使用感应感测以控制解耦器位置和可切换支座性能的制作方法
【专利摘要】用于隔振或发动机的支座组件包括壳体，该壳体具有第一流体室和第二流体室，该第一流体室和第二流体室通过细长的第一路径和较短的第二路径选择性地连接。解耦器被接收在壳体中，并且感应传感器组件感测解耦器的位置。提供了一种感应地感测解耦器位置以改进可切换支座性能的相关方法。金属颗粒或金属插入件设置在解耦器中以与安装在解耦器附近的感应线圈相配合。
【专利说明】
使用感应感测以控制解耦器位置和可切换支座性能
【背景技术】
[0001 ]本申请要求于2013年11月15提交的美国临时申请第61/904,998号的优先权。
[0002]支座性能显著地受到在解耦器下方截留的空气量的影响。确定解耦器的位置和支座切换的状态的相对时间提高了支座的性能特性以及该性能的可重复性/ 一致性。更具体地，发动机支座的关键性能度量之一是相位或频率偏移。相位量受在解耦器(即，流体与支架中的气室之间的橡胶阻挡层)下方截留的空气量的影响。允许在第一状态(状态I)中的解耦器下方的空气通大气。在第二状态(状态2)中，空气由于排气口关闭或堵塞而被截留在解耦器下方。
[0003]在现有应用中，解耦器下方的空气经由真空系统而被排出。然而，在一些应用中，不再存在真空。当排气口经由电致动器而被关闭或塞住时，空气被截留在耦合器的下方。
[0004]已确定峰值相位的理想情形是解耦器底部朝外的情况(S卩，朝向在向下的方向上的最大行进偏置抵靠惯性轨道的下罩)。因此期望检测解耦器位置以用于优化支座性能。
[0005]很多技术可用于“位置感测”，但例如可切换支座设计的功能需求、短距离、密封室和/或有害环境使这些技术不期望地或难以用于在车辆中的应用。同样重要的是记住解耦器快速移动，即，通常以低振幅和高频率地移动。而且，位置感测技术必须能够检测这种移动。
[0006]例如，超声波感测使用高频声波，并且可与声换能器前方的厚板一起工作。尽管在目标静止或缓动的情况下超声波感测技术是可接受的，但解耦器环境是快速移动的并且导致解耦器的感测位置的不良信号/指示。
[0007]红外(IR)感测需要室之间的透光窗口，并且通常不能够检测非常短的距离。因此，红外感测通常不会有助于感测这种环境中的解耦器位置。
[0008]当目标是橡胶时，电容感测不能够通过塑料壁和/或流体环境而很好地进行感测。支座环境中的流体的体积不足以使电容感测成为可行的选项。
[0009]射频感测(RF)需要太近的距离而不能用在某些环境中。
[0010]隔振支座或发动机支座的关键性能度量之一是相位(频率偏移)。在该特定应用中，相位的量受在解耦器(流体与气室之间的橡胶阻挡层)下方截留的空气量的影响。允许在第一状态或状态I中的解耦器下方的空气通大气。在第二状态或状态2中，排气口被堵塞，从而在解耦器下方截留空气。
[0011]在现有应用中，解耦器下方的空气将经由真空系统排出。在该特定应用中，不再存在真空，并且空气通过经由电致动器堵塞排气口而被截留。
[0012]因此，存在克服例如在发动机支座中的解耦器下方截留的空气的需要，以及提供确认解耦器的状态的准确、可信或者可靠的感测布置的需要。
【附图说明】
[0013]图1是根据本公开的发动机支座或隔振支座的截面图(及其放大的截面图)，该发动机支座或隔振支座使用解耦器的感应传感组件以便提供在发动机支座中使用的通气口的打开或关闭。
[0014]图2是图1中一部分的放大图。
[0015]图3是由于相对于解耦器位置在固定的解耦器下方截留的空气而引起的频率和相位的图示。
[0016]图4至图6示出了解耦器的不同位置。
[0017]图7是感应传感器组件的一部分的平面图。
[0018]图8和图9是感应传感器组件的放大图。
【具体实施方式】
[0019]附图示出了检测可切换液压支座解耦器的位置的新颖结构和方法。该布置有利地使用来自解耦器和感应传感器的信号以确定解耦器何时向下抵靠下解耦器罩(即，因而在能够压缩的解耦器下方不存在下面的空气)并且然后使用信息或信号以激活螺线管(致动器)以堵住端口从而使支座刚度、相位及阻碍最大化。
[0020]在不具有这种能力的前提下，刚度、阻碍和相位可根据螺线管致动器如在现有布置中关闭时解耦器所处的位置变化。如果解耦器向上，那么当螺线管接近时在解耦器下面截留的空气降低了支座性能。
[0021]可切换隔振支座或发动机支座中的电感感测用于确定橡胶解耦器的位置。当经由电感感测检测到解耦器处于最优位置时，支座将切换至活动状态(阻挡空气传送通道)从而将支座性能变为隔离/阻碍某些振动行为，并提高总体乘坐舒适性。
[0022]支座性能显著地受到在解耦器下方截留的空气量的影响。确定解耦器的位置和切换支座的状态的相对时间提高了支座的性能特性以及该性能的可重复性/ 一致性。
[0023]感应传感器能够检测各种金属及感应传感器通过橡胶(在隔振组件/发动机支座环境中是普遍的)检测金属的能力。先前的测试已证实峰值相位的最好情形是解耦器底部朝外的情况(朝向在向下的方向上的最大行进偏置抵靠惯性轨道下罩)。
[0024]因此需要检测解耦器位置以优化支座性能。当切换支座的状态时，感应传感器组件与含少量金属的解耦器的使用(经由诸如弹性金属片的金属插入件、在解耦器的中心的金属被暴露的包覆模制组件，和/或解耦器的橡胶混合物中的金属颗粒的浸入物)提供了解耦器的位置一致性。在不具有位置检测的情况下，不能够预测或保证解耦器在切换状态时的位置并且发动机支座的性能特性由于上述空气截留问题而潜在降低。
[0025]在具有感应感测的情况下，随着金属物体(在这种情况下，具有金属特性的橡胶解耦器)接近感应线圈传感器，生成电感的测量并将其转换成数字读数(例如，较高的值表示紧密接近金属物体)。支座中这种技术的应用将会提供定位精度和可重复性以保证期望支座性能。
[0026]在示例性实施方式中，优选的是，随着金属化合物或金属插入件集成到橡胶解耦器中，感应传感线圈被集成在发动机支座的下塑料壳体(惯性轨道组件罩)中。优选地，感应传感器在隔振支座的内部。因此，能够实现通过部件定位的准确性和重复性来优化状态切换期间的隔振支座的性能。
[0027]图1示出了支座组件100，该支座组件包括尺寸设置成接收第一组件或弹性组件(有时被称为主橡胶元件或兼容构件104)的限制器或外部壳体102。主橡胶元件104具有大体截锥形形状并由诸如柔性橡胶的高弹性材料制成。紧固件106从至少部分地封装在第一弹性构件104内的金属支承构件108向外延伸。如在图1中最佳地示出的，橡胶元件104的下部包括加强件，诸如，通常模制在橡胶元件内的金属加强件110，以在期望位置增加稳定性和支撑。
[0028]橡胶元件104被接收在限制器壳体102内，使得紧固件106延伸穿过限制器的中央开口 112。限制器102的内肩部114邻接地接合主橡胶元件104的下部。此外，主橡胶元件104的下部成中空以限定第一或上流体室116的表面。分隔墙或惯性轨道组件130沿着外周缘区域与主橡胶元件104的下表面密封。以这种方式，第一流体室116由在主橡胶元件104与惯性轨道130之间形成的腔体限定。惯性轨道具有面向第一室的第一或上表面132以及与可移动的壁或膈膜136配合的第二或下表面134，可移动的壁或膈膜优选地由沿着外周缘与惯性轨道组件130密封的柔性橡胶材料形成。以这种方式，惯性轨道组件130(即，惯性轨道组件的下表面134)和膈膜136限定第二或下流体室138。
[0029]支座的这个部分的结构与操作对本领域技术人员是熟知的，因此没必要为了完整和完全理解本公开进行进一步的描述。近年来行业中已知可切换液压发动机支座的基本技术。如在本领域中众所周知的，切换机构允许支座100在两种状态之间切换，通常一种状态具有流体阻碍效果，而另一种状态没有或具有较少的流体阻碍效果。通过打开和关闭端口使液压支座100从流体阻碍状态到非阻碍状态的物理切换是很好理解的，因此为了简洁的目的省去支座及其操作的传统部分的进一步描述。
[0030]解耦器150被接收在通常称为惯性轨道组件的罩152中。更具体地，解耦器150被接收在罩152(其时常是塑料结构)的第一或上部154与罩的第二或下部156之间。解耦器150通常是橡胶结构但出于本公开的目的将诸如柔性金属片的金属插入件或金属颗粒的浸入物中至少一个结合到(至少部分地)构成解耦器的橡胶混合物中。气室160设置在解耦器150的下方。电子致动器170具有密封尖端或活塞172，该密封尖端或活塞可选择地将与通气通道182连通的一次空气通气口 180与解耦器150下面的空气接通/密封(图2)。
[0031]图3示出了由于相对于解耦器150的位置在固定解耦器的下方截留空气而引起的空气对相位的影响。例如，在图3中示出了四个图示，S卩，相对于在解耦器上抽出的真空的基准线图示的中性位置(图3中的图示#3且如在图4中所示)、向上位置(图3中的图示#2且如在图5中所示)以及向下解耦器位置(图3中的图示#4且如在图6中所示)中的解耦器150。在图5的解耦器向上位置中，随着解耦器150向上移动，通过通气通道182从外部环境抽出空气。在图6的解耦器向下图示中，空气被排出解耦器150的下面的室并通过侧通气通道182离开。
[0032]继续参考图1至图6，并另外参考图7至图9，将示出并更详细地描述感应传感器组件200。具体地，并如先前所述，解耦器150包括注入橡胶混合物以形成解耦器的金属颗粒和诸如柔性金属片的金属插入件中至少一个以限定含少量金属的解耦器。随着解耦器接近，感应线圈202感测金属物体，S卩，具有金属特性的橡胶解耦器。通过线圈202生成电感的测量并且经由感应传感器/微控制器互联204将其馈送至微控制器206并转换成数字读数。微控制器206还经由致动器/微控制器互联208与致动器170连通，并且经由外部连接器210供应外部电源(图9)。以这种方式，随着解耦器接近感应线圈传感器，感应感测被用于检测解耦器。生成电感的测量，并且该技术有利地位于支座内以提供提高期望的支座性能的定位精度和重复性。当响应于解耦器位置切换支座的状态时，用这种布置能够准确地预测或实现解耦器的位置一致性。由于能够确定解耦器的位置和切换支座的状态的相对时间，因此增大了支座的总体性能特性，以及该性能的可重复性/ 一致性。
[0033]该书面说明使用了实例来描述本公开，其中包括最佳实施方式，并且还能够使本领域技术人员制造和使用本公开。本公开内容的可专利范围通过说明书限定，并且可包括本领域中的技术人员能想到的其他实例。这些其他实例旨在落在本公开的范围内，如果它们具有与本公开的文字描述没有区别的结构元件，或如果它们包括与本公开的文字描述无实质差别的等同结构元件。还注意本文中公开的每个【具体实施方式】的每个特征不被认为是对【具体实施方式】是必要的，并且可用另一个实施方式添加或取代在一个实施方式中公开的特征。
【主权项】
1.一种用于隔振或发动机的支座组件，包括: 壳体，具有第一流体室和第二流体室，所述第一流体室和所述第二流体室通过细长的第一路径和较短的第二路径选择性地连接； 解耦器，被接收在所述壳体中；以及 感应传感器组件，感测所述解耦器的位置。2.根据权利要求1所述的支座组件，其中，所述解耦器至少部分地由金属形成且部分地由柔性橡胶形成。3.根据权利要求1所述的支座组件，其中，所述感应组件包括与所述解耦器相邻地安装的线圈。4.根据权利要求3所述的支座组件，其中，所述线圈与所述解耦器相邻地安装在惯性轨道组件中。5.根据权利要求1所述的支座组件，其中，所述感应传感器组件包括线圈，所述线圈感测所述解耦器并与控制器和致动器连通，所述致动器选择性地打开和关闭与所述解耦器连通的通气通道。6.根据权利要求5所述的支座组件，其中，所述感应传感器组件经由与微控制器连通的连接器从相关联的外部电源接收电力。7.根据权利要求5所述的支座组件，其中，所述解耦器至少部分地由金属形成且部分地由柔性橡胶形成。8.根据权利要求7所述的支座组件，其中，所述解耦器包括包含在所述橡胶中的金属颗粒。9.根据权利要求7所述的支座组件，其中，在所述解耦器中包括金属插入件。10.根据权利要求1所述的支座组件，其中，所述感应组件包括与所述解耦器相邻地安装在惯性轨道组件的罩表面上的线圈。11.根据权利要求10所述的支座组件，其中，所述线圈与在所述解耦器下方连通的通气口成围绕关系地位于所述罩表面上。12.—种检测支座组件中的解耦器的位置的方法，包括: 提供接收在所述支座组件中的解耦器；以及 感应地感测所述解耦器相对于在所述解耦器下方的通气口的位置。13.根据权利要求12所述的方法，其中，该感测步骤包括与所述解耦器相邻地定位线圈。14.根据权利要求12所述的方法，其中，该感测步骤包括形成至少部分地由金属制成的所述解耦器。15.根据权利要求14所述的方法，其中，该金属形成步骤包括将金属颗粒结合到所述解耦器的橡胶中。16.根据权利要求14所述的方法，其中，该金属形成步骤包括将金属插入件结合到所述解耦器中。17.根据权利要求12所述的方法，还包括与致动器连通，所述致动器基于所述解耦器的感测位置控制在所述解耦器下方的通气口。
【文档编号】F16F13/26GK105917136SQ201480073251
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2014年11月17日
【发明人】威廉·B·麦克多诺, 杰伊·卢卡斯, 韦恩·乔登, 乔·米哈利克
【申请人】库博标准汽车配件有限公司