(57)【要約】【課題】従来のサスペンション装置では、高いストローク速度領域で減衰力が不足する問題があった。【解決手段】本発明の一態様にかかるサスペンション装置は、上側部材１０と下側部材１１との間に挟まれたバネ１２と、バネ１２と並列に設けられ、上側部材１０と下側部材１１との離間動作に応じて可動する可動軸の可動速度に応じて電力を発生するモータ２０と、モータ２０において発生する電力を消費することでモータ２９において生じる減衰力を変化させる可変抵抗ＶＲを含む電力消費回路１４と、可動軸の可動速度が大きくなるのに応じて可変抵抗ＶＲの抵抗値が大きくなるように可変抵抗ＶＲを制御する抵抗値制御部１６と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側部材と下側部材との間に挟まれたバネと、
前記バネと並列に設けられ、前記上側部材と前記下側部材との離間動作に応じて可動する可動軸の可動速度に応じて電力を発生するモータと、
前記モータにおいて発生する電力を消費することで前記モータにおいて生じる減衰力を変化させる可変負荷回路を含む電力消費回路と、
前記可動軸の可動速度が大きくなるのに応じて前記可変負荷回路の消費電力が大きくなるように前記可変負荷回路を制御する負荷制御部と、
を有するサスペンション装置。
【請求項２】
前記負荷制御部は、前記モータの前記可動軸が一定の可動速度以下である場合には、前記可変負荷回路の抵抗値を一定に維持する請求項１に記載のサスペンション装置。
【請求項３】
前記負荷制御部は、前記モータの前記可動軸の可動速度と、前記可変負荷回路の抵抗値と、の関係を示す変換テーブルを有し、
前記変換テーブルを参照して、前記可変負荷回路の抵抗値を前記モータの前記可動軸の可動速度に対応した値に設定する負荷抵抗値設定信号を出力する請求項１又は２に記載のサスペンション装置。
【請求項４】
前記可変負荷回路は、予め抵抗値が決定された負荷抵抗と、前記負荷抵抗と直列に接続されるスイッチと、を有し、
前記負荷制御部は、前記可変負荷回路の抵抗値が大きくなるにつれてデューティー比が小さくなり、前記スイッチの開閉状態を切り替えるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成する制御信号生成部を有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のサスペンション装置。
【請求項５】
前記負荷制御部は、前記可動軸の可動速度が大きくなるのに応じて前記可変負荷回路の抵抗値が大きくなるように制御する第１の動作モードと、
前記可動軸の可動速度に対して前記可変負荷回路における減衰力が最も大きくなるように前記可変負荷回路の抵抗値を制御する第２の動作モードと、
を外部から与えられるモード切替信号に応じて切り替える請求項１乃至４のいずれか１項に記載のサスペンション装置。
【請求項６】
前記負荷制御部は、
前記第１の動作モードに対応して前記可動軸の可動速度と前記可変負荷回路の抵抗値との関係を示す第１の変換テーブルと、
前記第２の動作モードに対応して前記可動軸の可動速度と前記可変負荷回路の抵抗値との関係を示す第２の変換テーブルと、
前記モード切替信号に応じて前記第１の変換テーブルと前記第２の変換テーブルとのいずれか一方から前記可動軸の可動速度と前記可変負荷回路の抵抗値を実現するためのデューティー比設定値を読み出し、読み出したデューティー比設定値に応じたデューティー比を有するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成する制御信号生成部と、
を有する請求項５に記載のサスペンション装置。
【請求項７】
前記負荷制御部は、前記可動軸の可動速度と対応付けられたデューティー比を有する負荷抵抗値設定信号を生成する制御信号生成部を有し、
前記可変負荷回路は、
前記モータにおいて発生したモータ電圧を前記負荷抵抗値設定信号に基づき昇圧又は降圧して、一定の電圧値を有する出力電圧を生成する昇降圧回路と、
前記出力電圧が印加され前記モータにおいて発生した回生電力により充電される二次電池と、を有する請求項１に記載のサスペンション装置。
【請求項８】
前記負荷抵抗値設定信号のデューティー比は、前記可変負荷回路が前記モータで発生する電力を消費することで生じる減衰力が目標減衰力となるように設定される請求項７に記載のサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサスペンション装置に関し、例えば、サスペンションのバネと並列に設けられ、バネ上部とバネ下部との間の近接・離間動作により生じる運動エネルギーを電気エネルギーに変換する電磁式アブソーバを含むサスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用のサスペンション装置として、電磁モータにより回生電力を発生させ当該回生動作によりバネ上部とばね下部とが接近・離間する方向の力を減衰させる電磁式アブソーバを含む電磁式サスペンション装置が検討されている。この電磁式アブソーバを含むサスペンション装置の一例が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載のサスペンションシステムは、複数の車輪に対応して設けられ、それぞれが、電磁モータを有してその電磁モータが発生させる力に依拠してばね上部とばね下部とに対してそれらが接近・離間する向きの力を発生させる複数の電磁式のショックアブソーバと、それら複数のショックアブソーバに対応して設けられ、それぞれが、電源と前記複数のショックアブソーバのうちの磁芯に対応するものが有する電磁モータとを接続してそれらの間の電流の流れを許容する接続状態と、それら電源と電磁モータとの接続を断ってその電磁モータと電源との間の電流の流れを防止する遮断状態とを切り換える複数の有接点式の継電器と、前記複数のショックアブソーバの各々に対して接続状態と遮断状態とを選択的に実現すべく、前記複数の継電器の各々を制御する継電器制御装置であって、通常は、前記複数のショックアブソーバのすべてに対して接続状態を実現し、前記複数のショックアブソーバのうちの１つが有する電磁モータの発電電流が、前記継電器の溶着現象の発生を考慮して設定された設定電流を超えると予測される状況下において、その複数のショックアブソーバのうちの１つに対して遮断状態を実現するように構成された継電器制御装置と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２８５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電磁式ショックアブソーバでは、モータの特性により、アブソーバの可動軸を動作させる軸のストローク速度が所定の速度以上となる速度領域で減衰力が飽和してしまう問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、モータの特性により減衰力が飽和してしまう速度領域における減衰力を高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様にかかるサスペンション装置は、上側部材と下側部材との間に挟まれたバネと、前記バネと並列に設けられ、前記上側部材と前記下側部材との離間動作に応じて可動する可動軸の可動速度に応じて電力を発生するモータと、前記モータにおいて発生する電力を消費することで前記モータにおいて生じる減衰力を変化させる可変負荷回路を含む電力消費回路と、前記可動軸の可動速度が大きくなるのに応じて前記可変負荷回路の消費電力が大きくなるように前記可変負荷回路を制御する負荷制御部と、を有する。
【０００８】
上記本発明の一態様によれば、モータの動作速度が高まったことにより電力消費回路内の可変抵抗の抵抗値が高まるため、電力消費回路における消費電力が増加するため、モータの特性により減衰力が飽和してしまう速度領域における減衰力の減少を抑制する。
【０００９】
本発明にかかるサスペンション装置の別の態様では、前記負荷制御部は、前記モータの前記可動軸が一定の可動速度以下である場合には、前記可変負荷回路の抵抗値を一定に維持する。
【００１０】
上記本発明の別の態様によれば、モータの前記可動軸が一定の可動速度以下である場合には、可変抵抗の抵抗値を減衰力の基準となる基準減衰力との差が一定の範囲内となる固定的な抵抗値に設定し、モータの可動軸が一定の可動速度以下である場合には、固定的な抵抗値では飽和してしまう減衰力を可変抵抗の抵抗値を変化させることで補い、サスペンション装置の特性を理想状態に近づけることができる。
【００１１】
本発明にかかるサスペンション装置の別の態様では、前記負荷制御部は、前記モータの前記可動軸の可動速度と、前記可変負荷回路の抵抗値と、の関係を示す変換テーブルを有し、前記変換テーブルを参照して、前記可変負荷回路の抵抗値を前記モータの前記可動軸の可動速度に対応した値に設定する負荷抵抗値設定信号を出力する。
【００１２】
上記本発明の別の態様によれば、負荷抵抗値設定信号の値の決定を高速に行うことができる。
【００１３】
本発明にかかるサスペンション装置の別の態様では、前記可変負荷回路は、予め抵抗値が決定された負荷抵抗と、前記負荷抵抗と直列に接続されるスイッチと、を有し、前記負荷制御部は、前記可変負荷回路の抵抗値が大きくなるにつれてデューティー比が小さくなり、前記スイッチの開閉状態を切り替えるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成する制御信号生成部を有する。
【００１４】
上記本発明の別の態様によれば、時間軸で見たときの抵抗値を可変することで、回路規模を小さくし、かつ、抵抗値変化の応答速度を高めることができる。
【００１５】
上記本発明の別の態様によれば、前記負荷制御部は、前記可動軸の可動速度が大きくなるのに応じて前記可変負荷回路の抵抗値が大きくなるように制御する第１の動作モードと、前記可動軸の可動速度に対して前記可変負荷回路における減衰力が最も大きくなるように前記可変負荷回路の抵抗値を制御する第２の動作モードと、を外部から与えられるモード切替信号に応じて切り替える。
【００１６】
上記本発明の別の態様によれば、モータにより発生される電力の回生量を最大化する動作モードを追加することができる。
【００１７】
上記本発明の別の態様によれば、前記負荷制御部は、前記第１の動作モードに対応して前記可動軸の可動速度と前記可変負荷回路の抵抗値との関係を示す第１の変換テーブルと、前記第２の動作モードに対応して前記可動軸の可動速度と前記可変負荷回路の抵抗値との関係を示す第２の変換テーブルと、前記モード切替信号に応じて前記第１の変換テーブルと前記第２の変換テーブルとのいずれか一方から前記可動軸の可動速度と前記可変負荷回路の抵抗値を実現するためのデューティー比設定値を読み出し、読み出したデューティー比設定値に応じたデューティー比を有するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成する制御信号生成部と、を有する。
【００１８】
上記本発明の別の態様によれば、負荷抵抗値設定信号の値の決定を高速に行うことができる。
【００１９】
上記本発明の別の態様によれば、前記負荷制御部は、前記可動軸の可動速度と対応付けられたデューティー比を有する負荷抵抗値設定信号を生成する制御信号生成部を有し、前記可変負荷回路は、前記モータにおいて発生したモータ電圧を前記負荷抵抗値設定信号に基づき昇圧又は降圧して、一定の電圧値を有する出力電圧を生成する昇降圧回路と、前記出力電圧が印加され前記モータにおいて発生した回生電力により充電される二次電池と、を有する。
【００２０】
上記本発明の別の態様によれば、モータによって生じた電力を二次電池に回生させることができる。
【００２１】
上記本発明の別の態様によれば、前記負荷抵抗値設定信号のデューティー比は、前記可変負荷回路が前記モータで発生する電力を消費することで生じる減衰力が目標減衰力となるように設定される。
【００２２】
上記本発明の別の態様によれば、モータによって生じた電力を二次電池に回生しながら、サスペンション装置の減衰力特性を目標減衰力とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明にかかるサスペンション装置によれば、モータの特性により減衰力が飽和してしまう速度領域における減衰力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態１にかかるサスペンション装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】実施の形態１にかかる抵抗値制御部及び可変抵抗の構成を説明するブロック図である。
【図３】実施の形態１にかかるサスペンション装置において抵抗を変化させた場合のアブソーバの減衰力を示すグラフである。
【図４】実施の形態１にかかるアブソーバの減衰特性を説明するグラフである。
【図５】実施の形態２にかかるサスペンション装置の構成を説明するブロック図である。
【図６】実施の形態２にかかる抵抗値制御部及び可変抵抗の構成を説明するブロック図である。
【図７】実施の形態２にかかるアブソーバの減衰特性を説明するグラフである。
【図８】実施の形態３にかかるサスペンション装置の構成を説明するブロック図である。
【図９】実施の形態３にかかるサスペンション装置の昇降圧回路の回路図である。
【図１０】実施の形態３にかかるアブソーバの減衰特性を説明するグラフである。
【図１１】実施の形態３にかかるアブソーバの回生電力を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００２６】
まず、実施の形態１にかかるサスペンション装置１の構成について説明する。そこで、図１に実施の形態１にかかるサスペンション装置１の構成を説明するブロック図を示す。
【００２７】
図１に示すように、実施の形態１にかかるサスペンション装置１は、上側部材（例えば、バネ上部材１０）、下側部材（例えば、バネ下部材１１）、バネ１２、タイヤ１３、モータ２０、ボールねじ２１、ねじ支持材２２、電力消費回路１４、電子制御回路１５を有する。そして、実施の形態１にかかるサスペンション装置１は、モータ２０、ボールねじ２１、ねじ支持材２２により電磁式アブソーバを構成する。
【００２８】
バネ上部材１０は、例えば、車両のボディと接続される。バネ下部材１１は、例えば、車両に取り付けられるサスペンションアームに取り付けられ、タイヤ１３から入力される力を受ける。図１３では、タイヤ１３を、バネとコロとにより構成されるモデルとして示した。バネ１２は、バネ上部材１０とバネ下部材１１との間に挟まれるように設けられる。
【００２９】
モータ２０は、バネと並列に設けられ、バネ上部材１０とバネ下部材１１との離間動作に応じて可動する可動軸の可動速度に応じて電力を発生する。モータ２０は、可動軸の運動に応じて発電電流を発生させることにより減衰力を発生させる。ボールねじ２１及びねじ支持材２２は、動作変換機構を構成する。この動作変換機構は、上側部材と下側部材との間において前記モータと直列に配置される。そして、動作変換機構は、バネ上部材１０とバネ下部材１１との近接・離間動作をモータ２０の可動軸の運動に変換する。実施の形態１にかかる電磁式アブソーバでは、バネ上部材１０とバネ下部材１１とが近接・離間動作すると、ねじ支持材２２が当該近接・離間動作に応じてボールねじ２１を回転させ、ボールねじ２１に連結されたモータ２０の可動軸が近接・離間方向と直行する方向に回転する。
【００３０】
また、図１では、モータ２０の回路モデルを示した。モータ２０は、例えば、３相モータであり、コイルＬ１〜Ｌ３と、コイルＬ１〜Ｌ３の一端に一端がそれぞれ接続された抵抗Ｒ１〜Ｒ３を有し、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の他端が互いに接続され、コイルＬ１〜Ｌ３の他端から発電電流が出力されるモデルとして示すことができる。
【００３１】
電力消費回路１４は、モータ２０が出力した発電電流を熱に変換する。つまり、電力消費回路１４は、モータ２０の回生動作により生じた電気エネルギーを熱エネルギーに変換する。また、電力消費回路１４は、モータ２０において発生する電力を消費することでモータ２０において生じる減衰力を変化させる。電力消費回路１４は、ダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ３１、Ｄ３２、可変負荷回路（例えば、可変抵抗ＶＲ）を有する。
【００３２】
ダイオードＤ１１とダイオードＤ１２は、可変抵抗ＶＲの両端の間で直列に接続される。そして、ダイオードＤ１１のアノードとダイオードＤ１２のカソードとを接続する接点にコイルＬ１の他端が接続される。ダイオードＤ２１とダイオードＤ２２は、可変抵抗ＶＲの両端の間で直列に接続される。そして、ダイオードＤ２１のアノードとダイオードＤ２２のカソードとを接続する接点にコイルＬ２の他端が接続される。ダイオードＤ３１とダイオードＤ３２は、可変抵抗ＶＲの両端の間で直列に接続される。そして、ダイオードＤ３１のアノードとダイオードＤ３２のカソードとを接続する接点にコイルＬ３の他端が接続される。
【００３３】
電子制御回路１５は、例えば、マイクロコントローラ（ＭＣＵ：Micro Controller Unit）等の集積回路であって、プログラムを実行可能な演算回路と、前記演算回路により利用され様々な機能を有する周辺回路とを含む。そして、図１に示す例では、電子制御回路１５は、負荷制御部（例えば、抵抗値制御部１６）を含む。抵抗値制御部１６は、モータ２０の可動軸の可動速度が大きくなるのに応じて可変抵抗ＶＲの抵抗値が大きくなるように可変抵抗ＶＲを制御する。抵抗値制御部１６は、ストローク速度計測値Ｓｖを受けて、可変抵抗ＶＲの抵抗値を当該ストローク速度計測値Ｓｖにより示される可動軸のストローク速度に対応した抵抗値とするための負荷抵抗値設定信号Ｃｒを出力する。
【００３４】
ここで、抵抗値制御部１６及び可変抵抗ＶＲの詳細について説明する。そこで、図２に実施の形態１にかかる抵抗値制御部１６及び可変抵抗ＶＲの構成を説明するブロック図を示す。
【００３５】
図２に示すように、抵抗値制御部１６は、変換テーブル（例えば、ストローク速度抵抗制御値変換テーブル）と、制御信号生成部１７とを有する。ストローク速度抵抗制御値変換テーブルは、モータ２０の可動軸の可動速度と、可変抵抗の抵抗値と、の関係を示す。また、ストローク速度抵抗制御値変換テーブルは、モータ２０の可動軸の可動速度に対応付けられた可変抵抗ＶＲの抵抗値を実現するための抵抗制御値として、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号のデューティー比設定値が記述される。
【００３６】
制御信号生成部１７は、モータ２０から取得したストローク速度計測値Ｓｖを用いて変換テーブルを参照して、可変抵抗の抵抗値をモータ２０の可動軸の可動速度に対応した値に設定する負荷抵抗値設定信号（例えば、ＰＷＭ信号）を出力する。具体的には、制御信号生成部１７は、モータ２０から取得したストローク速度計測値Ｓｖに対応するデューティー比設定値ＤＳを読み出し、出力するＰＷＭ信号のデューティー比を可変する。
【００３７】
また、図２に示すように、可変抵抗ＶＲは、負荷抵抗ＲＬ及びスイッチＳＷを有する。スイッチＳＷは、負荷抵抗ＲＬに対して直列接続される。負荷抵抗ＲＬは、あらかじめ抵抗値が決定される抵抗である。
【００３８】
実施の形態１にかかるサスペンション装置１では、制御信号生成部１７が出力するＰＷＭ信号により可変抵抗ＶＲのスイッチＳＷの開閉状態を切り替えることで、時間軸で見たときの可変抵抗ＶＲの抵抗値を変化させる。つまり、スイッチＳＷが閉状態となっているときは負荷抵抗ＲＬが有効になり、スイッチＳＷが開状態となっているときは負荷抵抗ＲＬが無効となるため、ＰＷＭ信号により負荷抵抗ＲＬが有効になる時間を変化させることで、実施の形態１にかかるサスペンション装置１では可変抵抗ＶＲの抵抗値を変化させる。より具体的には、ＰＷＭ信号のデューティー比が５０％のときは可変抵抗ＶＲの抵抗値は負荷抵抗ＲＬの抵抗値の２倍の抵抗値となり、ＰＷＭ信号のデューティー比が５％のときは可変抵抗ＶＲの抵抗値は負荷抵抗ＲＬの抵抗値の２０倍の抵抗値となり、ＰＷＭ信号のデューティー比が１００％のときは可変抵抗ＶＲの抵抗値は負荷抵抗ＲＬの抵抗値の１倍の抵抗値となる。
【００３９】
そして、実施の形態１にかかるサスペンション装置１では、可変抵抗ＶＲの抵抗値が大きくなるにつれてデューティー比が小さくなるように、抵抗値制御部１６がＰＷＭ信号を生成する。
【００４０】
続いて、可変抵抗ＶＲの抵抗値と、モータ２０において発生する減衰力との関係を説明する。そこで、図３に実施の形態１にかかるサスペンション装置１において抵抗を変化させた場合のアブソーバの減衰力を示すグラフを示す。なお、図３では、モータ２０において生じる減衰力の理想値として油圧式アブソーバの減衰力を示した。図３に示すように、サスペンション装置１において想定されるモータ２０の可動軸のストローク速度領域において、油圧式アブソーバの減衰力は単純増加する特性を有する。一方、モータ２０をアブソーバとして利用した場合、可変抵抗ＶＲの抵抗値の大きさにより減衰力のピーク値が異なる。具体的には、モータ２０をアブソーバとして利用した場合、可変抵抗ＶＲの抵抗値が大きくなるにつれて減衰力が最大となるストローク速度が速くなる。
【００４１】
続いて、図４に実施の形態１にかかるサスペンション装置１のアブソーバの減衰特性を説明するグラフを示す。図４に示すように、実施の形態１にかかるサスペンション装置１では、サスペンション装置１の動作状況としてモータ２０の可動軸が一定の可動速度以下である領域（例えば、サスペンション装置１の動作状況として利用頻度の高い常用域）においては、可変抵抗ＶＲの抵抗値を一定の値に固定する。これにより、実施の形態１にかかるサスペンション装置１では、車両のユーザーに提供する乗り心地を向上させる。
【００４２】
一方、実施の形態１にかかるサスペンション装置１では、サスペンション装置１の動作状況としてモータ２０の可動軸が一定の可動速度よりも大きくなる領域（例えば、サスペンション装置１の動作状況として利用頻度が低いものの、バネ上部材１０とバネ下部材１１との離間動作の速度が速い高速域）においては、可変抵抗ＶＲの抵抗値を減衰力が最大となるように可変する。これにより、実施の形態１にかかるサスペンション装置１は、可変抵抗ＶＲの抵抗値を固定した場合に減衰力が飽和し、減衰力特性が油圧式アブソーバと乖離する幅を小さくすることができる。
【００４３】
上記説明より、実施の形態１にかかるサスペンション装置１では、モータ２０の可動軸の可動速度の大きさに応じて可変抵抗ＶＲの抵抗値が大きくなるように抵抗値制御部１６が可変抵抗ＶＲを制御することで、可変抵抗ＶＲにより生じるモータ２０の減衰力の飽和状態を回避して、モータ２０の可動軸が高い可動速度となる領域までモータ２０ｂの減衰力を高くすることができる。
【００４４】
また、実施の形態１にかかるサスペンション装置１では、モータ２０の可動軸が一定の可動速度以下である場合には、可変抵抗の抵抗値を一定に維持する。これにより、実施の形態１にかかるサスペンション装置１では、アブソーバの減衰特性と理想とする油圧式アブソーバの減衰特性に近づけることができる。
【００４５】
また、実施の形態１にかかるサスペンション装置１では、モータ２０の可動軸の可動速度に対応して可変抵抗ＶＲの抵抗値を制御する際に、可変抵抗ＶＲの抵抗値を制御する負荷抵抗値設定信号Ｃｒのデューティー比を変換テーブルを参照することで決定する。これにより、実施の形態１にかかるサスペンション装置１では、負荷抵抗値設定信号Ｃｒのデューティー比の変更を高速に行うことができる。特に、サスペンション装置では、モータ２０の可動軸の可動速度が時々刻々と変化するため、高速にデューティー比を変更する必要があるため、減衰力を高い状態で維持するためにはデューティー比の変更を高速に行うことが重要である。
【００４６】
また、実施の形態１にかかるサスペンション装置１では、可変抵抗ＶＲを負荷抵抗ＲＬと直列に設けたスイッチＳＷの開閉率に基づき行う。これにより、実施の形態１にかかるサスペンション装置１では、可変抵抗ＶＲを実現する回路の開路規模を小さくし、かつ、抵抗値の切替速度を向上させることができる。
【００４７】
実施の形態２
実施の形態２では、サスペンション装置１の別の形態となるサスペンション装置２について説明する。なお、実施の形態２にかかるサスペンション装置２の説明において、実施の形態１で説明した構成要素については、実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略する。
【００４８】
図５に実施の形態２にかかるサスペンション装置の構成を説明するブロック図を示す。図５に示すように、実施の形態２にかかるサスペンション装置２は、実施の形態１にかかるサスペンション装置１の電子制御回路１５を電子制御回路２５に変更したものである。そして、電子制御回路２５は、負荷制御部（例えば、抵抗値制御部２６）を有する。抵抗値制御部２６は、モータ２０の可動軸の可動速度が大きくなるのに応じて可変抵抗ＶＲの抵抗値が大きくなるように制御する第１の動作モードと、モータ２０の可動軸の可動速度に対して可変抵抗ＶＲにおける減衰力が最も大きくなるように可変抵抗の抵抗値を制御する第２の動作モードと、を外部から与えられるモード切替信号ＭＤに応じて切り替える。
【００４９】
ここで、抵抗値制御部２６についてより詳細に説明する。そこで、図６に実施の形態２にかかる抵抗値制御部２６及び可変抵抗ＶＲの構成を説明するブロック図を示す。図６に示すように、抵抗値制御部２６は、第１の変換テーブル（例えば、第１のストローク速度抵抗制御値変換テーブル）、第２の変換テーブル（例えば、第２のストローク速度抵抗制御値変換テーブル）、制御信号生成部２７を有する。
【００５０】
第１のストローク速度抵抗制御値変換テーブルは、実施の形態１におけるストローク速度抵抗制御値変換テーブルと同じものである。具体的には、第１のストローク速度抵抗制御値変換テーブルは、第１の動作モードに対応して設けられるものであり、モータ２０の可動軸の可動速度と可変抵抗ＶＲの抵抗値との関係を示す。第２のストローク速度抵抗制御値変換テーブルは、第２の動作モードに対応して設けられるものであり、モータ２０の可動軸の可動速度と可変抵抗ＶＲの抵抗値との関係を示す。
【００５１】
より具体的には、第１のストローク速度抵抗制御値変換テーブルは、モータ２０の可動軸が一定の可動速度以上となった領域において、可動速度の上昇に応じて可変抵抗ＶＲの抵抗値が大きくなるような可動速度とデューティー比設定値ＤＳ１との関係が記述される。一方、第２のストローク速度抵抗制御値変換テーブルは、モータ２０の可動軸の可動速度に関わらず、可動速度に対してモータ２０で発生する減衰力が最も大きくなるような可動速度とデューティー比設定値ＤＳ２との関係が記述される。
【００５２】
制御信号生成部２７は、モード切替信号ＭＤに応じて第１のストローク速度抵抗制御値変換テーブルと第２のストローク速度抵抗制御値変換テーブルとのいずれか一方から可動軸の可動速度と可変抵抗ＶＲの抵抗値を実現するためのデューティー比設定値を読み出し、読み出したデューティー比設定値に応じたデューティー比を有するＰＷＭ信号を生成する。
【００５３】
続いて、実施の形態２にかかるサスペンション装置２におけるアブソーバの減衰特性について説明する。そこで、図７に実施の形態２にかかるアブソーバの減衰特性を説明するグラフを示す。図７に示す例では、可変抵抗ＶＲの抵抗値を変化させるストローク速度としてＳｖ１〜Ｓｖ４を示した。図７に示すように、実施の形態２にかかるサスペンション装置２では、モータ２０の可動軸の可動速度（例えば、ストローク速度Ｓｖ１〜Ｓｖ４）毎に減衰力がもっとも高くなるように可変抵抗ＶＲの抵抗値を可変していく。また、実施の形態２にかかるサスペンション装置２では、可変抵抗ＶＲの抵抗値の切替タイミングは、各ストローク速度に対応した減衰力カーブＤＣが交差するストローク速度とする。これにより、実施の形態２にかかるサスペンション装置２においては、アブソーバの減衰力が可変抵抗ＶＲの抵抗値毎に異なる減衰力カーブＤＣの稜線に沿って変化する特性となる。
【００５４】
上記説明より、実施の形態２にかかるサスペンション装置２では、モータ２０の可動軸の可動速度によらず減衰力が最も大きくなるように可変抵抗ＶＲの抵抗値を変化させる。これにより、実施の形態２にかかるサスペンション装置２では、モータ２０により発生される回生電力を最も効率よく回収することができる。なお、モータ２０で発生した回生電力を回収するためには、図５及び図６で示した可変抵抗ＶＲを電力回生回路（例えば、ＡＣ−ＤＣ変換回路）を用い、この電力回生回路においてモータ２０の回生電力を受ける部分の抵抗値を可変抵抗ＶＲと同様に可変させる必要がある。
【００５５】
実施の形態３
実施の形態３では、サスペンション装置１の別の形態となるサスペンション装置３について説明する。なお、実施の形態３にかかるサスペンション装置３の説明において、実施の形態１で説明した構成要素については、実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略する。
【００５６】
図８に実施の形態３にかかるサスペンション装置の構成を説明するブロック図を示す。図８に示すように、実施の形態３にかかるサスペンション装置３は、実施の形態１にかかるサスペンション装置１の電力消費回路１４を電力消費回路３４に置き換え、かつ、電子制御回路１５を電子制御回路３５に置き換えたものである。つまり、実施の形態３にかかるサスペンション装置３の電力消費回路３４は、実施の形態２にかかるサスペンション装置２の可変抵抗ＶＲにより回生電力回路の具体的な一例となる昇降圧回路４１を含む。
【００５７】
電力消費回路３４は、可変負荷回路として昇降圧回路４１及び二次電池（例えば、バッテリ４４）を有する。また、電力消費回路３４は、バッテリ４４を制御するために用いられる電圧値を計測する電圧測定装置４２及び電流値を計測する電流測定装置４３を有する。昇降圧回路４１は、モータ２０において発生したモータ電圧（例えば、ダイオードＤ１１、Ｄ２１、Ｄ３１のカソードと、ダイオードＤ１２、Ｄ２２、Ｄ３２のアノードと、の電圧差）を負荷抵抗値設定信号Ｃｒに基づき昇圧又は降圧して、一定の電圧値を有する出力電圧Ｖｏｕｔを生成する。そして、バッテリ４４は、昇降圧回路４１の出力電圧Ｖｏｕｔが印加され、モータ２０において発生した回生電力により充電される。
【００５８】
電子制御回路３５は、負荷制御部（例えば、昇降圧制御部３６）を有する。昇降圧制御部３６は、モータ２０の可動軸の可動速度をストローク速度計測値Ｓｖとして受け取って、受け取ったストローク速度計測値Ｓｖに対応したデューティー比を有する負荷抵抗値設定信号Ｃｒを出力する。この昇降圧制御部３６は、例えば、図２に示すように、制御信号生成部と変換テーブルとを有し、モータ２０から与えられるストローク速度計測値Ｓｖに対応したデューティー比を有する負荷抵抗値設定信号Ｃｒを出力する。この変換テーブルは、例えば、図２に示すような、ストローク速度とデューティー比との対応を示すものである。また、昇降圧制御部３６に設けられる変換テーブルでは、昇降圧回路４１のがモータ２０の回生電力を消費することで生じる減衰力がストローク速度計測値Ｓｖに対応して設定される目標減衰力となるようなデューディー比が記述される。
【００５９】
ここで、昇降圧回路４１の詳細について説明する。図９に実施の形態３にかかるサスペンション装置３の昇降圧回路の回路図を示す。図９に示すように、実施の形態３にかかる昇降圧回路４１は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、コンデンサＣ１、Ｃ２、インダクタＬ１、ダイオードＤａ〜Ｄｃを有する。なお、以下の説明では、ダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３のカソードが接続される配線を入力正極配線、昇降圧回路４１の出力配線のうちバッテリ４４の正極電極に接続される配線を出力正極配線、ダイオードＤ１２、Ｄ２２、Ｄ３２のアノードが接続される配線を負極配線と称す。また、負極配線は、バッテリ４４の負極電極が接続される。そして、実施の形態３にかかるサスペンション装置３では、モータ２０の回生動作により生じるモータ電圧Ｖｉｎが入力正極配線と負極配線との間に生じ、このモータ電圧Ｖｉｎが昇降圧回路４１に入力される。また、昇降圧回路４１は、出力正極配線と負極配線との間に出力電圧Ｖｏｕｔを生成する。
【００６０】
コンデンサＣ１は、入力正極配線と負極配線との間に接続される。スイッチＳＷ１の一端は、入力正極配線に接続される。ダイオードＤａのアノードはスイッチＳＷ１の他端に接続され、ダイオードＤａのカソードはスイッチＳＷ１の一端に接続される。ダイオードＤｂのアノードは、負極配線に接続される。ダイオードＤｂのカソードはスイッチＳＷ１の他端に接続される。スイッチＳＷ１は、負荷抵抗値設定信号Ｃｒにより開閉状態が制御される。
【００６１】
インダクタＬ１の一端は、スイッチＳＷ１の他端に接続される。スイッチＳＷ２の一端は、インダクタＬ１の他端に接続される。スイッチＳＷ２の他端は、負極電極と接続される。ダイオードＤｃのアノードは、インダクタＬ１の他端に接続される。ダイオードＤｃのカソードは出力正極配線に接続される。コンデンサＣ１は、出力正極配線と負極配線との間に接続される。抵抗Ｒ１は、出力正極配線と負極配線との間に接続される。
【００６２】
昇降圧回路４１は、負荷抵抗値設定信号Ｃｒのデューティー比が５０％の時にモータ電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとが同電圧となるように各パラメータが設定される。そして、昇降圧回路４１は、負荷抵抗値設定信号Ｃｒのデューティー比が５０％より大きくなると出力電圧Ｖｏｕｔをモータ電圧Ｖｉｎよりも高い電圧とする。また、昇降圧回路４１は、負荷抵抗値設定信号Ｃｒのデューティー比が５０％より小さくなると出力電圧Ｖｏｕｔをモータ電圧Ｖｉｎよりも低い電圧とする。
【００６３】
ここで、昇降圧回路４１に与える負荷抵抗値設定信号Ｃｒのデューティー比とモータ２０で発生する減衰力との関係について説明する。そこで、図１０に実施の形態３にかかるアブソーバの減衰特性を説明するグラフを示す。図１０に示すように、実施の形態３にかかるサスペンション装置３では、モータ２０のストローク速度が遅いときにはデューティー比が大きいほど高い減衰力を得ることができる。一方、実施の形態３にかかるサスペンション装置３では、モータ２０のストローク速度が速いときにはデューティー比が小さいほど高い減衰力を得ることができる。
【００６４】
そして、実施の形態３にかかるサスペンション装置３では、目標減衰力を得るために、ストローク速度に応じてデューティー比を変化させる。図１０に示す例では、ストローク速度の上昇に合わせて、デューティー比を９６．５％、９３．５％、８８％、７９％、９２％、６０％、４５％、３３％と変化させることで、目標減衰力と同じ減衰力を得る。
【００６５】
続いて、昇降圧回路４１に与える負荷抵抗値設定信号Ｃｒのデューティー比と昇降圧回路４１により回生される回生電力との関係について説明する。そこで、図１１に実施の形態３にかかるアブソーバの回生電力を説明するグラフを示す。図１１に示すように、実施の形態３にかかるサスペンション装置３では、モータ２０のストローク速度が速くなるほど、回生できる電力が増加することがわかる。また、実施の形態３にかかるサスペンション装置３では、モータ２０のストローク速度が速くなるほど、負荷抵抗値設定信号Ｃｒのデューティー比を小さくすることで多くの回生電力が得られる傾向が顕著であることがわかる。そして、図１０で説明した、目標減衰力が得られるように、負荷抵抗値設定信号Ｃｒのデューティー比を変化させた場合もモータ２０のストローク速度が速くなるほど回生できる電力が増加することがわかる。図１１では、目標減衰力とした場合に回生できる電力の理想値を示した。図１１に示す例では、この回生電力理想値と実際に得られる回生電力との間には差があるものの、この差は、昇降圧回路４１の変換効率・損失等に起因するものだと考えられる。
【００６６】
上記説明より、実施の形態３にかかるサスペンション装置３では、電力消費回路３４が昇降圧回路４１及び回生電力により充電されるバッテリ４４を備えることで、モータ２０の回転力を減衰させるために発生する回生電力によりバッテリ４４充電することができる。
【００６７】
上記説明は、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６８】
１〜３  サスペンション装置
１０  バネ上部材
１１  バネ下部材
１２  バネ
１３  タイヤ
１４、３４  電力消費回路
１５、２５、３５  電子制御回路
１６  抵抗値制御部
１７  制御信号生成部
２０  モータ
２１  ボールねじ
２２  ねじ支持材
２６  抵抗値制御部
２７  制御信号生成部
３６  昇降圧制御部
４１  昇降圧回路
４２  電圧測定装置
４３  電流測定装置
４４  バッテリ
ＳＷ１、ＳＷ２  スイッチ
Ｃ１、Ｃ２  コンデンサ
Ｒ１  抵抗
Ｌ１  インダクタ
Ｄａ〜Ｄｃ  ダイオード
ＶＲ  可変抵抗
ＲＬ  負荷抵抗
ＳＷ  スイッチ
Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ３１、Ｄ３２  ダイオード
Ｓｖ  ストローク速度計測値
Ｃｒ  負荷抵抗値設定信号
【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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【図１１】
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