使用感應(yīng)感測以控制解耦器位置和可切換支座性能的制作方法
【專利摘要】用于隔振或發(fā)動機的支座組件包括殼體，該殼體具有第一流體室和第二流體室，該第一流體室和第二流體室通過細長的第一路徑和較短的第二路徑選擇性地連接。解耦器被接收在殼體中，并且感應(yīng)傳感器組件感測解耦器的位置。提供了一種感應(yīng)地感測解耦器位置以改進可切換支座性能的相關(guān)方法。金屬顆粒或金屬插入件設(shè)置在解耦器中以與安裝在解耦器附近的感應(yīng)線圈相配合。
【專利說明】
使用感應(yīng)感測以控制解耦器位置和可切換支座性能
【背景技術(shù)】
[0001 ]本申請要求于2013年11月15提交的美國臨時申請第61/904,998號的優(yōu)先權(quán)。
[0002]支座性能顯著地受到在解耦器下方截留的空氣量的影響。確定解耦器的位置和支座切換的狀態(tài)的相對時間提高了支座的性能特性以及該性能的可重復(fù)性/ 一致性。更具體地，發(fā)動機支座的關(guān)鍵性能度量之一是相位或頻率偏移。相位量受在解耦器(即，流體與支架中的氣室之間的橡膠阻擋層)下方截留的空氣量的影響。允許在第一狀態(tài)(狀態(tài)I)中的解耦器下方的空氣通大氣。在第二狀態(tài)(狀態(tài)2)中，空氣由于排氣口關(guān)閉或堵塞而被截留在解耦器下方。
[0003]在現(xiàn)有應(yīng)用中，解耦器下方的空氣經(jīng)由真空系統(tǒng)而被排出。然而，在一些應(yīng)用中，不再存在真空。當(dāng)排氣口經(jīng)由電致動器而被關(guān)閉或塞住時，空氣被截留在耦合器的下方。
[0004]已確定峰值相位的理想情形是解耦器底部朝外的情況(S卩，朝向在向下的方向上的最大行進偏置抵靠慣性軌道的下罩)。因此期望檢測解耦器位置以用于優(yōu)化支座性能。
[0005]很多技術(shù)可用于“位置感測”，但例如可切換支座設(shè)計的功能需求、短距離、密封室和/或有害環(huán)境使這些技術(shù)不期望地或難以用于在車輛中的應(yīng)用。同樣重要的是記住解耦器快速移動，即，通常以低振幅和高頻率地移動。而且，位置感測技術(shù)必須能夠檢測這種移動。
[0006]例如，超聲波感測使用高頻聲波，并且可與聲換能器前方的厚板一起工作。盡管在目標(biāo)靜止或緩動的情況下超聲波感測技術(shù)是可接受的，但解耦器環(huán)境是快速移動的并且導(dǎo)致解耦器的感測位置的不良信號/指示。
[0007]紅外(IR)感測需要室之間的透光窗口，并且通常不能夠檢測非常短的距離。因此，紅外感測通常不會有助于感測這種環(huán)境中的解耦器位置。
[0008]當(dāng)目標(biāo)是橡膠時，電容感測不能夠通過塑料壁和/或流體環(huán)境而很好地進行感測。支座環(huán)境中的流體的體積不足以使電容感測成為可行的選項。
[0009]射頻感測(RF)需要太近的距離而不能用在某些環(huán)境中。
[0010]隔振支座或發(fā)動機支座的關(guān)鍵性能度量之一是相位(頻率偏移)。在該特定應(yīng)用中，相位的量受在解耦器(流體與氣室之間的橡膠阻擋層)下方截留的空氣量的影響。允許在第一狀態(tài)或狀態(tài)I中的解耦器下方的空氣通大氣。在第二狀態(tài)或狀態(tài)2中，排氣口被堵塞，從而在解耦器下方截留空氣。
[0011]在現(xiàn)有應(yīng)用中，解耦器下方的空氣將經(jīng)由真空系統(tǒng)排出。在該特定應(yīng)用中，不再存在真空，并且空氣通過經(jīng)由電致動器堵塞排氣口而被截留。
[0012]因此，存在克服例如在發(fā)動機支座中的解耦器下方截留的空氣的需要，以及提供確認解耦器的狀態(tài)的準(zhǔn)確、可信或者可靠的感測布置的需要。
【附圖說明】
[0013]圖1是根據(jù)本公開的發(fā)動機支座或隔振支座的截面圖(及其放大的截面圖)，該發(fā)動機支座或隔振支座使用解耦器的感應(yīng)傳感組件以便提供在發(fā)動機支座中使用的通氣口的打開或關(guān)閉。
[0014]圖2是圖1中一部分的放大圖。
[0015]圖3是由于相對于解耦器位置在固定的解耦器下方截留的空氣而引起的頻率和相位的圖示。
[0016]圖4至圖6示出了解耦器的不同位置。
[0017]圖7是感應(yīng)傳感器組件的一部分的平面圖。
[0018]圖8和圖9是感應(yīng)傳感器組件的放大圖。
【具體實施方式】
[0019]附圖示出了檢測可切換液壓支座解耦器的位置的新穎結(jié)構(gòu)和方法。該布置有利地使用來自解耦器和感應(yīng)傳感器的信號以確定解耦器何時向下抵靠下解耦器罩(即，因而在能夠壓縮的解耦器下方不存在下面的空氣)并且然后使用信息或信號以激活螺線管(致動器)以堵住端口從而使支座剛度、相位及阻礙最大化。
[0020]在不具有這種能力的前提下，剛度、阻礙和相位可根據(jù)螺線管致動器如在現(xiàn)有布置中關(guān)閉時解耦器所處的位置變化。如果解耦器向上，那么當(dāng)螺線管接近時在解耦器下面截留的空氣降低了支座性能。
[0021]可切換隔振支座或發(fā)動機支座中的電感感測用于確定橡膠解耦器的位置。當(dāng)經(jīng)由電感感測檢測到解耦器處于最優(yōu)位置時，支座將切換至活動狀態(tài)(阻擋空氣傳送通道)從而將支座性能變?yōu)楦綦x/阻礙某些振動行為，并提高總體乘坐舒適性。
[0022]支座性能顯著地受到在解耦器下方截留的空氣量的影響。確定解耦器的位置和切換支座的狀態(tài)的相對時間提高了支座的性能特性以及該性能的可重復(fù)性/ 一致性。
[0023]感應(yīng)傳感器能夠檢測各種金屬及感應(yīng)傳感器通過橡膠(在隔振組件/發(fā)動機支座環(huán)境中是普遍的)檢測金屬的能力。先前的測試已證實峰值相位的最好情形是解耦器底部朝外的情況(朝向在向下的方向上的最大行進偏置抵靠慣性軌道下罩)。
[0024]因此需要檢測解耦器位置以優(yōu)化支座性能。當(dāng)切換支座的狀態(tài)時，感應(yīng)傳感器組件與含少量金屬的解耦器的使用(經(jīng)由諸如彈性金屬片的金屬插入件、在解耦器的中心的金屬被暴露的包覆模制組件，和/或解耦器的橡膠混合物中的金屬顆粒的浸入物)提供了解耦器的位置一致性。在不具有位置檢測的情況下，不能夠預(yù)測或保證解耦器在切換狀態(tài)時的位置并且發(fā)動機支座的性能特性由于上述空氣截留問題而潛在降低。
[0025]在具有感應(yīng)感測的情況下，隨著金屬物體(在這種情況下，具有金屬特性的橡膠解耦器)接近感應(yīng)線圈傳感器，生成電感的測量并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字讀數(shù)(例如，較高的值表示緊密接近金屬物體)。支座中這種技術(shù)的應(yīng)用將會提供定位精度和可重復(fù)性以保證期望支座性能。
[0026]在示例性實施方式中，優(yōu)選的是，隨著金屬化合物或金屬插入件集成到橡膠解耦器中，感應(yīng)傳感線圈被集成在發(fā)動機支座的下塑料殼體(慣性軌道組件罩)中。優(yōu)選地，感應(yīng)傳感器在隔振支座的內(nèi)部。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)通過部件定位的準(zhǔn)確性和重復(fù)性來優(yōu)化狀態(tài)切換期間的隔振支座的性能。
[0027]圖1示出了支座組件100，該支座組件包括尺寸設(shè)置成接收第一組件或彈性組件(有時被稱為主橡膠元件或兼容構(gòu)件104)的限制器或外部殼體102。主橡膠元件104具有大體截錐形形狀并由諸如柔性橡膠的高彈性材料制成。緊固件106從至少部分地封裝在第一彈性構(gòu)件104內(nèi)的金屬支承構(gòu)件108向外延伸。如在圖1中最佳地示出的，橡膠元件104的下部包括加強件，諸如，通常模制在橡膠元件內(nèi)的金屬加強件110，以在期望位置增加穩(wěn)定性和支撐。
[0028]橡膠元件104被接收在限制器殼體102內(nèi)，使得緊固件106延伸穿過限制器的中央開口 112。限制器102的內(nèi)肩部114鄰接地接合主橡膠元件104的下部。此外，主橡膠元件104的下部成中空以限定第一或上流體室116的表面。分隔墻或慣性軌道組件130沿著外周緣區(qū)域與主橡膠元件104的下表面密封。以這種方式，第一流體室116由在主橡膠元件104與慣性軌道130之間形成的腔體限定。慣性軌道具有面向第一室的第一或上表面132以及與可移動的壁或膈膜136配合的第二或下表面134，可移動的壁或膈膜優(yōu)選地由沿著外周緣與慣性軌道組件130密封的柔性橡膠材料形成。以這種方式，慣性軌道組件130(即，慣性軌道組件的下表面134)和膈膜136限定第二或下流體室138。
[0029]支座的這個部分的結(jié)構(gòu)與操作對本領(lǐng)域技術(shù)人員是熟知的，因此沒必要為了完整和完全理解本公開進行進一步的描述。近年來行業(yè)中已知可切換液壓發(fā)動機支座的基本技術(shù)。如在本領(lǐng)域中眾所周知的，切換機構(gòu)允許支座100在兩種狀態(tài)之間切換，通常一種狀態(tài)具有流體阻礙效果，而另一種狀態(tài)沒有或具有較少的流體阻礙效果。通過打開和關(guān)閉端口使液壓支座100從流體阻礙狀態(tài)到非阻礙狀態(tài)的物理切換是很好理解的，因此為了簡潔的目的省去支座及其操作的傳統(tǒng)部分的進一步描述。
[0030]解耦器150被接收在通常稱為慣性軌道組件的罩152中。更具體地，解耦器150被接收在罩152(其時常是塑料結(jié)構(gòu))的第一或上部154與罩的第二或下部156之間。解耦器150通常是橡膠結(jié)構(gòu)但出于本公開的目的將諸如柔性金屬片的金屬插入件或金屬顆粒的浸入物中至少一個結(jié)合到(至少部分地)構(gòu)成解耦器的橡膠混合物中。氣室160設(shè)置在解耦器150的下方。電子致動器170具有密封尖端或活塞172，該密封尖端或活塞可選擇地將與通氣通道182連通的一次空氣通氣口 180與解耦器150下面的空氣接通/密封(圖2)。
[0031]圖3示出了由于相對于解耦器150的位置在固定解耦器的下方截留空氣而引起的空氣對相位的影響。例如，在圖3中示出了四個圖示，S卩，相對于在解耦器上抽出的真空的基準(zhǔn)線圖示的中性位置(圖3中的圖示#3且如在圖4中所示)、向上位置(圖3中的圖示#2且如在圖5中所示)以及向下解耦器位置(圖3中的圖示#4且如在圖6中所示)中的解耦器150。在圖5的解耦器向上位置中，隨著解耦器150向上移動，通過通氣通道182從外部環(huán)境抽出空氣。在圖6的解耦器向下圖示中，空氣被排出解耦器150的下面的室并通過側(cè)通氣通道182離開。
[0032]繼續(xù)參考圖1至圖6，并另外參考圖7至圖9，將示出并更詳細地描述感應(yīng)傳感器組件200。具體地，并如先前所述，解耦器150包括注入橡膠混合物以形成解耦器的金屬顆粒和諸如柔性金屬片的金屬插入件中至少一個以限定含少量金屬的解耦器。隨著解耦器接近，感應(yīng)線圈202感測金屬物體，S卩，具有金屬特性的橡膠解耦器。通過線圈202生成電感的測量并且經(jīng)由感應(yīng)傳感器/微控制器互聯(lián)204將其饋送至微控制器206并轉(zhuǎn)換成數(shù)字讀數(shù)。微控制器206還經(jīng)由致動器/微控制器互聯(lián)208與致動器170連通，并且經(jīng)由外部連接器210供應(yīng)外部電源(圖9)。以這種方式，隨著解耦器接近感應(yīng)線圈傳感器，感應(yīng)感測被用于檢測解耦器。生成電感的測量，并且該技術(shù)有利地位于支座內(nèi)以提供提高期望的支座性能的定位精度和重復(fù)性。當(dāng)響應(yīng)于解耦器位置切換支座的狀態(tài)時，用這種布置能夠準(zhǔn)確地預(yù)測或?qū)崿F(xiàn)解耦器的位置一致性。由于能夠確定解耦器的位置和切換支座的狀態(tài)的相對時間，因此增大了支座的總體性能特性，以及該性能的可重復(fù)性/ 一致性。
[0033]該書面說明使用了實例來描述本公開，其中包括最佳實施方式，并且還能夠使本領(lǐng)域技術(shù)人員制造和使用本公開。本公開內(nèi)容的可專利范圍通過說明書限定，并且可包括本領(lǐng)域中的技術(shù)人員能想到的其他實例。這些其他實例旨在落在本公開的范圍內(nèi)，如果它們具有與本公開的文字描述沒有區(qū)別的結(jié)構(gòu)元件，或如果它們包括與本公開的文字描述無實質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件。還注意本文中公開的每個【具體實施方式】的每個特征不被認為是對【具體實施方式】是必要的，并且可用另一個實施方式添加或取代在一個實施方式中公開的特征。
【主權(quán)項】
1.一種用于隔振或發(fā)動機的支座組件，包括: 殼體，具有第一流體室和第二流體室，所述第一流體室和所述第二流體室通過細長的第一路徑和較短的第二路徑選擇性地連接； 解耦器，被接收在所述殼體中；以及 感應(yīng)傳感器組件，感測所述解耦器的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支座組件，其中，所述解耦器至少部分地由金屬形成且部分地由柔性橡膠形成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支座組件，其中，所述感應(yīng)組件包括與所述解耦器相鄰地安裝的線圈。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的支座組件，其中，所述線圈與所述解耦器相鄰地安裝在慣性軌道組件中。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支座組件，其中，所述感應(yīng)傳感器組件包括線圈，所述線圈感測所述解耦器并與控制器和致動器連通，所述致動器選擇性地打開和關(guān)閉與所述解耦器連通的通氣通道。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的支座組件，其中，所述感應(yīng)傳感器組件經(jīng)由與微控制器連通的連接器從相關(guān)聯(lián)的外部電源接收電力。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的支座組件，其中，所述解耦器至少部分地由金屬形成且部分地由柔性橡膠形成。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的支座組件，其中，所述解耦器包括包含在所述橡膠中的金屬顆粒。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的支座組件，其中，在所述解耦器中包括金屬插入件。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支座組件，其中，所述感應(yīng)組件包括與所述解耦器相鄰地安裝在慣性軌道組件的罩表面上的線圈。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的支座組件，其中，所述線圈與在所述解耦器下方連通的通氣口成圍繞關(guān)系地位于所述罩表面上。12.—種檢測支座組件中的解耦器的位置的方法，包括: 提供接收在所述支座組件中的解耦器；以及 感應(yīng)地感測所述解耦器相對于在所述解耦器下方的通氣口的位置。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，該感測步驟包括與所述解耦器相鄰地定位線圈。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，該感測步驟包括形成至少部分地由金屬制成的所述解耦器。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，該金屬形成步驟包括將金屬顆粒結(jié)合到所述解耦器的橡膠中。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，該金屬形成步驟包括將金屬插入件結(jié)合到所述解耦器中。17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括與致動器連通，所述致動器基于所述解耦器的感測位置控制在所述解耦器下方的通氣口。
【文檔編號】F16F13/26GK105917136SQ201480073251
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2014年11月17日
【發(fā)明人】威廉·B·麥克多諾, 杰伊·盧卡斯, 韋恩·喬登, 喬·米哈利克
【申請人】庫博標(biāo)準(zhǔn)汽車配件有限公司