用于机动车的旋转减振器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于机动车的旋转减振器，该旋转减振器尤其是用于对非黃载质 量相对于黃载质量的相对运动进行衰减。
【背景技术】
[0002] 底盘用于使车身与道路禪合。除了传递与行驶相关的力之外，竖直的自由度实现 了对舒适特性和行驶安全性的适配。车身与车轮一-连同其引导车轮的元件一-之间的振 动特性由弹黃元件和阻尼元件决定。弹黃元件用于车身的静态保持。弹黃行程的变化作为 弹性能量被储存并且相应地又被释放。阻尼元件用于对车身、即黃载质量W及车轮连同轮 穀托架、即非黃载质量的振动能量进行衰减。在此，减振器直接使黃载质量和非黃载质量连 接。按照现有技术一般通过液压流体的节流作用使一个力抵抗黃载质量与非黃载质量之间 的相对速度。
[0003] 此外，在现有技术例如DE 10 2011 101 350 Al或DE 10 2011 101 701中公知，为 了产生力而使用电或磁的力。公认的是:黃载质量和非黃载质量通过阻尼元件连接并且在 两者之间进行相互支撑。除了在汽车中在底盘的区域中要使用回转效应的事实之外，在进 动力矩/角动量的轴线的所有方向上在任意一个时刻对力矩的有目的调节和施加方面存在 对现有技术的创新。
[0004] 由现有技术 DE60200864T2、US20040244513A1 和 W02011/100796A1 公开了用于稳定 船舶的回转稳定器，所述船舶的运动通过波浪引起。所述回转稳定器例如包括第一传感器 系统、调节系统和执行器，所述第一传感器系统测量飞轮的进动，所述调节系统生成调节信 号，所述执行器调节作用在飞轮上的进动力矩。在此所施加的进动力矩作为受调节的反力 矩起作用，由此，没有驱动能量作用在飞轮上。此外，在船舶中仅产生摇摆或者说侧倾运动， 摇摆或者说侧倾运动应通过所述装置来稳定。
[0005] 在此意义下，文献EP0650890B1公开了一种用于抑制物体振动的装置。为此设置有 控制力矩巧螺仪，所述控制力矩巧螺仪包括飞轮，所述飞轮与第一轴连接，所述第一轴可转 动地支承在万向环中，其中，万向环包括第二轴，所述第二轴可转动地支承在待控制其振动 的物体中。
[0006] 用于测量受控物体的振动的角度测量装置，绕一相对于由第一和第二轴张成的平 面处于法向的轴线。
[0007] 为了减振，在第二轴线上设置有发电机，所述发电机根据第=轴的所测量的角速 度进行制动，其中，飞轮通过电机保持在转动中。
[000引在巧螺仪中，进动的效应是已知的。如果旋转体的旋转轴线变化，则产生相对于旋 转轴线并且相对于摆出轴线垂直的力。所述力被称为进动。在万向悬置中，各个转速与力矩 之间的配合通过欧拉动力学方程
[0009] 聞a = Ja亩 g -(屯-屯)巧两b; (1)
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[001^ 在车载坐标系中描述。在此存在(!(Pi/dt=项W及过巧/化=如:其中，聲骗述对应 轴的当前角位置。
【发明内容】
[0013] 本发明的目的在于，给出一种改善的用于机动车的减振器。
[0014] 所述目的通过权利要求1的特征部分结合其前序部分特征来实现。
[0015] 从属权利要求是本发明的有利的扩展构型。
[0016] -种用于机动车的旋转减振器，所述旋转减振器包括第一轴，所述第一轴W能相 对于第一构件转动的方式被支承并且与第二构件连接，第二构件相对于第一构件实施转动 运动，第一轴具有框架，在该框架中第二轴处于正交方位并且W可转动的方式被支承，第二 轴具有框架，在该第二轴的框架中第=轴与第二轴正交并且与第=轴正交并且W可转动的 方式被支承在第二框架中，第二轴和第=轴各自与轴驱动装置连接，另外第=轴具有飞轮 质量，由第二轴驱动装置引起的第二轴转动使与第二构件连接的第一轴的角速度改变，设 置有用于确定第一轴的角速度的第一传感器，设置有至少用于影响第二轴的角速度的调节 单元。
[0017] 根据本发明，设置有与第一传感器不同的用于确定车辆的位置变化的传感器与所 述调节单元连接。由此，可通过第二轴在考虑车辆位置的情况下对与非黃载质量连接的第 二构件施加影响。本发明利用转动惯量的效应在合适的位置上将力引入到底盘中。所述力 替代并扩展了传统的减振元件的功能。
[0018] 在一个有利的扩展构型中，调节单元可与第二轴电机连接W使得第二轴电机能提 高第二轴的角速度和/或转矩。通过第二轴电机的主动控制可借助于能量输入进行主动的 底盘调整。
[0019] 车辆角部的特别是四个单个的回转元件（即万向悬置的巧螺元件)直接将力或力 矩经第二构件施加在底盘的非黃载部分上，所述回转元件通过主动的能量输入将冲击引入 到与黃载质量连接的非黃载第二构件(尤其是控制臂）中，并且因此除该功能外还实现了对 侧倾振动的抑制W及对升降和俯仰的抑制。此外，实现了对每个车轮的竖直运动的控制。
[0020] 通过调节第二轴上的力矩或调整第二轴的角速度，在相应选择惯性矩的情况下在 低力矩Mb下实现外轴上的高力矩Ma。
[0021] 在需要时，减振器可W此方式无力矩地工作，运在某些状况中可有利于行驶舒适 性。
[0022] 用于第=轴的转速可调整得越大，则根据本发明的减振装置所占据的结构空间可 越小。所述装置将通过调节或通过道路激励输送给系统的整个能量转化成最内轴的旋转能 量。通过回收成电能，所述旋转能量可提供给系统外部。来自随机的道路激励的运动能量在 此不是纯粹地转化成热能，而是供进一步的应用或储存。根据本发明，通过回收减振器能 量，不可忽视地有助于车辆的整个能量平衡。
[0023] 优选地使轴端部连接的框架可构造成圆环。
[0024] 尤其是设置有检测装置，所述检测装置作为用于调节单元的输入参量检测第一轴 和第二轴的角位置。由此可避免第一和第=轴彼此叠置W及由此避免奇异性/奇异点。此 夕h由角位置可W计算方式确定角速度。此外，为了确定角速度也可设置有用于直接检测的 传感器。
[0025] 在另一个有利构型中，驱动第=轴的轴电机可与调节单元连接。W此方式，通过电 机可考虑第=轴的角速度用于调节第二轴或给第=轴的轴电机输送能量，W便必要时加速 飞轮质量。
[0026] 在另一个方面，本发明设及一种用于调节根据本发明的减振装置的方法。根据该 方法，作为调节参量调节第一轴的力矩和/或第一轴的角速度。为此，运样影响第二轴上的 调节参量，使得所述轴的加速度的符号相应于所述轴的角速度的符号。
[0027] 尤其是力矩的给定值/理论值/预期值的确定可基于减振器特性曲线来进行，在所 述减振器特性曲线中存储第一轴的力矩与角速度的关系。用于调节调节参量的给定值因此 根据所测量的第一轴角速度来设定。
[0028] 在另一个方面，本发明设及万向悬置的巧螺元件的应用，所述巧螺元件包括第一 轴，第一轴相对于第一构件W可转动的方式被支承并且与第二构件连接，第二构件相对于 第一构件实施相对运动，第一轴具有框架，在该框架中第二轴处于正交方位并且W可转动 的方式被支承，第二轴具有框架，在该第二轴的框架中第=轴与第二轴正交并且W可转动 的方式被支承在第二框架中，第二轴和第=轴各自与轴驱动装置连接，另外第=轴具有飞 轮质量，由第二轴驱动装置引起的第二轴转动使与第二构件连接的第一轴的角速度或力矩 改变，用于对机动车的非黃载质量相对于机动车的黃载质量的相对运动进行衰减。
[0029] 由下述说明结合附图中所示的实施例得到本发明的其它优点、特征和应用可能 性。
【附图说明】
[0030] 在说明书、权利要求书W及附图中使用在后面描述的参考标号清单中所使用的术 语和相应的附图标记。附图表示：
[0031] 图1是根据本发明的减振装置的示意图；
【具体实施方式】
[0032] 图1中示出了根据本发明的减振装置10,所述减振装置包括万向悬置的巧螺仪。最 外轴a允许简单的转动?该轴a通过横向控制臂13与非黃载质量、即车轮14连接并且相对 于车辆的车身12 W可转动的方式被支承。
[0033] 在轴a中转过90°设置有另一个轴b。该轴在方向恥:上转动。轴C又相对于轴b转过 90°支承在轴b中。在轴C上安置着巧螺元件18，所述巧螺元件与轴C在方向巧C上转动。
[0034] 在轴C上设有转动体19,所述转动体在绕其=个空间轴线转动时具有=个转动惯 量 Ja、Jb 和 Jc。
[0035] 轴C的巧螺元件的飞轮质量示意性地作为长方体形的转动体19来示出并且示例性 地示出具有配置给相应轴的转动惯量Ja、Jb和Jc的飞轮质量的惯性张量。各个力矩的传动比 在此由在主轴系统中旋转体绕其=个空间轴线的转动惯量Ja、Jb和Jc决定。力矩的大小与角 速度tUe巧关。
[0036] 在初始状态中，旋转体W确定的初始转速tUc旋转。尤其是轴C的转动速度W 巧c(0)|?0存在。
[0037] 第一轴a的角位置用啤a来标记，所传递的力矩用Ma来标记。相应情况类似地适用于 第二轴b和第=轴C。
[0038] 图1中的万向悬置用于施加减振力。在此，最外轴a为了传递转动速度和转矩而在 结构上连接在底盘控制臂上。向内下一个的第二轴b用于调节转动速度和转矩传递。
[0039] 当力矩Mb起作用时，由于进动而产生力矩Ma。力矩导致对应轴W所属的转动速度转 动。力矩Mb因此导致轴b的转动速度tUb。该转动改变了最内巧螺元件的角速度矢量TOe的方 向。巧螺W在方向<Pa上的进动力矩Ma对运种干扰作出响应。但因为由于结构决定地角速度 IHc也改变角速度矢量晒"所W产生全部=个轴的直接相互影响。将能量引入到一个轴中 因此导致另外两个轴的能量改变。在最内第=轴C中进行过剩的旋转能量的储存。
[0040] 如果轴a被视为输入，当通过车轮14的激励给该轴输入能量时，则Ma和tUa取向相 同。在轴b上于是又可取出该能量，在此，Mb和屯而反向指向。相反情况也是可能的。
[0041 ] Mb和巧)的相同指向导致Ma和而的不同指向。如果不是所有能量都被输出到轴b 中，则轴C中的转速由于回馈效应将提高。过剩的能量W动能的形式储存在轴C中。因此可考 虑使用至少一个轴、至多两个轴作为用于能量流的输入端或者