(57)【要約】【課題】車両のバウンス、ロール、及びピッチ方向の減衰特性を各々分離し、各自由度の減衰力を独立に調節可能とする。【解決手段】第１の電磁デバイス及び第２の電磁デバイスの一端同士及び他端同士が接続された第１閉回路と、第２の電磁デバイス及び第３の電磁デバイスの一端同士及び他端同士が接続された第２閉回路と、第３の電磁デバイス及び第４の電磁デバイスの一端同士及び他端同士が接続された第３閉回路と、第１の電磁デバイス及び第４の電磁デバイスの一端同士及び他端同士が接続された第４閉回路と、を備え、第１の電磁デバイスの一端と第３の電磁デバイスの他端、及び第１の電磁デバイスの他端と第３の電磁デバイスの一端とは各々接続され、第２の電磁デバイスの一端と第４の電磁デバイスの他端、及び第２の電磁デバイスの他端と第４の電磁デバイスの一端とは各々接続されている、電磁デバイス回路。【選択図】図５
2017105283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電磁デバイス及び第２の電磁デバイスの一端同士及び他端同士が接続された第１閉回路と、
前記第２の電磁デバイス及び第３の電磁デバイスの一端同士及び他端同士が接続された第２閉回路と、
前記第３の電磁デバイス及び第４の電磁デバイスの一端同士及び他端同士が接続された第３閉回路と、
前記第１の電磁デバイス及び前記第４の電磁デバイスの一端同士及び他端同士が接続された第４閉回路と、
を備え、
前記第１の電磁デバイスの一端と前記第３の電磁デバイスの他端、及び前記第１の電磁デバイスの他端と前記第３の電磁デバイスの一端とは各々接続され、
前記第２の電磁デバイスの一端と前記第４の電磁デバイスの他端、及び前記第２の電磁デバイスの他端と前記第４の電磁デバイスの一端とは各々接続されている、
電磁デバイス回路。
【請求項２】
第１の電磁デバイス、第２の電磁デバイス、第３の電磁デバイス、及び第４の電磁デバイスを接続する電磁デバイス回路であって、
前記第１の電磁デバイスの一端及び前記第４の電磁デバイスの一端が接続され、前記第４の電磁デバイスの一端及び前記第２の電磁デバイスの他端が接続され、前記第２の電磁デバイスの他端及び前記第１の電磁デバイスの他端が接続された第１閉回路と、
前記第２の電磁デバイスの一端及び前記第３の電磁デバイスの一端が接続され、前記第３の電磁デバイスの他端及び前記第４の電磁デバイスの他端が接続され、前記第４の電磁デバイスの他端及び前記第２の電磁デバイスの一端が接続された第２閉回路と、
前記第１の電磁デバイスの一端及び前記第２の電磁デバイスの一端が接続され、前記第２の電磁デバイスの他端及び前記第３の電磁デバイスの他端が接続され、前記第３の電磁デバイスの他端及び前記第１の電磁デバイスの一端が接続された第３閉回路と、
前記第１の電磁デバイスの他端及び前記第４の電磁デバイスの他端が接続され、前記第４の電磁デバイスの一端及び前記第３の電磁デバイスの一端が接続され、前記第３の電磁デバイスの一端及び前記第１の電磁デバイスの他端が接続された第４閉回路と、
を備えた電磁デバイス回路。
【請求項３】
前記第１の電磁デバイスの一端及び前記第２の電磁デバイスの一端、前記第１の電磁デバイスの他端及び前記第２の電磁デバイスの他端、前記第３の電磁デバイスの一端及び前記第４の電磁デバイスの一端、及び前記第３の電磁デバイスの他端及び前記第４の電磁デバイスの他端は、各々ロール方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続されている、
請求項１または請求項２に記載の電磁デバイス回路。
【請求項４】
前記第１の電磁デバイスの一端及び前記第４の電磁デバイスの一端、前記第１の電磁デバイスの他端及び前記第４の電磁デバイスの他端、前記第２の電磁デバイスの一端及び前記第３の電磁デバイスの一端、及び前記第２の電磁デバイスの他端及び前記第３の電磁デバイスの他端は、各々ピッチ方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続されている、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電磁デバイス回路。
【請求項５】
前記第１の電磁デバイスの一端及び前記第３の電磁デバイスの他端、前記第１の電磁デバイスの他端及び前記第３の電磁デバイスの一端、前記第２の電磁デバイスの一端及び前記第４の電磁デバイスの他端、及び前記第２の電磁デバイスの他端及び前記第４の電磁デバイスの一端は、各々バウンス方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続されている、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電磁デバイス回路。
【請求項６】
モータ、及び前記モータの回転軸に連結され、かつ並進運動を回転運動に変換して前記モータの回転軸を回転させる運動変換部を備え、各々車両右側の前後、及び車両左側の前後に対応させて配置される４つの電磁デバイスと、
車両前側左右に配置される一対の電磁デバイスのモータのコイルと共に第１閉回路を形成し、前記回転軸の回転により前記第１閉回路内のモータのコイルに励起された誘導起電力による電流が流れて前記第１閉回路内のモータに減衰力を発生させる一対の第１の抵抗と、
車両左側前後に配置される一対の電磁デバイスのモータのコイルと共に第２閉回路を形成し、前記回転軸の回転により前記第２閉回路内のモータのコイルに励起された誘導起電力による電流が流れて前記第２閉回路内のモータに減衰力を発生させる一対の第２の抵抗と、
車両後側左右に配置される一対の電磁デバイスのモータのコイルと共に第３閉回路を形成し、前記回転軸の回転により前記第３閉回路内のモータのコイルに励起された誘導起電力による電流が流れて前記第３閉回路内のモータに減衰力を発生させる一対の第３の抵抗と、
車両右側前後に配置される一対の電磁デバイスのモータのコイルと共に第４閉回路を形成し、前記回転軸の回転により前記第４閉回路内のモータのコイルに励起された誘導起電力による電流が流れて前記第４閉回路内のモータに減衰力を発生させる一対の第４の抵抗と、
車両左側前方に配置される電磁デバイスのモータのコイルの一端と、車両右側後方に配置される電磁デバイスのモータのコイルの他端、及び車両左側前方に配置される電磁デバイスのモータのコイルの他端と、車両右側後方に配置される電磁デバイスのモータのコイルの一端とを各々接続する一対の第５の抵抗と、
車両右側前方に配置される電磁デバイスのモータのコイルの一端と、車両左側後方に配置される電磁デバイスのモータのコイルの他端、及び車両右側前方に配置される電磁デバイスのモータのコイルの他端と、車両左側後方に配置される電磁デバイスのモータのコイルの一端とを各々接続する一対の第６の抵抗と、
を含む電磁デバイス回路。
【請求項７】
第１の電磁デバイス及び第２の電磁デバイスの一端同士及び他端同士がロール方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続された第１閉回路と、
前記第２の電磁デバイス及び第３の電磁デバイスの一端同士及び他端同士がピッチ方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続された第２閉回路と、
前記第３の電磁デバイス及び第４の電磁デバイスの一端同士及び他端同士が前記ロール方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続された第３閉回路と、
前記第１の電磁デバイス及び前記第４の電磁デバイスの一端同士及び他端同士がピッチ方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続された第４閉回路と、
を備え、
前記第１の電磁デバイスの一端と前記第３の電磁デバイスの他端、及び前記第１の電磁デバイスの他端と前記第３の電磁デバイスの一端とが各々、バウンス方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続され、
前記第２の電磁デバイスの一端と前記第４の電磁デバイスの他端、及び前記第２の電磁デバイスの他端と前記第４の電磁デバイスの一端とが各々、バウンス方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続されている、電磁デバイス回路と、
前記ロール方向の減衰力調整用抵抗素子、前記ピッチ方向の減衰力調整用抵抗素子、及び前記バウンス方向の減衰力調整用抵抗素子の抵抗値を制御する制御部と、
を備えた電磁デバイスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁デバイス回路及び電磁デバイスシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のサスペンションには、操縦安定性と乗り心地という相反する要求の両立が求められる。これらの要求に応える手段としてこれまでに油圧式ショックアブソーバによる振動抑制法が種々開発され、構造的工夫により減衰力特性を非線形にするパッシブ制御や、状態量に基づくアクチュエータ力を利用したアクティブ制御等が実用化されてきた。
【０００３】
一方、近年では脱オイル化、省エネルギ化、及び高性能化等を目指し、電気モータを利用したアクティブサスペンションシステムが知られており、自動車用の電動サスペンション装置としては、電気モータによる運動と振動の相互エネルギ変換を利用した運動・振動制御デバイス（以下電磁デバイスと呼ぶ）を用いた新たなサスペンションシステムが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
電磁デバイスの例は、この他に能動型船用減揺装置や、鉄道用電磁アクチュエータ等が挙げられ、電磁デバイスは、そのモータに接続する回路により、ダンパ、アクチュエータ、エネルギ回生、センサ、及びばね等様々な機能を持たせることが可能という特徴を持つ。電磁デバイスを用いた自動車用電磁サスペンションとしては、これらの各機能を利用してパッシブ系でありながら性能向上を目指す方法や、省エネルギを考慮したアクティブサスペンション等が提案されている。（例えば、非特許文献２参照）
また、電磁デバイスにはモータ同士を電気的に接続することが容易に可能というもう１つの大きな特徴があり、一方のモータを発電機として利用して逆起電力を発生させ、他方にその電圧を印加して力を発生させたり、複数の電磁デバイスに１つの電源からまとめて電圧を印加したりするといったことが可能になる。
【０００５】
油圧システムにおいても複数のショックアブソーバを連携させた例は存在するが、従来の手法では、複雑な配管構造が必要であり、減衰力特性の設計が困難となり、また、自動車搭載時に空間的余裕が必要となる。
【０００６】
これに対して、４つの電磁デバイスを連携する技術が検討されている。例えば、特許文献１には、４つのモータを備え、８個の抵抗を有する回路により車両のバウンス、ピッチ、及びロール方向に対する減衰特性を制御する技術が記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、４つの電磁式アブソーバを備え、１個の抵抗を有する回路により車両のバウンス、ピッチ、及びロール方向に対する減衰特性を制御する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】末松啓吾，須田義大，中野公彦，椎葉太一，自動車における電磁サスペンションの研究，自動車技術会学術講演会前刷集，No.4-00，（2000），pp.193-196．
【非特許文献２】川元康裕，須田義大，井上博文，近藤卓宏，消費エネルギを考慮した電磁サスペンションの速度フィードバック制御，日本機会学会2006年度年次大会講演論文集，Vol.7，No.06-1，pp.111-112．
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１１／１４５２２６号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００７／０４９６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に記載の技術では、車両のバウンス、ロール、及びピッチ方向の減衰特性が完全には分離されておらず、ロール及びピッチの減衰特性は、バウンスの減衰特性の影響を受けてしまう。そのため、各自由度の減衰力を独立に調整することができなかった。
【００１１】
本発明は、車両のバウンス、ロール、及びピッチ方向の減衰特性を各々分離し、各自由度の減衰力を独立に調節可能とすることができる、電磁デバイス回路及び電磁デバイスシステム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】
【００１２】
本発明の電磁デバイス回路は、第１の電磁デバイス及び第２の電磁デバイスの一端同士及び他端同士が接続された第１閉回路と、前記第２の電磁デバイス及び第３の電磁デバイスの一端同士及び他端同士が接続された第２閉回路と、前記第３の電磁デバイス及び第４の電磁デバイスの一端同士及び他端同士が接続された第３閉回路と、前記第１の電磁デバイス及び前記第４の電磁デバイスの一端同士及び他端同士が接続された第４閉回路と、を備え、前記第１の電磁デバイスの一端と前記第３の電磁デバイスの他端、及び前記第１の電磁デバイスの他端と前記第３の電磁デバイスの一端とは各々接続され、前記第２の電磁デバイスの一端と前記第４の電磁デバイスの他端、及び前記第２の電磁デバイスの他端と前記第４の電磁デバイスの一端とは各々接続されている。
【００１３】
また、本発明の電磁デバイス回路は、第１の電磁デバイス、第２の電磁デバイス、第３の電磁デバイス、及び第４の電磁デバイスを接続する電磁デバイス回路であって、前記第１の電磁デバイスの一端及び前記第４の電磁デバイスの一端が接続され、前記第４の電磁デバイスの一端及び前記第２の電磁デバイスの他端が接続され、前記第２の電磁デバイスの他端及び前記第１の電磁デバイスの他端が接続された第１閉回路と、前記第２の電磁デバイスの一端及び前記第３の電磁デバイスの一端が接続され、前記第３の電磁デバイスの他端及び前記第４の電磁デバイスの他端が接続され、前記第４の電磁デバイスの他端及び前記第２の電磁デバイスの一端が接続された第２閉回路と、前記第１の電磁デバイスの一端及び前記第２の電磁デバイスの一端が接続され、前記第２の電磁デバイスの他端及び前記第３の電磁デバイスの他端が接続され、前記第３の電磁デバイスの他端及び前記第１の電磁デバイスの一端が接続された第３閉回路と、前記第１の電磁デバイスの他端及び前記第４の電磁デバイスの他端が接続され、前記第４の電磁デバイスの一端及び前記第３の電磁デバイスの一端が接続され、前記第３の電磁デバイスの一端及び前記第１の電磁デバイスの他端が接続された第４閉回路と、を備える。
【００１４】
本発明の電磁デバイス回路は、前記第１の電磁デバイスの一端及び前記第２の電磁デバイスの一端、前記第１の電磁デバイスの他端及び前記第２の電磁デバイスの他端、前記第３の電磁デバイスの一端及び前記第４の電磁デバイスの一端、及び前記第３の電磁デバイスの他端及び前記第４の電磁デバイスの他端は、各々ロール方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続されていてもよい。
【００１５】
本発明の電磁デバイス回路は、前記第１の電磁デバイスの一端及び前記第４の電磁デバイスの一端、前記第１の電磁デバイスの他端及び前記第４の電磁デバイスの他端、前記第２の電磁デバイスの一端及び前記第３の電磁デバイスの一端、及び前記第２の電磁デバイスの他端及び前記第３の電磁デバイスの他端は、各々ピッチ方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続されていてもよい。
【００１６】
本発明の電磁デバイス回路は、前記第１の電磁デバイスの一端及び前記第３の電磁デバイスの他端、前記第１の電磁デバイスの他端及び前記第３の電磁デバイスの一端、前記第２の電磁デバイスの一端及び前記第４の電磁デバイスの他端、及び前記第２の電磁デバイスの他端及び前記第４の電磁デバイスの一端は、各々バウンス方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続されていてもよい。
【００１７】
また、本発明の電磁デバイス回路は、モータ、及び前記モータの回転軸に連結され、かつ並進運動を回転運動に変換して前記モータの回転軸を回転させる運動変換部を備え、各々車両右側の前後、及び車両左側の前後に対応させて配置される４つの電磁デバイスと、車両前側左右に配置される一対の電磁デバイスのモータのコイルと共に第１閉回路を形成し、前記回転軸の回転により前記第１閉回路内のモータのコイルに励起された誘導起電力による電流が流れて前記第１閉回路内のモータに減衰力を発生させる一対の第1の抵抗と、車両左側前後に配置される一対の電磁デバイスのモータのコイルと共に第２閉回路を形成し、前記回転軸の回転により前記第２閉回路内のモータのコイルに励起された誘導起電力による電流が流れて前記第２閉回路内のモータに減衰力を発生させる一対の第２の抵抗と、車両後側左右に配置される一対の電磁デバイスのモータのコイルと共に第３閉回路を形成し、前記回転軸の回転により前記第３閉回路内のモータのコイルに励起された誘導起電力による電流が流れて前記第３閉回路内のモータに減衰力を発生させる一対の第３の抵抗と、車両右側前後に配置される一対の電磁デバイスのモータのコイルと共に第４閉回路を形成し、前記回転軸の回転により前記第４閉回路内のモータのコイルに励起された誘導起電力による電流が流れて前記第４閉回路内のモータに減衰力を発生させる一対の第４の抵抗と、車両左側前方に配置される電磁デバイスのモータのコイルの一端と、車両右側後方に配置される電磁デバイスのモータのコイルの他端、及び車両左側前方に配置される電磁デバイスのモータのコイルの他端と、車両右側後方に配置される電磁デバイスのモータのコイルの一端とを各々接続する一対の第５の抵抗と、車両右側前方に配置される電磁デバイスのモータのコイルの一端と、車両左側後方に配置される電磁デバイスのモータのコイルの他端、及び車両右側前方に配置される電磁デバイスのモータのコイルの他端と、車両左側後方に配置される電磁デバイスのモータのコイルの一端とを各々接続する一対の第６の抵抗と、を備える。
【００１８】
また、本発明の電磁デバイスシステムは、第１の電磁デバイス及び第２の電磁デバイスの一端同士及び他端同士がロール方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続された第１閉回路と、前記第２の電磁デバイス及び第３の電磁デバイスの一端同士及び他端同士がピッチ方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続された第２閉回路と、前記第３の電磁デバイス及び第４の電磁デバイスの一端同士及び他端同士が前記ロール方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続された第３閉回路と、前記第１の電磁デバイス及び前記第４の電磁デバイスの一端同士及び他端同士がピッチ方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続された第４閉回路と、を備え、前記第１の電磁デバイスの一端と前記第３の電磁デバイスの他端、及び前記第１の電磁デバイスの他端と前記第３の電磁デバイスの一端とが各々、バウンス方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続され、前記第２の電磁デバイスの一端と前記第４の電磁デバイスの他端、及び前記第２の電磁デバイスの他端と前記第４の電磁デバイスの一端とが各々、バウンス方向の減衰力調整用抵抗素子を介して接続されている、電磁デバイス回路と、前記ロール方向の減衰力調整用抵抗素子、前記ピッチ方向の減衰力調整用抵抗素子、及び前記バウンス方向の減衰力調整用抵抗素子の抵抗値を制御する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、車両のバウンス、ロール、及びピッチ方向の減衰特性を各々分離し、各自由度の減衰力を独立に調節可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】自動車用の電磁ダンパである電磁デバイスの一例の概念図である。
【図２】図１に示した電磁ダンパの一例の外観写真を表す図である。
【図３】本実施形態の電磁デバイス（モータ）の端子間に外部抵抗を接続した状態を示す回路図である。
【図４】３自由度を有するバウンス・ロール・ピッチサスペンションモデルの一例の構成図である。
【図５】本実施形態の電磁デバイス回路の回路図である。
【図６】本実施形態の電磁デバイス回路における閉回路を図示した回路図である。
【図７】本実施形態の電磁デバイス回路における閉回路を図示した回路図である。
【図８】本実施形態の電磁デバイス回路における閉回路を図示した回路図である。
【図９】電磁デバイス及び定置試験モデルの諸元を示す図である。
【図１０】物体の加振条件を示す図である。
【図１１】電磁ダンパを電磁デバイス回路で連携させ、抵抗Ｒｒ、Ｒｐの抵抗値を固定し、抵抗Ｒｂの抵抗値のみを変化させた場合のバウンス、ロール、及びピッチ各々の減衰力特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１２】電磁ダンパを電磁デバイス回路で連携させ、抵抗Ｒｒ、Ｒｐの抵抗値を固定し、抵抗Ｒｂの抵抗値のみを変化させた場合のバウンス、ロール、及びピッチ各々の減衰力特性の実験結果を示すグラフである。
【図１３】電磁ダンパを電磁デバイス回路で連携させ、抵抗Ｒｂ、Ｒｐの抵抗値を固定し、抵抗Ｒｒの抵抗値のみを変化させた場合のバウンス、ロール、及びピッチ各々の減衰力特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１４】電磁ダンパを電磁デバイス回路で連携させ、抵抗Ｒｂ、Ｒｐの抵抗値を固定し、抵抗Ｒｒの抵抗値のみを変化させた場合のバウンス、ロール、及びピッチ各々の減衰力特性の実験結果を示すグラフである。
【図１５】電磁ダンパを電磁デバイス回路で連携させ、抵抗Ｒｂ、Ｒｒの抵抗値を固定し、抵抗Ｒｐの抵抗値のみを変化させた場合のバウンス、ロール、及びピッチ各々の減衰力特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１６】電磁ダンパを電磁デバイス回路で連携させ、抵抗Ｒｂ、Ｒｒの抵抗値を固定し、抵抗Ｒｐの抵抗値のみを変化させた場合のバウンス、ロール、及びピッチ各々の減衰力特性の実験結果を示すグラフである。
【図１７】本実施形態の電磁デバイス回路を用いた電磁デバイスシステムの一例の概略構成図である。
【図１８】フルビークルモデルの一例を示す概略図である。
【図１９】車両のバウンス、ロール、及びピッチ方向の減衰特性を独立に調節するシミュレーションにおける諸元を示す図である。
【図２０】ノーマルダンパを用いた場合の路面入力に対する車体バウンス加速度、ロール角加速度、及びピッチ角加速度の周波数応答の一例を示すグラフである。
【図２１】電磁デバイスを電磁デバイス回路で連携し、抵抗Ｒｂの抵抗値のみを変化させ、抵抗Ｒｒ及びＲｐの抵抗値を一定とした場合の路面入力に対する車体バウンス加速度、ロール角加速度、及びピッチ角加速度の周波数応答の一例を示すグラフである。
【図２２】電磁デバイスを電磁デバイス回路で連携し、抵抗Ｒｒの抵抗値のみを変化させ、抵抗Ｒｂ及びＲｐの抵抗値を一定とした場合の路面入力に対する車体バウンス加速度、ロール角加速度、及びピッチ角加速度の周波数応答の一例を示すグラフである。
【図２３】電磁デバイスを電磁デバイス回路で連携し、抵抗Ｒｐの抵抗値のみを変化させ、抵抗Ｒｂ及びＲｒの抵抗値を一定とした場合の路面入力に対する車体バウンス加速度、ロール角加速度、及びピッチ角加速度の周波数応答の一例を示すグラフである。
【図２４】車体振動の時系列シミュレーションにおける外乱として入力した路面変位を示すグラフである。
【図２５】車体振動の時系列シミュレーションにおける外乱として入力した強制モーメントを示すグラフである。
【図２６】車体モデルを用いたシミュレーションにおける抵抗Ｒｂ、Ｒｒ、及びＲｐ各々の抵抗値の時系列変化を示すグラフである。
【図２７】車体モデルを用いたシミュレーションにおける車体のバウンス加速度の時刻歴図である。
【図２８】車体モデルを用いたシミュレーションにおける車体のロール角の時刻歴図である
【図２９】車体モデルを用いたシミュレーションにおける車体のピッチ角の時刻歴図である。
【図３０】比較例１の電磁デバイス回路の回路図の立体図である。
【図３１】図３０に示した電磁デバイス回路の回路図の平面図である。
【図３２】比較例１の電磁デバイス回路においてバウンス方向の運動に起因する電圧Ｖｂのみが発生している場合を示した回路図である。
【図３３】比較例１の電磁デバイス回路においてロール方向の運動に起因する電圧Ｖｒのみが発生している場合を示した回路図である。
【図３４】比較例１の電磁デバイス回路においてピッチ方向の運動に起因する電圧Ｖｐのみが発生している場合を示した回路図である。
【図３５】抵抗Ｒｂが０よりも大きい場合について、本実施形態の電磁デバイス回路、及び比較例１の電磁デバイス回路における、バウンス、ロール、及びピッチの調整可能範囲を示す図である。
【図３６】抵抗Ｒｂが０の場合について、本実施形態の電磁デバイス回路、及び比較例１の電磁デバイス回路における、バウンス、ロール、及びピッチの調整可能範囲を示す図である。
【図３７】比較例２の電磁デバイス回路の回路図である。
【図３８】比較例２の電磁デバイス回路においてバウンス方向の運動に起因する電圧Ｖｂのみが発生している場合を示した回路図である。
【図３９】比較例２の電磁デバイス回路においてロール方向の運動に起因する電圧Ｖｒのみが発生している場合を示した回路図である。
【図４０】比較例２の電磁デバイス回路においてピッチ方向の運動に起因する電圧Ｖｐのみが発生している場合を示した回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００２２】
本実施形態では、電磁デバイスの一例として自動車用の電磁ダンパを用いた。図１には、本実施形態で用いた自動車用の電磁ダンパである電磁デバイス１０の一例の概念図を示す。また、図２には、図１に示した電磁ダンパの一例の外観写真を表す図を示す。
【００２３】
図１に示すように、電磁デバイス１０はナット１１にねじ込まれたボールねじ１２及び回転軸１３に連結された直流モータ１４を備える。車輪ストロークによる並進運動はボールねじ１２により回転運動へと変換される。回転によりモータ１４からは誘導電圧が生じ、この誘導電圧を利用しモータ１４自身を駆動することで並進方向の減衰力が発生する。
【００２４】
なお、並進運動と回転運動とを変換する変換機構はボールねじ１２に限らず、ラックとピニオン等でもよい。また、回転モータを用いずリニアモータにより並進運動から直接電磁力を発生させるものも電磁デバイス１０として同様に扱うことができる。本実施形態では、自動車のショックアブソーバとして図１に示した電磁デバイスを適用する場合について説明する。
【００２５】
本実施形態では、電磁デバイス１０のモータ１４として直流モータを用いた。電磁デバイス１０のストロークをｚ、モータ１４の誘導電圧をｅ、モータ１４に流れる電流をｉ、モータ１４の出力（電磁力）をｆとすると、下記の（１）式及び（２）式に示す関係が成立する。なお、下記（１）式において、ｚは並進方向の変位を表す。また、ｚ上のドットは１次の時間微分であること、すなわち、ストローク速度であることを表す。
【００２６】
【数１】
2017105283.tif 000003
ここで、Ｇは、モータ１４に固有の定数を電磁デバイス１０のストローク方向に変換したものであり、電磁デバイス１０に固有の定数である。モータ１４の内部抵抗をｒとすると、図３に示したようにモータ１４の端子間に抵抗Ｒ（抵抗値もＲとする）を接続した場合、出力ｆは上記（１）式及び（２）式より下記の（３）式で表される。
【００２７】
【数２】
2017105283.tif 000004
上記（３）式に示すように、端子間に抵抗Ｒを接続した場合、電磁デバイス１０は、線形な減衰力特性をもつダンパとして機能する。
【００２８】
なお、電磁デバイス１０が発生する減衰力には、モータ１４が発生する電磁力の他に、回転子の慣性モーメントに起因する慣性力や、摺動部分の摩擦力が存在することが知られている。しかしながら、これらの力は本実施形態の電磁デバイス１０の連携に関しては影響が少ないと考えモータ１４の電磁力のみを電磁デバイス１０の出力として考える。
【００２９】
図４には、本実施形態の電磁デバイス１０を使用した３自由度を持つサスペンションモデル（定置試験モデル）の一例を表す構成図を示す。本実施形態の電磁デバイス回路（図５、電磁デバイス回路２０参照）を説明する前に、まず、各電磁デバイス１０を連携させずそれぞれ独立して用いた場合の減衰力特性について図４を参照して説明する。
【００３０】
なお、図４に示したサスペンションモデルを車両に適用した場合、電磁デバイス１０ｆｒは車両前方の右側、電磁デバイス１０ｆｌは車両前方の左側、電磁デバイス１０ｒｒは車両後方の右側、及び電磁デバイス１０ｒｌは車両後方の左側に対応している。以下では、電磁デバイス１０ｆｒ、１０ｆｌ、１０ｒｒ、及び１０ｒｌの個々を区別せずに総称する場合は、「電磁デバイス１０」という。同様に、各電磁デバイス１０が備えるモータ１４ｆｒ、１４ｆｌ、１４ｒｒ、及び１４ｒｌの個々を区別せずに総称する場合は、「モータ１４」という。
【００３１】
なお、電磁デバイス１０ｆｒが本発明の第１の電磁デバイスに対応し、電磁デバイス１０ｆｌが本発明の第２の電磁デバイスに対応し、電磁デバイス１０ｒｒが本発明の第４の電磁デバイスに対応し、電磁デバイス１０ｒｌが本発明の第３の電磁デバイスに対応する。
【００３２】
図４に示したサスペンションモデルにおいて、下記（４）式〜（７）式が成り立つ。
【００３３】
【数３】
2017105283.tif 000005
上記（４）式〜（７）式より、電磁デバイス１０ｆｒ、１０ｆｌ、１０ｒｒ、及び１０ｒｌの各々が発生する力Ｆｆｒ、Ｆｆｌ、Ｆｒｒ、及びＦｒｌは、下記（８）式〜（１１）式で表される。
【００３４】
【数４】
2017105283.tif 000006
従って、物体に入力されるバウンス方向の力Ｆｂ、ロール方向のモーメントＭｒ、及びピッチ方向のモーメントＭｐは、各々下記（１２）式〜（１４）式で表される。
【００３５】
【数５】
2017105283.tif 000007
なお、上記（１２）式〜（１４）式において、ｃａ、ｃｂ、ｃｃ、及びｃｄの各々は、モータ１４ｆｒ、１４ｆｌ、１４ｒｒ、及び１４ｒｌの各々において端子間に接続する抵抗の抵抗値を抵抗値Ｒｆｒ、Ｒｆｌ、Ｒｒｒ、及びＲｒｌとした場合に、下記（１５）式〜（１８）式で表される定数である。
【００３６】
【数６】
2017105283.tif 000008
上記（１５）式〜（１８）式において、Ｒｆｒ＝Ｒｆｌ＝Ｒｒｒ＝Ｒｒｌ＝Ｒｅｘとした場合、ｃａ＝４Ｇ２／（ｒ＋Ｒｅｘ）、ｃｂ＝ｃｃ＝ｃｄ＝０となる。従って、上記（１２）式〜（１４）式は、下記（１９）式〜（２１）式のように表される。
【００３７】
【数７】
2017105283.tif 000009
これらの式より、懸架された物体にはバウンス、ロール、及びピッチの各動きに対して４本分の電磁デバイス１０の減衰力が発生し、各電磁デバイス１０に接続する抵抗Ｒの抵抗値を変化させると、バウンス、ロール、及びピッチ全ての方向の減衰力特性に影響することが分かる。電磁デバイス１０に接続する抵抗Ｒの抵抗値を同じにする場合は、抵抗値Ｒｅｘによってバウンス、ロール、及びピッチの減衰力特性が全て従属的に変化する。したがって、上記の場合では、バウンス、ロール、及びピッチのいずれかの方向の減衰力特性のみを変化させることは不可能である。
【００３８】
そこで、本実施形態では、４本の電磁デバイス１０の接続にあたり、図５に示した電磁デバイス回路２０を用いることにより、バウンス、ロール、及びピッチのいずれかの方向の減衰力特性のみを変化させることを可能とする。
【００３９】
図５には、本実施形態の電磁デバイス回路２０の回路図を示す。図５に示すように本実施形態の電磁デバイス回路２０は、４つの電磁デバイス１０ｆｒ、１０ｆｌ、１０ｒｒ、及び１０ｒｌを連携接続する回路である。
【００４０】
電磁デバイス１０ｆｒ及び電磁デバイス１０ｆｌは、＋側端子同士及び−側端子同士が図６に示した閉回路３０により接続されている。なお、具体的には、閉回路３０等に電磁デバイス１０を接続する場合、電磁デバイス１０のコイルが接続されるが、本実施形態では単に、電磁デバイス１０が接続されると称している。
【００４１】
電磁デバイス１０ｆｌ及び電磁デバイス１０ｒｌは、＋側端子同士及び−側端子同士が図６に示した閉回路３２により接続されている。電磁デバイス１０ｒｌ及び電磁デバイス１０ｒｒは、＋側端子同士及び−側端子同士が図６に示した閉回路３４により接続されている。電磁デバイス１０ｒｒ及び電磁デバイス１０ｆｒは、＋側端子同士及び−側端子同士が図６に示した閉回路３６により接続されている。なお、閉回路３０が本発明の第１閉回路に対応し、閉回路３２が本発明の第２閉回路に対応し、閉回路３４が本発明の第３閉回路に対応し、閉回路３６が本発明の第４閉回路に対応する。
【００４２】
また、電磁デバイス１０ｆｒの＋側端子と電磁デバイス１０ｒｌの−側端子とは接続されており、電磁デバイス１０ｆｒの−側端子と電磁デバイス１０ｒｌの＋側端子とは接続されている。電磁デバイス１０ｆｌの＋側端子と電磁デバイス１０ｒｒの−側端子とは接続されており、電磁デバイス１０ｆｌの−側端子と電磁デバイス１０ｒｒの＋側端子とは接続されている。
【００４３】
電磁デバイス１０ｆｒの＋側端子と電磁デバイス１０ｒｌの−側端子、電磁デバイス１０ｒｌの＋側端子と電磁デバイス１０ｆｒの−側端子、電磁デバイス１０ｆｌの＋側端子と電磁デバイス１０ｒｒの−側端子、及び電磁デバイス１０ｒｒの＋側端子と電磁デバイス１０ｆｌの−側端子は、各々バウンス方向の減衰力特性の調節用の抵抗Ｒｂ（抵抗値もＲｂとする）を介して接続されている。
【００４４】
また、電磁デバイス１０ｆｒの＋側端子と電磁デバイス１０ｆｌの＋側端子、電磁デバイス１０ｆｒの−側端子と電磁デバイス１０ｆｌの−側端子、電磁デバイス１０ｒｒの＋側端子と電磁デバイス１０ｒｌの＋側端子、及び電磁デバイス１０ｒｒの−側端子と電磁デバイス１０ｒｌの−側端子は、各々ロール方向の減衰力特性の調節用の抵抗Ｒｒ（抵抗値もＲｒとする）を介して接続されている。
【００４５】
また、電磁デバイス１０ｆｒの＋側端子と電磁デバイス１０ｒｒの＋側端子、電磁デバイス１０ｆｒの−側端子と電磁デバイス１０ｒｒの−側端子、電磁デバイス１０ｆｌの＋側端子と電磁デバイス１０ｒｌの＋側端子、及び電磁デバイス１０ｆｌの−側端子と電磁デバイス１０ｒｌの−側端子は、各々ピッチ方向の減衰力特性の調節用の抵抗Ｒｐ（抵抗値もＲｐとする）を介して接続されている。
【００４６】
なお、図５に示した電磁デバイス１０において、電磁デバイス１０ｆｒ、１０ｆｌ、１０ｒｌ、及び１０ｒｒに流れる電流を、各々電流ｉｆｒ、ｉｆｌ、ｉｒｌ、及びｉｒｒとする。
【００４７】
電磁デバイス１０ｒｌの−側端子から抵抗Ｒｂを介して電磁デバイス１０ｆｒの＋側端子に流れる電流を電流ｉ１とする。電磁デバイス１０ｆｒの−側端子から抵抗Ｒｂを介して電磁デバイス１０ｒｌの＋側端子に流れる電流を電流ｉ２とする。電磁デバイス１０ｆｌの−側端子から抵抗Ｒｂを介して電磁デバイス１０ｒｒの＋側端子に流れる電流を電流ｉ３とする。電磁デバイス１０ｒｒの−側端子から抵抗Ｒｂを介して電磁デバイス１０ｆｌの＋側端子に流れる電流を電流ｉ４とする。電磁デバイス１０ｆｒの＋側端子から抵抗Ｒｒを介して電磁デバイス１０ｆｌの＋側端子に流れる電流を電流ｉ５とする。電磁デバイス１０ｆｌの−側端子から抵抗Ｒｒを介して電磁デバイス１０ｆｒの−側端子に流れる電流を電流ｉ６とする。電磁デバイス１０ｒｒの＋側端子から抵抗Ｒｒを介して電磁デバイス１０ｒｌの＋側端子に流れる電流を電流ｉ７とする。電磁デバイス１０ｒｌの−側端子から抵抗Ｒｒを介して電磁デバイス１０ｒｒの−側端子に流れる電流を電流ｉ８とする。電磁デバイス１０ｆｒの＋側端子から抵抗Ｒｐを介して電磁デバイス１０ｒｒの＋側端子に流れる電流を電流ｉ９とする。電磁デバイス１０ｒｒの−側端子から抵抗Ｒｐを介して電磁デバイス１０ｆｒの−側端子に流れる電流を電流ｉ１０とする。電磁デバイス１０ｆｌの＋側端子から抵抗Ｒｐを介して電磁デバイス１０ｒｌの＋側端子に流れる電流を電流ｉ１１とする。電磁デバイス１０ｒｌの−側端子から抵抗Ｒｐを介して電磁デバイス１０ｆｌの−側端子に流れる電流を電流ｉ１２とする。
【００４８】
図５に示した電磁デバイス回路２０のＡ点〜Ｇ点の各々では、キルヒホッフの法則により、下記（２２）式〜（２８）式が成り立つ。
【００４９】
【数８】
2017105283.tif 000010
また、各電磁デバイス１０に発生している逆起電力を考慮すると、図６に示した電磁デバイス回路２０における閉回路３０、３２、３４、及び３６の各々について、下記（２９）式〜（３２）式が成り立つ。なお、図６は、図５に示した電磁デバイス回路２０を平面的に図示したものである。
【００５０】
【数９】
2017105283.tif 000011
また、図６に示した電磁デバイス回路２０における閉回路３８について、下記（３３）式が成り立つ。
【００５１】
【数１０】
2017105283.tif 000012
同様に、図７に示した電磁デバイス回路２０における閉回路４０及び閉回路４２の各々について、下記（３４）式及び（３５）式が成り立つ。なお、閉回路４０が本発明の第１閉回路に対応し、閉回路４２が本発明の第２閉回路に対応する。
【００５２】
【数１１】
2017105283.tif 000013
また同様に、図８に示した電磁デバイス回路２０における閉回路４４及び閉回路４６の各々について、下記（３６）式及び（３７）式が成り立つ。なお、閉回路４４が本発明の第３閉回路に対応し、閉回路４６が本発明の第４閉回路に対応する。
【００５３】
【数１２】
2017105283.tif 000014
上記（２２）式〜（３７）式を連立方程式として解くと、電流ｉ１〜ｉ１２の各々は、下記（３８）式〜（４０）式で表される。
【００５４】
【数１３】
2017105283.tif 000015
また、電流ｉｆｒ、ｉｆｌ、ｉｒｒ、及びｉｒｌの各々は下記（４１）式〜（４４）式で表される。
【００５５】
【数１４】
2017105283.tif 000016
そして、上記（３８）式〜（４４）式について、上記（４）式〜（７）式を用いて座標変換を行うと、下記（４５）式〜（５１）式が得られる。
【００５６】
【数１５】
2017105283.tif 000017
上記（４５）式から、電流ｉ１、ｉ２、ｉ３、及びｉ４は、バウンス方向の運動に対してのみ流れる電流であることがわかる。また、上記（４６）式から、電流ｉ５、ｉ６、ｉ７、及びｉ８は、ロール方向の運動に対してのみ流れる電流であることがわかる。また、上記（４７）式から、電流ｉ９、ｉ１０、ｉ１１、及びｉ１２は、ピッチ方向の運動に対してのみ流れる電流であることがわかる。
【００５７】
上記（４８）式〜（５１）式から、縣架された物体に入力されるバウンス方向の力Ｆｂ、ロール方向のモーメントＭｒ、及びピッチ方向のモーメントＭｐは、下記（５２）式〜（５４）式のように表される。
【００５８】
【数１６】
2017105283.tif 000018
上記（５２）式より、バウンス方向の減衰力特性は、抵抗Ｒｂの抵抗値を制御することにより調節可能であることがわかる。また、上記（５３）式より、ロール方向の減衰力特性は、抵抗Ｒｒの抵抗値を制御することにより調節可能であることがわかる。また、上記（５４）式より、ピッチ方向の減衰力特性は、抵抗Ｒｐの抵抗値を制御することにより調節可能であることがわかる。
【００５９】
このように、本実施形態の電磁デバイス回路２０によれば、バウンス方向の減衰力特性、ロール方向の減衰力特性、及びピッチ方向の減衰力特性が各々独立に調整することができる。従って、本実施形態の電磁デバイス回路２０によれば、抵抗Ｒｂ、Ｒｒ、及びＲｐの抵抗値を各々制御することにより、３自由度の減衰特性を個別に制御することが可能となる。
【００６０】
本実施形態の電磁デバイス回路２０における電磁デバイス１０の連携によるバウンス、ロール、及びピッチの減衰特性を独立に制御する効果を確認するために、図４に示したバウンス、ロール、及びピッチサスペンションモデルを用いて電磁デバイス１０が物体に発生させる減衰力を求める数値シミュレーション及び実験を行った。
【００６１】
図９には、電磁デバイス１０及びサスペンションモデルの諸元を示す。また、図１０には、物体の加振条件を示す。なお、電磁デバイス回路２０のシミュレーションはMatlab（登録商標）のSimPowerSystems toolboxを用いて行い、上記（２２）式〜（２５）式を直接用いずに検証した。
【００６２】
電磁デバイス１０を電磁デバイス回路２０で連携させ、抵抗Ｒｒ及びＲｐの抵抗値を１．０Ωに固定し、抵抗Ｒｂの抵抗値のみを変化させた場合における、バウンス、ロール、及びピッチ各々の減衰力特性のシミュレーション結果を図１１に示し、実験結果を図１２に示す。
【００６３】
図１１及び図１２のうち、バウンス方向の速度（Velocity）とバウンス方向の力Ｆｂ（Force）との対応関係を表すグラフが示すように、抵抗Ｒｂの変化に応じて、減衰力特性も変化する。
【００６４】
一方、図１１及び図１２のうち、ロール方向の角速度（Angular rate）とロール方向のモーメントＭｒ（Moment）との対応関係を表すグラフが示すように、抵抗Ｒｂが変化しても、減衰力特性は変化しない。なお、当該グラフでは、抵抗Ｒｂに応じた複数の線が重なり合っているため、線が１つしか記載されていないように見えている。以下、当該グラフと同様に、線が重なり合っているために１つしか記載されていないように見える場合がある。
【００６５】
同様に、図１１及び図１２のうち、ピッチ方向の角速度（Angular rate）とピッチ方向のモーメントＭｐ（Moment）との対応関係を表すグラフが示すように、抵抗Ｒｂが変化しても、減衰力特性は変化しない。
【００６６】
従って、シミュレーション結果及び実験結果のいずれにおいても、抵抗Ｒｂのみを変化させた場合、ロール方向及びピッチ方向に影響を与えずにバウンス方向の減衰力特性のみが調整可能であることがわかる。
【００６７】
また、電磁デバイス１０を電磁デバイス回路２０で連携させ、抵抗Ｒｐ及びＲｂの抵抗値を１．０Ωに固定し、抵抗Ｒｒの抵抗値のみを変化させた場合における、バウンス、ロール、及びピッチ各々の減衰力特性のシミュレーション結果を図１３に示し、実験結果を図１４に示す。
【００６８】
図１３及び図１４のうち、ロール方向の角速度（Angular rate）とロール方向のモーメントＭｒ（Moment）との対応関係を表すグラフが示すように、抵抗Ｒｒの変化に応じて、減衰力特性も変化する。一方、図１３及び図１４のうち、バウンス方向の速度（Velocity）とバウンス方向の力Ｆｂ（Force）との対応関係を表すグラフが示すように、抵抗Ｒｒが変化しても、減衰力特性は変化しない。同様に、図１３及び図１４のうち、ピッチ方向の角速度（Angular rate）とピッチ方向のモーメントＭｐ（Moment）との対応関係を表すグラフが示すように、抵抗Ｒｂが変化しても、減衰力特性は変化しない。
【００６９】
従って、シミュレーション結果及び実験結果のいずれにおいても、抵抗Ｒｒのみを変化させた場合、バウンス方向及びピッチ方向に影響を与えずにロール方向の減衰力特性のみが調整可能であることがわかる。
【００７０】
また、電磁デバイス１０を電磁デバイス回路２０で連携させ、抵抗Ｒｂ及びＲｒの抵抗値を１．０Ωに固定し、抵抗Ｒｐの抵抗値のみを変化させた場合における、バウンス、ロール、及びピッチ各々の減衰力特性のシミュレーション結果を図１５に示し、実験結果を図１６に示す。
【００７１】
図１５及び図１６のうち、ピッチ方向の角速度（Angular rate）とピッチ方向のモーメントＭｐ（Moment）との対応関係を表すグラフが示すように、抵抗Ｒｐの変化に応じて、減衰力特性も変化する。一方、図１５及び図１６のうち、バウンス方向の速度（Velocity）とバウンス方向の力Ｆｂ（Force）との対応関係を表すグラフが示すように、抵抗Ｒｐが変化しても、減衰力特性は変化しない。同様に、図１５及び図１６のうち、ロール方向の角速度（Angular rate）とロール方向のモーメントＭｒ（Moment）との対応関係を表すグラフが示すように抵抗Ｒｐが変化しても、減衰力特性は変化しない。
【００７２】
従って、シミュレーション結果及び実験結果のいずれにおいても、抵抗Ｒｐのみを変化させた場合、バウンス方向及びロール方向に影響を与えずにピッチ方向の減衰力特性のみが調整可能であることがわかる。
【００７３】
次に、本実施形態の電磁デバイス回路２０を用いた電磁デバイスシステムについて説明する。図１７には、本実施形態の電磁デバイス回路２０を用いた電磁デバイスシステム５０の一例の概略構成図を示す。
【００７４】
図１７に示すように本実施形態の電磁デバイスシステム５０は、電磁デバイス１０を含む電磁デバイス回路２０、制御部５２、及びセンサ５４を備える。
【００７５】
電磁デバイス回路２０が備える抵抗Ｒｂ、Ｒｒ、及びＲｐは可変抵抗であり、制御部５２により抵抗値が制御される。
【００７６】
センサ５４は、ステアリング角及びブレーキ圧を検出するセンサである。図１７では、センサ５４を１つのみ図示したが、ステアリング角を検出するセンサ５４とブレーキ圧を検出するセンサ５４を別々に設けてもよい。また、車両の各部に配置されるセンサ５４の数は、特に限定されるものではない。なお、センサ５４は、ステアリング角及びブレーキ圧を検出できるものであればよく、検出方法等は特に限定されるものではない。
【００７７】
センサ５４の出力は、制御部５２に入力される。本実施形態の制御部５２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、及び不揮発性の記憶部（いずれも図示省略）を備えている。
【００７８】
制御部５２は、センサ５４から入力される情報に基づいて、電磁デバイス回路２０の抵抗Ｒｂ、Ｒｒ、及びＲｐの抵抗値を制御することにより、車両の挙動を制御する。例えば、車両がバウンス方向に運動する場合は、路面の振動がドライバ等に伝わらないように、抵抗Ｒｂの抵抗値を制御して減衰力を小さくして乗り心地性を向上させる。また例えば、車両のロール方向の運動やピッチ方向の運動に対しては、車両の姿勢変化を極力抑えるために、抵抗ＲｒやＲｐの抵抗値を制御して減衰力を大きくする。
【００７９】
本実施形態の電磁デバイスシステム５０（電磁デバイス回路２０）が車両に与える作用について説明する。
【００８０】
図１８に一例を示したフルビークルモデルを用いて、電磁デバイスシステム５０（電磁デバイス回路２０）により車両のバウンス、ロール、及びピッチ方向の減衰特性を独立に調節するシミュレーションを行うことにより検証を行った。なお、車両は一般的な乗用車を想定し、図１９に示す諸元を用いた。また、電磁デバイス１０を車両に取り付ける場合はノーマルダンパと置き換えるものとし、その場合、ノーマルダンパの減衰係数は０として計算した。電磁デバイス１０の諸数値は上述した図９に示した数値を用いた。
【００８１】
まず、図２０には、電磁デバイス１０は用いずにノーマルダンパを用いた場合の路面入力に対する車体バウンス加速度、ロール角加速度、及びピッチ角加速度の周波数応答の一例を示す。ダンパ減衰係数は前輪右側のみｃｆｒ＝１２００[Ｎ／ｍ／ｓｅｃ]から８０００[Ｎ／ｍ／ｓｅｃ]まで変化させ、その他をｃｆｌ＝ｃｒｒ＝ｃｒｌ＝２４００[Ｎ／ｍ／ｓｅｃ]で一定とし、合計５通りについてシミュレーションを行った。図２０に示すように、通常のダンパ（ノーマルダンパ）を用いた場合はダンパの減衰係数を変化させるとバウンス、ロール、及びピッチの減衰特性が同時に変化することがわかる。
【００８２】
次に、図２１〜図２３には、電磁デバイス１０を電磁デバイス回路２０で連携した場合の路面入力に対する車体バウンス加速度、ロール角加速度、及びピッチ角加速度の周波数応答の一例を示す。図２１は、抵抗Ｒｂの抵抗値のみを変化させ、抵抗Ｒｒ及びＲｐの抵抗値を一定とした場合を示している。図２２は、抵抗Ｒｒの抵抗値のみを変化させ、抵抗Ｒｂ及びＲｐの抵抗値を一定とした場合を示している。図２３は、抵抗Ｒｐの抵抗値のみを変化させ、抵抗Ｒｂ及びＲｒの抵抗値を一定とした場合を示している。
【００８３】
図２１〜図２３に示されるように、本実施形態の電磁デバイス回路２０によれば、抵抗Ｒｂによりバウンス方向、抵抗Ｒｒによりロール方向、及び抵抗Ｒｐによりピッチ方向の減衰特性が独立に調節可能である。
【００８４】
さらに、本実施形態の電磁デバイス回路２０によるショックアブソーバを用いた車両姿勢制御の一例として、ステアリング及びブレーキ操作（センサ５４で検出したステアリング角及びブレーキ圧）と連動してロール及びピッチ方向の減衰特性を変化させる車両制御を例に、４輪連携ショックアブソーバの車両運動制御手法としての有効性について説明する。
ワインディング路における制駆動及び旋回時の前後、及び左右加速度を模擬したピッチ・ロールモーメントを強制モーメントとして車体に直接入力し、車体振動の時系列シミュレーションを行った。図２４及び図２５には、外乱として入力した路面変位及び強制モーメントを示す。
【００８５】
電磁デバイス回路２０の抵抗値の条件は、バウンス方向の減衰力特性の調整用抵抗Ｒｂの抵抗値は常にＲｂ＝５．３４Ωとし、抵抗Ｒｂにはノーマルダンパ使用時と同じ減衰特性が得られるようにした。ロール方向及びピッチ方向の減衰力特性の調整用抵抗Ｒｒ及びＲｐの各抵抗値についてはステアリング操作角やブレーキ操作、または、前後加速度合や横加速度等に応じて減衰特性を変化させることを想定し、車体に強制モーメントが加わる間のみ減衰抵抗を０とし、その他の時間はノーマル時と同じ特性となるようにした。図２６には、抵抗Ｒｂ、Ｒｒ、及びＲｐ各々の抵抗値の時系列変化を示す。
【００８６】
図２７に車体バウンス加速度、図２８にロール角の時刻歴図、及び図２９にピッチ角の時刻歴図を示す。図２７〜図２９に示すように、本実施形態の電磁デバイス回路２０により、バウンス、ロール、及びピッチの減衰特性を分離してそれぞれ独立に変化させることが可能となり、状況に応じ抵抗値を切り替えることにより加減速旋回時などのロール各及びピッチ角を抑制できる。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態の電磁デバイス回路２０は、電磁デバイス１０ｆｒ及び電磁デバイス１０ｆｌの＋側端子同士及び−側端子端同士が抵抗Ｒｒを介して接続された閉回路３０と、電磁デバイス１０ｆｌ及び電磁デバイス１０ｒｌの＋側端子同士及び−側端子同士が抵抗Ｒｐを介して接続された閉回路３２と、電磁デバイス１０ｒｌ及び電磁デバイス１０ｒｒの＋側端子同士及び−側端子同士が抵抗Ｒｂを介して接続された閉回路３４と、電磁デバイス１０ｆｒ及び電磁デバイス１０ｒｒの＋側端子同士及び−側端子同士が抵抗Ｒｐを介して接続された閉回路３６と、を備える。
【００８８】
また、電磁デバイス回路２０は、電磁デバイス１０ｆｒの＋側端子と電磁デバイス１０ｒｌの−側端子、及び電磁デバイス１０ｆｒの−側端子と電磁デバイス１０ｒｌの＋側端子とは各々抵抗Ｒｂを介して接続され、電磁デバイス１０ｆｌの＋側端子と電磁デバイス１０ｒｒの−側端子、及び電磁デバイス１０ｆｌの−側端子と電磁デバイス１０ｒｒの−＋側端子とは各々抵抗Ｒｂを介して接続されている。
【００８９】
これにより、本実施形態の電磁デバイス１０によれば、上述したように、車両のバウンス、ロール、及びピッチ方向の減衰特性を各々分離し、各自由度の減衰力を独立に調節可能とすることができる。
【００９０】
さらに、本実施形態の電磁デバイス回路２０によれば、ロール及びピッチ方向の減衰特性がバウンス方向の減衰特性の影響を受けないため、従来技術の電磁デバイス回路に比べて、減衰係数が調整可能な範囲が広くなる。
【００９１】
以下、本実施形態の電磁デバイス回路２０において減衰係数の調整可能な範囲が広くなる効果について従来技術の電磁デバイス回路と比較して説明する。
【００９２】
（比較例１）
特許文献１として上述した国際公開ＷＯ２０１１／１４５２２６号公報に記載の技術と同様の電磁デバイス回路を比較例として挙げる。図３０には、比較例の電磁デバイス回路１００の立体図を示す。また、図３１には、比較例の電磁デバイス回路１００の平面図を示す。
【００９３】
図３０及び図３１において抵抗Ｒｂがバウンス方向の減衰特性調整用の抵抗である。また、抵抗Ｒｒがロール方向の減衰特性調整用の抵抗である。また、抵抗Ｒｐがピッチ方向の減衰特性調整用の抵抗である。
【００９４】
ここで、上述したサスペンションモデル（図４参照）を考慮すると、電磁デバイス１０ｆｒ、１０ｆｌ、１０ｒｒ、及び１０ｒｌ各々のモータ１４が発生する誘導電圧Ｖｆｒ、Ｖｆｌ、Ｖｒｒ、及びＶｒｌは、下記（５５）式〜（５８）式で表される。
【００９５】
【数１７】
2017105283.tif 000019
さらに、上記（５５）式〜（５８）式を以下の（５９）式〜（６３）式で表現する。
【００９６】
【数１８】
2017105283.tif 000020
この場合、回路の電圧源は１２個（３種類×４個）とみなすことができる。この状態で、バウンス、ロール、及びピッチ方向の運動に起因する各電圧Ｖｂ、Ｖｒ、及びＶｐの内、いずれか１種類のみが存在する場合の回路の方程式を解いてモータ１４に流れる電流を求める。そして、各場合における電流の総和を求めることで、各電磁デバイス１０に取り付けられたモータ１４に流れる電流の理論値を、回路における重ね合わせの原理により求める。
【００９７】
まず、バウンス方向の運動に起因する電圧Ｖｂのみが発生している場合を考える。この場合、図３２に示すように、従来の電磁デバイス回路１００は、４つの閉回路（閉回路１０２、１０４、１０６、及び１０８）に分割される。閉回路１０２〜１０８のいずれかに、キルヒホッフの法則を適用すると下記（６４）式が成り立つ。
【００９８】
【数１９】
2017105283.tif 000021
上記（６４）式を電流ｉｂについて解くと、下記（６５）式が得られる。
【００９９】
【数２０】
2017105283.tif 000022
次に、ロール方向の運動に起因する電圧Ｖｒのみが発生している場合を考える。この場合、図３３に示すように、従来の電磁デバイス回路１００は、２つの閉回路（閉回路１１０及び１１２）に分割される。閉回路１１０及び１１２のいずれかに、キルヒホッフの法則を適用すると下記（６６）式が成り立つ。
【０１００】
【数２１】
2017105283.tif 000023
上記（６６）式を電流ｉｒについて解くと、下記（６７）式が得られる。
【０１０１】
【数２２】
2017105283.tif 000024
次に、ピッチ方向の運動に起因する電圧Ｖｐのみが発生している場合を考える。この場合、図３４に示すように、従来の電磁デバイス回路１００は、２つの閉回路（閉回路１１４及び１１６）に分割される。閉回路１１４及び１１６のいずれかに、キルヒホッフの法則を適用すると下記（６８）式が成り立つ。
【０１０２】
【数２３】
2017105283.tif 000025
上記（６８）式を電流ｉｐについて解くと、下記（６９）式が得られる。
【０１０３】
【数２４】
2017105283.tif 000026
上記（６５）式、（６７）式、及び（６９）式より、各電磁デバイス１０に流れる電流は下記（７０）式〜（７３）式のようになる。
【０１０４】
【数２５】
2017105283.tif 000027
一方、各電磁デバイス１０が発生する力Ｆｆｒ、Ｆｆｌ、Ｆｒｒ、及びＦｒｌは、下記（７４）式〜（７７）式で表される。
【０１０５】
【数２６】
2017105283.tif 000028
従って、サスペンションモデル（図４参照）の物体に入力されるバウンス方向の力Ｆｂ及びロール及びピッチ方向のモーメントＭｒ、Ｍｐは、下記（７８）〜（８０）式で表される。
【０１０６】
【数２７】
2017105283.tif 000029
上記（７８）式は、本実施形態の電磁デバイス回路２０において上述した式（１９）と同様である。従って、本実施形態の電磁デバイス回路２０と、比較例の電磁デバイス回路１００とでは、バウンス方向の力Ｆｂについては同様となっている。
【０１０７】
一方、上記（７９）式及び（８０）式では、バウンスの減衰抵抗Ｒｂが、減衰係数の部分に混在していることが示されている。
【０１０８】
上記（７８）式〜（８０）式に示されるように、比較例の電磁デバイス回路１００では、バウンス方向の減衰力特性については抵抗Ｒｂの抵抗値によって独立に調節可能である。しかしながら、ロール及びピッチ方向の減衰力特性を調節する際は、抵抗Ｒｂの影響を受けるため、抵抗Ｒｂの関与無しに独立に調節することができない。
【０１０９】
従って、電磁デバイス回路１００では、バウンス方向の減衰係数を抵抗Ｒｂの抵抗値によってまず調節し、その後でロール及びピッチ方向の減衰係数を抵抗Ｒｒ及びＲｐの抵抗値によって調節するという手順を踏まなければならない。
【０１１０】
また、比較例の電磁デバイス回路１００では、ロール及びピッチ方向の減衰係数に抵抗Ｒｂが混在するため、ロール及びピッチ方向の減衰係数の調節可能範囲に限界が生じる。一方、本実施形態の電磁デバイス回路２０では、ロール及びピッチ方向の減衰係数は、抵抗Ｒｂの影響を受けない。
【０１１１】
図３５には、抵抗Ｒｂが０よりも大きい（Ｒｂ＞０）場合について、本実施形態の電磁デバイス回路２０、及び比較例の電磁デバイス回路１００における、バウンス、ロール、及びピッチの調整可能範囲を示す。
【０１１２】
また、図３６には、抵抗Ｒｂが０（Ｒｂ＝０）の場合について、本実施形態の電磁デバイス回路２０、及び比較例の電磁デバイス回路１００における、バウンス、ロール、及びピッチの調整可能範囲を示す。
【０１１３】
図３５及び図３６に示すように、本実施形態の電磁デバイス回路２０によれば、比較例の電磁デバイス回路１００に比べて、ロール及びピッチ方向の減衰係数の調整可能範囲が広い。
（比較例２）
特許文献２として上述した国際公開ＷＯ２００７／０４９６３３号公報に記載の技術と同様の電磁デバイス回路を比較例として挙げる。図３７には、比較例の電磁デバイス回路２００の回路図を示す。
【０１１４】
比較例１と同様に、サスペンションモデル（図４参照）に電磁デバイス回路２００を適用した際に各電磁デバイス１０のモータ１４に流れる電流の論理式を求めた。導出方法は、比較例１と同様に、バウンス、ロール、及びピッチ方向の運動に起因する各電圧Ｖｂ、Ｖｒ、及びＶｐの内、いずれか１種類のみが存在する場合にモータ１４に流れる電流の理論値を、回路における重ね合わせの原理により求めた。
【０１１５】
まず、バウンス方向の運動に起因する電圧Ｖｂのみが発生している場合を考える。この場合、電磁デバイス回路２００に流れる電流を図３８に示すように定義する。図３８に示した電磁デバイス回路２００にキルヒホッフの法則を適用すると下記（８１）式が成り立つ。
【０１１６】
【数２８】
2017105283.tif 000030
上記（８１）式を電流ｉｂ及びｉ１について解くと、下記（８２）式及び（８３）式が得られる。
【０１１７】
【数２９】
2017105283.tif 000031
次に、ロール方向の運動に起因する電圧Ｖｒのみが発生している場合を考える。この場合、電磁デバイス回路２００に流れる電流を図３９に示すように定義する。図３９に示した電磁デバイス回路２００にキルヒホッフの法則を適用すると下記（８４）式が成り立つ。
【０１１８】
【数３０】
2017105283.tif 000032
上記（８４）式を電流ｉｒ及びｉ２について解くと、下記（８５）式及び（８６）式が得られる。
【０１１９】
【数３１】
2017105283.tif 000033
次に、ピッチ方向の運動に起因する電圧Ｖｐのみが発生している場合を考える。この場合、電磁デバイス回路２００に流れる電流を図４０に示すように定義する。図４０に示した電磁デバイス回路２００にキルヒホッフの法則を適用すると下記（８７）式が成り立つ。
【０１２０】
【数３２】
2017105283.tif 000034
上記（８７）式を電流ｉｐ及びｉ３について解くと、下記（８８）式及び（８９）式が得られる。
【０１２１】
【数３３】
2017105283.tif 000035
上記（８２）式、（８３）式、（８５）式、（８６）式、（８８）式、及び（８９）式より、各電磁デバイス１０に流れる電流は下記（９０）式〜（９３）式のようになる。
【０１２２】
【数３４】
2017105283.tif 000036
比較例１と同様に、サスペンションモデル（図４参照）の物体に入力されるバウンス方向の力Ｆｂ及びロール及びピッチ方向のモーメントＭｒ、Ｍｐは、下記（９４）〜（９６）式で表される。
【０１２３】
【数３５】
2017105283.tif 000037
上記（９４）式〜（９６）式によれば、電磁デバイス回路２００により４つの電磁デバイス１０を連携させ、パッシブ制御として使用する場合は、抵抗値Ｒによってバウンス方向の減衰特性が調節可能ではあるが、本実施形態の電磁デバイス回路２００と異なり、ロール及びピッチ方向の減衰特性を調節することは不可能であることがわかる。
【０１２４】
以上、説明したように、本実施形態の電磁デバイス回路２０によれば、車両のバウンス、ロール、及びピッチ方向の減衰特性を各々分離し、各自由度の減衰力を独立に調節することができる。
【０１２５】
また、比較例の電磁デバイス回路１００、２００を用いて説明したように、本実施形態の電磁デバイス回路２０によれば、従来の電磁デバイス回路に比べて、減衰係数の調整可能な範囲が広くなる。
【０１２６】
なお、本実施形態では、電磁デバイスシステム５０として、センサ５４が検出したステアリング角及びブレーキ圧に基づいて、制御部５２が電磁デバイス回路２０（減衰力特性）を制御する形態について説明したが電磁デバイス回路２０の制御方法は本実施形態に限定されない。例えば、センサ５４を、車両の各部に配置された車両の上下方向の加速度、前後方向の加速度、及び左右方向の加速度を検出するセンサとし、メモリ５４が検出したこれらの加速度に応じて制御部５２電磁デバイス回路２０を制御してもよい。
【０１２７】
また、例えば、センサ５４を使用せずに、整備士や運転手等がチューニングつまみ等を用いて手動で電磁デバイス回路２０に対して指示することにより運転手の好みの減衰力特性に調整するようにしてもよい。
【０１２８】
さらに、車両の走行中に減衰力（電磁デバイス回路２０）を調節するのではなく、車両として適正な減衰力特性になるように予め電磁デバイス回路２０の抵抗Ｒｂ、Ｒｒ、及びＲｐ毎に、抵抗値を決定し、決定した抵抗値を固定とした抵抗を電磁デバイス回路２０に用いてもよい。
【０１２９】
なお、本実施形態では、電磁デバイス１０を自動車の電磁ダンパとして用いる場合について説明したが、電磁デバイス１０はこれに限定されるものではない。また、電磁デバイス回路２０及び電磁デバイスシステム５０は、自動車の車両のサスペンションに限らず、鉄道車両等のサスペンション、船舶減振装置、及び建築減揺装置等に適用してもよい。
【０１３０】
また、その他、上記各実施形態で説明した電磁デバイス１０、電磁デバイス回路２０、及び電磁デバイスシステム５０等の構成及び動作等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１３１】
１０  電磁デバイス
１４  モータ
２０  電磁デバイス回路
３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２、４４、４６  閉回路
５０  電磁デバイスシステム
５２  記憶部
Ｒｂ  バウンス方向の減衰力特性の調節用の抵抗
Ｒｒ  ロール方向の減衰力特性の調節用の抵抗
Ｒｐ  ピッチ方向の減衰力特性の調節用の抵抗
【図１】
2017105283.tif 000038
【図２】
2017105283.tif 000039
【図３】
2017105283.tif 000040
【図４】
2017105283.tif 000041
【図５】
2017105283.tif 000042
【図６】
2017105283.tif 000043
【図７】
2017105283.tif 000044
【図８】
2017105283.tif 000045
【図９】
2017105283.tif 000046
【図１０】
2017105283.tif 000047
【図１１】
2017105283.tif 000048
【図１２】
2017105283.tif 000049
【図１３】
2017105283.tif 000050
【図１４】
2017105283.tif 000051
【図１５】
2017105283.tif 000052
【図１６】
2017105283.tif 000053
【図１７】
2017105283.tif 000054
【図１８】
2017105283.tif 000055
【図１９】
2017105283.tif 000056
【図２０】
2017105283.tif 000057
【図２１】
2017105283.tif 000058
【図２２】
2017105283.tif 000059
【図２３】
2017105283.tif 000060
【図２４】
2017105283.tif 000061
【図２５】
2017105283.tif 000062
【図２６】
2017105283.tif 000063
【図２７】
2017105283.tif 000064
【図２８】
2017105283.tif 000065
【図２９】
2017105283.tif 000066
【図３０】
2017105283.tif 000067
【図３１】
2017105283.tif 000068
【図３２】
2017105283.tif 000069
【図３３】
2017105283.tif 000070
【図３４】
2017105283.tif 000071
【図３５】
2017105283.tif 000072
【図３６】
2017105283.tif 000073
【図３７】
2017105283.tif 000074
【図３８】
2017105283.tif 000075
【図３９】
2017105283.tif 000076
【図４０】
2017105283.tif 000077