DE19856081C2 - Aktives Vibrationsdämpfungssystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Anmeldung basiert auf den japanischen Patentanmeldungen mit den Nummern 9-335843 und 10-74015, jeweils eingereicht am 05. Dezember 1997 und am 23. März 1998, deren Inhalte durch Bezugnahme hierauf mit umfaßt sind.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein aktives Vibrationsdämpfungssystem einschließlich einer Vibrations­ dämpfvorrichtung, die eine Fluidkammer hat, die mit einem nicht komprimierbaren Fluid gefüllt ist und auf einem Ge­ genstand befestigt ist, dessen Vibration durch das Dämp­ fungssystem gedämpft wird, und auf eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Drucks des Fluids im Inneren der Fluid­ kammer, um die Eingangsvibration wirksam zu dämpfen oder zu isolieren. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfin­ dung auf ein solches aktives Vibrationsdämpfungssystem, das sich als Motorbefestigung eignet, oder auf einen Vibra­ tionsdämpfer irgendeiner anderen Art für ein Fahrzeug.

Zur Dämpfung oder Isolierung einer Vibration (einschließlich eines durch die Vibration induzierten Ge­ räusches) eines Gegenstandes wie eines Körpers eines Fahr­ zeugs, wurde folgendes verwendet: Eine Vibrationsdämpfungs­ vorrichtung wie eine Motorbefestigung oder eine Aufhän­ gungshülse, die zwischen dem Gegenstand und einer Vibrati­ onsquelle wie einer Leistungseinheit angeordnet ist, um diese zwei Bauteile in einer vibrationsdämpfenden Art und Weise zu verbinden, um eine Vibration, die von der Vibrati­ onsquelle auf den Gegenstand übertragen wird, zu beseitigen oder zu reduzieren; und ein Vibrationsdämpfer wie ein dyna­ mischer Dämpfer, der zur Absorption oder Reduzierung der Vibration des Gegenstandes an dem Gegenstand befestigt ist. Als eine solche Art eines Vibrationsdämpfers sind aktive Vibrationsdämpfungssysteme bekannt, wie sie in der Offenle­ gungsveröffentlichtung Nr. 61-191543 der japanischen Ge­ brauchtsmusteranmeldung, in dem japanischen Patent Nr. 2510914 und dem japanischen Patent Nr. 2510915 offenbart sind, die entwickelt wurden, um die jüngste Forderung nach verbesserten Vibrationsdämpfungseigenschaften zu erfüllen. Ein solches aktives Vibrationsdämpfungssystem umfaßt fol­ gendes: eine Vibrationsdämpfungsvorrichtung, die eine Fluidkammer hat, die mit einem nicht komprimierbaren Fluid gefüllt ist und teilweise durch einen elastischen Körper gebildet wird, der elastisch deformierbar ist, wenn eine Eingangsvibrationslast von dem Gegenstand auf die Vibrati­ onsdämpfungsvorrichtung aufgebracht wird, wobei die Fluid­ kammer ferner durch eine oszillierende Platte gebildet wird, die durch eine geeignete Antriebsvorrichtung versetzt oder zum Schwingen gebracht wird; und eine Steuervorrich­ tung zum Anlegen eines elektrischen Steuersignals an eine Antriebsvorrichtung zur Steuerung der Oszillation der os­ zillierenden Platte. Das elektrische Antriebssignal ent­ spricht der durch das Dämpfungssystem zu dämpfenden Vibra­ tion. Die Oszillation der oszillierenden Platte ruft eine periodische Veränderung des Drucks des Fluids im inneren der Fluidkammer hervor, um die Vibration des Gegenstandes wirksam zu isolieren oder zu dämpfen.

Um eine hervorragende Vibrationsdämpfungswirkung der Vibrationsdämpfungsvorrichtung, die wie vorstehend be­ schrieben konstruiert ist, zu erzielen, ist die Wellenform einer oszillierenden Kraft, die auf die oszillierende Platte aufgebracht wird, oder die Wellenform einer Druckän­ derung des Fluids in der Fluidkammer erforderlich, um die besonderen Eigenschaften der Vibration des Gegenstandes so gut wie möglich zu treffen oder ihnen zu folgen. Diesbezüglich wurde eine Motorbefestigung vorgeschlagen, wie sie in der JP-A 8-72561 und JP-A 9-42374 offenbart ist, die zwi­ schen einem Verbrennungsmotor (Vibrationsquelle) und einem Körper (Gegenstand) eines Fahrzeugs angeordnet ist. In die­ ser Motorbefestigung erzeugt die Steuervorrichtung das elektrische Antriebssignal in Gestalt eines Sinuswellenan­ triebsstroms, dessen Periode, Amplitude und Phase denjeni­ gen der Vibration entspricht. Das erzeugte Antriebssignal wird an die Antriebsvorrichtung wie einer elektromagneti­ schen Antriebsvorrichtung oder einer Betätigungsvorrichtung angelegt, um die oszillierende Platte dadurch zum Schwingen zu bringen.

Jedoch neigt die Steuervorrichtung, die dazu angepaßt ist, den Sinuswellenantriebsstrom zu erzeugen, dessen Wel­ lenform der Wellenform der Vibration des Gegenstandes ent­ spricht, dazu, kompliziert zu sein, woraus zwangsläufig ei­ ne Zunahme der Herstellungskosten der Dämpfungsvorrichtung resuliert. Ferner neigt die komplizierte Steuervorrichtung dazu, an der Erzeugung eines hochfrequenten Rauschens, das das elektrische Antriebssignal überlagert, zu leiden. Ge­ nauer gesagt wird der Sinuswellenantriebsstrom, der ein vorbestimmtes Verhältnis zu den Eigenschaften der Vibra­ tion, die gedämpft werden soll, hat, vorzugsweise zum Bei­ spiel gemäß einer Analogsteuerung oder einer Pulsdauer (Breiten-)Modulationssteuerung (PWM) erhalten. Gemäß der Analogsteuerung wird anfangs ein analoges Basisspannungs­ signal erhalten, das eine Sinuswellenform hat, die derjeni­ gen der Vibration des Gegenstandes entspricht. Das Sinus­ wellen-Basisspannungssignal wird in Abhängigkeit von dessen Phase und Amplitude (Verstärkung) mittels einer analogen Prozeßschaltung modifiziert, um dadurch den gewünschten Si­ nuswellenantriebstrom zu erhalten. Gemäß der PWM-Steuerung wird andererseits anfangs ein digitales Basisspannungspuls­ signal erhalten, das anschließend der Pulsbreitenmodulation gemäß oder in Abhängigkeit von der Wellenform der Vibration des Gegenstandes unterzogen wird. Das somit erhaltene digi­ tale Basisspannungssignal wird über eine H-Brückenschal­ tung, die Schaltelemente wie Transistoren hat, an die An­ triebsvorrichtung angelegt. Die H-Brückenschaltung wird da­ zu angepaßt, die Aufbringung des Basisspannungssignals so zu steuern, daß der gewünschte Sinuswellenantriebsstrom, der auf die Antriebsvorrichtung aufgebracht werden soll, erhalten wird. Im ersteren Fall, d. h. im Fall der analogen Steuerung, ist jedoch ein sehr komplizierter, elektrischer Schaltkreis erforderlich, um das analoge Basisspannungs­ signal, das eine Sinuswellenform hat, zu erzeugen, und zur Einstellung der Phase und der Amplitude (Verstärkung) des Basisspannungssignals, das zwangsläufig zu einer Erhöhung der Herstellungskosten führt. Andererseits erfordert die PWM-Steuerung eine Trägerwelle, die eine beträchtlich hohe Frequenz hat, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), die eine großer Verarbeitungskapazität hat, beispielsweise 16-32 Bit, für Hochgeschwindigkeitsrechenoperationen, um das Basis-Spannungspulssignal mit einer hohen Frequenz zu ver­ arbeiten, und einen Speicher, der eine relativ große Spei­ cherkapazität hat, zur Speicherung von komplizierten Steu­ erprogrammen. Somit leidet die PWM-Steuerung auch unver­ meidlich an einer Erhöhung der Herstellungskosten.

Des weiteren erfordert das aktive Vibrationsdämpfungs­ system, wie es vorstehend beschrieben wurde, eine relativ große Oszillationskraft, zur Oszillierung der oszillieren­ den Platte, um eine hervorragende aktive Vibrationsdämp­ fungswirkung zu schaffen. Wenn die Vibration des Gegenstan­ des eine relativ große Amplitude hat, ist die erforderliche Oszillationskraft dementsprechend groß, was eine groß be­ messene Antriebsvorrichtung für die Schwingung der oszil­ lierenden Platte erfordert, was in einer Zunahme der Größe und des Gewichts der Vibrationsdämpfungsvorrichtung resultiert, und in einer Zunahme des erforderlichen elektrischen Stromverbrauchs.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung, ein aktives Vibrationsdämpfungssystem zu schaffen, das in der Lage ist, einen hohen Vibrationsdämpfungseffekt in bezug auf eine Vibration eines Gegenstandes, der ge­ dämpft werden soll, zu zeigen, und das eine Steuervorrich­ tung umfaßt, zur Erzeugung eines elektrischen Antriebs­ signals, wobei die Steuervorrichtung in der Konstruktion einfach ist und bei relativ niedrigen Kosten ermöglichbar ist.

Es ist ein Ziel dieser Erfindung, ein aktives Vibra­ tionsdämpfungssystem zu schaffen, das in der Lage ist, das herkömmlich auftretende Problem der Verschlechterung seiner Vibrationsdämpfungseigenschaften in bezug auf eine Hochfre­ quenzvibration aufgrund höherer Oberschwingungen des elek­ trischen Antriebssignals, d. h. einem Hochfrequenzrauschen, das dem Antriebssignal überlagert ist, ohne dem Erfordernis eines elektrischen Signalprozessors, der eine komplizierte Konstruktion hat, zu beseitigen oder zu reduzieren.

Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, ein aktives Vibrationsdämpfungssystem zu schaffen, das in der Lage ist, einen ausreichend hohen aktiven Dämpfungseffekt zu zeigen, ohne einer Zunahme der Größe der Antriebsvorrichtung und der erforderlichen Menge an Stromverbrauch.

Die obige Aufgabe und die Ziele der vorliegenden Er­ findung können gemäß dem Prinzip der Erfindung gelöst und erzielt werden, das ein aktives Vibrationsdämfpungssystem, zur Dämpfung einer Vibration eines Gegenstandes, mit den folgenden Bauteilen schafft: einer fluidgefüllten Vibrati­ onsdämpfungsvorrichtung, die einen elastischen Körper enthält, der teilweise eine primäre Fluidkammer bildet, die mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist, wobei der ela­ stische Körper so elastisch derformiert wird, daß eine Än­ derung des Drucks des Fluids in der primären Fluidkammer hervorgerufen wird, infolge der Aufbringung einer Vibrati­ onslast von dem Gegenstand, einer oszillierenden Platte, die teilweise eine Hilfsfluidkammer bildet, die mit dem in­ kompressiblen Fluid gefüllt ist, einer Antriebsvorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft zum Schwingen der oszil­ lierenden Platte, um eine Veränderung des Drucks des Fluids in der Hilfsfluidkammer hervorzurufen und einen Öffnungska­ nal für eine Fluidverbindung zwischen der primären und der Hilfsfluidkammer; und einer Steuervorrichtung, die ein elektrisches Antriebspulssignal (E) auf die Antriebsvor­ richtung aufbringt, zur Steuerung einer Schwingung der os­ zillierenden Platte, wobei die Steuervorrichtung einen Pulssignalgenarator umfaßt, zur Erzeugung eines Steuerpuls­ signals (P), dessen Frequenz derjenigen der Vibration des Gegenstandes entspricht; einem Phasenmodulator zur Modulie­ rung einer Phase des Steuerpulssignals in Abhängigkeit von einem Zustand (S) der Vibration des Gegenstandes, und einem Antriebskraftregler zur Einstellung einer Wellenform des Steuerpulssignals, um das elektrische Antriebspulssignal (E) zu erhalten, so daß die durch die Antriebsvorrichtung erzeugte Antriebskraft einer Amplitude der Vibration des Gegenstandes entspricht, wobei die Antriebsvorrichtung die Antriebskraft so erzeugt, daß die Antriebskraft einer Amplitude (G) des elektrischen Antriebspulssignals, das auf die Antriebsvorrichtung aufgebracht wird, entspricht.

In dem aktiven Vibrationsdämpfungssystem der vorlie­ genden Erfindung, das wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, wird das elektrische Antriebspulssignal, dessen Fre­ quenz der Vibrationsfrequenz des Gegenstandes entspricht, direkt auf die Antriebsvorrichtung der Vibrationsdämpfungsvorrichtung aufgebracht. Die oszillierende Platte wird durch die Antriebsvorrichtung mit einer Frequenz zum Schwingen gebracht, die derjenigen des elektrischen An­ triebspulssignals entspricht, um eine periodische Verände­ rung des Drucks des Fluids in der Hilfsfluidkammer mit der gleichen Frequenz hervorzurufen. Das Fluid im Inneren der Hilfsfluidkammer wird dazu gezwungen, durch den Öffnungska­ nal zur primären Fluidkammer zu strömen, aufgrund einer Druckdifferenz des Fluids zwischen diesen zwei Kammern, wo­ durch die Fluiddruckänderung, die in der Hilfsfluidkammer induziert wird, durch den Öffnungskanal auf die primäre Fluidkammer übertragen wird. Die Fluiddruckänderung, die in der primären Fluidkammer induziert wird, zeigt eine aktive Dämpfungswirkung in bezug auf die Vibration des Gegenstan­ des.

Der Öffnungskanal der Vibrationsdämpfungsvorrichtung hat eine natürliche oder Resonanzfrequenz, die durch seine Länge und seine Querschnittsfläche, eine Dichte und Visko­ sität des Fluids, einem Federsteifigkeitswert einer jeden der primären Kammer und Hilfskammer und dergleichen be­ stimmt wird. Infolge der Aufbringung der Vibration, deren Frequenz innerhalb eines Resonanzfrequenzbandes liegt, auf das der Öffnungskanal abgestimmt ist, ist ein Betrag der Strömung des Fluids durch den Öffnungskanal infolge der Re­ sonanz des Fluids ausreichend groß. Infolge der Aufbringung der Vibration, deren Frequenz außerhalb des Resonanzfre­ quenzbandes liegt, insbesondere über der oberen Grenze des Resonanzfrequenzbandes, ist ein Widerstand des Fluids, durch den Öffnungskanal zu strömen, bemerkenswert hoch. Der aktive Vibrationsdämpfungseffekt wird durch die periodische Fluiddruckänderung in der primären Fluidkammer durch Schwingung der oszillierenden Platte induziert. Die Fluid­ druckänderung in der primären Fluidkammer wird nicht direkt durch die Schwingung der oszillierenden Platte hervorgerufen. Die Fluiddruckänderung in der Hilfsfluidkammer wird nämlich direkt durch die Schwingung der oszillierenden Platte hervorgerufen. Diese Druckänderung in der Hilfs­ fluidkammer wird durch die Strömung des Fluids durch den ersten Öffnungskanal auf die primäre Fluidkammer übertra­ gen.

Dementsprechend wird die abrupte Druckänderung des Fluids in der Hilfsfluidkammer aufgrund des Strömungswider­ standes des Fluids durch den Öffnungskanal in die primäre Fluidkammer gemäßigt. Das heißt, der Öffnungskanal der Vi­ brationsdämpfungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung dient dazu, die Anstiegs- und Fallzeiten der Wellenform der periodischen Druckänderung des Fluids im Inneren der primä­ ren Fluidkammer zu erhöhen, so daß die Wellenform der Fluiddruckänderung in der primären Fluidkammer ähnlich zu jener der Sinuswelle ist, sogar, wenn das Antriebssignal, das auf die Antriebsvorrichtung aufgebracht wird, ein Puls­ signal ist. Somit schafft die Vibrationsdämpfungsvorrich­ tung eine aktive Vibrationsdämpfungskraft, deren Wellenform ähnlich zu jener der Vibration des Gegenstandes ist, was zu einer hervorragenden aktiven Dämpfungswirkung bezüglich der Vibration des Gegenstandes führt.

Darüber hinaus hat das Vibrationsdämpfungssystem, das gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, den An­ triebskraftregler, der dazu angepaßt ist, die Wellenform des Steuerpulssignals, das vom Pulssignalgenerator erzeugt wird, einzustellen, um das elektrische Antriebspulssignal zu erhalten, in Abhängigkeit von der Amplitude der Vibra­ tion des Gegenstandes, so daß die Antriebsvorrichtung die Antriebskraft erzeugt, deren Größe der Amplitude der Vibra­ tion des Gegenstandes entspricht, was zu einer verbesserten aktiven Dämpfungswirkung mit hoher Stabilität führt.

Bei dem Vibrationsdämpfungssystem der vorliegenden Er­ findung wird eine Strömungsmenge des Fluids durch den Öff­ nungskanal, mit anderen Worten die Druckübertragungseffi­ zienz des Öffnungskanals, merklich reduziert, wenn die Fluiddruckänderung in der Hilfsfluidkammer bei einer Fre­ quenz auftritt, die höher als die Resonanzfrequenz des Öff­ nungskanals ist. Das heißt, der Öffnungskanal dient als Filter, der die Fluiddruckänderung bei einer Frequenz zu­ läßt, die gleich oder niedriger als sein Resonanzfrequenz­ band ist, aber die Fluiddruckänderung bei einer Frequenz einschränkt, die höher als das Resonanzfrequenzband ist. Dadurch, daß die Resonanzfrequenz des Öffnungskanals auf das gewünschte Frequenzband abgestimmt ist, kann ein Hoch­ frequenzrauschen, das in der Hilfsfluidkammer aufgrund der höheren Oberschwingungen des elektrischen Antriebspuls­ signals induziert wird und auf die Primärfluidkammer über­ tragen wird, wirksam reduziert werden, ohne irgendeine spe­ zielle Operation zur Verarbeitung des elektrischen Antrieb­ spulssignals. Somit leidet das aktive Vibrationsdämpfungs­ system der vorliegenden Erfindung nicht an dem herkömmli­ cherweise erfahrenen Problem der Verschlechterung des akti­ ven Vibrationsdämpfungseffektes in bezug zu dem Hochfre­ quenzband, oder es neigt weniger dazu, darunter zu leiden.

Wenn sich der Fluiddruck in der Hilfsfluidkammer bei einer Frequenz innerhalb des Resonanzfrequenzbandes des Öffnungskanals ändert, ist die Strömungsmenge des Fluids durch den Öffnungskanal aufgrund der Resonanz des Fluids vergleichsweise groß, und der Absolutwert der komplexen Fe­ derkonstante der Vibrationsdämpfungsvorrichtung wird demge­ mäß reduziert. Folglich wird die Druckänderung in der Hilfsfluidkammer, die auf die primäre Fluidkammer übertra­ gen wird, mit der Zunahme der Strömungsmenge des Fluids durch den Öffnungskanal verstärkt, wodurch die Druckände­ rung in der Hilfsfluidkammer mit hoher Effizienz auf die primäre Fluidkammer übertragen wird. Somit gestattet es der Öffnungskanal, der auf das gewünschte Frequenzband abge­ stimmt ist, daß die Vibrationsdämpfungsvorrichtung einen ausreichend hohen aktiven Dämpfungseffekt in bezug zur Vi­ bration zeigt, deren Frequenz innerhalb des abgestimmten Bandes liegt, während er es ermöglicht, die erforderliche Größe und das erforderliche Gewicht der Steuervorrichtung und der Vibrationsdämpfungsvorrichtung und die erforderli­ che Menge an Stromverbrauch zu reduzieren.

Ferner verwendet das aktive Vibrationsdämpfungssystem der vorliegenden Erfindung ein Pulssignal als elektrisches Antriebssignal, dessen Frequenz derjenigen der Vibration des Gegenstandes entspricht. Diese Anordnung beseitigt die herkömmliche Notwendigkeit eines komplizierten elektrischen Schaltkreises zur Erzeugung des Sinuswellenstromsignals, das bei der analogen Steuerung verwendet wird, und die her­ kömmliche Notwendigkeit nach einer zentralen Verarbeitungs­ einheit, die eine große Verarbeitungskapazität hat, zur Verarbeitung von Hochfrequenzsignalen, die in der PWM- Steuerung verwendet werden. Diese Anordnung ermöglicht es, die erforderliche Verarbeitungskapazität der zentralen Ver­ arbeitungseinheit in dem vorliegenden Vibrationsdämpfungs­ system zu reduzieren, die Verwendung der Steuervorrichtung zuzulassen, deren Konstruktion einfach und deren Herstel­ lung ökonomisch ist.

Es wird betont, daß die vorliegende Vibrationsdämp­ fungsvorrichtung als Vibrationsdämpfungsbefestigung verwen­ det werden kann, wie eine Motorbefestigung oder eine Karos­ seriebefestigung, die zwischen zwei Bauteilen eines Vibra­ tionssystems, d. h. einem Vibrationsübertragungsbauteil oder einer Vibrationsquelle und einem Gegenstand, dessen Vibra­ tion durch die Befestigung gedämpft wird, angeordnet wird, zur Verbindung dieser zwei Bauteile in einer vibrationsdämpfenden Art und Weise oder zur Befestigung eines dieser zwei Bauteile auf dem anderen Bauteil in einer vibrations­ dämpfenden Art und Weise. Alternativ dazu kann die vorlie­ gende Vibrationsdämpfungsvorrichtung als Vibrationsdämpfer verwendet werden, der an dem Gegenstand befestigt ist, um die Vibration des Gegenstandes wirksam zu isolieren oder zu dämpfen.

Die elektrisch betriebene Antriebsvorrichtung zur Schwingung der oszillierenden Platte ist vorzugsweise eine Antriebsvorrichtung, die ein lineares Eingangs- Ausgangsverhältnis hat. Es ist beispielsweise vorzuziehen, eine elektromagnetische Antriebsvorrichtung der Schwingspu­ lenbauart oder der Solenoidbauart zu verwenden, oder eine Antriebsvorrichtung, die striktive Elemente wie beispiels­ weise elektrostriktive oder magnetostriktive Elemente ver­ wendet. Es ist jedoch möglich, eine fluidbetätigte An­ triebsvorrichtung zu verwenden, die dazu angebracht ist, eine Antriebskraft basierend auf einem Fluiddruck wie einem Luft- oder einem Öldruck zu erzeugen, der durch ein elek­ trisch gesteuertes Servoventil oder ein anderes Ventil gere­ gelt wird.

Der Pulssignalgenerator kann in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Vibration des Gegenstandes oder der Art der Vibrationsquellen aufgebaut sein. Der Pulssignalgenera­ tor kann eine elektrische oder mechanische Vorrichtung sein, die ein Steuerpulssignal erzeugt, das eine Frequenz hat, die derjenigen der Vibration des Gegenstandes ent­ spricht. Diesbezüglich ist es lediglich erforderlich, daß die Frequenz des erzeugten Steuerpulssignals der Frequenz der Vibration des Gegenstandes entspricht und sie kann bei­ spielsweise gleich, zwei- oder mehrmals so groß sein, oder halb oder mehrfach so klein wie die Frequenz der Vibration des Gegenstandes sein. Ferner ist es lediglich erforderlich, daß das Steuerpulssignal, das von dem Pulssignalgene­ rator erzeugt wird, mit der zu dämpfenden Vibration syn­ chronisiert wird, und es ist nicht notwendigerweise erfor­ derlich, daß es die Phase wie die zu dämpfende Vibration hat.

Der Phasenmodulator kann ein Computer sein, der gemäß einem geeigneten Steuerprogramm arbeitet, um die Phase des Steuerpulssignals zu modulieren oder zu steuern, so daß die Phase des elektrischen Antriebspulssignals, das von dem Steuerpulssignal erhalten wird und auf die Antriebsvorrich­ tung aufgebracht wird, gestattet, daß die Vibrationsdämp­ fungsvorrichtung einen ausreichenden aktiven Dämpfungsef­ fekt in bezug zur Vibration des Gegenstandes zeigt.

Als elektrisches Antriebspulssignal ist es möglich, ein Stromsignal in Gestalt eines digitalen AN/AUS- Pulssignals zu verwenden, das eine einzige Polarität oder entgegengesetzte Polaritäten hat. Im letzteren Fall ist die Antriebsvorrichtung dazu angepaßt, die Antriebskraft in den entgegengesetzten Richtungen entsprechend den entgegenge­ setzten Polaritäten des Antriebspulssignals zu erzeugen, um die oszillierende Platte in entgegengesetzten Richtungen zu schwingen. Im ersteren Fall ist die Antriebsvorrichtung da­ zu angepaßt, die Antriebskraft nur in einer Richtung zu er­ zeugen, um die oszillierende Platte jedesmal in eine Rich­ tung zu versetzen, wenn das Antriebspulssignal erzeugt wird. In diesem Fall ist eine Vorrichtung erforderlich, um die oszillierende Platte in ihre ursprüngliche Position zu­ rückzubringen.

Der Antriebskraftregeler des aktiven Vibrationsdämp­ fungssystems der vorliegenden Erfindung kann durch irgend­ eine Vorrichtung gebildet werden, die in der Lage ist, die Wellenform des Steuerpulssignals einzustellen, um das elektrische Antriebspulssignal, das auf die Antriebsvorrichtung aufgebracht werden soll, zu erhalten, so daß die Antriebs­ vorrichtung die Antriebskraft erzeugt, um einen ausreichen­ den aktiven Vibrationsdämpfungseffekt in bezug zur Vibra­ tion des Gegenstandes zu schaffen. Der Antriebskraftregler ist beispielsweise dazu angepaßt, die Anzahl an Pulsen, ei­ ne Anstiegszeit oder eine Abfallzeit des Steuerpulssignals, wie es von dem Pulssignalgenerator erzeugt wird, einzustel­ len. Da der Antriebskraftregler das Steuerpulssignal steu­ ert, um das elektrische Antriebspulssignal zur Betätigung der Antriebsvorrichtung zu erhalten, kann erwogen werden, daß der Antriebskraftregler das elektrische Antriebspuls­ signal steuert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung, weist der Antriebskraftregler eine Verstär­ kungssteuerung zur Einstellung einer Amplitude des Steuer­ pulssignals in Abhängigkeit von der Amplitude der Vibration des Gegenstandes auf.

Der Antriebskraftregler, der die Verstärkungsreglung aufweist, gestattet eine effektive Einstellung der Wellen­ form des Steuerpulssignals, wie nachstehend erläutert wird. Das von dem Pulssignalgenerator erzeugte Steuerpulssignal wird nämlich mit einem Verstärker verstärkt, der eine Schaltvorrichtung wie beispielsweise einen Feldeffekttran­ sistor oder einen anderen Transistor hat. Die Quellenspan­ nung des Verstärkers wird in Abhängigkeit von der Amplitude der Vibration des Gegenstandes geregelt, so daß die Ampli­ tude des Steuerpulssignals entsprechend geregelt wird. Wäh­ rend die Quellenspannung unter Verwendung einer bekannten Spannungsregelvorrichtung geregelt werden kann, ist es vor­ zuziehen, die Quellenspannung durch eine Pulsbreitenmodula­ tion (PWM) zu regeln, die durch einen einfachen elektri­ schen Schaltkreis mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden kann. Sogar wenn die Quellenspannungsregelung durch die PWM-Steuerung ausgeführt wird, kann die Quellenspannungsre­ gelung, basierend auf der Periode eines elektrischen An­ triebssignals, das der Frequenz der Vibration des Gegen­ standes entspricht, d. h. basierend auf der Periode des Steuerpulssignals, das von dem Pulssignalgenerator erzeugt wird, ausgeführt werden. In diesem Fall benötigt die An­ triebsvorrichtung keine zentrale Verarbeitungseinheit, die eine große Verarbeitungskapazität hat.

In der obigen bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung umfaßt die Verstärkungsregelung eine stabilisierte Stromversorgung als eine Stromquelle.

Diese stabilisierte Stromversorgung gewährleistet, daß die Spannung des Steuerpulssignals, d. h. die Antriebskraft, um die oszillierende Platte genau zum Schwingen zu bringen, der Amplitude der Vibration des Gegenstandes entspricht, wodurch es dem Vibrationsdämpfungssystem möglich ist, eine weiterverbesserte Vibrationsdämpfungswirkung zu zeigen.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Antriebskraftregler eine Leistungsverhältnissteuerung zur Einstellung eines Lei­ stungsverhältnisses des Steuerpulssignals in Abhängigkeit von der Amplitude der Vibration des Gegenstandes auf.

Der Antriebskraftregler, der die Leistungsverhält­ nissteuerung aufweist, ist in der Lage, das Leistungsver­ hältnis des Steuerpulssignals in Abhängigkeit von der Amplitude des Steuerpulssignals in Abhängigkeit von der Amplitude der Vibration des Gegenstandes einzustellen. Die Leistungsverhältnissteuerung enthält vorzugsweise einen Mi­ krocomputer, der in der Lage ist, ein geeignetes Steuerpro­ gramm auszuführen. Unter dem hier verwendeten Leistungsverhältnis ist ein Verhältnis einer Pulsdauerzeit Td zu einem Pulsraum Tp einer jeden Pulswelle des elektrischen Steuer­ pulssignals gemeint.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung weist der Antriebskraftregeler einen Leistungsverhältnisbegrenzer zur Begrenzung des Leistungs­ verhältnisses des elektrischen Antriebspulssignals auf, um innerhalb eines Bereiches von 40 bis 60% zu liegen, vor­ zugsweise bei 50%.

Bei dieser Anordnung wird jede Pulswelle des Steuer­ pulssignals, d. h. des elektrischen Antriebspulssignals so geregelt, daß die Pulsdauerzeit (EIN-Zeit) Td im wesentli­ chen gleich zu der Pulstrennzeit (AUS-Zeit) Ts ist. Das so geregelte elektrische Antriebspulssignal ist wirksam, um einen nachteiligen Effekt oder Einfluß aufgrund der höheren Oberwellen des elektrischen Antriebspulssignals zu reduzie­ ren, nämlich um eine unerwünschte periodische Fluiddruckän­ derung in der primären Fluidkammer aufgrund der hohen Ober­ wellen effektiv zu reduzieren, wodurch eine Verschlechte­ rung des aktiven Dämpfungseffektes in bezug zur Hochfre­ quenzvibration verhindert wird. Das geregelte elektrische Antriebspulssignal ist ferner wirksam, um es zuzulassen, daß die periodische Fluiddruckänderung in der primären Fluidkammer die sinusförmige Wellenform hat, was zu einer weiter verbesserten, aktiven Dämpfungswirkung in bezug zur Vibration des Gegenstandes führt.

Der Leistungsverhältnisbegrenzer kann mit der Verstär­ kungssteuerung oder der Leistungsverhältnissteuerung ver­ wendet werden. Der Leistungsverhältnisbegrenzer ist ferner zusammen mit beiden, sowohl der Verstärkungssteuerung als auch der Leistungsverhältnissteuerung, verwendbar. In die­ sem Fall wird die Wellenform eines jeden Pulses des Steuerpulssignals durch die Leistungsverhältnissteuerung durch Einstellung des Leistungsverhältnisses des Steuerpuls­ signals geregelt, wenn das Leistungsverhältnis innerhalb eines Bereiches von 40 bis 60% es zuläßt, daß die An­ triebskraft der Amplitude der Vibration des Gegenstandes entspricht, und wie wird durch die Verstärkungssteuerung und den Leistungsverhältnisbegrenzer durch Einstellen der Amplitude des Steuerpulssignals geregelt, während das Lei­ stungsverhältnis mit dem oben angegebenen Bereich aufrecht­ erhalten wird, wenn das Leistungsverhältnis innerhalb des oben angegebenen Bereiches es nicht zuläßt, daß die An­ triebskraft der Amplitude der Vibration des Gegenstandes entspricht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die oszillierende Platte, die in der Vibrationsdämpfungsvorrichtung beweglich angeordnet ist, um den Fluiddruck in der Hilfsfluidkammer periodisch zu ändern, durch eine elastische Lagerung elastisch gela­ gert, die elastisch deformierbar oder versetzbar ist, um den Versatz oder die Schwingung der oszillierenden Platte zuzulassen. In diesem Fall gewährleistet die Elastizität der elastischen Lagerung eine gleichmäßige Schwingung der oszillierenden Platte und gewährleistet daher die gleichmä­ ßigen periodischen Änderungen der Fluiddrücke in der primä­ ren Fluidkammer und der Hilfsfluidkammer, wodurch die Wel­ lenform derjenigen periodischen Druckänderungen ähnlich zu der Wellenform der Vibration des Gegenstandes gemacht wird, d. h. der sinusförmigen Wellenform, um eine gewünschte, akti­ ve Dämpfungswirkung in bezug zur Vibration des Gegenstandes zu zeigen.

In der obigen bevorzugten Ausführungsform des Dämp­ fungssystems bildet die elastische Lagerung teilweise die Hilfsfluidkammer. In diesem Fall dient die Elastizität der elastischen Lagerung dazu, die periodische Fluiddruckände­ rung der Hilfsfluidkammer zu vergleichmäßigen.

Zusätzlich kann die oszillierende Platte durch die Elastizität der elastischen Lagerung mit hoher Stabilität in ihrer ursprüngliche Position zurückgebracht werden, wenn die Antriebskraft, die durch die Antriebsvorrichtung auf die oszillierende Platte aufgebracht wird, entfernt oder auf Null gesetzt wurde. Die Verwendung der elastischen La­ gerung, die eine relativ einfache Konstruktion hat, ist wirksam, um die Steuergenauigkeit der Fluidsteuergenauig­ keit der Fluiddrücke in der primären Kammer und der Hilfs­ fluidkammer zu verbessern, und um dadurch die Steuergenau­ igkeit des aktiven Vibrationsdämpfungseffekts zu verbes­ sern. Das elastische Lagerungsbauteil ist beispielsweise nützlich, wo die oszillierende Platte durch die Antriebs­ vorrichtung infolge der Aufbringung des elektrischen An­ triebspulssignals in der Gestalt eines AN/AUS-Stromsignals in eine vorbestimmte Richtung bewegt wird, unabhängig von der Polarität des elektrischen Stromsignals. In diesem Fall verbessert die elastische Lagerung die Steuerungsgenauig­ keit der Schwingungen der oszillierenden Platte und die Fluiddruckänderung in der primären Kammer und in der Hilfs­ kammer effektiv.

Eine ähnliche Funktion zur oben angegebenen Funktion der elastischen Lagerung der vorliegenden Dämpfungsvorrich­ tung kann durch einen geeigneten elektrischen Schaltkreis der Steuerungsvorrichtung erreicht werden. Beispielsweise können ein Stromversorgungskreis zur Aufbringung des elek­ trischen Antriebspulssignals an die Antriebsvorrichtung an­ geordnet sein, um ein Verzögerungsmodul (Lag-Modul), wie Differenzierungs- und Integrierelemente mit einzubeziehen, um die Anstiegszeit und die Abfallzeit des Antriebspuls­ signals elektrisch zu verzögern. Die Verwendung des Lag- Moduls ist wirksam, um es der Vibrationsdämpfungsvorrich­ tung zu gestatten, die aktive Dämpfungswellenform ähnlich zur Wellenform der Vibration des Gegenstandes vorzusehen. Dieses Lag-Modul kann in Kombination mit dem elastischen Lagerbauteil verwendet werden.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Dämpfungsvorrichtung des weiteren eine flexible Membran auf, die elastisch de­ formierbar ist und die teilweise eine Gleichgewichtsfluid­ kammer bildet, und einen zweiten Öffnungskanal für eine Fluidverbindung zwischen der Gleichgewichtsfluidkammer und der primären Fluidkammer oder der Hilfsfluidkammer, wobei der zweite Öffnungskanal auf ein Frequenzband abgestimmt ist, das niedriger ist als das Frequenzband, auf das der erste Öffnungskanal abgestimmt ist.

Die Verwendung der Gleichgewichtsfluidkammer und des zweiten Öffnungskanals ist wirksam, um eine Zunahme des Fluiddrucks in der primären Fluidkammer zu absorbieren oder unterzubringen, mit einer Zunahme des Volumens der Gleich­ gewichtskammer, wenn die primäre Fluidkammer eine statische Last infolge des Einbaus der Vibrationsdämpfungsvorrichtung aufnimmt. In einem Fall, wo die Vibrationsdämpfung verwen­ det wird, um eine Leistungseinheit auf der Karosserie eines Kraftfahrzeuges zu befestigen, wirkt das Gewicht der Lei­ stungseinheit auf die Vibrationsdämpfungsvorrichtung als statische Belastung. Somit gewährleistet die Gleichge­ wichtsfluidkammer eine adäquate Steuerung des Fluiddrucks in der primären Fluidkammer und der Hilfsfluidkammer, um es der Vibrationsdämpfungsvorrichtung zu gestatten, einen ge­ wünschten aktiven Vibrationsdämpfungseffekt mit einer hohen Stabilität zu schaffen. Die Verwendung des zweiten Öff­ nungsbauteiles ist wirksam, um die aktive Vibrationsdämp­ fungswirkung der Vibrationsdämpfungsvorrichtung zu verbessern, aufgrund der Resonanz des Fluids, das durch das zwei­ te Öffnungsbauteil strömt. Es soll betont werden, daß die oben erwähnte Filterfunktion des ersten Öffnungskanals dazu neigt, in bezug zur Vibration, deren Frequenz niedriger als das Frequenzband ist, auf das die erste Öffnung abgestimmt ist, verschlechtert zu werden. Jedoch wird die Resonanzfre­ quenz der zweiten Fluidströmung durch den zweiten Öffnungs­ kanal auf das Frequenzband abgestimmt, auf das der erste Öffnungskanal abgestimmt ist, wodurch die Vibrationsdämp­ fungsvorrichtung eine ausreichende aktive Dämpfungswirkung in bezug zu den niedrigfrequenten Vibrationen zeigen kann. Innerhalb des Frequenzbandes, auf das der erste Öffnungska­ nal abgestimmt ist, ist ein Strömungswiderstand des Fluids durch den zweiten Öffnungskanal merklich hoch, was im we­ sentlichen dazu führt, daß keine Strömung des Fluids durch den zweiten Öffnungskanal stattfindet, wodurch der ge­ wünschte Dämpfungseffekt der Vibrationsdämpfungsvorrichtung aufgrund der Resonanz des Fluids, das durch den ersten Öff­ nungskanal strömt, gewährleistet wird, ohne irgendeinen Einfluß des zweiten Öffnungskanals.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die vorliegende Vibra­ tionsvorrichtung ferner ein erstes und ein zweites Befesti­ gungsbauteil auf, die voneinander beabstandet sind und durch den dazwischen eingelegten, elastischen Körper mitein­ ander verbunden sind, und ein Teilungsbauteil, das von dem zweiten Befestigungsbauteil getragen wird und die primäre Fluidkammer und die sekundäre Fluidkammer voneinander trennt, so daß die primäre Fluidkammer auf einer der gegen­ überliegenden Seiten des Teilungsbauteils angeordnet ist, während die Hilfsfluidkammer auf der anderen Seite des Tei­ lungsbauteils angeordnet ist, wobei das zweite Befesti­ gungsbauteil die Antriebsvorrichtung trägt, wobei eines der Bauteile aus dem ersten und dem zweiten Befestigungsbauteil an dem Gegenstand befestigt ist, dessen Vibration durch das Vibrationsdämpfungssystem gedämpft wird. Obwohl die Vibra­ tionsdämpfungsvorrichtung des vorliegenden Vibrationsdämp­ fungssystems nicht auf irgendeine spezielle Konstruktion beschränkt ist, ist die oben angegebene Konstruktion wirk­ sam, um die primäre Fluidkammer und die Hilfsfluidkammer und die übrigen Bauteile mit einer hohen Raumausnutzung an­ zuordnen und die Vibrationsdämpfungsvorrichtung kompakt zu machen.

Das Vibrationsdämpfungssystem, das gemäß der vorlie­ genden Erfindung aufgebaut ist, kann als Vibrationsdämp­ fungsbefestigung für ein Fahrzeug verwendet werden, wie beispielsweise als eine Motorbefestigung oder eine Karosse­ riebefestigung, und es kann ferner als Dämpfungsvorrichtung verschiedener Arten verwendet werden, die anders sind, als solche, die im Fahrzeug verwendet werden. Das vorliegende Vibrationsdämpfungssystem wird vorzugsweise in einem Vibra­ tionssystem eingebaut, das einen Verbrennungsmotor als Vi­ brationsquelle enthält, so daß die Vibration des Motors ge­ dämpft oder isoliert wird.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung ist der Gegenstand durch die Vibra­ tionsdämpfungsvorrichtung mit einem Verbrennungsmotor in einer vibrationsdämpfenden Art und Weise verbunden und der Pulssignalgenerator der Steuervorrichtung erzeugt das Steu­ erpulssignal in Entsprechung zu einem Kurbelwinkel des Ver­ brennungsmotors. Der Verbrennungsmotor erzeugt nämlich eine Vibration, deren Periode seiner Arbeitsgeschwindigkeit ent­ spricht, so daß das elektrische Antriebspulssignal, das ba­ sierend auf dem Steuerpulssignal erhalten wird, auch der Arbeitsgeschwindigkeit des Motors entspricht. Diese Anord­ nung gestattet es der Vibrationsdämpfungsvorrichtung, die aktive Dämpfungswellenform zu schaffen, die der Arbeitsgeschwindigkeit des Motors entspricht, was zu einer hervorra­ genden aktiven Vibrationsdämpfungswirkung der Vibrations­ dämpfungsvorrichtung führt.

In einer weiteren anderen Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung wird der Gegenstand durch die Vibrations­ dämpfungsvorrichtung mit einem Verbrennungsmotor in einer vibrationsdämpfenden Art und Weise verbunden und der Puls­ wellengenerator der Steuervorrichtung erzeugt das Steuer­ pulssignal in Entsprechung zu einer Zündsteuerung des Ver­ brennungsmotors.

Der Pulssignalgenerator kann aus verschiedenartigen Sensoren der magnetischen Bauart, der elektrischen Bauart und der optischen Bauart aufgebaut sein, die in der Lage sind, die Zündsteuerung oder den Kurbelwinkel des Motors zu erfassen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Frequenz "f" der Schwin­ gung der oszillierenden Platte und eine Frequenz "F", auf die der erste Öffnungskanal abgestimmt ist, um einen rela­ tiv niedrigen Absolutwert der komplexen Federkonstante der Dämpfungsvorrichtung zu zeigen, so bestimmt, daß ein Ver­ hältnis, das durch die folgende Formel dargestellt ist, er­ füllt wird:

3F/4 ≦ f ≦ 3F.

Die Frequenz "F" liegt vorzugs­ weise innerhalb eines Bereiches von ±5 Hz der zu dämpfen­ den Vibrationsfrequenz. Die Frequenz "F" stellt eine Fre­ quenz dar, bei der die Vibrationsdämpfungsvorrichtung einen minimalen Spitzenwert des Absolutwertes ihrer komplexen Fe­ derkonstante aufgrund der Strömung des Fluids durch den er­ sten Öffnungskanal zeigt. Der Öffnungskanal, der wie vor­ stehend beschrieben abgestimmt ist, zeigt den Filtereffekt und den Verstärkungseffekt effektiv, was zu einer weiter verbesserten aktiven Vibrationsdämpfungswirkung der Vibra­ tionsdämpfungsvorrichtung führt.

Gemäß einer anderen, weiteren, bevorzugten Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung weist die Steuervorrichtung ferner eine Speichervorrichtung zum Speichern einer ersten Datentabelle auf, die ein erstes vorbestimmtes Verhältnis zwischen unterschiedlichen Phasen des Steuerpulssignals (P) darstellen, das durch den Phasenmodulator bestimmt wird und jeweiligen un­ terschiedlichen Bedingungen (S) der Vibration des Gegenstan­ des darstellt, und eine zweite Datentabelle, die ein vorbestimmtes, zweites Verhältnis zwischen unterschiedlichen Wellenformen des elektrischen Antriebspulssignals (E), das durch den Antriebskraftregler erhal­ ten wird und jeweiligen un­ terschiedlichen Werten der Amplitude des Gegenstandes darstellt, wobei der Phasenmodulator die Phase des Steuer­ pulssignals in Abhängigkeit von dem vorbestimmten ersten Verhältnis und basierend auf einem ersten Überwachungs­ signal (S) bestimmt, das den Zustand der Vibration des Ge­ genstandes anzeigt, und der Antriebskraftregler bestimmt die Wellenform des elektrischen Antriebspulssignals in Ab­ hängigkeit von dem vorbestimmten zweiten Verhältnis und ba­ sierend auf einem zweiten Überwachungssignal (S), das die zweite Amplitude der Vibration des Gegenstandes anzeigt.

Die Verwendung der Steuervorrichtung, die gemäß der obigen bevorzugten Ausführungsform aufgebaut ist, macht es möglich, die Antriebskraft der Antriebsvorrichtung in einer Art und Weise eines offenen Regelkreises zu steuern, um die Steueroperationen zu erleichtern, um die erforderliche Ver­ arbeitungszeit zu reduzieren und die Steueransprechempfind­ lichkeit der Steuervorrichtung zu verbessern, wodurch der aktive Vibrationsdämpfungseffekt der Vibrationsdämpfungs­ vorrichtung verbessert wird.

In der obigen bevorzugten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung ist der Gegenstand ein Teil eines Fahr­ zeugs, und die ersten und zweiten Überwachungssignale werden aus Signalen ausgewählt, die folgendes anzeigen: eine Arbeitsgeschwindigkeit eines Motors des Fahrzeugs, eine Schalthebelposition des Fahrzeugs, eine Fahrzeuggeschwin­ digkeit des Fahrzeugs, einen Drosselöffnungswinkel des Fahrzeugs, eine Wassertemperatur des Motors, eine Öltempe­ ratur des Fahrzeugs und eine Temperatur des elastischen Körpers.

In dem vorliegenden Vibrationsdämpfungssystem steuert die Steuervorrichtung nicht notwendigerweise das elektri­ sche Antriebspulssignal unter Verwendung der oben angegebe­ nen Datentabellen. Die Steuervorrichtung kann beispielswei­ se dazu angepaßt sein, eine Rückkopplungsregelung zu bewir­ ken. In diesem Fall kann die Steuervorrichtung einen Vibra­ tionssensor verwenden, wie beispielsweise einen Vibrations­ beschleunigungssensor, einen Versatzsensor oder einen Last­ sensor zur Erfassung der Amplitude der Vibration des Gegen­ standes. Das Ausgangssignal des Vibrationssensors stellt einen Fehler dar, der durch die Rückkopplungsregelung auf Null zurückgeführt werden sollte. Das elektrische Antrieb­ spulssignal wird nämlich in Form seiner Phase und seiner Wellenform moduliert, um das Ausgangssignal des Vibrations­ sensors zu Null zu machen. Die oben beschriebene Regelung unter Verwendung der Datentabellen kann in einer Rückkopp­ lungsart und -weise durchgeführt werden, so daß die vorbe­ stimmten Werte der Phase und der Wellenform der Datentabel­ len, die in einer Speichervorrichtung gespeichert sind, in einem geeigneten Zeitabstand aktuallisiert werden, um eine Lernregelung zu erreichen. In der oben angegebenen Rück­ kopplungsregelung kann die Phase und die Amplitude des elektrischen Antriebspulssignals in einem adaptiven Rege­ lungsmodus eingestellt werden.

Die obige Aufgabe und optionale Ziele, Merkmale, Vor­ teile und technische sowie industrielle Besonderheiten die­ ser Erfindung werden anhand des Studiums der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von derzeit bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispielen oder Modi der Erfindung unter Berücksichti­ gung der dazugehörigen Zeichnungen deutlicher.

Fig. 1 ist eine Draufsicht in einem axialen oder ver­ tikalen Querschnitt einer fluidgefüllten Vibrationsdämp­ fungsvorrichtung eines aktiven Vibrationsdämpfungssystems in der Gestalt einer Motorbefestigung, die gemäß einem er­ sten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung aufgebaut ist.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das eine Steuervor­ richtung des aktiven Vibrationsdämpfungssystems schematisch zeigt, das gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dieser Er­ findung aufgebaut ist.

Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Wellenformen der Si­ gnale, die in oder durch die Steuervorrichtung aus Fig. 2 erzeugt werden, zeigt.

Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Frequenzeigenschaften eines Öffnungskanals der Motorbefestigung aus Fig. 1 zeigt, die auf ein spezielles Frequenzband abgestimmt ist.

Fig. 5 ist ein Diagramm, das gemessene Frequenzeigen­ schaften eines aktiven Vibrationsdämpfungseffektes der Mo­ torbefestigung aus Fig. 1 zeigt, bei der der Öffnungskanal so abgestimmt ist, daß er die Eigenschaften aus Fig. 4 zeigt.

Fig. 6 ist ein Diagramm, das einen Prozentsatz der Er­ zeugung höherer Oberschwingungen (Komponenten zweiter und dritter Ordnung) eines Spulenantriebspulssignals (Komponente erster Ordnung) zur Erzeugung der oszillieren­ den Kraft im Falle des Diagramms aus Fig. 5 zeigt.

Fig. 7 ist ein Diagramm, das Frequenzeigenschaften der aktiven Vibrationsdämpfungswirkung der Motorbefestigung aus Fig. 1 zeigt, wenn die Antriebsvorrichtung durch ein elek­ trisches Antriebssignal betätigt wird, das ein Leistungs­ verhältnis von 0,5 hat.

Fig. 8 ist ein Diagramm, das Frequenzeigenschaften der aktiven Vibrationsdämpfungswirkung der Motorbesfestigung aus Fig. 1 zeigt, wenn die Antriebsvorrichtung durch ein elektrisches Antriebssignal betätigt wird, das ein Lei­ stungsverhältnis von 0,3 hat.

Fig. 9 ist eine Draufsicht in einem axialen oder ver­ tikalen Querschnitt einer fluidgefüllten Vibrationsdämp­ fungsvorrichtung eines aktiven Vibrationsdämpfungssystems in der Gestalt einer Motorbefestigung, die gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung aufgebaut ist.

Fig. 10 ist ein Diagramm, das die Wellenform eines Steuerpulssignals zeigt, das durch die Steuervorrichtung in einer abgewandelten Form der Anordnung aus Fig. 2 erzeugt wird.

Fig. 11 ist ein Blockschaltbild, das eine andere An­ ordnung einer Steuervorrichtung anstelle der Anordnung aus Fig. 2 zeigt.

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild, das eine weitere An­ ordnung einer Steuervorrichtung anstelle der Anordnung aus Fig. 2 zeigt.

Fig. 13 ist ein Blockschaltbild, das eine weitere An­ ordnung einer Steuervorrichtung anstelle der Anordnung aus Fig. 2 zeigt.

Unter erster Bezugnahme auf Fig. 1 ist eine fluidge­ füllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung in Gestalt einer Mo­ torbefestigung 10 gezeigt, die einen Teil eines aktiven Vi­ brationsdämpfungssystems für ein Fahrzeug bildet, das gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung aufgebaut ist. Diese Motorbefestigung 10 enthält ein erstes Befesti­ gungsbauteil 12 und ein zweites Befestigungsbauteil 14, die beide aus metallischen Materialien hergestellt sind und die in wechselseitigem, gegenüberliegendem und voneinander beab­ standetem Verhältnis zueinander angeordnet sind. Die ersten und zweiten Befestigungsbauteile 12, 14 werden durch einen elastischen Körper 16, der aus einem Gummimaterial herge­ stellt und dazwischen angeordnet ist, miteinander verbun­ den, und sie werden jeweils an einer Leistungseinheit 18 und einer Karosserie 20 des Fahrzeugs befestigt, so daß die Leistungseinheit 18 in einer vibrationsdämpfenden Art und Weise an der Karosserie 20 befestigt wird. Mit dieser Mo­ torbefestigung 10, die wie vorstehend beschrieben in dem Fahrzeug eingebaut ist, wird der elastische Körper 16 ela­ stisch zusammengepreßt mit dem Gewicht der Leistungseinheit 18, die auf die Motorbefestigung 10 wirkt, gehalten, so daß die ersten und zweiten Befestigungsbauteile 12, 14 um eine vorbestimmte Strecke von deren Positionen vor dem Einbau der Motorbefestigung 10 aufeinander zu bewegt werden. Die Motorbefestigung 10 ist so eingebaut, daß sie primär Ein­ gangsvibrationen, die in der Richtung aufgebracht werden, in der sich die zwei Befestigungsbauteile 12, 14 gegenüber­ liegen und voneinander beabstandet sind, nämlich in der Vertikalrichtung in Fig. 1, dämpft.

Genauer gesagt, enthält das erste Befestigungsbauteil 12 ein oberes Metallbauteil 22 und ein unteres Metallbau­ teil 24, die beide tassenförmige Bauteile sind, die jeweils nach außen gerichtete Flansche 23, 25 an deren oberen Enden haben. Die oberen und unteren Metallbauteile 23, 24 sind an ihren äußeren Flanschen 23, 25 fluiddicht übereinander ge­ legt und miteinander verschraubt, um eine Hohlkonstruktion zu bilden. Das obere Metallbauteil 22 hat einen Befesti­ gungsschraubenbolzen 26, der an seiner Bodenwand befestigt ist, um sich in die nach oben gerichtete Richtung zu er­ strecken. Das erste Befestigungsbauteil 12 ist mit dem Be­ festigungsschraubenbolzen 26 an der Leistungsseinheit 18 befestigt.

Im Inneren der Hohlkonstruktion des ersten Befesti­ gungsbauteils 12 ist eine relativ dünne, kreisförmige, fle­ xible Membran 28 untergebracht, die aus einem Gummimaterial hergestellt ist, und die leicht deformierbar ist, so daß ein äußerer Umfangsabschnitt der flexiblen Membran 28 durch und zwischen den äußeren Flanschen 23, 25 der oberen und unteren Metallbauteile 22, 24 ergriffen wird, so daß die flexible Membran 28 den Raum in Inneren der Hohlkonstruk­ tion des ersten Befestigungsbauteils 12 in einen oberen und einen unteren Bereich fluiddicht unterteilt. Der untere Ab­ schnitt, der durch die flexible Membran 28 und das untere Metallbauteil 24 gebildet wird, bildet eine Gleichgewichts­ fluidkammer 30, die mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist und deren Volumen basierend auf der elastischen Defor­ mation der flexiblen Membran 28 variabel ist. Der obere Be­ reich, der durch die flexible Membran 28 und das obere Me­ tallbauteil 22 gebildet wird, bildet eine Luftkammer 32, die durch eine Bohrung 33, die im oberen Metallbauteil 22 ausgebildet ist, zur Atmosphäre hin frei ist, um einen Ver­ satz der flexiblen Membran 28 zuzulassen. Das inkompres­ sible Fluid, das die Gleichgewichtsfluidkammer 30 füllt, kann aus einem niederviskosen Fluid, wie beispielsweise Was­ ser, Alkylenglykol, Polyalkylenglykol, Silikonöl, ausge­ wählt sein, vorzugsweise aus einem niederviskosen Fluid, dessen Viskosität 0,1 Pa.s oder niedriger ist, so daß die Motorbefestigung 10 einen hervorragenden Vibrationsdämp­ fungseffekt auf der Basis der Resonanz des Fluids zeigt.

Die erste Motorbefestigung 12 beherbergt ferner in ih­ rer hohlen Konstruktion ein eine Öffnung bildendes Bauteil 34, das eine kreisförmige Plattengestalt hat und aus einem metallischen Material hergestellt ist, so daß das eine Öff­ nung bildende Bauteil 34 der Bodenwand des unteren Metall­ bauteils 24 überlagert und damit verschraubt ist. Das eine Öffnung bildende Bauteil 34 und die Bodenwand des unteren Metallbauteils 24 wirken zusammen, um einen Fluidverbin­ dungsdurchlaß 35 dazwischen zu bilden, der sich in der Um­ fangsrichtung des eine Öffnung bildenden Bauteils 34 er­ streckt und eine Umfangslänge hat, die etwas kleiner als der Umfang des Bauteils 34 ist. Eines der entgegengesetzten Enden des Fluidverbindungsdurchlasses 35 ist zu der Gleichgewichtskammer 30 geöffnet, während das andere Ende des Fluidverbindungsdurchlasses 35 zur äußeren Oberfläche der Bodenwand des unteren Metallbauteils 24 hin offen ist.

Andererseits enthält das zweite Befestigungsbauteil 14 ein zylindrisches Trägerbauteil 36, ein zylindrisches Joch­ bauteil 38 und ein kreisrundes, scheibenförmiges Bodenbau­ teil 40, die aus metallischen Materialien hergestellt sind. Diese Bauteile 36, 38, 40 sind in der axialen oder vertika­ len Richtung übereinander gestapelt und miteinander ver­ schraubt, um eine allgemeine scheibenförmige Konstruktion zu bilden, die eine relativ große Dicke oder axiale Abmes­ sung hat. Das Bodenbauteil 40 hat eine gestufte Bohrung 41, die in ihrem diametral mittigen Bereich ausgebildet ist, so daß das zweite Befestigungsbauteil 14 an der Karosserie 20 mit einer Schraube befestigt wird, die in die gestufte Boh­ rung 41 eingeschraubt wird.

Das zweite Befestigungsbauteil 14 ist unterhalb des ersten Befestigungsbauteils 12 angeordnet, so daß das zwei­ te Befestigungsbauteil 14 dem ersten Befestigungsbauteil 12 in der axialen Richtung gegenüberliegt und mit einem vorbe­ stimmten axialen oder vertikalen Abstand dazwischen von dem ersten Befestigungsbauteil 12 beabstandet ist. Der elasti­ sche Körper 16 ist zwischen den zwei Befestigungsteilen beab­ standet. Der elastische Körper 16 ist zwischen den zwei Befestigungsbauteilen 12, 14 für eine elastische Verbindung dazwischen eingelegt.

Der elastische Körper 16 hat eine hohle kegelstumpf­ förmige Gestalt mit einer relativ großen Wanddicke. Das un­ tere Metallbauteil 24 und ein Verbindungsring 42 werden bei dem Prozeß der Vulkanisation des Gummimaterials zur Ausbil­ dung des elastischen Körpers 16 jeweils mit den offenen En­ den des elastischen Körpers 16 mit kleinem Durchmesser und mit großem Durchmesser verklebt. Der Verbindungsring 42 ist auf der oberen Oberfläche des zylindrischen Trägerbauteils 36 des zweiten Befestigungsbauteils 14 überlagert und mit dem Stützbauteil 36 verschraubt, wodurch der elastische Körper 16 an seinem offenen Ende mit dem großen Durchmesser am zweiten Befestigungsbauteil 14 befestigt ist. Dadurch, daß die ersten und zweiten Befestigungsbauteile 12, 14 mit dem elastischen Körper 16 dazwischen elastisch miteinander verbunden sind, wird ein innerer Raum der Motorbefestigung 10 geschaffen, der fluiddicht abgeschlossen ist, der teil­ weise durch den elastischen Körper 16 gebildet wird und zwischen den ersten und zweiten Befestigungsbauteil 12, 14 angeordnet ist. Der elastische Körper 16 hat einen Begren­ zungsring 44, der fast ganz in einen axialen Zwischenab­ schnitt davon eingebettet ist. Dieser Begrenzungsring 44 ist dazu vorgesehen, ein Knicken des elastischen Körpers 16 zu verhindern, wodurch die Stabilität der elastischen De­ formation des elastischen Körpers 16 verbessert wird.

Das zylindrische Lagerbauteil 36 hat eine Mittelboh­ rung 46, die in ihrem axialen mittleren Abschnitt eine kreisrunde, scheibenförmige, oszillierende Platte beherbergt, deren Durchmesser kleiner ist als derjenige der Mittelboh­ rung 46 ist. Diese oszillierende Platte 48 ist aus einem steifen Material hergestellt, wie beispielsweise einem me­ tallischen Material oder einem Kunstharzmaterial. Der äuße­ re Umfangsabschnitt der oszillierenden Platte 48 liegt der inneren Umfangsoberfläche des zylindrischen Trägerbauteils 36 (Mittelbohrung 46) diametral gegenüber und ist mit einem geeigneten radialen Raumabstand davon beabstandet. Zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt und der oszillierenden Platte 48 und der inneren Umfangsoberfläche des Lagerbauteils 36 ist eine ringförmige elastische Lagerung 50 angeordnet, so daß die ringförmige elastische Lagerung 50 durch Vulkanisa­ tion an dessen inneren und äußeren Umfangsabschnitten je­ weils an dem äußeren Umfangsabschnitt der oszillierenden Platte 48 und der Innenumfangsoberfläche des Lagerbauteils 36 befestigt ist. Demgemäß ist die oszillierende Platte 48 durch das zweite Befestigungsbauteil 14 über die ringförmi­ ge elastische Lagerung 50 elastisch gelagert. Die oszillie­ rende Platte 48 und die ringförmige elastische Lagerung 50 verschließen eines der gegenüberliegenden offenen Enden der Mittelbohrung 46, das von dem elastischen Körper 16 entfer­ nend ist, fluiddicht ab. Die Elastizität der elastischen Lagerung 50 gestattet es der oszillierenden Platte, einfach in Schwingung versetzt zu werden, oder in der vertikalen Richtung versetzt zu werden. Ohne daß eine externe oder Vi­ brationslast auf die Motorbefestigung 10 aufgebracht wird, wird die oszillierende Platte 48 mit der Elastizität der elastischen Lagerung 50 in ihrer ursprünglichen Position gehalten, in der eine innere Belastung des elastischen La­ gerbauteils 50 im wesentlichen Null ist.

Oberhalb der oszillierenden Platte 48 ist ein Tren­ nungsbauteil 52 in Gestalt einer kreisrunden Scheibe ange­ ordnet, die eine relativ große Wandstärke hat und sich in der Radialrichtung der Motorbefestigung 10 erstreckt. Das Teilungsbauteil 52 ist dem Lagerbauteil 36 des zweiten Be­ festigungsbauteils 14 an seinem radial äußeren Abschnitt überlagert und damit verschraubt. Dieses Trennungsbauteil 52 verschließt das andere offene Ende der mittleren Bohrung 46 des Lagerbauteils 36 und teilt den inneren Raum der Motorbefestigung 10 in einen oberen Teil und einen unteren Teil. Das Trennungsbauteil 52 wirkt mit dem elastischen Körper zusammen, um den oben angegebe­ nen oberen Teil des Raums zu bilden, der als primäre Fluid­ kammer 54 dient, die mit dem inkompressiblen Fluid gefüllt ist. Bei der Aufbringung einer Vibrationslast zwischen den ersten und zweiten Befestigungsbauteilen 12, 14 wird der elastische Körper 16 in einer schwingenden Art und Weise elastisch deformiert, wodurch eine periodische Veränderung des Drucks des Fluids innerhalb der primären Fluidkammer 54 hervorgerufen wird. Das Trennungsbauteil 52 wirkt mit der oszillierenden Platte 48 zusammen, um den oben angegebenen unteren Teil des Raums zu bilden, der als Hilfsfluidkammer 56 dient, die mit inkompressiblem Fluid gefüllt ist. Die oszillierende Platte 48 wird so betätigt, daß eine periodi­ sche Veränderung des Drucks des Fluids im Inneren der Hilfsfluidkammer hervorgerufen wird. Das heißt, das Tren­ nungsbauteil 52 trennt die primäre Fluidkammer 54 und die Hilfsfluidkammer 56 voneinander ab. Die Montageeinheit aus dem elastischen Körper 16, der an das erste Befestigungs­ bauteil 12 geklebt ist, und aus dem Verbindungsring 42 wird an dem Ring 42 mit dem zylindrischen Träger 36 verschraubt, der die oszillierende Platte 48 beherbergt. Diese Montage wird bspw. in einer Menge von inkompossiblem Fluid durchge­ führt, so daß die primäre Fluidkammer und die Hilfsfluid­ kammer 54, 56 und die Gleichgewichtskammer 30 mit dem Fluid gefüllt sind.

Das Teilungsbauteil 52 besteht aus einer unteren Tei­ lungsplatte 60 und einer oberen Teilungsplatte 62, die bei­ de aus metallischen Materialien hergestellt sind und eine kreisrunde Scheibengestalt haben. Die untere Teilungsplatte 60 hat eine relativ große Wandstärke und ist an ihrem radi­ al dazwischenliegenden Abschnitt mit einer Umfangsnut 58 ausgebildet, die sich in ihrer Umfangsrichtung erstreckt und sich zu ihrer oberen Oberfläche hin öffnet. Die obere Teilungsplatte 62 hat eine relativ geringe Wandstärke und ist der oberen Oberfläche der unteren Teilungsplatte 60 überlagert und mit ihr verschraubt, um die Öffnung der Um­ fangsnut 58 zu verschließen und dadurch einen ersten Öff­ nungskanal 64 für eine Fluidverbindung zwischen der primä­ ren Fluidkammer 54 und der Hilfsfluidkammer 56 zu schaffen, wobei sich der Kanal 64 innerhalb des Teilungsbauteils 52 erstreckt und eine vorbestimmte Umfangslänge hat. Die pri­ märe Kammer 54 wird ferner durch den Fluidverbindungskanal 35, der in dem ersten Befestigungsbauteil 12 ausgebildet ist, mit der Gleichgewichtskammer 30 in Verbindung gehal­ ten. Die Resonanzfrequenz des Fluids, das durch den Fluidverbindungskanal 35 strömt, ist auf ein Frequenzband abgestimmt, das niedriger ist, als das Frequenzband, auf das der erste Öffnungskanal 64 abgestimmt ist. Die Reso­ nanzfrequenzen des Fluids, das durch die jeweiligen Kanäle 35, 64 strömt, werden geeignet abgestimmt, indem die Quer­ schnittsflächen der Fluidverbindung und die Längen der Öff­ nungskanäle 64, 35 in Anbetracht der gewünschten Federstei­ figkeitswerte der primären Fluidkammer, der Hilfsfluidkam­ mer und der Gleichgewichtsfluidkammer 54, 56, 30, und in Anbetracht der Viskosität des Fluids, das in der Motorbefestigung 10 verwendet wird, eingestellt werden. Mit der hier verwendeten Bezeichnung "Federsteifigkeit" ist hier ein Be­ trag der Änderung des Drucks des Fluids, der erforderlich ist, um eine Änderung des Volumens einer jeden Kammer 54, 56, 30 um einen vorgegebenen Betrag, zu bewirken, gemeint. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird bspw. der er­ ste Öffnungskanal 64 abgestimmt, um eine niedrige dynami­ sche Federkonstante zu zeigen und dementsprechend einen ho­ hen Vibrationsisolationseffekt in Bezug auf Vibrationen, die eine Frequenz von ungefähr 20 Hz haben, wie bspw. Mo­ torleerlaufvibrationen, basierend auf der Resonanz des durchströmenden Fluids, während der Fluidverbindungskanal 35 abgestimmt ist, um einen hohen Dämpfungseffekt in Bezug auf Vibrationen, die eine Frequenz von ungefähr 10 Hz ha­ ben, wie bspw. Motorruckeln, auf der Basis der Resonanz des hindurchströmenden Fluids zu zeigen.

Wie anhand der vorstehenden Beschreibung des vorlie­ genden Ausführungsbeispiels deutlich wird, bilden die pri­ märe Fluidkammer, die Hilfsfluidkammer und die Gleichge­ wichtsfluidkammer 54, 56, 30 eine Fluidkammer, und die Öff­ nungs- und Fluidverbindungskanäle 46, 35 bilden jeweils ei­ nen ersten und zweiten Öffnungskanal.

Das Jochbauteil 38 des zweiten Befestigungsbauteils 14 ist aus einem ferromagnetischen Material wie Eisen herge­ stellt und mit einer Umfangsnut 66 ausgebildet, die im Ver­ tikal- oder Axialquerschnitt eine rechtwinklige Gestalt hat (siehe Fig. 1), und die sich in ihrer Umfangsrichtung er­ streckt. Die Umfangsnut 66 ist zu ihrer axialen oberen End­ seite offen. In der Umfangsnut 66 ist ein zylindrischer Permanentmagnet 68 untergebracht, so daß die äußere Um­ fangsoberfläche des Permanentmagneten 68 mit der äußeren Umfangsoberfläche der Umfangsnut 66 verklebt ist. Der Per­ manentmagnet 64 kann ein einzelnes zylindrisches Bauteil sein, oder er kann aus einer Vielzahl an teilzylindrischen Bauteilen bestehen. Dieser Permanentmagnet 68 hat entgegen­ gesetzte magnetische Pole an seinen inneren und äußeren Um­ fangsoberflächen, so daß das Jochbauteil 38 einen geschlos­ senen Pfad oder Kreis erzeugt. Mit dem so in der Umfangsnut 66 befestigten Permanentmagneten 68 besteht ein vorgegebe­ ner radialer Raum zwischen der inneren Umfangsoberfläche der Umfangsnut 66 und der inneren Umfangsoberfläche des Permanentmagneten 68. Dieser radiale Raum ergibt einen ma­ gnetischen Spalt 70.

Im zweiten Befestigungsbauteil 14 ist eine tassenför­ mige Haspel 72 so angeordnet, daß der Bodenabschnitt der Haspel 72 dem radial mittigen Abschnitt der unteren Endsei­ te der oszillierenden Platte 48 überlagert ist und damit verschraubt ist, während der zylindrische Wandabschnitt der Haspel 72 mit einer Spule 74 ausgestattet ist und innerhalb des magnetischen Spalts 70, der in dem Jochbauteil 38 aus­ gebildet ist, angeordnet ist, mit einem kleinen radialen Abstand dazwischen, so daß die Spule 74 axial oder vertikal versetzbar ist. Infolge des Anlegens eines elektrischen An­ triebsstroms an die Spule 74 durch einen Leiterdraht 76, wird die Spule 74 in ihrer Axialrichtung einer elektroma­ gnetischen Kraft (Lorentzkraft) unterzogen, die durch die Interaktion des angelegten elektrischen Antriebsstroms und einem magnetischen Feld in dem magnetischen Spalt 70 er­ zeugt wird, so daß die Spule 74 mit der Haspel 72 bewegt wird. Als ein Ergebnis wird die oszillierende Platte 48 mit der elektromagnetischen Kraft, die über die Haspel 72 auf die oszillierende Platte 48 aufgebracht wird, in ihrer Axialrichtung versetzt.

Die oszillierende Platte 48 wird durch Abwechseln des An- und Ausschaltens eines geeigneten Schalters zum peri­ odischen Anlegen eines elektrischen Stroms an die Spule 74 oder durch Anlegen eines Wechselstroms an die Spule 74 in der Vertikalrichtung zum Schwingen gebracht, um eine peri­ odische Veränderung des Drucks des Fluids im Inneren der Hilfsfluidkammer 56 hervorzurufen. Die Frequenz und die Größe der Fluiddruckänderung in der Hilfsfluidkammer 56 in­ duziert nämlich jeweils der Frequenz und der Amplitude der Schwingung der oszillierenden Platte 48. Diese periodische Druckänderung, die durch die Schwingung der oszillierenden Platte 48 in der Hilfsfluidkammer 56 indossiert wird, be­ wirkt eine Druckdifferenz des Fluids zwischen der primären Fluidkammer 54 und der Hilfsfluidkammer 56, wodurch das Fluid dazu gezwungen wird, durch den Öffnungskanal 64 zwi­ schen diesen Kammern 54, 56 zu strömen. Somit wird die Druckänderung in der Hilfsfluidkammer 56 durch den Öff­ nungskanal 64 auf die primäre Kammer 54 übertragen, so daß die Motorbefestigung 10 einen Vibrationsdämpfungseffekt ba­ sierend auf der periodischen Druckänderung in der primären Fluidkammer 54 erzeugt. Das heißt, die Motorbefestigung 10 zeigt wirksam oder aktiv eine Dämpfungswirkung in Bezug auf die von der Leistungseinheit 18 auf den Körper 20 übertra­ genen Eingangsvibration, indem die oszillierende Platte 48 mit der Frequenz und der Amplitude wirksam zum Schwingen gebracht wird, die denjenigen der Vibration des Körpers 20 entsprechen, die durch die Motorbefestigung 10 gedämpft werden sollen.

Um zu ermöglichen, daß die Motorbefestigung 10 eine ausreichende aktive Vibrationsdämpfungswirkung zeigt, wird die Motorbefestigung 10 so gesteuert, daß sie die oszillie­ rende Kraft zum Oszillieren der oszillierenden Platte 48 in Abhängigkeit von der Vibration, die gedämpft werden soll, geeignet steuert. In diesem Ausführungsbeispiel wird der elektrische Antriebsstrom, der an die Spule 74 angelegt wird, durch eine Steuervorrichtung geeignet gesteuert, die schematisch in Fig. 2 dargestellt ist.

Diese Steuervorrichtung enthält eine Steuerung 80 in Gestalt eines Mikrocomputers, der mit einer Stromquelle 78 wie einer Batterie funktionsfähig ist. Die Steuerung 80 um­ faßt eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Di­ rektzugriffsspeicher (RAM) und einen Nur-Lesespeicher (ROM) und eine Eingangs-/Ausgangsschnittstellenschaltung. Der ROM-Speicher speichert verschiedene Steuerprogramme und Da­ ten. Die Steuerung 80 ist dazu angepaßt, ein Referenzsignal R zu empfangen, das dazu verwendet wird, ein Spulenantrieb­ spulssignal E zu erzeugen, das an die Motorbefestigung 10 angelegt werden soll. Das Referenzsignal R hat wünschens­ werterweise einen relativ hohen Grad eines Korrelationsver­ hältnisses mit den Eigenschaften der Vibration, die durch die Motorbefestigung 10 gedämpft werden soll. Im vorliegen­ den Ausführungsbeispiel wird das Referenzsignal R vorzugs­ weise aus einem Zündpulssensor oder einem Kurbelwinkelsen­ sor, der für den Motor der Leistungseinheit 18 vorgesehen ist, erhalten. Insbesondere das Zündpulssignal wird vor­ zugsweise als Referenzsignal R verwendet.

Die Wellenform des Referenzsignals R in Gestalt des Mo­ torzündpulssignals wird, bevor das Referenzsignal an die Steuerung 80 angelegt wird, auf den Bedarf hin geformt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Die Steuerung 80 erzeugt ein Steuer­ pulssignal P, das dieselbe Frequenz wie das Zündpulssignal und ein Leistungsverhältnis von ungefähr 0,5 (50%) hat. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel dient die Steuerung 80 ef­ fektiv als ein Pulssignalgenerator und ein Leistungsver­ hältnisbegrenzer.

Ferner ist die Steuerung 80 dazu angepaßt, eine Pha­ sendifferenz Θ des Steuerungspulssignals P in Bezug zum Anstieg des Zündpulssignals R einzustellen, in Abhängigkeit von dem Laufzustand des Fahrzeugs, so daß die Motorbefestigung 10 einen gewünschten Dämpfungseffekt in Bezug zur Vi­ bration des Körpers 20 zeigt. Genauer gesagt werden Signa­ le, die eine momentan ausgewählte Position eines Getriebe­ wählhebels und die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuganzei­ gen, auf die Steuerung 80 als Fahrzustandssignal S aufge­ bracht, das den Fahrzustand des Fahrzeugs darstellt, der wiederum die Vibration des Körpers (Karosserie) 20 beein­ flußt. Es soll betont werden, daß der "Fahrzustand des Fahrzeugs" einen Zustand des Fahrzeugs umfaßt, während dem das Fahrzeug steht und sein Motor in Leerlaufbetrieb ist. Gemäß einem vorbestimmten oder bekannten Verhältnis zwi­ schen dem Fahrzustand des Fahrzeugs und der Phasendifferenz Θ des Steuerpulssignals P, wobei dieses Verhältnis experi­ mentell aus Messungen dieser zwei Faktoren erhalten wurde, wird die Phasendifferenz Θ des Steuerpulssignals P in Be­ zug zum Zündpulssignal R bestimmt, in Abhängigkeit von dem Wert, der durch das Fahrzustandssignal S dargestellt ist. Das oben angegebene Verhältnis wird in dem ROM gespeichert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient die Steuerung 80 als ein Phasenmodulator zur Bestimmung und Einstellung der Phasendifferenz Θ des Steuerpulssignals P, basierend auf dem oben angegebenen Fahrzustandssignal S.

Das so erhaltene Steuerpulssignal P wird einer Ampli­ tudenmodulation in Abhängigkeit von dem Fahrzustand des Fahrzeugs unterzogen, um dadurch das Spulenantriebssignal E, das an die Spule 74 angelegt werden soll, zu erhalten, während das Signal E den Vibrationsdämpfungseffekt der Mo­ torbefestigung 10 in Bezug zur spezifischen Vibration des Körpers 20 maximiert. Da die Eigenschaften der Vibration des Körpers 20 in Abhängigkeit von dem Fahr- oder Antriebs­ zustand des Fahrzeugs variiert, wie vorstehend beschrieben wurde, wird ein Verstärkungssteuersignal G erhalten, um die Amplitude des Spulenantriebspulssignals E basierend auf ei­ nem vorbestimmten oder bekannten Verhältnis zwischen dem Fahrzeugfahrzustand und der Amplitude der Vibration des Körpers 20 zu bestimmen, wobei das Verhältnis aus Messungen dieser zwei Faktoren experimentell erhalten wurde. Dieses Verhältnis wird auch in dem ROM gespeichert. Basierend auf diesem Verstärkungssteuersignal G arbeitet eine Verstär­ kungssteuerung 82, die zwischen der Stromquelle 78 und der Spule 74 vorgesehen ist, um eine Amplitudenmodulation des Steuerpulssignals P zu bewirken, so daß die Spitzenspannung oder die Amplitude des Spulenantriebspulssignals E opti­ miert wird, um die Eingangsvibration zu dämpfen. Genauer gesagt ist eine Schaltvorrichtung 84 zwischen der Verstär­ kungssteuerung 82 und der Spule 74 angeordnet, wie in Fig. 2 gezeigt ist, und das Anlegen der Spannung von der Ver­ stärkungsteuerung 82 an die Spule 74 der Motorbefestigung 10 wird durch Ein- und Ausschalten der Schaltvorrichtung 84 gemäß den EIN/AUS-Zuständen des Steuerpulssignals P gesteu­ ert, so daß der Pegel der Spannung, die an die Spule 74 an­ gelegt wird, durch das Verstärkungssteuersignal G bestimmt wird. Als ein Ergebnis hat das Spulenantriebspulssignal E eine Phase, ein Leistungsverhältnis und eine Frequenz, die durch das Steuerpulssignal P bestimmt werden, und hat eine Amplitude, die durch das Verstärkungssteuersignal G be­ stimmt wird. Diese Schaltvorrichtung 84 kann vorzugsweise eine bekannte Schaltvorrichtung, wie ein Transistor, wie bspw. ein Feldeffekttransistor (FET) sein. In dem vorlie­ genden Ausführungsbeispiel dient die Steuerung 80 auch da­ zu, das Verstärkungssteuersignal G basierend auf dem oben angegebenen Fahrzustandsignal S zu bestimmen, während die Verstärkungssteuerung 82 und die Schaltvorrichtung 84 zu­ sammenwirken, um als Verstärkungssteuerung zu arbeiten.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Spannung, die von der Stromquelle 78 an die Spule 74 geliefert werden soll, durch die Verstärkungssteuerung 82 geregelt, die dazu angepaßt ist, eine Pulsdauer (Breiten-) Modulation (PWM) basierend auf dem Verstärkungssteuersignal G, das von der Steuerung 80 empfangen wird, zu bewirken. Die PWM-Steuerung gestattet eine effektive Regelung der Spannung, die an die Spule 74 angelegt wird, d. h., der Amplitude des elektri­ schen Spulenantriebspulssignals E mit einer hohen Ansprech­ empfindlichkeit und Genauigkeit. Die PWM-Steuerung gestat­ tet die Amplitudenregelung des elektrischen Spulenantrieb­ spulssignals E für einen Regelungszyklus, wie in Fig. 3 ge­ zeigt ist.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Steue­ rung 80 dazu angepaßt, die Phasendifferenz θ des Steuer­ pulssignals P und das Verstärkungssteuersignal G in Abhän­ gigkeit von dem Fahrzustandssignal S vorzugsweise gemäß den gespeicherten Datentabellen, d. h. einer Datentabelle, die das Verhältnis zwischen dem Fahrzeugfahrzustand und der Phasendifferenz θ des Steuerpulssignals P darstellt, und einer Datentabelle, die ein Verhältnis zwischen dem Fahr­ zeugfahrzustand und der Amplitude der Schwingung des Kör­ pers 20 darstellt, zu bestimmen. Die Datentabellen werden basierend auf Werten der Phasendifferenz θ und der Vibra­ tionsamplitude erhalten, die durch stufenweises Ändern des Werts des Fahrzustandssignals S tatsächlich gemessen wer­ den. Die so erhaltenen Datentabellen werden in dem ROM der Steuerung 80 gespeichert. Basierend auf dem Wert des Emp­ fangssignals S wählt die CPU der Steuerung 80 die entspre­ chenden Werte der Phasendifferenz θ und das Verstärkungs­ steuersignal G gemäß den jeweiligen Datentabellen aus. D. h., die CPU steuert die Phasendifferenz θ und das Verstär­ kungssteuersignal G in einer Steuerungsart eines offenen Regelkreises.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist das Spulenantrieb­ spulssignal E, das von der Steuervorrichtung, die wie vorstehend beschrieben konstruiert ist, erzeugt wird, ein di­ gitales EIN/AUS-Signal, das ein Leistungsverhältnis von 0,5 hat. Diese EIN/AUS-Signal E wird an die Spule 74 der Motor­ befestigung angelegt, um die oben angegebene, elektromagne­ tische Kraft in einer periodischen Art und Weise zu erzeu­ gen, wodurch die oszillierende Platte 48 durch die oszil­ lierende Bewegung der Spule 74 durch elektromagnetische Kraft versetzt oder zum Schwingen gebracht wird. Das Spu­ lenantriebspulssignal E, das an die Spule 74 angelegt wird, ruft eine elektromagnetische Kraft hervor, die erzeugt wird, wenn sich das Spulenantriebspulssignal E in seinem EIN-Zustand befindet, so daß die oszillierende Platte 48 in die nach oben oder nach unten gerichtete Richtung versetzt wird. Andererseits wird keine elektromagnetische Kraft er­ zeugt, wenn sich das Pulssignal E in seinem AUS-Zustand be­ findet, so daß die oszillierende Platte 48 durch eine ela­ stische Kraft der elastischen Lagerung 50 in ihre ursprüng­ liche Position zurückgebracht wird. Mit der Zusammenwirkung der elektromagnetischen Kraft und der elastischen Kraft, die darauf aufgebracht wird, wird die oszillierende Platte 48 wirksam in der vertikalen Richtung zum Schwingen ge­ bracht, so daß die Frequenz und die Amplitude denjenigen des Spulenantriebspulssignals E entsprechen.

Folglich ändert sich der Fluiddruck in der Hilfsfluid­ kammer 56 gemäß der Schwingung der oszillierenden Platte 48. Dort, wo die Druckänderung in der Hilfsfluidkammer 56 basierend auf den Strömungen des Fluids durch den Öffnungs­ kanal 64 auf die primäre Fluidkammer 54 übertragen wird, wird eine abrupte Änderung des Drucks der Hilfskammer 56, die aufgrund der Abwechslung der EIN- und AUS-Zustände des Pulssignals E stattfindet, durch die Strömung des Fluids durch den Öffnungskanal 64 gemäßigt, so daß der Druck in der primären Fluidkammer vergleichsweise gleichmäßig geän­ dert wird. Somit ist die Wellenform der Fluiddruckänderung in der primären Kammer 54 relativ ähnlich zu jener einen Sinuswelle. Dementsprechend ist die Motorbefestigung 10 in der Lage, eine verbesserte aktive Dämpfungswirkung in Bezug auf die Vibration des Körpers 20 zu zeigen.

Da die oszillierende Platte 48 im vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel durch das elastische Lagerbauteil 50 gelagert wird, wird die Druckänderung in der Hilfsfluidkammer 56 in­ folge der Schwingung der oszillierenden Platte 48 aufgrund einer Dämpfungskraft, die durch das elastische Lagerbauteil 50 erzeugt wird, verzögert. Dementsprechend wird die abrup­ te Änderung des Drucks in der Hilfskammer 56 weiter einge­ schränkt, was eine vergleichsweise gleichmäßige Änderung des Fluiddrucks in der primären Fluidkammer 54 gewährlei­ stet, was zu einer hervorragenden Dämpfungswirkung der Mo­ torbefestigung 10 in Bezug zu der Vibration des Körpers 20 führt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein digitales EIN/AUS-Pulssignal in Gestalt des Steuerpulssignals P als Spulenantriebssignal E verwendet. Diese Anordnung erlaubt es, eine Sinuswellenerzeugungsschaltung und eine Phasenein­ stellschaltung für eine Sinuswelle zu beseitigen und er­ laubt es der Steuerungsvorrichtung, in der Konstruktion einfach und in der Herstellung ökonomisch zu sein. Während die herkömmliche Steuerungsvorrichtung zur Erzeugung des Sinuswellenantriebssignals eine zentrale Verarbeitungsein­ heit erfordert, die eine Kapazität in der Größe von 16-32 Bit hat, ist die Steuerung 80 des vorliegenden Ausführungs­ beispiels insbesondere in der Lage, mit einer CPU mit 8 Bit zu funktionieren, die zu geringen Kosten erhältlich ist.

Zusätzlich wird die Fluiddruckänderung in der primären Fluidkammer 54 nicht direkt durch den Versatz oder die Schwingung der oszillierenden Platte 48 hervorgerufen, sondern indirekt durch die Hilfsfluidkammer 56 und den Öff­ nungskanal 64. Bei dieser Anordnung gestattet der Öffnungs­ kanal 64, der auf eine gewünschte Resonanzfrequenz des durchströmenden Fluids abgestimmt ist, die Fluiddruckände­ rung in der primären Fluidkammer 54 nur bei einer Frequenz, die gleich oder niedriger als seine Resonanzfrequenz ist, während die Fluiddruckänderung in der primären Fluidkammer 54 bei einer Frequenz, die höher als seine Resonanzfrequenz ist, effektiv beschränkt wird. Somit ist die vorliegende Motorbefestigung 10 zur Verhinderung eines unerwünschten aktiven Dämpfungseffektes aufgrund der Erzeugung höherer Oberschwingungen der Resonanzfrequenz (Frequenz der Vibra­ tion, die gedämpft werden soll) wirksam.

Wenn es erforderlich ist, daß die Motorbefestigung 10 durch wirksames Schwingen der oszillierenden Platte 48 bei­ spielsweise in Bezug zu einer Motorleerlaufvibration eine gewünschte aktive Dämpfungswirkung zeigt, wird z. B. ihr Öffnungskanal 64 auf die Frequenz der Motorleerlaufvibrati­ on, beispielsweise ca. 20 Hz, abgestimmt, so daß der Abso­ lutwert der komplexen Federkonstante des Öffnungskanals 64 auf ungefähr 20 Hz minimiert ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist. In diesem Fall wird der aktive Dämpfungseffekt, der durch die Schwingung der oszillierenden Platte 48 geschaf­ fen wird, in Bezug zur Motorleerlaufvibration maximiert, wenn die Schwingungsfrequenz der Frequenz der Motorleer­ laufvibration entspricht, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Jedoch ist es möglich, eine unvorteilhafte aktive Vibrationsdämp­ fungswirkung aufgrund der höheren Oberschwingungen (Kompo­ nenten zweiter Ordnung und dritter Ordnung) der Frequenz des Spulenantriebspulssignals E zur Schwingung der oszil­ lierenden Platte 48 zu minimieren, wie auch in Fig. 5 ge­ zeigt ist. Damit, daß die oszillierende Platte 48 wirksam bei der Frequenz schwingt, die derjenigen der Motorleer­ laufvibrationen entspricht, kann die vorliegenden Motorbefestigung 10 eine hervorragende aktive Dämpfungswirkung in bezug zur Motorleerlaufvibration zeigen, während die uner­ wünschte aktive Vibrationsdämpfungswirkung aufgrund der Er­ zeugung der Oberschwingungen der Komponente der ersten Ord­ nung des Spulenantriebspulssignals E minimiert wird.

Ein Muster der Motorbefestigung 10, dessen Öffnungska­ nal 60 auf die Frequenz der Motorleerlaufvibration abge­ stimmt ist, wurde vorbereitet. Die oszillierende Platte 48 wird durch Anlegen elekrischer Spulenantriebspulssignale, die unterschiedliche Frequenzen haben, aktiv oder wirksam zum Schwingen gebracht, und es wurden Verhältnisse der akti­ ven Dämpfungseffekte aufgrund der Komponenten zweiter und dritter Ordnung der Schwingungsfrequenz der oszillierenden Platte 48 zu einem aktiven Dämpfungseffekt aufgrund der Komponente der ersten Ordnung erhalten. Die erhaltenen Ver­ hältnisse werden in der folgenden Tabelle 1 und in einem Graph in Fig. 6 gezeigt. Zum Vergleich wird die oszillie­ rende Platte 48 durch Anlegen von sinusförmigen Spulenan­ triebssignalen, die jeweils unterschiedliche Frequenzen ha­ ben, wirksam zum Schwingen gebracht. Die oben angegebenen Verhältnisse der Sinuswellensignale werden auch in Tabelle 1 und dem Graphen in Fig. 6 gezeigt.

Tabelle 1

Wie aus der Tabelle 1 und dem Graph in Fig. 6 ersicht­ lich ist, ist das Verhältnis der höheren Oberschwingungen der Oszillationsfrequenz der oszillierenden Platte 48 15% oder niedriger, wenn die Frequenz F (20 Hz), auf die der Öffnungskanal 64 abgestimmt ist, und die Oszillationsfre­ quenz f der oszillierenden Platte 48 eine Gleichung f ≧ ¾F erfüllt. Insbesondere wenn die oszillierende Platte 48 mit einer Frequenz schwingt, die gleich oder höher als die Ab­ stimmungsfrequenz F des Öffnungskanals 64 ist, ist das Ver­ hältnis der höheren Oberschwingungen merklich klein, näm­ lich so niedrig wie in Vergleichsbeispielen, wo die Sinus­ wellensignale angelegt wurden, um die oszillierende Platte 48 wirksam zum Schwingen zu bringen. Wenn die Vibrations­ frequenz f der oszillierenden Platte 48 drei oder mehr Mal die Abstimmungsfrequenz F des Öffnungskanals 64 ist, neigt ein Strömungswiderstand des durch den Öffnungskanal strö­ menden Fluids dazu, zuzunehmen, was es schwierig für die Motorbefestigung 10 macht, eine ausreichende aktive Dämp­ fungswirkung aufgrund der Komponente der ersten Ordnung der oszillierenden Frequenz der oszillierenden Platte 48 zu zeigen. In Anbetracht der obigen Ergebnisse wird die Ab­ stimmungsfrequenz F des Öffnungskanals 64 vorzugsweise in Bezug auf eine niedrigste Oszillationsfrequenz f' der os­ zillierenden Platte 48 bestimmt, um die folgende Formel zu erfüllen: F(Hz) = f' ± 5(Hz). Diesbezüglich ist die nied­ rigste Oszillationsfrequenz f' die untere Grenze eines Fre­ quenzbandes der Vibration, die durch die Motorbefestigung 10 gedämpft werden soll.

In der Motorbefestigung 10 des vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiels wird das Leistungsverhältnis des Spulenan­ triebspulssignals E so bestimmt, daß es 0,5 (50%) beträgt. Diese Anordnung ist wirksam, um den negativen Einfluß der höheren Oberschwingungen der Oszillationsfrequenz der os­ zillierenden Platte 48 infolge der aktiven Oszillation der oszillierenden Platte 48 zu minimieren, was in einer Ver­ hinderung der Verschlechterung der aktiven Vibrationsdämp­ fungswirkung in Bezug auf die hochfrequenten Vibrationen resultiert und zu einer weiteren Verbesserung des Vibra­ tionsdämpfungseffekts in Bezug auf das gewünschte Vibra­ tionsfrequenzband führt. Die Motorbefestigung 10 wurde un­ ter der Steuerung der Steuerungsvorrichtung aus Fig. 2 be­ trieben, wobei das Spulenantriebspulssignal E das Lei­ stungsverhältnis von 0,5 hat, und wobei das Spulenantrieb­ spulssignal E das Leistungsverhältnis von 0,3 hat. In bei­ den Fällen wurden die aktiven Vibrationsdämpfungseffekte aufgrund der Komponenten der ersten, zweiten und dritten Ordnung der Oszillationsfrequenz der oszillierenden Platte 48 gemessen. Die Messungen werden in dem Graphen der Fig. 7 und 8 gezeigt. Die Messungen wurden mit dem Öffnungs­ kanal 64 bewirkt, der auf 20 Hz abgestimmt war. Wie anhand der Graphen deutlich wird, gestattet das Spulenantrieb­ spulssignal E, dessen Leistungsvehältnis 0,5 beträgt, eine merkliche Reduzierung des unerwünschten Effektes aufgrund der höheren Oberschwingungen der Oszillationsfrequenz der oszillierenden Platte 48, was eine hervorragende aktive Vi­ brationsdämpfungswirkung aufgrund der Komponente der ersten Ordnung der Oszillationsfrequenz gewährleistet.

Darüber hinaus umfaßt die Motorbefestigung 10, die ge­ mäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, den Verbindungsfluidkanal 35, der auf ein Frequenzband abge­ stimmt ist, das niedriger als das Frequenzband ist, auf das der Öffnungskanal 64 abgestimmt ist. Diese Anordnung ge­ währleistet, daß die Motorbefestigung 10 eine hervorragende Vibrationsdämpfungswirkung in Bezug auf Vibrationen von re­ lativ niedrigen Frequenzen zeigt, wie beim Motorschütteln, das eine Frequenz von ungefähr 10 Hz hat, aufgrund der Re­ sonanz der Fluidströmung durch den Fluidverbindungskanal 35. Diesbezüglich soll betont werden, daß der Öffnungskanal 64 nicht wirksam ist, um solche niedrigen Vibrationen von ungefähr 10 Hz in Anwesenheit von höheren Oberschwingungen zu dämpfen. Ferner ist die primäre Fluidkammer 54 durch den Verbindungskanal 35 mit der Gleichgewichtskammer 30 verbun­ den, die teilweise durch die flexible Membran 28 gebildet wird, so daß eine Zunahme des Fluiddrucks der Gleichge­ wichtskammer 30 durch die Deformation und den Versatz der flexiblen Membran 28 absorbiert wird. Bei dem Einbau der Motorbefestigung 10 in das Fahrzeug nehmen die Fluiddrücke in der primären Fluidkammer 54 und der Hilfsfluidkammer 56 aufgrund des Gewichts der Leistungseinheit 18, die auf die Motorbefestigung 10 wirkt, zu. Diese Fluiddruckerhöhungen in der primären Fluidkammer und der Hilfsfluidkammer werden auch durch die Deformation oder den Versatz der flexiblen Membran 28 der Gleichgewichtskammer 30 absorbiert, was zu einer verbesserten Haltbarkeit der Motorbefestigung 10 und einer erhöhten Stabilität der Steuerung der Druckänderung in der primären Fluidkammer 54 führt, die durch die Oszil­ lation der oszillierenden Platte 48 induziert wird. Mit an­ deren Worten führt sie zu einer Stabilität der Steuerung des aktiven Vibrationsdämpfungseffektes der Motorbefesti­ gung 10.

Die Motorbefestigung 10 des vorliegenden Ausführungs­ beispiels enthält die elektromagnetische Antriebsvorrich­ tung der Schwingspulenbauart zum Schwingen der oszillieren­ den Platte 48. Diese elektrische Antriebsvorrichtung der Schwingspulenbauart kann ein lineares Verhältnis zwischen ihrem Ausgang (elektromagnetische Kraft) und ihrem Eingang (Spulenantriebspulssignal E) über einen weiteren Bereich ihres Eingangs und Ausgangs zeigen als eine elektromagneti­ sche Antriebsvorrichtung der elektromagnetischen Bauart, was es ermöglicht, die Steuerung der Schwingung der oszil­ lierenden Platte 48 leicht genau zu s 12839 00070 552 001000280000000200012000285911272800040 0002019856081 00004 12720teuern, was zu einer weiteren Verbesserung der Vibrationsdämpfungswirkung der Motorbefestigung 10 führt.

Während das derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorstehend zum reinen Zweck der Ver­ anschaulichung detailliert beschrieben wurde, soll betont werden, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die De­ tails des erläuternden Ausführungsbeispiels beschränkt ist, sondern anders verkörpert werden kann.

Die Konstruktion der Motorbefestigung der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise nicht auf diejenige des erläu­ ternden Ausführungsbeispiels begrenzt. Die vorliegende Er­ findung kann ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Motorbefestigung 86 verwenden, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Die Elemente, die in der Konstruktion ähnlich zu denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels sind, werden mit denselben Bezugszeichen, wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet, und die detaillierte Erläuterung dieser Bauteile wird weggelassen. Die Motorbefestigung 86, die gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, enthält eine flexible Membran 88, die im Inneren des axial unteren Ab­ schnittes der Mittelbohrung 46 des Lagerbauteils 36 ange­ ordnet ist, so daß die flexible Membran 88 der oszillieren­ den Platte 48, die im Inneren des axial mittigen Abschnitts der Mittelbohrung 46 angeordnet ist, mit einem geeigneten Axialabstand dazwischen gegenüberliegt. Dieser axiale Raum zwischen der flexiblen Membran 88 und der oszillierenden Platte 48 bildet die Gleichgewichtskammer 30. Andererseits ist das zylindrische Lagerbauteil 36 mit einem Fluidverbin­ dungskanal 89 für eine Fluidverbindung zwischen der Gleich­ gewichtskammer 30 und der Hilfsfluidkammer 56 ausgebildet. Ähnlich dem Fluidverbindungskanal 35 des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels ist der Fluidverbindungskanal 89 auf ein Frequenzband abgestimmt, das niedriger als das Frequenzband ist, auf das der Öffnungskanal 64 abgestimmt ist. Dieser Kanal 89 dient als zweiter Öffnungskanal. Somit zeigt die Motorbefestigung 86, die wie vorstehend beschrieben aufge­ baut ist, dieselbe Vibrationsdämpfungswirkung wie die Mo­ torbefestigung 10 des ersten Ausführungsbeispiels, wenn sie durch die Steuervorrichtung aus Fig. 2 gesteuert wird.

Ferner kann die vorliegende Erfindung mit der Fluid­ kammer verkörpert werden, die sich außerhalb des Hauptkör­ pers der Vibrationsdämpfungsvorrichtung befindet, wie in der JP-A-8-177958 offenbart ist. Die Vibrationsdämpfungs­ vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann eine Fluidkam­ mer verwenden, die sich außerhalb des Hauptkörpers befindet und die als Hilfsfluidkammer dient.

Die fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann eine zylindrische Befestigung sein, die ein Mittelwellenbauteil und ein zylindrisches Bauteil, das radial außerhalb des Mittelwellenbauteils mit einem geeigneten radialen Raum dazwischen angeordnet ist, enthält, wobei diese Bauteile mit einem dazwischen einge­ legten elastischen Körper elastisch miteinander verbunden sind. Die fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann als Dämpfer verwendet werden, der nur an einem oszillierenden Bauteil befestigt ist, um seine Vibration zu dämpfen. Zum Beispiel kann ein Dämpfer 86, der ähnlich zu der dargestellten Motorbefestigung 10 ist, auf dem oszillierenden Bauteil befestigt werden, das ein Fahrzeugteil oder ein Auspuffrohr ist, über ausschließ­ lich ein Befestigungsbauteil des ersten und zweiten Befe­ stigungsbauteils 12, 14, während das andere Befestigungs­ bauteil der Befestigungsbauteile 12, 14 nicht mit irgendei­ nem Bauteil verbunden ist, so daß der Dämpfer frei schwing­ bar ist.

Während die oszillierende Platte 48 in dem erläuterten Ausführungsbeispiel durch einen elastischen Körper in der Gestalt einer ringförmigen elastischen Lagerung 50 gelagert wird, kann die oszillierende Platte 48 durch eine Platten­ feder, eine Membran oder irgend ein anderes flexibles Bau­ teil gelagert werden.

Der Fluidverbindungskanal 35 ist nicht essentiell. Der Fluidverbindungskanal 35 kann eine Strömungsquerschnitts­ fläche haben, die klein genug ist, um Strömungen des Fluids hierdurch zu verhindern, sogar bei Aufbringung einer Vibra­ tion mit einer relativ niedrigen Frequenz auf die Motorbe­ festigung. In diesem Fall dient der Verbindungskanal 35 als Durchlaß, der die Strömung des Fluids hierdurch zuläßt, zur Absorption eines Druckanstiegs in der Druckkammer aufgrund der statischen Last, die auf die Motorbefestigung wirkt, nämlich aufgrund des Gewichts der Leistungseinheit 18.

In den erläuterten Ausführungsbeispielen ist das elek­ trische Spulenantriebssignal E, das durch die Steuerungs­ vorrichtung erzeugt wird, ein digitales EIN/AUS-Pulssignal. Jedoch kann das Spulenantriebssignal E ein Pulssignal sein, das entgegengesetzte Polaritäten hat, wie in Fig. 10 ge­ zeigt ist. In diesem Fall besteht die Schaltvorrichtung 84 vorzugsweise aus einer bekannten H-Brückenschaltung.

Während die Schwingkraft für die Schwingung der oszil­ lierenden Platte 48 durch einen Antriebskraftregler in Ge­ stalt der Verstärkungssteuerung 82 zur Einstellung der Amplitude des Spulenantriebspulssignals E in den erläuter­ ten Ausführungsbeispielen gesteuert wird, kann eine Lei­ stungsverhältnissteuerung zur Einstellung des Leistungsver­ hältnisses des Pulssignals E anstelle von oder zusätzlich zu der Verstärkungssteuerung 82 verwendet werden. In diesem Fall wird der Anstiegsmoment eines jeden Pulses gemäß dem Leistungsverhältnis wie gewünscht eingestellt, so daß die Zwischenpulsperiode (Zeitintervall zwischen den Mitten der benachbarten Pulse) moduliert wird, um der Schwingungsperi­ ode, die gedämpft werden soll, mit einer hohen Genauigkeit zu entsprechen. In diesem Fall entspricht die Wellenform der oszillierenden Kraft für die oszillierende Platte 48 genau derjenigen der zu dämpfenden Vibrationen.

Die Verstärkungssteuerung 82 und die Schaltvorrichtung 84, die in dem Blockschaltbild in Fig. 2 gezeigt sind, ver­ wenden Transistoren mit einer Schaltfunktion. Die Fig. 11 bis 13 zeigen jeweilige unterschiedliche Anordnungen der Steuervorrichtung aus Fig. 2. In diesen, in den Fig. 11 bis 13 gezeigten Anordnungen, werden die gleichen Bezugszeichen, die in Fig. 2 verwendet wurden, verwendet, um die entsprechenden Bauteile zum einfachen Verständnis zu iden­ tifizieren.

In den in den Fig. 11 bis 13 gezeigten Steueranord­ nungen bezeichnet das Bezugszeichen 94 eine Stromversor­ gungsschaltung zur Anlegung des Spulenantriebspulssignals E von einer Stromquelle 90 an die Spule 74 der Motorbefesti­ gung 10 über eine stabilisierte Stromversorgung 92. Die Stromversorgungsschaltung 94 enthält einen ersten Transi­ stor 96, der als Verstärkungssteuerung 82 dient, zur Rege­ lung der Amplitude des Spulenantriebspulssignals E auf der Grundlage des Verstärkungssteuersignals (G), das von der Steuerung 80 gemäß dem Fahrzustandsignal S empfangen wird, und einen zweiten Transistor 98, der als Schaltvorrichtung 84 dient, zur Regelung der Frequenz und der Phase des Puls­ signals E auf der Grundlage des Steuerpulssignals (P) gemäß dem Referenzsignal (R) und dem Fahrzustandsignal (S). Ge­ nauer gesagt wird das Verstärkungssteuersignal (G) an die Basis des ersten Transistors 96 angelegt. Gemäß dem Ver­ stärkungssteuersignal (G) wird die Stromversorgungsschal­ tung 94 geöffnet und geschlossen, so daß die Amplitude des Spulenantriebspulssignals (E) gesteuert wird, um die Span­ nung, die an die Spule 74 angelegt wird, zu regulieren. An­ dererseits wird das Steuerpulssignal (P) an die Basis des zweiten Transistors 98 angelegt. Dieses Signal (P) wird durch die Steuerung 80 auf der Grundlage des Referenzsi­ gnals R und dem Fahrzustandssignal S erzeugt und hat eine Frequenz und eine Phasendifferenz θ, die denjenigen der Vi­ bration, die gedämpft werden soll, entsprechen. Gemäß dem Steuerpulssignal (P) wird die Stromversorgungsschaltung 94 geöffnet und geschlossen, wodurch die Spulenantriebspuls­ signale (E) entsprechend einer Frequenz, Phasendifferenz und Leistungsverhältnis auf der Grundlage des Steuerpuls­ signals (P) gesteuert wird.

Dementsprechend kann die Steuervorrichtung aus Fig. 2, die für das Vibrationsdämpfungssystem der vorliegenden Er­ findung verwendet wird, durch irgendeine elektrische Steu­ eranordnung ersetzt werden, die in den Fig. 11 bis 13 gezeigt sind. Wie anhand der vorstehenden Erläuterung of­ fensichtlich ist, kann die Spule 74 der Motorbefestigung 10 an irgendeinem Abschnitt der Stromversorgungsschaltung 94 angeordnet sein. Vorzugsweise werden die elektrischen Schaltungen der Fig. 11 und 12 für eine verbesserte Sta­ bilität der Funktion der ersten und zweiten Transistoren 96 und 98 verwendet.

Während der Phasenmodulator, der Leistungsverhältnis­ begrenzer und noch andere Vorrichtungen in den erläuterten Ausführungsbeispielen durch einen Mikrocomputer in Gestalt der Steuerung 80 gebildet werden, können diese Vorrichtun­ gen durch eine elektrische Schaltung, die diskrete Kompo­ nenten umfaßt, gebildet werden. Beispielsweise kann der Phasenmodulator durch eine Phaseneinstellvorrichtung unter Verwendung eines Tyristors, eines Phasenverschiebers oder einer anderen elektrischen Schaltung gebildet werden. Ande­ rerseits kann der Leistungsverhältnisbegrenzer beispiels­ weise durch einen Komparator und eine bekannte Verzöge­ rungsschaltung unter Verwendung zweier monostabiler Multi­ vibratoren oder eines Multivibrators vom D-F, F-Typ gebil­ det werden. Genauer gesagt wird das Zündpulssignal R durch den Komparator in ein digitales Signal umgewandelt, und das digitale Signal wird durch die Verzögerungsschaltung verar­ beitet. In diesem Fall kann die Verzögerungsschaltung einen variablen Widerstand verwenden, so daß die Phase des Steu­ erpulssignals P vorzugsweise durch Änderung eines Wider­ standswertes des Widerstandes eingestellt wird.

Ein aktives Vibrationsdämpfungssystem zur Dämpfung ei­ ner Vibration eines Gegenstandes wird offenbart, das fol­ gendes aufweist: eine fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvor­ richtung 10; 86, die einen elastischen Körper 16 hat, der teilweise eine primäre Fluidkammer 52 bildet, die mit in­ kompressiblem Fluid gefüllt ist, dessen Druck mit der ela­ stischen Deformation des elastischen Körpers variabel ist, und eine oszillierende Platte 48, die teilweise eine Hilfs­ fluidkammer 56 bildet, die mit dem inkompressiblen Fluid gefüllt ist, dessen Druck mit der Schwingung der oszillie­ renden Platte variabel ist, und eine Antriebsvorrichtung 68; 72; 74 zur Erzeugung einer Antriebskraft zur Schwingung der oszillierenden Platte; und eine Steuerungsvorrichtung 78; 80; 84; 90; 92; 94; 96; 98 zur Aufbringung eines elek­ trischen Antriebspulssignals E an eine Antriebsvorrichtung zur Steuerung der Schwingung der oszillierenden Platte, die einen Pulssignalgenerator 80 zur Erzeugung eines Steuer­ pulssignals P hat, dessen Frequenz derjenigen der Vibration des Gegenstands entspricht, einen Phasenmodulator 80 zur Modulierung einer Phase des Steuerpulssignals in Abhängig­ keit von einem Zustand S der Vibration des Gegenstandes, und einen Antriebskraftregler 80, zur Einstellung einer Wellenform des Steuerpulssignals, um das elektrische An­ triebspulssignal E zu erhalten, so daß die Antriebskraft, die von der Antriebsvorrichtung erzeugt wird, einer Ampli­ tude G der Vibration des Gegenstands entspricht.

Claims (16)

1. Aktives Vibrationsdämpfungssystem zum Dämpfen einer Vibration eines Gegenstandes (20), das die folgenden Bau­ teile aufweist:
eine fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung (10; 86), die

• a) ein erstes und ein zweites Befestigungsbauteil (12, 14) aufweist, die voneinander beabstandet sind;
• b) einen elastischen Körper (16), der das erste und das zweite Befestigungsbauteil elastisch miteinander verbin­ det, und der teilweise einen fluiddichten Raum (54, 56) bildet, der mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist;
• c) ein Teilungsbauteil (52), das in dem fluiddichten Raum angeordnet ist und diesen in eine primäre Fluidkammer (54) und in eine Hilfsfluidkammer (56) unterteilt, und das einen ersten Öffnungskanal (64) zur Fluidverbindung zwischen der primären Fluidkammer und der Hilfsfluid­ kammer bildet,
• d) eine oszillierende Platte (48) die teilweise die Hilfs­ fluidkammer (56) bildet, so daß eine Druckänderung des Fluids in der Hilfsfluidkammer durch Oszillieren der oszillierenden Platte hervorgerufen wird; und
• e) eine Antriebsvorrichtung (68, 72, 74) zur Erzeugung einer Antriebskraft zur Schwingung der oszillierenden Platte; und
  eine Steuervorrichtung (78, 80, 82, 84, 90, 94, 96, 98), die die Oszillation der oszillierenden Platte steuert,

dadurch gekennzeichnet, daß
die oszillierende Platte (48) der gegenüberliegenden Seite des Teilungsbauteils an der Hilfsfluidkammer (56) an­ geordnet ist, und daß
die Steuervorrichtung ein elektrisches Antriebssignal (E) in Pulsform an die Antriebsvorrichtung anlegt,
wobei die Steuervorrichtung einen Pulssignalgenerator zur Erzeugung eines Steuerpulssignals (P) enthält, dessen Frequenz derjenigen der Vibration des Gegenstandes ent­ spricht, einen Phasenmodulator (80) zur Modulation einer Phase des Steuerpulssignals in Abhängigkeit von der Vibra­ tion des Gegenstandes, und einen Antriebskraftregler zur Einstellung einer Wellenform des Steuerpulssignals, um das elektrische gepulste Antriebssignal (E) zu erhalten, so daß die Antriebskraft einer Amplitude der Vibration des Gegens­ tandes entspricht.

2. Aktives Vibrationsdämpfungssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskraftregler eine Verstärkungssteuerung (82) zur Einstellung einer Amplitude des Steuerpulssignals (P) gemäß der Amplitude der Vibration des Gegenstandes aufweist.

3. Aktives Vibrationsdämpfungssystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungssteuerung eine stabilisierte Stromversorgung (92) als Stromquelle umfaßt.

4. Aktives Vibrationsdämpfungssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskraftregler eine Leistungsverhältnissteuerung zur Einstellung eines Leis­ tungsverhältnisses des Steuerpulssignals (P) gemäß der Amp­ litude der Vibration des Gegenstandes aufweist.

5. Aktives Vibrationsdämpfungssystem gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebs­ kraftregler einen Leistungsverhältnisbegrenzer zur Begren­ zung des Leistungsverhältnisses des Steuerpulssignals auf einen Bereich innerhalb von 40 bis 60% aufweist.

6. Aktives Vibrationsdämpfungssystem gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsverhältnisbegren­ zer das Steuerpulssignal steuert, um ein Leistungsverhält­ nis von 50% zu haben.

7. Aktives Vibrationsdämpfungssystem gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die oszillie­ rende Platte (48) durch eine elastische Lagerung (50) gela­ gert ist, die elastisch deformierbar ist, um einen Versatz der oszillierenden Platte (48) zuzulassen.

8. Aktives Vibrationsdämpfungssystem gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Lagerung (50) teilweise die Hilfsfluidkammer (56) bildet.

9. Aktives Vibrationsdämpfungssystem gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrati­ onsdämpfungsvorrichtung ferner eine flexible Membran (28, 88) aufweist, die teilweise eine Gleichgewichtsfluidkammer (30) bildet, und einen zweiten Öffnungskanal (35, 89) zur Fluidverbindung zwischen der Gleichgewichtsfluidkammer und der primären Fluidkammer oder der Hilfsfluidkammer, wobei der zweite Öffnungskanal auf ein Frequenzband eingestellt ist, das niedriger als das Frequenzband ist, auf das der erste Öffnungskanal abgestimmt ist.

10. Aktives Vibrationsdämpfungssystem gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Be­ festigungsbauteil (14) die Antriebsvorrichtung trägt.

11. Aktives Vibrationsdämpfungssystem gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegen­ stand durch die fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrich­ tung mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, und daß der Pulssignalgenerator der Steuervorrichtung das Steuerpuls­ signal (P), entsprechend einem Kurbelwinkel des Verbren­ nungsmotors, erzeugt.

12. Aktives Vibrationsdämpfungssystem gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegen stand durch die fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrich­ tung mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist und daß der Pulssignalgenerator der Steuervorrichtung das Steuerpuls­ signal (P), entsprechend einer Zündsteuerung des Verbren­ nungsmotors, erzeugt.

13. Aktives Vibrationsdämpfungssystem gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Frequenz ("f") der Oszillation der Oszillationsplatte (48) und eine Frequenz ("F"), auf die der erste Öffnungskanal (64) abge­ stimmt ist, so daß er einen relativ niedrigen Absolutwert der komplexen Federkonstante der Dämpfungsvorrichtung zeigt, so bestimmt werden, daß sie ein Verhältnis, gemäß der folgenden Formel, erfüllen:
3F/4 ≦ f ≦ 3F.

14. Aktives Vibrationsdämpfungssystem gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz ("F") in einem Be­ reich von ±5 Hz der Vibrationsfrequenz, die gedämpft werden soll, liegt.

15. Aktives Vibrationsdämpfungssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung ferner eine Speichervorrichtung aufweist, zur Speicherung einer ersten Datentabelle, die ein vorbestimmtes erstes Verhältnis zwischen den unterschiedlichen Phasen des Steuerpuls­ signals (P), das durch den Phasenmodulator bestimmt wird, und jeweiliger unterschiedlicher Zustände der Vibration des Gegenstandes darstellt, und zur Speicherung einer zweiten Datentabelle, die ein vorbestimmtes zweites Verhältnis zwi­ schen unterschiedlichen Wellenformen des elektrischen An­ triebspulssignals (E), das durch den Antriebskraftregler und jeweilige verschiedene Werte der Amplitude der Vibrati­ on des Gegenstandes erhalten wird, darstellt, wobei der Phasenmodulator die Phase des Steuerpulssignals in Abhän­ gigkeit von dem vorbestimmten ersten Verhältnis und basie­ rend auf einem ersten Überwachungssignal (S), das den Zu­ stand der Vibration des Gegenstandes zeigt, bestimmt, und wobei der Antriebskraftregler die Wellenform des elektri­ schen Antriebspulssignals in Abhängigkeit von dem vorbe­ stimmten zweiten Verhältnis und basierend auf einem zweiten Überwachungssignal (S), das die Amplitude der Vibration des Gegenstandes zeigt, bestimmt.

16. Aktives Vibrationsdämpfungssystem gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand ein Teil eines Fahrzeugs ist, und daß die ersten und zweiten Überwachungs­ signale (S) aus Signalen ausgewählt werden, die folgendes anzeigen: eine Arbeitsgeschwindigkeit eines Motors des Fahrzeugs; eine Schalthebelposition des Fahrzeugs; eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs; einen Drosselöffnungs­ winkel des Fahrzeugs; eine Wassertemperatur des Motors; ei­ ne Öltemperatur des Fahrzeugs, und eine Temperatur des e­ lastischen Körpers.