(57)【要約】【課題】  可動子の速度に関らず常に安定したトルクを発生できる電磁ダンパ装置及び電磁ダンパモータの制御方法を提供する。【解決手段】  制御力ｆ３及びモータ動作速度ｖ３で定まる要求点（Ｃ点）がモータ動作範囲外領域境界速度内領域５に存在する場合、Ｃ点指定指令に代えてＣ´点指定指令をドライバ１６に送り、モータ１２を動作させるようにする。モータ動作範囲１内にモータ動作の指令を収めるので、モータの動作速度に関らず、安定した発生力（トルク）をモータが発生することができ、モータや制御対象、負荷などに衝撃的な力が加わることを抑制できる。また、制御力ｆ４及びモータ動作速度ｖ４で定まるＤ点が非制御第１領域７に存在する場合、電機子１９への通電を停止しモータ１２の発生力をゼロとする。このため、逆起電力により所望の発生力（トルク）と正負反対の発生力となることが防止できるので、モータ制御性、ひいては、振動抑制性能が向上する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子及び可動子を相対変位可能に備え、前記固定子及び可動子のうちいずれか一方が電機子を含み他方が磁性部材を含み、電動機及び発電機として動作可能な、被制御体に取付けられるモータと、
被制御体に設けられたセンサの検出値に応じて、必要とされる力を発生するように前記モータを制御する制御手段とを有する電磁ダンパ制御装置において、
前記モータの相対速度を検出する相対速度検出手段を設け、
前記制御手段に、前記相対速度検出手段からの相対速度データに基づき、該相対速度において、前記モータが前記必要とされる力の方向と同一方向の力を発生できない場合は、前記モータの回路を遮断する遮断手段を設けたことを特徴とする電磁ダンパ制御装置。
【請求項２】
固定子及び可動子を相対変位可能に備え、前記固定子及び可動子のうちいずれか一方が電機子を含み他方が磁性部材を含み、電動機及び発電機として動作可能な、被制御体に取付けられるモータと、
被制御体に設けられたセンサの検出値に応じて、必要とされる力を発生するように前記モータを制御する制御手段とを有する電磁ダンパ制御装置において、
前記モータの相対速度を検出する相対速度検出手段を設け、
前記制御手段に、前記相対速度検出手段からの相対速度データに基づき、該相対速度において、前記モータが前記必要とされる力以下の力を発生できない場合は、前記モータの回路を遮断する遮断手段を設けたことを特徴とする電磁ダンパ制御装置。
【請求項３】
固定子及び可動子を相対変位可能に備え、前記固定子及び可動子のうちいずれか一方が電機子を含み他方が磁性部材を含み、電動機及び発電機として動作可能な、被制御体に取付けられるモータと、
被制御体に設けられたセンサの検出値に応じて、必要とされる力を発生するように前記モータを制御する制御手段とを有する電磁ダンパ制御装置において、
前記モータの相対速度を検出する相対速度検出手段を設け、
前記制御手段は、前記相対速度検出手段からの相対速度データに基づき、該相対速度において、前記モータが前記必要とされる力未満の力のみ発生できる場合は、発生可能な最大の力を発生させる制御することを特徴とする電磁ダンパ制御装置。
【請求項４】
固定子及び可動子を相対変位可能に備え、前記固定子及び可動子のうちいずれか一方が電機子を含み他方が磁性部材を含み、電動機及び発電機として動作可能なモータの制御方法であって、  前記モータの発生力と前記固定子及び可動子の相対速度とをそれぞれ直交する座標軸とする４象限の範囲に前記モータの力の発生が可能となるモータ動作範囲を予め定め、
相対速度検出手段により前記固定子及び可動子の相対速度を検出し、
前記４象限の範囲において前記検出相対速度及び必要とされるモータ発生力で定まる要求点が、前記モータ動作範囲外領域で且つ前記モータ動作範囲における前記モータの発生力がゼロにおける相対速度の両境界値を超えない領域に存在する場合、前記モータが前記モータ動作範囲内で作動するように電機子電流を調整することを特徴とする電磁ダンパモータの制御方法。
【請求項５】
前記４象限の範囲において前記検出相対速度及び必要とされる発生力で定まる要求点が、前記モータ動作範囲外領域で且つ前記モータ動作範囲における前記モータの発生力がゼロにおける相対速度の両境界値を超える領域に存在する場合、前記電機子への通電を停止することを特徴とする請求項４記載の電磁ダンパモータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動体の振動を抑制する振動制御システム及び車両のサスペンション装置などに用いられる電磁ダンパ装置及び電磁ダンパモータの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固定子及び可動子を相対変位可能に備え、前記固定子及び可動子のうちいずれか一方が電機子を含み他方が磁性部材を含む電動モータ（以下、モータという。）を、振動体の上下振動や左右振動を抑制するための振動制御システムに用いることがある。そのモータとしては、例えば直動形や回転形の３相同期モータが用いられ、電動機の機能を有するのみならず、負荷側からのエネルギを受けて発電機として機能し、抵抗力及び又は振動抑制力を発生することがある。
そして、そのモータでは、例えば図６に示すように、固定子及び可動子の相対速度ＶをＸ軸、モータの発生力Ｆ（トルク）をＹ軸として、４象限（第１〜第４象限）の範囲に前記モータのトルク発生が可能となるモータ動作範囲１（図６中、平行斜線のハッチングで示す部分。）が予め定められる（特許文献１参照）。
【０００３】
図６においてモータ動作範囲１は、第２象限から第４象限に負の傾きをもって斜めに延びる２本のラインの間に定められているが、便宜上、前記２本のラインのうち図６上側のラインを第１ライン２といい、図６下側のラインを第２ライン３という。なお、この２本のラインは、簡易表記のため一次直線としているが、モータの設計によりこの線の形状は異なる。
【０００４】
第１ライン２のＸ軸との交点（符号省略）は、前記モータ動作範囲１における前記モータの発生力（トルク）がゼロにおける相対速度の２つの境界値のうち一方の境界値に相当する。この点は、モータに流すことが可能な最大電流と相対変位による逆起電力によって生じる電流が釣り合う点である。この交点に相当する相対速度を、以下、モータ動作範囲相対速度第１境界値Ｖｇ１という。
また、第２ライン３のＸ軸との交点（符号省略）に相当する速度を、以下、モータ動作範囲相対速度第２境界値Ｖｇ２という。
【０００５】
前記４象限（第１〜第４象限）の範囲におけるモータ動作範囲１外の領域を、モータ動作範囲外領域４という。モータ動作範囲外領域４のうち、モータ動作範囲相対速度第１境界値Ｖｇ１ないしモータ動作範囲相対速度第２境界値Ｖｇ２の間の領域を、モータ動作範囲外領域境界速度内領域５という。また、モータ動作範囲外領域４のうち、モータ動作範囲相対速度第１境界値Ｖｇ１を超える領域及びモータ動作範囲相対速度第２境界値Ｖｇ２を超える領域を、モータ動作範囲外領域境界速度外領域６という。
モータ動作範囲外領域境界速度外領域６のうち、第１象限の部分及び第３象限の部分を非制御第１領域７（平行縦線のハッチングで示す。）といい、第２象限の部分及び第４象限の部分を非制御第２領域８（平行横線のハッチングで示す。）という。
【０００６】
図６のＸ軸は、対象とするモータが３相同期モータである場合は、コイルと可動子（固定子及び可動子）の相対速度Ｖ（以下、適宜、モータ動作速度という。）に相当し、回転形のモータであれば回転数、直動形のモータであればストローク速度に相当する。
【０００７】
図６の第１ライン２、第２ライン３の傾きは、モータの逆起電圧定数（≒トルク定数）によって、決定されるモータ固有の値となる。
モータは、モータ動作速度Ｖが正の方向に大きくなるに従い、第１象限に示すように、モータの正の方向の発生力Ｆ（トルク）の最大値が減少する。これは、モータの動作と同時に発生する界磁磁束による逆起電力がモータの動作速度が大きくなるに従って増大し（コイル端子電圧が上昇）、コイルに流れる電流を減少させるように作用するためである。
負の方向の発生力Ｆ（トルク）については、逆起電力がコイルに流れる電流を増大させるように作用するため、大きな力を発生することができる。
【０００８】
また、相対速度Ｖが第１境界値Ｖｇ１以上の場合は、モータに正の最大力が発生するように最大電流を流そうとしても、逆起電力により発生する電流が勝り、第１象限の非制御第１領域７（平行縦線のハッチングで示す。）のような正の方向の力を発生することができない。
さらに、この相対速度Ｖが第１境界値Ｖｇ１以上の場合は、負の方向の力を発生することは可能であるが、非制御第２領域８の第４象限の部分〔平行横線のハッチングで示す。〕のような、小さな発生力は発生させることができない。
【０００９】
上述のようなモータ動作速度Ｖが大きい領域で正の発生力Ｆが必要な場合は、モータの逆起電圧定数（≒トルク定数）を小さくする必要がある。
しかし、モータ動作速度Ｖが小さい領域では、単位電流あたりの発生力Ｆが小さくなってしまい、モータの効率が悪くなる。そこで、モータ動作速度Ｖが小さい領域において弱め磁束制御を行い、この領域のみ逆起電圧定数（≒トルク定数）を小さくする場合もある。
【００１０】
モータ動作速度Ｖが負の方向についても、上記モータ動作速度Ｖが正の場合と正と負が逆（方向が逆）になるのみで、同様である。
以上のように、図６において、第１、第３象限はモータの運動方向とモータが力を発生する方向が同一の領域で、モータ動作速度Ｖが大きくなるに従い発生できる力の最大値は減少する。
第２、第４象限はモータの運動方向とモータが力を発生する方向が逆の領域で逆起電力によりコイルに流れる電流を増加させるように作用するため、モータ動作速度Ｖが大きくなるに従い発生できる力の最大値は増加する。
このように、第１〜第４象限の平行斜線のハッチングで示す部分は、モータとしての動作範囲（モータ動作範囲１）を表しており、このモータ動作範囲１を超えてモータがトルク（発生力）を発生しながら正常動作することはできない。
【特許文献１】特開２００３−１０４０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上述した従来技術では、図６において、モータ動作速度ｖ１における発生力ｆ１を得ようとして指令する〔図６のＡ点で示される内容の指令（以下、Ａ点指定指令という。）を行う〕場合、モータ動作速度ｖ２における発生力ｆ２を得ようとする指令する〔図６のＢ点で示される内容の指令（以下、Ｂ点指定指令という。）を行う〕場合、それぞれ、Ａ点指定指令及びＢ点指定指令をモータドライバに対して指令し、モータを動作させることになるが、この場合、Ａ点、Ｂ点はモータ動作範囲１内に存在するので、モータは正常動作が可能である。
そして、例えばＡ点でモータ（３相同期モータ）が、ある一定のトルク（発生力）、一定の速度で動作している際の各相コイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相コイル）の電流値の時系列波形は、例えば図７に示すようになる。
なお、図６のＡ点で示される内容の指令をＡ点指定指令としたが、後述するＣ点などについても、以下同様に記載する。
【００１２】
しかし、例えばモータ動作速度ｖ３のときに発生力ｆ３を得ようとしてＣ点指定指令を指令する場合、最大電流を流そうとしても、電流の最大値は逆起電力により妨げられ、この場合の各相の電流値の時系列波形は、例えば図８に示すようになっていた。すなわち、大きな電流値を各相コイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相コイル）に流そうとするものの、逆起電力によってある一定値以上の電流が流せなくなる。このため、各相コイル電流値の時系列波形は正弦波状の電流波形から大きくかけ離れてしまっていた。
【００１３】
その結果、モータ動作に伴うトルク変動が極端に大きくなるなどし、モータの正常動作を阻害することが起こり得た。
また、図６に示すＤ点〔非制御第１領域７〕の動作指令（Ｄ点指定指令）をモータドライバに対して指令した場合、逆起電力が大きくなりすぎ、負の力を発生することができず、Ｄ´点の発生力となり、所望の発生力とは正負反対の発生力となってしまっていた。
同様に、図６に示すＥ点〔非制御第２領域８〕のような動作指令をモータドライバに対して指令した場合、自動的にＥ´点の発生力となり、所望の発生力よりも大きな発生力となってしまっていた。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、可動子の速度に関らず常に安定したトルクを発生できる電磁ダンパ装置及び電磁ダンパモータの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明は、固定子及び可動子を相対変位可能に備え、前記固定子及び可動子のうちいずれか一方が電機子を含み他方が磁性部材を含み、電動機及び発電機として動作可能な、被制御体に取付けられるモータと、被制御体に設けられたセンサの検出値に応じて、必要とされる力を発生するように前記モータを制御する制御手段とを有する電磁ダンパ制御装置において、前記モータの相対速度を検出する相対速度検出手段を設け、前記制御手段に、前記相対速度検出手段からの相対速度データに基づき、該相対速度において、前記モータが前記必要とされる力の方向と同一方向の力を発生できない場合は、前記モータの回路を遮断する遮断手段を設けたことを特徴とする。
請求項２の発明においては、固定子及び可動子を相対変位可能に備え、前記固定子及び可動子のうちいずれか一方が電機子を含み他方が磁性部材を含み、電動機及び発電機として動作可能な、被制御体に取付けられるモータと、被制御体に設けられたセンサの検出値に応じて、必要とされる力を発生するように前記モータを制御する制御手段とを有する電磁ダンパ制御装置において、前記モータの相対速度を検出する相対速度検出手段を設け、前記制御手段に、前記相対速度検出手段からの相対速度データに基づき、該相対速度において、前記モータが前記必要とされる力以下の力を発生できない場合は、前記モータの回路を遮断する遮断手段を設けたことを特徴とする。
請求項３の発明においては、固定子及び可動子を相対変位可能に備え、前記固定子及び可動子のうちいずれか一方が電機子を含み他方が磁性部材を含み、電動機及び発電機として動作可能な、被制御体に取付けられるモータと、被制御体に設けられたセンサの検出値に応じて、必要とされる力を発生するように前記モータを制御する制御手段とを有する電磁ダンパ制御装置において、前記モータの相対速度を検出する相対速度検出手段を設け、前記制御手段は、前記相対速度検出手段からの相対速度データに基づき、該相対速度において、前記モータが前記必要とされる力未満の力のみ発生できる場合は、発生可能な最大の力を発生させる制御することを特徴とする。
請求項４の発明においては、固定子及び可動子を相対変位可能に備え、前記固定子及び可動子のうちいずれか一方が電機子を含み他方が磁性部材を含み、電動機及び発電機として動作可能なモータの制御方法であって、前記モータの発生力と前記固定子及び可動子の相対速度とをそれぞれ直交する座標軸とする４象限の範囲に前記モータの力の発生が可能となるモータ動作範囲を予め定め、相対速度検出手段により前記固定子及び可動子の相対速度を検出し、前記４象限の範囲において前記検出相対速度及び必要とされるモータ発生力で定まる要求点が、前記モータ動作範囲外領域で且つ前記モータ動作範囲における前記モータの発生力がゼロにおける相対速度の両境界値を超えない領域に存在する場合、前記モータが前記モータ動作範囲内で作動するように電機子電流を調整することを特徴とする。
請求項５の発明においては、請求項４の発明において、前記４象限の範囲において前記検出相対速度及び必要とされる発生力で定まる要求点が、前記モータ動作範囲外領域で且つ前記モータ動作範囲における前記モータの発生力がゼロにおける相対速度の両境界値を超える領域に存在する場合、前記電機子への通電を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、モータが必要とされる力の方向と同一方向の力を発生できない場合は、モータの回路を遮断することにより、モータから発生する力をなくすことにより、必要とされる力と逆方向の力を発生し、過制御することを防止できる。
請求項２の発明によれば、モータが必要とされる力以下の力を発生できない場合は、前記モータの回路を遮断することにより、モータが必要とされる力以上の力により制御されることを防止でき、過制御を防止できる。
請求項３の発明によれば、モータが前記必要とされる力未満の力のみ発生できる場合は、発生可能な最大の力を発生させる制御することにより、可能な範囲で最大のダンパの効果を得ることができる。
請求項４の発明によれば、モータ動作範囲内にモータ動作の指令を収めることができるので、モータの動作速度に関らず、常に安定した発生力をモータが発生することができ、モータや制御対象、負荷などに衝撃的な力が加わることを抑制できる。
また、請求項５の発明によれば、逆起電力により所望の発生力と正負反対の発生力となることが防止できるので、モータ制御性、ひいては、振動抑制性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の第１実施の形態に係る電磁ダンパ装置及び電磁ダンパモータの制御方法を図１ないし図５に基づいて説明する。なお、図６ないし図８に示す部材、部分と同等の部材、部分については、同等の符号を付し、その説明は適宜省略する。
図１において、振動制御システム１１は、永久磁石式でリニア形の３相同期モータ（以下、モータという）１２を用い、モータ１２の動作によって振動体１３の上下振動を抑制するようにしている。本実施の形態では、モータ１２が電磁ダンパモータを構成している。
【００１８】
振動制御システム１１は、ある一定の質量を持つ被制御体としての振動体１３（例えば、自動車・鉄道の車体やビル等の建物）と、振動体１３を弾性的に支持するばね１４と、振動体１３の上下振動を抑制するための制御力を発生するモータ１２と、振動体１３の上下振動を検出する上下加速度センサ１５（センサ）と、モータ１２の駆動制御を行うドライバ１６と、振動体１３の振動状態やモータ１２の動作からドライバ１６への動作指令を生成する制御手段をしてのコントローラ１７と、ドライバ１６に備えた遮断手段としてのスイッチ１８を介してモータ１２の電機子１９（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗ）に接続される電源２１と、からなっている。モータ１２は、自らの発生力で振動体１３をアクティブ動作させる（第１、第３象限）だけでなく、振動体１３により強制的に発電機として動作させられる（第２、第４象限）ようにしている。
【００１９】
モータ１２は、固定子２２及び可動子２３を相対変位可能に備えている。固定子２２はばね下体２４（例えば、自動車・鉄道の車輪やビル等の基礎）に固定され、可動子２３の一端部は振動体１３に保持され、固定子２２及び可動子２３の相対変位時に生じる駆動力（電動機としての機能時）又は抵抗力（発電機としての機能時）により、上述したように振動体１３の上下振動を抑制する。また、モータ１２は、固定子２２に電機子１９を含み、可動子２３に永久磁石２５（磁性部材）を備えている。
【００２０】
モータ１２は、図３に示すように、発生力Ｆ（トルク）と前記固定子２２及び可動子２３の相対速度（モータ動作速度）Ｖとをそれぞれ直交するＸ軸、Ｙ軸とする４象限の範囲にモータ１２のトルク（発生力）発生が可能となる前記モータ動作範囲１を予め定めている。
ドライバ１６は、図２に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗに対する電源２１の接続をオン／オフ（ON/OFF）する前記スイッチ１８と、電源２１とＵ相、Ｖ相、Ｗ相コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗとを接続する線路２６に介在された第１〜第６ＦＥＴ２７ａ〜２７ｆからなるスイッチング素子２８と、スイッチング素子２８を制御してスイッチング素子２８と協働してモータ１２のインバータ制御を行うＰＷＭ信号生成器２９と、位置検出器３０と、を備えている。前記スイッチ１８はコントローラ１７に制御されて、非制御第１、第２領域７，８においてはオフされて、コイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗ）の端子（図示省略）を開放状態とし制御力の発生をゼロとする。
【００２１】
ここで、ばね下２４の振動などによる外乱により振動体１３が上下に振動した場合、コントローラ１７は例えばスカイフック制御により振動体１３の振動速度が小さくなるようモータ１２に対する動作指令を生成する。すなわち、コントローラ１７はある一定のサンプリング時間毎に上下加速度センサ１５の信号を取り込み、積分処理して振動体１３の上下振動速度を検出し、この上下振動速度がゼロとなるように、ある一定のサンプリング時間毎にドライバ１６への動作指令（例えばモータ１２が発生すべきトルク（発生力Ｆ）の指令）を生成する。
【００２２】
ドライバ１６は、コントローラ１７からの動作指令に基づきモータ１２が発生すべきトルク（発生力）からモータ１２内の各相コイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗ）へ流す電流の値（ひいてはモータ動力）を決定する。
また、ドライバ１６は位置検出器３０からの信号（位置信号）をコントローラ１７に送ると共に、モータ１２、ドライバ１６の動作エラー情報などのモニタ信号をコントローラ１７に送る。
【００２３】
永久磁石式の３相同期モータであるモータ１２は、ストローク動作（当該モータ１２が回転式モータである場合は、回転動作）に伴い、各相コイル〔固定子２２〕と永久磁石２５（Ｎ極、Ｓ極）〔可動子２３〕とが相対的に位置を入替え、且つこの相対的な位置の入替を連続的に繰返して行う。このとき、モータ１２を滑らかに動作させようとすれば、各相コイル〔固定子２２〕と永久磁石２５〔可動子２３〕の相対位置に応じて各相コイル〔Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗ〕に流す電流を調整する必要がある。例えば、図７に示すように、ストローク動作に伴い、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相コイル２０Ｕ，２０Ｖ，２０Ｗの電流をそれぞれ１２０°ずつ位相のずれた正弦波状の波形とする。
【００２４】
そのため、本モータ１２（３相同期モータ）では各相コイルと永久磁石２５の相対位置を検出する必要があり、本実施の形態では、リニアエンコーダやリニアポテンショメータなどの直動式の位置検出器３０をモータ１２に設けている。なお、モータ１２が、本実施の形態のリニア形のモータ１２と異なる回転形のモータであれば、ロータリエンコーダやレゾルバなどの回転式の位置検出器を用いる。
そして、位置検出器３０からの信号（位置信号）から、上記各相コイルと永久磁石２５の相対位置に応じて各相コイルに流す電流を調整する。
【００２５】
モータ１２は、ある時点において、要求点が図３のモータ動作範囲１外となっている場合に、モータ動作範囲１に収まるような動作指令に変換するには、モータ１２が発生すべきトルク（発生力）とモータ１２の動作速度を知る必要がある。このうち、モータ１２が発生すべきトルク（発生力）は、スカイフック制御による制御演算によってコントローラ１７内部で演算しているので、この演算を用いることにより把握することができる。このため、モータ１２の動作速度が分かれば、モータ１２の動作速度を利用してモータ動作範囲１に収まるようにドライバ１６に動作指令を行うことができる。
【００２６】
そこで、モータ１２に設けられている位置検出器３０からの信号（位置信号）を用いてモータ１２の動作速度を検出する。
具体的には、既知である位置検出信号と各相コイルと永久磁石２５の相対位置関係から、コントローラ１７のサンプリング時間毎に位置検出信号の差分を求め（微分処理）、モータ１２の動作速度を求める．この際、サンプリング時間毎の微分処理の際に移動平均処理を行うなどして、モータ１２の動作速度のノイズ成分のフィルタ処理を施してもよい。
また、図３に示すようなモータ動作範囲１は、予めコントローラ１７内にモータ動作速度Ｖと発生力Ｆの関係をテーブル（以下、線図テーブルという。）３５の形で記憶しておく。これにより、モータ１２の動作速度からモータ１２の発生可能な発生力Ｆを常に把握しながらドライバ１６に動作指令を生成することができる。
【００２７】
例えば、図３に示すように、ある時刻ｔ１の振動体１３の上下振動を抑制するための制御力〔ひいては発生力（又は発生トルク）〕がｆ１あるいはｆ２であるという演算結果をコントローラ１７が算出し、ドライバ１６への動作指令を送った場合、前記時刻ｔ１における各相コイル及び永久磁石２５の相対速度、ひいては固定子２２及び可動子２３の相対速度（以下、モータ動作速度Ｖという。）がｖ１、ｖ２であると、制御力ｆ１、ｆ２及びモータ動作速度ｖ１、ｖ２でそれぞれ定まる要求点（Ａ点、Ｂ点）の予め格納した線図テーブル３５における４象限における位置を把握する。
そして、この場合、時刻ｔ１のＡ点、Ｂ点は、モータ動作範囲１内であるので、コントローラ１７はドライバ１６にＡ点指定指令、Ｂ点指定指令を出力し、これによりモータ１２は正常トルクを発生させながら動作することができる。
【００２８】
一方、図３に示すようにある時刻ｔ２の制御力〔ひいては発生力（又は発生トルク）〕がｆ３であるという演算結果を得、時刻ｔ２のモータ動作速度Ｖがｖ３である場合、制御力ｆ３及びモータ動作速度ｖ３で定まる要求点（Ｃ点）は、モータ動作範囲外領域境界速度内領域５に存在することから、コントローラ１７がドライバ１６にＣ点指定指令を出力しても、このＣ点では、モータ１２は正常動作できない。
そこで、コントローラ１７は、モータ動作速度ｖ３での最大発生力ｆ３´（図３でＣ´点に相当する。）を線図テーブル３５から読出し、前記Ｃ点指定指令に代えてＣ´点指定指令をドライバ１６に送り、モータ１２を動作させるようにする。
このようにして、モータ動作範囲１内にモータ動作の指令を収めることができるので、モータ１２の動作速度に関らず、常に安定した発生力（トルク）をモータ１２が発生することができ、モータ１２や制御対象、負荷などに衝撃的な力が加わることを抑制できる。
【００２９】
また、ある時刻ｔ３の振動体１３の上下振動を抑制するための制御力がｆ４であるという演算結果をコントローラ１７が算出した場合、時刻ｔ３のモータ動作速度Ｖがｖ４の場合は、制御力ｆ４及びモータ動作速度ｖ４で定まるＤ点は、非制御第１領域７に存在する。そして、この非制御第１領域７はモータ動作速度Ｖが高く、モータ１２には逆起電力によりｆ４´の発生力が発生してしまう。このｆ４´の発生力は、目論見の負の発生力とは逆の正の発生力であり、上記同様振動体１３を大きく加振するように作用する。従って、この場合、スイッチ１８を遮断（オフ）して電機子１９への通電を停止しモータ１２の発生力をゼロとする。このような場合、実際には、モータの摩擦抵抗などの力により、若干の抵抗力は発生できる。
【００３０】
同様に、ある時刻ｔ４の振動体１３の上下振動を抑制するための制御力がｆ５であるという演算結果をコントローラ１７が算出した場合、時刻ｔ４のモータ動作速度Ｖがｖ５の場合は、制御力ｆ５及びモータ動作速度ｖ５で定まるＥ点は、非制御第２領域８に存在する。そして、この非制御第２領域８はモータ動作速度Ｖが高く、モータ１２には逆起電力によりコイルに流れる電流を増加させるように作用する。そのため、目論見の発生力ｆ５よりも大きな発生力ｆ５´が発生してしまう。ここで、目論見の発生力ｆ５よりも大きな発生力ｆ５´が発生すると過制御となり、振動体１３を加振するように作用する。このため、この場合、スイッチ１８をオフして電機子１９への通電を停止しモータ１２の発生力をゼロとする。
本実施の形態では、上述した例（Ｄ点、Ｅ点）に示されるように、制御力（発生力）Ｆ及びモータ動作速度Ｖで定められる要求点が、モータ動作範囲外領域境界速度外領域６（非制御第１領域７及び非制御第２領域８）に存在する場合（発生する力が要求する力より大くなってしまう場合及び発生する力の向と要求する力の向きが逆の場合）、モータ１２の動作に伴って自動的に発生する逆起電力に逆らって、スイッチ１８をオフしてモータ１２の発生力をゼロとするようにしている。
このため、逆起電力により所望の発生力（トルク）と正負反対の発生力となることが防止できるので、モータ制御性、ひいては、振動抑制性能が向上する。
【００３１】
上記の制御内容を概略フローによって示すと、図４に示すようになる。すなわち、位置検出信号を取り込み（ステップＳ１）、移動平均処理を行った（ステップＳ２）後、ストローク速度へ変換する（ステップＳ３）。
【００３２】
その後、すでに演算、生成してあるドライバ１６への指令値を線図テーブル３５と比較し（ステップＳ４）、指令値（要求点）がモータ動作範囲１を超えていない場合はスイッチ１８をオンし（ステップＳ５）、指令値をそのままドライバ１６へ出力する（ステップＳ６）。
【００３３】
指令値がモータ動作範囲１を超えている場合は、続いて線図のモータ動作範囲外領域境界速度外領域６（非制御第１領域７及び非制御第２領域８）であるかを判断し（ステップＳ７）、モータ動作範囲外領域境界速度外領域６（非制御第１領域７及び非制御第２領域８）でない場合は線図テーブル３５に従い、現在のモータ動作速度Ｖで最大の制御力となるよう指令値をドライバ１６へ出力する（ステップＳ８）。モータ動作範囲外領域境界速度外領域６（非制御第１領域７及び非制御第２領域８）である場合はスイッチ１８をオフし、モータ１２の発生力をゼロとする（ステップＳ９）。
【００３４】
次に、本発明の第２実施の形態を図５に基づいて説明する。図５は、モータ１２を、その発生力をモータ動作速度Ｖに応じて発生させる、所謂ダンパとして動作させた場合の例を示している。
【００３５】
図５において、Ｘ軸及びＹ軸の交点を通り、第２、第４象限にかかる点線４０は正の減衰係数を持ったモータ１２の特性を表しており、モータ１２の動作を妨げる方向に減衰力が作用する。この場合、モータ動作速度Ｖが大きい領域では正の減衰係数が増加する。
一方、図５において、Ｘ軸及びＹ軸の交点を通り、第１、第３象限にかかる一点鎖線４１は負の減衰係数を持ったモータ１２の特性を表しており、モータ１２の動作を付勢する方向に減衰力が作用する。この場合、モータ動作速度Ｖが大きくなるに従い負の減衰係数が大きくなるが、ある点４２，４３からは減少に転じ、やがて負の減衰係数がゼロになる。
【００３６】
なお、上記各実施の形態では、モータ１２の挙動がモータ動作範囲１で行われるようにする調整をコントローラ１７からドライバ１６への指令値に基づいて行う場合を例にしたが、これに代えてドライバ１６がコントローラ１７からの動作指令を調整することにより行うようにしてもよい。
【００３７】
上記実施の形態では、モータ１２はリニア形としモータ出力をそのまま上下方向の振動抑制力とする場合を例にしたが、本発明はこれに限らず、回転形のモータとし、このモータに回転−直動変換機構を設けて上下方向の出力軸を持つように構成してもよい。
また、上記説明においては、上下運動の制御を示したが、例えば鉄道の左右動の制御など、左右方向の制御に用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るモータの制御方法が用いられる振動制御システムを模式的に示すブロック図である。
【図２】図１のドライバを示す回路図である。
【図３】図１のモータの動作速度−発生力の関係を示す特性図である。
【図４】第１実施の形態に係るモータの制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係るモータの制御方法を説明するためのモータ動作速度−発生力特性図である。
【図６】従来技術における制御方法が用いられるモータの動作速度−発生力の関係を示す特性図である。
【図７】モータの各相コイル電流値の時系列波形を示す図である。
【図８】従来技術の問題点を図７に対応して示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…モータ動作範囲、７…非制御第１領域、８…非制御第２領域、１２…モータ（電磁ダンパモータ）、２２…固定子、２３…可動子。
【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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