Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR SUPPRESSING VIBRATIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/043725
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a method for suppressing vibrations of a vibrating system (2) that comprises an exhaust system (3), an engine (4), and/or a transmission (5) and is fastened to a motor vehicle (1) by means of a number of bearing elements (6). According to said method, the individual bearing elements (6) of the exhaust system (3), engine (4), and/or transmission (5) are provided with modifiable stiffnesses which are adjusted in accordance with each other and the operating conditions of the motor vehicle (1). The inventive method allows for an improved suppression of vibrations, influencing or preventing undesired vibrations and resonances of the vibrating system (2) in a particularly flexible and therefore especially effective manner.

Inventors:
BAHL HANS-ULRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/011862
Publication Date:
May 27, 2004
Filing Date:
October 25, 2003
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
AUDI AG (DE)
BAHL HANS-ULRICH (DE)
International Classes:
B60K5/12; B60K13/04; F01N13/18; F16F1/44; F16F15/08; (IPC1-7): B60K5/12
Foreign References:
US5236182A1993-08-17
DE19711689A11998-09-24
DE3912058A11990-10-18
DE10026527A12001-12-06
DE10026527A12001-12-06
US5326182A1994-07-05
Attorney, Agent or Firm:
Holzapfel, Dierk (Abt. N/EK-7, Ingolstadt, DE)
Download PDF:
Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Schwingungsdämpfung eines mittels einer Anzahl von Lagerelementen an einem Kraftfahrzeug befestigten Schwingungssys tems, welches Abgasanlage, Motor und/oder Getriebe umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Lagerelemente (6) der Abgasanlage (3), des Motors (4) und/oder des Getriebes (5) veränderbare Steifigkeiten aufweisen, die in Abhängigkeit voneinander und in Abhängigkeit von den Betriebszu ständen des Kraftfahrzeugs (1) eingestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Be triebszustände des Kraftfahrzeugs (1) anhand bestimmter Drehzahlbe reiche von Motor (4) und/oder Getriebe (5) definiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeiten der Lagerelemente (6) in zeitlich kurzen Abständen verän dert bzw. hinund hergeschaltet werden, so dass die bei bestimmten Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs (1) auftretenden Resonanzen des Schwingungssystems (2) aktiv unterdrückt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeiten der Lagerelemente (6) von verschiedenen Fahr werkfunktionen des Kraftfahrzeugs (1) abhängig sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeiten der Lagerelemente (6) vom Fahrer beeinflusst werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeiten der Lagerelemente (6) in einer für das jeweilige Kraftfahrzeug (1) spezifischen Reihenfolge eingestellt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeiten der Lagerelemente (6) eingestellt werden, indem die Lagerelemente (6) stehend ausgeführt sind und ein elastisches E lement (9) mit einem Fluid bzw. einem Gel aufweisen, dessen Viskosität in Abhängigkeit von einer elektrischen Spannung verändert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeiten der Lagerelemente (6) eingestellt werden, indem die einzelnen Lagerelemente (6) von einer gemeinsamen elektrischen Einrichtung (7) angesteuert werden, die mit dem Steuergerät (8) des Kraftfahrzeugs (1) in Verbindung steht.
Description:
BESCHREIBUNG Verfahren zur Schwingungsdämpfung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung eines mittels einer Anzahl von Lagerelementen an einem Kraftfahrzeug be- festigten Schwingungssystems, welches Abgasanlage, Motor und/oder Ge- triebe umfasst.

Abgasanlagen werden im allgemeinen mittels einer Anzahl von ringförmigen Gummielementen am Unterboden eines Kraftfahrzeugs, befestigt, wobei die Gummielemente in Halteelemente eingehängt werden, die sowohl an der Abgasanlage als auch an den Unterboden angeformt sind. Diese Gummi- elemente haben jedoch den Nachteil, dass deren Elastizität bzw. Steifigkeit je nach Ausführung nur einen bestimmten Wert annehmen kann und daher für verschiedene Betriebszustände des Kraftfahrzeugs nur einen Kompro- miss darstellt. Zudem ist das Material der Gummielemente einer Alterung un- terworfen, welche deren Form und Elastizität nachteilig beeinflusst.

Aus der Druckschrift DE 100 26 527 A1 ist ein elastisches Lager für eine schwingungsisolierte Lagerung einer Abgasanlage an einem Fahrzeugboden bekannt. Dieses Lager ist hängend ausgebildet und weist eine mit Druckluft beaufschlagbare Druckkammer auf, die nach unten hin von einem elasti- schen Element begrenzt wird. Das elastische Element wölbt sich in Abhän- gigkeit von dem Luftdruck innerhalb der Druckkammer nach außen, wodurch eine daran angeformte Lageröse für die Abgasanlage in Abhängigkeit von dem Signal eines Lagesensors positionierbar ist. Durch die Höhe des Luft- drucks innerhalb der Druckkammer bzw. durch den Grad der Wölbung des elastischen Elements wird dabei auch die Elastizität des Lagers innerhalb gewisser Grenzen beeinflusst.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Schwingungsdämpfung zu schaf- fen, welches in ganz besonderer Weise auf das bei einem Kraftfahrzeug auf- tretende Schwingungsverhalten eines aus Abgasanlage, Motor und/oder Ge- triebe gebildeten Schwingungssystems abgestimmt ist und eine flexible Be- einflussung der Lagerelemente ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe, indem bei dem verbesserten Verfahren die ein- zelnen Lagerelemente der Abgasanlage, des Motors und/oder des Getriebes variable Steifigkeiten aufweisen, die in Abhängigkeit voneinander und in Ab- hängigkeit von den Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs eingestellt wer- den. Durch diese Merkmalskombination, bei der die Steifigkeiten der zur Be- festigung dienenden Lagerelemente unabhängig von deren Form jeweils in- nerhalb eines weiten Bereiches variierbar sind, können die Schwingungen der Abgasanlage, des Motors und/oder des Getriebes bei verschiedenen Be- triebszuständen des Kraftfahrzeugs optimal gedämpft werden, so dass am gesamten Schwingungssystem keine unerwünscht starken Schwingungen oder Resonanzen auftreten, oder können ausgewählte Schwingungen bzw.

Frequenzbereiche ungedämpft durchgelassen oder gar verstärkt werden, so dass diese Schwingungen zur Erzeugung eines bestimmten"Fahrgefühls" herausgestellt werden.

Zweckmäßig werden die Betriebszustände des Kraftfahrzeugs anhand be- stimmter Drehzahlbereiche von Motor und/oder Getriebe definiert. Denn die an dem Schwingungssystem auftretenden Schwingungen lassen sich aus den bestimmten Drehzahlbereichen, die während der verschiedenen Be- triebszustände, wie zum Beispiel Leerlaufbetrieb, Stadtbetrieb, Landstraßen- betrieb, Autobahnbetrieb oder Volllastbetrieb vorherrschen, ableiten und dann je nach Vorgabe zum Beispiel schwach oder stark dämpfen.

Weiterbildungsgemäß werden die Steifigkeiten der Lagerelemente in zeitlich kurzen Abständen verändert bzw. hin-und hergeschaltet, so dass die bei be- stimmten Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs auftretenden Resonanzen des Schwingungssystems aktiv unterdrückt oder gar angeregt werden. Diese Maßnahme ist besonders wirkungsvoll, wenn die einzelnen Lagerelemente in unterschiedlicher Art und Weise angesteuert werden.

Vorteilhaft sind die Steifigkeiten der Lagerelemente zudem von verschiede- nen Fahrwerkfunktionen des Kraftfahrzeugs abhängig. Damit kann auch den durch Fahrbahnunebenheiten sowie durch Beschleunigungen bzw. Verzöge- rungen des Kraftfahrzeugs verursachten Einflüssen auf das Schwingungs- system begegnet werden.

Besonders vorteilhaft werden die Steifigkeiten der Lagerelemente außerdem vom Fahrer beeinflusst. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs kann somit wählen, ob er zum Beispiel gemäß einer ersten Komforteinstellung eine überwiegend starke Schwingungsdämpfung bzw. eine weiche Aufhängung des Schwin- gungssystems, gemäß einer zweiten Sporteinstellung eine überwiegend schwache Schwingungsdämpfung bzw. eine harte Aufhängung des Schwin- gungssystems oder gemäß einer dritten Sondereinstellung eine Schwin- gungsdämpfung bzw. eine Aufhängung mit einer aktiven Resonanzdämpfung des Schwingungssystems wünscht. Natürlich sind die verschiedenen Einstel- lungen auch miteinander kombinierbar.

Werden die Steifigkeiten der Lagerelemente in einer für das jeweilige Schwingungssystem spezifischen Reihenfolge eingestellt, so trägt dies zu einer besonders flexiblen Schwingungsdämpfung bei. Denn die Schwingun- gen des Schwingungssystems pflanzen sich gemäß einer bestimmten Cha- rakteristik fort, wobei diese Charakteristik der spezifischen Reihenfolge der Einstellung zugrunde gelegt wird.

Die Steifigkeiten der Lagerelemente werden eingestellt, indem die Lagerele- mente stehend ausgeführt sind und ein elastisches Element mit einem Fluid bzw. einem Gel aufweisen, dessen Viskosität in Abhängigkeit von einer e- lektrischen Spannung verändert wird. Da die Steifigkeiten der Lagerelemente somit zu jeder Zeit innerhalb weiter Grenzen einstellbar sind, kann das Schwingungssystem stets in optimaler Weise gedämpft werden. Darüber hinaus kommt es dabei nicht zu einer unerwünschten Lageänderung des Schwingungssystems.

Die Steifigkeiten der Lagerelemente werden eingestellt, indem die einzelnen Lagerelemente von einer gemeinsamen elektrischen Einrichtung angesteuert werden, die mit dem Steuergerät des Kraftfahrzeugs in Verbindung steht.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungsfigu- ren näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 Eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit ei- nem aus Abgasanlage, Motor und Getriebe bestehenden Schwingungssystem ; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines stehenden Lagerele- ments zur Befestigung des Schwingungssystems aus Fig. 1 am Kraftfahrzeug ; und Fig. 3 drei Beispiele von unterschiedlichen Einstellungen der La- gerelemente bei verschiedenen Betriebszuständen des Kraft- fahrzeugs.

Das in Fig. 1 gezeigte Kraftfahrzeug 1 weist ein Schwingungssystem 2 auf, das eine Abgasanlage 3, einen Motor 4 und ein Getriebe 5 umfasst, wobei die Abgasanlage 3, der Motor 4 und das Getriebe 5 starr miteinander ver- bunden sind. Das Schwingungssystem 2 hat aufgrund der beim Betrieb des Kraftfahrzeugs veränderlichen Drehzahl von Motor 3 und Getriebe 4 sowie aufgrund seiner geometrischen Ausgestaltung ein sehr komplexes Schwin- gungsverhalten. Zur Dämpfung der auftretenden Schwingungen ist das Schwingungssystem 2 an verschiedenen Stellen durch eine Anzahl von La- gerelementen 6 im Motorraum bzw. am Unterboden des Kraftfahrzeugs 1 be- festigt. Die Lagerelemente 6 werden über eine gemeinsame elektrische Ein- richtung 7 angesteuert, welche die Steifigkeiten der Lagerelemente 6 in Ab- hängigkeit voneinander und in Abhängigkeit von den Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs 1 verändert. Die Betriebszustände des Kraftfahrzeugs 1 erhält die elektrische Einrichtung dabei direkt von dem Steuergerät 8 des Kraftfahr- zeugs 1.

Die Lagerelemente 6 sind gemäß Fig. 2 stehend ausgebildet, indem sie ein elastisches Element 9 aufweisen, welches zylindrisch ausgebildet ist, mit seiner Unterseite auf einem am Kraftfahrzeug angeformten topfartigen Halter 10 aufliegt und mit seiner Oberseite einen an die Abgasanlage 3, den Motor 4 oder das Getriebe 5 des Schwingungssystems 2 angeformten abgewinkel- ten Bügel 11 trägt. Das elastische Element 9 enthält ein Fluid, welches durch das Anlegen einer elektrischen Spannung in seiner Viskosität veränderbar ist, so dass die Dämpfung zwischen dem Halter 10 und dem Bügel 11 bzw. zwischen der Karosserie des Kraftfahrzeugs 1 und dem Schwingungssystem 2 entsprechend beeinflussbar ist. Die Viskosität des elastischen Elements 9, d. h. die Steifigkeit des Lagerelements 6 kann also zu jeder Zeit innerhalb weiter Grenzen variiert werden.

In der Fig. 3 sind schließlich drei Beispiele von möglichen Einstellungen der Lagerelemente 6 in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs 1 bzw. Drehzahlbereichen von Motor 4 und Getriebe 5 darge- stellt.

Dabei ist gemäß dem ersten Beispiel A eine Komforteinstellung der Lager- elemente 6 gezeigt, welche vorsieht, dass deren Steifigkeit im Leerlaufbe- trieb, im Stadtbetrieb und im Landstraßenbetrieb für eine starke Schwin- gungsdämpfung bzw. für eine"weiche"Aufhängung des Schwingungssys- tems 2 gering ist, während deren Steifigkeit im Autobahnbetrieb und im Voll- astbetrieb für eine schwache Schwingungsdämpfung bzw. für eine"harte" Aufhängung des Schwingungssystems 2 hoch ist.

Gemäß dem zweiten Beispiel B ist eine Sporteinstellung der Lagerelemente 6 dargestellt, wobei deren Steifigkeit lediglich im Leerlaufbetrieb für eine starke Schwingungsdämpfung bzw. für eine"weiche"Aufhängung des Schwingungssystems 2 gering ist und im Stadtbetrieb, im Landstraßenbe- trieb, im Autobahnbetrieb und im Vollastbetrieb für eine schwache Schwin- gungsdämpfung bzw. für eine"harte"Aufhängung des Schwingungssystems 2 hoch ist.

Und gemäß dem dritten Beispiel C ist eine Komforteinstellung der Lagerele- mente 6 mit einer Sondereinstellung zur aktiven Resonanzdämpfung kombi- niert. Diese Sondereinstellung sieht vor, dass die Steifigkeiten der Lagerele- mente 6 im Stadtbetrieb und im Autobahnbetrieb beim Auftreten einer Reso- nanz in zeitlich kurzen Abständen zwischen der"weichen"Aufhängung und der"harten"Aufhängung des Schwingungssystems 2 hin-und hergeschaltet werden, um die Resonanz zu unterdrücken.

Zur Erzielung einer"weichen","mittleren"oder"harten"Aufhängung des Schwingungssystems 2 ist es nicht erforderlich, die Steifigkeit aller Lager- elemente 6 in jeweils gleicher Weise zu beeinflussen. Vielmehr ist es gemäß der vorliegenden Erfindung wichtig, die verschiedenen Lagerelemente 6 in Abhängigkeit von ihren jeweiligen Positionen unterschiedlich anzusteuern, um eine besonders flexible Dämpfung des Schwingungssystems 2 zu ver- wirklichen.

Liste der Bezugszeichen : 1 Kraftfahrzeug 2 Schwingungssystem 3 Abgasanlage 4 Motor 5 Getriebe 6 Lagerelement 7 elektrische Einrichtung 8 Steuergerät 9 elastisches Element <BR> <BR> 10 Halter<BR> 11 Bügel