(57)【要約】【課題】振動減衰特性を向上することが可能な電磁ダンパを提供する。【解決手段】電磁ダンパ１２は、電動機５６の出力軸６０又は外部振動を電動機５６に伝達する伝達軸５２の捻りトルクを検出するトルク検出手段２０と、電動機５６を制御する制御装置３４とを備える。制御装置３４は、トルク検出手段２０により検出された前記捻りトルクを打ち消すように電動機５６を制御する。【選択図】図１
2016109288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部振動を電動機の出力軸に入力させ、前記電動機において前記外部振動に対する減衰力を発生させる電磁ダンパであって、
前記電動機の出力軸又は前記外部振動を前記電動機に伝達する伝達軸の捻りトルクを検出するトルク検出手段と、
前記電動機を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記トルク検出手段により検出された前記捻りトルクを打ち消すように前記電動機を制御する
ことを特徴とする電磁ダンパ。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁ダンパにおいて、
前記電磁ダンパは、前記伝達軸としてのねじ軸と、前記ねじ軸と螺合するナットとを備え、
前記ねじ軸に対する前記ナットの直線運動を前記ねじ軸の回転運動に変換し、前記ねじ軸の回転運動を前記電動機の出力軸に伝達する
ことを特徴とする電磁ダンパ。
【請求項３】
請求項１に記載の電磁ダンパにおいて、
前記電磁ダンパは、前記伝達軸側に形成されたラックギアと、前記電動機の出力軸側に形成されたピニオンギアとを備え、
前記伝達軸の直線運動を前記ラックギア及び前記ピニオンギアにより回転運動に変換し、前記ピニオンギアの回転運動を前記電動機の出力軸に伝達する
ことを特徴とする電磁ダンパ。
【請求項４】
請求項１に記載の電磁ダンパにおいて、
前記電磁ダンパは、前記電動機の出力軸を中心として回転する回転アームを備え、
前記トルク検出手段は、前記電動機の出力軸又は前記回転アームの前記捻りトルクを検出する
ことを特徴とする電磁ダンパ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁ダンパにおいて、
前記電磁ダンパは、車両のサスペンション装置に設けられる
ことを特徴とする電磁ダンパ。
【請求項６】
請求項５に記載の電磁ダンパにおいて、
前記制御装置は、ステアリングの舵角又は舵角速度の増加に応じて、前記捻りトルクの打ち消し度合いを低減させる
ことを特徴とする電磁ダンパ。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の電磁ダンパにおいて、
前記制御装置は、前記車両の車速の増加に応じて、前記捻りトルクの打ち消し度合いを低減させる
ことを特徴とする電磁ダンパ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電磁ダンパにおいて、
前記制御装置は、
前記電動機の基準制御量を算出する基準制御量算出部と、
前記基準制御量を補正して補正制御量を算出する補正制御量算出部と、
前記補正制御量に基づいて前記電動機を制御する電動機制御部と
を備え、
前記補正制御量算出部は、前記捻りトルクと前記基準制御量に対応するトルクとの差を前記基準制御量に反映して前記補正制御量を算出する
ことを特徴とする電磁ダンパ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電磁ダンパにおいて、
前記トルク検出手段は、磁歪式トルクセンサである
ことを特徴とする電磁ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部振動を電動機の出力軸に入力させ、前記電動機により前記外部振動に対する減衰力を発生させる電磁ダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、モータの電磁力を利用して減衰力を発生する緩衝器にあっても車両の乗り心地を向上することを目的としている（［０００７］、要約）。特許文献１の緩衝器Ｄは、車体Ｂと車軸との直線相対運動を回転運動に変換する運動変換機構Ｔと、運動変換機構Ｔにより変換された回転運動が伝達されるモータＭとを備える。緩衝器Ｄでは、モータＭが車体Ｂ側に固定されると共に、車体Ｂと車軸との間に運動変換機構Ｔが介装されてなり、バネ上側連結質量を軽量化して車軸側からの振動の入力を車体Ｂ側へ伝達する力を小さくする。これにより、車両における乗り心地を向上する（要約）。
【０００３】
モータＭは、ロータ１の回転トルクを制御可能なように図示しない制御装置及び外部電源に接続されており、所望の減衰力を得られるよう調整される。加えて、モータＭを積極的に駆動して緩衝器Ｄを緩衝器のみならずアクチュエータとして機能させる（［００１６］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０５７６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の緩衝器Ｄ（電磁ダンパ）では、運動変換機構Ｔが、車体Ｂと車軸との直線相対運動を回転運動に変換する際及びモータＭのロータ１が回転トルクを発生させる際等に慣性力（又は慣性モーメント）が発生する。この慣性力が比較的大きい構成では、緩衝器Ｄへの入力（例えば、路面からの入力）の加速度が大きい場合、慣性力が緩衝器Ｄのストロークの変化を阻害する。これに伴い、緩衝器Ｄによる振動減衰機能が十分に発揮されないこと（例えば、緩衝器Ｄを車両のサスペンション装置に利用した場合、車両の乗り心地の悪化）を招く可能性がある。
【０００６】
本発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、振動減衰特性を向上することが可能な電磁ダンパ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】
【０００７】
本発明に係る電磁ダンパは、外部振動を電動機の出力軸に入力させ、前記電動機において前記外部振動に対する減衰力を発生させるものであって、前記電動機の出力軸又は前記外部振動を前記電動機に伝達する伝達軸の捻りトルクを検出するトルク検出手段と、前記電動機を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記トルク検出手段により検出された前記捻りトルクを打ち消すように前記電動機を制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、電動機の出力軸又は外部振動を電動機に伝達する伝達軸の捻りトルクを打ち消すように電動機を制御する。捻りトルクは、慣性力等の外乱要因を含んでいる。このため、捻りトルクを抑制しながら電動機の動力を出力軸又は伝達軸に伝達することで、外乱要因の影響を低減し、電動機の動力の目標値をより確実に実現することが可能となる。その結果、電磁ダンパの振動減衰特性を向上すること（例えば、電磁ダンパが車両のサスペンション装置に設けられた場合、車両の乗り心地を向上すること）が可能となる。
【０００９】
また、前記トルク検出手段が前記電動機の出力軸の捻りトルクを検出する構成では、電磁ダンパ全体の慣性に占める電動機（ロータ等）の慣性の割合が高い場合、電動機の慣性を打ち消し易くすることが可能となる。
【００１０】
前記電磁ダンパは、前記伝達軸としてのねじ軸と、前記ねじ軸と螺合するナットとを備え、前記ねじ軸に対する前記ナットの直線運動を前記ねじ軸の回転運動に変換し、前記ねじ軸の回転運動を前記電動機の出力軸に伝達してもよい。
【００１１】
或いは、前記電磁ダンパは、前記伝達軸側に形成されたラックギアと、前記電動機の出力軸側に形成されたピニオンギアとを備え、前記伝達軸の直線運動を前記ラックギア及び前記ピニオンギアにより回転運動に変換し、前記ピニオンギアの回転運動を前記電動機の出力軸に伝達してもよい。
【００１２】
或いは、前記電磁ダンパは、前記電動機の出力軸を中心として回転する回転アームを備え、前記トルク検出手段は、前記電動機の出力軸又は前記回転アームの前記捻りトルクを検出してもよい。
【００１３】
前記電磁ダンパは、車両のサスペンション装置に設けられてもよい。その場合、前記制御装置は、ステアリングの舵角又は舵角速度の増加に応じて、前記捻りトルクの打ち消し度合いを低減させてもよい。これにより、車両が例えばカーブ路を走行する場合、慣性力の影響を比較的残したままとし、電磁ダンパの減衰力を低減させることが可能となる。従って、乗り心地の向上を図ると共に操舵応答性又は操縦安定性も向上することが可能となる。
【００１４】
前記制御装置は、前記車両の車速の増加に応じて、前記捻りトルクの打ち消し度合いを低減させてもよい。これにより、車速が高くなるほど捻りトルクの打ち消し度合いを低減させるので、高車速領域での車両の安定性も確保することが可能となる。
【００１５】
前記制御装置は、前記電動機の基準制御量を算出する基準制御量算出部と、前記基準制御量を補正して補正制御量を算出する補正制御量算出部と、前記補正制御量に基づいて前記電動機を制御する電動機制御部とを備えてもよい。前記補正制御量算出部は、前記捻りトルクと前記基準制御量に対応するトルクとの差を前記基準制御量に反映して前記補正制御量を算出してもよい。これにより、捻りトルクに含まれる外乱要因を精度良く除外することが可能となる。
【００１６】
前記トルク検出手段は、例えば、磁歪式トルクセンサとすることができる。これにより、電動機の出力軸又は伝達軸における捻りトルクを高精度に検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電磁ダンパの振動減衰特性を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電磁ダンパを搭載した車両の一部を簡略的に示す図である。
【図２】前記実施形態の電子制御装置の制御の全体的な流れを示すフローチャートである。
【図３】前記実施形態におけるモータを制御するための構成を、補正制御量の算出を中心として示すブロック図である。
【図４】前記実施形態における車速−第１ゲインマップの内容の一例を示す図である。
【図５】前記実施形態における舵角速度−第２ゲインマップの内容の一例を示す図である。
【図６】本発明の第１変形例に係る電磁ダンパを搭載した車両の一部を簡略的に示す図である。
【図７】本発明の第２変形例に係る電磁ダンパを搭載した車両の一部を簡略的に示す図である。
【図８】本発明の第３変形例に係る電磁ダンパを搭載した車両の一部を簡略的に示す図である。
【図９】トルクセンサの配置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
Ａ．一実施形態
［Ａ１．車両１０の構成］
（Ａ１−１．車両１０の全体構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る電磁ダンパ１２（以下「ダンパ１２」ともいう。）を搭載した車両１０の一部を簡略的に示す図である。本実施形態のダンパ１２は、車両１０のサスペンション装置の一部を構成する。前記サスペンション装置には、ダンパ１２に加えてばね（例えばコイルばね）が含まれる。さらに、車両１０は、センサ類１４及びバッテリ１６を備える。なお、ダンパ１２は、前輪（左前輪、右前輪）及び後輪（左後輪、右後輪）の両方に設ける。或いは、ダンパ１２は、前輪のみ又は後輪のみに設けてもよい。
【００２０】
センサ類１４には、トルクセンサ２０、車速センサ２２、舵角センサ２４及び電流センサ２６が含まれる。トルクセンサ２０は、ダンパ１２の一部（後述するモータ５６の出力軸６０）にかかる捻りトルクＴｄ（以下「トルクＴｄ」又は「検出トルクＴｄ」ともいう。）を検出する。
【００２１】
本実施形態のトルクセンサ２０としては、例えば、磁歪式トルクセンサを用いることができる。なお、トルクセンサ２０がセンサ類１４に含まれることを示しつつ、ダンパ１２（特にダンパ本体３０）におけるトルクセンサ２０の位置を示すため、図１では、トルクセンサ２０を２箇所に示しているが、両者は同一のものである。
【００２２】
車速センサ２２は、車両１０の車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を検出する。舵角センサ２４は、ステアリング２８の舵角θｓｔ［°］を検出する。電流センサ２６は、ダンパ１２のモータ５６の入出力電流（以下「モータ電流Ｉｍｏｔ」という。）［Ａ］を検出する。なお、本実施形態のモータ５６は、３相交流モータであるため、電流センサ２６は、複数相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電流を検出し、これらの電流をｄｑ変換した後のｄ軸電流（トルク成分）としてモータ電流Ｉｍｏｔを算出する。
【００２３】
バッテリ１６は、例えば、鉛蓄電池であるが、その他の電源又は蓄電装置（例えば、リチウムイオン電池、ジェネレータ、燃料電池又はキャパシタ）とすることも可能である。
【００２４】
（Ａ１−２．ダンパ１２）
（Ａ１−２−１．ダンパ１２の概要）
図１に示すように、ダンパ１２は、ダンパ本体３０と、インバータ３２と、電子制御装置３４（以下「ＥＣＵ３４」という。）とを有する。
【００２５】
（Ａ１−２−２．ダンパ本体３０）
（Ａ１−２−２−１．ダンパ本体３０の概要）
図１に示すように、ダンパ本体３０は、連結部４０、インナチューブ４２及びナット４４を、図示しない車輪側の部材として備える。また、ダンパ本体３０は、アウタチューブ５０、ねじ軸５２、ベアリング５４及びモータ５６を、車体５８側の部材として備える。
【００２６】
連結部４０は、サスペンション装置のナックル（図示せず）に固定されることで、車輪に連結される。車輪側から連結部４０に対して外部振動が入力され、連結部４０に図１中、例えば上向きに（いわゆるダンプ方向に）推力が加わると、アウタチューブ５０に対してインナチューブ４２及びナット４４が上昇し、ねじ軸５２が回転する。この際、モータ５６からねじ軸５２に対して反力を発生させることにより、前記サスペンション装置の前記ばねの振動を減衰することが可能となる。
【００２７】
ダンパ本体３０の基本的構成としては、既存のもの（例えば、特許文献１参照）を用いることが可能である。
【００２８】
（Ａ１−２−２−２．モータ５６）
本実施形態のモータ５６は、３相交流ブラシレス式であるが、これに限らない。モータ５６の出力軸６０は、カップリング６２を介してねじ軸５２に連結又は固定されている。モータ５６は、ＥＣＵ３４からの指令に応じてバッテリ１６から供給される電力に基づいてねじ軸５２に動力（反力）を生成する。また、モータ５６は、車輪側からねじ軸５２に入力された力に基づき発電（回生）を行うことで生成した電力をバッテリ１６に出力してもよい。
【００２９】
（Ａ１−２−３．インバータ３２）
インバータ３２は、３相フルブリッジ型の構成とされて、直流／交流変換を行い、直流を３相の交流に変換してモータ５６に供給する。インバータ３２は、回生動作に伴う交流／直流変換後の直流をバッテリ１６に供給してもよい。
【００３０】
（Ａ１−２−４．ＥＣＵ３４）
図１に示すように、ＥＣＵ３４は、入出力部７０、演算部７２及び記憶部７４を有する。入出力部７０は、センサ類１４、インバータ３２等との信号の入出力を行う。
【００３１】
演算部７２は、ダンパ１２の各部を制御するものであり、基準制御量算出部８０、補正制御量算出部８２及びモータ制御部８４を備える。本実施形態において、基準制御量算出部８０、補正制御量算出部８２及びモータ制御部８４は、記憶部７４に記憶された制御プログラムを実行することにより実現される。
【００３２】
基準制御量算出部８０は、モータ５６の基準制御量Ｕｒｅｆを算出する。基準制御量Ｕｒｅｆは、モータ５６を制御する可変量の基準値（補正前の値）であり、本実施形態では、目標基準力Ｆｒｅｆ＿ｔａｒ［Ｎ］である。目標基準力Ｆｒｅｆ＿ｔａｒは、モータ５６に発生させる力の基準値である。
【００３３】
補正制御量算出部８２は、基準制御量Ｕｒｅｆを補正して補正制御量Ｕｃｏｒを算出する。補正制御量Ｕｃｏｒは、慣性等の外乱要因を打ち消すために基準制御量Ｕｒｅｆを補正したものであり、本実施形態では、目標モータ電流Ｉｍｏｔ＿ｔａｒである。モータ制御部８４は、補正制御量Ｕｃｏｒに基づいてインバータ３２を介してモータ５６を制御する。
【００３４】
記憶部７４は、演算部７２で用いる制御プログラム等の各種のプログラムやデータを記憶する。
【００３５】
［Ａ２．本実施形態における制御］
（Ａ２−１．全体的な流れ）
図２は、本実施形態のＥＣＵ３４の制御の全体的な流れを示すフローチャートである。ステップＳ１において、ＥＣＵ３４の基準制御量算出部８０は、基準制御量Ｕｒｅｆを算出する。ステップＳ２において、ＥＣＵ３４の補正制御量算出部８２は、補正制御量Ｕｃｏｒを算出する。ステップＳ３において、ＥＣＵ３４のモータ制御部８４は、補正制御量Ｕｃｏｒに基づいてインバータ３２を動作させてモータ５６を制御する。
【００３６】
（Ａ２−２．基準制御量Ｕｒｅｆの算出）
上記の通り、基準制御量Ｕｒｅｆは、モータ５６を制御する可変量の基準値であり、本実施形態では、目標基準力Ｆｒｅｆ＿ｔａｒ［Ｎ］である。例えば、ＥＣＵ３４は、特開２００４−２３７８２４号公報又は特開２００９−０７８７６１号公報と同様の方法により基準制御量Ｕｒｅｆを算出する。
【００３７】
（Ａ２−３．補正制御量Ｕｃｏｒの算出）
（Ａ２−３−１．基本的な考え方）
本実施形態の補正制御量Ｕｃｏｒは、ダンパ本体３０の慣性等の外乱要因を打ち消すために用いられる。本実施形態では、ダンパ本体３０のうちモータ５６のロータ（以下「モータロータ」ともいう。）（図示せず）における慣性が比較的大きい。このため、モータロータにおける慣性を打ち消すことで、モータ５６の出力を基準制御量Ｕｒｅｆ（目標基準力Ｆｒｅｆ＿ｔａｒ）に近付け易くすることが可能となる。
【００３８】
（Ａ２−３−２．具体的な処理）
（Ａ２−３−２−１．概要）
図３は、本実施形態におけるモータ５６を制御するための構成を、補正制御量Ｕｃｏｒの算出を中心として示すブロック図である。図３に示すように、ＥＣＵ３４の補正制御量算出部８２は、目標モータ電流算出部１００と、車速反映補正部１０２と、舵角反映補正部１０４とを有する。
【００３９】
（Ａ２−３−２−２．目標モータ電流算出部１００）
目標モータ電流算出部１００（以下「算出部１００」ともいう。）は、補正制御量Ｕｃｏｒとしての目標モータ電流Ｉｍｏｔ＿ｔａｒを算出する。図３に示すように、算出部１００は、第１電流変換器１１０と、トルク変換器１１２と、第１減算器１１４と、第２電流変換器１１６と、第２減算器１１８とを有する。
【００４０】
第１電流変換器１１０は、基準制御量Ｕｒｅｆとしての目標基準力Ｆｒｅｆ＿ｔａｒ［Ｎ］を電流値（目標基準電流Ｉｒｅｆ＿ｔａｒ）［Ａ］に変換する。トルク変換器１１２は、目標基準力Ｆｒｅｆ＿ｔａｒをトルク値（目標基準トルクＴｒｅｆ＿ｔａｒ）［Ｎｍ］に変換する。
【００４１】
第１減算器１１４は、舵角反映補正部１０４から出力された第２補正トルクＴｃ２と、トルク変換器１１２からの目標基準トルクＴｒｅｆ＿ｔａｒとの差ΔＴ１を算出する。第２電流変換器１１６は、第１減算器１１４で算出された差ΔＴ１［Ｎｍ］を電流値（Ｆ／Ｂ電流Ｉｆｂ）［Ａ］に変換する。第２減算器１１８は、第１電流変換器１１０からの目標基準電流Ｉｒｅｆ＿ｔａｒと、第２電流変換器１１６からのＦ／Ｂ電流Ｉｆｂとの差を目標モータ電流Ｉｍｏｔ＿ｔａｒとして算出し、モータ制御部８４に出力する。
【００４２】
（Ａ２−３−２−３．車速反映補正部１０２）
車速反映補正部１０２（以下「補正部１０２」ともいう。）は、トルクセンサ２０が検出した検出トルクＴｄに対して車速Ｖを反映する。図３に示すように、補正部１０２は、車速−第１ゲインマップ１２０（以下「マップ１２０」ともいう。）と、第１レートリミット処理部１２２と、車速反映増幅器１２４（以下「第１増幅器１２４」ともいう。）とを有する。
【００４３】
図４は、本実施形態における車速−第１ゲインマップ１２０の内容の一例を示す図である。マップ１２０は、車速Ｖと第１ゲインＧ１との関係を記憶しており、車速センサ２２からの車速Ｖに応じて第１ゲインＧ１を出力する。
【００４４】
第１ゲインＧ１は、外乱要因（特に慣性力）に対して車速Ｖに基づく重み付けを行うためのゲインである。図４に示すように、車速Ｖが０〜Ｖ１の間、車速Ｖの増加に応じて、第１ゲインＧ１は増加する。車速ＶがＶ１〜Ｖ２の間、第１ゲインＧ１は一定である。車速ＶがＶ２を超える場合、車速Ｖの増加に応じて、第１ゲインＧ１は減少する。なお、車速Ｖ１は、例えば、５０〜１２０ｋｍ／ｈのいずれかの値とすることができる。また、車速Ｖ２は、例えば、８０〜１８０ｋｍ／ｈのいずれかの値とすることができる。
【００４５】
第１ゲインＧ１は、第１増幅器１２４において検出トルクＴｄのゲインとして用いられる。このため、第１ゲインＧ１が増加すると、検出トルクＴｄは元の値に近いまま第１減算器１１４に出力されることとなる。
【００４６】
第１減算器１１４に出力される検出トルクＴｄ（正確には、第２補正トルクＴｃ２）が元の値に近いほど、第２減算器１１８で減算されるＦ／Ｂ電流Ｉｆｂの絶対値は大きくなり、目標モータ電流Ｉｍｏｔ＿ｔａｒは小さくなる。一方、第１減算器１１４に出力される検出トルクＴｄ（正確には、第２補正トルクＴｃ２）が元の値よりも小さいほど、第２減算器１１８で減算されるＦ／Ｂ電流Ｉｆｂの絶対値は小さくなり、目標モータ電流Ｉｍｏｔ＿ｔａｒは大きくなる。従って、第１ゲインＧ１を用いることで、車速Ｖが高くなると、検出トルクＴｄのフィードバックの程度を弱めることができる。
【００４７】
第１レートリミット処理部１２２は、マップ１２０からの第１ゲインＧ１の前回値と今回値との差の絶対値が、所定の閾値以上とならないように制限をかけて車速反映増幅器１２４に出力する。
【００４８】
第１増幅器１２４は、第１レートリミット処理部１２２からの第１ゲインＧ１を、トルクセンサ２０からの検出トルクＴｄに乗算して第１補正トルクＴｃ１を算出して舵角反映補正部１０４に出力する。
【００４９】
（Ａ２−３−２−４．舵角反映補正部１０４）
舵角反映補正部１０４（以下「補正部１０４」ともいう。）は、車速反映補正部１０２からの第１補正トルクＴｃ１に対して舵角速度Ｖθｓｔを反映する。車速反映補正部１０２と舵角反映補正部１０４の位置は反対にしてもよい。図３に示すように、補正部１０４は、舵角速度算出器１３０と、舵角速度−第２ゲインマップ１３２（以下「マップ１３２」ともいう。）と、第２レートリミット処理部１３４と、舵角速度反映増幅器１３６とを有する。
【００５０】
舵角速度算出器１３０（以下「算出器１３０」ともいう。）は、舵角θｓｔ［°］の時間微分値としての舵角速度Ｖθｓｔ［°／ｓｅｃ］を算出する。
【００５１】
図５は、本実施形態における舵角速度−第２ゲインマップ１３２の内容の一例を示す図である。マップ１３２は、舵角速度Ｖθｓｔと第２ゲインＧ２との関係を記憶しており、算出器１３０からの舵角速度Ｖθｓｔに応じて第２ゲインＧ２を出力する。
【００５２】
第２ゲインＧ２は、外乱要因（特に慣性力）に対して舵角θｓｔ又は舵角速度Ｖθｓｔに基づく重み付けを行うためのゲインである。図５に示すように、舵角速度Ｖθｓｔが０〜Ｖθ１の間、舵角速度Ｖθｓｔの増加に応じて、第２ゲインＧ２は増加する。舵角速度ＶθｓｔがＶθ１を超える場合、第２ゲインＧ２は一定である。第２ゲインＧ２の作用は、第１ゲインＧ１と同様である。すなわち、第２ゲインＧ２を用いることで、舵角速度Ｖθｓｔが高くなると、検出トルクＴｄのフィードバックの程度を弱めることができる。
【００５３】
第２レートリミット処理部１３４は、マップ１３２からの第２ゲインＧ２の前回値と今回値との差の絶対値が、所定の閾値以上とならないように制限をかけて舵角速度反映増幅器１３６に出力する。舵角速度反映増幅器１３６は、第２レートリミット処理部１３４からの第２ゲインＧ２を、車速反映補正部１０２からの第１補正トルクＴｃ１に乗算した第２補正トルクＴｃ２を目標モータ電流算出部１００の第１減算器１１４に出力する。
【００５４】
（Ａ２−４．モータ制御部８４の制御）
モータ制御部８４（以下「制御部８４」ともいう。）は、補正制御量算出部８２からの補正制御量Ｕｃｏｒ（目標モータ電流Ｉｍｏｔ＿ｔａｒ）に基づいてインバータ３２を介してモータ５６を制御する。具体的には、制御部８４は、目標モータ電流Ｉｍｏｔ＿ｔａｒを実現するようにインバータ３２のスイッチング素子（図示せず）のデューティ比を制御する。その際、制御部８４は、電流センサ２６が検出したモータ電流Ｉｍｏｔを用いる。
【００５５】
［Ａ３．本実施形態における効果］
以上のような本実施形態によれば、モータ５６（電動機）の出力軸６０の捻りトルクＴｄを打ち消すようにモータ５６を制御する（図２、図３）。捻りトルクＴｄは、慣性力等の外乱要因を含んでいる。このため、捻りトルクＴｄを抑制しながらモータ５６の動力を出力軸６０又はねじ軸５２（伝達軸）に伝達することで、外乱要因の影響を低減し、モータ５６の動力の目標値（目標基準力Ｆｒｅｆ＿ｔａｒ）をより確実に実現することが可能となる。その結果、電磁ダンパ１２の振動減衰特性を向上すること（例えば、車両１０の乗り心地を向上すること）が可能となる。
【００５６】
また、トルクセンサ２０（トルク検出手段）がモータ５６の出力軸６０の捻りトルクＴｄを検出する構成では、電磁ダンパ１２全体の慣性に占めるモータ５６（モータロータ等）の慣性の割合が高い場合、モータ５６の慣性を打ち消し易くすることが可能となる。
【００５７】
本実施形態において、ＥＣＵ３４は、舵角速度Ｖθｓｔの増加に応じて、捻りトルクＴｄのフィードバックの程度を弱める（図３及び図５）。換言すると、ＥＣＵ３４は、舵角速度Ｖθｓｔの増加に応じて、捻りトルクＴｄの打ち消し度合いを低減させる。これにより、車両１０が例えばカーブ路を走行する場合、慣性力の影響を比較的残したままとし、電磁ダンパ１２の減衰力を低減させることが可能となる。従って、乗り心地の向上を図ると共に操舵応答性又は操縦安定性も向上することが可能となる。
【００５８】
すなわち、ダンパ１２の動作に伴う慣性力は、ダンパ１２のばね上又はばね下の加速度に比例することから、ばね上又はばね下の速度に比例する減衰力の発生よりも９０度位相が進んでいる。本実施形態では、舵角速度Ｖθｓｔの増加に応じて捻りトルクＴｄのフィードバックの程度を弱めるため、モータ５６のトルクを比較的高い状態とし、過渡的に接地荷重を増加させ、車輪の姿勢を変化させ難くすることが可能となる。これにより、車輪の横力発生の位相遅れを少なくし、舵角θｓｔに対する応答を早くすることが可能となるので、操舵応答性又は操縦安定性を向上させることができる。
【００５９】
本実施形態において、ＥＣＵ３４は、車速Ｖの増加に応じて、捻りトルクＴｄのフィードバックの程度を弱める（図３及び図４）。換言すると、ＥＣＵ３４は、車速Ｖの増加に応じて、捻りトルクＴｄの打ち消し度合いを低減させる。これにより、車速Ｖが高くなるほど捻りトルクＴｄのフィードバックの程度を弱める（又は打ち消し度合いを低減させる）ので、舵角速度Ｖθｓｔと同様の作用により、高車速領域での車両１０の安定性も確保することが可能となる。
【００６０】
本実施形態において、ＥＣＵ３４は、モータ５６（電動機）の基準制御量Ｕｒｅｆとしての目標基準力Ｆｒｅｆ＿ｔａｒを算出する基準制御量算出部８０と、目標基準力Ｆｒｅｆ＿ｔａｒを補正して補正制御量Ｕｃｏｒとしての目標モータ電流Ｉｍｏｔ＿ｔａｒを算出する補正制御量算出部８２と、目標モータ電流Ｉｍｏｔ＿ｔａｒに基づいてモータ５６を制御するモータ制御部８４（電動機制御部）とを備える（図１及び図３）。補正制御量算出部８２は、捻りトルクＴｄと目標基準力Ｆｒｅｆ＿ｔａｒに対応するトルク（目標基準トルクＴｒｅｆ＿ｔａｒ）との差ΔＴ１を目標基準力Ｆｒｅｆ＿ｔａｒに反映して目標モータ電流Ｉｍｏｔ＿ｔａｒを算出する（図２及び図３）。これにより、捻りトルクＴｄに含まれる外乱要因を精度良く除外することが可能となる。
【００６１】
本実施形態では、トルクセンサ２０（トルク検出手段）として磁歪式トルクセンサを用いる（図１）。これにより、モータ５６（電動機）の出力軸６０の捻りトルクＴｄを高精度に検出することが可能となる。
【００６２】
Ｂ．変形例
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
【００６３】
［Ｂ１．適用対象］
上記実施形態では、電磁ダンパ１２を車両１０（特にサスペンション装置）に適用した例を説明した。しかしながら、例えば、捻りトルクＴｄを打ち消すようにモータ５６を制御する観点からすれば、これに限らない。例えば、振動減衰性能を要するその他の装置（例えば、製造装置又はエレベータ）に電磁ダンパ１２を適用することも可能である。
【００６４】
［Ｂ２．電磁ダンパ１２］
（Ｂ２−１．ダンパ本体３０）
上記実施形態では、図１に示す構成のダンパ本体３０を用いた（図１）。しかしながら、例えば、捻りトルクＴｄを打ち消すようにモータ５６を制御する観点からすれば、これに限らない。例えば、モータ５６を使ったアクチュエータを用いるものであれば、電磁油圧ハイブリッド式、ボールねじ式、ラック＆ピニオン式、ダイレクト式（リニアモータ）等の構成を適用可能である。
【００６５】
（Ｂ２−１−１．第１変形例）
図６は、本発明の第１変形例に係る電磁ダンパ１２ａ（以下「ダンパ１２ａ」ともいう。）を搭載した車両１０Ａの一部を簡略的に示す図である。上記実施形態（図１）と同様の構成要素については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。図６では、トルクセンサ２０を除き、センサ類１４の図示を省略している。
【００６６】
ダンパ１２ａは、ダンパ本体３０ａと、インバータ３２と、電子制御装置３４（ＥＣＵ３４）とを有する。ダンパ本体３０ａは、連結部４０、アウタチューブ５０、モータ５６及び連結機構１５０を、図示しない車輪側の部材として備える。また、ダンパ本体３０ａは、インナチューブ４２、ナット４４及び接続部材１５２を、車体５８側の部材として備える。
【００６７】
連結機構１５０は、モータ５６の出力軸６０とねじ軸５２とをそれぞれが回転可能に連結する。連結機構１５０は、ハウジング１６０と、ベアリング１６２、１６４と、ねじ軸部側プーリ１６６と、無端ベルト１６８と、モータ側プーリ１７０と、ベアリング１７２とを有する。
【００６８】
ハウジング１６０は、ねじ軸部側保持部１７４と、モータ側保持部１７６とを有する。ねじ軸部側保持部１７４は、アウタチューブ５０を固定支持すると共に、ベアリング１６２、１６４を介してねじ軸５２を回転可能に支持する。モータ側保持部１７６は、ベアリング１７２を介してモータ５６の出力軸６０を回転可能に支持する。加えて、モータ側保持部１７６は、モータ５６の側壁を固定支持する。
【００６９】
ねじ軸部側プーリ１６６は、ねじ軸５２に固定されている。モータ側プーリ１７０は、モータ５６の出力軸６０に固定されている。
【００７０】
車輪側から連結部４０に対して外部振動が入力され、連結部４０に図６中、例えば上向きに（いわゆるダンプ方向に）推力が加わると、インナチューブ４２及びナット４４に対してアウタチューブ５０が上昇し、ねじ軸５２が回転する。ねじ軸５２の回転力は、ねじ軸部側プーリ１６６、無端ベルト１６８及びモータ側プーリ１７０を介してモータ５６の出力軸６０に伝達される。この際、モータ５６からねじ軸５２に対して反力を発生させることにより、サスペンション装置のばねの振動を減衰することが可能となる。
【００７１】
（Ｂ２−１−２．第２変形例）
図７は、本発明の第２変形例に係る電磁ダンパ１２ｂ（以下「ダンパ１２ｂ」ともいう。）を搭載した車両１０Ｂの一部を簡略的に示す図である。上記実施形態（図１）と同様の構成要素については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。図７では、トルクセンサ２０を除き、センサ類１４の図示を省略している。
【００７２】
ダンパ１２ｂは、ダンパ本体３０ｂと、インバータ３２と、電子制御装置３４（ＥＣＵ３４）とを有する。ダンパ本体３０ｂは、連結部４０及びインナロッド２００（ラック軸）を、図示しない車輪側の部材として備える。また、ダンパ本体３０ｂは、アウタチューブ５０ａ、ピニオン軸２０２及びモータ５６を、車体５８側の部材として備える。モータ５６の出力軸６０には、トルクセンサ２０が設けられている。モータ５６は、ハウジング２０４に固定されている。図１と図６の関係のように、車輪側の部材と車体５８側の部材を反対にすることも可能である。
【００７３】
インナロッド２００には、ラック歯２１２（ラックギア）が形成されている。また、ピニオン軸２０２には、ピニオン２１４（ピニオンギア）が形成されている。ラック歯２１２及びピニオン２１４によりラック・アンド・ピニオン機構２１０を構成する。ピニオン軸２０２は、モータ５６の出力軸６０に連結されている。
【００７４】
車輪側から連結部４０に対して外部振動が入力され、連結部４０に図７中、例えば上向きに（いわゆるダンプ方向に）推力が加わると、インナロッド２００がアウタチューブ５０ａに向かって変位し、ピニオン軸２０２が回転する。ピニオン軸２０２の回転力は、モータ５６の出力軸６０に伝達される。この際、モータ５６からピニオン軸２０２に対して反力を発生させることにより、サスペンション装置のばねの振動を減衰することが可能となる。
【００７５】
ダンパ本体３０ｂの基本的構成としては、既存のもの（例えば、特開２００９−１５０４６５号公報の図２参照）を用いることが可能である。
【００７６】
（Ｂ２−１−３．第３変形例）
図８は、本発明の第３変形例に係る電磁ダンパ１２ｃ（以下「ダンパ１２ｃ」ともいう。）を搭載した車両１０Ｃの一部を簡略的に示す図である。上記実施形態（図１）と同様の構成要素については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。図８では、トルクセンサ２０を除き、センサ類１４の図示を省略している。
【００７７】
ダンパ１２ｃは、ダンパ本体３０ｃと、インバータ３２と、電子制御装置３４（ＥＣＵ３４）とを有する。ダンパ本体３０ｃは、連結部４０ａ及び回転アーム２５０（以下「アーム２５０」ともいう。）を、図示しない車輪側の部材として備える。また、ダンパ本体３０ｃは、減速機２５２及びモータ５６を、車体側の部材として備える。モータ５６の出力軸６０には、トルクセンサ２０が設けられている。図１と図６の関係のように、車輪側の部材と車体５８側の部材を反対にすることも可能である。
【００７８】
連結部４０ａは、サスペンション装置のナックル（図示せず）に固定されることで、車輪に連結される。車輪側から連結部４０ａに対して外部振動が入力され、連結部４０ａに図８中、例えば上向きに（いわゆるダンプ方向に）推力が加わると、回転軸Ａｘを中心にアーム２５０が回転しようとする。この際、減速機２５２を介してモータ５６から回転アーム２５０に対して反力を発生させることにより、前記サスペンション装置の前記ばねの振動を減衰することが可能となる。
【００７９】
ダンパ本体３０ｃの基本的構成としては、既存のもの（例えば、特開平０２−２２７３１４号公報参照）を用いることが可能である。
【００８０】
（Ｂ２−２．モータ５６）
上記実施形態では、モータ５６として３相交流ブラシレス式モータを用いたが、例えば、捻りトルクＴｄを打ち消すようにモータ５６を制御する観点からすれば、これに限らない。例えば、モータ５６は、３相交流ブラシ式モータであってもよい。また、モータ５６は、直流モータとすることも可能である。
【００８１】
（Ｂ２−３．トルクセンサ２０）
上記実施形態では、トルクセンサ２０は、モータ５６の外部に配置された（図１、図６〜図８）。しかしながら、例えば、モータ５６の動力を伝達する回転軸の捻りトルクＴｄを検出する観点からすれば、これに限らない。
【００８２】
図９は、トルクセンサ２０の配置の変形例を示す図である。図９において破線で示すように、トルクセンサ２０は、モータ５６の内部に配置してもよい。なお、図９では、モータ５６の外部に配置したトルクセンサ２０を二点鎖線で示している。
【００８３】
上記実施形態では、トルクセンサ２０は、モータ５６の出力軸６０に面して配置されて出力軸６０（モータ５６の動力を伝達する回転軸）における捻りトルクＴｄを検出した（図１、図６〜図９）。しかしながら、例えば、モータ５６の動力を伝達する回転軸の捻りトルクＴｄを検出する観点からすれば、これに限らない。
【００８４】
例えば、トルクセンサ２０は、ねじ軸５２（図１、図６）、ピニオン軸２０２（図７）又は回転アーム２５０（図８）において捻りトルクＴｄを検出することも可能である。例えば、図６において、アウタチューブ５０又はねじ軸部側保持部１７４のいずれかの部位にトルクセンサ２０を配置してもよい。或いは、モータ５６の出力軸６０とねじ軸５２との間に他の回転軸を介在させる場合、当該他の回転軸における捻りトルクＴｄを出力軸６０又はねじ軸５２の捻りトルクＴｄとして利用することも可能である。
【００８５】
（Ｂ２−４．ＥＣＵ３４）
（Ｂ２−４−１．補正制御量算出部８２）
上記実施形態では、補正制御量算出部８２は、車速反映補正部１０２と舵角反映補正部１０４の両方を有していた（図３）。しかしながら、例えば、捻りトルクＴｄを打ち消すようにモータ５６を制御する観点からすれば、これに限らない。例えば、補正制御量算出部８２は、車速反映補正部１０２及び舵角反映補正部１０４の一方のみを有してもよい。或いは、補正制御量算出部８２は、車速反映補正部１０２及び舵角反映補正部１０４の両方を備えないことも可能である。
【００８６】
上記実施形態において、舵角反映補正部１０４は、舵角速度Ｖθｓｔに基づいて第２ゲインＧ２を調整した（図３及び図５）。しかしながら、例えば、車両１０の横加速度に応じて捻りトルクＴｄを調整する観点からすれば、これに限らない。例えば、舵角速度Ｖθｓｔの代わりに舵角θｓｔ自体を第２ゲインＧ２と関連付けてもよい。すなわち、舵角θｓｔ（絶対値）が大きくなるほど、第２ゲインＧ２を増加させてもよい。或いは、舵角反映補正部１０４は、図示しない横加速度センサで検出した横加速度（絶対値）が大きくなるほど、第２ゲインＧ２を増加させることも可能である。
【００８７】
上記実施形態において、補正制御量算出部８２の第２減算器１１８は、目標基準電流Ｉｒｅｆ＿ｔａｒとＦ／Ｂ電流Ｉｆｂとの差を目標モータ電流Ｉｍｏｔ＿ｔａｒとして算出した（図３）。換言すると、補正制御量算出部８２では、基準制御量Ｕｒｅｆに対応するトルクと捻りトルクＴｄとの差ΔＴ１を、モータ５６の電流値［Ａ］を単位として基準制御量Ｕｒｅｆに反映した。しかしながら、例えば、基準制御量Ｕｒｅｆに対応するトルクと捻りトルクＴｄとの差を基準制御量Ｕｒｅｆに反映する観点からすれば、これに限らず、その他の単位（例えば、トルク［Ｎｍ］又は力［Ｎ］）を用いた計算を行うことも可能である。
【００８８】
（Ｂ２−４−２．その他）
上記実施形態において、ＥＣＵ３４は、デジタル回路で構成することを想定していたが（図１）、一部又は全部をアナログ回路で構成してもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…車両
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…電磁ダンパ
２０…トルクセンサ（トルク検出手段）  ２８…ステアリング
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…ダンパ本体（運動変換機構）
３４…ＥＣＵ（制御装置）              ４４…ナット
５２…ねじ軸（伝達軸）                ５６…モータ（電動機）
６０…モータの出力軸                  ８０…基準制御量算出部
８２…補正制御量算出部                ８４…モータ制御部（電動機制御部）
２００…インナロッド（伝達軸）        ２１２…ラック歯（ラックギア）
２１４…ピニオン（ピニオンギア）      ２５０…回転アーム（伝達軸）
Ｆｒｅｆ＿ｔａｒ…目標基準力          Ｉｍｏｔ＿ｔａｒ…目標モータ電流
Ｔｄ…捻りトルク                      Ｕｃｏｒ…補正制御量
Ｕｒｅｆ…基準制御量                  Ｖ…車速
Ｖθｓｔ…舵角速度                    θｓｔ…舵角
ΔＴ１…差
【図１】
2016109288.tif 000003
【図２】
2016109288.tif 000004
【図３】
2016109288.tif 000005
【図４】
2016109288.tif 000006
【図５】
2016109288.tif 000007
【図６】
2016109288.tif 000008
【図７】
2016109288.tif 000009
【図８】
2016109288.tif 000010
【図９】
2016109288.tif 000011