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    • 专利摘要:
    EinAktuator (29) eines aktiven Motorschwingungsisolationslagersystemswird auf Grundlage der ersten, der zweiten, der dritten ... Arbeitsgruppe angetrieben,welche entsprechend der Schwingungsperioden t1, t2, t3... des Motors(E) berechnet werden. Wenn die Motordrehzahl in Richtung einer Zunahmeschwankt und die Schwingungsperioden t1, t2, t3... allmählich kürzer werden, überlappensich Teile der ersten, der zweiten, der dritten ... Arbeitsgruppe,weshalb ein dem Aktuator (29) zugeführter elektrischer Strom amEnde der Arbeitsgruppen nicht 0 wird, was zu einer Möglichkeitführt,dass ein Spitzenwert des elektrischen Stroms allmählich derartansteigt, dass nicht nur das aktive Schwingungsisolationslagersystemkeine effektive Schwingungsisolationsfunktion vorweisen kann, sondernder Aktuator (29) auch Wärmeerzeugt. Wenn z. B. der Überlappungsbetragder ersten und der zweiten Arbeitsgruppe einen Schwellenwert übersteigt, wirddeshalb ein Arbeitsverhältnisder zweiten Arbeitsgruppe zu 0 gemacht, um ein Anlegen des elektrischenStroms an den Aktuator (29) zu stoppen. Somit wird verhindert, dassdie Schwingungsisolationsfunktion des aktiven Schwingungsisolationslagersystemsdurch die Schwankung der Frequenz der Eingangsschwingung beeinträchtigt wird.
    公开号:DE102004028106A1
    申请号:DE200410028106
    申请日:2004-06-09
    公开日:2005-02-17
    发明作者:Hirotomi Wako Nemoto
    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, welches umfasst: einenelastischen Körper,der eine Last eines Schwingungskörperserhält,eine Flüssigkeitskammer,in welcher der elastische Körpermindestens einen Teil einer Wandfläche bildet, ein bewegliches Element,welches eine Kapazitätder Flüssigkeitskammerdurch periodisches Hin- und Herbewegen verändert, und einen Aktuator,welcher periodisch dadurch in Betrieb ist, dass er entsprechendeinem Schwingungszustand des Schwingungskörpers mit elektrischem Stromversorgt wird Schwingungskörper.
    [0002] Einderartiges aktives Schwingungsisolationslagersystem ist aus derjapanischen Patentoffenlegungsschrift mit der Nr. 7-42783 bekannt.
    [0003] Diesesaktive Schwingungsisolationslagersystem verändert eine Federkonstante dadurch, dasselektrischer Strom an einen Aktuator angelegt wird, um ein beweglichesElement in Schwingung zu versetzen. Das Verhältnis zwischen dem Phasen- unddem Spitzenwert des angelegten elektrischen Stroms, welcher dieFederkonstante einstellt, wird im Voraus als ein Kennfeld gespeichert.Weiterhin werden der Phasen- und der Spitzenwert des elektrischenStroms, welcher an den Aktuator angelegt werden soll, vom Kennfeldnach Maßgabeder Drehzahl des Motors erhalten. Dadurch kann das aktive Schwingungsisolationslagersystemeine effektive Schwingungsisolationsfunktion in verschiedenen Drehzahl-Bereichendes Motors vorweisen.
    [0004] DerErfinder hat schon in der japanischen PatentoffenlegungsschriftNr. 2002-194507 das aktive Schwingungsisolationslagersystem vorgeschlagen,welches allmählichein Arbeitsverhältnisdes an den Aktuator angelegten elektrischen Stroms von 100% zu 0%in einer einer Schwingungsperiode entsprechenden Arbeitsgruppe verringert,wodurch ein Hubbetrag des beweglichen Elements derart gesteuert/geregeltwird, dass er eine Sinuswellenform nahe bei einer Schwingungswellenformdes Motors ist.
    [0005] Indem aktiven Schwingungsisolationslagersystem, welches in der obenbeschriebenen japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-194507 beschriebenist, überlappensich manchmal ein Endendabschnitt einer Arbeitsgruppe und ein Anfangsendabschnittder nächstenArbeitsgruppe, wenn eine Motordrehzahl sich in Richtung einer Zunahmeverändert,wie unten detailliert in einer Ausführungsform der vorliegendenErfindung beschrieben werden wird. Wenn die zwei benachbarten Arbeitsgruppen einander überlappen,steigt der Wert des dem Aktuator zugeführten elektrischen Stroms inabnormaler Weise an, was zu den Problemen führt, dass das aktive Schwingungsisolationslagersystemkeine effektive Schwingungsisolationsfunktion vorweisen kann, Lärm erzeugtund die Spule des Aktuators in abnormaler Weise WärmeWärme erzeugt.
    [0006] Dievorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die zuvor genanntenUmständegemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eineBeeinträchtigungder Schwingungsisolationsfunktion des aktiven Schwingungsisolationslagersystemsaufgrund einer Schwankung in der Frequenz einer Eingangsschwingungzu verhindern.
    [0007] Umdie oben beschriebene Aufgabe zu lösen, ist gemäß einemersten Merkmal der vorliegenden Erfindung eine Aktuatorbetriebssteuer/regelvorrichtungfür einaktives Schwingungsisolationslagersystem vorgesehen, welches umfasst:einen elastischen Körper,der eine Last eines Schwingungskörpersaufnimmt, eine Flüssigkeitskammer,in welcher der elastische Körperwenigstens einen Teil einer Wandfläche bildet, ein beweglichesElement, um eine Kapazitätder Flüssigkeitskammer – durchperiodisches Hin- und Herbewegen zu verändern, und einen Aktuator,welcher dadurch periodisch in Betrieb ist, dass er mit elektrischemStrom entsprechend einem Schwingungszustand des Schwingungskörpers versorgtwird, wobei der elektrische Strom dem Aktuator zugeführt wird,um das bewegliche Element in eine Richtung zu bewegen, und das beweglicheElement mit einer Rückstellkraftdes verformten elastischen Körpersin die andere Richtung zurückbewegtwird, wobei dann, wenn ein elektrischer Strom einer derzeitigenPeriode ansteigt, bevor ein Wert des elektrischen Stroms einer vorherigenPeriode, welcher dem Aktuator zugeführt wird, zu 0 wird, der Wertdes elektrischen Stroms der derzeitigen Periode verringert wird.
    [0008] Beidem ersten Merkmal wird der Wert des elektrischen Stroms der derzeitigenPeriode dann verringert, wenn der elektrische Strom der derzeitigenPeriode ansteigt, bevor der Wert des elektrischen Stroms der vorhergehendenPeriode, welcher dem Aktuator zugeführt wird, zu 0 wird. Deshalbkann der abnormale Betrieb und die Wärmeerzeugung des aktiven Schwingungsisolationslagersystemsaufgrund eines übermäßigen Anstiegsdes Wertes des elektrischen Stroms unterdrückt werden, um so die Schwingungsisolationswirkungsicherzustellen.
    [0009] Zusätzlich zudem ersten Merkmal wird gemäß einemzweiten Merkmal der vorliegenden Erfindung die Zufuhr des elektrischenStroms der derzeitigen Periode gestoppt.
    [0010] Beidem zweiten Merkmal wird der Wert des elektrischen Stroms verringert,indem die Zufuhr des elektrischen Stroms der derzeitigen Periodegestoppt wird, weshalb die Steuerung/Regelung des Aktuators vereinfachtwerden kann, währendder abnormale Betrieb des aktiven Schwingungsisolationslagersystemsverhindert wird.
    [0011] Zusätzlich zumersten Merkmal wird gemäß einemdritten Merkmal der vorliegenden Erfindung ein Arbeitsverhältnis deselektrischen Stroms der derzeitigen Periode verringert.
    [0012] Beimdritten Merkmal wird der Wert des elektrischen Stroms verringert,indem das Arbeitsverhältnisdes elektrischen Stroms der derzeitigen Periode verringert wird.Deshalb kann die Reduzierung der Schwingungsisolationsfunktion minimiertwerden, währendder abnormale Betrieb des aktiven Schwingungsisolationslagersystemsverhindert wird.
    [0013] EinMotor E der Ausführungsformentspricht dem Schwingungskörperder vorliegenden Erfindung, ein erster elastischer Körper 14 derAusführungsformentspricht dem elastischen Körperder vorliegenden Erfindung und eine erste Flüssigkeitskammer 24 derAusführungsformentspricht der Flüssigkeitskammerder vorliegenden Erfindung.
    [0014] 1 ist eine Vertikalschnittansichteines aktiven Schwingungsisolationslagersystems.
    [0015] 2 ist eine Schnittansichtentlang der Linie 2-2 in 1.
    [0016] 3 ist eine Schnittansichtentlang der Linie 3-3 in 1.
    [0017] 4 ist eine vergrößerte Ansichteines wesentlichen Teils von 1.
    [0018] 5 ist ein Diagramm, welchesArbeitsgruppen zeigt, wenn eine Motordrehzahl stabil ist.
    [0019] 6 ist ein Diagramm, welchesArbeitsgruppen zeigt, wenn die Motordrehzahl ansteigt.
    [0020] 7 ist ein Diagramm, welcheseinen Betrieb erläutert,wenn die Arbeitsgruppen einander überlagern.
    [0021] 8 ist ein Diagramm, welcheseinen Betrieb erläutert,wenn Phasen einander überlappen.
    [0022] 9 ist ein Flussdiagramm,welches einen Betrieb der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung erläutert.
    [0023] EineAusführungsformder vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungenbeschrieben werden.
    [0024] Einaktives Schwingungsisolationslagersystem M, welches in den 1 bis 4 gezeigt wird, lagert elastisch einenMotor E eines Automobils auf einem Fahrzeugkörperrahmen F und ist durcheine elektronische Steuer/Regeleinheit U gesteuert/geregelt, mit welcherein Motordrehzahlsensor Sa zur Erfassung einer Drehzahl des MotorsE, ein Lastsensor Sb zur Erfassung einer Last, welche in das aktiveSchwingungsisolationslagersystem M eingegeben wird, ein BeschleunigungssensorSc zur Erfassung von Beschleunigung, welche auf den Motor E wirkt,und ein Hubbetragssensor Sd zur Erfassung eines Hubbetrags einesbeweglichen Elements 20 eines Aktuators 29, welcherspäterbeschrieben werden wird.
    [0025] Dasaktive Schwingungsisolationslagersystem M hat eine Struktur, welchebezüglicheiner Achse L im Wesentlichen symmetrisch ist. Das System M umfasstein inneres Rohr 12, welches mit einer mit dem Motor Everbundenen plattenförmigenAnbringungshalterung 11 verschweißt ist, und ein äußeres Rohr 13,welches koaxial an einem Außenumfang desinneren Rohrs 12 angeordnet ist. Das innere Rohr 12 unddas äußere Rohr 13 sinddurch Vulkanisierungsverbindung mit einem oberen Ende bzw. einem unterenEnde eines ersten elastischen Körpers 14 verbunden,welcher aus dickem Gummi hergestellt ist. Ein scheibenförmiges erstes öffnungsbildendesElement 15, welches eine Öffnung 15b in seiner Mitteaufweist, ein ringförmigeszweites öffnungsbildendesElement 16, welches einen oben offenen schaufelförmigen Abschnittaufweist, und ein ringförmigesdrittes öffnungsbildendesElement 17, welches in ähnlicherWeise einen oben offenen schaufelförmigen Abschnitt aufweist,sind zu einer einzigen Einheit verschweißt. Die Außenumfänge des ersten öffnungsbildendenElements 15 und des zweiten öffnungsbildenden Elements 16 sind übereinandergelegt und sind an einem Falt-Befestigungsteil 13a befestigt,welches in einem unteren Teil des äußeren Rohrs 13 vorgesehenist.
    [0026] DerAußenumfangeines zweiten elastischen Körpers 18,welcher aus einer Gummimembran hergestellt ist, ist durch Vulkanisierungsverbindenan dem Innenumfang des dritten öffnungsbildendenElements 17 befestigt. Ein Kappenelement 19, welches durchVulkanisierungsverbindung an den Innenumfang des zweiten elastischenKörpers 18 befestigtist, ist durch Einpassen mit Presssitz an einem beweglichen Element 20 befestigt,welches an der Achse L vertikal beweglich angeordnet ist. Der Außenumfang einerMembran 22 ist durch Vulkanisierungsverbindung an einemRingelement 21 befestigt, welches an dem Falt-Befestigungsteil 13a des äußeren Rohrs 13 befestigtist. Ein Kappenelement 23, welches durch Vulkanisierungsverbindungan den Innenumfang der Membran 22 befestigt ist, ist andem beweglichen Element 20 durch Einpassen mit Pressitzbefestigt.
    [0027] 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 sindmiteinander übereine obere Öffnung 26 undeine untere Öffnung 27 verbunden,welche durch das erste bis dritte öff nungsbildenden Elemente 15, 16 und 17 gebildetsind.
    [0028] Dieobere Öffnung 26 istein ringförmiger Durchgang,welcher zwischen dem ersten öffnungsbildendenElement 15 und dem zweiten öffnungsbildenden Element 16 ausgebildetist. Ein Verbindungsloch 15a ist in dem ersten öffnungsbildendenElement 15 auf einer Seite einer Trennwand 26a ausgebildet,welche in einem Teil der oberen Öffnung 26 vorgesehenist, und ein Verbindungsloch 16a ist in einem zweiten öffnungsbildendenElement 16 auf der anderen Seite der Trennwand 26a ausgebildet.Deshalb ist die obere Öffnung 26 imWesentlichen über einenUmlauf von dem Verbindungsloch 15a des ersten öffnungsbildendenElements 15 zu dem Verbindungsloch 16a des zweiten öffnungsbildendenElements 16 ausgebildet (siehe 2).
    [0029] 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, und ein Verbindungsloch 17a ist in einem dritten öffnungsbildendenElement 17 auf der anderen Seite der Trennwand 27a ausgebildet.Deshalb ist die untere Öffnung 27 imWesentlichen über einenUmlauf von dem Verbindungsloch 16a des zweiten öffnungsbildendenElements 16 zu dem Verbindungsloch 17a des dritten öffnungsbildendenElements 17 ausgebildet (siehe 3).
    [0030] AlsFolge der obigen Beschreibung sind die erste Flüssigkeitskammer 24 unddie zweite Flüssigkeitskammer 25 miteinander über dieobere Öffnung 26 unddie untere Öffnung 27 verbunden,welche miteinander in Reihe verbunden sind.
    [0031] 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 Antrieb des vorstehend genanntenbeweglichen Elements 20 bildet, mit einer unteren Fläche derAnbringungshalterung 28 verschweißt.
    [0032] EinJoch 32 ist an dem Aktuatorgehäuse 30 befestigt.Weiterhin ist eine Spule 34, welche um den Spulenkörper 33 gewickeltist, in einem Raum untergebracht, welcher von dem Aktuatorgehäuse 30 und demJoch 32 umgeben ist. Ein mit Boden versehenes zylindrischesLager 36 ist von unten in ein zylindrisches Teil 32a desJochs 32 eingeführt,welches in einem Innenumfang der ringförmigen Spule 34 eingepasstist, und ist durch Eingriff zwischen einem Halteteil 36a aneinem unteren Ende des Lagers 36 und an einem unteren Endedes Jochs 32 positioniert. Ein scheibenförmiger Anker 38,welcher zu einer oberen Flächeder Spule 34 hinweist, ist auf einer Innenumfangsfläche desAktuatorgehäuses 30 verschiebbar gelagert.Ein Stufenteil 38a, welches an einem Innenumfang des Ankers 38 gebildetist, ist im Eingriff mit einem oberen Teil des Lagers 36.Der Anker 38 ist durch eine Tellerfeder 42 nachoben vorgespannt, welche zwischen dem Anker 38 und eineroberen Flächeder Spule 34 angeordnet ist, und ist durch Eingriff miteinem Halteteil 30a positioniert, welches an dem Aktuatorgehäuse 30 vorgesehenist.
    [0033] Einzylindrisches Gleitstück 43 istverschiebbar in den Innenumfang des Lagers 36 eingepasst. Weiterdurchsetzt ein Schaftteil 20a, welches von dem beweglichenElement 20 aus nach unten verläuft, locker ein oberes Basisteildes Lagers 36, um mit einem Vorsprung 44 verbundenzu werden, welcher an einem Innenbereich 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 istdurch die Schraubenfeder 41 nach unten vorgespannt.
    [0034] DerHubbetragssensor Sd, welcher an einem unteren Teil des Aktuators 29 vorgesehenist, umfasst ein Sensorgehäuse 45,welches an einem unteren Ende des Aktuatorgehäuses 30 befestigtist. Eine Sensorstange 47 ist durch ein Führungselement 46 verschiebbargelagert, welches an einer Innenseite des Sensorgehäuses 45 befestigtist, und ist nach oben durch eine Schraubenfeder 48 vorgespannt, welchezwischen der Sensorstange 47 und einem unteren Abschnittdes Sensorgehäuses 45 vorgesehen ist,um an einem Vorsprung 44 des Gleitstücks 43 anzuliegen.Ein Kontaktpunkt 50, welcher an der Sensorstange 47 befestigtist, berührteinen Widerstand 49, welcher an der Innenseite des Sensorgehäuses 45 befestigtist. Ein Wert des elektrischen Widerstands zwischen einem unterenEnde des Widerstands 49 und dem Kontaktpunkt 50 wird über ein Verbindungselement 51 indie elektronische Steuer/Regeleinheit U eingegeben. Der Hubbetragdes beweglichen Elements 20 ist gleich einem Bewegungsbetragdes Kontaktpunkts 50, weshalb der Hubbetrag des beweglichenElements 20 auf Grundlage des Werts des elektrischen Widerstandserfasst werden kann.
    [0035] Wenndie Spule 34 des Aktuators 29 in einem entmagnetisiertenZustand ist, wirkt eine elastische Kraft der Schraubenfeder 41 nachunten auf das Gleitstück 43,welches verschiebbar im Lager 36 gelagert ist. Weiterhinwirkt eine elastische Kraft der Schraubenfeder 48 über dieSensorstange 47 und den Vorsprung 44 nach oben,sodass das Gleitstück 43 beieiner Position zum Stillstand kommt, in der die elastischen Kräfte derbeiden Schraubenfedern 41 und 48 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 das Gleitstück 43 abgesenktwird, währenddas bewegliche Element 20, welches über den Vorsprung 44 unddas Schaftteil 20a mit dem Gleitstück 43 verbunden ist,sinkt, und der zweite elastische Körper 18, welcher mitdem beweglichen Element 20 verbunden ist, verformt sich nachunten 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 Motorschwingung mit niedriger Frequenz auftritt, während dasAutomobil fährt,dann, wenn eine von dem Motor E eingegebene Last den ersten elastischenKörper 14 verformtund so die Kapazitätder ersten Flüssigkeitskammer 24 verändert, bewegtsich die Flüssigkeitzwischen der ersten Flüssigkeitskammer 24 undder zweiten Flüssigkeitskammer 25,welche überdie obere Öffnung 26 unddie untere Öffnung 27 verbundensind. Wenn die Kapazitätder ersten Flüssigkeitskammer 24 zu-und abnimmt, verringert und erhöhtsich dementsprechend die Kapazitätder zweiten Flüssigkeitskammer 25, unddiese Veränderungder Kapazitätder zweiten Flüssigkeitskammer 25 wirddurch die elastische Verformung der Membran 22 absorbiert.Da die Gestalt und die Abmessung der oberen Öffnung 26 sowie der unteren Öffnung 27 unddie Federkonstante des ersten elastischen Körpers 14 derart eingestelltsind, dass eine hohe Federkonstante und eine hohe Dämpfungskraftin einem Frequenzbereich einer Motorschwingung erhalten werden können, kanndie Schwingung, welche von dem Motor E zum FahrzeugkörperrahmenF übertragenwird, effektiv verringert werden.
    [0037] Indiesem Frequenzbereich der Motorschwingung wird der Aktuator 29 ineinem Nichtbetriebszustand gehalten.
    [0038] Wennaufgrund der Drehung einer Kurbelwelle des Motors E eine Schwingungmit einer höherenFrequenz als die der Motorschwingung, nämlich Leerlaufschwingung oderGedämpfte-Geräusch-Schwingungauftritt, wird die Flüssigkeitinnerhalb der oberen Öffnung 26 undder unteren Öffnung 27,welche die erste Flüssigkeitskammer 24 unddie zweite Flüssigkeitskammer 25 verbinden,in einen Festlegungs-Zustand gebracht und kann die Schwingungsisolationsfunktionnicht vorweisen, weshalb der Aktuator 29 derart betriebenwird, dass er die Schwingungsisolationsfunktion vorweist.
    [0039] Dieelektronische Steuer/Regeleinheit U steuert/regelt das Anlegen eines elektrischenStroms auf die Spule 34 des Aktuators 29 auf Grundlageder Signale des Motordrehzahlsensors Sa, des Lastsensors Sb, desBeschleunigungssensors Sc und des Hubbetragsensors Sd. Genauer gesagtwird dann, wenn der Motor E durch Schwingung nach unten belastetwird, so dass die Kapazitätder ersten Flüssigkeitskammer 24 verringertund dadurch der Flüssigkeitsdruckerhöhtwird, die Spule 34 erregt, um den Anker 38 nachunten zu ziehen. Folglich bewegt sich der Anker 38 mitdem beweglichen Element 20 nach unten, während erdie Schraubenfeder 41 zusammendrückt, und verformt den zweitenelastischen Körper 18 nachunten, dessen Innenumfang mit dem beweglichen Element 20 verbundenist. Deshalb wird die Kapazitätder ersten Flüssigkeitskammer 24 erhöht, um einenAnstieg in dem Flüssigkeitsdruckzu unterdrückenweshalb das aktive Schwingungsisolationslagersystem M eine aktiveLagerkraft erzeugt, um die Übertragungeiner abwärtsgerichteten Last von dem Motor E zum Fahrzeugrahmen F zu verhindern.
    [0040] Wennandererseits der Motor E durch die Schwingung nach oben belastetwird, so dass er die Kapazitätder ersten Flüssigkeitskammer 24 erhöht und dadurchder Flüssigkeitsdruckverringert wird, wird die Spule 34 entmagnetisiert, umdie Anziehungskraft des Ankers 38 zu lösen. Folglich wird der Anker 38 mitdem beweglichen Element 20 durch die elastische Kraft derSchraubenfeder 41 nach oben bewegt, und verformt dadurchden zweiten elastischen Körper 18 nachoben, dessen Innenumfang mit dem beweglichen Element 20 verbundenist. Als Folge daraus wird die Kapazität der ersten Flüssigkeitskammer 24 reduziert,um eine Abnahme in dem Flüssigkeitsdruckzu unterdrücken,wodurch das aktive Schwingungsisolationslagersystem M eine aktive Lagerkrafterzeugt, umeine Übertragungder aufwärts gerichtetenLast vom Motor E zum FahrzeugkörperrahmenF zu verhindern.
    [0041] EinSollhubbetrag des beweglichen Elements 20, welchen dieelektronische Steuer/Regeleinheit U auf Grundlage der Ausgaben desMotordrehzahlsensors Sa, des Lastsensors Sb und des BeschleunigungssensorsSc berechnet, wird mit einem tatsächlichen Hubbetrag verglichen,welcher mit dem Hubbetragssensor Sd erfasst wird. Weiterhin wirddie Regelung des Betriebs des Aktuators 29 so ausgeführt, dasssich die Differenz zwischen dem Sollhubbetrag und dem tatsächlichenHubbetrag auf 0 reduziert.
    [0042] Wenn,wie in 5 gezeigt, derSollhubbetrag des Aktuators 29 eine Sinuswellenform einer vorbestimmtenPeriode ist, wird eine Anzahl von aufeinanderfolgenden sehr kleinenZeitbereichen in der einen Periode eingestellt und eine Arbeitssteuerung/regelungeines elektrischen Stroms, welcher dem Aktuator 29 in jederder sehr kleinen Zeitbereiche zugeführt wird, wird ausgeführt, umdem beweglichen Element 20 den Sollhubbetrag zu verleihen. EineGruppe von sehr kleinen Zeitbereichen in einer Periode wird alsein Arbeitsgruppe bezeichnet. In der Arbeitsgruppe dieser Ausführungsformwerden acht sehr kleine Zeitbereiche kombiniert, um eine Periode desHubbetrags des Aktuators 29 zu bilden.
    [0043] DerHubbetrag des Aktuators 29 kann derart gesteuert/geregeltwerden, dass er durch allmählichesVerringern des Arbeitsverhältnissesder acht sehr kleinen Zeitbereiche der Arbeitsgruppe von 100% auseine Sinuswellenform ist. Wenn die Anzahl der aufeinanderfolgendensehr kleinen Zeitbereiche, wobei die Änderung in dem Arbeitsverhältnis einkonstantes Muster bildet, erhöhtoder verringert wird, kann die Periode des Hubbetrags erhöht oderverringert werden. Ebenso kann die Wellenform des Hubbetrags desAktuators 29 optional durch Änderung des Arbeitsverhältnissesder Arbeitsgruppe in verschiedenen Mustern gesteuert/geregelt werden.
    [0044] DasBeispiel in 5 zeigtden Fall, in welchem die Motordrehzahl stabil ist und Schwingungsperiodent1, t2, t3 ..., welche Zeitintervalle zwischen durch den MotordrehzahlsensorSa erfassten OT-Signalen der jeweiligen Zylinder sind, konstantwerden. Das Arbeitsverhältnisder Arbeitsgruppe in der nächstenSchwingungsperiode t2 wird auf Grundlage des Sollhubbetrags desbeweglichen Elements 20 bestimmt, welcher auf Grundlageder Ausgaben des Motordrehzahlsensors Sa, des Lastsensors Sb und desBeschleunigungssensors Sc währendder Schwingungsperiode t1 berechnet wird. In diesem Fall wird auchdie Phase, welche die Zeit des Startpunkts der Arbeitsgruppe ist,zusammen mit dem Arbeitsverhältnisbestimmt. Diese Phase ist ein geschätzter unterster Abschnitt derSchwingungswellenform des Motors E, nämlich die Zeit, zu welcher derMotor E beginnt, aufgrund der Schwingung nach unten belastet zuwerden. Durch Anlegen von elektrischem Strom an den Aktuator 29 indieser Zeit kann das aktive Schwingungsisolationslagersystem M die Schwingungsisolationsfunktionvorweisen.
    [0045] Wennjedoch, wie in 6 gezeigtist, die Motordrehzahl in der Richtung eines Anstiegs schwankt,werden die Schwingungsperioden t1, t2, t3 ... allmählich kürzer. Indiesem Fall wird die Längeder ersten, der zweiten, der dritten ... Arbeitsgruppe mit derselbenLänge wiedie Schwingungsperioden t1, t2, t3 ..., ebenfalls allmählich kürzer, aberdie erste, die zweite, die dritte ... Arbeitsgruppe haben eine Verzögerung voneiner Periode bezüglichder Schwingungsperioden t1, t2, t3 ..., weshalb sich die erste, diezweite, die dritte ... Arbeitsgruppe einander an einer Stelle überlappen.Folglich wird der Wert des elektrischen Stroms, welcher dem Aktuatorzugeführt wird,am Ende der ersten, der zweiten, der dritten ... Arbeitsgruppe nicht0, und der Spitzenwert des elektrischen Stroms steigt allmählich an,was zu einer Möglichkeitführt,dass das aktive Schwingungsisolationslagersystem M keine effektiveSchwingungsisolationsfunktion vorweisen kann und Lärm erzeugt, unddie Spule 34 des Aktuators 29 Wärme erzeugt.
    [0046] Deshalbwerden in dieser Ausführungsform, wiein 7 gezeigt ist, die Überlappungs-Beträge der ersten,der zweiten, der dritten ... Arbeitsgruppe überwacht, und dann, wenn der Überlappungs-Betrageinen Schwellenwert übersteigt,wird das Arbeitsverhältnisder nächstenArbeitsgruppe zu 0 gemacht und das Anlegen eines elektrischen Stromsan den Aktuator 29 wird gestoppt. Im Beispiel in 7 überlappen sich der Endabschnittder ersten Arbeitsgruppe und der Anfangsabschnitt der zweiten Arbeitsgruppeum mehr als den Schwellenwert und deshalb wird das Arbeitsverhältnis derzweiten Arbeitsgruppe auf 0 gessetzt. Folglich überlappen sich der Endabschnittder zweiten Arbeitsgruppe und der Anfangsabschnitt der dritten Arbeitsgruppenicht, weshalb der elektrische Strom der dritten Arbeitsgruppe sozugeführtwird, wie er ist.
    [0047] Wennsich, wie in 8 gezeigtist, die den Schwingungsperioden t1, t2, t3 ... entsprechenden Phasen überlappen,wird geschätzt,dass sich der Endabschnitt der Arbeitsgruppe an der Vorderseite undder Anfangsabschnitt der Arbeitsgruppe an der Rückseite um mehr als den Schwellenwert überlappen,weshalb das Arbeitsverhältnisder nächstenArbeitsgruppe zu 0 gemacht wird, um das Anlegen eines elektrischenStroms an den Aktuator 29 zu stoppen. In dem Beispiel in 8 überlappt die der Schwingungsperiodet1 entsprechende Phase die der Schwingungsperiode t2 entsprechendePhase, weshalb das Arbeitsverhältnisder Arbeitsgruppe, welche der Schwingungsperiode t2 entspricht,auf 0 gesetzt wird. Wenn das Arbeitsverhältnis der Arbeitsgruppe, welcheder Schwingungsperiode t2 entspricht, somit auf 0 gesetzt wird,wird der elektrische Strom der der Schwingungsperiode t3 entsprechendenArbeitsgruppe sogar dann so zugeführt wie er ist, wenn die derSchwingungsperiode t2 entsprechende Phase die der nächsten Schwingungsperiodet3 entsprechende Phase überlappt.
    [0048] Wenn,wie oben beschrieben wurde, der elektrische Strom der derzeitigenPeriode ansteigt, bevor der elektrische Strom der vorherigen Periode, welcherdem Aktuator 29 zugeführtwird, 0 wird, wird die Zufuhr von elektrischem Strom der derzeitigen Periodegestoppt, weshalb verhindert wird, dass das aktive SchwingungsisolationslagersystemM abnormal arbeitet, und zwar als Folge davon, dass der Wert desdem Aktuator 29 zugeführtenelektrischen Stroms übermäßig ansteigt.Somit wird verhindert, dass die Spule 34 des Aktuators 29 inabnormaler Weise Wärmeerzeugt, währenddie maximale Schwingungsisolationsfunktion sichergestellt wird.
    [0049] AlsNächsteswird der oben beschriebene Betrieb auf Grundlage des Flussdiagrammsin 9 weiter erklärt werden.
    [0050] Alserstes werden in Schritt S1 die Arbeitsgruppenlänge und -phase (Schwingungsperiodedes Motors E) berechnet. Wenn sich in dem nachfolgenden SchrittS2 die derzeitige Phase mit der Phase der vorherigen Zeit überlappt,wird die Ausgabe der Arbeitsgruppe, welche der derzeitigen Phasefolgt, in Schritt S5 gestoppt (siehe 8).Wenn sich in dem zuvor genannten Schritt S2 die derzeitige Phase nichtmit der Phase der vorherigen Zeit überlappt, und wenn sich inSchritt S3 die derzeitige Arbeitsgruppe mit der Arbeitsgruppe dervorherigen Zeit überlapptund der Überlappungsbetragin Schritt S4 den Schwellenwert übersteigt,wird die Ausgabe der derzeitigen Arbeitsgruppe in Schritt S5 gestoppt(siehe 9).
    [0051] EineAusführungsformder vorliegenden Erfindung wurde oben ausführlich beschrieben, jedoch kanndie vorliegende Erfindung in verschiedenen Arten und Weisen modifiziertwerden, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen.
    [0052] Wennsich z.B. die Arbeitsgruppen oder die Phasen überlappen, wird die Ausgabeder Arbeitsgruppe in der Ausführungsformgestoppt. Jedoch könntedas Arbeitsverhältnisin einem vorbestimmten Verhältnis(z.B. 80%) verringert werden. Wenn die Ausgabe der Arbeitsgruppeeinfach gestoppt wird, ist die Steuerung/Regelung des Aktuators 29 vereinfacht,aber die Schwingungsisolationsfunktion des aktiven SchwingungsisolationslagersystemsM ist mehr oder weniger reduziert. Wenn andererseits das Arbeitsverhältnis indem vorbestimmte Verhältnis verringertwird, kann die Reduzierung der Schwingungsisolationsfunktion desaktiven Schwingungsisolationslagersystems M minimiert werden.
    [0053] Dasgleiche Ergebnis kann erhalten werden, indem man bestimmt, ob dieSchwingungsperiode dieses Mals um mehr als den Schwellenwert kürzer alsdie Schwingungsperiode des vorherigen Mals ist oder nicht, anstattzu bestimmen, ob der Überlappungs-Betragder Arbeitsgruppe dieses Mals und der Arbeitsgruppe der vorherigenMals größer alsder Schwellenwert ist oder nicht.
    [0054] Inder Ausführungsformwird das aktive Schwingungsisolationslagersystem M zur Lagerung desMotors E eines Automobils als Beispiel gezeigt, aber das aktiveSchwingungsisolationslagersystem der vorliegenden Erfindung istzur Lagerung anderer schwingender Körper, wie z. B. einer Werkzeugmaschine,anwendbar.
    [0055] EinAktuator eines aktiven Motorschwingungsisolationslagersystems wirdauf Grundlage der ersten, der zweiten, der dritten ... Arbeitsgruppeangetrieben, welche entsprechend der Schwingungsperioden t1, t2,t3 ... des Motors berechnet werden. Wenn die Motordrehzahl in Richtungeiner Zunahme schwankt und die Schwingungsperioden t1, t2, t3 ... allmählich kürzer werden, überlappensich Teile der ersten, der zweiten, der dritten ... Arbeitsgruppe, weshalbein dem Aktuator zugeführterelektrischer Strom am Ende der Arbeitsgruppen nicht 0 wird, was zueiner Möglichkeitführt,dass ein Spitzenwert des elektrischen Stroms allmählich derartansteigt, dass nicht nur das aktive Schwingungsisolationslagersystemkeine effektive Schwingungsisolationsfunktion vorweisen kann, sondernder Aktuator auch Wärme erzeugt.
    [0056] Wennz.B. der Überlappungsbetragder ersten und der zweiten Arbeitsgruppe einen Schwellenwert übersteigt,wird deshalb ein Arbeitsverhältnis derzweiten Arbeitsgruppe zu 0 gemacht, um ein Anlegen des elektrischenStroms an den Aktuator zu stoppen. Somit wird verhindert, dass dieSchwingungsisolationsfunktion des aktiven Schwingungsisolationslagersystemsdurch die Schwankung der Frequenz der Eingangsschwingung beeinträchtigt wird.
    权利要求:
    Claims (6)
    [1] Aktuatorbetriebssteuer/regelvorrichtung für ein aktivesSchwingungsisolationslagersystem, umfassend: einen elastischenKörper,der eine Last eines Schwingungskörperserhält; eineFlüssigkeitskammer,in welcher der elastische Körpermindestens einen Teil einer Wandfläche bildet; ein beweglichesElement zur Veränderungeiner Kapazitätder Flüssigkeitskammerdurch periodisches Hin- und Herbewegen; und einen Aktuator,welcher dadurch periodisch in Betrieb ist, dass er eine Zufuhr vonelektrischem Strom entsprechend einem Schwingungszustand des Schwingungskörpers erhält; wobeider elektrische Strom dem Aktuator zugeführt wird, um das beweglicheElement in eine Richtung zu bewegen und wobei das bewegliche Elementmit einer Rückstellkraftdes verformten elastischen Körpersdann in die andere Richtung zurückbewegtwird, wenn die elektrische Stromversorgung gestoppt wird, wobeidann, wenn ein elektrischer Strom einer derzeitigen Periode ansteigt,bevor ein Wert des elektrischen Stroms einer vorherigen Periode,welcher dem Aktuator zugeführtwird, zu 0 wird, der Wert des elektrischen Stroms der derzeitigenPeriode verringert wird.
    [2] Aktuatorbetriebssteuer/regelvorrichtung für das aktiveSchwingungsisolationslagersystem gemäß Anspruch 1, wobei dann, wennder elektrische Strom der derzeitigen Periode ansteigt, bevor der Wertdes elektrischen Stroms der vorherigen Periode, welcher dem Aktuatorzugeführtwird, zu 0 wird, die Zufuhr von elektrischem Strom der derzeitigen Periodegestoppt wird.
    [3] Aktuatorbetriebssteuer/regelvorrichtung für das aktiveSchwingungsisolationslagersystem gemäß Anspruch 1, wobei dann, wennder elektrische Strom der derzeitigen Periode ansteigt, bevor der Wertdes elektrischen Stroms der vorherigen Periode, welcher dem Aktuatorzugeführtwird, zu 0 wird, ein Arbeitsverhältnisdes elektrischen Stroms der derzeitigen Periode verringert wird.
    [4] Verfahren zur Steuerung/Regelung eines aktiven Schwingungsisolationslagersystemsmit einer Aktuatorbetriebssteuer/regelvorrichtung, wobei das Schwingungsisolationslagersystemumfasst: einen elastischen Körper, welcher dazu ausgebildet ist,eine Last eines Schwingungskörpersaufzunehmen; eine Flüssigkeitskammer,in welcher der elastische Körpermindestens einen Teil einer Wandfläche bildet; ein beweglichesElement zur Veränderungeiner Kapazitätder Flüssigkeitskammerdurch periodisches Hin- und Herbewegen; und einen Aktuator,um das bewegliche Element hin- und herzubewegen; wobei dasVerfahren die folgenden Schritte umfasst: periodisches Hin-und Herbewegen des beweglichen Elements durch intermittierende Zufuhrvon elektrischem Strom zum Aktuator entsprechend einem Schwingungszustanddes Schwingungskörpers; wobeider elektrische Strom, welcher dem Aktuator zugeführt wird,das bewegliche Element in eine erste Richtung bewegt, um den elastischenKörperzu verformen, und das bewegliche Element in die andere Richtungzurückbewegtwird, wenn die elektrische Stromzufuhr unterbrochen wird, und Verringerneines Wertes des elektrischen Stroms einer derzeitigen Periode,wenn der elektrische Strom der derzeitigen Periode ansteigt, bevorein Wert des elektrischen Stroms einer vorherigen Periode, welcherdem Aktuator zugeführtwird, zu 0 wird.
    [5] Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend einenSchritt, den elektrischen Strom der derzeitigen Periode zu stoppen,wenn der elektrische Strom der derzeitigen Periode ansteigt, bevorder Wert des elektrischen Stroms der vorherigen Periode, welcher demAktuator zugeführtwird, zu 0 wird.
    [6] Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend einenSchritt, ein Arbeitsverhältnisdes elektrischen Stroms der derzeitigen Periode zu verringern, wenn derelektrische Strom der derzeitigen Periode ansteigt, bevor der Wertdes elektrischen Stroms der derzeitigen Periode, welcher dem Aktuatorzugeführt wird,zu 0 wird.
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    同族专利:
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-02-17| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2014-10-28| R002| Refusal decision in examination/registration proceedings|
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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