ダンパーの拡大断面図第２参考例に係る車両のサスペンション装置の正面図本発明の実施例に係る可変減衰力ダンパーの拡大断面図

符号の説明

２１シリンダ
２２ピストン
２２ａ流体通路
２５第１流体室
２６第２流体室
２８コイル
２８′ サブコイル
２９電流供給回路
Ｕ電子制御ユニット（制御手段）

Claims

磁気粘性流体を満たしたシリンダ（２１）の内部をピストン（２２）で第１流体室（２５）および第２流体室（２６）に区画し、ピストン（２２）を貫通するように形成した流体通路（２２ａ）で前記第１流体室（２５）および第２流体室（２６）を相互に連通させ、制御手段（Ｕ）によりピストン（２２）に設けたコイル（２８）に通電して流体通路（２２ａ）中の磁気粘性流体の粘性を変化させて減衰力を制御する、車両のサスペンション装置用可変減衰力ダンパーにおいて、
前記ピストン（２２）に設けられると共に前記コイル（２８）に対しピストン（２２）の軸線に沿って並ぶように縦列配置されて前記制御手段（Ｕ）により通電制御可能なサブコイル（２８′）を備え、
前記制御手段（Ｕ）は、前記コイル（２８）の断線が検出されないときは車両の運動状態に応じた前記コイル（２８）への通電制御を行い、また前記コイル（２８）の断線が検出されたときは前記サブコイル（２８′）に所定の定電流を供給することを特徴とする、車両のサスペンション装置用可変減衰力ダンパー。
前記コイル（２８）及びサブコイル（２８′）は、前記流体通路（２２ａ）よりもピストン（２２）の径方向内側に且つ該流体通路（２２ａ）に隣接して配置されることを特徴とする、請求項１に記載の車両のサスペンション装置用可変減衰力ダンパー。