DE3744970C2 - Steuervorrichtung für einen geregelten flüssigkeitsgefüllten Dämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen geregelten, flüssigkeitsgefüllten Dämpfer, der die Merkmale i) bis iv) aufweist.

Eine Gruppe flüssigkeitsgefüllter Dämpfer besitzen ein Schwingungseingangsglied und ein Schwingungsausgangsglied, eine abgeschlossene Flüsigkeitskammer, die in zwei Kammern unterteilt ist und in die eine elektroviskose Flüssigkeit zur Beeinflussung der Bewegung des Schwingungsausgangsgliedes eingefüllt ist, einen verengten Durchtrittsweg, der die beiden Kammern für den Durchtritt der elektroviskosen Flüssigkeit miteinander verbindet, und zwei Elektrodenplatten, die in dem Durchtrittsweg einander getrennt gegenüberliegend angeordnet sind und mit der elektroviskosen Flüssigkeit in Berührung stehen.

Ein Dämpfer dieser Art ist bekannt aus GB 2 111 171 A. In einer elektro-reologischen Flüssigkeit, die in einer Flüssigkeitskammer vorgesehen ist, bewegt sich ein Kolben, der die Flüssigkeitskammer in zwei Kammern unterteilt. Über Flüssigkeitsdurchtritte sind die beiden Kammern miteinander verbunden. Im Bereich der Flüssigkeitsdurchtritte sind Elektroden angeordnet, die durch Anlegen einer Spannung die Eigenschaften der elektro-reologischen Flüssigkeit beeinflussen und damit das Dämpfungsverhalten des Dämpfers bestimmen. zur Vermeidung von Kavitation, die auftreten kann, wenn der Dämpfer extremen, schockartigen Belastungen ausgesetzt wird, sind in der Flüssigkeit Drucksensoren vorgesehen, die den Druck in der Flüssigkeit aufnehmen und einer Verarbeitungseinrichtung zuführen. Die Spannungen, die an die Elektroden zur Beeinflussung der Flüssigkeit angelegt werden, werden ermittelt auf der Grundlage der ermittelten Drücke, so daß Kavitation verhindert wird.

Auch aus DE 33 30 205 A ist ein selbstregelnder Stoßdämpfer bekannt, bei dem ein Kolben eine Flüssigkeitskammer in zwei Kammern unterteilt und der Austausch einer in die Flüssigkeitskammer eingefüllten elektroviskosen Flüssigkeit von der einen in die andere Kammer über Durchtritte gewährleistet wird. Die Viskosität des flüssigen Dämpfungsmediums, das ein Isolator ist, wird über eine an Elektroden angelegte elektrische Spannung beeinflußt. Zur Erfassung der Beschleunigung bzw. des Schwingungsweges ist ein Sensor innerhalb des Zylinders, der den Flüssigkeitsraum festlegt, angeordnet und fest an der Wandung des Zylinders angebracht. Darüber hinaus wird die Richtung der Bewegung des Kolbens bestimmt und ein entsprechendes Signal einem Steuerschaltkreis zugeführt, der auch ein Signal des an der Zylinderwandung angebrachten Sensors empfängt. Der Steuerschaltkreis bestimmt die Einstellung des Stoßdämpfers und veranlaßt, daß eine entsprechende Spannung an die Elektroden zur Beeinflussung der Viskosität der Dämpfungsflüssigkeit angelegt wird.

Überdies ist aus DE 24 41 172 A eine Radaufhängung für Landfahrzeuge bekannt, bei der ein geregelter Dämpfer eingesetzt wird, der ortsfeste Sensoren am Schwingungseingangsglied und am Schwingungsausgangsglied besitzt, die die Bewegung des Innen- bzw. Außenzylinders des Dämpfers erfassen. Die Sensorsignale werden in einer arithmetischen Verknüpfungseinheit verarbeitet, um die Dämpfungseigenschaften des Dämpfers über hydraulische Stellglieder zu beeinflussen.

Die bekannten flüssigkeitsgefüllten Dämpfer arbeiten zufriedenstellend. Die Einstellung der Dämpfereigenschaften durch Beeinflussung der Eigenschaften der elektroviskosen Flüssigkeit mit Hilfe einer an Elektroden angelegten Spannung stellt eine zuverlässige Maßnahme dar. Probleme treten auf, wenn sich der Schwingungszustand rasch ändert, insbesondere wenn dabei ein großer Frequenzbereich abgedeckt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung für einen geregelten Dämpfer der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die in einem großen Frequenzbereich auch bei einer schnellen Änderung des Schwingungszustandes einer Schwingungsdämpfungskennlinie folgen kann, so daß die Schwingungsübertragungsfähigkeit über im wesentlichen dem gesamten Frequenzbereich auf einen Wert kleiner 1 begrenzt ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Steuervorrichtung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen a) bis d). Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich aus Unteranspruch 2.

Die elektroviskose Flüssigkeit ist bekannt und besteht in der Hauptsache aus einer wasserabstoßenden und nicht-leitenden Basisflüssigkeit, einem stark hydratisierbaren feinen Feststoff und Wasser. Diese elektroviskose Flüssigkeit verhält sich im spannungslosen Zustand als Newton'sche Flüssigkeit, jedoch verwandelt sich bei Anlegen einer Spannung die Flüssigkeit zu einem Bingham'schen Stoff und schließlich bei steigenden Spannungswerten zu einem Festkörper.

Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung können der Aufhängung ausreichende Schwingungsdämpfungseigenschaften rasch gegeben werden und der Scheitelwert mit einer Schwingungsübertragungsfähigkeit am Resonanzpunkt ist vollständig beseitigt, so daß die Schwingungsübertragungsfähigkeit über im wesentlichen einen gesamten Frequenzbereich auf nicht größer als 1 beschränkt wird, wodurch die Schwingungsisolierungswirkung im hohen Frequenzbereich verbessert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger in den Zeichnungen rein schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild mit der Steuervorrichtung für einen ebenfalls dargestellten, geregelten, flüssigkeitsgefüllten Dämpfer, insbesondere für eine Aufhängung,

Fig. 2a und 3a schematische Ansichten, die jeweils tatsächliche ideale Schwingungssysteme darstellen,

Fig. 2b und 3b Kurvendarstellungen, die jeweils die Übertragungsfähigkeit eines jeden der Schwingungssysteme der Fig. 2a und 3a angeben, und

Fig. 4 eine Kurve, die die Übertragungsfähigkeit der Vorrichtung nach Fig. 1 angibt.

Bei der erfindungsgemäßen flüssigkeitsgefüllten Aufhängung können, wenn die relative Verschiebung des äußeren Zylinders gegenüber dem inneren Zylinder in Axialrichtung durch Übertragung von Schwingungen zur Aufhängung erfolgt, falls solche Schwingungen niedrige Frequenz und große Amplitude aufweisen, diese Schwingungen in erwarteter Weise durch Anlegen einer Spannung an die beiden Elektrodenplatten gedämpft werden, um die Viskosität der elektroviskosen Flüssigkeit zu erhöhen, während, falls die Schwingungen hohe Frequenz und niedrige Amplitude aufweisen, das Anlegen der Spannung unterbrochen wird, um die Viskosität der elektroviskosen Flüssigkeit zu verringern, wodurch der dynamische Federfaktor der Aufhängung wirksam verringert werden kann, um die Schwingungen ausreichend zu absorbieren.

Somit kann das erwartete Schwingungsdämpfungsverhalten durch eine derartige, einfache Anordnung erhalten werden, bei welcher die elektroviskose Flüssigkeit in die geschlossene Flüssigkeitskammer eingefüllt und die beiden Elektrodenplatten an dem verengten Durchtrittsweg angeordnet werden, der sich in der geschlossenen Flüssigkeitskammer befindet, und ferner können Größe und Gewicht der Aufhängung ausreichend verringert werden, um eine Kostenverringerung der Aufhängung zu realisieren.

Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung werden nach der Verschiebung die Geschwindigkeit oder Beschleunigung des äußeren und inneren Zylinders durch jeden der Sensoren erfaßt, die erfaßten Ergebnisse werden in die arithmetische Verknüpfungsvorrichtung eingegeben, in welcher die Geschwindigkeiten der Zylinder bei Gelegenheit berechnet werden, und die Relativgeschwindigkeit des Schwingungsausgangsgliedes gegenüber der Geschwindigkeit des Schwingungseingangsgliedes in der Aufhängung wird gleichzeitig berechnet, und es wird mittels Multiplikation oder Division beurteilt, ob das berechnete Ergebnis das gleiche Vorzeichen aufweist oder nicht aufweist, wie die Geschwindigkeit des Schwingungsausgangsgliedes. Anschließend wird, wenn diese Geschwindigkeiten das gleiche Vorzeichen oder ein unterschiedliches Vorzeichen haben, ein Impuls von der Impulserzeugerschaltung erzeugt, um die Relaisschaltung zu steuern.

Die von der Generatorvorrichtung für hohe Spannung erzeugte und der Elektrodenplatte zugeführte Spannung wird selektiv in einen gegebenen Maximumwert oder Minimumwert geändert, abhängig von einem von der Relaisschaltung erzeugten EIN/AUS-Signal, wobei die Viskosität der elektroviskosen Flüssigkeit in passender Weise zwischen den Elektrodenplatten geändert wird, wodurch ein ausreichendes Schwingungsdämpfungsverhalten der flüssigkeitsgefüllten Aufhängung rasch erzeugt und der Scheitel der Übertragungsfähigkeit am Resonanzpunkt des Schwingungssystems vollständig entfernt werden kann, um die Übertragungsfähigkeit von nicht mehr als 1 über im wesentlichen die Gesamtheit des ganzen Frequenzbereiches zu ergeben. Ferner kann die Aufhängung ein ausgezeichnetes Dämpfungsverhalten im hohen Frequenzbereich unter Aufrechterhaltung der hohen Schwingungsdämpfungskraft liefern.

In Fig. 1 ist im Schnitt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen, flüssigkeitsgefüllten Aufhängung dargestellt, wobei das Bezugszeichen 1 einen Innenzylinder bezeichnet, das Bezugszeichen 2 einen gegenüber dem Innenzylinder 1 koaxial und ausziehbar angeordneten Außenzylinder, und das Bezugszeichen 3 ein zylindrisches, den Innenzylinder 1 mit dem Außenzylinder 2 verbindendes elastisches Element. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das zylindrische elastische Element 3 an seinem Mittelabschnitt umgeschlagen und verbindet den Mittelabschnitt des Innenzylinders 1 mit dem unteren Endabschnitt des Außenzylinders 2 flüssigkeitsdicht. Darüber hinaus ist das elastische Element 3 vorzugsweise mit einer (nicht gezeigten) Verstärkungsschicht versehen.

Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich eine Verbindungsstange 4 als Verbindungselement von einer Bodenwand 1a des Innenzylinders 1 nach unten, während sich eine Verbindungsstange 5 als Verbindungselement von einer oberen Wand 2a des Außenzylinders 2 nach oben erstreckt.

Ferner ist eine elastische Membran 6 flüssigkeitsdicht an der Umfangswand des Innenzylinders an dessen axial mittlerer Position befestigt, wodurch das Innere des Innenzylinders in einen oberen und einen unteren Abschnitt unterteilt wird. Die geschlossene Flüssigkeitskammer 7 wird oberhalb der elastischen Membran 6 gebildet, so daß sie vom Innenzylinder 1 und Außenzylinder 2 umgeben wird. Somit bildet die elastische Membran 6 als biegsames Membranelement das untere Ende der geschlossenen Flüssigkeitskammer 7. Andererseits bildet eine Kammer 8, die durch die elastische Membran 6 abgetrennt wird und sich unter dieser befindet, nicht nur eine geschlossene Kammer, die mit einem Gas, wie beispielsweise Luft, einem Inertgas oder dergleichen gemäß Fig. 1a gefüllt werden kann, sondern kann auch eine mit der Umgebung verbundene Luftkammer bilden.

Somit wird die gebildete Flüssigkeitskammer 7 durch eine obere Wand 1b des Innenzylinders 1 in eine obere Kammer 7a und eine untere Kammer 7b unterteilt, während ein kleines Loch 9, das als Verbindungsloch dient, in der oberen Wand 1b vorhanden ist, um die Kammern 7a, 7b miteinander zu verbinden.

Ferner ist in die geschlossene Flüssigkeitskammer 7 eine elektroviskose Flüssigkeit 10 eingefüllt. Darüber hinaus sind zwei Elektrodenplatten 11a, 11b an der Seitenwand des kleinen Loches 9 an einander gegenüberliegenden Positionen befestigt, so daß sie voneinander getrennt sind und in Berührung mit der elektroviskosen Flüssigkeit 10 stehen. Die Elektrodenplatte 11a ist mit Masse über eine Zuleitung 12a verbunden, während die Elektrodenplatte 11b über eine Zuleitung 12 an eine (nicht dargestellte) Erzeugervorrichtung für Hochspannung angeschlossen ist. Darüber hinaus sind die Zuleitungen 12a, 12b vorzugsweise durch Einlegen in den Körperabschnitt des Innenzylinders 1 befestigt, der aus einem isolierenden Kunstharz bestehen kann, wie aus Fig. 1a ersichtlich ist.

Ist in der Vorrichtung mit obigem Aufbau die Verbindungsstange 5 mit einem Federelement eines Kraftfahrzeuges verbunden und ist die andere Verbindungsstange 4 mit einem ungefederten Element des Kraftfahrzeuges verbunden so wirkt das Fahrzeuggewicht unmittelbar am Außenzylinder 2, um die elektroviskose Flüssigkeit 10 sowohl in der oberen Kammer 7a und in der unteren Klammer 7b zu erhöhen, wodurch die elastische Membran 6 im Sinne einer Verringerung des Volumens der Kammer 8 elastisch verformt wird und auch der Gasdruck in der Kammer 8 wird erhöht, so daß das Fahrzeuggewicht durch diese Anordnung ausreichend gehalten wird.

Werden Schwingungen von der gefederten oder ungefederten Seite auf die Anordnung übertragen, so wird eine Relativverschiebung zwischen dem Innenzylinder 1 und Außenzylinder 2 in Axialrichtung erzeugt, wodurch die elektroviskose Flüssigkeit 10 in der oberen Kammer 7a und der unteren Kammer 7b bei verformtem Zustand der elastischen Membran 6 von einer Kammer über das kleine Loch 9 zur anderen Kammer fließt, so daß die Schwingungen durch den Strömungswiderstand, der durch das kleine Loch 9 hindurchtretenden elektroviskosen Flüssigkeit 10 wirksam gedämpft wird.

Die Schwingungsdämpfungskraft obiger Vorrichtung wird erhöht, wenn die Viskosität der elektroviskosen Flüssigkeit durch Anlegen einer Spannung an den Elektrodenplatten 11a, 11b mittels der Zuleitungen 12a, 12b erhöht wird, und wird beim Ansteigen der angelegten Spannung zunehmend größer. Daher wird die an die Elektrodenplatten 11a, 11b in der Vorrichtung angelegte Spannung im Einklang mit der Frequenz und Amplitude der zur Vorrichtung übertragenen Schwingung, des Belastungszustandes der Vorrichtung und dergleichen eingestellt, wodurch die erwartete Schwingungsdämpfungskraft über einen breiten Frequenzbereich erhalten werden kann.

Sind andererseits die zur Vorrichtung übertragenen Schwingungen Hochfrequenz mit kleiner Amplitude, so wird die Viskosität der elektroviskosen Flüssigkeit 10 auf einen Mindestwert verringert, indem beispielsweise das Anlegen der Spannung an den Elektrodenplatten 11b, 11b unterbrochen wird, wodurch der Strömungswiderstand der elektroviskosen Flüssigkeit 10 beim Durchtritt durch das kleine Loch 9 ein Minimum wird, so daß der dynamische Federfaktor der Vorrichtung in vorteilhafter Weise ausreichend erniedrigt wird, um hochfrequente Schwingung zu absorbieren.

Ferner können zwei oder mehrere kleine Löcher 9, die mit einander gegenüberliegenden Elektrodenplatten versehen sind, neben der vorausgehend dargestellten Ausführungsform verwendet werden. Im letzteren Fall kann die optimale Dämpfungswirkung bei einer gegebenen Frequenz erwartet werden, indem die Spannung nur einem Elektrodenpaar in einem der Löcher zugeführt wird, um die Viskosität der elektroviskosen Flüssigkeit zu erhöhen, während die Viskosität der durch die anderen Löcher strömenden Flüssigkeit an ihrem Ausgangswert beibehalten wird, oder indem die richtige Spannung an jedes der mehreren Elektrodenpaare gelegt wird.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Steuervorrichtung für die erfindungsgemäße flüssigkeitsgefüllte Aufhängung dargestellt.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Außenzylinder 2 mit dem geferderten Glied des Kraftfahrzeuges als Schwingungseingangselement verbunden und der Innenzylinder 1 ist mit dem ungefederten Glied als Schwingungsausgangselement verbunden. Ferner ist ein Sensor 41 zur Erfassung der Verschiebung, Geschwindigkeit oder Beschleunigungsgeschwindigkeit des äußeren Zylinders 2 und somit des gefederten Gliedes an der oberen Wandfläche 2a befestigt, während ein Sensor 42 zur Erfassung der Verschiebung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Innenzylinders 1 und damit des ungefederten Gliedes an der Seitenwand des Innenzylinders 1 befestigt ist.

Die Sensoren 41, 42 sind mit einer arithmetischen Verknüpfungsvorrichtung 43 verbunden, die an einen Hochspannungsgenerator 46 angeschlossen ist, der eine Spannung von mehreren kV über eine Impulsgeneratorschaltung 44 und eine Relaisschaltung 45 an die Elektrodenplatten 11a, 11b anlegen kann.

In der Steuervorrichtung mit dem vorausgehend aufgeführten Aufbau wird nicht nur die Geschwindigkeit des Schwingungsausgangsgliedes, d. h. des Außenzylinders 2, sondern auch die Geschwindigkeit des Schwingungseingangsgliedes, d. h. des Innenzylinders 1 in der arithmetischen Verknüpfungsvorrichtung 43 abhängig von den Signalen der Sensoren 41, 42 berechnet. Wenn dabei die von den Sensoren 41, 42 in die arithmetische Verknüpfungsvorrichtung 43 eingegebenen Signale Geschwindigkeitssignale umfassen, so ist die obige Kalkulation nutzlos.

In der arithmetischen Verknüpfungsvorrichtung 43 wird die Relativgeschwindigkeit - der Geschwindigkeit des Außenzylinders gegenüber der Geschwindigkeit des Innenzylinders berechnet und anschließend wird beurteilt, ob das berechnete Ergebnis, beispielsweise ob das Vorzeichen der Relativgeschwindigkeit - das gleiche oder nicht das gleiche wie bei der Geschwindigkeit des Außenzylinders ist, beispielsweise durch Multiplikation [ · (-)] oder Division [|(-)]. Ist das Vorzeichen lediglich das gleiche oder unterschiedlich, so wird das impulserzeugende Signal aus der arithmetischen Verknüpfungsvorrichtung 43 in die Impulsgeneratorschaltung 44 eingegeben.

Der Grund, warum die vorausgehend aufgeführte Berechnung und Beurteilung durch die arithmetische Verknüpfungsvorrichtung 43 durchgeführt werden, ist wie folgt.

Zunächst ist bei Betrachtung der zwangsweisen Schwingung in dem tatsächlichen Schwingungssystem mit einem einzigen Freiheitsgrad gemäß Fig. 2a, wenn die Verschiebung der Masse (m) an der Schwingungsausgangsseite x=x₀ · sin(omega t+delta) ist, und die Verschiebung der Basis oder Schwingungseingangsseite gleich y=y₀ · sin(omega t) die Bewegungsgleichung dieses Schwingungssystems wie folgt darzustellen:

+c · (-)+k · (x-y)=0 (1)

c: viskoser Dämpfungsfaktor
k: Federkonstante

Wird daher der viskose Dämpfungsfaktor c geändert, so ändert sich die Schwingungsübertragungsfähigkeit (x₀/y₀) gemäß Fig. 2b.

Wie aus der Kurve der Fig. 2b hervorgeht, liegt im Schwingungssystem nach Fig. 2a, selbst wenn der viskose Dämpfungsfaktor c größer wird, der Scheitelwert mit einer Schwingungsübertragungsfähigkeit von mehr als 1 am Resonanzpunkt vor. Ferner erhöht sich die Schwingungsübertragungsfähigkeit mit dem Ansteigen des viskosen Dämpfungsfaktors im hohen Frequenzbereich, anders ausgedrückt, die Schwingungsisolierungswirkung erniedrigt sich.

Andererseits wird in einem gedachten Schwingungssystem gemäß Fig. 3a, wenn die Verschiebungen der Schwingungsausgangsseite und der Schwingungseingangsseite jeweils

x=x₀ · sin(omega t+delta) und

y=y₀ · sin(omega t)

sind, die Bewegungsgleichung dieses Schwingungssytems wie folgt:

+c′ · +k · (x-y)=0 (2)

c′: viskoser Dämpfungsfaktor

Wird der viskose Dämpfungsfaktor geändert, so ändert sich die Schwingungsübertragungsfähigkeit gemäß Fig. 3b.

Wie aus der Kurve der Fig. 3b hervorgeht, wird die Schwingungsübertragungsfähigkeit über einen ganzen Frequenzbereich kleiner als 1 gemacht, indem der viskose Dämpfungsfaktor c′ größer als der besondere Wert c₀ gemacht wird und infolgedessen wird das Auftreten eines Scheitels mit einer Schwingungsübertragungsfähigkeit an einem Resonanzpunkt ausreichend verhindert und ferner wird die Erniedrigung der Schwingungsisolierungswirkung im hohen Frequenzbereich wirksam verhindert. Daher kann das gedachte Schwingungssystem die Schwingungsdämpfungswirkung und die Schwingungsisolierungswirkung wirksamer verbessern als das tatsächliche Schwingungssystem.

Um die Schwingungsdämpfungswirkung und die Schwingungsisolierungswirkung des tatsächlichen Schwingungssystems an jene des gedachten Schwingungssystems anzunähern, ist es daher erforderlich, den viskosen Dämpfungsfaktor c des tatsächlichen Schwingungssystems derart zu steuern, daß beide Bewegungsgleichungen bzw. die Dämpfungsglieder c · (-) und c′ · in den Gleichungen (1) und (2) gleich groß werden. Zu diesem Zweck sollte folgende Bedingung erfüllt sein:

c′ · =c · (-)

und somit

c′=c · (-)|<c₀ (3)

In obiger Gleichung (3) gelten, da der besondere Wert c₀ des viskosen Dämpfungsfaktors immer größer als Null ist, folgende Beziehungen:

c<|(-) · c₀ wenn (-)|<0 (4)

c<|(-) · c₀ wenn (-)|<0 (5)

Die arithmetische Verknüpfungsvorrichtung 43 beurteilt somit, ob (-)| größer oder nicht größer als Null ist oder ob das Vorzeichen von das gleiche wie das Vorzeichen von - ist, damit obige Zustandsgleichungen ordnungsgemäß verwendet werden. Im Falle eines gleichen Vorzeichens betätigt die arithmetische Verknüpfungsvorrichtung 43 den Hochspannungsgenerator 46 über die Impulsgeneratorschaltung 44 und die Relaisschaltung 45, so daß der viskose Dämpfungsfaktor c so groß wie möglich wird, um der Gleichung (4) soweit wie möglich zu genügen. Unterscheidet sich andererseits das Vorzeichen von vom Vorzeichen von -, so ist |(-)<o, jedoch ist c<0 da c₀<0. Jedoch ist die Bedingung c<0 nicht tatsächlich zu verwirklichen, so daß die arithmetische Verknüpfungsvorrichtung 43 den Hochspannungsgenerator 46 betätigt, um damit den realisierbaren Mindestwert des viskosen Dämpfungsfaktors c zu liefern.

In jedem Fall kann der erforderliche viskose Dämpfungsfaktor c in passender Weise reguliert werden, indem die Größe des kleinen Loches 9 die Eigenschaften der elektroviskosen Flüssigkeit, die Spannung an den Elektrodenplatten 11a, 11b und dergleichen entsprechend gewählt werden.

Ist in der Gleichung (3) mindestens oder -, wenn nicht beide, gleich Null, so ändert der Wert des viskosen Dämpfungsfaktors c nicht das Ergebnis der Gleichung (3). In diesem Fall übernimmt der Hochspannungsgenerator 43 eine der obigen Betriebsarten.

Ist das Signal, das sich durch das gleiche oder unterschiedliche Vorzeichen zwischen und - ergibt, von der arithmetischen Verknüpfungsvorrichtung 43 erzeugt, so wird der Impuls von der Impulsgeneratorschaltung 44, die an die arithemtische Verknüpfungsvorrichtung 43 angeschlossen ist, in die Relaisschaltung 45 abgegeben, aus welcher ein EIN-Signal zur Zuführung einer maximalen Spannung an die Elektrodenplatten 11a, 11b oder ein AUS-Signal zur Minimierung der an den Elektrodenplatten 11a, 11b liegenden Spannung an den Hochspannungsgenerator 46 abgegeben werden.

Ist das Vorzeichen von das gleiche wie das Vorzeichen von -, so beträgt die an den Elektrodenplatten 11a, 11b liegende maximale Spannung gewöhnlich mehrere kV zur Lieferung des maximalen viskosen Dämpfungsfaktors c, während bei unterschiedlichen Vorzeichen zwischen und - die minimale angelegte Spannung bei Null oder in der Nachbarschaft von Null liegt, damit der minimale viskose Dämpfungsfaktor c erhalten wird.

Wird der viskose Dämpfungsfaktor c in der vorausgehend aufgeführten Weise gesteuert, so ist die Schwingungsübertragungsfähigkeit in Fig. 4 dargestellt. Wie aus der Kurve der Fig. 4 hervorgeht, ist die Schwingungsübertragungsfähigkeit nicht mehr als 1 über im wesentlichen einen ganzen Frequenzbereich und ist ferner selbst im hohen Frequenzbereich ein gegenüber 1 ausreichend kleinerer Wert. Erfindungsgemäß können daher nicht nur die Dämpfungseigenschaften des Schwingungssystems vorteilhaft verbessert werden, sondern auch das Auftreten eines Scheitels mit einer Schwingungsübertragungsfähigkeit beim Resonanzpunkt oder die Verringerung der Schwingungsisolierungswirkung kann wirksam verhindert werden und desgleichen die Erniedrigung der Schwingungsisolierungswirkung im hohen Frequenzbereich. Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung liegt beispielsweise der Fall vor, unter Berücksichtigung des Einflusses der Größe des verengten Durchtrittsweges der Viskosität der elektroviskosen Flüssigkeit in der Aufhängung und dergleichen, daß, wenn die an den Elektrodenplatten 11a, 11b liegende Spannung groß gemacht wird, sich die Dämpfungskraft in der Aufhängung erniedrigt, während bei niedriger angelegter Spannung die Dämpfungskraft ansteigt. In diesem Falle werden die EIN-, AUS-Signale, die von der Relaisschaltung 45 in den Hochspannungsgenerator 46 eingegeben werden, gegenüber dem vorausgehend aufgeführten Fall umgekehrt, wodurch die Schwingungsdämpfungseigenschaften verbessert werden können.

Obgleich die erfindungsgemäße Steuervorrichtung unter Bezugnahme auf die dargestellte Ausführungsform beschrieben wurde, ist häufig eine Zeit von mehreren 10 msec. erforderlich, um die Viskosität der elektroviskosen Flüssigkeit auf einen gewünschten Wert nach Anlegen der Spannung zu erhöhen. Daher ist es zur Korrektur der Ansprechverzögerung der elektroviskosen Flüssigkeit vorzuziehen, das Timing des Impulserzeugungsausganges aus der arithmetischen Verknüpfungsvorrichtung 43 gegenüber der tatsächlichen Schwingungsphase um einen Wert vorzuverlegen, der der Ansprechverzögerung entspricht. Dies wird beispielsweise erreicht, indem eine Phaseneinstellvorrichtung zwischen jedem der Sensoren 41, 42 und der arithmetischen Verknüpfungsvorrichtung 43 zwischengeschaltet wird.

Wie vorausgehend aufgeführt wurde, kann die Erfindung eine flüssigkeitsgefüllte Aufhängung mit einfachem Aufbau, geringer Größe, geringem Gewicht und günstigen Kosten zur Verfügung stellen. Gemäß dieser Aufhängung kann die erwartete Schwingungsdämpfungswirkung entwickelt werden, indem der Wert der angelegten Spannung zur richtigen Einstellung der Spannung der Viskosität der durch den verengten Durchtrittsweg strömenden elektroviskosen Flüssigkeit geändert wird, und ferner können die Schwingungen wirksam absorbiert werden, indem das Anlegen der Spannung an der elektroviskosen Flüssigkeit unterbrochen wird, um ein Ansteigen des dynamischen Federfaktors gegen Schwingungen hoher Frequenz und kleiner Amplitude hin zu verringern.

Bei der Steuervorrichtung für die erfindungsgemäße flüssigkeitsgefüllte Aufhängung können der Aufhängung ausreichende Schwingungsdämpfungseigenschaften rasch gegeben werden und der Scheitelwert mit einer Schwingungsübertragungsfähigkeit am Resonanzpunkt ist vollständig beseitigt, so daß die Schwingungsübertragungsfähigkeit über im wesentlichen einen gesamten Frequenzbereich auf nicht größer als 1 beschränkt wird, wodurch die Schwingungsisolierungswirkung im hohen Frequenzbereich verbessert werden kann.

Claims (2)

1. Steuervorrichtung für einen geregelten Dämpfer mit

• i) einem Schwingungseingangsglied (1) und einem Schwingungsausgangsglied (2)
• ii) einer abgeschlossenen Flüssigkeitskammer (7), die in zwei Kammern (7a, 7b) unterteilt ist und in die eine elektroviskose Flüssigkeit (10) zur Beeinflussung der Bewegung des Schwingungsausgangsgliedes (2) eingefüllt ist,
• iii) einem verengten Durchtrittsweg (9), der die beiden Kammern (7a, 7b) für den Durchtritt der elektroviskosen Flüssigkeit (10) miteinander verbindet, und
• iv) zwei Elektrodenplatten (11a, 11b), die in dem Durchtrittsweg (9) einander getrennt gegenüberliegend angeordnet sind und mit der elektroviskosen Flüssigkeit (10) in Berührung stehen,
  • a) mit einem ersten Sensor (41), der an dem Schwingungsausgangsglied (2) angebracht ist, zur Erfassung der Verschiebung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Schwingungsausgangsgliedes,
  • b) mit einem zweiten Sensor (42), der an dem Schwingungseingangsglied (1) angebracht ist, zur Erfassung der Verschiebung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Schwingungseingangsgliedes,
  • c) mit einer arithmetischen Verknüpfungseinrichtung (43) zur Berechnung einer Relativgeschwindigkeit (-) zwischen dem Schwingungseingangsglied (1) und dem Schwingungsausgangsglied (2) des Dämpfers und zur Feststellung, ob die Relativgeschwindigkeit (-) das gleiche Vorzeichen wie die Geschwindigkeit () des Schwingungsausgangsgliedes (2) aufweist, und
  • d) mit einem Hochspannungsgenerator (46),
    • d1) der mit der arithmetischen Verknüpfungseinrichtung (43) einerseits und mit den zwei Elektrodenplatten (11a, 11b) verbunden ist
    • d2) der eine maximale Spannung an die Elektrodenplatten (11a, 11b) liefert, wenn die arithmetische Verknüpfungseinrichtung (43) feststellt, daß die Relativgeschwindigkeit das gleiche Vorzeichen wie die Geschwindigkeit des Schwingungsausgangsgliedes aufweist, und
    • d3) der eine minimale Spannung an die Elektrodenplatten (11a, 11b) liefert, wenn die arithmetische Verknüpfungseinrichtung (43) feststellt, daß die Relativgeschwindigkeit nicht das gleiche Vorzeichen wie die Geschwindigkeit des Schwingungsausgangsgliedes aufweist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsgenerator (46) mit der arithmetischen Verknüpfungseinrichtung (43) über eine Impulserzeugerschaltung (44) und eine Relaisschltung (45) verbunden ist.