CN113135188A - 动力总成悬置***、减振方法及车辆 - Google Patents

动力总成悬置***、减振方法及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及动力总成悬置***、减振方法及车辆，该***其应用于车辆，包括控制器、以及均设置在所述车辆的发动机的支架和所述车辆的车架之间的橡胶悬置和电控阻尼装置，其中：所述控制器与所述电控阻尼装置连接，用于控制所述电控阻尼装置输出或者停止输出用于提高所述动力总成悬置***的模态频率并减小所述发动机的振动的阻尼力。

Description

动力总成悬置***、减振方法及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种动力总成悬置***、减振方法及车辆。
背景技术
作为车辆的核心动力源，发动机在其高性能工作的同时也是整车最大的振动源。目前的包含发动机的动力总成大多是通过匹配合适的橡胶悬置来实现动力总成的减振效果，与此同时橡胶悬置还要承受动力总成的动静态载荷。
由于目前的动力总成悬置***多是采用恒定刚度的橡胶悬置，其在匹配时会有以下缺点：
1.现有的动力总成悬置***的模态频率通常低于发动机激励频率的最大值，在发动机启、停过程中，随着发动机转速的改变，会出现发动机激励频率等于动力总成悬置***的模态频率的时刻，此时会引起共振，产生较大抖动；
2.如果将橡胶悬置调软，动力总成悬置***隔振较好，但是橡胶悬置会不足以承受在发动机启停和颠簸路面行驶时的动态载荷，发生碰撞限位现象；
3.如果将橡胶悬置刚度调大，会有较好的动态承载能力，但是发动机运行中尤其是怠速下的隔振较差会影响乘坐舒适性。
发明内容
为了解决上述现有的动力总成悬置***存在的共振以及无法兼顾隔振效果与承载能力的技术问题，本发明提供了一种动力总成悬置***、减振方法及车辆，例如通过控制电控阻尼装置施加阻尼力，使得在发动机的启动过程或熄火过程中的动力总成悬置***的模态频率大于发动机激励频率的最大值，从而避免了启动过程和熄火过程的共振；同时，通过控制电控阻尼装置是否施加阻尼力，实现了兼顾隔振效果与承载能力。
根据本发明的第一方面，提供了一种动力总成悬置***，该***应用于车辆，包括控制器、以及均设置在所述车辆的发动机的支架和所述车辆的车架之间的橡胶悬置和电控阻尼装置，其中：
所述控制器与所述电控阻尼装置连接，用于控制所述电控阻尼装置输出或者停止输出用于提高所述动力总成悬置***的模态频率并减小所述发动机的振动的阻尼力。
优选地，所述控制器具体用于：
监测所述发动机的启动过程和熄火过程；
在所述启动过程和所述熄火过程中，控制所述电控阻尼装置输出所述阻尼力，以使得所述动力总成悬置***的模态频率大于发动机激励频率的最大值。
优选地，所述控制器具体用于：
接收执行第一模式的指令；
当接收到执行第一模式的指令时，控制所述电控阻尼装置输出所述阻尼力。
优选地，所述控制器具体用于：
接收执行第二模式的指令；
当接收到执行第二模式的指令时，判断所述电控阻尼装置是否正在输出所述阻尼力，
当判断出所述电控阻尼装置正在输出所述阻尼力时，控制所述电控阻尼装置停止输出所述阻尼力。
优选地，所述电控阻尼装置包括电控可调阻尼器，所述控制器包括引擎控制模块。
优选地，控制所述电控阻尼装置输出所述阻尼力，包括：
控制所述电控阻尼装置的阻尼阀孔的开度，使得所述阻尼阀孔能够减缓所述电控阻尼装置的导杆的伸缩运动。
优选地，控制所述电控阻尼装置停止输出所述阻尼力，包括：
控制所述阻尼阀孔处于全开状态，使得所述阻尼阀孔不限制所述电控阻尼装置的导杆的伸缩运动。
优选地，所述电控阻尼装置被设置在所述橡胶悬置的内部或外部。
根据本发明的第二方面，提供了一种减振方法，该方法应用于车辆，包括：
在所述车辆的发动机的支架和所述车辆的车架之间设置橡胶悬置和电控阻尼装置；
判断是否满足第一预设条件，当判断出满足所述第一预设条件时，控制所述电控阻尼装置输出用于提高所述动力总成悬置***的模态频率和减小所述发动机的振动的阻尼力；以及
判断是否满足第二预设条件，当判断出满足所述第二预设条件时，控制所述电控阻尼装置停止输出用于提高所述动力总成悬置***的模态频率和减小所述发动机的振动的阻尼力。
根据本发明的第三方面，提供了一种车辆，包括上述的动力总成悬置***。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
应用本发明实施例提供的动力总成悬置***、减振方法及车辆，通过控制电控阻尼装置施加阻尼力，使得在发动机的启动过程或熄火过程中的动力总成悬置***的模态频率大于发动机激励频率的最大值，从而避免了启动过程和熄火过程中的共振，降低了发动机在启动过程或熄火过程中的抖动。
进一步地，本发明实施例通过不同的控制模式来控制电控阻尼装置是否施加阻尼力，实现了兼顾隔振效果与承载能力。
具体地，在第一模式的情况下，电控阻尼装置和橡胶悬置共同起作用，电控阻尼装置输出阻尼力，橡胶悬置输出弹性力，从而避免车辆在颠簸路段时，因橡胶悬置刚度小造成的碰撞限位现象的发生。
具体地，在第二模式的情况下，只有橡胶悬置起作用，电控阻尼装置不输出阻尼力。由于橡胶悬置比较软，刚度小，可避免发动机的支架与车架支架处于刚性连接，从而使得发动机的振动很小程度的传递给车架，使得车架受发动机的影响较小，提高隔振效果，提高位于车辆中的人员的乘坐舒适度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来输出对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1示意性示出了根据本发明实施例的动力总成悬置***的一种示例。
图2示意性示出了根据本发明实施例的动力总成悬置***的另一种示例。
图3示意性示出了根据本发明实施例的减振方法的流程示意图。
图4示意性示出了现有的动力总成悬置***的振动幅值、本发明实施例的动力总成悬置***的振动幅值随发动机转速的变化曲线。
图5示意性示出了根据本发明实施例的动力总成悬置***的工作过程。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
为了解决上述现有的动力总成悬置***存在的共振以及无法兼顾隔振效果与承载能力的技术问题，本发明提供了一种动力总成悬置***、减振方法及车辆。
图1示意性示出了根据本发明实施例的动力总成悬置***的一种示例。如图1所示，该***10包括：橡胶悬置101、电控阻尼装置102和控制器(图中未示出)。
橡胶悬置101位于发动机的支架11和车架12之间，一侧与发动机的支架11固定连接，另一侧与车架12固定连接，用于受挤压或拉伸时产生与发动机的振动方向相反的弹性力，起到减震的作用。
电控阻尼装置102位于发动机的支架11和车架12之间，电控阻尼装置102的底座与车架12固定连接，电控阻尼装置102与控制器电连接，用于在控制器的控制下输出或者停止输出用于提高动力总成悬置***的模态频率并减小发动机的振动的阻尼力。
作为一种实施方式，如图1所示，电控阻尼装置102可设置在橡胶悬置101的内部，即电控阻尼装置102嵌入橡胶悬置101之中。
作为另一种实施方式，图2示意性示出了根据本发明实施例的动力总成悬置***的另一种示例。如图2所示，该***20包括：橡胶悬置201、电控阻尼装置202和控制器(图中未示出)。
橡胶悬置201位于发动机的支架21和车架22之间，一侧与发动机的支架21固定连接，另一侧与车架22固定连接，用于受挤压或拉伸时产生与发动机的振动方向相反的弹性力，起到减震的作用。
电控阻尼装置202位于发动机的支架21和车架22之间，电控阻尼装置202的底座与车架22固定连接，电控阻尼装置202与控制器电连接，用于在控制器的控制下输出或者停止输出用于提高动力总成悬置***的模态频率并减小发动机的振动的阻尼力。
与图1所示的动力总成悬置***不同的是，图2所示的动力总成悬置***中的电控阻尼装置202可设置在橡胶悬置201的外部，即电控阻尼装置202外置于橡胶悬置201。
表1示意性示出了根据本发明实施例的动力总成悬置***的各种发动机状态时的控制策略。图3示意性示出了根据本发明实施例的减振方法的流程示意图。下面结合表1和图3对本发明实施例提供的动力总成悬置***和减振方法进行综合说明。
表1
Figure BDA0002372453730000051
如表1和图3所示，在本发明实施例中，控制器用于监测发动机的启动过程和熄火过程，在发动机的启动过程和熄火过程中，控制电控阻尼装置输出阻尼力，使得在发动机的启动过程或熄火过程中的动力总成悬置***的模态频率大于发动机激励频率的最大值，从而避免共振。
为了便于理解，下面对于本发明实施例涉及的动力总成悬置***的模态频率、发动机激励频率以及实现避免共振的原理进行说明。
动力总成悬置***的模态频率：也可以称作动力总成悬置***的固有频率，是动力总成悬置***的固有属性。动力总成悬置***的模态频率的数值高低主要取决于重量件(动力总成质量)和弹性件动刚度(橡胶、阻尼都会影响动刚度)。
发动机激励频率：发动机每旋转一圈缸内部惯性件会产生一次激励、点火也产生一次激励，所以发动机激励源头有点火冲击和惯性件运动，但发动机激励频率与转速有关，转速越高激励频率越高。
点火、熄火过程避频机理：传统动力总成悬置***只有橡胶提供动刚度，***模态频率低于发动机激励频率的最大值，其中，发动机激励频率的最大值也可称为怠速发动机激励频率。在发动机启、停过程中，随着发动机转速的改变，例如在发动机的启动(点火)过程中发动机激励频率会从发动机激励频率的最小值升至发动机激励频率的最大值，或者，在发动机的熄火过程中发动机激励频率会从发动机激励频率的最大值降至发动机激励频率的最小值，而传统动力总成悬置***的模态频率是处于发动机激励频率的最小值和最大值之间的一个数值，因而发动机激励频率的升高和降低过程中会出现发动机激励频率等于动力总成悬置***的模态频率的时刻，此时会引起共振。相比之下，本发明实施例添加电控阻尼装置后，电控阻尼装置和橡胶悬置共同提供动刚度，***的模态频率会提升至发动机激励频率的最大值以上，实现启停过程的避频。
图4示意性示出了现有的动力总成悬置***的振动幅值、本发明实施例的动力总成悬置***的振动幅值随发动机转速的变化曲线。对于现有的动力总成悬置***而言，在发动机的启动过程和熄火过程中，随着发动机转速的提升，发动机激励频率会由最初的小于动力总成悬置***的模态频率逐渐变为大于动力总成悬置***的模态频率。在从小于动力总成悬置***的模态频率到大于动力总成悬置***的模态频率的过程中，会出现发动机激励频率等于现有的动力总成悬置***的模态频率的时刻，在这个时刻会产生共振，产生较大抖动。如图4所示，在发动机的启动过程和熄火过程中，现有的动力总成悬置***由于共振，其振动幅值的曲线会出现骤升，这种现象说明现有的动力总成悬置***产生了较大抖动。
为了避免共振的情况发生，本发明实施例优选开启电控阻尼装置，使得电控阻尼装置输出阻尼力。在阻尼力与橡胶悬置的共同作用下，提高动力总成悬置***的弹性件动刚度，进而提高动力总成悬置***的模态频率，使得在发动机的启动过程和熄火过程中，动力总成悬置***的模态频率大于发动机激励频率的最大值，从而避免了出现发动机激励频率等于动力总成悬置***的模态频率的情况，避免了共振。如图4所示，在发动机的启动过程和熄火过程中，本发明实施例的动力总成悬置***的振动幅值小且较为平缓，未出现骤升，说明本发明实施例的动力总成悬置***能够避免启动过程和熄火过程中的共振。
返回表1和图3，为了兼顾隔振效果与承载能力，本发明实施例优选设置有可供司机选择的“第一模式”和“第二模式”。具体地，例如在车辆内部(例如驾驶室)设置有“第一模式”和“第二模式”的控制开关，由司机通过点触或其他方式选择执行“第一模式”或“第二模式”。
为了便于理解，第一模式称为可靠性模式，也可简称为可靠模式。第二模式称为舒适性模式，也可简称为舒适模式。
图5示意性示出了根据本发明实施例的动力总成悬置***的工作过程。如图5所示，具体地，例如车辆处于定置状态或者处于在良好路面行驶的状态时，司机选择执行第二模式(舒适性模式)。此时，控制器接收执行第二模式的指令，当接收到执行第二模式的指令时，判断电控阻尼装置是否正在输出阻尼力，当判断出电控阻尼装置正在输出阻尼力时，控制电控阻尼装置停止输出阻尼力。
可理解为，控制器在接收到执行第二模式的指令时，首先判断电控阻尼装置是否处于开启状态，如果电控阻尼装置处于开启状态，则关闭电控阻尼装置；如果电控阻尼装置不处于开启状态，即处于关闭状态，则不作处理。
在第二模式的情况下，只有橡胶悬置起作用，电控阻尼装置不输出阻尼力。也可理解为，在第二模式的情况下，电控阻尼装置不与发动机的支架接触，从而发动机产生的振动不会随电控阻尼装置传递给车架。由于橡胶悬置比较软，刚度小，可避免发动机的支架与车架支架处于刚性连接，从而使得发动机的振动很小程度的传递给车架，使得车架受发动机的影响较小，提高隔振效果，提高位于车辆中的人员的乘坐舒适度。
例如车辆处于在颠簸路面行驶的状态时，司机选择执行第一模式(可靠性模式)。此时，控制器接收接收执行第一模式的指令，当接收到执行第一模式的指令时，控制电控阻尼装置输出阻尼力。
在第一模式的情况下，电控阻尼装置和橡胶悬置共同起作用，电控阻尼装置输出阻尼力，橡胶悬置输出弹性力，从而避免车辆在颠簸路段时，因橡胶悬置刚度小造成的碰撞限位现象的发生。
作为优选，控制器优选为引擎控制模块ECM，电控阻尼装置优选为电控可调阻尼器。当然，控制器和电控阻尼装置也可选用其他可实现对应功能的器件，本发明不限于此。
以ECM和电控可调阻尼器为例，下面对于如何控制电控阻尼装置输出阻尼力和如何控制电控阻尼装置停止输出阻尼力进行说明。
具体地，通过ECM向电控可调节阻尼器下发指令，控制电控可调节阻尼器的内部阻尼阀孔的开度。当阻尼阀孔全开时阻尼器不输出无阻尼力，动力总成悬置***只有橡胶弹性力起作用；当阻尼阀孔关小时阻尼器输出阻尼力，动力总成悬置***阻尼力和弹性力同步起作用。
可理解为，当ECM向电控可调节阻尼器下发开启指令时，电控可调节阻尼器的阻尼阀孔关小，阻尼阀孔减缓电控阻尼装置的导杆的伸缩运动；当ECM向电控可调节阻尼器下发关闭指令时，电控可调节阻尼器的阻尼阀孔处于全开状态，阻尼阀孔不限制电控阻尼装置的导杆的伸缩运动。
作为优选，在发动机的启动过程和熄火过程中，由控制器自动控制电控可调节阻尼器的开度，此时不可通过“第一模式”和“第二模式”的控制开关进行手动调节。
相应地，本发明实施例提供了一种车辆，该车辆包括上述的动力总成悬置***。
综上所述，本发明实施例提供了一种动力总成悬置***、减振方法及车辆，通过控制电控阻尼装置施加阻尼力，使得在发动机的启动过程或熄火过程中的动力总成悬置***的模态频率大于发动机激励频率的最大值，从而避免了启动过程和熄火过程中的共振，降低了发动机在启动过程或熄火过程中的抖动。
进一步地，本发明实施例通过不同的控制模式来控制电控阻尼装置是否施加阻尼力，实现了兼顾隔振效果与承载能力。
具体地，在第一模式的情况下，电控阻尼装置和橡胶悬置共同起作用，电控阻尼装置输出阻尼力，橡胶悬置输出弹性力，从而避免车辆在颠簸路段时，因橡胶悬置刚度小造成的碰撞限位现象的发生。
具体地，在第二模式的情况下，只有橡胶悬置起作用，电控阻尼装置不输出阻尼力。由于橡胶悬置比较软，刚度小，可避免发动机的支架与车架支架发生刚性连接，从而使得发动机的振动很小程度的传递给车架，使得车架受发动机的影响较小，提高隔振效果，提高位于车辆中的人员的乘坐舒适度。
本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种动力总成悬置***，其特征在于，其应用于车辆，包括控制器、以及均设置在所述车辆的发动机的支架和所述车辆的车架之间的橡胶悬置和电控阻尼装置，其中：
所述控制器与所述电控阻尼装置连接，用于控制所述电控阻尼装置输出或者停止输出用于提高所述动力总成悬置***的模态频率并减小所述发动机的振动的阻尼力。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述控制器具体用于：
监测所述发动机的启动过程和熄火过程；
在所述启动过程和所述熄火过程中，控制所述电控阻尼装置输出所述阻尼力，以使得所述动力总成悬置***的模态频率大于发动机激励频率的最大值。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述控制器具体用于：
接收执行第一模式的指令；
当接收到执行第一模式的指令时，控制所述电控阻尼装置输出所述阻尼力。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述控制器具体用于：
接收执行第二模式的指令；
当接收到执行第二模式的指令时，判断所述电控阻尼装置是否正在输出所述阻尼力，
当判断出所述电控阻尼装置正在输出所述阻尼力时，控制所述电控阻尼装置停止输出所述阻尼力。
5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述电控阻尼装置包括电控可调阻尼器，所述控制器包括引擎控制模块。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，控制所述电控阻尼装置输出所述阻尼力，包括：
控制所述电控阻尼装置的阻尼阀孔的开度，使得所述阻尼阀孔能够减缓所述电控阻尼装置的导杆的伸缩运动。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，控制所述电控阻尼装置停止输出所述阻尼力，包括：
控制所述阻尼阀孔处于全开状态，使得所述阻尼阀孔不限制所述电控阻尼装置的导杆的伸缩运动。
8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述电控阻尼装置被设置在所述橡胶悬置的内部或外部。
9.一种减振方法，其特征在于，其应用于车辆，包括：
在所述车辆的发动机的支架和所述车辆的车架之间设置橡胶悬置和电控阻尼装置；
判断是否满足第一预设条件，当判断出满足所述第一预设条件时，控制所述电控阻尼装置输出用于提高所述动力总成悬置***的模态频率并减小所述发动机的振动的阻尼力；以及
判断是否满足第二预设条件，当判断出满足所述第二预设条件时，控制所述电控阻尼装置停止输出用于提高所述动力总成悬置***的模态频率并减小所述发动机的振动的阻尼力。
10.一种车辆，包括如权利要求1至8中任一项所述的动力总成悬置***。
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