DE102014018747B4

DE102014018747B4 - Hydraulically damped aggregate bearing for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102014018747B4
Application number: DE102014018747.0A
Authority: DE
Inventors: Dr. Vogel Friedemann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2034-12-17
Also published as: DE102014018747A1

Abstract

Hydraulisch gedämpftes Aggregatelager für ein Fahrzeug, mit einem, mit dem Aggregat verbindbaren Lagerkern (9) und einem karosseriefesten Lagergehäuse (17), einem zwischen dem Lagerkern (9) und dem Lagergehäuse (17) angeordneten gummielastischen Tragkörper (19), der eine mit Hydraulikflüssigkeit gefüllte Arbeitskammer (23) einschließt, wobei das Aggregatelager (7) einen elektrisch ansteuerbaren Aktor (29) aufweist, mit dem über eine an die Arbeitskammer (23) grenzende Membran (21) Schwingungen zur Kompensation von betriebsbedingten Aggregateschwingungen und/oder -bewegungen erzeugbar sind, wobei der Aktor (29) eine hubverstellbare Spindel (31) aufweist, die mit der Membran (21) wirkverbunden ist und selbstsperrend ausgeführt ist, und der Aktor (29) ein elektrisch betreibbarer Drehmotor mit Spindeltrieb ist, und wobei der Aktor (29) innerhalb des Lagergehäuses (17) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskammer (23) fluiddicht abgeschlossen ist, und dass das Lagergehäuse (17) eine Ausgleichskammer (27) aufweist, die nicht mit Hydraulikfluid gefüllt ist, und dass die Ausgleichskammer (27) fluiddicht von der Arbeitskammer (23) abgetrennt ist.

Hydraulically damped assembly storage for a vehicle, with one, with the unit connectable bearing core (9) and a body-mounted bearing housing (17), between the bearing core (9) and the bearing housing (17) arranged rubber-elastic support body (19), the one with hydraulic fluid filled working chamber (23), wherein the assembly bearing (7) has an electrically controllable actuator (29) with which via a to the working chamber (23) adjacent membrane (21) vibrations for the compensation of operational aggregate vibrations and / or movements are generated wherein the actuator (29) comprises a stroke-adjustable spindle (31) which is operatively connected to the diaphragm (21) and is self-locking, and the actuator (29) is an electrically operable spindle driven rotary motor, and wherein the actuator (29) is integrated within the bearing housing (17), characterized in that the working chamber (23) is sealed fluid-tight, and that the L agger housing (17) has a compensation chamber (27) which is not filled with hydraulic fluid, and that the compensation chamber (27) is fluid-tightly separated from the working chamber (23).

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch gedämpftes Aggregatelager für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a hydraulically damped assembly storage for a motor vehicle according to the preamble of claim 1 ,

Ein solches Aggregatelager kann in einer aktiven Aggregatelagerung eingebunden sein, bei dem zum Beispiel in Abhängigkeit vom aktuellen Motormoment in einem Steuergerät ein Stellsignal generiert wird, mit dem im Aggregatelager betriebsbedingte Aggregatebewegungen und -schwingungen kompensierbar sind.Such an assembly storage can be integrated in an active assembly storage, in which, for example, depending on the current engine torque in a control unit, a control signal is generated with the aggregate bearing operational aggregate movements and vibrations can be compensated.

Aus der DE 10 2004 015 036 B4 ist ein gattungsgemäßes Aggregatelager bekannt, das einen, mit dem Aggregat verbindbaren Lagerkern und ein karosseriefestes Lagergehäuse aufweist. Zwischen dem Lagerkern und dem Lagergehäuse ist ein gummielastischer Tragkörper angeordnet, der eine mit I Hydraulikflüssigkeit gefüllte Arbeitskammer einschließt. Die Arbeitskammer ist in zwei miteinander strömungsverbundene Hydraulikkammern aufgeteilt. Von diesem ist eine Hydraulikkammer mit einem hydraulischen Steuersystem in Strömungsverbindung. Mittels des Steuersystems erfolgt eine Drucksteuerung in der damit verbundenen Hydraulikkammer, wodurch in Abhängigkeit von motorspezifischen Parametern, wie etwa dem Motormoment oder einer Lastanforderung, Aggregatebewegungen und/oder Aggregateschwingungen kompensierbar sind.From the DE 10 2004 015 036 B4 is a generic assembly bearing known, which has a, connectable to the unit bearing core and a body-mounted bearing housing. Between the bearing core and the bearing housing, a rubber-elastic support body is arranged, which encloses a filled with I hydraulic fluid working chamber. The working chamber is divided into two flow-connected hydraulic chambers. From this, a hydraulic chamber is in fluid communication with a hydraulic control system. By means of the control system is a pressure control in the associated hydraulic chamber, which are compensated depending on engine-specific parameters, such as the engine torque or a load request, aggregate movements and / or aggregate vibrations.

Der hydraulische Steuerkreis und das damit hydraulisch verbundene Aggregatelager sind insgesamt komplex aufgebaut, wobei das Aggregatelager zudem bauraumintensiv gestaltet ist.The hydraulic control circuit and the hydraulically connected aggregate storage are complex overall, the aggregate storage is also designed space-intensive.

Aus dem Stand der Technik sind generell bereits aktive Aggregatelager mit elektromagnetischen Aktoren bekannt, die jedoch keine großen Kräfte aufnehmen bzw. erzeugen können, sondern lediglich dynamische Schwingkräfte kompensieren können, diese dafür aber bis zu höheren Frequenzen.Active aggregate bearings with electromagnetic actuators are generally known from the state of the art, but they can not absorb or generate large forces, but can only compensate for dynamic vibration forces, but they can do so up to higher frequencies.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein hydraulisch gedämpftes Aggregatelager bereitzustellen, das im Vergleich zum Stand der Technik einfach aufgebaut ist und eine hohe Ansprechempfindlichkeit aufweist.The object of the invention is to provide a hydraulically damped assembly bearing, which is simple compared to the prior art and has a high responsiveness.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is achieved by the features of claim 1 solved. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.

Erfindungsgemäß wird das Aggregatelager nicht mehr durch ein Hydrauliksystem angesteuert, sondern vielmehr durch einen elektrisch betriebenen Aktor, der über eine, an die Arbeitskammer angrenzende Membran Schwingungen in die Arbeitskammer einleitet, mittels denen betriebsbedingte Aggregateschwingungen kompensierbar sind. Die Arbeitskammer kann fluiddicht nach außen abgeschlossen sein, das heißt nicht z.B. mittels Überströmkanäle in Strömungsverbindung mit einer weiteren Hydraulikkammer.According to the invention, the assembly bearing is no longer actuated by a hydraulic system, but rather by an electrically operated actuator which introduces oscillations into the working chamber via a membrane adjacent to the working chamber, by means of which operating aggregate oscillations can be compensated. The working chamber may be sealed fluid-tight to the outside, that is not e.g. by means of overflow in fluid communication with another hydraulic chamber.

Ein Kerngedanke der Erfindung besteht in der zumindest teilweisen Entlastung des elastischen Tragkörpers von Gewichts- und Reaktionskräften des Antriebs. Dazu wird in der geschlossenen Arbeitskammer unter dem Tragkörper ein quasistatischer Druck erzeugt, der wiederum über die wirksame Wirkfläche des Tragkörpers und des Lagerkerns entsprechende Kompensationskräfte entstehen lässt. Um den Energiebedarf dabei möglichst klein zu halten, werden zum einen unveränderliche Haltekräfte über die Gewindespindel abgestützt.A core idea of the invention consists in the at least partial relief of the elastic supporting body of weight and reaction forces of the drive. For this purpose, a quasi-static pressure is generated in the closed working chamber under the support body, which in turn can be caused on the effective effective surface of the support body and the bearing core corresponding compensation forces. In order to keep the energy requirement as small as possible, on the one hand immutable holding forces are supported via the threaded spindle.

Mit dem Wegfall des hydraulischen Steuerkreises kann das Aggregatelager mit wesentlich reduzierterem Aufwand in eine aktive Aggregatelagerung eingebunden werden, in der in Abhängigkeit zumindest eines aktuellen Fahrbetriebsparameters eine Auswerteeinheit ein Stellsignal generiert wird, mit dem der Aktor elektrisch ansteuerbar ist, um betriebsbedingte Aggregateschwingungen oder -bewegungen zu kompensieren.With the elimination of the hydraulic control circuit, the aggregate bearing can be integrated into an active assembly storage with significantly reduced effort, in which an evaluation is generated as a function of at least one current Fahrbetriebparameter an actuating unit with which the actuator is electrically controlled to operational aggregates vibrations or movements compensate.

In einer technischen Umsetzung weist der Aktor eine hubverstellbare Spindel auf, die mit der an die Arbeitskammer grenzenden Membran wirkverbunden ist. Bevorzugt kann der Aktor ein elektrisch betriebener Drehmotor mit einem Spindeltrieb sein. Der Spindeltrieb ist erfindungsgemäß selbstsperrend ausgelegt, so dass der Drehmotor lediglich zur Hubverstellung der Spindel angetrieben wird, jedoch zum Halten der Spindel-Hubposition der Drehmotor stromlos geschalten bleibt. Die aktive Aggregatelagerung kann beispielhaft als adaptive Steuerung ausgeführt sein, bei der Sensoren die zu kompensierenden Aggregateschwingungen erfassen und auf der Grundlage des erfassten Sensorsignals die Auswerteeinheit ein Stellsignal für den Aktor generiert. Alternativ dazu kann in einer einfacheren Ausführung auf eine solche Sensorik verzichtet werden und anstelle dessen eine Steuerung ohne Signalrückführung realisiert sein.In a technical implementation, the actuator has a stroke-adjustable spindle, which is operatively connected to the adjacent to the working chamber membrane. Preferably, the actuator may be an electrically driven rotary motor with a spindle drive. The spindle drive is designed according to the invention self-locking, so that the rotary motor is driven only for stroke adjustment of the spindle, but remains switched to hold the spindle lifting position of the rotary motor de-energized. The active assembly storage can be embodied by way of example as adaptive control, in which sensors detect the unit oscillations to be compensated and, on the basis of the detected sensor signal, the evaluation unit generates an actuating signal for the actuator. Alternatively, in a simpler embodiment, such a sensor can be dispensed with and instead a control without signal feedback can be realized.

Generell kann der Aktor innen- oder außenseitig am Aggregatelager positioniert sein. Im Hinblick auf eine bauraumsparende kompakte Anordnung ist es jedoch von Vorteil, wenn der Aktor innerhalb des Lagergehäuses integriert ist. In diesem Fall kann das Lagergehäuse eine Ausgleichskammer aufweisen, die nicht mit Hydraulikfluid gefüllt ist, das heißt fluiddicht von der Arbeitskammer abgetrennt ist. Die Ausgleichskammer kann auf der, der Arbeitskammer abgewandten Membranseite angrenzen, wobei die hubverstellbare Spindel des Aktors unmittelbar in dieser Membranseite in Anlage sein kann. In der Ausgleichskammer kann der Aktor bauraumgünstig angeordnet werden.In general, the actuator can be positioned on the inside or outside of the assembly bearing. With regard to a space-saving compact arrangement, however, it is advantageous if the actuator is integrated within the bearing housing. In this case, the bearing housing may have a compensation chamber, which is not filled with hydraulic fluid, that is, fluid-tightly separated from the working chamber. The compensation chamber can adjoin the side of the diaphragm facing away from the working chamber, wherein the stroke-adjustable spindle of the actuator directly in this membrane side can be in plant. In the compensation chamber, the actuator can be arranged space-saving.

Zur weiteren Entlastung des Aktors kann die Ausgleichskammer als eine gasdruckbeaufschlagte Pneumatikkammer ausgeführt sein. Auf diese Weise wird die auf die Membran wirkende Aktor-Spindel kräftemäßig entlastet, wodurch bereits kleinere Antriebsmomente des Drehmotors ausreichen, um die Spindel zu verstellen.To further relieve the actuator, the compensation chamber can be designed as a gas-pressurized pneumatic chamber. In this way, the force acting on the diaphragm actuator spindle is relieved in terms of power, which already smaller drive torques of the rotary motor sufficient to adjust the spindle.

Mit dem erfindungsgemäßen Aggregatelager werden die quasistatischen Vertikalkräfte zur Abstützung der Aggregate-Gewichtskraft und des Antriebsmomentes nicht mehr vollständig durch den elastischen Tragkörper abgestützt. Aus- und Einfederbewegungen des Aggregatelagers in Folge veränderter Reaktionskräfte werden durch Druckänderungen innerhalb des Aggregatelagers aufgenommen, so dass sich deutlich geringere Aggregatebewegungen ergeben.With the assembly bearing according to the invention, the quasi-static vertical forces for supporting the aggregate weight force and the drive torque are no longer completely supported by the elastic support body. The compression and compression movements of the assembly bearing as a result of modified reaction forces are absorbed by pressure changes within the assembly bearing, resulting in significantly lower aggregate movements.

Zusammenfassend kann das erfindungsgemäße Aggregatelager - in Abgrenzung zu hochdynamischen aktiven Motorlagern - statische Kräfte abstützen, wobei der Elastomertragkörper entlastet wird. Zudem kann der Aktor aus einem Drehmotor und einem Spindeltrieb bestehen. Außerdem kann der Aktor über ein Steuergerät in einfacher Weise angesteuert werden, um Ein- und Ausfederbewegungen des Aggregatelagers zu kompensieren und darüberhinaus den Schwingungskomfort zu verbessern, in dem die Motormasse als Tilgermasse verwendet wird.In summary, the aggregate bearing according to the invention - in contrast to highly dynamic active engine mounts - support static forces, the elastomeric body is relieved. In addition, the actuator may consist of a rotary motor and a spindle drive. In addition, the actuator can be controlled via a control device in a simple manner to compensate for compression and rebound movements of the assembly bearing and beyond to improve the vibration comfort, in which the engine mass is used as absorber mass.

Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.The advantageous embodiments and / or further developments of the invention explained above and / or reproduced in the dependent claims can be used individually or else in any desired combination with one another, for example in the case of clear dependencies or incompatible alternatives.

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Demzufolge weist das Fahrzeug ein Steuergerät 1 mit einer darin als Programmbaustein integrierten Auswerteeinheit 3 auf, die Bestandteil einer aktiven Aggregatelagerung 5 ist. Die aktive Aggregatelagerung 5 weist in der Figur ein aktives Aggregatelager 7 auf, wobei in der angedeuteten Einbaulage zum Beispiel eine Brennkraftmaschine oder ein Getriebe über einen Lagerkern 9 unter Zwischenschaltung des Aggregatelagers 7 auf einer Tragstruktur 11 einer Fahrzeugkarosserie abgestützt ist.The invention and its advantageous embodiments and developments and their advantages will be explained in more detail with reference to the figure. Consequently, the vehicle has a control unit 1 with an evaluation unit integrated therein as a program block 3 which forms part of an active aggregate storage 5 is. The active aggregate storage 5 has in the figure an active assembly storage 7 on, in the indicated installation position, for example, an internal combustion engine or a transmission via a bearing core 9 with interposition of the unit bearing 7 on a support structure 11 a vehicle body is supported.

Die Auswerteeinheit 3 des Steuergerätes 1 ist signaltechnisch in Verbindung mit einem Lastsensor 13, der eine aktuelle Motormoment M_ist erfasst. In der Auswerteeinheit 3 wird in Abhängigkeit von der aktuellen Motormoment M_ist ein Stellsignal y generiert und in einem signaltechnisch nachgeschalteten Verstärker 15 leistungsverstärkt zum Aggregatelager 7 geleitet.The evaluation unit 3 of the control unit 1 is signal technology in conjunction with a load sensor 13 , which is a current engine torque M _is detected. In the evaluation unit 3 is generated in response to the current engine torque M _is an actuating signal y and in a signal technically downstream amplifier 15 Power amplified to the assembly warehouse 7 directed.

Wie aus der Figur weiter hervorgeht, weist das Aggregatelager 7 ein in etwa becherförmig ausgebildetes Lagergehäuse 17 auf, zwischen dessen Oberseite und dem Lagerkern 9 ein gummielastischer Tragkörper 19 angeordnet ist. Innerhalb des Lagergehäuses 17 ist eine Membran 21 eingespannt, zwischen der und dem gummielastischen Tragkörper 19 eine Arbeitskammer z.B. begrenzt ist, die nach außen vollständig fluiddicht abgeschlossen ist, das heißt keine Strömungsverbindung zu anderen Hydraulikkammer aufweist. Die Arbeitskammer 23 ist mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt.As can be seen from the figure, the assembly bearing has 7 an approximately cup-shaped bearing housing 17 on, between its top and the bearing core 9 a rubber-elastic support body 19 is arranged. Inside the bearing housing 17 is a membrane 21 clamped between the rubber-elastic support body 19 a working chamber is limited for example, which is completed completely fluid-tight to the outside, that has no flow connection to other hydraulic chamber. The working chamber 23 is filled with hydraulic fluid.

Auf der, der Arbeitskammer 23 gegenüberliegenden Seite ist zwischen der Membran 21 und einen Gehäuseboden 25 des Lagergehäuses 17 eine Ausgleichskammer 27 definiert, die fluiddicht von der Arbeitskammer 23 abgetrennt ist. In der Ausgleichskammer 27 ist ein Drehmotor 29 mit hubverstellbarer Spindel 31 angeordnet. Die Oberseite der Spindel 31 ist in Verbindung mit der Unterseite der Membran 21.On the, the working chamber 23 opposite side is between the membrane 21 and a caseback 25 of the bearing housing 17 a compensation chamber 27 defined, the fluid-tight from the working chamber 23 is separated. In the compensation chamber 27 is a rotary motor 29 with stroke-adjustable spindle 31 arranged. The top of the spindle 31 is in communication with the bottom of the membrane 21 ,

Der elektrisch betreibbare Drehmotor 29 wirkt als ein Aktor, der von dem Steuergerät 1 mit der Stellgröße y elektrisch ansteuerbar ist, um durch Hubverstellungen der Spindel 31 über die Membran 21 Schwingungen in die Arbeitskammer 23 zu übertragen, die zum Beispiel betriebsbedingte Aggregateschwingungen oder -bewegungen kompensieren. Der Motor 29 ist über einen nicht näher dargestellten Spindeltrieb trieblich mit der Spindel 31 gekoppelt. Der Spindeltrieb ist dabei so ausgelegt, dass er im stromlosen Zustand des Drehmotors 29 selbstsperrend wirkt. Das heißt, dass im stromlosen Zustand die aktuelle Spindel-Hubposition selbsttätig, das heißt ohne Fremdenergie, etwa elektrischem Strom, gehalten wird, während lediglich zur Hubverstellung der Spindel 31 der Drehmotor 29 mit elektrischem Strom beaufschlagt wird.The electrically operable rotary motor 29 acts as an actuator by the control unit 1 with the manipulated variable y is electrically controlled to by stroke adjustments of the spindle 31 over the membrane 21 Vibrations in the working chamber 23 which compensate, for example, operational aggregate vibrations or motions. The motor 29 is driven by a spindle drive, not shown, with the spindle 31 coupled. The spindle drive is designed so that it is in the de-energized state of the rotary motor 29 self-locking effect. This means that in the de-energized state, the current spindle lifting position is automatically, that is, without external energy, such as electric current, held while only for stroke adjustment of the spindle 31 the rotary motor 29 is supplied with electric current.

In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann die Ausgleichskammer 27 als eine gasdichte Pneumatikkammer ausgeführt sein. Der Gas-Vorspanndruck in der Pneumatikkammer drückt in der Figur gegen die Unterseite der Membran 21 und entlastet dadurch die mit der Membran 21 zusammenwirkende Aktor-Spindel 31 kräftemäßig. Auf diese Weise genügen bereits stark reduzierte Antriebsmomente für eine Hubverstellung der Spindel 31, wodurch die Ansprechempfindlichkeit der Steuerung steigt.In a further embodiment of the invention, the compensation chamber 27 be designed as a gas-tight pneumatic chamber. The gas bias pressure in the pneumatic chamber presses in the figure against the underside of the membrane 21 and thereby relieves those with the membrane 21 cooperating actuator spindle 31 in terms of forces. In this way, already greatly reduced drive torques are sufficient for a stroke adjustment of the spindle 31 , whereby the responsiveness of the controller increases.

Claims

Hydraulically damped assembly storage for a vehicle, with one, with the unit connectable bearing core (9) and a body-mounted bearing housing (17), between the bearing core (9) and the bearing housing (17) arranged rubber-elastic support body (19), the one with hydraulic fluid filled working chamber (23), wherein the assembly bearing (7) has an electrically controllable actuator (29) with which via a to the working chamber (23) adjacent membrane (21) vibrations for the compensation of operational aggregate vibrations and / or movements are generated wherein the actuator (29) comprises a stroke-adjustable spindle (31) which is operatively connected to the diaphragm (21) and is self-locking, and the actuator (29) is an electrically operable spindle driven rotary motor, and wherein the actuator (29) is integrated within the bearing housing (17), characterized in that the working chamber (23) is sealed fluid-tight, and that the Bearing housing (17) has a compensation chamber (27) which is not filled with hydraulic fluid, and that the compensation chamber (27) is fluid-tightly separated from the working chamber (23).

Hydraulically damped aggregate bearing after Claim 1 , characterized in that the spindle drive is designed to be self-locking, so that the rotary motor (29) is driven only for stroke adjustment of the spindle (31), however, to hold the spindle lifting position of the rotary motor (29) is currentless switchable.

Hydraulically damped aggregate bearing after Claim 1 or 2 , characterized in that the compensation chamber (27) directly adjacent to the membrane (21).

Hydraulically damped aggregate bearing after Claim 1 or 2 or 3 characterized in that the actuator (29) in the compensation chamber (27) is arranged.

Hydraulically damped assembly bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the compensation chamber (27) is designed as a pneumatic chamber, which can be acted upon by a gas biasing pressure, namely to the power relief of the diaphragm (21) cooperating actuator spindle (27). 31).

Hydraulically damped assembly bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the assembly bearing (7) in an active assembly storage (5) is involved, in depending on at least one current driving parameters an evaluation unit (3) the actuator (29) with an electrical control signal (y) drives.