液压悬置及车辆液压悬置系统和其控制方法与流程

本发明涉及车辆零部件技术领域，特别涉及一种液压悬置，本发明同时也涉及一种应用该液压悬置的车辆液压悬置系统，以及该系统的控制方法。

背景技术：

悬置是连接并支撑动力总成并对其运动趋势进行约束及保护的双向隔振元件，目前用于车辆上的悬置有橡胶悬置、液压悬置、半主动悬置及主动悬置等多种。悬置在使用中可固定并支撑汽车动力总成，承受动力总成内部因发动机旋转和平移质量产生的往复惯性力及力矩，承受车辆行驶过程中作用于动力总成上的动态力，隔离由于发动机激励而引起的车架或车身振动，以及隔离由于路面不平度和车轮所受路面冲击引起的车身振动向动力总成的传递。

由于使用效果较好且成本相对较低，液压悬置成为众多车企的选择，不过现阶段的液压悬置普遍存在其阻尼特性为单一频率动态特性，难以适应多种动态特性，且无法依据路况进行调整，因而限制了液压悬置的使用效果。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种液压悬置，以能够适应多种动态特性的需要，提升悬置使用效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种液压悬置，包括以构成所述液压悬置于外部第一构件上压装的壳体，配合于所述壳体设置以形成液室的橡胶主簧、皮碗，位于所述液室中的由上流道板、下流道板和解耦膜构成的流道组件，以及与所述橡胶主簧连接并相对于所述壳体外露的连接件，所述连接件构成所述液压悬置与外部第二构件的连接，所述流道组件内构造有以连通上下两侧的所述液室空间的第一流道，且于所述流道组件的中部构造有上下贯通的以可连通上下两侧的所述液室空间的第二流道，对应于所述第二流道的位置，于所述皮碗的中部固连有刚性的控制件，所述控制件具有伸于所述液压悬置外的以与外部驱动单元相连的连接端，并于所述皮碗的自然状态下，由所述皮碗的支撑，所述控制件的顶部可因直接或间接的贴附而形成对所述第二流道的封堵。

进一步的，所述皮碗至少构成对所述控制件正对于所述第二流道的顶部端面的部分包覆，且由所述皮碗的支撑，所述控制件的被包覆的顶部因贴附而形成对所述第二流道的封堵。

进一步的，包覆于所述控制件顶部端面的所述皮碗部分的厚度不低于1.5mm。

进一步的，所述第二流道为圆孔，所述控制件的顶部为圆形，且所述控制件呈圆形的顶部的直径为所述第二流道直径的两倍。

进一步的，于所述壳体的顶部设有套设于所述连接件上的限位垫，所述限位垫形成对所述壳体顶部的部分包罩，且所述限位垫与所述连接件的外周面之间为间隙配合。

进一步的，所述壳体包括上下扣合相连的上支架和下支架，所述上支架与所述下支架相连的一端均形成有外翻布置的翻边，两个所述翻边彼此贴紧，且所述壳体还包括套置于所述下支架外的外支架，所述外支架的顶端以将贴紧的两所述翻边铆接于一起。

进一步的，于所述橡胶主簧上构造有伸于所述液室中的外凸端，并于所述外凸端上设有横置于所述液室内的扰流盘。

进一步的，沿所述皮碗的径向由内向外，于所述皮碗上构造有嵌套布置并为下凹状的小波纹部和大波纹部，所述大波纹部的深度及顶部敞口的宽度均大于所述小波纹部，并至少为所述小波纹部的3-5倍，且所述大波纹部的深度大于自身顶部敞口的宽度。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明的液压悬置通过流道组件上第二流道的设置，并通过皮碗中部控制件的设置，使得液压悬置可根据外部振动激励而可控的选择第二流道的开启或封堵，由此利用第二流道的启闭可使得液压悬置适应多种动态特性的需要，能够实现依据路况进行悬置性能的调整，而可提升液压悬置的使用效果。

本发明的另一目的在于提出了一种车辆液压悬置系统，其包括由如上所述的液压悬置构成的悬置单元，与所述液压悬置中的所述控制件的连接端相连的驱动单元，以及用于采集车辆所受振动激励的频率的采集单元，和接收所述采集单元的采集信号以控制所述驱动单元动作而输出直线驱动力的控制单元，且所述控制件承接于所述直线驱动力可往复运动而构成对所述第二流道的开启或封堵。

同时，本发明也提供有上述的车辆液压悬置系统的控制方法，其包括如下的步骤：

s1.通过所述采集单元采集车辆行驶中所受到的振动激励的频率；

s2.所述控制单元对采集的所述振动激励的频率信号进行比对，若所述频率信号在预设的标定值以上，控制驱动单元动作，以开启第二流道，若所述频率信号小于预设的标定值，控制驱动单元动作，以封堵所述第二流道；

s3.重复步骤s1-s2。

本发明通过采用前述的液压悬置，可依据采集的振动激励信号对悬置性能进行控制，其使得液压悬置适应多种动态特性的需要，可提升液压悬置的使用效果，而有着很好的实用性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所述的液压悬置的结构示意图；

图2为本发明实施例一所述的流道组件的结构示意图；

图3为图2中a-a方向的剖视图；

图4为本发明实施例一所述的液压悬置皮碗及控制件部分的局部示意图；

图5为第二流道孔径与悬置动刚度及阻尼性能的变化趋势；

图6为本发明实施例二所述的车辆液压悬置系统的构成图；

图7为第二流道打开与封堵时悬置的动刚度及阻尼特性；

附图标记说明：

1-上支架，2-下支架，3-连接件，4-橡胶主簧，5-限位垫，6-外支架，7-扰流盘，8-上流道板，9-下流道板，10-解耦膜，11-第一流道，12-第二流道，13-皮碗，14-控制件，15-控制单元，16-采集单元，17-驱动单元，100-悬置单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本实施例涉及一种液压悬置，如图1并结合图2至图4中所示的，其在整体构成上主要包括壳体、橡胶主簧3、连接件3、皮碗13、流道组件以及控制件14。

其中，壳体作为整个液压悬置的结构基础，不仅用于承载其它各元件，同时该壳体也用以构成液压悬置于外部第一构件上的压装。所述第一构件一般为车辆的车身，而下述的与连接件3连接的第二构件则对应的是搭载于车身上的动力总成。同时，作为一种示例性结构形式，本实施例的壳体也包括上下扣合相连的上支架1和下支架2，在上支架1与下支架2相连的一端均形成有外翻布置的翻边，两个翻边彼此贴紧，并且所述壳体还包括套置于下支架2外的外支架6，外支架6的顶端用以将贴紧的两翻边铆接于一起，以实现整个壳体结构的固连成一体，而在进行悬置的压装时，也具体是通过外支架6过盈压装至车身上。

本实施例中，橡胶主簧4和皮碗13配合于壳体而在悬置内部形成有液室，流道组件即固定在所述液室内，且该流道组件也具体由上流道板8、下流道板9，以及解耦膜10构成，并于流道组件内构造有以连通上下两侧的液室空间的第一流道11。与橡胶主簧4连接的连接件3为相对于壳体外露设置，其一般为铝芯结构，并用于构成液压悬置与外部第二构件、也即动力总成的连接。

本实施例由以上壳体、橡胶主簧4、连接件3以及皮碗13和流道组件所构成的液压悬置的成型，特别是具有螺旋状第一流道11的流动组件的结构，其可参见现有普遍应用的液压悬置结构，在此不再对其进行详述。而作为对本实施例的液压悬置的主要改进，其为于流道组件的中部还进一步构造有上下贯通的以可连通上下两侧的液室空间的第二流道12，并对应于第二流道12的位置，于皮碗13的中部固连有刚性的控制件14。

控制件14具有伸于液压悬置外的以与外部驱动单元相连的连接端，并且在皮碗13的自然状态下，由皮碗13的支撑，控制件14的顶部可因直接或间接的贴附而形成对第二流道12的封堵。第二流道12则为居于流道组件的中心，并上下贯穿上流道板8与下流道板9设置。

需要注意的是，上述控制件14的直接封堵，也即控制件14的顶部直接与流道组件相接触，以贴附在流道组件的底部，而形成对第二流道12的封堵。而上述的间接封堵，则表示控制件14的顶部通过其它结构与流道组件接触，以此通过位于控制件14顶部的其它结构在流道组件底部的贴附，而形成对第二流道的封堵。

其中，作为一种优选的实施形式，本实施例中设置为控制件14构成对第二流道12的间接封堵，且此时为使得皮碗13至少构成对控制件14正对于第二流道12的顶部端面的部分包覆，并因此由皮碗13的支撑，而使得控制件14的被包覆的顶部通过贴附以形成对第二流道12的封堵。

通过皮碗13部分对控制件14顶部的包覆，可利用皮碗14材质所具有的弹性特点，以与流道组件紧密抵接，进而保证封堵时的密封性。而此时，为保证密封可靠，包覆于控制件14顶部端面的皮碗13部分的厚度一般也应不低于1.5mm，例如其可选择1.5mm、1.6mm、2mm等。

本实施例中，第二流道12优选的设计为圆孔，相应的控制件14的顶部也为采用圆形，并且在结构设计上，控制件14呈圆形的顶部的直径可设置为第二流道12直径的两倍。通过控制件14顶部直径的设计，可在以上由皮碗13包覆的基础上，进一步保证封堵时的密封效果，且同时直径较大的控制件14的顶部，当然也能够提升其与流道组件底部抵接时的稳定性。

本实施例作为一种优选的实施形式，在壳体的顶部也设置有套设于连接件3上的限位垫5，该限位垫5可如图1示出的形成对壳体顶部的部分包罩，并且限位垫5与连接件3的外周面之间亦优选的为采用间隙配合，以此不仅能够保证悬置装车后的z向间隙，也可缓解橡胶主簧4的运动载荷，同时其也能够在一定程度上提供隔振功能，而与橡胶主簧4构成双隔振结构。

对于以上限位垫5与连接件3外周面之间的间隙配合，此时两者之间的间隙例如可为0.5mm，或者其也可采用更小或略大的其它数值。此外，为在悬置运动时有效缓解液室上下部分因压力突变而产生的异响，本实施例作为进一步的改进形式，也在橡胶主簧4上，并具体为橡胶主簧4的底部构造有伸于液室中的外凸端，且在外凸端上设有横置于液室内的扰流盘7。扰流盘7中部与橡胶主簧4连接的部位上凸设置，且其与橡胶主簧4之间可通过铆接或其它方式固连在一起。

本实施例中位于悬置底部的皮碗13可采用现有液压悬置上普遍应用的皮碗结构，不过为便于悬置大位移时皮碗13的上下反复运动，作为一种进一步的改进，沿皮碗13的径向由内向外，也在皮碗13上构造有嵌套布置并为下凹状的小波纹部x和大波纹部d。其中，大波纹部d的深度s及顶部敞口的宽度k均大于小波纹部x，且其一般至少为小波纹部x的3-5倍，同时对于大波纹部d来说，该大波纹部d的深度s亦大于其自身顶部敞口的宽度k。

本实施例还需要说明的是，对于设置在流道组件上的第二流道12，该通孔结构的孔径大小会影响悬置的动刚度及阻尼性能。通过相关实验及分析，发明人发现本实施例结构下的液压悬置，其内第二流道12的孔径与悬置动刚度(k)及阻尼性能之间具有如图5所示的变化趋势，其中阻尼性能以阻尼角(deg)表示。基于此，在实际设计时，可根据悬置产品的设计需求而进行第二流道12孔径数值的选取，且一般的对于目前的紧凑型suv等车型，例如第二流道12的孔径可在13mm至15mm之间。

而通过第二流道12和与之对应的控制件14的设置，本实施例可依据外部振动激励而进行第二流道的可控启闭，由此能够使得液压悬置适应多种动态特性的需要，而实现基于路况的悬置性能的调整，以提升液压悬置的使用性能。

本实施例的液压悬置的具体应用将结合实施例二中的车辆液压悬置系统的介绍进行说明。

实施例二

本实施例涉及一种车辆液压悬置系统，如图6中所示，其包括由实施例一中的液压悬置构成的悬置单元100，与该液压悬置中的控制件14的连接端相连的驱动单元17，以及用于采集车辆所受振动激励的频率的采集单元16，和接收采集单元16的采集信号以控制驱动单元17动作而输出直线驱动力的控制单元15。

其中，在控制单元15控制驱动单元17动作时，控制件14承接于直线驱动力可往复运动而可构成对第二流道12的开启或封堵，以此实现对液压悬置性能的调整。

而上述的采集单元16一般采用设置于车辆上的加速度传感器，控制单元15则可集成于车辆控制器中，驱动单元17则例如采用直线动作的电磁阀或其它部件。

本实施例的车辆液压悬置系统在使用时，其具体的控制方法包括有如下的步骤：

步骤s1：通过采集单元16采集车辆行驶中所受到的振动激励的频率；

步骤s2：控制单元15对采集的振动激励的频率信号进行比对，若频率信号在预设的标定值以上，控制驱动单元17动作，以开启第二流道12，若频率信号小于预设的标定值，控制驱动单元17动作，以封堵第二流道12；

以及，步骤s3：重复以上步骤s1-步骤s2。

其中，上述控制单元15中预设的标定值可依据整车设计需求及经验进行选取，而通过采用上述的控制过程，液压悬置系统在第二流道12开启与被封堵时的性能如图7中所示，其中的k开和deg开表示悬置中的第二通道12开启，k关和deg关则表示第二通道12被封堵。而且由图7可以看出利用第二通道12启闭的控制，可改善悬置的动态特性与阻尼特性，并在第二通道12开启时，悬置动刚度呈下降趋势，阻尼峰值频率也发生了后移。

本实施例通过实施例一的液压悬置的采用，可依据采集的振动激励信号对悬置性能进行控制，能够适应多种动态特性的需要，提升悬置使用效果，而有着很好的实用性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。