DE112015003944T5

DE112015003944T5 - Dämpfer und Dämpferherstellungsverfahren

Info

Publication number: DE112015003944T5
Application number: DE112015003944.9T
Authority: DE
Inventors: Nobuharu Kuriki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2017-05-11
Also published as: CN106795937B; JP6267799B2; CN106795937A; WO2016031285A1; US20170253101A1; JPWO2016031285A1; US10518599B2

Abstract

Es wird ein Dämpfer bereitgestellt, mit welchem die Energieeffizienz zum Abschwächen einer Eingangsschwingung, welche der ungefederten Resonanzfrequenz und der gefederten Resonanzfrequenz entspricht, verbessert werden kann. Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung dieses Dämpfers bereitgestellt. In diesem Dämpfer (22) ist die elektrische Resonanzfrequenz, wie sie durch die Induktivität (L) eines elektromagnetischen Motors (66) und die Kapazität (C) eines Kondensators (70) festgelegt ist, innerhalb von ±20% der ungefederten Resonanzfrequenz eingestellt, wodurch ermöglicht wird, dass die Eingangsschwingung, welche der gefederten Resonanzfrequenz entspricht, sowie die Eingangsschwingung, welche der ungefederten Resonanzfrequenz entspricht, reduziert werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dämpfer, welcher Energie von Eingangsschwingungen regeneriert, sowie ein Herstellungsverfahren für einen solchen Dämpfer.
Hintergrund
Die US-Patentveröffentlichung Nr. 2004/0150361 (im Folgenden als „ US 2004/0150361 A1 ” bezeichnet) hat die Aufgabe, eine elektromagnetische Aufhängevorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei welcher, während eine aktive Steuerung/Regelung auf eine Steuerungs-/Regelungszieleingabekraft durchgeführt wird, von der Steuerungs-/Regelungszielkraft verschiedene Eingabekräfte passiv geregelt werden können und welche nicht nur eine Vereinfachung der aktiven Steuerung/Regelung ermöglicht, sondern auch eine Verbesserung der Energieeffizienz (siehe Paragraphen [0003] bis [0005]).
Um diese Aufgabe zu erfüllen, ist gemäß der US 2004/0150361 A1 eine elektromagnetische Aufhängevorrichtung für ein Fahrzeug (siehe Zusammenfassung, 3) mit einem elektromagnetischen Aktuator 4 ausgerüstet, welcher parallel zu einem Federelement 7 zwischen einer gefederten Masse und einer ungefederten Masse eingefügt ist und von einem Elektromotor 8 angetrieben wird. Eine Motorsteuer-/Regeleinrichtung 17 ist dazu eingerichtet, einen Verschiebungseingang in den elektromagnetischen Aktuator 4 zu berechnen und den Elektromotor 8 zu steuern/regeln, um eine auf den Verschiebungseingang reagierende optimale Dämpfungskraft zu erzeugen. Ein elektrisches Dämpfungselement (ein elektrischer Widerstand 20 oder ein elektrischer Resonanzkreis 21), welches durch ein dynamisches Bremsen des Elektromotors 8 in Bezug auf einen Verschiebungseingang von der ungefederten Masse passiv eine Dämpfungskraft erzeugt, ist parallel zu dem Elektromotor 8 mit einem Steuer-/Regelkreis für den Elektromotor 8 verbunden (siehe Zusammenfassung, 4 und 7).
Unter solchen elektrischen Dämpfungselementen weist der elektrische Resonanzkreis 21 (7) eine Resonanzfrequenz auf, welche mit der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse (zum Beispiel 10–20 Hz) übereinstimmt, und umfasst einen Widerstand R, eine Spule L und einen Kondensator C (siehe Paragraph [0049]). Folglich ist es möglich, sowohl eine effektive aktive Steuerung/Regelung in Bezug auf die Steuerungs-/Regelungszieleingabekraft innerhalb eines niedrigen Frequenzbereichs, welcher die Resonanzfrequenz der gefederten Masse umfasst, als auch eine effektive passive Steuerung/Regelung in Bezug auf die Steuerungs-/Regelungszieleingabekraft in der Nähe der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse zu erreichen (siehe Paragraph [0065], 9). Die aktive Steuerung/Regelung ist eine Stromsteuerung/-regelung für den Elektromotor 8, welche mit der Aufgabe umgesetzt wird, eine Schwingungssteuerung/-regelung einer niedrigen Frequenz bereitzustellen, welche eine Einstellungssteuerung/-regelung für das Fahrzeug umfasst (siehe Paragraph [0041]).
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der US 2004/0150361 A1 wird, wie oben beschrieben, entsprechend der aktiven Steuerung/Regelung unter der Verwendung der Stromsteuerung/-regelung des Elektromotors 8 die Steuerungs-/Regelungszieleingabekraft in einem niedrigen Frequenzbereich geregelt, welcher die Resonanzfrequenz der gefederten Masse umfasst. Ferner wird entsprechend der passiven Steuerung/Regelung unter der Verwendung des elektrischen Resonanzkreises 21, welcher aus einer Kombination des Widerstands R, der Spule L und des Kondensator C zusammengesetzt ist, die Steuerungs-/Regelungszieleingabekraft in der Nähe der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse geregelt.
Da die aktive Steuerung/Regelung eine Stromsteuerung/-regelung für den Elektromotor 8 ist, mit der Aufgabe, eine Schwingungssteuerung/-regelung einer niedrigen Frequenz bereitzustellen, welche eine Einstellungssteuerung/-regelung umfasst (siehe Paragraph [0041]), wird von dem Elektromotor 8 Energie verbraucht, wenn Eingangsschwingungen gedämpft werden, welche der Resonanzfrequenz der gefederten Masse entsprechen. Unter dem Aspekt einer Energieeffizienz besteht daher in der US 2004/0150361 A1 noch Raum für Verbesserungen bei einer Dämpfung der Eingangsschwingungen, welche der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse und der Resonanzfrequenz der gefederten Masse entsprechen.
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung des vorhergehenden Problems ausgearbeitet worden und hat die Aufgabe, einen Dämpfer und ein Herstellungsverfahren für einen Dämpfer bereitzustellen, bei welchem es möglich ist, eine Energieeffizienz bei einer Dämpfung von Eingangsschwingungen zu verbessern, welche einer Resonanzfrequenz einer ungefederten Masse und einer Resonanzfrequenz einer gefederten Masse entsprechen.
Ein Dämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einem Dämpferhauptkörper, welcher parallel zu einer Feder angeordnet ist, einem elektromagnetischen Motor, welcher dafür eingerichtet ist, durch ein Regenerieren von Energie von einer dem Dämpferhauptkörper zugeführten Eingangsschwingung eine Dämpfungskraft in Bezug auf die Feder zu erzeugen, und einem Kondensator ausgerüstet ist, welcher mit dem elektromagnetischen Motor elektrisch in Reihe verbunden ist, wobei eine elektrische Resonanzfrequenz, welche durch eine Induktivität des elektromagnetischen Motors und eine Kapazität des Kondensators festgelegt ist, innerhalb von ±20% einer Resonanzfrequenz einer ungefederten Masse eingestellt ist, so dass zusätzlich zu einer Komponente der Eingangsschwingung, welche der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse entspricht, eine Komponente der Eingangsschwingung passiv unterdrückt ist, welche einer Resonanzfrequenz einer gefederten Masse entspricht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Resonanzfrequenz, welche durch die Induktivität des elektromagnetischen Motors und die Kapazität des Kondensators festgelegt ist, innerhalb von ±20% der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse eingestellt. Gemäß diesem Merkmal ist zusätzlich zu einer Komponente der Eingangsschwingung, welche der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse entspricht, eine Komponente der Eingangsschwingung passiv unterdrückt, welche der Resonanzfrequenz der gefederten Masse entspricht. Folglich ist es ohne den elektromagnetischen Motor aktiv zu steuern/regeln möglich, die Komponenten der Eingangsschwingungen zu unterdrücken, welche der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse bzw. der Resonanzfrequenz der gefederten Masse entsprechen.
Insbesondere hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass, wenn die elektrische Resonanzfrequenz auf die Resonanzfrequenz der ungefederten Masse oder einen Wert in der Nähe davon (zum Beispiel innerhalb von ±20% der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse) eingestellt wird, in der Kraft, welche in dem Dämpferhauptkörper erzeugt wird, welcher als ein Aktuator fungiert, auffallend eine Wirkung (im Folgenden als eine „negative Federwirkung” bezeichnet) auftritt, bei welcher Komponenten von Eingangsschwingungen, welche der Resonanzfrequenz der gefederten Masse entsprechen, reduziert werden. Daher können im Gegensatz zu der in der US 2004/0150361 A1 offenbarten Erfindung Komponenten von Eingangsschwingungen, welche der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse bzw. der Resonanzfrequenz der gefederten Masse entsprechen, auch ohne eine aktive Steuerung/Regelung durch den elektromagnetischen Motor unterdrückt werden, welche in Bezug auf Eingangsschwingungen durchgeführt wird, welche der Resonanzfrequenz der gefederten Masse entsprechen. Folglich ist es möglich, eine Energienutzungseffizienz ohne ein Verbrauchen elektrischer Leistung zu verbessern, um Komponenten von Eingangsschwingungen zu unterdrücken, welche der Resonanzfrequenz der gefederten Masse entsprechen, wohl aber durch ein Speichern elektrischer Leistung durch ein eine Regeneration von Energie von den Eingangsschwingungen. Der Ausdruck „negative Federwirkung” ist einer Wirkung entgegengesetzt zu der der Feder zugeordnet. Die theoretische Basis für die negative Federwirkung wird später beschrieben.
Die elektrische Resonanzfrequenz kann auf einen Wert eingestellt sein, welcher gleich der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse ist. Gemäß diesem Merkmal kann die negative Federwirkung äußerst effizient genutzt werden.
Der elektromagnetische Motor kann zum Beispiel ein Gleichstrommotor oder ein Einphasen-Wechselstrommotor vom Typ eines Kommutators sein. In dem Fall, dass ein Einphasen-Wechselstrommotor vom Typ eines Kommutators als der elektromagnetische Motor verwendet wird, kann das Trägheitsmoment im Vergleich zu einem Gleichstrommotor üblicher Ausführung mit einem Eisenkern in dem Rotor signifikant reduziert werden. Folglich ist es, wenn der Dämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung zum Beispiel in einer Aufhängevorrichtung für ein Fahrzeug verwendet wird, möglich, ein Verschlechtern des Komforts während eines Fahrens zu verhindern, wenn Straßenoberflächenschwingungen hoher Frequenz auftreten.
Ein Herstellungsverfahren für einen Dämpfer, bei welchem der Dämpfer mit einem Dämpferhauptkörper, welcher parallel zu einer Feder angeordnet ist, einem elektromagnetischen Motor, welcher dafür eingerichtet ist, durch ein Regenerieren von Energie von einer dem Dämpferhauptkörper zugeführten Eingangsschwingung eine Dämpfungskraft in Bezug auf die Feder zu erzeugen, und einem Kondensator ausgerüstet ist, welcher mit dem elektromagnetischen Motor elektrisch in Reihe verbunden ist, ist durch den Schritt eines Auswählens einer Kapazität des Kondensators gekennzeichnet, so dass eine elektrische Resonanzfrequenz, welche durch eine Induktivität des elektromagnetischen Motors und die Kapazität des Kondensators festgelegt ist, innerhalb von ±20% einer Resonanzfrequenz einer ungefederten Masse liegt, um zusätzlich zu einer Komponente der Eingangsschwingung, welche der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse entspricht, eine Komponente der Eingangsschwingung passiv zu unterdrücken, welche einer Resonanzfrequenz einer gefederten Masse entspricht.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, welches in vereinfachter Form Abschnitte eines Fahrzeugs zeigt, welches darin eine Aufhängevorrichtung mit einem Dämpfer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst;
2 ist eine Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem sich das ungefederte Element und das gefederte Element in der oben genannten Ausführungsform aneinander annähern;
3 ist eine Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem sich das ungefederte Element und das gefederte Element in der oben genannten Ausführungsform voneinander separieren;
4 ist eine Ansicht, welche ein äquivalentes Modell zum Erklären des Betriebs der Aufhängevorrichtung der oben genannten Ausführungsform zeigt;
5A ist ein Diagramm, welches für jede der elektrischen Resonanzfrequenzen, welche durch die Induktivität eines elektromagnetischen Motors und die Kapazität eines Kondensators festgelegt sind, ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer Frequenz und einer Amplitude in Bezug auf eine Übertragungsfunktion zeigt;
5B ist ein Diagramm, welches für jede der elektrischen Resonanzfrequenzen ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer Frequenz und einer Phase in Bezug auf eine Übertragungsfunktion zeigt;
6 ist ein Diagramm, welches für jede der elektrischen Resonanzfrequenzen ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer Frequenz und einer Leistungsspektraldichte hinsichtlich einer Beschleunigung einer gefederten Masse zeigt;
7 ist ein Diagramm, welches für jede der elektrischen Resonanzfrequenzen ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer Frequenz und einer Leistungsspektraldichte hinsichtlich einer Beschleunigung einer ungefederten Masse zeigt;
8 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel von Spannungsveränderungen des Kondensators in der oben genannten Ausführungsform zeigt; und
9 ist eine Querschnittsansicht, welche in vereinfachter Form eine Konfiguration eines elektromagnetischen Motors gemäß einer Abwandlung zeigt.
Beschreibung der Ausführungsformen
A. Ausführungsform
[A1. Konfiguration des Fahrzeugs 10]
(A1-1. Gesamtkonfiguration des Fahrzeugs 10)
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, welches in vereinfachter Form Abschnitte eines Fahrzeugs 10 zeigt, welches darin eine Aufhängevorrichtung 12 mit einem Dämpfer 22 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst. Die Aufhängevorrichtung 12 umfasst eine Schraubenfeder 20 und, jedem der Räder 24 des Fahrzeugs 10 zugehörig, den Dämpfer 22.
(A1-2. Schraubenfeder 20)
Die Schraubenfeder 20 ist zwischen einem Fahrzeugkörper 26 und einer Federaufnahme 48 angeordnet und absorbiert Schwingungen (Straßenoberflächenschwingungen), welche dem Rad 24 von einer Straßenoberfläche 300 zugeführt werden.
(A1-3. Dämpfer 22)
(A1-3-1. Gesamtkonfiguration des Dämpfers 22)
Der Dämpfer 22 dient dazu, die Verschiebung der Schraubenfeder 20 (oder des Fahrzeugkörpers 26) zu dämpfen oder abzuschwächen.
(A1-3-2. Dämpferhauptkörper 30)
Der Dämpferhauptkörper 30 umfasst zusätzlich zu der Federaufnahme 48 ferner einen Hydraulikzylinder 40, einen Kolbenkopf 42, eine Kolbenstange 44 und ein Kolbenventil 46. Der Hydraulikzylinder 40 ist ein zylindrisches Element und das Innere des Hydraulikzylinders 40 ist durch den Kolbenkopf 42 in eine erste Hydraulikkammer 50 und eine zweite Hydraulikkammer 52 aufgeteilt. Die erste Hydraulikkammer 50 und die zweite Hydraulikkammer 52 sind mit Öl gefüllt. Der Kolbenkopf 42, welcher einen Durchmesser aufweist, welcher zu dem der inneren Umfangsfläche des Hydraulikzylinders 40 im Wesentlichen äquivalent ist, ist an einem Ende der Kolbenstange 44 befestigt und das andere Ende der Kolbenstange 44 ist an dem Fahrzeugkörper 26 befestigt. Das Kolbenventil 46 ist in dem Inneren des Kolbenkopfs 42 gebildet und ermöglicht eine Kommunikation zwischen der ersten Hydraulikkammer 50 und der zweiten Hydraulikkammer 52. Die Federaufnahme 48 ist an dem äußeren Umfang des Hydraulikzylinders 40 gebildet und haltert ein Ende der Schraubenfeder 20. Gemäß der oben beschriebenen Struktur fungiert der Dämpferhauptkörper 30 als ein Aktuator.
(A1-3-3. Hydraulikmechanismus 32)
Der Hydraulikmechanismus 32 dient dazu, den Ölfluss in dem Dämpfer 22 zu steuern/regeln und umfasst eine Hydraulikpumpe 60, einen Ölflusskanal 62, einen Akkumulator 64 und einen elektromagnetischen Motor 66 (im Folgenden auch als ein „Motor 66” bezeichnet). Der Motor 66 erzeugt durch ein Regenerieren von Energie von Eingangsschwingungen, welche dem Dämpferhauptkörper 30 zugeführt werden, eine Dämpfungskraft Fd in Bezug auf die Schraubenfeder 20. Obwohl der Motor 66 der vorliegenden Erfindung ein Gleichstrom-(DC)Motor ist, kann er ein Wechselstrom-(AC)Motor sein.
(A1-3-4. Motorstromkreis 34)
Der Motorstromkreis 34 ist ein Stromkreis, welche elektrisch mit dem Motor 66 verbunden ist und mit einem Kondensator 70 (erste Energiespeicherungsvorrichtung) sowie einer Batterie 72 (zweite Energiespeicherungsvorrichtung, elektrischer Verbraucher) ausgerüstet ist. Mit dem in der 1 dargestellten Motorstromkreis 34 ist eine Induktivität L des Motors 66 in Kombination mit einem Widerstand R des Motors 66 gezeigt. Durch ein Kombinieren des Motors 66 und des Motorstromkreises 34 wird es möglich, dass durch eine elektromotorische Gegenkraft des Motors 66 eine Motorreaktionskraft Fmr (anders ausgedrückt eine Dämpfungskraft Fd in Bezug auf die Schraubenfeder 20) erzeugt wird. Zusätzlich kann entsprechend einer Energieregeneration von dem Motor 66 eine Erzeugung von Elektrizität durchgeführt werden.
Der Kondensator 70 wird mit regenerierter Energie des elektromagnetischen Motors 66 geladen und führt die geladene Energie in Bezug auf die Batterie 72 oder auf andere, nicht dargestellte elektrische Vorrichtungen (zum Beispiel Audioequipment, ein Navigationsgerät oder eine Displayvorrichtung eines Armaturenbretts) zu. Der Kondensator 70 der vorliegenden Erfindung ist ein polarer Kondensator. Die Batterie 72 wird mit der regenerierten Energie des elektromagnetischen Motors 66 oder der Entladungsenergie des Kondensators 70 geladen und führt die geladene Energie in Bezug auf die anderen elektrischen Vorrichtungen zu.
Da die Konfiguration des Motorstromkreises 34 einfach ist, ist der Betrieb davon äußerst zuverlässig.
[A2. Betrieb des Dämpfers 22]
2 ist eine Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem sich das ungefederte Element 80 und das gefederte Element 82 in der vorliegenden Ausführungsform aneinander annähern. 3 ist eine Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem sich das ungefederte Element 80 und das gefederte Element 82 in der vorliegenden Ausführungsform voneinander separieren.
Wie in 2 gezeigt, nähert sich, wenn es einen Straßenoberflächeneingang Fin von der Straßenoberfläche 300 gibt, zusammen damit ein ungefedertes Element 80 (die Räder 24, der Hydraulikzylinder 40 etc.) einem gefederten Element 82 (der Fahrzeugkörper 26, der Kolbenkopf 42, die Kolbenstange 44 etc.) an (bezogen auf den Pfeil 100). Zu dieser Zeit wirkt der auf den Kolbenkopf 42 aufgebrachte Druck hauptsächlich auf eine untere Fläche 90 davon. Aufgrund dessen fließt das Öl in dem Inneren des Hydraulikmechanismus 32 (ein Ölflusskanal 62 etc.) in der durch den Pfeil 102 gezeigten Richtung.
Zusammen damit wird in einer Drehwelle der Hydraulikpumpe 60 ein Drehmoment Tp erzeugt. Die Drehwelle der Hydraulikpumpe 60 ist mit einer Drehwelle des elektromagnetischen Motors 66 verbunden (wie in vereinfachter Form in den 1 bis 3 angemerkt). Daher wird ein von der Drehwelle der Hydraulikpumpe 60 ausgegebenes Drehmoment Tp (Ausgangsdrehmoment) der Drehwelle des Motors 66 zugeführt. Im Folgenden wird ein in dem Motor 66 erzeugtes Drehmoment (Eingangsdrehmoment) als ein Drehmoment Tm oder ein Eingangsdrehmoment Tm bezeichnet.
Wenn der Motor 66 das Eingangsdrehmoment Tm zu dem Motor 66 begleitend rotiert, erzeugt der Motor 66 Leistung (anders ausgedrückt führt er eine Energieregeneration der Eingangsschwingungen durch) entsprechend dem Eingangsdrehmoment Tm. Folglich wird eine Spannung Vm erzeugt und ein Strom I fließt in den Motorstromkreis 34. Wenn der Motor 66 entsprechend dem Eingangsdrehmoment Tm Leistung erzeugt, wird eine elektromotive Gegenkraft erzeugt und eine Reaktionskraft Tr wird in der Drehwelle des Motors 66 erzeugt. Wenn die Reaktionskraft Tr in der Drehwelle der Hydraulikpumpe 60 erzeugt wird, wirkt die Reaktionskraft Tr als eine Gegenkraft in Bezug auf die den Straßenoberflächeneingang Fin von der Straßenoberfläche begleitende Kraft, welche auf das Öl wirkt (bezogen auf den Pfeil 102). Zusammen damit wird die Dämpfungskraft Fd in Bezug auf die Schraubenfeder 20 in dem ungefederten Element 80 (das Rad 24, der Hydraulikzylinder 40 etc.) erzeugt. Folglich ist es möglich, dass die Schwingungen der Schraubenfeder 20 unterdrückt werden.
Andererseits, wie in 3 gezeigt, entfernt sich, wenn es einen Straßenoberflächeneingang Fout von der Straßenoberfläche 300 gibt, zusammen damit das ungefederte Element 80 (die Räder 24, der Hydraulikzylinder 40 etc.) weg von dem gefederten Element 82 (der Fahrzeugkörper 26, der Kolbenkopf 42, die Kolbenstange 44 etc.) (bezogen auf den Pfeil 110). Zu dieser Zeit wirkt der auf den Kolbenkopf 42 aufgebrachte Druck hauptsächlich auf eine obere Fläche 92 davon. Aufgrund dessen fließt das Öl in dem Inneren des Hydraulikmechanismus 32 (der Ölflusskanal 62 etc.) in der durch den Pfeil 112 gezeigten Richtung. Zusammen damit arbeiten die Pumpe und der Motor 66 in einer zu dem Fall aus 2 entgegengesetzten Weise. Dementsprechend sind die Richtungen der Spannung Vm und des Stroms die des Motors 66 entgegengesetzt zu den in 2 gezeigten.
[A3. Dämpungsfeigenschaften des Dämpfers 22]
Als Nächstes wird eine Beschreibung hinsichtlich der Dämpfungseigenschaften des Dämpfers 22 der vorliegenden Erfindung gegeben. Gemäß den Eigenschaften der vorliegenden Ausführungsform ist eine elektrische Resonanzfrequenz ωm unter Berücksichtigung der negativen Federwirkung eingestellt. Ferner umfasst der Dämpfer 22 (Hydraulikmechanismus 32) eine Konfiguration zum Ermöglichen einer Verwendung des polaren Kondensators 70. Die elektrische Resonanzfrequenz ωm (im Folgenden auch als eine „Resonanzfrequenz ωm” bezeichnet) ist ein Wert, welcher durch die Induktivität L des Motors 66 und die Kapazität C des Kondensators 70 festgelegt ist. Insbesondere ist die elektrische Resonanzfrequenz ωm durch den Ausdruck 1/{2√(L·C)} definiert. Die oben erörterten jeweiligen Eigenschaften werden nachstehend im Detail beschrieben.
(A3-1. Definitionen)
4 ist eine Ansicht, welche ein äquivalentes Modell zum Erklären des Betriebs der Aufhängevorrichtung 12 der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die in 4 gezeigten verschiedenen Werte sind wie folgt:

x₀:: vertikale Verschiebungsgröße der Straßenoberfläche 300 [m]
x₁:: vertikale Verschiebungsgröße des ungefederten Elements 80 [m]
x₂:: vertikale Verschiebungsgröße des gefederten Elements 82 [m]
M₁:: Masse des ungefederten Elements 80 [kg]
M₂:: Masse des gefederten Elements 82 [kg]
k₁:: Federkonstante des ungefederten Elements 80 [N/m]
k₂:: Federkonstante der Schraubenfeder 20 [N/m]
C₂:: Dämpfungskoeffizient des Dämpferhauptkörpers 30 [N/m/s]
u:: Steuer-/Regelgröße des elektromagnetischen Motors 66

Als das ungefederte Element 80 können zum Beispiel das Rad 24 und der Hydraulikzylinder 40 umfasst sein. Als das gefederte Element 82 können zum Beispiel der Fahrzeugkörper 26, der Kolbenkopf 42 und die Kolbenstange 44 umfasst sein. Darüber hinaus kann in der vorliegenden Ausführungsform die Steuer-/Regelgröße u des Motors 66 zum Beispiel durch eine regenerative Energie repräsentiert sein.
(A3-2. Durch den Dämpferhauptkörper 30 (Aktuator) erzeugte Kraft Fa (negative Federwirkung))
(A3-2-1. Theoretische Beschreibung)
Als Nächstes wird die negative Federwirkung unter Verweis auf die durch den Dämpferhauptkörper 30 (Aktuator) erzeugte Kraft Fa beschrieben
In dem Dämpfer 22 der vorliegenden Erfindung sind die folgenden Beziehungen erfüllt: Fa = λ·Tp (1) λ = θ/(x₂ – x₁) (2) Imp·θ'' = Tm – Tp (3) L·I'' + R·I' + I/C + Vm' = 0 (4) Tm = Ke·I (5) Vm = Ke·θ' (6)
Die Inhalte der verschiedenen numerischen Werte in den Gleichungen (1) bis (6) sind wie folgt:

C:: Kapazität des Kondensators 70 [F]
Fa:: in dem Dämpferhauptkörper 30 (Aktuator) erzeugte Kraft [N]
I:: in dem Motorstromkreis 34 fließender Strom [A]
I':: Geschwindigkeit des in dem Motorstromkreis 34 fließenden Stroms [A/s]
I'':: Beschleunigung des in dem Motorstromkreis 34 fließenden Stroms [A/s/s]
Imp:: Trägheitsmoment der Hydraulikpumpe 60 und des Motors 66 [kg·m²]
Ke:: Induktionsspannungskonstante des Motors 66 (Drehmomentkonstante des Motors 66)
L:: Reaktanz des Motors 66 [Ω]
R:: Widerstand des Motors 66 [Ω]
Tm:: Drehmoment des Motors 66 [Nm]
Tp:: Drehmoment der Hydraulikpumpe 60 [Nm]
Vm:: Ausgangsspannung des Motors 66 (Motorspannung) [V]
Vm':: Zeitdifferentialswert der Motorspannung Vm [V]
x₁:: vertikale Verschiebungsgröße des ungefederten Elements 80 [m]
x₂:: vertikale Verschiebungsgröße des gefederten Elements 82 [m]
λ:: äquivalentes Übersetzungsverhältnis [–]
θ:: Rotationswinkel der Drehwelle des Motors 66 [deg]
θ':: Rotationsgeschwindigkeit der Drehwelle des Motors 66 [deg/s]
θ'':: Rotationsbeschleunigung der Drehwelle des Motors 66 [deg/s/s]

Wenn Laplace-Transformationen in Bezug auf die Gleichungen (1) bis (6) durchgeführt werden, kann die in dem Dämpferhauptkörper 30 (Aktuator) erzeugte Kraft Fa durch die folgende Gleichung (7) ausgedrückt werden.
Der erste Term „–λ²·Imp(x₂'' – x₁'')” auf der rechten Seite der Gleichung (7) bezeichnet die negative Federwirkung. Insbesondere kann, da sich das ungefederte Element 80 in der vertikalen Richtung in Bezug auf das gefederte Element 82 wiederholt vorwärts- und rückwärtsbewegt, die Positionsbeziehung zwischen dem ungefederten Element 80 und dem gefederten Element 82 durch eine trigonometrische Funktion angenähert werden. Daher kann der Ausdruck „λ·Imp(x₂'' – x₁'')” als äquivalent zu dem Ausdruck „K(x₂ – x₁)” (in welchem K eine Federkonstante darstellt) angesehen werden. Ferner umfasst der erste Term auf der rechten Seite der Gleichung (7) ein negatives Vorzeichen „–”. Daher impliziert der erste Term auf der rechten Seite der Gleichung (7) eine Kraft in einer zu der der Schraubenfeder 20 entgegengesetzten Richtung. Als eine Folge zeigt der erste Term auf der rechten Seite der Gleichung (7) eine Wirkung eines Unterdrückens von Schwingungen einer Resonanzfrequenz ω2 einer gefederten Masse oder von Schwingungen in der Nähe davon.
Der zweite Term „–λ²·Ke²·s/{L·s² + R·s + (1/C)}·(x₂' – x₁')” auf der rechten Seite der Gleichung (7) bezeichnet die Dämpfungskraft durch den Dämpferhauptkörper 30 (Aktuator).
Wenn die Gleichung (7) durch die Übertragungsfunktion Fa/(x₂' – x₁') ausgedrückt wird, erhält man die folgende Gleichung (8).
Wie oben erörtert, erzeugt die in dem Dämpferhauptkörper 30 (Aktuator) erzeugte Kraft Fa eine negative Federwirkung in Bezug auf die Resonanzfrequenz ω2 der gefederten Masse oder auf Frequenzen in der Nähe davon. Daher ist es, wenn die elektrische Resonanzfrequenz ωm des Motors 66 und des Motorstromkreises 34 unter Bezugnahme auf eine ungefederte Resonanzfrequenz ω1 einer ungefederten Masse eingestellt ist, möglich, eine Schwingungsdämpfungswirkung sowohl mit Bezug auf die gefederte Masse als auch auf die ungefederte Masse effektiv zu zeigen.
(A3-2-2. Beispiel der Übertragungsfunktion G)
Basierend auf der oben beschriebenen negativen Federwirkung wird ein Beispiel im Vergleich mit einem vergleichenden Beispiel beschrieben, bei welchem die elektrische Resonanzfrequenz ωm des Motors 66 und des Motorstromkreises 34 basierend auf der Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse eingestellt ist.
5A zeigt ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer Frequenz fg und einer Amplitude Mg in Bezug auf eine Übertragungsfunktion G für jede der elektrischen Resonanzfrequenzen ωm, welche durch die Induktivität L des Motors 66 und die Kapazität C des Kondensators 70 festgelegt sind. 5B zeigt ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Frequenz fg und einer Phase Pg in Bezug auf die Übertragungsfunktion G für jede der elektrischen Resonanzfrequenzen ωm. Durch ein Kombinieren der 5A und der 5B wird ein Bode-Diagramm erstellt, welches die Frequenzeigenschaften des Dämpfers 22 gemäß der vorliegenden Ausführungsform anzeigt.
In den 5A und 5B zeigen die Kurven 200 und 210 ein erstes Beispiel, bei welchen die Resonanzfrequenz ωm eine Frequenz (81,6 [rad/s] gemäß der vorliegenden Ausführungsform) ist, welche rund 6,5% größer ist als die Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse (76,6 [rad/s] gemäß der vorliegenden Ausführungsform). Die Kurven 202 und 212 zeigen ein zweites Beispiel, bei welchem die Resonanzfrequenz ωm gleich der Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse ist. Die Kurven 204 und 214 zeigen ein drittes Beispiel, bei welchen die Resonanzfrequenz ωm eine Frequenz (63,2 [rad/s] gemäß der vorliegenden Ausführungsform) ist, welche rund 17,5% kleiner ist als die Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse. Die Kurven 206 und 216 zeigen ein vergleichendes Beispiel, bei welchem die Resonanzfrequenz ωm eine Frequenz (53,6 [rad/s] gemäß der vorliegenden Ausführungsform) ist, welche rund 30,0% kleiner ist als die Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse.
Innerhalb eines Frequenzbereichs Rrq (im Folgenden auch als ein Fahrkomfort-Steuer-/Regelbereich Rrq” bezeichnet), welcher den Fahrkomfort von Insassen in dem Fahrzeug 10 beeinflusst, ändert sich, wie in den 5A und 5B gezeigt, hinsichtlich eines des ersten Beispiels, des zweiten Beispiels, des dritten Beispiels und des vergleichenden Beispiels, obwohl sich die Amplitude Mg nicht signifikant ändert, die Phase Pg davon.
(A3-2-3. Beispiel der Eigenschaften der gefederten Masse)
6 ist ein Diagramm, welches für jede der elektrischen Resonanzfrequenzen ωm ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer Frequenz f2 und einer Leistungsspektraldichte D2 hinsichtlich einer Beschleunigung x₂'' einer gefederten Masse zeigt. Es ist anzumerken, dass, um ein Verständnis der Maßeinheit Hz zu erleichtern, hinsichtlich der numerischen Werte der an der horizontalen Achse aus 6 gezeigten Frequenzen f2, die tatsächlichen numerischen Werte davon mit „1/3,14” multipliziert sind (dasselbe gilt auch für 7). In 6 zeigen die Kurven 220, 222, 224, 226 und 228 ein erstes bis ein drittes Beispiel an, jeweils zusammen mit einem ersten und einem zweiten vergleichenden Beispiel. Die ersten bis dritten Beispiele aus 6 entsprechen den ersten bis dritten Beispielen aus den 5A und 5B. Das zweite vergleichende Beispiel aus 6 zeigt eine Situation an, in welcher unbegleitet von einer LC-Resonanz eine aktive Steuerung/Regelung durchgeführt wird.
Grundsätzlich sind Insassen des Fahrzeugs 10 in einem relativ niedrigen Frequenzbereich (zum Beispiel 3 bis 8 Hz) empfindlich für Schwingungen. Wie aus 6 verstanden werden kann, tendiert die Leistungsspektraldichte D2 innerhalb eines Bereichs Rlow einer vergleichsweise niedrigen Frequenz dazu, sich zu verringern, wenn sich die Resonanzfrequenz ωm der Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse annähert. Ein solches Merkmal impliziert, dass, wenn sich die Resonanzfrequenz ωm der Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse annähert, die Schwingungsdämpfungswirkung auf die gefederte Masse dazu tendiert, sich zu erhöhen.
(A3-2-4. Beispiel der Eigenschaften der ungefederten Masse)
7 ist ein Diagramm, welches für jede der elektrischen Resonanzfrequenzen ωm ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer Frequenz f1 und einer Leistungsspektraldichte D1 hinsichtlich einer Beschleunigung x₁'' einer ungefederten Masse zeigt. In 7, wie in 6, zeigen die Kurven 230, 232, 234 und 236 ein erstes und ein zweites Beispiel zusammen mit einem ersten und einem zweiten vergleichenden Beispiel an (das dritte Beispiel ist weggelassen). Das erste und das zweite Beispiel sowie das erste und das zweite vergleichende Beispiel aus 7 entsprechen jeweils dem ersten und dem zweiten Beispiel sowie dem ersten und dem zweiten vergleichenden Beispiel aus 6.
Grundsätzlich hat die Beschleunigung x₁'' der ungefederten Masse einen Einfluss auf die Lenkstabilität des Fahrzeugs 10. Wie aus 7 verstanden werden kann, sind die Leistungsspektraldichten D1 in einem vergleichsweise hohen Frequenzbereich Rhi im Wesentlichen äquivalent. Daher kann die gleiche Lenkstabilität für jegliches der Beispiele realisiert werden.
(A3-3. Konfiguration zum Ermöglichen einer Verwendung des polaren Kondensators 70)
(A3-3-1. Annahmen)
Als eine Voraussetzung zum Erzeugen der negativen Federwirkung in der oben beschriebenen Weise ist es notwendig, durch eine Vorwärtsrotation oder eine Rückwärtsrotation des Motors 66 entsprechend vertikalen Bewegungen, welche die Straßenoberflächeneingänge Fin, Fout begleiten, eine LC-Resonanz in dem Motorstromkreis zu erzeugen (siehe 2 und 3). In dem Fall, dass der Motorstromkreis 34 einer LC-Resonanz ausgesetzt ist, wechselt die Ausgangsspannung Vm des Motors 66 kontinuierlich zwischen einem positiven Wert und einem negativen Wert. In diesem Fall gibt es, wenn der Kondensator 70 ein Kondensator eines polaren Typen ist, ein Bedenken, dass die Haltbarkeit des Kondensators 70 beeinträchtigt werden kann.
Als eine Gegenmaßnahme gegen dieses Bedenken kann in Betracht gezogen werden, von einem nicht-polaren Kondensator für den Kondensator 70 Gebrauch zu machen. Jedoch sind zum Beispiel gegenwärtig verfügbare nicht-polare Kondensatoren häufig ungeeignet für eine Installation in dem Fahrzeug 10, da die Abmessungen davon vergleichsweise groß sind.
Somit weist der Dämpfer 22 (der Hydraulikmechanismus 32) gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Struktur auf, welche die Möglichkeit einer Schädigung für die Haltbarkeit des Kondensators 70 reduziert, auch wenn der Kondensator 70 ein polarer Kondensator ist.
(A3-3-2. Detaillierter Inhalt)
Auch in dem Fall, dass der Kondensator 70 ein polarer Kondensator ist wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration verwendet, bei welcher sich, um die Möglichkeit zu reduzieren, die Haltbarkeit des Kondensators 70 nachteilig zu beeinflussen, das Niveau einer Leistungserzeugung während einer Vorwärtsrotation des Motors 66 von dem Niveau einer Leistungserzeugung während einer Rückwärtsrotation des Motors 66 unterscheidet.
Wie in 2 gezeigt, gelangt der Kolbenkopf 42, welcher in dem gefederten Element 82 umfasst ist, in engere Nähe zu dem ungefederten Element 80, wenn sich das ungefederte Element 80 und das gefederte Element 82 einander annähern. Zu dieser Zeit wirkt der auf den Kolbenkopf 42 aufgebrachte Druck hauptsächlich auf eine untere Fläche 90 davon.
Andererseits entfernt sich, wie in 3 gezeigt, der Kolbenkopf 42, welcher in dem gefederten Element 82 umfasst ist, weg von dem ungefederten Element 80, wenn sich das ungefederte Element 80 und das gefederte Element 82 voneinander separieren. Zu dieser Zeit wirkt der auf den Kolbenkopf 42 aufgebrachte Druck hauptsächlich auf eine obere Fläche 92 davon.
Wie in den 2 und 3 klargemacht wird, ist die Kolbenstange 44 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an der Seite des Fahrzeugkörpers 26 befestigt und ist in dem gefederten Element 82 umfasst. Daher ist ein Flächenbereich Aup der oberen Fläche 92 kleiner als ein Flächenbereich Alow der unteren Fläche 90. Dementsprechend unterscheidet sich die Größe der Änderung des Rotationswinkels θ der Drehwelle des Motors 66 oder des äquivalenten Übersetzungsverhältnisses λ {= θ/(x2 – x1)} davon zwischen einem Fall, in welchem sich das ungefederte Element 80 und das gefederte Element 82 einander annähern (2), und einem Fall, in welchem sich das ungefederte Element 80 und das gefederte Element 82 voneinander separieren (3). Insbesondere wird die Größe der Änderung des Rotationswinkels θ und des äquivalenten Übersetzungsverhältnisses λ größer, wenn sich die Elemente 80, 82 einander annähern als wenn sich die Elemente voneinander separieren.
Unter der Annahme, dass sich das äquivalente Übersetzungsverhältnis λ zwischen einer Annäherung und einer Separation der Elemente 80, 82 unterscheidet, folgt daraus, dass sich die regenerative Leistung des Motors 66 auch zwischen einer Annäherung und einer Separation der Elemente 80, 82 unterscheidet. Daher wird die Spannung des Kondensators 70 (im Folgenden als eine „Kondensatorspannung Vc” bezeichnet) zu einer Polarität hin vorbelastet. Folglich ist es, auch wenn ein polarer Kondensator als der Kondensator 70 verwendet wird, möglich, die Möglichkeit eines Schadens für die Haltbarkeit des Kondensators 70 zu reduzieren.
(A3-3-3. Beispiel einer Spannungsänderung des Kondensators 70)
8 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel von Spannungsveränderungen (Kondensatorspannung Vc) des Kondensators 70 in der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Wie aus 8 verstanden werden kann, ist die Kondensatorspannung Vc zu der positiven Seite hin vorbelastet (verschoben).
[A4. Vorteile und Wirkungen der vorliegenden Ausführungsform]
In der vorhergehenden Weise ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform die elektrische Resonanzfrequenz ωm, welche durch die Induktivität L des elektromagnetischen Motors 66 und die Kapazität C des Kondensators 70 festgelegt ist, auf die Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse oder einen Wert in der Nähe der Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse eingestellt (siehe das erste bis dritte Beispiel aus den 5 bis 7). Gemäß diesem Merkmal ist zusätzlich zu einer Komponente der Eingangsschwingung, welche der Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse entspricht, eine Komponente der Eingangsschwingung passiv unterdrückt, welche der Resonanzfrequenz ω2 der gefederten Masse entspricht (siehe 6 und 7). Folglich ist es ohne den elektromagnetischen Motor 66 aktiv zu steuern/regeln möglich, die Komponenten der Eingangsschwingungen zu unterdrücken, welche der Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse bzw. der Resonanzfrequenz ω2 der gefederten Masse entsprechen.
Insbesondere hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass, wenn die elektrische Resonanzfrequenz ωm auf die Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse oder einen Wert in der Nähe davon (zum Beispiel innerhalb von ±20% der Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse) eingestellt ist, in der Kraft Fa, welche in dem Dämpferhauptkörper 30 (Aktuator) erzeugt wird, eine Wirkung („negative Federwirkung”) umfasst ist, bei welcher Komponenten von Eingangsschwingungen, welche der Resonanzfrequenz ω2 der gefederten Masse entsprechen, reduziert werden. Daher können im Gegensatz zu der in der US 2004/0150361 A1 offenbarten Erfindung Komponenten von Eingangsschwingungen, welche der Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse bzw. der Resonanzfrequenz ω2 der gefederten Masse entsprechen, auch ohne eine aktive Steuerung/Regelung durch den elektromagnetischen Motor 66 unterdrückt werden, welche in Bezug auf Eingangsschwingungen durchgeführt wird, welche der Resonanzfrequenz ω2 der gefederten Masse entsprechen. Folglich ist es möglich, eine Energienutzungseffizienz ohne ein Verbrauchen elektrischer Leistung zu verbessern, um Komponenten von Eingangsschwingungen zu unterdrücken, welche der Resonanzfrequenz ω2 der gefederten Masse entsprechen, wohl aber durch ein Speichern elektrischer Leistung durch eine Regeneration von Energie von den Eingangsschwingungen.
Ferner können, in dem Fall, dass die Kapazität C des Kondensators 70 derart ausgewählt ist, dass die elektrische Resonanzfrequenz ωm auf die Resonanzfrequenz ω1 oder einen Wert in der Nähe davon eingestellt ist, die oben beschriebenen Wirkungen und Vorteile durch ein Auswählen des Kondensators 70 entsprechend den Spezifikationen des elektromagnetischen Motors 66 einfach erreicht werden.
B. Abwandlungen
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Auf der Basis des offenbarten Inhalts der vorliegenden Beschreibung ist es eine Selbstverständlichkeit, dass verschiedene abgewandelte oder alternative Konfigurationen darin übernommen werden können. Zum Beispiel können die folgenden Konfigurationen übernommen werden.
[B1. Aufgaben, für welche die Erfindung angewandt wird]
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist ein Beispiel beschrieben worden, in welchem die Aufhängevorrichtung 12 oder der Dämpfer 22 bei einem Fahrzeug 10 angewandt wird (siehe 1). Jedoch ist die Erfindung zum Beispiel nicht auf dieses Merkmal beschränkt, insofern die Aufmerksamkeit darauf ausgerichtet bleibt, den polaren Kondensators 70 oder die negative Federwirkung zu verwenden. Die Aufhängevorrichtung 12 oder der Dämpfer 22 können abgesehen von Fahrzeugen zum Beispiel auch bei anderen Vorrichtungen (zum Beispiel Schiffe, Flugzeuge, Fahrstühle, Messvorrichtungen oder Herstellungsvorrichtungen) angewandt werden.
[B2. Aufhängevorrichtung 12]
(B2-1. Schraubenfeder 20)
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Schraubenfeder 20 als eine Feder zum Absorbieren von Straßenoberflächenschwingungen (Eingangsschwingungen) verwendet (siehe 1). Jedoch können abgesehen von Schraubenfedern zum Beispiel unter dem Aspekt eines Absorbierens von Straßenoberflächenschwingungen (Eingangsschwingungen) auch andere Federarten (zum Beispiel Blattfedern) verwendet werden.
(B2-2. Dämpfer 22)
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Dämpfer 22 verwendet, welcher mit dem Hydraulikmechanismus 32 ausgerüstet ist (siehe 1). Jedoch ist die Erfindung zum Beispiel unter dem Aspekt der negativen Federwirkung oder des polaren Kondensators 70 nicht auf dieses Merkmal beschränkt. Zum Beispiel kann eine Konfiguration angewandt werden, welche einen Dämpfer eines Kugelgewindetriebtyps, eines Zahnstangengetriebetyps oder eines direkten Typs (linearer Motor) oder dergleichen umfasst. Darüber hinaus kann, in dem Fall, dass der polare Kondensator 70 in einem Dämpfer 22 verwendet wird, welcher nicht mit dem Hydraulikmechanismus 32 ausgerüstet ist, auch eine Konfiguration verwendet werden, bei welcher das äquivalente Übersetzungsverhältnis λ zwischen einer positiven Rotation und einer Rückwärtsrotation des Motors 66 geändert wird (zum Beispiel eine Konfiguration, bei welcher eine Einwegkupplung an der Drehwelle des Motors 66 oder einer anderen damit verbundenen Drehwelle angeordnet ist).
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Kolbenstange 44 an der Seite des Fahrzeugkörpers 26 angeordnet (siehe 1 etc.). Jedoch ist die Erfindung zum Beispiel unter dem Aspekt der negativen Federwirkung oder des polaren Kondensators nicht auf dieses Merkmal beschränkt und die Kolbenstange 44 kann auch an der Seite der Räder 24 angeordnet sein.
(B2-3. Hydraulikmechanismus 32)
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Dämpfungskraft Fd durch den Motor 66 mittels Öl übertragen (siehe 2 und 3). Jedoch ist es zum Beispiel unter dem Aspekt eines Übertragens der Dämpfungskraft Fd durch den Motor 66 möglich, ein anderes Fluid als Öl zu verwenden (zum Beispiel Luft).
(B2-4. Elektromagnetischer Motor 66)
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist der elektromagnetische Motor 66 ein Gleichstrommotor. Jedoch ist die Erfindung zum Beispiel unter dem Aspekt eines Steuerns/Regelns der negativen Federwirkung oder des polaren Kondensators 70 nicht auf dieses Merkmal beschränkt. Zum Beispiel kann ein Wechselstrommotor für den Motor 66 verwendet werden.
9 ist eine Querschnittsansicht, welche in vereinfachter Form eine Konfiguration eines elektromagnetischen Motors 66a (im Folgenden auch als ein „Motor 66a” bezeichnet) gemäß einer Abwandlung zeigt. Der Motor 66a ist ein Einphasen-Wechselstrommotor vom Typ eines Kommutators. Wie in 9 gezeigt, ist der Motor 66a mit einem Rotor 240 und einem Stator 242 ausgerüstet. Ein Kommutator 246, welcher an einer Drehwelle 244 des Rotors 240 gebildet ist, ist in Kontakt mit einer Bürste 248 des Stators 242 angeordnet. Gemäß der vorliegenden Abwandlung sind der Kommutator 246 und die Bürste 248 in der Form von Gleitringen gebildet.
In dem Fall eines Verwendens des Einphasen-Wechselstrommotors 66a vom Typ eines Kommutators wie in 9 gezeigt, werden die folgenden Wirkungen erhalten. Insbesondere verglichen mit einem üblichen Gleichstrommotor mit einem Eisenkern in dem Rotor kann der Einphasen-Wechselstrommotor 66a vom Typ eines Kommutators das Trägheitsmoment signifikant reduzieren. Folglich ist es, wenn der Dämpfer 22, welcher mit dem Motor 66a aus 9 ausgerüstet ist, zum Beispiel in der Aufhängevorrichtung 12 des Fahrzeugs 10 verwendet wird, möglich, ein Verschlechtern des Komforts während eines Fahrens zu verhindern, wenn Straßenoberflächenschwingungen hoher Frequenz auftreten.
(B2-5. Kondensator 70)
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Kapazität C des Kondensators 70 derart ausgewählt, dass die elektrische Resonanzfrequenz ωm, welche durch die Induktivität L des elektromagnetischen Motors 66 und die Kapazität C des Kondensators 70 festgelegt ist, innerhalb von ±20% der Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse eingestellt. Jedoch ist die Erfindung zum Beispiel unter dem Aspekt der negativen Federwirkung oder des polaren Kondensators 70 nicht auf dieses Merkmal beschränkt. Zum Beispiel ist es durch ein Bereitstellen einer anderen Induktivität, welche sich von der Induktivität L des Motors 66 unterscheidet, auch möglich, dass die elektrische Resonanzfrequenz ωm innerhalb von ±20% der Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse eingestellt ist.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Kondensator 70 ein polarer Kondensator. Jedoch kann zum Beispiel unter dem Aspekt eines Nutzens des Dämpfers 22 oder der negativen Federwirkung auch ein nicht-polarer Kondensator als der Kondensator 70 verwendet werden.
(B2-6. Batterie 72)
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Batterie 72 mit dem Kondensator 70 verbunden und die Batterie 72 wird mit elektrischer Energie von dem Kondensator 70 geladen (siehe 1). Jedoch ist die Erfindung zum Beispiel unter dem Aspekt des polaren Kondensators 70 oder der negativen Federwirkung nicht auf dieses Merkmal beschränkt. Anstelle der Batterie 72 können zum Beispiel andere elektrische Vorrichtungen (zum Beispiel Audioequipment, ein Navigationsgerät oder eine Displayvorrichtung eines Armaturenbretts etc.) mit dem Kondensator 70 verbunden sein. Alternativ ist es möglich, auf die Batterie 72 zu verzichten.
[B3. Negative Federwirkung]
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform sind die elektrische Resonanzfrequenz ωm und dergleichen unter Berücksichtigung der negativen Federwirkung eingestellt. Jedoch ist die Erfindung zum Beispiel unter dem Aspekt eines Nutzens des polaren Kondensators 70 nicht auf dieses Merkmal beschränkt. Zum Beispiel kann der polare Kondensator 70 bei einer Konfiguration angewandt werden, bei welcher die elektrische Resonanzfrequenz ωm derart eingestellt ist, dass sie mit der Resonanzfrequenz ω2 der gefederten Masse oder einer Frequenz in der Nähe davon übereinstimmt. Alternativ kann der polare Kondensator 70 für den Zweck eines Nutzens der LC-Resonanz wie in der US 2004/0150361 A1 zum Dämpfen der Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse oder eines Bereichs, welcher die Resonanzfrequenz ω1 der ungefederten Masse umgibt, verwendet werden.

Claims

Dämpfer (22), umfassend: einen Dämpferhauptkörper (30), welcher parallel zu einer Feder (20) angeordnet ist; einen elektromagnetischen Motor (66, 66a), welcher dafür eingerichtet ist, durch ein Regenerieren von Energie von einer dem Dämpferhauptkörper (30) zugeführten Eingangsschwingung eine Dämpfungskraft in Bezug auf die Feder (20) zu erzeugen; und einen Kondensator (70), welcher mit dem elektromagnetischen Motor (66, 66a) elektrisch in Reihe verbunden ist; wobei eine elektrische Resonanzfrequenz, welche durch eine Induktivität des elektromagnetischen Motors (66, 66a) und eine Kapazität des Kondensators (70) festgelegt ist, innerhalb von ±20% einer Resonanzfrequenz einer ungefederten Masse eingestellt ist, so dass zusätzlich zu einer Komponente der Eingangsschwingung, welche der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse entspricht, eine Komponente der Eingangsschwingung passiv unterdrückt ist, welche einer Resonanzfrequenz einer gefederten Masse entspricht.
Dämpfer (22) nach Anspruch 1, wobei die elektrische Resonanzfrequenz auf einen Wert gleich der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse eingestellt ist.
Dämpfer (22) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der elektromagnetische Motor (66, 66a) ein Einphasen-Wechselstrommotor vom Typ eines Kommutators ist.
Herstellungsverfahren für einen Dämpfer (22), wobei der Dämpfer mit einem Dämpferhauptkörper (30), welcher parallel zu einer Feder (20) angeordnet ist, einem elektromagnetischen Motor (66, 66a), welcher dafür eingerichtet ist, durch ein Regenerieren von Energie von einer dem Dämpferhauptkörper (30) zugeführten Eingangsschwingung eine Dämpfungskraft in Bezug auf die Feder (20) zu erzeugen, und einem Kondensator (70) ausgerüstet ist, welcher mit dem elektromagnetischen Motor (66, 66a) elektrisch in Reihe verbunden ist, wobei das Herstellungsverfahren den folgenden Schritt umfasst: Auswählen einer Kapazität des Kondensators (70), so dass eine elektrische Resonanzfrequenz, welche durch eine Induktivität des elektromagnetischen Motors (66, 66a) und die Kapazität des Kondensators (70) festgelegt ist, innerhalb von ±20% einer Resonanzfrequenz einer ungefederten Masse liegt, um zusätzlich zu einer Komponente der Eingangsschwingung, welche der Resonanzfrequenz der ungefederten Masse entspricht, eine Komponente der Eingangsschwingung passiv zu unterdrücken, welche einer Resonanzfrequenz einer gefederten Masse entspricht.