(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械式アクチュエータであって、
車両用サスペンション・システムにおいて、車両本体に装着するように適応された第１部分と、前記車両本体に懸垂されている車両用ホイール・アセンブリに装着するように適応された第２部分とを有するモータを含み、前記第１および第２部分が摺動可能に結合され前記モータを形成するハウジングと、
前記ハウジングのチャンバ内に配置された電力スイッチング・デバイスを含み、電力を受け、電力を前記モータに導くように適応された電子回路と、
前記チャンバ内に配置されたコンデンサおよびインダクタから成り、前記電力スイッチング・デバイスと外部直流（ＤＣ）電源との間に位置するフィルタ・ボードであって、前記電力スイッチング・デバイスによって発生され、前記ＤＣ電源に伝導されるノイズを抑制し、減衰抵抗を有する複数セクション・ラダー・フィルタから成るフィルタ・ボードと、
を備えた電気機械式アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記ノイズが、伝導するＥＭＩエミッションであるアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記チャンバが、前記電力スイッチング・デバイスから放射されるエミッションを低減するアクチュエータ。
【請求項４】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記ＤＣ電源が、ほぼ３２５ボルトの平均電圧を供給するアクチュエータ。
【請求項５】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記ＤＣ電源が１２ボルトよりも高い平均電圧を供給するアクチュエータ。
【請求項６】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記ＤＣ電源が４２ボルトよりも高い平均電圧を供給するアクチュエータ。
【請求項７】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記ＤＣ電源が１１８ボルトよりも高い平均電圧を供給するアクチュエータ。
【請求項８】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記ＤＣ電源がほぼ１００アンペアのピーク電流を供給するアクチュエータ。
【請求項９】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記ＤＣ電源が７５アンペアよりも大きなピーク電流を供給するアクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記ＤＣ電源がほぼ３０ＫＷ以上のピーク電力を供給するアクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードは、所定の容積を有するパッケージ内に収まるように設計されているアクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１１記載のアクチュエータにおいて、前記所定の容積が２，１００，０００立方ミリメートル未満であるアクチュエータ。
【請求項１３】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記コンデンサは、ディスク・セラミックス、モノリシック／多層セラミックス、ポリエステル・フィルム、ポリカーボネート・フィルム、ポリプロピレン・フィルム、およびメタライズ・フィルムのコンデンサ・タイプから成る非電解コンデンサである、アクチュエータ。
【請求項１４】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードは、線路過渡現象を最小に抑えつつ、キャパシタンスを分散させるアクチュエータ。
【請求項１５】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードの出力インピーダンスが、０Ｈｚから２ｋＨｚの周波数範囲内において、１オーム未満であるアクチュエータ。
【請求項１６】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードの出力インピーダンスが、１５ｋＨｚから５ＭＨｚの周波数範囲内において、１オーム未満であるアクチュエータ。
【請求項１７】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードの次数が２よりも大きいアクチュエータ。
【請求項１８】
請求項１７記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードが複数セクション・ラダー・フィルタであるアクチュエータ。
【請求項１９】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記モータがリニア・モータであるアクチュエータ。
【請求項２０】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記モータがロータリ・モータであるアクチュエータ。
【請求項２１】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記電力スイッチング・デバイスが単相スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項２２】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、前記電力スイッチング・デバイスが多相スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項２３】
請求項２２記載のアクチュエータにおいて、前記多相スイッチング・デバイスが三相電力スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項２４】
電気機械式アクチュエータ・システムであって、
車両用サスペンション・システムにおいて、車両本体に装着するように適応された第１部分と、前記車両本体に懸垂されている車両用ホイール・アセンブリに装着するように適応された第２部分とを有するモータを含み、前記第１および第２部分が摺動可能に結合され前記モータを形成するハウジングと、
前記ハウジングのチャンバ内に配置された電力スイッチング・デバイスを含み、電力を受け、電力を前記モータに導くように適応された電子回路と、
前記チャンバ内に配置され、前記電力スイッチング・デバイスと外部ＤＣ電源との間に位置するフィルタ・ボードであって、減衰抵抗を有する複数セクション・ラダー・フィルタから成り、所定の容積を有するパッケージ内に適合するように設計されたフィルタ・ボードと、
を備えた電気機械式アクチュエータ・システム。
【請求項２５】
請求項２４記載のシステムにおいて、前記複数セクション・ラダー・フィルタがコンデンサおよびインダクタから成るシステム。
【請求項２６】
請求項２５記載のシステムにおいて、前記減衰抵抗は、前記複数セクション・ラダー・フィルタに減衰を与えるシステム。
【請求項２７】
請求項２６記載のシステムにおいて、前記減衰抵抗は、前記インダクタの内少なくとも１つに並列に接続されているシステム。
【請求項２８】
請求項２６記載のシステムにおいて、前記減衰抵抗は、前記コンデンサの内少なくとも１つに直列に接続されているシステム。
【請求項２９】
請求項２６記載のシステムにおいて、前記減衰抵抗は、前記コンデンサの内少なくとも１つに並列に接続されているシステム。
【請求項３０】
請求項２４記載のシステムにおいて、前記所定の容積が、２，１００，０００立方ミリメートル未満であるアクチュエータ。
【請求項３１】
請求項２４記載のシステムにおいて、前記モータがリニア・モータであるシステム。
【請求項３２】
請求項２４記載のシステムにおいて、前記モータがロータリ・モータであるシステム。
【請求項３３】
請求項２４記載のシステムにおいて、前記電力スイッチング・デバイスが単相スイッチング・デバイスであるシステム。
【請求項３４】
請求項２４記載のシステムにおいて、前記電力スイッチング・デバイスが多相スイッチング・デバイスであるシステム。
【請求項３５】
請求項３４記載のシステムにおいて、前記多相スイッチング・デバイスが三相スイッチング・デバイスであるシステム。
【請求項３６】
電気機械式アクチュエータであって、
車両用サスペンション・システムにおいて、車両本体に装着するように適応された第１部分と、前記車両本体に懸垂されている車両用ホイール・アセンブリに装着するように適応された第２部分とを有するモータを含み、前記第１および第２部分が摺動可能に結合され前記モータを形成するハウジングと、
前記ハウジングのチャンバ内に配置された電力スイッチング・デバイスを含み、電力を受け、電力を前記モータに導くように適応された電子回路と、
前記チャンバ内に配置され、前記電力スイッチング・デバイスと外部ＤＣ電源との間に位置するフィルタ・ボードであって、所定のスイッチング周波数において前記電力スイッチング・デバイスを切り換えるのを容易にするように設計したカットオフ周波数を有し、減衰抵抗を有する複数セクション・ラダー・フィルタから成る、フィルタ・ボードと、
を備えた電気機械式アクチュエータ。
【請求項３７】
請求項３６記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードがコンデンサおよびインダクタから成るアクチュエータ。
【請求項３８】
請求項３６記載のアクチュエータにおいて、前記所定のスイッチング周波数が１５キロヘルツ（ｋＨｚ）よりも高いアクチュエータ。
【請求項３９】
請求項３７記載のアクチュエータにおいて、前記コンデンサおよびインダクタは、前記外部ＤＣ電源に出力し５００ｋＨｚよりも高い周波数成分を有する、前記電力スイッチング・デバイスの信号に所定の減衰を与えるアクチュエータ。
【請求項４０】
請求項３９記載のアクチュエータにおいて、前記所定の減衰が１２０デシベル（ｄＢ）よりも大きいアクチュエータ。
【請求項４１】
請求項３６記載のアクチュエータにおいて、前記モータがリニア・モータであるアクチュエータ。
【請求項４２】
請求項３６記載のアクチュエータにおいて、前記モータがロータリ・モータであるアクチュエータ。
【請求項４３】
請求項３６記載のアクチュエータにおいて、前記電力スイッチング・デバイスが単相スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項４４】
請求項３６記載のアクチュエータにおいて、前記電力スイッチング・デバイスが多相スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項４５】
請求項４４記載のアクチュエータにおいて、前記多相スイッチング・デバイスが三相電力スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項４６】
電気機械式アクチュエータであって、
車両用サスペンション・システムにおいて、車両本体に装着するように適応された第１部分と、前記車両本体に懸垂されている車両用ホイール・アセンブリに装着するように適応された第２部分とを有するモータを含み、前記第１および第２部分が摺動可能に結合され前記モータを形成するハウジングと、
前記ハウジングのチャンバ内に配置された電力スイッチング・デバイスを含み、電力を受け、電力を前記モータに導くように適応された電子回路と、
前記チャンバ内に配置され、前記電力スイッチング・デバイスと外部ＤＣ電源との間に位置したフィルタ・ボードであって、特定の振動許容特性を有し、減衰抵抗を有する複数セクション・ラダー・フィルタから成る、フィルタ・ボードと、
を備えた電気機械式アクチュエータ。
【請求項４７】
請求項４６記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードがコンデンサおよびインダクタから成るアクチュエータ。
【請求項４８】
請求項４６記載のアクチュエータにおいて、前記特定の振動許容特性が、自動車技術協会（ＳＡＥ）のＪ１２１１振動勧告であるアクチュエータ。
【請求項４９】
請求項４７記載のアクチュエータにおいて、前記コンデンサは、ディスク・セラミックス、モノリシック／多層セラミックス、ポリエステル・フィルム、ポリカーボネート・フィルム、ポリプロピレン・フィルム、およびメタライズ・フィルムのコンデンサ・タイプから成る非電解コンデンサである、アクチュエータ。
【請求項５０】
請求項４９記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードは、線路過渡現象を最小に抑えつつ、キャパシタンスを分散させるアクチュエータ。
【請求項５１】
請求項４６記載のアクチュエータにおいて、前記モータがリニア・モータであるアクチュエータ。
【請求項５２】
請求項４６記載のアクチュエータにおいて、前記モータがロータリ・モータであるアクチュエータ。
【請求項５３】
請求項４６記載のアクチュエータにおいて、前記電力スイッチング・デバイスが単相スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項５４】
請求項４６記載のアクチュエータにおいて、前記電力スイッチング・デバイスが多相スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項５５】
請求項５４記載のアクチュエータにおいて、前記多相スイッチング・デバイスが三相電力スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項５６】
電気機械式アクチュエータであって、
車両用サスペンション・システムにおいて、車両本体に装着するように適応された第１部分と、前記車両本体に懸垂されている車両用ホイール・アセンブリに装着するように適応された第２部分とを有するモータを含み、前記第１および第２部分が摺動可能に結合され前記モータを形成するハウジングと、
前記ハウジングのチャンバ内に配置された電力スイッチング・デバイスを含み、電力を受け、電力を前記モータに導くように適応された電子回路と、
前記チャンバ内に配置され、前記電力スイッチング・デバイスと外部ＤＣ電源との間に位置したフィルタ・ボードであって、特定のＥＭＩエミッション仕様を満たすように設計され、減衰抵抗を有する複数セクション・ラダー・フィルタから成る、フィルタ・ボードと、
を備えた電気機械式アクチュエータ。
【請求項５７】
請求項５６記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードがコンデンサおよびインダクタから成るアクチュエータ。
【請求項５８】
請求項５６記載のアクチュエータにおいて、前記特定のＥＭＩエミッション仕様が、自動車技術協会（ＳＡＥ）のＪ５５１およびＪ１１１３であるアクチュエータ。
【請求項５９】
請求項５７記載のアクチュエータにおいて、前記コンデンサは、ディスク・セラミックス、モノリシック／多層セラミックス、ポリエステル・フィルム、ポリカーボネート・フィルム、ポリプロピレン・フィルム、およびメタライズ・フィルムのコンデンサ・タイプから成る非電解コンデンサである、アクチュエータ。
【請求項６０】
請求項５６記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードは、線路過渡現象を最小に抑えつつ、キャパシタンスを分散させるアクチュエータ。
【請求項６１】
請求項５６記載のアクチュエータにおいて、前記モータがリニア・モータであるアクチュエータ。
【請求項６２】
請求項５６記載のアクチュエータにおいて、前記モータがロータリ・モータであるアクチュエータ。
【請求項６３】
請求項５６記載のアクチュエータにおいて、前記電力スイッチング・デバイスが単相スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項６４】
請求項５６記載のアクチュエータにおいて、前記電力スイッチング・デバイスが多相スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項６５】
請求項６４記載のアクチュエータにおいて、前記多相スイッチング・デバイスが三相電力スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項６６】
電気機械式アクチュエータであって、
車両用サスペンション・システムにおいて、車両本体に装着するように適応された第１部分と、前記車両本体に懸垂されている車両用ホイール・アセンブリに装着するように適応された第２部分とを有するモータを含み、前記第１および第２部分が摺動可能に結合され前記モータを形成するハウジングと、
前記ハウジングのチャンバ内に配置された電力スイッチング・デバイスを含み、電力を受け、電力を前記モータに導くように適応された電子回路と、
電力密度が少なくとも０．０１４３ワット／立方ミリメートルであり、前記チャンバ内に配置され、前記電力スイッチング・デバイスと外部ＤＣ電源との間に位置するフィルタ・ボードであって、前記電力スイッチング・デバイスが発生し外部ＤＣ電源に伝導するノイズを抑制し、減衰抵抗を有する複数セクション・ラダー・フィルタから成るフィルタ・ボードと、
を備えた電気機械式アクチュエータ。
【請求項６７】
請求項６６記載のアクチュエータにおいて、前記ノイズが、伝導するＥＭＩエミッションであるアクチュエータ。
【請求項６８】
請求項６６記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードは、コンデンサおよびインダクタから成り、所定の容積を有するパッケージ内に適合するように設計されているアクチュエータ。
【請求項６９】
請求項６８記載のアクチュエータにおいて、前記所定の容積が５０立方インチ未満であるアクチュエータ。
【請求項７０】
請求項６６記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードがコンデンサおよびインダクタから成るアクチュエータ。
【請求項７１】
請求項７０記載のアクチュエータにおいて、前記コンデンサは、ディスク・セラミックス、モノリシック／多層セラミックス、ポリエステル・フィルム、ポリカーボネート・フィルム、ポリプロピレン・フィルム、およびメタライズ・フィルムのコンデンサ・タイプを含む非電解コンデンサである、アクチュエータ。
【請求項７２】
請求項６６記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードは、線路過渡現象を最小に抑えつつ、キャパシタンスを分散させるアクチュエータ。
【請求項７３】
請求項６６記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードの出力インピーダンスが、前記複数の電力スイッチング・デバイスの入力インピーダンスよりも低いアクチュエータ。
【請求項７４】
請求項６６記載のアクチュエータにおいて、前記モータがリニア・モータであるアクチュエータ。
【請求項７５】
請求項６６記載のアクチュエータにおいて、前記モータがロータリ・モータであるアクチュエータ。
【請求項７６】
請求項６６記載のアクチュエータにおいて、前記電力スイッチング・デバイスが単相スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項７７】
請求項６６記載のアクチュエータにおいて、前記電力スイッチング・デバイスが多相スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項７８】
請求項７７記載のアクチュエータにおいて、前記多相スイッチング・デバイスが三相電力スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項７９】
電気機械式アクチュエータであって、
車両用サスペンション・システムにおいて、車両本体に装着するように適応された第１部分と、前記車両本体に懸垂されている車両用ホイール・アセンブリに装着するように適応された第２部分とを有するモータを含み、前記第１および第２部分が摺動可能に結合され前記モータを形成するハウジングと、
前記ハウジングのチャンバ内に配置された電力スイッチング・デバイスを含み、電力を受け、電力を前記モータに導くように適応された電子回路と、
０．００００００７ｋｇ／立方ミリメートルにほぼ等しい質量密度を有し、前記チャンバ内に配置され、前記電力スイッチング・デバイスと外部ＤＣ電源との間に位置するフィルタ・ボードであって、前記電力スイッチング・デバイスが外部ＤＣ電源に対して発生するノイズを抑制し、減衰抵抗を有する複数セクション・ラダー・フィルタから成るフィルタ・ボードと、
を備えた電気機械式アクチュエータ。
【請求項８０】
請求項７９記載のアクチュエータにおいて、前記ノイズが、伝導するＥＭＩエミッションであるアクチュエータ。
【請求項８１】
請求項７９記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードは、コンデンサおよびインダクタから成り、所定の容積を有するパッケージ内に適合するように設計されているアクチュエータ。
【請求項８２】
請求項７９記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードがコンデンサおよびインダクタから成るアクチュエータ。
【請求項８３】
請求項８２記載のアクチュエータにおいて、前記コンデンサは、ディスク・セラミックス、モノリシック／多層セラミックス、ポリエステル・フィルム、ポリカーボネート・フィルム、ポリプロピレン・フィルム、およびメタライズ・フィルムのコンデンサ・タイプを含む非電解コンデンサである、アクチュエータ。
【請求項８４】
請求項７９記載のアクチュエータにおいて、前記フィルタ・ボードは、線路過渡現象を最小に抑えつつ、キャパシタンスを分散させるアクチュエータ。
【請求項８５】
電気機械式アクチュエータ・システムであって、
車両用サスペンション・システムにおいて、車両本体に装着するように適応された第１部分と、前記車両本体に懸垂されている車両用ホイール・アセンブリに装着するように適応された第２部分とを有するモータを含み、前記第１および第２部分が摺動可能に結合され前記モータを形成するハウジングと、
前記ハウジングのチャンバ内に配置された電力スイッチング・デバイスを含み、外部電源から電源線を通じて電力を受け、電力を前記モータに導くように適応された電子回路と、
前記チャンバ内に配置されたフィルタ・ボードであって、前記電源線を介して前記外部電源と前記電力スイッチング・デバイスとの間に位置した大きなインダクタを有し、減衰抵抗を有する複数セクション・ラダー・フィルタから成る、フィルタ・ボードと、
を備えた電気機械式アクチュエータ・システム。
【請求項８６】
請求項８５記載のシステムにおいて、前記大きなインダクタが前記電源線に直列接続され、前記大きなインダクタは、前記電源線に対して大きなインダクタンスを有するシステム。
【請求項８７】
請求項８５記載のシステムにおいて、前記フィルタ・ボードは、更に、減衰抵抗を前記大きなインダクタに並列に接続する減衰機構を備えているシステム。
【請求項８８】
請求項８６記載のシステムにおいて、前記大きなインダクタは、前記電源線のインダクタンスの悪影響を最小に抑え、前記電力スイッチング・デバイスを前記アクチュエータ内に自由に配置可能とするシステム。
【請求項８９】
請求項８５記載のアクチュエータにおいて、前記モータがリニア・モータであるアクチュエータ。
【請求項９０】
請求項８５記載のアクチュエータにおいて、前記モータがロータリ・モータであるアクチュエータ。
【請求項９１】
請求項８５記載のアクチュエータにおいて、前記電力スイッチング・デバイスが単相スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項９２】
請求項８５記載のアクチュエータにおいて、前記電力スイッチング・デバイスが多相スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【請求項９３】
請求項９２記載のアクチュエータにおいて、前記多相スイッチング・デバイスが三相電力スイッチング・デバイスであるアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁干渉（ＥＭＩ）フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用アクティブ・サスペンションは、電動アクチュエータを含むことができる。アクティブ・サスペンション・システムでは、ばね下質量(アンスプラング・マス：unsprung mass)が道路の擾乱(disturbances)に遭遇した場合にばね上質量(スプラング・マス：sprung mass)の垂直方向加速度を制御するのを補助する等のために、電力がサスペンションに供給される。アクチュエータ内に電力用電子回路を一体化すると、容認できないレベルの電磁障害即ち電磁干渉（ＥＭＩ：electromagnetic interference）が伝導する結果となる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、アクチュエータ内に電力用電子回路を一体化した場合に伝導する電磁干渉（ＥＭＩ）を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの態様では、本発明は、車両用サスペンション・システムにおいて、車両本体に装着するように適応された第１部分と、車両本体に懸垂されている車両用ホイール・アセンブリに装着するように適応された第２部分とを有し、第１および第２部分が結合されモータを形成するハウジングと、ハウジングのチャンバ内に配置された電力スイッチング・デバイスを含み、電力を受け、電力をモータに導くように適応された電子回路と、チャンバ内に配置されたコンデンサおよびインダクタから成り、電力スイッチング・デバイスによって発生され、外部ＤＣ電源に伝導する電磁エミッション（放射）を抑制するフィルタ・ボードとを包含する電気機械式アクチュエータを特徴とする。
【０００５】
以下の有利な特徴を１つ以上含むこともできる。モータは、リニアまたは回転（ロータリ）モータとすることができる。電力スイッチング・デバイスは、単相または多相スイッチング・デバイスとすることができる。抑制するノイズは、伝導されるエミッションとすることができる。チャンバは、電力スイッチング・デバイスから放射するエミッションを低減することができる。ＤＣ電源は、３２５ボルトにほぼ等しい平均電圧、あるいは１２ボルト、４２ボルト、または１１８ボルトよりも高い平均電圧を有すること、あるいは７５アンペアまたはほぼ１００アンペアよりも大きなピーク電流を有すること、あるいはほぼ３０ＫＷ以上のピーク電力を有する等、種々の仕様を満たす電力を供給することができる。フィルタ・ボードは、少なくとも２，１００，０００立方ミリメートルとすることができる容積を有するパッケージ内に収まるように設計することができる。コンデンサは、ディスク・セラミックス、モノリシック／多層セラミックス、ポリエステル・フィルム、ポリカーボネート・フィルム、ポリプロピレン・フィルム、メタライズ・フィルム等のような非電解質（電解）コンデンサ（セラミックおよびＤＣフィルム型）とすることができる。フィルタ・ボードは、線路過渡現象を最小に抑えつつ、容量（キャパシタンス）を分散させることができる。
【０００６】
種々の実施形態では、フィルタ・ボードの出力インピーダンスは、０Ｈｚから２ｋＨｚの周波数範囲内において、１オーム未満とすることができる。また、フィルタ・ボードの出力インピーダンスは、１５ｋＨｚから５ＭＨｚの周波数範囲内において、１オーム未満とすることができる。
【０００７】
別の態様では、本発明は、車両用サスペンション・システムにおいて、車両本体に装着するように構成された第１部分と、車両本体に懸垂されている車両用ホイール・アセンブリに装着するように構成された第２部分とを有し、第１および第２部分が結合されモータを形成するハウジングと、ハウジングのチャンバ内に配置された電力スイッチング・デバイスを含み、電力を受け、電力をモータに導くように構成された電子回路と、チャンバ内に配置され、減衰抵抗を有する多区分（セクション）ラダー・フィルタから成り、所定の容積を有するパッケージ内に適合されるように設計されたフィルタ・ボードとを包含する電気機械式アクチュエータ・システムを特徴とする。
【０００８】
以下の有利な特徴を１つ以上含むこともできる。モータは、リニアまたは回転モータとすることができる。電力スイッチング・デバイスは、単相または多相スイッチング・デバイスとすることができる。多区分ラダー・フィルタは、コンデンサおよびインダクタを含むことができる。多区分ラダー・フィルタは、更に、減衰機構を含むことができる。減衰機構は、抵抗をインダクタの内少なくとも１つに並列に接続することができる。多区分ラダー・フィルタは、電源線に直列に接続された主インダクタンスを含むことができる。減衰機構は、抵抗を主インダクタンスに並列に接続し、線路インダクタンスと電源デカップリング（減結合）キャパシタンス（容量)間に発生するインダクタ−コンデンサ共振を減衰させ、スイッチング電力デバイスを保護し、ＥＭＩエミッションの伝導および放射を低減することができる。また、減衰機構は、減衰コンデンサに直列に接続した減衰抵抗から成るリンクを、多区分ラダー・フィルタのコンデンサの内の少なくとも１つに並列に接続することもできる。
【０００９】
別の態様では、本発明は、車両用サスペンション・システムにおいて、車両本体に装着するように構成された第１部分と、車両本体に懸垂されている車両用ホイール・アセンブリに装着するように構成された第２部分とを有し、第１および第２部分が結合されモータを形成するハウジングと、ハウジングのチャンバ内に配置された電力スイッチング・デバイスを含み、電力を受け、電力をモータに導くように構成された電子回路と、チャンバ内に配置され、電力スイッチング・デバイスと外部ＤＣ電源との間に位置し、所定のスイッチング周波数において電力スイッチング・デバイスの切り換えを容易にするように設計したカットオフ（遮断）周波数を有するフィルタ・ボードとを含む電気機械式アクチュエータを特徴とする。
【００１０】
以下の有利な特徴を１つ以上含むこともできる。モータは、リニアまたは回転モータとすることができる。電力スイッチング・デバイスは、単相または多相スイッチング・デバイスとすることができる。フィルタ・ボードは、コンデンサおよびインダクタを含むことができる。所定のスイッチング周波数は、１５キロヘルツ（ｋＨｚ）のような可聴周波数よりも高くすることができる。コンデンサおよびインダクタは、５２０ｋＨｚよりも高い周波数成分を有する電力スイッチング・デバイスの出力信号（および外部ＤＣ電源の信号）に、所定の減衰を与えることができる。所定の減衰は、少なくとも１２０デシベル（ｄＢ）とすることができる。
【００１１】
別の態様では、本発明は、車両用サスペンション・システムにおいて、車両本体に装着するように構成された第１部分と、車両本体に懸垂されている車両用ホイール・アセンブリに装着するように構成された第２部分とを有し、第１および第２部分が結合されモータを形成するハウジングと、ハウジングのチャンバ内に配置された電力スイッチング・デバイスを含み、電力を受け、電力をモータに導くように構成された電子回路と、チャンバ内に配置され、電力スイッチング・デバイスと外部ＤＣ電源との間に位置し、特定の振動許容（耐久）特性を有するように設計された、フィルタ・ボードとを含む電気機械式アクチュエータを特徴とする。
【００１２】
以下の有利な特徴を１つ以上含むこともできる。モータは、リニアまたは回転モータとすることができる。電力スイッチング・デバイスは、単相または多相スイッチング・デバイスとすることができる。フィルタ・ボードは、コンデンサおよびインダクタを含むことができる。振動耐久特性は、自動車技術協会（ＳＡＥ）のＪ１２１１振動推奨（勧告）に準拠することができる。
【００１３】
種々の実施形態においては、コンデンサは、ディスク・セラミックス、モノリシック／多層セラミックス、ポリエステル・フィルム、ポリカーボネート・フィルム、ポリプロピレン・フィルム、メタライズ・フィルム等のような非電解コンデンサ（セラミックおよびＤＣフィルム型）とすることができる。フィルタ・ボードは、線路過渡現象を最小に抑えつつ、キャパシタンスを分散させることができる。
【００１４】
別の態様では、本発明は、車両用サスペンション・システムにおいて、車両本体に装着するように構成された第１部分と、車両本体に懸垂されている車両用ホイール・アセンブリに装着するように構成された第２部分とを有し、第１および第２部分が結合されモータを形成するハウジングと、ハウジングのチャンバ内に配置された電力スイッチング・デバイスを含み、電力を受け、電力をモータに導くように構成された電子回路と、チャンバ内に配置され、電力スイッチング・デバイスと外部ＤＣ電源との間に位置し、特定のＥＭＩエミッション仕様を満たすように設計された、フィルタ・ボードとを含む電気機械式アクチュエータを特徴とする。
【００１５】
以下の有利な特徴を１つ以上含むこともできる。モータは、リニアまたは回転モータとすることができる。電力スイッチング・デバイスは、単相または多相スイッチング・デバイスとすることができる。フィルタ・ボードは、コンデンサおよびインダクタを含むことができる。特定のＥＭＩエミッション仕様は、自動車技術協会（ＳＡＥ）のＪ５５１およびＪ１１１３において規定することができる。
【００１６】
種々の実施形態においては、コンデンサは、ディスク・セラミックス、モノリシック／多層セラミックス、ポリエステル・フィルム、ポリカーボネート・フィルム、ポリプロピレン・フィルム、メタライズ・フィルム等のような非電解コンデンサ（セラミックおよびＤＣフィルム型）とすることができる。フィルタ・ボードは、線路過渡現象を最小に抑えつつ、キャパシタンスを分散させることができる。
【００１７】
別の態様では、本発明は、車両用サスペンション・システムにおいて、車両本体に装着するように構成された第１部分と、車両本体に懸垂されている車両用ホイール・アセンブリに装着するように構成された第２部分とを有し、第１および第２部分が結合されモータを形成するハウジングと、ハウジングのチャンバ内に配置された電力スイッチング・デバイスを含み、電力を受け、電力をモータに導くように構成された電子回路と、電力密度が少なくとも０．０１４３ワット／立方ミリメートルであり、チャンバ内に配置され、電力スイッチング・デバイスが発生し外部ＤＣ電源に伝導するノイズを抑制するフィルタ・ボードとを含む電気機械式アクチュエータを特徴とする。
【００１８】
以下の有利な特徴を１つ以上含むこともできる。モータは、リニアまたは回転モータとすることができる。電力スイッチング・デバイスは、単相または多相スイッチング・デバイスとすることができる。抑制するノイズは、伝導するエミッションとすることができる。フィルタ・ボードは、コンデンサおよびインダクタを含み、所定の容積を有するパッケージ内に収まるように設計することができる。コンデンサは、ディスク・セラミックス、モノリシック／多層セラミックス、ポリエステル・フィルム、ポリカーボネート・フィルム、ポリプロピレン・フィルム、メタライズ・フィルム等のような非電解コンデンサ（セラミックおよびＤＣフィルム型）とすることができる。フィルタ・ボードは、線路過渡現象を最小に抑えつつ、キャパシタンスを分散させることができる。
【００１９】
別の態様では、本発明は、車両用サスペンション・システムにおいて、車両本体に装着するように構成された第１部分と、車両本体に懸垂されている車両用ホイール・アセンブリに装着するように構成された第２部分とを有し、第１および第２部分が結合されモータを形成するハウジングと、ハウジングのチャンバ内に配置された電力スイッチング・デバイスを含み、電力を受け、電力をモータに導くように構成された電子回路と、０．００００００７ｋｇ／立方ミリメートルにほぼ等しい質量密度を有し、チャンバ内に配置され、電力スイッチング・デバイスが外部ＤＣ電源に対して発生するノイズを抑制するフィルタ・ボードとを含む電気機械式アクチュエータを特徴とする。
【００２０】
以下の有利な特徴を１つ以上含むこともできる。モータは、リニアまたは回転モータとすることができる。電力スイッチング・デバイスは、単相または多相スイッチング・デバイスとすることができる。抑制するノイズは、伝導するエミッションとすることができる。フィルタ・ボードは、コンデンサおよびインダクタを含み、所定の容積を有するパッケージ内に収まるように設計することができる。コンデンサは、ディスク・セラミックス、モノリシック／多層セラミックス、ポリエステル・フィルム、ポリカーボネート・フィルム、ポリプロピレン・フィルム、メタライズ・フィルム等のような非電解コンデンサ（セラミックおよびＤＣフィルム型）とすることができる。フィルタ・ボードは、線路過渡電流を最小に抑えつつ、キャパシタンスを分散させることができる。
【００２１】
別の態様では、本発明は、車両用サスペンション・システムにおいて、車両本体に装着するように構成された第１部分と、車両本体に懸垂されている車両用ホイール・アセンブリに装着するように構成された第２部分とを有し、第１および第２部分が結合されモータを形成するハウジングと、ハウジングのチャンバ内に配置された電力スイッチング・デバイスを含み、外部電源から電源線を通じて電力を受け、電力をモータに導くように構成された電子回路と、チャンバ内に配置され、電源線を介して外部電源と電力スイッチング・デバイスとの間に位置付けられた大きなインダクタを有するフィルタ・ボードとを含む電気機械式アクチュエータ・システムを特徴とする。
【００２２】
以下の有利な特徴を１つ以上含むこともできる。モータは、リニアまたは回転モータとすることができる。電力スイッチング・デバイスは、単相または多相スイッチング・デバイスとすることができる。大きなインダクタは、電源線に対して、非常に大きなインダクタンスを有することができる。大きなインダクタは、電源線のインダクタンスの悪影響を最少に抑え、電力スイッチング・デバイスをアクチュエータ内に自由に配置可能とすることができる。
【００２３】
本発明の種々の実施形態は、以下の利点を１つ以上有することができる。
コンデンサおよびインダクタを含み、車両用アクティブ・サスペンション・システムの電気機械式アクチュエータのチャンバ内に配置されたフィルタ・ボードは、電力スイッチング・デバイスが外部ＤＣ電源に対して発生するノイズを抑制する。
【００２４】
車両用アクティブ・サスペンション・システム内の電気機械式アクチュエータのチャンバ内部にフィルタ・ボードを配置し、所定の容積を有するパッケージに対する減衰抵抗を有する多区分ラダー・フィルタとして、このフィルタ・ボードを設計する。
【００２５】
車両用アクティブ・サスペンション・システム内にある電気機械式アクチュエータのチャンバ内にフィルタ・ボードを配置し、電力スイッチング・デバイスと外部ＤＣ電源との間に位置付ける。フィルタ・ボードの遮断周波数は、所定のスイッチング周波数において電力スイッチング・デバイスの切換が容易に行われるように設計されている。
【００２６】
車両用アクティブ・サスペンション・システム内にある電気機械式アクチュエータのチャンバ内にフィルタ・ボードを配置し、特定の振動耐久勧告に従うようにする。
フィルタ・ボードは、車両用アクティブ・サスペンション・システム内の電力用電子回路に対して、特定の電力密度に設計されている。
【００２７】
フィルタ・ボードは、電力用電子回路のアクチュエータへの一体化を容易にする。こうすることによって、小さく封入できることによるコストおよびサイズ上の利点の他に、スイッチング相電流（phase current）がハウジング内に抑えられ、伝達するケーブルの長さが遥かに短縮されるので、ＥＭＩエミッションの放射が減少する。
【００２８】
高次多区分ラダーＥＭＩフィルタは、必要となる容量を低減し、線路過渡電流を最小限に保持し、したがってＥＭＩエミッションの伝導および放射を極力抑えつつ、コンデンサの分散を可能にすることによって、封入を更に容易にする。
【００２９】
本発明の１つ以上の実施形態に関する詳細は、添付図面および以下の説明に明記されている。本発明のその他の特徴、目的、および利点は、その記載および図面、ならびに特許請求の範囲から明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
アクティブ電気機械式サスペンション・システム(active electromechanical suspension system)において、アンスプラング（ばね下）質量が道路の擾乱に遭遇したときにスプラング（ばね上質量）の垂直方向加速度を制御するのを補助するために、電気機械式サスペンションに電力を供給する。一般的なサスペンションのショック・アブソーバを、制御システムからのコマンドにしたがって応答する動力制御型アクチュエータと置換することができる。このアクチュエータは電動式とすることができる。必要な電力を車両用アクティブサスペンション・システムに供給するために、高い電流が必要となることから、望ましくない電磁干渉（ＥＭＩ）を発生する可能性があり、この電磁干渉が車両における無線の受信や電気機器を妨害する虞れがある。更に、使用可能な空間内に封入し、アクティブ・サスペンション・アクチュエータとしてしかるべき動作するために必要な力および速度を発生することができる電気式アクチュエータは、困難になる可能性がある。
【００３１】
図１において、システム１０は、車両用アクティブ・サスペンション・アクチュエータ１２を含む。アクチュエータ１２は、固定子１６に対して摺動可能な電機子（アーマチャ：armature）１４を含む。この例では、リニア・モータの構成を利用するが、回転式（ロータリ）モータのような他の種類のモータ構成も適用可能であることは言うまでもない。固定子１６は、上蓋(上部キャップ：top cap)１８の端部に取り付け可能である。上蓋１８は、内部空洞を規定する金属製ハウジングであり、例えば、楕円形の断面を有することができる。更に、上蓋１８は車両本体２０に装着する。電機子１４は、ホイール（車輪）アセンブリ２２に装着し、電機子１４が固定子１６に対して移動すると、この内部空洞を通過して進む。
【００３２】
上蓋１８内に収容されているのは、オンボード動力（電力）用電子回路２４、およびフィルタ・ボード２６である。更に具体的には、電力用電子回路２４およびフィルタ・ボード２６は、上蓋１８に取り付けられ、上蓋１８の内側で、上蓋１８および電機子１４によって規定される空洞内に位置し、電力用電子回路２４およびフィルタ・ボード２６が、固定子１６に対して移動する電機子１４と干渉しないようになっている。アクチュエータ１２は、電気的エネルギを機械的な仕事（動作）に変換する電子モータ（電機子１４および固定子１６）を含む。リニア電子モータは、適切な通信制御により、ホイール・アセンブリ２２と車両本体２０との間に制御可能な力を供給する。力を様々に変化させることが望ましい場合、それに対応して制御信号を変化させることによって、この力を生成することができる。リニア・モータについて記載する米国特許第５，５７４，４４５号（Maresca et al.）のように、電機子１４および固定子１６には可能な種々の実施態様がある。この特許の内容は、ここで引用したことにより、その全体が本願にも援用されるものとする。
【００３３】
図２では、電力用電子回路２４およびＥＭＩ（電磁干渉）フィルタ・ボード２６を一体化したアクチュエータの機能ブロック図１００が示されている。制御信号１０１は、図示のような中央コントローラからの外部アナログまたはディジタル信号、あるいはアクチュエータ１４（図示せず）からの内部制御信号のようなものであり、一体化アクチュエータ１２に、ばね上質量およびばね下質量間に電気的に制御可能な力を発生するように命令するために利用される。
【００３４】
アクティブ・サスペンション・アクチュエータ１２は、プロセッサ１０２によって電気的に制御される。電流コントローラ１０４を用いて、プロセッサ１０２は単相または多相電力スイッチング電子回路２４に命令する。電流コントローラ１０４は、リニア・モータ（アクチュエータ・コイル１０８として示す）を励起する相電流を制御する。図示の三相電力スイッチング電子回路２４では、電流コントローラ１０４の基本的な機能は、これらの位相の内２つに対して電流のフィードバック・ループを閉じ、第３位相の電圧を制限することにより、内部中性点を０ボルト付近に固定することである。三相電力スイッチング電子回路２４は、例えば、Eupec Corporationが製造するBSM 150 GD 18 DLCとすることができる。電力用電子回路２４は、電圧をアクチュエータ・コイルに印加する電力スイッチング・デバイスを内蔵している。以下の説明では、一例として三相電力スイッチング・モジュールを用いるが、三相電力スイッチング・モジュールおよび三相アクチュエータのトポロジ(topology)に制限される訳ではない。これは、単相またはその他の多相電力スイッチング・モジュールおよびデバイス、ならびに、その他の単相または多相アクチュエータのトポロジにも適用可能である。
【００３５】
アクチュエータ１２は、多数の永久磁石１１０（電機子１４上に装着されている）を含む。固定子の１６個の固定巻線（アクチュエータ・コイル１０８として示す）によって移動磁場が生成される。その３つの位相は適正なシーケンスで転流（整流）される。このシーケンスは、磁石１１０の位置／速度／加速度によって調整される。この情報は、位置センサ１１２によって与えられる。
【００３６】
プロセッサ１０２および電流コントローラ１０４の機能には、適正なスイッチング・ロジック・シーケンスの形成、および電力スイッチング・モジュール２４に内蔵されている電力スイッチング・デバイスに対する整流が含まれる。究極的には、プロセッサ１０２は、電流コマンドを電流コントローラ１０４に供給することによって、アクチュエータ磁石１１０の位置／速度／加速度に対して、その動作範囲内で、制御可能な力を供給する。電流コントローラ１０４は、更に、アクチュエータ・コイル１０８を駆動する個々の相電流を発生する三相スイッチング・モジュール２４を制御する。電流センサ１０７−１および１０７−２を用いて電流を監視する。固定子１６（アクチュエータ・コイル１０８として示す）は、電機子１４（アクチュエータ磁石１１０として示す）と相互作用を行い、所望の力を発生する。電磁（ＥＭＩ）エミッション(emission)の放射および伝導を低減し、電力用電子回路２４のアクチュエータ１２への封入を容易にするために、外部ＤＣ電源線１１４と電力スイッチング・モジュール２４との間に、ＥＭＩフィルタ・ボード２６を用いている。
【００３７】
アクチュエータ１４は、力を発生するときにはいつでも電力を使用する。電力は、発電機を含む１つ以上の電源から供給され、この電源は、アクチュエータ１４が低電力条件下で動作するときに、電力を供給するために用いることができる。加えて、バッテリ・システムや、コンデンサのような１つ以上のエネルギ蓄積デバイスが、アクチュエータ１４が必要とする電力が増大する条件下で動作するときに、追加の電力を供給することができる。外部電力源は、種々の仕様を満たす電力を供給することができる。その仕様とは、特定の用途による必要性や電力用電子回路２４の実施態様に応じて、３２５ボルトにほぼ等しい平均電圧、あるいは１２ボルト、４２ボルト、または１１８ボルトよりも高い平均電圧を有すること、あるいは７５アンペアまたはほぼ１００アンペアよりも大きなピーク電流を有すること、あるいはほぼ３０ＫＷ以上のピーク電力を有すること等である。
【００３８】
従来、高い値のコンデンサＣが、電源１１４と電力スイッチング・デバイス２４との間にフィルタとして用いられている。コンデンサの値は、数千マイクロファラッド程度が通例である。電源線１１４には多少の寄生インダクタンスＬがあるので、高い値のコンデンサによって、電力スイッチング・デバイス２４が受けるＬ−Ｃ共振を低減し、ＥＭＩエミッションの伝導を減衰させる。しかしながら、高い値のコンデンサの使用は、少なくとも２つの理由から問題となる。第１に、高い値の高電圧コンデンサは物理的に大きい。したがって、アクチュエータのハウジング内部で利用可能な容積内にコンデンサを封入することが困難、または不可能なこともあり得る。第２に、高い値のコンデンサは通例では電解質型であり、特に車両の用途において要求される極度の振動および温度に関しては、その環境適応性に欠けている。
【００３９】
図３に、フィルタ・ボード２６の概略図２００を示す。電源２０２が、電源線ワイヤ２０６を通じて、一体化アクチュエータ２０４に電力を供給する。電源２０２は、発電機２０８、バッテリ・システム２１０、および１つ以上のコンデンサ２１２を含むことができる。ケーブル・ワイヤ２０６は、線路インダクタンス値L-wire２１４を有する。フィルタ・ボード２６は、以下に述べるような種々の仕様および制約を満たすように設計されている。
【００４０】
フィルタ・ボード２６は、電力スイッチング・モジュール２４に対しては、低インピーダンス源（図３に示すように、Ｚ＝（Ｖ１−Ｖ２）／Ｉ２と定義される）でなければならない。フィルタ・ボード２６からのインピーダンスが低いと、フィルタ・ボード２６を介して転送される電力量の殆どが、確実にスイッチング・モジュール２４まで到達し、フィルタ２６自体において消費されることはない。
【００４１】
具体的な用途に応じて、モータ２３０に命令する電力スイッチング・モジュール２４は、異なるスイッチング周波数で動作するように設計することができる。例えば、１５から２０ＫＨｚのような可聴範囲よりも高い周波数で切り換えることが望ましいこともあり得る。
【００４２】
フィルタ・ボード２６は、電力スイッチング・モジュール２４が発生し外部電源線２０６に逆に伝達される、ＥＭＩエミッションの伝導を低減する。ＥＭＩエミッションの強度は、多くの国では政府機関(government  agency)によって、他の機器との干渉を防止するように、規制されている。自動車用途の環境では、ＳＡＥ  Ｊ５５１およびＪ１１１３のような、ＳＡＥ（自動車技術者協会：Society  of  Automotive  Engineers）ＥＭＣ（電磁場適合性：Electromagnetic  Compatibility)規格によって、ＥＭＩの仕様が設けられている。電力用電子回路２４を物理的にアクチュエータ・コイル１０８付近や金属製のアクチュエータ・ハウジング内部に配置することによっても、アクチュエータ１４からのＥＭＩエミッションの放射は低減する。
【００４３】
また、フィルタ・ボード２６は、電源線２０６から入る電源の過渡電流が、電力スイッチング・モジュール２４に影響を及ぼすのを抑制しなければならない。適正にフィルタ処理をしないと、このような過渡電流のために電力スイッチング・モジュール２４が故障する可能性もある。
【００４４】
フィルタ・ボード２６および電力用電子回路２４の結合体は、アクチュエータ・ハウジング内部で利用可能な空間内に収まらなければならない。図２に示すようなアクチュエータの設計例では、ボードおよび電力用電子回路の組合せのために利用可能なアクチュエータ・ハウジング内部の空間は、２，１００，０００立方ミリメートル（ｃｍ）未満となる可能性がある。一体化したフィルタ・ボード２６および電力用電子回路２４を有するアクチュエータの一例では、立方ミリメートル当たりのピーク電力として定義される電力密度は、少なくとも０．０１４３ワット／立方ミリメートル（３０ＫＷ／２１０００００立方ミリメートル）となる。立方ミリメートル当たりの電子回路のキログラムとして定義される質量密度は、立方ミリメートル当たりほぼ０．００００００７ｋｇ（１．５ｋｇ質量／２１０００００立方ミリメートル）となる。
【００４５】
種々の設計仕様および制約を満たすために、図３に示すように、減衰抵抗器２１６を有する多段Ｌ−Ｃ（即ち、インダクタ−コンデンサ）フィルタ・ラダーを用いる。各Ｌ−Ｃ区間によって二次ロー・パス・フィルタの効果が得られるので、数個のＬ−Ｃ区間を共に縦続（カスケード）接続することによって高次多段ラダー・フィルタを形成すれば、対象の周波数においてかなりの減衰（分離）が達成する。こうして、ＥＭＩエミッションの伝導に対する設計要件を満たすことができる。フィルタの次数とは、伝達関数における極の数であり、フィルタが含むリアクタンス素子（コンデンサおよびインダクタ）の数から推定することができる。
【００４６】
フィルタ２６の初段は、主インダクタ２１８（その値は、電源線のインダクタンス値L-wire２１４に比較して大きい）およびコンデンサ２２０を有する。減衰抵抗器２１６は、主インダクタ２１８に並列に接続されている。残りの２段は、インダクタ（２段目では２２６、そして３段目では２２８）およびコンデンサ（２段目では２２２、３段目では２２４）を含む。この設計には数々の利点がある。
【００４７】
初段において主インダクタ２１８を用いることは、ＥＭＩフィルタ２６の電源線インダクタンスL-wire２１４に対する感度を最小限に低下させるのに効果的である。電源線インダクタンスに対する感度を最小限に低下させると、アクチュエータを電源２０２から離して配置することができ、電源線長に関する設計制約が緩和される。
【００４８】
値が大きなインダクタ（２１８、２２６、および２２８）を数個用いることによって、少量の容量（キャパシタンス）を用いれば設計要件を満たすことが可能となる。少量の容量がありさえすれば良いので、コンデンサが必要とする物理的空間が少なくて済む。一方、これによって、電力用電子回路２４およびフィルタ・ボード２６のアクチュエータ・ハウジングへの封入が一層容易となる。加えて、全容量が３つの別個の部分（部品）に分解され、アクチュエータ・ハウジング全域に、容量を物理的に分散することが更に容易となる。必要な容量が少なくて済むので、この設計では、小型化され環境的なロバスト性が高い部品（例えば、自動車用途においてＳＡＥ  Ｊ１２１１で推奨されているような、振動および温度耐性が高いコンデンサ）を容易に利用することができる。
【００４９】
減衰抵抗器２１６を用いると、フィルタ２６において共振を減少させるのに効果がある。典型的なＬ−Ｃ区間は、弱減衰共振回路(under-damped resonant circuit)であり、電力スイッチング・モジュール２４において最高に達する過渡電流（現象）を招く虞れがある。これらの過渡現象は、電力スイッチング・モジュール２４を損傷する可能性があるため、減衰が必要となる。減衰抵抗器２１６は、これらの共振を減衰するように作用し、電力用電子回路２４およびフィルタ・ボード２６からのＥＭＩ放出物の伝導および放射を減少させる。加えて、減衰抵抗器２１６は、電力スイッチング・モジュールには減衰過渡現象を確実に防止する。
【００５０】
典型的なＬ−Ｃ区間に減衰を与えるには、いくつかの方法がある。図４では、（ａ）は、インダクタＬに並列接続された減衰抵抗器Ｒを示す。（ｂ）は、コンデンサＣに直列接続された減衰抵抗器Ｒを示す。（ａ）および（ｂ）程効率的ではない可能性があるが、（ｃ）減衰抵抗器ＲをインダクタＬに直列接続する方法、および（ｄ）減衰抵抗器ＲをコンデンサＣに並列接続する方法、というその他の選択肢も示す。図３に示すように、減衰抵抗器２１６は、主インダクタ２１８に並列接続されている。先に説明したように、減衰を与えるには、抵抗をインダクタ２２６または２２８に直列または並列接続する、または抵抗をコンデンサ２２０、２２２および２２４に直列または並列接続する等のように、その他にも多くの方法を実施することができる。減衰抵抗は、減衰コンデンサに直列に接続してリンクを構築することもでき、このリンクを更に多段ラダー・フィルタのコンデンサの内少なくとも１つに並列に接続する。この設計では、減衰コンデンサの容量は、多段ラダー・フィルタのコンデンサの容量よりも小さい。
【００５１】
回路２６は、システム要件にしたがって、３つのインダクタ２１８、２２６、２２８および３つのコンデンサ２２０、２２２、２２４を示すが、用いるインダクタおよび容量はこれよりも多い場合も、少ない場合もあり得る。つまり、異なる次数のフィルタ・ボード２６が可能である。図３において先に論じた構成を併用して用いても、減衰を与えることができる。
【００５２】
図５（ａ）および図５（ｂ）では、多区分フィルタ・ボード２６の設計例を示した。段数（フィルタ・ボードの次数）や部品（コンデンサ、インダクタ、抵抗器）の値を適正に選択することによって、多区分フィルタ・ボード２６は、ある周波数範囲に対する減衰、遮断周波数、出力インピーダンス、減衰関数等のような、種々の仕様を満たすように設計することができる。具体的には、インダクタおよびコンデンサの値は、伝導ＥＭＩエミッションがＳＡＥ  Ｊ５５１およびＪ１１１３に規定されているような設計仕様を満たし、振動耐久特性がＳＡＥ１２１１において推奨されている特性に従うように選択することができる。同様に、インダクタ、コンデンサ、および抵抗器の値も、フィルタの出力が電力スイッチング・モジュールに適するように選択することができる。
【００５３】
図５（ａ）は、フィルタ・ボードの一例の出力インピーダンスの実部（Re((V1-V2)/I2)）であり（図３におけると同様）、図５（ｂ）は、フィルタ・ボードの一例の電流伝達関数（周波数応答）の大きさ（図３におけるように|I2/I1|）である。更に具体的には、図５（ｂ）に示すように、４００ｋＨｚよりも高いようなある高周波数範囲では、１２０ｄＢよりも大きいような特定の減衰量が得られる。
【００５４】
フィルタ・ボード２６の出力インピーダンスは、不要な損失を回避するためには低く抑える。図５（ａ）に示す例では、フィルタ・ボード２６の出力インピーダンスには、０ないし２ＫＨｚ間および１５ｋＨｚないし５ＭＨｚ間の周波数のような、ある周波数範囲の間、フィルタ・ボード２６の出力インピーダンスが１オーム未満となるような１組の設計仕様がある。これによって、フィルタ２６は、かなりの電力が配送される周波数、およびスイッチング周波数（および高調波）において、確実に低いインピーダンス源となる。
【００５５】
フィルタ２６を実施するために用いられる実際のインダクタは、直列および並列接続したインダクタの組み合わせを用いることによって実現することができる。同様に、フィルタ２６を実施するために用いられる実際のコンデンサは、直列および並列接続したコンデンサの組み合わせを用いることによって実現することができる。同様に、フィルタ２６を実施するために用いられる実際の抵抗器は、直列および並列接続された抵抗器の組み合わせを用いることによって実現することができる。
【００５６】
図６では、図５（ａ）および（ｂ）に示したようなフィルタ設計仕様を満たす多区分フィルタ・ボードの部品が示されている。フィルタ・ボード上の各インダクタは、フロリダ州RockledgeのRenco Electronicsが製造する４．７μＨ、１００Ａｍｐインダクタである。主インダクタ２１８は、これら４．７μＨ、１００Ａｍｐインダクタを４つ直列に含み、総インダクタンスは約２０μＨとなる。インダクタ２２６および２２８は、各々、約５．０μＨインダクタである。並列接続されている抵抗器２１６は、０．４オームの抵抗器である。電力消費の目的では、多数の並列接続された抵抗器を用いて、抵抗器２１６を実現することができる。コンデンサ２２０、２２２および２２４は、ＩＬ、BolingbrookのITW Paktronが製造する１μＦ、４００Ｖのコンデンサを並列接続したものを含む。３つの並列接続した１μＦコンデンサが、コンデンサ２００および２２２の３μＦの容量を構成する。コンデンサ２２４の２０μＦの容量は、２０個の１μＦコンデンサを並列接続することによって構成する。
【００５７】
図７に示すのは、図１のアクチュエータ１２のレイアウト例３００であり、アクチュエータ・ハウジング内部にある電力スイッチング・モジュール２４およびフィルタ・ボード２６に可能なレイアウトも示す。フィルタ・ボード２６は、図１に示したようなアクチュエータの上蓋（上部キャップ）１８内に配置され、インダクタ２１８、２２６および２２８、コンデンサ２２０および２２２、抵抗器２１６を含み、電源線２０６を通じて外部ＤＣ電源に接続する。更に、フィルタ・ボード２６は、ワイヤ３３０を通じて、電力スイッチング・モジュール２４に接続している。プロセッサ１０２、電流制御回路１０４、および電力スイッチング・モジュール２４も、アクチュエータの上蓋１８内に配置されている（図７では名称「制御回路」として示している）。多段Ｌ−Ｃフィルタ・ラダーの第３段の容量２２４を構成するコンデンサ（３１０〜３４８）は、物理的に、電力スイッチング・モジュール２４の直上に配置されている。また、図７は、固定子１６内にあるアクチュエータ・コイル１０８に接続する２つの電流センサ１０７−１および１０７−２も示す。多数の磁石を有する電機子１４が、固定子１６に対して摺動する。
【００５８】
本発明の実施形態を多数記載した。しかしながら、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の変更も可能であることは理解されよう。したがって、他の実施形態も特許請求の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、システムのブロック図である。
【図２】図２は、図１のアクチュエータの機能図である。
【図３】図３は、図２のフィルタ・ボードの一例のブロック図である。
【図４】図４は、減衰用抵抗器を示す一連のブロック図である。
【図５Ａ】図５Ａは、フィルタ・ボードの一例の出力インピーダンスの実部である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、フィルタ・ボードの一例の電流伝達関数（周波数応答）の大きさである。
【図６】図６は、マルチセクション・フィルタ・ボードの設計例である。
【図７】図７は、一体化アクチュエータのレイアウト例である。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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