DE10359243B4

DE10359243B4 - Halterungsvorrichtung mit asymmetrisch, variabler Steifigkeit

Info

Publication number: DE10359243B4
Application number: DE10359243A
Authority: DE
Inventors: Jeong-Hoon Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2023-12-18
Also published as: DE10359243A1; JP2005048944A; US20050023092A1; KR20050014205A; KR100494805B1

Abstract

Halterungsvorrichtung mit asymmetrisch variabler Steifigkeit zur Befestigung eines Baugruppenkörpers (11) in einem Fahrzeug (1), mit:
zwei Puffer-Blockteilen (3, 4), die zu einer Vertikalebene, die quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs verläuft, symmetrisch geneigt angeordnet sind,
zwei fahrzeugkörperseitigen Haltern (9), die jeweils fest am Fahrzeugkörper (1) angebracht sind und die jeweils an einer geneigten unteren Fläche eines jeweiligen Puffer-Blockteils (3, 4) anliegen,
einem baugruppenkörperseitigen Halter (13), an dem der Baugruppenkörper (11) angeschlossen wird und der in seinem unteren Bereich die Form eines auf der Spitze stehenden Dreiecks aufweist und der an zwei geneigten oberen Flächen der beiden Puffer-Blockteile (3, 4) anliegt,
wobei die beiden Puffer-Blockteile (3, 4) eine Füllung mit einem elektro-rheologischen (ER) Fluid (17) und Elektrodenplatten (19) aufweisen, die so eingebaut sind, dass sie ein elektromagnetisches Feld an das jeweilige ER-Fluid (17) anlegen können, und die an Leistungsverstärker (21, 22) angeschlossen sind, sodass die Steifigkeit jedes der...

Description

Die Erfindung betrifft eine Halterungsvorrichtung mit asymmetrisch variabler Steifigkeit in Relation zum Betriebs-Status eines Fahrzeugs zur Befestigung eines Baugruppenkörpers.

Generell ist ein Fahrzeugkörper mit einer Baugruppe versehen, in der ein Motor und ein Getriebe integral zusammengebaut sind (im weiteren als Baugruppe bezeichnet), und zwischen der Baugruppe und dem Fahrzeugkörper sind geeignete Halterungsvorrichtungen, die eine Übertragung von Vibrationen des Motors auf den Fahrzeugkörper dämpfen. In der DE 3443029 A1 sind hierfür passive Halterungsvorrichtungen offenbart, bei denen Blattfedern und Gummikörper kombiniert sind. In der US 2003/0025255 A1 sind Halterungen offenbart, die jeweils eine mit einem magneto-rheologisches Fluid gefüllte Dämpfungseinheit aufweisen, deren Dämpfungseigenschaften durch Verändern eines magnetischen Feldes variiert wird, in Abhängigkeit von durch Sensoren erfassten Vibrationen am Fahrzeugkörper bzw. am Motor. Ferner ist in der DE 3827307 A1 eine Dämpfungseinheit offenbart, die mit einem elektro-rheologischen Fluid gefüllt ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Halterungsvorrichtung zu schaffen, die geeignet ist, einen Baugruppenkörper auf einem Fahrzeugkörper zu lagern und dabei vertikale und horizontale Vibrationen, die durch einen Motor in der Baugruppe erzeugt werden und auf den Fahrzeugkörper übertragen werden, und Vibrationen, die durch Beschleunigungswechsel des Fahrzeugkörpers (wie schnelles Starten oder schnelles Stoppen) im Zusammenhang mit dem Baugruppenkörper erzeugt werden, zu reduzieren und damit das Zittern des Fahrzeugs zu verringern und die Fahrtcharakteristiken zu verbessern.

Dies wird gemäß der Erfindung durch eine Halterungsvorrichtung mit asymmetrisch variabler Steifigkeit mit den Merkmalen in Anspruch 1 erzielt Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist in dem abhängigen Anspruch beschrieben.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine Strukturdarstellung von einer Halterungsvorrichtung mit einer asymmetrischen, variablen Steifigkeit gemäß einer Ausführungsform,
2 eine Darstellung von der Vorrichtung aus 1, wenn eine Baugruppe mit einem Motor und einem Getriebe vertikal vibriert,
3 eine Darstellung von der Vorrichtung aus 1, wenn ein Fahrzeug während schnellen Anfahrens und Stoppens betätigt wird,
Wie in 1 dargestellt, hat die eine asymmetrische, variable Steifigkeit aufweisende Halterungsvorrichtung ein Pufferelement 5, das zwei Puffer-Blockteile 3 und 4 hat, die symmetrisch zu einer vertikalen Linie angeordnet sind und die relativ zum Fahrzeugkörper 1 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung positioniert sind, mehrere fahrzeugkörperseitige Halter 9, wobei jeder Halter fest an dem Fahrzeugkörper angebracht ist und jeweils an einer geneigten Fläche der zwei Puffer-Blockteile 3 und 4 anliegt, mehrere baugruppenkörperseitige Halter 13, die die jeweils andere zugeordnete, geneigte Fläche der zwei Puffer-Blockteile 3 und 4 berühren und die an einem Baugruppenkörper 11 befestigt sind, mehrere Steifigkeits-Variationsmittel, die so eingebaut sind, dass sie die Steifigkeit der zwei Puffer-Blockteile 3 und 4 variieren können, ein Sensormittel, das Geschwindigkeitsveränderungen des Fahrzeugs detektiert und eine Steuerungsvorrichtung 15, die ein Signal von dem Sensormittel erhält, um die Steifigkeits-Variationsmittel zu steuern.
Die Steifigkeit-Variationsmittel weisen ein elektrorheologisches (ER) Fluid 17, mit dem jedes Puffer-Blockteil 3 und 4 gefüllt ist, Elektrodenplatten 19, die jeweils so eingebaut sind, dass sie elektromagnetische Felder am ER-Fluid erzeugen, und Leistungsverstärker 21 und 22 auf, die Elektrizität an die Elektrodenplatten anlegen.
Nach einer Ausführungsform ist das Sensormittel ein Beschleunigungssensor 55 zum Erfassen einer Beschleunigung von einem Fahrzeug. Nach einer anderen Ausführungsform ist das Sensormittel ein Geschwindigkeitssensor 57 zum Erfassen der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, oder ein Motordrehzahlsensor 59 zum Messen der Drehzahl eines Motors.
Im Folgenden wird die Arbeitsweise der Ausführungsform wie konstruiert beschrieben.
Im Hinblick auf vertikal auftretende Kräfte, die durch das Arbeiten des Motors erzeugt werden, sollte angemerkt werden, dass die zwei Puffer-Blockteile 3 und 4 die gleiche Steifigkeit haben.
Die Steuerungsvorrichtung 15 veranlasst die Leistungsverstärker 21 und 22 zum Anlegen der gleichen Größe von Elektrizität an die Elektrodenplatten 19, die in jedem Puffer-Blockteil 3 und 4 eingebaut sind, wenn eine Beschleunigung des Fahrzeugs im Bereich von Null ist, das Fahrzeug nicht in einem schnellen Start-Zustand ist oder das Fahrzeug nicht in einem schnellen Stopp-Zustand ist.
Die gleiche Größe der elektromagnetischen Felder, die durch die mit gleicher Größe an Elektrizität versorgten Elektrodenplatten ausgebildet wurden, veranlassen das ER-Fluid 17, das in die zwei Puffer-Blockteile 3 und 4 eingefüllt ist, die jeweils gleiche Scherkraft auszubilden. Als Folge hiervon bilden die Puffer-Blockteile 3 und 4 die gleiche Größe der Steifigkeit aus.
Falls vertikal erregte Kräfte, die durch einen Motor erzeugt werden, aufgebracht werden, übt die erregte Kraft die gleiche Größe einer Teilkraft auf jedes Puffer-Blockteil 3 und 4 aus, deformiert die Puffer-Blockteile 3 und 4 und wird von ihnen aufgenommen, unter der Bedingung, dass die zwei Puffer-Blockteile 3 und 4 auf einer horizontalen Linie mit der gleichen Größe der Steifigkeit symmetrisch angeordnet sind.
Für die Erläuterung eines schnellen Starts oder eines schnellen Stopps, der eine starke Beschleunigung mit sich bringt, zeigt 3 den schnellen Start als ein repräsentatives Beispiel. Wenn die linke Seite von 3 die Vorderseite eines Fahrzeugs ist, wird eine Trägheitskraft des Baugruppenkörpers 11 zur rechten Seite hin wirken, wie in der Figur gezeigt.
Wenn der Beschleunigungssensor 55 detektiert, dass ein Fahrzeug mit einer starken Geschwindigkeitsveränderung plötzlich startet, veranlasst die Steuerungsvorrichtung 15 die zwei Puffer-Blockteile 3 und 4, jeweils unterschiedliche Steifigkeiten abhängig von der Beschleunigung zu haben. In anderen Worten, die Steuerungsvorrichtung steuert derart, dass die Elektrodenplatten 19, die an der vorderen Seite des Fahrzeugs angeordnet sind, mit einer größeren elektrischen Leistung versorgt werden, wodurch das auf der vorderen Seite des Fahrzeugs angeordnete Puffer-Blockteil 3 eine größere Steifigkeit ausbilden kann. Dies sollte in Anbetracht der Tatsache so sein, da Dehnungen bei Zugkräften größer sind als Verformungen bei Druck, für den Fall, dass ein Pufferglied aus Gummi ohne veränderbarer Steifigkeit hergestellt ist.
Wenn die zwei Puffer-Blockteile 3 und 4 die gleiche Steifigkeit haben im Hinblick auf die durch den plötzlichen Start horizontal wirkende Trägheitskraft, wie beschrieben, wird die Trägheitskraft gleichmäßig auf die zwei Puffer-Blockteile 3 und 4 verteilt. Wenn jedoch diese verteilte Kraft auf das Puffer-Blockteil 3, das auf der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet ist, als Zugkraft wirkt, wird die Dehnung des Puffer-Blockteils 3 an der Vorderseite des Fahrzeugs relativ größer sein als die Druckverformungen des Puffer-Blockteils 4 an der hinteren Seite des Fahrzeugs, so dass die Summation von zwei Verformungen der zwei Puffer-Blockteile 3 und 4 nicht in horizontale Richtung zeigt, sondern nach oben relativ zum Fahrzeugkörper, wodurch eine vertikale Vibration relativ zu Fahrzeugkörper von dem Baugruppenkörper erzeugt wird.
Als Ergebnis betreibt die Steuerungsvorrichtung 15 abhängig von einem Eingangssignal von dem Beschleunigungssensor 55 die Leistungsverstärker 21 und 22 derart, dass die an den Elektrodenplatten 19, die in dem Puffer-Blockteile 3 an der Vorderseite des Fahrzeugs eingebaut sind, anliegende Leistung kleiner wird als die an den Elektrodenplatten 19 des Puffer-Blockteils 4 an der hinteren Seite des Fahrzeugs, wodurch die Zugdehnungen und Druckverformungen der zwei Puffer-Blockteile 3 und 4 gleich gemacht werden, sodass nur horizontale Verformungen des Pufferelements 5 auftreten, und zwar parallel zur Trägheitskraft, die durch den schnellen Start erzeugt wurde.
Mit anderen Worten können sowohl die vertikalen Vibrationen des Baugruppenkörpers 11 relativ zum Fahrzeugkörper 1 während der Fahrt mit gleichbleibender Geschwindigkeit als auch die eines schnellen Starts des Fahrzeugs reduziert werden, wodurch die Fahrcharakteristiken bzw. der Komfort der Insassen in dem Fahrzeug verbessert werden.
Außerdem ist nur die Richtung der Trägheitskraft von einem Baugruppenkörper umgekehrt während eines schnellen Stopps, wobei andere operationale Prinzipien gleich den oben beschriebenen Prinzipien bleiben, sodass die vertikalen Vibrationen relativ zum Fahrzeugkörper 1 von dem Baugruppenkörper 11 selbst während einem schnellen Stopp reduziert werden können, um die Fahrt des Fahrzeugs zu verbessern.
Wie aus dem Beschriebenen ersichtlich, ist es von Vorteil, wenn eine Halterungsvorrichtung, bei der ein Baugruppenkörper relativ zu einem Fahrzeug von zwei Seiten des Kraftfahrzeugs gehalten wird, eine asymmetrisch variable Steifigkeit hat, wobei sie vertikale und horizontale Vibrationen verringert, die von einem Motor in der Baugruppe erzeugt werden, und Vibrationen verringert, die durch den Baugruppenkörper relativ zum Fahrzeugkörper bei einem schnellen Start oder einem schnellen Stopp erzeugt werden, um hierbei ein Zittern des Fahrzeugs zu reduzieren und die Fahrcharakteristiken zu verbessern.

Claims

Halterungsvorrichtung mit asymmetrisch variabler Steifigkeit zur Befestigung eines Baugruppenkörpers (11) in einem Fahrzeug (1), mit: zwei Puffer-Blockteilen (3, 4), die zu einer Vertikalebene, die quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs verläuft, symmetrisch geneigt angeordnet sind, zwei fahrzeugkörperseitigen Haltern (9), die jeweils fest am Fahrzeugkörper (1) angebracht sind und die jeweils an einer geneigten unteren Fläche eines jeweiligen Puffer-Blockteils (3, 4) anliegen, einem baugruppenkörperseitigen Halter (13), an dem der Baugruppenkörper (11) angeschlossen wird und der in seinem unteren Bereich die Form eines auf der Spitze stehenden Dreiecks aufweist und der an zwei geneigten oberen Flächen der beiden Puffer-Blockteile (3, 4) anliegt, wobei die beiden Puffer-Blockteile (3, 4) eine Füllung mit einem elektro-rheologischen (ER) Fluid (17) und Elektrodenplatten (19) aufweisen, die so eingebaut sind, dass sie ein elektromagnetisches Feld an das jeweilige ER-Fluid (17) anlegen können, und die an Leistungsverstärker (21, 22) angeschlossen sind, sodass die Steifigkeit jedes der beiden Puffer-Blockteile (3, 4) durch Steuerung des jeweiligen elektromagnetischen Feldes variabel ist, einem Sensormittel (55, 57, 59) zum Detektieren der Beschleunigung oder der Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder der Drehzahl des Motors, und einer Steuerungsvorrichtung (15) zum Empfangen eines Signals von dem Sensormittel (55, 57, 59), um jeden der Leistungsverstärker (21, 22) zur Änderung des elektromagnetischen Feldes zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei von den beiden in Fahrtrichtung hintereinander angeordneten Puffer-Blockteilen (3, 4) ein einstückiges Pufferelement (5) gebildet wird.