[发明专利]用于主动支承装置的节省能量的磁阻促动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于主动支承装置的、尤其是用于机动车中的发动机支承装置的磁阻促动器。

背景技术

主动发动机支承装置是不同载客车辆的组成部分并且减小内燃机传递到底盘上的振动。这还减小了噪声的产生和传递。主动发动机支承装置例如由DE 10 2011 081 291 A1公知。

例如使用液压支承装置作为主动发动机支承装置的基础。在此，作用的支承力F_L被传递到液压室中的液压流体上，并且为了补偿该支承力引入反向力F_G，其方式是，通过促动器改变液压流体的压力。作为主动发动机支承装置的液压支承装置例如由DE 10 2011 011 328 A1公知。

作为促动器原理，磁阻促动器、洛伦兹促动器、压电促动器以及例如洛伦兹磁阻促动器的混合式解决方案是公知的。促动器通过与发动机控制器分开的外部控制器来操控。

DE 196 34 342 A1描述了用于操控电磁负载的常见现有技术。DE 10 2014 204 165 A1和DE 10 2014 204 286 A1描述了用于制造用于电动机的促动器或定子的常见现有技术。

发明内容

根据本发明研发出一种磁阻促动器。该磁阻促动器包括至少一个铁磁定子、用于将磁通量Φ引入到定子中的励磁线圈以及相对于定子可运动地支承的作用元件。整个电磁系统、特别是原动体的电磁系统强烈饱和。因此，与定子共同作用的励磁线圈的电感L取决于作用元件的位置p和经过励磁线圈的电流I。

如果对励磁线圈通电，那么致力于使电感L最大化的力会作用到作用原件上。借助于单个磁阻促动器，通过对励磁线圈通电能够将作用元件从一定的进入区域中从围绕位置p_M(在该位置中电感L最大化)的位置p转移到该位置p_M中。对此替代地或相结合地，作用元件可以通过对励磁线圈通电向位置p_M方向运动，并且通过复位力、例如通过弹簧力沿另一方向从该位置运动离开。作用元件可以例如以一种方式可运动地支承，使得该作用元件可以在一个维度中直线地运动。

磁阻促动器还包括至少一个电压源和至少一个用于借助电压源对励磁线圈通电的控制元件。控制元件与励磁线圈构成双极。该双极不必仅包括控制元件和励磁线圈，而是也可以包含其他部件，例如一个或多个用于降低和/或阻止在励磁线圈中产生的自感应电压的二极管。因此，双极从最广义上看是由操控装置和励磁线圈构成的单元，该励磁线圈由电压源供电并且将磁通量Φ引入到定子中。

根据本发明，电容器与双极并联地连接。这样设计该电容器的尺寸，使得该电容器能够以至少50Hz的频率f通过双极充电或放电其电容量的至少三分之一。

一旦对励磁线圈通电，那么在主动支承装置中磁阻促动器施加用于补偿从外部作用的支承力F_L的反向力F_G。因为支承力F_L通常持续改变，所以反向力F_G和经过励磁线圈的电流I也必须持续跟踪。在经过励磁线圈的电流I增大的阶段中需要来自电压源的能量。现在已经认识到，在电容器和双极之间的能量交换从两种不同方面看对于磁阻促动器在主动支承装置中、这里特别在发动机支承装置中的使用是有利的。

一方面，通过电容器有效地抑制在典型地由发动机支承装置接收的振动的频率范围中、例如在50到约200Hz之间的范围中的电压高次谐波和振荡。由此，磁阻促动器能够在该频率范围内更准确并且更及时地通过反向力F_G对作用的支承力F_L做出反应，即，反向力F_G的时间变化能够更好地反映出支承力F_L的时间变化。

另一方面，能够节省能量。电容器能够实现，在经过励磁线圈的电流I降低时变空闲的能量至少部分被暂时存储并且在电流I下次增大时被重新利用。

此外，每当对励磁线圈通电并且支承力F_L使作用元件抵抗反向力F_G的阻力移动时，完成抵抗该反向力F_G的做功。由此，在主动支承装置中存储又能转移到电容器中的附加能量。

通过与运行点有关的暂时存储而回收的、或者说从外部运动“收获”的在电容器中的能量，一方面使为了运行主动支承装置而必须由电压源供应的平均功率减小。另一方面也满足了需求峰值。结果，这样小的平均功率和这样小的峰值功率对于例如用于机动车的发动机支承装置可以够用，使得通过发动机控制器操控主动发动机支承装置并且节省附加的外部控制器是实用的。