JP6530750B2 - デカップラの位置、および切り替え可能なマウント性能を制御するための誘導感知の使用 - Google Patents

Description

[0001]本出願は、２０１３年１１月１５日出願の米国仮特許出願第６１／９０４，９９８号の優先的利益を主張するものである。

[0002]マウント性能は、デカップラ下にトラップされた空気の量によって大きく影響される。デカップラの位置およびマウントの状態切り替えの相対的タイミングを決定することは、マウントの性能特性と共に、この性能の反復性および一貫性を向上させる。より詳細には、エンジンマウントの重要な性能測定基準の１つは、位相または周波数のオフセットである。位相の量は、デカップラ、すなわちマウント内の流体チャンバと空気チャンバとの間のゴム障壁の下にトラップされた空気の量によって影響される。第１の状態（状態１）におけるカップラ下の空気は、大気に排気される。第２の状態（状態２）では、排出ポートが閉じられまたはブロックされているので、空気は、デカップラ下にトラップされる。

[0003]従来の用途では、デカップラ下の空気は、真空システムを介して排出される。しかし、一部の用途では、真空はもはや存在しない。空気は、排出ポートが電動アクチュエータによって閉じられまたは塞がれたとき、カップラの下方にトラップされる。

[0004]ピーク位相の理想的なシナリオは、デカップラが最も低い位置にある（すなわち、慣性トラックの下側ケージに向かって、下向き方向の最大動程まで付勢される）状態であることが決定されている。デカップラ位置の検出は、したがって、マウント性能を最適化するために望ましいものである。

[0005]数多くの技術が、「位置感知」に利用可能であるが、切り替え可能なマウント設計のたとえば、機能的要求事項、近い距離、封止されたチャンバ、および／または過酷な環境が、これらの技術を、車両の用途において使用するには望ましくない、または困難なものにしている。また、デカップラがすばやく、すなわち通常、低振幅および高周波で移動することに留意することも重要である。ここでも位置感知技術は、そのような移動を検出することができなければならない。

[0006]たとえば、超音波感知は、高周波の音波を使用し、音響変換器の正面の中実パネルと共に作用することができる。超音波感知技術は、標的が固定状態である、またはゆっくりと移動する場合に受け入れ可能になり得るが、デカップラ環境は、すばやく移動しており、その結果、デカップラの感知された位置の信号／表示は良好なものではない。

[0007]赤外線（ＩＲ）感知は、チャンバ間に光学的に透明な窓を必要とし、通常、極めて近距離は検出することはできない。その結果、赤外線感知は、通常、この環境においてデカップラ位置を感知することへの助けとはならない。

[0008]静電容量感知は、標的がゴムであるとき、プラスチック壁および／または流体環境による感知をうまく作用させることはできない。マウント環境における流体の量は、静電容量感知を実行可能なオプションとするには十分ではない。

[0009]無線周波感知（ＲＦ）は、特定の環境において有用にするには距離が非常に近いことを必要とする。
[0010]振動遮断マウントまたはエンジンマウントの重要な性能測定基準の１つは、位相（周波数オフセット）である。この特有の用途では、位相の量は、デカップラ（流体チャンバと空気チャンバとの間のゴム障壁）下でトラップされた空気の量によって影響される。第１の状態または状態１におけるデカップラ下の空気は、大気に排気される。第２の状態または状態２では、排出ポートは、ブロックされて、空気をデカップラ下にトラップする。

[0011]従来の用途では、デカップラ下の空気は、真空システムを介して排出される。この特有の用途では、真空はもはや存在せず、排出ポートを電動アクチュエータが塞ぐことによって空気がトラップされる。

[0012]したがって、たとえば、エンジンマウント内のデカップラ下にトラップされた空気に対処することが必要であり、デカップラの状態を確認する、正確で依存可能なまたは信頼性の高い感知構成を提供することが必要である。

[0013]本開示による、エンジンマウント内に使用される排気孔の開閉をもたらすためにデカップラの誘導感知組立体を使用する、エンジンマウントまたは振動遮断マウントの断面図（拡大断面図）である。 [0014]図１の一部分の拡大図である。 [0015]デカップラ位置に対する、固定されたデカップラ下にトラップされた空気による周波数および位相のグラフである。 [0016]デカップラの異なる位置を示す図である。 デカップラの異なる位置を示す図である。 デカップラの異なる位置を示す図である。 [0017]誘導センサ組立体の一部分の平面図である。 [0018]誘導センサ組立体の拡大図である。 誘導センサ組立体の拡大図である。

[0019]各図は、切り替え可能なハイドロマウントデカップラの位置を検出する新規の構造および方法を示す。この構成は、有利には、デカップラおよび誘導センサからの信号を使用して、デカップラが下側デカップラケージに向かって下がっている（すなわち、デカップラが圧縮することができる空気が、デカップラの下には存在しない）ときを決定し、次いで、その情報または信号を使用してソレノイド（アクチュエータ）を起動させてポートを塞ぎ、それによってマウント剛性、位相および減衰を最大限にする。

[0020]これが可能ではない場合、剛性、減衰および位相は、従来の構成のように、ソレノイドアクチュエータが閉じたとき、デカップラがどの位置に存在するかに応じて変動し得る。デカップラが上がっている場合、ソレノイドが閉じたときにデカップラの下側にトラップされた空気がマウント性能を低下させる。

[0021]切り替え可能な振動遮断マウントまたはエンジンマウントにおける誘導感知は、ゴムデカップラの位置を決定するために利用される。誘導感知によってデカップラが最適な位置にあることが検出されたとき、マウントは、動作状態（空気移送通路のブロッキング）に切り替えられ、それによってマウント性能を変更して特定の振動挙動を遮断／減衰し、乗車の乗り心地全般を改良する。

[0022]マウント性能は、デカップラ下にトラップされた空気の量によって大きく影響される。デカップラの位置およびマウントの状態切り替えの相対的タイミングを決定することは、マウントの性能特性と共にこの性能の反復性／一貫性も向上させる。

[0023]誘導センサは、さまざまな金属を検出することができ、誘導センサの能力は、（振動遮断組立体／エンジンマウント環境に共通する）ゴムを通して金属を検出することである。これまでの試験は、ピーク位相の最適なシナリオが、デカップラが最も低い位置にある（慣性トラックの下側ケージに向かって、下向き方向の最大動程まで付勢される）状態であることを実証している。

[0024]デカップラ位置の検出は、したがって、マウント性能を最適化するための要求事項である。（可撓性である金属シートなどの金属挿入体、デカップラの中心に金属が露出される外側被覆された組立体、および／またはデカップラのゴム化合物内の金属粒子の注入などによる）わずかに金属製のデカップラと共に誘導センサ組立体を使用することにより、マウントの状態を切り替えるときのデカップラの位置的一貫性がもたらされる。位置検出無しでは、状態切り替え時のデカップラの場所は、予測または保証することはできず、エンジンマウントの性能特性は、上記で説明された空気トラップ問題によって低下する可能性がある。

[0025]誘導感知により、金属物体（この場合、金属特性を有するゴムデカップラ）が誘導コイルセンサに近づくとき、インダクタンスの測定値が生成され、デジタル読取り値に変換される（たとえば、より高い値は、金属物体が非常に近くにあることを示す）。マウントにおけるこの技術の適用は、位置的正確性および反復性をもたらして所望のマウント性能を保証する。

[0026]例示的な実施形態では、金属化合物または金属挿入体のゴムデカップラ内への組み込みと共に、誘導感知コイルが、エンジンマウントの下側プラスチック筺体（慣性トラック組立体ケージ）内に組み込まれることが好ましい。好ましくは、誘導センサは、振動遮断マウントの内側にある。その結果、構成要素の位置決めの正確性および反復性を通して、状態切り替え中の振動遮断マウントの性能の最適化が達成され得る。

[0027]図１は、主ゴム要素または柔軟部材１０４とも称される、第１のまたはエラストマー構成要素を受け入れるように寸法設定されたリストリクタまたは外部筺体１０２を含むマウント組立体１００を示す。主ゴム要素１０４は、円錐台の全体形状を有し、弾性ゴムなどのエラストマー材料から作製される。締結具１０６が、金属支承部材１０８から外方向に延び、金属支承部材１０８は、第１のエラストマー部材１０４内に少なくとも部分的に封入される。図１に最もよく示されるように、ゴム要素１０４の下側部分は、金属補強材１１０などの補強材を含み、この補強材は、通常、ゴム要素内に成形されて剛性および支持を所望の場所に付加する。

[0028]ゴム要素１０４は、締結具１０６がリストリクタの中央開口部１１２を通って延びるようにリストリクタ筺体１０２内に受容される。リストリクタ１０２の内部ショルダ１１４は、主ゴム要素１０４の下側部分に当接するように係合する。さらに、主ゴム要素１０４の下側部分は、第１のまたは上側の流体チャンバ１１６の表面を画定するために中空にされる。分割壁または慣性トラック組立体１３０は、外周領域に沿って、主ゴム要素１０４の下側の表面を封止する。このようにして、第１の流体チャンバ１１６は、主ゴム要素１０４と慣性トラック１３０の間に形成された空洞によって画定される。慣性トラックは、第１のチャンバに面する第１のまたは上側の表面１３２と、外周に沿って慣性トラック組立体１３０を封止する、好ましくは可撓性ゴム材料から形成された変位可能な壁またはダイアフラム１３６と共働する、第２のまたは下側の表面１３４とを有する。このようにして、慣性トラック組立体１３０、すなわちその下側の表面１３４およびダイアフラム１３６は、第２のまたは下側の流体チャンバ１３８を画定する。

[0029]マウントのこの部分の構造および作動は、当業者にはよく知られており、それゆえ、さらなる説明は、本開示の十分かつ完璧な理解には必要ではない。切り替え可能なハイドロエンジンマウントの基本的な技術は、ここ数年、当業界で知られている。当技術分野においてよく知られているように、切り替え機構は、マウント１００が２つの状態、すなわち通常は流体効果の減衰を伴う一方の状態と、流体効果の減衰が無いまたは低下する他方の状態との間で切り替わることを可能にする。ポートを開閉することによる流体減衰状態から非流体減衰状態への油圧マウント１００の物理的切り替えはよく知られており、それにより、マウントの従来の部分およびそれらの作動のさらなる説明は、簡単のために省略される。

[0030]デカップラ１５０は、一般的には、慣性トラック組立体のケージ１５２と称されるものの中に受容される。より詳細には、デカップラ１５０は、ケージ１５２の第１のまたは上側の部分１５４と、（しばしばプラスチック構造体である）ケージの第２のまたは下側の部分１５６との間に受容される。デカップラ１５０は、通常、ゴム構造体であるが、本開示の目的のために、可撓性金属シートなどの金属挿入体、またはデカップラを（少なくとも部分的に）形成するゴム化合物内への金属粒子の注入の少なくとも１つを組み込む。空気チャンバ１６０が、デカップラ１５０の下方に形成される。電動アクチュエータ１７０は、デカップラ１５０の下方の大気と排気孔通路１８２を連通させる主空気排気孔１８０と選択的に係合する、またはこれを選択的に封止する、シーリング先端部またはプランジャ１７２を有する（図２）。

[0031]図３は、デカップラ１５０の位置に対して、固定されたデカップラの下方に空気がトラップされることによって空気が位相に与える影響を示す。例として、４つのグラフ、すなわち、デカップラを真空にした場合を示すベースラインに対して、（図３のグラフ＃３および図４に示されるような）中立位置のデカップラ１５０、（図３のグラフ＃２および図５に示されるような）上昇位置、および（図３のグラフ＃４および図６に示されるような）下向き方向のデカップラ位置が図３に示される。図５のデカップラ上昇位置では、空気は、デカップラ１５０が上方に移動するにつれて外部環境から排気孔通路１８２を介して吸引される。図６のデカップラが下がった図では、空気は、デカップラ１５０の下方のチャンバから押し出され、側部の排気孔通路１８２を介して排出される。

[0032]引き続き図１〜６を参照し、さらに図７〜９を参照して、誘導センサ組立体２００が示され、より詳細に説明される。具体的には、上記で留意されたように、デカップラ１５０は、デカップラを形成するためのゴム化合物に注入する金属粒子、またはわずかに金属製のデカップラを作り出すための可撓性の金属シートなどの金属挿入体の少なくとも１つを含む。導電コイル２０２は、デカップラが近づくとき、金属物体、すなわち金属特性を備えたゴムデカップラを感知する。インダクタンスの測定値が、コイル２０２によって生成され、誘導センサ／マイクロコントローラ相互接続２０４を介してマイクロコントローラ２０６に送られ、デジタル読取り値に変換される。マイクロコントローラ２０６はまた、アクチュエータ／マイクロコントローラ相互接続２０８を介してアクチュエータ１７０と通信し、外部からの電力が、外部コネクタ２１０を介して供給される（図９）。このようにして、誘導感知は、デカップラが導電性コイルセンサに近づくときにデカップラを検出するために使用される。インダクタンスの測定値が生成され、この技術は、マウントにおいて所望のマウント性能を改良する位置的正確性および反復性をもたらすために有利に利用できる。デカップラ位置に応答してマウントの状態を切り替えるときのデカップラの位置の一貫性は、この構成によって正確に予測されまたは達成され得る。マウントの全体的な性能特性は、デカップラの位置およびマウントの状態切り替えの相対的タイミングを判定する能力と共に、この性能の反復性／一貫性により改善される。

[0033]本明細書は、例を使用して、最良の形態を含んで本開示を説明し、また、当業者が本開示を作成し使用することを可能にする。本開示の特許性を有する範囲は、本明細書によって定義され、当業者に想定される他の例を含みうる。そのような他の例は、これらが、本開示の文言上の説明と異ならない構造的要素を有する場合、またはこれらが本開示の文言上の説明と実質的ではない相違しか有さない等価的な構造的要素を有する場合、本開示の範囲内にあるように意図される。また、本明細書において開示する各々の特定の実施形態の各々の特徴は、その特定の実施形態に必須であると考えられるべきではなく、１つの実施形態に開示された特徴は、別の実施形態に付加される、または代用され得る。
以上説明したように、本発明は以下の形態を有する。
［形態１］
振動遮断用またはエンジン用のマウント組立体であって、
細長い第１の経路、およびより短い第２の経路を通じて選択的に連通される第１および第２の流体チャンバを有する筺体と、
前記筺体内に受容されたデカップラと、
前記デカップラの位置を感知する誘導センサ組立体とを備える、マウント組立体。
［形態２］
前記デカップラが、少なくとも部分的に金属で形成され、部分的に可撓性ゴムで形成される、形態１に記載のマウント組立体。
［形態３］
前記誘導センサ組立体が、前記デカップラに隣接してマウントされたコイルを含む、形態１に記載のマウント組立体。
［形態４］
前記コイルが、慣性トラック組立体内に、前記デカップラに隣接してマウントされる、形態３に記載のマウント組立体。
［形態５］
前記誘導センサ組立体が、前記デカップラを感知するコイルを含み、コントローラ、および前記デカップラと連通する排気孔通路を選択的に開閉するアクチュエータと通信する、形態１に記載のマウント組立体。
［形態６］
前記誘導センサ組立体が、前記マイクロコントローラと通信するコネクタを介して関連する外部源から電力を受け取る、形態５に記載のマウント組立体。
［形態７］
前記デカップラが、少なくとも部分的に金属で形成され、部分的に可撓性ゴムで形成される、形態５に記載のマウント組立体。
［形態８］
前記デカップラが、前記ゴム内に含まれた金属粒子を含む、形態７に記載のマウント組立体。
［形態９］
前記デカップラが、金属挿入体を含む、形態７に記載のマウント組立体。
［形態１０］
前記誘導センサ組立体が、慣性トラック組立体のケージ表面上に前記デカップラに隣接してマウントされたコイルを含む、形態１に記載のマウント組立体。
［形態１１］
前記コイルが、前記ケージ表面上に、前記デカップラの下方に連通する空気排気孔を取り囲んで位置する、形態１０に記載のマウント組立体。
［形態１２］
マウント組立体内のデカップラの位置を検出する方法であって、
前記マウント組立体内に受容されたデカップラを提供するステップと、
前記デカップラの下方の空気排気孔に対する前記デカップラの位置を誘導的に感知するステップとを含む、方法。
［形態１３］
前記感知するステップが、コイルを前記デカップラに隣接して配置するステップを含む、形態１２に記載の方法。
［形態１４］
前記感知するステップが、少なくとも部分的に金属で前記デカップラを形成するステップを含む、形態１２に記載の方法。
［形態１５］
前記金属で形成するステップが、前記デカップラのゴム内に金属粒子を組み込むステップを含む、形態１４に記載の方法。
［形態１６］
前記金属で形成するステップが、前記デカップラに金属挿入体を組み込むステップを含む、形態１４に記載の方法。
［形態１７］
前記デカップラの前記感知された位置に基づいて、前記デカップラの下方の空気排気孔を制御するアクチュエータと通信するステップをさらに含む、形態１２に記載の方法。

Claims (15)

1. 振動遮断用またはエンジン用のマウント組立体であって、
   細長い第１の経路、およびより短い第２の経路を通じて選択的に連通される第１および第２の流体チャンバを有する筺体と、
   前記筺体内に受容されたデカップラと、
   前記デカップラの位置を感知する誘導センサ組立体とを備え、
   前記デカップラが、少なくとも部分的に金属で形成され、部分的に可撓性ゴムで形成される、マウント組立体。
2. 前記誘導センサ組立体が、前記デカップラに隣接してマウントされたコイルを含む、請求項１に記載のマウント組立体。
3. 前記コイルが、慣性トラック組立体内に、前記デカップラに隣接してマウントされる、請求項２に記載のマウント組立体。
4. 前記誘導センサ組立体が、前記デカップラを感知するコイルを含み、コントローラ、および前記デカップラと連通する排気孔通路を選択的に開閉するアクチュエータと通信する、請求項１に記載のマウント組立体。
5. 前記誘導センサ組立体が、前記コントローラと通信するコネクタを介して関連する外部源から電力を受け取る、請求項４に記載のマウント組立体。
6. 前記デカップラが、少なくとも部分的に金属で形成され、部分的に可撓性ゴムで形成される、請求項４に記載のマウント組立体。
7. 前記デカップラが、前記ゴム内に含まれた金属粒子を含む、請求項６に記載のマウント組立体。
8. 前記デカップラが、金属挿入体を含む、請求項６に記載のマウント組立体。
9. 前記誘導センサ組立体が、慣性トラック組立体のケージ表面上に前記デカップラに隣接してマウントされたコイルを含む、請求項１に記載のマウント組立体。
10. 前記コイルが、前記ケージ表面上に、前記デカップラの下方に連通する空気排気孔を取り囲んで位置する、請求項９に記載のマウント組立体。
11. マウント組立体内のデカップラの位置を検出する方法であって、
    前記マウント組立体内に受容されたデカップラを提供するステップと、
    前記デカップラの下方の空気排気孔に対する前記デカップラの位置を誘導的に感知するステップとを含み、
    前記感知するステップが、少なくとも部分的に金属で、部分的に可撓性ゴムで前記デカップラを形成するステップを含む、
    む、方法。
12. 前記感知するステップが、コイルを前記デカップラに隣接して配置するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記金属で形成するステップが、前記デカップラの前記ゴム内に金属粒子を組み込むステップを含む、請求項１１に記載の方法。
14. 前記金属で形成するステップが、前記デカップラに金属挿入体を組み込むステップを含む、請求項１１に記載の方法。
15. 前記デカップラの前記感知された位置に基づいて、前記デカップラの下方の空気排気孔を制御するアクチュエータと通信するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。