一种汽车动力总成半主动悬置系统及其控制方法与流程
本发明涉及汽车动力总成悬置系统，具体地指一种汽车动力总成半主动悬置系统及其控制方法。
背景技术：
1、目前汽车动力总成普遍采用横置布置方式，悬置系统普遍采用三点钟摆式结构，其由左右侧悬置及抗扭悬置组成，左右侧悬置主要起到支撑动力总成并兼顾动力总成跳动和扭矩工况隔振的作用，抗扭悬置起到扭矩工况抗扭及隔振的作用，具有结构简单，成本低廉，隔振效果好等优势，应用广泛。
2、随着混合动力总成扭矩、重量的提升，以及客户对车辆舒适性的要求越来越高，传统的三点钟摆式悬置系统存在明显的不足，具体为：车辆处于怠速、匀速状态行驶在常规路面上时，需要悬置提供小刚度小阻尼，满足车辆隔振需求，而车辆处于启动停机、急加速、急转向状态，或车辆通过减速带、坑洼路面时，则需要悬置提供大刚度大阻尼。
3、车辆处于不同工况状态或行驶在不同路面上时，车辆对悬置系统的性能要求存在矛盾，当前的悬置系统无法做到兼顾。
技术实现思路
1、本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种可针对不同的工况或路况调整悬置刚度状态，满足行驶要求的汽车动力总成半主动悬置系统及其控制方法。
2、为实现此目的，本发明所设计的汽车动力总成半主动悬置系统，包括连接于车身的侧部与动力总成的侧部之间的侧悬置，以及，连接于所述动力总成的前部与所述车身的前部之间的抗扭悬置；所述侧悬置内设置有可沿车身高度方向进行压缩或拉伸的侧悬空气腔，所述抗扭悬置内设置有可沿车身长度方向进行压缩或拉伸的抗扭悬空气腔；所述侧悬空气腔和所述抗扭悬空气腔分别连接有一个用于控制腔体与大气连通或断开的控制开关。
3、进一步的，所述侧悬置包括固定于所述车身的侧部的侧悬车身支架、固定于所述动力总成的侧部的侧悬动力总成支架和设置于所述侧悬车身支架内、可沿所述车身的高度方向拉伸或压缩的侧悬缓冲支撑结构，所述侧悬空气腔设置于所述侧悬缓冲支撑结构内，所述侧悬动力总成支架的一端设置于所述侧悬缓冲支撑结构的上方，所述侧悬动力总成支架可沿所述车身的高度方向移动、拉伸或压缩所述侧悬缓冲支撑结构。
4、进一步的，所述侧悬缓冲支撑结构包括顶部通过弹性件与所述侧悬动力总成支架固定、可拉伸或压缩的侧悬上液室；位于所述侧悬上液室下方、可膨胀或收缩的侧悬下液室；以及，连接于所述侧悬上液室和所述侧悬下液室之间的侧悬液体通道；所述侧悬空气腔设置于所述侧悬上液室与所述侧悬下液室之间。
5、进一步的，所述抗扭悬置包括固定于所述车身的前部的抗扭悬车身支架、固定于所述动力总成的前部的抗扭悬动力总成支架和设置于所述抗扭悬车身支架内、可沿所述车身长度方向拉伸或压缩的抗扭悬缓冲支撑结构，所述抗扭悬空气腔设置于所述抗扭悬缓冲支撑结构内，所述抗扭悬动力总成支架的一端设置于所述抗扭悬缓冲支撑结构的后方，所述抗扭悬动力总成支架可沿所述车身的长度方向移动、拉伸或压缩所述抗扭悬缓冲支撑结构。
6、进一步的，所述抗扭悬缓冲支撑结构包括后部通过弹性件与所述抗扭悬动力总成支架固定、可拉伸或压缩的后液室；位于所述后液室前方、可膨胀或收缩的前液室；以及，连接于所述前液室和所述后液室之间的抗扭悬液体通道；所述抗扭悬空气腔设置于所述前液室与所述后液室之间。
7、基于上述所述的汽车动力总成半主动悬置系统的控制方法，包括根据车身所受冲击力大小控制所述侧悬空气腔的控制开关和所述抗扭悬空气腔的控制开关打开或关闭的控制方法，以及，根据车辆的行驶状态控制所述侧悬空气腔的控制开关和所述抗扭悬空气腔的控制开关打开或关闭的控制方法。
8、进一步的，所述根据车身所受冲击力大小控制所述侧悬空气腔的控制开关和所述抗扭悬空气腔的控制开关打开或关闭的控制方法包括：所述车身所受冲击力小于设定值时，打开所述侧悬空气腔的控制开关和所述抗扭悬空气腔的控制开关；所述车身所受冲击力大于设定值时，关闭所述侧悬空气腔的控制开关，打开所述抗扭悬空气腔的控制开关。
9、进一步的，判断所述车身所受冲击力是否超过设定值的方法包括：判断车身加速度大小是否超过设定值、判断油门开度是否超过设定值和判断esp转角是否超过设定值。
10、进一步的，所述根据车辆的行驶状态控制所述侧悬空气腔的控制开关和所述抗扭悬空气腔的控制开关打开或关闭的控制方法包括：判断发动机的工作状态，所述发动机的转速变化大于设定值时，打开所述侧悬空气腔的控制开关，关闭所述抗扭悬空气腔的控制开关。
11、更进一步的，所述根据车辆的行驶状态控制所述侧悬空气腔的控制开关和所述抗扭悬空气腔的控制开关打开或关闭的控制方法包括：判断车辆是否处于运动模式，若是则关闭所述侧悬空气腔的控制开关和所述抗扭悬空气腔的控制开关。
12、本发明的有益效果是：本发明通过在车身上布置半主动的三点钟摆式悬置系统，在悬置内部设置空气腔，由控制开关主动控制空气腔与大气的通断，可以选择性的为动力总成提供刚度不同、阻尼不同的悬置系统，从而满足车辆在不同工况下对悬置刚度的需求，为车辆提供了更加动态和舒适的驾驶体验。
13、本发明中，在悬置内部设置空气腔，并通过控制开关主动控制其与大气的通断，是实现悬置系统刚度可调的关键。当空气腔与大气连通时，解耦膜可大幅变形，空气腔不提供额外的刚度增量，同时阻尼因解耦膜的大幅变形而降低，从而适用于匀速，小油门，怠速，车身冲击小等工况，能提供更好的舒适性；反之，关闭空气腔与大气连通的通道时，空气腔形成密闭空间，解耦膜只能小幅变形，空气腔可提供额外的刚度增量，同时阻尼因解耦膜的小幅变形而增大，从而适用于需要更好操控性和稳定性的大冲击或激烈驾驶场景。
14、本发明所设计的半主动动力总成悬置系统在成本和结构复杂性上均具有优势，因其不需要额外的能源来直接产生力以改变动力总成悬置状态，而是通过改变系统的机械特性(如刚度和阻尼)来适应不同的驾驶条件。这种设计使得系统更加可靠，同时保持了较高的性能调节能力。这种结合了三点钟摆式结构和空气腔可调性的半主动动力总成悬置系统，在高端汽车、赛车中具有广阔的应用前景。它不仅能够提升车辆的操控性和舒适性，还能根据驾驶者的需求和路况变化自动或手动调整动力总成悬置状态，为驾驶者提供更加个性化的驾驶体验。
技术特征：
1.一种汽车动力总成半主动悬置系统，包括连接于车身(1)的侧部与动力总成(2)的侧部之间的侧悬置，以及，连接于所述动力总成(2)的前部与所述车身(1)的前部之间的抗扭悬置(3)；其特征在于：所述侧悬置内设置有可沿车身高度方向进行压缩或拉伸的侧悬空气腔，所述抗扭悬置(3)内设置有可沿车身长度方向进行压缩或拉伸的抗扭悬空气腔(4)；所述侧悬空气腔和所述抗扭悬空气腔(4)分别连接有一个用于控制腔体与大气连通或断开的控制开关。
2.如权利要求1所述的汽车动力总成半主动悬置系统，其特征在于：所述侧悬置包括固定于所述车身(1)的侧部的侧悬车身支架、固定于所述动力总成(2)的侧部的侧悬动力总成支架和设置于所述侧悬车身支架内、可沿所述车身的高度方向拉伸或压缩的侧悬缓冲支撑结构，所述侧悬空气腔设置于所述侧悬缓冲支撑结构内，所述侧悬动力总成支架的一端设置于所述侧悬缓冲支撑结构的上方，所述侧悬动力总成支架可沿所述车身的高度方向移动、拉伸或压缩所述侧悬缓冲支撑结构。
3.如权利要求2所述的汽车动力总成半主动悬置系统，其特征在于：所述侧悬缓冲支撑结构包括顶部通过弹性件与所述侧悬动力总成支架固定、可拉伸或压缩的侧悬上液室；位于所述侧悬上液室下方、可膨胀或收缩的侧悬下液室；以及，连接于所述侧悬上液室和所述侧悬下液室之间的侧悬液体通道；所述侧悬空气腔设置于所述侧悬上液室与所述侧悬下液室之间。
4.如权利要求1所述的汽车动力总成半主动悬置系统，其特征在于：所述抗扭悬置(3)包括固定于所述车身(1)的前部的抗扭悬车身支架(3.1)、固定于所述动力总成(2)的前部的抗扭悬动力总成支架(3.2)和设置于所述抗扭悬车身支架(3.1)内、可沿所述车身长度方向拉伸或压缩的抗扭悬缓冲支撑结构，所述抗扭悬空气腔(4)设置于所述抗扭悬缓冲支撑结构内，所述抗扭悬动力总成支架(3.2)的一端设置于所述抗扭悬缓冲支撑结构的后方，所述抗扭悬动力总成支架(3.2)可沿所述车身的长度方向移动、拉伸或压缩所述抗扭悬缓冲支撑结构。
5.如权利要求4所述的汽车动力总成半主动悬置系统，其特征在于：所述抗扭悬缓冲支撑结构包括后部通过弹性件与所述抗扭悬动力总成支架(3.2)固定、可拉伸或压缩的后液室(3.3)；位于所述后液室(3.3)前方、可膨胀或收缩的前液室(3.4)；以及，连接于所述前液室(3.4)和所述后液室(3.3)之间的抗扭悬液体通道(3.5)；所述抗扭悬空气腔(4)设置于所述前液室(3.4)与所述后液室(3.3)之间。
6.一种基于上述权利要求1—5中任意一项所述的汽车动力总成半主动悬置系统的控制方法，其特征在于：它包括根据车身所受冲击力大小控制所述侧悬空气腔的控制开关和所述抗扭悬空气腔(4)的控制开关打开或关闭的控制方法，以及，根据车辆的行驶状态控制所述侧悬空气腔的控制开关和所述抗扭悬空气腔(4)的控制开关打开或关闭的控制方法。
7.如权利要求6所述的汽车动力总成半主动悬置系统的控制方法，其特征在于：所述根据车身所受冲击力大小控制所述侧悬空气腔的控制开关和所述抗扭悬空气腔的控制开关打开或关闭的控制方法包括：所述车身所受冲击力小于设定值时，打开所述侧悬空气腔的控制开关和所述抗扭悬空气腔(4)的控制开关；所述车身所受冲击力大于设定值时，关闭所述侧悬空气腔的控制开关，打开所述抗扭悬空气腔(4)的控制开关。
8.如权利要求7所述的汽车动力总成半主动悬置系统的控制方法，其特征在于：判断所述车身所受冲击力是否超过设定值的方法包括：判断车身加速度大小是否超过设定值、判断油门开度是否超过设定值和判断esp转角是否超过设定值。
9.如权利要求6所述的汽车动力总成半主动悬置系统的控制方法，其特征在于：所述根据车辆的行驶状态控制所述侧悬空气腔的控制开关和所述抗扭悬空气腔(4)的控制开关打开或关闭的控制方法包括：判断发动机的工作状态，所述发动机的转速变化大于设定值时，打开所述侧悬空气腔的控制开关，关闭所述抗扭悬空气腔(4)的控制开关。
10.如权利要求6或9所述的汽车动力总成半主动悬置系统的控制方法，其特征在于：所述根据车辆的行驶状态控制所述侧悬空气腔的控制开关和所述抗扭悬空气腔(4)的控制开关打开或关闭的控制方法包括：判断车辆是否处于运动模式，若是则关闭所述侧悬空气腔的控制开关和所述抗扭悬空气腔(4)的控制开关。
技术总结
本发明公开了一种汽车动力总成半主动悬置系统及其控制方法，包括连接于车身的侧部与动力总成的侧部之间的侧悬置，以及，连接于动力总成的前部与车身的前部之间的抗扭悬置；侧悬置内设置有可沿车身高度方向进行压缩或拉伸的侧悬空气腔，抗扭悬置内设置有可沿车身长度方向进行压缩或拉伸的抗扭悬空气腔；侧悬空气腔和抗扭悬空气腔分别连接有一个用于控制腔体与大气连通或断开的控制开关。本发明通过在车身上布置半主动的三点钟摆式悬置系统，在悬置内部设置空气腔，由控制开关主动控制空气腔与大气的通断，可以选择性的为车身提供低刚度、高阻尼或小刚度、低阻尼的悬置系统，从而满足车辆在不同工况下对悬置刚度的需求。
技术研发人员：张兴,岳松,刘文丰,熊明洁
受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5