JP2013500436A

JP2013500436A - 減衰装置

Info

Publication number: JP2013500436A
Application number: JP2012520996A
Authority: JP
Inventors: ショーヴェ，ルドヴィック; ガットパイユ，アルノー
Original assignee: トレルボルグオートモーティヴジャーマニーゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2010-07-12
Publication date: 2013-01-07
Also published as: PL2456998T3; KR101367605B1; US20120152670A1; DE102009034677A1; DE102009034677B4; EP2456998B1; WO2011009752A1; KR20120080565A; EP2456998A1

Abstract

自動車エンジンの始動・停止時の衝撃を減衰させる。
減衰媒体（18）が充填されるとともに中間プレート（11）によって分離される第１チャンバ（14）及び第２チャンバ（17）を有する自動車の減衰装置（10）、特に自動車エンジン（47）の始動・停止時の衝撃を減衰させる自動車の減衰装置であって、第１チャンバ（14）及び第２チャンバ（17）はベロー（12,15）と面プレート（13,16）とによって形成されており、第１チャンバ（14）及び第２チャンバ（17）を接続する減衰チャネル（19）が中間プレート（11）に構成されている自動車の減衰装置に関する。自動車エンジン(40)の動作モードに応じて減衰効果を達成するために、本発明は、２つのチャンバ（14,17）は少なくとも１つのバイパスチャネル（20）によって接続されるとともに、前記バイパスチャネル（20）は切り替え可能なバルブ（22,51,54）によって開閉可能であり、前記バルブ（22,51,54）の切り替え状態は自動車の動作モードに応じて切り替えられることを提案する。本発明は、さらに、自動車エンジン（47）の始動・停止時の衝撃を減衰させる減衰システム（40）に関する。

Description

本発明は、自動車の減衰装置に関し、特に、自動車エンジンの始動・停止時の衝撃を減衰させる自動車の減衰装置に関し、自動車の減衰装置は、減衰媒体が充填されるとともに中間プレートによって分離される第１チャンバおよび第２チャンバを有しており、第１チャンバおよび第２チャンバは蛇腹式ベローとフェースプレートとによって形成されており、第１チャンバおよび第２チャンバを接続する減衰ダクトが中間プレートに形成されている自動車の減衰装置に関する。また、本発明はこのような減衰装置を有する減衰システムに関する。

燃料の消費を低減するために、最近の自動車は、自動車エンジンが不要なとき例えば信号で停止しているとき自動車エンジンを停止するいわゆるスタート・ストップシステム有するものが多くなっている。このシステムが機能する方法を、信号での停止を参考にして以下に説明することができる。ドライバーが信号で停止しアイドリングモードに切り替えられる場合、クラッチが切断されると自動車エンジンがオフに切り替えられる。発進するためには、ドライバーはクラッチを接続し、そしてエンジンが再始動する。上述の始動・停止プロセスでは、エンジンの大きな衝撃が生じ、こうした衝撃は運転室内でも感じられ、その結果、運転快適性が損なわれることがある。

特許文献１は、人工衛星において使用される、冒頭に記載したタイプの減衰装置を開示している。減衰装置は中間プレートと２つの蛇腹式ベローとを有しており、２つの蛇腹式ベローはそれぞれ縦方向の反対方向に中間プレートから離間する方向に延設される。それらの前側では、蛇腹式ベローは、プレートによって閉塞されており、これにより、２つの作用チャンバが形成される。２つのチャンバは、中間プレートにおけるダクトによって互いに接続される。圧縮性流体、特に空気が、作用ガスとして用いられる。減衰のために、圧縮性流体が一方から他方のチャンバへと減衰ダクトを介して流れる。減衰効果はダクトに生じる摩擦の結果として生じる。

米国特許公開公報第６，０８２，５０８号

本発明は、自動車エンジンの始動・停止時の衝撃を減衰させるとともに走行モードにおいては減衰効果を生じない減衰装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、冒頭に記載したタイプの減衰装置において、２つのチャンバが少なくとも１つのバイパスダクトによって接続されるとともに、バイパスダクトは切り替え可能なバルブによって開閉可能であり、バルブの切り替え状態は自動車の動作状態に応じて切り替えられる減衰装置を提案する。

有用な態様が従属項の主題である。

本発明による減衰装置において、減衰は、切り替え可能なバルブを用いてエンジンの動作状態を関数として変更可能である。第１切り替え位置においては、バイパスダクトは閉じられ、したがって、排出される空気は、２つのチャンバの間に配置される減衰ダクトを介して流れる。その結果、特に、始動および停止の際に生じる衝撃を減衰する。第２切り替え位置においては、バイパスダクトは開かれ、したがって、排出される空気は、減衰ダクトを介してではなくバイパスダクトを介して流れる。その結果、この切り替え位置では、減衰は生じない。蛇腹式ベローの剛性の程度が低いため、高周波であっても唸り音は生じない。したがって、本発明にかかる減衰装置によって、運転快適性が改善する。

有用には、バイパスダクトの断面は減衰ダクトより大きい。これにより、前記ダクトが開いているとき、空気をバイパスダクトを通るようにでき、その結果、駆動モードにおいては減衰が生じない。

有用には、バイパスダクトは中間プレートに形成される。

さらに有用な態様では、バイパスダクトは２つのチャンバを外部と接続する。したがって、バイパスダクトにより、減衰媒体が２つのチャンバから外部へ流れ出ることができ、その結果、減衰ダクトがバイパスされる。

さらなる態様では、バイパスダクトは２つのチャンバを互いに接続する。

さらなる態様では、第１チャンバを外部と接続するよう第１バイパスダクトが第１フェースプレートに形成されるとともに、第２チャンバを外部と接続するよう第２バイパスダクトが第２フェースプレートに形成されている。

有用には、バルブは、段階的にあるいは無段階に調整可能なバルブである。こうして、バイパスダクトの断面は、有用には自動車エンジンのそれぞれのピッチング周波数に応じて適合させることができる。

有用には、バルブは減圧によってあるいは電磁的に切り替え可能である。このようなバルブは、一方ではコスト効率に優れ、同時に信頼性が高い。

さらなる有用な態様では、空気が減衰媒体として用いられる。減衰流体で充填する必要がないので、空気収容の方が油圧的収容よりもコスト効率に優れている。

蛇腹式ベローは、有用には減衰ダクトに対して同軸状に配置される。

有用には、第１フェースプレートは第１蛇腹式ベローの前側に取り付けられるとともに、第２フェースプレートは第２蛇腹式ベローの前側に取り付けられている。

有用には、蛇腹式ベローの長さは５ｍｍ〜２０ｍｍであり、好ましくは５ｍｍ〜１０ｍｍである。さらに、有用には、蛇腹式ベローの外径は７０ｍｍ〜１００ｍｍであり、好ましくは８０ｍｍ〜９０ｍｍである。蛇腹式ベローのこの寸法のために、有用に、チャンバ体積を小さくでき、ポンピング面積を大きくでき、その結果、十分な減衰効果を達成できる。

有用には、蛇腹式ベローは熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）あるいは熱可塑性物質（ＴＰ）から形成される。したがって、蛇腹式ベローは、一定の材料特性で長期間使用できる。

本発明は、また、本発明にかかる減衰装置と、自動車エンジンの動作状態を関数として減衰装置の切り替え可能なバルブを制御する制御装置と、を有する自動車エンジンの始動・停止時の衝撃を減衰させる減衰システムに関する。減衰装置の切り替え可能なバルブは、制御装置を用いて、自動車エンジンの動作状態を関数として作動する。

有用には、切り替え可能なバルブは、自動車エンジンの始動および停止プロセスの際には閉口され、駆動モードにおいては開口される。したがって、有用なことに、自動車エンジンの始動および停止の際には減衰でき、駆動モードにおいては減衰は生じない。

以下の図面において概略的に示す例示的な実施態様を参考に、本発明をより詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる減衰装置の第１実施形態の横方向断面を示す。図２は、接続要素を取り付けた本発明にかかる減衰装置の横方向断面を示す。図３は、本発明にかかる減衰システムの概略図を示す。図４は、本発明にかかる減衰装置の第２実施形態の横方向断面を示す。図５は、本発明にかかる減衰装置の第３実施形態の横方向断面を示す。図６は、始動・停止プロセスの際の本発明にかかる減衰装置の減衰特性および剛性特性のグラフを示す。図７は、駆動モードの際の本発明にかかる減衰装置の減衰特性および剛性特性のグラフを示す。

図１は、横方向に設置されており、スタート／ストップシステムを有する自動車エンジン４７の始動・停止時の衝撃を減衰させるよう配置された減衰装置１０を示す。減衰装置１０は、中間プレート１１と、第１蛇腹式ベロー１２と、第１フェースプレート１３と、第２蛇腹式ベロー１５と、第２フェースプレート１６と、を有する。蛇腹式ベロー１２，１５は第１端部域で中間プレート１１に接続される。第２端部域には、フェースプレート１３，１６が配置される。

中間プレート１１、第１蛇腹式ベロー１２および第１フェースプレート１３は、第１作用チャンバ１４を形成する。中間プレート１１、第２蛇腹式ベロー１５および第２フェースプレート１６は、第２作用チャンバ１７を形成する。２つの作用チャンバ１４，１７は、中間プレート１１に形成される減衰ダクト１９によって、互いに接続される。作用チャンバ１４，１７内には、減衰媒体１８、特に空気が入っている。さらに、第１チャンバ１４および第２チャンバ１７を外部に接続するバイパスダクト２０が、中間プレート１１に形成される。バイパスダクト２０の直径は減衰ダクト１９より大きい。

中間プレート１１は金属材料からなるが、プラスチックから製造することもできる。蛇腹式ベロー１２，１５は、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）あるいは熱可塑性物質（ＴＰ）からなり、長さが５ｍｍ〜２０ｍｍであり、外径が７０ｍｍ〜１００ｍｍである。フェースプレート１３，１６もまた金属材料からなるが、同様にプラスチックから製造することもできる。

チャンバ１４，１７を形成するために、蛇腹式ベロー１２，１５は、中間プレートから離間する方向に減衰ダクト１９に対して同軸状に延設される。蛇腹式ベロー１２，１５は反対方向に延びる。蛇腹式ベロー１２，１５の開口前側は、それぞれフェースプレート１３，１６で閉じられる。例えば接着のような一般的に知られている接続方法が、蛇腹式ベロー１２，１５を中間プレート１１に、またそれぞれのフェースプレート１３，１６に接続するために用いられる。

図１では、切り替え可能なバルブ２２が、減衰装置１０の中間プレート１１に取り付けられている。切り替え可能なバルブ２２は、減圧によってあるいは電磁的に既知の方法で切り替え可能である作動要素２３を有する。図１に示す双方向矢印２４によって例示するように、作動要素２３はバイパスダクト２０を開閉する。バルブは、段階的に可変とでき、あるいは無段階に可変とすることもできる。これにより、バイパスダクト２０のダクト断面をゼロと最大断面との間で段階的に可変としてあるいは無段階に可変として調整できる。したがって、減衰装置１０は、自動車エンジン４７のピッチング周波数に対して最適の方法で適合できる。

図１は、バイパスダクト２０が作動要素２３によって閉じられている、第１切り替え位置にある減衰装置を示す。これは、自動車エンジン４７の始動・停止の際に切り替えられる状態に対応する。

図２は、バイパスダクト２０が開いている、第２切り替え位置にある減衰装置１０を示す。この切り替えら位置においては、排出される空気は、バイパスダクト２０によって外部に流れ込み、その結果、減衰は生じない。

さらに、図２は、自動車エンジン４７に減衰装置１０を取り付けるために取り付け装置３０と、車両の車体と、を示す。取り付け装置３０は、減衰装置１０の中間プレート１１を自動車エンジン４７に接続するエンジン側接続要素３１と、減衰装置１０を車両の車体に接続する操舵室側接続要素３１と、を有する。操舵室側接続要素３２は、フェースプレート１３，１６の一方側にそれぞれ接続され、その結果、減衰装置１０の周囲と係合する。

図３は、減衰システム４０の概略図である。減衰システム４０は、減衰装置１０と、制御装置４１と、制御装置４１を切り替え可能なバルブ２２に接続する第１伝達装置４２と、自動車エンジン４７を制御装置４１に接続する第２伝達装置４６と、を有する。減衰装置１０を減衰システム４０へ組み込むために、減衰装置１０は、エンジン側接続要素３１を介して、エンジン懸架部４４（より詳細には図示せず）に接続される、エンジンホルダー４５に接続されるとともに、操舵室側接続要素３２を介して操舵室４３に接続される。

減衰システム４０が機能する方法を以下に説明する。横方向に設置されている自動車エンジン４７の始動・停止プロセスの際に、エンジンは、車両の横方向軸に対してピッチング運動を行う。第２伝達装置４６を用いて、これは始動・停止プロセスであるという情報が制御装置４１に伝達される。情報が制御装置４１において処理されて、切り替え可能なバルブ２２が第１伝達装置４２を介して作動し、作動要素２３がバイパスダクト２０を閉め切る。この結果、減衰装置１０は図１に示した状態になる。したがって、自動車エンジン４０のピッチング運動はホルダー４５に伝達され、そしてその結果、前記ピッチング運動がエンジン側接続要素３１に伝達されて、これにより、図２の双方向矢印２５によって例示するように、中間プレート１１は車両の縦方向に運動する。中間プレート１１の運動の結果、減衰流体１８は、減衰ダクト１９を介して一方のチャンバ１４から他方のチャンバ１７に交互に流れ込む。減衰ダクト１９の断面が小さいために、摩擦効果が生じ、結果、減衰効果が生じる。

駆動モードにおいては、第１伝達装置４２の機能によって切り替え可能なバルブ２２を作動させ、図２に例示するように、作動要素２３はバイパスダクト２０を開く。したがって、駆動モードにおいて生じる自動車エンジン４７のピッチング運動は減衰されない。これは、一方では、２つの作用チャンバ１４，１７内にある減衰媒体１８は、バイパスダクト２０を介して外部へ排出されるためであり、他方では、蛇腹式ベロー１２，１５の静的基礎剛性が低いためである。これにより、駆動モードにおける唸り音を抑制し、運転快適性を同時に改善する。

図４は、減衰装置１０の第２実施形態を示す。図１および図２にかかる減衰装置１０と異なり、バイパスダクト２０は、チャンバ１４，１７を互いに接続しており、バイパスダクト２０は作動要素２３を用いて開閉できる。減衰効果を達成するために、バイパスダクト２０は作動要素２３の機能によって閉め切られる。駆動モードにおいては減衰効果が生じないように、作動要素２３は、バイパスダクト２０を開口する位置に移動される。

図５は、本発明にかかる減衰装置１０の第３実施形態を示す。第３実施形態にかかる減衰装置１０は２つの他の実施形態とは異なり、それぞれの場合において、バイパスダクト５０，５３はフェースプレート１３，１６に形成されており、バイパスダクト５０，５３は切り替え可能なバルブ５１，５４を用いてそれぞれ開閉できる。第１バイパスダクト５０は第１フェースプレート１３に形成されている。第１切り替え可能なバルブ５１は第１フェースプレート１３に形成されており、そのバルブ５１の第１作動要素５２は第１バイパスダクト５０を閉開する。第２切り替え可能なバルブ５４の第２作動要素５５を用いて開閉できる第２バイパスダクト５３は、第２フェースプレート１６に形成される。第１の切り替え可能なバルブ５１および第２の切り替え可能なバルブ５４はともに、伝達装置４２を介して制御装置４１に接続される。減衰効果を得るためには、第１バイパスダクト５０および第２バイパスダクト５３の両方は、作動要素５２，５５の機能によって閉じられる。減衰効果を生じさせないためには、両方のバイパスダクト５０，５３は開かれる。

２つの実施形態が機能する方法および取り付け装置３０は、第１実施形態のものと対応しており、したがって、以下には詳細な説明は行わない。

図６および図７は、バルブ２２の様々な切り替え位置における減衰装置１０の減衰特性および剛性特性を示す。動的剛性の特性および損失角の特性を、ここに例示する。

図６は、振幅が±４ｍｍでありダクト直径が１．５ｍｍである条件の、自動車エンジン４７の始動・停止プロセスの際の減衰装置１０の減衰特性および剛性特性を示す。このダクト直径は、減衰ダクト１９の直径に対応する。ここでは、約６Ｈｚの周波数のとき損失角が最大であり、周波数の増加とともに低下することがわかる。したがって、振幅が大きく周波数が低いときには、減衰の程度が大きい。損失角と対照的に、動的剛性は、周波数が低く振幅が大きいときには小さく、周波数の増加とともに増加する。これは、高周波における収容室の硬化に対応している。

図７は、振幅が±０．０５ｍｍでありダクト直径（減衰ダクト１９およびバイパスダクト２０）が１５ｍｍであるときの、駆動モードの際の減衰装置１０の減衰特性を示す。これから、開いたバイパスダクト２０による損失角は約０であり、動的剛性の値は６０Ｎ／ｍｍであることがわかる。この結果、減衰装置１０の伝達移動は、この切り替え状態では非常に柔軟であり、駆動モードにおいてドライバーは唸り音を少しも感じない。

上述した減衰装置１０において、減衰は、切り替え可能なバルブ２２の機能によって自動車エンジン４７の動作状態を関数として変更可能である。始動・停止プロセスの際には、バイパスダクト２０は閉じており、減衰が生じる。駆動モードにおいては、バイパスダクトは開いているので、唸り音は生じない。この結果、本発明にかかる減衰装置１０によって、運転快適性が向上する。

本発明は、自動車の減衰装置、特に、自動車エンジンの始動・停止時の衝撃を減衰させる自動車の減衰装置に好適に適用可能である。

１０減衰装置
１１中間プレート
１２第１蛇腹式ベロー
１３第１フェースプレート
１４第１作用チャンバ
１５第２蛇腹式ベロー
１６第２フェースプレート
１７第２作用チャンバ
１８減衰媒体
１９減衰ダクト
２０バイパスダクト
２２切り替え可能なバルブ
２３作動要素
２４双方向矢印
２５双方向矢印
３０取り付け装置
３１エンジン側接続要素
３２操舵室側接続要素
４０減衰システム
４１制御装置
４２第１伝達装置
４３操舵室
４４エンジン懸架部
４５ホルダー
４６第２伝達装置
４７自動車エンジン
５０第１バイパスダクト
５１第１切り替え可能なバルブ
５２第１作動要素
５３第２バイパスダクト
５４第２切り替え可能なバルブ
５５第２作動要素

Claims

減衰媒体（１８）が充填されるとともに中間プレート（１１）によって分離される第１チャンバ（１４）および第２チャンバ（１７）を有する自動車の減衰装置（１０）、特に自動車エンジン（４７）の始動・停止時の衝撃を減衰させる減衰装置であって、前記第１チャンバ（１４）および第２チャンバ（１７）は蛇腹式ベロー（１２，１５）とフェースプレート（１３，１６）とによって形成されており、前記第１チャンバ（１４）および第２チャンバ（１７）を接続する減衰ダクト（１９）が前記中間プレート（１１）に形成されている自動車の減衰装置において、
前記２つのチャンバ（１４，１７）は少なくとも１つのバイパスダクト（２０）によって接続されるとともに、
前記バイパスダクト（２０）は切り替え可能なバルブ（２２，５１，５４）によって開閉可能であり、
前記バルブ（２２，５１，５４）の切り替え状態は自動車の動作状態に応じて切り替えられる減衰装置。
請求項１に記載の減衰装置（１０）において、前記バイパスダクト（２０）の断面は前記減衰ダクト（１９）より大きい減衰装置。
請求項１または２に記載の減衰装置（１０）において、前記バイパスダクト（２０）は前記中間プレート（１１）に形成される減衰装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の減衰装置（１０）において、前記バイパスダクト（２０）は前記２つのチャンバ（１４，１７）を外部と接続する減衰装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の減衰装置（１０）において、前記バイパスダクト（２０）は前記２つのチャンバ（１４，１７）を互いに接続する減衰装置。
請求項１または２に記載の減衰装置（１０）において、前記第１チャンバ（１４）を外部と接続するよう第１バイパスダクト（５０）が第１フェースプレート（１３）に形成されるとともに、前記第２チャンバ（１７）を外部と接続するよう第２バイパスダクト（５３）が第２フェースプレート（１６）に形成されている減衰装置。
請求項１乃至６のいずれかに記載の減衰装置（１０）において、前記バルブ（２２，５１，５４）は、段階的にあるいは無段階に調整可能なバルブである減衰装置。
請求項１乃至７のいずれかに記載の減衰装置（１０）において、前記バルブ（２２，５１，５４）は減圧によってあるいは電磁的に切り替え可能である減衰装置。
請求項１乃至８のいずれかに記載の減衰装置（１０）において、空気が前記減衰媒体（１８）として用いられる減衰装置。
請求項１乃至９のいずれかに記載の減衰装置（１０）において、蛇腹式ベロー（１２，１５）は減衰ダクト（１９）に対して同軸状に配置される減衰装置。
請求項１乃至１０のいずれかに記載の減衰装置（１０）において、前記第１フェースプレート（１３）は前記第１蛇腹式ベロー（１２）の前側に取り付けられているとともに、前記第２フェースプレート（１６）は前記第２蛇腹式ベロー（１５）の前側に取り付けられている減衰装置。
請求項１乃至１１のいずれかに記載の減衰装置（１０）において、前記蛇腹式ベロー（１２，１５）の長さは５ｍｍ〜２０ｍｍであり、好ましくは５ｍｍ〜１０ｍｍである減衰装置。
請求項１乃至１２のいずれかに記載の減衰装置（１０）において、前記蛇腹式ベロー（１２，１５）の外径は７０ｍｍ〜１００ｍｍであり、好ましくは８０ｍｍ〜９０ｍｍである減衰装置。
請求項１乃至１３のいずれかに記載の減衰装置（１０）において、前記蛇腹式ベロー（１２，１５）は熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）あるいは熱可塑性物質（ＴＰ）から形成される減衰装置。
請求項１乃至１４のいずれかに記載の減衰装置（１０）と、自動車エンジン（４７）の動作状態を関数として減衰装置（１０）の切り替え可能なバルブ（２２，５１，５４）を制御する制御装置（４１）と、を備える、自動車エンジン（４７）の始動・停止時の衝撃を減衰させる減衰システム。
請求項１５に記載の減衰システム（４０）において、前記切り替え可能なバルブ（２２，５１，５４）は、自動車エンジン（４７）の始動および停止プロセスの際には閉口され、駆動モードにおいては開口される減衰システム。