DE19749134A1 - Aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung und Verfahren zur Identifikation der Übertragungsfunktion bei einer aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung - Google Patents

Description

Der Inhalt der Patentanmeldung Nummer Heisei 8-296605 mit einem Anmeldedatum 8. November 1996 in Japan wird hiermit durch Verweis mit eingeschlossen.

Hintergrund der Erfindung a) Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum akti­ ven Bedämpfen einer Schwingung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung, die Schwingungen aktiv bedämpft, und auf ein Verfahren, bei dem eine geregelte Schwingung, die von einer geregelten Schwingungsquelle hervorge­ bracht wird, mit der Schwingung überlagert wird, die von einer Schwingungs­ (Erregungs-)quelle, beispielsweise einem Fahrzeugmotor, über ein die Vibrationsquelle tragendes Gestell, beispielsweise ein Fahrzeuggestell, übertragen wird, um die Schwin­ gung zu dämpfen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Vorrichtung, die die Schwingungen aktiv bedämpft, und das Verfahren, bei dem ein Regelalgorithmus die geregelte Schwingungsquelle antreibt, wobei der Regelalgorithmus eine Übertragungs­ funktion beinhaltet, die zwischen der geregelten Schwingungsquelle und einem Detektor zum Erfassen einer Restschwingung nach dem Überlagern der geregelten Schwingung über die Schwingung herrscht und die Übertragungsfunktion innerhalb einer sehr kurzen Zeit mit hoher Genauigkeit berechnet und identifiziert werden kann, ohne daß ein Pro­ zessor, der komplizierte Gleichungen berechnen und verarbeiten kann, oder ein Hochleistungsspeicher benutzt werden muß.

b) Beschreibung der diesbezüglichen Technik

Bei einer solchen Vorrichtung zur aktiven Schwingungsdampfung, wie sie oben be­ schrieben wurde, unterscheidet sich die Übertragungsfunktion zwischen der geregelten Schwingungsquelle und dem Detektor der Restschwingungen geringfügig bei jedem Produkt aufgrund der typischen Streuung der Einrichtung, an der die aktive Schwin­ gungsdämpfungseinrichtung verwendet wird, oder der Anordnung, in der die aktive Schwingungsdämpfungseinrichtung verwendet wird. Zusätzlich neigt die oben beschrie­ bene Übertragungsfunktion dazu, von einem ursprünglich festgelegten Zustand auf­ grund einer typischen Änderung über die Zeit zusammen mit der Verwendung der akti­ ven Schwingungsdämpfungsvorrichtung in der verwendeten Einrichtung abzuweichen.

Daher ist es wünschenswert, die Übertragungsfunktion nach dem Einsetzen der aktiven Schwingungsdämpfungseinrichtung in die verwendete Einrichtung oder bei jeder regulä­ ren Überprüfung der verwendeten Einrichtung zu bestimmen, um eine Schwingungs­ dämpfungsregelung mit hoher Genauigkeit durchzuführen.

Die Offenlegung der japanischen Patentanmeldung Nummer Heisei 6-332471, veröf­ fentlicht am 2. Dezember 1994 ist ein Beispiel einer erst kürzlich vorgeschlagenen Ein­ richtung zum aktiven Dämpfen von Lärm oder Schwingungen, bei der die Übertragungs­ funktion bestimmt wird.

In der ersten, kürzlich vorgeschlagenen aktiven (Schwingungs- oder Lärm-) Dämp­ fungseinrichtung, die in der obengenannten Erstveröffentlichung der japanischen Pa­ tentanmeldung offenbart ist, wird ein Kennschall oder eine Kennschwingung in Über­ einstimmung mit einem Impulssignal von einer geregelten Schallquelle oder der geregel­ ten Schwingungsquelle erzeugt und ihre (Impuls) Antwort wird mittels eines Rest­ schallaufnehmers oder eines Restschwingungsaufnehmers gemessen, so daß die obenbeschriebene Übertragungsfunktion, die für den Regelalgorithmus der aktiven Schall- oder Schwingungsdämpfungseinrichtung benötigt wird, identifiziert wird.

Zusätzlich wird eine Zeitzahlung, bei der der Kennschall oder die Kennschwingung in Übereinstimmung mit dem Impulssignal erzeugt wird, auf eine Zeit unmittelbar vor einem Zustand, bei dem kein Lärm oder Schwingung von einer Lärmquelle oder der Schwin­ gungsquelle erzeugt wird, beschränkt und auf die Zeit, in der sie erzeugt werden, über­ tragen. Daher kann die Identifikation von der Übertragungsfunktion ohne einen wesent­ lichen Anstieg in der Rechenbelastung und ohne daß einem Zuhörer oder Benutzer in der Umgebung des Kennschalls oder der Kennschwingung ein unangenehmes Gefühl gegeben wird.

Eine weitere Erstveröffentlichung einer japanischen Patentanmeldung Nummer Heisei 3-259722, veröffentlicht am 19. November 1991, stellt eine zweite, kürzlich vorgeschla­ gene Lärmdämmeinrichtung dar, bei der ein Lärm, der durch einen Kompressor eines Kühlapparats erzeugt und von einer Leitung eines Maschinenraums nach außen abge­ strahlt wird, gelöscht wird, bevor der Lärm von der Leitung abgestrahlt wird. Bei der zweiten, kürzlich vorgeschlagenen aktiven Lärmdämmeinrichtung, die in der obenge­ nannten Erstveröffentlichung der japanischen Patentanmeldung offenbart ist, sind ein Lautsprecher und ein Mikrophon in der Leitung eingebaut und geregelter Schall wird vom Lautsprecher entsprechend eines Erregungszustandes des Mikrophons erzeugt, um die Lärmdämpfung durchzuführen.

Um zusätzlich zu verhindern, daß eine Lärmregelungscharakteristik der zweiten, kürz­ lich vorgeschlagenen aktiven Lärmdämpfungseinrichtung sich verschlechtert, wird der Kennschall als weißes Rauschen erzeugt, um eine Übertragungsfunktion zwischen dem Lautsprecher und dem Mikrophon zu messen, um so einen digitalen Filter in einer Rege­ leinheit der zweiten, kürzlich vorgeschlagenen Lärmdämpfungseinrichtung zu bestim­ men.

Zusammenfassung der Erfindung

Da es bei jeder Einrichtung zur aktiven Dämpfung von Schwingungen oder Lärm, die bei einer Einrichtung oder einem Aufbau verwendet wird, möglich ist, die zur Regelung der Schwingungsdämpfung notwendige Übertragungsfunktion zu identifizieren, kann eine sehr genaue Regelung der Schwingungsdämpfung erwartet werden.

Es ist jedoch nötig, den Kennschall in Übereinstimmung mit dem Impulssignal oder dem weißen Rauschen zu erzeugen, um die Übertragungsfunktion zu identifizieren.

Das Impulssignal und das weiße Rauschen sind Signale, die Komponenten in allen Fre­ quenzbändern enthalten.

Daher sind die Ausgangsamplituden über ein breites Frequenzband verstreut, wenn der Kennschall erzeugt wird. Entsprechend ergibt sich eine kleine Ausgangsamplitude bei jeder Frequenzkomponente, wenn die Ausgangsamplituden des Kennschalls nicht groß genug sind, so daß eine unzureichende Identifikation der Übertragungsfunktion stattfin­ det. Daher wird gefordert, einen hohen Kennschallpegel zu erzeugen, um einen ausrei­ chenden Ausgangspegel in jedem Frequenzband zu erreichen. Um der obenbeschrie­ benen Forderung gerecht zu werden, ist es ein leichtes, die oben beschriebene Forde­ rung bei der aktiven Lärmdämpfungseinrichtung mit dem Lautsprecher als der geregel­ ten Schallquelle anzuwenden, da der Lautsprecher eine hohe Ausgangsleistung erzie­ len kann. Daher kann die obenbeschriebene Ausrüstung leicht bei der aktiven Lärmdämpfungseinrichtung eingesetzt werden.

Im Falle der aktiven Schwingungsdämpfungseinrichtung jedoch, bei der beispielsweise die Schwingungen, die vom Fahrzeugmotor an das Fahrzeuggestell übertragen werden, durch Ausbilden einer aktiven Tragkraft an einer Motoraufhängung zwischen dem Fahr­ zeugmotor und dem Fahrgestell reduziert werden, gibt es eine Grenze der Tragkraft, die die Motoraufhängung aufbringen kann. Aus diesem Grund kann der Pegel des aktiv aufgebrachten Kennschalls (Schwingung) nicht so groß werden, selbst wenn ein starkes Impulssignal oder starkes weißes Rauschen der Motoraufhängung als geregelte Schwingungsquelle zugeführt wird. In diesem Fall wird sehr viel Zeit benötigt, die Über­ tragungsfunktion zu identifizieren.

Wenn darüber hinaus die aktive Schwingungsdämpfungseinrichtung tatsächlich bei der Motoraufhängung verwendet wird, bei der der Fahrzeugmotor die Schwingungsquelle darstellt, dann tritt eine solche Schwingung, bei der alle Frequenzbänder wie beim wei­ ßen Rauschsignal belegt sind, nicht auf. Im allgemeinen geschieht es, daß eine Schwin­ gung erzeugt wird, deren Frequenzbänder um eine bestimmte Frequenz konzentriert sind.

Daher tritt es oft auf, daß der Kennschall, der als weißes Rauschen o. dgl. aufgebracht wurde, nicht die Übertragungsfunktion so identifizieren kann, daß sie im tatsächlichen Betrieb eingesetzt werden kann.

Im weiteren wird angenommen, daß ein Identifizierungsvorgang tatsächlich ausgeführt wurde.

Wenn beispielsweise die aktive Schwingungsdämpfungseinrichtung, die bei einem Fahrzeug verwendbar ist, den Identifizierungsvorgang empfängt, ist es nötig, die Über­ tragungsfunktion mit einer Regeleinrichtung, die tatsächlich in dem Fahrzeug ange­ bracht ist, zu identifizieren. Dies wird gemacht, um die Übertragungsfunktion für jedes Fahrzeug zu identifizieren, bei dem die entsprechenden aktiven Schwingungsdämp­ fungseinrichtungen in einer Fertigungsstraße einer Automobilfabrik montiert werden. Die Identifikation der Übertragungsfunktion muß in einer so kurzen Zeit wie möglich abge­ schlossen sein, um nicht die Geschwindigkeit der Fertigungsstraße der Fabrik wesent­ lich zu beeinträchtigen. Mit anderen Worten muß die Identifikation der Übertragungs­ funktion für jedes Fahrzeug in einer begrenzten Zeit mit einer Regeleinrichtung mit rela­ tiv niedriger Leistungsfähigkeit durchgeführt werden, die in jedem Fahrzeug angebracht ist. Dies unterscheidet sich von einer Identifikationsberechnung, die während einer aus­ reichenden Zeitspanne mit einem Prozessor hoher Leistungsfähigkeit und Hochlei­ stungsspeicher, die in einem Rechner in einem Versuchsstand angebracht sind, ausge­ führt wird.

Die vorliegende Erfindung hat daher zum Ziel, eine Einrichtung und ein Verfahren zur aktiven Dämpfung von Schwingungen bereitzustellen, durch die/das die Übertragungs­ funktion, die zur Regelung der Schwingungsdämpfung benötigt wird, innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne und mit hoher Genauigkeit ohne Einsatz einer leistungsfähigen Regeleinrichtung die komplizierte Berechnungen und ohne Einsatz von Hochleistungs­ speicher berechnet werden kann.

Das obenbeschriebene Ziel kann erreicht werden, indem eine Einrichtung zur aktiven Schwingungsdämpfung bereitgestellt ist, die folgende Merkmale umfaßt: eine Schwin­ gungserregungsquelle; eine geregelte Schwingungsquelle, die so angebracht ist, daß eine geregelte Schwingung erzeugt werden kann, die mit der Schwingung, die von der Quelle zur Schwingungserzeugung erzeugt wird, überlagert wird; ein Bezugssignalgene­ rator zum Erfassen eines Schwingungszustands der Schwingungserregungsquelle und zur Erzeugung und Ausgabe des erfaßten Schwingungserregungszustands als Bezug­ signal; einen Restschwingungsdetektor zum Erfassen einer Restschwingung nach der Überlagerung der geregelten Schwingung über die erregte Schwingung der Schwin­ gungserregungsquelle; eine Regeleinrichtung zum Antreiben der geregelten Schwin­ gungsquelle, um die von der Schwingungserregungsquelle erregte Schwingung mittels eines Regelalgorithmus zu dämpfen, der eine Übertragungsfunktion zwischen der gere­ gelten Schwingungsquelle und dem Restschwingungsdetektor basierend auf dem Be­ zugsignal und dem Restschwingungssignal beinhaltet; eine Kennsignalzuführeinrich­ tung, die der Reihe nach einzelne diskrete Werte eines Kennsignals, welches eine Quantisierung einer zeitkontinuierlichen, sinusförmigen Welle, die durch eine vorbe­ stimmte Zahl in gleiche Abschnitte geteilt wird, an die geregelte Schwingungsquelle syn­ chron zu einem vorbestimmten Ausgabeabtast-Taktgeber ausgibt; eine Antwortsignal­ abtasteinrichtung zur Aufnahme des Restschwingungssignals synchron zu einem vor­ bestimmten Eingangsabtast-Zeitgeber, wenn eine Kennschwingung als Antwort auf das Kennsignal von der geregelten Schwingungsquelle ausgegeben wird; eine Übertra­ gungsfunktion-Identifikationseinrichtung zum Identifizieren der Übertragungsfunktion, die im Regelalgorithmus basierend auf dem Restschwingungssignal, das von der Antwort­ schwingungs-Aufnahmeeinheit beinhaltet ist, beinhaltet; und eine Takteinstelleinrich­ tung, die einzeln und unabhängig den Takt der vorbestimmten Ausgabe- und Eingabe- Abtast-Taktgeber einstellen kann.

Das obenerwähnte Ziel kann außerdem erreicht werden, indem eine Einrichtung zur ak­ tiven Dämpfung einer Schwingung vorgesehen wird, Mittel als Schwingungserregungs­ quelleneinrichtungen; geregelte Schwingungsquelleneinrichtungen, die so angeordnet sind, daß eine geregelte Schwingung ausgegeben werden kann, die mit der erregten Schwingung der Schwingungserregungsquelleneinrichtung überlagert werden; Bezugs­ signalerzeugungseinrichtung zum Erfassen eines Schwingungserregungszustands der Schwingungserregungsquelleneinrichtung und zum Erzeugen des erfaßten Schwin­ gungserregungszustands als Bezugssignal; Restschwingungserfassungseinrichtungen zum Erfassen einer Restschwingung nach der Überlagerung der geregelten Schwin­ gung über die von der Schwingungserregungsquelleneinrichtung erregte Schwingung; Regeleinrichtung zum Antreiben der geregelten Schwingungsquelleneinrichtung, um die von den Schwingungserregungsquelleneinrichtung erregte Schwingung mit einem Re­ gelalgorithmus zu dämpfen, der eine Übertragungsfunktion zwischen den geregelten Schwingungsquelleneinrichtung und den Restschwingungserfassungseinrichtung basie­ rend auf dem Bezugssignal und dem Restschwingungssignal beinhaltet; Kennsignalzu­ führeinrichtung zum nacheinander Zuführen einzelner diskreter Werte eines Kennsi­ gnals, welches eine Quantisierung einer zeitkontinuierlichen, sinusförmigen Welle dar­ stellt, die durch eine vorbestimmte Zahl in gleiche Abschnitte geteilt wird, an die geregel­ te Schwingungsquelle synchronisiert mit einem vorbestimmten Ausgabeabtast- Taktgeber; Antwortsignalabtasteinrichtung zum Aufnehmen des Restschwingungs­ signals synchronisiert mit einer vorbestimmten Eingangsabtast-Taktgeber, wenn eine Kennschwingung als Antwort auf das Kennsignal von den geregelten Schwingungsquel­ leneinrichtung ausgegeben wird; Übertragungsfunktionsidentifikationseinrichtung zum Identifizieren der Übertragungsfunktion, die im Regelalgorithmus basierend auf dem Restschwingungssignal beinhaltet ist, das von der Antwortsignalabtasteinrichtung auf­ genommen wird; und Takteinstelleinrichtung, die die Zeitspannen der vorbestimmten Ausgabe- und Eingabeabtasttaktgeber einzeln und unabhangig einstellen können.

Das obenbeschriebene Ziel kann ebenfalls erreicht werden, indem ein Verfahren zur Identifikation einer Übertragungsfunktion bei einer aktiven Schwingungsdämpfungsein­ richtung bereitgestellt wird, wobei die aktive Schwingungsdämpfungseinrichtung folgen­ de Merkmale aufweist: eine Schwingungserregungsquelle; eine geregelte Schwin­ gungsquelle, die derart angeordnet ist, so daß eine geregelte Schwingung ausgegeben werden kann, die mit der von der Schwingungserregungsquelle erzeugten Schwingung überlagert werden kann; ein Bezugssignalgenerator zum Erfassen eines Schwingungs­ erregungszustandes der Schwingungserregungsquelle und zum Erzeugen und Ausge­ ben des erfaßten Schwingungserregungszustand als Bezugssignal; eine Restschwin­ gungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Restschwingung nach Überlagerung der geregelten Schwingung über die von der Schwingungserregungsquelle erzeugte Schwingung; und eine Regeleinrichtung zum Antreiben der geregelten Schwingungs­ quelle, um die von der Schwingungserregungsquelle erzeugte Schwingung mit Hilfe ei­ nes Regelalgorithmus zu dämpfen, der eine Übertragungsfunktion zwischen der gere­ gelten Schwingungsquelle und dem Restschwingungsdetektor basierend auf dem Be­ zugssignal und einem Restschwingungssignal beinhaltet, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) einzelnes und unabhängiges Einstellen von Zeitspannen von vor­ bestimmten Ausgabe- und Eingabeabtasttaktgebern; b) nacheinanderfolgendes Ausge­ ben einzelner diskreter Werte eines Kettensignals, das eine Quantisierung einer zeit­ kontinuierlichen sinusförmigen Welle, die gleichförmig durch eine vorbestimmte Zahl geteilt wird, an die geregelte Schwingungsquelle synchronisiert mit dem vorbestimmten Ausgabeabtast-Taktgeber; c) Abtasten des Restschwingungssignals synchron zum vor­ bestimmten Eingabeabtast-Taktgeber, wenn eine Kennschwingungsantwort auf das Kennsignal von der geregelten Schwingungsquelle ausgegeben wird; und d) Identifikati­ on der Übertragungsfunktion, die in dem Regelalgorithmus basierend auf dem Rest­ schwingungssignal, das unter Schritt c) beinhaltet ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1A zeigt eine Schemazeichnung eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine erste be­ vorzugte Ausführungsform einer aktiven Schwingungsdämpfungseinrich­ tung gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.

Fig. 1B zeigt ein Blockdiagramm der Schaltung einer Regeleinrichtung nach Fig. 1A.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht eines Beispiels einer Fahrzeugaufhängung nach Fig. 1A.

Fig. 3 zeigt ein Funktionsflußdiagramm, das durch die Regeleinrichtung ausge­ führt wird, um den Schwingungsdämpfungsvorgang, wie er in der Rege­ leinrichtung nach Fig. 1A und Fig. 1B ausgeführt wird.

Fig. 4 zeigt ein Funktionsflußdiagramm, das von der Regeleinrichtung ausge­ führt wird, um den Ablauf der Identifikation der Übertragungsfunktion zu erläutern.

Fig. 5A, 5B, 5C, 5D, 5E und 5F zeigen Tafeln von Wellenformen, um den gesamten Ablauf des Identifikationsprozesses der Übertragungsfunktion zu erläutern.

Fig. 6A und 6B sind erläuternde Ansichten, um den Vorteil beim einzelnen Setzen einer Zeitspanne T0 und T1 aufzuzeigen.

Fig. 7 zeigt eine Tafel einer Wellenform, um eine Ausgabe des Kennsignals zu erläutern.

Fig. 8 zeigt eine Abbildung einer Frequenzcharakteristik, um den Unterschied zwischen der Verwendung einer sinusförmigen Welle als Kennsignal und der Verwendung von weißem Rauschen als Kennsignal zu erläutern.

Fig. 9A und 9B zeigen Tabellen von Wellenformen zur Erläuterung eines Phasenverzugs, wie er einem Restschwingungssignal zu eigen ist.

Fig. 10 zeigt eine Tabelle einer Wellenform, um eine Ausgabe des Kennsignals in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen, ak­ tiven Schwingungsdämpfungseinrichtung zu erläutern.

Fig. 11 zeigt eine Tabelle einer Wellenform, um ein Ergebnis der Identifikation der Übertragungsfunktion, wie es bei der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird, zu erläutern.

Fig. 12A und 12b zeigen Beispiele von tatsächlichen Kennsignalen.

Fig. 13 zeigt ein Funktionsflußdiagramm zur Erläuterung einer Vorgehensweise des Identifikationsvorgangs bei einer dritten bevorzugten Ausführungs­ form der aktiven Schwingungsdämpfungseinrichtung.

Fig. 14 zeigt eine Abbildung zur Erläuterung einer Beziehung zwischen einer Fre­ quenz und einer Amplitude der sinusförmigen Welle, wie sie für das Kennsignal benutzt wird.

Optimale Art die Erfindung auszuführen

Im folgenden wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, um das Verständnis der vor­ liegenden Erfindung zu erleichtern.

(Erste Ausführungsform)

Fig. 1A bis 8 zeigen eine erste bevorzugte Ausführungsform einer Einrichtung zum akti­ ven Dämpfen einer Schwingung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie bei einem Kraftfahrzeug verwendet werden kann.

Wie in Fig. 1A gezeigt, wird ein Kraftfahrzeugmotor 30 auf einem Fahrzeuggestell 35, das durch ein Aufhängungselement gebildet ist, über eine aktive Motoraufhängung 1 getragen, die eine aktive Tragkraft entsprechend zu einem Antriebssignal (das An­ triebssignal wird später beschrieben) aufbringen kann.

Es ist anzumerken, daß bei der derzeitigen Praxis zusätzlich zur aktiven Motoraufhän­ gung 1 eine Vielzahl von passiven Fahrzeugaufhängungen zwischen dem Kraftfahr­ zeugmotor 30 und dem Fahrgestell 35 angebracht sind, wobei die passiven Motorauf­ hängungen passive Tragkräfte in Übereinstimmung mit relativen Verschiebungen zwi­ schen dem Kraftfahrzeugmotor 30 und dem Fahrgestell 35 entwickeln können.

Die passiven Fahrzeugaufhängungen beinhalten beispielsweise gewöhnliche Motorauf­ hängungen, die eine Last-mit elastischen Körpern aus Gummi und/oder flüssigkeitsab­ gedichtete Isolatoraufhängungen tragen, bei denen eine Flüssigkeit eingeschlossen ist, um die Erzeugung von Dämpfungskräften innerhalb der elastischen, aus Gummi gefer­ tigten Körper zu ermöglichen. Jede passive Motoraufhängung ist beispielhaft durch das US-Patent Nr. 5 439 204 offenbart (dessen Inhalt hiermit durch Verweis mit einbezogen wird).

Fig. 2 zeigt ein Beispiel der aktiven Motoraufhängung 1, wie sie in Fig. 1A gezeigt ist.

Die aktive Motoraufhängung 1 umfaßt eine glockenförmige Hülse 2 mit einer Schraube 2a, die in einem oberen Teil der Hülse integriert ist, um die Hülse 2 auf dem Kraftfahr­ zeugmotor 30 anzubringen, mit einem Hohlraum an einer Innenseite davon und mit ei­ ner Öffnung an einem unteren Teil hiervon. Eine Außenfläche des unteren Teils der Hülse 2 ist an einem oberen Ende einer inneren Ummantelung 3 eingestemmt, deren Achse senkrecht ausgerichtet ist, wie in Fig. 2 zu sehen ist.

Die innere Umhüllung 3 ist derart ausgestaltet, daß ein Durchmesser davon an einem unteren Ende kleiner ist als an einem oberen Ende. Das untere Ende ist nach innen und waagerecht gebogen, so daß eine Öffnung 3a an dieser Stelle gebildet wird. Eine Mem­ bran 4, deren Ende in einen eingestemmten Abschnitt zwischen der Hülse 2 und der in­ neren Umhüllung 3 eingesetzt ist, um einen Innenraum der Hülse 2 und der inneren Umhüllung 3 in zwei Teile zu teilen, ist ebenfalls vorgesehen. Ein bezüglich der Mem­ bran 4 oberer Raum ist über ein Loch (nicht gezeigt), das auf einer Seitenflache der Hülse 2 vorgesehen ist, dem Atmosphärendruck ausgesetzt.

Ein die Öffnung bildendes Bauteil 5 befindet sich innerhalb der Innenseite der inneren Umhüllung 3. Es ist anzumerken, daß bei der ersten Ausführungsform ein membran­ förmiger, elastischer Körper (der ein erweiterter Abschnitt eines äußeren Umfangsab­ schnitts der Membran 4 sein kann) sich zwischen der inneren Fläche der inneren Hülse 3 und dem die Öffnung bildenden Bauteil 5 befindet, so daß das die Öffnung bildende Bauteil 5 fest an die Innenseite der inneren Hülse 3 angepaßt wird.

Das die Öffnung bildende Bauteil 5 stimmt mit dem Innenraum der inneren Hülse 3 überein, um ungefähr einen Zylinder zu bilden.

Auf der oberen Fläche ist ein kreisförmiger Absatz 5a ausgebildet.

Eine Öffnung 5b stellt ein Verbindungsmittel zwischen dem Absatz 5a und einem Ab­ schnitt des die Mündung bildenden Bauteils 5, das der Öffnung 3a an der Bodenfläche der inneren Hülse 3 zugekehrt ist, dar.

Die Öffnung 5b umfaßt beispielsweise eine Rille, die sich in etwa spiralförmig entlang einer äußeren Umfläche des die Mündung bildenden Bauteils 5 erstreckt, einen Strö­ mungsdurchlaß, der ein Ende der Rille mit dem Absatz 5a verbindet; und einen Strö­ mungsdurchlaß zum Verbinden des anderen Endes der Rille mit der Öffnung 3a.

Eine innere Fläche der inneren Umhüllung 3 haftet mit einem Vulkanisierungsprozeß an einer inneren Umfläche eines tragenden, elastischen Körpers 6 mit einer in etwa zy­ linderförmigen Wanddicke. Eine innere Umfläche der inneren Umhüllung 3 ist leicht nach oben gezogen. Eine äußere Umfläche des tragenden, elastischen Körpers 6 haftet an einem oberen Teil einer inneren Umfläche einer äußeren Umhüllung 7. Ein Durch­ messer der äußeren Umhüllung 7 an einem oberen Teil ist größer als ein Durchmesser an einem unteren Teil der äußeren Umhüllung 7.

Ein Verstelleinrichtungsgehäuse 8 ist in etwa zylinderförmig ausgebildet mit einer Öff­ nung an einer oberen Fläche. Ein unteres Ende der äußeren Umhüllung 7 ist an einem oberen Ende des Verstelleinrichtungsgehäuses 8 eingestemmt. Eine Befestigungs­ schraube 9 ragt von einer unteren Endfläche des Verstelleinrichtungsgehäuses 8 in das Fahrzeuggestell 35 (Tragsockel). Der Kopf 9a der Befestigungsschraube 9 befindet sich in einem Hohlraumabschnitt 8b, der sich an einem Mittelstück eines plattenähnlichen Bauteils 8a befindet, das sich über einer inneren Bodenfläche des Verstelleinrichtungs­ gehäuses 8 erstreckt.

Des weiteren ist eine elektromagnetische Verstelleinrichtung 10 an einer Innenseite des Verstelleinrichtungsgehäuses 8 angebracht. Die elektromagnetische Verstelleinrichtung 10 beinhaltet: ein zylinderförmiges Magnetjoch 10A aus Eisen; eine Erregerspule 10B mit einer senkrechten Achse; einen Permanentmagneten 10C mit magnetischen Polflä­ chen, der an einer Oberfläche des Mittelabschnitts des Magnetjochs 10A, um das die Erregerspule 10B gewickelt ist, angebracht ist.

Ein Flanschabschnitt 8A ist an einem oberen Ende des Verstelleinrichtungsgehäuses 8 ausgeformt. Eine am Umfang befindliche Kante einer kreisförmigen, metallischen Scheibenfeder ist in den eingestemmten Abschnitt eingesetzt, ein magnetisierbares Ma­ gnetpfadbauteil 12 wird mittels eines Niets 11a am Mittelabschnitt der Blattfeder 11 be­ festigt. Es ist anzumerken, daß das Magnetpfadbauteil 12 eine aus Eisen gefertigte scheibenförmige Platte mit einem etwas kleineren Durchmesser als der des Magnet­ jochs 10A ist und eine derartige Dicke aufweist, daß sich seine Bodenfläche der elek­ tromagnetischen Verstelleinrichtung 10 annähert.

Darüber hinaus sind ein ringförmiges, elastisches Membranteil 13 und ein Flanschab­ schnitt 14a eines kraftübertragenden Versteifungsteil 14 von dem eingestemmten Ab­ schnitt derart gehalten, daß sie in den Flansch 8a und die Scheibenfeder 11 einsetzbar sind.

Insbesondere überdecken sich der membranförmige, elastische Körper 13, der Flan­ schabschnitt 14a des kraftübertragenden Versteifungsteils 14 und die Scheibenfeder 11 in dieser Reihenfolge auf dem Flansch 8a des Verstelleinrichtungsgehäuses 8. Der ge­ samte sich überdeckende Abschnitt wird einteilig in das untere Ende der äußeren Um­ hüllung 7 eingestemmt.

Das kraftübertragende Versteifungsteil 14 ist ein kurzes, zylinderförmiges Bauteil, das das Magnetpfadbauteil 12 umschließt. Ein Flansch 14a ist am oberen Ende des kraftübertragenden Versteifungsteils 14 ausgeformt. Ein unteres Ende des kraftübertra­ genden Versteifungsteils 14 ist an eine obere Fläche des Magnetjochs 10a, das die elektromagnetische Verstelleinrichtung 10 bildet, gekoppelt. Insbesondere ist ein unte­ res Ende des kraftübertragenden Versteifungsteils 14 in eine kreisförmige Nut, die ent­ lang einer sich am Umfang befindlichen Kante einer oberen Endfläche des Magnetjochs 10a ausgebildet ist, eingepaßt, so daß diese Teile miteinander gekoppelt werden kön­ nen. Es ist darauf zu achten, daß eine Federkonstante des kraftübertragenden Bauteils 14 während einer elastischen Verformung dieses Bauteils größer gewählt wird als die Federkonstante des membranförmigen, elastischen Körpers 13.

In der ersten Ausführungsform ist ein Flüssigkeitsteil 15 an einem Abschnitt ausgebildet, der durch eine untere Fläche des tragenden, elastischen Körpers 6 und einer oberen Fläche der Scheibenfeder 11 bestimmt wird. Eine Flüssigkeitsnebenkammer 16 ist an einem Abschnitt ausgeformt, der durch die Membran 4 und den Absatz 5a bestimmt wird. Die Öffnung 5b, die durch das die Öffnung bildende Bauteil 5a gebildet wird, stellt eine Verbindungseinrichtung zwischen der Flüssigkeitskammer 15 und der Flüssigkeits­ nebenkammer 16 dar. Eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Öl, ist in der Flüssigkeits­ kammer 15, der Flüssigkeitsnebenkammer 16 und der Öffnung 5b eingeschlossen. Eine Charakteristik der Flüssigkeitsaufhängung, die entsprechend einer Bildung einer Flüs­ sigkeitsbahn der Öffnung 5b bestimmt wird, wird angepaßt, um eine hohe dynamische Federkonstante und/oder eine hohe Dämpfungskraft anzuzeigen, wenn während des Betriebs des Fahrzeugs ein Rütteln des Motors auftritt, mit anderen Worten, während die aktive Motoraufhangung 1 über einen Frequenzbereich von 5 Hz bis 15 Hz schwingt.

Die Erregerspule 10B der elektromagnetischen Verstelleinrichtung 10 ist derart ausge­ staltet, daß eine vorbestimmte elektromagnetische Kraft als Antwort auf das Antriebs­ signal y, das in Form eines Stroms von einer Regeleinrichtung 25 über einen Kabel­ baum 23a zugeführt wird, erzeugt wird.

Wie in Fig. 1B zu sehen ist, weist die Regeleinrichtung 25 einen Mikro-Computer mit ei­ ner CPU (Central Processing Unit) mit ROM (Read Only Memory; Speicher nur mit Le­ sezugriff), mit RAM (Random Access Memory; Speicher mit Lese- und Schreibzugriff), eine Eingangsschnittstelle, eine Ausgangsschnittstelle, wobei die Eingangs- und Aus­ gangsschnittstellen einen Verstärker (z. B. Spannungsfolger), einen Analog- Digitalwandler, und einen Digital-Analog-Wandler. In einem Fall, wo Leerlaufschwingun­ gen, Körperschallschwingungen oder Beschleunigungsschwingungen (eine Schwin­ gung, die erzeugt wird, wenn das Fahrzeug beschleunigt) an das Fahrzeuggestell 35 weitergegeben werden, wird ein Antriebssignal y erzeugt und an die aktive Motorauf­ hängung 1 ausgegeben, um eine aktive Tragkraft aufzubringen, die die Schwingungen, die jeweils durch die oben beschriebenen einzelnen Schwingungen des Motors erzeugt werden, zu dämpfen.

Die Leerlaufschwingung und die Körperschallschwingungen werden beispielsweise hauptsächlich durch Komponenten zweiter Ordnung der Motordrehung im Falle einer Viertakt-Vierzylinder-Kolbenmaschine verursacht, wobei die Motorschwingung als zwei­ ten Ordnung der Maschinendrehbewegung an das Fahrgestell 35 weitergegeben wird.

Es ist daher möglich, die fahrgestellseitige (35) Schwingung zu dämpfen, wenn das An­ triebssignal y synchron zur Komponente zweiter Ordnung der Maschinendrehung ist. Daher wird in der ersten Ausführungsform ein Impulssignalgenerator 26 angebracht, der mit der Drehung einer Kurbelwelle des Motors 30 synchronisiert ist (beispielsweise im­ mer dann, wenn die Kurbelwelle sich über 180° im Falle der Viertakt-Vierzylinder- Kolbenmaschine gedreht hat). Das Bezugssignal x wird an die Regeleinrichtung 25 als ein Signal, das einen Schwingungserregungszustand des Motors 30 darstellt, zugeleitet.

Ein Lastsensor 22 zur Erfassung einer Schwingungskraft, die vom Fahrzeugmotor 30 an den tragenden, elastischen Körper 6 übertragen wird, ist derart angebracht, daß er zwi­ schen einer unteren Endfläche des Magnetjochs 10A der elektromagnetischen Verstel­ leinrichtung 10 und einer oberen Fläche eines flachen Scheibenteils 8A eingesetzt wer­ den kann, um eine Bodenfläche des Verstelleinrichtungsgehäuses 8 zu bilden. Ein Er­ gebnis der Erfassung durch den Lastsensor 22 wird an die Regeleinrichtung 25 in Form eines Restschwingungssignals e über einen Kabelbaum 23b zugeführt. Der Lastsensor 22 wird beispielsweise durch eine piezoelektrische Vorrichtung, eine magnetostriktive Vorrichtung oder einen Dehnungsmesser gebildet.

Die Regeleinrichtung 25 führt einen synchronisierten "Filtered-X LMS" (Least Mean Square; kleinste Fehlerquadrate) Algorithmus aus, der ein adaptiver Algorithmus vom sequentiell aktualisierenden Typ auf der Basis des zugeführten Restschwingungssignals e und des Bezugssignals x ist. Folglich wird die Regeleinrichtung 25 zweckmäßigerwei­ se mit einem adaptiven digitalen Filter W versehen, dessen Filterkoeffizienten Wi (i = 0, 1, 2, ---, I-1; I bezeichnet eine Zahl der Stellen des digitalen Filters) variabel sind.

In einer Zeitspanne eines vorbestimmten Taktgebers werden die Filterkoeffizienten Wi des adaptiven, digitalen Filters W der Reihe nach als Antriebssignal y ausgegeben, wenn das neueste Bezugssignal x an die Regeleinrichtung 25 eingegeben wird. Gleich­ zeitig werden die Filterkoeffizienten Wi des adaptiven digitalen Filters W entsprechend dem Bezugssignal x und dem Restschwingungssignal e aktualisiert.

Die Aktualisierungsgleichung des adaptiven digitalen Filters W wird in der folgenden Gleichung (1) in Übereinstimmung mit dem "Filtered-X LMS" Algorithmus beschrieben.

Wi(n+1) = Wi(n) - µR^Te(n)--- (1)

In Gleichung (1) bezeichnet ein Ausdruck, der mit (n) oder (n+1) versehen ist, einen Wert zum Abtastzeitpunkt (n) oder (n+1) und µ bezeichnet einen Konvergenzkoeffizi­ enten.

Zusätzlich stellt ein Aktualisierungsbezugssignal R^T theoretisch einen Wert dar, der durch einen Übertragungsfunktionsfilter C^∼ derart gefiltert ist, daß eine Übertragungs­ funktion C zwischen der elektromagnetischen Verstelleinrichtung 10 der aktiven Motor­ aufhängung 1 und dem Lastsensor 22 durch einen Filter mit endlicher Impulsantwort modelliert wird. Da ein Pegel des aktiven Bezugssignals x auf "1" gesetzt ist, stimmt der Ausdruck von R^T mit der Impulsantwort des Übertragungsfunktionsfilters C^∼ überein, die nacheinander synchron zum Bezugssignal x erzeugt werden.

Theoretisch wird das Antriebssignal y mit dem Bezugssignal x, das mit dem adaptiven Digitalfilter W gefiltert wurde, erzeugt. Dann wird das gleiche Ergebnis erhalten, wie wenn das Antriebssignal y gefiltert werden würde, da der Pegel des aktiven Bezugs­ signals x auf "1" gesetzt ist, obwohl die Filterkoeffizienten Wi der Reihe nach in Form des Antriebssignal y ausgegeben werden.

Des weiteren führt die Regeleinrichtung 25 das Verfahren zur Schwingungsdämpfung mit Hilfe des adaptiven, digitalen Filters W und ein Identifikationsverfahren für die Über­ tragungsfunktion C, die zur Regelung der Schwingungsdämpfung benötigt wird, durch.

Um das zuletzt erwähnte Identifikationsverfahren durchzuführen, wird ein Start (Auslöse- Schalter 28) für das Identifikationsverfahren mit der Regeleinrichtung 25 verbunden, um AN geschaltet zu werden, um das Identifikationsverfahren für die Übertragungsfunktion C zu starten. Wenn beispielsweise in einem letzten Schritt der Herstellung des Fahr­ zeugs oder während einer regulären Inspektion durch einen Fahrzeughandler ein Be­ diener den Startschalter 28 des Identifikationsverfahren auf AN schaltet, wird das Identi­ fikationsverfahren für die Übertragungsfunktion C in der Regeleinrichtung 25, wie sie in Fig. 1B gezeigt ist, gestartet. Hier ist anzumerken, daß das normale Verfahren zur Schwingungsdämpfung nicht ausgeführt wird, während das Identifikationsverfahren für die Übertragungsfunktion C läuft.

Genauer gesagt, führt die Regeleinrichtung 25 das Verfahren zur Schwingungsdämp­ fung gemäß dem synchronen "Filtered-X LMS" (Least Mean Square; kleinste Fehler­ quadrate) Algorithmus aus, während das Fahrzeug läuft und der Zündschalter ange­ schaltet ist. Wenn jedoch der Startschalter 28 für das Identifikationsverfahren auf AN geschaltet ist (aktiv wird), dann hält die Regeleinrichtung 25 das Verfahren zur Schwin­ gungsdämpfung an und führt das Verfahren zur Identifikation der Übertragungsfunktion C durch.

Die Regeleinrichtung 25 ist mit einem nicht flüchtigen Speicher (normalerweise ROM, wie Fig. 1B gezeigt) versehen, in welchem Sequenzen einer Periode einer sinusförmi­ gen Welle in eine vorbestimmte diskrete Zahl digitalisiert sind (beispielsweise 8 (2³) oder 16 (2⁴)) gespeichert sind. Die CPU der Regeleinrichtung 35 liest der Reihe nach einen jeden dieser numerischen Werte der gespeicherten Sequenzen synchron zum Ausga­ beabtasttaktgeber SCo ein (in einer Zeitspanne der Periode Todes Ausgabeabtasttakt­ gebers SCo) und in Form eines Kennsignals an die elektromagnetische Verstelleinrich­ tung 10 der aktiven Motoraufhängung 1, um eine Kennschwingung in der aktiven Motor­ aufhängung 1 zu erzeugen aus. Die erzeugte Kennschwingung wird mittels eines Last­ sensors 22 als das Restschwingungssignal e erfaßt.

Des weiteren wandelt die Regeleinrichtung 25 das Restschwingungssignal e in Form ei­ nes analogen Signals, das das Ergebnis einer Kennschwingung ist, in einen digitalen Wert synchron zum Eingangsabtasttaktgeber SCi um (das heißt, in Zeitspannen einer Periode Ti des Eingabeabtasttaktes SCi) und liest den digitalen Wert ein.

Die CPU der Regeleinrichtung 25 führt eine Fourier-Transformation (z. B. eine Fast Fou­ rier Transformation (FFT); schnelle Fourier-Transformation) des eingelesenen Rest­ schwingungssignals e synchron zum Eingangsabtasttaktgeber SCi durch, um eine Komponente zu erhalten, die einer Frequenz des Kennsignals entspricht, das synchro­ nisiert mit dem Ausgangsabtasttakt SCo ausgegeben wurde.

Die Regeleinrichtung 25 führt das obige Verfahren zum Herausfiltern von Frequenz­ komponenten für eine Vielzahl von Kennsignalen mit unterschiedlichen Frequenzen durch allmähliche Änderung einer jeden Frequenz des Kennsignals mit veränderter Pe­ riode To des Ausgangsabtasttaktgebers SCo durch (beispielsweise mit einer allmählich verkürzten Periode To).

Dann setzt die Regeleinheit 25 die Komponenten der entsprechenden Frequenzen zu­ sammen und führt eine inverse Fourier-Transformation des zusammengesetzten Er­ gebnisses aus, um eine Impulsantwort zu bestimmen, die der Übertragungsfunktion C entspricht.

Die berechnete Impulsantwort wird auf den zuvor bestimmten Übertragungsfunktionsfil­ ter C^∼ als eine Übertragungsfunktion mit endlicher Impulsantwort C^∼ überschrieben.

Als nächstes wird ein Betrieb der aktiven Schwingungsdämpfungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.

Wenn ein Rütteln des Motors auftritt, wirkt die aktive Motoraufhängung 1 als eine Trageinrichtung mit einer hohen dynamischen Federkonstante und einer hohen Dämp­ fungskraft, da die Bildung des Strömungsdurchlasses der Öffnung 5a passend gewählt wurde. Daher wird ein Rütteln des Motors, wie es vom Kraftfahrzeugmotor 30 ausgeht, mittels der aktiven Motoraufhängung 1 gedämpft und die Schwingungsamplituden auf der Seite des Fahrgestells 35 werden dementsprechend gesenkt. Es ist nicht notwendig, die bewegliche Scheibe 12 gegen das Schütteln der Maschine gesteuert zu bewegen.

In einem Fall, bei dem die Schwingung eine Frequenz aufweist, die gleich oder größer als die Schwingungsfrequenz des Motorleerlaufs ist, so daß das Fluid in der Öffnung 5a zähflüssig wird und es nicht möglich ist, daß Fluid zwischen der Flüssigkeitskammer 15 und der Flüssigkeitsnebenkammer 16 strömt, führt die Regeleinrichtung 25 eine vorbe­ stimmte arithmetische und/oder logische Operation aus und gibt das Antriebssignal y an die elektromagnetische Verstelleinrichtung 10 aus und erzeugt die aktive Tragkraft, die die Schwingungen an der aktiven Motoraufhängung 1 dämpfen kann.

Die oben beschriebene vorbestimmte arithmetische und/oder logische Operation, die in der Regeleinrichtung 25 während des Auftretens der Leerlaufschwingung des Motors oder von Körperschwingungen wird mit Verweis auf Fig. 3 beschrieben.

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm der Schwingungsdämpfungsregelung, die in der Rege­ leinrichtung 25, die in Fig. 1A gezeigt ist, ausgeführt wird.

An dieser Stelle muß bemerkt werden, daß die Körperschallschwingung eine Art von Schwingung bezeichnet, bei der der Motor 30 sich von einer niedrigen Geschwindigkeit in Richtung einer hohen Geschwindigkeit dreht, während das Fahrzeug zu fahren be­ ginnt, und bei der durch die Motorschwingung eine Fahrzeugkabine beschallt wird.

In einem ersten Schritt 101 wird eine vorbestimmte Initialisierung durchgeführt. Dann geht das Programm zu einem Schritt 102. In Schritt 102 wird das Aktualisierungsbe­ zugssignal R^T mit Hilfe des Übertragungsfunktionsfilters C^∼ berechnet. In Schritt 102 wird das Aktualisierungsbezugssignal R^T bei jeder Periode vollständig berechnet.

In einem Schritt 103 setzt die CPU der Regeleinrichtung 25 einen Zähler i auf 0.

Danach geht das Programm weiter zu einem Schritt 104, bei dem ein Filterkoeffizient Wi der i-ten Stelle im adaptiven, digitalen Filter W als das Antriebssignal y ausgegeben wird.

In einem Schritt 104 gibt die CPU der Regeleinrichtung 25 das Antriebssignal y aus.

In einem Schritt 105 liest die CPU der Regeleinrichtung 25 das Restschwingungssignal e ein.

In einem Schritt 106 wird ein weiterer Zähler j auf 0 zurückgesetzt und das Programm geht weiter zu einem Schritt 107. Der Filterkoeffizient Wj der j-ten Stelle im adaptiven, digitalen Filter W wird gemäß Gleichung (1) aktualisiert.

Nach Beendigung des Aktualisierungsverfahrens in Schritt 107 geht das Programm weiter zu einem Schritt 108, bei dem die CPU der Regeleinrichtung 25 feststellt, ob das anschließende Bezugssignal x eingegeben wird. Wenn kein anschließendes Bezugs­ signal x eingegeben wird, geht das Programm weiter zu einem Schritt 109, um den nachfolgenden Filterkoeffizienten des adaptiven, digitalen Filters zu aktualisieren oder um das Ausgabeverfahren des Antriebssignals y auszuführen.

In einem Schritt 109 stellt die CPU der Regeleinrichtung 35 fest, ob der Zähler j die An­ zahl der Durchläufe Ty erreicht hat (genau genommen wird eins von dem Wert Ty abge­ zogen, um den Zähler j von 0 hochzählen zu können; j < Ty - 1). Diese Feststellung be­ ruht darauf, ob die Filterkoeffizienten Wi des adaptiven, digitalen Filters W durch die Zahl, die benötigt wird, wenn das Antriebssignal y nach dem Filterkoeffizienten Wi des adaptiven digitalen Filters W als das Antriebssignal y ausgegeben wird, aktualisiert sind. Bei NEIN in Schritt 109 geht das Programm weiter zu einem Schritt 110, bei dem der Zähler j heraufgesetzt wird (j = j + 1) und danach kehrt das Programm zu Schritt 107 zu­ rück, bei dem das oben beschriebene Verfahren wiederholt wird.

Bei JA in Schritt 109 geht das Programm zu einem Schritt 112, bei dem der Zähler i (genaugenommen wird "1" zum Wert des Zählers i addiert, so daß der Zähler i von 0 hochzählen kann) als die neueste ausgegebene Zahl der Schleifendurchläufe Ty ge­ speichert wird. Dann kehrt das Programm zurück zu Schritt 102, bei dem das oben be­ schriebene Verfahren wiederholt und ausgeführt wird.

Nachdem das Verfahren der Fig. 3 wiederholt ausgeführt wird, werden die Filterkoeffizi­ enten Wi des adaptiven, digitalen Filters nacheinander an die elektromagnetische Ver­ stelleinrichtung 10 als das Antriebssignal y in zeitlichem Abstand des Abtasttaktgebers von einem Zeitpunkt an, zu dem das Bezugssignal x eingegeben wird, ausgegeben.

Obwohl die Magnetkraft gemäß des Antriebssignals y von der Erregerspule 10B erzeugt wird, wird als Folge dessen eine konstante Magnetkraft vom Permanentmagneten 10C auf das Magnetpfadbauteil 12 ausgeübt, so daß die Magnetkraft mittels der Erregerspu­ le 10B vom permanenten Magneten 10C so beeinflußt werden kann, daß die Magnet­ kraft auf den Permanentmagneten 10C verstärkt oder geschwächt wird. Wenn kein An­ triebssignal an die Erregerspule 10B zugeführt wird, befindet sich das Magnetpfadbau­ teil 12 in einer neutralen Stellung, bei der sich die Tragkraft der Federkraft 11 mit der Magnetkraft des Permanentmagneten 10C die Waage hält. Wenn in dieser neutralen Stellung das Antriebssignal y an die Erregerspule 10B geleitet wird, ist die Magnetkraft, die sich an der Erregerspule 10B ergibt, der Magnetkraft des Permanentmagneten 10C entgegengesetzt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Magnetfahrtbauteil 12 in die Richtung verschoben, bei der sich der Abstand zur elektromagnetischen Verstelleinrichtung 10 erhöht. Wenn im Gegensatz dazu die Richtung der Magnetkraft, die an der Erregerspule 10B erzeugt wird, dieselbe ist, wie die Magnetkraft des Permanentmagneten 10C, dann wird das Magnetpfadbauteil 12 in die Richtung verschoben, bei der der Abstand zur elektromagnetischen Verstelleinrichtung kleiner wird.

Da das Magnetpfadbauteil 12 sowohl in normaler als auch in umgekehrter Richtung ver­ schiebbar ist, ändert sich das Volumen der Flüssigkeits-(Haupt-)kammer 15, wenn sich das Magnetpfadbauteil 12 bewegt. Da die Volumenschwingung die Änderung einer Ex­ pansionsfeder des tragenden elastischen Körpers 6 aufgrund seiner Volumenänderung veranlaßt, wirkt die aktive Tragkraft sowohl in normaler als auch in umgekehrter Rich­ tung auf die aktive Maschinenaufhängung ein.

Ein jeder Filterkoeffizient Wi des adaptiven, digitalen Filters W, der als das Antriebs­ signal y dient, wird nacheinander mit Hilfe der obigen Gleichung (1) in Übereinstimmung mit dem synchronen "Filtered-X LMS" Algorithmus aktualisiert. Nachdem daher ein jeder Filterkoeffizient Wi des adaptiven, digitalen Filters W nach dem Verstreichen einer be­ stimmten Zeitspanne zu einem optimalen Wert konvergiert ist, wird das Antriebssignal y an die aktive Motoraufhängung 1 geleitet. Folglich kann die Leerlaufschwingung und/oder der Körperschall, der vom Motor 30 auf die aktive Motoraufhängung 1 übertra­ gen wird, gedämpft werden.

Der Ablauf des Verfahrens zur Schwingungsdampfung, das während des Fahrzeugsbe­ triebs ausgeführt werden muß, wurde oben beschrieben. Andererseits wird das Identifi­ kationsverfahren für die Übertragungsfunktion C, wie in Fig. 4 gezeigt, in der letzten Stufe des Herstellungsprozesses, bevor das Fahrzeug versandt wird, ausgeführt, wenn der Bediener den Start-Schalter 28 des Identifikationsverfahrens auf AN schaltet.

D. h., in einem ersten Schritt 201 wird eine Periode To des Ausgabeabtasttaktgebers SCo auf ihren Maximalwert Tomax gesetzt, wenn der Startschalter 28 für das Identifika­ tionsverfahren auf AN geschaltet wird. Es wird festgestellt, daß der Maximalwert Tomax der D-te Teil einer Schwingungsperiode der niedrigsten bei der Schwingungsregelung auftretenden Frequenz ist (nämlich der Wert der Teilungen der sinusförmigen Welle, die Anzahl der oben erwähnten Sequenzen, die als Kennsignal ausgegeben werden).

Wenn beispielsweise die niedrigste Frequenz der zu dämpfenden Schwingungen 5 Hz beträgt und die Anzahl der Teilungen der oben beschriebenen Sequenz D 8 ist, dann beträgt der Maximalwert Tomax = (1/5)/8 sec.

Als nächstes setzt die CPU der Regeleinrichtung 25 in einem Schritt 202 eine Zählerva­ riable j auf 1 und das Programm geht zu einem Schritt 203.

Im Schritt 203 gibt die CPU der Regeleinrichtung 25 den Zahlenwert der j-ten Stelle der Sequenz (d. h. den ersten Zahlenwert der Sequenz) an die elektromagnetische Verstel­ leinrichtung 10 der aktiven Motoraufhängung 1 als Kennsignal aus.

In einem Schritt 204 liest die CPU der Regeleinrichtung 25 ein Restschwingungssignal e ein. Das Restschwingungssignal e wird als Zeitreinsignal für jede Periode To des derzei­ tigen Ausgangsabtasttaktgebers SCo gespeichert.

Dann geht das Programm zu einem Schritt 205. Im Schritt 205 setzt die CPU der Rege­ leinrichtung 25 zwei Ausgabe- und Eingabezeitnehmer auf 0 zurück und startet sie, um eine Periode To des Ausgabeabtasttaktgebers SCo und eine Periode Ti des Eingabeab­ tasttaktgebers SCi zu messen.

Dazu kann bemerkt werden, daß die Ausgabetaktgeber und die Eingabetaktgeber mit Hilfe von Software durch Verwendung von Zeitpulsen in der Regeleinrichtung 25 oder durch Verrichtungen in der Regeleinrichtung 25 realisiert werden können.

In einem Schritt 206 stellt die CPU der Regeleinrichtung 25 fest, ob die gemessene Zeit des Ausgabezeitnehmers die Periode To erreicht hat.

Bei "NEIN" im Schritt 206 wird das Programm, das in Fig. 4 gezeigt ist, nicht für die Schritte 207 bis 209 ausgeführt, sondern geht weiter zu einem Schritt 210.

In einem Schritt 210 stellt die CPU der Regeleinrichtung 25 fest, ob die gemessene Zeit des Eingabezeitnehmers die Periode Ti erreicht hat. Bei "NEIN" in Schritt 210 geht das Programm weiter zu einem Schritt 213 ohne durch die Schritte 211 und 212 zu gehen.

In einem Schritt 213 stellt die CPU der Regeleinrichtung 25 fest, ob die Regelvariable j die Anzahl der Unterteilungen D der sinusförmigen Welle erreicht hat.

Bei "JA" in Schritt 213 geht das Programm weiter zu einem Schritt 214, bei dem die Zählervariable j auf "1" zurückgesetzt wird und das Programm geht weiter zu einem Schritt 215.

Bei "NEIN" in Schritt 213 geht das Programm zu Schritt 215.

Im Schritt 215 stellt die CPU der Regeleinrichtung 25 fest, ob eine ausreichende Anzahl von Restschwingungssignalen e zu einem Zeitpunkt, bei dem die derzeitige Periode To addiert wurde, eingelesen wurde.

Hier wird angemerkt, daß der Wert, der als ausreichende Anzahl von Restschwin­ gungssignalen e bestimmt wird, gleich oder größer als die Anzahl in dem Fall sein kann, bei dem die Zeit, die benötigt wird, um die Impulsantwort ausreichend zu dämpfen, durch die Periode Ti geteilt ist, da die Übertragungsfunktion C als die Impulsantwort ab­ geleitet ist.

Da jedoch zu einem späteren Zeitpunkt eine Berechnung der FFT mit dem eingelese­ nen Restschwingungssignal e als Zeitreihensignal ausgeführt wird, ist es wünschens­ wert, daß die Länge des eingelesenen Restschwingungssignal e eine Potenz von 2 ist. Zusätzlich ist es bezüglich des Werts, der als eine ausreichende Anzahl von Rest­ schwingungssignalen e festgesetzt wird, wünschenswert, daß er der kleinste Wert der Potenzen von 2 ist, die die Länge in dem Fall überschreiten, bei dem die Zeit, die benö­ tigt wird, um die Impulsantwort ausreichend zu dämpfen und die durch die Periode Ti geteilt wird, da die extrem große Anzahl von Restschwingungssignalen e, die gelesen werden müssen, die Einlesezeit und die Berechnungszeit für die FFT (Fast Fourier Transformation) sehr viel Zeit kosten.

Wenn beispielsweise die Periode Ti 2 msec. beträgt und die Zeit, die benötigt wird, damit die Impulsantwort ausreichend gedämpft wird, 0,2 sec. beträgt, so ist 0,2 sec/2 sec = 100 und der Zahlenwert, der in Schritt 215 gesetzt wird, beträgt 128 (e+ = 2⁷ = 128).

Bei "NEIN" in Schritt 215 kehrt das Programm zurück zu Schritt 206, bei dem das oben beschriebene Verfahren durch die Schritte 206 bis 215 wiederholt und ausgeführt wird.

Danach wird die Kennschwingung in Form einer sinusförmigen Welle mit einer Fre­ quenz, die sich entsprechend der Periode To ergibt, ausgegeben, da ein jeder Zahlen­ wert der oben beschriebenen Sequenz nacheinander als Kennsignal synchron zum Ausgabeabtasttaktgeber SCo von der Regeleinrichtung 25 an die elektromagnetische Verstelleinrichtung 10 ausgegeben wird. Gleichzeitig wird darüber hinaus das Rest­ schwingungssignal e, das vom Lastsensor 22 zugeführt ist, synchron zum Eingabeab­ tasttaktgeber SCi eingelesen. Das eingelesene Restschwingungssignal e wird als eine Zeitreihe (Sequenz) gespeichert.

Bei "JA" in Schritt 215 geht das Programm weiter zu einem Schritt 216, bei dem ein Wert, der das Ergebnis einer Subtraktion einer vorbestimmten Zeiteinheit α_T von der Periode To ist, als eine neue Periode To des Ausgabeabtasttaktgebers SCo gespeichert (To = To - α_T). Wenn die Zeiteinheit α_T klein wird, wird die Zeit, die für das Identifikati­ onsverfahren benötigt wird, groß. Daher muß die Zeiteinheit α_T unter Berücksichtigung der Rechenkapazität der Regeleinrichtung 25 festgesetzt werden. Beispielsweise be­ trägt die Zeiteinheit α_T = 0,2 msec.

Als nächstes geht das Programm weiter zu einem Schritt 217. Die CPU der Regelein­ richtung 25 stellt fest, ob die Periode To des Ausgabeabtasttaktgebers SCo. die in Schritt 216 neu gesetzt wurde, unter dem Minimalwert Tomin liegt.

Der Minimalwert Tomin ist die Periode einer Schwingung mit der höchsten Frequenz unter den Schwingungen, die das Ziel der Schwingungsdämpfung sind, wobei die Peri­ ode gleichmäßig durch D geteilt wird (die Anzahl der Unterteilungen der sinusförmigen Welle, d. h. die Länge der oben beschriebenen Sequenzen) und als Kennsignal ausge­ geben wird. Wenn beispielsweise eine Maximalfrequenz der zu unterdrückenden Schwingungen 200 Hz beträgt und die Anzahl der Unterteilungen D der oben beschrie­ benen Sequenz 8 beträgt, dann ist der Minimalwert Tomin = (1/200)/8 sec.

Bei "NEIN" in Schritt 217 kehrt das Programm zurück zu Schritt 202 und das oben be­ schriebene Verfahren der Schritte 202 bis 217 wird wiederholt, bis "JA" im Schritt 217 vorliegt.

Da genau gesagt die Abfolge des Verfahrens der Schritte 202 bis 215 immer dann aus­ geführt wird, wenn die Periode To, die durch die Zeiteinheit α_T zwischen dem Maximal­ wert Tomax und dem Minimalwert Tomin verändert wird, beendet wird, wird das Rest­ schwingungssignal e, das als Zeitreihensignal gemäß den Schritten 210 und 211 ge­ speichert ist, mit derselben Länge gespeichert, wie die Arten der Periode To.

Wenn sich im Schritt 217 "JA" ergibt, geht das Programm weiter zu einem Schritt 218, bei dem die Berechnung der FFT für jede Zeitreihe (Sequenz) des Restschwingungs­ signals e, das für jede Periode To gespeichert wurde, durchgeführt wird, um die Fre­ quenzkomponente einer jeden Zeitreihe (Sequenz) zu bestimmen.

Was jedoch in Schritt 218 benötigt wird, ist nur die Komponente, die der Frequenz der ursprünglichen sinusförmigen Welle entspricht, die gemäß der entsprechenden Periode To bestimmt ist, und nicht die Komponenten aller Frequenzen der Zeitreihe (Sequenz). Daher wird in Schritt 218 keine Berechnung der FFT im engen Sinne für jede Zeitreihe durchgeführt, sondern nur die Berechnung der FFT, die ausreicht, um eine Frequenz­ komponente, die gemäß der Periode To entsprechend jeder Zeitreihe bestimmt ist, zu berechnen.

Nachdem die erforderliche Frequenzkomponente für jede Zeitreihe in Schritt 218 be­ rechnet wurde, geht das Programm weiter zu Schritt 219.

In Schritt 219 wird eine inverse FFT für die zusammengesetzten jeweiligen Frequenz­ komponenten berechnet, um sie in eine Impulsantwort in der Zeitebene umzuwandeln.

Als nächstes geht das Programm weiter zu einem Schritt 220, bei dem eine Impulsant­ wort, die in Schritt 219 erhalten wurde, als der Übertragungsfunktionsfilter C^∼ gespei­ chert wird. Wenn das Abspeichern des Übertragungsfunktionsfilters C^∼ beendet ist, en­ det das derzeitige Identifikationsverfahren der Übertragungsfunktion C.

Fig. 5A, 5B, 5C, 5D, 5E und 5F zeigen Abbildungen von Wellenformen, um einen ge­ samten Arbeitsgang des oben beschriebenen Identifikationsverfahrens der Übertra­ gungsfunktion C zu erläutern.

Das Kennsignal mit den quantisierten, diskreten Werten der Fig. 5A wird an die elektro­ magnetische Verstelleinrichtung 10 ausgegeben.

Die Kennschwingung, die sich in Form der sinusförmigen Welle, wie sie in Fig. 5B ge­ zeigt ist, ändert, wird in der elektromagnetischen Verstelleinrichtung 10 erzeugt. In die­ sem Fall wird die Periode To, die eine Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden, diskreten Werten des Kennsignals darstellt, allmählich kürzer, da die Frequenz der si­ nusförmigen Welle, die das ursprüngliche Kennsignal darstellt, erhöht wird. Da die Fre­ quenz der sinusförmigen Welle, wie in der Wellenform auf der rechten Seite der Fig. 5A gezeigt ist, höher wird, kann eine übermäßige Rauheit einer stufenweisen Änderung des Kennsignals vermieden werden. Daher kann eine Kennschwingung mit einer Glattheit, die sehr nahe an die ursprüngliche sinusförmige Welle heran kommt, wie in Fig. 5B ge­ zeigt, erzeugt werden.

Genauer gesagt, wird der Abstand der diskreten Kennsignale gröber, wenn eine oder beide der Zeitspannen Ti oder To konstant sind und die Frequenz des sinusförmigen Si­ gnals steigt. In diesem Fall, der in Fig. 6A gezeigt ist, kann die glatte Kennschwingung nicht erzeugt werden. Im Gegensatz dazu wird als Ergebnis des Verfahrens, das in Fig. 4 gezeigt ist, die Zeitspanne To kleiner, wenn die Frequenz der ursprünglichen, sinus­ förmigen Welle steigt. Folglich kann ein solcher Nachteil, wie er oben beschrieben wur­ de, vermieden werden.

Da darüber hinaus die sinusförmige Welle, die die Basis des Kennsignals bildet, nicht bei der Bildung des Kennsignals berechnet wird, sondern wiederholt der Reihe nach mit der Abtastrate To der Ausgabe des Ausgabeabtasttaktgebers SCo ausgegeben wird, wobei die Sequenz als eine Periode einer sinusförmigen Welle diskret im Speicher ge­ speichert ist, ergibt sich weder eine erhöhte Rechenlast noch eine erhöhte Speicherka­ pazität.

Die Antwort auf die Kennschwingung erscheint im Restschwingungssignal wie in Fig. 5C gezeigt. Das Restschwingungssignal, das vom Lastsensor 22 zugeführt wird, wird digital in der Regeleinrichtung 25 mit einer Abtastrate Ti des Eingangsabtasttaktgebers SCi, wie in Fig. 5D gezeigt, gewandelt.

Die Zeitspanne Ti ist jedoch unabhängig von der Frequenz des Kennsignals konstant.

Genau genommen werden die beiden Zeitspannen Ti und To nicht zwangsläufig und einzeln, wie in Fig. 4 gezeigt, eingestellt. Wenn die Zeitspanne Ti zusammen mit der Zeitspanne To veränderlich ist, wird die Frequenz des Kennsignals hoch, so daß die An­ zahl der Datenpunkte des Restschwingungssignals e, das als Zeitreihe (Sequenz) im ROM gespeichert ist, sich erhöht. Folglich kann die erforderliche Speicherkapazität merklich steigen. In der ersten Ausführungsform jedoch wird die Zeitspanne To als Er­ gebnis der Ausführung des Programms in Fig. 4 kurz, wenn die Frequenz steigt, aber die Zeitspanne Ti bleibt unabhängig von der Änderung der Frequenz konstant, wie in Fig. 6B gezeigt. Daher entsteht kein Nachteil, wie oben beschrieben.

Wenn das Restschwingungssignal als Zeitreihe für jede Frequenz, wie in Fig. 5D ge­ zeigt, abgetastet wird, wird die FFT für jede Zeitreihe (Sequenz) berechnet, so daß jede Frequenzkomponente der ursprünglichen sinusförmigen Welle herausgezogen wird.

Wenn alle Frequenzkomponenten zusammengesetzt werden, entsteht die diskrete Wellenform, wie sie in Fig. 5E gezeigt ist.

Wenn die inverse FFT für das zusammengesetzte Ergebnis, das in Fig. 5E gezeigt ist, durchgeführt wird, ergibt sich die Impulsantwort, die in Fig. 5F gezeigt ist.

Die Ergebnisse, wie sie in Fig. 5E und 5F gezeigt sind, können selbst dann erreicht wer­ den, wenn das Kennsignal der sinusförmigen Welle, wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben, nicht erzeugt wird, sondern wenn das Kennsignal mit weißem Rauschen erzeugt wurde.

In einem Fall, in dem die Kennschwingung mit an die elektromagnetische Verstelleinrich­ tung 10 zugeführtem weißen Rauschen erhalten wird, ist das Ergebnis der Kennschwin­ gung über ein breites Frequenzband, wie es durch die gestrichelte Linie der Fig. 8 an­ gedeutet ist, verteilt, so daß eine jede Frequenzkomponente außerordentlich klein wird.

Um die in Fig. 5E und 5F gezeigten Ergebnisse mit einer hohen Genauigkeit zu erhal­ ten, muß die adaptive Berechnung basierend auf dem weißen Rauschen und auf der aufgrund des weißen Rauschen entstehenden Kennschwingung über eine relativ lange Zeitspanne durchgeführt werden.

Bei der ersten Ausführungsform, die das Kennsignal basierend auf der sinusförmigen Welle verwendet, ist das Ergebnis der Kennschwingung um eine bestimmte Frequenz konzentriert, wie durch die durchgezogene Linie der Fig. 8 angedeutet. Daher wird nicht nur die Rechenzeit für jede Schwingungsfrequenz sondern auch die gesamte Rechen­ zeit verkürzt verglichen mit der Identifikation mittels weißen Rauschen.

Folglich kann selbst in einer Regeleinrichtung 25, die in einem Fahrzeug angebracht ist und eine relativ geringe Leistungsfähigkeit und eine geringe Speicherkapazität aufweist, die Identifikation der Übertragungsfunktion C innerhalb einer relativ kurzen Zeitspanne durchgeführt werden.

Daher wird beispielsweise selbst bei der Durchführung des Identifikationsverfahrens der Übertragungsfunktion C als Antwort auf die Betätigung des Startschalters 28 des Identi­ fikationsverfahrens in der letzten Stufe des Fertigungsprozesses die Geschwindigkeit der Fertigungsstraße nicht weiter beeinflußt (hauptsächlich die Fließbandgeschwindig­ keit). Oder wenn das Identifikationsverfahren der Übertragungsfunktion C durch Betäti­ gen des Startschalters 28 des Identifikationsverfahrens bei einer regulären Überprüfung beim Fahrzeughändler durchgeführt wird, kann der Anstieg von Arbeitszeit vermieden werden.

Wenn die Übertragungsfunktion C bei jeder regulären Überprüfung identifiziert wird, kann eine Änderung des Systems der Schwingungsübertragung aufgrund von Alte­ rungseffekten bei jedem eingefügten Teil berücksichtigt werden. Eine günstige Vibrati­ onsdämpfungsregelung kann durchgeführt werden.

Eine genauere Erläuterung der oben beschriebenen, ersten Ausführungsform wird im folgenden durchgeführt.

D.h. wenn die maximale Zeitspanne Tomax und die minimale Zeitspanne Tomin der Zeitspanne To des Ausgabeabtasttaktgebers SCo und der Zeiteinheit α_T den Wert To­ max = (1/5)/8 = 25 msec., Tomin den Wert Tomin = (1/200)/8 = 0,625) msec. und α_T den Wert α_T = 0,2 msec. haben, werden 122 verschiedene Frequenzen der sinusförmigen Welle benötigt. Wenn die Zeitspanne Ti des Eingabeabtasttaktgebers SCi 2 msec. be­ tragt, dann beträgt die Zeit, die nötig ist, das Restschwingungssignal e aufzunehmen 2 (Millisekunden)×128 (Punkte)×122 (Arten) = 31 (Sekunden).

Wenn darüber hinaus die Zeiteinheit α_T, die eine abgetastete Zeitspanne während der Veränderung der Zeitspanne To vom Maximalwert Tomax zum Minimalwert Tomin dar­ stellt, konstant wird, wird die abgetastete Zeitspanne der Frequenz nicht konstant, so daß die FFT-Analyse, die zu einem späteren Zeitpunkt durchgeführt wird, schwierig wird.

Nach der Theorie der Fourier Transformation beträgt eine Frequenzabtastspanne Δf nach der Fourier Transformation

Δf = 1/(Zeitdauer der Datensequenz)
= 1/(2 Millisekunden×128 (Punkte) = 3,9 Hz.

Daher ist es wünschenswert, daß die Frequenzabtastspanne 3,9 Hz beträgt.

Es ist anzumerken, daß, wenn die minimale Frequenz fmin des Ausgabeabtasttaktge­ bers SCo und dessen maximale Frequenz fmax die Werte fmin = 3,9 Hz×2 = 7,8 Hz und fmax = 3,9 Hz×52 = 203 Hz, betragen Tomax = 16 msec. und Tomin = 0,616 msec.

Darüber hinaus beträgt die Zeit, die benötigt wird, das Restschwingungssignal e aufzu­ nehmen, 2 (Millisekunden)×128 (Punkte)×51 (Arten) = 13,3 (Sekunden).

Folglich kann eine merkliche Kürzung verglichen mit dem Fall, bei dem die Zeiteinheit α_T nicht konstant ist, erreicht werden, wobei die konstante Zeiteinheit α_T nicht für das Her­ absetzen der Zeitspanne To, wie in Schritt 216 der Fig. 4 benutzt wird. Der Wert der Zeitspanne To wird zuvor in Form einer Tabelle über die Frequenz gespeichert und die CPU der Regeleinrichtung 25 liest den Wert von To aus der gespeicherten Tabelle aus.

Da bei der ersten Ausführungsform der Lastsensor 22 benutzt wird, um die Schwingun­ gen, die von der aktiven Motoraufhängung 1 an das Fahrgestell 35 übertragen werden, zu erfassen, kann die Restschwingung e, die genau eine Höhe der Schwingungsampli­ tude darstellt, an die Regeleinrichtung 25 weitergegeben werden.

Dadurch kann die Regeleinrichtung 25 das Antriebssignal y, das genau die Größe der Amplitude der Schwingung, die die aktive Motoraufhängung 1 erfährt, wiedergibt, erzeu­ gen und ausgeben, so daß die elektromagnetische Verstelleinrichtung 10 die bewegli­ che Scheibe 12 mit einer Amplitude, die proportional zu einer an der aktiven Motorauf­ hängung 1 anliegenden Schwingung ist, verschieben kann. Dadurch kann die günstige Vibrationsdämpfungsregelung über das gesamte Frequenzband vom Bereich der Leer­ laufschwingung (20 bis 30 Hz.) bis zum Bereich des Körperschalls (80 bis 800 Hz) er­ reicht werden.

Da darüber hinaus der Lastsensor 22 in die aktive Motoraufhängung 1 integriert ist, und eine Anzugskraft der Schraube 9 nicht am Lastsensor 22 anliegt, kann der Lastzustand am Lastsensor 22 verringert werden. Daher kann als Lastsensor 22 ein kleiner Lastsen­ sor verwendet werden. Dies ist für solch eine aktive Motoraufhängung 1 sehr üblich, da wenig Montageraum zur Verfügung steht und diese Lösung kostengünstig ist. Da der Lastsensor 22 in die aktive Motoraufhängung 1 integriert ist, können die Arbeitskosten der Montage der aktiven Motoraufhängung 1 in das Fahrzeug reduziert werden, so daß die Wirtschaftlichkeit der Fahrzeugfertigungsstraße verbessert werden kann.

In der ersten, oben beschriebenen Ausführungsform entspricht der Kraftfahrzeugmotor 30 im allgemeinen einer Schwingungsquelle, die aktive Fahrzeugaufhängung 1 ent­ spricht im allgemeinen einer geregelten Schwingungsquelle, der Impulssignalgenerator 26 entspricht im allgemeinen den Bezugssignalerzeugungsmitteln, der Lastsensor 22 entspricht im allgemeinen den Restschwingungserfassungsmitteln, das Programm, das in Fig. 3 gezeigt ist, entspricht im allgemeinen den aktiven Schwingungsdämpfungsmit­ teln, die Schritte 201 bis 203, die Schritte 207, 208, 209, 213 bis 215 und der Schritt 217, in Fig. 4 gezeigt, entsprechen im allgemeinen den Kennsignalzuleitungsmitteln, der Schritt 204 und der Schritt 211 in Fig. 4 entspricht im allgemeinen den Antwortsignalab­ tastmitteln, die Schritte 218 und 219 in Fig. 4 entsprechen im allgemeinen den Einzel- Takteinstellmitteln, der Schritt 216 in Fig. 4 entspricht im allgemeinen den Ausgabezeit­ spannenänderungsmitteln, der nicht flüchtige Speicher in der Regeleinrichtung 25 ent­ spricht den Speichermitteln, der Schritt 218 in Fig. 4 entspricht im allgemeinen den Mit­ teln zur Fourier-Transformation, der Schritt 219 in Fig. 4 entspricht im allgemeinen den Mitteln zur inversen Fourier-Transformation, der Schritt 102 in Fig. 3 entspricht den Ak­ tualisierungsbezugssignalentwicklungsmitteln und der Schritt 107 in Fig. 3 entspricht im allgemeinen den Filterkoeffizientenaktualisierungsmitteln.

(Zweite Ausführungsform)

Fig. 9A bis 12B zeigen erläuternde Ansichten, um eine zweite bevorzugte Ausführungs­ form der aktiven Vibrationsdämpfungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zu erklären. Es sei angemerkt, daß, da der gesamte Aufbau und der Inhalt des Verfahrens bei der zweiten Ausführungsform im allgemeinen dem der oben beschriebenen, in Fig. 1A bis 8 gezeigten, ersten Ausführungsform entspricht, auf die genaue Beschreibung hiervon verzichtet wird. Daher werden die Hauptunterscheidungsmerkmale der zweiten Ausführungsform im folgenden beschrieben.

Wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben, wird die Zeitspanne To des Ausgabe­ abtasttaktgebers SCo verändert, während die Zeitspanne Ti des Eingabeabtasttaktge­ bers SCi konstant bleibt.

In diesem Fall treten die beiden im folgenden beschriebenen Fälle auf: 1) die Zeitspanne Ti entspricht nicht einem ganzzahligen Vielfachen der Zeitspanne To (ähnlich ist die Zeitspanne To kein ganzzahlig Vielfaches der Zeitspanne Ti) wie in Fig. 9A gezeigt; und 2) die Zeitspanne Ti entspricht genau einem ganzzahligen Vielfachen der Zeitspanne Ti, wie in Fig. 9B gezeigt.

Im zweiten Fall entsprechen diese Zeiten einander auf der Zeitachse (seitliche Achse) der Fig. 9B, wo jede der Ausgabezeitspannen des Kennsignals durch das Zeichen O und jede der Eingabezeitspannen des Kennsignals durch X bezeichnet ist. Ein Phasen­ gang des Schwingungsübertragungssystems, der aufgrund des Restschwingungs­ signals erhalten wird, hängt nur vom Schwingungsübertragungssystem ab.

Im ersten Fall treten Abweichungen zwischen den Zeiten der Ausgabe des Kennsignals und des Abtastens des Restschwingungssignals auf der Zeitachse auf, wie durch das Zeichen O und das Zeichen X der Fig. 9B auf die selbe Art wie in Fig. 9A gezeigt ist.

Da das Kennsignal mit anderen Worten aus einer Menge diskreter Werte besteht, wird das Kennsignal, während einer der diskreten Werte ausgegeben und danach der fol­ gende diskrete Wert ausgegeben wird, auf einem konstanten Wert gehalten.

Daher ist eine Phasenverschiebung (Versatz) im Restschwingungssignal enthalten, un­ abhängig von der Eigenschaft des Schwingungsübertragungssystems. Ohne Kompen­ sation des Phasenversatzes wirkt sich die Phasenverschiebungseigenschaft auf die Übertragungsfunktion C aus, so daß eine Genauigkeit der Übertragungsfunktion C ent­ sprechend sinkt.

Zusätzlich ändert sich eine Größe des Phasenverzugs entsprechend der Größe der Zeitspanne To (genaugenommen ein Rest bei Division der Zeitspanne Ti durch die Zeit­ spanne To oder ein Rest bei Division der Zeitspanne To durch die Zeitspanne Ti)).

Bei so einem Phasenverzug, wie er oben beschrieben ist, können Berechnungen, um beispielsweise einzelne Phasenvorschübe der jeweiligen Zeitreihen des Restschwin­ gungssignals bereitzustellen, ausgeführt werden, bevor der Schritt 218 in Fig. 4 im Falle der beispielsweise ersten Ausführungsform ausgeführt wird.

Jedoch verringert sich die Zeitdauer für die oben beschriebenen Berechnungen ent­ sprechend.

Dies ist nicht von Vorteil.

In der zweiten Ausführungsform wird eine Vielzahl der Sequenzen im nicht flüchtigen Speicher der Regeleinrichtung 25, beispielsweise dem ROM, der in Fig. 21B gezeigt ist, für die jeweiligen Frequenzen gespeichert und ein Phasenvorschub (Θ) wird zuvor in der ursprünglichen, sinusförmigen Wellenform berücksichtigt, um diese jeweiligen Sequen­ zen entsprechend der Zeitspanne To des zuvor entsprechenden Ausgabeabtast­ taktgebers SCo zu erzeugen. Damit kann die oben beschriebene Phasenverschiebung ausgelöscht werden.

Genauer gesagt wird bei der zweiten Ausführungsform die ursprüngliche, sinusförmige Wellenform, bei der der Phasenvorschub (Θ) zuvor entsprechend der Zeitspanne To des entsprechenden Ausgabeabtasttaktgebers SCo vorgesehen wurde, in gleichen Abstän­ den geteilt, um die jeweiligen Sequenzen zu erzielen.

Die erhaltenen jeweiligen Sequenzen (Zeitreihendaten) werden im nicht flüchtigen Spei­ cher (ROM der Fig. 1B) gespeichert. Während der Durchführung des Identifikationsver­ fahrens werden die entsprechenden Sequenzen eine nach der anderen ausgewählt. Dann wird jeder Zahlenwert der ausgewählten Sequenzen nacheinander und iterativ als Kennsignal synchron zum entsprechenden Ausgabeabtasttaktgeber SCo ausgegeben, wie in Fig. 10 gezeigt.

In diesem Fall erhält die erzeugte Kennschwingung den Phasenvorsprung (Θ). Folglich kann der Phasenversatz, der im Restschwingungssignal enthalten ist, in einem Fall ausgelöscht werden, bei dem die oben beschriebene Zeitspanne Ti nicht einem ganz­ zahligen Vielfachen der Zeitspanne To entspricht.

Fig. 11 zeigt den erzeugten Zustand des Kennsignals und den abgetasteten Zustand des Restschwingungssignals, wenn der Phasenvorschub dergestalt ist, daß der Pha­ senversatz, der im später abgetasteten Restschwingungssignal enthalten ist, ausge­ löscht werden kann und an die ursprüngliche sinusförmige Welle des Kennsignals aus­ gegeben wird, wobei die Zeitspannen To und Ti sich im selben Zustand befinden wie im Fall der Fig. 9A.

Da folglich der Phasenversatz in dem Restschwingungssignal enthalten ist und unab­ hängig vom Schwingungsübertragungssystem entfernt werden kann, kann die Identifi­ zierung der Übertragungsfunktion C identifiziert werden.

Da zusätzlich kein Anstieg der Rechenlast in dem Fall, bei dem das Identifikationsver­ fahren tatsächlich ausgeführt wird, bewirkt wird, kann die Zeitdauer der Berechnung nicht verlängert werden.

Fig. 12A zeigt das Kennsignal, wenn die sinusförmige Welle keinen Phasenvorlauf er­ hält.

Fig. 12B zeigt das Kennsignal, wenn der sinusförmigen Welle ein Phasenvorlauf von 10° erteilt wird.

Wenn insbesondere eine Periode in acht Abschnitte unterteilt wird, ergibt sich im Falle ohne Phasenvorlauf die folgende Tabelle der im nicht flüchtigen Speicher gespeicherten Sequenzen, wie in Fig. 12A gezeigt.

sin(2πx0/8) = 0
sin(2πx1/8) = 0.707
sin(2πx2/8) = 1
sin(2πx3/8) = 0.707
sin(2πx4/8) = 0
sin(2πx5/8) = -0.707
sin(2πx6/8) = -1
sin(2πx7/8) = -0.707.

Wenn andererseits ein Phasenvorlauf von 10∘, wie in Fig. 12B gezeigt, erteilt wird, erhält man folgende Tabelle.

sin(2πx0/8+10π/180) = 0.174
sin(2πx1/8+10π/180) = 0.819
sin(2πx2/8+10π/180) = 0.984
sin(2πx3/8+10π/180) = 0.574
sin(2πx4/8+10π/180) = -0.174
sin(2πx5/8+10π/180) = -0.819
sin(2πx6/8+10π/180) = -0.984
sin(2πx7/8+10π/180) = -0.574.

Der Phasenversatz wird zuvor durch eine Simulation gemessen, bei der das Kennsignal ohne Phasenvorlauf der ursprünglichen, sinusförmigen Welle des Kennsignals erzeugt wird und die Kennschwingung, die entsprechend dem Kennsignal erzeugt wird, als das Restschwingungssignal abgetastet wird.

Dann kann der Phasenvorlauf (Θ) mit demselben Betrag wie der gemessene Phasen­ versatz (-Θ) verwendet werden.

Es kann festgestellt werden, daß es nicht notwendig ist, den Phasenversatz für jedes Fahrzeug, in dem die erfindungsgemäße aktive Schwingungsdämpfungseinrichtung an­ gebracht wird, zu messen, da der Phasenversatz, der im Restschwingungssignal enthal­ ten ist, nicht von der Charakteristik des Schwingungsübertragungssystems abhängt, sondern nur von den Zeitspannen Ti und To.

(Dritte Ausführungsform)

Fig. 13 und 14 zeigen eine dritte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen, aktiven Schwingungsdämpfungseinrichtung.

Fig. 13 zeigt insbesondere ein Funktionsflußdiagramm des Identifikationsverfahrens, das in der Regeleinrichtung 25 auf dieselbe Weise wie das der Fig. 4 der dritten Ausfüh­ rungsform ausgeführt wird.

Die gleichen Bezugsziffern, die in Fig. 13 gezeigt werden, beziehen sich auf gleiche Schritte der Fig. 4. Daher wird auf eine genaue Beschreibung der gleichen Schritte der Fig. 13 hierbei verzichtet. Die Gesamtstruktur der aktiven Schwingungsdämpfungsein­ richtung der dritten Ausführungsform entspricht der der ersten Ausführungsform.

Das heißt, daß bei der dritten Ausführungsform eine Amplitude (A) der ursprünglichen, sinusförmigen Welle für das Kennsignal entsprechend ihrer Frequenz variabel ist, ob­ wohl bei den vorangegangenen ersten und zweiten Ausführungsformen eine spezielle Erörterung der Amplitude der sinusförmigen Welle, die das Original des Kennsignals darstellt, nicht gemacht wurde.

Insbesondere wird die Amplitude A der sinusförmigen Welle, wie in Fig. 14 gezeigt, grö­ ßer, wenn die Frequenz sinkt. Wenn die Frequenz steigt und 50 Hz überschreitet, wird deren Amplitude (A) allmählich kleiner und deren Amplitude (A) bleibt, nachdem deren Amplitude auf ein gewisses Maß reduziert wurde, konstant.

Da der Schwingungspegel, der von dem Fahrzeugmotor 30 erzeugt wird, im allgemei­ nen über einen relativ großen Frequenzbereich hoch ist, ist es wünschenswert, daß die Amplitude des Kennsignals mit jeder der Amplituden der jeweiligen Schwingungsfre­ quenzen, die von dem Fahrzeugmotor 30 erzeugt werden, übereinstimmen.

Es muß angemerkt werden, daß die Amplitude der abgetasteten Sequenz angepaßt werden kann, wenn die Sequenz, die als das Kennsignal dient, vom nicht flüchtigen Speicher der Regeleinrichtung 25 ausgelesen wird. Oder bei der Vielzahl der Sequen­ zen, die aufgrund der Vielzahl an sinusförmigen Wellen mit unterschiedlichen Amplitu­ den gespeichert sind, werden die Sequenzen einzeln für die jeweiligen Frequenzberei­ che benutzt, so daß die Kennsignale, deren Amplituden einzeln und getrennt entspre­ chend der Frequenz eingestellt werden, für das Identifikationsverfahren verwendet wer­ den.

Wenn jedoch ein Amplitudenunterschied der ursprünglichen, sinusförmigen Welle in der letztlich bestimmten Übertragungsfunktion C enthalten ist, so als ob der Unterschied der Amplitude eine Charakteristik des Schwingungsübertragungssystems ist, muß sie korri­ giert werden.

Daher geht in Fig. 13 das Programm von Schritt 218 zu Schritt 301, bei dem ein Betrag einer jeden Frequenzkomponente korrigiert wird. Die Berechnung der Korrektur, die in Schritt 301 ausgeführt wird, ist insbesondere derart, daß eine jede der Frequenzkompo 04384 00070 552 001000280000000200012000285910427300040 0002019749134 00004 04265­ nenten durch die Amplitude der entsprechenden sinusförmigen Welle geteilt wird. Wenn beispielsweise die Amplitude der sinusförmigen Welle, die als Referenz dient, 1 ist und die Amplitude der entsprechenden sinusförmigen Welle bezüglich einer bestimmten Frequenzkomponente 0,5 ist, wird ihre Frequenzkomponente durch 0,5 geteilt (zweimal). Dann, nach Ende der Berechnung der Korrektur in Schritt 301, werden die Vorgänge in den Schritten 219 und 220 ausgeführt.

Da bei der dritten Ausführungsform die Übertragungsfunktion C die Charakteristik des tatsächlichen Schwingungsübertragungssystems noch genauer darstellen und identifi­ zieren kann, kann eine noch günstigere Schwingungsdämpfungsregelung erreicht wer­ den. Bei dieser dritten Ausführungsform entspricht der Schritt 301 der Fig. 13 den Kor­ rekturmitteln.

Es ist anzumerken, daß in jeder der ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen die Restschwingung mittels des Lastsensors 22 erfaßt wird, der in die aktive Motoraufhän­ gung eingebaut ist. Beispielsweise kann ein Beschleunigungssensor (oder Gaspedal genannt) innerhalb einer Fahrgastkabine des Fahrzeugs an einer Stelle, die der Lage des Fußes eines Fahrzeuggastes entspricht, vorgesehen sein, um ein Fahrzeugbe­ schleunigungssignal als Restschwingungssignal e auszugeben.

Es ist anzumerken, daß die vorliegende Erfindung bei der aktiven Schwingungsdämp­ fungseinrichtung anwendbar ist, um die Schwingungen, die von einer anderen Schwin­ gungs(Erreger-)quelle als dem Kraftfahrzeugmotor 30, zu reduzieren, beispielsweise bei einer Vorrichtung zur aktiven Dämpfung der Schwingung von einer Werkzeugmaschine an einen Boden oder ein Abteil, indem die Werkzeugmaschine aufgestellt ist.

Des weiteren kann, obwohl der synchrone "Filtered-X LMS"-Algorithmus als adaptiver Algorithmus zum Erzeugen des Antriebssignals y in jeder der ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen verwendet wird, ein normaler "Filtered-X LMS"-Algorithmus verwen­ det werden.

Bei der ersten Ausführungsform beträgt die maximale Frequenz der sinusförmigen Welle, die der Ursprung des Kennsignals ist, 200 Hz.

Ein Grund für die Wahl von 200 Hz als Maximalfrequenz ist, daß in einer allgemein ver­ fügbaren Vierzylinder-Kolbenmaschine die Komponente der Maschinenschwingung der zweiten Harmonischen der Drehbewegung eine problematische Schwingung darstellt, die verringert werden muß.

Da eine maximale Anzahl von Umdrehungen pro Minute der Maschine im allgemeinen 6000 (U/min) betragen kann, wird die zweite Harmonische der Maschinendrehbewe­ gung 200 Hz betragen. Daher kann die Maximalfrequenz der sinusförmigen Welle, die der Ursprung des Kennsignals ist, entsprechend einem Modell der Maschine passend gewählt werden.

Bei der dritten Ausführungsform, wie sie in Fig. 14 gezeigt ist, wächst die Amplitude der sinusförmigen Welle, die die ursprüngliche (analoge) Form des digitalen Kennsignals darstellt, mit 50 Hz als Grenzwert. Der Grund, daß 50 Hz gewählt worden ist, ist der, daß bei einer im allgemeinen verfügbaren Vierzylinder-Kolbenmaschine starke Schwingun­ gen in einem Motorleerlauffrequenzband bei oder unter 1500 U/min auftreten. Daher stellen 50 Hz, welches die Komponente zweiter Ordnung der Maschinendrehzahl von 1500 U/min ist (1500 : 60 = 25, 25×2 = 50), den oben beschriebenen Grenzwert dar.

Eine solche Grenzfrequenz wie 50 Hz kann passend zum Modell des Motors eingestellt werden.

Es ist anzumerken, daß die Berechnung der FFT (Analysator) und der Inversen FFT (Analysator) wie sie in den Schritten 218 und 219, gezeigt in Fig. 4 und 13, dargestellt sind, durch ein US-Patent Nr. 5,537,435, erstellt am 16.07.1996, offenbart sind (dessen Inhalt hiermit durch Verweis miteingeschlossen wird).

Es wird des weiteren angemerkt, daß die sinusförmige Welle im allgemeinen als f = A sin (2 π ft ± Θ) ausgedrückt werden kann und jeder diskrete Wert der sinusförmigen Welle pro Periode im allgemeinen als f = f₁, f₂, . . ., f_j, . . ., f_D ausgedrückt werden kann.

Claims (24)

1. Eine Vorrichtung zum aktiven Dämpfen einer Schwingung, die folgende Merkmale aufweist:
eine Schwingungserregungsquelle;
eine geregelte Schwingungsquelle, die derart angeordnet ist, daß eine geregelte Schwingung erzeugt werden kann, die über die von der Schwingungserregungs­ quelle erzeugte Schwingung überlagert werden kann;
ein Bezugssignalgenerator zum Erfassen eines von der Schwingungserregungs­ quelle erzeugten Schwingungserregungszustandes und zum Erzeugen und zur Ausgabe des erfaßten Schwingungserregungszustandes als Bezugssignal;
ein Restschwingungsdetektor zum Erfassen einer Restschwingung nach dem Überlagern der geregelten Schwingung über die von der Schwingungserregungs­ quelle erzeugten Schwingung;
eine Regeleinrichtung zum Antreiben der geregelten Schwingungsquelle, um die Schwingung von der Schwingungserregungsquelle mittels eines Regelalgorithmu­ ses zu dämpfen, der eine zwischen der geregelten Schwingungsquelle und dem Restschwingungsdetektor mit Hilfe des Bezugssignals und des Restschwingungs­ signals berechnete Übertragungsfunktion beinhaltet;
eine Kennsignalzuleitungseinrichtung zum nacheinander Zuführen von einzelnen diskreten Werten eines Kennsignals, das eine Quantisierung einer zeitkontinuierli­ chen, sinusförmigen Welle darstellt, die durch eine vorbestimmte Zahl gleichmäßig geteilt wurde, an die geregelte Schwingungsquelle synchron zu einem vorbestimm­ ten Ausgabeabtasttaktgeber;
eine Antwortsignalabtasteinrichtung zum Abtasten des Restschwingungssignals synchron zu einem vorbestimmten Eingabeabtasttaktgeber, wenn eine Kenn­ schwingung als Antwort auf das Kennsignal von der geregelten Schwingungsquel­ le erzeugt wird;
eine Übertragungsfunktions-Identifikationseinrichtung zum Identifizieren der Über­ tragungsfunktion, die, basierend auf dem Restschwingungssignal, das von der Antwortsignalabtasteinrichtung abgetastet wurde, in dem Regelalgorithmus enthal­ ten ist; und
eine Takteinstelleinrichtung, die Zeittakte der vorbestimmten Ausgabe- und Einga­ beabtasttaktgeber einzeln und unabhängig einstellen kann.

2. Eine Vorrichtung zum aktiven Dämpfen einer Schwingung nach Anspruch 1, wobei die sinusförmige Welle eine Vielzahl von sinusförmigen Wellen aufweist, wobei ei­ ne jede der sinusförmigen Wellen eine Frequenz aufweist, die sich von der Fre­ quenz einer jeden anderen sinusförmigen Welle unterscheidet, und wobei die Kennsignalzuleitungseinrichtung die sinusförmigen Wellen eine nach der anderen auswählt und nacheinander einen jeden der einzelnen, diskreten Werte der aus­ gewählten sinusförmigen Welle als das Kennsignal an die geregelte Schwin­ gungsquelle ausgibt.

3. Eine Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 2, wobei die Takteinstellvorrichtung eine variable Einstellvorrichtung der Zeitspanne des Ausgabeabtasttaktgebers aufweist, um eine Zeitspanne des vorbestimmten Aus­ gabeabtasttaktgebers zu ändern, so daß eine Vielzahl von vorbestimmten Ausga­ beabtasttaktgebern vorsehbar ist, wobei ein jeder vorbestimmter Ausgabeab­ tasttaktgeber eine der geänderten Zeitspannen entsprechend einer einzelnen Fre­ quenz der sinusförmigen Wellen, von denen eine jede als ein Original des Kennsi­ gnals dient, aufweist.

4. Vorrichtung zum aktiven Dämpfen einer Schwingung nach Anspruch 3, wobei die Einstellvorrichtung der variablen Ausgabezeitspanne die Zeitspanne des vorbe­ stimmten Abtasttaktgebers derart ändert, daß sich bei einer Erhöhung derjenigen Frequenz der sinusförmigen Wellen, die als das Original des Kennsignals dient, die Zeitspanne der vorbestimmten Abtastrate verkürzt.

5. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Vibration nach Anspruch 4, wobei die Kennsignalzuleitungseinrichtung einen Speicher zum Speichern einer Vielzahl von Zeitreihen aufweist, wobei jede Zeitreihe die Quantisierung der entsprechenden si­ nusförmigen Welle darstellt, die gleichmäßig durch die vorbestimmte Zahl (D) ge­ teilt ist, und wobei die Kennsignalzuleitungseinrichtung nacheinander jeden Zah­ lenwert von einer der Zeitreihen an die geregelte Schwingungsquelle als einen je­ den diskreten Wert des Kennsignals synchron zum vorbestimmten Ausgabeab­ tasttaktgeber zuleitet.

6. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 2, wobei eine jede sinusförmige Welle einen eigenen Phasenvorlauf (Θ) aufweist, wobei der Phasenvorlauf zuvor in Übereinstimmung mit einem der vorbestimmten Ausgabe­ abtasttaktgeber, zu denen die einzelnen, diskreten Werte der entsprechenden si­ nusförmigen Welle synchronisiert nacheinander an die geregelte Schwingungs­ quelle zugeführt werden, festgesetzt wurde.

7. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 6, wobei die Kennsignalzuleitungseinrichtung einen Speicher zum Speichern einer Vielzahl von Zeitreihen umfaßt, wobei jede der Zeitreihen eine Quantisierung der entsprechen­ den sinusförmigen Welle, die durch eine vorbestimmte Zahl (D) gleichmäßig geteilt wurde und die mit dem jeweiligen Phasenvorlauf gemäß einer entsprechenden Zeitspanne von einem der vorbestimmten Ausgabeabtasttaktgeber beaufschlagt wurde, darstellt und wobei die Kennsignalzuleitungseinrichtung die Vielzahl von Zeitreihen nacheinander auswählt und der Reihe nach jeden der einzelnen, diskre­ ten Werte der ausgewählten Zeitreihe als jeden Wert des Kennsignals an die ge­ regelte Schwingungsquelle synchron zu dem vorbestimmten Ausgabeabtasttakt­ geber, der der ausgewählten Zeitreihe entspricht, zuführt.

8. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 7, wobei jede sinusförmige Welle eine Amplitude (A) aufweist, die jeweils entsprechend der Fre­ quenz der sinusförmigen Welle festgesetzt wird.

9. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 8, wobei jede Amplitude der sinusförmigen Welle mit steigender Frequenz der sinusförmigen Welle kleiner wird.

10. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 7, wobei die Übertragungsfunktions-Identifikationseinrichtung folgende Merkmale aufweist: Eine Berechnungsvorrichtung für eine Fourier-Transformation zum Ausführen einer Fourier-Transformation des Restschwingungssignals, das jedesmal dann vom Antwortsignalabtaster gelesen wurde, wenn das Kennsignal die einzelnen, diskre­ ten Werte einer jeden unterschiedlichen, sinusförmigen Welle zuführt, um eine Frequenzkomponente einer jeden unterschiedlichen, sinusförmigen Welle zu be­ stimmen; und eine Berechnungsvorrichtung für eine inverse Fourier-Transfor­ mation, um eine inverse Fourier-Transformation von zusammengesetzten Daten der Frequenzkomponenten durchzuführen, die von der Berechnungsvorrichtung für die Fourier-Transformation bestimmt wurden, um eine Impulsantwort als Über­ tragungsfunktion zu bestimmen.

11. Vorrichtung zum aktiven Dämpfen einer Schwingung nach Anspruch 9, wobei die Übertragungsfunktions-Identifikationseinrichtung folgende Merkmale aufweist: Eine Berechnungsvorrichtung für die Fourier-Transformation, um eine Fourier-Transfor­ mation des Restschwingungssignals durchzuführen, das von der Antwortsignalab­ tastvorrichtung jedesmal dann abgetastet wurde, wenn das Kennsignal die einzel­ nen, diskreten Werte von jeder unterschiedlichen, sinusförmigen Welle zum Be­ stimmen einer Frequenzkomponente einer jeden unterschiedlichen, sinusförmigen Welle zuführt; eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren einer jeden Frequenz­ komponente, wie sie von der Berechnungsvorrichtung für die Fourier- Transformation bestimmt wurde, entsprechend der Amplitude einer jeden entspre­ chenden, sinusförmigen Welle; und eine Berechnungsvorrichtung für eine inverse Fourier-Transformation, um eine inverse Fourier-Transformation der zusammen­ gesetzten Daten der Frequenzkomponenten durchzuführen, die durch die Berech­ nungsvorrichtung für die Fourier-Transformation bestimmt wurden und durch die Korrektureinrichtung korrigiert wurden, um eine Impulsantwort als Übertragungs­ funktion zu bestimmen.

12. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 11, die des weiteren einen Speicher aufweist, um die Impulsantwort, die von der Berech­ nungsvorrichtung für die inverse Fourier-Transformation als eine neue Übertra­ gungsfunktion (C^∼) zwischen der geregelten Schwingungsquelle und dem Rest­ schwingungsdetektor bestimmt wurde, zu aktualisieren und abzuspeichern.

13. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 12, wobei die Regeleinrichtung einen adaptiven digitalen Filter umfaßt, der eine Vielzahl von va­ riablen Filterkoeffizienten aufweist; einen Antriebssignalgenerator zum Filtern des Bezugssignals vom Bezugssignalgenerator, um ein Antriebssignal zu erzeugen und auszugeben und um die geregelte Schwingungsquelle anzutreiben; eine ak­ tualisierende Bezugssignalberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Aktuali­ sierungs-Bezugssignals (R^T), das das Ergebnis einer Antwort auf die Eingabe des Bezugssignals zu die Übertragungsfunktion ist; und einen Aktualisierungsschalt­ kreis zum Aktualisieren der Filterkoeffizienten des adaptiven, digitalen Filters ge­ mäß einem sequentiellen, adaptiven Aktualisierungs-Algorithmus, der den Re­ gelalgorithmus bildet, mit Hilfe des Restschwingungssignals und des aktualisieren­ den Bezugssignals.

14. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 13, wobei die geregelte Schwingungsquelle von einer elektromagnetischen Verstelleinrichtung gebildet wird, die in einer aktiven Motoraufhängung zwischen einem Kraftfahr­ zeugmotor als der Schwingungserregungsquelle und einem Fahrzeuggestell an­ gebracht ist, und wobei der Schwingungssignaldetektor einen Lastsensor aufweist, der in der aktiven Motoraufhängung zwischen der elektromagnetischen Verstel­ leinrichtung und dem Fahrzeuggestell angebracht ist.

15. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 14, die des weiteren einen Startschalter für den Identifikationsvorgang aufweist, um wirksam den Betrieb der Kennsignalzuleitungsreinrichtung, der Antwortsignalabtasteinrich­ tung, der Übertragungsfunktions-Identifikationseinrichtung und der Takteinstellvor­ richtung anzuschalten, die alle in der Regeleinrichtung angebracht sind.

16. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 15, wobei ei­ ne Aktualisierungsgleichung der variablen Filterkoeffizienten Wi (i = 0, 1, 2, . . ., I-1, wobei I die Anzahl der Stellen des adaptiven digitalen Filters darstellt) wie folgt ausgedrückt ist: Wi(n + 1) = Wi(n) - µR^Te(n), wobei Ausdrücke, die mit (n) und (n + 1) versehen sind, Werte der Filterkoeffizienten zu Abtastzeiten (n) und (n + 1) darstellen, µ einen Konvergenzkoeffizienten darstellt, und das Aktualisierungsbe­ zugssignal (R^T) einen Wert darstellt, der mit einem Übertragungsfunktionsfilter (C^∼), der ein Modell eines Filters mit unendlicher Impulsantwort der Übertragungs­ funktion (C) zwischen der elektromagnetischen Verstelleinrichtung und dem Last­ sensor darstellt, gefiltert wurde.

17. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 16, wobei die gleichmäßig geteilte Zahl (D) einer jeden sinusförmigen Welle 2³ beträgt, die Zeit­ spanne des vorbestimmten Ausgabeabtasttaktes von einem Maximalwert (Tomax) von 1/5/8 Sekunden (= 25 Millisekunden) zu einem Minimalwert (Tomin) von 1/20/8 Sekunden (= 0,625 Millisekunden) in Zeiteinheiten α_T von 0,2 Millisekunden verändert wird, und die Zeitspanne des vorbestimmten Eingabeabtasttaktes 2 Millisekunden beträgt.

18. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 16, wobei die Antwortsignalabtasteinrichtung einen Zähler zum Zählen einer Abtastzahl des Restschwingungssignals (e) synchron zum vorbestimmten Eingabeabtasttaktgeber (SCi) aufweist, wenn die Kennschwingung von der geregelten Schwingungsquelle erzeugt wird, und zum Feststellen, ob die Abtastzahl der Restschwingungssignale eine vorbestimmte Zahl (e+) erreicht hat.

19. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 18, wobei die Berechnungsvorrichtung für die Fourier-Transformation einen FFT-Analysator und die Berechnungsvorrichtung für die inverse Fourier-Transformation einen inversen FFT-Analysator aufweist.

20. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 19, wobei die gleichmäßig geteilte Zahl (D) einer jeden sinusförmigen Welle 2³ (= 8) beträgt, die Zeitspanne (To) des vorbestimmten Ausgabeabtasttaktgebers von einem Maxi­ malwert (Tomax) von 16 Millisekunden zu einem Minimalwert (Tomin) von 0,616 Millisekunden geändert wird, die Anzahl der sinusförmigen Wellen 51 be­ trägt, die vorbestimmte Anzahl der abgetasteten Restschwingungssignale in der Antwortsignalabtasteinrichtung 2⁷ (= 128) beträgt und die Zeitspanne (Ti) des vor­ bestimmten Ausgabeabtasttaktes 0,2 Millisekunden beträgt.

21. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 20, wobei je­ de Amplitude der sinusförmigen Wellen kleiner wird, während jede Frequenz der sinusförmigen Wellen mit ca. 50 Hz als Grenzwert steigt, und jede Amplitude der Wellen gleich groß ist, während jede der sinusförmigen Wellen mit ca. 50 Hz als Grenzwert kleiner wird.

22. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung nach Anspruch 20, wobei der Phasenvorlauf in etwa 10° beträgt.

23. Vorrichtung zur aktiven Dämpfung einer Schwingung, die folgende Merkmale auf­ weist:
Schwingungserregungsquelleneinrichtungen;
geregelte Schwingungsquelleneinrichtungen, die derart angeordnet sind, so daß eine geregelte Schwingung erzeugbar ist, die über eine von den Schwingungser­ regungswelleneinrichtungen erzeugten Schwingung überlagerbar ist;
Bezugssignalerzeugungseinrichtung zum Erfassen eines Schwingungserregungs­ zustandes der Schwingungserregungsquelleneinrichtung und zum Erzeugen und Ausgeben des erfaßten Schwingungserregungszustandes als ein Bezugssignal;
Restschwingungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Restschwingung nach der Überlagerung der geregelten Schwingung über die von den Schwingungserre­ gungsquelleneinrichtung erzeugten Schwingung;
Regelungseinrichtung zum Antreiben der geregelten Schwingungsquelleneinrich­ tung, um die von der Schwingungserregungsquelleneinrichtung erzeugte Schwin­ gung mit Hilfe eines Regelalgorithmuses zu dämpfen, der eine Übertragungsfunk­ tion beinhaltet, die zwischen der geregelten Vibrationsquelleneinrichtung und der Restschwingungserfassungseinrichtung mit Hilfe des Bezugssignals und des Restschwingungssignals bestimmt wird, beinhaltet;
Kennsignalzuleitungeinrichtung, um nacheinander einzelne, diskrete Werte eines Kennsignals, das eine Quantisierung einer zeitkontinuierlichen, sinusförmigen Welle, die gleichmäßig durch eine vorbestimmte Zahl geteilt ist, an die geregelte Schwingungsquelle synchron zu einem vorbestimmten Ausgabeabtasttaktgeber zuzuführen;
Antwortsignalabtasteinrichtung zum Abtasten des Restschwingungssignals syn­ chron zu einem vorbestimmten Eingabeabtasttaktgeber, wenn eine Kennschwin­ gung als Antwort auf das Kennsignal von der geregelten Schwingungsquellenein­ richtung erzeugt wird;
Übertragungsfunktions-Identifizierungseinrichtung zum Identifizieren der Übertra­ gungsfunktion, die im Regelalgorithmus basierend auf dem Restschwingungs­ signal, das von der Antwortsignalabtasteinrichtung abgetastet wurde, enthalten ist; und
Takteinstelleinrichtung, die Zeitspannen der vorbestimmten Ausgabe- und Einga­ beabtasttaktgeber einzeln und unabhängig einstellen können.

24. Verfahren zum Identifizieren einer Übertragungsfunktion bei einer aktiven Schwin­ gungsdämpfungseinrichtung, wobei die aktive Schwingungsdämpfungseinrichtung folgende Merkmale aufweist:
eine Schwingungserregungsquelle;
eine geregelte Schwingungsquelle, die derart angeordnet ist, daß eine geregelte Schwingung erzeugt werden kann, die über die von der Schwingungserregungs­ quelle erzeugte Schwingung überlagert werden kann;
ein Bezugssignalgenerator zum Erfassen eines von der Schwingungserregungs­ quelle erzeugten Schwingungserregungszustandes und zum Erzeugen und zur Ausgabe des erfaßten Schwingungserregungszustandes als Bezugssignal;
ein Restschwingungsdetektor zum Erfassen einer Restschwingung nach dem Überlagern der geregelten Schwingung über die von der Schwingungserregungs­ quelle erzeugten Schwingung;
eine Regeleinrichtung zum Antreiben der geregelten Schwingungsquelle, um die Schwingung von der Schwingungserregungsquelle mittels eines Regelalgorithmu­ ses zu dämpfen, der eine zwischen der geregelten Schwingungsquelle und dem Restschwingungsdetektor mit Hilfe des Bezugssignals und des Restschwingungs­ signals berechnete Übertragungsfunktion beinhaltet, dämpft;
wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

• a) einzelnes und unabhängiges Einstellen von Zeitspannen der vorbestimmten Ausgabe- und Eingabeabtasttaktgeber;
• b) nacheinanderfolgendes Zuführen von einzelnen, diskreten Werten eines Kennsignals, welches eine Quantisierung einer zeitkontinuierlichen, sinus­ förmigen Welle, die gleichmäßig durch eine vorbestimmte Zahl geteilt ist, an die geregelte Schwingungsquelle synchron zum vorbestimmten Ausgabeab­ tasttakt;
• c) Abtasten des Restschwingungssignals synchron zum vorbestimmten Einga­ beabtasttaktgeber, wenn eine Kennschwingung als Antwort auf das Kennsi­ gnal von der geregelten Schwingungsquelle erzeugt wird; und
• d) Identifikation der Übertragungsfunktion, die basierend auf dem Restschwin­ gungssignal, das unter Schritt c) abgetastet wurde, im Regelalgorithmus ent­ halten ist.