JP2018182988A - Motor driving device - Google Patents

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Kosuke Sato
浩介 佐藤
啓貴 落合
Hirotaka Ochiai
啓貴 落合
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/18Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor
    • H02P3/22Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor by short-circuit or resistive braking

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure a given damper function even in the event of blackout.SOLUTION: A motor driving device 1 according to an embodiment of the present invention is a motor driving device which drives a motor 10 including coil units 11A to 11C of three phases. The motor driving device comprises: a drive circuit 20; and a switch circuit 30. The drive circuit 20 has three output terminals 24A to 24C which can be electrically connected to the coil units 11A to 11C, and generates a three phase-driving current to be supplied to the respective coil units through the output terminals. The switch circuit 30 is provided between the motor and the drive circuit. The switch circuit 30 is arranged to be able to selectively switch between a connection state of respectively connecting between the output terminals 24A to 24C and the coil units 11A to 11C, and a short circuited state of respectively cutting between the output terminals and the coil units to short circuit the coil parts to each other.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えば自動車用ダンパ等に適用可能なモータ駆動装置に関する。   The present invention relates to a motor drive device applicable to, for example, a damper for an automobile.

従来より、電磁力により減衰力を発生させるいわゆる電磁ダンパ装置(電磁サスペンション装置)が知られている。この電磁ダンパ装置は、車体側と車輪側のうち一方側に設けられた磁石部材と、他方側に設けられたコイル部材とを有し、車輪の上下方向の力を受けてコイル部材と磁石部材とが相対的に変位することにより生じる電磁力によって減衰力を発生させるモータを備える。モータには、例えば、リニアモータや回転モータが用いられる(例えば特許文献1参照)。   Conventionally, a so-called electromagnetic damper device (electromagnetic suspension device) that generates a damping force by an electromagnetic force is known. This electromagnetic damper device has a magnet member provided on one side of the vehicle body side and the wheel side, and a coil member provided on the other side, and receives a force in the vertical direction of the wheel to receive the coil member and the magnet member. And a motor generating a damping force by an electromagnetic force generated by relative displacement of As a motor, for example, a linear motor or a rotary motor is used (see, for example, Patent Document 1).

この種の電磁ダンパ装置は、典型的には、U、V、Wの3相の巻線を備えたモータと、これら3相の各巻線にインバータによって正弦波でなる電圧を印加してモータをPWM(Pulse Width Modulation)制御する駆動回路とを有する。コイル部材に流れる電流量によって、その減衰力を調整することが可能であり、例えば、バッテリ電源を使って積極的にコイル部材に電流を流すことで、大きな減衰力を得ることができる(例えば特許文献2参照)。   In this type of electromagnetic damper device, a motor is typically provided with three-phase windings of U, V, and W, and a voltage of a sine wave is applied to each of the three-phase windings by an inverter. And a drive circuit that performs PWM (Pulse Width Modulation) control. The damping force can be adjusted by the amount of current flowing through the coil member, and a large damping force can be obtained, for example, by positively supplying a current to the coil member using a battery power supply (for example, a patent) Reference 2).

特開2008−62738号公報JP, 2008-62738, A 特開2007−161100号公報JP 2007-161100 A

特許文献2に記載のように従来の電磁ダンパ装置においては、インバータ回路とモータとが直接的に接続されている。このため、例えば外部電源(バッテリ)が喪失すると、モータの各相の電磁コイルがオープン状態となり、その結果、モータがフリー状態になることでダンパ機能が喪失するという問題がある。   As described in Patent Document 2, in the conventional electromagnetic damper device, the inverter circuit and the motor are directly connected. For this reason, for example, when the external power supply (battery) is lost, the electromagnetic coils of each phase of the motor are in an open state, and as a result, there is a problem that the damper function is lost due to the motor being in a free state.

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、電源喪失時においても所定のダンパ機能を確保することができるモータ駆動装置を提供することにある。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a motor drive device capable of securing a predetermined damper function even when power is lost.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るモータ駆動装置は、第1の位相を有する第1の駆動電流が通電可能な第1のコイル部と、前記第1の位相と異なる第2の位相を有する第2の駆動電流が通電可能な第2のコイル部と、前記第1及び第2の位相と異なる第3の位相を有する第3の駆動電流が通電可能な第3のコイル部とを含むモータを駆動するモータ駆動装置であって、駆動回路と、スイッチ回路とを具備する。
上記駆動回路は、上記第1のコイル部に電気的に接続可能な第1の出力端子と、上記第2のコイル部に電気的に接続可能な第2の出力端子と、上記第3のコイル部に電気的に接続可能な第3の出力端子とを有する。上記駆動回路は、上記第1〜第3の出力端子を介して上記第1〜第3のコイル部へそれぞれ供給される上記第1〜第3の駆動電流を生成する。
上記スイッチ回路は、上記モータと上記駆動回路との間に介装される。上記スイッチ回路は、上記第1〜第3の出力端子と上記第1〜第3のコイル部との間を各々接続する接続状態と、上記第1〜第3の出力端子と上記第1〜第3のコイル部との間を各々遮断し上記第1〜第3のコイル部を相互に短絡させる短絡状態とを選択的に切り替え可能に構成される。
In order to achieve the above object, a motor drive device according to an aspect of the present invention includes a first coil portion to which a first drive current having a first phase can be supplied, and a second coil portion different from the first phase. A second coil portion capable of conducting a second drive current having a phase of 3 and a third coil portion capable of conducting a third drive current having a third phase different from the first and second phases. A motor drive device for driving a motor including the drive circuit and the switch circuit.
The drive circuit includes a first output terminal electrically connectable to the first coil portion, a second output terminal electrically connectable to the second coil portion, and the third coil. And a third output terminal electrically connectable to the part. The drive circuit generates the first to third drive currents respectively supplied to the first to third coil parts via the first to third output terminals.
The switch circuit is interposed between the motor and the drive circuit. The switch circuit has a connection state in which the first to third output terminals and the first to third coil portions are connected to each other, the first to third output terminals, and the first to third output terminals. It is configured to be selectively switchable between a short circuit state in which the first to third coil sections are mutually short-circuited by interrupting the coil sections 3 and 3 respectively.

上記モータ駆動装置において、スイッチ回路が短絡状態のとき、電磁コイルを構成する各相のコイル部は相互に短絡状態になるため、電磁コイルに対する磁性体部の相対変位の際、電磁誘導により各コイル部に誘導起電力が発生し、上記相対変位を阻害する所定の電磁力が生じる。したがって、例えば外部電源の喪失時においても、スイッチ回路が短絡状態に切り替えられることで、モータによる所定のダンパ機能が確保される。   In the motor drive device described above, when the switch circuit is in a short circuited state, the coil portions of the respective phases constituting the electromagnetic coil are in a shorted state with each other. An induced electromotive force is generated in the part to generate a predetermined electromagnetic force that inhibits the relative displacement. Therefore, even when the external power supply is lost, for example, the switch circuit is switched to the short circuit state, whereby a predetermined damper function by the motor is secured.

上記モータ駆動装置は、上記駆動回路への電源供給を監視する電源監視部をさらに具備してもよい。上記電源監視部は、上記駆動回路への電源供給が遮断されたとき、上記接続状態から上記短絡状態へ切り替えるための第1の切替信号を上記スイッチ回路へ出力する。
これにより、電源遮断時にスイッチ回路が短絡状態へ自動的に切り替えられるため、外部電源の喪失時においても所期のダンパ機能が確保される。
The motor drive device may further include a power supply monitoring unit that monitors power supply to the drive circuit. The power supply monitoring unit outputs, to the switch circuit, a first switching signal for switching the connection state to the short circuit state when the power supply to the drive circuit is cut off.
As a result, the switch circuit is automatically switched to the short circuit state when the power is shut off, so that the intended damper function is secured even when the external power is lost.

上記電源監視部は、上記駆動回路への電源供給が再開されたとき、上記短絡状態から上記接続状態へ切り替えるための第2の切替信号を上記スイッチ回路へ出力するように構成されてもよい。
これにより、電源復旧時においてスイッチ回路を接続状態へ自動的に復帰させることができる。
The power supply monitoring unit may be configured to output a second switching signal for switching from the short circuit state to the connection state to the switch circuit when power supply to the drive circuit is resumed.
Thus, the switch circuit can be automatically returned to the connected state when the power is restored.

上記モータ駆動装置は、上記駆動回路及び上記スイッチ回路を制御する制御回路をさらに具備してもよい。上記制御回路は、上記第1〜第3の駆動電流がゼロのときに、上記スイッチ回路を上記短絡状態から上記接続状態へ切り替えるように構成される。
これにより、短絡状態から接続状態への切り替え時において第1〜第3の出力端子とスイッチ回路との間におけるアーク等の発生を防止し、スイッチ回路の保護を図ることができる。
The motor drive device may further include a control circuit that controls the drive circuit and the switch circuit. The control circuit is configured to switch the switch circuit from the short circuit state to the connection state when the first to third drive currents are zero.
As a result, when switching from the short-circuited state to the connected state, the occurrence of an arc or the like between the first to third output terminals and the switch circuit can be prevented, and the switch circuit can be protected.

以上述べたように、本発明によれば、電源喪失時においても所定のダンパ機能を確保することができる。   As described above, according to the present invention, a predetermined damper function can be secured even when the power is lost.

本発明の第1の実施形態に係るモータ駆動装置を備えた電磁ダンパ装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram showing roughly the composition of the electromagnetic damper device provided with the motor drive concerning a 1st embodiment of the present invention. 上記モータ駆動装置における駆動回路の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the drive circuit in the said motor drive device. 上記モータ駆動装置におけるスイッチ回路の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the switch circuit in the said motor drive device. 上記モータ駆動装置におけるモータの構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the motor in the said motor drive device. 本発明の第2の実施形態に係るモータ駆動装置を備えた電磁ダンパ装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram showing roughly the composition of the electromagnetic damper device provided with the motor drive concerning a 2nd embodiment of the present invention. 上記モータ駆動装置における制御回路において実行される制御フローである。It is a control flow performed in the control circuit in the above-mentioned motor drive.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態に係るモータ駆動装置1を備えた電磁ダンパ装置100の構成を概略的に示すブロック図である。
First Embodiment
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of an electromagnetic damper device 100 provided with a motor drive device 1 according to a first embodiment of the present invention.

[モータ駆動装置]
本実施形態のモータ駆動装置1は、モータ10を駆動する駆動回路20と、スイッチ回路30とを備える。モータ駆動装置1はさらに、制御回路40と、電源監視部50とを備える。
[Motor drive unit]
The motor drive device 1 of the present embodiment includes a drive circuit 20 for driving the motor 10 and a switch circuit 30. The motor drive device 1 further includes a control circuit 40 and a power supply monitoring unit 50.

電磁ダンパ装置100は、車両の各車輪に設置される電磁サスペンション装置として構成され、車輪の上下方向の振動を電磁力により減衰させることで、車体の姿勢を安定に維持し、乗員に快適な乗り心地や安定した操縦性を提供するためのものである。   The electromagnetic damper device 100 is configured as an electromagnetic suspension device installed on each wheel of the vehicle, and by damping the vibration in the vertical direction of the wheel by the electromagnetic force, the vehicle body can be stably maintained and a passenger can ride comfortably It is intended to provide comfort and stable maneuverability.

モータ10は、リニアモータあるいは回転モータで構成され、本実施形態では後述するように円筒型リニアモータで構成される。モータ10は、3相モータで構成され、位相が各々120°異なる3相の駆動電流が通電可能な電磁コイル11を有する。電磁コイル11は、U相(第1の位相)の第1の駆動電流が通電可能な第1のコイル部11Aと、V相(第2の位相)の第2の駆動電流が通電可能な第2のコイル部11Bと、W相(第3の位相)の第3の駆動電流が通電可能な第3のコイル部11Cとを含む。   The motor 10 is configured by a linear motor or a rotary motor, and in the present embodiment is configured by a cylindrical linear motor as described later. The motor 10 is formed of a three-phase motor, and has an electromagnetic coil 11 to which three-phase drive current having a phase difference of 120 ° can be supplied. The electromagnetic coil 11 includes a first coil portion 11A to which a first drive current of U phase (first phase) can be supplied, and a second coil current of a V phase (second phase) to which it can be supplied It includes a second coil portion 11B and a third coil portion 11C to which a third drive current of W phase (third phase) can be applied.

図2は、駆動回路20の概略構成図である。   FIG. 2 is a schematic block diagram of the drive circuit 20. As shown in FIG.

図2に示すように、駆動回路20は、モータ10を駆動する回路であって、外部電源としてのバッテリEに接続された3相インバータ回路で構成される。駆動回路20は、モータ10の3相のコイル部11A,11B,11Cにそれぞれ対応したスイッチング素子211,212,221,222,231,232を有する。これらのスイッチング素子は、本実施形態ではMOSFETで構成される。   As shown in FIG. 2, the drive circuit 20 is a circuit that drives the motor 10, and is configured of a three-phase inverter circuit connected to a battery E as an external power supply. The drive circuit 20 has switching elements 211, 212, 222, 222, 231, and 232 corresponding to the three-phase coil units 11A, 11B, and 11C of the motor 10, respectively. These switching elements are configured by MOSFETs in the present embodiment.

スイッチング素子211,212,221,222,231,232は、制御回路40からの制御信号によりオン・オフ制御されることで、第1の駆動電流(U相)、第2の駆動電流(V相)、第3の駆動電流(W相)をそれぞれ生成する。駆動回路20は、スイッチ回路30を介して第1〜第3の駆動電流をモータ10の第1〜第3のコイル部11A〜11Cへそれぞれ出力する第1〜第3の出力端子24A,24B,24Cを有する。   The switching elements 211, 212, 221, 222, 231, and 232 are on / off controlled by a control signal from the control circuit 40, whereby a first drive current (U phase) and a second drive current (V phase) are generated. And the third drive current (W phase) are generated. The drive circuit 20 outputs first to third drive currents to the first to third coil portions 11A to 11C of the motor 10 via the switch circuit 30, respectively. It has 24C.

駆動回路20は、各車輪について各々独立した回路で構成されるが、これに限られず、一部の車輪については共通の回路で構成されてもよい。   Although the drive circuit 20 is comprised by an independent circuit about each wheel, it is not restricted to this, You may be comprised by a common circuit about a part of wheels.

制御回路40は、CPUやメモリ等を含むコンピュータで構成される。制御回路40は、車輪のばね下やばね上等に設置される複数の図示しない加速度センサの出力に基づいて、モータ10の各コイル部へ供給される第1〜第3の駆動電流を生成するための制御信号を駆動回路20へ出力する。   The control circuit 40 is configured by a computer including a CPU, a memory, and the like. The control circuit 40 generates first to third drive currents to be supplied to the respective coil portions of the motor 10 based on the outputs of a plurality of acceleration sensors (not shown) installed under the springs or the springs of the wheels. Control signals to the drive circuit 20.

より具体的に、制御回路40は、車両の上下振動を抑制するようにモータ10の制御量を算出する論理演算部として構成される。演算方法は特に限定されず、例えば、ばね下加速度信号及びばね上加速度信号を車輪ごとに入力し、各加速度信号に積分処理やフィルタリング処理を施してばね下速度及びばね上速度を求め、これらばね下速度及びばね上速度に各々所定のゲインを乗じた値の和を上記制御量として算出する。この制御量は、モータ10への通電制御量に相当し、車輪ごとに独立して算出される。   More specifically, the control circuit 40 is configured as a logical operation unit that calculates the control amount of the motor 10 so as to suppress the vertical vibration of the vehicle. The calculation method is not particularly limited. For example, an unsprung mass acceleration signal and a sprung mass acceleration signal are input for each wheel, and integration processing and filtering processing are performed on each acceleration signal to determine the unsprung mass speed and the sprung mass speed. A sum of values obtained by multiplying each of the lower speed and the sprung speed by a predetermined gain is calculated as the control amount. This control amount corresponds to the energization control amount to the motor 10, and is calculated independently for each wheel.

制御回路40はさらに、上記制御量に応じたパルス幅で駆動回路20のスイッチング素子211,212,221,222,231,232をオン・オフ制御する。これにより駆動回路20において、バッテリEの電源電圧を基に第1〜第3の駆動電流が生成される。モータ10からの発電電流が目標通電量に対して多ければ、その差分だけバッテリEに回生電流が流れ、逆に、モータ10からの発電電流が目標通電量に対して少なければ、その差分だけバッテリEからモータ10に通電される。   The control circuit 40 further performs on / off control of the switching elements 211, 212, 221, 222, 231, and 232 of the drive circuit 20 with a pulse width corresponding to the control amount. As a result, in the drive circuit 20, first to third drive currents are generated based on the power supply voltage of the battery E. If the generated current from motor 10 is larger than the target energization amount, the regenerative current flows to battery E by the difference, and conversely, if the generated current from motor 10 is smaller than the target energization amount, the difference is the battery The motor 10 is energized from E.

なお、バッテリEは、図示しない発電機(オルタネータ)に電気的に接続されており、図示しないエンジンの始動によりバッテリEは充電可能に構成される。   The battery E is electrically connected to a generator (alternator) not shown, and the battery E is configured to be chargeable by starting the engine not shown.

図3は、スイッチ回路30の概略構成図である。   FIG. 3 is a schematic block diagram of the switch circuit 30. As shown in FIG.

スイッチ回路30は、モータ10と駆動回路20との間に介装され、モータ10と駆動回路20との間を電気的に接続するオン状態(接続状態)と、モータ10と駆動回路20との間を電気的に遮断するオフ状態(短絡状態)とを選択的に切り替えることが可能に構成される。   The switch circuit 30 is interposed between the motor 10 and the drive circuit 20, and is electrically connected between the motor 10 and the drive circuit 20 in an on state (connection state). It is possible to selectively switch between an off state (short circuit state) which electrically shuts off between the two.

図3に示すように、スイッチ回路30は、各相に対応する3つの固定接点31A,31B,31C及び3つの可動接点32A,32B,32Cを有する。固定接点31A〜31Cは、短絡ライン33を介して相互に電気的に接続されており、可動接点32A〜32Cは、第1〜第3のコイル部11A〜11Cにそれぞれ電気的に接続される。   As shown in FIG. 3, the switch circuit 30 has three fixed contacts 31A, 31B, 31C and three movable contacts 32A, 32B, 32C corresponding to each phase. The fixed contacts 31A to 31C are electrically connected to each other via the short circuit line 33, and the movable contacts 32A to 32C are electrically connected to the first to third coil portions 11A to 11C, respectively.

スイッチ回路30がオン状態のとき、可動接点32A〜32Cは、図3において実線で示すように第1〜第3の出力端子24A〜21Cにそれぞれ接続される。これにより、駆動回路20からモータ10のコイル部11A〜11Cへ第1〜第3の駆動電流がそれぞれ供給される。   When the switch circuit 30 is in the on state, the movable contacts 32A to 32C are respectively connected to the first to third output terminals 24A to 21C as indicated by solid lines in FIG. Thereby, the first to third drive currents are respectively supplied from the drive circuit 20 to the coil portions 11A to 11C of the motor 10.

一方、スイッチ回路30がオフ状態のとき、可動接点32A〜32Cは、図3において二点鎖線で示すように、固定接点31A〜31Cへそれぞれ接続される。これにより、モータ10の各コイル部11A〜11Cは、駆動回路20(出力端子24A〜21C)と遮断されるとともに、短絡ライン33を介して相互に接続される。   On the other hand, when the switch circuit 30 is in the OFF state, the movable contacts 32A to 32C are respectively connected to the fixed contacts 31A to 31C as shown by the two-dot chain line in FIG. Thereby, each coil part 11A-11C of the motor 10 is mutually interrupted | blocked with the drive circuit 20 (output terminal 24A-21C), and mutually connects via the short circuit line 33. As shown in FIG.

可動接点32A〜32Cは、典型的には、メカニカルスイッチや電磁スイッチ等で構成される。この場合、出力端子24A、固定接点31A及び可動接点32Aは相互にユニット化されたスイッチ部SAで構成することができる。同様に、出力端子24C、固定接点31B及び可動接点32Bはスイッチ部SBで、また、出力端子21C、固定接点31C及び可動接点32Cはスイッチ部SCで、それぞれ構成される。なお、これらスイッチ部SA〜SCは、MOSFET等の半導体スイッチング素子で構成されてもよい。   The movable contacts 32A to 32C are typically configured by mechanical switches, electromagnetic switches, and the like. In this case, the output terminal 24A, the fixed contact 31A and the movable contact 32A can be configured by the switch unit SA which is unitized with each other. Similarly, the output terminal 24C, the fixed contact 31B and the movable contact 32B are constituted by the switch portion SB, and the output terminal 21C, the fixed contact 31C and the movable contact 32C are constituted by the switch portion SC, respectively. The switch parts SA to SC may be configured by semiconductor switching elements such as MOSFETs.

本実施形態においてスイッチ回路30は、電源監視部50の出力に基づいて、オン状態とオフ状態との間で切り替えられるように構成される。電源監視部50は、バッテリEから駆動回路20への給電を監視し、給電が継続しているときはスイッチ回路30をオン状態に維持し、給電が停止したときはスイッチ回路30をオン状態からオフ状態へ切り替える第1の切替信号をスイッチ回路30へ出力する。また、電源監視部50は、駆動回路20への電源供給が再開されたとき、オフ状態からオン状態へ切り替えるための第2の切替信号をスイッチ回路30へ出力するように構成される。   In the present embodiment, the switch circuit 30 is configured to be switched between the on state and the off state based on the output of the power supply monitoring unit 50. The power supply monitoring unit 50 monitors power supply from the battery E to the drive circuit 20, maintains the switch circuit 30 in the on state when power supply is continued, and switches the switch circuit 30 from the on state when power supply is stopped. A first switching signal for switching to the off state is output to the switch circuit 30. Further, when the power supply to the drive circuit 20 is resumed, the power supply monitoring unit 50 is configured to output, to the switch circuit 30, a second switching signal for switching from the off state to the on state.

給電の停止とは、典型的には、バッテリEと駆動回路20との間を接続する電源ラインの断線等による給電の停止を意味するが、これに加えて、バッテリEの劣化や充電量の所定以上の低下など、制御回路40において算定された通電制御量に相当する駆動電流を駆動回路20において生成することができない状態が対象とされてもよい。   Stopping the power supply typically means stopping the power supply due to disconnection of the power supply line connecting the battery E and the drive circuit 20, etc. A state in which the drive circuit 20 can not generate a drive current corresponding to the energization control amount calculated in the control circuit 40, such as a decrease of a predetermined level or more, may be targeted.

電源監視部50からスイッチ回路30へ出力される第1及び第2の切り替え信号には、典型的には、バッテリEの電源電圧を基に調整された電圧信号が用いられる。   Typically, voltage signals adjusted based on the power supply voltage of the battery E are used for the first and second switching signals output from the power supply monitoring unit 50 to the switch circuit 30.

スイッチ回路30の各スイッチ部SA〜SCは、無給電時に可動接点32A〜32Cが固定接点31A〜31Cへ付勢されるノーマリオフ(B接点)タイプのスイッチ機構で構成されるのが好ましい。この場合、電源監視部50は、上記電源ラインと各可動接点32A〜32Cとの間を接続する単純な給電ラインで簡素に構成することができる。当該給電ラインには、抵抗素子や整流素子等の適宜の受動素子が含まれてもよい。   Each switch portion SA to SC of the switch circuit 30 is preferably configured by a normally off (B contact) type switch mechanism in which the movable contacts 32A to 32C are biased to the fixed contacts 31A to 31C when no power is supplied. In this case, the power supply monitoring unit 50 can be simply configured by a simple feed line connecting the power supply line and the movable contacts 32A to 32C. The feed line may include an appropriate passive element such as a resistive element or a rectifying element.

あるいは、電源監視部50は、上記電源ラインの電圧(ライン電圧)を検出する電圧検出部と、ライン電圧と基準電圧とを比較する比較器とを含み、ライン電圧が基準電圧以下のときスイッチ回路30への電圧供給を遮断する回路で構成されてもよい。あるいは、電源監視部50は、制御回路40の一部として構成されてもよい。   Alternatively, the power supply monitoring unit 50 includes a voltage detection unit that detects the voltage (line voltage) of the power supply line and a comparator that compares the line voltage with the reference voltage, and the switch circuit when the line voltage is lower than the reference voltage The circuit may be configured to shut off the voltage supply to 30. Alternatively, the power supply monitoring unit 50 may be configured as part of the control circuit 40.

[モータ]
続いて、モータ10の詳細について説明する。図4は、モータ10の一構成例を示す円筒型リニアモータの概略断面図である。図においてX、Y及びZ軸は相互に直交する3軸方向を示し、Z軸はモータ10の軸心方向に相当する。
[motor]
Subsequently, the details of the motor 10 will be described. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a cylindrical linear motor showing one configuration example of the motor 10. In the drawing, the X, Y and Z axes indicate directions of three axes orthogonal to each other, and the Z axis corresponds to the axial center direction of the motor 10.

モータ10は、図4に示すように、固定部110と、可動部120とを有し、車両の各車輪と車体との間に取り付けられる車両用ダンパとして構成される。モータ10は、例えば、固定部110が車体側に、可動部120が車輪側にそれぞれ接続される。なおこれに限られず、固定部110が車輪側に、可動部120が車体側にそれぞれ接続されてもよい。   As shown in FIG. 4, the motor 10 has a fixed portion 110 and a movable portion 120, and is configured as a vehicle damper attached between each wheel of the vehicle and the vehicle body. In the motor 10, for example, the fixed portion 110 is connected to the vehicle body side, and the movable portion 120 is connected to the wheel side. The invention is not limited to this, and the fixed portion 110 may be connected to the wheel side, and the movable portion 120 may be connected to the vehicle body side.

固定部110は、中空部111aを有する円筒状の第1の筒部材111と、第1の筒部材111の内部に配置された複数の電磁コイル11(図1及び図3の電磁コイル11に相当)とを有する。第1の筒部材111は、Z軸方向に平行な軸心を有し、その内周面に磁性材料で構成されたコイルホルダ112を介して電磁コイル11を保持する。第1の筒部材111の一端部(図4において上端部)は開口し、他端部(図4において下端部)はアダプタ114を介してベース部115に固定される。   The fixing portion 110 corresponds to a cylindrical first cylindrical member 111 having a hollow portion 111 a and a plurality of electromagnetic coils 11 arranged inside the first cylindrical member 111 (equivalent to the electromagnetic coil 11 in FIG. 1 and FIG. 3 And. The first cylindrical member 111 has an axis parallel to the Z-axis direction, and holds the electromagnetic coil 11 via a coil holder 112 made of a magnetic material on the inner circumferential surface thereof. One end (upper end in FIG. 4) of the first cylindrical member 111 is open, and the other end (lower end in FIG. 4) is fixed to the base 115 via the adapter 114.

可動部120は、第2の筒部材121と、永久磁石125を支持するシャフト123(磁性体部)とを有する。第2の筒部材121は、Z軸方向に平行な軸心を有し、第1の筒部材111に対してZ軸方向に相対変位可能に第1の筒部材111の外周面に取り付けられる。第2の筒部材121の一端部(図4において下端部)は開口し、他端部(図4において上端部)にはカバー部122が取り付けられている。シャフト123は、第1の筒部材111の内部をZ軸方向に沿って延び、カバー部122を介して第2の筒部材121に固定される。シャフト123の一端部(図4において上端部)は振動受け部124と接続される。   The movable portion 120 has a second cylindrical member 121 and a shaft 123 (magnetic body portion) that supports the permanent magnet 125. The second cylindrical member 121 has an axis parallel to the Z-axis direction, and is attached to the outer circumferential surface of the first cylindrical member 111 so as to be relatively displaceable in the Z-axis direction with respect to the first cylindrical member 111. One end (the lower end in FIG. 4) of the second cylindrical member 121 is open, and the cover 122 is attached to the other end (the upper end in FIG. 4). The shaft 123 extends inside the first tubular member 111 along the Z-axis direction, and is fixed to the second tubular member 121 via the cover portion 122. One end (upper end in FIG. 4) of the shaft 123 is connected to the vibration receiver 124.

以下、モータ10の各部の詳細な構成について説明する。   The detailed configuration of each part of the motor 10 will be described below.

第1の筒部材111は、第2の筒部材121の内部に挿入され、第2の筒部材121の内周面に当接する。第1の筒部材111の上記一端部側の外周面には、第1スライドリングR1が設けられている。第1スライドリングR1は環状形状を有し、その外周面が第2の筒部材121の内周面に当接するように構成される。第1の筒部材111は、可動部120の固定部110に対するZ軸方向の摺動をガイドする機能を有する。   The first cylindrical member 111 is inserted into the second cylindrical member 121 and abuts on the inner circumferential surface of the second cylindrical member 121. A first slide ring R1 is provided on the outer peripheral surface of the first cylindrical member 111 on the above-mentioned one end side. The first slide ring R1 has an annular shape, and the outer peripheral surface thereof is configured to abut on the inner peripheral surface of the second cylindrical member 121. The first cylindrical member 111 has a function of guiding the sliding in the Z-axis direction with respect to the fixed portion 110 of the movable portion 120.

コイルホルダ112は、第1の筒部材111と同心的な円筒状に形成され、第1の筒部材111の内周面に固定される。コイルホルダ112は、その内周面側において複数のリング状巻線(コイル部11A〜11C)で構成された電磁コイル11を保持する。各リング状巻線は、Z軸方向に沿って所定の間隔を空けて配列され、中空部111aと連通する空芯部を有する。   The coil holder 112 is formed in a cylindrical shape concentric with the first cylindrical member 111, and is fixed to the inner circumferential surface of the first cylindrical member 111. The coil holder 112 holds the electromagnetic coil 11 composed of a plurality of ring-shaped windings (coil portions 11A to 11C) on the inner peripheral surface side. Each ring-shaped winding is arranged at a predetermined interval along the Z-axis direction, and has an air core portion communicating with the hollow portion 111a.

電磁コイル11を構成する各コイル部11A〜11Cは、スイッチ回路30に接続される。本実施形態において各リング状巻線は、U相、V相及びW相の3つのコイル部11A〜11Cに分けられており、各相のコイル部11A〜11Cがスイッチ回路30の可動接点32A〜32Cにそれぞれ接続されている。   The coil units 11A to 11C that constitute the electromagnetic coil 11 are connected to the switch circuit 30. In the present embodiment, each ring-shaped winding is divided into three coil portions 11A to 11C of U phase, V phase and W phase, and coil portions 11A to 11C of each phase are movable contacts 32A to 32 of the switch circuit 30. It is connected to 32C respectively.

ベース部115は、支持部116を介して車体側の支持体Sに支持される。ベース部115は概略円筒形状を有し、その一端部にアダプタ114が固定され、反対側の他端部にボトムガイド部117が固定される。支持部116は、ベース部115の外周面のX軸方向に対向する2か所にそれぞれ取り付けられ、ベース部115と支持体Sとの間を相互に連結する。本実施形態において支持部116は、ベース部115をX軸まわりに回転可能に支持するトラニオンで構成される。   The base portion 115 is supported by the support S on the vehicle body side via the support portion 116. The base portion 115 has a substantially cylindrical shape, the adapter 114 is fixed to one end thereof, and the bottom guide portion 117 is fixed to the other end on the opposite side. The support portions 116 are respectively attached at two positions facing in the X-axis direction on the outer peripheral surface of the base portion 115, and connect the base portion 115 and the support S to each other. In the present embodiment, the support portion 116 is formed of a trunnion that supports the base portion 115 rotatably around the X axis.

アダプタ114は環状形状を有し、ベース部115の一端(図4において上端)に取り付けられ、ベース部115と第1の筒部材111とを連結させる。アダプタ114は、第2の筒部材121の上記一端部に径外方へ突出するように設けられたフランジ部124Aに当接可能に構成される。アダプタ114は、可動部120のベース部115に対する最近接位置を規定する係止部として機能し、第2の筒部材121がアダプタ114に当接する位置は、モータ10の最大収縮位置に相当する(図4参照)。   The adapter 114 has an annular shape, is attached to one end (upper end in FIG. 4) of the base portion 115, and connects the base portion 115 and the first cylindrical member 111. The adapter 114 is configured to be able to abut on a flange portion 124A provided so as to project radially outward from the one end of the second cylindrical member 121. The adapter 114 functions as a locking portion that defines the closest position of the movable portion 120 to the base portion 115, and the position where the second cylindrical member 121 abuts on the adapter 114 corresponds to the maximum contraction position of the motor 10 ( See Figure 4).

ボトムガイド部117は、第1の筒部材111と同心的な円筒状の部材であり、可動部120のシャフト123の他端に取り付けられたストッパ126のZ軸方向に沿った移動をガイドする機能を有する。ボトムガイド部117のベース部115側の一端部には、ストッパ126と当接可能に径内方に突出する環状の突出部117aが設けられている。ボトムガイド部117は、可動部120のベース部115に対する最大離間位置を規定する係止部として機能し、ストッパ126がボトムガイド部117の突出部117aに当接する位置は、モータ10の最大伸長位置に相当する。   The bottom guide portion 117 is a cylindrical member concentric with the first cylindrical member 111, and functions to guide the movement of the movable portion 120 along the Z-axis direction of the stopper 126 attached to the other end of the shaft 123. Have. At one end of the bottom guide portion 117 on the side of the base portion 115, an annular projecting portion 117a that protrudes radially inward so as to be able to abut the stopper 126 is provided. The bottom guide portion 117 functions as a locking portion that defines the maximum separation position of the movable portion 120 with respect to the base portion 115, and the position at which the stopper 126 abuts against the projection 117a of the bottom guide portion 117 is the maximum extension position of the motor 10. It corresponds to

第2の筒部材121は、第1の筒部材111と同心的な円筒状の部材で構成される。第2の筒部材121のフランジ部124A近傍の端部には、第2スライドリングR2が設けられている。第2スライドリングR2は環状形状を有し、その内周面が第1の筒部材111の外周面に当接するように構成される。   The second cylindrical member 121 is formed of a cylindrical member concentric with the first cylindrical member 111. A second slide ring R2 is provided at an end of the second cylindrical member 121 in the vicinity of the flange portion 124A. The second slide ring R2 has an annular shape, and the inner peripheral surface thereof is configured to abut on the outer peripheral surface of the first cylindrical member 111.

本実施形態では、第2の筒部材121の内周面に当接する第1スライドリングR1と、第1の筒部材111の外周面に当接する第2スライドリングR2とを有するため、可動部120の固定部110に対するZ軸方向への相対移動(相対変位)を安定にガイドすることができる。   In the present embodiment, since the first slide ring R1 in contact with the inner peripheral surface of the second cylindrical member 121 and the second slide ring R2 in contact with the outer peripheral surface of the first cylindrical member 111, the movable portion 120 The relative movement (relative displacement) in the Z-axis direction with respect to the fixed portion 110 of the lens can be stably guided.

カバー部122は、第2の筒部材121の一端部を閉塞し、モータ10の内部(中空部111a)への異物等の侵入を防止する。カバー部122の中心部には、シャフト123の一端部を保持する円筒状の保持部122aが設けられており、この保持部122aを介してシャフト123が第2の筒部材121に固定される。   The cover portion 122 closes one end portion of the second cylindrical member 121 and prevents foreign matter and the like from entering the inside (hollow portion 111 a) of the motor 10. A cylindrical holding portion 122a for holding one end of the shaft 123 is provided at the center of the cover portion 122, and the shaft 123 is fixed to the second cylindrical member 121 via the holding portion 122a.

ストッパ126は、シャフト123の他端部に接続され、ボトムガイド部117の内周面に摺動可能な周縁部を有する円盤状に形成される。ストッパ126の周縁部には、カバー部122に向かってZ軸方向に延びる環状の突出部126aが設けられており、モータ10の最大伸長位置においてボトムガイド部117の突出部117aに当接可能に構成される。したがって、突出部126aのZ軸方向の寸法により、モータ10の最大伸長位置を任意に調整することができる。   The stopper 126 is connected to the other end of the shaft 123 and is formed in a disk shape having a peripheral edge portion which can slide on the inner peripheral surface of the bottom guide portion 117. An annular projecting portion 126 a extending in the Z-axis direction toward the cover portion 122 is provided on the peripheral edge portion of the stopper 126, and can abut on the projecting portion 117 a of the bottom guide portion 117 at the maximum extension position of the motor 10 Configured Therefore, the maximum extension position of the motor 10 can be arbitrarily adjusted by the dimension of the protrusion 126 a in the Z-axis direction.

シャフト123は、Z軸方向を長手方向とする円筒棒状の部材であり、中空部111aに挿通され、電磁コイル11を構成する複数のリング状巻線の空芯部を貫通する。シャフト123は、その両端がカバー部122及びストッパ126にそれぞれ保持されることで、第1の筒部材111の軸心上に位置決めされる。これにより、シャフト123が軸振れを起こすことなくZ軸方向に移動可能となり、さらに、Z軸と直交する方向からの偏荷重に対する耐久性が確保される。   The shaft 123 is a cylindrical rod-like member whose longitudinal direction is the Z-axis direction, and is inserted into the hollow portion 111 a and penetrates the air core portions of the plurality of ring-shaped windings that constitute the electromagnetic coil 11. The shaft 123 is positioned on the axial center of the first cylindrical member 111 by both ends thereof being held by the cover portion 122 and the stopper 126 respectively. As a result, the shaft 123 can be moved in the Z-axis direction without causing run-out, and furthermore, the durability to offset loads from the direction orthogonal to the Z-axis is ensured.

シャフト123は、軸部本体123aと、軸部本体123aに挿通された筒状の複数の永久磁石125と、複数の永久磁石125各々の間に介装された環状の継鉄Fとを有する。軸部本体123aはカバー部122の保持部122aを貫通し、振動受け部124に接続される。振動受け部124は、車輪等の振動系の振動をモータ10へ伝達する任意の構造に構成される。   The shaft 123 includes a shaft main body 123a, a plurality of cylindrical permanent magnets 125 inserted into the shaft main body 123a, and an annular yoke F interposed between the plurality of permanent magnets 125. The shaft portion main body 123 a penetrates the holding portion 122 a of the cover portion 122 and is connected to the vibration receiving portion 124. The vibration receiver 124 is configured to have an arbitrary structure for transmitting the vibration of a vibration system such as a wheel to the motor 10.

複数の永久磁石125は、Z軸方向に沿って配列され、同極同士がZ軸方向に対向するようにシャフト123に保持される。永久磁石125の種類は特に限定されず、例えば、アルニコ磁石、フェライト磁石又はネオジム磁石等が採用されてもよい。   The plurality of permanent magnets 125 are arranged along the Z-axis direction, and held by the shaft 123 such that the same poles face each other in the Z-axis direction. The type of permanent magnet 125 is not particularly limited, and, for example, an alnico magnet, a ferrite magnet or a neodymium magnet may be employed.

永久磁石125の大きさや数は特に限定されず、電磁コイル11を構成するリング状巻線の数や配列ピッチ等に応じて適宜設定可能である。また、本実施形態ではシャフト123のほぼ全軸長の範囲にわたって永久磁石125が配列されるが、少なくとも、電磁コイル11の空芯部を通過し得る軸長の範囲にわたって永久磁石125が配列されていればよい。   The size and the number of the permanent magnets 125 are not particularly limited, and can be appropriately set according to the number of ring-shaped windings constituting the electromagnetic coil 11, the arrangement pitch, and the like. Further, in the present embodiment, the permanent magnets 125 are arranged over the range of substantially the entire axial length of the shaft 123, but the permanent magnets 125 are arranged over the range of axial lengths which can pass through the air core of the electromagnetic coil 11 at least. Just do it.

シャフト123のZ軸方向に沿った位置や変位は、検出部210によって検出される。検出部210は、固定部110内の任意の位置(例えば、ボトムガイド部117の突出部117a)に設けられ、シャフト123が保持する永久磁石125とZ軸方向と直交する方向に対向している。検出部210は、永久磁石125のN極からS極に向かう磁束の磁束密度を検出し、固定部110に対する可動部120(シャフト123)の相対位置情報を含む検出信号を制御回路40へ出力する。   The position and displacement of the shaft 123 along the Z-axis direction are detected by the detection unit 210. The detection unit 210 is provided at an arbitrary position in the fixed unit 110 (for example, the protrusion 117 a of the bottom guide unit 117), and faces the permanent magnet 125 held by the shaft 123 in the direction orthogonal to the Z-axis direction. . Detection unit 210 detects the magnetic flux density of the magnetic flux from the N pole to the S pole of permanent magnet 125, and outputs a detection signal including relative position information of movable unit 120 (shaft 123) to fixed unit 110 to control circuit 40. .

固定部110及び可動部120を構成する部材(第1の筒部材111、第2の筒部材121、アダプタ114、ベース部115、ボトムガイド部117、カバー部122、ストッパ126等)は非磁性体で構成され、モータ10の剛性及び耐久性を確保する観点から金属材料であることが好ましい。   The members constituting the fixed portion 110 and the movable portion 120 (the first cylindrical member 111, the second cylindrical member 121, the adapter 114, the base portion 115, the bottom guide portion 117, the cover portion 122, the stopper 126, etc.) It is preferable that it is a metal material from the viewpoint of securing the rigidity and durability of the motor 10.

[電磁ダンパ装置の動作]
続いて、本実施形態の電磁ダンパ装置100の典型的な動作について説明する。
[Operation of electromagnetic damper device]
Subsequently, a typical operation of the electromagnetic damper device 100 of the present embodiment will be described.

図示しないエンジンの始動により、駆動回路20及び制御回路40は、バッテリEから電源供給を受け、スイッチ回路30は、電源監視部50を介して、図3において実線で示すオン状態に切り替えられる。   When the engine (not shown) is started, the drive circuit 20 and the control circuit 40 receive power supply from the battery E, and the switch circuit 30 is switched to the on state shown by a solid line in FIG.

走行する車両の各車輪が上下方向に振動すると、モータ10の可動部120(シャフト123)は、ストローク方向(Z軸方向)に作用する力を受けて、固定部110(電磁コイル11)に対して相対変位する。制御回路40は、各車輪のばね下加速度信号やばね上加速度信号、モータ10の検出部210の出力に基づいて、モータ10に対する通電制御量を車輪ごとに算出し、制御信号として駆動回路20の各スイッチング素子211,212,221,222,231,232へ出力する。   When each wheel of the traveling vehicle vibrates in the vertical direction, the movable portion 120 (shaft 123) of the motor 10 receives a force acting in the stroke direction (Z-axis direction), and with respect to the fixed portion 110 (electromagnetic coil 11). Relative displacement. The control circuit 40 calculates the energization control amount for the motor 10 for each wheel based on the unsprung mass acceleration signal and the sprung mass acceleration signal of each wheel, and the output of the detection unit 210 of the motor 10, and controls the drive circuit 20 as a control signal. It outputs to each switching element 211, 212, 221, 222, 231, 232.

駆動回路20の各スイッチング素子211,212,221,222,231,232は、制御回路40からの制御信号に基づいてオン・オフ制御され、モータ10の電磁コイル11(第1〜第3のコイル部11A〜11C)へ供給される第1〜第3の駆動電流を生成する。生成された第1〜第3の駆動電流は、オン状態にあるスイッチ回路30を介して、モータ10の電磁コイル11へ供給される。   Each switching element 211, 212, 221, 222, 231, 232 of the drive circuit 20 is on / off controlled based on a control signal from the control circuit 40, and the electromagnetic coil 11 of the motor 10 (first to third coils The first to third drive currents supplied to the units 11A to 11C) are generated. The generated first to third drive currents are supplied to the electromagnetic coil 11 of the motor 10 through the switch circuit 30 in the on state.

このように電磁コイル11の第1〜第3のコイル部11A〜11Cが第1〜第3の駆動電流で通電制御されることにより、モータ10は、各車輪の振動速度に応じた最適な減衰力に調整されるとともに、車輪の振動状態に応じて最適な減衰力となるように可変に制御される。これにより車両の乗り心地や操縦安定性の向上が実現される。   As described above, when the first to third coil portions 11A to 11C of the electromagnetic coil 11 are controlled to be energized by the first to third drive currents, the motor 10 is optimally damped according to the vibration speed of each wheel. The force is adjusted and variably controlled to be an optimal damping force according to the vibration state of the wheel. Thereby, the improvement of the ride comfort and the steering stability of the vehicle is realized.

一方、何等かの理由によりバッテリEによる駆動回路20への給電が遮断されると、電源監視部50は、スイッチ回路30を図3において二点鎖線で示すオフ状態に切り替えるための第1の切替信号をスイッチ回路30へ出力する。これにより、各可動接点32A〜32Cは、固定接点31A〜31Cへ接続されることで、短絡ライン33を介して相互に短絡する。   On the other hand, when power supply to drive circuit 20 by battery E is cut off for any reason, power supply monitor 50 performs a first switching operation to switch switch circuit 30 to the off state shown by the two-dot chain line in FIG. A signal is output to the switch circuit 30. Thereby, each movable contact 32A-32C is mutually short-circuited via the short circuit line 33 by being connected to fixed contact 31A-31C.

これにより、モータ10においては、電磁コイル11に対するシャフト123(永久磁石125)の相対変位の際、電磁誘導により電磁コイル11に誘導起電力が発生する。電磁コイル11の各端子間は、オフ状態にあるスイッチ回路30において短絡しているため、各コイル部11A〜11Cに誘導電流が流れることで、シャフト123に対しその移動を阻害する所定の電磁力が作用する。このようにしてモータ10による振動減衰作用が得られる。   Thus, in the motor 10, an induced electromotive force is generated in the electromagnetic coil 11 by electromagnetic induction when the relative displacement of the shaft 123 (permanent magnet 125) with respect to the electromagnetic coil 11 is generated. Since the terminals of the electromagnetic coil 11 are short-circuited in the switch circuit 30 in the off state, a predetermined electromagnetic force that inhibits the movement of the shaft 123 due to the induced current flowing through the coil portions 11A to 11C. Works. Thus, the vibration damping action by the motor 10 is obtained.

一方、バッテリEの給電が復旧すると、電源監視部50は、スイッチ回路30を図3において実線で示すオン状態に切り替えるための第2の切り替え信号をスイッチ回路30へ出力する。これにより、電源復旧時においてスイッチ回路30をオン状態へ自動的に復帰させて、上述した所期の減衰力制御を速やかに実行することが可能となる。   On the other hand, when the power supply of the battery E is restored, the power supply monitoring unit 50 outputs, to the switch circuit 30, a second switching signal for switching the switch circuit 30 to the on state shown by the solid line in FIG. As a result, when power is restored, the switch circuit 30 is automatically returned to the on state, and the above-described expected damping force control can be promptly performed.

以上のように本実施形態の電磁ダンパ装置100によれば、外部電源(バッテリE)の喪失時においても、スイッチ回路30がオフ状態に切り替えられることで、モータ10による所定のダンパ機能が確保される。これにより、電源喪失時においても車両の乗り心地や操縦安定性が確保される。   As described above, according to the electromagnetic damper device 100 of the present embodiment, even when the external power supply (battery E) is lost, the switch circuit 30 is switched to the OFF state, whereby the predetermined damper function by the motor 10 is ensured. Ru. As a result, the ride comfort and steering stability of the vehicle can be secured even when the power is lost.

しかも、スイッチ回路30のオフ状態において、モータ10の各コイル部11A〜11Cと駆動回路20(出力端子24A〜21C)との間の接続が遮断されるため、モータ10で発電された電流を駆動回路20へ漏出させることなく、振動減衰力の発生源として効率よく利用することができる。この場合、短絡ライン33に適宜の電気抵抗値を有する抵抗素子が介装されてもよく、これにより短絡ライン33での電流の抵抗を調整できるため、モータ10による振動減衰力の最適化を図ることができる。   Moreover, in the OFF state of the switch circuit 30, the connection between each of the coil portions 11A to 11C of the motor 10 and the drive circuit 20 (output terminals 24A to 21C) is cut off, so the current generated by the motor 10 is driven. The leakage current to the circuit 20 can be efficiently used as a generation source of the vibration damping force. In this case, a resistive element having an appropriate electrical resistance value may be interposed in the short circuit line 33, whereby the resistance of the current in the short circuit line 33 can be adjusted, so the vibration damping force by the motor 10 is optimized. be able to.

また、本実施形態によれば、モータ10は、振動系の直線振動がダイレクトに入力される円筒型リニアモータで構成されているため、直線振動を回転運動に変換するボールネジ機構を備えた回転型のモータと比較してバックラッシュが存在せず、したがって振幅が小さい微小な振動に対しても安定した減衰作用を得ることができる。また、高速度の振動にも十分に追従することができるため、比較的高い周波数帯域においても安定した振動減衰特性が得られる。   Further, according to the present embodiment, since the motor 10 is constituted by a cylindrical linear motor to which linear vibration of the vibration system is directly input, a rotary type provided with a ball screw mechanism for converting linear vibration into rotational motion There is no backlash as compared with the motor of (1), and therefore stable damping action can be obtained even for minute vibrations with small amplitude. Further, since high speed vibration can be sufficiently followed, stable vibration damping characteristics can be obtained even in a relatively high frequency band.

さらに本実施形態の電磁ダンパ装置100によれば、モータ10の支持部116にトラニオン構造が採用されているため、モータ10のX軸周りの回動が許容される。これにより、X軸まわりに傾動しつつ所定の振動減衰作用が得られることから、車両用サスペンションシステムに用いて好適な電磁ダンパ装置100を提供することができる。   Furthermore, according to the electromagnetic damper device 100 of the present embodiment, since the trunnion structure is adopted for the support portion 116 of the motor 10, rotation of the motor 10 around the X axis is permitted. As a result, a predetermined vibration damping action can be obtained while tilting around the X axis, so that the electromagnetic damper device 100 suitable for use in a vehicle suspension system can be provided.

<第2の実施形態>
図5は、本発明の第2の実施形態に係るモータ駆動装置2を備えた電磁ダンパ装置200の構成を概略的に示すブロック図である。以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、第1の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
Second Embodiment
FIG. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of an electromagnetic damper device 200 provided with a motor drive device 2 according to a second embodiment of the present invention. Hereinafter, the configuration different from the first embodiment will be mainly described, and the same configuration as that of the first embodiment is denoted by the same reference numeral, and the description thereof will be omitted or simplified.

本実施形態のモータ駆動装置2は、制御回路41が電源監視部50の機能を含む点で、第1の実施形態と異なる。制御回路41は、第1の実施形態と同様に、バッテリEから駆動回路20への電源供給が遮断されたとき、オン状態(接続状態)からオフ状態(短絡状態)へ切り替えるための第1の切替信号をスイッチ回路30へ出力するように構成される。また、制御回路41は、駆動回路20への電源供給が再開されたとき、オフ状態からオン状態へ切り替えるための第2の切替信号をスイッチ回路30へ出力するように構成される。   The motor drive device 2 of the present embodiment differs from that of the first embodiment in that the control circuit 41 includes the function of the power supply monitoring unit 50. As in the first embodiment, when the power supply from the battery E to the drive circuit 20 is interrupted, the control circuit 41 is a first circuit for switching from the on state (connection state) to the off state (short circuit state). The switch signal is configured to be output to the switch circuit 30. The control circuit 41 is configured to output, to the switch circuit 30, a second switching signal for switching from the off state to the on state when the power supply to the drive circuit 20 is resumed.

特に本実施形態では、制御回路41は、電源復旧時において、第1〜第3の駆動電流がゼロのときに第2の切り替え信号を出力して、スイッチ回路30をオフ状態からオン状態へ切り替えるように構成される。これにより、オフ状態からオン状態への切り替え時において第1〜第3の出力端子24A〜21Cと可動接点32A〜32Cとの間におけるアーク等の発生を防止し、スイッチ回路30の保護を図ることができる。   In particular, in the present embodiment, the control circuit 41 outputs the second switching signal when the first to third drive currents are zero at the time of power restoration, and switches the switch circuit 30 from the off state to the on state. Configured as. Thereby, generation of an arc or the like between the first to third output terminals 24A to 21C and the movable contacts 32A to 32C is prevented at the time of switching from the off state to the on state, and the switch circuit 30 is protected. Can.

図6は、制御回路41において実行される第2の切り替え信号の生成手順の一例を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing an example of a generation procedure of the second switching signal performed in the control circuit 41.

制御回路41は、電源監視部50においてバッテリEから駆動回路20への電源供給が再開されたことを検出すると、スイッチ回路30のオフ状態を維持したまま、UVW各相の駆動電流(第1〜第3の駆動電流)がゼロ(例えば、PWM制御でデューティ比50%)となるように、各スイッチング素子211,212,221,222,231,232をオン・オフ制御するための予備制御指令を生成し、これを駆動回路20へ出力する(ステップ101)。続いて制御回路41は、予備制御指令を出力してから所定時間経過したか否かを判定し、所定時間が経過したときはスイッチ回路30をオン状態にするための第2の切り替え信号をスイッチ回路30へ出力する(ステップ102,103)。   When the control circuit 41 detects that the power supply from the battery E to the drive circuit 20 is resumed in the power supply monitoring unit 50, the drive current of each phase of UVW (first to fourth phases) is maintained while the switch circuit 30 is kept off. A preliminary control command for on / off control of each switching element 211, 212, 221, 222, 231, 232 is set so that the third drive current becomes zero (for example, a duty ratio of 50% in PWM control). It is generated and output to the drive circuit 20 (step 101). Subsequently, the control circuit 41 determines whether or not a predetermined time has elapsed since outputting the preliminary control command, and switches the second switching signal for turning on the switch circuit 30 when the predetermined time has elapsed. It outputs to the circuit 30 (steps 102 and 103).

上記所定時間は特に限定されず、典型的には、予備制御指令が出力されてから電流値がゼロの駆動電流を各相において生成できる適宜の時間が設定され、例えば0.5秒程度とされる。これにより、スイッチ回路30をオン状態に切り替えたときに出力端子24A〜24Cと可動接点32A〜32Cとの間にアークが発生することを防止して、これら端子間の保護を図りながら安定した電気的接続が可能となる。   The predetermined time is not particularly limited, and typically, an appropriate time that can generate a drive current having a current value of zero in each phase after the preliminary control command is output is set, for example, about 0.5 seconds. Ru. As a result, when the switch circuit 30 is switched to the ON state, generation of an arc between the output terminals 24A to 24C and the movable contacts 32A to 32C is prevented, and stable electricity is achieved while the protection between the terminals is achieved. Connection is possible.

なお、制御回路41は、上述のように予備制御指令から所定時間経過後にスイッチ回路30をオン状態に切り替える制御とは異なる制御を実行するように構成されてもよい。例えば、各相の駆動電流を検出可能な電流センサを利用し、これら電流センサの出力に基づき、制御回路41が各相の駆動電流ゼロを検出した時点でスイッチ回路30をオン状態へ切り替えるように構成されてもよい。   The control circuit 41 may be configured to execute control different from control for switching the switch circuit 30 to the on state after a predetermined time has elapsed from the preliminary control command as described above. For example, a current sensor capable of detecting the drive current of each phase is used, and the switch circuit 30 is switched to the on state when the control circuit 41 detects the drive current zero of each phase based on the outputs of these current sensors. It may be configured.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited only to the above-mentioned embodiment, of course, a various change can be added.

例えば以上の実施形態では、モータ10として図4に示したリニアモータを例に挙げて説明したが、これに限られず、回転型のモータが採用されてもよい。   For example, although the linear motor shown in FIG. 4 was mentioned as an example and demonstrated as the motor 10 in the above embodiment, it is not restricted to this, A rotation type motor may be employ | adopted.

また以上の実施形態では、モータ駆動装置1,2として、電磁ダンパ装置100,200への適用例を説明したが、これに限られず、例えば航空機の舵面に設けられる各種アクチュエータにも本発明は適用可能である。   Moreover, although the example of an application to the electromagnetic damper apparatus 100 and 200 was demonstrated as the motor drive 1 and 2 in the above embodiment, it is not restricted to this, For example, this invention is also applicable to various actuators provided in the control surface of an aircraft. It is applicable.

1,2…モータ駆動装置
10…モータ
11…電磁コイル
11A〜11C…コイル部
20…駆動回路
24A〜24C…出力端子
30…スイッチ回路
31A〜31C…固定接点
32A〜32C…可動接点
33…短絡ライン
40,41…制御回路
50…電源監視部
100,200…電磁ダンパ装置
110…固定部
111…第1の筒部
120…可動部
121…第2の筒部
123…シャフト
125…永久磁石
E…バッテリ
SA〜SC…スイッチ部
1, 2 ... motor drive device 10 ... motor 11 ... electromagnetic coil 11A-11C ... coil section 20 ... drive circuit 24A-24C ... output terminal 30 ... switch circuit 31A-31C ... fixed contact 32A-32C ... movable contact 33 ... short circuit line 40, 41 ... Control circuit 50 ... Power supply monitoring unit 100, 200 ... Electromagnetic damper device 110 ... Fixed unit 111 ... First tube unit 120 ... Movable unit 121 ... Second tube unit 123 ... Shaft 125 ... Permanent magnet E ... Battery SA to SC: Switch part

Claims (4)

第1の位相を有する第1の駆動電流が通電可能な第1のコイル部と、前記第1の位相と異なる第2の位相を有する第2の駆動電流が通電可能な第2のコイル部と、前記第1及び第2の位相と異なる第3の位相を有する第3の駆動電流が通電可能な第3のコイル部とを含むモータを駆動するモータ駆動装置であって、
前記第1のコイル部に電気的に接続可能な第1の出力端子と、前記第2のコイル部に電気的に接続可能な第2の出力端子と、前記第3のコイル部に電気的に接続可能な第3の出力端子とを有し、前記第1〜第3の出力端子を介して前記第1〜第3のコイル部へそれぞれ供給される前記第1〜第3の駆動電流を生成する駆動回路と、
前記第1〜第3の出力端子と前記第1〜第3のコイル部との間を各々接続する接続状態と、前記第1〜第3の出力端子と前記第1〜第3のコイル部との間を各々遮断し前記第1〜第3のコイル部を相互に短絡させる短絡状態とを選択的に切り替え可能に構成され、前記モータと前記駆動回路との間に介装されたスイッチ回路と
を具備するモータ駆動装置。
A first coil portion to which a first drive current having a first phase can be supplied, and a second coil portion to which a second drive current having a second phase different from the first phase can be supplied A motor drive apparatus for driving a motor including: a third coil portion to which a third drive current having a third phase different from the first and second phases can be supplied,
The first output terminal electrically connectable to the first coil portion, the second output terminal electrically connectable to the second coil portion, and the third coil portion electrically And a third output terminal that can be connected, and generates the first to third drive currents respectively supplied to the first to third coil parts via the first to third output terminals. Driving circuit, and
A connection state in which the first to third output terminals and the first to third coil portions are respectively connected, the first to third output terminals, and the first to third coil portions And a switch circuit interposed between the motor and the drive circuit. The switch circuit is configured to be selectively switchable between a short circuit state in which each of the first to third coil sections are mutually short-circuited. Motor driving device equipped with
請求項1に記載のモータ駆動装置であって、
前記駆動回路への電源供給を監視する電源監視部をさらに具備し、
前記電源監視部は、前記駆動回路への電源供給が遮断されたとき、前記接続状態から前記短絡状態へ切り替えるための第1の切替信号を前記スイッチ回路へ出力するように構成される
モータ駆動装置。
The motor drive device according to claim 1, wherein
The apparatus further comprises a power supply monitoring unit monitoring power supply to the drive circuit,
The power supply monitoring unit is configured to output, to the switch circuit, a first switching signal for switching the connection state to the short circuit state when power supply to the drive circuit is interrupted. .
請求項2に記載のモータ駆動装置であって、
前記電源監視部は、前記駆動回路への電源供給が再開されたとき、前記短絡状態から前記接続状態へ切り替えるための第2の切替信号を前記スイッチ回路へ出力するように構成される
モータ駆動装置。
The motor drive device according to claim 2,
The power supply monitoring unit is configured to output, to the switch circuit, a second switching signal for switching from the short circuit state to the connection state when power supply to the drive circuit is resumed. .
請求項1〜3のいずれか1つに記載のモータ駆動装置であって、
前記駆動回路及び前記スイッチ回路を制御する制御回路をさらに具備し、
前記制御回路は、前記第1〜第3の駆動電流がゼロのときに、前記スイッチ回路を前記短絡状態から前記接続状態へ切り替えるように構成される
モータ駆動装置。
The motor drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein
And a control circuit for controlling the drive circuit and the switch circuit,
The control circuit is configured to switch the switch circuit from the short circuit state to the connection state when the first to third drive currents are zero.
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