(57)【要約】【課題】電動モータにおいて発生させられた電気エネルギを蓄えるバッテリの寿命を長くすることである。【解決手段】電磁サスペンションユニット２０の電動モータ７４において発生させられる電気エネルギが、第１，第２キャパシタ１２６，１２８に蓄えられ、その蓄えられた電気エネルギが補機バッテリ１２４に供給されて、蓄えられる。電動モータ７４において発生させられ、駆動回路１００から出力される電気エネルギの電流の振幅は大きいが、キャパシタ１２６，１２８の平滑化作用により、補機バッテリ１２４に供給される電流の振幅は小さくされる。その結果、補機バッテリ１２４において、安定して化学反応が行われるようにすることができ、補機バッテリ１２４の寿命を長くすることができる。【選択図】図１
2010100151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータを備えた電磁サスペンションと、
複数の蓄電器と、
前記電動モータにおいて発生させられた電気エネルギを、前記複数の蓄電器のうちの１つ以上のサブ蓄電器に蓄えさせ、その後、そのサブ蓄電器に蓄えられた電気エネルギを前記複数の蓄電器のうち前記サブ蓄電器とは別の１つ以上のメイン蓄電器に供給して、蓄えさせる蓄電制御装置と
を含むことを特徴とする電磁サスペンションシステム。
【請求項２】
前記サブ蓄電器が、静電気的に電気エネルギを蓄えるキャパシタであり、前記メイン蓄電器が、化学反応により電気エネルギを化学エネルギに変換して蓄えるバッテリである請求項１に記載の電磁サスペンションシステム。
【請求項３】
前記サブ蓄電器が２つ以上設けられた請求項１または２に記載の電磁サスペンションシステム。
【請求項４】
前記サブ蓄電器および前記メイン蓄電器が、前記電動モータに電気エネルギを供給する電源とは別に設けられたものである請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電磁サスペンションシステム。
【請求項５】
当該電磁サスペンションシステムが、少なくとも、前記１つ以上のサブ蓄電器の各々を、前記電動モータに接続し、前記メイン蓄電器から遮断する蓄電位置と、前記電動モータから遮断して、前記メイン蓄電器に接続する放電位置とに切り換え可能なスイッチ回路を含み、前記蓄電制御装置が、前記スイッチ回路を、少なくとも、前記電動モータと前記メイン蓄電器とのいずれか一方に選択的に接続されるサブ蓄電器に蓄えられている電気エネルギ量に基づいて制御するスイッチ制御部を含む請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電磁サスペンションシステム。
【請求項６】
前記サブ蓄電器が２つ以上設けられ、前記蓄電制御装置が、前記電動モータにおいて発生させられた電気エネルギを前記２つ以上のサブ蓄電器のうちの１つに択一的に蓄えさせる択一的蓄電制御部を含む請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電磁サスペンションシステム。
【請求項７】
電動モータを備えた電磁サスペンションと、
前記電動モータに対応して設けられた電源装置と
を含む電磁サスペンションシステムであって、
前記電源装置が、静電気的に電気エネルギを蓄えるキャパシタを２つ以上含むことを特徴とする電磁サスペンションシステム。
【請求項８】
(a)電動モータを備えた電磁サスペンションと、(b)前記電動モータに対応して設けられ、(i)静電気的に電気エネルギを蓄えるキャパシタと、(ii)化学反応により電気エネルギを化学エネルギに変換して蓄えるバッテリとを含む電磁サスペンションシステムにおいて、前記電動モータにおいて発生させられた電気エネルギを蓄えさせる蓄電方法であって、前記電動モータにおいて発生させられた電気エネルギを前記キャパシタに蓄えさせ、そのキャパシタに蓄えられた電気エネルギを、前記バッテリに供給して蓄えさせることを特徴とする蓄電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁サスペンションの電動モータにおいて発生させられた電気エネルギの回収に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電動モータにより伸縮させられる電磁サスペンションと、その電動モータに接続され、前記電動モータに電流を供給する電源装置とを含む電磁サスペンションシステムが記載されている。電源装置は、１つのキャパシタと１つのバッテリとを含む。電磁サスペンションが高周波数で振動する場合には、キャパシタが選択されて、供給電流の制御により、その振動が抑制され、低周波数で振動する場合には、バッテリが選択されて、その振動が抑制される。それによって、電磁サスペンションが、高周波数で振動する場合にも低周波数で振動する場合にも、その振動を良好に抑制することができる。
また、キャパシタに蓄えられた電気エネルギ量が不足する場合には、電動モータにおいて発生させられた電気エネルギがキャパシタに蓄えられる。
【特許文献１】特開２００７−１１８７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、電気エネルギの回収が行われる電磁サスペンションシステムの改良である。
【課題を解決するための手段および効果】
【０００４】
請求項１に係る電磁サスペンションシステムは、(i)電動モータを備えた電磁サスペンションと、(ii)複数の蓄電器と、(iii)前記電動モータにおいて発生させられた電気エネルギを、前記複数の蓄電器のうちの１つ以上のサブ蓄電器に蓄えさせ、その後、そのサブ蓄電器に蓄えられた電気エネルギを前記複数の蓄電器のうち前記サブ蓄電器とは別の１つ以上のメイン蓄電器に供給して、蓄えさせる蓄電制御装置とを含むものとされる。
電動モータにおいて発生させられた電気エネルギは、サブ蓄電器に蓄えられ、そのサブ蓄電器に蓄えられた電気エネルギがメイン蓄電器に供給されて、メイン蓄電器に蓄えられる。
例えば、(a)サブ蓄電器をキャパシタとし、メイン蓄電器をバッテリとした場合には、キャパシタの平滑化作用により、バッテリに供給される電流の振幅を小さくすることができる。その結果、バッテリにおいて、より安定して化学反応が行われるようにすることが可能となり、バッテリの寿命を長くすることができる。
(b)また、キャパシタは応答性が良いため、供給される電流の振幅が大きくても、電気エネルギを無駄なく蓄え得るが、バッテリは、キャパシタより応答性が悪いため、供給された電流の振幅が大きく、周波数が高い場合には、良好に蓄えることができない。そのため、キャパシタによって整流された電流がバッテリに供給されるようにすれば、電気エネルギを無駄なく蓄えることが可能となり、エネルギの回収効率を向上させることができる。
(c)さらに、サブ蓄電器を複数設け、電動モータと、メイン蓄電器とに、選択的に接続されるようにした場合には、電動モータにおいて発生させられる電気エネルギを無駄なく蓄えることが可能となる。具体的に、複数のサブ蓄電器のうちの１つ以上のサブ蓄電器Ａが電動モータに接続され、そのサブ蓄電器Ａに蓄えられた電気エネルギ量が予め定められた設定量を越えた場合に、サブ蓄電器Ａをメイン蓄電器に接続し、他のサブ蓄電器Ｂを電動モータに接続することができる。サブ蓄電器Ａに蓄えられた電気エネルギはメイン蓄電器に供給されることにより、少なくなり、再度、電気エネルギを蓄えることが可能となる。また、他のサブ蓄電器Ｂは電動モータに接続されるため、電動モータにおいて発生させられた電気エネルギを蓄えることができる。このように、サブ蓄電器が複数設けられて、蓄電（充電）、放電が交互に行われるようにすれば、電動モータにおいて発生させらえた電気エネルギを無駄なく蓄えることができるのである。
なお、(b)、(c)の場合には、サブ蓄電器からメイン蓄電器に電気エネルギが移されるため、直接メイン蓄電器に蓄えられる場合に比較して、電気エネルギの損失が生じる。しかし、この電気エネルギの損失分を考慮しても、直接メイン蓄電器に蓄えられる場合より、エネルギの回収効率がよくなるのである。
【特許請求可能な発明】
【０００５】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組を、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００６】
(１)電動モータを備えた電磁サスペンションと、
前記電動モータにおいて発生させられた電気エネルギを蓄える複数の蓄電器と、
前記電動モータにおいて発生させられた電気エネルギを、前記複数の蓄電器のうちの１つ以上のサブ蓄電器に蓄えさせ、その後、そのサブ蓄電器に蓄えられた電気エネルギを前記複数の蓄電器のうち前記サブ蓄電器とは別の１つ以上のメイン蓄電器に供給して、蓄えさせる蓄電制御装置と
を含むことを特徴とする電磁サスペンションシステム（請求項１）。
サブ蓄電器とメイン蓄電器とは、両方ともキャパシタとしても、両方ともバッテリとしても、いずれか一方をキャパシタとして、他方をバッテリとしてもよい。
また、サブ蓄電器、メイン蓄電器の少なくとも一方は、(i)蓄えた電気エネルギを電力消費装置に供給しない（別の蓄電器に供給することはある）蓄電専用器であっても、(ii)蓄えた電気エネルギを電磁サスペンションに供給する自給型蓄電器としても、(iii)蓄えた電気エネルギを車両の電磁サスペンション以外の電力消費装置に供給する外部供給型蓄電器としてもよい。
さらに、サブ蓄電器、メイン蓄電器は、それぞれ、１つ以上ずつ設けられるが、これらの個数は問わない。互いに同じ個数ずつ設けても、そうでなくてもよい。例えば、メイン蓄電器を１つ以上、サブ蓄電器を２つ以上設けることが望ましい。
(２)前記サブ蓄電器が、静電気的に電気エネルギを蓄えるキャパシタであり、前記メイン蓄電器が、化学反応により電気エネルギを化学エネルギに変換して蓄えるバッテリである(1)項に記載の電磁サスペンションシステム（請求項２）。
本項に記載の電磁サスペンションシステムにおいては、電動モータにおいて発生させられた電気エネルギがキャパシタに蓄えられ、キャパシタに蓄えられた電気エネルギがバッテリに供給されて、蓄えられる。
バッテリにおいては、電気エネルギが化学反応により化学エネルギに変換されて蓄えられる。化学反応が安定して行われるためには、電気エネルギが安定して供給されることが望ましい。
それに対して、キャパシタは、１つ以上のコンデンサを含むものであり、供給される電流の振幅が大きくても差し支えない。また、コンデンサにより平滑化機能を有する。
一方、電動モータにおいて発生させられる電気エネルギの電流は振幅が大きいものである。
したがって、電動モータにおいて発生させられる電気エネルギを、キャパシタに供給し、キャパシタからバッテリに供給されるようにすれば、平滑化された電流をバッテリに供給することが可能となる。その結果、バッテリにおいて安定して化学反応が行われるようにすることができ、バッテリの寿命を長くすることができる。
(３)前記サブ蓄電器が２つ以上設けられた(1)項または(2)項に記載の電磁サスペンションシステム（請求項３）。
(４)前記サブ蓄電器および前記メイン蓄電器が、前記電動モータに電気エネルギを供給する電源とは別に設けられたものである(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載の電磁サスペンションシステム（請求項４）。
本項に記載の電磁サスペンションシステムにおいては、サブ蓄電器とメイン蓄電器との両方が、自給型蓄電器ではない。しかし、サブ蓄電器とメイン蓄電器との少なくとも一方は、蓄電専用器としたり、外部供給型蓄電器としたりすることができる。
(５)当該電磁サスペンションシステムが、少なくとも、前記１つ以上のサブ蓄電器の各々を、前記電動モータに接続し、前記メイン蓄電器から遮断する蓄電位置と、前記電動モータから遮断して、前記メイン蓄電器に接続する放電位置とに切り換え可能なスイッチ回路を含む(1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載の電磁サスペンションシステム。
スイッチ回路は、蓄電位置と放電位置とに加えて、例えば、サブ蓄電器を、電動モータからもメイン蓄電器からも遮断するＯＦＦ（遮断位置）に切り換え可能なものとすることができる。
なお、電動モータが誘導モータ、ＤＣブラシレスモータ等である場合には、電動モータに駆動回路が接続され、駆動回路により、電動モータに流れる電流が制御されるのが普通である。この場合には、駆動回路にサブ蓄電器が接続されるのであり、駆動回路を介して電動モータとサブ蓄電器とが接続される。
(６)前記蓄電制御装置が、前記スイッチ回路を、少なくとも、前記電動モータと前記メイン蓄電器とのいずれか一方に選択的に接続されるサブ蓄電器に蓄えられている電気エネルギ量に基づいて制御するスイッチ制御部を含む(5)項に記載の電磁サスペンションシステム（請求項５）。
サブ蓄電器に実際に蓄えられている電気エネルギ量は、エネルギ量検出装置によって検出される。スイッチ制御部は、エネルギ量検出装置による検出値に基づいてスイッチ回路を制御する。
サブ蓄電器がキャパシタである場合には、キャパシタに蓄えられている電気エネルギ量としての静電エネルギ量は、式
Ｗ＝ＣＶ2／２＝Ｑ2／（２Ｃ）
で表される。Ｃは、静電容量であり、キャパシタの能力で予め決まる定数である。また、Ｑは、キャパシタに蓄えられている電荷の量（蓄電量、あるいは、充電量と称することができる）であり、Ｑ＝ＣＶで表される。
上式から明らかなように、キャパシタに蓄えられている静電エネルギの量Ｗと電荷の量Ｑとは１対１に対応し、電荷の量Ｑとキャパシタに蓄えられている電気エネルギの電圧（一対の電極板間の電位差のことであり、以下、キャパシタの電圧と略称する）Ｖとは１対１に対応する。したがって、キャパシタの蓄電量Ｑがわかれば、静電エネルギ量Ｗがわかるのであり、電圧Ｖがわかれば蓄電量Ｑがわかり、静電エネルギ量Ｗがわかる。
以上の事情から、キャパシタに蓄えられている実際の電気エネルギの量は、エネルギ量検出装置によって検出されるが、エネルギ量検出装置は、蓄電量を検出するものであっても、電圧を検出するものであってもよい。本明細書において以下同様とする。
また、電気エネルギ量に基づく制御には、蓄電量に基づく制御、電圧に基づく制御も含まれる。本明細書において以下同様とする。
(７)前記スイッチ制御部が、前記蓄電位置において、前記電動モータに接続されたサブ蓄電器における蓄電が終了した場合に前記放電位置とし、前記メイン蓄電器に接続されたサブ蓄電器における放電が終了した場合に、前記蓄電位置に切り換えるスイッチ切換部を含む(6)項に記載の電磁サスペンションシステム。
例えば、サブ蓄電器に蓄えられている電気エネルギ量（蓄電量、電圧で表すことができる。以下、同様である）が予め定められた上限設定量以上になった場合に、蓄電（あるいは充電）が終了したとしたり、サブ蓄電器に蓄えられている電気エネルギ量が増加しなくなった場合（サブ蓄電器を含む回路に電流が流れなくなった場合）、電気エネルギ量の増加速度が設定速度以下になった場合等に、蓄電が終了したとすることができる。
上限設定量は、そのサブ蓄電器の容量で決まる値とすることができる。容量とは、その蓄電器に蓄え得る電気エネルギ量の最大値であり、その蓄電器の能力で決まる予め定められた値である。以下、本明細書において、蓄電容量あるいは充電容量と称する。
上限設定量は、蓄電容量と同じ値としたり、蓄電容量より小さい、蓄電容量近傍の値である。例えば、蓄電容量に１より小さい設定比率γａ（例えば、０．９８〜０．８０の間の値とすることができる）を掛けた値としたり、蓄電容量より設定量小さい値としたりすることができる。
また、サブ蓄電器に蓄えられている電気エネルギ量が減少しなくなった場合、電気エネルギ量の減少速度が設定値以下になった場合、サブ蓄電器に蓄えられた電気エネルギ量が予め定められた下限設定量になった場合等に、放電が終了したとすることができる。サブ蓄電器に蓄えられた電気エネルギの電圧（以下、蓄電器の電圧と略称する）がメイン蓄電器の電圧より高い場合には、サブ蓄電器からメイン蓄電器に向かって電気エネルギが供給されるが、サブ蓄電器の放電により、電圧がメイン蓄電器の電圧以下になると電気エネルギが供給されなくなる。すなわち、放電が終了するのである。
一方、サブ蓄電器がキャパシタである場合には、電気エネルギ量の増加速度は、蓄電時間の経過に伴って（フルに近づくにつれて）小さくなり、電気エネルギの減少速度は、放電時間の経過に伴って小さくなる。このことから、電気エネルギ量の増加速度が増加時設定値以下になった場合に蓄電が終了したとしたり、減少速度が減少時設定値以下になった場合に放電が終了したとすることができる。
なお、終了には、完了｛これ以上蓄電できない状態（蓄電量が容量に達した状態）、これ以上放電できない状態（サブ蓄電器の電圧が放電先の電圧と同じになった状態）｝の意味も含まれる。終了条件を、完了条件とすることができるが、完了前に満たされる条件とすることもできる。
(８)前記スイッチ回路が、前記蓄電位置および放電位置に加えて、前記１つ以上のサブ蓄電器の各々を、前記メイン蓄電器と前記電動モータとの両方から遮断するＯＦＦ位置に切り換え可能なものであり、前記蓄電制御装置が、前記蓄電位置において、前記電動モータに接続されたサブ蓄電器における蓄電が終了した場合に放電位置とし、前記メイン蓄電器に接続されたサブ蓄電器における放電が終了した場合に前記ＯＦＦ位置とするＯＦＦ対応スイッチ切換部を含む(5)項ないし(7)項のいずれか１つに記載の電磁サスペンションシステム。
(９)前記サブ蓄電器が２つ以上設けられ、前記スイッチ回路が、前記蓄電位置および放電位置に加えて、前記２つ以上のサブ蓄電器の各々を、前記メイン蓄電器と前記電動モータとの両方から遮断するＯＦＦ位置に切り換え可能なものであり、前記蓄電制御装置が、前記２つ以上のサブ蓄電器のうちの１つの第１サブ蓄電器が前記電動モータに接続されて、前記メイン蓄電器から遮断された第１蓄電位置において、前記第１サブ蓄電器における蓄電が終了した場合に、前記第１サブ蓄電器を前記電動モータから遮断して前記メイン蓄電器に接続させ、前記２つ以上のサブ蓄電器のうちの前記第１サブ蓄電器とは別の１つの第２サブ蓄電器を前記電動モータに接続させる放電・蓄電位置とし、前記第１サブ蓄電器において放電が終了した場合に、前記第１サブ蓄電器を前記メイン蓄電器から遮断する第１ＯＦＦ位置とするが、前記第２サブ蓄電器において蓄電が終了した場合には、前記第１サブ蓄電器において放電が終了したか否かとは関係なく、前記第２サブ蓄電器を前記メイン蓄電器に接続させて前記第１サブ蓄電器を前記電動モータに接続させる蓄電・放電位置とする交互蓄電型スイッチ制御部を含む(5)項ないし(8)項のいずれか１つに記載の電磁サスペンションシステム。
(１０)前記サブ蓄電器が２つ以上設けられ、前記メイン蓄電器が１つ設けられ、前記スイッチ回路が、前記２つ以上のサブ蓄電器の各々と、前記電動モータと前記メイン蓄電器との間に、それぞれ、設けられた２つ以上のサブ蓄電器対応スイッチを含む(1)項ないし(9)項のいずれか１つに記載の電磁サスペンションシステム。
スイッチは無接点スイッチであっても、有接点スイッチであってもよい。
(１１)前記サブ蓄電器が２つ以上設けられ、前記メイン蓄電器が１つ設けられ、前記スイッチ回路が、(a)前記電動モータと前記２つ以上のサブ蓄電器との間に設けられた蓄電側スイッチと、(b)前記２つ以上のサブ蓄電器と前記メイン蓄電器との間に設けられた放電側スイッチとを含む(1)項ないし(9)項のいずれか１つに記載の電磁サスペンションシステム。
(１２)前記サブ蓄電器が２つ以上設けられ、前記蓄電制御装置が、前記電動モータにおいて発生させられた電気エネルギを前記２つ以上のサブ蓄電器のうちの１つに択一的に蓄えさせる択一的蓄電制御部を含む(1)項ないし(11)項のいずれか１つに記載の電磁サスペンションシステム（請求項６）。
２つ以上のサブ蓄電器が選択的に電動モータに接続される。
(１３)電動モータを備えた電磁サスペンションと、
前記電動モータに対応して設けられた電源装置と
を含む電磁サスペンションシステムであって、
前記電源装置が、静電気的に電気エネルギを蓄えるキャパシタを２つ以上含むことを特徴とする電磁サスペンションシステム（請求項７）。
本項に記載の電磁サスペンションシステムには、(1)項ないし(12)項のいずれか１つに記載の特徴を採用することができる。
２つ以上のキャパシタの各々は、コンデンサを１つ含むものとしたり、２つ以上含むものとしたりすることができる。２つ以上含む場合には、互いに直列に設けられたものであっても、並列に設けられたものであってもよい。
また、キャパシタは、蓄電専用器であっても、自給型蓄電器であっても、外部供給型蓄電器であってもよい。
(１４)(a)電動モータを備えた電磁サスペンションと、(b)前記電動モータに対応して設けられ、(i)静電気的に電気エネルギを蓄えるキャパシタと、(ii)化学反応により電気エネルギを化学エネルギに変換して蓄えるバッテリとを含む電磁サスペンションシステムにおいて、前記電動モータにおいて発生させられた電気エネルギを蓄えさせる蓄電方法であって、前記電動モータにおいて発生させられた電気エネルギを前記キャパシタに蓄えさせ、そのキャパシタに蓄えられた電気エネルギを、前記バッテリに供給して蓄えさせることを特徴とする蓄電方法（請求項８）。
本項に記載の蓄電方法が実施される電磁サスペンションシステムは、上記(1)項ないし(13)項のいずれか１つに記載の電磁サスペンションシステムとすることができる。
(１５)前記キャパシタが、第１キャパシタと第２キャパシタとを含む電磁サスペンションシステムにおいて、前記第１キャパシタを前記電動モータに接続させて、前記メイン蓄電器から遮断する第１蓄電状態において、前記第１キャパシタにおいて蓄電が終了した場合に、前記第１キャパシタを前記電動モータから遮断して前記バッテリに接続させて、前記第２キャパシタを前記電動モータに接続する放電・蓄電状態とし、その放電・蓄電状態において、前記第１キャパシタにおいて放電が終了した場合に、前記第１キャパシタを前記バッテリから遮断するＯＦＦ状態とするが、前記第２キャパシタにおいて蓄電が終了した場合に、前記第２キャパシタを前記バッテリに接続させて前記第１キャパシタを前記電動モータに接続させる蓄電・放電状態とする(14)項に記載の蓄電方法。
【実施例】
【０００７】
本発明の一実施例である電磁サスペンションシステムを図２に示す。本電磁サスペンションシステムにおいては、本発明の一実施例である蓄電方法が実施される。
電磁サスペンションシステムにおいて、車両の前後左右の各車輪１２FL，FR，RL，RRに対応して、それぞれ、電磁サスペンションユニット２０FL，FR，RL，RRが、ばね下部材２２（車輪側部材：図３参照）とばね上部材２４（車体側部材：図３参照）との間に設けられる。また、各車輪１２FL，FR，RL，RR（以下、車輪位置を特定する必要がない場合には、車輪位置FL，FR，RL，RRを付することなく使用する。他の構成要素についても同様とする）に対応して、それぞれ、ばね上加速度センサ３０，ばね下加速度センサ３２，車高センサ３４等が設けられ、コンピュータを主体とするサスペンションＥＣＵ３６に接続される。
電磁サスペンションユニット２０は、図３に示すように、車輪１２を保持してばね下部の一部分を構成するサスペンションロアアーム２２と、ばね上部としての車体の、その車輪１２に対応する部分２４（電磁サスペンションユニット２０が取り付けられた部分）との間に、アクチュエータ４２と、それと並列的に設けられたサスペンションスプリングとしてのエアスプリング４４とを含む。以下、ロアアーム２２をばね下部、車体の対応する部分２４を、単に車体、あるいは、ばね上部と称することがある。
【０００８】
アクチュエータ４２は、アウタチューブ５０と、そのアウタチューブ５０に嵌入してアウタチューブ５０の上端部から上方に突出するインナチューブ５２とを含む。アウタチューブ５０は、それの下端部に設けられた取付部材５４を介してロアアーム２２に連結され、インナチューブ５２は図示しないマウント部により車体２４に取り付けられる。アウタチューブ５０の内壁面には、アクチュエータ４２、電磁サスペンションユニット２０の軸線（以下、単に軸線と称する）と平行に１対のガイド溝５８が設けられ、それらのガイド溝５８の各々には、インナチューブ５２の下端部に設けられた１対のキー６０がそれぞれ嵌合し、それらガイド溝５８およびキー６０によって、アウタチューブ５０とインナチューブ５２とが、相対回転不能、軸線方向に相対移動可能とされている。
アクチュエータ４２は、ねじロッド７０とナット７２とを備えたボールねじ機構７３と、電動モータ７４とを含む。電動モータ７４はモータケース７６に固定して収容されるとともに、そのモータケース７６が車体２４に図示しないマウント部によって取り付けられる。ねじロッド７０は、電動モータ７４の出力軸７８に相対回転不能に連結される。
ねじロッド７０は、インナチューブ５２の内周側に、軸線と平行に延びた姿勢で配設され、電動モータ７４によって回転させられる。また、ねじロッド７０には、ナット７２がボールを介して螺合させられるが、ナット７２は、アウタチューブ５０の内底部に固定されたナット支持筒８０の上端部に固定されている。
ボールねじ機構７３は、回転運動を直線運動に変換する運動変換機構と、電動モータ７２の駆動力をばね下部２２に伝達する駆動力伝達機構との両方を兼ねたものである。
【０００９】
エアスプリング４４は、車体２４に取り付けられたシェル９０と、アウタチューブ５０とシェル９０との間に設けられたダイヤフラム９２とを備え、シェル９０とダイヤフラム９２とによって圧力室９４が形成される。圧力室９４には弾性体としてのエアが充填される。
【００１０】
電動モータ７６の作動により出力軸７８およびねじロッド７０が回転させられると、それによって、ナット７２、アウタチューブ５０が軸線と平行な方向に相対移動させられる。また、電動モータ７４の駆動力は、ボールねじ機構７３を介してばね下部２２に伝達され、ばね上部２４とばね下部２２との間に上下方向力が加えられる。
一方、路面の凹凸等に起因して、ばね上部２４とばね下部２２との間に上下方向の力が作用すると、アウタチューブ５０とインナチューブ５２とが、軸線と平行な方向に相対移動させられる。ナット７２が軸線方向に相対移動させられ、ねじロッド７０が回転させられ、電動モータ７４が回転させられる。電動モータ７４においては、出力軸７８の回転速度に応じた起電力が発生させられ、それによって、抵抗力が加えられる。この抵抗力は、出力軸７８の回転速度、すなわち、アウタチューブ５０とインナチューブ５２との相対移動速度に応じた大きさであり、減衰力である。
【００１１】
図１に示すように、電磁サスペンションユニット２０の電動モータ７４には駆動回路１００が接続され、駆動回路１００には、電気エネルギの供給源である電源１１０を備えた電源装置１１２と、電動モータ７４において発生させられた電気エネルギを蓄える蓄電装置１１４とが接続される。駆動回路１００により電動モータ７４に流れる電流が制御される。
電源装置１１２は、電源としてのメインバッテリ１１０に加えて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８，１２０等を含み、蓄電装置１１４は、補機バッテリ１２４、第１，第２の２つのキャパシタ１２６，１２８、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０、スイッチ回路１３４等を含む。本実施例においては、補機バッテリ１２４がメイン蓄電器であり、第１、第２キャパシタ１２６，１２８がサブ蓄電器である。
メインバッテリ１１０は、車両の駆動源に含まれる電動モータにも電気エネルギを供給する車両全体の電源（例えば、ハイブリッド車両用のバッテリとすることができる）であり、本実施例の電磁サスペンションシステムにも電気エネルギを供給する。なお、メインバッテリ１１０の電圧（メインバッテリ１１０に蓄えられている電気エネルギの電圧。以下、同様とする）は２８８Ｖである。
補機バッテリ１２４は、４輪の電磁サスペンションユニット２０において発生させられた電気エネルギを蓄え、車両の他の電力消費装置（例えば、ライティング装置等）に電気エネルギを供給する外部供給型蓄電器である。補機バッテリ１２４は、電圧が１２Ｖのものである。
第１，第２キャパシタ１２６，１２８は、それぞれ、一対の電極板を備えたコンデンサを１つ以上備えたものであり、静電気的に電気エネルギを蓄えるものである。また、第１、第２キャパシタ１２６，１２８は、４輪の電磁サスペンションユニット２０（電磁サスペンションシステム）において発生させられた電気エネルギを蓄える蓄電専用器である。
【００１２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８，１２０，１３０は、本実施例においては、入力された電流の圧力を降下させて出力するものである。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８は、メインバッテリ１１０と駆動回路１００との間に設けられ、メインバッテリ１１０から入力された電流を、電圧を降下させて駆動回路１００に出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０は、メインバッテリ１１０と補機バッテリ１２４との間に設けられ、メインバッテリ１１０から入力された電流を、降圧させて補機バッテリ１２４に出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０は、駆動回路１００とキャパシタ１２６，１２８との間に設けられ、駆動回路１００から入力された電流を、降圧させて（４６Ｖから１４Ｖに降下させて）、キャパシタ１２６，１２８に出力する。
【００１３】
なお、補機バッテリ１２４は、電磁サスペンションシステムとは別の電力消費装置に対しては電源であり、第１，第２キャパシタ１２６，１２８も、電気エネルギを供給し得るものである。その意味において、蓄電装置１１４は電源装置の一態様であると考えることができる。また、電源装置１１２は、車両の複数の電力消費装置に共通に設けられたものである。
【００１４】
スイッチ回路１３４は、補機バッテリ１２４、第１，第２キャパシタ１２６，１２８、駆動回路１００（ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０）の間に設けられる。スイッチ回路１３４は、第１，第２スイッチ１４０，１４２を含む。第１，第２スイッチ１４０，１４２は、それぞれ、第１，第２キャパシタ１２６，１２８に対応して設けられ、それぞれ、第１，第２キャパシタ１２６，１２８を補機バッテリ１２４から遮断して駆動回路１００に接続する蓄電位置と、駆動回路１００から遮断して補機バッテリ１２４に接続する放電位置と、補機バッテリ１２４からも駆動回路１００からも遮断するＯＦＦ位置とに切り換え可能なものである。
【００１５】
メインバッテリ１１０、補機バッテリ１２４は、化学反応により、電気エネルギを化学エネルギに変えて蓄電し、化学エネルギを電気エネルギに変えて、放電するものである。例えば、鉛バッテリ、ニッケル・カドミウムバッテリ、ニッケル・水素バッテリ、リチウム・イオンバッテリ等が該当する。メインバッテリ１１０と補機バッテリ１２４とは同じ種類のバッテリであっても、異なる種類のバッテリであってもよい。
【００１６】
第１，第２キャパシタ１２６，１２８は、それぞれ、静電容量がＣ1，Ｃ2であるコンデンサを含む。キャパシタ１２６，１２８がコンデンサを複数含む場合には、静電容量Ｃ1，Ｃ2は、複数のコンデンサ全体の値を示す。
第１，第２キャパシタ１２６，１２８には、それぞれ、Ｑ1＝Ｃ1Ｖ、Ｑ2＝Ｃ2Ｖの電荷が蓄えられる。電圧Ｖの最大値Ｖmaxはキャパシタ１２６，１２８の特性で決まり、それ以上高くなることはない。電圧Ｖが最大値Ｖmaxである場合にキャパシタ１２６，１２８に蓄えられている電荷の量（キャパシタにおいて蓄え得る最大の電荷の量）を、容量あるいは蓄電容量（充電容量）と称する。
本実施例においては、キャパシタ１２６，１２８の特性で決まる最大の電位差は１４Ｖであり、前述のように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０から供給される電流の電圧は１４Ｖである。したがって、第１，第２キャパシタ１２６，１２８の蓄電容量は、それぞれ、Ｑ1＝１４・Ｃ1、Ｑ2＝１４・Ｃ2となる。なお、本実施例においては、静電容量Ｃ1，Ｃ2は、互いに同じ値（Ｃ1＝Ｃ2＝Ｃ0）とされているため、蓄電容量も同じ（Ｑ1＝Ｑ2＝Ｑ0＝１４・Ｃ0）となる。
また、第１，第２キャパシタ１２６，１２８に実際に蓄えられている電荷の量（蓄電量あるいは充電量と称することもある）が、蓄電量センサ１４４，１４６によって検出される。蓄電量センサ１４４，１４６はサスペンションＥＣＵ３６に接続され、蓄電量Ｑが検出されて供給される。蓄電量Ｑは静電エネルギ量｛Ｗ＝Ｑ2／（２Ｃ0）｝と１対１に対応する量であり、本実施例においては、電気エネルギ量を表す量として蓄電量Ｑが検出される。なお、上述のように、静電エネルギ量（Ｗ＝Ｃ0Ｖ2／２）は、電圧Ｖと１対１に対応するため、電気エネルギ量を表す量として電圧が検出されるようにすることもできる。
【００１７】
また、コンデンサは、振幅が大きい電流が供給されても、差し支えないが、バッテリは、振幅が大きい電流が供給されると、化学反応が安定して行われないため、寿命が短くなる。また、コンデンサは整流機能（平滑化機能）を有する。
一方、電動モータ７４において、電磁サスペンションユニット２０の伸縮に伴って電気エネルギが発生させられるため、駆動回路１００から供給される電流の振幅が大きくなる。そこで、本実施例においては、駆動回路１００から供給される電気エネルギを一旦（一時的に）、第１，第２キャパシタ１２６，１２８に蓄えさせて、そのキャパシタ１２６，１２８に蓄えられた電気エネルギを、補機バッテリ１２４に供給して、蓄えさせる。
【００１８】
駆動回路１００は、電動モータ７６に流れる電流を制御するものであり、(a)複数のスイッチを備えたスイッチ回路と、(b)少なくとも、メインバッテリ１１０から電気エネルギが供給される状態（駆動状態）と、キャパシタ１２６，１２８に電気エネルギを供給する状態（回生状態）とに切り換え可能な切換回路と、(c)これらスイッチ回路、切換回路を制御する制御回路とを含む。駆動回路１００をインバータと称したり、駆動回路のうちのスイッチ回路と制御回路とを合わせてインバータと称したりすることができる。駆動回路１００には、電動モータ７４の回転角度を検出する回転角度センサ（レゾルバ）１４８が接続され、電動モータ７４の回転角度（電気角度）に基づいて電流が制御される。
駆動回路１００には、電動モータ７４への供給電流の平滑化のためにコンデンサが設けられることがあるが、このコンデンサは、第１、第２キャパシタ１２６，１２８の各々より、蓄電容量が小さいものである。駆動回路１００に設けられたコンデンサの蓄電容量Ｑ3は、静電容量Ｃ3とした場合に、
Ｑ3＝Ｖmax3Ｃ3
となるが、蓄電容量Ｑ3は、キャパシタ１２６，１２８の蓄電容量Ｑ1、Ｑ2より小さく（Ｑ3＜Ｑ1  かつ、Ｑ3＜Ｑ2）、かつ、静電容量Ｃ3も、キャパシタ１２６，１２８の静電容量Ｃ1，Ｃ2より小さい（Ｃ3＜Ｃ1  かつ、Ｃ3＜Ｃ2）。
【００１９】
駆動回路１００，スイッチ回路１３４は、サスペンションＥＣＵ３６の指令に基づいて制御される。サスペンションＥＣＵ３６は、実行部、記憶部、入出力部を含むコンピュータを主体とするものであり、記憶部には、図４のマップで表されるテーブル、駆動回路制御プログラム、図５のフローチャートで表される蓄電制御プログラム等が格納される。
図４のマップにおいて、斜線が付された領域が回生領域とされ、点が付された領域が駆動領域（アクティブ制御領域）とされる。回生領域と駆動領域との間の境界線はモータの短絡特性を表す線であり、両側の線は、電流制御の制限で決まる線である。また、図４において、ストローク速度とは、ばね上部２４とばね下部２２との間の距離の変化速度であり、バウンド方向の速度を正の値とし、リバウンド方向の速度を負の値とする。アクチュエータ４２によって出力される力（制御目標値）は、リバウンド方向の力を正の値とし、バウンド方向の力を負の値とする。
アクチュエータ４２によって出力される上下方向力の制御目標値は、車両のピッチ、ロール、上下方向の振動等を抑制し得る大きさとされるのであり、前後加速度Ｇｘ、横加速度Ｇｙ、ステアリングホイールの操舵角θS、前輪舵角δ、車速Ｖｓ等に基づいて決定される。ストローク速度は、車高センサ３４による検出値を微分して取得したり、ばね上加速度センサ３０によって検出されたばね上加速度の積分値と、ばね下加速度センサ３２によって検出されたばね下加速度の積分値とに基づいて取得したりすることができる。
【００２０】
駆動回路１００は、駆動領域においては駆動状態とされ、回生領域においては回生状態とされる。
駆動状態において、駆動回路１００により、電動モータ７４への供給電流が、制御目標値であるアクチュエータ力が得られる大きさに制御される。駆動状態における制御については、本発明とは関係がないため、説明を省略する。
回生状態においては、第１，第２スイッチ１４０，１４２の制御により、駆動回路１００に、第１、第２キャパシタ１２６，１２８が交互に接続される。
すなわち、第１，第２キャパシタ１２６，１２８のいずれか一方が駆動回路１００（電動モータ７４）に接続された蓄電状態において、一方のキャパシタにおいて蓄電が終了した場合には、一方のキャパシタが補機バッテリ１２４に接続されるとともに、他方のキャパシタが駆動回路１００に接続される。この状態で、一方のキャパシタにおいて放電が終了すると、補機バッテリ１２４から遮断される。また、他方のキャパシタにおいて蓄電が終了すると、他方のキャパシタが補機バッテリ１２４に接続されるとともに、一方のキャパシタが駆動回路１００に接続される。
本実施例においては、キャパシタ１２６，１２８に蓄えられている電荷の量が上限設定量に達すると、蓄電が終了したとされる。上限設定量は、キャパシタ１２６，１２８の蓄電容量より設定値小さい値とされる。第１キャパシタ１２６，第２キャパシタ１２８の各々についての上限設定量は同じとされている。
また、キャパシタ１２６，１２８において、蓄えられている電荷の量が下限設定量まで減少した場合に、放電が終了したとされる。下限設定量は、キャパシタ１２６，１２８の電圧が補機バッテリ１２４の電圧と同じ（１２Ｖ）になった場合の、電荷の量である。
したがって、第１，第２キャパシタ１２６，１２８の１回ずつの放電で補機バッテリ１２４に供給される電荷の量の和ΔＱａは、式
ΔＱａ＝Ｃ1・（１４−１２）＋Ｃ2・（１４−１２）
で表される量となるが、本実施例においては、静電容量Ｃ1、Ｃ2が互いに等しくＣ0とされているため、放電される電荷の量の和ΔＱａは（４・Ｃ0）となる。
【００２１】
図５のフローチャートで表される蓄電制御プログラムは、予め定められた設定時間毎に実行される。回生領域にある場合には、前述のように、駆動回路１００は回生状態とされる。
ステップ１（以下、Ｓ１と略称する。他のステップにおいても同様とする）において、回生領域にあるか否かが判定される。回生領域にある場合には、Ｓ２〜４において、第１，第２スイッチ１４０，１４２の両方がＯＦＦにあるか否か、第１スイッチ１４０が第１キャパシタ１２６を駆動回路１００に接続する位置（以下、蓄電位置と称する）にあるか否か、第２スイッチ１４２が第２キャパシタ１２８を駆動回路１００に接続する蓄電位置にあるか否かが判定される。
後述するように、本実施例においては、回生領域にない場合には、第１，第２スイッチ１４０，１４２はＯＦＦに戻されるようにされているため、駆動領域から回生領域に移行して、最初に本プログラムが実行された場合には、第１，第２スイッチ１４０，１４２の両方がＯＦＦにある。そのため、Ｓ２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ５において、予め決められた規則により、第１、第２スイッチ１４０，１４２のいずれか一方が蓄電位置とされる。例えば、第１、第２スイッチ１４０、１４２のうちの予め決まった方が蓄電位置とされるようにしたり、順番、あるいは、ランダムに決まった一方が蓄電位置とされるようにしたりすることができる。以下、Ｓ５において、第１スイッチ１４０が蓄電位置とされた場合について説明する（図６のＡ）。
次に、本プログラムが実行されると、Ｓ１の判定がＹＥＳとなり、Ｓ２の判定がＮＯとなり、Ｓ３の判定がＹＥＳとなる。Ｓ６において、第１キャパシタ１２６の蓄電量が上限設定量に達したか否かが判定される。Ｓ６が最初に実行された場合には、判定がＮＯとなり、Ｓ７において、第２スイッチ１４２が第２キャパシタ１２８を補機バッテリ１２４に接続する放電位置にあるか否かが判定される。最初にＳ７が実行される場合には、第２スイッチ１４２はＯＦＦにあるため、判定はＮＯとなる。
第１スイッチ１４０が蓄電位置にある間、Ｓ１，２，３，６，７が繰り返し実行される。そのうちに、第１キャパシタ１２６の蓄電量が上限設定量に達すると、Ｓ６の判定がＹＥＳとなり、Ｓ８において、第１スイッチ１４０が放電位置とされ、第２スイッチ１４２が蓄電位置とされる。第１キャパシタ１２６が補機バッテリ１２４に接続され、第２キャパシタ１２８が駆動回路１００に接続される（図６のＢ）。第１スイッチ１４０が蓄電位置から放電位置に切り換えられたため、第２スイッチ１４２が蓄電位置に切り換えられるのであり、それによって、第２キャパシタ１２８が駆動回路１００に接続され、電動モータ７４において発生させられた電気エネルギを蓄える。
【００２２】
次に、本プログラムが実行されると、第２スイッチ１４２が蓄電位置にあるため、Ｓ１の判定がＹＥＳ，Ｓ２，Ｓ３の判定がＮＯとなり、Ｓ４の判定がＹＥＳとなる。Ｓ９において、第２キャパシタ１２８の蓄電量が上限設定量に達したか否かが判定されるが、Ｓ９が最初に実行された場合には、たいていの場合には、ＮＯとなる。次に、Ｓ１０において、第１スイッチ１４０が放電位置にあるか否かが判定される。この場合には、放電位置にあるため、判定がＹＥＳとなり、Ｓ１１において、第１キャパシタ１２６の蓄電量が下限設定量まで低下したか否かが判定される。第１スイッチ１４０が放電位置に切り換えられた直後には、判定はＮＯとなる。
以下、Ｓ１，２，３，４，９，１０，１１が繰り返し実行される。
そのうちに、第１キャパシタ１２６からの放電が先に完了し、下限設定量まで低下した場合には、Ｓ１１の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１２において、第１スイッチ１４０がＯＦＦとされる（図６のＢ→Ｃ）。
次に、本プログラムが実行された場合には、第１スイッチ１４０がＯＦＦにあるため、Ｓ１０の判定がＮＯとなる。Ｓ１〜４，９，１０が繰り返し実行され、そのうちに、第２キャパシタ１４２の蓄電量が上限設定量に達すると、Ｓ９の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１３において、第２スイッチ１４２が蓄電位置から放電位置に切り換えられ、第１スイッチ１４０がＯＦＦから蓄電位置に切り換えられる（図６のＣ→Ｄ）。
なお、図６のＢの状態（第１キャパシタ１２６が補機バッテリ１２４に接続され、第２キャパシタ１２８が駆動回路１００に接続された状態）において、先に第２キャパシタ１２８の蓄電量が上限設定量に達した場合には、Ｓ１２が実行される前にＳ１３が実行されて、第２キャパシタ１２８が補機バッテリ１２４に接続され、第１キャパシタ１２６が駆動回路１００に接続されることになる（図６のＢ→Ｄ）。この場合には、第１キャパシタ１２６の蓄電量が下限設定量まで低下したか否かと関係なく、第１キャパシタ１２６が駆動回路に接続されることになる。
【００２３】
次に、本プログラムが実行された場合には、第１スイッチ１４０が蓄電位置、第２スイッチ１４２が放電位置にあるため、Ｓ３の判定がＹＥＳとなり、Ｓ６，７が実行されるが、第２スイッチ１４２が放電位置にあるため、Ｓ７の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１４において、第２キャパシタ１４２の蓄電量が下限設定量まで低下したか否かが判定される。下限設定量より多い場合には、判定はＮＯとなる。
上述の場合と同様に、Ｓ１〜３，６，７，１４が繰り返し実行され、第１キャパシタ１２６の蓄電量が上限設定量に達する先に、第２キャパシタ１２８の蓄電量が下限設定量まで低下した場合には、第２スイッチ１４２がＯＦＦとされる（図６のＤ→Ｅ）。その後、第１キャパシタ１２６の蓄電量が上限設定量に達すると、Ｓ８において、第１スイッチ１４０が蓄電位置から放電位置に切り換えられ、第２スイッチ１４２がＯＦＦから蓄電位置に切り換えられる（図６のＥ→Ｆ）。
それに対して、第１キャパシタ１２６が駆動回路１００に接続され、第２キャパシタ１２８が補機バッテリ１２４に接続された状態（図６のＤの状態）において、先に第１キャパシタ１２６の蓄電量が上限設定量に達した場合には、第１スイッチ１４０が蓄電位置から放電位置に切り換えられ、第２キャパシタ１２８の蓄電量が下限設定量まで低下したか否かとは関係なく、第２スイッチ１４２が放電位置から蓄電位置に切り換えられる（図６のＤ→Ｆ）。第１，第２スイッチ１４０，１４２のいずれか一方が択一的に蓄電位置にされるからである。
以下、回生領域にある間、Ｓ２〜１５が繰り返し実行されるのであり、図６のＢ〜Ｆの状態が繰り返される。
このように、原則として、第１，第２スイッチ１４０，１４２のいずれか一方が必ず蓄電位置にされるため、電動モータ７４において発生させられた電気エネルギを、第１，第２キャパシタ１２６，１２８のいずれか一方に必ず蓄えることが可能となる。したがって、電動モータ７４において発生させられた電気エネルギを無駄なく蓄えることが可能となる。
また、一旦（一時的に）、キャパシタ１２６，１２８に電気エネルギが蓄えられ、その電気エネルギが補機バッテリ１２４に供給されるため、図７に示すように、キャパシタ１２６，１２８に供給される電流の振幅は大きいが、整流作用により、補機バッテリ１２４に供給される電流の振幅は小さくされるのであり、それによって、補機バッテリ１２４の寿命を長くすることができる。
図７(a)は、駆動回路１００からキャパシタ１２６，１２８に供給される電流を表し、図７(b)は、キャパシタ１２６，１２８を介して補機バッテリ１２４に供給される電流を表す。図７(a)、(b)を比較すると明らかなように、キャパシタ１２６，１２８の整流作用により、補機バッテリ１２４には、滑らかな電流を供給することができる。
【００２４】
回生領域ではない場合、すなわち、駆動領域にある場合には、駆動回路１００は駆動状態に制御される。
回生領域から駆動領域に移行した場合に、第１，第２キャパシタ１２６，１２８に電気エネルギが蓄えられている場合には、その電気エネルギは補機バッテリ１２４に供給しておくことが望ましい。第１，第２キャパシタ１２６，１２８の蓄電量を下限設定量まで低下させておけば、次に、回生領域に移行した場合に、直ちに、電気エネルギを蓄えることができるからである。また、第１、第２スイッチ１４０，１４２はＯＦＦにしておくことが望ましい。その分、消費電力の低減を図ることができるからである。
駆動領域においては、Ｓ１の判定はＮＯとなる。Ｓ１６において、第１スイッチ１４０，第２スイッチ１４２の少なくとも一方が放電位置にあるか否かが判定される。放電位置にあるスイッチがある場合には、Ｓ１７において、その放電位置にあるスイッチに対応するキャパシタの蓄電量が下限設定量まで低下したか否かが判定され、下限設定量まで低下した場合に、Ｓ１８において、そのスイッチがＯＦＦとされる。
放電位置にあるスイッチがない場合には、Ｓ１９において、蓄電位置にあるスイッチがあるか否かが判定される。蓄電位置にあるスイッチがある場合には、Ｓ２０において、そのスイッチが放電位置に切り換えられる。次に、本プログラムが実行された場合には、放電位置にあるスイッチが存在するため、Ｓ１，１６、１７が繰り返し実行され、そのキャパシタの蓄電量が下限設定量まで低下したか否かが判定され、下限設定量まで低下した場合には、Ｓ１８において、スイッチがＯＦＦとされる。
Ｓ１，１６〜２０が繰り返し実行されることにより、第１、第２スイッチ１４０，１４２は両方ともＯＦＦとされる。それ以降、駆動領域において、Ｓ１，１６，１９が繰り返し実行されることになる
【００２５】
本実施例においては、電磁サスペンションユニット２０により電磁サスペンションが構成され、サスペンションＥＣＵ３７の図５の蓄電制御プログラムを記憶する部分、実行する部分およびスイッチ回路１３４等により蓄電制御装置が構成される。蓄電制御装置は、スイッチ制御部でもあり、蓄電制御装置のうちの、図５のフローチャートのＳ８，１３を記憶する部分、実行する部分等により択一的蓄電制御部が構成される。また、電源装置１１２，蓄電装置１１４を合わせて、請求項７の電源装置が構成される。さらに、蓄電制御装置による蓄電制御により、蓄電方法が実施される。
【００２６】
なお、蓄電装置に設けられるスイッチ回路は、上記実施例に限らず、図８に示す構造を成したものとすることができる。
図８において、蓄電装置１９８に設けられるスイッチ回路２００は、蓄電用スイッチ２０２と放電用スイッチ２０４とを含む。蓄電用スイッチ２０２は、駆動回路１００に接続されるキャパシタを選択するスイッチである。駆動回路１００と第１、第２キャパシタ１２６，１２８との間に設けられ、駆動回路１００と第１キャパシタ１２６とを接続する第１キャパシタ位置と、駆動回路１００と第２キャパシタ１２８とを接続する第２キャパシタ位置と、駆動回路１００に第１キャパシタ１２６も第２キャパシタ１２８も接続されていないＯＦＦとに切り換え可能なものである。放電用スイッチ２０４は、補機バッテリ１２４に接続されるキャパシタを選択するスイッチである。補機バッテリ１２４と第１キャパシタ１２６とを接続する第１キャパシタ位置と、補機バッテリ１２４と第２キャパシタ１２８とを接続する第２キャパシタ位置と、補機バッテリ１２４に第１キャパシタ１２６も第２キャパシタ１２８も接続されていないＯＦＦとに切り換え可能なものである。
蓄電用スイッチ２０２，放電用スイッチ２０４は、上記実施例における場合と同様に制御される。
回生領域において、蓄電用スイッチ２０２は、第１キャパシタ位置と、第２キャパシタ位置とに、選択的に切り換えられ、第１，第２キャパシタ１２６，１２８のいずれか一方が、必ず駆動回路１００に接続される。また、第１キャパシタ位置において、第１キャパシタ１２６の蓄電量が上限設定量に達すると、第２キャパシタ位置に切り換えられる。
放電用スイッチ２０４は、放電によって、キャパシタの蓄電量が下限設定量まで低下すると、ＯＦＦにされるが、例えば、蓄電用スイッチ２０２が第１キャパシタ位置から第２キャパシタ位置に切り換えられると、第２キャパシタ１２８の蓄電量が下限設定量まで低下したか否かに関係なく、第１キャパシタ位置に切り換えられる。
【００２７】
蓄電用スイッチ２０２，放電用スイッチ２０４の制御を表すフローチャートの図示は省略するが、切り換え順序の一例を、図９に示す。
駆動領域から最初に回生領域に移行した場合には、蓄電用スイッチ２０２，放電用スイッチ２０４の両方がＯＦＦにあるため、予め定められた規則に従って、蓄電用スイッチ２０２が第１キャパシタ位置と第２キャパシタ位置とのいずれか一方に切り換えられる。本実施例においては、蓄電用スイッチ２０２が第１キャパシタ位置に切り換えられた場合（図９のＰ）について説明する。
第１キャパシタ１２６が駆動回路１００に接続され、第１キャパシタ１２６に電気エネルギが供給される。第１キャパシタ１２６の蓄電量が上限設定量に達すると、放電用スイッチ２０４が第１キャパシタ位置に切り換えられ、蓄電用スイッチ２０２が第２キャパシタ位置に切り換えられる（図９のＰ→Ｑ）。第１キャパシタ１２６が補機バッテリ１２４に接続され、第２キャパシタ１２８が駆動回路１００に接続される。
この状態から、先に、第１キャパシタ１２６の蓄電量が下限設定量まで低下すると、放電用スイッチ２０４がＯＦＦとされる（図９のＱ→Ｒ）。放電用スイッチ２０４がＯＦＦにされた後に、第２キャパシタ１２８の蓄電量が上限設定量に達すれば、放電用スイッチ２０４が第２キャパシタ位置、蓄電用スイッチ２０２が第１キャパシタ位置に切り換えられる（図９のＲ→Ｓ）。
それに対して、図９のＱの状態から、先に、第２キャパシタ１２８の蓄電量が上限設定量に達すると、放電用スイッチ２０４が第２キャパシタ位置に切り換えられ、蓄電用スイッチ２０２が第１キャパシタ位置に切り換えられる（図９のＱ→Ｓ）。
第１キャパシタ１２６が駆動回路１００に接続され、第２キャパシタ１２８が補機バッテリ１２４に接続された状態において、第２キャパシタ１２８の蓄電量が下限設定量まで低下すると、放電用スイッチ２０４がＯＦＦとされ（図９のＳ→Ｔ）、第１キャパシタ１２６の蓄電量が上限設定量に達すると、蓄電用スイッチ２０２が第２キャパシタ位置とされ、放電用スイッチ２０４が第１キャパシタ位置とされる（図９のＳ→Ｕ、Ｔ→Ｕ）。
【００２８】
このように、本実施例においても、上記実施例における場合と同様に、２つのキャパシタ１２６，１２８のいずれか一方が、必ず、駆動回路１００に接続されているため、電動モータ７４において発生させられる電気エネルギを無駄なく蓄えることができる。
また、電気エネルギがキャパシタ１２６，１２８を経て補機バッテリ１２４に供給されるため、補機バッテリ１２４に供給される電流の振幅を小さくすることができ、補機バッテリ１２４の寿命を長くすることができる。
【００２９】
さらに、第１，第２のキャパシタ１２６，１２８を、互いに直列に配設することもできる。その場合の一例を図１０に示す。蓄電装置２３０に含まれるキャパシタ２３２は、互いに直列に配設された２つのキャパシタ１２６，１２８から成るものであり、スイッチ回路２３６は、キャパシタ２３２と、駆動回路１００と、補機バッテリ１２４との間に設けられた１つのスイッチ２３８を含む。スイッチ２３８は、キャパシタ２３２が駆動回路１００に接続された蓄電位置と、キャパシタ２３２が補機バッテリ１２４に接続された放電位置と，両方から遮断されたＯＦＦ位置とに切り換え可能なものである。蓄電位置において、キャパシタ２３２の蓄電量が上限設定量に達すると、放電位置に切り換えられ、放電位置において、下限設定量まで低下すると、蓄電位置に切り換えられる。また、駆動回路１００とスイッチ回路２３６との間に設けられたＤＣ−ＤＣコンバータ２４０は、駆動回路１００から供給された電流の電圧（４６Ｖ）を２８Ｖに降下させて、キャパシタ２３２に供給するものである。
【００３０】
静電容量が、それぞれＣ1、Ｃ2である第１，第２キャパシタ１２６，１２８が直列に配設されたキャパシタ２３２において、蓄えられる電荷の量（蓄電量）は、式
Ｑ＝｛Ｃ1・Ｃ2／（Ｃ1＋Ｃ2）｝・Ｖｃ
で表される量となるのであり、キャパシタ２３２の静電容量は｛Ｃ1・Ｃ2／（Ｃ1＋Ｃ2）｝となる。２つのキャパシタ１２６，１２８の静電容量が互いに等しい場合（Ｃ1＝Ｃ2＝Ｃ0）には、キャパシタ２３２の静電容量は、Ｃ0／２となる。
一方、電圧Ｖｃは２８Ｖであり、上記実施例における場合より高いが、個々のキャパシタ１２６，１２８に加えられる電位差は、静電容量が同じであるため、１４Ｖずつとなる。すなわち、キャパシタ１２６，１２８の蓄電容量、特性が同じであっても、キャパシタ２３２には、より高い電圧を加えることができることが可能となる。
一方、キャパシタ２３２から補機バッテリ１２４には、キャパシタ２３２の電圧が１２Ｖに低下するまで、電気エネルギを供給することができる。そのため、キャパシタ２３２から１回の放電で補機バッテリ１２４に供給可能な電荷の量（電気量）ΔＱｂは、式
ΔＱｂ＝（Ｃ0／２）・（２８−１２）＝８Ｃ0・・・(1)
となる。それに対して、上記実施例において、第１，第２キャパシタ１２６，１２８の１回の放電で供給される電荷の量の和は、前述のように
ΔＱａ＝４・Ｃ0・・・(2)
となる。
(1)式、(2)式を比較すると、本実施例における場合の方が、１回の放電において補機バッテリ１２４に供給される電荷の量が多くなり（ΔＱｂ＞ΔＱａ）、その分、スイッチ２３８の切り換え回数を少なくすることができるという利点がある。
【００３１】
以上、いくつかの実施例を記載したが、補機バッテリ１２４に蓄えられた電気エネルギは電磁サスペンションユニット２０に供給されるようにしたり、キャパシタ１２６，１２８に蓄えられた電気エネルギが電磁サスペンションユニット２０に供給されるようにしたりすることもできる。
また、電磁サスペンションユニット２０の構造は、上記実施例のそれに限らない。ばね上部２４とばね下部２２との間の伸縮により、電動モータ７４が回転させられ、起電力が生じるタイプのもの（運動エネルギが電気エネルギに変換可能なタイプのもの）であれば、どのような構造を成したものであってもよい。
さらに、電源装置１１２において、メインバッテリ１１０と補機バッテリ１２４との間に、メインバッテリ１１０から補機バッテリ１２４へ向かう方向への電流の流れを許容するが、逆向きの流れを阻止するダイオードを設けることができる。また、蓄電装置１１４において、駆動回路１００とスイッチ回路１３４との間に、駆動回路１００からスイッチ回路へ向かう方向への電流の流れを許容するが、逆向きの流れを阻止するダイオードを設けたり、スイッチ回路１３４と補機バッテリ１２４との間に、スイッチ回路１３４から補機バッテリ１２４へ向かう向きの電流の流れを許容するが、逆向きの流れを阻止するダイオード等を設けたりすることもできる。
また、第１、第２スイッチ１４０，１４２あるいは、蓄電用、放電用スイッチ２０２，２４０は、第１，第２キャパシタ１２６，１２８に蓄えられる電気エネルギ量に基づいて制御されるようにしたり、電圧に基づいて制御されるようにしたりすることもできる。さらに、蓄電量（電圧、電気エネルギ量を採用することもできる）の変化量に基づいて制御されるようにしたり、蓄電量の変化速度に基づいて制御されるようにしたりすることができる。また、スイッチの切り換えのタイミング（トリガー）は問わない。
さらに、スイッチ回路の構造も問わない等本発明は、上述に記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施例である電磁サスペンションシステムの蓄電装置、電源装置周辺を示す図である。本実施例である電磁サスペンションシステムにおいては、本発明の一実施例である蓄電方法が実施され得る。
【図２】上記電磁サスペンションシステム全体を示す図である。
【図３】上記電磁サスペンションシステムに含まれる電磁サスペンションユニットを示す断面図である。
【図４】上記電磁サスペンションシステムのＥＣＵの記憶部に記憶された電動モータ制御マップを表すテーブルである。
【図５】上記ＥＣＵの記憶部に記憶された蓄電制御プログラムを表すフローチャートである。
【図６】上記蓄電制御プログラムの実施により切り換えられるスイッチの状態を示す図である。
【図７】上記蓄電制御プログラムの実施により、補機バッテリにおいて入力される電流の振動の状態を示す図である。
【図８】上記サスペンションシステムに含まれる別の蓄電装置を示す回路図である。
【図９】上記蓄電装置に含まれるスイッチの切り換えの状態を示す図である。
【図１０】上記サスペンションシステムに含まれるさらに別の蓄電装置を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３３】
２０：電磁サスペンションユニット  ３６：制御装置  ７６：電動モータ  １００：駆動回路  １１０：メインバッテリ  １１２：電源装置  １２４、１９８、２３０：蓄電装置  １２４：補機バッテリ  １２６，１２８：キャパシタ  １３４、２００、２３６：スイッチ回路  １４０，１４２、２０２，２０４、２３８：スイッチ  ２３２：キャパシタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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