JP2009179319A

JP2009179319A - Electromagnetic suspension control device

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Publication number: JP2009179319A
Application number: JP2009120384A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Uchiyama; 正明内山; Noriyuki Uchiumi; 典之内海; Yusuke Akami; 裕介赤見
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2009-05-18
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2009-08-13

Abstract

【課題】燃費を向上できる簡易な構成の電磁サスペンション制御装置を提供する。
【解決手段】左側電磁ダンパ３ａのコイル１５は左側第１、第２スイッチ２５ａ、２５ｂ，右側スイッチ２１及び可変抵抗器２を介して右側電磁ダンパ３ｂのコイル１５に接続されている。路面状況に応じて左側第１、第２スイッチ２５ａ、２５ｂ及び右側スイッチ２１のオンオフ及び可変抵抗器２２の抵抗値の大きさを調整することにより、振動抑制モードを変更することが可能であり、これにより路面状況に応じて良好な乗り心地を確保することができる。例えば可変抵抗器２２の抵抗値を連続して変更するなどにより振動抑制モードを連続的に変えることができ、振動モード切替えに伴う衝撃の発生を防止できる。振動抑制時に電磁ダンパが発電した電力を他の電磁ダンパの電力源に用いることができ、新たに電池や外部エネルギの供給源を設ける場合に比して、構成を簡易化できる。
【選択図】図３An electromagnetic suspension control device having a simple configuration capable of improving fuel consumption is provided.
A coil 15 of a left electromagnetic damper 3a is connected to a coil 15 of a right electromagnetic damper 3b via left and right first and second switches 25a and 25b, a right switch 21 and a variable resistor 2. The vibration suppression mode can be changed by adjusting on / off of the left first and second switches 25a and 25b and the right switch 21 and the resistance value of the variable resistor 22 according to the road surface condition. Thereby, a favorable riding comfort can be ensured according to the road surface condition. For example, the vibration suppression mode can be continuously changed by continuously changing the resistance value of the variable resistor 22 and the occurrence of an impact accompanying the vibration mode switching can be prevented. The power generated by the electromagnetic damper at the time of vibration suppression can be used as the power source of another electromagnetic damper, and the configuration can be simplified as compared with the case where a battery or a supply source of external energy is newly provided.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、自動車、鉄道車両などの車両に用いられる電磁サスペンション制御装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic suspension control device used for vehicles such as automobiles and railway vehicles.

自動車は多くの運動自由度を持つため路面状態によっては複雑な振動を発生する。そして、従来、例えば、車体と各タイヤとの間にばねや減衰力調整式油圧緩衝器（ダンパ）からなるサスペンション装置をそれぞれ設け、４つのダンパの減衰力調整をコントローラにより行えるようにシステムを構築し、センサからの信号に基づいて車体の振動を求め、この振動に応じて各ダンパの減衰力調整を行って前記振動を抑制するようにしている。 Since automobiles have many degrees of freedom of movement, complex vibrations are generated depending on the road surface condition. Conventionally, for example, a suspension system comprising a spring and a damping force adjusting hydraulic shock absorber (damper) is provided between the vehicle body and each tire, and a system is constructed so that the damping force of the four dampers can be adjusted by the controller. Then, the vibration of the vehicle body is obtained based on the signal from the sensor, and the damping force of each damper is adjusted according to this vibration to suppress the vibration.

また、ダンパに代えてアクチュエータを設けたサスペンション装置（アクティブサスペンション装置）も従来用いられている。このアクティブサスペンション装置は、外部からのエネルギを用いて直接減衰力や推力を発生させるようにしており、センサからの信号により車体の振動を求め、振動に応じて各アクチュエータの発生力を制御し、これにより自動車の車体の振動を抑制するようにしている。 In addition, a suspension device (active suspension device) provided with an actuator instead of a damper has been conventionally used. This active suspension device is designed to generate a damping force and a thrust directly using energy from the outside, obtain a vibration of the vehicle body from a signal from a sensor, and control a generated force of each actuator according to the vibration. This suppresses vibrations of the car body of the automobile.

ところで、上述した従来技術では、センサの検出値に基づいて車両に運動（振動）状態を求めると共に、振動を抑制し得るような減衰力信号を得るように演算を行うなどの種々の計算を行うコントローラを備えており、装置が複雑化するという問題を有していた。また、アクティブサスペンション装置では、アクチュエータを作動するために多大の外部エネルギが必要とされ、その分、燃費の悪化を招いていた。 By the way, in the above-described prior art, various calculations such as obtaining a motion (vibration) state of the vehicle based on the detection value of the sensor and performing calculation so as to obtain a damping force signal capable of suppressing the vibration are performed. A controller is provided, which has a problem that the apparatus becomes complicated. Further, in the active suspension device, a large amount of external energy is required to operate the actuator, and the fuel consumption is deteriorated accordingly.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、燃費を向上できる簡易な構成の電磁サスペンション制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electromagnetic suspension control device having a simple configuration capable of improving fuel consumption.

請求項１記載の発明は、相対伸縮可能に設けられ、永久磁石が設けられた第１部材とコイルが設けられた第２部材とを有する電磁ダンパを少なくとも２つ、車両に備え、前記第１部材及び第２部材の相対変位に応じて発生する電磁力を調整して車体の揺れを抑える電磁サスペンション制御装置において、前記少なくとも２つの電磁ダンパのコイルを接続し、前記車両の姿勢変化に応じて前記接続したコイルの電流の流れる方向を切換えて、電磁力の発生する向きを制御するようにしたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の構成において、車両は、前後に配置した２つの台車と、該２つの台車の上に左右動及び上下動可能に載置された車体とを備える鉄道車両であり、少なくとも２つの電磁ダンパは、前記２つの台車のそれぞれと前記車体との間に左右方向に伸縮可能に介装されていることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記２つのコイルに可変抵抗を接続したことを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, the vehicle includes at least two electromagnetic dampers that are provided so as to be capable of relative expansion and contraction, and that include a first member provided with a permanent magnet and a second member provided with a coil, and the first In the electromagnetic suspension control device for adjusting the electromagnetic force generated according to the relative displacement between the member and the second member and suppressing the shaking of the vehicle body, the coils of the at least two electromagnetic dampers are connected, and in response to a change in the posture of the vehicle The direction in which the current flows through the connected coils is switched to control the direction in which the electromagnetic force is generated.
According to a second aspect of the present invention, in the configuration according to the first aspect, the vehicle includes two carriages arranged at the front and rear, and a vehicle body mounted on the two carriages so as to be movable left and right and up and down. The at least two electromagnetic dampers are interposed between each of the two carriages and the vehicle body so as to be extendable in the left-right direction.
According to a third aspect of the present invention, in the configuration according to the first or second aspect, a variable resistor is connected to the two coils.

請求項１記載の発明によれば、コントローラはスイッチの切替えと、可変抵抗器の抵抗値の変更を行えばよく、制御内容が従来技術に比して簡易なものになり、その分、構成が簡略化され、ひいては信頼性の向上を図ることができる。また、車両の振動を利用して誘導電圧を発生しその誘導電圧を利用して振動抑制を行うので、外部エネルギを必要最小限に抑えることができ、ひいては燃費の向上を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the controller only needs to change the switch and change the resistance value of the variable resistor, and the control content becomes simpler than that of the prior art. This simplifies, and as a result, improves reliability. In addition, since the induced voltage is generated using the vibration of the vehicle and the vibration is suppressed using the induced voltage, the external energy can be suppressed to the minimum necessary, and the fuel consumption can be improved.

また、路面状況により振動抑制モードを変更することが可能であり、これにより路面状況に応じて良好な乗り心地を確保することができる。また、抵抗値を連続して変更するなどにより振動抑制モードを連続的に変えることができ、振動モード切替えに伴う衝撃の発生を防止できる。ロール回転の抑制を図ることができ、操縦安定性を向上できる。推力を使用して振動を抑制する場合にも、連動する他の電磁ダンパ３が発生する電力を推力発生の電源として利用することが可能であり、これにより回生エネルギを蓄える電池や外部エネルギの供給源を設けなくて済み、その分、構成を簡易化できる。また、上述したように、電池が不要であること及びコントローラが簡易な構成であることから、装置の低コスト化を図ることができる。 Further, it is possible to change the vibration suppression mode depending on the road surface condition, and thereby it is possible to ensure a good riding comfort according to the road surface condition. In addition, the vibration suppression mode can be changed continuously by changing the resistance value continuously, and the occurrence of an impact associated with the vibration mode switching can be prevented. Roll rotation can be suppressed, and steering stability can be improved. Even in the case of suppressing vibration using thrust, it is possible to use the power generated by the other electromagnetic damper 3 that is interlocked as a power source for generating thrust, thereby supplying batteries for storing regenerative energy and supply of external energy. It is not necessary to provide a source, and the configuration can be simplified accordingly. In addition, as described above, since a battery is unnecessary and the controller has a simple configuration, the cost of the apparatus can be reduced.

請求項２記載の発明によれば、鉄道車両に特有なヨーイング運動、左右並進運動等に応じてその振動を適切に抑制できる。また、蓄圧回路を介さずに直接、他方の電磁ダンパのコイルに逆起電力を供給可能であり、振動エネルギーの有効活用が可能である。また、振動抑制を車体の振動モードに分けて抑制することが可能であり、ひいては含まれる振動モードの割合（何れの振動モードが卓越しているかに）に応じ、卓越する振動モードについて他の振動モードに比して減衰力がより効くようにすることができ、これにより効率よく振動抑制できる。 According to invention of Claim 2, the vibration can be suppressed appropriately according to the yawing motion peculiar to a railcar, the left-right translational motion, etc. Further, the counter electromotive force can be supplied directly to the coil of the other electromagnetic damper without going through the pressure accumulating circuit, and the vibration energy can be effectively used. In addition, vibration suppression can be suppressed by dividing into vibration modes of the vehicle body. As a result, depending on the proportion of vibration modes included (which vibration mode is superior), other vibrations for the superior vibration mode The damping force can be made more effective than the mode, and vibration can be suppressed efficiently.

請求項３記載の発明によれば、可変抵抗の抵抗値を変えることにより、電磁ダンパに流れる電流を調整でき、ひいてはその振動抑制モードを調整できる。 According to the third aspect of the present invention, the current flowing through the electromagnetic damper can be adjusted by changing the resistance value of the variable resistor, and hence the vibration suppression mode can be adjusted.

本発明の第１実施の形態を模式的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing a first embodiment of the present invention. 図１の電磁ダンパを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electromagnetic damper of FIG. 図１の電磁ダンパの接続状態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the connection state of the electromagnetic damper of FIG. 図３の左側第１、第２スイッチを上に倒したときの等価回路を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit when the first and second switches on the left side of FIG. 3 are tilted upward. 図３の左側第１、第２スイッチを下に倒したときの等価回路を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit when the first and second switches on the left side of FIG. 3 are tilted down. 第１実施の形態の振動抑制モードを示す図である。It is a figure which shows the vibration suppression mode of 1st Embodiment. 本発明の第２実施の形態を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施の形態を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically 3rd Embodiment of this invention. ２つの電磁ダンパに対する逆相入力を示すための模式図である。It is a schematic diagram for showing the reverse phase input with respect to two electromagnetic dampers. 電磁ダンパに対する同相入力を示すための模式図である。It is a schematic diagram for showing the common mode input with respect to an electromagnetic damper. 第３実施の形態の電磁ダンパの接続状態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the connection state of the electromagnetic damper of 3rd Embodiment. 本発明の第４実施の形態を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically 4th Embodiment of this invention.

本発明の第１実施の形態に係る電磁サスペンション制御装置を図１ないし図６に基づいて説明する。
この電磁サスペンション制御装置は、図１及び図２に示すように、自動車の車体１とタイヤ２（車軸）との間に介装される電磁ダンパ３及びばね４からなる２つのサスペンション装置５を有している。車体１は、２つのサスペンション装置５により支持されており、上下の並進運動及び回転運動を行うようになっている。この場合、２つのサスペンション装置５は、車体１の左右に設置されており、回転運動はロール回転になる。 An electromagnetic suspension control apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, this electromagnetic suspension control device has two suspension devices 5 including an electromagnetic damper 3 and a spring 4 interposed between a vehicle body 1 and a tire 2 (axle) of an automobile. is doing. The vehicle body 1 is supported by two suspension devices 5 and performs vertical translational and rotational motions. In this case, the two suspension devices 5 are installed on the left and right sides of the vehicle body 1, and the rotational motion is roll rotation.

２つのサスペンション装置５のうち、１つは、車体１と左のタイヤ２側との間に設けられており、以下、便宜上、適宜、左側サスペンション装置５ａといい、かつこれに含まれる電磁ダンパ３及びばねを左側電磁ダンパ３ａ及び左側ばね４ａという。
また、２つのサスペンション装置５のうち、他の１つは、車体１と右のタイヤ３ｂ側との間に設けられており、以下、便宜上、適宜、右側サスペンション装置５ｂといい、かつこれに含まれる電磁ダンパ３及びばねを右側電磁ダンパ３ｂ及び右側ばね４ｂという。
図２において、６は、左側タイヤ３ａのばね性をあらわすものであり、７は、右側タイヤ３ｂのばね性をあらわすものである。左側電磁ダンパ３ａ及び右側電磁ダンパ３ｂはケーブル８，９を介してコントローラ１０に接続されている。 One of the two suspension devices 5 is provided between the vehicle body 1 and the left tire 2 side. Hereinafter, for the sake of convenience, the left suspension device 5a is appropriately referred to as the electromagnetic damper 3 included in the suspension device 5a. The springs are referred to as the left electromagnetic damper 3a and the left spring 4a.
The other one of the two suspension devices 5 is provided between the vehicle body 1 and the right tire 3b side. Hereinafter, for convenience, the right suspension device 5b is referred to as appropriate and included therein. The electromagnetic damper 3 and the spring are referred to as the right electromagnetic damper 3b and the right spring 4b.
In FIG. 2, 6 indicates the spring property of the left tire 3a, and 7 indicates the spring property of the right tire 3b. The left electromagnetic damper 3 a and the right electromagnetic damper 3 b are connected to the controller 10 via cables 8 and 9.

電磁ダンパ３は、油圧緩衝器１１と、油圧緩衝器１１の外筒１２（第１部材）に対して変位可能に配置された有底筒状のケース１３（第２部材）と、前記外筒１２の外周部に配置された永久磁石１４と、永久磁石１４に対面するようにケース１３内側に設けられたコイル１５とから、大略構成されている。 The electromagnetic damper 3 includes a hydraulic shock absorber 11, a bottomed cylindrical case 13 (second member) disposed so as to be displaceable with respect to the outer cylinder 12 (first member) of the hydraulic shock absorber 11, and the outer cylinder. 12 includes a permanent magnet 14 disposed on the outer periphery of the coil 12 and a coil 15 provided inside the case 13 so as to face the permanent magnet 14.

油圧緩衝器１１は、閉塞された形状の前記外筒１２と、この外筒１２との間に油液の貯留空間を形成してこの外筒１２内に保持された有底筒状の内筒１６と、内筒１６内に摺動可能に配置されたピストン１７と、このピストン１７に一端が保持され、他端が内筒１６の開口部及び外筒１２の一端部の孔（符号省略）を通して外部に延設されたピストンロッド１８とから大略構成されている。ピストンロッド１８の他端は、さらに、ケース１３の底部に形成した孔（符号省略）を通してケース１３の外部に延設されていると共に、このケース１３に固定されている。
この電磁ダンパ３は、ケース１３（コイル１５）が車体１に保持され、外筒１２（永久磁石１４）の他端部が車輪側に保持されている。外筒１２とケース１３との間には、ブーツ２０が設けられており、ゴミなどが内部に入るのを防止するようにしている。 The hydraulic shock absorber 11 is a closed-bottomed cylindrical inner cylinder that is held in the outer cylinder 12 by forming an oil liquid storage space between the closed outer cylinder 12 and the outer cylinder 12. 16, a piston 17 slidably disposed in the inner cylinder 16, one end is held by the piston 17, and the other end is a hole in the opening of the inner cylinder 16 and one end of the outer cylinder 12 (reference number omitted). And a piston rod 18 extending to the outside. The other end of the piston rod 18 is extended to the outside of the case 13 through a hole (not shown) formed in the bottom of the case 13 and is fixed to the case 13.
As for this electromagnetic damper 3, the case 13 (coil 15) is hold | maintained at the vehicle body 1, and the other end part of the outer cylinder 12 (permanent magnet 14) is hold | maintained at the wheel side. A boot 20 is provided between the outer cylinder 12 and the case 13 to prevent dust and the like from entering the inside.

前記左側電磁ダンパ３ａ及び右側電磁ダンパ３ｂは、コントローラ１０の内部で複数のスイッチなどを用いて接続されている。この接続された回路について等価回路で示すと図３に示すようになる。
電磁ダンパ３は、外筒１２（永久磁石１４）及びケース１３（コイル１５）の相対変位速度〔ピストンストローク速度（左側、右側電磁ダンパ３ｂのピストンストローク速度をそれぞれｖ_１，ｖ_２という。）〕に比例して誘導電圧〔左側、右側電磁ダンパ３ｂの誘導電圧をそれぞれｅ_１，ｅ_２という。〕を発生させる発電機としての特性を持つ。図３中で、電磁ダンパ３を示す符号は、このこと（電磁ダンパ３が発電機としての特性を持つこと）を、便宜的に示すものである。誘導電圧ｅ_１，ｅ_２は次式で求められる。
ｅ_１＝φ・ｖ_１
ｅ_２＝φ・ｖ_２
φはモータ定数である。 The left electromagnetic damper 3a and the right electromagnetic damper 3b are connected inside the controller 10 using a plurality of switches. The connected circuit is shown as an equivalent circuit as shown in FIG.
Electromagnetic damper 3, the outer cylinder 12 (permanent magnets 14) and the case 13 relative displacement speed of (the coil 15) [the piston stroke speed (left, piston stroke speed of the right electromagnetic damper 3b of _v 1, _{v 2,} respectively.)] The induced voltages of the left and right electromagnetic dampers 3b are referred to as e ₁ and e ₂ respectively. ] As a generator that generates In FIG. 3, the code | symbol which shows the electromagnetic damper 3 shows this (the electromagnetic damper 3 has the characteristic as a generator) for convenience. The induced voltages e ₁ and e ₂ are obtained by the following equations.
e ₁ = φ · v ₁
e ₂ = φ · v ₂
φ is a motor constant.

そして、図３に示すように、右側電磁ダンパ３ｂ（発電機）には、コイル１５などを含む右側電磁ダンパ３ｂの内部抵抗（右側の内部抵抗２０ｂ）〔回路のインダクタンスは無視している。〕が直列に接続されている。その両端部は、スイッチ（以下、右側スイッチ２１という。）及び可変抵抗器２２を介して接続されている。以下、便宜上、右側スイッチ２１と右側の内部抵抗２０ｂの接続部を右側第１接続部２３、可変抵抗器２２と右側電磁ダンパ３ｂ（発電機）との接続部を右側第２接続部２４という。
なお、電磁ダンパ３は、電磁コイル１５と永久磁石１４が相対運動することにより電磁コイル１５内の磁束が変化し、レンツの法則により電流が発生し（すなわち、上述したように発電機としての特性を持ち）、電磁コイル１５と永久磁石１４との間に力が発生しダンパとしての機能を発揮することになる。 As shown in FIG. 3, the right electromagnetic damper 3b (generator) has an internal resistance (right internal resistance 20b) of the right electromagnetic damper 3b including the coil 15 or the like [the circuit inductance is ignored. ] Are connected in series. Both ends thereof are connected via a switch (hereinafter referred to as a right switch 21) and a variable resistor 22. Hereinafter, for the sake of convenience, the connection between the right switch 21 and the right internal resistor 20b is referred to as the right first connection 23, and the connection between the variable resistor 22 and the right electromagnetic damper 3b (generator) is referred to as the right second connection 24.
In the electromagnetic damper 3, the magnetic flux in the electromagnetic coil 15 changes due to the relative movement of the electromagnetic coil 15 and the permanent magnet 14, and a current is generated according to Lenz's law (that is, the characteristics as a generator as described above). Therefore, a force is generated between the electromagnetic coil 15 and the permanent magnet 14 to exhibit a function as a damper.

また、左側電磁ダンパ３ａ（発電機）には、コイル１５などを含む左側電磁ダンパ３ａの内部抵抗（左側の内部抵抗２０ａ）〔抵抗値ｒ〕が直列に接続されている。その両端部は、互いに連動するスイッチ（以下、左側第１、第２スイッチ２５ａ、２５ｂという。）を介して左側電磁ダンパ３ａに接続されている。 The left electromagnetic damper 3a (generator) is connected in series with the internal resistance (left internal resistance 20a) [resistance value r] of the left electromagnetic damper 3a including the coil 15 and the like. Both ends thereof are connected to the left electromagnetic damper 3a via switches that are interlocked with each other (hereinafter referred to as the left first and second switches 25a and 25b).

左側第１スイッチ２５ａは、右側第２接続部２４に接続する左側第１スイッチ第１固定接点２６と、右側第１接続部２３に接続する左側第１スイッチ第２固定接点２７と、左側の内部抵抗に接続し、左側第１スイッチ第１固定接点２６又は左側第１スイッチ第２固定接点２７に選択的に接続される左側第１スイッチ可動片２８とから大略構成されている。
左側第２スイッチ２５ｂは、右側第１接続部２３に接続する左側第２スイッチ第１固定接点２９と、右側第２接続部２４に接続する左側第２スイッチ第２固定接点３０と、左側電磁ダンパ３ａ（発電機）に接続し、左側第２スイッチ第１固定接点２９又は左側第２スイッチ第２固定接点３０に選択的に接続される左側第２スイッチ可動片３１とから大略構成されている。 The left first switch 25a includes a left first switch first fixed contact 26 connected to the right second connection portion 24, a left first switch second fixed contact 27 connected to the right first connection portion 23, and a left inner portion. A left-side first switch movable piece 28 connected to a resistor and selectively connected to the left-side first switch first fixed contact 26 or the left-side first switch second fixed contact 27 is generally configured.
The left second switch 25b includes a left second switch first fixed contact 29 connected to the right first connection portion 23, a left second switch second fixed contact 30 connected to the right second connection portion 24, and a left electromagnetic damper. 3a (generator) and the left second switch movable piece 31 that is selectively connected to the left second switch first fixed contact 29 or the left second switch second fixed contact 30.

左側第１、第２スイッチ２５ａ、２５ｂを上に倒した（左側第１スイッチ可動片２８を左側第１スイッチ第１固定接点２６に接続し、左側第２スイッチ可動片３１を左側第２スイッチ第１固定接点２９に接続した）ときの等価回路を図４に示す。 The left first and second switches 25a, 25b are tilted upward (the left first switch movable piece 28 is connected to the left first switch first fixed contact 26, and the left second switch movable piece 31 is connected to the left second switch second FIG. 4 shows an equivalent circuit when connected to one fixed contact 29).

図３中、電池３２，３３は、左側、右側電磁ダンパ３ａ，３ｂを表しており、ピストンストローク速度ｖ_１，ｖ_２に比例して誘導電圧ｅ_１，ｅ_２を発生させているものとする。右側スイッチ２１は閉じており、可変抵抗器２２の抵抗値はＲであるとする。
このとき、左側電磁ダンパ３ａに流れる電流をｉ_１、右側電磁ダンパ３ｂに流れる電流をｉ_２、可変抵抗器２２に流れる電流をｉ_３とすると、各電流ｉ_１、ｉ_２、ｉ_３は次式に示すようになる。 In FIG. 3, batteries 32 and 33 represent left and right electromagnetic dampers 3a and 3b, respectively, and generate induced voltages e ₁ and e ₂ in proportion to piston stroke speeds v ₁ and v _2. . It is assumed that the right switch 21 is closed and the resistance value of the variable resistor 22 is R.
At this time, assuming that the current flowing through the left electromagnetic damper 3a is i ₁ , the current flowing through the right electromagnetic damper 3b is i ₂ , and the current flowing through the variable resistor 22 is i ₃ , each current i ₁ , i ₂ , i ₃ is As shown in the formula.

ｉ_１＝{（ｋ＋１）・ｅ_１＋ｅ_２}／{ｒ・（ｋ＋２）}
ｉ_２＝{ｅ_１＋（ｋ＋１）・ｅ_２}／{ｒ・（ｋ＋２）}
ｉ_３＝{ｋ・（ｅ_１−ｅ_２）}／{ｒ・（ｋ＋２）}
ここで、ｋ：左側電磁ダンパ３ａの内部抵抗２０ａ（＝右側電磁ダンパ３ｂの内部抵抗２０ｂ）と可変抵抗器２２の抵抗値の比率（パラメータ）であり、ｋ＝ｒ／Ｒである。 i ₁ = {(k + 1) · e ₁ + e ₂ } / {r · (k + 2)}
i ₂ = {e ₁ + (k + 1) · e ₂ } / {r · (k + 2)}
i ₃ = {k · (e ₁ −e ₂ )} / {r · (k + 2)}
Here, k is the ratio (parameter) of the resistance value of the internal resistance 20a of the left electromagnetic damper 3a (= the internal resistance 20b of the right electromagnetic damper 3b) and the variable resistor 22, and k = r / R.

左側電磁ダンパ３ａに電流ｉ_１が流れ、右側電磁ダンパ３ｂに電流ｉ_２が流れる場合、左側電磁ダンパ３ａ及び右側電磁ダンパ３ｂが発生する減衰力ｆ_１，ｆ_２は、次式に示すようになる。 When the current i ₁ flows through the left electromagnetic damper 3a and the current i ₂ flows through the right electromagnetic damper 3b, the damping forces f ₁ and f ₂ generated by the left electromagnetic damper 3a and the right electromagnetic damper 3b are as shown in the following equation: Become.

ｆ_１＝φ・ｉ_１
ｆ_２＝φ・ｉ_２ f ₁ = φ · i ₁
f ₂ = φ · i ₂

このような電磁ダンパ３の回路の特性を説明する。簡単にするために右側スイッチ２１は開いているとする。このとき，ｋ＝０に相当するので、左側電磁ダンパ３ａ及び右側電磁ダンパ３ｂに流れる電流ｉ_１，ｉ_２、可変抵抗器２２に流れる電流ｉ_３は、次式に示すようになる。 The circuit characteristics of the electromagnetic damper 3 will be described. For simplicity, it is assumed that the right switch 21 is open. At this time, corresponding to k = 0, the current _i 1 flowing to the left electromagnetic damper 3a and the right electromagnetic dampers 3b, _{i 2,} the current _{i 3} flowing through the variable resistor 22 is as shown in the following equation.

ｉ_１＝ｉ_２＝（ｅ_１＋ｅ_２）／（２ｒ）
ｉ_３＝０ i ₁ = i ₂ = (e ₁ + e ₂ ) / (2r)
i ₃ = 0

すなわち、左側電磁ダンパ３ａ及び右側電磁ダンパ３ｂのそれぞれのピストンストローク速度ｖ_１，ｖ_２の平均速度に対応した大きさの減衰力が、左側電磁ダンパ３ａ及び右側電磁ダンパ３ｂに発生する。
このようにすることにより、左右の路面における小さく不規則な凹凸の差に対しては、減衰力を発生せず、左右の路面状況が同じような大きなうねりに対してのみ減衰力を発生させるようになる。左右の路面における小さく不規則な凹凸の差は、通常ばね上固有振動数より高く、そのような振動に対しては減衰係数を小さくできる。また、左右の路面状況が同じような大きなうねりは、通常ばね上固有振動数より低く、そのような振動に対しては減衰係数を大きくできる。このように路面状況に応じて減衰力を変えられるので、乗り心地が向上する。 That is, a damping force having a magnitude corresponding to the average speed of the piston stroke speeds v ₁ and v ₂ of the left electromagnetic damper 3a and the right electromagnetic damper 3b is generated in the left electromagnetic damper 3a and the right electromagnetic damper 3b.
By doing so, no damping force is generated for small irregular irregularities on the left and right road surfaces, and a damping force is generated only for large waviness where the left and right road surface conditions are similar. become. The difference between small and irregular irregularities on the right and left road surfaces is usually higher than the sprung natural frequency, and the damping coefficient can be reduced for such vibration. In addition, large undulations with the same left and right road surface conditions are usually lower than the sprung natural frequency, and the damping coefficient can be increased for such vibrations. Since the damping force can be changed according to the road surface condition in this way, the riding comfort is improved.

図４の回路において、ｋ≠０の場合は、左側、右側電磁ダンパ３ａ，３ｂのそれぞれのピストンストローク速度ｖ_１，ｖ_２に対して、左側電磁ダンパ３ａは、（ｋ＋１）：１に重みを付けた平均速度に対応した減衰力を発生させ、右側電磁ダンパ３ｂは、１：（ｋ＋１）に重みを付けた平均速度に対応した減衰力を発生させる。すなわち、ｋを大きくする（可変抵抗器２２の抵抗値Ｒを小さくする）と、左右の連係が少なくなり、左右独立してダンパ機能を発揮するようになる。 In the circuit of FIG. 4, when k ≠ 0, the left electromagnetic damper 3a weights (k + 1): 1 with respect to the piston stroke speeds v ₁ and v ₂ of the left and right electromagnetic dampers 3a and 3b. A damping force corresponding to the applied average speed is generated, and the right electromagnetic damper 3b generates a damping force corresponding to the average speed weighted to 1: (k + 1). That is, when k is increased (the resistance value R of the variable resistor 22 is decreased), the left-right linkage is reduced, and the damper function is exhibited independently on the left and right.

次に、図３の回路で、左側第１、第２のスイッチ２５ａ、２５ｂを下に倒したときの等価回路を図５に示す。
左側電磁ダンパ３ａは極性を反転させて右側電磁ダンパ３ｂと接続されている。ここでは左側、右側電磁ダンパ３ａ，３ｂを電池３２，３３とし、右側スイッチ２１は閉じ、可変抵抗器２２の抵抗値はＲであるとする。このとき、左側電磁ダンパ３ａに流れる電流をｉ_１、右側電磁ダンパ３ｂに流れる電流をｉ_２、可変抵抗器２２に流れる電流をｉ_３とすると、各電流ｉ_１、ｉ_２、ｉ_３は次式に示すようになる。 Next, FIG. 5 shows an equivalent circuit when the left first and second switches 25a and 25b are turned down in the circuit of FIG.
The left electromagnetic damper 3a is connected to the right electromagnetic damper 3b with the polarity reversed. Here, the left and right electromagnetic dampers 3a and 3b are batteries 32 and 33, the right switch 21 is closed, and the resistance value of the variable resistor 22 is R. At this time, assuming that the current flowing through the left electromagnetic damper 3a is i ₁ , the current flowing through the right electromagnetic damper 3b is i ₂ , and the current flowing through the variable resistor 22 is i ₃ , each current i ₁ , i ₂ , i ₃ is As shown in the formula.

ｉ_１＝{（ｋ＋１）・ｅ_１−ｅ_２}／{ｒ・（ｋ＋２）}
ｉ_２＝{−ｅ_１＋（ｋ＋１）・ｅ_２}／{ｒ・（ｋ＋２）}
ｉ_３＝{ｋ・（ｅ_１＋ｅ_２）}／{ｒ・（ｋ＋２）}
但し、ｋ＝ｒ／Ｒ i ₁ = {(k + 1) · e ₁ −e ₂ } / {r · (k + 2)}
i ₂ = {− e ₁ + (k + 1) · e ₂ } / {r · (k + 2)}
i ₃ = {k · (e ₁ + e ₂ )} / {r · (k + 2)}
However, k = r / R

このような電磁ダンパ３の回路の特性を説明する。簡単にするために右側スイッチ２１は開いている（ｋ＝０）とする。このとき、左側電磁ダンパ３ａ及び右側電磁ダンパ３ｂに流れる電流、可変抵抗器２２に流れる電流は、次式に示すようになる。 The circuit characteristics of the electromagnetic damper 3 will be described. For simplicity, it is assumed that the right switch 21 is open (k = 0). At this time, the current flowing through the left electromagnetic damper 3a and the right electromagnetic damper 3b and the current flowing through the variable resistor 22 are expressed by the following equations.

ｉ_１＝ｉ_２＝（ｅ_１−ｅ_２）／（２ｒ）
ｉ_３＝０ _{_{_{_{i 1 = i 2 = (e}}}} 1 -e 2) / (2r)
i ₃ = 0

すなわち、左側電磁ダンパ３ａ及び右側電磁ダンパ３ｂのそれぞれのピストンストローク速度ｖ_１，ｖ_２の差の１／２の速度に対応した大きさの減衰力が左側電磁ダンパ３ａに発生し、大きさが同じで逆向きの力が右側電磁ダンパ３ｂに発生する。この作用を、ピストンストローク速度ｖ_１，ｖ_２の大きさに分けて説明する。 That is, a damping force having a magnitude corresponding to a half speed of the difference between the piston stroke speeds v ₁ and v ₂ of the left electromagnetic damper 3a and the right electromagnetic damper 3b is generated in the left electromagnetic damper 3a. The same reverse force is generated in the right electromagnetic damper 3b. This operation will be described separately for the piston stroke speeds v ₁ and v ₂ .

（１）ｖ_１＝ｖ_２のとき：左側、右側電磁ダンパ３ａ，３ｂには力が発生しない。すなわち、車体１の上下の並進運動を減衰させることはできない。 (1) When v ₁ = v ₂ : No force is generated in the left and right electromagnetic dampers 3a and 3b. That is, the vertical translational motion of the vehicle body 1 cannot be attenuated.

（２）ｖ_１＞ｖ_２のとき：
左側電磁ダンパ３ａには、（ｖ_１−ｖ_２）／２の速度に対応した減衰力が発生し、また、右側電磁ダンパ３ｂには、（ｖ_１−ｖ_２）／２の速度に対応した推力が発生する。すなわち、ピストンストローク速度が大きい左側電磁ダンパ３ａには運動を抑制させるような減衰力が発生し、また、ピストンストローク速度が小さい右側電磁ダンパ３ｂには運動を加速させるような減衰力が発生するので、ピストンストローク速度ｖ_１，ｖ_２の差により、車体１に発生するロール回転に対してロール回転を抑えるような逆向きのモーメントを発生させる。 (2) When v ₁ > v ₂ :
On the left electromagnetic damper _{_{3a, (v 1 -v 2)}} / damping force corresponding to the speed of 2 is generated, also, the right electromagnetic damper _3b, corresponding to the speed of (v 1 _-v 2) / 2 Thrust is generated. That is, a damping force that suppresses the motion is generated in the left electromagnetic damper 3a having a high piston stroke speed, and a damping force that accelerates the motion is generated in the right electromagnetic damper 3b having a low piston stroke speed. Due to the difference between the piston stroke speeds v ₁ and v ₂ , a reverse moment is generated to suppress the roll rotation with respect to the roll rotation generated in the vehicle body 1.

（３）ｖ_１＜ｖ_２のとき：
左側電磁ダンパ３ａに、（ｖ_１−ｖ_２）／２の速度に対応した推力が発生し、また、右側電磁ダンパ３ｂには、（ｖ_１−ｖ_２）／２の速度に対応した減衰力が発生する。この場合も、ピストンストローク速度ｖ_１，ｖ_２の差により、車体１に発生するロール回転に対してロール回転を抑えるような逆向きのモーメントを発生させる。 (3) When v ₁ <v ₂ :
A thrust corresponding to a speed of (v ₁ −v ₂ ) / 2 is generated in the left electromagnetic damper 3a, and a damping force corresponding to a speed of (v ₁ −v ₂ ) / 2 is generated in the right electromagnetic damper 3b. Will occur. Also in this case, due to the difference between the piston stroke speeds v ₁ and v ₂ , a reverse moment that suppresses the roll rotation with respect to the roll rotation generated in the vehicle body 1 is generated.

以上のように、図３の回路で左側第１、第２のスイッチ２５ａ，２５ｂを下に倒したときは、車体１のロール回転を抑制させることができるので、操縦安定性を向上させることができる。 As described above, when the left and first switches 25a and 25b on the left side are tilted down in the circuit of FIG. 3, the roll rotation of the vehicle body 1 can be suppressed, so that the steering stability can be improved. it can.

図５の回路において、ｋ≠０の場合は、ロール回転の抑制分だけでなく、左側、右側電磁ダンパ３ａ，３ｂのそれぞれのピストンストローク速度ｖ_１，ｖ_２に対して減衰力を発生するようになる。すなわち、ｋを大きくする（可変抵抗器２２の抵抗値Ｒを小さくする）と、ロール回転の抑制分が少なくなり、左右の連係が少なくなり、左右独立してダンパ機能を発揮するようになる。 In the circuit of FIG. 5, when k ≠ 0, a damping force is generated not only for the suppression of roll rotation but also for the piston stroke speeds v ₁ and v _{2 of} the left and right electromagnetic dampers 3a and 3b. become. That is, if k is increased (the resistance value R of the variable resistor 22 is decreased), the amount of roll rotation suppression is reduced, the left-right linkage is reduced, and the damper function is exhibited independently on the left and right.

図６に、左側第１、第２スイッチ２５ａ、２５ｂ及び右側スイッチ２１のオンオフ（切替え）及び可変抵抗器２２の抵抗値の大きさで規定される振動抑制モードを示す。振動抑制モードは、上下並進運動抑制モード、左右独立運動抑制モード、ロール回転運動抑制モードの３つのモードと、その中間的なモードである「上下並進運動抑制＋左右独立運動抑制」モード、「左右独立運動抑制＋ロール回転運動抑制」モードがある。「上下並進運動抑制＋左右独立運動抑制」モード、「左右独立運動抑制＋ロール回転運動抑制」モードでは、それぞれに含まれる振動モードの割合を変えることができる。 FIG. 6 shows a vibration suppression mode defined by ON / OFF (switching) of the first and second switches 25 a and 25 b and the right switch 21 and the resistance value of the variable resistor 22. There are three vibration suppression modes: vertical translation motion suppression mode, left / right independent motion suppression mode, and roll rotation motion suppression mode, and the intermediate modes “vertical translation motion suppression + left / right independent motion suppression” mode, Independent motion suppression + roll rotation motion suppression mode. In the “upper / lower translational motion suppression + left / right independent motion suppression” mode and the “left / right independent motion suppression + roll rotational motion suppression” mode, the ratio of the vibration modes included in each can be changed.

コントローラ１０は、図６で示した振動モード〔図６左側の上下並進運動抑制モード〜右側のロール回転運動抑制モード〕のうち指定されたモードを実現させるように、左側第１、第２スイッチ２５ａ、２５ｂ及び右側スイッチ２１のオンオフ（切替え）及び可変抵抗器２２の抵抗値の大きさを調整する。この場合、指定するモードは運転者が指示するようにしてもよいし、コントローラ１０が、左側、右側電磁ダンパ３ａ，３ｂの誘導電圧を検知することにより行うようにしてもよい。 The controller 10 performs the first and second switches 25a on the left side so as to realize the designated mode among the vibration modes shown in FIG. 6 (up / down translational motion suppression mode on the left side of FIG. 6 to right side roll rotational motion suppression mode). 25b and the right switch 21 are turned on / off (switched) and the resistance value of the variable resistor 22 is adjusted. In this case, the mode to be designated may be instructed by the driver, or may be performed by the controller 10 detecting the induced voltages of the left and right electromagnetic dampers 3a and 3b.

この第１実施の形態では、コントローラ１０はスイッチ（左側第１、第２スイッチ２５ａ、２５ｂ及び右側スイッチ２１）の切替えと、可変抵抗器２２の抵抗値の変更を行えばよく、制御内容が従来技術に比して簡易なものになり、その分、構成が簡略化され、ひいては信頼性の向上を図ることができる。また、車両の振動を利用して誘導電圧を発生し、その誘導電圧を利用して振動抑制を行うので、外部エネルギを必要最小限に抑えることができ、ひいては燃費の向上を図ることができる。 In the first embodiment, the controller 10 only has to switch the switches (the left first and second switches 25a and 25b and the right switch 21) and change the resistance value of the variable resistor 22, and the control contents are conventional. It becomes simpler than the technology, and the configuration is simplified correspondingly, and as a result, the reliability can be improved. Moreover, since an induced voltage is generated using the vibration of the vehicle and the vibration is suppressed using the induced voltage, the external energy can be suppressed to a necessary minimum, thereby improving the fuel consumption.

また、路面状況により振動抑制モードを変更することが可能であり、これにより路面状況に応じて良好な乗り心地を確保することができる。また、可変抵抗器２２の抵抗値を連続して変更するなどにより振動抑制モードを連続的に変えることができ、振動モード切替えに伴う衝撃の発生を防止できる。ロール回転の抑制を図ることができ、操縦安定性を向上できる。推力を使用して振動を抑制する場合にも、連動する他の電磁ダンパが発生する電力を推力発生の電源として利用することが可能であり、これにより回生エネルギを蓄える電池や外部エネルギの供給源を設けなくて済み、その分、構成を簡易化できる。また、上述したように、電池が不要であること及びコントローラ１０が簡易な構成であることから、装置の低コスト化を図ることができる。 Further, it is possible to change the vibration suppression mode depending on the road surface condition, and thereby it is possible to ensure a good riding comfort according to the road surface condition. In addition, the vibration suppression mode can be changed continuously by continuously changing the resistance value of the variable resistor 22, and the occurrence of an impact accompanying the vibration mode switching can be prevented. Roll rotation can be suppressed, and steering stability can be improved. Even when using thrust to suppress vibrations, it is possible to use the power generated by other electromagnetic dampers that operate in conjunction as a power source for thrust generation, which enables batteries to store regenerative energy and external energy sources. Therefore, the configuration can be simplified. In addition, as described above, since no battery is required and the controller 10 has a simple configuration, the cost of the apparatus can be reduced.

上記第１実施の形態において、図７に示すように、車体１とタイヤ２（車軸）との間に減衰力調整式油圧緩衝器４０（パッシブダンパ）を介装するようにしてもよい（第２実施の形態）。この第２実施の形態によれば、減衰力調整式油圧緩衝器４０による振動抑制及び前記第１実施の形態による振動抑制を行うことが可能であり、種々のタイプの振動に対して振動抑制を図ることができる。また、減衰力調整式油圧緩衝器４０を設けた分、電磁ダンパ３の容量を小さくすることができる。 In the first embodiment, as shown in FIG. 7, a damping force adjusting hydraulic shock absorber 40 (passive damper) may be interposed between the vehicle body 1 and the tire 2 (axle) (first). 2 embodiment). According to the second embodiment, vibration suppression by the damping force adjusting hydraulic shock absorber 40 and vibration suppression by the first embodiment can be performed, and vibration suppression is performed for various types of vibration. Can be planned. Moreover, the capacity | capacitance of the electromagnetic damper 3 can be made small by the part which provided the damping force adjustment type hydraulic buffer 40.

次に、本発明の第３実施の形態を図８ないし図１１に基づいて説明する。なお、図１ないし図７に示す部材及び部分と同等の部材及び部分については同一の符号で示し、その説明は、適宜省略する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Members and parts equivalent to those shown in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

この第３実施の形態では、図８に示すように、鉄道車両に用いられる電磁サスペンション制御装置を例にしている。 In the third embodiment, as shown in FIG. 8, an electromagnetic suspension control device used for a railway vehicle is taken as an example.

図８において、鉄道車両４１は、前後に配置した２つの台車（以下、適宜、前側台車４２、後側台車４３という。）と、前側台車４２及び後側台車４３の上に左右動及び上下動可能に載置された車体４４とを備えている。前側台車４２と車体４４との間、後側台車４３と車体４４との間には、左右方向に伸縮可能に電磁ダンパ３（以下、適宜、左右系第１、第２電磁ダンパ３ｃ，３ｄという。）が介装されている。換言すれば、左右系第１、第２電磁ダンパ３ｃ，３ｄは、左右方向取り付けとされている。 In FIG. 8, the railcar 41 includes two trolleys arranged in the front and rear (hereinafter referred to as a front trolley 42 and a rear trolley 43 as appropriate), a left and right movement and a vertical movement on the front trolley 42 and the rear trolley 43. And a vehicle body 44 mounted thereon. Between the front carriage 42 and the vehicle body 44 and between the rear carriage 43 and the vehicle body 44, the electromagnetic damper 3 (hereinafter referred to as the right and left system first and second electromagnetic dampers 3c and 3d as appropriate) can be expanded and contracted in the left-right direction. .) Is installed. In other words, the left and right system first and second electromagnetic dampers 3c and 3d are attached in the left-right direction.

そして、鉄道車両４１に車体４４上下方向軸を中心に回転するヨーイング運動（ヨー運動）が発生すると、鉄道車両４１の前側に配置された左右系第１電磁ダンパ３ｃと、後側に配置された左右系第２電磁ダンパ３ｄとは、逆相で伸び縮みする。これに対して、左右並進運動やローリング〔後述する第４実施の形態の上下系と区別するため、以下、適宜、ローリング（左右系）と表示する。〕運動が発生すると、左右系第１電磁ダンパ３ｃと左右系第２電磁ダンパ３ｄとは同相で伸縮する。 When a yawing motion (yaw motion) that rotates about the vertical axis of the vehicle body 44 occurs in the railway vehicle 41, the left and right system first electromagnetic damper 3c disposed on the front side of the railway vehicle 41 and the rear side are disposed. The left and right system second electromagnetic damper 3d expands and contracts in the opposite phase. On the other hand, left-right translational movement and rolling [in order to distinguish from the upper and lower systems of the fourth embodiment to be described later, hereinafter, appropriately referred to as rolling (left and right systems). When motion occurs, the left and right system first electromagnetic damper 3c and the left and right system second electromagnetic damper 3d expand and contract in phase.

車両の振動に応じて、上述したように電磁ダンパ３（左右系第１、第２電磁ダンパ３ｃ，３ｄ）が動き、また、上述したようにレンツの法則に則って磁束変化を小さくする向きにコイル１５に逆起電力を発生することから、車両の振動状態に応じて各電磁ダンパ３（左右系第１、第２電磁ダンパ３ｃ，３ｄ）のコイル１５の接続を切換えることにより電流ループの形成が可能になり、ひいては各電磁ダンパ３による減衰力の発生が可能になる。 As described above, the electromagnetic damper 3 (the left and right system first and second electromagnetic dampers 3c and 3d) moves according to the vibration of the vehicle, and the direction in which the magnetic flux change is reduced according to Lenz's law as described above. Since a counter electromotive force is generated in the coil 15, a current loop is formed by switching the connection of the coil 15 of each electromagnetic damper 3 (left and right system first and second electromagnetic dampers 3c and 3d) according to the vibration state of the vehicle. Therefore, it becomes possible to generate a damping force by each electromagnetic damper 3.

すなわち、車両がヨーイング運動すると、上述したように左右系第１、第２電磁ダンパ３ｃ，３ｄは、逆相で動き、図９に示すように左右系第１、第２電磁ダンパ３ｃ，３ｄの各コイル１５に流れる電流は矢印で示すように逆向きとなる。そして、この場合、電流の向きが一致するようにコイル１５を接続することにより電流ループが形成され、これにより、各電磁ダンパ３左右系第１、第２電磁ダンパ３ｃ，３ｄによる減衰力の発生が可能になる。 That is, when the vehicle yaws, the left and right system first and second electromagnetic dampers 3c and 3d move in opposite phases as described above, and the left and right system first and second electromagnetic dampers 3c and 3d move as shown in FIG. The current flowing through each coil 15 is reversed as shown by the arrows. In this case, a current loop is formed by connecting the coils 15 so that the directions of the currents coincide with each other, thereby generating a damping force by the first and second electromagnetic dampers 3c, 3d of the left and right systems of the electromagnetic damper 3. Is possible.

また、車両が左右並進運動やローリング（左右系）運動が発生すると、上述したように左右系第１、第２電磁ダンパ３ｃ，３ｄは、同相で動き、図１０に示すように左右系第１、第２電磁ダンパ３ｃ，３ｄの各コイル１５に流れる電流は矢印で示すように同等となる。そして、電流の向きが一致するようにコイル１５を接続することにより電流ループが形成され、これにより、各電磁ダンパ３（左右系第１、第２電磁ダンパ３ｃ，３ｄ）による減衰力の発生が可能になる。この図１０に示す場合、図９に示す場合に対して接続状態を切換えることにより電流ループの形成が可能になる。 Further, when the vehicle undergoes left-right translational motion or rolling (left-right system) motion, the left-right system first and second electromagnetic dampers 3c, 3d move in phase as described above, and the left-right system first as shown in FIG. The currents flowing through the coils 15 of the second electromagnetic dampers 3c and 3d are equivalent as indicated by arrows. Then, a current loop is formed by connecting the coils 15 so that the directions of the currents coincide with each other, thereby generating a damping force by each electromagnetic damper 3 (the left and right system first and second electromagnetic dampers 3c and 3d). It becomes possible. In the case shown in FIG. 10, a current loop can be formed by switching the connection state as compared with the case shown in FIG.

この第３実施の形態では、ヨーイング運動、左右並進運動及びローリング（左右系）運動に対して電流ループを形成し、振動抑制を行えるように、図１１に示すように制御回路を構成している。
この制御回路は、図１１に示すように、左右系第１電磁ダンパ３ｃのコイル１５（左右系第１コイル１５ａという。）と、左右系第２電磁ダンパ３ｄのコイル１５（左右系第２コイル１５ｂという。）とを、４個のリレー（第１、第２、第３、第４のリレー５１，５２，５３，５４）を介して接続し、２つのトランジスタ（第１、第２トランジスタ５５，５６）を備えたものになっている。さらに、第１トランジスタ５５のベースに指示端子５７を接続し、第２、第３のリレー５２，５３を含むように同相系ライン６０が形成され、同相系ライン６０を通して第２、第３のリレー５２，５３に電力供給できるようにし、また、第１、第４のリレー５１，５４を含むように逆相系ライン６１が形成され、逆相系ライン６１を通して第１、第４のリレー５１，５４に電力供給できるようにしている。 In the third embodiment, a control circuit is configured as shown in FIG. 11 so as to form a current loop for yawing motion, left-right translational motion, and rolling (left-right system) motion to suppress vibration. .
As shown in FIG. 11, the control circuit includes a coil 15 of the left and right system first electromagnetic damper 3c (referred to as a left and right system first coil 15a) and a coil 15 (left and right system second coil of the left and right system second electromagnetic damper 3d). 15b) are connected via four relays (first, second, third and fourth relays 51, 52, 53, 54) and two transistors (first and second transistors 55). , 56). Further, an instruction terminal 57 is connected to the base of the first transistor 55, and an in-phase line 60 is formed so as to include the second and third relays 52 and 53, and the second and third relays are formed through the in-phase line 60. 52 and 53 can be supplied with power, and a reverse phase system line 61 is formed so as to include the first and fourth relays 51 and 54, and the first and fourth relays 51, 54 can be supplied with electric power.

第１、第２、第３、第４のリレー５１，５２，５３，５４は、指示端子５７からの指示電圧（ハイまたはロー）によりオン−オフの組合せが決定される。例えば、指示端子５７電圧がハイの場合、第１トランジスタ５５がオンし、第２、第３のリレー５２，５３に電力を供給する同相系ライン６０の電圧が略０Ｖとなり、第２トランジスタ５６はオフとなる。そのため、第１、第４のリレー５１，５４に電力を供給する逆相系ライン６１の電圧はハイレベルとなり、第１、第４のリレー５１，５４がオンする。 The first, second, third, and fourth relays 51, 52, 53, and 54 are determined to be turned on and off by the instruction voltage (high or low) from the instruction terminal 57. For example, when the voltage at the instruction terminal 57 is high, the first transistor 55 is turned on, the voltage of the common-mode line 60 that supplies power to the second and third relays 52 and 53 becomes approximately 0 V, and the second transistor 56 Turn off. Therefore, the voltage of the reverse phase system line 61 that supplies power to the first and fourth relays 51 and 54 becomes high level, and the first and fourth relays 51 and 54 are turned on.

このように指示端子５７電圧がハイの場合、第１、第４のリレー５１，５４がオンするため、左右系第１コイル１５ａに実線方向に電流が流れている場合には、左右系第１コイル１５ａの上側の端子から第１のリレー５１、左右系第２コイル１５ｂ、第４のリレー５４を介して、左右系第１コイル１５ａの下側の端子に戻る電流ループで電流が流れ、逆相〔ヨーイング運動〕の車体４４のモーションに対して減衰力を発生することになる。 In this way, when the voltage at the instruction terminal 57 is high, the first and fourth relays 51 and 54 are turned on. Therefore, when current flows in the direction of the solid line in the left and right system first coil 15 a, The current flows from the upper terminal of the coil 15a through the first relay 51, the left and right system second coil 15b, and the fourth relay 54 to the lower terminal of the left and right system first coil 15a. A damping force is generated with respect to the motion of the vehicle body 44 in the phase [yawing motion].

また、指示端子５７を０Ｖ（ローレベル）にすると、第２、第３のリレー５２，５３がオンし、第１、第４のリレー５１，５４がオフとなるため、左右系第１、第２のコイル１５ａ、１５ｂには同相の電流が流れることになり、左右並進運動及びローリング（左右系）運動に対して電流ループを形成して減衰力を発生し、振動抑制できることになる。 When the instruction terminal 57 is set to 0 V (low level), the second and third relays 52 and 53 are turned on, and the first and fourth relays 51 and 54 are turned off. Currents in the same phase flow through the second coils 15a and 15b, and a damping loop is generated by forming a current loop with respect to the left-right translational motion and the rolling (left-right system) motion, and the vibration can be suppressed.

上述したように、車両の振動内容に応じて、左右系第１、第２のコイル１５ａ，１５ｂの接続の向きを切換えて電流ループを形成して、減衰力を発生させ、これにより車両の振動を抑制する。 As described above, in accordance with the vibration content of the vehicle, the direction of connection of the left and right systems first and second coils 15a and 15b is switched to form a current loop to generate a damping force, thereby generating vehicle vibration. Suppress.

この第３実施の形態によれば、蓄圧回路を介さずに直接、他方の電磁ダンパのコイルに逆起電力を供給可能であり、振動エネルギーの有効活用が可能である。また、振動抑制を車体４４の振動モードに分けて抑制することが可能であり、ひいては含まれる振動モードの割合（何れの振動モードが卓越しているかに）に応じ、卓越する振動モードについて他の振動モードに比して減衰力がより効くようにすることができ、これにより効率よく振動抑制できる。 According to the third embodiment, the counter electromotive force can be supplied directly to the coil of the other electromagnetic damper without going through the pressure accumulating circuit, and the vibration energy can be effectively used. Further, it is possible to suppress vibration suppression by dividing it into vibration modes of the vehicle body 44. As a result, depending on the proportion of vibration modes included (which vibration mode is superior) The damping force can be made more effective as compared with the vibration mode, and the vibration can be suppressed efficiently.

次に、本発明の第４実施の形態を図１２に基づいて説明する。なお、図１ないし図１１に示す部材及び部分と同等の部材及び部分については同一の符号で示し、その説明は、適宜省略する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that members and portions equivalent to those shown in FIGS. 1 to 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

この第４実施の形態では、鉄道車両４１に用いられる電磁サスペンション制御装置を例にしている。図１２において、前側台車４２の左側部分と車体４４との間、前側台車４２の右側部分と車体４４との間、後側台車４３の左側部分と車体４４との間及び後側台車４３の右側部分と車体４４との間には、それぞれ電磁ダンパ３（以下、適宜、上下方向第１、第２、第３、第４電磁ダンパ３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈという。）が介装されている。換言すれば、上下方向第１、第２、第３、第４電磁ダンパ３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈは、上下方向取り付けとされている。 In the fourth embodiment, an electromagnetic suspension control device used for the railway vehicle 41 is taken as an example. In FIG. 12, between the left side portion of the front carriage 42 and the vehicle body 44, between the right side portion of the front carriage 42 and the vehicle body 44, between the left side portion of the rear carriage 43 and the vehicle body 44, and on the right side of the rear carriage 43. Electromagnetic dampers 3 (hereinafter, referred to as first, second, third, and fourth electromagnetic dampers 3e, 3f, 3g, and 3h in the vertical direction as appropriate) are interposed between the portion and the vehicle body 44, respectively. . In other words, the first, second, third, and fourth electromagnetic dampers 3e, 3f, 3g, and 3h in the vertical direction are attached in the vertical direction.

そして、鉄道車両４１にピッチング運動が発生すると、鉄道車両４１の前側に配置された上下方向第１、第２電磁ダンパ３ｅ，３ｆと、後側に配置された上下方向第３、第４電磁ダンパ３ｇ，３ｈとは、伸び縮み逆相で動く。また、ローリング（上下系）運動が発生すると、鉄道車両４１の左側に配置された上下方向第１、第３電磁ダンパ３ｅ，３ｇと、右側に配置された上下方向第２、第４電磁ダンパ３ｆ，３ｈとは、上述したピッチング運動の場合と同様に、逆相で伸縮する。 When a pitching motion is generated in the railway vehicle 41, the first and second electromagnetic dampers 3e and 3f in the vertical direction arranged on the front side of the railway vehicle 41 and the third and fourth electromagnetic dampers in the vertical direction arranged on the rear side. 3g and 3h move in the opposite phase. When rolling (vertical system) motion occurs, the first and third electromagnetic dampers 3e and 3g in the vertical direction arranged on the left side of the railway vehicle 41, and the second and fourth electromagnetic dampers 3f in the vertical direction arranged on the right side. , 3h expands and contracts in the opposite phase, similar to the pitching motion described above.

これに対して、鉄道車両４１にバウンシング運動が発生すると、全ての電磁ダンパ３（上下方向第１、第２、第３、第４電磁ダンパ３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ）は、伸び縮み同相で運動する。 On the other hand, when a bouncing motion occurs in the railcar 41, all the electromagnetic dampers 3 (the first, second, third, and fourth electromagnetic dampers 3e, 3f, 3g, and 3h in the vertical direction) expand and contract in phase. Exercise.

車両の振動に応じて、上述したように電磁ダンパ３（上下方向第１、第２、第３、第４電磁ダンパ３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ）が動き、また、上述したようにレンツの法則に則って磁束変化を小さくする向きにコイル１５に逆起電力を発生することから、車両の振動状態に応じて各電磁ダンパ３（上下方向第１、第２電磁ダンパ３ｅ，３ｆ）のコイル１５の接続を切換えることにより電流ループの形成が可能になり、ひいては各電磁ダンパ３による減衰力の発生が可能になる。
すなわち、車両がピッチング運動すると、図９に示すように上下方向第１、第２電磁ダンパ３ｅ，３ｆと、後側に配置された上下方向第３、第４電磁ダンパ３ｇ，３ｈとは、逆相で動き、各コイル１５に流れる電流は逆向きとなる。また、ローリング（上下系）運動すると、上下方向第１、第３電磁ダンパ３ｅ，３ｇと、上下方向第２、第４電磁ダンパ３ｆ，３ｈとは、逆相で動き、各コイル１５に流れる電流は逆向きとなる。 The electromagnetic damper 3 (the first, second, third, and fourth electromagnetic dampers 3e, 3f, 3g, and 3h in the vertical direction) moves according to the vibration of the vehicle as described above, and the Lenz law as described above. Accordingly, a counter electromotive force is generated in the coil 15 in a direction to reduce the change in magnetic flux, so that the coil 15 of each electromagnetic damper 3 (vertical first and second electromagnetic dampers 3e and 3f) according to the vibration state of the vehicle. By switching the connections, it becomes possible to form a current loop, and consequently to generate a damping force by each electromagnetic damper 3.
That is, when the vehicle performs a pitching motion, as shown in FIG. 9, the first and second electromagnetic dampers 3e and 3f in the vertical direction and the third and fourth electromagnetic dampers 3g and 3h in the vertical direction arranged on the rear side are reversed. The current flowing in each coil 15 is reversed in phase. When the rolling (vertical system) motion is performed, the first and third electromagnetic dampers 3e and 3g in the vertical direction and the second and fourth electromagnetic dampers 3f and 3h in the vertical direction move in opposite phases, and currents flowing through the coils 15 Is reversed.

また、鉄道車両４１がバウンシング運動を発生すると、全ての電磁ダンパ３（上下方向第１、第２、第３、第４電磁ダンパ３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ）は、同相で動き、図１０に示すように電磁ダンパ３（上下方向第１、第２、第３、第４電磁ダンパ３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ）の各コイル１５に流れる電流は矢印で示すように同等となる。 When the railcar 41 generates a bouncing motion, all the electromagnetic dampers 3 (the first, second, third, and fourth electromagnetic dampers 3e, 3f, 3g, and 3h in the vertical direction) move in the same phase, as shown in FIG. As shown, the currents flowing through the coils 15 of the electromagnetic damper 3 (the first, second, third, and fourth electromagnetic dampers 3e, 3f, 3g, and 3h in the vertical direction) are equal as indicated by arrows.

この第４実施の形態も、図１１に示すものと略同等に制御回路を構成し、車両の振動内容に応じて、４つの電磁ダンパ３の各コイル１５（図１１への記載省略）の接続の向きを切換えて電流ループを形成して、減衰力を発生させ、これにより車両の振動を抑制する。 This fourth embodiment also constitutes a control circuit substantially the same as that shown in FIG. 11, and connects the coils 15 (not shown in FIG. 11) of the four electromagnetic dampers 3 according to the vibration content of the vehicle. Is switched to form a current loop to generate a damping force, thereby suppressing the vibration of the vehicle.

この第４実施の形態によれば、第３実施の形態と同様にして、蓄圧回路を介さずに直接、他方の電磁ダンパ３のコイル１５に逆起電力を供給可能であり、振動エネルギーの有効活用が可能である。また、振動抑制を車体４４の振動モードに分けて抑制することが可能であり、ひいては含まれる振動モードの割合（何れの振動モードが卓越しているかに）に応じ、卓越する振動モードについて他の振動モードに比して減衰力がより効くようにすることができ、これにより効率よく振動抑制できる。 According to the fourth embodiment, as in the third embodiment, the back electromotive force can be supplied directly to the coil 15 of the other electromagnetic damper 3 without going through the pressure accumulating circuit, and effective vibration energy can be obtained. It can be used. Further, it is possible to suppress vibration suppression by dividing it into vibration modes of the vehicle body 44. As a result, depending on the proportion of vibration modes included (which vibration mode is superior) The damping force can be made more effective as compared with the vibration mode, and the vibration can be suppressed efficiently.

３ａ左側の電磁ダンパ（電磁サスペンション）
３ｂ右側の電磁ダンパ（電磁サスペンション）
３ｃ左右系第１電磁ダンパ（電磁サスペンション）
３ｄ左右系第２電磁ダンパ（電磁サスペンション）
１５コイル
２２可変抵抗器
２５ａ、２５ｂ左側第１、第２スイッチ
４１鉄道車両 3a Left electromagnetic damper (electromagnetic suspension)
3b Right electromagnetic damper (electromagnetic suspension)
3c Left and right system first electromagnetic damper (electromagnetic suspension)
3d Left and right system second electromagnetic damper (electromagnetic suspension)
15 coil 22 variable resistor 25a, 25b left first and second switch 41 railway vehicle

Claims

A relative displacement of the first member and the second member is provided in the vehicle with at least two electromagnetic dampers provided so as to be capable of relative expansion and contraction and having a first member provided with a permanent magnet and a second member provided with a coil. In the electromagnetic suspension control device that adjusts the electromagnetic force generated according to the above and suppresses the shaking of the vehicle body, the coils of the at least two electromagnetic dampers are connected, and the current of the connected coils flows according to the change in the posture of the vehicle An electromagnetic suspension control device characterized in that the direction of electromagnetic force is controlled by switching the direction.

The vehicle is a railway vehicle including two trolleys arranged at the front and rear, and a vehicle body mounted on the two trolleys so as to be able to move left and right and up and down, and at least two electromagnetic suspensions include the two trolleys. The electromagnetic suspension control device according to claim 1, wherein the electromagnetic suspension control device is interposed between each of the vehicle bodies and the vehicle body so as to be extendable in the left-right direction.

The electromagnetic suspension control device according to claim 1, wherein a variable resistor is connected to the two coils.