WO2020066624A1 - サスペンション制御装置 - Google Patents

Abstract

車両挙動検出部（加速度センサ）と、車体１と車輪２との間に設けられた電気粘性ダンパと、前記車両挙動検出部の検出結果に基づいて電気粘性ダンパの減衰力を調整するように制御するコントローラとを備えている。コントローラは、前記車両挙動検出部の検出結果に基づいて電極筒に印加する目標電圧値を求める目標電圧値設定部（減衰力指令演算部）と、ＥＲＦの温度を検出または推定する温度推定部とを有し、前記温度推定部の値に基づきピストン速度Ｖを調整するため前記目標電圧値を変更する目標電圧値補正部（出力制限部）とを備えている。

Description

サスペンション制御装置

　本発明は、例えば４輪自動車等の車両に搭載されるサスペンション制御装置に関する。

　４輪自動車に代表される車両には、車体（ばね上）側と各車輪（ばね下）側との間に緩衝器（ダンパ）が設けられている。この種の緩衝器においては、シリンダ内に封入する作動流体として電気粘性流体を用い、この電気粘性流体に印加する電界を増減させることにより、発生減衰力を可変に調整する構成とした電気粘性ダンパが知られている（特許文献１，２参照）。

特開平１０－２３６８号公報 特開平１０－１１９５２９号公報

　ところで、電気粘性流体に代表される機能性流体は、粘性を含めた特性が周囲温度に影響されて大きく変化する。例えば、低温状態の機能性流体は、過度に粘性が高くなって減衰力の調整が難しくなる。また、高温時の機能性流体は、過度に粘性が低下するばかりでなく、温度上昇によるオーバヒートが問題となる。

　本発明の目的は、機能性流体を適正な温度となるように制御して性能低下を抑制することができ、オーバヒートを抑えることができるようにしたサスペンション制御装置を提供することにある。

　本発明の一実施形態に係るサスペンション制御装置は、車両の挙動を検出する車両挙動検出部と、前記車両の相対移動する２部材間に設けられた減衰力調整式緩衝器と、前記車両挙動検出部の検出結果に基づいて前記減衰力調整式緩衝器の減衰力を調整するように制御するコントローラと、を有するサスペンション制御装置であって、前記減衰力調整式緩衝器は、電界または磁界により流体の性状が変化する機能性流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に挿入されたピストンと、該ピストンに連結されて前記シリンダの外部に延出するピストンロッドと、前記シリンダ内の前記ピストンの摺動によって前記機能性流体の流れが生じる部分に設けられ、前記機能性流体に電界または磁界を印加する電極と、を備え、前記コントローラは、前記車両挙動検出部の検出結果に基づいて前記電極に印加する目標電圧値を求める目標電圧値設定部と、前記機能性流体の温度を検出または推定する温度推定部と、を有し、前記温度推定部の値に基づきピストン速度を調整するため、前記目標電圧値を変更する目標電圧値補正部と、を備えたことを特徴としている。

　本発明の一実施形態によれば、機能性流体の温度が適正な温度となるように制御して、減衰力調整式緩衝器の性能低下を抑え、オーバヒートを抑制することができる。

第１の実施の形態によるサスペンション制御装置の全体構成を示す制御ブロック図である。 図１中の電気粘性ダンパを具体化して示す縦断面図である。 図１中の温度推定部を具体化して示す制御ブロック図である。 図３中の温度補正部における補正係数の算出マップを示す特性線図である。 図１中の温度測定制御部による制御処理を示す流れ図である。 図１中の出力制限部においてダンパ温度に応じた出力制限を行うための最低電圧指令制限値と最大電圧指令制限値との特性を示す特性線図である。 ダンパ温度に対する減衰力と電圧指令値との関係を示す特性線図である。 第２の実施の形態による温度推定部を示す制御ブロック図である。 図８中のダンパ温度初期値を算出する初期値算出部を示す制御ブロック図である。 第３の実施の形態による温度推定部を示す制御ブロック図である。 第４の実施の形態による最高車速制限処理を示す制御ブロック図である。 第５の実施の形態によるサスペンション制御装置の全体構成を示す制御ブロック図である。 電気粘性ダンパへの制御指令値をソフトからハードに変えた場合の振動周波数とダンパ発熱量との関係を示す特性線図である。 図１３よりも路面振幅を大きくした状態で振動周波数とダンパ発熱量との関係を示す特性線図である。 図１４よりも路面振幅を大きくした状態で振動周波数とダンパ発熱量との関係を示す特性線図である。 図１５よりも路面振幅を大きくした状態で振動周波数とダンパ発熱量との関係を示す特性線図である。

　以下、本発明の実施の形態によるサスペンション制御装置を、車両としての４輪自動車に搭載した場合を例に挙げ、添付図面に従って説明する。

　ここで、図１ないし図７は第１の実施の形態を示している。図１において、車体１は４輪自動車（車両）のボディを構成している。車体１の下側には、車体１と共に車両を構成する車輪２（例えば、左，右の前輪と左，右の後輪）が設けられている。車輪２は、タイヤ３を含んで構成され、タイヤ３は、路面の細かい凹凸を吸収するばねとして作用する。

　サスペンション装置４は、車両の相対移動する２部材間となる車体１と車輪２との間に設けられている。サスペンション装置４は、懸架ばね５（以下、ばね５という）と、該ばね５と並列になって２部材間である車体１と車輪２との間に設けられた減衰力調整式緩衝器（以下、電気粘性ダンパ６という）とにより構成されている。なお、図１中では、１組のサスペンション装置４を車体１と車輪２との間に設けた場合を例示している。しかし、サスペンション装置４は、例えば４輪の車輪２と車体１との間に個別に独立して合計４組設けられるもので、このうちの１組のみを図１では模式的に示している。

　車体１側に設けられたばね上加速度センサ７は、例えば電気粘性ダンパ６の近傍となる車体１の所定位置に取付けられている。ばね上加速度センサ７は、ばね上（即ち、車体１）側で上下方向の振動加速度を検出し、その検出信号をコントローラ２１に出力する。一方、ばね下加速度センサ８は、車両の車輪２側に設けられている。ばね下加速度センサ８は、ばね下（即ち、車輪２）側で上下方向の振動加速度を検出し、その検出信号（即ち、ばね下加速度）をコントローラ２１に出力する。

　ここで、ばね上加速度センサ７およびばね下加速度センサ８は、車両の挙動を検出する車両挙動検出部を構成している。なお、車両挙動検出部は、電気粘性ダンパ６の近傍に設けたばね上加速度センサ７とばね下加速度センサ８とに限るものではない。車両挙動検出部は、例えば、ばね上加速度センサ７のみで構成してもよく、車高センサ（図示せず）により構成してもよい。さらに、車両挙動検出部は、車輪２の回転速度を検出する車輪速センサ（図示せず）等により構成してもよく、加速度センサ７，８、車高センサ以外の車両の挙動（状態量）を検出する車両挙動検出センサでもよい。この場合に、例えば、１個のばね上加速度センサ７の情報（加速度）と車輪速センサの情報（車輪速）から各車輪２毎の上下運動を推定することで、車両の上下運動を検出する構成としてもよい。

　車体１には、周囲温度を検出する外気温センサ９が設けられている。外気温センサ９は、例えば車体１の周囲温度を検出し、その検出信号をコントローラ２１に出力する。コントローラ２１の温度推定部２８は、図３に示すように、外気温センサ９からの検出信号に基づいて、電気粘性流体１０の温度状態を後述の如く推定演算して求めることができる。

　次に、図２を参照して電気粘性ダンパ６の具体的構成について説明する。サスペンション装置４の電気粘性ダンパ６は、車輪２の上下動を減衰させるものである。電気粘性ダンパ６は、内部に封入する作動流体（機能性流体）として電気粘性流体１０が用いられ、減衰力調整式緩衝器（セミアクティブダンパ）として作動するものである。

　図２に示すように、電気粘性ダンパ６は、電気粘性流体１０（以下、ＥＲＦ１０という）が封入されたシリンダとしての内筒１１および外筒１２と、内筒１１内に摺動可能に挿入されたピストン１３と、ピストン１３に連結されて内筒１１および外筒１２の外部に延出するピストンロッド１４と、内筒１１内のピストン１３の摺動によってＥＲＦ１０の流れが生じる部分に設けられＥＲＦ１０に電界をかける電極としての電極筒１５とを含んで構成されている。電極筒１５には、後述の電極ピン１８Ａを介して電圧指令による高電圧が印加される。

　ここで、電気粘性ダンパ６は、内筒１１と外筒１２との間に環状のリザーバ室Ａが形成され、このリザーバ室Ａ内には、作動液体（ＥＲＦ１０）と共にガスが封入されている。また、内筒１１内は、ピストン１３により２室（即ち、ボトム側油室Ｂとロッド側油室Ｃ）に画成されている。内筒１１と電極筒１５との間には、環状の電極通路１６が形成されている。この電極通路１６は、ロッド側油室Ｃ内のＥＲＦ１０が内筒１１の油穴１１Ａからリザーバ室Ａに向けて流通する液通路であり、電極通路１６内には、ピストン１３の摺動によってＥＲＦ１０の流れが生じる。

　ＥＲＦ１０は、電界（電圧）によって性状が変化する機能性流体である。ＥＲＦ１０は、例えば、シリコンオイル等からなる基油（ベースオイル）と、この基油に混入（分散）され電界の変化に応じて粘性が変化する粒子（微粒子）とにより構成されている。これにより、ＥＲＦ１０は、印加される電圧に応じて粘性（粘度）が変化し、これにより流動抵抗（減衰力）が増減される。即ち、電気粘性ダンパ６は、ＥＲＦ１０の流れが生じる部分に設けられた電極筒１５に印加する電圧に応じて、発生減衰力の特性（減衰力特性）をハード（Hard）な特性（硬特性）からソフト（Soft）な特性（軟特性）に連続的に調整することができる。なお、電気粘性ダンパ６は、減衰力特性を連続的でなくとも、２段階または複数段階に調整可能なものであってもよい。

　ここで、図２に示す電気粘性ダンパ６は、ユニフロー構造となっている。このため、内筒１１内のＥＲＦ１０は、ピストンロッド１４の縮み行程と伸び行程との両行程で、内筒１１の油穴１１Ａから電極通路１６を介してリザーバ室Ａ内へと、常に一方向（即ち、図２中に二点鎖線で示す矢印Ｆの方向）に流通する。この場合、中間筒としての電極筒１５は、内筒１１の外周側を全周にわたって取囲むことにより、内筒１１の外周側と電極筒１５の内周側との間に環状の電極通路１６を形成している。

　電極通路１６内のＥＲＦ１０は、ピストン１３が内筒１１内を軸方向に摺動変位（即ち、ピストンロッド１４が縮み行程と伸び行程を繰返すように進退動）するときに、この進退動により電極通路１６の軸方向の上側から下側に向けて流動する。このとき、電極通路１６内には、電極筒１５に印加される電圧に応じた電位差が発生し、この電位差によってＥＲＦ１０の粘度が変化する。換言すると、電気粘性ダンパ６は、内筒１１と電極筒１５との間の電極通路１６内に電位差を発生させ、電極通路１６を通過するＥＲＦ１０の粘度を可変に制御することで、発生減衰力を調整することができる。

　高電圧ドライバ１７は、電気粘性ダンパ６のＥＲＦ１０に印加すべき高電圧を発生する装置である。このため、高電圧ドライバ１７は、コントローラ２１の出力側に接続され、電源となるバッテリ（図示せず）にも接続されている。これと共に、高電圧ドライバ１７は、（高電圧）直流電力線を構成する高電圧出力線１８およびグランド線１９を介して電気粘性ダンパ６（電極筒１５およびダンパシェルとなる外筒１２）に接続されている。高電圧出力線１８の先端側には、電極筒１５に電圧（高電圧）を印加するための電極ピン１８Ａが設けられている。

　なお、図２中では、高電圧出力線１８およびグランド線１９を明示するために高電圧ドライバ１７を、電気粘性ダンパ６の外筒１２から径方向に離間した状態で示している。しかし、実際には高電圧ドライバ１７は、ボックス構造をなして形成され、外筒１２の外周面に衝合状態で固定されている。このため、高電圧ドライバ１７は、電気粘性ダンパ６内のＥＲＦ１０が高温状態になると、これによる熱影響を外筒１２を介して直に受けることになる。

　高電圧ドライバ１７は、マイクロコンピュータ、昇圧回路、電流検出回路（いずれも図示せず）を含んで構成されている。高電圧ドライバ１７は、コントローラ２１から応答性補償部３２を介して出力される指令（高電圧指令）に基づき、前記バッテリから出力される直流電圧を昇圧し、その昇圧した高電圧を電気粘性ダンパ６の電極筒１５に印加（出力）する。また、高電圧ドライバ１７は、電気粘性ダンパ６に供給される電流、即ち、高電圧ドライバ１７で昇圧された後の電流をモニタ（監視）し、その電流のモニタ信号（高電圧電流モニタ信号）を、高電圧電流モニタ値（高電圧電流値）としてコントローラ２１の温度推定部２８に出力する（図３参照）。

　コントローラ２１は、サスペンション装置用のＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれるもので、例えばマイクロコンピュータを含んで構成されている。コントローラ２１は、例えば図１に示すように、加速度センサ７，８および高電圧ドライバ１７と通信線、例えばデータ通信に必要な回線網であるＣＡＮ（Controller Area Network）を介して接続されている。コントローラ２１は、ばね上加速度センサ７およびばね下加速度センサ８の検出結果に基づいて、電気粘性ダンパ６の減衰力を調整するように制御する。即ち、コントローラ２１は、ばね上加速度センサ７とばね下加速度センサ８より得た情報から、後述する演算処理に基づいて、高電圧ドライバ１７に出力する指令（即ち、高電圧指令値）を算出し、減衰力可変ダンパである電気粘性ダンパ６を制御する。

　コントローラ２１には、ばね上加速度センサ７から出力されるばね上加速度信号、ばね下加速度センサ８から出力されるばね下加速度信号に加え、高電圧ドライバ１７から出力される高電圧電流モニタ信号等が入力される。コントローラ２１は、車両の挙動情報（車両挙動信号）となるばね上加速度信号およびばね下加速度信号と、電気粘性ダンパ６の電力情報（緩衝器電力信号）となる高電圧電流モニタ信号（および必要に応じて高電圧モニタ信号）とに基づき、電気粘性ダンパ６で出力すべき力（減衰力）に対応する高電圧指令を算出する。

　コントローラ２１は、その算出した高電圧指令（高電圧指令信号）を高電圧ドライバ１７へ出力する。高電圧ドライバ１７は、コントローラ２１からの高電圧指令に基づき、その指令に応じた高電圧を電気粘性ダンパ６の電極筒１５に出力する。高電圧が入力された電気粘性ダンパ６は、その電圧値（電極筒１５と内筒１１との間の電位差）の変化に応じてＥＲＦ１０の粘性が変化し、電気粘性ダンパ６の減衰力特性を切換える（調整する）ことができる。

　ここで、コントローラ２１は、図１に示すように、積分器２２，２３、減算器２４、目標減衰力算出部２５、減衰力制限部２６、減衰力指令演算部２７、温度推定部２８、出力制限部２９、温度測定制御部３０、最大値選択部３１および応答性補償部３２を備えている。コントローラ２１の積分器２２は、ばね上加速度センサ７からの検出信号を積分することによって、車体１の上，下方向速度となるばね上速度を算出する。

　減算器２４は、ばね上加速度センサ７からの検出信号とばね下加速度センサ８からの検出信号との減算処理を行い、ばね上加速度とばね下加速度との差分を演算する。この差分値は、車体１（ばね上）と車輪２（ばね下）との間の相対加速度に対応する。積分器２３は、減算器２４から出力された差分値（相対加速度）を積分し、これによって、電気粘性ダンパ６のばね上とばね下との間の相対速度（即ち、車体１と車輪２との間の上，下方向の相対速度）を算出する。この相対速度は、後述するピストン１３の変位速度（即ち、ピストン速度Ｖ）に該当する速度である。

　目標減衰力算出部２５は、積分器２２からのばね上速度に基づいて電気粘性ダンパ６に発生させる目標減衰力を出力する。この目標減衰力は、例えばスカイフック制御理論より求められる。即ち、目標減衰力算出部２５は、スカイフック制御理論より求めたスカイフック減衰係数Ｃskyとばね上速度とを乗算して目標減衰力を算出する。なお、目標減衰力を算出する制御則としては、スカイフック制御に限らず、例えば、最適制御、Ｈ∞制御等のフィードバック制御を用いることができる。また、制御指令として目標減衰力を用いているが、目標減衰係数を用いる構成としてもよい。

　減衰力制限部２６は、目標減衰力の最大値を正の値と負の値でそれぞれ独立に制限する。減衰力制限部２６は、後述の温度推定部２８で推定演算されたＥＲＦ１０の補正推定温度（図３参照）と、車体１と車輪２との間の上，下方向の相対速度とに基づいて、目標減衰力の最大値に制限を加え、電気粘性ダンパ６に発生する減衰力が過大になるのを抑えるものである。

　減衰力指令演算部２７は、図１中に示す指令マップのように、目標とする減衰力Ｆと電流値Ｉとの関係を、前記相対速度と補正推定温度とに従って可変に設定したＦ－Ｉマップ（相対速度、温度、減衰力Ｆおよび電流値Ｉの指令マップ）を備えている。減衰力指令演算部２７は、減衰力制限部２６から出力された信号（減衰力の信号）と、積分器２３から出力される信号（相対速度）と、温度推定部２８から出力される補正推定温度とに基づいて、電気粘性ダンパ６の電極筒１５に出力すべき高電圧指令としての指令値を算出するものである。

　減衰力指令演算部２７の指令マップは、目標減衰力と相対速度と温度と印加すべき指令電圧との関係（特性）に対応するマップとして、予め実験、シミュレーション等により求め、減衰力指令演算部２７に設定（記憶）しておく。減衰力指令演算部２７は、このときのＥＲＦ１０の推定温度（ダンパ温度）を加味して、高電圧指令としての指令値を算出する。これにより、減衰力指令演算部２７で算出される高電圧指令値は、そのときのＥＲＦ１０の温度に応じた値とすることができる。

　減衰力指令演算部２７は、車両挙動検出部（例えば、ばね上加速度センサ７とばね下加速度センサ８）の検出結果に基づいて電極筒１５に印加する目標電圧値（電圧指令値）を求める目標電圧値設定部を構成している。なお、本実施の形態で採用した減衰力指令演算部２７は、高電圧指令値の算出にマップを用いているが、マップに限定されるものではなく、例えば、目標減衰力と相対速度と温度と指令電圧との関係（特性）に対応する計算式（関数）、配列等を用いてもよい。

　温度推定部２８は、ＥＲＦ１０の温度の推定演算により求める温度推定部である。図３に示すように、温度推定部２８には、高電圧ドライバ１７から出力される高電圧モニタ信号および高電圧電流モニタ信号と、外気温センサ９からの検出信号（外気温情報）とが入力される。温度推定部２８には、高電圧ドライバ１７からの高電圧モニタ信号および高電圧電流モニタ信号に基づいてＥＲＦ１０の電気抵抗値を求め、この抵抗値からＥＲＦ１０の推定温度を算出する温度算出マップ部２８Ａと、温度補正部２８Ｂとを備えている。

　温度補正部２８Ｂは、温度算出マップ部２８Ａから出力される推定温度と外気温センサ９からの信号（外気温）とに基づいてＥＲＦ１０の補正推定温度を算出する。ここで、外気温および/またはＥＲＦ１０の温度が低く、高電圧電流モニタ信号の電流値が極小の場合には、温度算出マップ部２８Ａによる温度推定が難しい。このため、温度補正部２８Ｂでは、推定温度が一定値以上になるまでは外気温センサ９の検出値（外気温）を補正推定温度とし、それ以上の場合には、推定温度に応じて推定温度に対する重みを徐々に変更し、補正推定温度を外気温から推定温度へとスムーズに切り替える。

　図４中に点線で示す特性線３３は、外気温による補正係数の特性を表し、外気温が０℃以下（氷点下）の極低温の場合は補正係数が「１」に設定される。外気温が０～２０℃の間では、補正係数が「１」から「０」まで漸次小さくなるように設定されている。一方、図４中に実線で示す特性線３４は、温度算出マップ部２８Ａからの推定温度による補正係数の特性を表し、外気温が０℃以下（氷点下）の極低温の場合は補正係数が「０」に設定される。外気温が０～２０℃の間では、補正係数が「０」から「１」まで漸次大きくなるように設定されている。

　このように、温度推定部２８の温度補正部２８Ｂは、外気温センサ９の検出値（外気温）と温度算出マップ部２８Ａからの推定温度とに対して、特性線３３，３４による補正係数を乗算し、この乗算結果によりＥＲＦ１０の温度（即ち、図３に示す補正推定温度）を求めるようにしている。

　次に、出力制限部２９は、減衰力指令演算部２７から出力される電圧指令値に対し、温度推定部２８から出力される補正推定温度に基づいて制限をかけ、出力制限付きの電圧指令値を算出する。即ち、出力制限部２９では、温度推定部２８から出力される補正推定温度（即ち、推定されたダンパ温度）に基づき、例えば図６に示す特性線３５，３６のような出力制限マップによる入力指令に制限をかけ、出力制限付きの電圧指令値を算出する。出力制限部２９は、温度推定部２８（前記温度推定部）で推定されたダンパ温度に基づきピストン速度Ｖ（即ち、図１に示す相対速度）を調整するため、前記目標電圧値を変更する目標電圧値補正部を構成している。

　次に、温度測定制御部３０は、例えばエンジンの起動時および高電圧指令が一定時間にわたり設定値以下の場合に、高電圧ドライバ１７に対して一定の擬似指令を出力するための制御部である。図５は温度測定制御部３０による制御処理の一例を示している。

　即ち、図５の制御処理がスタートすると、ステップ１でエンジンの起動時か否かを判定する。ステップ１で「ＹＥＳ」と判定したときには、エンジンの起動時であるため、一度も電圧が印可されておらず、温度推定部２８ではＥＲＦ１０の温度を推定演算することができない。そこで、次のステップ２では、一定時間にわたり一定の指令（高電圧指令の擬似信号）を出力する。これにより、温度測定制御部３０から最大値選択部３１を介して高電圧ドライバ１７に擬似的な電圧指令を出力する。このため、温度推定部２８の温度補正部２８Ｂは、図３に示すように、高電圧ドライバ１７から高電圧モニタ信号と高電圧電流モニタ信号を受け取ることができ、電流が検出されるため温度推定が可能となる。

　一方、ステップ１で「ＮＯ」と判定したときには、エンジンの起動後で車両は走行可能状態にあるので、次のステップ４，５では、最大指令値が一定時間にわたり設定値よりも小さいか否かを判定する。ステップ４，５で「ＮＯ」と判定するときには、最大指令値が設定値よりも小さい状態が一定時間にわたり継続していないので、この場合は前記擬似信号を出力することはなく、ステップ３でリターンする。

　しかし、ステップ４，５で「ＹＥＳ」と判定したときには、前述した起動時とほぼ同様に、温度推定部２８ではＥＲＦ１０の温度を推定演算することができない。例えば、図６、図７に示すダンパ温度が０～２０℃以下の低温時には、特性線３５，３６のように、高電圧ドライバ１７から電気粘性ダンパ６に出力される印加電圧が零（０ｋｖ）に設定される。このような場合には、コントローラ２１から高電圧ドライバ１７に出力される電圧指令値が設定値よりも小さくなって、ステップ４，５で「ＹＥＳ」と判定され、最大指令値が設定値よりも小さい状態が一定時間にわたり継続している。

　そこで、前記ステップ２の処理により一定時間にわたり一定の指令（高電圧指令の擬似信号）を出力する。これにより、温度測定制御部３０から最大値選択部３１を介して高電圧ドライバ１７に擬似的な高電圧指令を出力する。これによって、エンジンの起動時および出力電圧が低く電流値が極小さい温度推定できない場合においても、高電圧ドライバ１７が電圧を発生し、電流が検出されるため温度推定が可能となる。

　最大値選択部３１は、減衰力指令演算部２７から出力制限部２９を介して出力される電圧指令値（出力制限付き指令値）と、温度測定制御部３０から出力される電圧指令値とのうち値が大きい方の電圧指令値を選択し、選択した電圧指令値を応答性補償部３２を介して高電圧ドライバ１７に出力する。即ち、図５に示す流れ図のように、例えばエンジンの起動時および高電圧指令が一定時間にわたり設定値以下の場合には、ステップ２で温度測定制御部３０から出力される指令出力（擬似指令）の方が、減衰力指令演算部２７から出力制限部２９を介して出力される電圧指令値よりも大きくなる。

　このような場合には、最大値選択部３１が温度測定制御部３０の擬似指令出力を選択し、高電圧ドライバ１７に対して一定の擬似指令を電圧指令値として出力する。しかし、これ以外の場合には、減衰力指令演算部２７（出力制限部２９）から出力される電圧指令値が最大値選択部３１により選択され、この電圧指令値が応答性補償部３２を介して高電圧ドライバ１７に出力されることになる。

　応答性補償部３２は、最大値選択部３１から選択的に出力された電圧指令値を、温度推定部２８から出力された補正推定温度に基づいて補正する。即ち、電気粘性ダンパ６内のＥＲＦ１０は、電圧指令値が変化したときの粘性変化が高い温度の場合に速く、切換え応答性が高くなる。一方、温度が低い場合には、電圧指令値が変化したときのＥＲＦ１０の粘性変化が遅く、切換え応答性が低くなる。

　そこで、応答性補償部３２は、最大値選択部３１から出力された電圧指令値に対し、そのときの温度に応じた応答性補償による補正を行うことにより、補正した高電圧指令値を高電圧ドライバ１７に出力する。より具体的には、応答性補償部３２は、ＥＲＦ１０の温度が高い場合に、切換え速度の制限（例えば、電圧指令値の変化速度の制限）を大きくし、温度が低い場合には、切換え速度の制限（例えば、高電圧指令値の変化速度の制限）を小さくする。

　高電圧ドライバ１７は、応答性補償部３２からの補正高電圧指令値に対応する高電圧を、電気粘性ダンパ６の電極筒１５に出力する。これにより、電気粘性ダンパ６内のＥＲＦ１０は、印加された高電圧の電界により粘性が変化し、電気粘性ダンパ６で発生する減衰力は、ＥＲＦ１０の粘性に従って可変に調整可能となる。なお、その他の応答性補償方法としては、ＥＲＦ１０の温度に応じた減衰力の切換応答性をあらかじめ記憶させておき、その応答性の逆特性を高電圧指令に考慮することにより応答性に応じて高電圧指令を補正するようにしてもよい。

　このように、応答性補償部３２は、温度に応じて電圧指令変化に対し制限を設けることにより、最終的な電圧指令値（補正高電圧指令値）を算出する。そして、コントローラ２１は、応答性補償部３２からの最終的な電圧指令値（補正高電圧指令値）を、高電圧ドライバ１７に出力することで、電気粘性ダンパ６の減衰力を切換える。これにより、ＥＲＦ１０の温度に拘わらず（温度が高くても低くても）、電気粘性ダンパ６で発生する減衰力を、ＥＲＦ１０の基準温度において発生する基準減衰力に近付けることができる。

　なお、本実施の形態では、制御指令として目標減衰力を用いているが、目標減衰係数を用いる構成としてもよい。また、応答性補償部３２は、場合によっては省略してもよい。この場合、最大値選択部３１から出力された電圧指令値を高電圧ドライバ１７に出力する構成とすることができる。

　図７中に実線で示す特性線３７，３９は、ＥＲＦ１０の温度（ダンパ温度）と電気粘性ダンパ６で発生する減衰力との関係を表している。特性線３７は、減衰力をソフトな特性に調整した場合であり、この場合、高電圧ドライバ１７には特性線３５に沿った電圧の高電圧指令値がコントローラ２１から出力される。特性線３９は、減衰力をハードな特性に調整した場合であり、この場合、高電圧ドライバ１７には特性線３６に沿った電圧の高電圧指令値がコントローラ２１から出力される。

　図７中に点線で示す特性線３８，４０は、例えば出力制限部２９で電圧指令値に制限をかけない場合（以下、比較例という）であり、比較例におけるＥＲＦ１０の温度（ダンパ温度）と電気粘性ダンパ６で発生する減衰力との関係を表している。特性線３８は、減衰力をソフトな特性に調整した比較例の場合に相当し、特性線４０は、減衰力をハードな特性に調整した比較例の場合に相当している。

　図７中に実線で示す特性線３７，３９のうち、ダンパ温度が０℃以下の特性線部３７Ａ，３９Ａでは、ＥＲＦ１０の粘度（粘性）が低温になるに応じて高くなるので、コントローラ２１からの電圧指令値に従って高電圧ドライバ１７から電気粘性ダンパ６（電極筒１５）に出力される印加電圧は、特性線３５，３６のように、最低値（０ｋｖ）に下げられ、特性線部３７Ａ，３９Ａの減衰力は同様な特性となる。

　比較例の特性線４０では、ダンパ温度が－２０～＋２０℃の範囲でハードな特性の減衰力が、特性線３９（本実施の形態）よりも大きくなっている。しかし、電気粘性ダンパ６は、低温時に減衰力を大きく調整しようとしても、ピストン１３の変位速度（ピストン速度）が過度に遅くなり、発熱が抑えられてＥＲＦ１０の温度上昇に余分な時間がかかる。このため、本実施の形態では、特性線部３９Ａ，３９Ｂの如く、ハードな特性の減衰力を比較例の特性線４０に比較して小さく抑えることにより、ピストン速度（相対速度）を可能な限り速くできるようにし、ＥＲＦ１０を早期に温度上昇できるようにしている。

　また、比較例の特性線４０では、ダンパ温度が９０℃以上となる範囲でハードな特性の減衰力を、特性線３９の特性線部３９Ｃよりも大きくしている。ダンパ温度が高温（例えば、９０℃以上）になると、電気粘性ダンパ６と高電圧ドライバ１７とが高温に晒されるため、特に高電圧ドライバ１７のオーバヒートが懸念される。このため、本実施の形態では、特性線部３９Ｃのように、高温時におけるハードな特性の減衰力を比較例の特性線４０に比較して小さく抑えることにより、ＥＲＦ１０の温度上昇を抑えるようにしている。

　また、本実施の形態では、例えば４０℃以上となるダンパ温度の高い範囲において、ソフトな特性の減衰力が特性線３７の特性線部３７Ｂ，３７Ｃの如く、比較例の特性線３８に比較して大きくなるように設定している。この場合は、ダンパ温度がこれ以上に上昇するのを抑えるため、高温時におけるソフトな特性の減衰力を比較例の特性線４０に比較して大きくする。これにより、ピストン速度を可能な限り遅くできるように減衰力を高め、ＥＲＦ１０が過度に温度上昇するのを抑えることができる。

　第１の実施の形態によるサスペンション制御装置は、上述の如き構成を有するもので、次に、コントローラ２１を用いて電気粘性ダンパ６の減衰力特性を可変に制御する処理について説明する。

　コントローラ２１には、車両の走行時にばね上加速度センサ７からばね上加速度に対応する検出信号が入力されると共に、ばね下加速度センサ８からばね下加速度に対応する検出信号が入力される。このとき、コントローラ２１の積分器２２は、ばね上加速度を積分することにより、ばね上速度を算出する。そして、目標減衰力算出部２５は、例えばスカイフック減衰係数を前記ばね上速度に乗算することにより、電気粘性ダンパ６で発生させるべき目標減衰力を算出する。

　一方、コントローラ２１の減算器２４では、ばね上加速度からばね下加速度を減算することにより相対加速度を算出し、積分器２３は相対速度を算出するために前記相対加速度を積分し、これにより、車体１と車輪２との間の相対速度を算出する。また、コントローラ２１の温度推定部２８は、外気温センサ９のセンサ値（外気温情報）と、高電圧ドライバ１７の高電圧モニタ（電圧）および高電圧電流モニタ（電流）とに基づいて、図３に示す如き、ＥＲＦ１０の補正推定温度（ダンパ温度）を推定演算する。

　ここで、コントローラ２１の減衰力制限部２６は、温度推定部２８で推定演算されたダンパ温度と、車体１と車輪２との間の上，下方向の相対速度とに基づいて、目標減衰力の最大値に制限を加える。減衰力制限部２６は、目標減衰力の最大値を正の値と負の値でそれぞれ独立に制限する。そして、次の減衰力指令演算部２７は、そのときの目標減衰力と相対速度とＥＲＦ１０の温度とから、指令マップを用いて高電圧ドライバ１７で出力すべき電圧（高電圧）に対応する高電圧指令値を算出する。さらに、出力制限部２９は、減衰力指令演算部２７から出力される高電圧指令値に対し、温度推定部２８から出力されるダンパ温度に基づいて制限をかけ、出力制限付きの電圧指令値を算出する。

　即ち、出力制限部２９は、温度推定部２８から出力されるダンパ温度に基づき、例えば図６に示す特性線３５，３６のような出力制限マップによる入力指令に制限をかけ、出力制限付きの電圧指令値を算出する。この電圧指令値に従って高電圧ドライバ１７から電気粘性ダンパ６（電極筒１５）に出力される高電圧は、図６に示す特性線３５，３６で囲まれた範囲内に制限される。特性線３５は、温度推定部２８で推定したダンパ温度に応じて設定される最低電圧指令制限値の特性を示し、特性線３６は、ダンパ温度に応じて設定される最高電圧指令制限値の特性を示している。

　このため、ダンパ温度が所定温度（例えば、０℃）よりも低いときには、最大値選択部３１から出力される電圧指令値に従って、高電圧ドライバ１７から電気粘性ダンパ６（電極筒１５）に出力される高電圧を、最低電圧指令制限値（特性線３５）に沿って制御することができる。これにより、電気粘性ダンパ６の減衰力特性を、図７中に実線で示す特性線部３７Ａ，３９Ａのように、ソフト，ハードな特性のいずれでも小さな減衰力に抑えることができる。

　ここで、電気粘性ダンパ６の発熱量Ｑは、ＥＲＦ１０の減衰係数Ｃ１、ピストン速度Ｖとしたときに、下記の数（１）式で表される。
  Ｑ＝Ｃ１×Ｖ２　　　……　　　（１）　

　これより、電気粘性ダンパ６の発熱量Ｑはピストン速度Ｖの２乗で大きくなるため、ピストン速度Ｖ（即ち、図２に示すピストン１３の変位速度）を速くできるようにすれば、即ち減衰力をソフトに設定することにより、ＥＲＦ１０の発熱を増加させることが可能となる。換言すれば、減衰力が切り替わらない極低温（例えば、０℃よりも低い温度）のときには、コントローラ２１からの高電圧指令に従って高電圧ドライバ１７から電極筒１５に出力する電圧（高電圧）を、例えば０Ｖ（零ボルト）に制限することで、ピストン１３の変位速度（ピストン速度Ｖ）を速くすることができ、電気粘性ダンパ６を極低温時に早期に発熱させることができる。これにより、極低温時には、ＥＲＦ１０の温度（ダンパ温度）をなるべく早く好適な温度に制御でき、電力消費も抑制することができる。

　一方、ダンパ温度の高温（例えば、４０～９０℃以上となる温度）時には、ダンパ温度を可能な限り上昇させないようにし、高電圧ドライバ１７の過熱防止、オーバヒートの発生を抑えることが要求される。

　そこで、例えばコントローラ２１の出力制限部２９は、ダンパ温度が高温（例えば、９０℃以上）のときには、コントローラ２１からの高電圧指令に従って高電圧ドライバ１７から電極筒１５に出力する最大電圧指令制限値を、特性線３６（例えば、９０～１２０℃）のように小さく設定する。即ち、ダンパ温度が９０℃以上となる範囲でハードな特性の減衰力を、特性線３９の特性線部３９Ｃのように、比較例の特性線４０に比較して小さく抑えることにより、ＥＲＦ１０の温度上昇を抑えるようにしている。この場合、電流値は電圧に対して指数関数的に増加するため、最大電圧指令制限値を２０％程度制限することで発熱を半減することができる。

　また、コントローラ２１からの高電圧指令に従って高電圧ドライバ１７から電極筒１５に出力する最低電圧指令制限値は、例えば４０℃以上となるダンパ温度の高い範囲において、特性線３５のように設定されている。これにより、ソフトな特性の減衰力は、特性線３７の特性線部３７Ｂ，３７Ｃの如く、比較例の特性線３８に比較して大きくなるように設定できる。この場合も、高温時におけるソフトな特性の減衰力を比較例の特性線４０に比較して大きくすることにより、ピストン速度を可能な限り遅くできるようにし、ＥＲＦ１０が過度に温度上昇するのを抑えることができる。

　ところで、温度推定部２８は、コントローラ２１からの高電圧指令に従って高電圧ドライバ１７から電極筒１５に出力する印加電圧が零（即ち、電圧を発生していない電流が零）の場合に、ＥＲＦ１０の電気特性（例えば、電気抵抗値）を算出することができないため、ダンパ温度を推定演算することができない。

　そこで、コントローラ２１の温度測定制御部３０は、エンジン起動時（立上げ直後）の温度推定用と、低温（例えば、図６、図７に示すダンパ温度２０℃以下）のときに特性線３５，３６の電圧値を零に設定する場合と、において温度推定を行うために、図５に示すステップ２のように、一定時間にわたって一定の電圧指令を出力する。即ち、温度測定制御部３０から最大値選択部３１を介して高電圧ドライバ１７に擬似的な高電圧指令を出力する。これにより、エンジンの起動時および出力電圧が低く電流値が零で、温度推定できない場合においても、高電圧ドライバ１７が擬似的な高電圧指令を受取ることにより、温度推定部２８は、電流を検出できるため温度推定が可能となる。

　このように、エンジンの起動時と温度推定に必要な電流値が検出できない場合（電圧指令が低い状態の場合）に、温度推定を行うために一定の電圧指令（擬似的な高電圧指令）を出力することにより、温度推定を可能とし、システムの立上り直後、およびダンパ温度が好適になった時点から適切に温度補償制御を行うことができる。

　かくして、第１の実施の形態によれば、コントローラ２１は、車両挙動検出部の検出結果に基づいて電極（電極筒１５）に印加する目標電圧値を求める目標電圧値設定部（例えば、減衰力指令演算部２７）と、機能性流体（ＥＲＦ１０）の温度を検出または推定する温度推定部（温度推定部２８）とを有し、前記温度推定部の値に基づきピストン速度Ｖを調整するため、前記目標電圧値を変更する目標電圧値補正部（例えば、出力制限部２９）とを備えている。

　これにより、前記目標電圧値補正部は、極低温（例えば、ダンパ温度が０℃以下）のときに、目標電圧値（電圧指令値）をソフトに固定することで、ピストン速度Ｖが速くなり易い状態とすることができる。このため、ＥＲＦ１０の発熱を促進することができ、電気粘性ダンパ６にとって好適な温度に早く昇温することができる。

　即ち、機能性流体（ＥＲＦ１０）の温度が所定値よりも低い極低温時には、ピストン速度Ｖを速く（大きく）するために、前記目標電圧値を所定値よりも小さくする。電気粘性ダンパ６の発熱量Ｑは、ピストン速度Ｖの２乗で大きくなるため、ピストン速度Ｖを速くできるように、減衰力をソフトに設定することによって、ＥＲＦ１０の発熱を増加させることが可能となり、電気粘性ダンパ６にとって好適な温度までＥＲＦ１０を昇温することができる。

　また、ＥＲＦ１０の温度が所定値よりも高い高温時には、発生減衰力を大きくしてピストン速度Ｖを抑えるため、前記目標電圧値を所定値よりも大きくする。即ち、減衰力をソフトな特性とする場合にはダンパ温度の高温時において、温度に応じて最低電圧指令制限値（図６に示す特性線３５）を零（０ｋｖ）よりも大きく設定することにより、ＥＲＦ１０の粘性低下による減衰力の低下を抑制することが可能となる。さらに、ピストン速度が過度に速くなるのを抑えることができ、ダンパ温度がこれ以上に上昇するのを抑制できる。

　一方、減衰力をハードな特性とする場合にはダンパ温度の高温時において、温度に応じて最大電圧指令値（図６中の特性線３６）に制限をかけることにより、高電圧ドライバ１７等のオーバヒートを抑えることができる。この場合、電流値は電圧に対して指数関数的に増加するため、最大電圧指令制限値を制限することにより、ＥＲＦ１０の発熱を抑えることができる。例えば、図７に示すように、ダンパ温度が９０℃以上となる範囲でハードな特性の減衰力を、特性線３９の特性線部３９Ｃの如く、比較例の特性線４０に比較して小さく抑えることにより、ＥＲＦ１０の温度上昇を抑えることができる。

　次に、図８および図９は第２の実施の形態を示している。本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第２の実施の形態の特徴は、電気粘性ダンパ６の熱モデルを用いてダンパ温度を推定演算して求める構成としたことにある。

　第２の実施の形態で採用した温度推定部５１は、第１の実施の形態で述べた温度推定部２８とは異なり、図８に示すように、減衰力算出マップ部５２、乗算部５３、放熱量算出部５４およびダンパ熱モデル部５５を備えている。温度推定部５１の減衰力算出マップ部５２は、高電圧ドライバ１７から電気粘性ダンパ６（電極筒１５）に印加している高電圧モニタ値とピストン速度Ｖとにより、電気粘性ダンパ６で発生する減衰力Ｆを算出する。減衰力算出マップ部５２には、ダンパ熱モデル部５５の出力（推定温度）がフィードバック信号として戻される。これにより、減衰力算出マップ部５２で算出される減衰力Ｆは、ＥＲＦ１０の温度（ダンパ温度）が反映された減衰力となる。

　次の乗算部５３は、下記の数（２）式の如く、減衰力Ｆとピストン速度Ｖとを乗算することによりダンパの発熱量Ｑを算出する。
  Ｑ＝Ｆ×Ｖ 　　　……　　　（２）　

　一方、放熱量算出部５４は、外気温センサ９で検出した外気温と車両の走行速度（車速）とから放熱量を算出する。即ち、車両の走行時には、電気粘性ダンパ６の外筒１２の周囲に車速に応じた冷却風が流通し、この冷却風によって電気粘性ダンパ６のＥＲＦ１０が冷却（放熱）される。このときの放熱量は、外気温に対応して増減される。放熱量算出部５４は、予め外気温と車速の関係から求められる放熱量算出マップ（図示せず）より放熱量を算出することができる。

　温度推定部５１のダンパ熱モデル部５５は、乗算部５３の出力（即ち、ダンパの発熱量Ｑ）と、放熱量算出部５４で算出される放熱量と、後述のダンパ温度初期値とから、図８に示すように推定温度（ダンパ温度）を算出する。この推定温度（ダンパ温度）は、ダンパ温度初期値を考慮した温度として求められる。

　次に、図９はダンパ温度初期値を算出する初期値算出部５６を示している。この初期値算出部５６は、例えば第１の実施の形態で述べたコントローラ２１に、温度推定部２８に替わる温度推定部５１と一緒に設けられている。

　そして、初期値算出部５６には、例えばＲＯＭ，ＲＡＭ，不揮発性メモリ等からなる記憶部５７と、時間計測部５８と、ダンパ温度初期値算出部５９とが設けられている。記憶部５７には、前回の車両走行終了後の電源ＯＦＦ時刻（即ち、シャットダウン時刻）と、このときの推定ダンパ温度記憶値とが更新可能に格納されている。

　時間計測部５８は、エンジンが起動されて電源ＯＮとなったときに、コントローラ２１に内蔵のタイマ、または前記ＣＡＮからの時刻信号により現在時刻を受取る。また、時間計測部５８は、記憶部５７から前回のシャットダウン時刻を受取る。これにより、時間計測部５８は、前回のシャットダウン時刻から現在時刻までの経過時間を演算して計測する。

　ここで、電気粘性ダンパ６は、車両走行中に路面入力による緩衝作用（即ち、ピストン１３の摺動変位の繰返し）によってＥＲＦ１０が発熱し温度上昇する。走行後に車両が停止すると、電気粘性ダンパ６はピストン１３が止まり、ピストン速度が零となるため、ＥＲＦ１０の発熱が零となる。この状態で、電気粘性ダンパ６は、外気温とダンパ温度の差分に応じて放熱し、十分に時間が経過すれば、ダンパ温度が外気温と等しくなる。つまり、車両が走行後に停止し、十分に時間が経過した場合には、ＥＲＦ１０の推定温度（ダンパ温度）が外気温に等しくなるため、推定温度初期値＝外気温として温度推定を開始することができる。

　しかし、車両を停止した後に、コントローラ２１の電源をＯＦＦし、その後に時間が十分には経過していない状態（即ち、ダンパ温度が外気温と等しくなる前の状態）において、コントローラ２１を電源ＯＮにし、車両の走行を再開（開始）する場合がある。このような場合には、ダンパ温度初期値＝外気温とすると、実際のダンパ温度と差が発生するため、ダンパ温度の推定誤差が大きくなってしまう。

　そこで、前回の走行終了後の電源ＯＦＦ時に、推定ダンパ温度（推定温度記憶値）とシャットダウン時刻とを記憶部５７に格納しておく。その後に電源ＯＮしたときに、記憶部５７から推定温度記憶値と前回のシャットダウン時刻とを読出し、これと現在時刻、外気温センサ値に基づいて、ダンパ温度初期値算出部５９はダンパ温度初期値を算出する。

　即ち、図９に示す時間計測部５８は、記憶部５７からの前回シャットダウン時刻と現在時刻との差分を演算し、前回シャットダウンしてからの経過時間を算出する。ダンパ温度初期値算出部５９は、算出した経過時間と推定温度記憶値と外気温センサ値とから、例えばダンパ温度初期値算出マップを用いてダンパ温度初期値を決定する。これにより、ダンパ温度初期値は、経過時間が短い場合に推定ダンパ温度記憶値に近い値が推定され、経過時間が長い場合には、外気温に近い値として推定される。

　かくして、第２の実施の形態によれば、電気粘性ダンパ６の熱モデルを用いてダンパ温度を推定演算して求める構成としている。これにより、前記数（２）式によるダンパの発熱量Ｑと、走行時の放熱量と、ダンパ温度初期値とに基づいてダンパ温度を推定することができ、その推定精度を向上することができる。また、第２の実施の形態では、図１に示すコントローラ２１のうち、温度測定制御部３０と最大値選択部３１とを不要にでき、出力制限部２９で算出した出力制限付きの電圧指令値を、そのままコントローラ２１から高電圧ドライバ１７に向けて出力することができる。

　次に、図１０は第３の実施の形態を示している。本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第３の実施の形態の特徴は、外気温が低く電流検出が難しい場合において、電気粘性ダンパ６の熱モデルを用いてダンパ温度を推定演算して求める構成としたことにある。

　第３の実施の形態で採用した温度推定部６１は、第１の実施の形態で述べた温度推定部２８の温度算出マップ部２８Ａ、温度補正部２８Ｂとほぼ同様に、温度算出マップ部６２および温度補正部６３を備えている。しかし、第１の実施の形態の温度推定部２８は、コントローラ２１からの電圧指令に従って高電圧ドライバ１７から電気粘性ダンパ６に出力される印加電圧が零（即ち、電圧を発生していない電流が零）の場合に、ＥＲＦ１０の電気特性（例えば、電気抵抗値）を算出することができないため、コントローラ２１に温度測定制御部３０と最大値選択部３１とを設けなければ、ダンパ温度を推定演算することができない。

　そこで、第３の実施の形態で採用した温度推定部６１は、温度算出マップ部６２および温度補正部６３に加えて、ダンパ熱モデル部６４、記憶部６５およびダンパ温度初期値算出部６６を備えている。ダンパ熱モデル部６４は、前記第２の実施の形態で述べた減衰力算出マップ部５２、乗算部５３、放熱量算出部５４およびダンパ熱モデル部５５とほぼ同様の機能を有している。

　記憶部６５は、第２の実施の形態で述べた記憶部５７とほぼ同様に構成され、前回の電源ＯＦＦ時における推定ダンパ温度（推定温度記憶値）と前回シャットダウン時刻とが更新可能に格納されている。ダンパ温度初期値算出部６６は、第２の実施の形態で述べた時間計測部５８およびダンパ温度初期値算出部５９と同様な機能を有している。

　第３の実施の形態で採用した温度推定部６１は、外気温が低く電流検出が難しい場合においては、ダンパ熱モデル部６４で算出される推定温度を使用し、温度補正部６３は、この推定温度を補正推定温度として出力する。一方、外気温が高くなって高電圧電流モニタで電流検出ができる場合には、第１の実施の形態で述べたように、ＥＲＦ１０の温度（ダンパ温度）に応じた電気的特性に基づく推定値、即ち温度算出マップ部６２からの推定温度を使用し、温度補正部６３は、この推定温度を補正推定温度として出力することができる。

　かくして、第３の実施の形態によれば、温度推定部６１は、電気的特性に基づく推定温度が一定値以上になるまではダンパ熱モデル部６４による推定温度を補正推定温度とし、それ以上の場合には、温度算出マップ部６２による電気的特性に基づく推定温度を温度補正部６３で補正推定温度として算出できる。このため、温度推定部６１は、温度補正部６３において補正推定温度を熱モデルに基づく推定温度から電気的特性に基づく推定温度にスムーズに切り替えることができ、温度推定部６１におけるダンパ温度の推定精度を向上することができる。

　また、第３の実施の形態では、図１に示すコントローラ２１のうち、温度測定制御部３０と最大値選択部３１とを不要にすることができ、出力制限部２９で算出した出力制限付きの電圧指令値を、そのままコントローラ２１から高電圧ドライバ１７に向けて出力することができる。

　次に、図１１は第４の実施の形態を示している。本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第４の実施の形態の特徴は、ダンパ温度が上昇したときに車両の走行速度に制限を加える構成としたことにある。

　図１１において、最大値選択部７１は、各車輪２に設けられた電気粘性ダンパ６のうち、ＥＲＦ１０の温度（ダンパ温度）が最も高い温度となる電気粘性ダンパ６のダンパ温度を選択する。最高車速制限部７２は、最大値選択部７１から出力されるダンパ温度に応じて、車両の最高車速（走行速度）を制限する。

　即ち、電気粘性ダンパ６は、車両の走行速度が速くなればなるほど、エンジンからの発熱に加えて、走行中の路面入力による緩衝作用（即ち、ピストン１３の摺動変位）でＥＲＦ１０が発熱し温度上昇する。このため、電気粘性ダンパ６および／または高電圧ドライバ１７のオーバヒートを抑えるように、最高車速制限部７２は、図１１中に示す制限マップに沿って車両の最高車速（走行速度）に制限を加える。最大値選択部７１と最高車速制限部７２とは、電気粘性ダンパ６の減衰力を調整するように制御するコントローラ（例えば、図１に示すコントローラ２１または図１２に示す後述のコントローラ８１）に設けられる。

　かくして、第４の実施の形態によれば、電気粘性ダンパ６のダンパ温度が予め決められた閾値温度以上に上昇したときに、車両の最高車速制限値を徐々に低下させる。これにより、ＥＲＦ１０の発熱を抑えることができ、電気粘性ダンパ６の温度上昇を抑制し、オーバヒート等の発生を防ぐことができる。このように、ダンパ温度が閾値温度以上に高くなると、最高車速制限値を徐々に低下させることにより、ダンパ発熱量を低減でき、電気粘性ダンパ６の減衰力特性を適正化して車両の安定性を保つことができる。

　次に、図１２は第５の実施の形態を示している。本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第５の実施の形態の特徴は、車両のＣＡＮ信号と車高信号等とに基づいてコントローラ８１により、電気粘性ダンパ６の減衰力制御を行う構成としたことにある。

　第５の実施の形態で採用したコントローラ８１は、第１の実施の形態で述べたコントローラ２１とほぼ同様に構成され、システム管理部８２、禁止制御部８３、車両状態推定部８４、温度推定部８５、ＧＳＰ計算部８６、電源オフセット制御部８７、運転制御部８８、ばね下制振制御部８９、フルストローク抑制制御部９０、乗り心地制御部９１、協調制御部９２および制御指令管理部９３を含んで構成されている。

　制御指令管理部９３と電源オフセット制御部８７との間には、電源オフセット制御部８７からの出力信号をダンパ温度に応じてマップ演算により補正する第１の信号補正部９４が設けられている。例えば、ばね下制振制御部８９と制御指令管理部９３との間には、ばね下制振制御部８９からの出力信号をダンパ温度に応じてマップ演算により補正する第２の信号補正部９５が設けられている。また、乗り心地制御部９１と制御指令管理部９３との間には、乗り心地制御部９１からの出力信号をダンパ温度に応じてマップ演算により補正する第３の信号補正部９６が設けられている。

　車両状態推定部８４は、車両挙動検出部からの信号（例えば、ＣＡＮ信号および車高信号等）に基づき、車体１のばね上速度と相対速度（ピストン１３の変位速度としてのピストン速度）とを演算して求める。車両状態推定部８４は、車高センサ（図示せず）による車高情報からばね上速度と相対速度とをフィードバック路面状態値として推定演算する。車高情報は車体１の上，下方向変位でもあり、これを微分することにより車体１のばね上速度と、車体１と車輪２との相対速度とを求めることができる。

　コントローラ８１の乗り心地制御部９１は、車両状態推定部８４で推定したばね上速度と車速等の情報（即ち、車両挙動算出部からの入力情報）に基づいて乗り心地制御（スカイフック、双線形最適制御等）を行うもので、電気粘性ダンパ６が発生すべき目標減衰力、即ち電極筒１５に印加する目標電圧値を演算する目標電圧値設定部を構成している。

　温度推定部８５は、例えば第１の実施の形態で述べた温度推定部２８、第２の実施の形態で述べた温度推定部５１、または第３の実施の形態で述べた温度推定部６１とほぼ同様に構成され、ＥＲＦ１０（機能性流体）の温度をダンパ温度として検出または推定する温度推定部を構成している。温度推定部８５で求められたダンパ温度は、第１～第３の信号補正部９４，９５，９６等に出力され、高電圧ドライバ１７に出力する高電圧指令をダンパ温度に応じて補正するために用いられる。

　制御指令管理部９３は、システム管理部８２、禁止制御部８３、車両状態推定部８４、協調制御部９２および第１～第３の信号補正部９４，９５，９６等からの信号に基づいて高電圧ドライバ１７に出力する高電圧指令を演算して求める。制御指令管理部９３は、第１～第３の信号補正部９４，９５，９６と共に目標電圧値補正部を構成している。即ち、この目標電圧値補正部は、温度推定部８５で推定したダンパ温度の値に基づいてピストン速度を調整するため、前記目標電圧値を変更するものである。

　換言すると、第１～第３の信号補正部９４，９５，９６と制御指令管理部９３とは、第１の実施の形態で述べた出力制限部２９とほぼ同様に、温度推定部８５から出力される推定温度（即ち、ダンパ温度）に基づき、例えば図６に示す特性線３５，３６のような出力制限マップによる入力指令に制限をかけ、出力制限付きの電圧指令値（高電圧指令）を算出する。

　しかし、制御指令管理部９３は、下記の条件（１）～（４）下では、前記出力制限付きの電圧指令値の算出を中断し、前記電圧指令値の出力制限を行うことなく、そのままの前記電圧指令値を高電圧ドライバ１７に出力する。これにより、制御指令管理部９３は、車両走行中の安定性の低下、性能低下を抑えることができる。（１）．ダンパ温度による出力制限よりも「操縦安定性制御」を優先させる。即ち、操縦安定性の維持は、電気粘性ダンパ６の出力制限よりも重要であり、かつピストン速度が低く、発生エネルギが小さいためである。（２）．ダンパ温度による出力制限よりも「フルストローク抑制制御」を優先させる。電気粘性ダンパ６のフルストローク（伸び切り、縮み切り）の発生は、ダンパ性能への影響が大のため、フルストローク抑制制御部９０による制御を優先させる。（３）．「うねり路」での制振制御を、ダンパ温度による出力制限よりも優先させる。即ち、「うねり路」では車体制振が、電気粘性ダンパ６の出力制限よりも重要である。（４）．ダンパ温度による出力制限よりも「協調制御」を優先させる。即ち、操縦安定性の維持は、電気粘性ダンパ６の出力制限よりも重要であり、かつ作動頻度が極低のため温度への影響が小さい。

　かくして、このように構成される第５の実施の形態でも、前述した各実施の形態と同様に、ＥＲＦ１０の温度が適正な温度となるように制御して、電気粘性ダンパ６（減衰力調整式緩衝器）の性能低下を抑え、オーバヒートを抑制することができる。

　また、本実施の形態によれば、例えば図１２に示すばね下制振制御部８９と制御指令管理部９３とは、路面振幅に応じて発生減衰力を可変に調整することにより、電気粘性ダンパ６の発熱量を変えてＥＲＦ１０の温度上昇の促進、温度抑制の制御を行うことができる。車両状態推定部８４は、例えばばね下加速度センサ８、車高センサからの信号により走行路面の状態を検出し、推定することができる。また、例えばデジタルカメラやレーザーセンサ等の撮像装置を用いて路面プレビュー情報を取得することにより、走行路面の状態を知ることができる。車両状態推定部８４は、走行路面の状態信号をばね下制振制御部８９に出力する。

　本発明者等は、電気粘性ダンパ６の減衰力特性によってダンパの発熱量がどのように変化するかを、図１３～図１６に示す試験データで確認した。試験データの横軸は振動周波数で、縦軸は発熱量を示している。但し、発熱量は常にプラスの値となるため、〔減衰力×相対速度×ｓｇｎ（相対速度）〕として計算し、発熱量の大きさを周波数解析したＰＳＤとして評価したものである。なお、前記相対速度は、ピストン１３の変位速度（即ち、ピストン速度）に等しい。

　図１３は、例えば路面振幅が０．００１ｍの場合で、図１３中に実線で示す特性線１０１は、制御指令管理部９３から高電圧ドライバ１７に出力する高電圧指令の電圧値を、例えば０ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をソフトな特性とした場合である。図１３中に破線で示す特性線１０２は、前記電圧値を例えば１．２５ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をソフトな特性よりも高めている。

　図１３中に一点鎖線で示す特性線１０３は、前記電圧値を例えば２．５ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をミディアムな特性としている。図１３中に二点鎖線で示す特性線１０４は、前記電圧値を例えば３．７５ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をハードな特性よりも少し小さくなるように下げた場合である。図１３中に点線で示す特性線１０５は、前記電圧値を例えば５ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をハードな特性とした場合である。

　図１４は、例えば路面振幅が０．００２ｍの場合で、実線で示す特性線１０６は、前記電圧値を、例えば０ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をソフトな特性とした場合である。図１４中に破線で示す特性線１０７は、前記電圧値を例えば１．２５ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をソフトな特性よりも高めている。図１４中に一点鎖線で示す特性線１０８は、前記電圧値を例えば２．５ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をミディアムな特性としている。図１４中に二点鎖線で示す特性線１０９は、前記電圧値を例えば３．７５ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をハードな特性よりも小さくなるように下げた場合である。図１４中に点線で示す特性線１１０は、前記電圧値を例えば５ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をハードな特性とした場合である。

　図１５は、例えば路面振幅が０．００５ｍの場合で、実線で示す特性線１１１は、前記電圧値を、例えば０ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をソフトな特性とした場合である。図１５中に破線で示す特性線１１２は、前記電圧値を例えば１．２５ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をソフトな特性よりも高めている。図１５中に一点鎖線で示す特性線１１３は、前記電圧値を例えば２．５ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をミディアムな特性としている。図１５中に二点鎖線で示す特性線１１４は、前記電圧値を例えば３．７５ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をハードな特性よりも小さくなるように下げた場合である。図１５中に点線で示す特性線１１５は、前記電圧値を例えば５ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をハードな特性とした場合である。

　図１６は、例えば路面振幅が０．０１ｍの場合で、実線で示す特性線１１６は、前記電圧値を、例えば０ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をソフトな特性とした場合である。図１６中に破線で示す特性線１１７は、前記電圧値を例えば１．２５ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をソフトな特性よりも高めている。図１６中に一点鎖線で示す特性線１１８は、前記電圧値を例えば２．５ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をミディアムな特性としている。図１６中に二点鎖線で示す特性線１１９は、前記電圧値を例えば３．７５ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をハードな特性よりも小さくなるように下げた場合である。図１６中に点線で示す特性線１２０は、前記電圧値を例えば５ｋＶとして、電気粘性ダンパ６の減衰力をハードな特性とした場合である。

　図１３～図１６に示す特性線１０１～１２０により、電気粘性ダンパ６の減衰力特性でダンパの発熱量がどのように変化するかが分かる。そして、走行時の路面振幅と周波数とによって発熱量は異なるため、電気粘性ダンパ６を発熱させたい場合と、発熱させたくない場合とに応じて路面状態に基づき、制御指令管理部９３から高電圧ドライバ１７に出力する高電圧指令の電圧値を、例えば０～５ｋＶの範囲にわたって切り換えることが有効である、ということを確認することができた。

　また、電気粘性ダンパ６の発熱量Ｑは、前記数（２）式で示すように、電気粘性ダンパ６の減衰力Ｆとピストン速度Ｖとを乗算することにより求められる。ここで、セミアクティブダンパ（電気粘性ダンパ６）では減衰力Ｆを制御可能であることから、ピストン速度Ｖに応じて減衰力Ｆをリアルタイムで切換えることにより、発熱量Ｑを効率的にコントロールすることができる。

　また、ばね上とばね下共振ではピストン速度Ｖが速くなり易いことから、ピストン挙動の周波数を分析し、共振周波数の振動レベルが高い場合には、特に減衰力を低減することにより、ピストン速度の発生を促し、発熱を促進させることができる。

　また、ピストン速度Ｖが発生し速くなり易いように、ピストン速度Ｖの絶対値が増加中には、減衰力をソフトにし、ピストン速度Ｖの絶対値が減少中にはハードとする。これによっても、ダンパの発熱量Ｑを効率的にコントロールすることができる。

　なお、前記各実施の形態では、機能性流体として電気粘性流体（ＥＲＦ１０）を用いる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば磁性流体等を機能性流体として用い、減衰力調整式緩衝器のシリンダ内には、磁界により流体の性状が変化する機能性流体を封入する構成としてもよい。

　また、前記実施の形態では、サスペンション装置４の電気粘性ダンパ６を縦置き状態で４輪自動車等の車両に取付ける構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば鉄道車両等のように減衰力調整式緩衝器を横置き状態で車両に取付ける構成としてもよい。さらに、電気粘性ダンパ６等の減衰力調整式緩衝器は、例えばエアレーションを起こさない範囲で傾けて配置する等、取付対象に応じて所望の方向に配置することができる。

　さらにまた、前記各実施の形態では、高電圧ドライバ１７が昇圧する電圧を直流電圧とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、高電圧ドライバ１７が昇圧する電圧を交流電圧としてもよい。また、温度推定部２８，５１，６１，８５は、例えば高電圧ドライバ１７に付設する構成としてもよいものである。

　以上説明した実施の形態に基づくサスペンション制御装置として、例えば、下記に述べる態様のものが考えられる。

　第１の態様としては、車両の挙動を検出する車両挙動検出部と、前記車両の相対移動する２部材間に設けられた減衰力調整式緩衝器と、前記車両挙動検出部の検出結果に基づいて前記減衰力調整式緩衝器の減衰力を調整するように制御するコントローラと、を有するサスペンション制御装置であって、前記減衰力調整式緩衝器は、電界または磁界により流体の性状が変化する機能性流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に挿入されたピストンと、該ピストンに連結されて前記シリンダの外部に延出するピストンロッドと、前記シリンダ内の前記ピストンの摺動によって前記機能性流体の流れが生じる部分に設けられ、前記機能性流体に電界または磁界を印加する電極と、を備え、前記コントローラは、前記車両挙動検出部の検出結果に基づいて前記電極に印加する目標電圧値を求める目標電圧値設定部と、前記機能性流体の温度を検出または推定する温度推定部と、を有し、前記温度推定部の値に基づきピストン速度を調整するため、前記目標電圧値を変更する目標電圧値補正部と、を備えたことを特徴としている。

　第２の態様としては、第１の態様において、前記機能性流体の温度が所定値よりも低いとき、前記ピストン速度を大きくさせるため、前記目標電圧値を小さく補正することを特徴としている。また、第３の態様としては、第１または第２の態様において、前記機能性流体の温度が所定値よりも高いとき、前記ピストン速度を小さくさせるため、前記目標電圧値を大きく補正することを特徴としている。

　第４の態様としては、第１乃至第３の何れかの態様において、前記機能性流体の温度が上昇したときに車両の走行速度に制限を加えることを特徴としている。第５の態様としては、第１乃至第４の何れかの態様において、前記ピストン速度の絶対値が増加中には、減衰力をソフトにし、ピストン速度の絶対値が減少中には前記ソフトより減衰力が大きいハードとすることを特徴としている。第６の態様としては、第１乃至第５の何れかの態様において、ばね上とばね下の共振周波数の振動レベルが高い場合には、減衰力を低減することを特徴としている。第７の態様としては、第１乃至第６の何れかの態様において、前記機能性流体は、電圧により粘度が調整可能な電気粘性流体であることを特徴としている。

　尚、本発明は上記した実施形態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、上記した実施形態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、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

　本願は、２０１８年９月２５日付出願の日本国特許出願第２０１８－１７８７６９号に基づく優先権を主張する。２０１８年９月２５日付出願の日本国特許出願第２０１８－１７８７６９号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。

　１　車体（車両の相対移動する部材）　２　車輪（車両の相対移動する部材）　６　電気粘性ダンパ（減衰力調整式緩衝器）　７　ばね上加速度センサ（車両挙動検出部）　８　ばね下加速度センサ（車両挙動検出部）　９　外気温センサ　１０　ＥＲＦ（電気粘性流体、機能性流体）　１１　内筒（シリンダ）　１２　外筒（シリンダ）　１３　ピストン　１４　ピストンロッド　１５　電極筒（電極）　１７　高電圧ドライバ　２１　コントローラ　２７　減衰力指令演算部（目標電圧値設定部）　２８，５１，６１，８５　温度推定部（温度推定部）　２９　出力制限部（目標電圧値補正部）　Ｖ　ピストン速度

Claims (7)

1. 　サスペンション制御装置であって、該サスペンション制御装置は、
   　車両の挙動を検出する車両挙動検出部と、
   　前記車両の相対移動する２部材間に設けられた減衰力調整式緩衝器と、
   　前記車両挙動検出部の検出結果に基づいて前記減衰力調整式緩衝器の減衰力を調整するように制御するコントローラと、を有し、
   　前記減衰力調整式緩衝器は、
   　電界または磁界により流体の性状が変化する機能性流体が封入されたシリンダと、
   　該シリンダ内に摺動可能に挿入されたピストンと、
   　該ピストンに連結されて前記シリンダの外部に延出するピストンロッドと、
   　前記シリンダ内の前記ピストンの摺動によって前記機能性流体の流れが生じる部分に設けられ、前記機能性流体に電界または磁界を印加する電極と、を備え、
   　前記コントローラは、
   　前記車両挙動検出部の検出結果に基づいて前記電極に印加する目標電圧値を求める目標電圧値設定部と、
   　前記機能性流体の温度を検出または推定する温度推定部と、
   　を有し、
   　前記温度推定部の値に基づきピストン速度を調整するため、前記目標電圧値を変更する目標電圧値補正部と、を備えたことを特徴とするサスペンション制御装置。
2. 　請求項１に記載のサスペンション制御装置において、
   　前記機能性流体の温度が所定値よりも低いとき、前記ピストン速度を大きくさせるため、前記目標電圧値を小さく補正することを特徴とするサスペンション制御装置。
3. 　請求項１または２に記載のサスペンション制御装置において、
   　前記機能性流体の温度が所定値よりも高いとき、前記ピストン速度を小さくさせるため、前記目標電圧値を大きく補正することを特徴とするサスペンション制御装置。
4. 　請求項１乃至３の何れか１項に記載のサスペンション制御装置において、
   　前記機能性流体の温度が上昇したときに車両の走行速度に制限を加えることを特徴とするサスペンション制御装置。
5. 　請求項１乃至４の何れか１項に記載のサスペンション制御装置において、
   　前記ピストン速度の絶対値が増加中には、減衰力をソフトにし、前記ピストン速度の絶対値が減少中には前記ソフトより減衰力が大きいハードとすることを特徴とするサスペンション制御装置。
6. 　請求項１乃至５の何れか１項に記載のサスペンション制御装置において、
   　ばね上とばね下の共振周波数の振動レベルが高い場合には、減衰力を低減することを特徴とするサスペンション制御装置。
7. 　請求項１乃至６の何れかに記載のサスペンション制御装置において、
   　前記機能性流体は、電圧により粘度が調整可能な電気粘性流体であることを特徴とするサスペンション制御装置。

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