JP4116796B2

JP4116796B2 - Electromagnetic damper control device

Info

Publication number: JP4116796B2
Application number: JP2002026531A
Authority: JP
Inventors: 義大須田; 幸司檜尾; 卓宏近藤; 英城山形
Original assignee: Foundation for the Promotion of Industrial Science; KYB Corp
Current assignee: Foundation for the Promotion of Industrial Science; KYB Corp
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2022-02-04
Also published as: JP2003227543A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、車両、建造物等に用いられる電磁ダンパ制御装置に関し、特に外部電源を加えることなく電磁ダンパの減衰力を制御することができる電磁ダンパ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電磁ダンパは相対伸縮可能に設けられたシリンダとアウターを有し、シリンダの移動によってシリンダに備えられたナットがねじ山を有するボール軸を回転させることによって、ボール軸に接続されたモータの回転によって発生した起電力を用いて、モータに流れる電流を制御して、減衰力を発生させている。
【０００３】
この電流を制御する電磁ダンパ制御装置としては、モータから出力される電流をスイッチングするトランジスタのスイッチングのデューティ比を変化させることによって、電磁ダンパの誘導電圧を昇圧して、電磁ダンパに所望の減衰力が得られるようにしたものが提案されている（例えば、特開２００１−３１１４５２号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の電磁ダンパ制御装置では、このような制御をするための制御回路を動作させるために電源を必要としており、外部から電源を供給する必要があり、電源が遮断した状態では減衰特性が得られない問題があった。また、モータが発生する電圧に基づいて、制御プログラムによってスイッチングトランジスタのデューティ比を変化させているので、電磁ダンパの減衰力を容易に変更することができなかった。
【０００５】
本発明は、外部からの電源を必要とせず、電磁ダンパに所望の減衰力を与えることができる電磁ダンパ制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、磁石が取り付けられた第１部材と、ソレノイドが取り付けられた第２部材とが相対回転可能に組み合わされ、前記第１部材と前記第２部材との相対回転運動によってソレノイドにより誘起される電磁力を運動減衰力として利用する電磁ダンパ用の電磁ダンパ制御装置において、前記第１部材と前記第２部材との相対回転運動により前記ソレノイドに生じる電圧によって動作する電流制限素子を備えた電流制限回路モジュールが複数並列に接続されて構成され、前記電流制限素子は、前記ソレノイドに生じる電圧に基づいて、前記ソレノイドに流れる電流を所定の値に制御して（例えば、ソレノイドに生じる電圧が所定値に至ると、ソレノイドに流れる電流を所定の一定値に制御して）、前記電磁ダンパの減衰力を制御し、前記各電流制限回路モジュールは、前記ソレノイドに流れる電流を所定の値に制御する電圧が異なって設定されていることを特徴する。
【０００７】
第２の発明は、磁石が取り付けられた第１部材と、ソレノイドが取り付けられた第２部材とが相対回転可能に組み合わされ、前記第１部材と前記第２部材との相対回転運動によってソレノイドにより誘起される電磁力を運動減衰力として利用する電磁ダンパ用の電磁ダンパ制御装置において、前記第１部材と前記第２部材との相対回転運動により前記ソレノイドに生じる電圧によって動作する電流制限素子を備えた電流制限回路モジュールが複数並列に接続されて構成され、前記電流制限素子は、前記ソレノイドに生じる電圧に基づいて、前記ソレノイドに流れる電流を所定の値に制御して（例えば、ソレノイドに生じる電圧が所定値に至ると、ソレノイドに流れる電流を所定の一定値に制御して）、前記電磁ダンパの減衰力を制御し、前記電流制限回路モジュールの動作が切り替わることによって、変曲点を有する電流電圧特性となるように、前記ソレノイドに流れる電流を所定の値に制御して、前記電磁ダンパの減衰力を制御することを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１〜第２の発明において、前記電磁ダンパ制御装置は、定電圧を生成する定電圧素子と、前記ソレノイドに流れる電流を一定の値に制御する電流制限素子とを備えた電流制限回路モジュールを含んで構成され、前記ソレノイドに生じる電圧が所定の値に至ると前記定電圧素子が生成する一定の電圧を前記電流制限素子に加えて、前記電流制限素子に流れる電流を一定の値に制御することを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明において、前記定電圧素子はシャントレギュレータで構成され、前記電流制限素子は電界効果トランジスタで構成されており、前記ソレノイドに生じる電圧が所定の値を超えると前記シャントレギュレータによって定電圧が生成され、該定電圧を前記電界効果トランジスタのゲートに加えて、前記電流制限素子のソース・ドレイン間に流れる電流を一定値に制御することを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、第３又は第４の発明において、前記電流制限回路モジュールには、前記定電圧素子が生成する定電圧を設定する設定回路を設けたことを特徴とする。
【００１１】
第６の発明は、第４の発明において、前記定電圧素子を構成するシャントレギュレータは、少なくとも、高電圧側に接続される第１端子と、低電圧側に接続される第２端子と、前記シャントレギュレータの動作の基準電圧を与える基準電圧端子とを有し、前記電流制限回路モジュールには、前記基準電圧端子と前記第１端子又は前記第２端子との間に可変抵抗素子を接続して、前記シャントレギュレータが生成する定電圧を設定する設定回路を設けたことを特徴とする。
【００１２】
第７の発明は、第１〜第６の発明において、前記第１部材をステータとし、前記第２部材をロータとして構成したモータと、直線運動するシリンダと、前記シリンダに螺合する回転部材によって該直線運動を回転運動に変換する運動変換部材と、を備え、前記回転部材を前記ロータ又は前記ステータのいずれか一方に連結し、前記シリンダの移動によって前記モータを回転させ、前記ロータ・ステータ間に作用する電磁力を用いて減衰力を発生するようにした。
【００１３】
第８の発明は、第１〜第６の発明において、前記第１部材をステータとし、前記第２部材をロータとして構成したモータと、前記ロータ又は前記ステータのいずれか一方に連結されたアーム部材と、前記ロータ又はステータの他方に連結された固定部材と、前記アーム部材と前記固定部材との間に介装した補助ダンパと、を備え、前記アーム部材の揺動運動によって前記ロータ又は前記ステータの一方を回転させ、前記モータに作用する電磁力を用いて減衰力を発生するようにした。
【００１４】
【発明の作用および効果】
第１の発明では、磁石が取り付けられた第１部材と、ソレノイドが取り付けられた第２部材とが相対回転可能に組み合わされ、前記第１部材と前記第２部材との相対回転運動によってソレノイドにより誘起される電磁力を運動減衰力として利用する電磁ダンパ用の電磁ダンパ制御装置において、前記第１部材と前記第２部材との相対回転運動により前記ソレノイドに生じる電圧によって動作する電流制限素子を備えて電流制限回路モジュールが複数並列に接続されて構成され、前記電流制限素子は、前記ソレノイドに生じる電圧に基づいて、前記ソレノイドに流れる電流を所定の値に制御して、前記電磁ダンパの減衰力を制御し、前記各電流制限回路モジュールは、前記ソレノイドに流れる電流を所定の値に制御する電圧が異なって設定されているので、電磁ダンパ制御装置に外部から電源を加えることなく、簡単な回路構成で電磁ダンパの減衰力を制御し、電磁ダンパの減衰力を多段階に設定することができる。
【００１５】
第２の発明では、磁石が取り付けられた第１部材と、ソレノイドが取り付けられた第２部材とが相対回転可能に組み合わされ、前記第１部材と前記第２部材との相対回転運動によってソレノイドにより誘起される電磁力を運動減衰力として利用する電磁ダンパ用の電磁ダンパ制御装置において、前記第１部材と前記第２部材との相対回転運動により前記ソレノイドに生じる電圧によって動作する電流制限素子を備えた電流制限回路モジュールが複数並列に接続されて構成され、前記電流制限素子は、前記ソレノイドに生じる電圧に基づいて、前記ソレノイドに流れる電流を所定の値に制御して、前記電磁ダンパの減衰力を制御し、前記電流制限回路モジュールの動作が切り替わることによって、変曲点を有する電流電圧特性となるように、前記ソレノイドに流れる電流を所定の値に制御するので、前記電磁ダンパの減衰力を制御することができる。
【００１６】
第３の発明では、前記電磁ダンパ制御装置は、定電圧を生成する定電圧素子と、前記ソレノイドに流れる電流を一定の値に制御する電流制限素子とを備えた電流制限回路モジュールを含んで構成され、前記ソレノイドに生じる電圧が所定の値に至ると前記定電圧素子が生成する一定の電圧を前記電流制限素子に加えて、前記電流制限素子に流れる電流を一定の値に制御するので、電磁ダンパ制御装置に外部から電源を加えることなく、簡単な回路構成で電磁ダンパの減衰力を制御することができる。
【００１７】
第４の発明では、前記定電圧素子はシャントレギュレータで構成され、前記電流制限素子は電界効果トランジスタで構成されており、前記ソレノイドに生じる電圧が所定の値を超えると前記シャントレギュレータによって定電圧が生成され、該定電圧を前記電界効果トランジスタのゲートに加えて、前記電流制限素子のソース・ドレイン間に流れる電流を一定値に制御するので、電磁ダンパ制御装置に外部から電源を加えることなく、簡単な回路構成で電磁ダンパの減衰力を制御することができる。
【００１８】
第５の発明では、前記電流制限回路モジュールには、前記定電圧素子が生成する定電圧を設定する設定回路を設けたので、簡単な回路構成で電磁ダンパの減衰力を容易に設定することができる。
【００１９】
第６の発明では、前記定電圧素子を構成するシャントレギュレータは、少なくとも、高電圧側に接続される第１端子と、低電圧側に接続される第２端子と、前記シャントレギュレータの動作の基準電圧を与える基準電圧端子とを有し、前記電流制限回路モジュールには、前記基準電圧端子と前記第１端子又は前記第２端子との間に可変抵抗素子を接続して、前記シャントレギュレータが生成する定電圧を設定する設定回路を設けたので、簡単な回路構成で電磁ダンパの減衰力を容易に設定することができる。
【００２０】
第７の発明では、前記第１部材をステータとし、前記第２部材をロータとして構成したモータと、直線運動するシリンダと、前記シリンダに螺合する回転部材によって該直線運動を回転運動に変換する運動変換部材と、を備え、前記回転部材を前記ロータ又は前記ステータのいずれか一方に連結し、前記シリンダの移動によって前記モータを回転させ、前記ロータ・ステータ間に作用する電磁力を用いて減衰力を発生するようにし、第８の発明では、前記第１部材をステータとし、前記第２部材をロータとして構成したモータと、前記ロータ又は前記ステータのいずれか一方に連結されたアーム部材と、前記ロータ又はステータの他方に連結された固定部材と、前記アーム部材と前記固定部材との間に介装した補助ダンパと、を備え、前記アーム部材の揺動運動によって前記ロータ又は前記ステータの一方を回転させ、前記モータに作用する電磁力を用いて減衰力を発生するようにしたので、電磁ダンパの構成によらず、電磁ダンパに適切な減衰力を与えることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の電磁ダンパ制御装置が適用される電磁ダンパの構成を示す断面図である。
【００２３】
このダンパは、シリンダ１が筒状のアウター２の内部を摺動可能に収容されて構成されている。シリンダ１には、内部にネジ溝が設けられたナット３が、シリンダ１との間で回転をしないように取り付けられている。また、アウター２の内部にはネジ山が設けられた軸（ボールネジ）４が回転自在に取り付けられている、このナット３とボールネジ４とは互いのネジ溝とネジ山とが係合して、ナット３がボールネジ４を回転させながら、シリンダ１が筒状のアウター２の内部を摺動可能なように取り付けられている。ボールネジ４は直流モータ５の回転軸に連結されている。モータ５は、内部に磁石とソレノイドを備えており、回転軸に設けられたソレノイドが磁石近傍を移動することで、ソレノイドにはモータの回転数に比例した誘導起電力が発生する。
【００２４】
このように構成された電磁ダンパでは、シリンダ１がアウター２内部を軸方向に摺動可能であり、シリンダ１がアウター２内部を移動するとナット３がボールネジ４に係合して、ボールネジ４を回転させながら移動する。そして、ボールネジ４の回転によって、モータ５が回転してモータ５に誘導起電力が発生する。
【００２５】
次に、この電磁ダンパを自動車に適用した場合について説明する。自動車の車体側にアウター２を取り付け、サスペンション側にシリンダ１を取り付けて、自動車に電磁ダンパを取り付けると、車体の上下運動はシリンダ１とアウター２との伸縮運動となり、車体の上下運動はボールネジ４の回転運動に変換される。そして、モータ５の回転軸が車体の上下運動に合わせて回転して、モータ５の回転軸（ボールネジ４）の回転数に比例した誘導起電力がモータ５に発生し、モータ５に電流が流れる。この誘導起電力に起因して、モータ５の回転軸（ボールネジ４）の回転方向と逆方向のトルクをモータ５に発生させることができる。この回転方向と逆向きのトルクは、電磁ダンパが発生する減衰力（荷重）となり、モータ５に流れる電流量を可変することで、電磁ダンパの減衰力を制御することができる。すなわち、モータ５に流れる電流が大きければ、モータ５に発生する回転方向と逆方向のトルクは大きくなり、モータ５に流れる電流が小さければ、モータ５に発生する回転方向と逆方向のトルクは小さくなる。このように、電磁ダンパは、モータ５をアクチュエータとして使用してシリンダ１を動作させる場合と、逆の動作をするものである。
【００２６】
このような電磁ダンパは、オイルダンパと比較して、シリンダの移動に基づくエネルギを回生することができる利点がある。また、ダンパに特別なセンサを設けなくても、ダンパの動きを直接知ることができる（モータの回転数、回転方向によってダンパの動き（伸縮方向、伸縮量）を検出することができる）。また、ダンパに油を用いないことから、油漏れが生じないオイルレスダンパとすることができる。また、従来のオイルダンパに比べ、制御性がよく、セミアクティブサスペンション等への応用が容易である。また、ダンパの減衰力を容易に変更することができ、ダンパ用チューニングツールへの応用が期待できる。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態の電磁ダンパ制御回路の構成を示す回路図である。
【００２８】
モータ５の出力電圧は電磁ダンパ制御回路６に入力されており、電磁ダンパ制御回路６がモータ５に流れる電流を制御して、電磁ダンパの減衰力が制御される。
【００２９】
電磁ダンパ制御回路６は、モータ５からの出力電流の向きをそろえる半波整流回路７、電流制限回路１０、１１を逆電圧から保護する逆接続防止回路８、９、モータ５からの出力電流の大きさを制御する電流制御回路１０、１１によって構成される。
【００３０】
モータ５が正方向（ＣＷ）に回転しているとき、モータ５には、端子Ａを正とし端子Ｂを負とする起電力が発生しており、モータ５からの出力電流はＩcw方向に流れる。この電流Ｉcwは整流回路７を介してＣＷ側電流制御回路１０に流れる（Ｉ７）。また、モータ５からの電流Ｉcwの一部は、整流回路７を介さずに逆接続防止回路９を流れてＣＷ側電流制御回路１０に至る（Ｉ９）。よって、モータ５が正方向（ＣＷ）回転中のモータ５の出力電流、すなわちＣＷ側電流制御回路１０に流れる電流Ｉcwは
Ｉcw＝Ｉ７＋Ｉ９
となり、正方向に回転中のモータ５に流れる電流Ｉcwの大きさはＣＷ側電流制御回路１０によって制御される。このとき逆接続防止回路９よって、ＣＣＷ側電流制御回路１１には電流が流れないように保護されているので、ＣＣＷ側電流制御回路１１は動作しない。
【００３１】
一方、モータ５が逆方向（ＣＣＷ）に回転しているとき、モータ５には、端子Ｂを正とし端子Ａを負とする起電力が発生しており、モータ５からの出力電流はＩｃｃｗ方向に流れる。この電流Ｉｃｃｗは整流回路７を介してＣＣＷ側電流制御回路１１に流れる（Ｉ７）。また、モータ５からの電流Ｉｃｃｗの一部は、整流回路７を介さずに逆接続防止回路８を流れてＣＣＷ側電流制御回路１１に至る（Ｉ８）。よって、モータ５が正方向（ＣＣＷ）回転中のモータ５の出力電流、すなわちＣＣＷ側電流制御回路１１に流れる電流Ｉｃｃｗは
Ｉｃｃｗ＝Ｉ７＋Ｉ８
となり、この電流Ｉｃｃｗの大きさはＣＣＷ側電流制御回路１１によって制御される。このとき逆接続防止回路８よって、ＣＷ側電流制御回路１０には電流が流れないように保護されているので、ＣＷ側電流制御回路１０は動作しない。
【００３２】
図３は、本発明の第１の実施の形態の電流制御回路１０、１１の構成を示す回路図である。
【００３３】
この電流制限回路１０、１１は各々３つの電流制限回路モジュール２１、２２、２３（図中破線で囲まれている）が並列に接続されて構成されている。この各電流制限回路モジュールは等しい動作をするので、第１電流制限回路モジュール２１についてその動作を説明し、他の電流制限回路モジュール２２、２３の動作の説明は省略する。
【００３４】
モータ５が正方向（ＣＷ）又は逆方向（ＣＣＷ）に回転することにより発生した起電力は、電流制御回路１０、１１に電圧Ｖｍとして加えられる。電流制限回路モジュール２１の正負の端子間にはＶｍを分圧する抵抗器ＶＲ１が接続されている。第１の実施の形態では、抵抗器ＶＲ１は可変抵抗器によって構成されており、分圧比を変更できるようにして、抵抗器ＶＲ１によって分圧された電圧Ｖ１を可変できるように構成されている。抵抗器ＶＲ１の可動接点と負側端子間にはシャントレギュレータＲＧ１が接続されており、シャントレギュレータのアノード・カソード間の電圧を所定の基準電圧（レギュレート電圧）Ｖｇ１より上昇させないように制御している。
【００３５】
また、シャントレギュレータＲＧ１には並列に抵抗器ＶＲ２が接続されており、シャントレギュレータのアノード・カソード間電圧を分圧して電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲート電圧Ｖ２を生成している。電界効果トランジスタＦＥＴ１は電流制限回路モジュール２１の正負端子間に接続されており、ソース・ドレイン間に流れる電流をゲート電圧Ｖ２によって制御して、電流制限回路モジュール２１に流れる電流を制御する。この電界効果トランジスタには、応答速度が速いこと及びオン抵抗が小さいことから、パワーＭＯＳＦＥＴを用いると好適である。
【００３６】
なお、シャントレギュレータＲＧ１に代えてツェナーダーオードを使用してもよいが、レギュレート電圧（ツェナ電圧）のバラツキが大きく、温度変化によるツェナ電圧の変化が大きくなるので注意が必要である。
【００３７】
図４は、本発明の第１の実施の形態におけるモータ回転数と出力電圧Ｖｍとの関係を示す特性図である。本図では横軸にモータ５の回転数を、縦軸にモータ５が発生する出力電圧Ｖｍを表している。本図より、モータ５が回転すると、その発電作用によって、モータ５の回転数に比例した誘導起電力による出力電圧Ｖｍが発生することが分かる。
【００３８】
図５は、本発明の第１の実施の形態におけるモータ出力電圧Ｖｍと分圧された電圧Ｖ１との関係を示す特性図である。本図では横軸にモータ５が発生する出力電圧Ｖｍを、縦軸にＶＲ１によって分圧された電圧Ｖ１を表している。本図より、モータ５の回転によるモータ５の出力電圧Ｖｍが徐々に高くなると、ＶＲ１によって設定された分圧比に従ってＶ１も上昇し、さらにモータ５の出力電圧Ｖｍが増加して、Ｖ１がシャントレギュレータＲＧ１のレギュレート電圧Ｖｇ１に達すると、Ｖ１はシャントレギュレータの作用によって一定電圧（レギュレート電圧）Ｖｇ１に抑えられることが分かる。
【００３９】
図中複数の線は、ＶＲ１によって設定される分圧比が変化することによるＶ１−Ｖｍ特性の変化を示し、図中右下側の線ほどＶＲ１によって設定される分圧比（Ｖ１／Ｖｍ）が小さい。すなわち、分圧比が小さいほど、モータ５の出力電圧Ｖｍが同じであっても、ＶＲ１によって分圧されて生じる電圧Ｖ１は低くなる。
【００４０】
図６は、本発明の第１の実施の形態における分圧された電圧Ｖ１とゲート電圧Ｖ２との関係を示す特性図である。本図では横軸にＶＲ１によって分圧された電圧Ｖ１を、縦軸にＶＲ２によって分圧された電圧Ｖ２を表している。本図より、モータ５の回転によるモータ５の出力電圧Ｖｍが上昇し、Ｖ１が徐々に高くなると、ＶＲ２によって設定された分圧比に従ってＶ２も上昇する。そして、さらにモータ５の出力電圧Ｖｍが増加して、Ｖ１がシャントレギュレータＲＧ１のレギュレート電圧Ｖｇ１に達して、Ｖ１がシャントレギュレータの作用によってレギュレート電圧Ｖｇ１に抑えられると、Ｖ２もＶＲ２によって設定された分圧比によって定められる電圧に抑えられることが分かる。
【００４１】
図中複数の線は、ＶＲ２によって設定される分圧比が変化することによるＶ２−Ｖ１特性の変化を示し、図中右下側の線ほどＶＲ２によって設定される分圧比（Ｖ２／Ｖ１）が小さい。すなわち、分圧比が小さいほど、Ｖ１が同じであっても、ＶＲ２によって分圧されて生じる電圧Ｖ２は低くなる。また、分圧比（Ｖ２／Ｖ１）が小さくなると、Ｖ１が飽和したとき（Ｖ１＝Ｖｇ１のとき）の電圧Ｖ２が低くなる。
【００４２】
図７は、本発明の第１の実施の形態における電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の特性図である。本図では横軸にドレイン・ソース間電圧（モータの出力電圧Ｖｍ）を、縦軸にドレイン電流Ｉ１を表している。図中複数の線はゲート電圧Ｖ２によるドレイン電流Ｉ１の変化を示し、上に描かれている線ほどゲート電圧（Ｖ２）は大きくなる。
【００４３】
本図によれば、本実施の形態のＦＥＴはゲート電圧Ｖ２が高くなれば、飽和領域ではドレイン電流Ｉ１が増加し、飽和領域ではドレイン・ソース間電圧Ｖｍによらず、ドレイン電流Ｉ１はほぼ一定となる特性を有していることが分かる。すなわち、ドレイン・ソース間電圧Ｖｍによらず、ゲート電圧Ｖ２によってのみドレイン電流Ｉ１が制御される。
【００４４】
以下、前述した構成を有する電流制限回路モジュール２１の動作について説明する。
【００４５】
モータ５が回転すると、その発電作用によって誘導起電力が発生し、出力電圧Ｖｍが電流制限回路１０、１１（電流制限回路モジュール２１）に加えられる。この電流制限回路１０、１１に加えられる出力電圧Ｖｍはモータ５の回転数に比例する（図４）。シリンダ１がアウター２中を徐々に速度を増して移動して、モータ５の回転数が増加し、Ｖｍが徐々に高くなると、抵抗器ＶＲ１によって分圧されたＶ１は、抵抗器ＶＲ１によって設定された分圧比に従って、電圧Ｖｍに比例して上昇する（図５）。これに伴い、ＦＥＴ１のゲート電圧Ｖ２も、抵抗器ＶＲ２によって設定された分圧比に従って、抵抗器ＶＲ１によって分圧された電圧Ｖ１に比例して上昇する（図６）。
【００４６】
さらに、モータ５の回転数が増加して、抵抗器ＶＲ１によって分圧された電圧Ｖ１がレギュレート電圧Ｖｇ１に達すると、シャントレギュレータＲＧ１の作用によって、電流制限回路１０、１１に加わる出力電圧Ｖｍがさらに上昇しても、抵抗器ＶＲ１によって分圧された電圧Ｖ１はレギュレート電圧Ｖｇ１に制限され飽和状態となる。同様に抵抗器ＶＲ２によって分圧された電圧Ｖ２も、レギュレート電圧Ｖｇ１及びＶＲ２で設定される分圧比によって定まる上限値に制限され飽和状態となる。
【００４７】
Ｖ２はＦＥＴ１のゲート電圧なので、ゲート電圧Ｖ２が飽和していない状態では、ゲート電圧Ｖ２に応じてドレイン電流Ｉ１が流れる（図７）。すなわち、ゲート電圧Ｖ２が上昇するとＦＥＴ１のドレイン電流Ｉ１が増加して、モータ５に流れる電流Ｉcwを増加させる。なお、ゲート電圧Ｖ２が極めて低い状態ではＦＥＴ１は動作せず、ＦＥＴ１の動作点を超えるゲート電圧が加わるまでドレイン電流Ｉ１は流れない。また、ゲート電圧Ｖ２が飽和した状態では、ゲート電圧Ｖ２は一定の電圧となり、ドレイン電流Ｉ１は一定値となる。
【００４８】
すなわち、電流制限回路１０、１１に加わるモータの出力電圧Ｖｍが低いとき（Ｖｍを分圧して生成されたゲート電圧Ｖ２が極めて低いとき）にはドレイン電流Ｉ１は流れないが、モータの出力電圧Ｖｍ（ゲート電圧Ｖ２）が上昇するとＦＥＴ１のドレイン電流Ｉ１が増加してモータ５に流れる電流Ｉcwを増加させる。そして、モータの出力電圧Ｖｍがさらに上昇すると、ゲート電圧Ｖ２は一定の電圧に飽和して、ＦＥＴ１のドレイン電流Ｉ１も一定値となる。
【００４９】
図８は、電流制限回路１０、１１の特性図である。本図では横軸に電流制限回路に加えられる電圧（モータの出力電圧Ｖｍ）を、縦軸に電流制限回路１０に流れる電流Ｉcw（又は、電流制限回路１１に流れる電流Ｉccw）を表している。
【００５０】
ドレイン電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３が飽和する点で、Ｉcwに変曲点があり、各変曲点の位置は抵抗器ＶＲ１〜ＶＲ６によって、図上、上下左右に変更することができる。また、変曲点の数は電流制御回路内で並列に接続される電流制限回路モジュールの数によって変化させることができる。
【００５１】
すなわち、電流制限回路モジュールの数及び電流制限回路モジュール内の抵抗器ＶＲ１〜ＶＲ６の抵抗値を適宜調整することによって、変曲点の数及び位置を任意に変化させることができ、モータ５に流れる電流Ｉcwを任意に制御して、モータ５に生じる回転方向と逆向きのトルクを制御することができる。
【００５２】
モータ５の回転数が増加すると、ＦＥＴ１のゲート電圧Ｖ２が増加し、ドレイン電流Ｉ１が増加する。そして、モータ５の回転数がさらに増加すると、ＦＥＴ１のゲート電圧Ｖ２がレギュレート電圧Ｖｇ１に制限されて、ドレイン電流Ｉ１が一定の電流値に飽和する。そして、モータの出力電圧Ｖｍがドレイン電流Ｉ１の飽和値に達したときに（第１変曲点）、ＦＥＴ２のゲート電圧が動作点を超えるように可変抵抗ＶＲ３を調整する。すなわち、電流制限回路モジュール２１に流れる電流（ドレイン電流Ｉ１）が飽和した後に、電流制限回路モジュール２２に電流（ドレイン電流Ｉ２）が流れ始めるように電流制限回路モジュール２２を調整する。
【００５３】
よって、第１変曲点までの間は第１電流制限回路モジュールのみが動作して、ＦＥＴ１のドレイン電流Ｉ１がモータ５に流れるので、モータ電流Ｉcwは、
Ｉcw＝Ｉ１
となる。さらに、第１変曲点から第２変曲点までの間は、第１電流制限回路モジュールに流れる電流は飽和しているが、第２電流制限回路モジュールが動作して、ＦＥＴ２のドレイン電流Ｉ２もモータ５に流れるので、モータ電流Ｉcwは、
Ｉcw＝Ｉ２＋Ｉ１(飽和)
となる。さらに、第２変曲点から第３変曲点までの間は、第１電流制限回路モジュール及び第２電流制限回路モジュールに流れる電流は飽和しているが、第３電流制限回路モジュールが動作して、ＦＥＴ３のドレイン電流Ｉ３もモータ５に流れるので、モータ電流Ｉcwは、
Ｉcw＝Ｉ３＋Ｉ２(飽和)＋Ｉ１(飽和)
となる。さらに、第３変曲点を過ぎてからは、第１電流制限回路モジュール、第２電流制限回路モジュール及び第３電流制限回路モジュールに流れる電流が飽和しているので、モータ電流Ｉcwは、
Ｉcw＝Ｉ３(飽和)＋Ｉ２(飽和)＋Ｉ１(飽和)
となる。
【００５４】
次に、電流制限回路１０、１１の特性図（図８）における変曲点の位置の移動について説明する。以下、第１変曲点の移動について説明するが、他の変曲点も同様に移動させることができるので、他の変曲点についての説明は省略する。
【００５５】
前述したように、ＶＲ１によって設定される分圧比（Ｖ１／Ｖｍ）が変化することによってＶ１−Ｖｍ特性が変化する（図５）。すなわち、ＶＲ１による分圧比が小さいほど、Ｖ１が飽和するときのモータ５の出力電圧Ｖｍが大きくなり、分圧比が大きいほど、Ｖ１が飽和するときのモータ５の出力電圧Ｖｍが小さくなる。つまり、ＶＲ１による分圧比が小さいほど変曲点は図中右側に移動し、分圧比が大きいほど変曲点は図中左側に移動する。
【００５６】
また、ＶＲ２によって設定される分圧比（Ｖ２／Ｖ１）が変化することによって、Ｖ２−Ｖ１特性が変化する（図６）。すなわち、ＶＲ２による分圧比が小さいほど、Ｖ２の飽和電圧が小さくなり、ＶＲ２による分圧比が大きいほど、Ｖ２の飽和電圧が大きくなる。つまり、ＶＲ２による分圧比が小さいほど変曲点は図中下側に移動し、分圧比が大きいほど変曲点は図中上側に移動する。
【００５７】
このように、第１の実施の形態の電磁ダンパ制御回路によると、モータ５が発生した電圧を分圧してＦＥＴ１に流れるドレイン電流Ｉ１を制御するように構成したので、外部から電源を供給することなく、電磁ダンパによる減衰力を制御することができる。また、電流制限回路モジュール内の抵抗器を調整することで、電流制限回路モジュールの電流−電圧特性を変化させることができ、電磁ダンパによる減衰力を容易に制御することができる。また、電磁ダンパ制御回路を複数の電流制限回路モジュールを並列に接続して構成したので、電磁ダンパの動作速度（モータ５の回転数）によって、所望の減衰力を得ることができる。
【００５８】
図９は、本発明の第２の実施の形態の電流制御回路１０、１１内の電流制限回路モジュールの構成を示す回路図である。この第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態（図３）と異なり、シャントレギュレータに加えられる基準電圧を変えることによって、シャントレギュレータのレギュレート電圧を可変することができるものである。なお、電流制限回路モジュール以外の電流制御回路１０、１１内の構成は、前述した第１の実施の形態と同じであるため、その説明は省略する。
【００５９】
モータ５が正方向（ＣＷ）又は逆方向（ＣＣＷ）に回転することにより発生した起電力は、電流制御回路の電流制限回路モジュール２４に出力電圧Ｖｍとして加えられる。電流制限回路モジュール２４の正負の端子間にはＶｍを分圧する抵抗器ＶＲ７が接続されている。第２の実施の形態では、抵抗器ＶＲ７は可変抵抗器によって構成されており、分圧比を変更できるようにして、抵抗器ＶＲ７によって分圧された電圧Ｖ７を可変できるように構成されている。抵抗器ＶＲ７の可動接点と負側端子との間にはシャントレギュレータＲＧ４が接続されており、シャントレギュレータのアノード・カソード間の電圧を、基準電圧によって定まる所定のレギュレート電圧Ｖｏより上昇させないように制御している。シャントレギュレータＲＧ４の基準電圧端子と電流制限回路モジュール２４の負端子側との間には抵抗器Ｒが接続され、シャントレギュレータＲＧ４の基準電圧端子と抵抗器ＶＲ７の可動接点との間には可変抵抗器ＶＲ９が接続されている。この可変抵抗器ＶＲ９と抵抗器Ｒとによって、Ｖｍを分圧した電圧であるＶ７を分圧することでシャントレギュレータに加える基準電圧Ｖｇ４を生成している。すなわち、可変抵抗器ＶＲ９を可変することによって、Ｖ７の分圧比が変化して、シャントレギュレータに加わる基準電圧Ｖｇ４が変化する。
【００６０】
また、シャントレギュレータＲＧ４には並列に抵抗器ＶＲ８が接続されており、シャントレギュレータのアノード・カソード間電圧を分圧して電界効果トランジスタＦＥＴ４のゲート電圧Ｖ９を生成している。電界効果トランジスタＦＥＴ４は電流制限回路モジュール２４の正負端子間に接続されており、ドレイン電流Ｉ４をゲート電圧Ｖ９によって制御して、電流制限回路モジュール２４に流れる電流を制御する。
【００６１】
以下、第２の実施の形態の電流制限回路モジュール２４の動作について説明する。
【００６２】
モータ５が回転すると、その発電作用によって誘導起電力が発生し、出力電圧Ｖｍが電流制限回路１０、１１（電流制限回路モジュール２４）に加えられる。この電流制限回路モジュール２４に加えられる出力電圧Ｖｍはモータ５の回転数に比例して増加する。そして、シリンダ１がアウター２中を徐々に速度を増して移動して、モータ５の回転数が増加し、Ｖｍが徐々に高くなると、抵抗器ＶＲ７によって分圧されたＶ７は、抵抗器ＶＲ７によって設定された分圧比に従って、電圧Ｖｍに比例して上昇する。これに伴い、ＦＥＴ４のゲート電圧Ｖ９も、抵抗器ＶＲ８によって設定された分圧比に従って、抵抗器ＶＲ７によって分圧された電圧Ｖ７に比例して上昇する。
【００６３】
さらに、モータ５の回転数が増加して、抵抗器ＶＲ７によって分圧された電圧Ｖ７がレギュレート電圧Ｖｏに達すると、シャントレギュレータＲＧ４の作用によって、電流制限回路モジュール２４に加わる電圧Ｖｍがさらに上昇しても、抵抗器ＶＲ７によって分圧された電圧Ｖ７はレギュレート電圧Ｖｏに制限され飽和状態となる。同様に抵抗器ＶＲ８によって分圧された電圧Ｖ９も、レギュレート電圧Ｖｏ及びＶＲ８で設定される分圧比によって定まる上限値に制限されと飽和状態となる。このシャントレギュレータのレギュレート電圧Ｖｏはシャントレギュレータの基準電圧端子に加えられる電圧及び基準電圧端子に接続される抵抗比（ＶＲ９／Ｒ）によって定まる。例えば、レギュレート電圧Ｖｏは、Ｖｏ＝（１＋ＶＲ９／Ｒ）Ｖｇ４によって与えられるレギュレート電圧を発生するシャントレギュレータが提供されており（例えば、ＴＬ４３１）、可変抵抗の抵抗値ＶＲ９を変化させることで、シャントレギュレータのレギュレート電圧Ｖｏを変化させることができる。
【００６４】
Ｖ９はＦＥＴ４のゲート電圧なので、ゲート電圧Ｖ９が飽和していない状態では、ゲート電圧Ｖ９に応じてドレイン電流Ｉ４が流れる。すなわち、ゲート電圧Ｖ９が上昇するとＦＥＴ４のドレイン電流Ｉ４が増加して、モータ５に流れる電流Ｉcwを増加させる。
【００６５】
このように、第２の実施の形態では、シャントレギュレータの基準電圧を変えることによって、レギュレート電圧Ｖｏを変化させることができ、ＦＥＴ４のゲート電圧の調整範囲が広がるので、ドレイン電流の調整範囲が広くなり、図８に示すＩcw（又はＩccw）変曲点の調整範囲を広することができる。よって、電磁ダンパの減衰力を設定できる範囲が広くなる。
【００６６】
図１０は、本発明の電磁ダンパ制御装置が適用される別な電磁ダンパの構成を示す図である。
【００６７】
図１０に示す電磁ダンパは、前述したシリンダが直線運動をする電磁ダンパ（図１）と異なり、ヒンジのような揺動運動をする部位に適用されるものである。
【００６８】
図１０に示す電磁ダンパは、固定部３１と可動部３２とが、モータ３３を介して相対的に回動可能に接続されて構成されている。モータ３３は、内部に磁石とソレノイドを備えており、回転軸に設けられたソレノイドが磁石近傍を移動することで、ソレノイドにはモータの回転速度に比例した誘導起電力が発生する。すなわち、モータの本体ケース（ステータ）が固定部３１に取り付けられており、モータの回転軸（ロータ）が可動部３２に取り付けられている。そして、可動部３２が固定部３１に対して相対移動するとモータ３３に誘導起電力が発生する。このときモータ３３に流れる電流を、本発明に係る電磁ダンパ制御回路で制御することによって、モータ３３の回転方向と逆方向のトルクを制御して、揺動部の減衰力を制御することができる。
【００６９】
なお、この電磁ダンパでは、モータ３３は大きなトルクを発生することが要求されるので、固定部３１とか胴部３２との間に補助的なダンパ３４を設けてもよい。さらに、ダンパに並列にバネ３５を設け、固定部３１、可動部３２を所定位置に保持するように構成するとよい。また、モータに減速機を設けてモータの発生するトルクを増幅して稼動部・固定部間に加えるように構成するとよい。
【００７０】
このように、図１０に示す実施の形態では、直線運動を回転運動に変換する変換機構を設ける必要がないので、電磁ダンパを単純な構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁ダンパ制御装置が適用される電磁ダンパの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の電磁ダンパ制御回路の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の電流制御回路の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるモータ回転数と出力電圧Ｖｍとの関係を示す特性図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるモータ出力電圧Ｖｍと分圧された電圧Ｖ１との関係を示す特性図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における分圧された電圧Ｖ１とゲート電圧Ｖ２との関係を示す特性図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるＦＥＴの特性図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の電磁ダンパ制御回路の特性図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の電流制限回路モジュールの構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の電磁ダンパ制御装置が適用される別な電磁ダンパの構成図である。
【符号の説明】
１シリンダ
２アウター
３ナット
４ボールネジ
５モータ
６電磁ダンパ制御回路
７整流回路
８、９逆接続防止回路
１０電流制限回路（ＣＷ回転側）
１１電流制限回路（ＣＣＷ回転側）
２１第１電流制限回路モジュール
２２第２電流制限回路モジュール
２３第３電流制限回路モジュール
２４電流制限回路モジュール
３１可動部
３２固定部
３３モータ
３４ダンパ
ＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３、ＶＲ７可変抵抗器
ＶＲ４、ＶＲ５、ＶＲ６、ＶＲ８可変抵抗器
ＲＧ１、ＲＧ２、ＲＧ３、ＲＧ４シャントレギュレータ
ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４電界効果トランジスタ
Ｒ抵抗器
ＶＲ９可変抵抗器[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to an electromagnetic damper control device used for vehicles, buildings, and the like, and more particularly to an electromagnetic damper control device capable of controlling the damping force of an electromagnetic damper without applying an external power source.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electromagnetic damper has a cylinder and an outer that are provided so as to be capable of relative expansion and contraction, and a nut provided in the cylinder rotates a ball shaft having a thread by moving the cylinder, whereby a motor connected to the ball shaft is provided. A damping force is generated by controlling the current flowing through the motor using the electromotive force generated by the rotation.
[0003]
As an electromagnetic damper control device for controlling this current, the induced voltage of the electromagnetic damper is boosted by changing the switching duty ratio of the transistor that switches the current output from the motor, and a desired damping force is applied to the electromagnetic damper. Has been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-311452).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional electromagnetic damper control device described above, a power source is required to operate the control circuit for performing such control, and it is necessary to supply power from the outside. There was a problem that could not be obtained. Also , Since the duty ratio of the switching transistor is changed by the control program based on the voltage generated by the motor, the damping force of the electromagnetic damper cannot be easily changed.
[0005]
An object of this invention is to provide the electromagnetic damper control apparatus which does not require the power supply from the outside but can give a desired damping force to an electromagnetic damper.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, a first member to which a magnet is attached and a second member to which a solenoid is attached are combined so as to be capable of relative rotation. In an electromagnetic damper control device for an electromagnetic damper that uses an induced electromagnetic force as a motion damping force, the electromagnetic damper control device includes a current limiting element that is operated by a voltage generated in the solenoid by a relative rotational movement between the first member and the second member. Current limit circuit module Are connected in parallel, and the current limiting element controls the current flowing through the solenoid to a predetermined value based on the voltage generated at the solenoid (for example, the voltage generated at the solenoid reaches a predetermined value). And by controlling the current flowing through the solenoid to a predetermined constant value), controlling the damping force of the electromagnetic damper, each Current limit circuit module Is characterized in that the voltage for controlling the current flowing through the solenoid to a predetermined value is set differently.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, a first member to which a magnet is attached and a second member to which a solenoid is attached are combined so as to be relatively rotatable, and the first member and the second member are rotated by the solenoid by the relative rotational movement of the first member and the second member. In an electromagnetic damper control device for an electromagnetic damper that uses an induced electromagnetic force as a motion damping force, a current limiting element that is operated by a voltage generated in the solenoid due to a relative rotational movement between the first member and the second member. A plurality of current limiting circuit modules provided are connected in parallel, The current limiting element controls the current flowing through the solenoid to a predetermined value based on the voltage generated at the solenoid (for example, when the voltage generated at the solenoid reaches a predetermined value, the current flowing through the solenoid is set to a predetermined constant value). Control the damping force of the electromagnetic damper, and by switching the operation of the current limiting circuit module, the current flowing through the solenoid is set to a predetermined value so as to have a current-voltage characteristic having an inflection point. The damping force of the electromagnetic damper is controlled by controlling to a value.
[0008]
According to a third invention, in the first to second inventions, the electromagnetic damper control device includes a constant voltage element that generates a constant voltage and a current limiting element that controls a current flowing through the solenoid to a constant value. Current limit circuit module When a voltage generated in the solenoid reaches a predetermined value, a constant voltage generated by the constant voltage element is added to the current limiting element, and a current flowing through the current limiting element is controlled to a constant value. It is characterized by doing.
[0009]
In a fourth aspect based on the third aspect, the constant voltage element is composed of a shunt regulator, the current limiting element is composed of a field effect transistor, and when the voltage generated in the solenoid exceeds a predetermined value, A constant voltage is generated by a shunt regulator, and the constant voltage is applied to the gate of the field effect transistor to control the current flowing between the source and drain of the current limiting element to a constant value.
[0010]
A fifth invention provides the current limiting circuit according to the third or fourth invention. module Has a setting circuit for setting a constant voltage generated by the constant voltage element.
[0011]
According to a sixth invention, in the fourth invention, the shunt regulator constituting the constant voltage element includes at least a first terminal connected to a high voltage side, a second terminal connected to a low voltage side, A reference voltage terminal for providing a reference voltage for the operation of the shunt regulator, and the current limiting circuit. module Is provided with a setting circuit for setting a constant voltage generated by the shunt regulator by connecting a variable resistance element between the reference voltage terminal and the first terminal or the second terminal. .
[0012]
According to a seventh invention, in the first to sixth inventions, there is provided a motor in which the first member is a stator and the second member is a rotor, a linearly moving cylinder, and a rotating member screwed into the cylinder. A motion converting member that converts the linear motion into a rotational motion, the rotating member is connected to either the rotor or the stator, the motor is rotated by movement of the cylinder, and the rotor-stator The damping force is generated using the electromagnetic force acting on the.
[0013]
According to an eighth invention, in the first to sixth inventions, the first member is a stator and the second member is a rotor, and the arm member is connected to either the rotor or the stator. And a fixing member connected to the other of the rotor or the stator, and an auxiliary damper interposed between the arm member and the fixing member, and the rotor or the stator by a swinging motion of the arm member One of them was rotated, and a damping force was generated using an electromagnetic force acting on the motor.
[0014]
Operation and effect of the invention
In the first invention, the first member to which the magnet is attached and the second member to which the solenoid is attached are combined so as to be rotatable relative to each other, and the relative rotation movement between the first member and the second member causes the solenoid to In an electromagnetic damper control device for an electromagnetic damper that uses an induced electromagnetic force as a motion damping force, the electromagnetic damper control device includes a current limiting element that is operated by a voltage generated in the solenoid by a relative rotational movement between the first member and the second member. Current limiting circuit module Are connected in parallel, and the current limiting element controls a current flowing through the solenoid to a predetermined value based on a voltage generated in the solenoid to control a damping force of the electromagnetic damper, each Current limit circuit module Since the voltage for controlling the current flowing through the solenoid to a predetermined value is set differently, the damping force of the electromagnetic damper can be controlled with a simple circuit configuration without applying external power to the electromagnetic damper control device. The damping force of the electromagnetic damper can be set in multiple stages.
[0015]
In the second aspect of the invention, the first member to which the magnet is attached and the second member to which the solenoid is attached are combined so as to be relatively rotatable, and the first member and the second member are rotated by the solenoid by the relative rotational movement of the first member and the second member. In an electromagnetic damper control device for an electromagnetic damper that uses an induced electromagnetic force as a motion damping force, a current limiting element that is operated by a voltage generated in the solenoid due to a relative rotational movement between the first member and the second member. A plurality of current limiting circuit modules provided are connected in parallel, The current limiting element controls the current flowing through the solenoid to a predetermined value based on the voltage generated in the solenoid, controls the damping force of the electromagnetic damper, and the operation of the current limiting circuit module is switched. Since the current flowing through the solenoid is controlled to a predetermined value so as to have a current-voltage characteristic having an inflection point, the damping force of the electromagnetic damper can be controlled.
[0016]
In a third invention, the electromagnetic damper control device includes a constant voltage element that generates a constant voltage, and a current limiting circuit that controls a current flowing through the solenoid to a constant value. module When a voltage generated in the solenoid reaches a predetermined value, a constant voltage generated by the constant voltage element is added to the current limiting element, and a current flowing through the current limiting element is controlled to a constant value. Therefore, the damping force of the electromagnetic damper can be controlled with a simple circuit configuration without applying external power to the electromagnetic damper control device.
[0017]
In a fourth invention, the constant voltage element is constituted by a shunt regulator, the current limiting element is constituted by a field effect transistor, and when the voltage generated in the solenoid exceeds a predetermined value, the constant voltage is generated by the shunt regulator. Since the generated constant voltage is applied to the gate of the field effect transistor and the current flowing between the source and drain of the current limiting element is controlled to a constant value, without applying an external power source to the electromagnetic damper control device, The damping force of the electromagnetic damper can be controlled with a simple circuit configuration.
[0018]
In the fifth invention, the current limiting circuit module Since the setting circuit for setting the constant voltage generated by the constant voltage element is provided, the damping force of the electromagnetic damper can be easily set with a simple circuit configuration.
[0019]
In a sixth invention, the shunt regulator constituting the constant voltage element includes at least a first terminal connected to the high voltage side, a second terminal connected to the low voltage side, and a reference for operation of the shunt regulator. A reference voltage terminal for providing a voltage, and the current limiting circuit. module Since a setting circuit for setting a constant voltage generated by the shunt regulator is provided by connecting a variable resistance element between the reference voltage terminal and the first terminal or the second terminal, a simple circuit is provided. The damping force of the electromagnetic damper can be easily set with the configuration.
[0020]
In a seventh aspect of the invention, the linear motion is converted into rotational motion by a motor configured with the first member as a stator and the second member as a rotor, a linearly moving cylinder, and a rotating member screwed into the cylinder. And a motion conversion member, wherein the rotating member is connected to one of the rotor and the stator, the motor is rotated by movement of the cylinder, and is attenuated using electromagnetic force acting between the rotor and the stator. In the eighth aspect of the invention, the motor comprises the first member as a stator and the second member as a rotor, and an arm member connected to either the rotor or the stator, A fixing member connected to the other of the rotor or the stator, and an auxiliary damper interposed between the arm member and the fixing member. Since one of the rotor and the stator is rotated by the swinging motion of the drum member and the damping force is generated using the electromagnetic force acting on the motor, it is suitable for the electromagnetic damper regardless of the configuration of the electromagnetic damper. Can provide a strong damping force.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an electromagnetic damper to which an electromagnetic damper control device of the present invention is applied.
[0023]
The damper is configured such that a cylinder 1 is slidably accommodated in a cylindrical outer 2. A nut 3 having a thread groove therein is attached to the cylinder 1 so as not to rotate with the cylinder 1. Further, a shaft (ball screw) 4 provided with a thread is rotatably mounted inside the outer 2. The nut 3 and the ball screw 4 are engaged with each other by a thread groove and a thread. While the nut 3 rotates the ball screw 4, the cylinder 1 is attached so as to be slidable inside the cylindrical outer 2. The ball screw 4 is connected to the rotating shaft of the DC motor 5. The motor 5 includes a magnet and a solenoid inside, and when the solenoid provided on the rotating shaft moves in the vicinity of the magnet, an induced electromotive force proportional to the rotation speed of the motor is generated in the solenoid.
[0024]
In the electromagnetic damper configured as described above, the cylinder 1 can slide in the axial direction inside the outer 2, and when the cylinder 1 moves inside the outer 2, the nut 3 engages with the ball screw 4 to rotate the ball screw 4. To move. The motor 5 is rotated by the rotation of the ball screw 4 and an induced electromotive force is generated in the motor 5.
[0025]
Next, a case where this electromagnetic damper is applied to an automobile will be described. When the outer 2 is attached to the vehicle body side, the cylinder 1 is attached to the suspension side, and the electromagnetic damper is attached to the vehicle, the vertical movement of the vehicle body becomes a telescopic movement between the cylinder 1 and the outer body 2, and the vertical movement of the vehicle body is the ball screw 4. Is converted into a rotational motion. Then, the rotating shaft of the motor 5 rotates in accordance with the vertical movement of the vehicle body, and an induced electromotive force proportional to the number of rotations of the rotating shaft (ball screw 4) of the motor 5 is generated in the motor 5, and current flows through the motor 5. . Due to this induced electromotive force, it is possible to cause the motor 5 to generate torque in the direction opposite to the rotation direction of the rotating shaft (ball screw 4) of the motor 5. The torque in the direction opposite to the rotation direction becomes a damping force (load) generated by the electromagnetic damper, and the damping force of the electromagnetic damper can be controlled by varying the amount of current flowing through the motor 5. That is, if the current flowing through the motor 5 is large, the torque in the direction opposite to the rotation direction generated in the motor 5 is large. If the current flowing through the motor 5 is small, the torque in the direction opposite to the rotation direction generated in the motor 5 is small. Become. As described above, the electromagnetic damper performs an operation opposite to that in the case of operating the cylinder 1 using the motor 5 as an actuator.
[0026]
Such an electromagnetic damper has an advantage that energy based on the movement of the cylinder can be regenerated as compared with the oil damper. Further, it is possible to directly know the movement of the damper without providing a special sensor for the damper (the movement of the damper (the expansion / contraction direction and the amount of expansion / contraction) can be detected based on the rotation speed and rotation direction of the motor). Further, since no oil is used for the damper, an oilless damper that does not cause oil leakage can be obtained. In addition, it has better controllability than conventional oil dampers and is easy to apply to semi-active suspensions. In addition, the damping force of the damper can be easily changed, and application to a tuning tool for a damper can be expected.
[0027]
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the electromagnetic damper control circuit according to the embodiment of the present invention.
[0028]
The output voltage of the motor 5 is input to the electromagnetic damper control circuit 6, and the electromagnetic damper control circuit 6 controls the current flowing through the motor 5 to control the damping force of the electromagnetic damper.
[0029]
The electromagnetic damper control circuit 6 includes a half-wave rectifier circuit 7 that aligns the direction of output current from the motor 5, reverse connection prevention circuits 8 and 9 that protect the current limiting circuits 10 and 11 from reverse voltage, and output current from the motor 5. It is comprised by the current control circuits 10 and 11 which control a magnitude | size.
[0030]
When the motor 5 is rotating in the positive direction (CW), an electromotive force is generated in the motor 5 with the terminal A being positive and the terminal B being negative, and the output current from the motor 5 flows in the Icw direction. . This current Icw flows to the CW side current control circuit 10 through the rectifier circuit 7 (I7). Part of the current Icw from the motor 5 flows through the reverse connection prevention circuit 9 without going through the rectifier circuit 7 and reaches the CW-side current control circuit 10 (I9). Therefore, the output current of the motor 5 while the motor 5 is rotating in the forward direction (CW), that is, the current Icw flowing through the CW side current control circuit 10 is
Icw = I7 + I9
Thus, the magnitude of the current Icw flowing through the motor 5 rotating in the positive direction is controlled by the CW-side current control circuit 10. At this time, since the reverse connection prevention circuit 9 protects the CCW-side current control circuit 11 from flowing current, the CCW-side current control circuit 11 does not operate.
[0031]
On the other hand, when the motor 5 is rotating in the reverse direction (CCW), an electromotive force is generated in the motor 5 with the terminal B being positive and the terminal A being negative, and the output current from the motor 5 is in the Iccw direction. Flowing into. This current Iccw flows through the rectifier circuit 7 to the CCW side current control circuit 11 (I7). Part of the current Iccw from the motor 5 flows through the reverse connection prevention circuit 8 without going through the rectifier circuit 7 and reaches the CCW side current control circuit 11 (I8). Therefore, the output current of the motor 5 while the motor 5 is rotating in the forward direction (CCW), that is, CCW The current Iccw flowing through the side current control circuit 11 is
Iccw = I7 + I8
Thus, the magnitude of the current Iccw is controlled by the CCW side current control circuit 11. At this time, since the reverse connection prevention circuit 8 protects the CW side current control circuit 10 from flowing current, the CW side current control circuit 10 does not operate.
[0032]
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the current control circuits 10 and 11 according to the first embodiment of the present invention.
[0033]
Each of the current limiting circuits 10 and 11 is configured by connecting three current limiting circuit modules 21, 22, and 23 (enclosed by broken lines in the figure) in parallel. Since these current limit circuit modules perform the same operation, the operation of the first current limit circuit module 21 will be described, and the description of the operations of the other current limit circuit modules 22 and 23 will be omitted.
[0034]
The electromotive force generated when the motor 5 rotates in the forward direction (CW) or the reverse direction (CCW) is applied to the current control circuits 10 and 11 as a voltage Vm. A resistor VR1 that divides Vm is connected between the positive and negative terminals of the current limiting circuit module 21. In the first embodiment, the resistor VR1 is configured by a variable resistor, and is configured such that the voltage V1 divided by the resistor VR1 can be varied by changing the voltage dividing ratio. A shunt regulator RG1 is connected between the movable contact and negative terminal of the resistor VR1, and the voltage between the anode and the cathode of the shunt regulator is controlled so as not to rise above a predetermined reference voltage (regulated voltage) Vg1. Yes.
[0035]
In addition, a resistor VR2 is connected in parallel to the shunt regulator RG1, and the voltage between the anode and cathode of the shunt regulator is divided to generate the gate voltage V2 of the field effect transistor FET1. The field effect transistor FET1 is connected between the positive and negative terminals of the current limiting circuit module 21, and controls the current flowing through the current limiting circuit module 21 by controlling the current flowing between the source and the drain by the gate voltage V2. For this field effect transistor, it is preferable to use a power MOSFET because of its high response speed and low on-resistance.
[0036]
Note that a zener diode may be used instead of the shunt regulator RG1, but care must be taken because the variation of the regulated voltage (zener voltage) is large and the change of the Zener voltage due to a temperature change becomes large.
[0037]
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the motor rotation speed and the output voltage Vm in the first embodiment of the present invention. In the figure, the horizontal axis represents the number of rotations of the motor 5, and the vertical axis represents the output voltage Vm generated by the motor 5. From this figure, it can be seen that when the motor 5 rotates, an output voltage Vm generated by an induced electromotive force proportional to the number of rotations of the motor 5 is generated by the power generation action.
[0038]
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the motor output voltage Vm and the divided voltage V1 in the first embodiment of the present invention. In this figure, the horizontal axis represents the output voltage Vm generated by the motor 5, and the vertical axis represents the voltage V1 divided by VR1. From this figure, when the output voltage Vm of the motor 5 due to the rotation of the motor 5 gradually increases, V1 also increases according to the voltage division ratio set by VR1, further increases the output voltage Vm of the motor 5, and V1 becomes a shunt regulator. When the regulated voltage Vg1 of RG1 is reached, it can be seen that V1 is suppressed to a constant voltage (regulated voltage) Vg1 by the action of the shunt regulator.
[0039]
A plurality of lines in the figure indicate changes in the V1-Vm characteristic due to changes in the voltage division ratio set by VR1, and the voltage division ratio (V1 / Vm) set by VR1 is smaller in the lower right line in the figure. . In other words, the smaller the voltage division ratio, the lower the voltage V1 generated by dividing by VR1 even if the output voltage Vm of the motor 5 is the same.
[0040]
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the divided voltage V1 and the gate voltage V2 in the first embodiment of the present invention. In this figure, the horizontal axis represents the voltage V1 divided by VR1, and the vertical axis represents the voltage V2 divided by VR2. From this figure, when the output voltage Vm of the motor 5 increases due to the rotation of the motor 5 and V1 gradually increases, V2 also increases according to the voltage division ratio set by VR2. When the output voltage Vm of the motor 5 further increases, V1 reaches the regulated voltage Vg1 of the shunt regulator RG1, and V1 is suppressed to the regulated voltage Vg1 by the action of the shunt regulator, V2 is also set by VR2. It can be seen that the voltage is determined by the voltage division ratio.
[0041]
A plurality of lines in the figure indicate changes in the V2-V1 characteristic due to changes in the voltage division ratio set by VR2, and the voltage division ratio (V2 / V1) set by VR2 is smaller in the lower right line in the figure. . In other words, the smaller the voltage division ratio, the lower the voltage V2 generated by dividing by VR2 even if V1 is the same. Further, when the voltage division ratio (V2 / V1) is decreased, the voltage V2 when V1 is saturated (when V1 = Vg1) is decreased.
[0042]
FIG. 7 is a characteristic diagram of the field effect transistor (FET) according to the first embodiment of the present invention. In this figure, the horizontal axis represents the drain-source voltage (motor output voltage Vm), and the vertical axis represents the drain current I1. In the figure, a plurality of lines indicate changes in the drain current I1 due to the gate voltage V2, and the gate voltage (V2) increases as the line drawn above.
[0043]
According to this figure, in the FET of this embodiment, when the gate voltage V2 increases, the drain current I1 increases in the saturation region, and the drain current I1 is substantially constant in the saturation region regardless of the drain-source voltage Vm. It turns out that it has the characteristic which becomes. That is, the drain current I1 is controlled only by the gate voltage V2, regardless of the drain-source voltage Vm.
[0044]
Hereinafter, the operation of the current limiting circuit module 21 having the above-described configuration will be described.
[0045]
When the motor 5 rotates, an induced electromotive force is generated by the power generation action, and the output voltage Vm is applied to the current limiting circuits 10 and 11 (current limiting circuit module 21). The output voltage Vm applied to the current limiting circuits 10 and 11 is proportional to the rotational speed of the motor 5 (FIG. 4). When the cylinder 1 moves in the outer 2 at a gradually increasing speed, the number of revolutions of the motor 5 increases and Vm gradually increases, V1 divided by the resistor VR1 is set by the resistor VR1. According to the divided voltage ratio, the voltage rises in proportion to the voltage Vm (FIG. 5). Accordingly, the gate voltage V2 of the FET1 also increases in proportion to the voltage V1 divided by the resistor VR1 according to the voltage dividing ratio set by the resistor VR2 (FIG. 6).
[0046]
Further, when the rotational speed of the motor 5 increases and the voltage V1 divided by the resistor VR1 reaches the regulated voltage Vg1, the output voltage Vm applied to the current limiting circuits 10 and 11 is increased by the action of the shunt regulator RG1. Even if the voltage rises further, the voltage V1 divided by the resistor VR1 is limited to the regulated voltage Vg1 and becomes saturated. Similarly, the voltage V2 divided by the resistor VR2 is also limited to the upper limit value determined by the voltage division ratio set by the regulated voltages Vg1 and VR2, and becomes saturated.
[0047]
Since V2 is the gate voltage of FET1, a drain current I1 flows in accordance with the gate voltage V2 when the gate voltage V2 is not saturated (FIG. 7). That is, when the gate voltage V2 rises, the drain current I1 of the FET 1 increases and the current Icw flowing through the motor 5 increases. Note that, when the gate voltage V2 is extremely low, the FET 1 does not operate, and the drain current I1 does not flow until a gate voltage exceeding the operating point of the FET 1 is applied. Further, when the gate voltage V2 is saturated, the gate voltage V2 is a constant voltage, and the drain current I1 is a constant value.
[0048]
That is, when the motor output voltage Vm applied to the current limiting circuits 10 and 11 is low (when the gate voltage V2 generated by dividing Vm is very low), the drain current I1 does not flow, but the motor output voltage Vm When (gate voltage V2) rises, the drain current I1 of the FET 1 increases and the current Icw flowing through the motor 5 increases. When the output voltage Vm of the motor further increases, the gate voltage V2 is saturated to a constant voltage, and the drain current I1 of the FET 1 becomes a constant value.
[0049]
FIG. 8 is a characteristic diagram of the current limiting circuits 10 and 11. In this figure, the horizontal axis represents the voltage (motor output voltage Vm) applied to the current limiting circuit, and the vertical axis represents the current Icw flowing through the current limiting circuit 10 (or the current Iccw flowing through the current limiting circuit 11).
[0050]
There is an inflection point in Icw at the point where the drain currents I1, I2, and I3 are saturated, and the position of each inflection point can be changed up, down, left, and right in the drawing by the resistors VR1 to VR6. The number of inflection points can be changed according to the number of current limiting circuit modules connected in parallel in the current control circuit.
[0051]
That is, by appropriately adjusting the number of current limiting circuit modules and the resistance values of the resistors VR1 to VR6 in the current limiting circuit module, the number and position of the inflection points can be arbitrarily changed and flow to the motor 5. The current Icw can be arbitrarily controlled to control the torque generated in the motor 5 in the direction opposite to the rotational direction.
[0052]
When the rotation speed of the motor 5 increases, the gate voltage V2 of the FET 1 increases and the drain current I1 increases. When the rotation speed of the motor 5 further increases, the gate voltage V2 of the FET 1 is limited to the regulated voltage Vg1, and the drain current I1 is saturated to a constant current value. The output voltage Vm of the motor is saturated with the drain current I1. value Is reached (first inflection point), the variable resistor VR3 is adjusted so that the gate voltage of the FET2 exceeds the operating point. That is, the current limiting circuit module 22 is adjusted so that the current (drain current I2) starts to flow through the current limiting circuit module 22 after the current (drain current I1) flowing through the current limiting circuit module 21 is saturated.
[0053]
Therefore, only the first current limiting circuit module operates until the first inflection point, and the drain current I1 of the FET 1 flows to the motor 5, so the motor current Icw is
Icw = I1
It becomes. Further, during the period from the first inflection point to the second inflection point, the current flowing through the first current limit circuit module is saturated, but the second current limit circuit module is operated and the drain current I2 of the FET 2 is operated. Also flows to the motor 5, so the motor current Icw is
Icw = I2 + I1 (saturated)
It becomes. Furthermore, during the period from the second inflection point to the third inflection point, the current flowing through the first current limiting circuit module and the second current limiting circuit module is saturated, but the third current limiting circuit module operates. Since the drain current I3 of the FET 3 also flows to the motor 5, the motor current Icw is
Icw = I3 + I2 (saturated) + I1 (saturated)
It becomes. Furthermore, after passing the third inflection point, the current flowing through the first current limiting circuit module, the second current limiting circuit module, and the third current limiting circuit module is saturated, so the motor current Icw is
Icw = I3 (saturated) + I2 (saturated) + I1 (saturated)
It becomes.
[0054]
Next, the movement of the position of the inflection point in the characteristic diagram (FIG. 8) of the current limiting circuits 10 and 11 will be described. Hereinafter, the movement of the first inflection point will be described. Also Can be moved as well so Description of other inflection points is omitted.
[0055]
As described above, the V1-Vm characteristic changes as the voltage dividing ratio (V1 / Vm) set by VR1 changes (FIG. 5). That is, the smaller the voltage dividing ratio by VR1, the larger the output voltage Vm of the motor 5 when V1 is saturated, and the larger the voltage dividing ratio, the smaller the output voltage Vm of the motor 5 when V1 is saturated. That is, the inflection point moves to the right side in the figure as the voltage division ratio by VR1 is small, and the inflection point moves to the left side in the figure as the voltage division ratio is large.
[0056]
Further, the V2-V1 characteristic changes as the voltage division ratio (V2 / V1) set by VR2 changes (FIG. 6). That is, the smaller the voltage division ratio by VR2, the smaller the saturation voltage of V2, and the larger the voltage division ratio by VR2, the larger the saturation voltage of V2. That is, the inflection point moves to the lower side in the figure as the voltage division ratio by VR2 is smaller, and the inflection point moves to the upper side in the figure as the voltage division ratio is larger.
[0057]
As described above, according to the electromagnetic damper control circuit of the first embodiment, the voltage generated by the motor 5 is divided to control the drain current I1 flowing through the FET 1, so that power is supplied from the outside. In addition, the damping force by the electromagnetic damper can be controlled. Further, by adjusting the resistor in the current limiting circuit module, the current-voltage characteristic of the current limiting circuit module can be changed, and the damping force by the electromagnetic damper can be easily controlled. Further, since the electromagnetic damper control circuit is configured by connecting a plurality of current limiting circuit modules in parallel, a desired damping force can be obtained depending on the operation speed of the electromagnetic damper (the number of rotations of the motor 5).
[0058]
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a current limiting circuit module in the current control circuits 10 and 11 according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, unlike the above-described first embodiment (FIG. 3), the regulated voltage of the shunt regulator can be varied by changing the reference voltage applied to the shunt regulator. is there. Since the configurations in the current control circuits 10 and 11 other than the current limiting circuit module are the same as those in the first embodiment described above, description thereof is omitted.
[0059]
The electromotive force generated when the motor 5 rotates in the forward direction (CW) or the reverse direction (CCW) is applied as an output voltage Vm to the current limiting circuit module 24 of the current control circuit. A resistor VR7 that divides Vm is connected between the positive and negative terminals of the current limiting circuit module 24. In the second embodiment, the resistor VR7 is configured by a variable resistor, and is configured such that the voltage V7 divided by the resistor VR7 can be varied by changing the voltage dividing ratio. Resistor VR7 movable contact and negative terminal Between Is connected to a shunt regulator RG4, which controls the voltage between the anode and cathode of the shunt regulator so as not to rise above a predetermined regulated voltage Vo determined by the reference voltage. A resistor R is connected between the reference voltage terminal of the shunt regulator RG4 and the negative terminal side of the current limiting circuit module 24, and a variable resistor is connected between the reference voltage terminal of the shunt regulator RG4 and the movable contact of the resistor VR7. A device VR9 is connected. The variable resistor VR9 and the resistor R generate a reference voltage Vg4 to be applied to the shunt regulator by dividing V7 which is a voltage obtained by dividing Vm. That is, by changing the variable resistor VR9, the voltage dividing ratio of V7 changes and the reference voltage Vg4 applied to the shunt regulator changes.
[0060]
Further, a resistor VR8 is connected in parallel to the shunt regulator RG4, and the voltage between the anode and cathode of the shunt regulator is divided to generate the gate voltage V9 of the field effect transistor FET4. The field effect transistor FET4 is connected between the positive and negative terminals of the current limiting circuit module 24, and controls the drain current I4 by the gate voltage V9 to control the current flowing through the current limiting circuit module 24.
[0061]
Hereinafter, the operation of the current limiting circuit module 24 of the second embodiment will be described.
[0062]
When the motor 5 rotates, an induced electromotive force is generated by the power generation action, and the output voltage Vm is applied to the current limiting circuits 10 and 11 (current limiting circuit module 24). The output voltage Vm applied to the current limiting circuit module 24 increases in proportion to the rotational speed of the motor 5. When the cylinder 1 moves in the outer 2 at a gradually increasing speed and the rotation speed of the motor 5 increases and Vm gradually increases, the voltage V7 divided by the resistor VR7 is changed by the resistor VR7. The voltage rises in proportion to the voltage Vm according to the set voltage division ratio. Accordingly, the gate voltage V9 of the FET 4 also increases in proportion to the voltage V7 divided by the resistor VR7 according to the voltage dividing ratio set by the resistor VR8.
[0063]
Further, when the rotation speed of the motor 5 increases and the voltage V7 divided by the resistor VR7 reaches the regulated voltage Vo, the voltage Vm applied to the current limiting circuit module 24 is further increased by the action of the shunt regulator RG4. Even so, the voltage V7 divided by the resistor VR7 is limited to the regulated voltage Vo and becomes saturated. Similarly, the voltage V9 divided by the resistor VR8 is also saturated when it is limited to the upper limit value determined by the voltage division ratio set by the regulated voltages Vo and VR8. The regulated voltage Vo of the shunt regulator is determined by the voltage applied to the reference voltage terminal of the shunt regulator and the resistance ratio (VR9 / R) connected to the reference voltage terminal. . For example, the regulated voltage Vo is provided with a shunt regulator that generates a regulated voltage given by Vo = (1 + VR9 / R) Vg4 (for example, TL431). By changing the resistance value VR9 of the variable resistor, The regulated voltage Vo of the shunt regulator can be changed.
[0064]
Since V9 is the gate voltage of the FET 4, the drain current I4 flows according to the gate voltage V9 when the gate voltage V9 is not saturated. That is, when the gate voltage V9 rises, the drain current I4 of the FET 4 increases and the current Icw flowing through the motor 5 increases.
[0065]
As described above, in the second embodiment, the regulated voltage Vo can be changed by changing the reference voltage of the shunt regulator, and the adjustment range of the gate voltage of the FET 4 is widened. As a result, the adjustment range of the Icw (or Iccw) inflection point shown in FIG. 8 can be widened. Therefore, the range in which the damping force of the electromagnetic damper can be set is widened.
[0066]
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of another electromagnetic damper to which the electromagnetic damper control device of the present invention is applied.
[0067]
The electromagnetic damper shown in FIG. 10 is applied to a part that swings like a hinge, unlike the electromagnetic damper (FIG. 1) in which the cylinder moves linearly.
[0068]
The electromagnetic damper shown in FIG. 10 is configured by connecting a fixed portion 31 and a movable portion 32 so as to be relatively rotatable via a motor 33. The motor 33 includes a magnet and a solenoid inside, and when the solenoid provided on the rotating shaft moves in the vicinity of the magnet, an induced electromotive force proportional to the rotation speed of the motor is generated in the solenoid. In other words, the motor body case (stator) is attached to the fixed portion 31, and the rotating shaft (rotor) of the motor is attached to the movable portion 32. When the movable part 32 moves relative to the fixed part 31, an induced electromotive force is generated in the motor 33. At this time, the current flowing through the motor 33 is controlled by the electromagnetic damper control circuit according to the present invention, whereby the torque in the direction opposite to the rotation direction of the motor 33 can be controlled to control the damping force of the swinging portion. .
[0069]
In this electromagnetic damper, since the motor 33 is required to generate a large torque, an auxiliary damper 34 may be provided between the fixed portion 31 and the trunk portion 32. Furthermore, a spring 35 may be provided in parallel with the damper so that the fixed portion 31 and the movable portion 32 are held at predetermined positions. In addition, a reduction gear may be provided in the motor so that the torque generated by the motor is amplified and applied between the operating part and the fixed part.
[0070]
In this way, in the embodiment shown in FIG. 10, it is not necessary to provide a conversion mechanism for converting linear motion into rotational motion, so that the electromagnetic damper can have a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an electromagnetic damper to which an electromagnetic damper control device of the present invention is applied.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of an electromagnetic damper control circuit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a current control circuit according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a motor rotation speed and an output voltage Vm in the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a motor output voltage Vm and a divided voltage V1 in the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a divided voltage V1 and a gate voltage V2 in the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a characteristic diagram of the FET according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a characteristic diagram of the electromagnetic damper control circuit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a current limiting circuit module according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram of another electromagnetic damper to which the electromagnetic damper control device of the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1 cylinder
2 outer
3 Nut
4 Ball screw
5 Motor
6 Electromagnetic damper control circuit
7 Rectifier circuit
8,9 Reverse connection prevention circuit
10 Current limit circuit (CW rotation side)
11 Current limit circuit (CCW rotation side)
21 First current limiting circuit module
22 Second current limiting circuit module
23 Third current limiting circuit module
24 Current limit circuit module
31 Moving parts
32 fixed part
33 Motor
34 Damper
VR1, VR2, VR3, VR7 variable resistor
VR4, VR5, VR6, VR8 variable resistor
RG1, RG2, RG3, RG4 Shunt regulator
FET1, FET2, FET3, FET4 Field effect transistor
R resistor
VR9 variable resistor

Claims

A first member to which a magnet is attached and a second member to which a solenoid is attached are combined so as to be relatively rotatable, and an electromagnetic force induced by the solenoid by a relative rotational movement between the first member and the second member is generated. In an electromagnetic damper control device for an electromagnetic damper used as a motion damping force,
A plurality of current limiting circuit modules each having a current limiting element that is operated by a voltage generated in the solenoid by a relative rotational movement between the first member and the second member;
The current limiting element controls a current flowing through the solenoid to a predetermined value based on a voltage generated in the solenoid to control a damping force of the electromagnetic damper,
In each of the current limiting circuit modules, a voltage for controlling a current flowing through the solenoid to a predetermined value is set differently.

A first member to which a magnet is attached and a second member to which a solenoid is attached are combined so as to be relatively rotatable, and an electromagnetic force induced by the solenoid by a relative rotational movement between the first member and the second member is generated. In an electromagnetic damper control device for an electromagnetic damper used as a motion damping force,
A plurality of current limiting circuit modules each having a current limiting element that is operated by a voltage generated in the solenoid by a relative rotational movement between the first member and the second member ;
The current limiting element controls a current flowing through the solenoid to a predetermined value based on a voltage generated in the solenoid to control a damping force of the electromagnetic damper,
Controlling the damping force of the electromagnetic damper by controlling the current flowing through the solenoid to a predetermined value so that the current-voltage characteristic having an inflection point is obtained by switching the operation of the current limiting circuit module. A characteristic electromagnetic damper control device.

The electromagnetic damper control device includes a current limiting circuit module including a constant voltage element that generates a constant voltage and a current limiting element that controls a current flowing through the solenoid to a constant value.
When a voltage generated in the solenoid reaches a predetermined value, a constant voltage generated by the constant voltage element is applied to the current limiting element to control a current flowing through the current limiting element to a constant value. The electromagnetic damper control device according to claim 1.

The constant voltage element is composed of a shunt regulator, the current limiting element is composed of a field effect transistor,
When the voltage generated in the solenoid exceeds a predetermined value, a constant voltage is generated by the shunt regulator, and the constant voltage is applied to the gate of the field effect transistor, so that the current flowing between the source and drain of the current limiting element is constant. The electromagnetic damper control device according to claim 3, wherein the electromagnetic damper control device is controlled to a value.

5. The electromagnetic damper control device according to claim 3, wherein the current limiting circuit module includes a setting circuit that sets a constant voltage generated by the constant voltage element.

The shunt regulator constituting the constant voltage element includes at least a first terminal connected to the high voltage side, a second terminal connected to the low voltage side, and a reference voltage terminal that provides a reference voltage for the operation of the shunt regulator. And
The current limiting circuit module is provided with a setting circuit for setting a constant voltage generated by the shunt regulator by connecting a variable resistance element between the reference voltage terminal and the first terminal or the second terminal. The electromagnetic damper control device according to claim 4.

A motor configured with the first member as a stator and the second member as a rotor;
A cylinder that linearly moves, and a motion conversion member that converts the linear motion into a rotational motion by a rotating member screwed into the cylinder,
The rotating member is connected to either the rotor or the stator, the motor is rotated by movement of the cylinder, and a damping force is generated using an electromagnetic force acting between the rotor and the stator. Item 7. The electromagnetic damper control device according to any one of Items 1 to 6.

A motor configured with the first member as a stator and the second member as a rotor;
An arm member connected to one of the rotor or the stator, a fixing member connected to the other of the rotor or the stator, and an auxiliary damper interposed between the arm member and the fixing member. Prepared,
7. The damping force according to claim 1, wherein one of the rotor and the stator is rotated by a swinging motion of the arm member, and a damping force is generated using an electromagnetic force acting on the motor. Electromagnetic damper control device.