DE102018205738A1 - Assembly storage for a drive unit of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Aggregatelagerung für ein Antriebsaggregat (1) eines Fahrzeugs, mit zumindest einem Aggregatelager (3), über das das Antriebsaggregat (1) auf einer Fahrzeugkarosserie (5) abgestützt ist, und einem Dämpferlager (7), das im Fahrbetrieb Aggregateschwingungen tilgt oder dämpft. Erfindungsgemäß ist das Dämpferlager (7) als ein elektromagnetisches Stellglied ausgebildet, mittels dem Ausgleichsschwingungen zur Kompensation betriebsbedingter Aggregateschwingungen erzeugt werden, die über einen im Stellglied (7) hubverstellbar gelagerten Stößel (27) in das Antriebsaggregat (1) einleitbar sind.The invention relates to an assembly mounting for a drive unit (1) of a vehicle, with at least one assembly bearing (3), via which the drive unit (1) on a vehicle body (5) is supported, and a damper bearing (7) which extinguishes aggregate vibrations while driving or steaming. According to the invention, the damper bearing (7) is designed as an electromagnetic actuator, by means of which compensating vibrations are generated to compensate operational oscillations which can be introduced into the drive unit (1) via a plunger (27) mounted in an adjustable manner in the actuator (7).
Description
Die Erfindung betrifft eine Aggregatelagerung für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an assembly mounting for a drive unit of a vehicle according to the preamble of claim 1.
Eine Aggregatelagerung kann beispielhaft aus drei oder vier Aggregatelagern aufgebaut sein. Diese können hydraulisch oder pneumatisch arbeiten oder als Gummi-Metall-Hülsenlager ausgeführt sein. Die Aggregatelager können in einer aktiven Aggregatelagerung eingebunden sein, bei dem zum Beispiel in Abhängigkeit von aktuellen Fahrbetriebsparametern in einem Steuergerät ein Stellsignal generiert wird, mit dem im Aggregatelager betriebsbedingte Aggregatebewegungen und -schwingungen kompensierbar sind. In diesem Fall übernimmt das Aggregatelager sowohl eine Tragfunktion, das heißt das Aggregategewicht ist komplett auf dem Aggregatelager abgestützt, als auch eine Dämpfungsfunktion, mittels der betriebsbedingten Aggregateschwingungen getilgt oder gedämpft werden. Eine solche Doppelfunktion führt zu einem komplexen Lageraufbau des Aggregatelagers sowie zu einer steuerungstechnisch aufwendigen Ansteuerung des aktiven Aggregatelagers.An assembly storage can be constructed, for example, from three or four aggregate storage. These can work hydraulically or pneumatically or be designed as a rubber-metal sleeve bearing. The assembly storage can be integrated in an active assembly storage, in which, for example, depending on current driving parameters in a control unit, a control signal is generated with the aggregate bearing operational aggregate movements and vibrations can be compensated. In this case, the aggregate bearing takes over both a support function, that is, the unit weight is completely supported on the assembly bearing, as well as a damping function, eradicated or damped by the operating aggregate vibrations. Such a dual function leads to a complex bearing structure of the assembly bearing as well as to a control technically complex control of the active assembly bearing.
In Abkehr davon sind in einer gattungsgemäßen Aggregatelagerung die Tragfunktion und die Dämpfungsfunktion nicht mehr in einem Aggregatelager vereint, sondern ist vielmehr ein die Tragfunktion realisierendes Aggregatelager sowie ein die Dämpfungsfunktion realisierendes Dämpfungslager bereitgestellt, das im Fahrbetrieb Aggregateschwingungen tilgt oder dämpft. Eine solche Aggregatelagerung ist beispielhaft aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Aggregatelagerung für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeugs bereitzustellen, bei dem in einfacher und betriebssicherer Weise betriebsbedingte Aggregateschwingungen kompensierbar sind.The object of the invention is to provide an assembly mounting for a drive unit of a vehicle, in which in a simple and reliable manner operational aggregate vibrations can be compensated.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ist das Dämpferlager als ein elektromagnetisches Stellglied ausgebildet, mittels dem im Fahrbetrieb Ausgleichsschwingungen zur Kompensation betriebsbedingter Aggregateschwingungen erzeugt werden. Diese werden zur Schwingungskompensation über einen im Stellglied hubverstellbar gelagerten Stößel in das Antriebsaggregat eingeleitet. Bevorzugt ist das Aggregatelager als ein Traglager ausgebildet, über das das Aggregategewicht komplett auf der Fahrzeugkarosserie abgestützt ist. Demgegenüber weist das Dämpferlager keine Tragfunktion auf, sondern bewirkt lediglich eine Dämpfungsfunktion.According to the characterizing part of claim 1, the damper bearing is designed as an electromagnetic actuator, by means of which compensating vibrations are generated during operation to compensate operational aggregate vibrations. These are introduced into the drive unit for vibration compensation via a plunger mounted in an adjustable stroke in the actuator. Preferably, the assembly bearing is designed as a support bearing over which the unit weight is completely supported on the vehicle body. In contrast, the damper bearing on no support function, but only causes a damping function.
Erfindungsgemäß können somit Aggregateschwingungen passiv und/oder aktiv durch ein elektromagnetisches Zusatzlager für spezielle für sämtliche anfallenden Frequenzbereiche hindurch bedämpft werden. Die Lagerungseinheit kann eine Motorkonsole aufweisen, die insgesamt zwei Lager trägt, und zwar ein zum Beispiel konventionelles Buchsenlager, das als Traglager fungiert, und ein zweites Dämpfungslager, das dem Traglager physikalisch parallel geschaltet ist und erfindungsgemäß ebenfalls in der Motorkonsole oder bei Bedarf an anderer Position untergebracht ist.Thus, according to the invention, aggregate vibrations can be passively and / or actively damped by an additional electromagnetic bearing for special frequency ranges that accumulate throughout. The storage unit may comprise a motor bracket which carries a total of two bearings, namely a conventional bush bearing acting as a support bearing, and a second damping bearing which is physically connected in parallel to the support bearing and also according to the invention in the engine console or if necessary at a different position is housed.
Kennzeichnend für die Erfindung ist, dass das Dämpferlager Kräfte elektromagnetisch überträgt. Ein Stößel, welcher motorseitig durch ein Elastomerlager kippbar gelagert ist, aber axiale Kräfte mit hoher Steifigkeit überträgt, ist an seinem zweiten Ende durch eine Zentrierungsmembran in der Motorkonsole aufgehängt. Auf dem Stößel befindet sich ein Magnet, der mit einer in die Konsole integrierten elektrodynamischen Spule wechselwirkt. Für eine rein passive Auslegung kann ein elektrodynamischer Resonator (Schwingkreis) so mit der dargestellten Spule verbunden werden, dass für einen abzustimmenden Frequenzbereich eine Tilgung bzw. Dämpfung der mechanischen Aggregatschwingung erzielt wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Spule wie dargestellt aktiv mit einer Eingangsspannung versorgt werden, um gezielt schwingungsdämpfende Kräfte zu erzeugen. Diese kann beruhen auf zum Beispiel motorseitig oder karosserieseitig fixierten Beschleunigungssensoren, einem die Stößelauslenkung erfassenden Sensor oder basierend auf Messungen der in der Spule induzierten Spannungen.Characteristic of the invention is that the damper bearing transmits forces electromagnetically. A plunger which is tiltably mounted on the engine side by an elastomeric bearing, but transmits axial forces with high rigidity, is suspended at its second end by a Zentrierungsmembran in the engine console. On the ram is a magnet that interacts with an integrated into the console electrodynamic coil. For a purely passive design, an electrodynamic resonator (resonant circuit) can be connected to the coil shown in such a way that a damping or damping of the mechanical unit vibration is achieved for a frequency range to be tuned. Additionally or alternatively, as shown, the coil can be actively supplied with an input voltage in order to generate specific vibration-damping forces. This can be based on, for example, motor-side or body-side fixed acceleration sensors, a sensor detecting the ram displacement, or based on measurements of the voltages induced in the coil.
Die elektrodynamisch übertragenen Kräfte werden durch die Ansteuerung bzw. Auslegung der wirksamen Komponenten beschränkt auf einen Zielfrequenzbereich. Die Zentrierungsmembran isoliert aufgrund ihrer niedrigen Steifigkeit in axialer Richtung hochfrequente Schwingungen von dem Motor auf den Stößel.The electrodynamically transmitted forces are limited by the control or design of the effective components to a target frequency range. The Zentrierungsmembran isolated due to their low stiffness in the axial direction high-frequency vibrations from the engine to the plunger.
Nachfolgend werden Erfindungsaspekte im Einzelnen beschrieben: So kann in einer technischen Umsetzung der Stößel einen Magnetanker aufweisen, der in magnetischer Wechselwirkung mit einer in einem Stellglied-Gehäuse angeordneten elektrodynamischen Spule ist. Um einen Bewegungsausgleich zwischen dem Stößel und dem Antriebsaggregat bereitzustellen, ist es bevorzugt, wenn der Stößel nicht starr oder verbindungssteif am Antriebsaggregat angebunden ist, sondern vielmehr bevorzugt über ein Elastomerlager geringfügig beweglich am Antriebsaggregat angelenkt ist. Das Elastomerlager ist bevorzugt so ausgelegt, dass Stößel-Kippbewegungen mit Bezug auf das Antriebsaggregat mit geringer Elastomerlagersteifigkeit ermöglicht sind, während Axialkräfte mit entsprechend hoher Lagersteifigkeit zwischen dem Stößel und dem Antriebsaggregat übertragbar sind. Das Elastomerlager kann einen am Stößelkopf befestigten metallischen Lagerkern aufweisen, der radial außenseitig in einen ringförmigen Elastomerkörper übergeht. Der ringförmige Elastomerkörper kann wiederum in einem radial äußeren Lagergehäuse gehaltert sein. Das radial äußere Lagergehäuse des Elastomerlagers kann in einer aggregateseitigen Lageraufnahme gehaltert sein.In a technical implementation, the plunger has a magnet armature that is in magnetic interaction with an electrodynamic coil arranged in an actuator housing. In order to provide a movement compensation between the plunger and the drive unit, it is preferred if the Tappet is not rigidly or rigidly connected to the drive unit, but rather preferably via an elastomeric bearing is slightly movable hinged to the drive unit. The elastomeric bearing is preferably designed so that tappet tilting movements are made possible with respect to the drive unit with low elastomeric bearing stiffness, while axial forces with a correspondingly high bearing stiffness between the tappet and the drive unit are transferable. The elastomeric bearing may have a metal bearing core attached to the plunger head, which merges radially on the outside into an annular elastomeric body. The annular elastomeric body may in turn be supported in a radially outer bearing housing. The radially outer bearing housing of the elastomeric bearing can be supported in an aggregate-side bearing mount.
In einer ersten Ausführungsvariante kann das Dämpferlager als ein passives Lager ohne Ansteuerung durch Fremdenergie ausgelegt sein. In diesem Fall kann die elektrodynamische Spule des Stellglieds mit einem elektrodynamischen Resonator bzw. Schwingkreis verbunden sein, mittels dem für einen abzustimmenden Frequenzbereich eine Tilgung und/oder eine Dämpfung der Aggregateschwingungen erfolgen kann.In a first embodiment variant, the damper bearing can be designed as a passive bearing without activation by external energy. In this case, the electrodynamic coil of the actuator can be connected to an electrodynamic resonator or resonant circuit, by means of which an attenuation and / or a damping of the unit oscillations can take place for a frequency range to be tuned.
Alternativ dazu kann das Dämpferlager auch als ein aktives Lager ausgebildet sein, das in Signalverbindung mit einem Regel- oder Steuergerät ist. Das Regel- oder Steuergerät kann auf der Grundlage von sensorisch erfassten Eingangsparametern ein Stellsignal genieren, mit dem das Stellglied ansteuerbar ist, um betriebsbedingte Aggregateschwingungen zu kompensieren. Als Eingangsparameter können über entsprechende Sensoren beispielhaft eine Fahrzeug-Beschleunigung, eine Stößel-Hubauslenkung und/oder eine in der elektrodynamischen Spule induzierte Spannung erfasst werden (über entsprechende Beschleunigungs- oder Wegsensoren).Alternatively, the damper bearing may be formed as an active bearing, which is in signal communication with a control or regulating device. The control or regulating device may embarrass an actuating signal on the basis of sensory input parameters, with which the actuator can be controlled in order to compensate for operating aggregate vibrations. By way of example, a vehicle acceleration, a plunger stroke deflection and / or a voltage induced in the electrodynamic coil can be detected as input parameters via corresponding sensors (via corresponding acceleration or displacement sensors).
Der vom Stößelkopf abgewandte Stößelfuß des Stellglied-Stößels kann über eine Zentriermembran im Stellglied aufgehängt sein, die in Axialrichtung nachgiebig, jedoch in Radialrichtung bauteilsteif ausgelegt ist, um mit Bezug auf die radial äußere elektrodynamische Spule eine zentrierte Lagerung zu gewährleisten.The remote from the plunger head ram of the actuator plunger may be suspended via a centering in the actuator, which is resilient in the axial direction, but designed to be rigid in the radial direction to ensure with respect to the radially outer electrodynamic coil centered storage.
In einer montagetechnisch einfachen Realisierung können das Aggregatelager und das Dämpferlager gemeinsam in einer Motorkonsole montierbar sein. Die Motorkonsole kann als eine separate Vormontageeinheit an der Fahrzeugkarosserie zum Beispiel in Schraubverbindung anbindbar sein. Beispielhaft kann die Motorkonsole ein Befestigungsauge aufweisen, in dem das Aggregatelager einsetzbar ist. Das Aggregatelager kann bevorzugt als ein einfaches, passives Gummi-Metall-Hülsenlager ausgeführt sein. Zudem kann in der Motorkonsole materialeinheitlich und/oder einstückig ein Stellglied-Gehäuse ausgebildet sein, in dem die elektrodynamische Spule und der Stößel angeordnet sind.In a montetechnisch simple implementation, the unit bearing and the damper bearing can be mounted together in a motor console. The engine console may be connectable as a separate pre-assembly unit to the vehicle body, for example, in screw connection. By way of example, the engine console can have a fastening eye in which the assembly bearing can be inserted. The assembly bearing may preferably be designed as a simple, passive rubber-metal sleeve bearing. In addition, in the motor bracket material uniformly and / or integrally formed an actuator housing in which the electrodynamic coil and the plunger are arranged.
Nachfolgend sind zwei Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.Below, two embodiments of the invention are described with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:
-
1 und2 jeweils eine Aggregatelagerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und einem zweiten Ausführungsbeispiel.
-
1 and2 each an aggregate storage according to a first embodiment and a second embodiment.
In der
Wie aus der
Es ist hervorzuheben, dass die Erfindung nicht auf die
Zudem ist hervorzuheben, dass die in den Figuren gezeigte Stößel-Orientierung in der Fahrzeughochrichtung z lediglich beispielhaft ist. Anstelle dessen kann der Stößel
In der
Die in den Figuren gezeigte konkrete Lagergeometrie des Stößel-Lagers
In der
Im Unterschied dazu ist in der
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 4377218 A [0003]US 4377218 A [0003]
- US 2017138434 A1 [0003]US 2017138434 A1 [0003]
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