能够双向控制的电子主动悬置的制作方法
【专利摘要】一种能够双向控制的电子主动悬置。本发明涉及一种发动机悬置，更具体而言，涉及一种能够双向控制的电子主动悬置，包括：芯部、主橡胶件、上孔、下孔、下外壳、以及隔板，该芯部位于具有圆柱形形状的外壳内并且连接到发动机；该主橡胶件配置成连接芯部的外表面和外壳的内表面；该上孔联接至主橡胶件的端部，以便形成能够容纳流体的上流体室，并且具有与薄膜联接的中心部分，以沿向上和向下方向移动；该下孔连接到上孔的下端；该下外壳形成在下孔的中心部分处；该隔板与下孔以预先确定的距离间隔开，以便形成能够容纳流体的下流体室，其可以通过使用设置在电子悬置内的两个电磁体，使在两个方向传递的振动衰减而适当地应对振动。
【专利说明】能够双向控制的电子主动悬置
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请基于并要求2013年3月19日在韩国知识产权局提交的专利申请 No. 10-2013-0029048在35U.S.C. § 119下的优先权，该申请的全部内容通过引用纳入本 文。
【技术领域】
[0003] 本发明涉及一种电子悬置，更具体而言，涉及一种能够双向控制的电子主动悬置， 其可以通过使用设置在电子悬置内的两个电磁体，使在两个方向传递的振动衰减而适当地 应对振动。
【背景技术】
[0004] 发动机悬置设置在车体和发动机之间，以支撑发动机并且用于降低噪声和振动， 所述噪声和振动通过车体从发动机传递至车辆的室内。此外，在车辆行驶时，由于道路振动 激励而发生了发动机的过度振动，使得由根据发动机的质量和悬置的刚度的共振而使发动 机颤动。因此需要设计悬置以在共振频率处保证较高的衰减性能以降低过度振动。
[0005] 也即，通过在发动机和变速器之间插置具有抑制振动和噪声的悬置以在车体内支 撑车辆的发动机或者包括发动机和变速器的动力装置。为了这种防止振动和噪声的功能， 近来利用具有粘性的流体来密封的密封悬置已被广泛地使用。
[0006] 密封悬置具有流体室，由主橡胶板和波纹件包围的所述流体室通过操作板和具有 环形通道的板而分成上流体室和下流体室。当从发动机发生振动时，由于主橡胶件(绝缘 体）的变形改变了上流体室的体积，对应于改变的体积的流体的量从上流体室移动至下流 体室，并且在此时，流体沿环形通道或在操作板之间的自由间隙中流动。
[0007] 如果对应于变形的主橡胶件体积的流体的量大于在操作板之间的自由间隙之间 流动的流体的量(也即，当从发动机传递低频率和大位移的振动时)，则流体沿环形通道流 动而不经过在操作板之间的间隙，此时，在环形通道中的流体以特定的频率产生共振，从而 将高的衰减力传递至发动机。
[0008] 然而，存在这样的缺陷，例如因为液封悬置的成本和车辆的制造成本过高，并且液 封悬置较为沉重，所以由于车辆的总重量的增加而降低了输出并使燃料效率变差。因此，近 来已开发更便宜且更轻便的空气阻尼悬置。
[0009] 然而，因为振动衰减的量和在发生最大衰减处的频率根据空气流动通过的空气孔 的尺寸同时地进行改变，所以空气阻尼悬置在设计中受限于有限制的自由程度。
[0010] 近来，由于着重于在作为开发车辆的重要因素的燃料效率上的改进，已经引入了 例如碳纤维动态集气箱（CDA)发动机的有代表性的发动机。在车辆以恒定速度行驶而不需 要大量扭矩的情况时，CDA发动机停止部分汽缸，从而显著提高了燃料效率。
[0011] 然而，由于在停止发动机时车辆的噪声、振动和颠振（NVH)的变差而产生较高的振 动，因此难以使CDA发动机商业化。为了解决该问题，已经开发了主动发动机悬置的技术。
[0012] 发动机悬置用于在CDA操作部段发生较大的振动的情况下自发地产生力并补偿 振动。存在各种主动悬置结构，但是通常使用应用至CDA的电子的或电动主动悬置，其可以 产生具有相位差的振动激励力。
[0013] 电子主动悬置使用一个电磁体用来执行控制，并且可以仅以特定的频率使振动衰 减。具有一个磁体的电动主动悬置能够在所有频率上使振动衰减，并且一个永久磁体从而 具有比电子主动悬置更好的性能。
[0014] 电子主动悬置通过执行单向控制仅以特定的频率进行衰减，但是电动主动悬置能 够通过使用额外的永久磁体执行双向控制，并且具有衰减复合频率的特性。
[0015] 然而，因为额外的永久磁体由稀土材料制成，所以其供应和需求是不稳定的，其成 本较高并且其重量较沉重。因此，使用永久磁体是存在问题的。
【发明内容】
[0016] 本发明致力于提供一种使用两个廉价线圈电磁体的能够执行双向控制的电子主 动悬置。
[0017] 一种能够双向控制的电子主动悬置，包括：芯部，所述芯部设置在具有圆柱形形状 的外壳内，并且连接到发动机；主橡胶件，配置所述主橡胶件以连接所述芯部的外表面和所 述外壳的内表面；上孔，所述上孔联接至所述主橡胶件的端部，以便形成能够容纳流体的上 流体室，并且具有与薄膜联接的中心部分，以沿向上和向下方向移动；下孔，所述下孔连接 到所述上孔的下端；下外壳，所述下外壳形成在所述下孔的中心部分处；以及隔板，所述隔 板与所述下孔以预先确定的距离间隔开，以便形成能够容纳流体的下流体室。
[0018] 此外，上线轴和配置成包围所述上线轴的上电磁体可以被包括在所述薄膜内，并 且下线轴和配置成包围所述下线轴的下电磁体可以被包括在所述下外壳内。
[0019] 此外，所述薄膜和所述下外壳可以以预先确定的距离彼此间隔开以形成空气室， 所述空气室为在所述薄膜的下端表面和所述下外壳的上端表面之间的空间，以便容纳空 气。可以形成用于使来自大气的空气进入所述空气室的空气孔。
[0020] 另外，沿向下方向突出的阻挡件可以形成在所述薄膜的下端表面，并且所述阻挡 件的高度可以与所述空气室的高度相同。
[0021] 根据本发明的示例性实施方案，使用具有线圈结构的电磁体的电子主动悬置可以 实现与电动主动悬置(永久磁体加电磁体）的性能相同的性能。因此，电子主动悬置可以仅 执行单向控制，以便仅衰减振动的特定频率分量。与此相反，本发明的双向控制可以产生所 有频率，以便衰减对于输入振动有必要的振动的所有分量，并且使噪声、振动和颠振（NVH) 性能最大。
[0022] 此外，由于较沉重的重量和较高的成本，根据产地的情况的不稳定的供应和需求 以及未确定的价格，因此具有通过永久磁体和电磁体驱动的结构的现有的能够双向控制的 电动主动悬置是不利的。相比之下，本发明通过使用具有廉价线圈代替使用昂贵且沉重的 永久磁体的电磁体而能够进行双向控制,并且使NVH性能最大并降低生产成本。
[0023] 此外，所述空气室形成在上和下电磁体之间，并且位于暴露于大气的所述薄膜的 下部分处，以便即使在关闭碳纤维动态集气箱（CDA)发动机的情况下也吸收输入振动。存 在许多优点，例如比通过其常规液压悬置而更提高NVH性能，以及降低动态特性的可能性 的实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 图1是显示本发明的能够双向控制的电子主动悬置的横截面图。
[0025] 图2是显示空气流入本发明的能够双向控制的电子主动悬置的情况的横截面图 和局部放大图。
[0026] 图3是显示空气流出本发明的能够双向控制的电子主动悬置的情况的横截面图 和局部放大图。
[0027] 图4为显示在本发明中使用的上孔板和薄膜的上立体图。
[0028] 图5为显示在本发明中使用的上孔板和薄膜的下立体图。
[0029] 图6为显示在本发明中使用的上孔板和薄膜的局部横截面图。
【具体实施方式】
[0030] 在下文中，将参照附图对本发明进行更详细的描述。
[0031] 本发明的能够双向控制的电子主动悬置可以包括：芯部10、主橡胶件20、上孔30、 下孔40、下外壳51，以及隔板70,芯部10位于具有圆柱形形状的外壳内并且连接至发动机； 主橡胶件20配置为连接芯部10的外表面和外壳的内表面；上孔30联接至主橡胶件20的 端部以便形成能够容纳流体的上流体室，并具有与薄膜31联接的中心部分，以沿向上和向 下方向移动；下孔40连接到上孔30的下端；下外壳51形成在下孔40的中心部分处；隔板 70与下孔40以预先确定的距离间隔开，以便形成能够容纳流体的下流体室。
[0032] 如图1所示，本发明示出了用于使由发动机产生的并且传递至车体以及车辆内的 振动、噪声等最小化的悬置，并且，悬置的整体外观类似于在相关技术中所使用的液压悬置 或空气阻尼悬置的整体外观。
[0033] 近来，由于有必要提高车辆的燃料效率，碳纤维动态集气箱（CDA)发动机受到了关 注，其在车辆除了需要大量扭矩的情况下，以恒定速度行驶时，通过停止部分汽缸来显著地 提高燃料效率，此处通常使用电子或电动主动悬置以便改进CDA发动机的NVH。
[0034] 由于使用一个电磁体控制振动的电子悬置具有仅在特定频率使振动衰减的限制， 因此考虑使用包括一个电磁体和一个永久磁体的电动主动悬置。然而，因为在电动主动悬 置中使用的永久磁体由稀土材料制成，所以存在例如较高的成本和较沉的重量的缺点。因 此，在实际车辆中很少使用电动主动悬置。
[0035] 因此，为了解决上述问题，本发明涉及能够通过使用两个廉价的线圈磁体执行双 向控制的主动悬置，具体地，该线圈磁体可以通过电子悬置以电动方式驱动，以便解决在相 关技术中使用的主动悬置的一个主要缺陷，例如，在关闭主动操作时由于较高的动态特性 而引起的噪声、振动和颠振（NVH)的变差。
[0036] 参照图1，芯部10、主橡胶件20、下孔40以及隔板70等并不与在相关技术中使用 的悬置的芯部、主橡胶件、下孔以及隔板等有很大的不同，并且具体地，本发明的上孔30、薄 膜31以及下外壳51的构造和操作流程与相关技术的电子悬置的上孔、薄膜以及下外壳的 构造和操作流程不同。
[0037] 作为具有预先确定的厚度的整体的上孔30具有圆环形板的形状，并且具体地，具 有环形形状的圆板，其中在中心部分内形成了空置空间。此外，由橡胶材料制成的薄膜31 设置在空置空间内，以沿上和下方向移动或流动。
[0038] 具体地，将由钢制成的上线轴32和配置成包围上线轴32的上电磁体33包括在薄 膜31的内部，其更多详情已在图1以及图4至图6中示出，并且将由钢制成的下线轴52和 配置成包围下线轴52的下电磁体53包括在面对薄膜31的下外壳51的内部。
[0039] 本发明能够通过设置上电磁体33和下电磁体53进行控制，以便更够进行双向控 制，并且在应用在相关技术中使用电磁体和永久磁体执行双向控制的电子主动悬置的磁体 执行控制时，本发明降低了制造成本和生产成本。
[0040] 也即，上电磁体33整体地安装在由橡胶材料制成的薄膜31的内部空间内，并且具 有"I"形状的上线轴32设置在薄膜31的中心处，以便包围电磁体。
[0041] 此外，下电磁体53在下外壳51的内部空间内牢固地与下线轴52联接，并且具有 "T"形状的下线轴52设置在下外壳51的中心部分处，以便包围下电磁体53。
[0042] 如果必要的话，下电磁体53的极性可以自由地改变为N极或者S极，并因此在下 电磁体53和上电磁体33之间产生了吸引力或者排斥力。此外，固定至下外壳51的下电磁 体53不可移动，但是位于由橡胶材料制成的薄膜31内的上电磁体33具有可以向上和向下 振动的结构。
[0043] 具体地，具有在其中可以容纳空气的空气室60以预先确定的距离形成在薄膜31 的下端表面和下外壳51的上端表面之间，并且形成了配置为将空气室60的一侧表面连接 至大气中的空气的空气孔61。
[0044] 在其中提供外部空气流动的空间的空气室60形成在上电磁体33和下电磁体53 之间的空间内，从而通过改进发动机悬置的动态特性改进NVH，并且在主动操作关闭时，由 于固定了薄膜31 (振动激励板）而改进了主动悬置的较高动态特性的主要缺陷。此外，即 使在主动操作关闭时，通过使用上和下流体室、孔和空气室60也实现了极佳的阻尼性能。
[0045] 常规的主动悬置具有这样的结构，其中通过在下部分处安装单独的驱动装置来连 接杆(钢棒)，并且具有这样的缺陷，其中在未执行主动操作时(在未操作CDA以便用常规流 体悬置类型执行驱动操作时)，由于非常高的动态特性，因此驱动性能变差。然而，本发明不 通过杆来连接上电磁体和下电磁体53，但是通过使用电磁体之间的磁场操作悬置。具体地， 空气室60安装在上电磁体和下电磁体53彼此间隔开的空间内，因此即使在关闭主动操作 时，也降低了动态特性。
[0046] 另外，沿向下方向突出的阻挡件34可以形成在薄膜31的下端表面，并且阻挡件34 的高度可以与空气室60的高度相同。
[0047] 如图5所示，具有预先确定的高度的阻挡件34在连接至上孔30的中心部分的薄 膜31的下端表面上突起，并且通过该阻挡件34,即使在关闭主动操作时，在空气室60容纳 的空气也会吸收冲击，衰减振动并降低动态特性。
[0048] 当前的示例性实施方案示出了作为实例的构造，其中形成了四个阻挡件34,但是 阻挡件34的高度和数量可以根据需要被衰减的振动而变化。当薄膜31通过电磁体之间的 吸引力（拉动薄膜31的力)朝向向下方向移动时，阻挡件34作用为阻止电磁体彼此连接，并 且不通过缩短而彼此再次分开。
[0049] 空气孔61连接至空气室60的一侧，并且空气孔61连接至悬置的外侧，以便使得 外部大气使空气流入并流出空气室60。此外，当关闭电磁体时，空气室60支撑薄膜31，并且 在空气室60内部的空气根据输入负载流向大气并从大气流入，从而实现动态特性的降低。
[0050] 在图2和图3中示出了本发明的上述操作流程。
[0051] 如图2中所示，当在发动机悬置上产生的振动相位的方向向上时，将上电磁体33 和下电磁体53设定为具有相同的极性(例如，S-S极或者N-N极)，并且在大气中的空气通 过空气孔61流入空气室60,从而形成具有高度大约为4mm的空气室60。
[0052] 与此相反，参照图3,在发动机悬置上产生的振动相位的方向向下的情况下，将上 电磁体33和下电磁体53设定为具有吸引彼此的相反的极性(例如，N-S极或者S-N极)，在 空气室60内部的空气通过空气孔61排放到大气，并且缩短已大约为4mm的空气室60的高 度，因此，薄膜31和下外壳51彼此紧密地接触。
[0053] 通过本发明的上述进程，在打开主动操作而不使用供应和需求不稳定并且成本较 高的永久磁体时，可以通过使用两个电磁体来实现衰减双向振动的效果，不同于相关技术 中的电动悬置。具体地，为了改进主动悬置的缺陷，例如，在关闭主动操作时较高动态特性 和NVH的变差，将连接到大气的空气室60应用至上和下电磁体之间，因此，即使在关闭主动 操作时，也改进了动态特性和NVH。
[0054] 因此，通过应用使用具有线圈结构的两个电磁体的主动悬置，本发明可以产生所 有频率，以便在实现与在相关技术中使用的电动主动悬置(永久磁体加电磁体）的性能相同 的性能的同时，使由输入振动导致的振动的所有分量衰减，使NVH性能最大化，提供了更轻 的重量，和更低的生产成本。
[0055] 此外，由于将电磁体插入薄膜31，并且空气室60设置在上电磁体33和下电磁体 53之间。位于薄膜31的下部分处的空气室60连接至大气，以便即使在关闭CDA发动机的 情况下吸收输入振动。因此，即使在关闭主动操作时也可以改进动态特性，并且可以实现比 常规液压悬置更好的NVH性能。
[0056] 虽然对于本发明的特定示例性实施方案已经描述了本发明的概念，但是示例性实 施方案仅仅是说明性的，并且本发明的概念并不限于此。本领域技术人员在不脱离本发明 的范围的情况下，可以改变并修改所描述的示例性实施方案，并且在本发明的技术精神和 所附权利要求的等效范围内，不同的变化和修改是可能的。
【权利要求】
1. 一种能够双向控制的电子主动悬置，包括： 芯部，所述芯部设置在具有圆柱形形状的外壳内，并且连接到发动机； 主橡胶件，所述主橡胶件连接所述芯部的外表面和所述外壳的内表面； 上孔，所述上孔联接至所述主橡胶件的端部，以便形成能够容纳流体的上流体室，并且 具有与薄膜联接的中心部分，以沿向上和向下方向移动； 下孔，所述下孔连接到所述上孔的下端； 下外壳，所述下外壳形成在所述下孔的中心部分处；以及 隔板，所述隔板与所述下孔以预先确定的距离间隔开，以便形成能够容纳流体的下流 体室。
2. 根据权利要求1所述的能够双向控制的电子主动悬置，其中上线轴和包围所述上线 轴的上电磁体被包括在所述薄膜内，并且下线轴和包围所述下线轴的下电磁体被包括在所 述下外壳内。
3. 根据权利要求1所述的能够双向控制的电子主动悬置，其中所述薄膜和所述下外壳 以预先确定的距离彼此间隔开以形成空气室，所述空气室为在所述薄膜的下端表面和所述 下外壳的上端表面之间的空间，以便容纳空气，并且空气孔配置成使来自大气的空气流入 和流出所述空气室。
4. 根据权利要求1至3的任何一项所述的能够双向控制的电子主动悬置，其中沿向下 方向突出的阻挡件设置在所述薄膜的下端表面上。
5. 根据权利要求4所述的能够双向控制的电子主动悬置，其中所述阻挡件的高度与所 述空气室的高度相同。
【文档编号】F16F15/03GK104061275SQ201310325457
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2013年3月19日
【发明者】金承原 申请人:现代自动车株式会社