能夠雙向控制的電子主動懸置的製作方法

2023-11-05 15:51:17

能夠雙向控制的電子主動懸置的製作方法
【專利摘要】一種能夠雙向控制的電子主動懸置。本發明涉及一種發動機懸置，更具體而言，涉及一種能夠雙向控制的電子主動懸置，包括：芯部、主橡膠件、上孔、下孔、下外殼、以及隔板，該芯部位於具有圓柱形形狀的外殼內並且連接到發動機；該主橡膠件配置成連接芯部的外表面和外殼的內表面；該上孔聯接至主橡膠件的端部，以便形成能夠容納流體的上流體室，並且具有與薄膜聯接的中心部分，以沿向上和向下方向移動；該下孔連接到上孔的下端；該下外殼形成在下孔的中心部分處；該隔板與下孔以預先確定的距離間隔開，以便形成能夠容納流體的下流體室，其可以通過使用設置在電子懸置內的兩個電磁體，使在兩個方向傳遞的振動衰減而適當地應對振動。
【專利說明】能夠雙向控制的電子主動懸置
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請基於並要求2013年3月19日在韓國知識產權局提交的專利申請 No. 10-2013-0029048在35U.S.C. § 119下的優先權，該申請的全部內容通過引用納入本 文。

【技術領域】
[0003] 本發明涉及一種電子懸置，更具體而言，涉及一種能夠雙向控制的電子主動懸置， 其可以通過使用設置在電子懸置內的兩個電磁體，使在兩個方向傳遞的振動衰減而適當地 應對振動。

【背景技術】
[0004] 發動機懸置設置在車體和發動機之間，以支撐發動機並且用於降低噪聲和振動， 所述噪聲和振動通過車體從發動機傳遞至車輛的室內。此外，在車輛行駛時，由於道路振動 激勵而發生了發動機的過度振動，使得由根據發動機的質量和懸置的剛度的共振而使發動 機顫動。因此需要設計懸置以在共振頻率處保證較高的衰減性能以降低過度振動。
[0005] 也即，通過在發動機和變速器之間插置具有抑制振動和噪聲的懸置以在車體內支 撐車輛的發動機或者包括發動機和變速器的動力裝置。為了這種防止振動和噪聲的功能， 近來利用具有粘性的流體來密封的密封懸置已被廣泛地使用。
[0006] 密封懸置具有流體室，由主橡膠板和波紋件包圍的所述流體室通過操作板和具有 環形通道的板而分成上流體室和下流體室。當從發動機發生振動時，由於主橡膠件(絕緣 體）的變形改變了上流體室的體積，對應於改變的體積的流體的量從上流體室移動至下流 體室，並且在此時，流體沿環形通道或在操作板之間的自由間隙中流動。
[0007] 如果對應於變形的主橡膠件體積的流體的量大於在操作板之間的自由間隙之間 流動的流體的量(也即，當從發動機傳遞低頻率和大位移的振動時)，則流體沿環形通道流 動而不經過在操作板之間的間隙，此時，在環形通道中的流體以特定的頻率產生共振，從而 將高的衰減力傳遞至發動機。
[0008] 然而，存在這樣的缺陷，例如因為液封懸置的成本和車輛的製造成本過高，並且液 封懸置較為沉重，所以由於車輛的總重量的增加而降低了輸出並使燃料效率變差。因此，近 來已開發更便宜且更輕便的空氣阻尼懸置。
[0009] 然而，因為振動衰減的量和在發生最大衰減處的頻率根據空氣流動通過的空氣孔 的尺寸同時地進行改變，所以空氣阻尼懸置在設計中受限於有限制的自由程度。
[0010] 近來，由於著重於在作為開發車輛的重要因素的燃料效率上的改進，已經引入了 例如碳纖維動態集氣箱（CDA)發動機的有代表性的發動機。在車輛以恆定速度行駛而不需 要大量扭矩的情況時，CDA發動機停止部分汽缸，從而顯著提高了燃料效率。
[0011] 然而，由於在停止發動機時車輛的噪聲、振動和顛振（NVH)的變差而產生較高的振 動，因此難以使CDA發動機商業化。為了解決該問題，已經開發了主動發動機懸置的技術。
[0012] 發動機懸置用於在CDA操作部段發生較大的振動的情況下自發地產生力並補償 振動。存在各種主動懸置結構，但是通常使用應用至CDA的電子的或電動主動懸置，其可以 產生具有相位差的振動激勵力。
[0013] 電子主動懸置使用一個電磁體用來執行控制，並且可以僅以特定的頻率使振動衰 減。具有一個磁體的電動主動懸置能夠在所有頻率上使振動衰減，並且一個永久磁體從而 具有比電子主動懸置更好的性能。
[0014] 電子主動懸置通過執行單向控制僅以特定的頻率進行衰減，但是電動主動懸置能 夠通過使用額外的永久磁體執行雙向控制，並且具有衰減複合頻率的特性。
[0015] 然而，因為額外的永久磁體由稀土材料製成，所以其供應和需求是不穩定的，其成 本較高並且其重量較沉重。因此，使用永久磁體是存在問題的。


【發明內容】

[0016] 本發明致力於提供一種使用兩個廉價線圈電磁體的能夠執行雙向控制的電子主 動懸置。
[0017] 一種能夠雙向控制的電子主動懸置，包括：芯部，所述芯部設置在具有圓柱形形狀 的外殼內，並且連接到發動機；主橡膠件，配置所述主橡膠件以連接所述芯部的外表面和所 述外殼的內表面；上孔，所述上孔聯接至所述主橡膠件的端部，以便形成能夠容納流體的上 流體室，並且具有與薄膜聯接的中心部分，以沿向上和向下方向移動；下孔，所述下孔連接 到所述上孔的下端；下外殼，所述下外殼形成在所述下孔的中心部分處；以及隔板，所述隔 板與所述下孔以預先確定的距離間隔開，以便形成能夠容納流體的下流體室。
[0018] 此外，上線軸和配置成包圍所述上線軸的上電磁體可以被包括在所述薄膜內，並 且下線軸和配置成包圍所述下線軸的下電磁體可以被包括在所述下外殼內。
[0019] 此外，所述薄膜和所述下外殼可以以預先確定的距離彼此間隔開以形成空氣室， 所述空氣室為在所述薄膜的下端表面和所述下外殼的上端表面之間的空間，以便容納空 氣。可以形成用於使來自大氣的空氣進入所述空氣室的空氣孔。
[0020] 另外，沿向下方向突出的阻擋件可以形成在所述薄膜的下端表面，並且所述阻擋 件的高度可以與所述空氣室的高度相同。
[0021] 根據本發明的示例性實施方案，使用具有線圈結構的電磁體的電子主動懸置可以 實現與電動主動懸置(永久磁體加電磁體）的性能相同的性能。因此，電子主動懸置可以僅 執行單向控制，以便僅衰減振動的特定頻率分量。與此相反，本發明的雙向控制可以產生所 有頻率，以便衰減對於輸入振動有必要的振動的所有分量，並且使噪聲、振動和顛振（NVH) 性能最大。
[0022] 此外，由於較沉重的重量和較高的成本，根據產地的情況的不穩定的供應和需求 以及未確定的價格，因此具有通過永久磁體和電磁體驅動的結構的現有的能夠雙向控制的 電動主動懸置是不利的。相比之下，本發明通過使用具有廉價線圈代替使用昂貴且沉重的 永久磁體的電磁體而能夠進行雙向控制,並且使NVH性能最大並降低生產成本。
[0023] 此外，所述空氣室形成在上和下電磁體之間，並且位於暴露於大氣的所述薄膜的 下部分處，以便即使在關閉碳纖維動態集氣箱（CDA)發動機的情況下也吸收輸入振動。存 在許多優點，例如比通過其常規液壓懸置而更提高NVH性能，以及降低動態特性的可能性 的實現。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是顯示本發明的能夠雙向控制的電子主動懸置的橫截面圖。
[0025] 圖2是顯示空氣流入本發明的能夠雙向控制的電子主動懸置的情況的橫截面圖 和局部放大圖。
[0026] 圖3是顯示空氣流出本發明的能夠雙向控制的電子主動懸置的情況的橫截面圖 和局部放大圖。
[0027] 圖4為顯示在本發明中使用的上孔板和薄膜的上立體圖。
[0028] 圖5為顯示在本發明中使用的上孔板和薄膜的下立體圖。
[0029] 圖6為顯示在本發明中使用的上孔板和薄膜的局部橫截面圖。

【具體實施方式】
[0030] 在下文中，將參照附圖對本發明進行更詳細的描述。
[0031] 本發明的能夠雙向控制的電子主動懸置可以包括：芯部10、主橡膠件20、上孔30、 下孔40、下外殼51，以及隔板70,芯部10位於具有圓柱形形狀的外殼內並且連接至發動機； 主橡膠件20配置為連接芯部10的外表面和外殼的內表面；上孔30聯接至主橡膠件20的 端部以便形成能夠容納流體的上流體室，並具有與薄膜31聯接的中心部分，以沿向上和向 下方向移動；下孔40連接到上孔30的下端；下外殼51形成在下孔40的中心部分處；隔板 70與下孔40以預先確定的距離間隔開，以便形成能夠容納流體的下流體室。
[0032] 如圖1所示，本發明示出了用於使由發動機產生的並且傳遞至車體以及車輛內的 振動、噪聲等最小化的懸置，並且，懸置的整體外觀類似於在相關技術中所使用的液壓懸置 或空氣阻尼懸置的整體外觀。
[0033] 近來，由於有必要提高車輛的燃料效率，碳纖維動態集氣箱（CDA)發動機受到了關 注，其在車輛除了需要大量扭矩的情況下，以恆定速度行駛時，通過停止部分汽缸來顯著地 提高燃料效率，此處通常使用電子或電動主動懸置以便改進CDA發動機的NVH。
[0034] 由於使用一個電磁體控制振動的電子懸置具有僅在特定頻率使振動衰減的限制， 因此考慮使用包括一個電磁體和一個永久磁體的電動主動懸置。然而，因為在電動主動懸 置中使用的永久磁體由稀土材料製成，所以存在例如較高的成本和較沉的重量的缺點。因 此，在實際車輛中很少使用電動主動懸置。
[0035] 因此，為了解決上述問題，本發明涉及能夠通過使用兩個廉價的線圈磁體執行雙 向控制的主動懸置，具體地，該線圈磁體可以通過電子懸置以電動方式驅動，以便解決在相 關技術中使用的主動懸置的一個主要缺陷，例如，在關閉主動操作時由於較高的動態特性 而引起的噪聲、振動和顛振（NVH)的變差。
[0036] 參照圖1，芯部10、主橡膠件20、下孔40以及隔板70等並不與在相關技術中使用 的懸置的芯部、主橡膠件、下孔以及隔板等有很大的不同，並且具體地，本發明的上孔30、薄 膜31以及下外殼51的構造和操作流程與相關技術的電子懸置的上孔、薄膜以及下外殼的 構造和操作流程不同。
[0037] 作為具有預先確定的厚度的整體的上孔30具有圓環形板的形狀，並且具體地，具 有環形形狀的圓板，其中在中心部分內形成了空置空間。此外，由橡膠材料製成的薄膜31 設置在空置空間內，以沿上和下方向移動或流動。
[0038] 具體地，將由鋼製成的上線軸32和配置成包圍上線軸32的上電磁體33包括在薄 膜31的內部，其更多詳情已在圖1以及圖4至圖6中示出，並且將由鋼製成的下線軸52和 配置成包圍下線軸52的下電磁體53包括在面對薄膜31的下外殼51的內部。
[0039] 本發明能夠通過設置上電磁體33和下電磁體53進行控制，以便更夠進行雙向控 制，並且在應用在相關技術中使用電磁體和永久磁體執行雙向控制的電子主動懸置的磁體 執行控制時，本發明降低了製造成本和生產成本。
[0040] 也即，上電磁體33整體地安裝在由橡膠材料製成的薄膜31的內部空間內，並且具 有"I"形狀的上線軸32設置在薄膜31的中心處，以便包圍電磁體。
[0041] 此外，下電磁體53在下外殼51的內部空間內牢固地與下線軸52聯接，並且具有 "T"形狀的下線軸52設置在下外殼51的中心部分處，以便包圍下電磁體53。
[0042] 如果必要的話，下電磁體53的極性可以自由地改變為N極或者S極，並因此在下 電磁體53和上電磁體33之間產生了吸引力或者排斥力。此外，固定至下外殼51的下電磁 體53不可移動，但是位於由橡膠材料製成的薄膜31內的上電磁體33具有可以向上和向下 振動的結構。
[0043] 具體地，具有在其中可以容納空氣的空氣室60以預先確定的距離形成在薄膜31 的下端表面和下外殼51的上端表面之間，並且形成了配置為將空氣室60的一側表面連接 至大氣中的空氣的空氣孔61。
[0044] 在其中提供外部空氣流動的空間的空氣室60形成在上電磁體33和下電磁體53 之間的空間內，從而通過改進發動機懸置的動態特性改進NVH，並且在主動操作關閉時，由 於固定了薄膜31 (振動激勵板）而改進了主動懸置的較高動態特性的主要缺陷。此外，即 使在主動操作關閉時，通過使用上和下流體室、孔和空氣室60也實現了極佳的阻尼性能。
[0045] 常規的主動懸置具有這樣的結構，其中通過在下部分處安裝單獨的驅動裝置來連 接杆(鋼棒)，並且具有這樣的缺陷，其中在未執行主動操作時(在未操作CDA以便用常規流 體懸置類型執行驅動操作時)，由於非常高的動態特性，因此驅動性能變差。然而，本發明不 通過杆來連接上電磁體和下電磁體53，但是通過使用電磁體之間的磁場操作懸置。具體地， 空氣室60安裝在上電磁體和下電磁體53彼此間隔開的空間內，因此即使在關閉主動操作 時，也降低了動態特性。
[0046] 另外，沿向下方向突出的阻擋件34可以形成在薄膜31的下端表面，並且阻擋件34 的高度可以與空氣室60的高度相同。
[0047] 如圖5所示，具有預先確定的高度的阻擋件34在連接至上孔30的中心部分的薄 膜31的下端表面上突起，並且通過該阻擋件34,即使在關閉主動操作時，在空氣室60容納 的空氣也會吸收衝擊，衰減振動並降低動態特性。
[0048] 當前的示例性實施方案示出了作為實例的構造，其中形成了四個阻擋件34,但是 阻擋件34的高度和數量可以根據需要被衰減的振動而變化。當薄膜31通過電磁體之間的 吸引力（拉動薄膜31的力)朝向向下方向移動時，阻擋件34作用為阻止電磁體彼此連接，並 且不通過縮短而彼此再次分開。
[0049] 空氣孔61連接至空氣室60的一側，並且空氣孔61連接至懸置的外側，以便使得 外部大氣使空氣流入並流出空氣室60。此外，當關閉電磁體時，空氣室60支撐薄膜31，並且 在空氣室60內部的空氣根據輸入負載流向大氣並從大氣流入，從而實現動態特性的降低。
[0050] 在圖2和圖3中示出了本發明的上述操作流程。
[0051] 如圖2中所示，當在發動機懸置上產生的振動相位的方向向上時，將上電磁體33 和下電磁體53設定為具有相同的極性(例如，S-S極或者N-N極)，並且在大氣中的空氣通 過空氣孔61流入空氣室60,從而形成具有高度大約為4mm的空氣室60。
[0052] 與此相反，參照圖3,在發動機懸置上產生的振動相位的方向向下的情況下，將上 電磁體33和下電磁體53設定為具有吸引彼此的相反的極性(例如，N-S極或者S-N極)，在 空氣室60內部的空氣通過空氣孔61排放到大氣，並且縮短已大約為4mm的空氣室60的高 度，因此，薄膜31和下外殼51彼此緊密地接觸。
[0053] 通過本發明的上述進程，在打開主動操作而不使用供應和需求不穩定並且成本較 高的永久磁體時，可以通過使用兩個電磁體來實現衰減雙向振動的效果，不同於相關技術 中的電動懸置。具體地，為了改進主動懸置的缺陷，例如，在關閉主動操作時較高動態特性 和NVH的變差，將連接到大氣的空氣室60應用至上和下電磁體之間，因此，即使在關閉主動 操作時，也改進了動態特性和NVH。
[0054] 因此，通過應用使用具有線圈結構的兩個電磁體的主動懸置，本發明可以產生所 有頻率，以便在實現與在相關技術中使用的電動主動懸置(永久磁體加電磁體）的性能相同 的性能的同時，使由輸入振動導致的振動的所有分量衰減，使NVH性能最大化，提供了更輕 的重量，和更低的生產成本。
[0055] 此外，由於將電磁體插入薄膜31，並且空氣室60設置在上電磁體33和下電磁體 53之間。位於薄膜31的下部分處的空氣室60連接至大氣，以便即使在關閉CDA發動機的 情況下吸收輸入振動。因此，即使在關閉主動操作時也可以改進動態特性，並且可以實現比 常規液壓懸置更好的NVH性能。
[0056] 雖然對於本發明的特定示例性實施方案已經描述了本發明的概念，但是示例性實 施方案僅僅是說明性的，並且本發明的概念並不限於此。本領域技術人員在不脫離本發明 的範圍的情況下，可以改變並修改所描述的示例性實施方案，並且在本發明的技術精神和 所附權利要求的等效範圍內，不同的變化和修改是可能的。
【權利要求】
1. 一種能夠雙向控制的電子主動懸置，包括： 芯部，所述芯部設置在具有圓柱形形狀的外殼內，並且連接到發動機； 主橡膠件，所述主橡膠件連接所述芯部的外表面和所述外殼的內表面； 上孔，所述上孔聯接至所述主橡膠件的端部，以便形成能夠容納流體的上流體室，並且 具有與薄膜聯接的中心部分，以沿向上和向下方向移動； 下孔，所述下孔連接到所述上孔的下端； 下外殼，所述下外殼形成在所述下孔的中心部分處；以及 隔板，所述隔板與所述下孔以預先確定的距離間隔開，以便形成能夠容納流體的下流 體室。
2. 根據權利要求1所述的能夠雙向控制的電子主動懸置，其中上線軸和包圍所述上線 軸的上電磁體被包括在所述薄膜內，並且下線軸和包圍所述下線軸的下電磁體被包括在所 述下外殼內。
3. 根據權利要求1所述的能夠雙向控制的電子主動懸置，其中所述薄膜和所述下外殼 以預先確定的距離彼此間隔開以形成空氣室，所述空氣室為在所述薄膜的下端表面和所述 下外殼的上端表面之間的空間，以便容納空氣，並且空氣孔配置成使來自大氣的空氣流入 和流出所述空氣室。
4. 根據權利要求1至3的任何一項所述的能夠雙向控制的電子主動懸置，其中沿向下 方向突出的阻擋件設置在所述薄膜的下端表面上。
5. 根據權利要求4所述的能夠雙向控制的電子主動懸置，其中所述阻擋件的高度與所 述空氣室的高度相同。
【文檔編號】F16F15/03GK104061275SQ201310325457
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年7月30日 優先權日:2013年3月19日
【發明者】金承原 申請人:現代自動車株式會社