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    • 专利摘要:
    In einer Aktuatorbetriebssteuer/regelvorrichtung für ein aktives Schwingungsisolationslagersystem werden Amplituden der Motorschwingung geschätzt, wenn eine vordere Bank und eine hinter Bank in Betrieb sind. Wenn eine Differenz zwischen den Amplituden groß ist, wird ein Betrieb eines Aktuators zu der Zeit, wenn die vordere Bank in Betrieb ist auf Grundlage der Amplitude der Motorschwingung zu der vorherigen Zeit, als die vordere Bank in Betrieb war, gesteuert/geregelt. Weiterhin wird der Betrieb des Aktuators zu der Zeit, zu welcher die hintere Bank in Betrieb ist auf Grundlage der Amplitude der Motorschwingung zu der vorherigen Zeit, als die hintere Bank in Betrieb war, gesteuert/geregelt. Folglich ist es möglich, den Betrieb des Aktuators auf Grundlage des tatsächlichen Schwingungszustands des Motors, wenn der Aktuator in Betrieb ist, zu steuern/regeln, sogar wenn sich der Schwingungszustand des Motors zur Zeit des Betriebs jeder Bank unterscheidet, wobei die Motorschwingung durch das aktive Schwingungsisolationslagersystem effektiv isoliert werden kann.
    公开号:DE102004028104A1
    申请号:DE200410028104
    申请日:2004-06-09
    公开日:2005-03-17
    发明作者:Atsushi Wako Abe
    申请人:Honda Motor Co Ltd；
    IPC主号:B60K5-12
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Aktuatorbetriebssteuer/regelvorrichtungfür einaktives Schwingungsisolationslagersystem zur Steuerung/Regelungeiner Betätigungeines Aktuators, um eine Übertragungeiner Schwingung eines Motors mit einer Mehrzahl von Bänken zuunterdrücken.
    [0002] Beschreibungdes einschlägigenStands der Technik Ein derartiges aktives Schwingungslagerisolationssystemist aus der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 7-42783 bekannt.
    [0003] Diesesaktive Schwingungsisolationslagersystem verändert eine Federkonstante durchAnlegen von elektrischem Strom an einen Aktuator, um ein beweglichesElement in Schwingung zu versetzen. Die Beziehung zwischen dem Phasenwertund dem Spitzenwert des angelegten elektrischen Stroms, der dieFederkonstante einstellt, ist als Kennfeld im voraus gespeichert.Der Phasenwert und der Spitzenwert des elektrischen Stroms, welcheran den Aktuator angelegt werden soll, wird aus dem Kennfeld nachMaßgabeder Drehzahl des Motors erhalten. Dadurch kann das aktive Schwingungsisolationslagersystemin verschiedenen Drehzahlbereichen des Motors eine effektive Schwingungsisolationsfunktionvorweisen.
    [0004] Dasherkömmlicheaktive Schwingungsisolationslagersystem schätzt den Schwingungszustand desMotors in jeder Betriebsperiode eines jeden Zylinders, und auf Grundlagedieses Schwingungszustands steuert/regelt das aktive Schwingungsisolationslagersystemden Betrieb des Aktuators in der Betriebsperiode des nächsten Zylinders.In einem V-Motor mit einer vorderen und einer hinteren Bank steuert/regeltdeshalb das aktive Schwingungsisolationslagersystem auf Grundlagedes Schwingungszustands, welcher in der Betriebsperiode des Zylindersin der vorderen Bank geschätztwird, den Betrieb des Aktuators in der nachfolgenden Betriebsperiodedes Zylinders in der hinteren Bank, oder das aktive Schwingungsisolationslagersystemsteuert/regelt den Betrieb des Aktuators in der nachfolgenden Betriebsperiodedes Zylinders in der vorderen Bank, auf Grundlage des Schwingungszustands,welcher in der Betriebsperiode des Zylinders in der hinteren Bankgeschätztwird.
    [0005] Fallsder Schwingungszustand aufgrund des Betriebs des Zylinders in dervorderen Bank und der Schwingungszustand aufgrund des Betriebs desZylinders in der hinteren Bank der gleiche ist, gibt es in diesemFall kein Problem. Wenn sich jedoch die Schwingungszustände deutlichunterscheiden, tritt eine Abweichung zwischen dem tatsächlichen Schwingungszustanddes Motors und der Steuerung/Regelung des Aktuatorszur Schwingungsisolationauf, was zu der Möglichkeitführt,dass das aktive Schwingungsisolationslagersystem keine effektive Schwingungsisolationsfunktionvorweisen kann.
    [0006] Wiez.B. in 9A gezeigt ist,sollte die Schwingungswellenform durch den Betrieb der vorderenBank theoretisch vollständiggegenphasig zur Schwingungswellenform des Betriebs der hinteren Banksein. Wie jedoch in 9B gezeigtist, sind die Schwingungswellenformen nicht völlig in zueinander entgegengesetztenPhasen. Es tritt eine Phasenverschiebung ein, weil die Bänke desMotors tatsächlich keinevölligsymmetrischen Strukturen haben. Wenn demgemäß die Steuerung/Regelung desAktuators in der Betriebsperiode einer Bank auf Grundlage des Schwingungszustandsder anderen Bank aus der vorderen Bank und der hinteren Bank durchgeführt wird,ergibt sich die Möglichkeit,dass das aktive Schwingungsisolationslagersystem einen ungeeignetenBetrieb durchführt.
    [0007] Dievorliegende Erfindung wurde unter den oben genannten Umständen geschaffenund es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein aktives Schwingungsisolationslagersystemfür einenMotor mit einer Mehrzahl von Bänkenbereitzustellen, in welchem das System eine effektive Schwingungsisolationsfunktionvorweist.
    [0008] Umdie oben beschriebene Aufgabe zu lösen, ist gemäß einemersten Merkmal der vorliegenden Erfindung eine Aktuatorbetriebssteuer/regelvorrichtungfür einaktives Schwingungsisolationslagersystem zur Steuerung/Regelungeines Betriebs eines Aktuators durch Steuer/Regelmittel vorgesehen,um eine Übertragungeiner Schwingung eines Motors mit einer Mehrzahl von Bänken zuunterdrücken,wobei das Steuer/Regelmittel einen Schwingungszustand des Motorsschätzt,wenn jede der Bänkein Betrieb ist, und den Betrieb des Aktuators zu der Zeit steuert/regelt,wenn eine vorbestimmte Bank in Betrieb ist, und zwar auf Grundlagedes geschätztenSchwingungszustands des Motors beim vorherigen Mal, als die vorbestimmteBank in Betrieb war.
    [0009] Beidem ersten Merkmal wird der Betrieb des Aktuators zu der Zeit, zuwelcher die vorbestimmte Bank in Betrieb ist, auf Grundlage desgeschätzten Schwingungszustandsdes Motors zu der vorherigen Zeit gesteuert/geregelt, als die vorbestimmteBank aus einer Mehrzahl von Bänkenin Betrieb war. Daher ist es sogar dann, wenn der Schwingungszustand desMotors zum Betriebszeitpunkt einer jeden der Bänke unterschiedlich ist, möglich, denBetrieb des Aktuators auf Grundlage des tatsächlichen Schwingungszustandsdes Motors zur vorherigen Zeit, wenn der Aktuator in Betrieb ist,zu steuern/regeln, was dem aktiven Schwingungsisolationslagersystemsomit ermöglicht,die Schwingungsisolationsfunktion effektiv aufzuweisen.
    [0010] Zusätzlich zumersten Merkmal berechnet das Steuer/Regelmittel gemäß einemzweiten Merkmal der Erfindung einen Unterschied des Schwingungszustandszwischen den jeweiligen Bänken. Wennder Unterschied kleiner als ein oder gleich einem ersten Schwellenwertist, steuert/regelt das Steuer/Regelmittel den derzeitigen Betriebdes Aktuators auf Grundlage des Schwingungszustands der Bank, welchezuletzt in Betrieb war.
    [0011] Beimzweiten Merkmal wird der derzeitige Betrieb des Aktuators dann,wenn der Unterschied des Schwingungszustands zwischen den jeweiligen Bänken kleinerals oder gleich einem ersten Schwellenwert ist, d.h., wenn der Unterschieddes Schwingungszustands einer jeden Bank klein ist, auf Grundlagedes Schwingungszustands der Bank gesteuert/geregelt, welche zuletztin Betrieb war. Daher kann das aktive Schwingungsisolationslagersystem mitgutem Ansprechen sogar in der Übergangsperiodedes Betriebszustands des Motors gesteuert/geregelt werden.
    [0012] Zusätzlich zumersten Merkmal berechnet das Steuer/Regelmittel gemäß einemdritten Merkmal der vorliegenden Erfindung einen Unterschied desSchwingungszustands zwischen den jeweiligen Bänken. Dann, wenn der Unterschiedgrößer alsoder gleich einem zweiten Schwellenwert ist, steuert/regelt dasSteuer/Regelmittel den derzeitigen Betrieb des Aktuators auf Grundlagedes Schwingungszustands zu der Zeit, als der gleiche Zylinder, welcherdiesesMal in Betrieb ist, das letzte Mal in Betrieb war.
    [0013] Beimdritten Merkmal wird dann, wenn der Unterschied des Schwingungszustandsder jeweiligen Bänkegrößer alsoder gleich dem zweiten Schwellenwert ist, d.h., wenn es wegen Verbrennung oderdgl. des Zylinders im Wesentlichen unmöglich ist, zu bestimmen, obder Unterschied des Schwingungszustands groß oder klein ist, der derzeitigeBetrieb des Aktuators auf Grundlage des Schwingungszustands zu jenerZeit gesteuertlgeregelt, als der gleiche Zylinder, der dieses Malin Betrieb ist, letztes Mal in Betrieb war. Daher kann der Betriebdes aktiven Schwingungsisolationslagersystems ohne Behinderung fortgesetztwerden, währenddie Schwingungsisolationsfunktion sichergestellt ist.
    [0014] Dievordere Bank Bf und die hintere Bank Br entsprechen den Bänken dervorliegenden Erfindung und die elektronische Steuer/RegeleinheitU in der Ausführungsformentspricht dem Steuer/Regelmittel der vorliegenden Erfindung.
    [0015] 1 ist eine vertikale Schnittansichteines aktiven Schwingungsisolationslagersystems gemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung.
    [0016] 2 ist eine Schnittansichtentlang der Linie 2-2 in 1.
    [0017] 3 ist eine Schnittansichtentlang der Linie 3-3 in 1.
    [0018] 4 ist eine vergrößerte Ansichteines wesentlichen Teils von 1.
    [0019] 5 ist ein Diagramm, welcheseine Anordnung des aktiven Schwingungsisolationslagersystems zeigt,das einen V-Motor lagert.
    [0020] 6 ist ein Diagramm, welcheseine Zündfolgevon Zylindern einer vorderen Bank und einer hinteren Bank zeigt.
    [0021] 7 ist ein Zeitdiagramm,welches einen Betrieb der Ausführungsformdarstellt.
    [0022] 8 ist ein Flussdiagrammeiner Antriebsbefehlswert-Bestimmungsroutine des aktiven Schwingungsisolationslagersystems.
    [0023] 9A und 9B sind Diagramme, welche einen Unterschiedim Schwingungszustand zwischen einer vorderen Bank und einer hinterenBank zeigen.
    [0024] EineAusführungsformder vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungenbeschrieben werden.
    [0025] Einaktives Schwingungsisolationslagersystem (ACM) M, in 1 bis 4 gezeigt, lagert elastisch einen MotorE (Sechs-Zylinder-Viertakt-V-Motor in dieser Ausführungsform)eines Automobils in einem Fahrzeugkörperrahmen F. Das System wird durcheine elektronische Steuer/Regeleinheit U gesteuert/geregelt, mitwelcher ein Kurbelimpulssensor Sa zur Erfassung von Kurbelimpulsenverbunden ist, die währendeiner Drehung einer Kurbelwelle des Motors E ausgegeben werden.bei jeder Drehung der Kurbelwelle werden vierundzwanzig Kurbelimpulse ausgegeben,d.h., alle 15 Grad Kurbelwinkel wird ein Kurbelimpuls ausgegeben.
    [0026] Dasaktive Schwingungsisolationslagersystem M hat eine Struktur, welchebezüglicheiner Achse L im Wesentlichen symmetrisch ist. Das System M umfasstein inneres Rohr 12, welches mit einer plattenförmigen Anbringungshalterung 11 verschweißt ist,die mit dem Motor E verbunden ist. Weiterhin umfasst es ein äußeres Rohr 13,welches koaxial an einem Außenumfangdes inneren Rohrs 12 platziert ist. Das innere Rohr 12 unddas äußere Rohr 13 sind durchVulkanisierungsverbindung jeweils mit einem oberen Ende und einemunteren Ende eines elastischen Körpers 14 verbunden,der aus dickem Gummi hergestellt ist. Ein scheibenförmiges erstes öffnungsbildendesElement 15, welches in seiner Mitte eine Öffnung 15b aufweist,ein ringförmigeszweites öffnungsbildendesElement 16, welches einen schaufelförmigen, oben offenen Abschnittaufweist und ein ringförmigesdrittes öffnungsbildendesElement 17, welches in ähnlicherWeise einen schaufelförmigen, obenoffenen Abschnitt aufweist, sind zu einer einzigen Einheit verschweißt. DieAußenumfänge des ersten öffnungsbildendenElements 15 und des zweiten öffnungsbildenden Elements 16 sindaneinander anliegend übereinandergelegt und an einem Falt-Befestigungsteil 13a befestigt,welches in einem unteren Teil des äußeren Rohrs 13 vorgesehenist.
    [0027] DerAußenumfangeines zweiten elastischen Körpers 18,welcher aus einer Gummimembran hergestellt ist, ist durch Vulkanisierungsverbindungan dem Innenumfang des dritten öffnungsbildendenElements 17 befestigt. Ein äußeres Kappenelement 19, welchesdurch Vulkanisierungsverbindung an dem Innenumfang des zweiten elastischenKörpers 18 befestigtist, ist durch Presssitz an einem beweglichen Element 20 befestigt,welches an der Achse L vertikal beweglich angeordnet ist. Der Außenumfangeiner Membran 22 ist durch Vulkanisierungsverbindung an einemRingelement 21 befestigt, welches an dem Falt-Befestigungsteil 13a des äußeren Schlauchs 13 befestigtist. Ein inneres Kappenelement 23, welches durch Vulkanisierungsverbindungan dem Innenumfang der Membran 22 befestigt ist, ist andem bewegliche Element 20 durch Presssitz befestigt undist durch das äußere Kappenelement 19 engabgedeckt.
    [0028] Eineerste Flüssigkeitskammer 24,welche mit einer Flüssigkeitgefülltist, ist so zwischen dem ersten elastischen Körper 14 und dem zweitenelastischen Körper 18 definiert.Weiterhin ist eine zweite Flüssigkeitskammer 25,welche mit einer Flüssigkeit gefüllt ist,so zwischen dem zweiten elastischen Körper 18 und der Membran 22 definiert.Die erste Flüssigkeitskammer 24 unddie zweite Flüssigkeitskammer 25 stehenmiteinander übereine obere Öffnung 26 undeine untere Öffnung 27,welche durch das erste bis das dritte öffnungsbildende Element 15, 16 und 17 gebildetsind, in Verbindung.
    [0029] Dieobere Öffnung 26 istein ringförmiger Durchgang,welcher zwischen dem ersten öffnungsbildendenElement 15 und dem zweiten öffnungsbildenden Element 16 ausgebildetist. Ein Verbindungsloch 15a ist im ersten öffnungsbildendenElement 15 auf einer Seite einer Trennwand 26a ausgebildet, welchein einem Teil der oberen Öffnung 26 vorgesehenist. Weiterhin ist ein Verbindungsloch 16a in dem zweiten öffnungsbildendenElement 16 auf der anderen Seite der Trennwand 26a ausgebildet.Deshalb ist die obere Öffnung 26 imWesentlichen übereinen Umlauf von dem Verbindungsloch 15a des ersten öffnungsbildendenElements 15 zu dem Verbindungsloch 16a des zweiten öffnungsbildendenElements 16 ausgebildet (siehe 2).
    [0030] Eineuntere Öffnung 27 istein ringförmiger Durchgang,welcher zwischen dem zweiten öffnungsbildendenElement 16 und dem dritten öffnungsbildenden Element 17 ausgebildetist. Das Verbindungsloch 16a ist in dem zweiten öffnungsbildenden Element 16 aufeiner Seite einer Trennwand 27a ausgebildet, welche ineinem Teil der unteren Öffnung 27 vorgesehenist. Weiterhin ist ein Verbindungsloch 17a in dem dritten öffnungsbildendenElement 17 auf der anderen Seite der Trennwand 27a ausgebildet. Deshalbist die untere Öffnung 27 imWesentlichen übereinen Umlauf vom Verbindungsloch 16a des zweiten öffnungsbildendenElements 16 zum Verbindungsloch 17a des dritten öffnungsbildendenElements 17 ausgebildet (siehe 3).
    [0031] AlsFolge der obigen Beschreibung stehen die erste Flüssigkeitskammer 24 unddie zweite Flüssigkeitskammer 25 über dieobere Öffnung 26 und dieuntere Öffnung 27,welche miteinander in Reihe verbunden sind, miteinander in Verbindung.
    [0032] EineringförmigeAnbringungshalterung 28 zur Befestigung des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM an dem FahrzeugkörperrahmenF ist an dem Falt-Befestigungsteil 13a des äußeren Rohrs 13 befestigt.Weiterhin ist ein Aktuatorgehäuse 30, welcheseine äußere Schaleeines Aktuators 29 zum Betrieb des beweglichen Elements 20 bildet,mit einer unteren Flächeder Anbringungshalterung 28 verschweißt.
    [0033] Andem Aktuatorgehäuse 30 istein Joch 32 befestigt. Weiterhin ist eine Spule 34,welche um einen Spulenkörper 33 gewickeltist, in einem Raum untergebracht, der von dem Aktuatorgehäuse 30 und demJoch 32 umgeben ist. Ein mit Boden versehenes zylindrischesLager 36 ist in einen rohrförmigen Teil 32a desJochs 32 eingepasst, welches in einem Innenumfang der ringförmigen Spule 34 eingepasstist. Ein scheibenförmigerAnker 38, welcher zu einer oberen Fläche der Spule 34 hinweist,ist an einer Innenumfangsflächedes Aktuatorgehäuses 30 verschiebbargelagert. Ein Stufenteil 38a, welches an einem Innenumfangdes Ankers 38 ausgebildet ist, ist im Eingriff mit einemoberen Teil des Lagers 36. Der Anker 38 ist durcheine Tellerfeder 42 nach oben vorgespannt, welche zwischendem Anker 38 und einer oberen Fläche des Spulenkörpers 33 angeordnetist, und ist durch Eingriff mit einem Halteteil 30a positioniert,welches an dem Aktuatorgehäuse 30 vorgesehenist.
    [0034] Einzylindrisches Gleitstück 43 istverschiebbar in den Innenumfang des Lagers 36 eingepasst. Weiterhindurchsetzt ein Schaftteil 20a, welches vom beweglichenElement 20 nach unten verläuft, locker ein oberes Basisteildes Lagers 36, um mit einem Vorsprung 44 verbundenzu werden, welcher an einem Innenumfang des Gleitstücks 43 befestigtist. Zwischen dem oberen Basisteil des Lagers 36 und demGleitstück 41 isteine Schraubenfeder 41 angeordnet. Das Lager 36 istdurch diese Schraubenfeder 41 nach oben vorgespannt unddas Gleitstück 43 ist durchdie Schraubenfeder 41 nach unten vorgespannt.
    [0035] Wenndie Spule 34 des Aktuators 29 in einem entmagnetisiertenZustand ist, wirkt eine elastische Kraft der Schraubenfeder 41 nachunten auf das verschiebbar im Lager 36 gelagerte Gleitstück 43. Weiterhinwirkt eine elastische Kraft einer Schraubenfeder 45, welchezwischen dem Gleitstück 43 und einerBasisflächedes Jochs 32 angeordnet ist, nach oben, sodass das Gleitstück 43 beieiner Position zum Stillstand kommt, in der die elastischen Kräfte derbeiden Schraubenfedern 41 und 45 im Gleichgewichtsind. Wenn die Spule 34 in diesem Zustand derart erregtwird, dass sie den Anker 38 nach unten zieht, drückt dasStufenteil 38a derart auf das Lager 36, dass eses nach unten schiebt, wodurch die Schraubenfeder 41 zusammengedrückt wird.Folglich nimmt die elastische Kraft der Schraubenfeder 41 zu,wodurch sie das Gleitstück 43 absenkt,während siedie Schraubenfeder 45 zusammendrückt. Weiterhin senkt sich dasbewegliche Element 20 ab, welches mit dem Gleitstück 43 über denVorsprung 44 und das Schaftteil 20a verbundenist, und der zweite elastische Körper 18,welcher mit dem beweglichen Element 20 verbunden ist, verformtsich nach unten und erhöhtso die Kapazitätder ersten Flüssigkeitskammer 24.Wenn umgekehrt die Spule 34 entmagnetisiert wird, bewegtsich das bewegliche Element 20 nach oben, der zweite elastischeKörper 18 verformtsich nach oben und die Kapazitätder ersten Flüssigkeitskammer 24 nimmtab.
    [0036] Wenneine niederfrequente Motorschwingung auftritt, während das Automobil in Bewegung ist,bewegt sich die Flüssigkeitzwischen der ersten Flüssigkeitskammer 24 undder zweiten Flüssigkeitskammer 25,welche überdie obere Öffnung 26 und dieuntere Öffnung 27 miteinanderverbunden sind, dann, wenn eine vom Motor E eingegebene Last den erstenelastischen Körper 14 verformtund somit die Kapazitätder ersten Flüssigkeitskammer 24 verändert. Wenndie Kapazitätder ersten Flüssigkeitskammer 24 zu-und abnimmt, nimmt die Kapazitätder zweiten Flüssigkeitskammer 25 dementsprechend abund zu, und diese Veränderungder Kapazitätder zweiten Flüssigkeitskammer 25 wirddurch die elastische Verformung der Membran 22 absorbiert.Da die Gestalt und die Abmessung der oberen Öffnung 26 sowie derunteren Öffnung 27 unddie Federkonstante des ersten elastischen Körpers 14 derart eingestelltsind, dass eine hohe Federkonstante und eine hohe Dämpfungskraftin einem Frequenzbereich einer Motorschwingung erreicht werden können, kann dieSchwingung, welche vom Motor E zum Fahrzeugkörperrahmen F übertragenwird, effektiv reduziert werden.
    [0037] Indiesem Frequenzbereich der Motorschwingung wird der Aktuator 29 ineinem Nichtbetriebszustand gehalten.
    [0038] Fallsaufgrund der Drehung der Kurbelwelle des Motors E eine Schwingungmit einer höheren Frequenzals die der Motorschwingung, nämlicheine Leerlaufschwingung oder eine Gedämpfte-Geräusch-Schwingung auftritt, wirddie Flüssigkeitinnerhalb der oberen Öffnung 26 undder unteren Öffnung 27,welche die erste Flüssigkeitskammer 24 unddie zweite Flüssigkeitskammer 25 verbinden,in einen Blockierungszustand gebracht und kann die Schwingungsisolationsfunktionnicht vorweisen, weswegen der Aktuator 29 derart in Betriebgenommen wird, dass die Schwingungsisolationsfunktion vorliegt.
    [0039] Wiein 5 gezeigt ist, umfasstder Sechs-Zylinder-Viertakt-V-Motor eine vordere Bank Bf und einehintere Bank Br und seine Vorderseite und seine Rückseitesind jeweils durch die aktiven SchwingungsisolationslagersystemeM und M gelagert. Um die Schwingungsisolationsfunktion der Aktuatoren 29 und 29 deraktiven Schwingungsisolationslagersysteme M und M der Vorder- und der Rückseitenvorzuweisen, steuert/regelt die elektronische Steuer/regeleinheitU das Anlegen von elektrischem Strom an die Aktuatoren 29 und 29 aufGrundlage des Signals vom Kurbelimpulssensor Sa.
    [0040] Wiein 6 gezeigt ist, umfasstder Motor E drei Zylinder #1, #2 und #3 in der vorderen Bank Bf unddrei Zylinder #4, #5 und #6 in der hinteren Bank Br. Die Zündfolgeder sechs Zylinder #1 bis #6 ist #1 → #4 → #2 → #5 → #3 → #6, sodass die Zylinder inbeiden BänkenBf und Br abwechselnd zünden.
    [0041] AlsNächsteswerden die Details der Steuerung/Regelung des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM mit Bezug auf das Flussdiagramm in 8 beschriebenwerden.
    [0042] Zuerstwird in Schritt S1 der Schwingungszustand des Motors E in Bezugauf die Betriebsperioden der Zylinder geschätzt, d.h., auf die Betriebsperioden,in welchen ein beliebiger Zylinder der #1, #2 und #3 der vorderenBank Bf und ein beliebiger Zylinder der #4, #5 und #6 der hinterenBank Br zündet.In dem Sechs-Zylinder-Viertakt-Motor E in der Ausführungsformfinden sechs Explosionen statt, während die Kurbelwelle zweiUmdrehungen macht. Seine Betriebsperiode ist ein Zyklus von 120Grad Kurbelwinkel und in zwei Umdrehungen der Kurbelwelle sind sechsBetriebsperioden P1 bis P6 enthalten. Unter diesen sind die BetriebsperiodenP1, P3 und P5 jene der vorderen Bank Bf und die BetriebsperiodenP2, P4 und P6 sind jene der hinteren Bank Br (siehe 7).
    [0043] Diesbedeutet, dass in den Betriebsperioden mit 120 Grad Kurbelwinkelacht Kurbelimpulse gelesen werden, welche bei jeweils 15 Grad Kurbelwinkel ausgegebenwerden. Weiterhin wird das Zeitintervall zwischen den Kurbelimpulsenberechnet. Anschließendwird die Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω durch Dividieren des Kurbelwinkelsvon 15 Grad durch das Zeitintervall zwischen den Kurbelimpulsenberechnet. Dann wird die Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω zur Berechnungeiner Kurbelwinkelbeschleunigung dω/dt nach der Zeit abgeleitet.Weiterhin wird ein Drehmoment Tq um die Kurbelwelle des Motors E von Tq = l × dω/dterhalten,wobei l das Trägheitsmomentum die Kurbelwelle des Motors E bezeichnet. Wenn angenommen wird,dass die Kurbelwelle mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit ω dreht,ist dieses Drehmoment Tq 0. Die Kolbenbeschleunigung erhöht jedoch dieWinkelgeschwindigkeit ω während einesAusdehnungshubs und die Verzögerungdes Kolbens verlangsamt die Winkelgeschwindigkeit ω während des Kompressionshubsund erzeugt so das Drehmoment Tq proportional zu der Kurbelwinkelbeschleunigung dω/dt. Dannwerden der Maximaldrehmomentwert und der Minimaldrehmomentwert,welche zeitlich nebeneinanderliegen, bestimmt, und der Schwingungszustand(die Amplitude) des Motors E wird als Differenz zwischen dem Maximalwertund dem Minimalwert des Drehmoments geschätzt, d. h. als dem Betrag anDrehmomentänderung.
    [0044] Wennder Schwingungszustand des Motors E in jeder der BetriebsperiodenP1 bis P6 in dem zuvor erwähntenSchritt S1 geschätztwird, werden in Schritt S2 die Steuer/Regelparameter der aktiven SchwingungsisolationslagersystemeM auf Grundlage des Schwingungszustands des Motors E gesucht undin Schritt S3 werden die Antriebszeiten des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM bestimmt. Die Antriebszeit eines jeden der aktiven SchwingungsisolationslagersystemeM entspricht der Zeitdifferenz zwischen der Zeit, zu welcher eine vorbestimmteBetriebsperiode beginnt, und der Zeit, zu welcher der Antrieb desaktiven Schwingungsisolationslagersystems M in der Betriebsperiodebeginnt.
    [0045] Imnachfolgenden Schritt S4 werden die Amplituden, mit welchen dieaktiven Schwingungsisolationslagersysteme M der vorderen Bank Bfund der hinteren Bank Br betrieben werden, auf Grundlage des Schwingungszustandsdes Motors E bestimmt. In diesem Fall wird eine Amplitude AFR dervorderen Bank Bf auf Grundlage des Schwingungszustands des MotorsE in den Betriebsperioden P1, P3 und P5 der vorderen Bank Bf bestimmt.Weiterhin wird eine Amplitude ARR der hinteren Bank Br auf Grundlage desSchwingungszustands des Motors E in den Betriebsperioden P2, P4und P6 der hinteren Bank Br bestimmt.
    [0046] Indem nachfolgenden Schritt S5 wird eine Differenz DLTAMP zwischenden Amplituden AFR und ARR der aktiven SchwingungsisolationslagersystemeM beider BänkeBf und Br, deren Betriebsperioden aufeinanderfolgen, berechnet.Zum Beispiel wird die Amplitudendifferenz DLTAMP zwischen der BetriebsperiodeP1 der vorderen Bank Bf und der nachfolgenden Betriebsperiode P2der hinteren Bank Br als ein Absolutwert des Werts berechnet, welcher durchSubtraktion der Amplitude AFR(n – 1) der vorderen Bank Bf desletzten Mals (Betriebsperiode P1) von der Amplitude ARR(n) der hinterenBank Br dieses Mals (Betriebsperiode P2) erzielt wird. DLTAMP = |ARR(n) – AFR(n – 1)|
    [0047] DieAmplitudendifferenz DLTAMP zwischen der Betriebsperiode P2 der hinterenBank Br und der nachfolgenden Betriebsperiode P3 der vorderen BankBf wird als ein Absolutwert des Werts berechnet, der durch Subtraktionder Amplitude ARR(n – 1) derhinteren Bank Br des letzten Mals (Betriebsperiode P2) von der AmplitudeAFR(n) der vorderen Bank Bf dieses Mals (Betriebsperiode P3) erhaltenwird. DLTAMP = |AFR(n) – ARR(n – 1)|
    [0048] Imnachfolgenden Schritt S6 wird die Amplitudendifferenz DLTAMP miteinem ersten Schwellenwert ΔA1verglichen und dann, wenn die Amplitudendifferenz DLTAMP kleineroder gleich dem ersten Schwellenwert ΔA1 ist, d.h. wenn die AmplitudendifferenzDLTAMP der beiden BänkeBf und Br klein ist, wird der Betrieb des Aktuators 29 desaktiven Schwingungsisolationslagersystems M in Schritt S7 in derBetriebsperiode dieses Mals auf Grundlage der Amplitude der Betriebsperiodedes letzten Mals gesteuert/geregelt, und zwar wie er herkömmlicherweisegesteuert/geregelt wird.
    [0049] Genauergesagt wird das aktive Schwingungsisolationslagersystem M der hinterenBank Br in der nachfolgenden Betriebsperiode P2 der hinteren BankBr auf Grundlage der in der Betriebsperiode P1 geschätzten AmplitudeAFR der vorderen Bank Bf gesteuert/geregelt. Weiterhin wird dasaktive Schwingungsisolationslagersystem M der vorderen Bank Bf inder nachfolgenden Betriebsperiode P3 der vorderen Bank Bf basierendauf der in der Betriebsperiode P2 geschätzten Amplitude ARR der hinterenBank Br gesteuert/geregelt. Weiterhin wird das aktive SchwingungsisolationslagersystemM der hinteren Bank Br in der nachfolgenden Betriebsperiode P4 derhinteren Bank Br basierend auf der in der Betriebsperiode P3 geschätzten AmplitudeAFR der vorderen Bank Bf gesteuert/geregelt, welche in ähnlicherWeise danach wiederholt werden.
    [0050] Wieoben beschrieben ist, wird die Steuerung/Regelung des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM in der derzeitigen Betriebsperiode auf Grundlage des Schwingungszustandsdes Motors E in der vorherigen Betriebsperiode ausgeführt, welche zuletztdie derzeitige Betriebsperiode war. Deshalb kann das Ansprechender Steuerung/Regelung des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM in der Übergangsperiodeverbessert werden, in welcher sich der Betriebszustand des MotorsE ändert.
    [0051] Anstattwie in der Ausführungsformauf Grundlage der Amplitude AFR der vorderen Bank Bf das aktiveSchwingungsisolationslagersystem M der hinteren Bank Br zu steuern/regeln,könntedas aktive Schwingungsisolationslagersystem M der vorderen BankBf gesteuert/geregelt werden oder beide aktiven SchwingungsisolationslagersystemeM der vorderen Bank Bf und der hinteren Bank Br könnten gesteuert/geregeltwerden. Anstatt wie in der Ausführungsformauf Grundlage der Amplitude ARR der hinteren Bank Br das aktiveSchwingungsisolationslagersystem M der vorderen Bank Bf zu steuern/regeln, könnte ebensodas aktive Schwingungsisolationslagersystem M der hinteren BankBr gesteuert/geregelt werden oder die aktiven SchwingungsisolationslagersystemeM sowohl der vorderen Bank Bf als auch der hinteren Bank Br könnten gesteuert/geregeltwerden.
    [0052] Wennandererseits die Amplitudendifferenz DLTAMP den ersten Schwellenwert ΔA1 in demzuvor erwähntenSchritt S6 übersteigtund die Amplitudendifferenz DLTAMP in Schritt S8 kleiner als ein zweiterSchwellenwert ΔA2ist, d.h., wenn die Amplitudendifferenz DLTAMP bis zu einem gewissenAusmaß groß ist, dannwird in dem Schritt S9 der Betrieb des Aktuators 29 desaktiven Schwingungsisolationslagersystems M in der Betriebsperiodedieses Mals basierend auf der Amplitude der Betriebsperiode des vorvorherigenMals gesteuert/geregelt.
    [0053] Genauergesagt wird, wie in 7 gezeigt ist,die Steuerung/Regelung des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM der vorderen Bank Bf in der Betriebsperiode P3 auf Grundlage derAmplitude AFR der vorderen Bank Bf ausgeführt, wobei die Amplitude AFRin der vorvorherigen Betriebsperiode P1 der vorderen Bank Bf geschätzt wurde.Weiterhin wird die Steuerung/Regelung des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM der vorderen Bank Bf in der Betriebsperiode P5 auf Grundlage der AmplitudeAFR der vorderen Bank Bf ausgeführt,wobei die Amplitude AFR in der vorvorherigen Betriebsperiode P3der vorderen Bank Bf geschätztwurde. Die Steuerung/Regelung des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM der hinteren Bank Br in der Betriebsperiode P4 wird auf Grundlageder Amplitude ARR der hinteren Bank Br ausgeführt, wobei die Amplitude ARRin der vorvorherigen Betriebsperiode P2 der hinteren Bank Br geschätzt wurde.Weiterhin wird die Steuerung/Regelung des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM der hinteren Bank Br in der Betriebsperiode P6 auf Grundlage derAmplitude ARR der hinteren Bank Br ausgeführt, wobei die Amplitude ARRin der vorvorherigen Betriebsperiode P4 der hinteren Bank Br geschätzt wurde.
    [0054] Wiein den Schritten S6 und S7 des Flussdiagramms in 8, wenn die Amplitudendifferenz DLTAMPder vorderen Bank Bf und der hinteren Bank Br klein ist, sind dieAmplitude AFR der vorderen Bank Bf und die Amplitude ARR der hinterenBank Br im Wesentlichen die gleichen, sodass bei der Steuerung/Regelungdes aktiven Schwingungsisolationslagersystems M in der Betriebsperiodeder hinteren Bank Br auf Grundlage der Amplitude AFR der vorderenBank Bf und bei der Steuerung/Regelung des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM in der Betriebsperiode der vorderen Bank Bf auf Grundlage derAmplitude ARR der hinteren Bank Br kein Problem auftritt.
    [0055] Dannjedoch, wenn die oben beschriebene Steuerung/Regelung ausgeführt wird,wenn die Amplitudendifferenz DLTAMP zwischen der vorderen Bank Bfund der hinteren Bank Br bis zu einem gewissen Ausmaß groß ist, besteht eineMöglichkeit, dassdie Steuerung/Regelung des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM entsprechend dem tatsächlichenSchwingungszustand des Motors E unmöglich wird, wodurch sich dieSchwingungsisolationsfunktion verschlechtert. Deshalb wird die Steuerung/Regelungdes aktiven Schwingungsisolationslagersystems M der vorderen BankBf der derzeitigen Betriebsperiode auf Grundlage der Amplitude AFR dervorderen Bank Bf der vorvorherigen Betriebsperiode ausgeführt. Weiterhinwird die Steuerung/Regelung des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM der hinteren Bank Br in der derzeitigen Betriebsperiode auf Grundlageder Amplitude ARR der hinteren Bank Br der vorvorherigen Betriebsperiode ausgeführt, wodurchdie Steuerung/Regelung des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM entsprechend dem tatsächlichenSchwingungszustand, d.h. der Amplitude und der Phase der tatsächlichen Schwingungdes Motors E, wenn das aktive Schwingungsisolationslagersystem Min Betrieb ist, ermöglichtwird, um die Schwingungsisolationsfunktion sicherzustellen.
    [0056] Anstattwie in der Ausführungsformauf Grundlage der Amplitude AFR der vorderen Bank Bf das aktiveSchwingungsisolationslagersystem M der vorderen Bank Bf zu steuern/regeln,könntedas aktive Schwingungsisolationslagersystem M der hinteren BankBr gesteuert/geregelt werden oder beide aktive SchwingungsisolationslagersystemeM sowohl der vorderen Bank Bf als auch der hinteren Bank Br könnten gesteuert/geregeltwerden. In ähnlicherWeise könnte,anstatt wie in der Ausführungsformauf Grundlage der Amplitude ARR der hinteren Bank Br das aktiveSchwingungsisolationslagersystem M der hinteren Bank Br zu steuern/regeln,das aktive Schwingungsisolationslagersystem M der vorderen BankBf gesteuert/geregelt werden oder beide aktive SchwingungsisolationslagersystemeM sowohl der vorderen Bank Bf als auch der hinteren Bank Br könnten gesteuert/geregeltwerden.
    [0057] Wennin dem zuvor erwähntenSchritt S8 die Amplitudendifferenz DLTAMP größer als der zweite oder gleichdem zweiten Schwellenwert ΔA2ist, d.h., wenn die Amplitudendifferenz DLTAMP extrem groß ist, wirdgeschätzt,dass ein Brennen des Zylinders auftritt, weshalb in Schritt S10die Steuerung/Regelung des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM in der derzeitigen Betriebsperiode auf Grundlage der AmplitudenAFR und ARR zu der Zeit ausgeführtwird, als derselbe Zylinder das letzte Mal in Betrieb war, d.h.,auf Grundlage der Amplituden AFR und ARR in derselben Betriebsperiodein der vorletzten Umdrehung der Kurbelwelle. Zum Beispiel wird dieSteuerung/Regelung des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM der vorderen Bank Bf in der Betriebsperiode P1 auf Grundlage derAmplitude AFR in derselben Betriebsperiode P1 in der vorletztenUmdrehung der Kurbelwelle ausgeführt.
    [0058] Folglichkann die Steuerung/Regelung des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM ohne Problem fortgeführtwerden, sogar dann, wenn es im Wesentlichen unmöglich ist, zu bestimmen, obdie Amplitudendifterenz DLTAMP zwischen der vorderen Bank Bf undder hinteren Bank Br wegen Brennen des Zylinders oder dgl. groß oder kleinist.
    [0059] DieAusführungsformder vorliegenden Erfindung wurde oben detailliert beschrieben, aberdie vorliegende Erfindung kann hinsichtlich ihrer Ausgestaltungin verschiedenen Arten und Weisen modifiziert werden, ohne vom Gegenstandder Erfindurg abzuweichen.
    [0060] Dasaktive Schwingungsisolationslagersystem M beschränkt sich z. B. nicht auf dasjenigemit einer Flüssigkeit,sondern kann eines sein, welches ein Piezoelement verwendet.
    [0061] Inder Ausführungsformwird das aktive Schwingungsisolationslagersystem M zur Lagerung desMotors E eines Automobils als ein Beispiel gezeigt. Jedoch ist dasaktive Schwingungsisolationslagersystem M der vorliegenden Erfindungzur Lagerung eines beliebigen, nicht für ein Automobil gedachten Motorsanwendbar.
    [0062] Inder Ausführungsformwird ein Beispiel des Sechs-Zylinder-V-Motors E veranschaulicht,aber die vorliegende Erfindung ist an einem beliebigen Typ einesMehrzylindermotors anwendbar, wie z. B. an einem V-Typ, einem Boxermotorund an einem X-Typ, solange der Motor eine Mehrzahl von Bänken hat.
    [0063] Ineiner Aktuatorbetriebssteuer/regelvorrichtung für ein aktives Schwingungsisolationslagersystemwerden Amplituden der Motorschwingung geschätzt, wenn eine vordere Bankund eine hintere Bank in Betrieb sind. Wenn eine Differenz zwischen denAmplituden groß ist,wird ein Betrieb eines Aktuators zu der Zeit, wenn die vordere Bankin Betrieb ist, auf Grundlage der Amplitude der Motorschwingungzu der vorherigen Zeit, als die vordere Bank in Betrieb war, gesteuert/geregelt.Weiterhin wird der Betrieb des Aktuators zu der Zeit, wenn die hintere Bankin Betrieb ist, auf Grundlage der Amplitude der Motorschwingungzu der vorherigen Zeit gesteuert/geregelt, als die hintere Bankin Betrieb war. Folglich ist es möglich, den Betrieb des Aktuatorsauf Grundlage des tatsächlichenSchwingungszustands des Motors zu steuern/regeln, wenn der Aktuatorin Betrieb ist, und zwar sogar dann, wenn der Schwingungszustanddes Motors zu der Zeit des Betriebs einer jeden Bank unterschiedlichist. Dadurch kann die Motorschwingung durch das aktive Schwingungsisolationslagersystemeffektiv isoliert werden.
    权利要求:
    Claims (6)
    [1] Aktuatorbetriebssteuer/regelvorrichtung für ein aktivesSchwingungsisolationslagersystem zur Steuerung/Regelung eines Betriebseines Aktuators (M) durch eine Steuer/Regelvorrichtung (U), um eine Übertragungeiner Schwingung eines Motors (E) mit einer Mehrzahl von Bänken (Bf,Br) zu unterdrücken, wobeidie Steuer/Regelvorrichtung (U) einen Schwingungszustand des Motors(E) schätzt,wenn jede der Bänke(Bf, Br) in Betrieb ist, und den Betrieb des Aktuators (M) zu derZeit steuert/regelt, wenn eine vorbestimmte Bank (Bf, Br) in Betriebist, und zwar auf Grundlage des geschätzten Schwingungszustands desMotors (E) zu der vorherigen Zeit, als die vorbestimmte Bank (Bf,Br) in Betrieb war.
    [2] Aktuatorbetriebssteuer/regelvorrichtung für das aktiveSchwingungsisolationslagersystem gemäß Anspruch 1, wobei die Steuer/Regelvorrichtung (U)einen Unterschied (DLTAMP) in dem Schwingungszustand zwischen denjeweiligen Bänken(Bf, Br) berechnet, und dann, wenn der Unterschied (DLTAMP) kleineroder gleich einem ersten Schwellenwert (ΔA1) ist, die Steuer/Regelvorrichtung(U) den derzeitigen Betrieb des Aktuators (M) auf Grundlage desSchwingungszustands der Bank (Bf, Br) steuert/regelt, welche zuletztin Betrieb war.
    [3] Aktuatorbetriebssteuer/regelvorrichtung für das aktiveSchwingungsisolationslagersystem gemäß Anspruch 1, wobei die Steuer/Regelvorrichtung (U)einen Unterschied (DLTAMP) in dem Schwingungszustand zwischen denjeweiligen Bänken(Bf, Br) berechnet, und die Steuer/Regelvorrichtung (U) dann, wennder Unterschied (DLTAMP) größer oder gleicheinem zweiten Schwellenwert (ΔA2)ist, den derzeitigen Betrieb des Aktuators (M) auf Grundlage desSchwingungszustands zu jener Zeit steuert/regelt, als derselbe Zylinder,der dieses Mal in Betrieb ist, letztes Mal in Betrieb war.
    [4] Verfahren zum Betrieb einer Aktuatorbetriebssteuer/regelvorrichtungfür einaktives Schwingungsisolationslagersystem,. um eine Übertragungeiner Schwingung eines Motors (E) mit einer Mehrzahl von Bänken (Bf,Br) zu unterdrücken,wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Schätzen einesSchwingungszustands des Motors (E), wenn jede der Bänke (Bf,Br) in Betrieb ist (S1); und Steuern/Regeln des Betriebs desAktuators (M) zu der Zeit, wenn eine vorbestimmte Bank in Betriebist, auf Grundlage des geschätztenSchwingungszustands des Motors (E) zu der vorherigen Zeit, als die vorbestimmteBank in Betrieb war.
    [5] Verfahren gemäß Anspruch4, wobei die Steuer/Regelvorrichtung einen Unterschied (DLTAMP)in dem Schwingungszustand zwischen den jeweiligen Bänken (Bf,Br) berechnet und die Steuer/Regelvorrichtung (U) dann, wenn derUnterschied (DLTAMP) kleiner oder gleich einem ersten Schwellenwert (ΔA1) ist,den derzeitigen Betrieb des Aktuators (M) auf Grundlage des Schwingungszustandsder Bank (Bf, Br) steuert/regelt, welche zuletzt in Betrieb war (S7).
    [6] Verfahren gemäß Anspruch4, wobei die Steuer/Regelvorrichtung einen Unterschied (DLTAMP)in dem Schwingungszustand zwischen den jeweiligen Bänken (Bf,Br) berechnet, und die Steuer/Regelvorrichtung (U) dann, wenn derUnterschied (DLTAMP) größer odergleich einem zweiten Schwellenwert (ΔA2) ist, den derzeitigen Betriebdes Aktuators (M) auf Grundlage des Schwingungszustands zu jener Zeitsteuert/regelt, als derselbe Zylinder, welcher dieses Mal in Betriebist, das letzte Mal in Betrieb war (S9).
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    2005-03-17| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
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