CN106704425B - 汽车、ecu及用于控制衬套刚度的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种汽车、ECU及用于控制衬套刚度的控制系统，其中衬套包括：同轴设置且固装的芯管、橡胶环和套管，橡胶环套设在芯管和套管之间；在橡胶环内设有：气腔和位于橡胶环轴向任意一侧端面中的开口，开口连通气腔；衬套还包括：气阀，具有进气口、充气口和排气口，充气口连通开口，气阀具有以下三种工作状态：关闭状态；充气状态；排气状态。本技术方案的橡胶环为可充气/排气式橡胶环，对橡胶环进行充气或排气能够改变橡胶环和衬套的刚度，这为主动控制衬套的刚度和优化底盘性能提供了技术基础。在汽车处于不同工况时，根据不同工况适时改变衬套的刚度，可以满足驾驶员对汽车行驶性能的多样需求。

Description

汽车、ECU及用于控制衬套刚度的控制系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种汽车、ECU及用于控制衬套刚度的控制系统。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，客户对汽车行驶性能的要求也不断提高。在汽车设计制造过程中，底盘系统的舒适性、操稳性对整车的行驶性能有着决定性影响。汽车在各种路面上行驶时，底盘悬架系统需有效地隔断和降低来自路面不平引起的振动激励，进而改善客户的乘坐舒适性和操稳性感受。

在底盘悬架系统的导向装置中，与车身连接的铰链点已越来越多地采用衬套连接方式。衬套以其良好的弹性特性和隔振性能，已成为底盘系统中不可或缺的重要元件。在现有技术中，衬套各个方向的刚度特性曲线是综合考虑各项行驶性能指标而设计的，衬套刚度在汽车行驶过程中不能主动地调节和改变。

这存在以下问题：衬套刚度不能随汽车行驶路况作出适应性改变，会影响到驾驶员对不同路况的行驶性能的需求，例如汽车在颠簸行驶时要求衬套沿车高方向的径向刚度较小以获得良好减振效果，相比之下在平坦路面行驶时要求衬套沿车前后方向的径向刚度大以提升汽车响应速度。

发明内容

本发明解决的问题是，现有底盘系统中衬套刚度不能随汽车行驶路况作出适应性改变，会影响到驾驶员对不同路况的行驶性能的需求。

为解决上述问题，本发明提供一种用于汽车的衬套，包括：同轴设置且固装的芯管、橡胶环和套管，所述橡胶环套设在所述芯管和套管之间；

在所述橡胶环内设有：气腔和位于所述橡胶环轴向任意一侧端面中的开口，所述开口连通所述气腔；

所述衬套还包括：气阀，具有进气口、充气口和排气口，所述充气口连通所述开口，所述气阀具有以下三种工作状态：

关闭状态，关闭所述充气口和排气口；

充气状态，连通所述进气口和充气口以对所述气腔充气；

排气状态，连通所述充气口和排气口以从所述气腔排气。

可选地，所述气腔的数量为若干，所有气腔在所述橡胶环中均匀分布，所述橡胶环对应每个气腔设有一个所述开口，所述衬套对应每个开口设有一个所述气阀，所有气腔、开口和气阀一一对应。

可选地，所有气腔在所述橡胶环中均匀分布方式为：所有气腔沿橡胶环周向方向均匀间隔分布形成了气腔组，所述周向方向为环绕所述橡胶环轴线的方向；

在所述橡胶环中形成有一个气腔组或沿轴向间隔分布的至少两个气腔组。

可选地，所述橡胶环内还设有：连通所述气腔的进气道，所述进气道在所述橡胶环沿轴向的端面中形成了所述开口。

可选地，所述橡胶环与所述芯管之间、与所述套管之间的连接方式为胶接。

可选地，所述衬套用于汽车底盘系统以连接扭转梁和车身。

可选地，所述衬套还包括：气压传感器，用于监测所述气腔内气压。

本发明还提供一种用于控制上述任一所述的衬套刚度的控制系统，用于根据所述衬套的目标刚度，控制所述气阀的所述工作状态至达到所述衬套的目标刚度，所述工作状态与目标刚度的配合方式为：

保持所述衬套的刚度为所述目标刚度，所述控制系统控制所述气阀为所述关闭状态，所述充气口和排气口关闭；

增大所述衬套的刚度至所述目标刚度，所述控制系统控制所述气阀为所述充气状态，所述进气口和充气口连通以对所述气腔充气增压；

减小所述衬套的刚度至所述目标刚度，所述控制系统控制所述气阀为所述排气状态，所述充气口和排气口连通以从所述气腔排气减压。

可选地，所述控制系统包括：

第一接收单元，用于接收所述衬套的目标刚度信号；

计算单元，用于获取所述第一接收单元接收到的目标刚度信号并计算得到所述气腔的目标气压信号；

指令单元，用于接收所述计算单元计算得到的目标气压信号，之后向气阀发送所述工作状态的控制指令。

可选地，所述衬套还包括：气压传感器，用于监测所述气腔内气压；

所述控制系统用于根据所述衬套的目标刚度及所述气压传感器检测到的气腔内监测气压信号，控制所述气阀在所述工作状态至所述衬套达到所述目标刚度。

可选地，所述控制系统包括：

第一接收单元，用于接收所述衬套的目标刚度信号及所述气压传感器监测到的气腔内的监测气压信号；

计算单元，用于获取所述第一接收单元接收到的目标刚度信号并计算得到所述气腔的目标气压信号；

比较单元，用于获取所述第一接收单元接收到的监测气压信号和所述计算单元计算得到的目标气压信号并进行比较：若所述监测气压信号与目标气压信号相等，发出关闭状态的比较信号；若所述监测气压信号大于目标气压信号，发出排气状态的比较信号；若所述监测气压信号小于目标气压信号，发出充气状态的比较信号；

指令单元，用于获取所述比较单元比较得到的比较信号，之后向所述气阀发送相应的工作状态控制指令。

可选地，所述排气状态包括排气体积，所述充气状态包括充气体积。

可选地，所述衬套的目标刚度包括径向刚度、轴向刚度、扭转刚度和偏摆刚度；

所述径向刚度为所述衬套沿径向的刚度；

所述轴向刚度为所述衬套沿轴向的刚度；

所述扭转刚度为所述衬套沿周向方向的刚度，所述周向方向为环绕衬套轴线的方向；

所述偏摆刚度为所述衬套沿一偏摆方向的刚度，所述偏摆方向的转轴垂直于所述衬套的轴线。

可选地，所述控制系统集成于汽车ECU。

可选地，所述控制系统与汽车ECU通信，所述控制系统从所述汽车ECU接收所述衬套的目标刚度。

可选地，所述控制系统还包括：

存储单元，用于存储汽车的各种运行工况及对应所述运行工况的所述衬套的目标刚度；

所述第一接收单元与汽车ECU通信，用于获取汽车ECU发送的汽车运行工况信号和所述存储单元存储的对应该汽车运行工况的所述衬套的目标刚度信号；

所述汽车运行工况包括：颠簸行驶、平坦行驶和转弯行驶。

本发明还提供一种汽车ECU，该汽车ECU用于：获取汽车的运行工况并根据所述运行工况转化得到上述任一所述的衬套的目标刚度，之后将所述衬套的目标刚度发送给上述任一所述的控制系统；

所述汽车运行工况包括：颠簸行驶、平坦行驶和转弯行驶。

可选地，所述汽车ECU包括：

第二接收单元，用于接收汽车运行工况信号；

存储单元，用于存储汽车的运行工况与及对应所述运行工况的所述衬套的目标刚度；

发送单元，用于获取所述第二接收单元接收到的汽车运行工况信号和所述存储单元中存储的对应该运行工况信号的所述衬套的目标刚度，之后将所述衬套的目标刚度发送给所述控制系统。

本发明还提供一种汽车，包括：上述任一所述的衬套、任一所述的控制系统及所述的汽车ECU；

供气装置，具有连通所述进气口的输气口。

可选地，所述控制系统还包括：

存储单元，用于存储汽车的各种运行工况及对应所述运行工况的所述衬套的目标刚度；

所述第一接收单元与汽车ECU通信，用于获取汽车ECU发送的汽车运行工况信号和所述存储单元存储的对应该汽车运行工况的所述衬套的目标刚度信号。

可选地，所述汽车ECU包括：

第二接收单元，用于接收所述汽车运行工况信号；

存储单元，用于存储所述汽车运行工况与及对应所述运行工况的所述衬套的目标刚度；

发送单元，用于获取所述第二接收单元接收到的汽车运行工况信号和所述存储单元中存储的对应该运行工况信号的所述衬套的目标刚度，之后将所述衬套的目标刚度信号发送给所述控制系统。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本技术方案的衬套为可充气/排气式衬套，控制气腔的工作状态来改变气腔气压，橡胶环和衬套的刚度随之改变，这为主动控制衬套的刚度和优化底盘性能提供了技术基础。在汽车处于不同工况时，根据不同工况适时改变衬套的刚度，可以满足驾驶员对汽车行驶性能的多样需求。例如将本技术方案的衬套应用于汽车底盘系统中，连接悬架系统的扭转梁与车身，根据汽车处于不同工况，例如转弯行驶、平坦行驶、颠簸行驶等工况，实时调整衬套的刚度，可对整个底盘系统的舒适性、操稳性进行有效调节和优化，提高汽车在行驶过程中给客户带来的乘坐舒适性和操稳性感受。

附图说明

图1是本发明具体实施例的衬套的立体图；

图2是本发明具体实施例的衬套的立体分解图；

图3是图2所示衬套中，橡胶环的分解图；

图4是图2所示衬套中，橡胶环沿AA方向的剖面图；

图5是图2所示衬套中，橡胶环的立体图；

图6是本发明第一实施例的用于控制图1所示的衬套的控制系统示意图；

图7是本发明第二实施例的用于控制图1所示的衬套的控制系统、与控制系统通信的汽车ECU以及两者相互配合的示意图；

图8是本发明第三实施例的用于控制图1所示的衬套的控制系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参照图1～图4，本技术方案提供一种用于汽车的衬套1，包括：同轴设置且固装的芯管10、橡胶环11和套管12，橡胶环11套设在芯管10和套管12之间；

在橡胶环11内部设有若干气腔110及一端连通气腔110的进气道111，对应每个气腔110设有一个进气道111，进气道111与气腔110一一对应，进气道111的另一端在橡胶环11轴向两侧端面中的任意一侧端面112中，形成了连通气腔110的开口113；

衬套1还包括：气阀13，具有进气口、充气口和排气口(图中未示出)，对应每个气腔110设有一个气阀13，气阀13的充气口连通开口113，气阀13具有以下三种工作状态：

关闭状态，关闭充气口和排气口，维持气腔110内气压，保持橡胶环11和衬套1的刚度；

充气状态，连通进气口和充气口以对气腔110充气，增大气腔110内气压，增大橡胶环11和衬套1的刚度；

排气状态，连通充气口和排气口以从气腔110内向外排气，减小气腔110内气压，减小橡胶环11和衬套1的刚度。

芯管10、橡胶环11和套管12三者套装在一起，内芯管10与套管12之间的相对运动和相互作用力均通过橡胶环11加以吸收和传递，在芯管10和套管12的刚度为不可调时，本技术方案设置橡胶环11为可充气/排气式橡胶环，为主动控制衬套1的刚度和优化底盘性能提供了技术基础。在汽车处于不同工况时，根据不同工况适时改变衬套1的刚度，可以满足驾驶员对汽车行驶性能的多样需求。例如将本技术方案的衬套1应用于汽车底盘系统中，连接悬架系统的扭转梁与车身，根据汽车处于不同工况，例如转弯行驶、平坦行驶、颠簸行驶等工况，实时调整衬套1的刚度，可对整个底盘系统的舒适性、操稳性进行有效调节和优化，提高汽车在行驶过程中给客户带来的乘坐舒适性和操稳性感受。

在本实施例中，橡胶环11与芯管10之间、橡胶环11与套管12胶接在一起，胶接(bonding)是利用橡胶环11分别与芯管10和套管12之间的联接面上产生的机械结合力和物理吸附力而使橡胶环11与芯管10之间、橡胶环11与套管12连接在一起。胶接操作不必在高温高压下进行，因而胶接件不易产生变形，在通常情况下，胶接能够在联接面形成良好的密封性、电绝缘性和耐腐蚀性。

在本实施例橡胶环11形成过程中，可在熔融状态的橡胶材料中充气形成气腔110；在橡胶环11成型后，钻孔形成连通气腔110的进气道111。其中，橡胶环11具有位于轴向两侧的两个端面112，进气道111可选择在任意一个端面112中形成开口113，例如可在最靠近气腔110的端面112中形成开口113。

对于橡胶环11与气阀13的连接关系，可以是：气阀13的充气口在进气道111和橡胶环11连接。具体地，在进气道111内设置螺纹套管，该螺纹套管具有内螺纹，相应地，气阀13的充气口设有外螺纹，内、外螺纹相配合实现进气道111和气阀13的充气口螺纹连接。

除螺纹连接外，作为变形例，还可以是：设置气阀13的充气口和进气道111为过盈配合连接。

其中，气阀13选择电磁阀，具体地为三位三通电磁阀。通常的电磁阀包括：具有阀腔的壳体，壳体设有连通阀腔的进气口、充气口和排气口；设于阀腔内的阀芯、及分别位于阀芯两侧的两个电磁铁，电磁铁通过推杆与阀芯连接，其中进气口是保持常开的。在两个电磁铁未通电时，充气口和排气口均保持关闭；两个电磁铁分别控制阀芯朝向两相反方向移动，也就是其中一个电磁铁通电可带动阀芯沿一个方向移动以连通所述进气口和充气口，对气腔110充气，另一个电磁铁通电可带动阀芯沿相反方向移动以连通充气口和排气口，对气腔110排气。

参照图3和图4，本实施例的橡胶环11共设有8个气腔110，8个气腔110按照以下排布方式分布：

每4个气腔110沿橡胶环11的周向方向均匀间隔分布形成了1个气腔组，对应8个气腔110形成了2个气腔组，2个气腔组沿橡胶环11轴向间隔分布。其中，沿橡胶环11轴向方向，与图3左侧的一组气腔组相配合的进气道111在橡胶环11左侧端面112形成开口113，相应地，与图3右侧的一组气腔组相配合的进气道111在右侧端面112形成开口113，两组气腔组所对应的进气道111不会相互干涉，且布局合理。本实施例中气腔110的排布方式基本满足了衬套1沿多个方向的刚度可调，例如沿衬套1径向的径向刚度、沿衬套1轴向的轴向刚度、沿衬套1周向方向的扭转刚度及沿一偏摆方向的偏摆刚度，其中偏摆方向的转轴垂直于衬套1的轴线。衬套1沿多个方向的刚度可调，更好地实现衬套在汽车处于不同工况下的刚度需求。

结合参照图5，以下以衬套1应用于底盘系统为例，阐述汽车在不同工况行驶时对衬套1目标刚度的需求，其中衬套1的中轴线平行于车宽方向Y，车前后方向X和车高方向Z均对应了衬套1的不同径向方向，环绕衬套1中轴线的方向为扭转方向C，环绕车前后方向X的方向为偏转方向D，环绕车方向Z的方向为偏转方向E。

在汽车颠簸行驶时，衬套1沿车高方向Z承受来自车轮的较大力矩，橡胶环11和衬套1在车高方向Z应具有较小的径向刚度，橡胶环11较软一些，这能够更好地满足汽车颠簸行驶时所需的较佳减振性能。此时，控制橡胶环11中沿车高方向Z分布的气腔110所对应的气阀13的排气口打开，气腔110排气泄压，能够获得橡胶环11和衬套1沿车高方向Z的较小径向刚度。

进一步地，在汽车颠簸行驶时，车轮存在上下跳动的情况，此时对应于跳动位置的衬套1及其中的橡胶环11应具有较小沿扭转方向C扭转刚度和沿偏转方向D的偏转刚度，实现减振吸能的目的。此时，控制橡胶环11沿扭转方向C和偏转方向D分布的气腔110所对应的气阀13排气口打开，对气腔110进行排气泄压，减小橡胶环11和衬套1沿扭转方向C的扭转刚度和沿偏转方向D的偏转刚度。其中，在所有车轮之间在跳动位移、加速度和/或速度不一致时，可根据车轮跳动参数不一致决定每个车轮附近衬套1中气腔110内充气体积。跳动位移、速度和/或加速度较大的车轮附近的衬套1中气腔110排气体积较大，以加快减振效果。相应地，对跳动位移、速度和/或加速度较较小的车轮附近的衬套1中气腔110排气体积较小，这能使所有车轮跳动位移、加速度和/或速度区域接近，减小汽车出现侧倾。

当汽车在平坦的道路上平坦行驶时，橡胶环11和衬套1沿车前后方向X应具有较大径向刚度，这能够更好地满足汽车在遇到突发情况时的制动响应速度较快的需求，使得制动力矩快速传递至车轮，实现快速制动。此时，控制沿车前后方向X的气腔110所对应的气阀13的充气口打开，气腔110充气增压，能够获得橡胶环11和衬套1沿车前后方向X的较大径向刚度。

当汽车在转弯时，衬套1随车轮沿车宽方向Y具有移动趋势，在衬套1的轴向承受较大力矩，橡胶环11和衬套1应具有较大轴向刚度，以抵抗该较大力矩作用，这能够满足汽车转弯平稳性、车辆侧倾风险低及底盘系统稳定性的需求。此时，控制橡胶环11内沿车宽方向Y分布的气腔110所对应的气阀13充气增压，能够获得橡胶环11和衬套1较大的轴向刚度。进一步地，根据转弯时车轮的速度及加速度大小来调整气腔110充气体积。例如在汽车转弯行驶加速度较大时，控制对这些气腔110充气体积较大，获得橡胶环11和衬套1具有较大刚度，相应地，如果汽车转弯加速度较小时，对这些气腔110充气体积较小。

进一步地，在汽车转弯时，衬套1受到沿偏转方向E的较大力矩作用，需要橡胶环11和气腔110具有沿偏转方向E的较大偏转刚度，来抵抗该较大力矩作用。此时，控制沿偏转方向E分布的气腔110所对应的气阀13充气增压，增大衬套1和橡胶环11沿偏转方向E的偏转刚度。

因此，为适应汽车多种工况下的行驶性能要求，实现衬套1沿多个方向的刚度可调，若干气腔110应该满足：在橡胶环11内沿轴向、径向、周向均有分布，并进一步呈均匀分布状态。因此，气腔110的个数及分布方式不受本实施例方案的限制，可在满足衬套1沿多个方向的刚度可调的前提下作合理选择。

需要说明的是，作为一种变形例，在橡胶环内沿轴向设有三个以上气腔组时，所有气腔组所对应的进气道可按照就近原则在其所靠近的橡胶环端面中形成连通气腔的开口，且所有进气道之间不会相互干涉，除此之外，还可选择其他合理布局。进一步地，还可以是：所有气腔组沿橡胶环的轴向方向相互错位，橡胶环轴向两端之间的气腔组所对应的进气道可以从邻近的气腔组中相邻两气腔之间直线通过，这为布置进气道提供了空间，所有气腔组和进气道的布局比较合理。

为实现衬套1刚度的精确调控，衬套1还包括：气压传感器，用于监测气腔110内气压，其中气压传感器安装在气阀13上。气压传感器能够实时监测气腔110内气压，根据气压传感器反馈的气腔110内气压，可精确判断在汽车不同工况下是维持气腔110内气压、还是充气增压、抑或是排气减压，并进一步确定充气体积或排气体积，进而据此切换气阀13的工作状态。而且，控制气阀13的充气口的开口大小，能够控制充气速度及时间，例如在紧急转弯及紧急刹车时保持气阀13的充气口开口较大，充气速度较快，能提升汽车响应速度，应对突发状况。相应地，控制气阀13的排气口的开口大小，能控制排气速度及时间。

为实现衬套1刚度的智能调控，本发明提供一种与衬套1相配合的控制系统，该控制系统用于控制衬套1的刚度。

第一实施例

结合参照图1～图6，本实施例的控制系统2与衬套1的配合方式为：

控制系统2根据衬套1的目标刚度，控制气阀13的工作状态，至衬套1达到目标刚度。其中，对于汽车中位于不同位置的衬套1，以及衬套1中各个区域所承受的外部力矩不同，因此每个衬套1的目标刚度不同，控制系统2会根据每个衬套1的目标刚度控制对应的每个气腔110的工作状态。

为实现上述配合方式，控制系统2包括：

第一接收单元20，用于接收衬套1的目标刚度信号；

计算单元21，用于获取第一接收单元20到的目标刚度信号并计算得到气腔110的目标气压信号；

指令单元22，用于接收计算单元21计算得到的目标气压信号，之后向气阀13发送控制指令，切换气阀13的通电状态，控制气阀13保持对应工作状态至气腔110达到目标刚度。

控制系统2获取衬套1的目标刚度方式是：

控制系统2与汽车ECU 3通信，获取汽车ECU 3发送的汽车各种运行工况，并在获取汽车运行工况后，将转化得到衬套1的目标刚度。

此时，进一步地，参照图6，控制系统2还包括：

存储单元23，用于存储汽车的各种运行工况及对应汽车运行工况的衬套1(参照图1)的目标刚度；

第一接收单元20与汽车ECU 3通信，用于从汽车ECU 3获取汽车的运行工况信号和存储单元23存储的对应该汽车运行工况的衬套1的目标刚度信号；

汽车运行工况包括：颠簸行驶、平坦行驶和转弯行驶。

在本技术方案中，控制系统2可以独立于汽车ECU 3，也可以集成于汽车ECU 3。

第二实施例

与第一实施例相比，参照图7，本技术方案的控制系统4获取衬套1(参照图1)的目标刚度的方式为：控制系统4与汽车ECU 5通信，从ECU 5获取衬套1的目标刚度。

汽车ECU 5获取衬套1的目标刚度方式为：

在汽车中布置有监测汽车运行工况的传感器，例如布置在各个车轮的速度传感器、位置传感器等，传感器会监测左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的运行速度、加速度、行进位移，以及整车侧倾力矩、俯仰力矩及横摆力矩等数据，这些数据反映了汽车运行工况；

汽车ECU5与这些传感器通信，获取传感器传送的汽车实时运行工况，并转化得到衬套1所需的目标刚度，之后将目标刚度发送给控制系统2；

汽车运行工况包括：颠簸行驶、平坦行驶和转弯行驶。

其中，衬套1的目标刚度的获取方式为：设于前后左右四个车轮附近的速度传感器、位移传感器及力矩传感器监测车轮的运行速度、加速度、位移及所受力矩等参数，并传送至汽车ECU，汽车ECU对这些数据进行处理得到每个衬套所需径向刚度。

为实现上述目的，汽车ECU 5包括：

第二接收单元50，用于接收汽车运行工况信号；

存储单元51，用于存储汽车运行工况与及对应所述运行工况的所述衬套1的目标刚度；

发送单元52，用于获取第二接收单元50接收到的汽车运行工况信号和存储单元51中存储的对应该运行工况信号的衬套1的目标刚度，之后将衬套1的目标刚度发送给控制系统4的第一接收单元40。

与第一实施例相比，本实施例的控制系统4未设有存储单元，其他各单元的功能可相应参考第一实施例的内容。

第三实施例

参照图8，本实施例的控制系统6能够与气腔110(参照图3)配有的气压传感器相配合，设置气压传感器与控制系统6通信，气压传感器实时监测气腔110内气压，并将该监测气压信号发送给控制系统6，之后控制系统6根据获取气腔110内的实时气压，就能够自动控制气阀13(参照图3)的工作状态，实时改变气阀13的工作状态，实现主动、精确的控制目的。

此时，控制系统6包括：

第一接收单元60，用于接收衬套的目标刚度信号和气压传感器监测到的气腔110内的监测气压信号；

计算单元61，用于获取第一接收单元60到的目标刚度信号并计算得到气腔110的目标气压信号；

比较单元62，用于获取第一接收单元60接收到的监测气压信号和计算单61元计算得到的目标气压信号并进行比较：若监测气压信号与目标气压信号相等，发出关闭状态的比较信号；若监测气压信号大于目标气压信号，发出排气状态的比较信号；若监测气压信号小于目标气压信号，发出充气状态的比较信号；

指令单元63，用于获取比较单元62比较得到的比较信号，之后向气阀13发送相应的工作状态的控制指令。

气阀13在对应工作状态下工作，同时气压传感器将监测到的气腔110内的监测气压信号持续传递给第一接收单元60，直至比较单元62比较后认为监测气压信号与目标气压信号相等，指令单元62发送关闭状态的控制指令。这实现了对衬套1的刚度进行实时闭环控制，精确、及时。

进一步地，排气状态包括所述气腔110所需的排气体积，充气状态包括所述气腔110所需的充气体积。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (18)

1.一种用于控制衬套刚度的控制系统，

衬套包括：同轴设置且固装的芯管、橡胶环和套管，所述橡胶环套设在所述芯管和套管之间；其特征在于，

在所述橡胶环内设有：气腔和位于所述橡胶环轴向任意一侧端面中的开口，所述开口连通所述气腔；

所述衬套还包括：气阀，具有进气口、充气口和排气口，所述充气口连通所述开口，所述气阀具有以下三种工作状态：

关闭状态，关闭所述充气口和排气口；

充气状态，连通所述进气口和充气口以对所述气腔充气；

排气状态，连通所述充气口和排气口以从所述气腔排气；

控制系统用于根据所述衬套的目标刚度，控制所述气阀的所述工作状态至达到所述衬套的目标刚度，所述工作状态与目标刚度的配合方式为：

保持所述衬套的刚度为所述目标刚度，所述控制系统控制所述气阀为所述关闭状态，所述充气口和排气口关闭；

增大所述衬套的刚度至所述目标刚度，所述控制系统控制所述气阀为所述充气状态，所述进气口和充气口连通以对所述气腔充气增压；

减小所述衬套的刚度至所述目标刚度，所述控制系统控制所述气阀为所述排气状态，所述充气口和排气口连通以从所述气腔排气减压；

所述衬套还包括：气压传感器，用于监测所述气腔内气压；

所述控制系统用于根据所述衬套的目标刚度及所述气压传感器检测到的气腔内监测气压信号，控制所述气阀在所述工作状态至所述衬套达到所述目标刚度。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

第一接收单元，用于接收所述衬套的目标刚度信号；

计算单元，用于获取所述第一接收单元接收到的目标刚度信号并计算得到所述气腔的目标气压信号；

指令单元，用于接收所述计算单元计算得到的目标气压信号，之后向气阀发送所述工作状态的控制指令。

3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

第一接收单元，用于接收所述衬套的目标刚度信号及所述气压传感器监测到的气腔内的监测气压信号；

计算单元，用于获取所述第一接收单元接收到的目标刚度信号并计算得到所述气腔的目标气压信号；

比较单元，用于获取所述第一接收单元接收到的监测气压信号和所述计算单元计算得到的目标气压信号并进行比较：若所述监测气压信号与目标气压信号相等，发出关闭状态的比较信号；若所述监测气压信号大于目标气压信号，发出排气状态的比较信号；若所述监测气压信号小于目标气压信号，发出充气状态的比较信号；

指令单元，用于获取所述比较单元比较得到的比较信号，之后向所述气阀发送相应的工作状态控制指令。

4.如权利要求2或3所述的控制系统，其特征在于，所述排气状态包括排气体积，所述充气状态包括充气体积。

5.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述衬套的目标刚度包括径向刚度、轴向刚度、扭转刚度和偏摆刚度；

所述径向刚度为所述衬套沿径向的刚度；

所述轴向刚度为所述衬套沿轴向的刚度；

所述扭转刚度为所述衬套沿周向方向的刚度，所述周向方向为环绕衬套轴线的方向；

所述偏摆刚度为所述衬套沿一偏摆方向的刚度，所述偏摆方向的转轴垂直于所述衬套的轴线。

6.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统集成于汽车ECU。

7.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统与汽车ECU通信，所述控制系统从所述汽车ECU接收所述衬套的目标刚度。

8.如权利要求2或3所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

存储单元，用于存储汽车的各种运行工况及对应所述运行工况的所述衬套的目标刚度；

所述第一接收单元与汽车ECU通信，用于获取汽车ECU发送的汽车运行工况信号和所述存储单元存储的对应该汽车运行工况的所述衬套的目标刚度信号；

所述汽车的运行工况包括：颠簸行驶、平坦行驶和转弯行驶。

9.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述气腔的数量为若干，所有气腔在所述橡胶环中均匀分布，所述橡胶环对应每个气腔设有一个所述开口，所述衬套对应每个开口设有一个所述气阀，所有气腔、开口和气阀一一对应。

10.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所有气腔在所述橡胶环中均匀分布方式为：所有气腔沿橡胶环周向方向均匀间隔分布形成了气腔组，所述周向方向为环绕所述橡胶环轴线的方向；

在所述橡胶环中形成有一个气腔组或沿轴向间隔分布的至少两个气腔组。

11.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述橡胶环内还设有：连通所述气腔的进气道，所述进气道在所述橡胶环沿轴向的端面中形成了所述开口。

12.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述橡胶环与所述芯管之间、与所述套管之间的连接方式为胶接。

13.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述衬套用于汽车底盘系统以连接扭转梁和车身。

14.一种汽车ECU，其特征在于，用于：获取汽车的运行工况并根据所述运行工况转化得到权利要求1～13任一项所述的衬套的目标刚度，之后将所述衬套的目标刚度发送给权利要求1-13任一项所述的控制系统；

所述汽车运行工况包括：颠簸行驶、平坦行驶和转弯行驶。

15.如权利要求14所述的汽车ECU，其特征在于，所述汽车ECU包括：

第二接收单元，用于接收汽车运行工况信号；

存储单元，用于存储汽车的运行工况及对应所述运行工况的所述衬套的目标刚度；

发送单元，用于获取所述第二接收单元接收到的汽车运行工况信号和所述存储单元中存储的对应该运行工况信号的所述衬套的目标刚度，之后将所述衬套的目标刚度发送给所述控制系统。

16.一种汽车，其特征在于，包括：

权利要求1-13任一项所述的衬套、控制系统及权利要求15所述的汽车ECU；

供气装置，具有连通所述进气口的输气口。

17.如权利要求16所述的汽车，其特征在于，所述控制系统还包括：

存储单元，用于存储汽车的各种运行工况及对应所述运行工况的所述衬套的目标刚度；

第一接收单元，所述第一接收单元与汽车ECU通信，用于获取汽车ECU发送的汽车运行工况信号和所述存储单元存储的对应该汽车运行工况的所述衬套的目标刚度信号；

所述汽车的运行工况包括：颠簸行驶、平坦行驶和转弯行驶。

18.如权利要求16所述的汽车，其特征在于，所述汽车ECU包括：

第二接收单元，用于接收所述汽车运行工况信号；

存储单元，用于存储所述汽车运行工况及对应所述运行工况的所述衬套的目标刚度；

发送单元，用于获取所述第二接收单元接收到的汽车运行工况信号和所述存储单元中存储的对应该运行工况信号的所述衬套的目标刚度，之后将所述衬套的目标刚度信号发送给所述控制系统；

所述汽车的运行工况包括：颠簸行驶、平坦行驶和转弯行驶。