敞篷車輛的振動抑制的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及敞篷車輛的振動抑制。具體地，提供了用于衰減敞篷車輛的橫梁中的振動的方法和設備。所述設備包括：被配置為耦接到敞篷車輛的橫梁的流體阻尼器；和加速度計，所述加速度計用于感測橫梁中的振動，并提供信號以調節(jié)流體阻尼器，從而衰減振動。還提供了一種方法，所述方法包括：接收指示了敞篷車輛的橫梁中的振動的信號；以及，響應于該信號調節(jié)耦接到橫梁的流體阻尼器，由此衰減振動。
【專利說明】敞篷車輛的振動抑制
【技術領域】
[0001]【技術領域】總的涉及振動抑制，更具體地，涉及用于控制/調節(jié)敞篷車輛中的電控阻尼系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002]敞篷機動車輛具有可以從關閉位置手動地或自動地轉變到打開位置(反之亦然)的車頂。例如，一些敞篷車輛裝配有由柔性材料構成的可折疊車頂(或“軟蓬”)，當車頂位于打開位置時該可折疊車頂折疊到存儲區(qū)域中。其它敞篷車輛具有若干車頂段(或“可伸縮硬蓬”)，其中，在打開位置中這些車頂段折疊在彼此頂上并且該堆疊的段可以裝在例如后備箱中或后座的后面。
[0003]關于敞篷車輛，已知的是，車輛的驅動動態(tài)特性根據(jù)車頂在其打開位置還是在其關閉位置來改變。驅動動態(tài)特性中存在此可變性的主要原因是被改變的車體彎曲和扭轉剛度以及由車頂?shù)奈恢米兓瘜е碌能囕v質量變動。例如，當車頂打開時，支撐敞篷車輛的擋風玻璃的前橫梁不再被收縮的車頂支撐。在此情形中，車輛懸架系統(tǒng)和路況之間的相互作用會導致使得操作者反感的車輛前橫梁的橫向振動(或搖晃)。
[0004]常規(guī)上，被動減震器已經(jīng)被附接到橫梁，以試圖衰減(吸收)不期望的振動。然而，橫向搖晃是非線性響應，其限制了被動減震器的有效性，這是因為被動減震器針對選定駕駛狀況被調整到預定質量。
[0005]因此，期望提供用于敞篷車輛的振動衰減系統(tǒng)，其在衰減橫梁的橫向振動方面有效。此外，期望使這種系統(tǒng)是閉環(huán)的，從而響應于橫向搖晃的非線性性質。此外，結合附圖及前述【技術領域】和【背景技術】，本發(fā)明的其它期望特征和特點將在隨后的詳細描述和所附權利要求中變得顯而易見。

【發(fā)明內容】

[0006]提供了用于衰減敞篷車輛的橫梁中的振動的設備。在一個實施例中，該設備包括:流體阻尼器，其被配置為耦接到敞篷車輛的橫梁；以及加速度計，其用于感測該橫梁中的振動并且提供信號以調節(jié)該流體阻尼器，由此衰減振動。
[0007]提供了用于衰減敞篷車輛的橫梁中的振動的方法。在一個實施例中，該方法包括:接收指示了敞篷車輛的橫梁中的振動的信號；以及，響應于該信號調節(jié)被耦接到該橫梁的流體阻尼器，由此衰減振動。
[0008]本發(fā)明還提供了下述方案:
1.一種方法，所述方法包括:
接收指示了敞篷車輛的橫梁中的振動的信號；以及
響應于所述信號調節(jié)耦接到所述橫梁的流體阻尼器，由此衰減所述振動。
[0009]2.根據(jù)方案I所述的方法，進一步包括經(jīng)由加速度計來感測所述振動，所述加速度計提供了所述信號。[0010]3.根據(jù)方案I所述的方法，進一步包括從控制模塊來提供所述信號，以調節(jié)所述流體阻尼器。
[0011]4.根據(jù)方案3所述的方法，進一步包括:確定所述敞篷車輛的速度，并且基于所述敞篷車輛的速度從所述控制模塊來提供所述信號。
[0012]5.根據(jù)方案3所述的方法，進一步包括:確定所述敞篷車輛的發(fā)動機的發(fā)動機轉數(shù)，并且基于所述發(fā)動機轉數(shù)從所述控制模塊來提供所述信號。
[0013]6.根據(jù)方案I所述的方法，其中，調節(jié)所述流體阻尼器包括改變施加到所述流體阻尼器內的磁流變流體的電磁場。
[0014]7.根據(jù)方案I所述的方法，其中，調節(jié)所述流體阻尼器包括經(jīng)由伺服致動值來改變所述流體阻尼器內的液壓流體。
[0015]8.根據(jù)方案I所述的方法，其中，調節(jié)所述流體阻尼器會衰減所述敞篷車輛的橫梁中的在11赫茲至22赫茲范圍內的橫向振動。
[0016]9.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
流體阻尼器，所述流體阻尼器被配置為耦接到敞篷車輛的橫梁；以及加速度計，所述加速度計用于感測所述橫梁中的振動，并且提供信號以調節(jié)所述流體阻尼器，由此衰減所述振動。
[0017]10.根據(jù)方案9所述的系統(tǒng)，其中，所述流體阻尼器包括磁流變流體阻尼器。
[0018]11.根據(jù)方案10所述的系統(tǒng)，其中，所述磁流變流體阻尼器進一步包括:
被配置為基礎調整元件的質量；
磁流變流體；
在所述質量和所述磁流變流體之間的隔板；以及
電磁場源，所述電磁場源響應于所述信號向所述磁流變流體提供變化的電磁場。
[0019]12.根據(jù)方案11所述的系統(tǒng)，其中，所述質量在0.5千克至1.0千克的范圍內。
[0020]13.根據(jù)方案11所述的系統(tǒng)，其中，所述磁流變流體包括大約百分之二十的鐵。
[0021]14.根據(jù)方案11所述的系統(tǒng)，其中，所述流體阻尼器包括伺服控制的水解流體阻尼器。
[0022]15.一種敞篷車輛，所述敞篷車輛包括:
發(fā)動機；
橫梁，所述橫梁耦接到所述敞篷車輛的車體；
傳感器，所述傳感器用于提供指示了所述橫梁中的振動的信號；以及流體阻尼器，所述流體阻尼器耦接到所述橫梁，所述流體阻尼器能夠響應于所述信號而被調節(jié)，由此衰減所述振動。
[0023]16.根據(jù)方案15所述的敞篷車輛，其中，所述傳感器包括用于感測在所述橫梁中的在11赫茲至22赫茲范圍內的橫向振動的加速度計。
[0024]17.根據(jù)方案15所述的敞篷車輛，其中，所述流體阻尼器包括伺服控制的水解流體阻尼器。
[0025]18.根據(jù)方案15所述的敞篷車輛，其中，所述流體阻尼器包括磁流變流體阻尼器。
[0026]19.根據(jù)方案15所述的敞篷車輛，其中，所述敞篷車輛包括耦接到所述發(fā)動機的控制模塊，并且其中，所述控制模塊被配置為確定所述敞篷車輛的速度，并且基于所述敞篷車輛的速度提供另一信號來調節(jié)所述流體阻尼器。
[0027]20.根據(jù)方案15所述的敞篷車輛，其中，所述敞篷車輛包括耦接到所述發(fā)動機的控制模塊，并且其中，所述控制模塊被配置為確定所述發(fā)動機的發(fā)動機轉數(shù)，并且基于所述發(fā)動機轉數(shù)提供另一信號來調節(jié)所述流體阻尼器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]下文將結合以下附圖來描述示例性實施例，其中，相似的附圖標記表示相似的元件，并且附圖中:
圖1是根據(jù)一個實施例的敞篷車輛的俯視圖；
圖2是根據(jù)第一實施例的圖1的流體阻尼器的剖視圖；
圖3是根據(jù)另一實施例的圖1的流體阻尼器的剖視圖；以及 圖4是圖示根據(jù)一個實施例的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]以下詳細描述在本質上僅是示例性的，并非意在限制應用和用途。此外，本發(fā)明無意受出現(xiàn)在以上【技術領域】、【背景技術】、
【發(fā)明內容】
或以下詳細描述中的任何明確或暗示的理論的約束。
[0030]在此文件中，關系術語(諸如第一和第二等等)可以僅用于將一個實體或動作與另一個實體或動作區(qū)分開，而不一定需要或暗示這類實體或動作之間存在任何實際的這種關系或順序。序數(shù)(諸如“第一”、“第二”、“第三”，等等)僅表示多個中的不同個體，而非暗示任何順序或次序，除非通過聲明式語言明確地限定。
[0031]此外，以下描述涉及元件或特征被“連接”或“耦接”在一起。如在此使用的，“連接”可以指一個元件/特征直接接合到另一元件/特征(或者與另一元件/特征直接相連)，并且不一定機械地接合。同樣地，“耦接”可以指一個元件/特征直接或間接地接合到另一元件/特征(或者與另一元件/特征直接或間接地相連)，并且不一定機械地接合。然而，應該理解，盡管以下在一個實施例中可以將兩個元件描述為“連接”，但是在替代實施例中類似的元件可以“耦接”，反之亦然。因此，盡管本文示出的示意圖描繪了元件的示例性布置，但是在實際的實施例中，可以存在附加的中間元件、裝置、特征或部件。
[0032]最后，為了簡潔起見，本文可能不詳細描述與車輛的電氣或機械部分相關的常規(guī)技術和部件以及系統(tǒng)(和系統(tǒng)的單獨操作部件)的其它功能方面。此外，在本文所包括的各個附圖中示出的連接線意在表示各個元件之間的示例性功能關系和/或物理耦接。應該注意，在本發(fā)明的實施例中可以存在許多替代的或附加的功能關系或物理連接。還應該理解，圖1至3僅是說明性的，并且可以不按比例繪制。
[0033]圖1是根據(jù)示例性實施例的敞篷車輛100的實施例的簡化示意圖。盡管車輛100被圖示為純電動車輛，但是本文描述的技術和理念還可以應用于混合動力電動車輛或采用內燃發(fā)動機的車輛。車輛100可以是兩輪驅動的(2WD)、四輪驅動的(4WD)或全輪驅動的(AffD)0在內燃發(fā)動機或混合動力電動車輛的實施例中，除電動機之外，敞篷車輛100還可以結合有許多不同類型的發(fā)動機中的任何一種或者它們的組合，所述許多不同類型的發(fā)動機舉例來說，比如下述各項:汽油或柴油提供燃料的燃燒發(fā)動機、靈活燃料車輛(FFV)發(fā)動機(即，使用汽油和乙醇的混合物)、氣態(tài)化合物(例如，氫氣和/或天然氣)提供燃料的發(fā)動機。
[0034]敞篷車輛100的所示實施例包括但不限于:耦接到能量存儲系統(tǒng)104的插入式充電端口 102 ;稱接到發(fā)電機108用于為能量存儲系統(tǒng)104充電的控制模塊106 ;以及，耦接到能量存儲系統(tǒng)104用于經(jīng)由電纜114向動力系112提供AC功率的逆變器110。動力系112包括電動機116和變速器118，用于驅動車輪120以推進敞篷車輛100。
[0035]插入式充電端口 102可以被配置為任何合適的充電接口，并且在一個實施例中，包括兼容J1772標準的充電插座，其接收具有兼容插頭(未示出)的充電電纜。能量存儲系統(tǒng)104可以被實現(xiàn)為具有單個電池模塊或可操作地互相連接(例如，串聯(lián)或并聯(lián))的任何數(shù)量的單個電池單元的可再充電電池組，以供應電能。在能量存儲系統(tǒng)104內可以采用各種電池化學成分，例如，鉛酸電池、鋰離子電池、鎳鎘電池、鎳氫電池，等等。
[0036]控制模塊106可以包括任何類型的處理元件或車輛控制器，并且可以裝配有非易失性存儲器、隨機存取存儲器(RAM)、離散和模擬輸入/輸出(I/O)、中央處理單元和/或用于車輛通信網(wǎng)絡內的聯(lián)網(wǎng)的通信接口?？刂颇K106耦接到能量存儲系統(tǒng)104、發(fā)電機108、逆變器110和動力系112，并且根據(jù)所需功率命令、能量存儲系統(tǒng)104的充電狀態(tài)等來控制這些模塊之間的電能流動。
[0037]如上所述，在混合動力電動實施例中，動力系112包括被配置在動力系殼體內的電動機116和變速器118。電動機116包括轉子和定子(未示出)，它們經(jīng)由變速器118被可操作地連接到至少一個車輪120，以將扭矩傳遞到車輪，以便推進車輛100。應該理解，在混合動力實施例中，動力系112可以被實現(xiàn)為串聯(lián)混合動力電動動力系或并聯(lián)混合動力電動動力系。
[0038]如圖1所示，敞篷車輛100被示出為車頂處于打開位置，并且車頂被存儲在儲存區(qū)域122中。前橫梁124形成支撐擋風玻璃128和各種設施(諸如遮陽板等)的框架126的一部分。根據(jù)各個實施例，敞篷車輛100的橫梁124裝配有流體阻尼器130。如下面將更詳細地討論的，流體阻尼器130是動態(tài)可調節(jié)的流體阻尼器，其提供了衰減(吸收)橫梁124中的振動(諸如橫向振動)的電控質量。傳感器可以與流體阻尼器130集成在一起，或者可以耦接到橫梁124，以提供指示了橫梁中存在振動的信號。以此方式，提供閉環(huán)控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)有效的動態(tài)振動抑制。
[0039]圖2是可調節(jié)流體阻尼器130的示例性實施例的剖視圖。所示的實施例包括容納在殼體200中的磁流變阻尼器，殼體200經(jīng)由安裝支架202耦接到橫梁124。容器204通過隔板206被限定在殼體200內。容器204容納磁流變流體208，磁流變流體208具有響應于施加在容器上的電磁場或穿過磁流變流體208的電流而改變其粘度的特性。在一些實施例中，磁流變流體208包含約百分之二十的鐵的流體(例如，按體積分數(shù)計算20% FE )，該流體將響應于電磁場或電流經(jīng)歷粘度的改變。在隔板206上方，通過安裝件212將基礎質量210安裝到殼體200的上部。在非限定性實施例中，基礎質量210具有在0.5千克至1.0千克范圍內的質量。基礎質量210和磁流變流體208 —起提供了對于衰減(吸收)橫梁中的振動(包括在11?22赫茲的示例性范圍內的橫向振動(由雙向箭頭214示出))有效的電可調節(jié)(或可調整)的質量。相比被動減震器，這給予了減小流體阻尼器的總尺寸(或“封裝”)的優(yōu)點。
[0040]根據(jù)各個實施例，通過結合傳感器或加速度計以提供用于調節(jié)流體阻尼器130的信號，為流體阻尼器130提供了閉環(huán)控制系統(tǒng)。在一些實施例中，傳感器216被集成在殼體200內。在一些實施例中，傳感器218耦接到橫梁124。在一些實施例中，傳感器220可以放置在殼體200上且位于外部底部處。在一些實施例中，傳感器222可以放置在殼體200上且位于外部側部處。無論傳感器222放置于何處，信號224被提供到流體阻尼器130，致使磁流變流體208改變其粘度。在一些實施例中，連接件226包括在容器204內的電磁體，其在磁流變流體208上施加電磁場以改變其粘度。在一些實施例中，連接件226包括用于使電流通過磁流變流體208以改變其粘度的電極。附加地或替代地，可以(或者還可以)通過控制模塊(圖1的106)經(jīng)由連接228來控制流體阻尼器130。以此方式，在調節(jié)流體阻尼器130時，可以考慮下述因素，諸如，敞篷車輛100的速度或者發(fā)動機(圖1的116)或變速器(圖1的118)的轉數(shù)(例如，每分鐘轉數(shù)(RPM))。
[0041]圖3是可調節(jié)流體阻尼器130的另一示例性實施例的剖視圖。如將可以理解的，可以經(jīng)由安裝支架(在圖3中未示出)和使用黏合劑、機械緊固件、鉚接、焊接等將可調節(jié)流體阻尼器130可操作地緊固到橫梁。所示的實施例包括伺服控制的流體阻尼器，該阻尼器包括主孔口 300和被隔板304分隔開的平衡孔口 302。線圈306、銜鐵彈簧308和閥片310控制有多少水解流體(hydrolytic fluid)從端口 312經(jīng)由導向孔口 314流入主孔口 300。通過控制主孔口 300中的液壓流體的體積，調節(jié)伺服控制的流體阻尼器的質量，由此衰減敞篷車輛(圖1中的100)的橫梁(圖1的124)中的振動。
[0042]圖4圖示了用于理解衰減敞篷車輛(圖1的100)的橫梁(圖1的124)中的振動所用的方法400的流程圖。可以通過軟件、硬件、固件或其任意結合來執(zhí)行與圖4的方法400相關聯(lián)地執(zhí)行的各種任務。為了說明起見，對圖4的方法400的以下描述可以參考與圖f 3相關聯(lián)的上述元件。在實踐中，可以通過所述系統(tǒng)的不同元件來執(zhí)行圖4的方法的一部分。還應該理解，圖4的方法可以包括任意數(shù)量的附加或替代的任務，并且圖4的方法可以結合到具有本文未詳細描述的額外功能的更綜合的程序或過程中。此外，只要預期的整體功能仍保持完整，就可以從圖4的方法400的實施例中省略圖4所示的任務中的一個或多個。
[0043]例程(方法400)開始于步驟402，在步驟402，接收指示了敞篷車輛(圖1的100)的橫梁(圖1的124)中存在振動的信號(圖2的224或228)。可以通過位于不同位置中的傳感器或加速度計來提供所述信號，以上聯(lián)系圖2描述了這些位置中的一些。附加地或替代地，可以通過控制模塊(圖1的106)提供所述信號。在步驟404，響應于此信號調節(jié)流體阻尼器(圖2的130)，從而有效地調節(jié)流體阻尼器的質量(由基礎質量210和磁流變流體208的粘度提供的總質量)以衰減所述振動中的一些或全部。這可以通過改變磁流變流體208上的電磁場或修改通過磁流變流體208的電流來實現(xiàn)。在步驟406，可以確定是否已經(jīng)有效地衰減了振動。在一些實施例中，這通過連續(xù)接收或未接收到所述信號來確定。在一些實施例中，將所述信號(如果仍存在)與閾值比較，以確定是否已經(jīng)將振動衰減到車輛100的操作者可感知的水平以下。如果是肯定的，則例程結束(步驟408 )，直到在步驟402再次接收到所述信號。如果是否定的，則例程返回步驟404，以便繼續(xù)調節(jié)流體阻尼器130。以此方式，提供了用于動態(tài)和連續(xù)地衰減振動的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
[0044]盡管在以上詳細描述中已經(jīng)呈現(xiàn)了至少一個實施例，但是應該理解的是，存在大量改型。還應該理解的是，一個或多個示例性實施例僅是舉例，并非意在以任何方式限制本發(fā)明的范圍、適用性或配置。更確切地說，以上詳細描述將為本領域技術人員提供用于實現(xiàn)一個或多個示例性實施例的便利的指導圖。應該理解的是，在不脫離所附權利要求及其法律等同物描述的范圍的情況下，可以對元件的功能和布置進行各種改變。
【權利要求】
1.一種方法，所述方法包括: 接收指示了敞篷車輛的橫梁中的振動的信號；以及 響應于所述信號調節(jié)耦接到所述橫梁的流體阻尼器，由此衰減所述振動。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，進一步包括經(jīng)由加速度計來感測所述振動，所述加速度計提供了所述信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，進一步包括從控制模塊來提供所述信號，以調節(jié)所述流體阻尼器。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，進一步包括:確定所述敞篷車輛的速度，并且基于所述敞篷車輛的速度從所述控制模塊來提供所述信號。
5.根據(jù)權利要求3所述的方法，進一步包括:確定所述敞篷車輛的發(fā)動機的發(fā)動機轉數(shù)，并且基于所述發(fā)動機轉數(shù)從所述控制模塊來提供所述信號。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，調節(jié)所述流體阻尼器包括改變施加到所述流體阻尼器內的磁流變流體的電磁場。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，調節(jié)所述流體阻尼器包括經(jīng)由伺服致動值來改變所述流體阻尼器內的液壓流體。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，調節(jié)所述流體阻尼器會衰減所述敞篷車輛的橫梁中的在11赫茲至22赫茲范圍內的橫向振動。
9.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 流體阻尼器，所述流體阻尼器被配置為耦接到敞篷車輛的橫梁；以及 加速度計，所述加速度計用于感測所述橫梁中的振動，并且提供信號以調節(jié)所述流體阻尼器，由此衰減所述振動。
10.一種敞篷車輛，所述敞篷車輛包括: 發(fā)動機； 橫梁，所述橫梁耦接到所述敞篷車輛的車體； 傳感器，所述傳感器用于提供指示了所述橫梁中的振動的信號；以及 流體阻尼器，所述流體阻尼器耦接到所述橫梁，所述流體阻尼器能夠響應于所述信號而被調節(jié)，由此衰減所述振動。
【文檔編號】F16F15/027GK103912626SQ201310747503
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2012年12月31日
【發(fā)明者】S.G.奎恩, C.A.斯蒂爾倫, M.A.斯特賓斯 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司