DE19547314C2 - Aktives Motorlagersystem zur Steuerung von Vertikalbewegung einer Fahrzeugkarosserie - Google Patents

Aktives Motorlagersystem zur Steuerung von Vertikalbewegung einer Fahrzeugkarosserie

Info

Publication number
DE19547314C2
DE19547314C2 DE19547314A DE19547314A DE19547314C2 DE 19547314 C2 DE19547314 C2 DE 19547314C2 DE 19547314 A DE19547314 A DE 19547314A DE 19547314 A DE19547314 A DE 19547314A DE 19547314 C2 DE19547314 C2 DE 19547314C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle body
mounting system
engine mounting
vehicle
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19547314A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19547314A1 (de
Inventor
Nobuharu Kuriki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of DE19547314A1 publication Critical patent/DE19547314A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19547314C2 publication Critical patent/DE19547314C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/0195—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the regulation being combined with other vehicle control systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D37/00—Stabilising vehicle bodies without controlling suspension arrangements
    • B62D37/04—Stabilising vehicle bodies without controlling suspension arrangements by means of movable masses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F16F7/1028—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia-producing means being a constituent part of the system which is to be damped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/20—Type of damper
    • B60G2202/25—Dynamic damper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/10—Mounting of suspension elements
    • B60G2204/18—Mounting of vehicle engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/10—Acceleration; Deceleration
    • B60G2400/102—Acceleration; Deceleration vertical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/80—Exterior conditions
    • B60G2400/82—Ground surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/80—Exterior conditions
    • B60G2400/82—Ground surface
    • B60G2400/821—Uneven, rough road sensing affecting vehicle body vibration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2401/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60G2401/14—Photo or light sensitive means, e.g. Infrared
    • B60G2401/142—Visual Display Camera, e.g. LCD
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/18—Automatic control means
    • B60G2600/182—Active control means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/16—Running
    • B60G2800/162—Reducing road induced vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/70—Estimating or calculating vehicle parameters or state variables
    • B60G2800/702—Improving accuracy of a sensor signal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/90—System Controller type
    • B60G2800/91—Suspension Control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S180/00—Motor vehicles
    • Y10S180/902—Shock or vibration absorbing or transmitting means between wheel suspension and motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein aktives Motorlagersystem für Kraftfahrzeuge und insbesondere ein aktives Motorlagersystem unter Verwendung eines Stellglieds, das die Vertikalbewegung der Fahrzeugkarosserie bzw. des Fahrzeugkörpers durch verti­ kales Verstellen des Motors relativ zu der Fahrzeugkarosserie steuern kann, um hierdurch die Fahreigenschaften des Fahr­ zeugs zu verbessern.
Ein aktives Radaufhängungssystem befindet sich normalerweise zwischen der Fahrzeugkarosserie und einem Rad und steuert seinen Hub zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Rad ent­ sprechend dem Fahrzustand des Fahrzeugs. Ein vollaktives Rad­ aufhängungssystem steuert aktiv den Federungshub mit Hilfe seines Stellglieds. Ein halbaktives Aufhängungssystem steuert nur die Dämpfeigenschaften des Federungssystems.
Bei einem aktiven Radaufhängungssystem, insbesondere bei ei­ nem vollaktiven Aufhängungssystem, wird die auf die Fahrzeug­ karosserie wirkende Vertikalkraft als Beschleunigung erfaßt, und der Federhub wird nach Maßgabe der erfaßten Beschleuni­ gung gesteuert. Hierdurch kann die Vertikalbewegung des Fahr­ zeugs durch Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche im Ver­ gleich zum herkömmlichen passiven Aufhängungssystem wesent­ lich reduziert werden. Durch Vorhersage der Vertikalbewegung der Fahrzeugkarosserie durch Erfassen des Zustands der Stra­ ßenoberfläche vor dem Fahrzeug oder durch Analyse des Fahr­ zustands des Fahrzeugs lassen sich die Fahreigenschaften des Fahrzeugs weiter verbessern.
Zwar wirkt ein solches aktives Radaufhängungssystem beim Steuern der Schwingung des Fahrzeugs in einen Frequenzbereich nahe der Resonanzfrequenz der gefederten Masse (der Masse der Fahrzeugkarosserie). Dies reicht häufig nicht aus zum Steuern der Schwingung des Fahrzeugs nahe der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse (der Masse des Rads und daran fest ange­ brachter Komponenten). Dies läßt sich wie folgt erklären:
Angenommen, daß sich die Vertikalbewegung des Fahrzeugs als ein Zweimassensystem ausdrücken läßt, wie es im unteren Teil der Fig. 1 dargestellt ist. Die ungefederte Masse sei M1, der Hub der ungefederten Masse sei X1, die gefederte Masse sei M2, der Hub der gefederten Masse sei X2, die Federkonstante des Reifens sei k1, die Koordinate der Straßenoberfläche sei X0 und die zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse wirkende Kraft sei f.
Dann gilt
M2(d2X2/dt2) = f
M1(d2X1/dt2) = -f - k1(X1 - X0).
Somit gilt
M1(d2 X1/dt2) + M2(d2X2/dt2) = -k1(X1 - X0) ... Gleichung (1)
Durch LaPlace-Transformation dieser dynamischen Gleichung erhält man
-M2 ω 2X2 + (-M1 ω 2 + X1) = k1X0 ... Gleichung (2)
wobei die LaPlace-Variable s = j ω ist. Wenn die folgenden Übertragungsfunktionen für ein Eingangssignal von der Stra­ ßenoberfläche (X0) definiert sind als
H1 = (X1 - X0)/X0
H2 = (d2X2/dt2)/X0,
läßt sich die Gleichung (1) ausdrücken als:
-M2H2+ (-M1 ω 2 + k1)H1 = M1 ω 2 ... Gleichung (3).
Wenn ω 1 2 = k1/M1, ergibt sich daher die Übertragungsfunktion der Vertikalbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie aus
H2(ω 1) = k1/M2 ... Gleichung (4).
Dies bedeutet, daß der Verstärkungsfaktor der Übertragungs­ funktion H2 bei Resonanzfrequenz der ungefederten Masse lediglich durch die gefederte Masse M2 und die Federkon­ stante des Reifens k1 bestimmt wird und auch ein aktives Aufhängungssystem den Verstärkungsfaktor nicht reduzieren kann. Dies beschränkt in starkem Maße die Wirkung eines aktiven Aufhängungssystems (Fig. 7). Dies bedeutet ferner, daß die Fahreigenschaften des Fahrzeugs durch Ändern der gefederten Masse M2 und der Federkonstanten k1 des Reifens verbessert werden können. Es ist jedoch schwierig, diese Größen zu ändern, wenn das Fahrzeug fährt.
Unter Berücksichtigung dieser Tatsachen hat der Erfinder festgestellt, daß der Motor einen signifikanten Anteil der gedederten Masse darstellt. In der japanischen Patentoffen­ legungsschrift Nr. 5-99262 wird vorgeschlagen, den Fahr­ zeugmotor relativ zu der Fahrzeugkarosserie vertikal aktiv zu bewegen mit dem Zweck, die Schwingung des Motors zu steuern. Der Erfinder hat festgestellt, daß dies modifi­ ziert werden kann, anstelle der Vertikalbewegung des Motor­ lagersystems die Vertikalbewegung des Fahrzeugaufhängungs­ systems zu steuern.
Aus gattungsbildenden Ausführung Fig. 54 der EP 0 412 853 A2 ist ein aktives Motorlagersystem zum Halten eines Motors am Fahrzeugkörper bekannt, der über ein Radaufhängungs­ system von einem Rad vertikal beweglich gehalten wird, umfassend: ein Stellglied, das zwischen dem Motor und dem Fahrzeugkörper angebracht ist, zum vertikalen Verlagern des Motors relativ zu dem Fahrzeugkörper; und ein Steuer-/Re­ gelmittel zum Ansteuern des Stellglieds. Dort werden Schwingungen von Rad, Karosserie und Motor erfaßt. In Abhängigkeit von den erfaßten Schwingungssignalen wird über das Stellglied der Motor gegenläufig zur Karosserie bewegt, um deren Vertikalbewegungen zu dämpfen. In der Ausführung der Fig. 50, 51 der EP 0 412 853 A1 wird der Abstand zwi­ schen Radnabe und Straße mittels eines Sensors erfaßt, wobei das Sensorsignal zur Steuerung eines zwischen Rad und Karosserie angeordneten Stellglieds verwendet wird.
Bei der DE 34 24 979 A1 wird ein Stellglied zwischen Karos­ serie und Rad in Abhängigkeit von Signalen eines Sensors angesteuert, der den Abstand zwischen der Karosserie und der Straßenoberfläche mißt.
Hauptziel der Erfindung ist es, ein aktives Motorlagersy­ stem anzugeben, das die Fahreigenschaften des Fahrzeugs unter Verwendung der Masse des Motors verbessern kann.
Ein zweites Ziel der Erfindung ist es, ein System anzuge­ ben, das nicht nur die Vertikalschwingung der Fahrzeug­ karosserie bzw. des Fahrzeugkörpers nahe der Resonanzfre­ quenz der gefederten Masse steuern/regeln kann, sondern auch die Vertikalschwingung der Fahrzeugkarosserie nahe der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse.
Dies wird erreicht durch Angabe eines aktiven Motorlagersy­ stems der genannten Art, bei dem an dem Fahrzeugkörper ein Sensor zum Erfassen des Abstands zwischen dem Fahrzeug­ körper und der vorausliegenden Straßenoberfläche angebracht und mit dem Steuer-/Regelmittel verbunden ist, wobei das Steuer-/Regelmittel entsprechend dem erfaßten Abstand zwischen dem Fahrzeugkörper und der Straßenoberfläche das Stellglied derart ansteuert, daß durch eine vertikale Verlagerung der Masse des Motors durch das Stellglied relativ zur Masse des Fahrzeugkörpers eine Vertikalschwin­ gung des Fahrzeugkörpers reduziert wird.
Durch dieses vertikale Verlagern des Motors mit dem Stell­ glied wirkt die resultierende Reaktion auf den Fahrzeug­ körper, wodurch die Masse des Motors zu der Masse des Fahrzeugkörpers nach Wunsch addiert oder von dieser sub­ trahiert werden kann und eine Vertikalbewegung des Fahr­ zeugkörpers gesteuert werden kann. Durch geeignetes Ändern der wirksamen Masse des Fahrzeugkörpers (der gefederten Masse) ist es insbesondere möglich, die Schwingungsbewegung des Fahrzeugkörpers nahe der Resonanzfrequenz des Rads (der ungefederten Masse) zu steuern. Das Motorlagersystem kann entweder aus einem halbaktiven oder einem vollaktiven Motorlagersystem bestehen.
Insbesondere durch Erfassen des Straßenzustands vor dem Fahrzeug ist es möglich, das Stellglied des Motorlagersy­ stems besonders günstig zu steuern, und es läßt sich eine wesentli­ che Verbesserung gegenüber dem herkömmlichen aktiven Radauf­ hängungssystem erreichen. Verwenden läßt sich das Stellglied beispielsweise zum Anlegen einer Sky-hook-Kraft (Kraft zu einem virtuellen Festpunkt über dem Fahrzeug am "Himmel") oder einer Kraft, die im wesentlichen proportional zu einer Vertikalgeschwindigkeit des Fahrzeugkörpers ist, an den Fahr­ zeugkörper.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrie­ ben.
Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführung eines aktiven Motorlagersystems;
Fig. 2 zeigt im Zeitdiagramm die Steuerwirkung des Motorla­ gersystems von Fig. 1;
Fig. 3 zeigt schematisch eine zweite Ausführung des aktiven Motorlagersystems;
Fig. 4 zeigt schematisch eine dritte Ausführung des aktiven Motorlagersystems;
Fig. 5 zeigt den Vergleich der Frequenzantworten der erfin­ dungsgemäßen Ausführungen zu Frequenzantworten des herkömm­ lichen Systems;
Fig. 6(a) bis 6(g) zeigen Graphe eines gegebenen Eingangssi­ gnals von einer Straßenoberfläche und Antworten verschiedener Systeme auf dieses Eingangssignal; und
Fig. 7 zeigt den Vergleich der Frequenzantworten eines her­ kömmlichen passiven Aufhängungssystems, eines halbaktiven Aufhängungssystems und eines vollaktiven Aufhängungssystems.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeugaufhängungssystem und ein Motorlagersystem nach einer ersten bevorzugten Ausfüh­ rung. In dieser Ausführung ist ein halbaktives Motorlagersy­ stem mit einem halbaktiven Radaufhängungssystem kombiniert. An einem Fahrzeugkörper 1 ist durch ein Motorlagersystem 2 ein Motor 3 angebracht. An einem unteren Teil des Fahrzeug­ körpers 1 ist durch ein Radaufhängungssystem 4 ein Rad 5 an­ gebracht. Das Fahrzeug 1 ist zusätzlich mit einem Sensor 6 versehen zum fortlaufenden Erfassen des Zustands der Straßen­ oberfläche vor dem Fahrzeug, und das Ausgangssignal dieses Sensors wird einer prädiktiven Regeleinheit 7 zugeführt. Die­ ser Sensor kann aus einem fernliegenden Sensor unter Verwen­ dung von Laser, Licht, Schall oder anderer Strahlungsenergie bestehen, oder alternativ aus einem den Vorderrädern zugeord­ neten Sensor zum Erfassen von Daten zur Steuerung des Radauf­ hängungssystems für die Hinterräder. Die prädiktive Regelein­ heit 7 ist so ausgebildet, daß sie sowohl das Motorlagersy­ stem 2 als auch das Radaufhängungssystem 4 regelt.
Das Motorlagersystem 2 umfaßt einen variablen Dämpfer 2a, dessen Dämpfkoeffizient sich nach Maßgabe eines Befehlssi­ gnals von der prädiktiven Regeleinheit 7 wahlweise ändern kann, und eine Feder 2b, die parallel mit dem Dämpfer 2a ver­ bunden ist. In ähnlicher Weise umfaßt das Radaufhängungssy­ stem 4 einen variablen Dämpfer 4a, dessen Dämpfkoeffizient nach Maßgabe eines Befehlssignals von der prädiktiven Regel­ einheit 7 wahlweise veränderlich ist, und eine Feder 4b, die parallel mit dem Dämpfer 4a verbunden ist.
Wenn bei dieser Ausführung der Sensor 6 mit einem Abstand L vor dem Fahrzeug einen Buckel erfaßt, erzeugt der Sensor ein Befehlssignal, das die Dämpfeigenschaften des variablen Dämp­ fers 4a des Radaufhängungssystems 4 weicher macht und die Dämpfeigenschaften des variablen Dämpfers 2a des Motorlager­ systems 2 härter macht. Durch Härtermachen des variablen Dämpfers 2a für das Motorlagersystem 2 wird die Verbindung des Motors mit dem Fahrzeugkörper 1 relativ starr, und die wirksame Federmasse des Fahrzeugs wird hierdurch erhöht. Nachdem das Fahrzeug über den Buckel hinweggefahren ist, wer­ den die Dämpfkoeffizienten der variablen Dämpfer 2a und 4a des Motorlagersystems 2 sowie des Radaufhängungssystems 4 beide auf ihre Normalwerte zurückgebracht, die die nachfol­ gende Übergangsschwingung des Fahrzeugkörpers aussteuern. Dies ist im Zeitdiagramm von Fig. 2 dargestellt.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V ist, erreicht das Rad den Buckel in einer Zeitperiode L/V. Daher müssen die variablen Dämpfer 2a und 4a nach Ablauf der Zeitperiode L/V verstellt werden, die der Erfassung des Buckels folgt. In Wirklichkeit werden sie jedoch zur Kompensation der Reaktionsverzögerungen der variablen Dämpfer 2a und 4a ein wenig vor Ablauf der Zeitperiode L/V verstellt.
Fig. 3 zeigt ein Fahrzeugaufhängungssystem und ein Motorla­ gersystem nach einer zweiten bevorzugten Ausführung. Der vo­ rigen Ausführung entsprechende Teile sind mit gleichen Be­ zugszeichen versehen. In dieser Ausführung ist ein halbakti­ ves Radaufhängungssystem mit einem vollaktiven Motorlagersy­ stem kombiniert. Das Motorlagersystem 12 verwendet ein hy­ draulisches Stellglied 12a zum Erzeugen einer Sky-hook-Kraft (Kraft zu einem virtuellen Festpunkt über dem Fahrzeug am "Himmel") anstelle eines variablen Dämpfers. Ein Beschleuni­ gungssensor 18 ist an einem Fahrzeugkörper 1 angebracht zum Messen der Vertikalbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie 1, und das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors 18 wird einer prädiktiven Regeleinheit 7 zugeführt, die das hydrauli­ sche Stellglied 12a des Motorlagersystems 12 über ein Steuer­ ventil 19 steuert. Die prädiktive Regeleinheit 7 ähnelt der vorigen Ausführung.
Bei dieser Ausführung wird das Radaufhängungssystem 4 so ähn­ lich wie in der ersten Ausführung geregelt. Das Motorlager­ system 12, oder insbesondere die prädiktive Regeleinheit 7, erfaßt die absolute Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse (der Fahrzeugkarosserie) durch Integrieren des Aus­ gangssignals des Beschleunigungssensors 18 und bewirkt, daß das hydraulische Stellglied 12a eine Kraft (Sky-hook-Kraft) erzeugt, die proportional zu der absoluten Vertikalgeschwin­ digkeit der gefederten Masse ist, indem der Vorteil der Mas­ senträgheit des Motors genutzt wird. Somit kann man die Masse des Motors 3 zu der Masse des Fahrzeugkörpers mit geeignetem Timing und mit einem geeigneten Betrag addieren, und läßt sich die wirkende gefederte Masse des Fahrzeugs vergrößern.
Fig. 4 zeigt ein Fahrzeugaufhängungssystem und ein Motorla­ gersystem nach einer dritten bevorzugten Ausführung. Den vo­ rigen Ausführungen entsprechende Teile sind mit gleichen Be­ zugszeichen versehen. In dieser Ausführung ist ein vollakti­ ves Radaufhängungssystem mit einem vollaktiven Motorlagersy­ stem verbunden. Das Radaufhängungssystem 24 verwendet ein hydraulisches Stellglied 24a zum Erzeugen einer Betätigungs­ kraft nach Maßgabe einer Vorhersage, wie nachfolgend be­ schrieben, anstelle eines variablen Dämpfers. Die Gesamtsy­ stemstruktur ähnelt darüber hinaus der vorigen Ausführung.
Bei dieser Ausführung wird das Motorlagersystem 12 ähnlich wie in der zweiten Ausführung geregelt. Wie für das Radauf­ hängungssystem 24 erzeugt das hydraulische Stellglied 24a eine vertikale Betätigungskraft auf Basis des vorhergesagten Absolutwerts der Vertikalgeschwindigkeit der gefederten Masse (der Masse des Fahrzeugkörpers) M2. Die Bewegung der ungefe­ derten Masse wird durch die prädiktive Regeleinheit 27 vor­ hergesagt, und auf Basis dieser Vorhersage löscht die Betäti­ gungskraft die Einflüsse dieser Bewegung durch Eingriff zwi­ schen dem Fahrzeugkörper 1 und dem Rad 5. Weil dieser Regel­ prozeß die Schwingung des Fahrzeugkörpers 1 bei der Resonanz­ frequenz der ungefederten Masse nicht vollständig auslöschen kann, ändert das hydraulische Stellglied 12a die gefederte Masse (Fahrzeugmasse) dynamisch, wenn das Fahrzeug über den Buckel fährt, um die Schwingbewegung der Fahrzeugkarosserie bei der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse zu löschen.
Fig. 5 vergleicht die Frequenzantworten der ersten bis drit­ ten Ausführungen mit denen eines herkömmlichen passiven Rad­ aufhängungssystems. Wie aus dieser Graphik zu sehen, können die erfindungsgemäßen Ausführungen des Motorlagersystems die Vertikalschwingung des Fahrzeugs über einen weiten Bereich regeln, der die Resonanzfrequenz der ungefederten Masse be­ inhaltet. Wie in Fig. 7 gezeigt, haben die herkömmlichen Auf­ hängungssysteme, seien sie vollaktiv oder halbaktiv, eine nur beschränkte Fähigkeit, die Vertikalschwingung des Fahrzeugs nahe der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse zu regeln.
Das halbaktive Motorlagersystem kann die gefederte Masse nicht um mehr als die Masse des Motors erhöhen, aber das vollaktive Motorlagersystem kann die gefederte Masse um mehr als die Masse des Motors erhöhen und daher den Verstärkungs­ faktor der Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugkörpers zum Eingangssignal von der Straßenoberfläche signifikant reduzie­ ren. Fig. 6(a) bis 6(g) zeigen Übergangsantworten verschiede­ ner Kombinationen von Radaufhängungssystem und Motorlager (Fig. 6(b) bis 6(g)) für ein gegebenes Eingangssignal von der Straßenfläche (Fig. 6(a)), wie in der folgenden Tabelle zu­ sammengefaßt.
Tabelle (Fig. 6)
Wie aus den Graphiken von Fig. 6 ersichtlich, ist die dritte Ausführung besonders wirkungsvoll nicht nur beim Vorsehen eines geringen Verstärkungsfaktors, sondern auch bei der Re­ gelung der Übergangsschwingung des Fahrzeugkörpers nach Fahrt über den Buckel. Die erste Ausführung verbraucht am wenigsten Kraft. Die zweite Ausführung verbraucht relativ wenig Kraft, ist jedoch etwas wirkungsvoller bei der Verbesserung des Fahrkomforts des Fahrzeugs.
Bei dem erfindungsgemäßen aktiven Motorlagersystem kann somit durch Steuern der Massenverteilung des Motors zur wirksamen Masse des Fahrzeugkörpers die wirkende oder dynamische gefe­ derte Masse nach Wunsch sofort geändert werden. Die Vertikal­ schwingung des Fahrzeugkörpers nahe der Frequenzkomponente im Bereich der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse, die von der gefederten Masse M2 und der Federkonstante des Reifens k1 abhängt, kann reduziert werden, mit dem Ergebnis, daß sich der Fahrkomfort des Fahrzeugs signifikant verbessern läßt. Durch Regeln des Stellglieds nach Maßgabe des erfaßten Zu­ stands der Straße vor dem Fahrzeug läßt sich die Antwortver­ zögerung des Systems besonders günstig kompensieren, und das Ansprechverhalten des Fahrzeugs läßt sich verbessern. Durch Kombination dieses Motorlagersystems mit einem aktiven Rad­ aufhängungssystem läßt sich ein besonders günstiges Gesamt­ ergebnis erzielen, um den Fahrkomfort des Fahrzeugs zu ver­ bessern.
Ein aktives Motorlagersystem 2 zum Halten eines Motors 3 an einem Fahrzeugkörper 1 dient zur Steuerung von Vertikalbewe­ gungen des Fahrzeugkörpers 1, die durch Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche entstehen. Das Motorlagersystem 2 um­ faßt ein Stellglied 2a, das zwischen dem Motor 3 und dem Fahrzeugkörper 1 angeordnet ist, um an den Fahrzeugkörper eine Vertikalkraft anzulegen, derart, daß die Vertikalbe­ schleunigung des Fahrzeugkörpers für jeden gegebenen Zustand der Straßenoberfläche durch Verstellen eines Beitrags der Masse des Motors 3 zu einer Masse des Fahrzeugkörpers 1 mini­ miert werden kann. Das Motorlagersystem 2 kann aus einem vollaktiven oder halbaktiven Lagersystem bestehen. Durch Er­ fassen des Straßenzustands vor dem Fahrzeug läßt sich ein besonders günstiges Ergebnis erzielen.

Claims (5)

1. Aktives Motorlagersystem (2) zum Halten eines Motors (3) an einem Fahrzeugkörper (1), der über ein Radaufhängungssystem (4) von einem Rad (5) vertikal beweglich gehalten wird, umfassend:
ein Stellglied (2a; 12a), das zwischen dem Motor (3) und dem Fahrzeug­ körper (1) angebracht ist, zum vertikalen Verlagern des Motors (3) relativ zu dem Fahrzeugkörper (1); und
ein Steuer-/Regelmittel (7; 27) zum Ansteuern des Stellglieds (2a; 12a), dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Fahrzeugkörper (1) ein Sensor (6) zum Erfassen des Abstands (L) zwischen dem Fahrzeugkörper (1) und der vorausliegenden Straßenoberfläche angebracht und mit dem Steuer-/Regelmittel (7; 27) verbunden ist,
wobei das Steuer-/Regelmittel (7; 27) entsprechend dem erfaßten Abstand zwischen dem Fahrzeugkörper (1) und der Straßenoberfläche das Stellglied (2a; 12a) derart ansteuert, daß durch eine vertikale Verlagerung der Masse des Motors (3) durch das Stellglied (2a; 12a) relativ zur Masse des Fahrzeugkörpers (1) eine Vertikalschwingung des Fahrzeugkörpers (1) reduziert wird.
2. Aktives Motorlagersystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Motorlagersystem ein halbaktives Motorlagersystem aufweist. (Fig. 1)
3. Aktives Motorlagersystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Motorlagersystem ein vollaktives Motorlagersystem aufweist. (Fig. 3, Fig. 4)
4. Aktives Motorlagersystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Steuer/Regelmittel (7; 27) ein prädiktives Steuer/Regelmittel zum Erfassen eines Stra­ ßenzustands vor dem Fahrzeug aufweist.
3. Aktives Motorlagersystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Stellglied (2a; 12a) an den Fahr­ zeugkörper eine Kraft anlegt, die im wesentlichen pro­ portional zu einer Vertikalgeschwindigkeit des Fahrzeug­ körpers (1) ist.
DE19547314A 1994-12-27 1995-12-18 Aktives Motorlagersystem zur Steuerung von Vertikalbewegung einer Fahrzeugkarosserie Expired - Fee Related DE19547314C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33806194A JP3525954B2 (ja) 1994-12-27 1994-12-27 能動型エンジンマウント装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19547314A1 DE19547314A1 (de) 1996-07-11
DE19547314C2 true DE19547314C2 (de) 1999-01-28

Family

ID=18314551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19547314A Expired - Fee Related DE19547314C2 (de) 1994-12-27 1995-12-18 Aktives Motorlagersystem zur Steuerung von Vertikalbewegung einer Fahrzeugkarosserie

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5848663A (de)
JP (1) JP3525954B2 (de)
DE (1) DE19547314C2 (de)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19738608C1 (de) * 1997-09-04 1998-07-16 Bosch Gmbh Robert Fahrwerkregelung
JPH11230246A (ja) * 1998-02-18 1999-08-27 Tokkyo Kiki Kk アクティブ除振装置
JP4122091B2 (ja) * 1998-08-07 2008-07-23 本田技研工業株式会社 振動低減デバイスの制御方法
US6123312A (en) * 1998-11-16 2000-09-26 Dai; Yuzhong Proactive shock absorption and vibration isolation
US6233510B1 (en) * 1999-10-15 2001-05-15 Meritor Heavy Vehicle Technology, Llc Method and system for predicting road profile
US6637561B1 (en) * 1999-11-11 2003-10-28 Raytheon Company Vehicle suspension system
US6308636B1 (en) 1999-11-11 2001-10-30 Raytheon Company In-vehicle switch mechanism
US6298791B1 (en) 1999-11-11 2001-10-09 Raytheon Company Lateral suspension assembly for a guided vehicle system
US6418856B2 (en) 1999-11-11 2002-07-16 Raytheon Company Passive steering assembly for a guided vehicle
DE10043128C2 (de) * 2000-08-31 2003-05-08 Univ Hannover Tilgervorrichtung zur Absorption einer unerwünschten Erregung
NO315933B1 (no) * 2000-12-22 2003-11-17 Flexiped As Treningsapparat med ubalanse for å opptrene en persons muskulatur
WO2002083446A1 (fr) * 2001-04-16 2002-10-24 Kabushiki Kaisha Bridgestone Procede pour fixer un moteur de type integre dans la roue et systeme de moteur de type integre dans la roue
US6752250B2 (en) 2001-09-27 2004-06-22 Northrop Grumman Corporation Shock, vibration and acoustic isolation system
EP1461462A4 (de) * 2001-12-19 2006-01-11 Roche Diagnostics Gmbh Polypeptid-screening mit hohem durchsatz auf pcr-basis
JP4225114B2 (ja) * 2003-05-14 2009-02-18 トヨタ自動車株式会社 電動車両用懸架装置
WO2004101304A1 (en) * 2003-05-14 2004-11-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Suspension system for electric vehicle
JP4801938B2 (ja) * 2005-06-15 2011-10-26 東海ゴム工業株式会社 能動型防振装置
DE102006039353A1 (de) * 2006-08-22 2008-03-06 Daimler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Beeinflussung der Federkraftcharakteristik eines aktiven Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs
US7974769B2 (en) * 2007-08-03 2011-07-05 GM Global Technology Operations LLC Integrated open and closed-loop control method for active engine mounts
US7751963B2 (en) * 2008-02-14 2010-07-06 Gm Global Technology Operations, Inc. Self-tuning active engine mount for vehicles with active fuel management engine
US8820492B1 (en) 2009-08-31 2014-09-02 Advanced Materials And Devices, Inc. Soft matrix magnetorheological mounts for shock and vibration isolation
DE102010013339A1 (de) 2010-03-30 2011-01-05 Daimler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Motorlagers für ein Fahrzeug
CN102666155A (zh) * 2010-09-10 2012-09-12 丰田自动车株式会社 悬架装置
FI123240B (fi) * 2011-04-19 2012-12-31 Waertsilae Finland Oy Järjestely ja menetelmä polttomoottorin suuntauksen säilyttämiseksi sekä menetelmä polttomoottorin suuntaamiseksi ja sen suuntauksen säilyttämiseksi
JP2013095309A (ja) * 2011-11-02 2013-05-20 Ntn Corp インホイールモータ車両用サスペンションシステム
DE102012012267B4 (de) * 2012-06-20 2019-06-19 Audi Ag Aktives Motorlagersystem für ein Kraftfahrzeug
US9102209B2 (en) * 2012-06-27 2015-08-11 Bose Corporation Anti-causal vehicle suspension
FR3006941B1 (fr) * 2013-06-12 2016-09-30 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de suspension d'un vehicule
DE102013018923B4 (de) 2013-11-13 2017-05-11 Audi Ag Verfahren zum Kontrollieren eines Aktors
WO2016197068A1 (en) 2015-06-03 2016-12-08 Levant Power Corporation Methods and systems for controlling vehicle body motion and occupant experience
JP6347248B2 (ja) * 2015-10-07 2018-06-27 トヨタ自動車株式会社 車両用サスペンション制御装置
DE102015122079A1 (de) * 2015-12-17 2017-06-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Steuern eines Aggregatelagers eines Antriebsaggregates
US10160303B2 (en) * 2016-07-07 2018-12-25 Beijingwest Industries Co., Ltd. Control system for an active powertrain mount
KR102485332B1 (ko) 2016-12-15 2023-01-05 현대자동차주식회사 차량용 진동 감쇠 장치
CN110562027B (zh) * 2018-06-06 2021-10-01 中车株洲电力机车研究所有限公司 多通道主动悬置控制方法、系统、介质、设备及发动机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3424979A1 (de) * 1984-07-06 1986-01-16 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Fahrwerk fuer radfahrzeuge
EP0412853A2 (de) * 1989-08-11 1991-02-13 Bridgestone Corporation Aktives Schwingungssteuergerät

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8710998D0 (en) * 1987-05-08 1987-06-10 Btr Plc Vehicle engine suspension systems
JP2523445Y2 (ja) * 1988-07-01 1997-01-22 日産自動車株式会社 エンジンマウントバネ定数切換制御装置
US5052510A (en) * 1990-02-16 1991-10-01 Noise Cancellation Technologies, Inc. Hybrid type vibration isolation apparatus
JP2536958B2 (ja) * 1990-09-04 1996-09-25 日産自動車株式会社 車両の振動制御装置
JP2679451B2 (ja) * 1991-05-24 1997-11-19 日産自動車株式会社 車両用エンジン縦置配置構造
JPH0599262A (ja) * 1991-10-09 1993-04-20 Honda Motor Co Ltd 自己伸縮型マウント
JP3342719B2 (ja) * 1992-02-03 2002-11-11 トキコ株式会社 サスペンション制御装置
GB9214543D0 (en) * 1992-07-08 1992-08-19 Lotus Car A vehicle suspension control system
JPH06109072A (ja) * 1992-09-21 1994-04-19 Tokai Rubber Ind Ltd パワーユニットの防振支持装置
US5609353A (en) * 1996-01-11 1997-03-11 Ford Motor Company Method and apparatus for varying the stiffness of a suspension bushing

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3424979A1 (de) * 1984-07-06 1986-01-16 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Fahrwerk fuer radfahrzeuge
EP0412853A2 (de) * 1989-08-11 1991-02-13 Bridgestone Corporation Aktives Schwingungssteuergerät

Also Published As

Publication number Publication date
US5848663A (en) 1998-12-15
JP3525954B2 (ja) 2004-05-10
JPH08175193A (ja) 1996-07-09
DE19547314A1 (de) 1996-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19547314C2 (de) Aktives Motorlagersystem zur Steuerung von Vertikalbewegung einer Fahrzeugkarosserie
DE4333379C2 (de) Vorrichtung zur Steuerung der Stoßdämpfer von Radaufhängungen
EP0428649B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur dämpfung von bewegungsabläufen
DE10120918B4 (de) Elektrisch verstellbare, semiaktive Dämpferregelung
DE102007025118B4 (de) Steuervorrichtung für einen Dämpfer mit variabler Dämpfungskraft
DE19654223C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungskraftcharakteristik eines Fahrzeug-Schwingungsdämpfers
DE19744089B4 (de) Aufhängungs-Regelvorrichtung
DE4447039C2 (de) Aufhängungssteuervorrichtung
EP0434780B1 (de) Semiaktive fahrwerksregelung
DE4236805C2 (de) Einrichtung zum Steuern des Dämpfungskoeffizienten von Fahrzeugstoßdämpfern
EP0894053B1 (de) Aktives federungssystem
DE60020788T2 (de) Fahrwerksregelung mit ausgleich für die gierkorrigierende, aktive bremsregelung
DE4432587C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern der Dämpfungscharakteristik bei einem Kraftfahrzeug
DE4326227A1 (de) Fahrzeug-Aufhängungssystem mit einem Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungskraft
DE4133237C2 (de) System zur Fahrwerkregelung
DE69929493T2 (de) Steuersystem für eine Fahrzeugradaufhängung und Verfahren
DE4233485A1 (de) Aufhaengungssteuersystem fuer kraftfahrzeuge
WO2009053081A1 (de) Verfahren und system zur beeinflussung der bewegung eines in seinen bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren fahrzeugaufbaus eines kraftfahrzeuges und fahrzeug
DE19881270C2 (de) Verfahren zur Steuerung eines Aufhängungssystems für Kraftfahrzeuge
DE4408292C2 (de) Radaufhängungs-Steuersystem
EP0450006B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur fahrwerkregelung
DE4243979A1 (en) Motor vehicle suspension with variable hardness dampers - has vertical motion sensors on each damper and with programmed control to minimise bouncing
EP0484697A2 (de) Verfahren zum semiaktiven Regeln eines Fahrwerks
DE3930517A1 (de) Vorrichtung zur fahrbahnabhaengigen fahrwerksregelung
DE4331514C2 (de) System zum Steuern bzw. Regeln der Dämpfungscharakteristik von Fahrzeugstoßdämpfern

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee