WO2018135180A1 - 電気粘性流体内蔵機器 - Google Patents

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WO2018135180A1
WO2018135180A1 PCT/JP2017/044380 JP2017044380W WO2018135180A1 WO 2018135180 A1 WO2018135180 A1 WO 2018135180A1 JP 2017044380 W JP2017044380 W JP 2017044380W WO 2018135180 A1 WO2018135180 A1 WO 2018135180A1
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WO
WIPO (PCT)
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load voltage
load
charging current
electrorheological fluid
value
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/044380
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English (en)
French (fr)
Inventor
大介 五十嵐
達郎 南部
道裕 浅沼
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立オートモティブシステムズ株式会社 filed Critical 日立オートモティブシステムズ株式会社
Publication of WO2018135180A1 publication Critical patent/WO2018135180A1/ja

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/53—Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D35/00—Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion

Definitions

  • the present invention relates to a device with a built-in electrorheological fluid such as a damper, a clutch, and an engine mount that incorporates an electrorheological fluid.
  • Electro-rheological fluid (hereinafter referred to as “ERF”) is a fluid whose viscosity can be changed by applying an electric field from the outside.
  • ERF has the advantage of high responsiveness because the viscosity of the fluid can be directly controlled by electric field control without using a moving part.
  • Applications of ERF include shock absorption, torque control, vibration control and the like.
  • Specific examples of the electrorheological fluid built-in device using ERF include an ERF damper, an ERF clutch, and an ERF engine mount.
  • a damping force variable shock that outputs a damping force corresponding to the current flowing in the coil using a magnetorheological fluid that can change its viscosity by applying a magnetic field.
  • An absorber is disclosed.
  • paragraph 0012 of the same document states that “a damping force may be set by a current applied to a coil using a magnetic fluid or a magnetorheological fluid as a working fluid”, and a damping force variable shock caused by a change in coil temperature.
  • a method for suppressing a decrease in the response of the absorber by adjusting the damping force of the magnetic fluid or the magnetorheological fluid is disclosed.
  • Patent Document 1 discloses correction of a magnetorheological fluid based on changes in coil temperature, correction according to variations in characteristics of the magnetorheological fluid and changes over time is not considered.
  • the characteristics of the viscous fluid vary or change over time, there is a problem that the response of equipment such as a damper, a clutch, and an engine mount is lowered and overshoot occurs.
  • an electrorheological fluid built-in device is an electrorheological fluid built-in device having a built-in electrorheological fluid whose viscosity changes according to an applied voltage, and a load voltage is applied to the electrorheological fluid.
  • Voltage applying means to be applied ; load voltage control means for controlling the voltage applying means based on a load voltage command value; load voltage detecting means for detecting a load voltage of the electrorheological fluid; and charging of the electrorheological fluid Charging current limiting means for correcting the charging current value, and the charging current limiting means corrects the charging current value based on the rate of change of the load voltage detected by the load voltage detecting means.
  • An electrorheological fluid-containing device incorporating an electrorheological fluid whose viscosity changes according to the applied voltage, the voltage applying means for applying a load voltage to the electrorheological fluid, and the voltage based on the load voltage command value
  • Load voltage control means for controlling the application means, resistance value measuring means for measuring the resistance value of the electrorheological fluid, and charging current limiting means for correcting the charging current value during charging of the electrorheological fluid,
  • the charging current limiting means corrects the charging current value based on the resistance value detected by the resistance value measuring means.
  • the load voltage It is possible to suppress the deterioration of responsiveness and the occurrence of overshoot, and to suppress the performance deterioration as the electrorheological fluid built-in device.
  • FIG. 1 is a basic configuration diagram of a device with a built-in electrorheological fluid of Example 1.
  • FIG. The figure for demonstrating the subject of a prior art. The figure for demonstrating the correction
  • FIG. The figure for demonstrating the correction
  • FIG. The figure for demonstrating the correction
  • FIG. The figure which shows the measuring method of the load voltage change rate at the time of load voltage discharge in Example 1.
  • FIG. 1 The figure which shows the flowchart of the calculation method of the charging current limiting value increase rate coefficient in Example 1.
  • FIG. The figure which shows the mode of the time change of the load voltage, charging current limiting value, and charging current when there is no variation in the resistance component of ERF and when there is a variation of ⁇ 20% (no correction).
  • FIG. The figure for demonstrating the correction
  • FIG. 6 is a basic configuration diagram of a device with a built-in electrorheological fluid according to a third embodiment.
  • FIG. 6 is a basic configuration diagram of a device with a built-in electrorheological fluid according to a third embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a basic configuration of a device 11 with a built-in electrorheological fluid according to the first embodiment.
  • the basic configuration of the device 11 with a built-in electrorheological fluid, and operations during charging and discharging of a load voltage are illustrated.
  • the electrorheological fluid built-in device 11 is specifically an ERF damper, an ERF clutch, an ERF engine mount, and the like, but the essential components for functioning as these are well known. The explanation is omitted.
  • the electrorheological fluid built-in device 11 includes an ERF 14 whose viscosity changes according to an applied voltage, a booster circuit 10 that applies a load voltage to the ERF 14, and a load voltage control unit 20 that controls the booster circuit 10. And a load voltage command value calculation unit 15 that gives a load voltage command value V ref to the load voltage control unit 20.
  • the electrorheological fluid built-in device 11 is supplied with DC power from the DC power source 1 and receives an ERF viscosity command value ⁇ ref from a host controller (not shown).
  • a host controller not shown
  • the step-up circuit 10 includes an input-side smoothing capacitor 2, a step-up transformer 3, a semiconductor switching element 4, a semiconductor switching element drive circuit 5, a rectifier diode 6, an output-side smoothing capacitor 7, a discharge resistor 8, and a load voltage for detecting a load voltage V load.
  • the detector 9 and the charging current detector 16 for detecting the charging current I load are provided, and the DC power supplied from the DC power source 1 is boosted and the load voltage V load applied to the ERF 14 is output.
  • the ERF 14 is a load of the booster circuit 10 having a capacitance component 12 and a resistance component 13, and a load voltage V load that is a high DC voltage is applied by the booster circuit 10.
  • V load a load voltage
  • the characteristics of the electrorheological fluid built in the ERF damper, ERF clutch, ERF engine mount, etc. can be appropriately controlled.
  • the load voltage command value calculation unit 15 calculates a load voltage command value V ref for realizing the viscosity specified by the ERF viscosity command value ⁇ ref input from a host controller (not shown).
  • the load voltage control unit 20 includes a charging current command calculation unit 21, a PWM pulse generation unit 22, a load voltage change rate measurement unit 23, and a charging current limiting unit 27.
  • the charging current limiting unit 27 includes a charging current limiting value increase coefficient calculating unit 24, a charging current limiting value calculating unit 25, and a charging current command value calculating unit 26 after limiting.
  • the load voltage control unit 20 receives the load voltage command value V ref output from the load voltage command value calculation unit 15 and the load voltage V load detected by the load voltage detection unit 9, and applies the load voltage V load applied to the ERF 14. and outputs an oFF signal V g for controlling the specified value of the load voltage command value V ref.
  • the viscosity of the ERF 14 built in the electrorheological fluid built-in device 11 can be controlled to the value specified by the ERF viscosity command value ⁇ ref .
  • the load voltage command value V ref and the load voltage V load are input to the load voltage control unit 20.
  • the load voltage control unit 20 controls the charging current command calculation unit 21 so that the difference V err between the load voltage command value and the load voltage is eliminated by a proportional controller (P controller), a proportional integral controller (PI controller), or the like.
  • P controller proportional controller
  • PI controller proportional integral controller
  • the charging current command value (no limit) I load_ref is calculated and output to the charging current limiting unit 27.
  • the charging current limiting unit 27 limits the charging current command value (no limit) I load_ref with the charging current limit value I load_lim and outputs a charging current command value (with limit) I load_ref ′.
  • the charging current limiter 27 corrects the charging current limit value I load_lim based on the load voltage change rate V cr .
  • the load voltage change rate V cr is measured by the load voltage change rate measuring unit 23 from the load voltage V load , the load voltage command value, and the difference V err between the load voltages.
  • the load voltage change rate measurement unit 23 outputs the measured load voltage change rate V cr to the charging current limit value increase coefficient calculation unit 24.
  • the charging current limit value increase coefficient calculating unit 24 calculates a charging current limit value increasing rate coefficient K i_load based on the load voltage change rate V cr and outputs the calculated charge current limit value increasing rate coefficient K i_load to the charging current limit value calculating unit 25.
  • the charging current limit value calculation unit 25 corrects the charging current limit value I load_lim in accordance with the charging current limit value increase rate coefficient K i_load and outputs it to the limited charging current command value calculation unit 26.
  • the limited charging current command value calculation unit 26 generates a PWM pulse of the charging current command value (with limitation) I load_ref ′ after limiting the charging current command value (without limitation) I load_ref with the charging current limitation value I load_lim. To the unit 22.
  • Semiconductor switching element driving circuit 5 are turned on and off driving the semiconductor switching element 4 in response to the OFF signal V g.
  • the semiconductor switching element 4 When the semiconductor switching element 4 is on, energy is stored from the input side smoothing capacitor 2 to the exciting inductance of the step-up transformer 3. The energy stored in the excitation inductance of the step-up transformer 3 is released to the secondary side when the semiconductor switching element 4 is turned off, and the load voltage is applied across the output-side smoothing capacitor 7 and the ERF 14 via the rectifier diode 6 by this energy. V load is charged.
  • the load voltage change rate measuring unit 23 and the charging current limiting unit 27 may be realized by an electric circuit instead of calculation.
  • the electrostatic capacitance component 12 of the ERF 14 and the load voltage V load charged in the output side smoothing capacitor 7 are discharged by the resistance component 13 of the ERF 14 and the discharge resistor 8. .
  • the discharge time is determined by the discharge time constant of the electrostatic capacitance component 12 and the resistance component 13 of the ERF 14, the output-side smoothing capacitor 7, and the discharge resistor 8.
  • the semiconductor switching element 4 is turned off, and the supply of energy from the step-up transformer 3 is stopped.
  • FIG. 2A shows the time change of the load voltage V load detected by the load voltage detector 9 and FIG. 2B shows the time change of the charging current I load detected by the charging current detector 16. 2 to 4, the charging current I load_typ. As shown in FIG. 5, it is assumed that current-type soft start control that increases the limit value of the charging current during charging stepwise is used.
  • FIG. Overload may occur as in the case of a load voltage (no correction) V load — ri (one-dot chain line) when the rate of change in the load voltage increases.
  • the cause of this overshoot of the load voltage is that the charging current I load_typ.
  • the charging current (no correction) I load_ri one-dot chain line) at the time of increasing the load voltage change rate is decreasing compared to the (solid line)
  • the load voltage V load is changed to the load voltage specified value V ref. This is because the amount of charge necessary for charging up to 1 is decreased.
  • FIG. 3A shows the load voltage V load
  • FIG. 3B shows the charging current I load
  • FIG. 3C shows the time change of the charging current limit value I load_lim .
  • the charging current limiting unit 27 detects that the load voltage change rate has decreased due to the fact that the electrical constant of the ERF 14 is different from the expected value, and the charge current limit value (no correction) I load_lim_dec ( Compared with the dotted line), the charging current limit value I l at each stage of the load current limit value (with correction) I load_lim_dec ′ when the load voltage change rate decreases Correction is made in the direction of increasing ood_lim (broken line).
  • the charging current (with correction) I load_dec ′ (broken line) at the time of decreasing the load voltage change rate in FIG.
  • the charging current value at each stage is increased as compared with the charging current at the time (no correction) I load_dec (dotted line).
  • the charging current I load shown in FIG. 3B as shown in the load voltage (with correction) V load_dec ′ (broken line) when the load voltage change rate decreases in FIG.
  • the present embodiment suppresses a decrease in load voltage responsiveness when a difference occurs between the estimated value and the actual value of the electrical constant of the ERF 14 due to variations and aging that are not considered in the prior art. can do. Further, in this embodiment, since the response voltage drop of the load voltage V load is detected from the load voltage change rate V cr , not only the variation of the electric constant of the ERF and the secular change but also the output side smoothing capacitor 7, the discharge resistor 8, etc. It is also possible to suppress a decrease in response of the load voltage V load due to variations in component constants that affect the response of the load voltage V load and aging.
  • FIG. 4A shows the load voltage V load
  • FIG. 4B shows the charging current I load
  • FIG. 4C shows the time change of the charging current limit value I load_lim .
  • the charging current limiting unit 27 detects that the load voltage change rate has increased due to the fact that the electrical constant of the ERF 14 is different from the expected one, and the charging current limit value when the load voltage change rate increases in FIG. No correction)
  • I load_lim_ri dotted line
  • the charging current limit value I load_lim_ri '(broken line) when the load voltage change rate is increased is corrected in a direction to decrease the charging current limit value I load_lim at each stage. is doing.
  • the charging current limit value I load_lim_typ. Is equivalent to the charging current limit value (without correction) I load_lim_ri when the load voltage change rate increases, and is not shown.
  • the charging current (with correction) Iload_ri ′ (broken line) at the time of increasing the load voltage change rate in FIG.
  • the charging current value at each stage is reduced as compared with the charging current at the time (no correction) I load — ri (dotted line).
  • the load voltage (with correction) V load_ri ′ (broken line) at the time of increasing the load voltage change rate in FIG.
  • the load voltage (no correction) V load — ri dotted line
  • FIG. 5A shows the load voltage V load
  • FIG. 5B shows the charging current I load
  • FIG. 5C shows the time change of the charging current limit value I load_lim .
  • the charging current limiting unit 27 detects that the load voltage change rate V cr has decreased due to the fact that the electrical constant of the ERF 14 is different from the expected one, and the charging current limit when the load voltage change rate decreases in FIG.
  • the charging current limit value I load_lim is detected by detecting that the load voltage change rate V cr has increased due to the fact that the electrical constant of the ERF 14 is different from the assumption, and gradually increasing the charging current limit value I load_lim.
  • the overshoot of the load voltage V load can be suppressed by correcting the value I load_lim in the direction of decreasing the slope.
  • FIG. 6A shows the time change of the load voltage V load , the load voltage command value, and the load voltage difference V err
  • FIG. 6B shows the time change of the count value CNT.
  • the sampling period ts in the figure is set to an arbitrary width according to the characteristics of the electrorheological fluid built-in device.
  • the load voltage control unit 20 in FIG. 1 calculates the difference V err (dotted line) between the load voltage command value and the load voltage at the time of each sampling after raising the load voltage command value V ref (broken line). It is determined whether the change rate measurement start threshold value V th1 is greater. Then, the load voltage V load (solid line) at the first sampling point P s1 after V err becomes equal to or greater than the threshold is set as the load voltage V load_st at the start of measurement, and the count value CNT is counted from the sampling point P s1. Start up.
  • the difference V err between the load voltage command value and the load voltage is compared with the measurement end threshold value V th2 of the load voltage change rate during charging.
  • V err is large, the count value CNT is increased.
  • V load_end the load voltage V load_end at the end of measurement, and at the end of measurement.
  • the difference between the load voltage V Load_end the measurement starting load voltage V Load_st by dividing by the product of the sampling cycle ts and the count value CNT and calculates the load voltage change rate V cr when the load voltage charging. After the load voltage change rate V cr is measured, the count value CNT is reset.
  • the delay time of the load voltage detection unit 9 must be shorter than the charging time, and needs to be at least less than 1/2 of the target charging time T target. is there. Since the resistance component 13 of the ERF 14 has a negative temperature dependency and the capacitance component 12 of the ERF 14 has a positive temperature dependency, a decrease in the load voltage change rate may be detected when the ERF 14 is at a high temperature. Since it is highly likely that an increase in the load voltage change rate is detected when the ERF 14 is at a low temperature, the measurement of the load voltage change rate may be limited to when the ERF 14 is below a certain temperature or above a certain temperature.
  • an excessive increase or decrease in the load voltage change rate is detected by measuring the load voltage change rate, it is diagnosed that the deterioration of the ERF 14 has occurred, and an external alarm is issued using an external output means such as a speaker. It can also be output.
  • the load voltage change rate for detecting an abnormality in the electrical constant of ERF 14 can be replaced with that at the time of discharge.
  • the discharge time constant is shortened and the rate of change in the load voltage at the time of discharge is increased. It can be estimated from the increase in the rate of change that the resistance component 13 of the ERF 14 is smaller than the assumed value. Further, when the resistance component 13 is larger than the assumed value, the discharge time constant becomes longer and the load voltage change rate during discharge becomes smaller. Therefore, the resistance component 13 of the ERF 14 is reduced due to the decrease in the load voltage change rate during discharge. Can be estimated to be larger than the assumed value.
  • the load voltage is corrected by correcting it in the direction of increasing the charging current.
  • the overshoot of the load voltage can be suppressed by correcting in the direction of decreasing the charging current.
  • the capacitance component 12 of the ERF 14 is larger than the expected value, the discharge time constant becomes longer, so the abnormality in the electric constant of the ERF 14 is substituted with the load voltage change rate at the time of discharge at the time of discharge. In this case, it is assumed that the variation of the electrical constant of the ERF 14 and the aging deterioration are dominant due to the resistance component.
  • FIG. 7A shows the time change of the load voltage V load , the load voltage command value, and the load voltage difference V err
  • FIG. 7B shows the time change of the count value CNT. Note that the sampling period ts in the figure is set to an arbitrary width in accordance with the characteristics of the electrorheological fluid built-in device, as in FIG.
  • the load voltage control unit 20 in FIG. 1 determines that the difference V err (dotted line) between the load voltage command value and the load voltage is the load voltage change rate at each sampling timing after the load voltage command value V ref (broken line) is lowered. It is determined whether it is smaller than the measurement start threshold V th3 . Then, the load voltage V load (solid line) at the sampling point P s3 of the first load voltage control unit 20 after V err becomes equal to or lower than the threshold is set as the load voltage V load_st at the start of measurement, and this sampling point P s3 Count up of the count value CNT is started.
  • the difference V err between the load voltage command value and the load voltage is compared with the measurement end threshold value V th4 of the load voltage change rate during discharging.
  • V err the count value CNT is increased.
  • V load solid line
  • the load voltage change rate V cr at the time of load voltage discharge is calculated. After the load voltage change rate V cr is measured, the count value CNT is reset.
  • step S11 it is determined whether the load voltage change rate V cr obtained in FIG. 6 or FIG. 7 is different from the previous value V cr_pre of the load voltage change rate. As a result, if they are different, it is determined that the load voltage change rate V cr has been updated, and the process proceeds to step S12. On the other hand, if both values are the same, it is determined that the load voltage change rate V cr has not been updated, and the process of FIG. 8 ends. If the load voltage change rate V cr is not updated, the effect of the correction of the previous charging current limit value increase rate coefficient K i — load is not reflected, and it cannot be determined whether additional correction is necessary. Absent.
  • step S12 overwriting the previous value V Cr_pre of the load voltage change rate to the load voltage change rate V cr, the process proceeds to step S13.
  • step S13 it is determined whether or not the load voltage change rate V cr is equal to or less than a lower limit threshold value V cr_th_low of the load voltage change rate. As a result, if V cr is equal to or less than V cr_th_low , the process proceeds to step S14. If V cr is greater than V cr_th_low , the process proceeds to step S17.
  • step S14 it determines whether or not the charge current limit increase rate factor K I_load smaller than the maximum value K I_load_max of the charging current limiting value increase rate factor. As a result, if K i_load is less than K i_load_max , the process proceeds to step S15. If K i_load is greater than or equal to K i_load_max , the process proceeds to step S16.
  • step S15 the value obtained by adding the charging current increase rate correction constant K ci_load to the charging current limit value increase rate coefficient K i_load is set as a new K i_load , and the processing in FIG.
  • step S16 the charging current limit value increase rate coefficient maximum value K i_load_max is set as a new charging current limit value increase rate coefficient K i_load , and the process of FIG. 8 ends.
  • step S17 it is determined whether or not the load voltage change rate V cr is equal to or greater than the upper limit threshold V cr_th_hi of the load voltage change rate. As a result, when V cr is equal to or higher than V cr_th_hi , the process proceeds to step S18. When V cr is smaller than V cr_th_hi , the process of FIG. 8 ends.
  • step S18 determines whether the charging current limit increase rate factor K I_load greater than the minimum value K I_load_min of the charging current limiting value increase rate factor. As a result, if K i_load is larger than K i_load_min , the process proceeds to step S19, and if K i_load is equal to or less than K i_load_min , the process proceeds to step S20.
  • step S19 a value obtained by subtracting the charging current increase rate correction constant K ci_load from the charging current limit value increasing rate coefficient K i_load is set as a new K i_load , and the processing in FIG.
  • step S20 the charging current limit value increase rate coefficient minimum value K i_load_min is set as a new charging current limit value increase rate coefficient K i_load , and the process of FIG. 9 ends.
  • the load voltage V load and charging current I load on the vertical axis and the time on the horizontal axis are expressed in arbitrary units (hereinafter referred to as “au”), and the charging current on the vertical axis.
  • the limit value I load_lim is expressed in%.
  • the charging time (up to 10 to 90%) of the load voltage V load when there is no variation in the resistance component 13 of the ERF 14 is 7.3 [a. u.
  • the charging time of the load voltage V load (up to 10 to 90%) when the variation of the resistance component 13 of the ERF 14 is ⁇ 20% (no correction). Is 8.1 [a. u. ], It can be seen that the response of the load voltage V load is reduced due to the variation in the resistance component 13 of the ERF 14.
  • the charging time (up to 10 to 90%) of the load voltage V load when there is no variation in the resistance component 13 of the ERF 14 is 7.3 [ a. u.
  • the charging time of the load voltage V load when the variation of the resistance component 13 of the ERF 14 is ⁇ 20% (with correction) (up to 10 to 90%) Is 7.1 [a. u. ].
  • the limit value at each stage is corrected in a direction to increase compared to the charging current limit value I load_lim in FIG. 10A.
  • the first embodiment there is a difference between the expected value and the actual value of the electric constant of the electrorheological fluid due to variations or aging of the electrorheological fluid incorporated in the electrorheological fluid built-in device. Even when this occurs, it is possible to suppress a decrease in load voltage responsiveness and occurrence of overshoot, and to satisfy characteristics required for an ERF damper, an ERF clutch, an ERF engine mount, and the like.
  • FIG. 11 is a basic configuration diagram of the electrorheological fluid built-in device according to the second embodiment.
  • the electrorheological fluid built-in device 11 of the first embodiment has a configuration in the case of using the current type soft start control that directly limits the charging current command value (no limit) I load_ref at the time of charging.
  • the built-in device 11 is different in that it uses a voltage type soft start control that limits the load voltage command V ref during charging. That is, in the charging current limiting unit 27 of the present embodiment, as shown in FIG. 11, the voltage type that indirectly limits the charging current I load by limiting the load voltage command V ref to the load voltage command limiting value V ref_lim. Soft start control is realized.
  • the charging current limiting unit 27 of the present embodiment corrects the load voltage command limit value V ref_lim based on the load voltage change rate V cr output from the load voltage change rate measuring unit 23,
  • a command limit value increase coefficient calculation unit 28, a load voltage command limit value calculation unit 29, and a post-limit load voltage command value calculation unit 30 are provided.
  • the load voltage command limit value increase coefficient calculating unit 28 calculates a load voltage command limit value increasing rate coefficient K v_load according to the load voltage change rate V cr input from the load voltage change rate measuring unit 23, and It outputs to the limit value calculation unit 29.
  • the load voltage command limit value calculation unit 29 corrects the load voltage command limit value V ref_lim according to the load voltage command limit value increase rate coefficient K v_load and outputs it to the post-limit load voltage command value calculation unit 30.
  • the post-limit load voltage command value calculation unit 30 outputs a post-limit load voltage command value V ref ′ obtained by limiting the load voltage command value V ref with the load voltage command limit value V ref_lim .
  • a charging current correction policy (when the load voltage change rate is reduced) in the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • the load voltage command limit value V ref_lim_typ It is assumed that voltage type soft start control that gradually increases the load voltage command limit value V ref_lim is used as shown in FIG.
  • the load voltage change rate V cr when it is detected that the load voltage change rate V cr has increased due to the fact that the electrical constant of the ERF 14 is different from the assumption, the load voltage to be gradually increased, as in the current type soft start control.
  • the overshoot of the load voltage V load can be suppressed by correcting the inclination of the command value in the direction of decreasing.
  • the load voltage command limit value V ref_lim is increased step by step, and the load voltage command limit value at each step is corrected to correct the charge current value I load during charging. Also good.
  • the calculation method of the load voltage command limit value increase rate coefficient K v_load according to the present embodiment shown in the flowchart of FIG. 13 is the same as the calculation method of the charge current limit value increase rate coefficient K i_load according to the first embodiment. Is omitted, but charging current limit value increase rate coefficient K i_load , charging current increase rate correction constant K ci_load, charging current limit value increase in steps S14 to S16 and S18 to S20 in FIG.
  • the maximum value K i_load_max of the rate coefficient and the minimum value K i_load_min of the charging current limit value increase rate coefficient are shown in FIG. 13 for realizing voltage-type soft start control. In FIG.
  • the load voltage command limit value increase rate coefficient K V_load the load voltage command limit value increasing rate correction constant K cv_load, maximum value K V_ of the load voltage command limit value increase rate factor Oad_max, is obtained by replacing the minimum value K V_load_min the load voltage command limit value increase rate factor.
  • correcting the load voltage command limit value V ref_lim based on the load voltage change rate V cr and correcting the charging current I load at the time of charging can achieve the same effect as in the first embodiment. can get. Furthermore, according to the present embodiment, even when it is difficult to change the charging current limit value I load_lim directly online, such as when an integrated circuit is used for the load voltage control unit 20, a suitable effect can be obtained. Obtainable.
  • FIG. 14 is a basic configuration diagram of the electrorheological fluid built-in device according to the third embodiment.
  • the electrorheological fluid built-in device 11 according to the first embodiment detects a decrease in load voltage responsiveness based on the load voltage change rate V cr output from the load voltage change rate measuring unit 23.
  • the electrorheological fluid built-in device 11 detects a decrease in load voltage responsiveness based on the resistance value R load output from the resistance value measuring unit 31 that measures the resistance component 13 of the ERF 14.
  • the resistance value measuring unit 31 of the present embodiment measures the resistance value R load of the resistance component of ERF from the input load voltage V load and the charging current I load , and the charging current The data is input to the restriction unit 27.
  • the resistance value measuring unit 31 in order to suppress the influence of the current flowing through the electrostatic capacitance component 12 of the ERF, charging is performed from the average value of the load voltage V load when the difference V err between the load voltage command value and the load voltage is close to zero.
  • the resistance value R load of the resistance component of ERF is calculated by dividing the average value of the current I load .
  • the charging current value limit value I load_lim at the time of charging is corrected to increase.
  • the charging current limiting unit 27 corrects the charging current limiting value I load_lim at the time of charging in a decreasing direction.
  • the calculation method of the charging current limit value increase rate coefficient K i_load of this embodiment shown in the flowchart of FIG. 15 is based on the resistance value R of the resistance component of the ERF of this embodiment from the load voltage change rate V cr of the first embodiment. Since it is the same as that of the first embodiment except that the load is replaced, the detailed description is omitted, but the load voltage change rate V cr and the previous value of the load voltage change rate in steps S11 to S13 and S17 in FIG.
  • V cr_pre load voltage change rate lower limit threshold V cr_th_low , load voltage change rate upper limit threshold V cr_th_hi , ERF resistance component resistance value R load , ERF resistance component resistance value previous value R load_pre , ERF resistance location upper threshold R Load_th_hi of the resistance value of the component, the lower limit threshold R Load_th_low of the resistance value of the resistance component of the ERF One in which the.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained by correcting the charging current limit value I load_lim based on the resistance value R load and correcting the charging current I load at the time of charging. Furthermore, according to the present embodiment, even if it is difficult to measure the load voltage change rate V cr due to the calculation processing speed of the load voltage change rate measuring unit 23, a suitable effect can be obtained.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • V ref_lim_dec Load voltage command limit value at normal load voltage change rate V ref_lim_dec Load voltage command limit value when load voltage change rate decreases (no correction)
  • V ref_lim_dec 'Load voltage command limit value when load voltage change rate decreases (with correction) Difference between V err load voltage command value and load voltage , V cr load voltage change rate, V cr_th_low Lower threshold of load voltage change rate, V cr_th_hi upper threshold of load voltage change rate, V load_typ.
  • V load_ri Load voltage change rate Normal load voltage, V load_ri Load voltage when load voltage change rate rises (no correction), V load_ri 'Load voltage at the time of increase in load voltage change rate (with correction), V load_dec Load voltage when the load voltage change rate decreases (no correction), V load_dec 'The load voltage when the load voltage change rate decreases (with correction), I load charging current, I load_ref charge current command value (no limit), I load_ref 'charge current command value (with limitation), I load_lim charge current limit value, I load_typ.
  • I load_ri charge current when load voltage change rate rises (no correction)
  • I load_ri 'charging current when the load voltage change rate increases (with correction)
  • I load_dec charging current when load voltage change rate decreases no correction
  • I load_dec 'charging current at the time of decrease in load voltage change rate (with correction)
  • I load_lim_typ Charge current at normal load voltage change rate, I load_ri charge current when load voltage change rate rises (no correction), I load_ri 'charging current when the load voltage change rate increases (with correction), I load_dec charging current when load voltage change rate decreases (no correction), I load_dec 'charging current at the time of decrease in load voltage change rate (with correction), I load_lim_typ.
  • I load_lim_ri Charge current limit value when load voltage change rate is normal, I load_lim_ri Charge current limit value when load voltage change rate rises (no correction), I load_lim_ri 'Charging current limit value at the time of increasing load voltage change rate (with correction), I load_lim_dec Charging current limit value when load voltage change rate decreases (no correction), I load_lim_dec 'charge current limit value when load voltage change rate decreases (with correction),
  • the resistance value of the resistance component of R load ERF, R load_pre The previous value of the resistance value of the resistance component of ERF, R load_th_low
  • the lower limit threshold value of the resistance value of the resistance component of the ERF, R load_th_hi The upper limit threshold value of the resistance value of the resistance component of the ERF, Ki_load charging current limit value increase rate coefficient, Ki_load_max charging current limit value increase rate coefficient maximum value, Ki_load_min minimum value of charge current limit value increase rate coefficient, K ci_load charging current increase rate

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Abstract

電気粘性流体の電気定数にバラツキや経年変化があった場合に、負荷電圧の応答性の低下やオーバーシュートが発生する。この問題を解決するため、本発明の電気粘性流体内蔵機器は、印加電圧に応じて粘性が変化する電気粘性流体を内蔵した電気粘性流体内蔵機器であって、前記電気粘性流体に負荷電圧を印加する電圧印加手段と、負荷電圧指令値に基づいて前記電圧印加手段を制御する負荷電圧制御手段と、前記電気粘性流体の負荷電圧を検出する負荷電圧検出手段と、前記電気粘性流体の充電時の充電電流値を補正する充電電流制限手段と、を備え、該充電電流制限手段は、前記負荷電圧検出手段が検出した負荷電圧の変化率に基づいて、前記充電電流値を補正するものとした。

Description

電気粘性流体内蔵機器
　本発明は、電気粘性流体を内蔵したダンパ、クラッチ、エンジンマウントなどの電気粘性流体内蔵機器に関する。
　電気粘性流体（Electro-Rheological Fluid、以下「ＥＲＦ」と称する。）は、外部から電場を印加することでその粘性を変化させることができる流体である。ＥＲＦは、可動部を用いることなく、電場制御によって流体の粘性を直接制御できるため、応答性が高いという利点がある。ＥＲＦの応用目的としては、衝撃吸収、トルク制御、振動制御などが挙げられ、ＥＲＦを利用した具体的な電気粘性流体内蔵機器として、ＥＲＦダンパ、ＥＲＦクラッチ、ＥＲＦエンジンマウントなどが挙げられる。
　特許文献１では、上述した電気粘性流体に代え、磁場を印加することでその粘性を変化させることができる磁気粘性流体を用いて、コイルに流れる電流に応じた減衰力を出力する減衰力可変ショックアブソーバが開示されている。例えば、同文献の段落００１２には「磁性流体や磁気粘性流体を作動液としてコイルに印加する電流により減衰力を設定してもよく」との記載があり、コイル温度の変化による減衰力可変ショックアブソーバの応答性の低下を磁性流体や磁気粘性流体の減衰力を調整することで抑制する方法が開示されている。
特開２０１５－１２０４１３号公報
　特許文献１に開示の技術では、コイル温度の変化を踏まえた磁気粘性流体の補正が開示されているものの、磁気粘性流体の特性のバラツキや経年変化に応じた補正は考慮されていないため、磁気粘性流体の特性にバラツキがあった場合や経年変化があった場合に、ダンパ、クラッチ、エンジンマウント等の機器の応答性の低下やオーバーシュートが発生するという問題がある。
　上記の問題を解決するため、本発明の電気粘性流体内蔵機器は、印加電圧に応じて粘性が変化する電気粘性流体を内蔵した電気粘性流体内蔵機器であって、前記電気粘性流体に負荷電圧を印加する電圧印加手段と、負荷電圧指令値に基づいて前記電圧印加手段を制御する負荷電圧制御手段と、前記電気粘性流体の負荷電圧を検出する負荷電圧検出手段と、前記電気粘性流体の充電時の充電電流値を補正する充電電流制限手段と、を備え、該充電電流制限手段は、前記負荷電圧検出手段が検出した負荷電圧の変化率に基づいて、前記充電電流値を補正するものとした。
　また、印加電圧に応じて粘性が変化する電気粘性流体を内蔵した電気粘性流体内蔵機器であって、前記電気粘性流体に負荷電圧を印加する電圧印加手段と、負荷電圧指令値に基づいて前記電圧印加手段を制御する負荷電圧制御手段と、前記電気粘性流体の抵抗値を測定する抵抗値測定手段と、前記電気粘性流体の充電時の充電電流値を補正する充電電流制限手段と、を備え、該充電電流制限手段は、前記抵抗値測定手段が検出した抵抗値に基づいて、前記充電電流値を補正するものとした。
　本発明によれば、電気粘性流体内蔵機器が内蔵するＥＲＦのバラツキや経年変化などで、ＥＲＦの電気定数の想定値と実際値との間に差異が生じた場合であっても、負荷電圧の応答性の低下やオーバーシュートの発生を抑制し、電気粘性流体内蔵機器としての性能劣化を抑制することができる。
実施例１の電気粘性流体内蔵機器の基本構成図。 従来技術の課題を説明するための図。 実施例１における充電電流の補正方針 (負荷電圧変化率の低下時)を説明するための図。 実施例１における充電電流の補正方針 (負荷電圧変化率の上昇時)を説明するための図。 実施例１における充電電流制限値を漸次変化させたときの充電電流の補正方針 (負荷電圧変化率の低下時)を説明するための図。 実施例１における負荷電圧充電時の負荷電圧変化率の測定方法を示す図。 実施例１における負荷電圧放電時の負荷電圧変化率の測定方法を示す図。 実施例１における充電電流制限値増加率係数の算出方法のフローチャートを示す図。 ＥＲＦの抵抗成分にバラツキがない場合とバラツキが－２０％あった場合（補正なし）の負荷電圧、充電電流制限値、充電電流の時間変化の様子を示す図。 ＥＲＦの抵抗成分にバラツキがない場合とバラツキが－２０％あった場合（補正あり）の負荷電圧、充電電流制限値、充電電流の時間変化の様子を示す図。 実施例２の電気粘性流体内蔵機器の基本構成図。 実施例２における充電電流の補正方針 (負荷電圧変化率の低下時)を説明するための図。 実施例２における負荷電圧指令制限値増加率係数の算出方法のフローチャートを示す図。 実施例３の電気粘性流体内蔵機器の基本構成図。 実施例３における充電電流制限値増加率係数の算出方法のフローチャートを示す図。
　以下、本発明の実施例を図面ともに説明する。なお、以下の実施例は本発明の一形態を示すものであり、本発明は要旨を逸脱しない限り、他の形態を含むものである。
　まず、図１～図１０を用いて、実施例１の電気粘性流体内蔵機器について説明する。
　図１は、実施例１の電気粘性流体内蔵機器１１の基本構成を示す図であり、これを用いて、電気粘性流体内蔵機器１１の基本構成、および、負荷電圧充電時と放電時の動作を説明する。なお、電気粘性流体内蔵機器１１は具体的には、ＥＲＦダンパ、ＥＲＦクラッチ、ＥＲＦエンジンマウントなどであるが、これらとして機能するために必須の構成は周知であるので、以下では、それらの詳細な説明を省略している。
　図１に示すように、電気粘性流体内蔵機器１１は、印加電圧に応じて粘性が変化するＥＲＦ１４と、ＥＲＦ１４に負荷電圧を印加する昇圧回路１０と、昇圧回路１０を制御する負荷電圧制御部２０と、負荷電圧制御部２０に負荷電圧指令値Ｖｒｅｆを与える負荷電圧指令値算出部１５とから構成されている。また、電気粘性流体内蔵機器１１は、直流電源１から直流電力が供給されるとともに、ＥＲＦ粘度指令値μｒｅｆが図示しない上位制御装置から入力される。以下、各々の構成を詳細に説明する。
　昇圧回路１０は、入力側平滑コンデンサ２、昇圧トランス３、半導体スイッチング素子４、半導体スイッチング素子駆動回路５、整流ダイオード６、出力側平滑コンデンサ７、放電抵抗８、負荷電圧Ｖｌｏａｄを検出する負荷電圧検出部９、および、充電電流Ｉｌｏａｄを検出する充電電流検出部１６を備え、直流電源１から供給される直流電力を昇圧し、ＥＲＦ１４に印加する負荷電圧Ｖｌｏａｄを出力するものである。
　ＥＲＦ１４は、静電容量成分１２と抵抗成分１３を有する、昇圧回路１０の負荷であり、昇圧回路１０によって高電圧の直流電圧である負荷電圧Ｖｌｏａｄが印加される。ＥＲＦ１４に印加する直流電圧を制御することで、ＥＲＦダンパ、ＥＲＦクラッチ、ＥＲＦエンジンマウント等に内蔵される電気粘性流体の特性を適切に制御することができる。
　負荷電圧指令値算出部１５は、図示しない上位制御装置から入力された、ＥＲＦ粘度指令値μｒｅｆが指定する粘度を実現するための負荷電圧指令値Ｖｒｅｆを算出するものである。
　負荷電圧制御部２０は、充電電流指令算出部２１、ＰＷＭパルス生成部２２、負荷電圧変化率測定部２３、充電電流制限部２７からなる。また、充電電流制限部２７は、充電電流制限値増加係数算出部２４、充電電流制限値算出部２５、制限後の充電電流指令値算出部２６を備える。この負荷電圧制御部２０は、負荷電圧指令値算出部１５が出力した負荷電圧指令値Ｖｒｅｆと、負荷電圧検出部９が検出した負荷電圧Ｖｌｏａｄが入力され、ＥＲＦ１４に印加する負荷電圧Ｖｌｏａｄを負荷電圧指令値Ｖｒｅｆの指定値に制御するオンオフ信号Ｖｇを出力する。これにより、電気粘性流体内蔵機器１１に内蔵されたＥＲＦ１４の粘度を、ＥＲＦ粘度指令値μｒｅｆが指定する値に制御することができる。
　次に、昇圧回路１０の負荷電圧充電時の動作について説明する。上述したように、負荷電圧制御部２０には負荷電圧指令値Ｖｒｅｆと負荷電圧Ｖｌｏａｄが入力される。負荷電圧制御部２０は、比例制御器（Ｐ制御器）や比例積分制御器（ＰＩ制御器）などにより負荷電圧指令値と負荷電圧の差Ｖｅｒｒがなくなるように、充電電流指令算出部２１にて充電電流指令値（制限なし）Ｉｌｏａｄ＿ｒｅｆを算出し、充電電流制限部２７に出力する。充電電流制限部２７では、充電電流指令値（制限なし）Ｉｌｏａｄ＿ｒｅｆを充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍで制限し、充電電流指令値（制限あり）Ｉｌｏａｄ＿ｒｅｆ’を出力する。また、充電電流制限部２７では負荷電圧変化率Ｖｃｒに基づいて、充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍを補正する。
　ここで、負荷電圧変化率Ｖｃｒは、負荷電圧Ｖｌｏａｄと負荷電圧指令値と負荷電圧の差Ｖｅｒｒから負荷電圧変化率測定部２３で測定されるものである。負荷電圧変化率測定部２３は測定した負荷電圧変化率Ｖｃｒを充電電流制限値増加係数算出部２４に出力する。充電電流制限値増加係数算出部２４は、負荷電圧変化率Ｖｃｒに基づいて、充電電流制限値増加率係数Ｋｉ＿ｌｏａｄを算出し、充電電流制限値算出部２５に出力する。充電電流制限値算出部２５は、充電電流制限値増加率係数Ｋｉ＿ｌｏａｄに応じて、充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍを補正し、制限後の充電電流指令値算出部２６に出力する。制限後の充電電流指令値算出部２６は、充電電流指令値（制限なし）Ｉｌｏａｄ＿ｒｅｆを充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍで制限した制限後の充電電流指令値（制限あり）Ｉｌｏａｄ＿ｒｅｆ’をＰＷＭパルス生成部２２に出力する。
　ＰＷＭパルス生成部２２は、制限後の充電電流指令値（制限あり）Ｉｌｏａｄ＿ｒｅｆ’を元に半導体スイッチング素子４へのオンオフ信号Ｖｇを生成し、半導体スイッチング素子駆動回路５に出力する。半導体スイッチング素子駆動回路５は、オンオフ信号Ｖｇに応じて半導体スイッチング素子４をオンオフ駆動させる。半導体スイッチング素子４のオン時は入力側平滑コンデンサ２から昇圧トランス３の励磁インダクタンスにエネルギーが蓄えられる。そして、半導体スイッチング素子４のオフ時に昇圧トランス３の励磁インダクタンスに蓄積されたエネルギーが二次側に放出され、このエネルギーによって整流ダイオード６を介して、出力側平滑コンデンサ７とＥＲＦ１４の両端に負荷電圧Ｖｌｏａｄが充電される。なお、負荷電圧変化率測定部２３や充電電流制限部２７は演算ではなく電気回路によって実現してもよい。
　図１の昇圧回路１０の負荷電圧放電時は、ＥＲＦ１４の静電容量成分１２および出力側平滑コンデンサ７に充電された負荷電圧Ｖｌｏａｄが、ＥＲＦ１４の抵抗成分１３と、放電抵抗８によって放電される。放電時間は、ＥＲＦ１４の静電容量成分１２と抵抗成分１３および出力側平滑コンデンサ７、放電抵抗８による放電時定数によって決まる。放電期間中は、半導体スイッチング素子４はオフ状態となり、昇圧トランス３からのエネルギーの供給は停止される。
　図２を用いて、従来技術の課題を説明する。図２（ａ）には負荷電圧検出部９で検出した負荷電圧Ｖｌｏａｄ、図２（ｂ）には充電電流検出部１６で検出した充電電流Ｉｌｏａｄの時間変化を示す。なお、図２～図４では、負荷電圧変化率正常時の充電電流Ｉｌｏａｄ＿ｔｙｐ．に示すように、充電時の充電電流の制限値を段階的に増加させる電流型ソフトスタート制御を用いることを想定している。
　ＥＲＦ１４の静電容量成分１２や抵抗成分１３のバラツキや経年変化により、想定値に対して、静電容量成分１２が大きかった場合もしくは抵抗成分１３が小さかった場合は、図２（ａ）の負荷電圧変化率低下時の負荷電圧（補正なし）Ｖｌｏａｄ＿ｄｅｃ（点線）のように、負荷電圧変化率正常時の負荷電圧Ｖｌｏａｄ＿ｔｙｐ．（実線）と比較して、負荷電圧Ｖｌｏａｄの応答性が低下し、目標充電時間Ｔｔａｒｇｅｔを超過してしまっている。つまり、想定時間内にＥＲＦ１４の特性を切り替えることに失敗してる。この充電時間超過の原因は、図２（ｂ）の負荷電圧変化率正常時の充電電流Ｉｌｏａｄ＿ｔｙｐ．（実線）と比較して、負荷電圧変化率低下時の充電電流（補正なし）Ｉｌｏａｄ＿ｄｅｃ（点線）が増加していることからもわかるように、負荷電圧Ｖｌｏａｄを負荷電圧指定値Ｖｒｅｆまで充電するために必要な電荷量が増加したためである。
　また、ＥＲＦ１４の静電容量成分１２や抵抗成分１３のバラツキや経年変化により、想定値に対して、静電容量成分１２が小さかった場合もしくは抵抗成分１３が大きかった場合は、図２（ａ）の負荷電圧変化率上昇時の負荷電圧（補正なし）Ｖｌｏａｄ＿ｒｉ（一点鎖線）のように、オーバーシュートが発生する恐れがある。この負荷電圧のオーバーシュートの原因は、図２（ｂ）の負荷電圧変化率正常時の充電電流Ｉｌｏａｄ＿ｔｙｐ．（実線）と比較して、負荷電圧変化率上昇時の充電電流（補正なし）Ｉｌｏａｄ＿ｒｉ（一点鎖線）が減少していることからもわかるように、負荷電圧Ｖｌｏａｄを負荷電圧指定値Ｖｒｅｆまで充電するために必要な電荷量が減少したためである。
　図２の考察を踏まえ、本実施例に係る図３を用いて、負荷電圧変化率が低下した場合における充電電流の補正方針を説明する。図３（ａ）には負荷電圧Ｖｌｏａｄ、図３（ｂ）には充電電流Ｉｌｏａｄ、図３（ｃ）には充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍの時間変化を示す。充電電流制限部２７では、ＥＲＦ１４の電気定数が想定と異なったことが原因で負荷電圧変化率が低下したことを検出し、負荷電圧変化率低下時の充電電流制限値(補正なし)Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｄｅｃ（点線）と比較して、負荷電圧変化率低下時の充電電流制限値(補正あり)Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｄｅｃ’の各段階における充電電流制限値Ｉｌ
ｏａｄ＿ｌｉｍ（破線）を増加させる方向に補正している。なお、図３（ｃ）では、負荷電圧変化率正常時の充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｔｙｐ．が負荷電圧変化率低下時の充電電流制限値(補正なし)Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｄｅｃと同等であるため図示は省略する。
　図３（ｃ）に示した充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍの補正により、図３（ｂ）の負荷電圧変化率低下時の充電電流（補正あり）Ｉｌｏａｄ＿ｄｅｃ’（破線）では、負荷電圧変化率低下時の充電電流（補正なし）Ｉｌｏａｄ＿ｄｅｃ（点線）と比較して各段階における充電電流値が増加している。そして、図３（ｂ）に示した充電電流Ｉｌｏａｄの補正により、図３（ａ）の負荷電圧変化率低下時の負荷電圧（補正あり）Ｖｌｏａｄ＿ｄｅｃ’（破線）に示すように、負荷電圧変化率低下時の負荷電圧（補正なし）Ｖｌｏａｄ＿ｄｅｃ（点線）に比べ、負荷電圧Ｖｌｏａｄの応答性の低下を抑制し、目標充電時間Ｔｔａｒｇｅｔ以内に負荷電圧指令値Ｖｒｅｆが指定する電圧への充電を完了している。
　このように、本実施例により従来技術では考慮されていなかったバラツキや経年変化などでＥＲＦ１４の電気定数の想定値と実際値との間に差異が生じた場合の負荷電圧の応答性低下を抑制することができる。さらに、本実施例では負荷電圧変化率Ｖｃｒから負荷電圧Ｖｌｏａｄの応答性低下を検出するため、ＥＲＦの電気定数のバラツキや経年変化だけでなく、出力側平滑コンデンサ７や放電抵抗８などの負荷電圧Ｖｌｏａｄの応答性に影響する部品定数のバラツキや経年変化による負荷電圧Ｖｌｏａｄの応答性低下も抑制することができる。
　次に、図４を用いて、負荷電圧変化率が上昇した場合における充電電流の補正方針を説明する。図４（ａ）には負荷電圧Ｖｌｏａｄ、図４（ｂ）には充電電流Ｉｌｏａｄ、図４（ｃ）には充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍの時間変化を示す。充電電流制限部２７では、ＥＲＦ１４の電気定数が想定と異なったことが原因で負荷電圧変化率が増加したことを検出し、図４（ｃ）の負荷電圧変化率上昇時の充電電流制限値(補正なし)Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｒｉ（点線）と比較して、負荷電圧変化率上昇時の充電電流制限値(補正あり)Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｒｉ’（破線）の各段階における充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍを減少させる方向に補正している。なお、図４（ｃ）では、負荷電圧変化率正常時の充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｔｙｐ．が負荷電圧変化率上昇時の充電電流制限値(補正なし)Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｒｉと同等であるため図示は省略する。
　図４（ｃ）に示した充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍの補正により、図４（ｂ）の負荷電圧変化率上昇時の充電電流（補正あり）Ｉｌｏａｄ＿ｒｉ’（破線）では、負荷電圧変化率上昇時の充電電流（補正なし）Ｉｌｏａｄ＿ｒｉ（点線）と比較して各段階における充電電流値が減少している。そして、図４（ｂ）に示した充電電流Ｉｌｏａｄの補正により、図４（ａ）の負荷電圧変化率上昇時の負荷電圧（補正あり）Ｖｌｏａｄ＿ｒｉ’（破線）に示すように、負荷電圧変化率上昇時の負荷電圧(補正なし)Ｖｌｏａｄ＿ｒｉ（点線）に比べ、負荷電圧Ｖｌｏａｄのオーバーシュートを抑制することができている。
　このように、本実施例により従来技術では考慮されていなかったバラツキや経年変化などでＥＲＦ１４の電気定数の想定値と実際値との間に差異が生じた場合の負荷電圧Ｖｌｏａｄのオーバーシュートを抑制することができる。
　次に、図５を用いて、負荷電圧変化率が低下した場合における充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍを漸次変化させたときの充電電流の補正方針を説明する。図５（ａ）には負荷電圧Ｖｌｏａｄ、図５（ｂ）には充電電流Ｉｌｏａｄ、図５（ｃ）には充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍの時間変化を示す。充電電流制限部２７では、ＥＲＦ１４の電気定数が想定と異なったことが原因で負荷電圧変化率Ｖｃｒが低下したことを検出し、図５（ｃ）の負荷電圧変化率低下時の充電電流制限値(補正なし)Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｄｅｃ（点線）と比較して、負荷電圧変化率低下時の充電電流制限値(補正あり)Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｄｅｃ’（破線）の漸次増加させる充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍの傾きを増加させる方向に補正している。なお、負荷電圧変化率正常時の充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｔｙｐ．は、負荷電圧変化率低下時の充電電流制限値(補正なし)Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｄｅｃと同等であるため図示は省略する。
　図５（ｃ）に示した充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍの補正により、図５（ｂ）の負荷電圧変化率低下時の充電電流（補正あり）Ｉｌｏａｄ＿ｄｅｃ’（破線）では、負荷電圧変化率低下時の充電電流（補正なし）Ｉｌｏａｄ＿ｄｅｃ（点線）と比較して充電電流値の傾きが増加している。そして、図５（ｂ）に示した充電電流Ｉｌｏａｄの補正により、図５（ａ）の負荷電圧変化率低下時の負荷電圧（補正あり）Ｖｌｏａｄ＿ｄｅｃ’（破線）に示すように、負荷電圧変化率低下時の負荷電圧（補正なし）Ｖｌｏａｄ＿ｄｅｃ（点線）に比べ、負荷電圧Ｖｌｏａｄの応答性の低下を抑制し、目標充電時間Ｔｔａｒｇｅｔ以内に負荷電圧指令値Ｖｒｅｆが指定する電圧への充電を完了している。
　このように、充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍを漸次変化させる場合でも、ＥＲＦ１４の電気定数が想定と異なったことが原因で負荷電圧変化率Ｖｃｒが上昇したことを検出し、漸次増加させる充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍの傾きを減少させる方向に補正することで、負荷電圧Ｖｌｏａｄのオーバーシュートを抑制することができる。
　次に、図６を用いて、本実施例における負荷電圧充電時の負荷電圧変化率Ｖｃｒの測定方法について説明する。図６（ａ）は負荷電圧Ｖｌｏａｄと負荷電圧指令値と負荷電圧の差Ｖｅｒｒの時間変化を示し、図６（ｂ）はカウント値ＣＮＴの時間変化を示してる。なお、図中のサンプリング周期ｔｓは、電気粘性流体内蔵機器の特性に応じて任意幅に設定したものである。
　図１の負荷電圧制御部２０は、負荷電圧指令値Ｖｒｅｆ（破線）を上げた後の各サンプリングのタイミングで、負荷電圧指令値と負荷電圧の差Ｖｅｒｒ（点線）が充電時の負荷電圧変化率の測定開始閾値Ｖｔｈ１より大きいかを判定する。そして、Ｖｅｒｒが閾値以上となった後の最初のサンプリング点Ｐｓ１における負荷電圧Ｖｌｏａｄ（実線）を測定開始時の負荷電圧Ｖｌｏａｄ＿ｓｔとするとともに、このサンプリング点Ｐｓ１からカウント値ＣＮＴのカウントアップを開始する。
　次に、各サンプリングのタイミングで、負荷電圧指令値と負荷電圧の差Ｖｅｒｒと充電時の負荷電圧変化率の測定終了閾値Ｖｔｈ２を比較する。Ｖｅｒｒが大きい場合は、カウント値ＣＮＴをアップする。一方、Ｖｅｒｒが小さい場合は、Ｖｅｒｒが閾値以下となった後の最初のサンプリング点Ｐｓ２における負荷電圧Ｖｌｏａｄ（実線）を測定終了時の負荷電圧Ｖｌｏａｄ＿ｅｎｄとするとともに、測定終了時の負荷電圧Ｖｌｏａｄ＿ｅｎｄと測定開始時の負荷電圧Ｖｌｏａｄ＿ｓｔとの差をサンプリング周期ｔｓとカウント値ＣＮＴの積で除することで、負荷電圧充電時の負荷電圧変化率Ｖｃｒを算出する。負荷電圧変化率Ｖｃｒの測定後は、カウント値ＣＮＴをリセットする。
　このとき、負荷電圧変化率Ｖｃｒを測定するために負荷電圧検出部９の遅れ時間は、充電時間よりも短くなくてはならず、少なくとも目標充電時間Ｔｔａｒｇｅｔの1/2未満である必要がある。ＥＲＦ１４の抵抗成分１３には負の温度依存性があり、ＥＲＦ１４の静電容量成分１２には正の温度依存性があるため、ＥＲＦ１４の高温時に負荷電圧変化率の低下が検出される可能性が高く、ＥＲＦ１４の低温時に負荷電圧変化率の上昇が検出される可能性が高いことから、負荷電圧変化率の測定は、ＥＲＦ１４がある一定温度以下もしくは一定温度以上のときに限定してもよい。また、負荷電圧変化率の測定によって、負荷電圧変化率の過度な上昇や低下が検出された場合にＥＲＦ１４の劣化が発生したと診断して、スピーカーなどの外部出力手段を用いて外部にアラームを出力することもできる。
　ＥＲＦ１４の電気定数の異常を検出するための負荷電圧変化率は、放電時のもので代用できる。ＥＲＦ１４の抵抗成分１３のバラツキや経年変化により、想定値に対して抵抗成分１３が小さかった場合は、放電時定数が短くなり、放電時の負荷電圧変化率が大きくなるため、放電時の負荷電圧変化率の上昇からＥＲＦ１４の抵抗成分１３が想定値よりも小さいことを推定できる。また、想定値に対して抵抗成分１３が大きかった場合は、放電時定数が長くなり、放電時の負荷電圧変化率が小さくなるため、放電時の負荷電圧変化率の低下からＥＲＦ１４の抵抗成分１３が想定値よりも大きいことを推定できる。そのため、放電時の負荷電圧変化率をもとに充電電流を補正する場合は、想定値に対して負荷電圧変化率が上昇した場合に、充電電流を増加させる方向に補正することで負荷電圧の応答性の低下を抑制し、想定値に対して負荷電圧変化率が低下した場合には、充電電流を減少させる方向に補正ことで負荷電圧のオーバーシュートを抑制することができる。ただし、ＥＲＦ１４の静電容量成分１２が想定値よりも大きかった場合は、放電時定数は逆に長くなるため、ＥＲＦ１４の電気定数の異常を放電時の負荷電圧変化率の放電時のもので代用する場合は、ＥＲＦ１４の電気定数のバラツキや経年劣化が抵抗成分によるものが支配的であることが前提となる。
　次に、図７を用いて、本実施例における負荷電圧放電時の負荷電圧変化率Ｖｃｒの測定方法について説明する。図７（ａ）は負荷電圧Ｖｌｏａｄと負荷電圧指令値と負荷電圧の差Ｖｅｒｒの時間変化を示し、図７（ｂ）はカウント値ＣＮＴの時間変化を示してる。なお、図中のサンプリング周期ｔｓは、図６と同様に、電気粘性流体内蔵機器の特性に応じて任意幅に設定したものである。
　図１の負荷電圧制御部２０は、負荷電圧指令値Ｖｒｅｆ（破線）を下げた後の各サンプリングのタイミングで、負荷電圧指令値と負荷電圧の差Ｖｅｒｒ（点線）が負荷電圧変化率の測定開始閾値Ｖｔｈ３より小さいかを判定する。そして、Ｖｅｒｒが閾値以下となった後の最初の負荷電圧制御部２０のサンプリング点Ｐｓ３における負荷電圧Ｖｌｏａｄ（実線）を測定開始時の負荷電圧Ｖｌｏａｄ＿ｓｔとするとともに、このサンプリング点Ｐｓ３からカウント値ＣＮＴのカウントアップを開始する。
　次に、各サンプリングのタイミングで、負荷電圧指令値と負荷電圧の差Ｖｅｒｒが放電時の負荷電圧変化率の測定終了閾値Ｖｔｈ４を比較する。Ｖｅｒｒが小さい場合は、カウント値ＣＮＴをアップする。一方、Ｖｅｒｒが大きい場合は、Ｖｅｒｒが閾値以上となった後の最初のサンプリング点Ｐｓ４における負荷電圧Ｖｌｏａｄ（実線）を測定終了時の負荷電圧Ｖｌｏａｄ＿ｅｎｄとするとともに、測定開始時の負荷電圧Ｖｌｏａｄ＿ｓｔと測定終了時の負荷電圧Ｖｌｏａｄ＿ｅｎｄとの差の絶対値をサンプリング周期ｔｓとカウント値ＣＮＴの積で除することで、負荷電圧放電時の負荷電圧変化率Ｖｃｒを算出する。
負荷電圧変化率Ｖｃｒの測定後は、カウント値ＣＮＴをリセットする。
　次に、図８のフローチャートを用いて、本実施例における充電電流制限値増加率係Ｋｉ＿ｌｏａｄの算出方法を説明する。ステップＳ１１では、図６または図７で求めた負荷電圧変化率Ｖｃｒと負荷電圧変化率の前回値Ｖｃｒ＿ｐｒｅが異なるかを判定する。その結果、両者が異なる場合は、負荷電圧変化率Ｖｃｒの更新ありと判定してステップＳ１２へ処理を進める。一方、両者が同じ値の場合は、負荷電圧変化率Ｖｃｒの更新なしと判定して図８の処理を終了する。負荷電圧変化率Ｖｃｒの更新がない場合は、前回の充電電流制限値増加率係数Ｋｉ＿ｌｏａｄの補正の効果が反映されておらず、追加の補正が必要かどうかを判定できないため、補正は行わない。
　両者が異なっていた場合、ステップＳ１２で、負荷電圧変化率の前回値Ｖｃｒ＿ｐｒｅを負荷電圧変化率Ｖｃｒに上書きして、ステップＳ１３へ処理を進める。
　ステップＳ１３では、負荷電圧変化率Ｖｃｒが負荷電圧変化率の下限閾値Ｖｃｒ＿ｔｈ＿ｌｏｗ以下かを判定する。その結果、ＶｃｒがＶｃｒ＿ｔｈ＿ｌｏｗ以下の場合は、ステップＳ１４へ処理を進め、ＶｃｒがＶｃｒ＿ｔｈ＿ｌｏｗより大きいの場合は、ステップＳ１７へ処理を進める。
　ステップＳ１４では、充電電流制限値増加率係数Ｋｉ＿ｌｏａｄが充電電流制限値増加率係数の最大値Ｋｉ＿ｌｏａｄ＿ｍａｘよりも小さいか否かを判定する。その結果、Ｋｉ＿ｌｏａｄがＫｉ＿ｌｏａｄ＿ｍａｘ未満の場合は、ステップＳ１５へ処理を進め、Ｋｉ＿ｌｏａｄがＫｉ＿ｌｏａｄ＿ｍａｘ以上の場合は、ステップＳ１６へ処理を進める。
　ステップＳ１５では、充電電流制限値増加率係数Ｋｉ＿ｌｏａｄに充電電流増加率補正定数Ｋｃｉ＿ｌｏａｄを加算したものを新たなＫｉ＿ｌｏａｄとして、図８の処理を終了する。
　ステップＳ１６では、充電電流制限値増加率係数最大値Ｋｉ＿ｌｏａｄ＿ｍａｘを新たな充電電流制限値増加率係数Ｋｉ＿ｌｏａｄとして、図８の処理を終了する。
　ステップＳ１７では、負荷電圧変化率Ｖｃｒが負荷電圧変化率の上限閾値Ｖｃｒ＿ｔｈ＿ｈｉ以上かを判定する。その結果、ＶｃｒがＶｃｒ＿ｔｈ＿ｈｉ以上の場合は、ステップＳ１８へ処理を進め、ＶｃｒがＶｃｒ＿ｔｈ＿ｈｉよりも小さい場合は、図８の処理を終了する。
　ステップＳ１８では、充電電流制限値増加率係数Ｋｉ＿ｌｏａｄが充電電流制限値増加率係数の最小値Ｋｉ＿ｌｏａｄ＿ｍｉｎよりも大きいかを判定する。その結果、Ｋｉ＿ｌｏａｄがＫｉ＿ｌｏａｄ＿ｍｉｎよりも大きいの場合は、ステップＳ１９へ処理を進め、Ｋｉ＿ｌｏａｄがＫｉ＿ｌｏａｄ＿ｍｉｎ以下の場合はステップＳ２０に処理を進める。
　ステップＳ１９では、充電電流制限値増加率係数Ｋｉ＿ｌｏａｄから充電電流増加率補正定数Ｋｃｉ＿ｌｏａｄを減算したものを新たなＫｉ＿ｌｏａｄとして、図８の処理を終了する。
　ステップＳ２０では、充電電流制限値増加率係数最小値Ｋｉ＿ｌｏａｄ＿ｍｉｎを新たな充電電流制限値増加率係数Ｋｉ＿ｌｏａｄとして、図９の処理を終了する。
　次に、図９と図１０を用いて、図３で示した電流型ソフトスタート制御に本実施例の充電電流補正を適用した効果を説明する。なお、両図面において、縦軸の負荷電圧Ｖｌｏａｄと充電電流Ｉｌｏａｄ、および、横軸の時間は任意単位（arbitrary unit、以下「a.u.」と称する）で表現されており、縦軸の充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍは％で表現されている。
　まず、図９にて本実施例を適用しない場合のＥＲＦ１４の抵抗成分１３のバラツキが負荷電圧Ｖｌｏａｄの応答性に与える影響を説明する。図９（ａ）に示すように、ＥＲＦ１４の抵抗成分１３のバラツキがない場合の負荷電圧Ｖｌｏａｄの充電時間（１０～９０％まで）が７．３［ａ．ｕ．］であるのに対して、図９（ｂ）に示すように、ＥＲＦ１４の抵抗成分１３のバラツキが－２０％（補正なし）の場合の負荷電圧Ｖｌｏａｄの充電時間（１０～９０％まで）は８．１［ａ．ｕ．］と、ＥＲＦ１４の抵抗成分１３のバラツキが原因で、負荷電圧Ｖｌｏａｄの応答性が低下していることがわかる。図９（ａ）の充電電流Ｉｌｏａｄと比較して、図９（ｂ）の充電電流Ｉｌｏａｄが増加していることからもわかるように、応答性が低下したのは、負荷電圧指定値Ｖｒｅｆまで負荷電圧Ｖｌｏａｄを充電するために必要な電荷量が増加したためである。なお、このとき、図９（ａ）と図９（ｂ）の充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍの各段階における制限値は同じである。
　これに対し、図１０にて本実施例を適用した場合の効果を説明する。図１０（ａ）（図９（ａ）と同じグラフ）に示すように、ＥＲＦ１４の抵抗成分１３のバラツキがない場合の負荷電圧Ｖｌｏａｄの充電時間（１０～９０％まで）が７．３［ａ．ｕ．］であるのに対して、図１０（ｂ）に示すように、ＥＲＦ１４の抵抗成分１３のバラツキが－２０％（補正あり）の場合の負荷電圧Ｖｌｏａｄの充電時間（１０～９０％まで）は７．１［ａ．ｕ．］となっている。これは、図１０（ｂ）の充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍに示すように、各段階における制限値を図１０（ａ）の充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍと比較して増加させる方向に補正することで、ＥＲＦ１４の抵抗成分１３のバラツキによる負荷電圧Ｖｌｏａｄの応答性の低下を抑制できたからである。すなわち、図９（ｂ）と図１０（ｂ）の比較から、ＥＲＦ１４の抵抗成分１３にバラツキ－２０％が存在する場合、図３（ｃ）に示した補正を適用することで、負荷電圧Ｖｌｏａｄの応答性の低下を抑制できることが確認された。
　以上で説明したように、実施例１によれば、電気粘性流体内蔵機器に内蔵した電気粘性流体のバラツキや経年変化などで、電気粘性流体の電気定数の想定値と実際値との間に差異が生じた場合であっても、負荷電圧の応答性の低下やオーバーシュートの発生を抑制することができ、ＥＲＦダンパ、ＥＲＦクラッチ、ＥＲＦエンジンマウントなどとして求めらている特性を満たすことができる。
　次に、図１１～図１３を用いて、本発明の実施例２について説明する。なお、実施例１と同等の点は重複説明を省略する。
　図１１は、実施例２の電気粘性流体内蔵機器の基本構成図である。先ず、図１１を用いて、実施例１と本実施例の相違点について説明する。実施例１の電気粘性流体内蔵機器１１は、充電時に充電電流指令値（制限なし）Ｉｌｏａｄ＿ｒｅｆを直接制限する電流型ソフトスタート制御を用いる場合の構成であったが、本実施例の電気粘性流体内蔵機器１１は、充電時に負荷電圧指令Ｖｒｅｆを制限する電圧型ソフトスタート制御を用いる場合の構成である点で異なる。すなわち、本実施例の充電電流制限部２７では、図１１に示すように、負荷電圧指令Ｖｒｅｆを負荷電圧指令制限値Ｖｒｅｆ＿ｌｉｍに制限することで間接的に充電電流Ｉｌｏａｄを制限する電圧型ソフトスタート制御を実現するものである。
　ここで、本実施例の充電電流制限部２７は、負荷電圧変化率測定部２３が出力する負荷電圧変化率Ｖｃｒに基づいて、負荷電圧指令制限値Ｖｒｅｆ＿ｌｉｍを補正するものであり、負荷電圧指令制限値増加係数算出部２８、負荷電圧指令制限値算出部２９および制限後の負荷電圧指令値算出部３０を備える。負荷電圧指令制限値増加係数算出部２８は、負荷電圧変化率測定部２３から入力される負荷電圧変化率Ｖｃｒに応じて、負荷電圧指令制限値増加率係数Ｋｖ＿ｌｏａｄを算出し、負荷電圧指令制限値算出部２９に出力する。負荷電圧指令制限値算出部２９は、負荷電圧指令制限値増加率係数Ｋｖ＿ｌｏａｄに応じて、負荷電圧指令制限値Ｖｒｅｆ＿ｌｉｍを補正して、制限後の負荷電圧指令値算出部３０に出力する。制限後の負荷電圧指令値算出部３０では、負荷電圧指令値Ｖｒｅｆを負荷電圧指令制限値Ｖｒｅｆ＿ｌｉｍで制限した制限後の負荷電圧指令値Ｖｒｅｆ’を出力する。
　図１２を用いて、実施例２における充電電流の補正方針(負荷電圧変化率の低下時)を説明する。なお、図１２では負荷電圧変化率正常時の負荷電圧指令制限値Ｖｒｅｆ＿ｌｉｍ＿ｔｙｐ．に示すように負荷電圧指令制限値Ｖｒｅｆ＿ｌｉｍを漸次増加させる電圧型ソフトスタート制御を用いることを想定している。
　想定値に対して、静電容量成分１２が大きかった場合もしくは抵抗成分１３が小さかった場合は、図１２（ｂ）に示す負荷電圧変化率低下時の負荷電圧（補正なし）Ｖｌｏａｄ＿ｄｅｃ（点線）のように、負荷電圧Ｖｌｏａｄの応答性が低下してしまうため、負荷電圧変化率正常時の負荷電圧指令制限値Ｖｒｅｆ＿ｌｉｍ＿ｔｙｐ．（実線）と比較して充電時間が長くなり、目標充電時間Ｔｔａｒｇｅｔを超過してしまっている。
　このように、ＥＲＦ１４の電気定数が想定と異なったことが原因で負荷電圧変化率Ｖｃｒが低下したことを検出したときは、図１２（ａ）に示す負荷電圧変化率低下時の負荷電圧指令制限値（補正なし）Ｖｒｅｆ＿ｌｉｍ＿ｄｅｃ（点線）の傾きを、負荷電圧変化率低下時の負荷電圧指令制限値（補正あり）Ｖｒｅｆ＿ｌｉｍ＿ｄｅｃ’（破線）のように増加させる方向に補正することで、図１２（ｂ）の負荷電圧変化率低下時の負荷電圧(補正あり)Ｖｌｏａｄ＿ｄｅｃ’（破線）のように、負荷電圧Ｖｌｏａｄが負荷電圧指定値Ｖｒｅｆに充電するまでの応答性の低下を抑制し、目標充電時間Ｔｔａｒｇｅｔ以内に充
電を完了させることができる。
　一方、図示しないが、電流型ソフトスタート制御時と同様に、ＥＲＦ１４の電気定数が想定と異なったことが原因で負荷電圧変化率Ｖｃｒが上昇したことを検出した場合は、漸次増加させる負荷電圧指令値の傾きを減少させる方向に補正することで、負荷電圧Ｖｌｏａｄのオーバーシュートを抑制することができる。そして、電圧型ソフトスタート制御においても、負荷電圧指令制限値Ｖｒｅｆ＿ｌｉｍを段階的に増加させ、各段階における負荷電圧指令制限値を補正することで、充電時の充電電流値Ｉｌｏａｄを補正してもよい。
　図１３のフローチャートに示す本実施例の負荷電圧指令制限値増加率係数Ｋｖ＿ｌｏａｄの算出方法は、実施例１の充電電流制限値増加率係数Ｋｉ＿ｌｏａｄの算出方法と同様であるため、詳細な説明は省略するが、電流型ソフトスタート制御を実現する図８のステップＳ１４～Ｓ１６、Ｓ１８～Ｓ２０における、充電電流制限値増加率係数Ｋｉ＿ｌｏａｄ、充電電流増加率補正定数Ｋｃｉ＿ｌｏａｄ、充電電流制限値増加率係数の最大値Ｋｉ＿ｌｏａｄ＿ｍａｘ、充電電流制限値増加率係数の最小値Ｋｉ＿ｌｏａｄ＿ｍｉｎを、電圧型ソフトスタート制御を実現する図１３では、負荷電圧指令制限値増加率係数ＫＶ＿ｌｏａｄ、負荷電圧指令制限値増加率補正定数Ｋｃｖ＿ｌｏａｄ、負荷電圧指令制限値増加率係数の最大値ＫＶ＿ｌｏａｄ＿ｍａｘ、負荷電圧指令制限値増加率係数の最小値ＫＶ＿ｌｏａｄ＿ｍｉｎに置換したものである。
　本実施例のように、負荷電圧変化率Ｖｃｒに基づいて、負荷電圧指令制限値Ｖｒｅｆ＿ｌｉｍを補正し、充電時の充電電流Ｉｌｏａｄを補正することによっても、実施例１と同様の効果が得られる。さらに、本実施例によれば負荷電圧制御部２０に集積回路を用いた場合など、オンラインで直接的に充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍを変更することが困難な場合であっても、好適な効果を得ることができる。
　次に、図１４と図１５を用いて、本発明の実施例３について説明する。なお、実施例１または実施例２と同等の点は重複説明を省略する。
　図１４は、実施例３の電気粘性流体内蔵機器の基本構成図である。先ず、図１４を用いて、実施例１と本実施例の相違点について説明する。実施例１の電気粘性流体内蔵機器１１は、負荷電圧変化率測定部２３が出力する負荷電圧変化率Ｖｃｒに基づいて負荷電圧の応答性低下を検出するものであったが、本実施例の電気粘性流体内蔵機器１１は、ＥＲＦ１４の抵抗成分１３を測定する抵抗値測定部３１が出力する抵抗値Ｒｌｏａｄに基づいて負荷電圧の応答性低下を検出するものである。
　ここで、図１４に示すように、本実施例の抵抗値測定部３１は、入力された負荷電圧Ｖｌｏａｄと充電電流Ｉｌｏａｄから、ＥＲＦの抵抗成分の抵抗値Ｒｌｏａｄを測定し、充電電流制限部２７に入力している。抵抗値測定部３１では、ＥＲＦの静電容量成分１２に流れる電流の影響を抑えるために、負荷電圧指令値と負荷電圧の差Ｖｅｒｒが０に近いときの負荷電圧Ｖｌｏａｄの平均値から充電電流Ｉｌｏａｄの平均値を除することで、ＥＲＦの抵抗成分の抵抗値Ｒｌｏａｄを算出する。また、ＥＲＦの抵抗成分の抵抗値Ｒｌｏａｄの測定結果が想定値よりも小さいことを検出することで、負荷電圧Ｖｌｏａｄの応答性低下を推定し、実施例１と同様に充電電流制限部２７により、充電時の充電電流値制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍを増加させる方向に補正する。
　一方、ＥＲＦの抵抗成分の抵抗値Ｒｌｏａｄの測定結果が想定値よりも大きいことを検出することで、負荷電圧のオーバーシュートが発生しやすくなっていると推定して、実施例１と同様に充電電流制限部２７により、充電時の充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍを減少させる方向に補正する。
　図１５のフローチャートに示す本実施例の充電電流制限値増加率係数Ｋｉ＿ｌｏａｄの算出方法は、判定対象が実施例１の負荷電圧変化率Ｖｃｒから本実施例のＥＲＦの抵抗成分の抵抗値Ｒｌｏａｄに代わっているだけで、実施例１と同様であるため、詳細な説明は省略するが、図８のステップＳ１１～Ｓ１３、Ｓ１７における、負荷電圧変化率Ｖｃｒ、負荷電圧変化率の前回値Ｖｃｒ＿ｐｒｅ、荷電圧変化率の下限閾値Ｖｃｒ＿ｔｈ＿ｌｏｗ、負荷電圧変化率の上限閾値Ｖｃｒ＿ｔｈ＿ｈｉを、ＥＲＦの抵抗成分の抵抗値Ｒｌｏａｄ、ＥＲＦの抵抗成分の抵抗値の前回値Ｒｌｏａｄ＿ｐｒｅ、ＥＲＦの抵抗成分の抵抗値の上限閾値Ｒｌｏａｄ＿ｔｈ＿ｈｉ、ＥＲＦの抵抗成分の抵抗値の下限閾値Ｒｌｏａｄ＿ｔｈ＿ｌｏｗに置換したものである。
　本実施例のように、抵抗値Ｒｌｏａｄに基づいて、充電電流制限値Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍを補正し、充電時の充電電流Ｉｌｏａｄを補正することによっても、実施例１と同様の効果が得られる。さらに、本実施例によれば負荷電圧変化率測定部２３の演算処理速度の都合などで負荷電圧変化率Ｖｃｒの測定が困難な場合であっても、好適な効果を得ることができる。
　なお、ＥＲＦの抵抗成分の抵抗値Ｒｌｏａｄを観測することで、Ｒｌｏａｄの過度な上昇や低下が検出された場合にＥＲＦ１４の劣化が発生したと診断して、外部出力手段を用いて外部にアラームを出力しても良い。
　また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。
１　　　　　　直流電源、
２　　　　　　入力側平滑コンデンサ、
３　　　　　　昇圧トランス、
４　　　　　　半導体スイッチング素子、
５　　　　　　半導体スイッチング素子駆動回路、
６　　　　　　整流ダイオード、
７　　　　　　出力側平滑コンデンサ、
８　　　　　　放電抵抗、
９　　　　　　負荷電圧検出部、
１０　　　　　　昇圧回路、
１１　　　　　　電気粘性流体内蔵機器、
１２　　　　　　ＥＲＦの静電容量成分、
１３　　　　　　ＥＲＦの抵抗成分、
１４　　　　　　ＥＲＦ（Electro-Rheological Fluid）、
１５　　　　　　負荷電圧指令値算出部、
１６　　　　　　充電電流検出部、
２０　　　　　　負荷電圧制御部、
２１　　　　　　充電電流指令算出部、
２２　　　　　　ＰＷＭパルス生成部、
２３　　　　　　負荷電圧変化率測定部、
２４　　　　　　充電電流制限値増加係数算出部、
２５　　　　　　充電電流制限値算出部、
２６　　　　　　制限後の充電電流指令値算出部、
２７　　　　　　充電電流制限部、
２８　　　　　　負荷電圧指令制限値増加係数算出部、
２９　　　　　　負荷電圧指令制限値算出部、
３０　　　　　　負荷電圧指令制限部、
３１　　　　　　抵抗値測定部、
μｒｅｆ　　　　　　　　　ＥＲＦ粘度指令値、
Ｖｇ　　　　　　　　　　　半導体スイッチング素子４へのオンオフ信号、
Ｖｌｏａｄ　　　　　　負荷電圧、
Ｖｒｅｆ　　　　　　　　　負荷電圧指令値、
Ｖｒｅｆ＿ｌｉｍ＿ｔｙｐ．負荷電圧変化率正常時の負荷電圧指令制限値、
Ｖｒｅｆ＿ｌｉｍ＿ｄｅｃ　負荷電圧変化率低下時の負荷電圧指令制限値（補正なし）、Ｖｒｅｆ＿ｌｉｍ＿ｄｅｃ’負荷電圧変化率低下時の負荷電圧指令制限値（補正あり）、Ｖｅｒｒ　　　　　　　　　負荷電圧指令値と負荷電圧の差、
Ｖｃｒ　　　　　　　　　　負荷電圧変化率、
Ｖｃｒ＿ｔｈ＿ｌｏｗ　　負荷電圧変化率の下限閾値、
Ｖｃｒ＿ｔｈ＿ｈｉ　　　　負荷電圧変化率の上限閾値、
Ｖｌｏａｄ＿ｔｙｐ．　　負荷電圧変化率正常時の負荷電圧、
Ｖｌｏａｄ＿ｒｉ　　　　　負荷電圧変化率上昇時の負荷電圧(補正なし)、
Ｖｌｏａｄ＿ｒｉ’　　　　負荷電圧変化率上昇時の負荷電圧(補正あり)、
Ｖｌｏａｄ＿ｄｅｃ　　　　負荷電圧変化率低下時の負荷電圧(補正なし)、
Ｖｌｏａｄ＿ｄｅｃ’　　　負荷電圧変化率低下時の負荷電圧(補正あり)、
Ｉｌｏａｄ　　　　　　充電電流、
Ｉｌｏａｄ＿ｒｅｆ　　　　充電電流指令値（制限なし）、
Ｉｌｏａｄ＿ｒｅｆ’　　　充電電流指令値（制限あり）、
Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ　　　　充電電流制限値、
Ｉｌｏａｄ＿ｔｙｐ．　　負荷電圧変化率正常時の充電電流、
Ｉｌｏａｄ＿ｒｉ　　　　　負荷電圧変化率上昇時の充電電流(補正なし)、
Ｉｌｏａｄ＿ｒｉ’　　　　負荷電圧変化率上昇時の充電電流(補正あり)、
Ｉｌｏａｄ＿ｄｅｃ　　　　負荷電圧変化率低下時の充電電流(補正なし)、
Ｉｌｏａｄ＿ｄｅｃ’　　　負荷電圧変化率低下時の充電電流(補正あり)、
Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｔｙｐ．　　　　　　　負荷電圧変化率正常時の充電電流制限値、Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｒｉ　負荷電圧変化率上昇時の充電電流制限値(補正なし)、
Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｒｉ’負荷電圧変化率上昇時の充電電流制限値(補正あり)、
Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｄｅｃ負荷電圧変化率低下時の充電電流制限値(補正なし)、
Ｉｌｏａｄ＿ｌｉｍ＿ｄｅｃ’　　　　　　　負荷電圧変化率低下時の充電電流制限値(補正あり)、
Ｒｌｏａｄ　　　　　　ＥＲＦの抵抗成分の抵抗値、
Ｒｌｏａｄ＿ｐｒｅ　　　　ＥＲＦの抵抗成分の抵抗値の前回値、
Ｒｌｏａｄ＿ｔｈ＿ｌｏｗ　ＥＲＦの抵抗成分の抵抗値の下限閾値、
Ｒｌｏａｄ＿ｔｈ＿ｈｉ　　ＥＲＦの抵抗成分の抵抗値の上限閾値、
Ｋｉ＿ｌｏａｄ　　　　　　充電電流制限値増加率係数、
Ｋｉ＿ｌｏａｄ＿ｍａｘ　　充電電流制限値増加率係数の最大値、
Ｋｉ＿ｌｏａｄ＿ｍｉｎ　　充電電流制限値増加率係数の最小値、
Ｋｃｉ＿ｌｏａｄ　　　　　充電電流増加率補正定数、
Ｋｖ＿ｌｏａｄ　　　　　　負荷電圧指令制限値増加率係数、
Ｋｖ＿ｌｏａｄ＿ｍａｘ　　負荷電圧指令制限値増加率係数の最大値、
Ｋｖ＿ｌｏａｄ＿ｍｉｎ　　負荷電圧指令制限値増加率係数の最小値、
Ｋｃｖ＿ｌｏａｄ　　　　　負荷電圧指令制限値増加率補正定数、
Ｖｌｏａｄ＿ｓｔ　　　　　負荷電圧変化率の測定開始時の負荷電圧、
Ｖｌｏａｄ＿ｅｎｄ　　　　負荷電圧変化率の測定終了時の負荷電圧、
Ｖｔｈ１　　　　　　　　　充電時の負荷電圧変化率の測定開始閾値、
Ｖｔｈ２　　　　　　　　　充電時の負荷電圧変化率の測定終了閾値、
Ｖｔｈ３　　　　　　　　　放電時の負荷電圧変化率の測定開始閾値、
Ｖｔｈ４　　　　　　　　　放電時の負荷電圧変化率の測定終了閾値、
Ｐｓ１　　　　　　　　　　ＶｅｒｒがＶｔｈ１以上となった後の最初のサンプリング点、
Ｐｓ２　　　　　　　　　　ＶｅｒｒがＶｔｈ２以下となった後の最初のサンプリング点、
Ｐｓ３　　　　　　　　　　ＶｅｒｒがＶｔｈ３以下となった後の最初のサンプリング点、
Ｐｓ４　　　　　　　　　　ＶｅｒｒがＶｔｈ４以上となった後の最初のサンプリング点、
Ｔｔａｒｇｅｔ　　　　　　目標充電時間、
ｔｓ　　　　　　　　　　　サンプリング周期、
ＣＮＴ　　　　　　　　　　カウント値

Claims (22)

  1. 　印加電圧に応じて粘性が変化する電気粘性流体を内蔵した電気粘性流体内蔵機器であって、
    　前記電気粘性流体に負荷電圧を印加する電圧印加手段と、
    　負荷電圧指令値に基づいて前記電圧印加手段を制御する負荷電圧制御手段と、
    　前記電気粘性流体の負荷電圧を検出する負荷電圧検出手段と、
    　前記電気粘性流体の充電時の充電電流値を補正する充電電流制限手段と、を備え、
    　該充電電流制限手段は、前記負荷電圧検出手段が検出した負荷電圧の変化率に基づいて、前記充電電流値を補正することを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  2. 　請求項１に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記負荷電圧の変化率とは、負荷電圧充電時の負荷電圧の変化率であることを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  3. 　請求項２に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記負荷電圧の変化率の低下時に前記充電電流値を増加させることを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  4. 　請求項２に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記負荷電圧の変化率の上昇時に前記充電電流値を減少させることを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  5. 　請求項１に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記負荷電圧の変化率とは、負荷電圧放電時の負荷電圧の変化率であることを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  6. 　請求項５に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記負荷電圧の変化率の上昇時に前記充電電流値を増加させることを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  7. 　請求項５に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記負荷電圧の変化率の低下時に前記充電電流値を減少させることを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  8. 　請求項１から７の何れか一項に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記負荷電圧指令値と負荷電圧検出手段が検出した負荷電圧の差が一定値以上のときの負荷電圧の変化率を用いて前記充電電流値を補正することを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  9. 　請求項１から７の何れか一項に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記電気粘性流体の温度が一定値以下もしくは一定値以上のときの前記負荷電圧の変化率を用いて前記充電電流値を補正することを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  10. 　請求項１から７の何れか一項に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記負荷電圧検出手段の遅れ時間が負荷電圧の充電時間の２分の１以下であることを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  11. 　請求項１から７の何れか一項に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記負荷電圧の変化率の過度な上昇や低下が検出された場合に前記電気粘性流体の劣化が発生したと診断して、外部出力手段を用いて外部にアラームを出力することを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  12. 　印加電圧に応じて粘性が変化する電気粘性流体を内蔵した電気粘性流体内蔵機器であって、
    　前記電気粘性流体に負荷電圧を印加する電圧印加手段と、
    　負荷電圧指令値に基づいて前記電圧印加手段を制御する負荷電圧制御手段と、
    　前記電気粘性流体の抵抗値を測定する抵抗値測定手段と、
    　前記電気粘性流体の充電時の充電電流値を補正する充電電流制限手段と、を備え、
    　該充電電流制限手段は、前記抵抗値測定手段が検出した抵抗値に基づいて、前記充電電流値を補正することを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  13. 　請求項１２に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記抵抗値の減少時に前記充電電流値を増加させることを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  14. 　請求項１２に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記抵抗値の増加時に前記充電電流値を減少させることを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  15. 　請求項１２から１４の何れか一項に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記電気粘性流体の温度が一定値以下もしくは一定値以上のときの前記抵抗値を用いて前記充電電流値を補正することを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  16. 　請求項１２から１４の何れか一項に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記抵抗値の過度な上昇や低下が検出された場合に電気粘性流体の劣化が発生したと診断して、外部出力手段を用いて外部にアラームを出力することを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  17. 　請求項１から７または請求項１１から１３の何れか一項に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記充電電流値の補正は、前記充電電流値を制限する充電電流制限値を補正することで実現したことを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  18. 　請求項１７に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記充電電流制限値の補正は、段階的に増加する充電電流制限値の各段階を正常時よりも増加または減少させることで実現したことを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  19. 　請求項１７に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記充電電流制限値の補正は、漸次増加する充電電流制限値の傾きを正常時よりも増加または減少させることで実現したことを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  20. 　請求項１から７または請求項１１から１３の何れか一項に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記充電電流値の補正は、前記電気粘性流体の充電時の負荷電圧指令制限値を補正することで実現したことを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  21. 　請求項２０に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記負荷電圧指令制限値の補正は、漸次増加する負荷電圧指令制限値の傾きを正常時よりも増加または減少させることで実現したことを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
  22. 　請求項２０に記載の電気粘性流体内蔵機器において、
    　前記負荷電圧指令制限値の補正は、段階的に増加する負荷電圧指令制限値の各段階を正常時よりも増加または減少させることで実現したことを特徴とする電気粘性流体内蔵機器。
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