敞篷车辆的振动抑制的制作方法
【专利摘要】本发明涉及敞篷车辆的振动抑制。具体地，提供了用于衰减敞篷车辆的横梁中的振动的方法和设备。所述设备包括：被配置为耦接到敞篷车辆的横梁的流体阻尼器；和加速度计，所述加速度计用于感测横梁中的振动，并提供信号以调节流体阻尼器，从而衰减振动。还提供了一种方法，所述方法包括：接收指示了敞篷车辆的横梁中的振动的信号；以及，响应于该信号调节耦接到横梁的流体阻尼器，由此衰减振动。
【专利说明】敞篷车辆的振动抑制
【技术领域】
[0001]【技术领域】总的涉及振动抑制，更具体地，涉及用于控制/调节敞篷车辆中的电控阻尼系统的系统和方法。
【背景技术】
[0002]敞篷机动车辆具有可以从关闭位置手动地或自动地转变到打开位置(反之亦然)的车顶。例如，一些敞篷车辆装配有由柔性材料构成的可折叠车顶(或“软蓬”)，当车顶位于打开位置时该可折叠车顶折叠到存储区域中。其它敞篷车辆具有若干车顶段(或“可伸缩硬蓬”)，其中，在打开位置中这些车顶段折叠在彼此顶上并且该堆叠的段可以装在例如后备箱中或后座的后面。
[0003]关于敞篷车辆，已知的是，车辆的驱动动态特性根据车顶在其打开位置还是在其关闭位置来改变。驱动动态特性中存在此可变性的主要原因是被改变的车体弯曲和扭转刚度以及由车顶的位置变化导致的车辆质量变动。例如，当车顶打开时，支撑敞篷车辆的挡风玻璃的前横梁不再被收缩的车顶支撑。在此情形中，车辆悬架系统和路况之间的相互作用会导致使得操作者反感的车辆前横梁的横向振动(或摇晃)。
[0004]常规上，被动减震器已经被附接到横梁，以试图衰减(吸收)不期望的振动。然而，横向摇晃是非线性响应，其限制了被动减震器的有效性，这是因为被动减震器针对选定驾驶状况被调整到预定质量。
[0005]因此，期望提供用于敞篷车辆的振动衰减系统，其在衰减横梁的横向振动方面有效。此外，期望使这种系统是闭环的，从而响应于横向摇晃的非线性性质。此外，结合附图及前述【技术领域】和【背景技术】，本发明的其它期望特征和特点将在随后的详细描述和所附权利要求中变得显而易见。
【发明内容】
[0006]提供了用于衰减敞篷车辆的横梁中的振动的设备。在一个实施例中，该设备包括:流体阻尼器，其被配置为耦接到敞篷车辆的横梁；以及加速度计，其用于感测该横梁中的振动并且提供信号以调节该流体阻尼器，由此衰减振动。
[0007]提供了用于衰减敞篷车辆的横梁中的振动的方法。在一个实施例中，该方法包括:接收指示了敞篷车辆的横梁中的振动的信号；以及，响应于该信号调节被耦接到该横梁的流体阻尼器，由此衰减振动。
[0008]本发明还提供了下述方案:
1.一种方法，所述方法包括:
接收指示了敞篷车辆的横梁中的振动的信号；以及
响应于所述信号调节耦接到所述横梁的流体阻尼器，由此衰减所述振动。
[0009]2.根据方案I所述的方法，进一步包括经由加速度计来感测所述振动，所述加速度计提供了所述信号。[0010]3.根据方案I所述的方法，进一步包括从控制模块来提供所述信号，以调节所述流体阻尼器。
[0011]4.根据方案3所述的方法，进一步包括:确定所述敞篷车辆的速度，并且基于所述敞篷车辆的速度从所述控制模块来提供所述信号。
[0012]5.根据方案3所述的方法，进一步包括:确定所述敞篷车辆的发动机的发动机转数，并且基于所述发动机转数从所述控制模块来提供所述信号。
[0013]6.根据方案I所述的方法，其中，调节所述流体阻尼器包括改变施加到所述流体阻尼器内的磁流变流体的电磁场。
[0014]7.根据方案I所述的方法，其中，调节所述流体阻尼器包括经由伺服致动值来改变所述流体阻尼器内的液压流体。
[0015]8.根据方案I所述的方法，其中，调节所述流体阻尼器会衰减所述敞篷车辆的横梁中的在11赫兹至22赫兹范围内的横向振动。
[0016]9.一种系统，所述系统包括:
流体阻尼器，所述流体阻尼器被配置为耦接到敞篷车辆的横梁；以及加速度计，所述加速度计用于感测所述横梁中的振动，并且提供信号以调节所述流体阻尼器，由此衰减所述振动。
[0017]10.根据方案9所述的系统，其中，所述流体阻尼器包括磁流变流体阻尼器。
[0018]11.根据方案10所述的系统，其中，所述磁流变流体阻尼器进一步包括:
被配置为基础调整元件的质量；
磁流变流体；
在所述质量和所述磁流变流体之间的隔板；以及
电磁场源，所述电磁场源响应于所述信号向所述磁流变流体提供变化的电磁场。
[0019]12.根据方案11所述的系统，其中，所述质量在0.5千克至1.0千克的范围内。
[0020]13.根据方案11所述的系统，其中，所述磁流变流体包括大约百分之二十的铁。
[0021]14.根据方案11所述的系统，其中，所述流体阻尼器包括伺服控制的水解流体阻尼器。
[0022]15.一种敞篷车辆，所述敞篷车辆包括:
发动机；
横梁，所述横梁耦接到所述敞篷车辆的车体；
传感器，所述传感器用于提供指示了所述横梁中的振动的信号；以及流体阻尼器，所述流体阻尼器耦接到所述横梁，所述流体阻尼器能够响应于所述信号而被调节，由此衰减所述振动。
[0023]16.根据方案15所述的敞篷车辆，其中，所述传感器包括用于感测在所述横梁中的在11赫兹至22赫兹范围内的横向振动的加速度计。
[0024]17.根据方案15所述的敞篷车辆，其中，所述流体阻尼器包括伺服控制的水解流体阻尼器。
[0025]18.根据方案15所述的敞篷车辆，其中，所述流体阻尼器包括磁流变流体阻尼器。
[0026]19.根据方案15所述的敞篷车辆，其中，所述敞篷车辆包括耦接到所述发动机的控制模块，并且其中，所述控制模块被配置为确定所述敞篷车辆的速度，并且基于所述敞篷车辆的速度提供另一信号来调节所述流体阻尼器。
[0027]20.根据方案15所述的敞篷车辆，其中，所述敞篷车辆包括耦接到所述发动机的控制模块，并且其中，所述控制模块被配置为确定所述发动机的发动机转数，并且基于所述发动机转数提供另一信号来调节所述流体阻尼器。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]下文将结合以下附图来描述示例性实施例，其中，相似的附图标记表示相似的元件，并且附图中:
图1是根据一个实施例的敞篷车辆的俯视图；
图2是根据第一实施例的图1的流体阻尼器的剖视图；
图3是根据另一实施例的图1的流体阻尼器的剖视图；以及 图4是图示根据一个实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0029]以下详细描述在本质上仅是示例性的，并非意在限制应用和用途。此外，本发明无意受出现在以上【技术领域】、【背景技术】、
【发明内容】
或以下详细描述中的任何明确或暗示的理论的约束。
[0030]在此文件中，关系术语(诸如第一和第二等等)可以仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不一定需要或暗示这类实体或动作之间存在任何实际的这种关系或顺序。序数(诸如“第一”、“第二”、“第三”，等等)仅表示多个中的不同个体，而非暗示任何顺序或次序，除非通过声明式语言明确地限定。
[0031]此外，以下描述涉及元件或特征被“连接”或“耦接”在一起。如在此使用的，“连接”可以指一个元件/特征直接接合到另一元件/特征(或者与另一元件/特征直接相连)，并且不一定机械地接合。同样地，“耦接”可以指一个元件/特征直接或间接地接合到另一元件/特征(或者与另一元件/特征直接或间接地相连)，并且不一定机械地接合。然而，应该理解，尽管以下在一个实施例中可以将两个元件描述为“连接”，但是在替代实施例中类似的元件可以“耦接”，反之亦然。因此，尽管本文示出的示意图描绘了元件的示例性布置，但是在实际的实施例中，可以存在附加的中间元件、装置、特征或部件。
[0032]最后，为了简洁起见，本文可能不详细描述与车辆的电气或机械部分相关的常规技术和部件以及系统(和系统的单独操作部件)的其它功能方面。此外，在本文所包括的各个附图中示出的连接线意在表示各个元件之间的示例性功能关系和/或物理耦接。应该注意，在本发明的实施例中可以存在许多替代的或附加的功能关系或物理连接。还应该理解，图1至3仅是说明性的，并且可以不按比例绘制。
[0033]图1是根据示例性实施例的敞篷车辆100的实施例的简化示意图。尽管车辆100被图示为纯电动车辆，但是本文描述的技术和理念还可以应用于混合动力电动车辆或采用内燃发动机的车辆。车辆100可以是两轮驱动的(2WD)、四轮驱动的(4WD)或全轮驱动的(AffD)0在内燃发动机或混合动力电动车辆的实施例中，除电动机之外，敞篷车辆100还可以结合有许多不同类型的发动机中的任何一种或者它们的组合，所述许多不同类型的发动机举例来说，比如下述各项:汽油或柴油提供燃料的燃烧发动机、灵活燃料车辆(FFV)发动机(即，使用汽油和乙醇的混合物)、气态化合物(例如，氢气和/或天然气)提供燃料的发动机。
[0034]敞篷车辆100的所示实施例包括但不限于:耦接到能量存储系统104的插入式充电端口 102 ;稱接到发电机108用于为能量存储系统104充电的控制模块106 ;以及，耦接到能量存储系统104用于经由电缆114向动力系112提供AC功率的逆变器110。动力系112包括电动机116和变速器118，用于驱动车轮120以推进敞篷车辆100。
[0035]插入式充电端口 102可以被配置为任何合适的充电接口，并且在一个实施例中，包括兼容J1772标准的充电插座，其接收具有兼容插头(未示出)的充电电缆。能量存储系统104可以被实现为具有单个电池模块或可操作地互相连接(例如，串联或并联)的任何数量的单个电池单元的可再充电电池组，以供应电能。在能量存储系统104内可以采用各种电池化学成分，例如，铅酸电池、锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池，等等。
[0036]控制模块106可以包括任何类型的处理元件或车辆控制器，并且可以装配有非易失性存储器、随机存取存储器(RAM)、离散和模拟输入/输出(I/O)、中央处理单元和/或用于车辆通信网络内的联网的通信接口。控制模块106耦接到能量存储系统104、发电机108、逆变器110和动力系112，并且根据所需功率命令、能量存储系统104的充电状态等来控制这些模块之间的电能流动。
[0037]如上所述，在混合动力电动实施例中，动力系112包括被配置在动力系壳体内的电动机116和变速器118。电动机116包括转子和定子(未示出)，它们经由变速器118被可操作地连接到至少一个车轮120，以将扭矩传递到车轮，以便推进车辆100。应该理解，在混合动力实施例中，动力系112可以被实现为串联混合动力电动动力系或并联混合动力电动动力系。
[0038]如图1所示，敞篷车辆100被示出为车顶处于打开位置，并且车顶被存储在储存区域122中。前横梁124形成支撑挡风玻璃128和各种设施(诸如遮阳板等)的框架126的一部分。根据各个实施例，敞篷车辆100的横梁124装配有流体阻尼器130。如下面将更详细地讨论的，流体阻尼器130是动态可调节的流体阻尼器，其提供了衰减(吸收)横梁124中的振动(诸如横向振动)的电控质量。传感器可以与流体阻尼器130集成在一起，或者可以耦接到横梁124，以提供指示了横梁中存在振动的信号。以此方式，提供闭环控制系统，以实现有效的动态振动抑制。
[0039]图2是可调节流体阻尼器130的示例性实施例的剖视图。所示的实施例包括容纳在壳体200中的磁流变阻尼器，壳体200经由安装支架202耦接到横梁124。容器204通过隔板206被限定在壳体200内。容器204容纳磁流变流体208，磁流变流体208具有响应于施加在容器上的电磁场或穿过磁流变流体208的电流而改变其粘度的特性。在一些实施例中，磁流变流体208包含约百分之二十的铁的流体(例如，按体积分数计算20% FE )，该流体将响应于电磁场或电流经历粘度的改变。在隔板206上方，通过安装件212将基础质量210安装到壳体200的上部。在非限定性实施例中，基础质量210具有在0.5千克至1.0千克范围内的质量。基础质量210和磁流变流体208 —起提供了对于衰减(吸收)横梁中的振动(包括在11?22赫兹的示例性范围内的横向振动(由双向箭头214示出))有效的电可调节(或可调整)的质量。相比被动减震器，这给予了减小流体阻尼器的总尺寸(或“封装”)的优点。
[0040]根据各个实施例，通过结合传感器或加速度计以提供用于调节流体阻尼器130的信号，为流体阻尼器130提供了闭环控制系统。在一些实施例中，传感器216被集成在壳体200内。在一些实施例中，传感器218耦接到横梁124。在一些实施例中，传感器220可以放置在壳体200上且位于外部底部处。在一些实施例中，传感器222可以放置在壳体200上且位于外部侧部处。无论传感器222放置于何处，信号224被提供到流体阻尼器130，致使磁流变流体208改变其粘度。在一些实施例中，连接件226包括在容器204内的电磁体，其在磁流变流体208上施加电磁场以改变其粘度。在一些实施例中，连接件226包括用于使电流通过磁流变流体208以改变其粘度的电极。附加地或替代地，可以(或者还可以)通过控制模块(图1的106)经由连接228来控制流体阻尼器130。以此方式，在调节流体阻尼器130时，可以考虑下述因素，诸如，敞篷车辆100的速度或者发动机(图1的116)或变速器(图1的118)的转数(例如，每分钟转数(RPM))。
[0041]图3是可调节流体阻尼器130的另一示例性实施例的剖视图。如将可以理解的，可以经由安装支架(在图3中未示出)和使用黏合剂、机械紧固件、铆接、焊接等将可调节流体阻尼器130可操作地紧固到横梁。所示的实施例包括伺服控制的流体阻尼器，该阻尼器包括主孔口 300和被隔板304分隔开的平衡孔口 302。线圈306、衔铁弹簧308和阀片310控制有多少水解流体(hydrolytic fluid)从端口 312经由导向孔口 314流入主孔口 300。通过控制主孔口 300中的液压流体的体积，调节伺服控制的流体阻尼器的质量，由此衰减敞篷车辆(图1中的100)的横梁(图1的124)中的振动。
[0042]图4图示了用于理解衰减敞篷车辆(图1的100)的横梁(图1的124)中的振动所用的方法400的流程图。可以通过软件、硬件、固件或其任意结合来执行与图4的方法400相关联地执行的各种任务。为了说明起见，对图4的方法400的以下描述可以参考与图f 3相关联的上述元件。在实践中，可以通过所述系统的不同元件来执行图4的方法的一部分。还应该理解，图4的方法可以包括任意数量的附加或替代的任务，并且图4的方法可以结合到具有本文未详细描述的额外功能的更综合的程序或过程中。此外，只要预期的整体功能仍保持完整，就可以从图4的方法400的实施例中省略图4所示的任务中的一个或多个。
[0043]例程(方法400)开始于步骤402，在步骤402，接收指示了敞篷车辆(图1的100)的横梁(图1的124)中存在振动的信号(图2的224或228)。可以通过位于不同位置中的传感器或加速度计来提供所述信号，以上联系图2描述了这些位置中的一些。附加地或替代地，可以通过控制模块(图1的106)提供所述信号。在步骤404，响应于此信号调节流体阻尼器(图2的130)，从而有效地调节流体阻尼器的质量(由基础质量210和磁流变流体208的粘度提供的总质量)以衰减所述振动中的一些或全部。这可以通过改变磁流变流体208上的电磁场或修改通过磁流变流体208的电流来实现。在步骤406，可以确定是否已经有效地衰减了振动。在一些实施例中，这通过连续接收或未接收到所述信号来确定。在一些实施例中，将所述信号(如果仍存在)与阈值比较，以确定是否已经将振动衰减到车辆100的操作者可感知的水平以下。如果是肯定的，则例程结束(步骤408 )，直到在步骤402再次接收到所述信号。如果是否定的，则例程返回步骤404，以便继续调节流体阻尼器130。以此方式，提供了用于动态和连续地衰减振动的闭环控制系统。
[0044]尽管在以上详细描述中已经呈现了至少一个实施例，但是应该理解的是，存在大量改型。还应该理解的是，一个或多个示例性实施例仅是举例，并非意在以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。更确切地说，以上详细描述将为本领域技术人员提供用于实现一个或多个示例性实施例的便利的指导图。应该理解的是，在不脱离所附权利要求及其法律等同物描述的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
【权利要求】
1.一种方法，所述方法包括: 接收指示了敞篷车辆的横梁中的振动的信号；以及 响应于所述信号调节耦接到所述横梁的流体阻尼器，由此衰减所述振动。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括经由加速度计来感测所述振动，所述加速度计提供了所述信号。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括从控制模块来提供所述信号，以调节所述流体阻尼器。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括:确定所述敞篷车辆的速度，并且基于所述敞篷车辆的速度从所述控制模块来提供所述信号。
5.根据权利要求3所述的方法，进一步包括:确定所述敞篷车辆的发动机的发动机转数，并且基于所述发动机转数从所述控制模块来提供所述信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述流体阻尼器包括改变施加到所述流体阻尼器内的磁流变流体的电磁场。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述流体阻尼器包括经由伺服致动值来改变所述流体阻尼器内的液压流体。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述流体阻尼器会衰减所述敞篷车辆的横梁中的在11赫兹至22赫兹范围内的横向振动。
9.一种系统，所述系统包括: 流体阻尼器，所述流体阻尼器被配置为耦接到敞篷车辆的横梁；以及 加速度计，所述加速度计用于感测所述横梁中的振动，并且提供信号以调节所述流体阻尼器，由此衰减所述振动。
10.一种敞篷车辆，所述敞篷车辆包括: 发动机； 横梁，所述横梁耦接到所述敞篷车辆的车体； 传感器，所述传感器用于提供指示了所述横梁中的振动的信号；以及 流体阻尼器，所述流体阻尼器耦接到所述横梁，所述流体阻尼器能够响应于所述信号而被调节，由此衰减所述振动。
【文档编号】F16F15/027GK103912626SQ201310747503
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】S.G.奎恩, C.A.斯蒂尔伦, M.A.斯特宾斯 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司