(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線運動と回転運動とを相互に変換する運動変換手段と、前記運動変換手段の回転運動と連動する駆動軸を有した電動機とを有する電磁サスペンションと、
充放電可能な蓄電手段と、
前記運動変換手段が変換する直線運動もしくは回転運動の運動状態を検出する運動状態検出手段と、
前記運動状態検出手段での検出結果から特定される前記運動変換手段の瞬時的な運動状態に従って、前記蓄電手段から前記電動機に電力を供給することにより、予め設定されたトルク特性に基づいて、前記駆動軸の回転を減衰させるためのトルクである指令トルクを発生させる減衰制御を実行すると共に、前記減衰制御を実行することにより前記蓄電手段から前記電動機に供給される電力を供給電力とし、前記運動変換手段から前記駆動軸に回転運動が伝達されることにより前記電動機にて発電され前記蓄電手段に充電される電力を回収電力として、前記運動状態検出手段での検出結果から特定される前記運動変換手段の代表的な運動状態に従って、前記供給電力と前記回収電力との大きさが一致する指令トルクを発生させるように前記トルク特性を制御する蓄電量維持制御を実行する制御手段と、
前記蓄電手段の蓄電量を取得する蓄電量取得手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記供給電力と、前記回収電力との大きさが一致する指令トルクを発生させる前記トルク特性を釣合トルク特性とし、前記蓄電量取得手段で取得された蓄電量が予め規定された規定範囲内である場合、前記蓄電量維持制御として、前記トルク特性を前記釣合トルク特性とするように制御し、前記蓄電量取得手段で取得された蓄電量が前記規定範囲外である場合、前記蓄電手段の蓄電量を前記規定範囲内とするように、前記トルク特性を前記釣合トルク特性から変更する蓄電量調整制御を実行し、
前記電磁サスペンションは、車両に搭載されたものであり、
前記車両にてノーズダイブが生じたことを示すノーズダイブ発生情報を取得するノーズダイブ発生情報取得手段を備え、
前記蓄電手段の蓄電量が予め規定された規定範囲外であり、かつ前記ノーズダイブ発生情報取得手段がノーズダイブ発生情報を取得した場合、前記蓄電手段の蓄電量を前記規定範囲内とするように、前記トルク特性を制御する蓄電量再調整制御を実行する
ことを特徴とする電磁サスペンション制御システム。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記規定範囲の上限値を範囲上限値として、前記蓄電量取得手段で取得された蓄電量が前記範囲上限値を上回る場合、前記蓄電量調整制御として、前記トルク特性を前記釣合トルク特性よりも大きなものとする制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の電磁サスペンション制御システム。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記規定範囲の下限値を範囲下限値として、前記蓄電量取得手段で取得された蓄電量が前記範囲下限値未満である場合、前記蓄電量調整制御として、前記トルク特性を前記釣合トルク特性よりも小さなものとする制御を実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁サスペンション制御システム。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記釣合トルク特性よりも大きな前記トルク特性を第一調整トルク特性とし、前記規定範囲の上限値を範囲上限値として、前記蓄電量取得手段で取得された蓄電量が前記範囲上限値を上回る場合、前記蓄電量再調整制御として、前記トルク特性を前記第一調整トルク特性以上とする制御を実行することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電磁サスペンション制御システム。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記釣合トルク特性よりも小さな前記トルク特性を第二調整トルク特性とし、前記規定範囲の下限値を範囲下限値として、前記蓄電量取得手段で取得された蓄電量が前記範囲下限値を下回る場合、前記蓄電量再調整制御として、前記トルク特性を前記第二調整トルク特性以下とする制御を実行することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電磁サスペンション制御システム。
【請求項６】
前記電動機は、
予め規定された規定電力が前記供給電力として供給され、かつ前記車両が移動する時の前記運動変換手段の代表的な運動状態で、前記駆動軸が回動された場合に、前記供給電力と、前記回収電力との大きさが一致するような前記指令トルクを発生するように製造されたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電磁サスペンション制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁サスペンションを制御する電磁サスペンション制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ボールネジからなり、直線運動と回転運動とを相互に変換する運動変換機構と、運動変換機構の回転運動と連動する駆動軸を有した電動機とを備え、車両に搭載された電磁サスペンションが知られている。
【０００３】
その電磁サスペンションでは、車両の上下動が直線運動として運動変換機構に伝達され、運動変換機構にて変換された回転運動により駆動軸が回転する。つまり、車両の上下動が速いほど、駆動軸の回転速度（ここでは、回転数も含む）も上昇する。
【０００４】
そこで、この種の電磁サスペンションでは、車両に搭載されたバッテリーから電動機に電力を供給することで、駆動軸の回転を抑制する減衰トルクを発生させる減衰トルク負荷制御がなされており、このような制御を実行することで車両の上下動を速やかに減衰させている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
また、電磁サスペンションの電動機では、外力（即ち、車両の上下動）によって回動される駆動軸の回転速度が高速であるほど、大きな電力が自動的に発電される。そこで、この種の電磁サスペンションでは、電動機にて発電された電力（以下、回収電力とする）を、減衰トルク負荷制御や、車両に備えられたセンサにて消費（以下、消費される電力をまとめて消費電力とする）することがなされている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１１９５６０号公報
【特許文献２】特開２００６−１６１８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２に記載の電磁サスペンションでは、車両がフラットな路面（即ち、上下動の少ない路面）を走行している場合、回収電力が消費電力よりも小さくなり、減衰トルク負荷制御の実行や、センサの動作のためには、バッテリーから電力を供給する必要が生じる。
【０００７】
一方、車両が悪路（即ち、上下動の多い路面）を走行している場合、回収電力が消費電力よりも大きくなり、減衰トルク負荷制御やセンサにて消費しきれない回収電力をバッテリーに蓄電する必要が生じる。
【０００８】
つまり、従来の電磁サスペンションでは、車両がフラットな路面を走行し続けるとバッテリーの充電量が過少となり、車両が悪路（即ち、凹凸の少ない路面）を走行し続けるとバッテリーの充電量が過多となり、バッテリーの残存量を所望の範囲内に維持することが困難であった。特に、バッテリーの充電量が過少となると、車両が走行している路面が急激に変化した（フラットな路面から悪路になる）場合に、電磁サスペンションに必要な大きさの減衰トルクを負荷することができなくなるおそれがあった。
【０００９】
そこで、本発明は、バッテリーの残存量を所望の範囲内に維持することが可能な電磁サスペンション制御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】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた本発明の電磁サスペンション制御システムは、直線運動と回転運動とを相互に変換する運動変換手段と、運動変換手段の回転運動と連動する駆動軸を有した電動機とを有する電磁サスペンションと、充放電可能な蓄電手段と、運動変換手段が変換する直線運動もしくは回転運動の運動状態を検出する運動状態検出手段と、制御手段とを備えている。そして、制御手段が、運動状態検出手段での検出結果から特定される運動変換手段の瞬時的な運動状態に従って、蓄電手段から電動機に電力を供給することにより、予め設定されたトルク特性に基づいて、駆動軸の回転を減衰させるためのトルクである指令トルクを発生させる減衰制御を実行する。これと共に、減衰制御を実行することにより蓄電手段から電動機に供給される電力を供給電力とし、運動変換手段から駆動軸に回転運動が伝達されることにより電動機にて発電され蓄電手段に充電される電力を回収電力として、制御手段は、運動状態検出手段での検出結果から特定される運動変換手段の代表的な運動状態に従って、供給電力と回収電力との大きさが一致する指令トルクを発生させるようにトルク特性を制御する蓄電量維持制御を実行する。
そして、本発明の電磁サスペンション制御システムでは、蓄電量取得手段が、蓄電手段の蓄電量を取得し、制御手段は、供給電力と回収電力との大きさが一致する指令トルクを発生させるトルク特性を釣合トルク特性とし、蓄電量取得手段で取得された蓄電量が予め規定された規定範囲内である場合、蓄電量維持制御として、トルク特性を釣合トルク特性とするように制御し、蓄電量取得手段で取得された蓄電量が規定範囲外である場合、蓄電手段の蓄電量を規定範囲内とするように、トルク特性を釣合トルク特性から変更する蓄電量調整制御を実行する。
さらに、本発明における電磁サスペンションは、車両に搭載されており、本発明の電磁サスペンション制御システムでは、ノーズダイブ発生情報取得手段が、車両にてノーズダイブが生じたことを示すノーズダイブ発生情報を取得する。そして、制御手段は、蓄電手段の蓄電量が予め規定された規定範囲外であり、かつノーズダイブ発生情報取得手段がノーズダイブ発生情報を取得した場合、蓄電手段の蓄電量を規定範囲内とするように、トルク特性を制御する蓄電量再調整制御を実行する。
【００１１】
つまり、本発明の電磁サスペンション制御システムでは、電磁サスペンションの直線運動（即ち、伸縮）を、運動変換手段が回転運動に変換して電動機の駆動軸を回動する。この時、制御手段は、減衰制御を実行することにより、蓄電手段から電動機に供給電力を供給して指令トルクを駆動軸に負荷しており、駆動軸の回転運動を減衰させている。
【００１２】
したがって、このような本発明の電磁サスペンション制御システムによれば、指令トルクを駆動軸に負荷しているため、駆動軸の回転、ひいては、電磁サスペンションの伸縮を減衰させることができる。
【００１３】
ここで、図５、図９は、蓄電量維持制御の原理を説明するための説明図である。
まず、電動機は、供給電力の大きさに応じた指令トルクが駆動軸に負荷されるものであり、運動状態によって、回収電力の大きさが決まる。そして、駆動軸に負荷される指令トルクは、図５に示すように、予め設定されたトルク特性に従って、瞬時的な運動状態に応じて増減するように決定される。
【００１４】
具体的に、図５に示す例では、代表的な運動状態にて、供給電力と、回収電力との大きさが一致する指令トルクとして、制動トルクＡ、制動トルクＢ、制動トルクＣ（ただし、制動トルクＣ＜制動トルクＡ＜制動トルクＢ）がそれぞれに予め規定されたトルク特性（図中、トルク特性Ａ、トルク特性Ｂ、トルク特性Ｃ）が設定されているものとする。
【００１５】
ただし、図９に例示するように、制動トルクＡが駆動軸に負荷された状態では、代表的な運動状態が運動状態ａであれば、供給電力と回収電力との大きさが一致する。しかしながら、運動状態が運動状態ａよりも小さければ、供給電力が回収電力よりも大きくなり、運動状態が運動状態ａよりも大きければ、回収電力が供給電力よりも大きくなる。一方、制動トルクＢを駆動軸に負荷した状態では、運動状態が運動状態ｂで、制動トルクＣを駆動軸に負荷した状態では、運動状態が運動状態ｃで、供給電力と回収電力との大きさが一致する（ただし、運動状態ｃ＜運動状態ａ＜運動状態ｂ）。
【００１６】
したがって、図５、図９に示す例では、本発明の電磁サスペンション制御システムにおける制御手段は、蓄電量維持制御として、代表的な運動状態が運動状態ａであれば、その運動状態にて、回収電力と供給電力との大きさが一致する制動トルクＡが規定されたトルク特性Ａが選択される。そして、蓄電量調整制御にて選択されたトルク特性に従って、瞬時的な運動状態に基づき指令トルクを発生する減衰制御が実行されることになる。なお、代表的な運動状態が運動状態ｂであれば、トルク特性Ｂが、代表的な運動状態が運動状態ｃであれば、トルク特性Ｃが選択される。
【００１７】
よって、このような本発明の電磁サスペンション制御システムによれば、代表的な運動状態での供給電力と回収電力との大きさが一致する指令トルクを発生させるようにトルク特性を制御しているため、蓄電手段に充電されている電力の蓄電量を一定に維持することができる。
【００１８】
なお、ここで言う運動状態とは、直線運動または回転運動の運動速度、運動方向、回転運動の回転数等を示すものであり、瞬時的な運動状態とは、運動方向の切り替わり（即ち、回転方向が切り替わること）や、電磁サスペンションが伸縮するその時々での運動速度等を示すものであり、さらに代表的な運動状態とは、運動速度（ここでは、回転数も含む）の平均値や、最頻値を示すものである。
【００２０】
このような本発明の電磁サスペンション制御システムによれば、蓄電量が規定範囲外であれば蓄電量調整制御を実行するため、蓄電量を規定範囲内へと戻すことができる。
つまり、本発明の電磁サスペンション制御システムによれば、蓄電量が規定範囲内であれば蓄電量維持制御を、規定範囲外であれば蓄電量調整制御を実行することにより、蓄電手段の蓄電量を規定範囲内（即ち、過不足ない状態）に維持することができる。
特に、本発明の電磁サスペンション制御システムによれば、ノーズダイブが発生した時に生じる電磁サスペンションの伸縮を利用して、蓄電手段の蓄電量を規定範囲内へとより確実に近づけることができる。
【００２１】
そして、蓄電量取得手段で取得された蓄電量が、規定範囲の上限値である範囲上限値を上回る場合、本発明の電磁サスペンション制御システムの制御手段は、請求項２に記載のように、蓄電量調整制御として、トルク特性を釣合トルク特性よりも大きなものとする制御を実行することが望ましい。
【００２２】
つまり、本発明の電磁サスペンション制御システムでは、トルク特性を釣合トルク特性よりも大きなものとするため、供給電力が回収電力よりも大きくなる。具体的に、図５に示す例であれば、代表的な運動状態が運動状態ａである場合、トルク特性を、トルク特性Ａからトルク特性Ｂへと変更する。
【００２３】
したがって、このような電磁サスペンション制御システムによれば、仮に、蓄電量が範囲上限値を超えたとしても、蓄電量調整制御を実行することにより、蓄電手段の蓄電量を速やかに規定範囲内へと戻すことができる。
【００２４】
一方、蓄電量取得手段で取得された蓄電量が、規定範囲の下限値である範囲下限値を下回る場合、本発明の電磁サスペンション制御システムの制御手段は、請求項３に記載のように、蓄電量調整制御として、トルク特性を釣合トルク特性よりも小さなものとする制御を実行することが望ましい。
【００２５】
つまり、本発明の電磁サスペンション制御システムでは、トルク特性を釣合トルク特性よりも小さなものとするため、回収電力が供給電力よりも大きくなる。具体的に、図５に示す例であれば、代表的な運動状態が運動状態ａである場合、トルク特性を、トルク特性Ａからトルク特性Ｃへと変更する。
【００２６】
したがって、このような電磁サスペンション制御システムによれば、仮に、蓄電量が範囲下限値を下回ったとしても、蓄電手段の蓄電量を速やかに規定範囲内へと戻すことができる。
【００２９】
特に、蓄電量が規定範囲の上限値である範囲上限値を上回る場合、本発明の電磁サスペンション制御システムにおける制御手段は、請求項４に記載のように、蓄電量再調整制御として、トルク特性を、釣合トルク特性よりも大きな第一調整トルク特性以上とする制御を実行することが望ましい。
【００３０】
つまり、本発明の電磁サスペンション制御システムによれば、トルク特性を第一調整トルク特性以上とするため、供給電力が回収電力よりも大きくなる。
したがって、このような電磁サスペンション制御システムによれば、仮に、蓄電量が範囲上限値を上回ったとしても、ノーズダイブの発生により、蓄電手段に蓄電された電力を消費することができ、蓄電量を規定範囲内へと速やかに戻すことができる。
【００３１】
一方、蓄電量が規定範囲の下限値である範囲下限値を下回る場合、本発明の電磁サスペンション制御システムにおける制御手段は、請求項５に記載のように、蓄電量再調整制御として、トルク特性を、釣合トルク特性よりも小さな第二調整トルク特性以下とする制御を実行することが望ましい。
【００３２】
つまり、本発明の電磁サスペンション制御システムによれば、トルク特性を第二調整トルク特性以下とするため、回収電力が供給電力よりも大きくなる。
したがって、このような電磁サスペンション制御システムによれば、仮に、蓄電量が範囲下限値を下回ったとしても、ノーズダイブの発生により、回収電力を蓄電手段に回収することができ、蓄電量を規定範囲内へと速やかに戻すことができる。
【００３３】
なお、電磁サスペンションが車両に搭載されたものである場合、本発明の電磁サスペンション制御システムにおける電動機は、請求項６に記載のように、予め規定された規定電力が供給電力として供給され、かつ車両が移動する時の運動変換手段の代表的な運動状態で、駆動軸が回動された場合に、供給電力と、回収電力との大きさが一致するような制動トルクを発生するように製造されたものであることが望ましい。
【００３４】
このように製造された電動機を用いた本発明の電磁サスペンション制御システムによれば、移動体が通常の移動をする場合には、蓄電手段から電動機に規定電力を供給するだけで、制御手段が蓄電量維持制御や、蓄電量調整制御を実行すること無く、蓄電手段の蓄電量を規定範囲内に維持することができる。
【００３５】
なお、ここで言う代表的な運動状態とは、予め規定された時間における直線運動、または回転運動の運動速度（ここでは、回転数も含む）の平均値や、最頻値を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第一実施形態］
図１は、本発明が適用され、車両に搭載された電磁サスペンション制御システムの概略構成を示す説明図である。
【００３７】
電磁サスペンション制御システム１は、車両２の各車輪毎に設けられ、タイヤを介して車両２に伝わる振動を吸収し、その振動を減衰させる電磁サスペンション３と、それぞれの電磁サスペンション３毎に設けられ、電磁サスペンション３に伝わる振動の減衰量を制御する電磁サスペンション制御ユニット１０と、全ての電磁サスペンション制御ユニット１０を制御する車両制御ＥＣＵ５０とを備えている。
〈電磁サスペンションについて〉
ここで、図２は、電磁サスペンションの概略構成を示した断面図である。
【００３８】
電磁サスペンション３は、凹凸のある路面を車両２が走行することで車両２に伝わる振動（以下、走行振動とする）を吸収するコイルスプリング６１と、走行振動を減衰させるための減衰機構６５とを備えている。
【００３９】
そして、減衰機構６５は、直線運動と回転運動とを相互に変換する運動変換機構６６と、運動変換機構６６の回転運動と連動する駆動軸７２を有した電動機７０とを備えている。
【００４０】
その運動変換機構６６は、少なくとも一部にネジが切られた回転軸６７と、複数個のボールを介して回転軸６７のネジと係合するナット部６８とを備えており、これらの回転軸６７及びナット部６８により、いわゆるボールネジを構成している。
【００４１】
一方、電動機７０は、磁界を発生するコイル７１と、コイル７１が発生する磁界により回動する駆動軸７２とを備え、駆動軸７２は、運動変換機構６６の回転軸６７と一体となって回動するように構成されている。
【００４２】
つまり、電動機７０は、発電機としての機能と、モータとしての機能とを備えた周知のものである。
このため、電動機７０では、走行振動により、ナット部６８が直線運動することで、回転軸６７が回動すると、駆動軸７２も回動する。これにより、コイル７１にて、誘起電流が生じ、発電される。
【００４３】
また、電動機７０では、電流を流す場合、その電流の大きさに応じた強さの磁界をコイル７１が発生し、その発生した磁界に応じた大きさのトルクを駆動軸７２に負荷する。これにより、駆動軸７２に接続された回転軸６７が回動し、ナット部６８を直線運動させる。
〈電動機の特性について〉
次に、電動機７０の特性について説明する。
【００４４】
ここで、図４は、電動機の特性を説明するための説明図である。
まず、走行振動による駆動軸７２の回動を抑制するトルクを減衰トルクとし、減衰トルクを発生するためにコイル７１に流す電流を基準電流とし、基準電流をコイル７１に流すことでコイル７１に供給される電力を供給電力とし、電動機７０にて発電され、後述する電磁サスペンション用バッテリー１１に充電される電力を回収電力と称す。
【００４５】
なお、電動機７０は、供給電力として、予め規定された規定電力が供給され、かつ走行振動により予め設定された設定速度にて駆動軸７２が回動した時に、供給電力と回収電力との大きさが一致する減衰トルク（以下、この減衰トルクを基準減衰トルクとする）を発生するようにされている。
【００４６】
その基準減衰トルクを発生するために、電動機７０の製造過程では、以下の手順が踏まれる。
まず、予め規定された道路（例えば、舗装された路面）を車両２が走行する実験を行い、図４（Ａ）に示すように、電磁サスペンション３における１回の伸長、または収縮の平均速度（即ち、回転軸６７の平均回転速度、以下、ストローク速度とする）を求め、予め規定された規定時間（例えば、１分間）でのストローク速度の分布を求める。さらに、そのストローク速度の分布から、最頻のストローク速度（以下、基準最頻速度とする）を求める。
【００４７】
すると、基準減衰トルクは、電動機７０に規定電力を供給した上で、走行振動により基準最頻速度にて駆動軸７２が回動した場合に、供給電力と回収電力との大きさが一致する値として、自動的に決定される。
【００４８】
そして、電動機７０では、基準電力が供給された時に、基準減衰トルクが駆動軸７２に負荷されるように、コイル７１が発生する磁界の強さ、具体的には、コイル７１の巻き数を調整する。
【００４９】
したがって、図４（Ｂ）に示すように、電動機７０では、基準電力がコイル７１に供給されている場合に、駆動軸７２が基準最頻速度よりも低い速度で回動していれば、供給電力が回収電力よりも大きくなり、駆動軸７２が基準最頻速度よりも高い速度で回動していれば、回収電力が供給電力よりも大きくなり、駆動軸７２が最頻速度で回動していれば、供給電力と回収電力との大きさが一致する。
〈制御ユニットについて〉
図３は、電磁サスペンション制御ユニットを含む電磁サスペンション制御システムの電気的構成を示したブロック図である。
【００５０】
電磁サスペンション制御ユニット１０は、充放電可能に構成された電磁サスペンション用バッテリー１１と、駆動軸７２の回転状態を検出する回転検出センサー１４と、回転検出センサー１４で検出された駆動軸７２の回転状態に基づいて、電磁サスペンション用バッテリー１１から電動機７０に供給される供給電力を制御するインバータ１２と、回転検出センサー１４で検出された駆動軸７２の回転状態、及び車両制御ＥＣＵ５０からの指令に基づいて、インバータ１２を制御する電動機制御ＥＣＵ１５とを備えている。
【００５１】
さらに、電磁サスペンション制御ユニット１０には、充放電可能に構成され、車両２に搭載された電装部品に電力を供給する補機バッテリー５と、補機バッテリー５から供給される電力の電圧を電磁サスペンション制御ユニット１０に適した電圧へと変換する電圧変換器６とが接続されている。
【００５２】
ところで、電磁サスペンション用バッテリー１１は、補機バッテリー５よりも高い電圧にて電力を蓄電するものであり、蓄電量を検出する蓄電量検出部１６を備えている。そして、その蓄電量検出部１６は、検出した蓄電量を車両制御ＥＣＵ５０に出力するように構成されている。
【００５３】
また、回転検出センサー１４は、電動機７０の駆動軸７２に接続されたロータリーエンコーダからなり、駆動軸７２の回転状態として、回転数、回転方向、及び回転速度を検出するように構成されている。
【００５４】
また、インバータ１２は、電磁サスペンション用バッテリー１１等から供給される直流の供給電力を、交流に変換して電動機７０に供給すると共に、電動機７０にて発電された交流の回収電力を、直流に変換して電磁サスペンション用バッテリー１１に供給（充電）するように構成された周知のものである。
【００５５】
さらに、電動機制御ＥＣＵ１５は、ＲＯＭ、ＲＡＭ，ＣＰＵを備えた周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、車両制御ＥＣＵ５０からの指令、回転検出センサー１４から取得された駆動軸７２の回転方向に従って、インバータ１２を制御するものである。
〈車両制御ＥＣＵについて〉
次に、車両制御ＥＣＵ５０について説明する。
【００５６】
車両制御ＥＣＵ５０は、プログラム等を格納するＲＯＭと、データを一時的に格納するＲＡＭと、ＲＯＭに格納されたプログラムに従って処理を実行するＣＰＵとを備えている。
【００５７】
そして、ＲＯＭには、図５に示すように、駆動軸７２の回転状態から求められたストローク速度と、駆動軸７２に負荷すべき減衰トルクを示す指令トルク（より正確には、減衰トルクの大きさ）との対応関係を表すトルク特性が示された減衰トルクマップが格納されている。
【００５８】
その減衰トルクマップには、車両２が走行している時の規定時間でのストローク速度の分布から求められる各最頻の速度（以下、最頻速度とする）において、供給電力と回収電力との大きさが一致するように求められた減衰トルク（以下、釣合減衰トルクとする）が示されている（図中、制動トルクＡ，Ｂ，Ｃ）。さらに、釣合減衰トルク毎に、その釣合減衰トルクと原点（即ち、ストローク速度が０、減衰トルクが０となる）とを結ぶ直線の傾きに従って、ストローク速度が増加するほど、指令トルクも増加するようにトルク特性が設定されている（図中、トルク特性Ａ，Ｂ，Ｃ）。
【００５９】
つまり、車両制御ＥＣＵ５０は、最頻速度に基づいてトルク特性を決定し、瞬間的なストローク速度に基づいてトルク特性に示された指令トルクが駆動軸７２に負荷されるように、電動機制御ＥＣＵ１５にトルク特性を出力するように構成されている。
【００６０】
言い換えれば、車両制御ＥＣＵ５０は、回転検出センサー１４で検出された回転状態、及びＲＯＭに格納された減衰トルクマップに従って、それぞれの電磁サスペンション用バッテリー１１の蓄電量を予め規定された規定範囲内に調整する蓄電量調整制御処理を実行するように構成されている。
〈蓄電量調整制御処理について〉
次に、車両制御ＥＣＵ５０が実行する蓄電量調整制御処理について説明する。
【００６１】
ここで、図６は、蓄電量調整制御処理の処理手順を示すフローチャートであり、図７は、蓄電量調整制御処理における最頻速度を説明するための説明図である。
なお、以下の説明では、一つの電磁サスペンション３に対する処理のみを説明するが、全ての電磁サスペンションに対して同様の処理が実行されているものとする。
【００６２】
この蓄電量調整制御処理は、予め設定された設定期間毎に起動され、起動されると、図６に示すように、まず、Ｓ１１０にて、電磁サスペンション用バッテリー１１の蓄電量検出部１６によって検出された蓄電量（即ち、バッテリーに充電されている電力の残存量）を取得する。
【００６３】
続くＳ１２０では、予め設定された設定期間（本実施形態では、１分間とする）の駆動軸７２の回転状態を回転検出センサー１４から取得し、その取得した回転状態に基づいて、ストローク速度の分布（以下、速度分布とする）を求める。そして、求めた速度分布に従って、その速度分布の中で最頻のストローク速度を最頻速度として抽出する。
【００６４】
つまり、図７に示すように、車両２が走行している時の速度分布を求め、最頻のストローク速度が、速度ｂであれば速度ｂを、速度ｃであれば速度ｃを、最頻速度として抽出する。
【００６５】
さらに、Ｓ１３０では、Ｓ１１０で取得した蓄電量が、電磁サスペンション用バッテリー１１の残存量が過少または過多とならないように予め規定された規定範囲内であるか否かを判定する。具体的に、本実施形態では、電磁サスペンション用バッテリー１１にて満充電した時の６５％から７５％の範囲内を規定範囲としている。
【００６６】
そして、Ｓ１３０での判定の結果、蓄電量が規定範囲内であれば、Ｓ１４０へと進む。
そのＳ１４０では、Ｓ１２０で抽出した最頻速度における釣合減衰トルクを有するトルク特性を維持トルク特性値として、ＲＯＭに格納した減衰トルクマップから読み出し、Ｓ１８０へと進む。
【００６７】
一方、Ｓ１３０での判定の結果、蓄電量が規定範囲外であれば、Ｓ１５０へと進み、そのＳ１５０では、Ｓ１１０で取得した蓄電量が規定範囲の下限値（即ち、６５％）未満あるか否かを判定する。そして、その判定の結果、蓄電量が下限値未満であれば、Ｓ１６０へと進む。
【００６８】
そのＳ１６０では、Ｓ１２０で抽出した最頻速度において、回収電力が供給電力よりも大きくなるように、その最頻速度における釣合減衰トルクよりも小さな釣合減衰トルクを有するトルク特性を回収側トルク特性値として、ＲＯＭに格納した減衰トルクマップから読み出し、Ｓ１８０へと進む。
【００６９】
また、Ｓ１５０での判定の結果、蓄電量が下限値未満ではない場合、即ち、蓄電量が規定範囲の上限値（即ち、７５％）を上回る場合、Ｓ１７０へと進む。
そのＳ１７０では、Ｓ１２０で抽出した最頻速度において、供給電力が回収電力よりも大きくなるように、その最頻速度における釣合減衰トルクよりも大きな釣合減衰トルクを有するトルク特性を消費側トルク特性値として、ＲＯＭに格納した制動トルクマップから読み出し、Ｓ１８０へと進む。
【００７０】
より具体的には、例えば、図５に示すように、減衰トルクマップに、最頻速度ａ（図中、ストローク速度ａ）である時に供給電力と回収電力との大きさが一致する制動トルクＡ（即ち、釣合減衰トルク）を有するトルク特性Ａ、最頻速度ｂ（図中、ストローク速度ｂ）である時に供給電力と回収電力との大きさが一致する制動トルクＢを有するトルク特性Ｂ、最頻速度ｃ（図中、ストローク速度ｃ、ただし、ストローク速度ｃ＜ストローク速度ａ＜ストローク速度ｂ）である時に供給電力と回収電力との大きさが一致する制動トルクＣ（ただし、制動トルクＣ＜制動トルクＡ＜制動トルクＢ）を有するトルク特性Ｃが設定されているものとする。
【００７１】
この場合、Ｓ１２０で抽出した最頻速度がストローク速度ａであれば、Ｓ１４０では、トルク特性Ａを維持トルク特性値とし、Ｓ１６０では、トルク特性Ｃを回収側トルク特性値とし、Ｓ１７０では、トルク特性Ｂを消費側制動トルク特性値とする。
【００７２】
ここで蓄電量調整制御処理へと戻り、Ｓ１８０では、各ステップにてＲＯＭから読み出したトルク特性値（即ち、Ｓ１４０で読み出した維持トルク特性値、Ｓ１６０で読み出した回収側トルク特性値、Ｓ１７０で読み出した消費側トルク特性値）を、電動機制御ＥＣＵ１５に出力する。
【００７３】
そして、トルク特性値が入力された電動機制御ＥＣＵ１５は、瞬時的に変化するストローク速度に応じて、そのトルク特性での指令トルクを駆動軸７２に負荷するように、インバータ１２を制御して、インバータ１２から出力され、コイル７１に流す電流の大きさを変更する。
【００７４】
つまり、電動機制御ＥＣＵ１５では、回転検出センサー１４にて検出された回転方向に基づき、駆動軸７２の回転方向が切り替わる毎に、駆動軸７２に負荷する指令トルクの向きを切り替えている。さらに、電動機制御ＥＣＵ１５では、ストローク速度が瞬間的に変化すると（例えば、回転検出センサー１４にて回転状態が検出される毎に）、駆動軸７２に付加する指令トルクを、トルク特性に示されたそのストローク速度での大きさとしている。
【００７５】
そして、その後、本処理を終了する。
つまり、蓄電量調整制御処理では、電磁サスペンション用バッテリー１１の蓄電量が規定範囲内であれば、最頻速度における釣合減衰トルクを有するトルク特性を維持するため、供給電力と回収電力との大きさが一致する。
【００７６】
一方、電磁サスペンション用バッテリー１１の蓄電量が下限値未満であれば、最頻速度における釣合減衰トルクよりも小さな釣合減衰トルクを有するトルク特性に変更するため、回収電力が供給電力よりも大きくなり、蓄電量が上限値を上回れば、最頻速度における釣合減衰トルクよりも大きな釣合減衰トルクを有するトルク特性に変更するため、供給電力が回収電力よりも大きくなる。
【００７７】
なお、本実施形態の蓄電量調整制御処理におけるＳ１４０が、本発明の蓄電量維持制御に相当し、本実施形態の蓄電量調整制御処理におけるＳ１６０及びＳ１７０が、本発明の蓄電量調整制御に相当する。
［第一実施形態の効果］
以上、説明したように本実施形態の電磁サスペンション制御システム１によれば、指令トルクを駆動軸７２に負荷しているため、走行振動による駆動軸７２の回転、ひいては電磁サスペンションの伸縮を減衰させることができる。
【００７８】
さらに、電磁サスペンション制御システム１によれば、電磁サスペンション用バッテリー１１の蓄電量が規定範囲内であれば、供給電力と回収電力との大きさが一致する釣合減衰トルクが負荷されるようにトルク特性を制御しているため、電磁サスペンション用バッテリー１１に充電されている電力の蓄電量を一定に維持することができる。
【００７９】
また、電磁サスペンション制御システム１によれば、電磁サスペンション用バッテリー１１の蓄電量が下限値を下回った場合、釣合減衰トルクよりも小さな釣合減衰トルクを有するトルク特性に変更するため、回収電力が供給電力よりも多くなり、電磁サスペンション用バッテリー１１の蓄電量を速やかに規定範囲内へと戻すことができる。
【００８０】
さらに、電磁サスペンション制御システム１によれば、電磁サスペンション用バッテリー１１の蓄電量が上限値を上回った場合、釣合減衰トルクよりも大きな釣合減衰トルクを有するトルク特性に変更するため、供給電力が回収電力よりも多くなり、電磁サスペンション用バッテリー１１の蓄電量を速やかに規定範囲内へと戻すことができる。
【００８１】
したがって、電磁サスペンション制御システム１によれば、車両２の走行状態に関わらず、電磁サスペンション用バッテリー１１の蓄電量を規定範囲内に維持することができる。
【００８２】
この結果、電磁サスペンション制御システム１によれば、例えば、車両２が走行している道路が、フラットな路面を長時間走行し続けた後、急に凹凸の激しい路面となった場合であっても、より大きな制動トルクを電磁サスペンション３に負荷することができ、必要な減衰力を得ることができる。
【００８３】
さらに、本実施形態の電動機７０は、基準電力が供給された時に、基準減衰トルクを駆動軸７２に負荷するように製造されているため、駆動軸７２が基準最頻速度で回動している場合には、供給電力（即ち、基準電力）と回収電力との大きさが一致する。したがって、本実施形態の電磁サスペンション制御システム１によれば、車両２が通常の道路を移動する場合には、駆動軸７２の回転方向に応じて、向きを切り替えた規定電流をコイル７１に流すことのみで、電磁サスペンション用バッテリー１１の蓄電量を規定範囲内に維持することができる。
［第二実施形態］
次に、第二実施形態について説明する。
【００８４】
第一実施形態に示した電磁サスペンション制御システム１と第二実施形態で説明する電磁サスペンション制御システムとでは、車両制御ＥＣＵが実行する処理が異なるのみである。このため、第一実施形態と同様の構成、及び処理については、同一符号を付して説明を省略し、第一実施形態とは異なる処理を中心に説明する。
【００８５】
まず、第二実施形態における車両制御ＥＣＵ５０は、蓄電量調整制御を含む処理として、車両２にノーズダイブが生じた場合に、電動機７０を制御する電磁サスペンション制御処理を実行するように構成されている。
〈電磁サスペンション制御処理〉
次に、車両制御ＥＣＵ５０が実行する電磁サスペンション制御処理について説明する。
【００８６】
ここで、図８は、電磁サスペンション制御処理の処理手順を示したフローチャートである。
この電磁サスペンション制御処理は、車両２のエンジンが始動された時（ここでは、イグニッションキーが回された時）に起動され、起動されると、図８に示すように、まず、Ｓ２１０にて、蓄電量調整制御処理を実行する。なお、本実施形態における蓄電量調整制御処理は、第一実施形態の蓄電量調整制御処理と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００８７】
そして、蓄電量調整制御処理を実行した後、予め規定された規定時間が経過すると、Ｓ２２０へと進む。
そのＳ２２０では、電磁サスペンション用バッテリー１１の蓄電量検出部１６によって検出された蓄電量を取得する。
【００８８】
続くＳ２３０では、Ｓ２２０で取得した蓄電量が規定範囲内であるか否かを判定し、判定の結果、蓄電量が規定範囲内であれば、Ｓ２１０へと戻り、蓄電量が規定範囲外であれば、Ｓ２４０へと進む。
【００８９】
そして、Ｓ２４０では、車両２に制動力が加えられ、車両２にてノーズダイブが発生したか否かを判定し、判定の結果、ノーズダイブが発生していなければ、Ｓ２１０へと戻り、ノーズダイブが発生していれば、Ｓ２５０へと進む。
【００９０】
具体的に、本実施形態では、車両２の前方に備えられた電磁サスペンション３における駆動軸７２の回転数が、車両２の後方に備えられた電磁サスペンション３における駆動軸７２の回転数よりも、予め規定された規定値以上大きければ、ノーズダイブが発生したものと判断する。
【００９１】
そのＳ２５０では、Ｓ２２０で取得した蓄電量が規定範囲の下限値を下回るか否かを判定し、判定の結果、蓄電量が下限値を下回るものと判定された場合、Ｓ２６０へと進む。
そして、Ｓ２６０では、Ｓ２１０で抽出した最頻速度において、現在設定されているトルク特性よりも、回収電力が大きくなる釣合減衰トルクを有するトルク特性を回収側トルク特性値として、ＲＯＭに格納した減衰トルクマップから読み出し、電動機制御ＥＣＵ１５に出力する。
【００９２】
一方、Ｓ２５０での判定の結果、蓄電量が上限値を上回るものと判定された場合、Ｓ２７０へと進む。
そのＳ２７０では、Ｓ２１０で抽出した最頻速度において、現在設定されているトルク特性よりも、供給電力が大きくなる釣合減衰トルクを有するトルク特性を消費側トルク特性値として、ＲＯＭに格納した制動トルクマップから読み出し、電動機制御ＥＣＵ１５に出力する。
【００９３】
具体的に、本実施形態のＳ２６０では、現在の最頻速度で駆動軸７２が回動した場合、さらに回収電力が大きくなるように、先のＳ２１０での蓄電量調整制御処理にて設定した回収側トルク特性値を、減衰トルクマップに示されたトルク特性の中から、釣合減衰トルクを一段階低下させたトルク特性に変更している。したがって、その変更された回収側トルク特性値が入力された電動機制御ＥＣＵ１５は、駆動軸７２に負荷される指令トルクが低下するように、インバータ１２に指令を出力して、インバータ１２から出力され、コイル７１に流す電流の大きさを低下させる。
【００９４】
また、本実施形態のＳ２７０では、現在の最頻速度で駆動軸７２が回動した場合、さらに供給電力が大きくなるように、先のＳ２１０での蓄電量調整制御処理にて設定した回収側トルク特性値を、制動トルクマップに示されたトルク特性の中から、釣合減衰トルクを一段階増加させたトルク特性に変更している。したがって、その変更された回収側トルク特性値が入力された電動機制御ＥＣＵ１５は、駆動軸７２に負荷される指令トルクが増加するように、インバータ１２に指令を出力して、インバータ１２から出力され、コイル７１に流す電流の大きさを増加させる。
【００９５】
なお、Ｓ２６０、Ｓ２７０を実行した後、Ｓ２１０へと戻る。
つまり、電磁サスペンション制御処理では、車両２にノーズダイブが発生した時に、電磁サスペンション用バッテリー１１の蓄電量が下限値未満であれば、トルク特性を低下させることにより、電磁サスペンション用バッテリー１１に充電される回収電力を、蓄電量調整制御処理のみを実行した時の回収電力より大きなものとしている。一方、蓄電量が上限値を上回れば、指令トルクを増加させることにより、電動機７０に供給される供給電力を、蓄電量調整制御処理のみを実行した時の供給電力より大きなものとしている。
［第二実施形態の効果］
以上、説明したように本実施形態の電磁サスペンション制御システムによれば、仮に、電磁サスペンション用バッテリー１１の蓄電量が範囲下限値を下回ったとしても、ノーズダイブを利用して電磁サスペンション用バッテリー１１に回収電力を回収することができる。また、仮に、電磁サスペンション用バッテリー１１の蓄電量が範囲上限値を上回ったとしても、ノーズダイブを利用して、蓄電手段に蓄電された電力を消費することができる。
【００９６】
つまり、本実施形態の電磁サスペンション制御システムによれば、ノーズダイブを利用して、電磁サスペンション用バッテリー１１の蓄電量を許容範囲内に、速やかに戻すことができる。
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様にて実施することが可能である。
【００９７】
例えば、上記実施形態の蓄電量調整制御処理におけるトルク指令値の読み出しは、速度分布から求めた最頻のストローク速度に基づいて実行したが、これに限るものではなく、速度分布から求められる平均速度に基づいて実行してもよい。ただし、この場合、制動トルクマップは、ストローク速度の平均速度と、制動トルクとが対応付けられたものである必要がある。
【００９８】
なお、上記実施形態における制動トルクマップは、ストローク速度と制動トルクとが対応付けられていたが、これに限るものではなく、例えば、ストローク速度と電流の大きさとが対応付けられていても良い。
【００９９】
さらに、上記実施形態の蓄電量調整制御処理では、予め設定されたトルク特性に従って、トルク特性値を決定していたが、トルク特性値を決定する方法は、これに限るものではなく、例えば、規定範囲の中心値を目標値として、目標値と蓄電量の実測値との差分に従って、いわゆるＰＩＤ制御を行うことで、その出力を釣合減衰トルクとするトルク特性を決定して、そのトルク特性をトルク特性値とするようにしても良い。
【０１００】
ところで、上記実施形態における蓄電量調整制御処理では、電磁サスペンション用バッテリーの蓄電量が規定範囲外である場合、回収電力もしくは供給電力が増加するようにトルク特性を変更していたが、トルク特性を維持し続けるようにしても良い。つまり、蓄電量調整制御処理のＳ１３０、Ｓ１５０、Ｓ１６０、Ｓ１７０は、省略されていても良い。
【０１０１】
なお、上記実施形態における蓄電量調整制御処理では、最頻速度に応じてトルク特性を決定すると共に、その決定されたトルク特性に従って、瞬間的なストローク速度に応じた大きさの指令トルクへと変更していたが、最頻速度に応じて釣合減衰トルクを決定し、その釣合減衰トルクを駆動軸７２に負荷し続けるようにしても良い。
【０１０２】
また、上記実施形態では、電動機７０の磁界（即ち、基準減衰トルク）の強さを調整する場合、コイル７１の巻き数を変更したが、電動機７０の磁界の強さを調整する方法は、これに限るものではない。例えば、駆動軸７２の磁力の強さを変更しても良い。つまり、規定電力が供給され、かつ基準最頻速度にて駆動軸７２が回動される場合に、回収電力と供給電力との大きさが一致するような磁界を発生すれば、どのような方法で調整しても良い。
【０１０３】
なお、上記実施形態における規定範囲は、蓄電量の６５％から７５％としたが、規定範囲はこれに限るものではなく、例えば、６０％から８０％であっても良い。つまり、規定範囲は、電磁サスペンション用バッテリー１１の残存量が過少または過多とならないように規定されたものであれば、どのような範囲であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】車両に搭載された電磁サスペンション制御システムの概略構成を説明するための説明図である。
【図２】電磁サスペンションの概略構成を示した断面図である。
【図３】電磁サスペンション制御ユニット、及び電磁サスペンション制御ユニット周辺の電気的構成を説明するための説明図である。
【図４】電動機の特性を決定するための手順を説明するための説明図である。
【図５】制動トルクマップを説明するための説明図である。
【図６】蓄電量調整制御処理の処理手順を示したフローチャートである。
【図７】最頻速度の決定方法を説明するための説明図である。
【図８】電磁サスペンション制御処理の処理手順を示したフローチャートである。
【図９】本発明の原理を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１…電磁サスペンション制御システム  ２…車両  ３…電磁サスペンション  ５…補機バッテリー  ６…電圧変換器  １０…電磁サスペンション制御ユニット  １１…電磁サスペンション用バッテリー  １２…インバータ  １４…回転検出センサー  １５…電動機制御ＥＣＵ  １６…蓄電量検出部  ５０…車両制御ＥＣＵ  ６１…コイルスプリング  ６５…減衰機構  ６６…運動変換機構  ６７…回転軸  ６８…ナット部  ６９…ハウジング  ７０…電動機  ７１…コイル  ７２…駆動軸
【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】
0004858338.tif 000007
【図８】
0004858338.tif 000008
【図９】
0004858338.tif 000009
【図１】
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