JP2001509577A - アッセンブリ支持装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 動力車の駆動アッセンブリのいわゆる「ガタ揺れ」の過渡振動を阻止するため、アッセンブリ支持装置を、その弾性率を変化させることにより確率論的または周期的に離調させる。少なくとも5ファクタの弾性率の離調を、ガタ揺れ運動の振動時間のたかだか五分の一に相当する時間にわたって行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項1の前提概念に記載のアッセンブリ支持装置の制御方法に関
するものである。 ドイツ連邦共和国特許第４０２１０３９号公報から、内燃機関用の液圧緩衝型 アッセンブリ支持装置が知られている。この支持装置は、ガス燃焼力および慣性 力によって生じる内燃機関の振動が車両の車体から切り離されるように構成され
ている。車体に対するアッセンブリの相対運動が低振動数である場合には、支持 装置内でオーバーフロー機構が有効になる。このオーバーフロー機構は、アッセ ンブリ支持装置の二つの液体室を互いに連通させ、オーバーフローした液体の摩 擦損失により振動を付加的に緩衝させる。 さらに、弾性率をアッセンブリの特定の作動状態（たとえばアイドリング）に 適合させるべく変更可能にしたアッセンブリ支持装置が知られている。 本発明の課題は、アッセンブリ支持装置の制御方法において、アッセンブリの低
振動数の固有振動を合目的に且つ効果的に抑制することができ、しかも高振動数 の励起の場合の動作を阻害しないような前記方法を提供することである。 この課題は、請求項１の特徴部分により解決される。

【０００２】 本発明の中心的な思想は、アッセンブリ支持装置を迅速に離調(Verstimmung) させることにより、アッセンブリの低振動数の固有振動の過渡振動(Einschwinge n)を阻止することである。 従来の技術によれば、アッセンブリの低振動数の固有振動自体が緩衝されるが、
本発明による方法は、アッセンブリの固有振動の発生を抑制させるような合目的
な「外乱インパルス(Stoerimpulse)」を生じさせる。特に、アッセンブリの固有振
動が始まる初期段階でこの種の外乱インパルスを投入するのが効果的である。

【０００３】 外乱インパルスの時間は、アッセンブリの固有振動の振動時間のたかだか五分
の一に制限されている。アッセンブリ支持装置の音響特性を著しく変化させない
ようにするには、インパルス時間が固有振動の振動時間の十分の一であるのが有
利である。

【０００４】 「インパルスの大きさ」も重要である。本発明の効果を得るには、アッセンブリ
支持装置の弾性率の増減は少なくとも５ファクター必要である。弾性率の比はほ
ぼ１：１０にするのが有利である。

【０００５】 弾性率の変更は、アッセンブリ支持装置を硬にするためにも、またアッセンブ
リ支持装置の弾性率を低下させるためにも、外乱インパルスの継続時間の間行な
われる。アッセンブリによって生じる振動を最適に絶縁するために基本的にはア
ッセンブリ支持装置はその出発状態において小さな剛性を有しているので、アッ
センブリ支持装置を硬にするのが有利である。アッセンブリ支持装置の剛性は、
たとえばドイツ連邦共和国特許出願１９７１１６８９．２号に記載されているよ
うに、たとえば磁気流動学的流体により変更させることができる。

【０００６】 前記離調は、アッセンブリと支持装置と土台からなる非離調システムの固有振
動数よりも大きいか等しい振動数で連続的に行なわれる（請求項２）。これによ
り、アッセンブリの固有振動の各振動周期の間に少なくとも１回の外乱インパル
スが行なわれるよう保証されている。

【０００７】 請求項３に記載の方法により、調整力は小さな値に維持される。さらにこれに
より、ポテンシャルエネルギーの中間蓄積と、アッセンブリ支持装置の特性曲線
のゼロ位置の変位が阻止される。

【０００８】 アッセンブリの固有振動に依存してアッセンブリ支持装置を周期的に離調する
代わりに、アッセンブリ支持装置を、アッセンブリによって生じる振動の振動数で
周期的に離調させてもよい（請求項５）。これにより、アッセンブリ支持装置の
緩衝特性への影響力はその本来の概念に関し可能な限り少なくなる。

【０００９】 この場合、請求項５に記載のように、弾性率を、アッセンブリによって生じる振 動のゼロ通過領域において上昇させて、周囲の構造に対するアッセンブリ支持装 置の反作用を最小にさせ、よってアッセンブリによって生じる振動の振幅が大き いときに支持装置を硬にする場合のようにアッセンブリ支持装置の音響的なクオ
リティを著しく阻害させないようにするのが特に有利である。

【００１０】 外乱インパルスを確率論的に取り込んでもよい（請求項６）。この場合、イン パルス列の密度は、アッセンブリの振動のほとんど各振動周期において少なくと も一つの外乱インパルスが当たるように選定されている。

【００１１】 請求項７は、本発明の有利な適用例を記載したものである。この場合アッセン ブリ支持装置は動力車のエンジン支持装置として形成されており、原動機（通常 は内燃機関のエンジン）の任意のガス燃焼力および慣性力を絶縁するべく適宜柔
軟に構成されている。原動機に起因するこのような振動のほかに、原動機は原動 機支持装置の固有振動数（ほぼ５ないし１５Ｈｚ）で低振動数の運動（ガタ揺れ
）をも実施する。この運動は走行軌道の励振に起因するものである。外乱インパ
ルスを発生させるという本発明による方法により、ガタ揺れの形成を効果的に抑 えることができる。

【００１２】 原動機の回転数に連動して原動機支持装置を周期的に離調させるため、駆動ア ッセンブリ（原動機および（または）伝動装置）と動力車の車体とにそれぞれセ
ンサが設けられる。これらのセンサはそれぞれの構成要素の加速値を検出する。
加速度値を評価することにより駆動アッセンブリのガタ揺れが検出され、場合に よっては、アッセンブリ支持装置を離調させる適当なアルゴリズムが導入される 。この場合の離調は、駆動アッセンブリの回転数に依存して（たとえば内燃機関 のクランク軸の回転に連動して）行なうのが有利である。これ以外に、確率論的 な離調も可能である。

【００１３】 さらに本発明による方法は「先を見越すように」適用することもできる。すな
わち、ある一定の確率でガタ揺れを発生させるような作動状態に車両があるとき
にアッセンブリ支持装置を予防的にインパルス的に離調させる。

【００１４】 動力車の駆動アッセンブリに関して最後に述べた方法は、もちろん内容的に他 の適用例に対しても適用できる。 次に、本発明による方法を図面に図示した実施形態に関し詳細に説明する。

【００１５】 図１は、錘ｍを備えたアッセンブリ１を示している。アッセンブリ１は、弾性率 ｃを可変な支持装置２を介して周設部３と結合されている。アッセンブリ１は、支
持装置２に撓み性があるため矢印ｘ方向に運動することができる。アッセンブリ １はたとえば動力車の内燃機関であり、周期的な力変化Ｆ（ｔ）を生じさせる。さ
らにアッセンブリ１には外力Ｆ_Ｆ（ｔ）が作用する。

【００１６】 図２は、力Ｆ_Ｆによって生じる振動運動の変化ｘ（ｔ）を示したものである。こ
の場合の振動とは、アッセンブリ１と弾性的な支持装置２からなるシステムの、固
有振動数がｆ_０＝１／Ｔ_０の振動である。本発明によれば、支持装置２の弾性率ｃ
はアッセンブリ１の振動に伴って周期的に変化し、短時間ｔ_ｖだけ出発値ｃ_１か
ら値ｃ_２へ低下する。この場合調整時間ｔ_ｖは、両弾性率の比ｃ_１／ｃ_２が約１
０／１であるとすると、約０．１×１／ｆ_ｖ（ｆ_ｖ＝ｆ_０）である。図２の図示 からわかるように、アッセンブリ支持装置２の「硬」への復帰は振動ｘ（ｔ）が ゼロを通過するときに行なわれ、調整力が小に保持される。

【００１７】 図２に図示した調整アルゴリズムの他の態様を図３に示す。図３によれば、支持
装置２の離調はアッセンブリ１によって生じる振動に関係している。この場合、ア
ッセンブリ１によって生じる振動のゼロ通過点領域においてばね剛性が出発値ｃ _２ から値ｃ_１へ増大する。「外乱インパルス」の時間的な状態により、支持装置２
の特性は、アッセンブリ１によって生じる振動を抑制するというその本来の課題 に関し著しく阻害されないよう保証されている。外乱インパルスは、アッセンブ リ１の低振動数の固有振動の異なる時点で周期的に行なわれる。

【００１８】 図４は、エンジン３と伝動装置４から構成される駆動アッセンブリ１の支持装 置を示すものである。駆動アッセンブリ１は、アッセンブリ支持装置２_Ｍと２_Ｇ を介して車体５に対し支持されている。車体５は、ばね６とダンパー７を介して 車輪８に対し懸架されている。アッセンブリ支持装置２_Ｍと２_Ｇは可変な弾性率
を有している。

【００１９】 図５は、アッセンブリ支持装置２_Ｍと２_Ｇのインパルス的な離調に対するアル ゴリズムの説明図である。加速度センサ９ａ，９ｂ，９ｃによりエンジン３の振
動、伝動装置４の振動、車体５の振動が検出される。動力車の作動状態を機能的に
推察させる他のパラメータ（たとえばカーブ走行、発進、停止など）と共に、制御 器１０において、駆動アッセンブリ１のガタ揺れがあるかどうかが判断される。 ガタ揺れがあれば、制御器１０はアッセンブリ支持装置２_Ｍと２_Ｇを制御して、そ
の弾性率ｃ_Ｍとｃ_Ｇを変化させる。その際、切り換え時点と切り換え時間が求め られる。この場合、弾性率ｃ_Ｍとｃ_Ｇのインパルス的な変化をエンジン３の回転 数と同期させて行なうのが有利であり、これはたとえばクランク軸に設けた適当 なインパルス発生器１１により制御される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 弾性率可変なばねを用いて支持されている支持装置の概略図である。

【図２】 図１のアッセンブリの固有振動の振動変化と、これに時間的に連動している、図
１の支持装置の弾性率の変化とを示す図である。

【図３】 図２に対応する図で、さらにアッセンブリによって生じた振動の変化をも示す 図である。

【図４】 動力車における駆動アッセンブリの配置構成図である。

【図５】 動力車の駆動アッセンブリの支持装置の本発明による制御方法を示すブロック
図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レッチュ カール ドイツ連邦共和国 デー・85229 マルク ト インダースドルフ プロプスト・モル ハルト・シュトラーセ ７ (72)発明者 ポルハマー ライナー オーストリア アー・4040 リンツ ベル クガッセ 53 (72)発明者 ペータース ノルベルト ドイツ連邦共和国 デー・80995 ミュン ヘン ラハインシュトラーセ 10 (72)発明者 シュラム フェリックス ドイツ連邦共和国 デー・81737 ミュン ヘン オットーブルナー シュトラーセ 13 (72)発明者 ケーファー トーマス ドイツ連邦共和国 デー・86899 ラント スベルク シュペッティンガー シュトラ ーセ 35ツェー (72)発明者 レシュナー シュテフェン ドイツ連邦共和国 デー・82140 オルヒ ング モーツァルトシュトラーセ 15 (72)発明者 フレヒトナー ホルスト ドイツ連邦共和国 デー・85748 ガルヒ ング ファルケンシュタインヴェーク 16 (72)発明者 ヘルトマン ハンス ドイツ連邦共和国 デー・86845 グロー スアイティンゲン クラウトガルテンシュ トラーセ 26 (72)発明者 ホーン ウイリアム マーク イギリス コベントリー シーヴイ３ １ エフダブリュー ブルス ヘッド レーン 139 Ｆターム(参考） 3D035 CA43 CA44 3J048 AA02 AB11 CB01 DA01 EA15

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アッセンブリによって生じる振動の抑制に弾性率が優先的に同
   調しているアッセンブリ支持装置を、前記弾性率を変化させるための装置を用い て制御する方法において、 アッセンブリ（１）の低振動数の固有振動の過渡振動を阻止するため、アッセ ンブリ（１）の固有振動の振動時間（Ｔ_０）のたかだか五分の一に相当する時間
   にわたって前記弾性率（ｃ）を少なくとも５ファクタだけ変化させることを特徴
   とする方法。
2. 【請求項２】弾性率（ｃ）の変更を、アッセンブリ（１）の固有振動の振動 数（ｆ_０）で周期的に行なうことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】アッセンブリ（１）の固有振動がゼロを通過したときに弾性率
   （ｃ）を「硬」のほうへ調整することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】弾性率（ｃ）の変更を、アッセンブリ（１）によって生じる振 動の振動数で周期的に行なうことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】アッセンブリ（1）によって生じる振動のゼロ通過領域におい てアッセンブリ支持装置（2）の弾性率（ｃ）を上昇させることを特徴とする、 請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】弾性率（ｃ）の変更を確率論的に行なうことを特徴とする、請
   求項1に記載の方法。
7. 【請求項７】動力車の駆動支持装置（2）の低振動数の固有振動（ガタ揺れ ）が過渡振動するのを阻止するために使用することを特徴とする、請求項1から ６までのいずれか一つに記載の方法。
8. 【請求項８】駆動アッセンブリ（2）と車体（5）に設けた加速度センサを用
   いてガタ揺れの発生を検出し、アッセンブリ支持装置（２_Ｍと２_Ｇ）の弾性率（ ｃ）の調整を、駆動アッセンブリ（2）の動作サイクルに依存して周期的に行なう
   ことを特徴とする、請求項７に記載の方法。