説明

可変減衰力ダンパー

【課題】 磁気粘性流体中の磁性体微粒子の沈降による可変減衰力ダンパーの機能低下を最小限に抑える。
【解決手段】 車両の停止状態が所定時間以上継続したために磁気粘性流体中の磁性体粒子が重力でシリンダ21の底部に沈降しても、その後に車両を走行させる際に走行中の車両の運動状態に関わらずに所定値以上の電流をコイル28に供給するので、コイル28により発生する磁界でピストン22内の流体通路22a中に磁性体粒子をより多く集積させ、通常の減衰力の制御時よりも流体通路22aの実質的な通路断面積を狭くすることができる。これにより、ピストン22の移動に伴って流体通路22aを通過する磁気粘性流体の流速を高め、シリンダ21の底部に堆積した磁性体粒子を攪拌して巻き上げることで均一に拡散させ、磁性体微粒子の沈降による可変減衰力ダンパー14の性能低下を最小限に抑えることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁性体粒子を含む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、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可変減衰力ダンパーに関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【特許文献1】特開昭60−113711号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、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あり、長時間に亘って車両を停止状態にしておくと、磁気粘性流体中の磁性体微粒子が重力で沈降してシリンダの底部に堆積してしまい、磁気粘性流体中の磁性体微粒子の濃度が低くなってしまう傾向がある。このような状態で車両を走行させると、ダンパーの作動により磁気粘性流体が充分に攪拌されて磁性体微粒子が均一に拡散するまでの間、コイルに適正な電流を供給してもダンパーの減衰力が目標値まで増加せず、車両の乗り心地を損ねる可能性があった。
【0004】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、磁気粘性流体中の磁性体微粒子の沈降による可変減衰力ダンパーの機能低下を最小限に抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
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、磁性体粒子を含む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、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可変減衰力ダンパーにおいて、車両の停止状態が所定時間以上継続した後に車両を走行させる場合に、走行中の車両の運動状態に関わらずに所定値以上の電流をコイルに供給することを特徴とする可変減衰力ダンパーが提案される。
【0006】
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、コイルへの前記所定値以上の電流の供給は、シリンダ内でのピストンの上昇時に行うことを特徴とする可変減衰力ダンパーが提案される。
【発明の効果】
【0007】
請求項1の構成によれば、車両の停止状態が所定時間以上継続したために磁気粘性流体中の磁性体粒子が重力でシリンダの底部に沈降しても、その後に車両を走行させる際に走行中の車両の運動状態に関わらずに所定値以上の電流をコイルに供給するので、コイルにより発生する磁界でピストン内の流体通路中に磁性体粒子をより多く集積させ、通常の減衰力の制御時よりも流体通路の実質的な通路断面積を狭くすることができる。これにより、ピストンの移動に伴って流体通路を通過する磁気粘性流体の流速を高め、シリンダの底部に堆積した磁性体粒子を攪拌して巻き上げることで均一に拡散させ、磁性体微粒子の沈降による可変減衰力ダンパーの機能低下を最小限に抑えることができる。
【0008】
請求項2の構成によれば、シリンダ内でピストンが上昇するときに、つまり流体通路を通過した磁気粘性流体がシリンダの底部に堆積した磁性体粒子に向けて流れるときに、磁性体粒子を攪拌するためのコイルへの通電を実行するので、この通電をシリンダ内でのピストンの上昇時および下降時の両方に実行する場合に比べて、車両の乗り心地への影響を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0010】
図1および図2は本発明の一実施例を示すもので、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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
ところで、車両を長時間に亘って停止状態にしておくと、ダンパー14の磁気粘性流体中の磁性体粒子が重力で次第に沈降し、シリンダ21の下部にある第2液室26の底部に堆積する傾向がある。その結果、磁気粘性流体中の磁性体微粒子の濃度が低くなってしまい、次に車両を走行させ際にコイル28に適正な電流を供給してもダンパー14が目標とする減衰力を発生することができなくなる可能性がある。このような状態は、車両が所定距離走行し、その間のダンパー14の作動により磁気粘性流体が充分に攪拌されて磁性体微粒子が均一に拡散するまで継続することになる。
【0019】
上述したダンパー14の一時的な機能低下を最小限に抑え、できるだけ早期に通常の機能を発揮させるために、本実施例では、車両の停止状態が所定時間以上継続した後に車両を走行させる場合に、走行中の車両の運動状態に関わらずに所定値以上の電流をコイル28に供給する。即ち、車両の走行中にダンパー14のコイル28には乗り心地制御および操安制御のための電流が供給されるが、この電流の最小値が所定値以上になるように増加方向に補正し、かつ前記所定値以上の電流を所定時間継続的に供給する。
【0020】
その結果、コイル28により発生する磁界で流体通路22a…中に磁性体粒子がより多く集積し、流体通路22a…の実質的な通路断面積がより狭くなるために、ピストン22の移動に伴って流体通路22a…を通過する磁気粘性流体の流速を高めることができる。これにより、第2流体室26の底部に堆積した磁性体粒子を効果的に攪拌して巻き上げ、シリンダ21内に均一に拡散させることで、磁性体微粒子の沈降によるダンパー14の機能低下を最小限に抑えることができる。そして所定時間が経過して磁気粘性流体内に磁性体粒子が均一に拡散すると、コイル28に供給される電流は乗り心地制御や操安制御のための通常の電流に戻される。
【0021】
このように、長時間に亘って停止状態にあった車両を走行させる際に、ダンパー14のコイル28に供給する電流を一時的に増加させることで、沈降していた磁性体粒子を磁気粘性流体中に早期に拡散させ、ダンパー14の機能を速やかに回復させることができる。尚、車両が停止状態にあった時間は、イグニッションスイッチをオンした履歴や、車速が所定値以上になった履歴を記憶しておくことで、容易に算出することができる。
【0022】
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。
【0023】
例えば、上述した実施例では、長時間に亘って停止状態にあった車両を走行させる際に、所定時間に亘って継続的にコイル28の電流を増加させているが、別実施例として、ピストン22が上昇するときだけにコイル28の電流を増加させることができる。ピストン22が上昇するときには、上側の第1流体室25から下側の下側の第2流体室26に向かって磁気粘性流体が下向きに流れるため、下側の第2流体室26の底部に堆積した磁性体粒子を効果的に攪拌することができ、しかもピストン22の上昇時および下降時の両方にコイル28に通電する場合に比べて、車両の乗り心地制御や操安制御に対する影響を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】車両のサスペンション装置の正面図
【図2】可変減衰力ダンパーの拡大断面図
【符号の説明】
【0025】
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

【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁性体粒子を含む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、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可変減衰力ダンパーにおいて、
車両の停止状態が所定時間以上継続した後に車両を走行させる場合に、走行中の車両の運動状態に関わらずに所定値以上の電流をコイル(28)に供給することを特徴とする可変減衰力ダンパー。
【請求項2】
コイルへ(28)の前記所定値以上の電流の供給は、シリンダ(21)内でのピストン(22)の上昇時に行うことを特徴とする、請求項1に記載の可変減衰力ダンパー。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2006−77788(P2006−77788A)
【公開日】平成18年3月23日(2006.3.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−259183(P2004−259183)
【出願日】平成16年9月7日(2004.9.7)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)
【Fターム(参考)】