JP2007030663A - Electromagnetic suspension device - Google Patents
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Abstract
【課題】 モータによるエネルギ回生を効率的に行うことができるとともに車両における乗り心地を向上することができる電磁サスペンション装置を提供することである。
【解決手段】 一方部材と、一方部材に対し相対運動を呈する他方部材と、該相対運動を少なくとも抑制可能なモータとを備えた電磁サスペンション装置において、短絡特性Tは、原点を通り短絡特性におけるストローク速度と荷重の曲線に対して接する接線をストローク速度が0.1m/sで発生荷重が1000Nであるポイントより上を通過させるように設定されるか、短絡特性における荷重は、頻繁使用ストローク速度範囲内で最大値を採るように設定されることを特徴とする電磁サスペンション装置。
【選択図】 図4PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromagnetic suspension device capable of efficiently performing energy regeneration by a motor and improving riding comfort in a vehicle.
In an electromagnetic suspension device including one member, the other member exhibiting relative motion with respect to the one member, and a motor capable of suppressing at least the relative motion, the short-circuit characteristic T passes through the origin and is a stroke in the short-circuit characteristic. The tangent line tangent to the speed and load curve is set to pass above the point where the stroke speed is 0.1 m / s and the generated load is 1000 N, or the load in the short-circuit characteristic is the frequently used stroke speed range An electromagnetic suspension device that is set to take a maximum value within the range.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、車両に最適となる電磁サスペンション装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of an electromagnetic suspension device that is optimal for a vehicle.
この種、電磁サスペンション装置としては、たとえば、車両のバネ上部材もしくはバネ下部材の一方に連結される筒と、バネ上部材もしくはバネ下部材の一方に連結され筒内に挿通されるロッドと、ロッドの外周に軸方向に並べて装着される複数の永久磁石と、筒の内周に設けられ上記永久磁石に対向する複数の巻線とでリニアモータを構成し、リニアモータの電磁力をロッドと筒との軸方向の相対運動を抑制する荷重(制御力)として利用している。 As this type of electromagnetic suspension device, for example, a cylinder connected to one of the sprung member or unsprung member of the vehicle, a rod connected to one of the sprung member or unsprung member and inserted into the cylinder, A linear motor is composed of a plurality of permanent magnets mounted on the outer periphery of the rod in an axial direction and a plurality of windings provided on the inner periphery of the cylinder and facing the permanent magnet, and the electromagnetic force of the linear motor is It is used as a load (control force) that suppresses relative movement in the axial direction with the cylinder.
そして、このリニアモータにおける巻線は、U,V,Wの三相とされ、リニアモータとして構成された電磁サスペンション装置は、インバータによってPWM(Pulse Width Modulation)制御され、発生する減衰力を可変にすることが可能とされ、また、この電磁サスペンション装置にあっては、荷重発生源をリニアモータとしているので、上記ロッドと筒との相対運動における運動エネルギを電気エネルギに変換するエネルギ回生を行うことが可能である。
上記した電磁サスペンション装置では、上述したように、エネルギ回生を行うことができるので、車両に搭載された際に、電源となるバッテリに充電することが可能となり、また、車両速度に応じて荷重を発生する領域を制限してモータが発電して得られる電流を有効に使用して省電力化を図るようにしている点で有用ではあるが、以下の不具合があると指摘される可能性がある。 As described above, since the above-described electromagnetic suspension device can perform energy regeneration, it can be charged to a battery as a power source when mounted on a vehicle, and a load is applied according to the vehicle speed. Although it is useful in that it is intended to save power by effectively using the current generated by the motor by limiting the area where it occurs, it may be pointed out that there are the following problems .
すなわち、従来電磁サスペンション装置における完全にエネルギ回生を行える回生領域については限られた範囲であって、その領域内で必ず制御できるとは限らず、必ずしも省電力につながらない場合がある。 In other words, the regenerative region where energy regeneration can be completely performed in the conventional electromagnetic suspension device is a limited range, and is not always controlled within the region, and may not necessarily lead to power saving.
そして、近年では、モータとガソリンエンジンとを搭載し燃費向上を図ったハイブリッド自動車や完全にモータのみで駆動する電気自動車の開発が盛んとなってきており、このような電力消費が激しくなることが予想される車両への搭載を考えると、電磁サスペンション装置での電力消費は車両の駆動に影響与えるがことがあり得るので、従来電磁サスペンション装置では、電力消費の点で充分でない場合がある。 In recent years, the development of hybrid vehicles equipped with motors and gasoline engines to improve fuel consumption and electric vehicles that are driven entirely by motors has become active. Considering the expected mounting in a vehicle, the power consumption of the electromagnetic suspension device may affect the driving of the vehicle, so that the conventional electromagnetic suspension device may not be sufficient in terms of power consumption.
さらに、従来電磁サスペンション装置にあっては、上記省電力化を達成するためには、都度、伸縮ストロークやその速度によって制御範囲を決定する複雑な制御が必要であり、車両の挙動が制御の切り替わりによって変化することも考えられ、車両搭乗者に違和感や不安感を抱かせて結果的に車両における乗り心地を損ないかねない。 Furthermore, in the conventional electromagnetic suspension device, in order to achieve the above power saving, complicated control for determining the control range by the expansion / contraction stroke and its speed is required each time, and the behavior of the vehicle is switched between the controls. The vehicle rider may feel uncomfortable or uneasy, resulting in a loss of ride comfort in the vehicle.
そこで、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、モータによるエネルギ回生を効率的に行うことができるとともに車両における乗り心地を向上することができる電磁サスペンション装置を提供することである。 Accordingly, an electromagnetic suspension device that has been developed to improve the above-described problems, and that aims to efficiently perform energy regeneration by a motor and improve riding comfort in a vehicle. Is to provide.
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、一方部材と、一方部材に対し相対運動を呈する他方部材と、該相対運動を少なくとも抑制可能なモータとを備えた電磁サスペンション装置において、モータの巻線を短絡したときのストローク速度と荷重との関係である短絡特性は、原点を通り短絡特性におけるストローク速度と荷重の曲線に対して接する接線をストローク速度が0.1m/sで発生荷重が1000Nであるポイントより上を通過させるように設定されることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the problem-solving means of the present invention is an electromagnetic suspension device including one member, the other member that exhibits relative motion with respect to the one member, and a motor that can suppress at least the relative motion. The short-circuit characteristic, which is the relationship between the stroke speed and load when the motor winding is short-circuited, generates a tangent line that passes through the origin and touches the stroke speed-load curve in the short-circuit characteristic at a stroke speed of 0.1 m / s. The load is set so as to pass above a point where the load is 1000 N.
また、本発明の他の課題解決手段は、一方部材と、一方部材に対し相対運動を呈する他方部材と、該相対運動を少なくとも抑制可能なモータとを備えた電磁サスペンション装置において、モータの巻線を短絡したときのストローク速度と荷重との関係である短絡特性における荷重は、最頻使用ストローク速度範囲内で最大値を採るようにした。 According to another aspect of the present invention, there is provided an electromagnetic suspension apparatus comprising: one member; the other member that exhibits relative motion with respect to the one member; and a motor that can suppress at least the relative motion. The load in the short-circuit characteristic, which is the relationship between the stroke speed and the load when the short circuit is short-circuited, takes the maximum value within the most frequently used stroke speed range.
請求項1の発明によれば、接線をストローク速度が0.1m/Sおよび荷重が1000Nであるポイントより上を通過するように設定してあるので、電磁サスペンション装置が頻繁に使用されるストローク速度範囲内で緩衝器として発生することが必要とされる荷重範囲全体が回生領域内でカバーされることになる。 According to the first aspect of the present invention, since the tangent is set to pass above the point where the stroke speed is 0.1 m / S and the load is 1000 N, the stroke speed at which the electromagnetic suspension device is frequently used. The entire load range that needs to be generated as a shock absorber within the range will be covered in the regeneration region.
したがって、電磁サスペンション装置が頻繁に使用される場面では、常に回生して電源を充電するようになり電源の電力を消費することが無いので、確実に省電力化が図られ、電源があがってしまうような事態を防止でき、さらには、電気自動車等の駆動源をモータとするような車両に最適となる。 Therefore, in a scene where the electromagnetic suspension device is frequently used, the power source is always regenerated to charge the power source, so that the power source power is not consumed, so that power saving is ensured and the power source is increased. Such a situation can be prevented, and furthermore, it is optimal for a vehicle in which a drive source such as an electric vehicle uses a motor.
また、請求項2の発明によれば、モータの短絡特性は荷重が車両走行中に頻繁に使用されるストローク速度以下でピークを迎えるように設定される、すなわち、短絡特性における荷重は頻繁使用ストローク速度範囲内で最大値を採るように設定されている。
According to the invention of
すると、車両走行中に頻繁に出現するストローク速度範囲内における電源を充電することが可能な回生領域が大きくなるので、回生によって電源を充電する機会を多くすることができ、モータによるエネルギ回生を効率的に行うことができ、省電力化を確実なものにすることができる。 Then, since the regeneration area in which the power source can be charged within the stroke speed range that frequently appears while the vehicle is running increases, the opportunity to charge the power source by regeneration can be increased, and the energy regeneration by the motor is efficiently performed. Therefore, power saving can be ensured.
また、本電磁サスペンション装置にあっては、効率的な回生を行うために特別な制御の必要が無いので、省電力化制御のために車両の挙動が制御の切り替わるようなことが無くなるとともに車両搭乗者に違和感や不安感を抱かせることが無く、車両における乗り心地を向上することが可能である。 In addition, in this electromagnetic suspension device, there is no need for special control in order to perform efficient regeneration, so that the behavior of the vehicle is not switched for the purpose of power saving control, and the vehicle is boarded. It is possible to improve the riding comfort in the vehicle without causing the person to feel uncomfortable or uneasy.
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図1は、一実施の形態における電磁サスペンション装置の概念図である。図2は、モータの制御装置のシステム図である。図3は、PWM回路を示す図である。図4は、モータを短絡した状態における電磁サスペンション装置のストローク速度と荷重との関係である短絡特性を示す図である。図5は、軽、小型および普通自動車に適用される緩衝器の伸長側と収縮側の発生荷重の設定頻度状況を示す図である。図6は、車両走行中の緩衝器の伸縮ストローク速度の頻度を示す図である。図7は、電磁サスペンション装置の制御可能領域を示す図である。図8は、弱め界磁制御時のストローク速度に対するd相電流を示す図である。図9は、弱め界磁制御時のストローク速度に対するd相電流を示す図である。図10は、弱め界磁制御時のストローク速度に対するd相電流を示す図である。図11は、弱め界磁制御時のストローク速度に対するd相電流を示す図である。図12は、他の電磁サスペンション装置の概念図である。 The present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram of an electromagnetic suspension device according to an embodiment. FIG. 2 is a system diagram of a motor control device. FIG. 3 is a diagram illustrating the PWM circuit. FIG. 4 is a diagram showing a short-circuit characteristic that is a relationship between a stroke speed and a load of the electromagnetic suspension device in a state where the motor is short-circuited. FIG. 5 is a diagram illustrating a setting frequency state of generated loads on the expansion side and the contraction side of a shock absorber applied to light, small, and ordinary automobiles. FIG. 6 is a diagram showing the frequency of the expansion / contraction stroke speed of the shock absorber while the vehicle is running. FIG. 7 is a diagram illustrating a controllable region of the electromagnetic suspension device. FIG. 8 is a diagram illustrating the d-phase current with respect to the stroke speed during field-weakening control. FIG. 9 is a diagram illustrating the d-phase current with respect to the stroke speed during field-weakening control. FIG. 10 is a diagram illustrating the d-phase current with respect to the stroke speed during field-weakening control. FIG. 11 is a diagram illustrating the d-phase current with respect to the stroke speed during field-weakening control. FIG. 12 is a conceptual diagram of another electromagnetic suspension device.
一実施の形態における電磁サスペンション装置は、図1に示すように、一方部材たる螺子軸1と、螺子軸1に対し相対運動を呈するボール螺子ナット2と、モータMとを備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the electromagnetic suspension device in one embodiment includes a
詳しくは、螺子軸1は、ボール螺子ナット2に回転自在に螺合されるとともに、螺子軸1の図1中上端は、モータMのロータRに連結されている。他方のボール螺子ナット2は、螺子軸1が挿入される筒4の上端に固着されており、この筒4を介して車両のバネ上部材およびバネ下部材のうち一方に連結することが可能なようになっている。
Specifically, the
また、螺子軸1は、車両のバネ上部材およびバネ下部材の他方に回転自在に連結されるようになっており、具体的には、上記車両のバネ上部材およびバネ下部材の他方に設けたボールベアリングに軸支されるか、モータMを上記車両のバネ上部材およびバネ下部材の他方に固定するなどとされる。
The
したがって、螺子軸1とボール螺子ナット2が軸方向の直線相対運動を呈すると、螺子軸1が回転運動を呈することになり、この螺子軸1の回転運動がモータMのロータRに伝達されることになる。ここで、螺子軸1の回転速度を歯車機構等で構成される減速機を介して減速して上記螺子軸1の回転運動をロータRに伝達するようにしてもよい。
Therefore, when the
なお、上記螺子軸1とボール螺子ナット2が軸方向の直線相対運動を呈するときに、螺子軸1を回転不能として代わりにボール螺子ナット2を回転させるようにする場合には、このボール螺子ナット2の回転運動をモータMのロータRに伝達するようにしてもよい。具体的には、螺子軸1を車両のバネ上部材およびバネ下部材の一方に回転不能に連結し、他方のボール螺子ナット2を車両のバネ上部材およびバネ下部材の他方にボールベアリング等を介して回転自在に連結し、ボール螺子ナット2の回転運動を歯車機構や摩擦車機構等を介してモータMのロータRに伝達してやればよい。
When the
そして、モータMは、この場合、筒状のフレーム10と、フレーム10の内周側に設けた電機子であるステータと、フレーム10に回転自在に軸支されるロータRとを備え三相ブラシレスモータとして構成され、詳しくは、ステータは、複数のティースを備えた環状のステータコア11と、各ティースに巻回されたU,V,W相の各相における巻線12とを備えており、他方のロータRは、シャフト13と、シャフト13の中間部外周に装着された駆動用磁石14とを備えている。
In this case, the motor M includes a
なお、駆動用磁石14は、所定数の極数を実現できるようにブロック化された磁石で構成されてシャフト13に埋め込まれており、本モータMは、埋め込み磁石型とされている。無論、駆動用磁石14を所定数の極数を実現できるようにブロック化してシャフト13の外周に接着したり、環状に形成して分割着磁されてシャフト13の外周に嵌着するようにしたりしてもよいが、いわゆる、表面磁石型とすると、後述する弱め界磁制御時に駆動用磁石14の表面に渦電流損が生じやすいので、埋め込み磁石型の方が好ましい。
The
また、このモータMには、ロータRの回転角を検出するために、回転角センサ15が搭載されており、具体的にはたとえば、回転角センサ15は、シャフト13設けたレゾルバコアとフレーム10に設けられるレゾルバコアに対向するレゾルバステータとで構成されればよく、他にも、光学式のエンコーダを採用してもよいし、ロータRにセンシング用磁石を設ける場合にはホール素子やMR素子等の磁気センサをフレーム10に設けるとした構成としてもよい。
The motor M is equipped with a
上述のように、この電磁サスペンション装置にあっては、駆動源をモータMとしているので、モータMに電気エネルギを与えて駆動する場合には、螺子軸1を回転駆動させて螺子軸1とボール螺子ナット2とを積極的に相対直線運動させる、すなわち、ストロークさせることができ、アクチュエータとしての機能を発揮できる。
As described above, in this electromagnetic suspension device, since the drive source is the motor M, when the motor M is driven by being supplied with electric energy, the
また、モータMは、螺子軸1から強制的に回転運動が入力されると、誘導起電力や電源からの電力によって巻線12に電流が流れて磁界が形成されて電磁力が発生し、螺子軸1の回転運動を抑制するトルクを発生するので、螺子軸1とボール螺子ナット2の相対直線運動を抑制するように機能する。すなわち、この場合には、モータMが外部から入力される運動エネルギを回生して電気エネルギに変換して得られる電力によって、あるいは、この回生に加えて電源から供給される電力によって、発生するトルクで螺子軸1とボール螺子ナット2の相対直線運動を抑制することができる。
In addition, when a rotational motion is forcibly input from the
したがって、この電磁サスペンション装置は、モータMをアクチュエータとしてもジェネレータとしても機能させ得るので、上記螺子軸1とボール螺子ナット2の相対直線運動を抑制することができると同時に、アクチュエータとしての機能を生かして車両の車体の姿勢制御も同時に行うことができ、これにより、アクティブサスペンションとしての機能をも発揮することができる。
Therefore, this electromagnetic suspension device can cause the motor M to function as both an actuator and a generator, so that the relative linear motion of the
そして、上記モータMの巻線12に流れる電流を制御するために、具体的には、U,V,W相の巻線12は、制御装置20に接続され、このモータMは、制御装置20によって駆動制御される。
In order to control the current flowing through the winding 12 of the motor M, specifically, the U, V and
この制御装置20は、図2に示すように、基本的には、上記巻線12の三相のうち二相に流れる電流をdq変換してd相電流値およびq相電流値を演算する二相電流演算手段21と、電流目標値演算部26によって決定される各電流目標値と上記d相およびq相の電流値とに基づいてd相電圧指令値およびq相電圧指令値を演算する比例積分制御部22と、上記d相電圧指令値およびq相電圧指令値をU,V,Wの各相の電圧指令値に変換する三相変換演算手段23と、三相ブラシレスモータのU,V,Wのうち二相に流れる電流値を検出する電流検出器24と、モータ駆動回路としてのPWM回路25とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 2, the
そして、この制御装置20は、電流目標値演算部26によって決定されるd相およびq相の各電流目標値と、二相電流演算手段21の演算結果として得られるd相、q相の電流値とのそれぞれの偏差に基づいてモータMを比例積分制御する。なお、偏差を微分して得られる要素を追加して比例微分積分制御を行うようにしてもよい。
The
ここで、電流目標値演算部26は、トルク指令としてd相およびq相の電流目標値を所定の制御則に則って上記比例積分制御部22に出力するものであるが、所定の制御則に必要な情報となる車速、操舵角や、バネ上およびバネ下の速度・加速度等は、回転角センサ15以外に適宜車両に設けられる各種センサ等から電圧信号等として電流目標値演算部26に入力されるようになっている。なお、この電磁サスペンション装置の伸縮量、ストローク速度や伸縮加速度については、回転角センサ15から得られる回転角θと螺子軸1のピッチ、減速比から演算すればよく、別途センサを設ける必要は無い。そして、具体的にたとえば、制御則にスカイフック理論を採用する場合には、車両におけるバネ上速度が電流目標値演算部26に入力されるようにしておけばよく、この場合には電流目標値演算部26は、上記バネ上速度からトルク指令としてのd相およびq相の電流目標値を演算して上記比例積分制御部22に出力する。
Here, the current target
なお、この電流値目標演算部26は、基本的に、後述する弱め界磁制御時以外では、d相電流目標値が0としてq相電流目標値を演算するようになっている。
The current value
また、電流検出器24としては、ホール素子や巻線等を用いた非接触型や、三相の巻線12のそれぞれに直列介装した抵抗の電圧降下から電流値を得る電流センサを用いればよい。
Further, as the
なお、上記電流検出器24は、U,V,W相のうち二相に流れる電流値を検出すればよく、これは、二相の電流値が分かればロータRの電気角θから後述する下記(1)式を用いてd相およびq相の電流値に変換可能であるからである。
The
さらに、PWM回路25は、図3に示すように、電源Eと、モータMにおける三相各相の巻線12に電流供給を行う6つのスイッチング素子41と、各スイッチング素子41にPWMパルス信号を与えるマルチバイブレータ等の図示しないパルス発生器とを備えて構成されており、このPWM回路25は、比例積分制御部21が出力する各電圧指令値に基づいて所定のPWMデューティ比で上記各相に電流供給を行う。なお、電源Eについては、車両に搭載されるバッテリとしておけばよい。
Further, as shown in FIG. 3, the
そして、二相電流演算手段21は、電気角θを用いて、以下の(1)式に示したように、上記各電流値iv,iuをd相およびq相の電流値id,iqへ変換する演算を行い、この変換されたd相およびq相の電流値id,iqを比例積分制御部22へ出力する。
そして、さらに、d相電圧指令値Vdおよびq相電圧指令値Vqは、上記したにU,V,Wの各相の電圧指令値に変換する三相変換演算手段23に入力され、この三相変換演算手段23は、下記(2)式の演算によって、上記d相電圧指令値Vdおよびq相電圧指令値Vqを実際のU,V,W各相の電圧指令値Vu,Vv,Vwへ変換し、この変換された電圧指令値Vu,Vv,VwをPWM回路25に出力する。
そして、上記制御装置20のPWM回路25以外の各部は、ハードウェアとして、具体的にはたとえば、電流検出器24、回転角センサ15および車体姿勢制御に必要な各種センサが出力する各信号を増幅するためのアンプと、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換器と、CPU(Central Prossesing Unit)、ROM(Read Only Memory)等の記憶装置、RAM(Random Access Memory)、水晶発振子及びこれらを連絡するバスラインとを備えた図示しない周知のコンピュータシステムとして構成され、また、PWM回路25に電圧指令値Vu,Vv,Vwを出力することができるようになっている。なお、このハードウェアとして制御装置20のPWM回路25以外の各部は、車両に搭載されるECUに統合されてもよい。
Each unit other than the
そして、この場合、上記電流目標値演算部26における目標値の演算のための制御処理手順と後述する弱め界磁制御の処理手順は、プログラムとしてROMや他の記憶装置に予め格納されている。
In this case, the control processing procedure for calculating the target value in the current target
ところで、この電磁サスペンション装置は、モータMのロータRが回転すると、ロータRの駆動用磁石14の磁束が巻線12を横切るので、巻線12に誘導起電力が生じて回生電流が流れることから、巻線12には、PWM回路25で備える電源Eによる電流と上記誘導起電力による回生電流が流れることになるが、モータMの巻線12の誘導起電力によって電源Eを充電可能な回生を行うことができる回生領域Kは、原点を通り短絡特性Tにおけるストローク速度と荷重の曲線に対して接する接線Sとストローク速度軸とで囲まれる範囲となり、図4に示すように、短絡特性Tによって決することができる。なお、モータMのロータRの回転速度は、螺子軸1とボール螺子ナット2の相対速度、すなわち、電磁サスペンション装置のストローク速度に比例し、また、モータMの出力トルクは電磁サスペンション装置の荷重に比例することから、上記短絡特性Tは、モータM自体の回転速度とトルクの関係である短絡特性を上記電磁サスペンション装置のストローク速度と荷重との関係に変換したものである。そして、本明細書で短絡特性という場合、特に断らなければ、上記したようにモータを短絡した状態における電磁サスペンション装置のストローク速度と荷重との関係を言う。
By the way, in this electromagnetic suspension device, when the rotor R of the motor M rotates, the magnetic flux of the driving
そして、このモータMの各相の巻線12を短絡した状態における電磁サスペンション装置のストローク速度と荷重との関係である短絡特性Tにおける荷重は、最頻使用ストローク速度範囲内で最大値を採るように設定される。
The load in the short-circuit characteristic T, which is the relationship between the stroke speed and the load of the electromagnetic suspension device in a state where the
ここで、ストローク速度とは、螺子軸1に対するボール螺子ナット2の軸方向の直線相対移動速度であって、荷重とは、モータMが発生するトルクによって生じる螺子軸1とボール螺子ナット2の直線相対運動を抑制あるいは助長する力のことである。
Here, the stroke speed is the linear relative movement speed of the
図4中、ストローク速度軸において、電磁サスペンション装置が収縮する方向のストローク速度を便宜的に正の値とすると、原点より右方側は収縮方向のストローク速度を示し、電磁サスペンション装置が伸長する方向のストローク速度を便宜的に負の値とすると、原点より左方側は伸長方向のストローク速度を示している。他方、荷重軸において、電磁サスペンション装置を伸長させる方向の荷重を便宜的に正の値とすると原点より上方側は伸長方向の荷重を示し、電磁サスペンション装置を収縮させる方向の荷重を便宜的に負の値とすると原点より下方側は収縮方向の荷重を示している。 In FIG. 4, on the stroke speed axis, when the stroke speed in the direction in which the electromagnetic suspension device contracts is positive for convenience, the right side of the origin indicates the stroke speed in the contraction direction, and the electromagnetic suspension device extends. If the stroke speed is a negative value for convenience, the left side of the origin indicates the stroke speed in the extension direction. On the other hand, if the load in the direction of extending the electromagnetic suspension device is positive for the load axis for the sake of convenience, the portion above the origin indicates the load in the expansion direction, and the load in the direction of contracting the electromagnetic suspension device is negative for convenience. The value below the origin indicates the load in the contraction direction.
したがって、図4中、第1象現は、電磁サスペンション装置は、収縮する方向にストロークするのに対しそのストロークを抑制する荷重を発生している状態を示し、第2象現は、電磁サスペンション装置は、伸長する方向にストロークするのに対しそのストロークを助長する方向に荷重を発生している状態を示し、第3象現は、伸長する方向にストロークするのに対しそのストロークを抑制する荷重を発生している状態を示し、第4象現は、収縮する方向にストロークするのに対しそのストロークを助長する荷重を発生している状態を示している。 Accordingly, in FIG. 4, the first quadrant shows a state in which the electromagnetic suspension device strokes in the contracting direction, but generates a load that suppresses the stroke, and the second quadrant shows the electromagnetic suspension device. Indicates a state in which a load is generated in a direction that promotes the stroke while a stroke is generated in the extending direction, and the third quadrant is a load that suppresses the stroke in the extending direction. The fourth quadrant shows a state in which a load that promotes the stroke is generated while the stroke is in the contracting direction.
上述のように回生領域Kは、原点を通り短絡特性Tにおけるストローク速度と荷重の曲線に対して接する接線Sとストローク速度軸とで囲まれる範囲(図4中斜線部分)となり、短絡特性Tによって決することができ、さらには、この接線Sにおける傾きは、モータMのトルク定数およびの巻線12とPWM回路25の全体の抵抗、すなわち回路中の抵抗器以外にもリード線の内部抵抗を含んだ全体の抵抗によっても決まる値であるので、トルク定数および上記全体の抵抗の設定によっても回生領域Kを決定することができる。また、上記接線Sの傾きは、螺子軸1のリードによっても調整することも可能である。
As described above, the regenerative region K is a range (shaded area in FIG. 4) surrounded by the stroke speed axis and the tangent line S that passes through the origin and touches the stroke speed and load curve in the short circuit characteristic T. Further, the inclination at the tangent S includes the torque constant of the motor M and the overall resistance of the winding 12 and the
なお、図4中の各象現の最大あるいは最小荷重を決する水平線aは、電流目標値演算部26で演算されるq相電流目標値iq*を制限することで決せられる荷重発生可能な領域と不可能な領域とを仕切る線であり、また、曲線bもまた荷重発生可能な領域と不可能な領域とを仕切る線である。
Note that a horizontal line a that determines the maximum or minimum load of each quadrant in FIG. 4 is a load-generating region determined by limiting the q-phase current target value iq * calculated by the current target
上記した短絡特性Tは、ストローク速度を増速していくと、あるストローク速度で荷重のピークを迎え、その後のストローク速度の増速に対しては、荷重が漸減していくような曲線を描く。これは、荷重ピークを迎えるまでは、モータMのロータRが強制的に回転させられることによる発電によって得られる電流がストロークを抑制するトルクを有効に発生させるように各相の巻線12に流れるが、荷重ピークを過ぎる程度までストローク速度が速くなるとトルクに寄与しない無効電流が増えて荷重が小さくなることによるものである。なお、このことは、回生領域Kに影響を与えるものではない。
The short-circuit characteristic T described above draws a curve in which the load reaches a peak at a certain stroke speed as the stroke speed is increased, and the load gradually decreases as the stroke speed increases thereafter. . That is, until the load peak is reached, the current obtained by power generation caused by forcibly rotating the rotor R of the motor M flows through the
なお、モータMの巻線12とPWM回路25の全体の抵抗、すなわち回路中の抵抗器以外にもリード線の内部抵抗を含んだ全体の抵抗、さらには、螺子軸1のリードを変化させると、短絡特性Tをストローク速度軸に沿って圧縮伸長させることができ、上記抵抗を小さくするか螺子軸1のリードを小さくすれば、短絡特性Tはストローク速度軸に沿って原点側に向けて圧縮され、逆に、抵抗を大きくするか螺子軸1のリードを大きくすれば、短絡特性Tはストローク速度軸に沿って高速側に向けて伸長され、これによって接線Sの傾きを変化させることができる。また、トルク定数を大きくすれば接線Sの傾きを大きくでき、逆にトルク定数を小さくすれば接線Sの傾きを小さくすることができる。そして、特に、上記全体の抵抗を小さくするか、あるいは、トルク定数を大きくするか、あるいは、螺子軸1のリードを小さくするか、あるいは、それらの任意の組み合わせで、電磁サスペンション装置は、ストローク速度が低くても大きな荷重が得られ、上記回生領域Kも大きくなることになる。
Note that the overall resistance of the winding 12 and the
ここで、この電磁サスペンション装置においては、短絡特性Tは荷重が車両走行中に頻繁に使用されるストローク速度範囲でピークを迎えるように設定される、短絡特性Tにおける荷重は頻繁使用ストローク速度範囲内で最大値を採るように設定されている。 Here, in this electromagnetic suspension device, the short-circuit characteristic T is set so that the load reaches a peak in a stroke speed range that is frequently used while the vehicle is running, and the load in the short-circuit characteristic T is within the frequently used stroke speed range. Is set to take the maximum value.
すると、車両走行中に頻繁に使用されるストローク速度範囲内における回生領域Kが大きくなるので、回生によって電源Eを充電する機会が多くすることができ、モータMによるエネルギ回生を効率的に行うことができ、省電力化を確実なものにすることができる。 Then, since the regeneration region K within the stroke speed range that is frequently used while the vehicle is running increases, the opportunity for charging the power source E by regeneration can be increased, and energy regeneration by the motor M can be performed efficiently. It is possible to ensure power saving.
また、本電磁サスペンション装置にあっては、効率的な回生を行うために特別な制御の必要が無いので、省電力化制御のために車両の挙動が制御の切り替わるようなことが無くなるとともに車両搭乗者に違和感や不安感を抱かせることが無く、車両における乗り心地を向上することが可能である。 In addition, in this electromagnetic suspension device, there is no need for special control in order to perform efficient regeneration, so that the behavior of the vehicle is not switched for the purpose of power saving control, and the vehicle is boarded. It is possible to improve the riding comfort in the vehicle without causing the person to feel uncomfortable or uneasy.
上述したところから理解できるように、原点を通り短絡特性Tにおけるストローク速度と荷重の曲線に対して接する接線Sの傾きは上記モータMの巻線12とPWM回路25の全体の抵抗、トルク定数および螺子軸1のリードで決することが可能であるので、上記全体の抵抗、トルク定数、および、トルク定数および螺子軸1のリードの設定によって短絡特性Tにおける荷重が所定ストローク速度範囲内で最大値を採るように設定するが可能である。
As can be understood from the above description, the inclination of the tangent S that passes through the origin and is in contact with the stroke speed and load curve in the short-circuit characteristic T is the total resistance, torque constant, and winding of the motor M and the
ところで、車両には、車両走行中にバネ下部材に入力される振動をバネ上部材に伝達しにくくするためにバネ下部材とバネ上部材との間にバネ要素が介装され、また、その振動を抑制するために緩衝器がバネ下部材とバネ上部材との間に介装されるのが通常であり、軽、小型および普通自動車に適用される緩衝器の伸長側と収縮側の発生荷重の設定頻度状況を示す図5から、伸長側では、おおよそ600Nを中心として200Nから1000Nの範囲内で荷重を発生している緩衝器が多く、収縮側ではおおよそ300Nを中心として0Nから600Nの範囲内で荷重を発生している緩衝器が多く、上記のような自動車の車体振動を抑制するためには、緩衝器は伸長側で1000N、収縮側で600N程度の荷重を発生する必要がある。 By the way, in the vehicle, a spring element is interposed between the unsprung member and the unsprung member in order to make it difficult to transmit the vibration input to the unsprung member to the unsprung member during traveling of the vehicle. In order to suppress vibration, a shock absorber is usually interposed between an unsprung member and a sprung member, and the expansion side and contraction side of the shock absorber applied to light, small, and ordinary automobiles are generated. From FIG. 5 showing the setting frequency situation of the load, on the expansion side, there are many shock absorbers that generate a load in the range of 200N to 1000N centering around 600N, and on the contraction side, there are about 0N to 600N centering around 300N. Many shock absorbers generate a load within the range, and in order to suppress the above-described vehicle body vibration, the shock absorber needs to generate a load of about 1000 N on the expansion side and about 600 N on the contraction side. .
また、車両走行中の緩衝器の伸縮ストローク速度の頻度を示す図6から、緩衝器は、収縮側ストローク速度を負の値として伸長側ストローク速度を正の値とすると、−0.1m/sから0.1m/sのストローク速度範囲内で頻繁に使用される。 Moreover, from FIG. 6 which shows the frequency of the expansion / contraction stroke speed of the shock absorber during traveling of the vehicle, the shock absorber is -0.1 m / s, assuming that the contraction side stroke speed is a negative value and the expansion side stroke speed is a positive value. Is frequently used within a stroke speed range of 0.1 m / s.
上記したところから理解できるように、緩衝器の伸縮における頻繁使用されるストローク速度は0.1m/sの範囲内(伸縮方向で正負の符号を付する場合には−0.1m/s以上0.1m/s以下の範囲内)であって、必要となる発生荷重は、1000N以内である。 As can be understood from the above, the stroke speed frequently used in the expansion and contraction of the shock absorber is within the range of 0.1 m / s (in the case where a positive or negative sign is attached in the expansion and contraction direction, it is 0 to 0.1 m / s or more. .. Within a range of 1 m / s or less), and the required generated load is 1000 N or less.
このことから、具体的には、上記した電磁サスペンション装置の短絡特性Tにおける荷重が最大値となる頻繁使用ストローク速度範囲を伸縮のストローク速度が0.1m/s以下の範囲とするようにしてある。 Therefore, specifically, the frequently used stroke speed range in which the load in the short-circuit characteristic T of the above-described electromagnetic suspension device is maximized is set to a range in which the expansion / contraction stroke speed is 0.1 m / s or less. .
したがって、車両走行中に頻繁に出現するストローク速度範囲内における回生領域Kが大きくなるので、回生によって電源Eを充電する機会を多くすることができ、モータMによるエネルギ回生を効率的に行うことができ、省電力化を確実なものにし、さらには、車両における乗り心地を向上することができるのは言うまでも無いが、このように頻繁使用ストローク速度範囲を規格化しておくことによって電磁サスペンション装置の汎用性が向上し、製造コストも低減することができる。 Accordingly, since the regeneration region K within the stroke speed range that frequently appears during vehicle travel increases, the opportunity for charging the power source E by regeneration can be increased, and energy regeneration by the motor M can be performed efficiently. Needless to say, the power saving can be ensured, and further, the riding comfort in the vehicle can be improved. However, the electromagnetic suspension device can be obtained by standardizing the frequently used stroke speed range in this way. This improves the versatility and reduces the manufacturing cost.
また、このときに、接線Sをストローク速度が0.1m/sおよび荷重が1000Nであるポイントより上を通過するように設定しておくこととすれば、電磁サスペンション装置が頻繁に使用されるストローク速度範囲内で緩衝器として発生することが必要とされる荷重範囲全体が回生領域K内でカバーされることになる。 At this time, if the tangent S is set so as to pass above a point where the stroke speed is 0.1 m / s and the load is 1000 N, the stroke in which the electromagnetic suspension device is frequently used. The entire load range that needs to be generated as a shock absorber within the speed range is covered in the regeneration region K.
したがって、このように設定される場合には、電磁サスペンション装置が頻繁に使用される場面では、常に回生して電源Eを充電するようになり電源Eの電力を消費することが無いので、より一層確実に省電力化が図られ、電源Eがあがってしまうような事態を防止でき、さらには、電気自動車等の駆動源をモータとするような車両に最適となる。 Therefore, in the case where the electromagnetic suspension device is frequently used, when the electromagnetic suspension device is frequently used, the power source E is always regenerated and the power source E is not consumed and the power of the power source E is not consumed. It is possible to reliably save power, prevent a situation where the power source E is raised, and further, it is optimal for a vehicle using a drive source such as an electric vehicle as a motor.
さて、この電磁サスペンション装置にあっては、省電力化を図ることができるが、ストローク速度が低くても車両の姿勢を制御する程度の荷重を発生させるためには、トルク定数をある程度大きくする必要があるが、トルク定数が大きくなると、モータMの発電量が大きくなる。したがって、そのままではモータMの巻線12に生じる誘導起電力が電源Eの電圧を超えるストローク速度が小さくなって、第2および第4象現における制御可能領域Wを決する制御可能曲線Pは図7に示すがごとくとなり、第2および第4象現において発生可能な荷重が小さくなり、その結果、制御可能な領域が小さくなる。 In this electromagnetic suspension device, it is possible to save power, but it is necessary to increase the torque constant to some extent in order to generate a load that can control the attitude of the vehicle even if the stroke speed is low. However, as the torque constant increases, the amount of power generated by the motor M increases. Therefore, the controllable curve P that determines the controllable region W in the second and fourth quadrants becomes smaller as the stroke speed at which the induced electromotive force generated in the winding 12 of the motor M exceeds the voltage of the power source E is reduced as it is. The load that can be generated in the second and fourth quadrants is reduced, and as a result, the controllable area is reduced.
そこで、本電磁サスペンション装置にあっては、モータMの巻線12に生じる誘導起電力が電源Eの電圧を超えるストローク速度を高速側にシフトするために、弱め界磁制御を行う。 Therefore, in this electromagnetic suspension device, field weakening control is performed in order to shift the stroke speed at which the induced electromotive force generated in the winding 12 of the motor M exceeds the voltage of the power source E to the high speed side.
弱め界磁制御は、モータMが通常の制御則に則って制御されている状態で誘導起電力が電源Eの電圧を超える場合、あるいは、超える恐れがある場合に行われる。 The field weakening control is performed when the induced electromotive force exceeds or exceeds the voltage of the power source E in a state where the motor M is controlled in accordance with a normal control law.
この弱め界磁制御は、具体的には、d相にあえてマイナスの小さな電流を流して、磁束を減じさせるので、発電量も減少せしめられることになる。 More specifically, in this field weakening control, since a small negative current is applied to the d phase to reduce the magnetic flux, the power generation amount is also reduced.
すると、この弱め界磁制御によって、図7中の制御可能曲線Pは、弱め界磁制御時曲線P’にシフトして制御可能領域W(図7中斜線部分)が拡大されることになる。また、図4中の制御可能曲線Pは、第1象現および第3象現の回生領域Kを区画していることから、弱め界磁制御によって弱め界磁制御時曲線P’にシフトすることで回生領域Kを拡大することができる。 Then, by the field weakening control, the controllable curve P in FIG. 7 is shifted to the field weakening control curve P ′, and the controllable region W (shaded portion in FIG. 7) is expanded. Further, since the controllable curve P in FIG. 4 defines the first quadrant and the third quadrant regenerative region K, the regenerative region K is shifted by shifting to the weak field control time curve P ′ by the weak field control. Can be enlarged.
したがって、この電磁サスペンション装置によれば、回生領域Kを頻繁に使用されるストローク速度範囲内で拡大するように短絡特性Tやトルク定数を設定し、その結果トルク定数が大きくなって誘導起電力が電源Eの電圧を上回るストローク速度が低くなるような場合にあっても、第2および第4象現の制御可能領域Wの減少を防止することができ、同時に、回生領域Kを拡大して消費電力を小さくすることが可能である。 Therefore, according to this electromagnetic suspension device, the short-circuit characteristic T and the torque constant are set so as to expand the regenerative region K within the frequently used stroke speed range, and as a result, the torque constant increases and the induced electromotive force increases. Even in the case where the stroke speed exceeding the voltage of the power supply E becomes low, it is possible to prevent the controllable area W of the second and fourth quadrants from decreasing, and at the same time, the regeneration area K is expanded and consumed. Electric power can be reduced.
また、この第2および第4象現における制御可能領域Wは、そもそも、アクティブ制御領域であるので、この電磁サスペンション装置にあっては、アクティブ制御時に充分な荷重を発生することができないといった事態を招来することが無い。 In addition, since the controllable area W in the second and fourth quadrants is originally an active control area, the electromagnetic suspension device cannot generate a sufficient load during active control. There is no invitation.
この弱め界磁制御にあたり、具体的には、電流目標値演算部26によってd相に流すべき電流値が決定されるが、電流目標値演算部26では、回転角センサ15から入力される回転角θを微分して得られる回転角速度ωと螺子軸1のピッチと、減速機を介しているのであれば減速比に基づいて得られる電磁サスペンション装置の伸縮ストローク速度が電源Eの電圧を超える誘導起電力を発生させる速度Zとなる場合、あるいは、該速度Zの絶対値より所定速度低い速度に達する場合に、弱め界磁制御が行われる。
In the field weakening control, specifically, the current value to be passed through the d phase is determined by the current target
そして、速度Zを認識した時点で弱め界磁制御を行う場合、基本的には、図8に示すように、電流目標値演算部26は、d相電流目標値をマイナス電流の所定値に設定して、つづき比例積分制御部22で、d相電圧指令値およびq相電圧指令値を演算し、三相変換演算手段23が上記d相電圧指令値およびq相電圧指令値をU,V,Wの各相の電圧指令値に変換しPWM回路25に出力することで行われ、これによって、制御可能領域Wと回生領域Kの拡大が達成される。なお、上記所定値は、モータMが減磁を生じないような値に設定される。
When the field weakening control is performed when the speed Z is recognized, basically, as shown in FIG. 8, the current target
さらに、速度Zを認識した時点で弱め界磁制御を行う場合には、図9に示すように、電流目標値演算部26に、ストローク速度の絶対値が速度Zを超える大きさに比例してd相電流目標値をマイナス側に漸減させ、ストローク速度の絶対値が速度Zを超えて任意の速度Z’に達するとd相電流目標値をマイナス電流の所定値に設定し、その後のストローク速度の絶対値の増加に対しては上記所定値にフィックスするようにさせてもよい。なお、任意の速度Z’は、実験等によって車両に最適となる値とすればよい。
Further, when the field weakening control is performed at the time when the speed Z is recognized, the current target
このように弱め界磁の程度をストローク速度に応じて徐々に強めることによって、モータMの減磁を確実に防止できるとともに、速度Zをもってd相電流目標値をいきなり所定値とすることに比較すると、速度Zの近傍で弱め界磁制御がオンオフされる場合にあっても、d相電流が過度に振動的となってしまい制御が煩雑となることが防止され実用性が向上する。 In this way, by gradually increasing the degree of field weakening according to the stroke speed, the demagnetization of the motor M can be surely prevented, and the d-phase current target value is suddenly set to a predetermined value with the speed Z. Even when field-weakening control is turned on and off in the vicinity of speed Z, the d-phase current is prevented from becoming excessively vibrational and the control becomes complicated, and the practicality is improved.
また、ストローク速度の絶対値が速度Zより小さい速度Z”を認識した時点で弱め界磁制御を行う場合、基本的には、図10に示すように、電流目標値演算部26に、ストローク速度の絶対値が速度Z”を超える大きさに比例してd相電流目標値をマイナス側に漸減させ、ストローク速度の絶対値が速度Z”を超えて速度Zに達するとd相電流目標値をマイナス電流の所定値に設定し、その後のストローク速度の絶対値の増加に対しては上記所定値にフィックスするようにさせる。 Further, when the field weakening control is performed at the time when the absolute value of the stroke speed is recognized when the speed Z ″ is smaller than the speed Z, basically, as shown in FIG. The d-phase current target value is gradually reduced to the negative side in proportion to the magnitude that exceeds the speed Z ″, and when the absolute value of the stroke speed exceeds the speed Z ″ and reaches the speed Z, the d-phase current target value is reduced to the negative current. The predetermined value is set to the predetermined value, and the predetermined value is fixed to the subsequent increase in the absolute value of the stroke speed.
このようにストローク速度の絶対値が誘導起電力が電源Eの電圧を超えるような速度Zより低い速度Z”から弱め界磁制御を行うことによって、ストローク速度が速度Z近傍で急激に増加した場合でも、先んじて弱め界磁制御が行われて制御可能領域Wが各象現で拡大されていることになり、電磁サスペンション装置が発生すべき荷重に対して荷重過不足が生じてしまう事態が防止され、車両における乗り心地を向上することができ、特に、アクティブ制御時に荷重不足となることが無いので車体姿勢制御を確実に行うことができ、速度Z”の近傍で弱め界磁制御がオンオフされる場合にあっても、d相電流が過度に振動的となってしまい制御が煩雑となることが防止され実用性が向上する。 Thus, even when the stroke speed is rapidly increased in the vicinity of the speed Z by performing field-weakening control from the speed Z "whose absolute value of the stroke speed is lower than the speed Z at which the induced electromotive force exceeds the voltage of the power supply E, First, the field-weakening control is performed and the controllable area W is expanded in each quadrant, so that the situation where the load is generated by the electromagnetic suspension device is prevented from being overloaded. Riding comfort can be improved, and in particular, since there is no load shortage during active control, vehicle body posture control can be performed reliably, even when field-weakening control is turned on and off near speed Z ″. The d-phase current is excessively oscillatory and the control is prevented from becoming complicated, thereby improving the practicality.
また、ストローク速度の絶対値が速度Zより小さい速度Z”を認識した時点で弱め界磁制御を行う場合には、図11に示すように、電流目標値演算部26に、ストローク速度の絶対値が速度Z”を超える大きさに比例してd相電流目標値をマイナス側に漸減させ、ストローク速度の絶対値が速度Zを超えて速度Z3に達するとd相電流目標値をマイナス電流の所定値に設定し、その後のストローク速度の絶対値の増加に対しては上記所定値にフィックスするようにさせるようにしてもよい。
In addition, when the field weakening control is performed when the absolute value of the stroke speed is recognized as a speed Z ″ smaller than the speed Z, the absolute value of the stroke speed is input to the current target
したがって、ストローク速度の絶対値が誘導起電力が電源Eの電圧を超えるような速度Zより低い速度Z”から弱め界磁制御を行うことによって、ストローク速度が速度Z近傍で急激に増加した場合でも、先んじて弱め界磁制御が行われて制御可能領域Wが各象現で拡大されていることになり、電磁サスペンション装置が発生すべき荷重に対して荷重過不足が生じてしまう事態が防止され、車両における乗り心地を向上することができ、特に、アクティブ制御時に荷重不足となることが無いので車体姿勢制御を確実に行うことができるのは無論であるが、この場合にも、速度Zを超える速度Z3に達するまで弱め界磁の程度を増大させるので、速度Zの近傍で弱め界磁制御がオンオフされる場合にあっても、d相電流が過度に振動的となってしまい制御が煩雑となることが防止され実用性が向上する。 Therefore, even if the stroke speed is suddenly increased in the vicinity of the speed Z by performing field-weakening control from the speed Z ″ whose absolute value of the stroke speed is lower than the speed Z at which the induced electromotive force exceeds the voltage of the power source E, it is first Thus, the field-weakening control is performed and the controllable area W is expanded in each quadrant, so that a situation in which an excess or shortage of the load to be generated by the electromagnetic suspension device is prevented is prevented. It is possible to improve the comfort, and it is of course possible to reliably perform the vehicle body posture control since there is no load shortage during active control, but in this case as well, the speed Z 3 exceeding the speed Z Since the field weakening level is increased until the value reaches, the d-phase current becomes excessively oscillating even when the field weakening control is turned on and off near the speed Z. The control is prevented from becoming complicated and the practicality is improved.
なお、図9から図11に示したところでは、弱め界磁制御にあたり、d相電流を直線的に変化させるようにしているが、これを滑らかに曲線的に変化させるようにしてもよいことは無論である。 9 to 11, in the field weakening control, the d-phase current is linearly changed. Of course, this may be smoothly changed in a curved line. is there.
また、電磁サスペンション装置を、図12に示す他の電磁サスペンション装置のように、一方部材である筒31と、筒31に対し相対運動を呈する他方部材であるロッド32と、該相対運動を少なくとも抑制可能なモータM2とで構成するようにしてもよい。
In addition, the electromagnetic suspension device is, like the other electromagnetic suspension devices shown in FIG. 12, a
詳しくは、筒31は、車両のバネ上部材およびバネ下部材の一方に連結され、この筒31内には、車両のバネ上部材およびバネ下部材の他方に連結されるロッド32が相通される。
Specifically, the
また、モータM2は、ロッド32の外周に軸方向にS極とN極が交互に現われるように装着される駆動用磁石33と、筒31内に駆動用磁石33と対向する巻線34とを備えて構成され、巻線34は所定の長さにわたり筒31の軸方向に添ってU,V,Wの各相が交互に並ぶように配置されている。
The motor M2 includes a driving
なお、筒31に設けられた巻線34は環状に成型され、少なくとも内周側は、樹脂等によってコーティングされ、この巻線34の内周と、ロッド32の外周あるいは駆動用磁石33と、の間には図示しない環状の軸受が配在され、筒31に対してロッド32の軸ぶれが防止されている。
Note that the winding 34 provided in the
すなわち、この他の電磁サスペンション装置にあっては、筒31に対しロッド32が進退して相対運動を呈すると、駆動用磁石33が巻線34に対して相対移動する、いわゆるリニアモータ型の構成となっており、この他の電磁サスペンション装置にあっても、上記した一実施の形態における電磁サスペンション装置と同様に、モータM2は、モータとしてもジェネレータとしても機能し、モータM2の動作はモータMと同様であり、モータM2の短絡特性Tは荷重が車両走行中に頻繁に使用されるストローク速度以下でピークを迎えるように設定される、すなわち、短絡特性Tにおける荷重は頻繁使用ストローク速度範囲内で最大値を採るように設定されている。
That is, in this other electromagnetic suspension device, a so-called linear motor type configuration in which the
したがって、この他の電磁サスペンション装置にあっても、車両走行中に頻繁に出現するストローク速度範囲内における回生領域Kが大きくなるので、回生によって電源Eを充電する機会が多くすることができ、モータM2によるエネルギ回生を効率的に行うことができ、省電力化を確実なものにすることができる。 Therefore, even in this other electromagnetic suspension device, since the regeneration region K within the stroke speed range that frequently appears during vehicle travel increases, the opportunity to charge the power source E by regeneration can be increased, and the motor Energy regeneration by M2 can be performed efficiently, and power saving can be ensured.
また、本電磁サスペンション装置にあっては、効率的な回生を行うために特別な制御の必要が無いので、省電力化制御のために車両の挙動が制御の切り替わるようなことが無くなるとともに車両搭乗者に違和感や不安感を抱かせることが無く、車両における乗り心地を向上することが可能である。 In addition, in this electromagnetic suspension device, there is no need for special control in order to perform efficient regeneration, so that the behavior of the vehicle is not switched for the purpose of power saving control, and the vehicle is boarded. It is possible to improve the riding comfort in the vehicle without causing the person to feel uncomfortable or uneasy.
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。 This is the end of the description of the embodiment of the present invention, but the scope of the present invention is of course not limited to the details shown or described.
1 一方部材たる螺子軸
2 他方部材たるボール螺子ナット
10 フレーム
11 ステータコア
12,33 巻線
13 シャフト
14,34 駆動用磁石
15 回転角センサ
20 制御装置
21 二相電流演算手段
22 比例積分制御部
23 三相変換演算手段
24 電流検出器
25 PWM回路
26 電流目標値演算部
27 リミッタ
31 一方部材である筒
32 他方部材であるロッド
41 スイッチング素子
E 電源
M モータ
R ロータ
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