CN109109646A - 液压悬置刚度调节系统、刚度调节方法及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种液压悬置刚度调节系统、刚度调节方法及汽车，涉及汽车技术领域，为解决因悬置隔振效果差而导致的整车舒适性差的问题而设计。该液压悬置刚度调节系统包括控制器、增压油路和泄压油路，增压油路包括储液罐、液压泵和单向增压阀，泄压油路包括单向泄压阀，单向增压阀、单向泄压阀和液压悬置均与所述控制器连接，控制器还与ECU、TCU、振动频率传感器和空间角度传感器连接。该刚度调节方法利用上述液压悬置刚度调节系统对液压悬置进行刚度调节。该汽车包括上述液压悬置刚度调节系统。本发明提供的液压悬置刚度调节系统、刚度调节方法及汽车用于隔离动力总成及车身之间的振动，从而提高驾乘舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种液压悬置刚度调节系统、刚度调节方法及汽车。
背景技术
由汽油或柴油发动机驱动的车辆在行驶过程中，由于发动机自身的运转(包括其所驱动的变速器、驱动轴、轮系、发电机、空调压缩机等动力总成相关部件的运转)，将为车体带来不同程度的振动。这种振动将进一步传递至座椅，从而大大降低了乘坐的舒适性。为了缓解因发动机振动而造成的乘坐不适的情形，通常，会在发动机与车体之间设置悬置。
悬置是位于发动机与车体之间的支承隔振元件，它能有效隔离发动机的振动和噪声向车厢的传递，从而提高车内的舒适性，主要可分为橡胶悬置和液压悬置两类。但是，无论是橡胶悬置还是液压悬置，其均是在设计阶段将悬置刚度设为固定值，使其满足大多数工况下的隔振需求。然而，在遇到复杂运行工况(如：起步抖动、倒挡抖动及进气系统传递过程中的抖动)时，这种固定刚度值的被动隔振形式，通常难以对振动进行充分吸收，驾乘人员依然会感受到强烈的振动，从而大大降低了车辆的驾乘舒适性。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种液压悬置刚度调节系统，以解决现有悬置隔振效果差，从而导致驾乘舒适性较低的技术问题。
本发明提供的液压悬置刚度调节系统，用于对液压悬置的刚度进行调节，包括控制器、用于提高液压悬置刚度的增压油路和用于降低液压悬置刚度的泄压油路。
所述增压油路包括沿油液流动方向依次油路连通的储液罐、液压泵和单向增压阀，所述液压悬置连通设置在所述增压油路中，所述单向增压阀用于对所述液压泵泵送的油液增压，并单向输出至所述液压悬置中。
所述泄压油路包括与所述储液罐油路连通的单向泄压阀，所述液压悬置连通设置在所述泄压油路中，所述单向泄压阀用于对所述液压悬置中的油液泄压，并使该部分油液单向回流至所述储液罐中。
所述单向增压阀、所述单向泄压阀和所述液压悬置均与所述控制器连接，所述控制器还与ECU、TCU、振动频率传感器和空间角度传感器连接，其中，所述振动频率传感器用于检测所述液压悬置的振动频率，所述空间角度传感器用于检测动力总成的位姿。
进一步地，所述液压泵、所述单向增压阀、所述液压悬置、所述单向泄压阀和所述储液罐依次串联设置在油液回路中。
进一步地，所述增压油路还包括第一控制阀，所述泄压油路还包括第二控制阀，所述第一控制阀和所述第二控制阀均至少包括导通位和截止位，且所述第一控制阀和所述第二控制阀均与所述控制器连接。
所述储液罐、所述液压泵、所述第一控制阀、所述单向增压阀和所述液压悬置依次串联设置在所述增压油路中，所述储液罐、所述液压悬置、所述单向泄压阀和所述第二控制阀依次串联设置在所述泄压油路中，所述增压油路和所述泄压油路均为闭合回路。
进一步地，所述第一控制阀为二位二通阀。
进一步地，所述第二控制阀为二位二通阀。
进一步地，所述单向增压阀包括油路连通的单向阀和增压阀，所述增压阀连接所述控制器。
进一步地，所述单向泄压阀包括油路连通的单向阀和泄压阀，所述泄压阀连接所述控制器。
进一步地，所述液压泵为分配式喷油泵。
本发明液压悬置刚度调节系统带来的有益效果是：
该液压悬置刚度调节系统对液压悬置进行刚度调节的原理及工作过程为：在车辆行驶过程中，控制器接收ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)和TCU(Transmission Control Unit，自动变速箱控制单元)获取到的驾驶意图信号(如：油门踏板信号、制动踏板信号、离合踏板信号、档位信号和转向角度信号等)，并接收由振动频率传感器采集到的液压悬置的振动频率信号及由空间角度传感器采集到的动力总成的角度信号，并根据上述信号分析计算液压悬置的最佳刚度需求；然后，控制器对比液压悬置在当前状态下的刚度，并对如何进行刚度调节进行判定：当判定结果为需要提高刚度时，控制器控制单向增压阀打开，同时关闭单向泄压阀，并启动液压泵，利用单向增压阀对液压泵泵送的油液进行增压，并使经过增压后的油液单向流动至液压悬置中，以提高液压悬置的刚度；而当判定结果为需要降低刚度时，控制器则控制单向泄压阀打开，同时关闭单向增压阀，并控制液压泵停止动作，利用单向泄压阀对液压悬置中的油液进行泄压，并使该部分泄流的油液单向回流至储液罐中，以降低液压悬置的刚度，直至液压悬置的刚度满足车辆当前的行驶要求。
该液压悬置刚度调节系统实现了对液压悬置的刚度的主动调节，使得其能够根据路况及车辆行驶信息对动力总成及车身之间的振动进行有效隔离，以充分吸收振动能量，从而将车辆保持在稳定的运行状态，很好地改善了因传统被动隔振结构隔振效果差而导致的驾乘舒适性较低的不利情形，进而大大提高了驾乘人员的体验度。
此外，该液压悬置刚度调节系统结构简单，方案易于实现，对于提高车辆行驶过程中的舒适性具有重要意义。
本发明的第二个目的在于提供一种刚度调节方法，以解决现有悬置隔振效果差，从而导致驾乘舒适性较低的技术问题。
本发明提供的刚度调节方法，利用上述液压悬置刚度调节系统对液压悬置进行刚度调节，包括如下步骤：
S10：控制器接收ECU和TCU获取到的驾驶意图信号，并接收振动频率传感器采集到的液压悬置的振动频率信号和空间角度传感器采集到的动力总成的角度信号，并根据接收到的驾驶意图信号、振动频率信号和动力总成角度信号分析计算液压悬置的最佳刚度需求；
S20：控制器对比液压悬置的即时刚度现状，并进行判定：
当判定结果为需要提高刚度时，控制器控制单向增压阀打开，单向泄压阀关闭，并控制液压泵动作，利用单向增压阀对液压泵泵送的油液增压，并单向输出至液压悬置中，以提高液压悬置的刚度；
当判定结果为需要降低刚度时，控制器控制单向增压阀关闭，单向泄压阀打开，并控制液压泵停止动作，利用单向泄压阀对液压悬置中的油液泄压，并使该部分油液单向回流至储液罐中，以降低液压悬置的刚度。
本发明刚度调节方法带来的有益效果是：
该刚度调节方法利用上述液压悬置刚度调节系统对液压悬置进行刚度调节，这种主动刚度调节方法有效地削弱了动力总成的振动及噪声向车厢的传递，从而大大提高了驾乘舒适性。
本发明的第三个目的在于提供一种汽车，以解决现有汽车中，因悬置隔振效果差而导致的整车舒适性差的技术问题。
本发明提供的汽车，包括上述液压悬置刚度调节系统。
本发明汽车带来的有益效果是：
通过在汽车中设置上述液压悬置刚度调节系统，相应的，该汽车具有上述液压悬置刚度调节系统的所有优势，在此不再一一赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例液压悬置刚度调节系统对一组液压悬置进行刚度调节的工作原理示意图，其中，虚线表示电连接，实线表示油路连通，箭头代表油液流动方向(下同，不再赘述)；
图2为图1中液压悬置刚度调节系统在提高刚度状态下的工作原理示意图；
图3为图1中液压悬置刚度调节系统在降低刚度状态下的工作原理示意图；
图4为本发明实施例液压悬置刚度调节系统对多组液压悬置进行刚度调节的工作原理示意图；
图5为本发明实施例另一种液压悬置刚度调节系统对多组液压悬置进行刚度调节的工作原理示意图；
图6为本发明实施例液压悬置刚度调节系统中，单向增压阀和单向泄压阀的另一种设置形式示意图。
图标：10-控制器；20-液压泵；30-单向增压阀；40-液压悬置；50-单向泄压阀；60-储液罐；70-ECU；80-TCU；90-振动频率传感器；100-空间角度传感器；110-第一控制阀；120-第二控制阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本实施例提供了一种液压悬置刚度调节系统，用于对液压悬置40的刚度进行调节，包括控制器10、用于提高液压悬置40刚度的增压油路和用于降低液压悬置40刚度的泄压油路。
具体的，增压油路包括沿油液流动方向依次油路连通的储液罐60、液压泵20和单向增压阀30，液压悬置40连通设置在增压油路中，其中，单向增压阀30用于对液压泵20泵送的油液增压，并单向输出至液压悬置40中。泄压油路包括与储液罐60油路连通的单向泄压阀50，液压悬置40连通设置在泄压油路中，其中，单向泄压阀50用于对液压悬置40中的油液泄压，并使该部分油液单向回流至储液罐60中。并且，单向增压阀30、单向泄压阀50和液压悬置40均与控制器10连接，控制器10还与ECU70、TCU80、用于检测液压悬置40振动频率的振动频率传感器90和用于检测动力总成的位姿的空间角度传感器100连接。
该液压悬置刚度调节系统对液压悬置40进行刚度调节的原理及工作过程为：在车辆行驶过程中，控制器10接收ECU70和TCU80获取到的驾驶意图信号(如：油门踏板信号、制动踏板信号、离合踏板信号、档位信号和转向角度信号等)，并接收由振动频率传感器90采集到的液压悬置40的振动频率信号及由空间角度传感器100采集到的动力总成的角度信号，并根据上述信号分析计算液压悬置40的最佳刚度需求；然后，控制器10对比液压悬置40在当前状态下的刚度，并对如何进行刚度调节进行判定：当判定结果为需要提高刚度时，控制器10控制单向增压阀30打开，同时关闭单向泄压阀50，并启动液压泵20，利用单向增压阀30对液压泵20泵送的油液进行增压，并使经过增压后的油液单向流动至液压悬置40中，以提高液压悬置40的刚度；而当判定结果为需要降低刚度时，控制器10则控制单向泄压阀50打开，同时关闭单向增压阀30，并控制液压泵20停止动作，利用单向泄压阀50对液压悬置40中的油液进行泄压，并使该部分泄流的油液单向回流至储液罐60中，以降低液压悬置40的刚度，直至液压悬置40的刚度满足车辆当前的行驶要求。
该液压悬置刚度调节系统实现了对液压悬置40的刚度的主动调节，使得其能够根据路况及车辆行驶信息对动力总成及车身之间的振动进行有效隔离，以充分吸收振动能量，从而将车辆保持在稳定的运行状态，很好地改善了因传统被动隔振结构隔振效果差而导致的驾乘舒适性较低的不利情形，进而大大提高了驾乘人员的体验度。
此外，该液压悬置刚度调节系统结构简单，方案易于实现，对于提高车辆行驶过程中的舒适性具有重要意义。
需要说明的是，本实施例中，单向增压阀30可以包括单向阀和增压阀，其中，单向阀与增压阀串联设置增压油路中，并且，增压阀连接控制器10；单向泄压阀50可以包括单向阀和泄压阀，其中，单向阀与泄压阀串联设置在泄压油路中，并且，泄压阀连接控制器10。
还需要说明的是，本实施例中，“动力总成的位姿”指的是发动机和变速器总成每时每刻相对于水平面的倾斜姿态。
请继续参照图1，本实施例中，增压油路与泄压油路可以串联设置，即：液压泵20、单向增压阀30、液压悬置40、单向泄压阀50和储液罐60依次串联设置在油液回路中。
当需要提高刚度时，单向泄压阀50关闭，液压悬置40与储液罐60之间的油路处于截止状态，如图2所示，此时，液压泵20将油液从储液罐60中抽出，在单向增压阀30的增压作用下，流动至液压悬置40中，实现液压悬置40的刚度的提高；当需要降低刚度时，单向增压阀30关闭且液压泵20不工作，液压泵20与液压悬置40之间的油路处于截止状态，如图3所示，此时，液压悬置40中的油液经单向泄压阀50泄压后，流动至储液罐60中收集。
这种增压油路与泄压油路串联的结构形式，结构简单，易于布置，零部件较少，不仅降低了制造成本，还有效地节省了车体空间。
需要说明的是，本实施例中，当增压油路与泄压油路为上述串联设置形式时，单向增压阀30与单向泄压阀50分别在关闭状态下时，设置有单向增压阀30的油路段及设置有单向泄压阀50的油路段分别为截止状态，即：增压阀与泄压阀的内部为油路不通状态。但不仅仅局限于此，还可以采用其他设置形式，如图6所示。此时，单向增压阀30与单向泄压阀50分别在关闭状态下时，设置有单向增压阀30的油路段及设置有单向泄压阀50的油路段分别为导通状态，即：增压阀与泄压阀的内部为油路导通状态，此时，增压油路还包括第一控制阀110，泄压油路还包括第二控制阀120，第一控制阀110和第二控制阀120均至少包括导通位和截止位，且第一控制阀110与第二控制阀120均与控制器10连接，使得增压油路的截止及泄压油路的截止分别由第一控制阀110及第二控制阀120实现。
请继续参照图6，具体的，储液罐60、液压泵20、第一控制阀110、单向增压阀30和液压悬置40依次串联设置在增压油路中，同时，储液罐60、液压悬置40、单向泄压阀50和第二控制阀120依次串联设置在泄压油路中，其中，增压油路和泄压油路均为闭合回路。
当需要提高刚度时，控制器10控制第一控制阀110的导通位得电，并控制第二控制阀120的截止位得电；当需要降低刚度时，控制器10控制第二控制阀120的导通位得电，并控制第一控制阀110的截止位得电。故其只要通过增压油路与泄压油路的设置形式，能够分别实现液压悬置40刚度的提高和降低即可。
上述增压油路与泄压油路相串联及相并联的不同设置形式，使得单向增压阀30中的增压阀及单向泄压阀50中的泄压阀能够具有不同的油路结构，大大增加了增压阀与泄压阀的选择范围，从而增加了本实施例液压悬置刚度调节系统的结构多样性，满足了多种设计需求。
请继续参照图6，本实施例中，第一控制阀110和第二控制阀120可以均为二位二通阀。这样的设置，结构简单且成本较低。
本实施例还提供了一种刚度调节方法，利用上述液压悬置刚度调节系统对液压悬置40进行刚度调节，包括如下步骤：
S10：控制器10接收ECU70和TCU80获取到的驾驶意图信号，并接收振动频率传感器90采集到的液压悬置40的振动频率信号和空间角度传感器100采集到的动力总成的角度信号，并根据接收到的驾驶意图信号、振动频率信号和动力总成角度信号分析计算液压悬置40的最佳刚度需求；
S20：控制器10对比液压悬置40的即时刚度现状，并进行判定：
当判定结果为需要提高刚度时，控制器10控制单向增压阀30打开，单向泄压阀50关闭，并控制液压泵20动作，利用单向增压阀30对液压泵20泵送的油液增压，并单向输出至液压悬置40中，以提高液压悬置40的刚度；
当判定结果为需要降低刚度时，控制器10控制单向增压阀30关闭，单向泄压阀50打开，并控制液压泵20停止动作，利用单向泄压阀50对液压悬置40中的油液泄压，并使该部分油液单向回流至储液罐60中，以降低液压悬置40的刚度。
该刚度调节方法利用上述液压悬置刚度调节系统对液压悬置40进行刚度调节，这种主动刚度调节方法有效地削弱了动力总成的振动及噪声向车厢的传递，从而大大提高了驾乘舒适性。
需要说明的是，本实施例中，“液压悬置40的即时刚度现状”指的是液压悬置40在当前时刻下的刚度，并且，液压悬置40的即时刚度现状可以用其当前时刻的压力值进行表征，其中，刚度与压力值成正比关系。
本实施例还提供了一种汽车，包括上述液压悬置刚度调节系统。
相应的，该汽车具有上述液压悬置刚度调节系统的所有优势，在此不再一一赘述。
如图4所示，该汽车可以包括多个液压悬置刚度调节系统，其中，各液压悬置刚度调节系统分别独立地为液压悬置总成中的各液压悬置40进行刚度调节。
需要说明的是，汽车中对多组液压悬置40进行刚度调节的结构可以是上述图4的形式，但不仅仅局限于此，还可以采用其他设置形式，如将图4中的各储液罐60连通，使其成为一个罐体，同时进行供油或集油。
还需要说明的是，汽车中对多组液压悬置40进行刚度调节的结构除上述形式外，还可以采用图5中的结构形式，具体的，液压泵20为分配式喷油泵。这样的设置，使得仅通过一个液压泵20便能够实现对各液压悬置40的独立供油，减少了零部件的使用，不仅降低了制造成本，还大大节省了整车的空间布局，并降低了车体的重量。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种液压悬置刚度调节系统，用于对液压悬置(40)的刚度进行调节，其特征在于，包括控制器(10)、用于提高液压悬置(40)刚度的增压油路和用于降低液压悬置(40)刚度的泄压油路；
所述增压油路包括沿油液流动方向依次油路连通的储液罐(60)、液压泵(20)和单向增压阀(30)，所述液压悬置(40)连通设置在所述增压油路中，所述单向增压阀(30)用于对所述液压泵(20)泵送的油液增压，并单向输出至所述液压悬置(40)中；
所述泄压油路包括与所述储液罐(60)油路连通的单向泄压阀(50)，所述液压悬置(40)连通设置在所述泄压油路中，所述单向泄压阀(50)用于对所述液压悬置(40)中的油液泄压，并使该部分油液单向回流至所述储液罐(60)中；
所述单向增压阀(30)、所述单向泄压阀(50)和所述液压悬置(40)均与所述控制器(10)连接，所述控制器(10)还与ECU(70)、TCU(80)、振动频率传感器(90)和空间角度传感器(100)连接，其中，所述振动频率传感器(90)用于检测所述液压悬置(40)的振动频率，所述空间角度传感器(100)用于检测动力总成的位姿。
2.根据权利要求1所述的液压悬置刚度调节系统，其特征在于，所述液压泵(20)、所述单向增压阀(30)、所述液压悬置(40)、所述单向泄压阀(50)和所述储液罐(60)依次串联设置在油液回路中。
3.根据权利要求1所述的液压悬置刚度调节系统，其特征在于，所述增压油路还包括第一控制阀(110)，所述泄压油路还包括第二控制阀(120)，所述第一控制阀(110)和所述第二控制阀(120)均至少包括导通位和截止位，且所述第一控制阀(110)和所述第二控制阀(120)均与所述控制器(10)连接；
所述储液罐(60)、所述液压泵(20)、所述第一控制阀(110)、所述单向增压阀(30)和所述液压悬置(40)依次串联设置在所述增压油路中，所述储液罐(60)、所述液压悬置(40)、所述单向泄压阀(50)和所述第二控制阀(120)依次串联设置在所述泄压油路中，所述增压油路和所述泄压油路均为闭合回路。
4.根据权利要求3所述的液压悬置刚度调节系统，其特征在于，所述第一控制阀(110)为二位二通阀。
5.根据权利要求3所述的液压悬置刚度调节系统，其特征在于，所述第二控制阀(120)为二位二通阀。
6.根据权利要求1-5任一项所述的液压悬置刚度调节系统，其特征在于，所述单向增压阀(30)包括油路连通的单向阀和增压阀，所述增压阀连接所述控制器(10)。
7.根据权利要求1-5任一项所述的液压悬置刚度调节系统，其特征在于，所述单向泄压阀(50)包括油路连通的单向阀和泄压阀，所述泄压阀连接所述控制器(10)。
8.根据权利要求1-5任一项所述的液压悬置刚度调节系统，其特征在于，所述液压泵(20)为分配式喷油泵。
9.一种刚度调节方法，其特征在于，利用如权利要求1-8任一项所述的液压悬置刚度调节系统对液压悬置(40)进行刚度调节，包括如下步骤：
S10：控制器(10)接收ECU(70)和TCU(80)获取到的驾驶意图信号，并接收振动频率传感器(90)采集到的液压悬置(40)的振动频率信号和空间角度传感器(100)采集到的动力总成的角度信号，并根据接收到的驾驶意图信号、振动频率信号和动力总成角度信号分析计算液压悬置(40)的最佳刚度需求；
S20：控制器(10)对比液压悬置(40)的即时刚度现状，并进行判定：
当判定结果为需要提高刚度时，控制器(10)控制单向增压阀(30)打开，单向泄压阀(50)关闭，并控制液压泵(20)动作，利用单向增压阀(30)对液压泵(20)泵送的油液增压，并单向输出至液压悬置(40)中，以提高液压悬置(40)的刚度；
当判定结果为需要降低刚度时，控制器(10)控制单向增压阀(30)关闭，单向泄压阀(50)打开，并控制液压泵(20)停止动作，利用单向泄压阀(50)对液压悬置(40)中的油液泄压，并使该部分油液单向回流至储液罐(60)中，以降低液压悬置(40)的刚度。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的液压悬置刚度调节系统。
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