(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用サスペンションシステムであって、
車両本体と車両のホイール組立体との間の相対運動に応答して出力信号を生成するように構成された電磁発電機と、
前記電磁発電機に励磁電圧を印加し、前記電磁発電機の前記出力信号の極性が維持されるように、前記励磁電圧の極性を制御するように構成された励磁機と、
前記電磁発電機に結合され、前記電磁発電機から生成された前記出力信号からの電気エネルギーを蓄積するように構成され、瞬間的に充放電されるように構成された蓄電デバイスと、
を備える車両用サスペンションシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用サスペンションシステムであって、
前記蓄積デバイスは、一つ以上のウルトラキャパシタ、又は一つ以上の電気２重層キャパシタ（ＥＬＤＣ）を備える、車両用サスペンションシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用サスペンションシステムであって、
前記電磁発電機の出力電圧を前記蓄積デバイス向け入力電圧の許容範囲に変換するために、前記電磁発電機と前記蓄積デバイスとの間に結合されたＤＣ／ＤＣコンバータを更に備える、車両用サスペンションシステム。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用サスペンションシステムであって、
前記蓄積デバイス向け前記入力電圧の前記許容範囲が、約３００〜４００Ｖの間にある、車両用サスペンションシステム。
【請求項５】
請求項１に記載の車両用サスペンションシステムであって、
前記車両本体と前記ホイール組立体の間の前記相対運動を検出するように構成されたセンサを更に備える、車両用サスペンションシステム。
【請求項６】
請求項５に記載の車両用サスペンションシステムであって、
前記電磁発電機を、前記車両本体と前記ホイール組立体の間の前記検出された相対運動に応答して動作させるように制御するように構成されたコントローラを更に備える、車両用サスペンションシステム。
【請求項７】
請求項１に記載の車両用サスペンションシステムであって、
前記電磁発電機が、コイルで囲まれた永久磁石を備え、前記励磁機が、前記コイルの両端間に前記励磁電圧を印加するように構成される、車両用サスペンションシステム。
【請求項８】
請求項７に記載の車両用サスペンションシステムであって、
前記永久磁石が前記車両本体と連結され、前記コイルが前記ホイール組立体と連結される、車両用サスペンションシステム。
【請求項９】
請求項７に記載の車両用サスペンションシステムであって、
前記永久磁石が希土類合金の磁石を備える、車両用サスペンションシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載の車両用サスペンションシステムであって、
前記励磁機は、前記相対運動が第１の方向であるときに正の励磁電圧を印加し、前記相対運動がもう一つの方向であるときに負の励磁電圧を印加する、車両用サスペンションシステム。
【請求項１１】
第１の機械部品と第２の機械部品との間の相対運動が出力信号によって減衰されるように、前記相対運動に応答して前記出力信号を生成するように構成された電磁発電機と、
前記電磁発電機が前記出力信号を生成するように、前記電磁発電機に励磁電圧を印加し、前記電磁発電機の前記出力信号の極性を維持するために、前記相対運動に応答して前記励磁電圧の極性を制御するように構成された励磁機と、
前記電磁発電機に並列に結合され、前記電磁発電機から生成された前記出力信号からの電気エネルギーを蓄積するように構成され一つ以上のウルトラキャパシタと、
を備える装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であって、
前記第１の機械的部品と前記第２の機械的部品との間の前記相対運動を検出するように構成されたセンサを更に備える、装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置であって、
前記電磁発電機を、前記検出された相対運動に応答して動作させるように制御するように構成されたコントローラを更に備える、装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の装置であって、
前記電磁発電機が、コイルで囲まれた永久磁石を備え、前記励磁機が、前記コイルの両端間に前記励磁電圧を印加するように構成され、前記永久磁石が前記第１の機械的部品と連結されており、前記コイルが前記第２の機械的部品と連結されている、装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の装置であって、
ショックアブソーバ又は緩衝器を備える、装置。
【請求項１６】
車両本体と車両のホイール組立体との間に配置されている電磁発電機に励磁電圧を印加することと、
前記電磁発電機において、前記車両本体と前記ホイール組立体との間の相対運動を電気的エネルギーに変換することと、
前記相対運動に応答して前記励磁電圧の極性を変えることにより、前記電磁発電機の出力信号の極性を維持することと、
前記出力信号からの電気的エネルギーを蓄積することであって、前記車両本体と前記車両の前記ホイール組立体との間の前記相対運動が減衰される、蓄積することと、
を備える、サスペンションに関する方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、
前記相対運動を前記電気的エネルギーに変換することが、前記相対運動に応答して、磁石とコイルの間の電磁相互作用を利用することであって、前記磁石が前記車両本体と連結され、前記コイルが前記ホイール組立体と連結されるように前記車両に含まれている、ことと、前記電磁相互作用を前記電気的エネルギーに変換することとを含む、方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法であって、
前記車両本体の変位量および／または前記ホイール組立体の変位量を感知することにより、前記車両本体と前記ホイール組立体の間の前記相対運動を検出することと、
前記車両本体の前記ホイール組立体に対して検出された前記相対運動を表す検出値を生成することと、を更に備える、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、
前記相対運動の前記電気的エネルギーへの前記変換を、前記検出値に応答して開始するように制御することを更に備える、方法。
【請求項２０】
第１の機械的部品と第２の機械的部品との間の相対運動に応答して電気的エネルギーを生成するように構成された電磁発電機と、
前記第１の機械的部品と前記第２の機械的部品との間の前記相対運動を検出するように構成されたセンサと、
励磁機と、
前記励磁機を制御して前記電磁発電機に励磁電圧を印加することによって、前記相対運動を検出する前記センサに応答して前記電磁発電機を制御し、前記電磁発電機の出力信号の極性を維持するように構成されたコントローラと、
前記電磁発電機に結合され、前記電磁発電機から生成された前記出力信号からの電気的エネルギーを蓄積するように構成され、充放電されるように構成された蓄積デバイスと、
を備える装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の装置であって、
前記電磁発電機が、コイルで囲まれた永久磁石を備え、前記励磁機が、前記相対運動を検出する前記センサに応答して、前記コイルの両端間に前記励磁電圧を印加するように構成される、装置。
【請求項２２】
請求項２０に記載の装置であって、
前記コントローラが、前記相対運動に関する検出値を受け取ると前記電磁発電機の動作を開始させるように構成される、装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【０００１】
サスペンションシステムは、ホイールに車両を接続する、ばね、ショックアブソーバおよびリンクのシステムである。サスペンションシステムは、優れたアクティブセーフティのための車両の路面保持性能／ハンドリングおよび制動、運転の楽しみ、ならびに自動車乗員を、快適に、かつ道路の通知、隆起、および振動などから合理的で十分に絶縁するように保つのに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】車両用サスペンションシステムの例示的実施形態の概略図である。
【図２】車両用サスペンションシステムの別の例示的実施形態の概略図である。
【図３】車両用サスペンションシステムのさらに別の例示的実施形態の概略図である。
【図４】サスペンションに関する方法の例示的実施形態を示す流れ図である。
【図５】サスペンションに関する方法の別の例示的実施形態を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
一実施形態では、車両用サスペンションシステムは、車両本体と車両のホイール組立体の間の相対運動に応答して電気的エネルギーを生成するように構成された電磁発電機と、電磁発電機に結合され、電磁発電機から生成された電気的エネルギーを蓄えるように構成された蓄積デバイスとを含む。蓄積デバイスは、瞬間的に充放電されるように構成される。
【０００４】
蓄積デバイスは、１以上のウルトラキャパシタ、または１以上の電気２重層キャパシタ（ＥＬＤＣ）を含んでよい。
【０００５】
このシステムは、電磁発電機の出力電圧を蓄積デバイス向け入力電圧の許容範囲に変換するために、電磁発電機と蓄積デバイスの間に結合されたＤＣ／ＤＣコンバータをさらに含んでよい。蓄積デバイス向け入力電圧の許容範囲は、約３００〜４００Ｖの間にあり得る。
【０００６】
このシステムは、車両本体とホイール組立体の間の相対運動を検出するように構成されたセンサをさらに含んでよい。このシステムは、電磁発電機を、車両本体とホイール組立体の間の検出された相対運動に応答して動作させるように制御するように構成されたコントローラをさらに含んでよい。
【０００７】
電磁発電機は、コイルで囲まれた永久磁石およびコイルの両端間に励磁電圧を印加するための励磁機を含んでよい。永久磁石は車両本体と連結されてよく、コイルはホイール組立体と連結されてよい。永久磁石は、希土類合金の磁石を含んでよい。電磁発電機は、車両本体とホイール組立体の間の相対運動を電気的エネルギーに変換してよい。
【０００８】
別の実施形態では、装置は、第１の機械的部品と第２の機械的部品の間の相対運動が、電気的エネルギーを生成することによって減衰されるように、この相対運動に応答して電気的エネルギーを生成するように構成された電磁発電機と、電磁発電機に並列に結合され、電磁発電機から生成された電気的エネルギーを蓄積するように構成された１以上のウルトラキャパシタとを含む。
【０００９】
この装置は、第１の機械的部品と第２の機械的部品の間の相対運動を検出するように構成されたセンサをさらに含んでよい。この装置は、電磁発電機を、検出された相対運動に応答して動作させるように制御するように構成されたコントローラをさらに含んでよい。電磁発電機は、コイルで囲まれた永久磁石およびコイルの両端間に励磁電圧を印加するための励磁機を含んでよい。永久磁石は第１の機械的部品と連結されてよく、コイルは第２の機械的部品と連結されてよい。この装置は、ショックアブソーバまたは緩衝器を含んでよい。
【００１０】
さらに別の実施形態では、サスペンションに関する方法は、車両本体と車両のホイール組立体の間の相対運動を電気的エネルギーに変換することと、瞬間的に電気的エネルギーを蓄積することとを含む。車両本体と車両のホイール組立体の間の相対運動が減衰される。
【００１１】
磁石とコイルの間の電磁相互作用は、相対運動に応じて用いることができ、相対運動を電気的エネルギーに変換するために、電磁相互作用が電気的エネルギーに変換されてよい。磁石およびコイルは、磁石が車両本体と連結され、コイルがホイール組立体と連結されるように車両に含まれてよい。この方法は、車両本体の変位量および／またはホイール組立体の変位量を感知することにより、車両本体とホイール組立体の間の相対運動を検出することと、車両本体のホイール組立体に対して検出された相対運動を表す検出値を生成することとをさらに含んでよい。この方法は、相対運動の変換が検出値に応答して開始されるように制御することをさらに含んでよい。
【００１２】
以下の詳細な説明では、本明細書の一部分を形成する添付図面が参照される。図面では、文脈が別様に規定しない限り、類似の符号は一般に類似の構成要素を識別する。発明を実施するための形態、図面、および特許請求の範囲において説明される例示的実施形態は、限定することを意味するものではない。本明細書で示された内容の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用され得て、また他の変更がなされ得る。本明細書で全般的に説明され、図面で示された本開示の態様は、構成され、置換され、組み合わされ、分離され、かつ多種多様な別々の構成に設計され得て、それらのすべてが本明細書で明確に企図されていることが容易に理解されよう。
【００１３】
図１は、車両用サスペンションシステムの例示的実施形態の概略図である。本明細書に用いられる「車両」は、自転車、自動車、オートバイ、または列車など、輸送、運搬または移送のためのあらゆる機械的手段を含んでよい。具体的には、車両は、限定することなく２輪自動車または４輪自動車を含んでよい。さらに、車両は、車両を移動させるために、例えば電力、ガソリン、バイオディーゼル、従来型のディーゼル、液化ガスといった２つ以上の別個の動力源を使用する電気的車両またはハイブリッド車を含んでよい。以下では、説明を簡単にするために、４輪自動車用サスペンションシステムが説明されることになる。４輪自動車は、車両本体およびホイール組立体（例えば４輪自動車用の４つのホイール組立体）を含む。ホイール組立体のそれぞれが、ホイールおよびホイールと車両本体の間を接続するためのリンクを含んでよい。車両本体と各ホイール組立体の間に、サスペンションシステムを設けることができる。
【００１４】
図１は、電気エネルギーを生成するように構成された電磁発電機１３０と電磁発電機１３０から生成された電気的エネルギーを蓄積するように構成された蓄積デバイス１４０とを含む車両用サスペンションシステム１００を示す。ホイール組立体のそれぞれに電磁発電機１３０が設けられてよく、したがって、４輪自動車用に４つの電磁発電機を設けることができる。説明を簡単にするために、図１には１つの電磁発電機１３０が示されている。
【００１５】
一実施形態では、電磁発電機１３０は、コイル１２０で囲まれた永久磁石１１０と、電磁発電機１３０の動作を開始するためにコイル１２０の両端間に励磁電圧を印加するための励磁機１２５とを含む。
【００１６】
本明細書に用いられる「励磁電圧」は、永久磁石１１０の相対運動に応答してコイル１２０に電流が誘起され得る状態へとコイル１２０を電気的に励磁するために、コイル１２０の両端間に印加される電圧を指すものであり、このことは後に説明されることになる。永久磁石１１０は、永久磁石１１０を車両本体（図示せず）と連結するように、機械的接続１１１を含んでいる。永久磁石１１０が機械的接続１１１によって車両本体と連結されているので、永久磁石１１０の運動は車両本体の運動によって影響される。例えば、車両が道路の隆起、窪みまたは荒れの上を通り過ぎるとき、車両本体が縦方向に動く可能性がある。車両本体のこのような運動は、車両本体と連結された永久磁石１１０の運動に影響を及ぼす。例えば、車両が隆起の上を通り過ぎるとき、車両本体が、隆起の存在のために振動して垂直の往復運動を示す可能性がある。このとき、永久磁石１１０が車両本体と連結されているので、永久磁石１１０は、車両本体の振動の影響を受けて、やはり垂直の往復運動を示す可能性がある。
【００１７】
いくつかの実施形態では、永久磁石１１０は希土類合金の磁石を含んでよい。希土類合金の磁石は、限定されることなく、サマリウムコバルト磁石またはネオジム磁石を含んでよい。コイル１２０は、コイル１２０がホイール組立体と連結されるように、ホイール組立体（図示せず）との機械的接続１２１を含む。コイル１２０がホイール組立体と連結されているので、コイル１２０の運動はホイール組立体の運動の影響を受ける。例えば、車両が道路の窪みの上を通り過ぎるとき、ホイール組立体は、窪みのある道路の面に追随して進むので、窪みの上を通り過ぎるときわずかに下へ動く。このとき、コイル１２０がホイール組立体と連結されているので、コイル１２０は、ホイール組立体の運動の影響を受けて、窪みではやはり下へ動き得る。いくつかの実施形態では、コイル１２０は、限定されることなく、鋼、ステンレス鋼、銅またはアルミニウムなどの導電材料を含んでよい。励磁機１２５がコイル１２０の両端間に励磁電圧を印加し、それによって、電磁発電機１３０は、車両本体とホイール組立体の間の相対運動に応答して電気的エネルギーを生成するように動作するが、このことは以下で説明されることになる。本明細書で用いられる用語「相対運動」は、ホイール組立体に対する縦方向の運動を指し、これは、永久磁石１１０とコイル１２０の間の相対運動をもたらすが、このことは以下で詳細に説明されることになる。
【００１８】
車両が、道路の隆起、窪み、荒れ、もしくは道路の何らかの障害物など、道路の障害の上を通り過ぎる、または停止もしくは走行開始するとき、車両本体は、このような道路の障害または停止および走行開始の動作によって物理的な衝撃または影響を受け、したがって車両本体が縦方向に振動する。したがって、車両本体と連結されている永久磁石１１０は、永久磁石１１０を囲んでホイール組立体と連結されているコイル１２０に対して垂直の往復運動（例えば図１に示された「Ａ」）を示す。以下で、コイル１２０に対する垂直の往復運動または縦方向の運動（例えば永久磁石１１０の上昇および／または下降）は、「コイル１２０に対する永久磁石１１０の相対運動」または「永久磁石１１０とコイル１２０の間の相対運動」と称されてもよい。
【００１９】
いくつかの実施形態では、車両本体とホイール組立体の間の相対運動（すなわちホイール組立体に対する車両本体の垂直の往復運動）が、車両本体に連結されている永久磁石１１０と、ホイール組立体に連結されているコイル１２０の間の相対運動をもたらしてよい。次いで、励磁機１２５が、コイル１２０に対する永久磁石１１０の相対運動に応答してコイル１２０の両端に励磁電圧を印加し、永久磁石１１０の相対運動により、永久磁石１１０のまわりの磁束が変化して、コイル１２０にはファラデーの法則に基づく起電力が誘起される。したがって、電流（ＩＩＮ）が誘起されてコイル１２０を流れ、レンツの法則に基づいて誘導起電力の極性と対抗する。したがって、誘導電流（ＩＩＮ）および電磁発電機１３０の出力電圧（ＶＥＧ）によって電力（すなわち電気的エネルギーＰ）が生成される（Ｐ＝ＩＩＮ・ＶＥＧ）。車両の駆動および／または操作のために用いられる電気的エネルギーＰが、蓄積デバイス（例えば蓄積デバイス１３０）に蓄積され得る。一実施形態では、励磁機１２５は、コイル１２０で囲まれた励磁コイルを含んでよい。励磁コイルは、励磁電圧を、極性を変化させながらコイル１２０の両端間に印加することにより、コイル１２０の出力電圧（すなわち電磁発電機１３０の出力電圧（ＶＥＧ））の極性を一定に保つことができる。例えば、励磁コイルは、永久磁石１１０が上昇するときコイル１２０の両端間にプラスの電圧を印加し、永久磁石１１０が下降するときコイル１２０の両端間にマイナス電圧を印加する。次いで、永久磁石１１０が上下に動くとき、コイル１２０の出力電圧をプラスに保つことができる。
【００２０】
別の実施形態では、電磁発電機１３０は、前述のように永久磁石１１０とコイル１２０の間の相対運動を電気的エネルギーに変換することにより、この相対運動を減衰させてよい。したがって、いかなる縦方向の衝撃、振動または振れも、衝撃、振動または振れによって生じた相対運動を電気的エネルギーに変換することにより減衰（または吸収）され得て、したがって、このような環境でさえ自動車乗員の快適さが保たれる。そのため、電気的エネルギーを生成すると、電気的エネルギーを蓄積するばかりでなく、車両本体とホイール組立体の間の相対運動を減衰させることも可能になり得る。
【００２１】
蓄積デバイス１４０は、電磁発電機１３０に電気的に結合されて、電磁発電機１３０から生成された電気的エネルギーを蓄積する。蓄積デバイス１４０は、瞬間的に充放電されてよい。いくつかの実施形態では、蓄積デバイス１４０は、限定されることなくウルトラキャパシタまたは電気２重層キャパシタ（ＥＬＤＣ）を含んでよい。ウルトラキャパシタまたはＥＬＤＣは、瞬間的に充放電され得ることが知られている。例えば、充電時間および放出時間は、約０．１〜６０秒、または約０．３〜３０秒の間の範囲でよい。また、ウルトラキャパシタまたはＥＬＤＣは、性能劣化することなく繰り返し充放電され得る。例えば、ウルトラキャパシタまたはＥＬＤＣは、例えば１０，０００回以上、または５００，０００回以上、繰り返し充放電することができる。そのため、ウルトラキャパシタまたはＥＬＤＣなどの蓄積デバイス１４０は、電磁発電機１３０から生成された電気的エネルギーを瞬間的に蓄積することができ、また、永久磁石１１０とコイル１２０の間の相対運動に応答して電気エネルギーで繰り返し充電されるばかりでなく、蓄積された電気的エネルギーを車両の駆動および／または操作に用いることができるように放電され得る。別の実施形態では、蓄積デバイス１４０は、互いに直列接続された多くのウルトラキャパシタまたはＥＬＤＣを含むことができる。各直列接続のウルトラキャパシタまたはＥＬＤＣが、電磁発電機１３０に対して電気的に並列に結合され得る。蓄積デバイス１４０は、例えば１００〜１５０個のウルトラキャパシタまたはＥＬＤＣを含むことができる。
【００２２】
図２は、車両用サスペンションシステムの別の例示的実施形態の概略図である。システム２００は、電磁発電機１３０と、蓄積デバイス１４０と、電磁発電機１３０と蓄積デバイス１４０の間に電気的に結合されたＤＣ／ＤＣコンバータ２５０および蓄積デバイス１４０とバッテリー２７０の間に電気的に結合されたＤＣ／ＤＣコンバータ２６０の２つのＤＣ／ＤＣコンバータと、車両に電力を供給するように構成されたバッテリー２７０と、車両本体とホイール組立体の間の相対運動を検出するように構成されたセンサ２８０と、検出された相対運動に応答して電磁発電機１３０を制御するように構成されたコントローラ２９０とを含む。図１のものと同一の要素は、図１と同じ参照数字で示されており、同一の要素に関する説明は省略されることになる。
【００２３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０は、電磁発電機１３０の出力電圧（ＶＥＧ）を、蓄積デバイス１４０向けに、許容範囲の入力電圧（Ｖｓ）に変換する。一例として、出力電圧（ＶＥＧ）は、例えば約２００〜８００Ｖの間といった数百ボルト（Ｖ）にもなり得る。このような出力電圧（ＶＥＧ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０で、直列接続されたウルトラキャパシタなどの蓄積デバイス１４０向け入力電圧（Ｖｓ）の許容範囲に変換することができる。例えば、電磁発電機１３０の出力電圧（ＶＥＧ）が３００Ｖであり、蓄積デバイス１４０の入力電圧（Ｖｓ）が３６０〜３９０Ｖの範囲である（蓄積デバイス１４０は、それぞれが２．５〜２．７Ｖの入力電圧を有する直列接続された１４４個のウルトラキャパシタを含んでいる）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０は、電磁発電機１３０の出力電圧（ＶＥＧ）（３００Ｖ）を、蓄積デバイス１４０向け入力電圧（Ｖｓ）（３６０〜３９０Ｖ）に変換することができる。バッテリー２７０は、車両用の電源である。例えば、バッテリー２７０は、鉛蓄電池などの電気化学的バッテリーを含むことができる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２６０は、蓄積デバイス１４０とバッテリー２７０の間に電気的に結合され得て、蓄積デバイス１４０の出力電圧（入力電圧（Ｖｓ）と同一になり得る）をバッテリー２７０向け電圧の許容範囲に変換する。一例として、バッテリー２７０向け入力電圧（ＶＢ）が、約１００〜１０００Ｖ、または約２００〜５００Ｖの範囲にあり得るので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６０は、蓄積デバイス１４０の出力電圧（Ｖｓ）をバッテリー２７０の入力電圧（ＶＢ）に変換する。
【００２４】
センサ２８０は、車両に対して加えられる力を検出して測定するように構成されてよい。一実施形態では、センサ２８０は、それぞれが別々の検出値を検出して測定する多くの感知素子を含んでよい。例えば、センサ２８０は、車両本体の変位量およびホイール組立体の変位量を検出するための感知素子を含んでよい。一例として、センサ２８０は、対象のまわりの磁界の変化に基づいて対象の変位量を検出することができる磁界センサを含んでよい。センサ２８０は、車両本体とホイール組立体の検出された変位量を用いて、車両本体とホイール組立体の間の相対運動を検出し、検出された相対運動に関する検出値をもたらしてよい。いくつかの実施形態では、センサ２８０は、限定されることなく、車両に作用する横方向の力を検出するための感知素子、車両に作用する前後方向の力を検出するための感知素子および／または車両の各ホイールによって加えられる力を検出するための感知素子をさらに含んでよい。いかなる数のセンサも、いかなる構成のセンサ２８０も、センサ２８０が車両本体とホイール組立体の間の相対運動を検出するように構成されている限り、装置２００向けに適用可能であり得ることが当業者には明らかであろう。
【００２５】
コントローラ２９０は、電磁発電機１３０を、車両本体とホイール組立体の間の検出された相対運動に応答して動作させるように制御することができる。例えば、コントローラ２９０は、センサ２８０から車両本体とホイール組立体の間の相対運動に関する検出値を受け取って、電磁発電機１３０に対して動作を開始するように指示を送る。センサ２８０は、車両本体の変位量および／またはホイール組立体の変位量を感知することにより、検出値をもたらす。一例として、この検出値は、永久磁石１１０のコイル１２０に対する変位量であり得る。
【００２６】
電磁発電機１３０の励磁機１２５は、コントローラ２９０からの指示に応答してコイル１２０の両端の間に励磁電圧を印加し、したがって永久磁石１１０とコイル１２０の間の相対運動によって電気的エネルギーが生成され得る。
【００２７】
いくつかの実施形態では、コントローラ２９０は、電磁発電機１３０の専用コントローラ、または車両の他の電気デバイスならびに電磁発電機１３０を制御するための電気制御装置（ＥＣＵ）でよい。
【００２８】
図３は、１以上の電磁発電機（例えば電磁発電機１３０−１、１３０−２、１３０−３および１３０−４）、蓄積デバイス１４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０および２６０、バッテリー２７０、センサ２８０およびコントローラ２９０を含むサスペンションシステム３００のさらに別の例示的実施形態を示す。サスペンションシステム３００は、複数の電磁発電機が設けられている点がサスペンションシステム１００および２００とは異なる。図１または図２のものと同一の要素は、図１または図２と同じ参照数字で示されており、同一要素に関する説明が省略されることになる。図３は、４つの電磁発電機１３０−１、１３０−２、１３０−３および１３０−４を含むサスペンションシステム３００を示しているが、電磁発電機の数はこれに限定されない。
【００２９】
一実施形態では、電磁発電機１３０−１、１３０−２、１３０−３および１３０−４のそれぞれが、４輪自動車の各ホイール組立体に与えられ得て、それぞれ共通の蓄積デバイス（例えば蓄積デバイス１４０）に電気的に結合され得る。電磁発電機１３０−１、１３０−２、１３０−３および１３０−４から生成された電気的エネルギーは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０経由で蓄積デバイス１４０に蓄積される。一実施形態では、電磁発電機１３０−１、１３０−２、１３０−３および１３０−４は、図３に示されるように並列接続することができる。この実施形態では、電磁発電機１３０−１、１３０−２、１３０−３および１３０−４のそれぞれに印加される励磁電圧は同一であり得る。電磁発電機１３０−１、１３０−２、１３０−３および１３０−４のそれぞれから生成される電気的エネルギーの量は、それぞれの永久磁石の、対応する１つのコイルに対する相対運動量によって様々であり得る。例えば、電磁発電機１３０−１に対応するホイールが電磁発電機１３０−２に対応するホイールより高い隆起の上を通り過ぎる場合、永久磁石と電磁発電機１３０−１のコイルの間の相対運動量が、永久磁石と電磁発電機１３０−２のコイルの間の相対運動量より大きく、電磁発電機１３０−１は電磁発電機１３０−２より大きな電気エネルギーを生成することができる。別の実施形態では、電磁発電機１３０−１、１３０−２、１３０−３および１３０−４から生成された電気的エネルギーを、各蓄積デバイスに独立して蓄積することができる。例えば、４つの蓄積デバイスを設けて、それぞれを、各電磁発電機からの電気的エネルギーを蓄積するように、各電磁発電機に電気的に接続することができる。さらに、電磁発電機１３０−１、１３０−２、１３０−３および１３０−４は、コントローラ２９０から送られる個々の指示に応答して別個に動作することができる。
【００３０】
車両に関して示されているが、当業者なら、相対運動を示す第１の機械的部品と第２の機械的部品を含んでいる限り、他の装置も適用され得ることを理解することができるであろう。例えば、装置は、第１の機械的部品と第２の機械的部品の間の相対運動に応答して電気的エネルギーを生成するように構成された電磁発電機と、電磁発電機に結合され、電磁発電機から生成された電気的エネルギーを蓄積するように構成された１以上のウルトラキャパシタ（またはＥＬＤＣ）とを含んでよい。電磁発電機は、コイルで囲まれた永久磁石およびコイルの両端間に励磁電圧を印加するための励磁機を含む。永久磁石は第１の機械的部品と連結されており、コイルは第２の機械的部品と連結されている。電気的エネルギーを生成することにより、相対運動を減衰させることができる。本明細書では、「相対運動」は、第１の機械的部品の第２の機械的部品に対する任意の方向（例えば縦方向）の運動または垂直の往復運動を指すことができる。この装置は、何らかの衝撃、振動または振れの吸収および／または減衰のために使用することができる。例えば、この装置は、ショックアブソーバまたは緩衝器になり得る。
【００３１】
図１および図４を参照すると、車両のサスペンションに関する例示的方法が示されている。図４は、車両のサスペンションに関する方法の例示的実施形態を示す流れ図である。車両が道路面の隆起、窪みまたは荒れの上を通り過ぎるとき、車両は上下に動き、車両本体とホイール組立体の間に相対運動が生じる。一実施形態では、図１に関して上記で説明されたように、車両本体とホイール組立体の間の相対運動が、車両に設けられた電磁発電機１３０によって電気的エネルギーに変換され得て、したがって相対運動を減衰することができる（Ｓ４１０）。具体的には、電気的エネルギーは、電磁発電機１３０の動作により、特に、電磁発電機１３０の、車両本体に連結された永久磁石１１０とホイール組立体に連結されたコイル１２０の間の電磁相互作用によって、生成することができる。電磁発電機１３０が蓄積デバイス１４０と電気的に結合されているので、生成された電気的エネルギーは蓄積デバイス１４０の中に瞬間的に蓄積される（Ｓ４２０）。蓄積デバイス１４０は、前述のようにウルトラキャパシタすなわちＥＬＤＣを含むことができる。ウルトラキャパシタすなわちＥＬＤＣは、充電および／または放電のとき化学反応を含まないので、他のキャパシタと比較して、瞬間的に充電するかつ／または放電する特性を有することが知られている。蓄積デバイス１４０に蓄積された電気的エネルギーは、車両の駆動および／または操作のために用いられ得る。
【００３２】
図２または図３、および図５を参照すると、車両のサスペンションに関する別の例示的方法が示されている。図５は、車両のサスペンションに関する方法の別の例示的実施形態を示す流れ図である。車両が道路障害を通り抜けるとき、車両本体とホイール組立体の間に相対運動が生じることがある。一実施形態では、車両本体とホイール組立体の間の相対運動は、センサ２８０によって検出することができる。具体的には、車両本体の変位量および／またはホイール組立体の変位量は、相対運動を検出するためのセンサ２８０によって感知することができる。次いで、センサ２８０によって相対運動を表す検出値が生成される（Ｓ５１０）。この検出値は、コントローラ２９０に送られる。コントローラ２９０は、電磁発電機１３０（すなわち電磁発電機１３０−１〜１３０−４）を、センサ２８０からの検出値に応答して動作するように制御（または指示）してよい（Ｓ５２０）。例えば、コントローラ２９０は、センサ２８０から検出値を受け取ったとき、電磁発電機１３０（すなわち電磁発電機１３０−１〜１３０−４）に対して、コイル１２０の両端間に励磁機１２５で励磁電圧を印加して、電磁発電機１３０（すなわち電磁発電機１３０−１〜１３０−４）の動作を開始するように指示する。車両本体とホイール組立体の間の相対運動は、電磁発電機１３０（すなわち電磁発電機１３０−１〜１３０−４）によって電気的エネルギーに変換され、したがって車両本体とホイール組立体の間の相対運動を減衰させることができる（Ｓ５３０）。電気的エネルギーは、瞬間的に充放電することができる蓄積デバイス１４０に蓄積される（Ｓ５４０）。いくつかの実施形態では、蓄積デバイス１４０に電気的エネルギーを蓄積するのに先立って、電磁発電機１３０（すなわち電磁発電機１３０−１〜１３０−４）の出力電圧を、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０で、蓄積デバイス１４０向け入力電圧の許容範囲に変換することができる。蓄積デバイス１４０に蓄積された電気的エネルギーは、車両の駆動および／または操作のために用いる、またはバッテリー２７０に伝達することができる。いくつかの実施形態では、蓄積デバイス１４０からバッテリー２７０に電気的エネルギーを伝達するのに先立って、蓄積デバイス１４０の出力電圧を、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６０で、バッテリー２７０向け入力電圧の許容範囲に変換することができる。
【００３３】
したがって、電磁発電機１３０（すなわち電磁発電機１３０−１〜１３０−４）によって電気的エネルギーを生成すると、車両の駆動および／または操作に用いられる電気的エネルギーの蓄積ならびに車両本体とホイール組立体の間の相対運動の減衰を可能にすることができる。また、電磁発電機１３０（すなわち電磁発電機１３０−１〜１３０−４）によって生成された電気的エネルギーは、瞬間的に充放電することができる蓄積デバイス１４０に蓄積され、その結果、電気的エネルギーを瞬間的に蓄積することができ、必要なときには、蓄積デバイス１４０に蓄積された電気的エネルギーを瞬間的に放電することができる。さらに、蓄積デバイス１４０は、性能劣化することなく繰り返し充放電することができる。
【００３４】
当業者なら、本明細書で開示された、これらならびに他のプロセスおよび方法で遂行される機能は、別の順序で実施されてよいことを理解するであろう。さらに、概説された工程および操作は、単なる実例として提供されたものであり、また、開示された実施形態の本質を損なうことなく、工程および操作のいくつは、任意選択でよく、より少数の工程および操作へと組み合わせてよく、さらなる工程および操作へと展開されてもよい。
【００３５】
本開示は、本出願で説明された、様々な態様の具体例として意図されている特定の実施形態に関して限定されるものではない。本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく多くの修正および変更がなされ得ることが、当業者には明らかであろう。本明細書に列挙されたものに加えて、本開示の範囲内の機能的に等価な方法および装置は、前述の説明から当業者には明らかであろう。このような修正および変更は、添付の特許請求の範囲の範囲内にあるように意図されている。本開示は、添付の特許請求の範囲の各項に加えて、このような特許請求の範囲に権利を与えられる等価物の最高限の範囲によってのみ限定されるべきである。本開示が、特定の方法、試薬、化合物の組成または生物系（もちろん、これらは様々であり得る）に限定されないことを理解されたい。本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を説明するだけのためであって、限定するようには意図されていないことも理解されたい。
【００３６】
本明細書における実質的にすべての複数形および／または単数形の用語の使用に対して、当業者は、状況および／または用途に適切なように、複数形から単数形に、および／または単数形から複数形に変換することができる。様々な単数形／複数形の置き換えは、理解しやすいように、本明細書で明確に説明することができる。
【００３７】
通常、本明細書において、特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本体部）において使用される用語は、全体を通じて「オープンな（ｏｐｅｎ）」用語として意図されていることが、当業者には理解されよう（例えば、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」と解釈されるべきであり、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、「少なくとも有する（ｈａｖｉｎｇ  ａｔ  ｌｅａｓｔ）」と解釈されるべきであり、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｅｓ  ｂｕｔ  ｉｓ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」と解釈されるべきである、など）。導入される請求項で具体的な数の記載が意図される場合、そのような意図は、当該請求項において明示的に記載されることになり、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しないことが、当業者にはさらに理解されよう。例えば、理解の一助として、添付の特許請求の範囲は、導入句「少なくとも１つの（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」および「１つまたは複数の（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」を使用して請求項の記載を導くことを含む場合がある。しかし、そのような句の使用は、同一の請求項が、導入句「１つまたは複数の」または「少なくとも１つの」および「ａ」または「ａｎ」などの不定冠詞を含む場合であっても、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による請求項の記載の導入が、そのように導入される請求項の記載を含む任意の特定の請求項を、単に１つのそのような記載を含む実施形態に限定する、ということを示唆していると解釈されるべきではない（例えば、「ａ」および／または「ａｎ」は、「少なくとも１つの」または「１つまたは複数の」を意味すると解釈されるべきである）。同じことが、請求項の記載を導入するのに使用される定冠詞の使用にも当てはまる。また、導入される請求項の記載で具体的な数が明示的に記載されている場合でも、そのような記載は、少なくとも記載された数を意味すると解釈されるべきであることが、当業者には理解されよう（例えば、他の修飾語なしでの「２つの記載（ｔｗｏ  ｒｅｃｉｔａｔｉｏｎｓ）」の単なる記載は、少なくとも２つの記載、または２つ以上の記載を意味する）。さらに、「Ａ、ＢおよびＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、それに限定されない）。「Ａ、Ｂ、またはＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、そ���に限定されない）。２つ以上の代替用語を提示する事実上いかなる離接する語および／または句も、明細書、特許請求の範囲、または図面のどこにあっても、当該用語の一方（ｏｎｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｔｅｒｍｓ）、当該用語のいずれか（ｅｉｔｈｅｒ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｔｅｒｍｓ）、または両方の用語（ｂｏｔｈ  ｔｅｒｍｓ）を含む可能性を企図すると理解されるべきであることが、当業者にはさらに理解されよう。例えば、句「ＡまたはＢ」は、「Ａ」または「Ｂ」あるいは「ＡおよびＢ」の可能性を含むことが理解されよう。
【００３８】
また、本開示の特徴または態様がマーカッシュグループに関して記述されている場合、本開示が、それによって、そのマーカッシュグループの任意の個々の要素または要素のサブグループに関しても記述されていることを当業者なら理解するであろう。
【００３９】
書面の説明を提供するという点などのあらゆる目的のために、本明細書に開示された範囲は、すべてが、あらゆる可能な部分範囲およびその部分範囲の組合せも包含することが当業者には理解されよう。いかなる列挙された範囲も、同一の範囲が、少なくとも、等しい２分割、等しい３分割、等しい４分割、等しい５分割、等しい１０分割などに分解されるのを十分に説明し可能にすることが容易に認識され得る。限定的でない実例として、本明細書で論じられた各範囲は、下部３分の１、中部３分の１および上部３分の１などに容易に分解することができる。「まで」、「少なくとも」などのすべての言語が、列挙された数を含み、後に上記で論じたように部分範囲に分解することができる範囲を指すことも当業者には理解されよう。最後に、範囲には個々の要素が含まれることが、当業者には理解されよう。したがって、例えば、１〜３個のセルを有するグループは、１個、２個、または３個のセルを有するグループを指す。同様に、１〜５個のセルを有するグループは、１個、２個、３個、４個、または５個のセルを有するグループを指し、以下同様である。
【００４０】
上記のことから、本開示の様々な実施形態が、本明細書では例証のために説明されており、本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく様々な修正がなされ得ることが理解されよう。したがって、本明細書で開示された様々な実施形態は、以下の特許請求の範囲によって示される真の範囲および趣旨を限定するようには意図されていない。
【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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