CN1213240C - 用在离合器盘的阻尼弹簧上的振动衰减设备和方法 - Google Patents

用在离合器盘的阻尼弹簧上的振动衰减设备和方法 Download PDF

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Abstract

在用在离合器盘的阻尼弹簧上的振动衰减设备和方法中，该离合器盘包括离合器板、一个用花键连接到离合器轴上的离合器轮毂、安装在离合器板的前和后表面上的摩擦面、及安装在离合器板上的阻尼弹簧，该设备进一步包括插入在每根阻尼弹簧中的可变阻尼装置。可变阻尼装置按照由一个电子控制单元提供的电流强度控制阻尼弹簧的阻尼系数，以便防止发动机的异常振动传递到变速箱单元。

Description

用在离合器盘的阻尼弹簧上的振动衰减设备和方法
本申请基于在1999年10月29日提出的韩国专利申请No.99-47436，其公开内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及一种振动衰减设备和方法，更具体地说，涉及一种包括一个改变阻尼弹簧的阻尼系数以便防止振动从发动机传递到变速箱单元的电气控制阻尼装置的振动衰减设备和方法。
背景技术
一般地，如图6中所示，车辆带有一个用来产生驱动功率的发动机112、和一个用来改变发动机的转矩和速度的变速箱单元114。变速箱单元分为自动变速箱单元和手动变速箱单元。手动变速箱单元带有一个控制发动机功率对变速箱单元的连接的离合器。
离合器包括一个连接到飞轮116上的离合器盖118、安装在离合器盖118与飞轮116之间用来把发动机输出经一根离合器轴传递到变速箱单元的离合器盘120、及一个用来经分离叉传递踏板压下力的分离轴承122。
图7表示根据先有技术的离合器盘120的详细结构。离合器盘120包括离合器板124、一个用花键连接到离合器轴上的离合器轮毂126、安装在离合器板124上的前和后表面上的摩擦衬片128、及安装在离合器板124上用来衰减发动机的旋转振动的阻尼弹簧130。
当发动机的转矩变化增大高于正常转矩范围时，异常转矩变化在包括变速箱单元的驱动系统中产生转矩振动，并且使整个车体严重振动。
为了防止把异常振动传递到驱动系统，阻尼弹簧安装在离合器盘中。然而，由于阻尼弹簧具有固定的阻尼系数，所以他们不能灵活地响应发动机转矩的变化，并因而不能有效地衰减异常振动。另一方面，能使用具有高阻尼系数的阻尼弹簧，但阻尼弹簧的高阻尼系数不利地影响车辆的可驾驶性。
在现有技术中，使用了一种称为“电流变流体(electro-rheologicalfluid)”的材料。这例如可参见美国专利，No.4,033,892，在该专利文献中公开了一种电流变流体的组成成分。另外，在美国专利No.5,161,653中，进一步公开了一种使用电流变流体的减震器。这些专利文献在此引述，作为参考。
发明内容
因而，本发明的一个目的在于，提供一种能防止异常振动向变速箱单元传递而不会不利地影响可驾驶性的振动衰减设备和方法。
这个和其他目的可以通过一种用在离合器盘的阻尼弹簧上的振动衰减设备实现，该离合器盘包括离合器板、一个用花键连接到离合器轴上的离合器轮毂、安装在离合器板的前和后表面上的摩擦衬片、及安装在离合器板上的阻尼弹簧。
振动衰减设备包括插入在每根阻尼弹簧中、按照由电子控制单元提供的电流强度控制阻尼弹簧的阻尼系数的可变阻尼装置。可变阻尼装置可以包括一个插入到阻尼弹簧中的腔室、和填满所述腔室的电流变流体(electro-rheological fluid)，并且通过由其各向异性特性造成的抗剪阻力控制所述阻尼弹簧的阻尼力。
根据本发明，这里提供一种用于控制用在离合器盘的阻尼弹簧上的振动衰减设备的电子控制单元的方法，该方法包括检测车辆速度和发动机转矩变化的第一步骤。当车辆的检测速度在一个预定速度范围内，并且发动机的检测转矩高于一个与车辆速度有关的标准转矩范围时，电子控制单元向插入在离合器盘的阻尼弹簧中的电流变流体提供电流。然后，电子控制单元检测变速箱的转矩变化。最后，当变速箱的检测转矩在一个与车辆速度有关的标准变速箱转矩范围内时，电子控制单元停止电流流到电流变流体。然而，当变速箱的检测转矩偏离与车辆速度有关的标准变速箱转矩范围时，电子控制单元使电流强度增大一个预定量，然后再次检测变速箱的转矩变化。
在提供电流的步骤中车辆的预定速度范围可以从20km/h至60km/h。
附图说明
当联系其中相同标号指示相同或类似元件的附图考虑时，通过参考如下详细描述容易明白本发明的更完整理解、和其多个伴随的优点，因为他们变得更好理解，其中：
图1是剖视图，表明根据本发明一个最佳实施例的离合器装置；
图2是图1中部分A的放大视图；
图3是方块图，表示用于根据本发明一个最佳实施例的电源的检测装置；
图4是流程图，表示根据本发明一个最佳实施例的振动衰减方法；
图5是曲线图，表示根据本发明一个最佳实施例的电流变流体的抗剪力变化；
图6是根据先有技术的车辆动力系统的示意图；及
图7是剖视图，表明根据先有技术的离合器盘。
具体实施方式
参照附图将解释本发明的最佳实施例。
图1表明根据本发明一个最佳实施例的离合器装置。
如图1中所示，一个离合器盘借助于在一个离合器盖14内的压力盘16摩擦接触一个飞轮18，并且他们经一根离合器轴20把发动机的功率传递到一个变速箱单元。
如以上在先有技术中描述的那样，离合器盘带有离合器板22、一个离合器轮毂24、衬片26、及安装在离合器板22上的阻尼弹簧28。
离合器盘包括一个用来防止发动机的异常转矩变化传递到变速箱单元的可变阻尼装置。该可变阻尼装置，如图2中所示，带有一个插入在阻尼弹簧28的每一个中的管状腔室30、和充满腔室30的电流变流体32。腔室30经形成在其每一侧中的一个终端34与电子控制单元连接。为了向腔室30提供来自安装在变速箱外部的电子控制单元的电流，一个终端壳体50安装在变速箱盖44上。终端壳体50连接有电子控制单元，并且其中带有一根以恒定弹性力支撑一个球48的弹簧46。球48接触一个沿飞轮18的外周缘形成的导体52。借助于经穿过飞轮18的一根连接器电缆54和离合器轴20，导体52电子连接到腔室30的终端34上。
当来自电子控制单元的电流断开时，在腔室30中的电流变流体32具有一种其中流体粒子在任意方向运动的各向同性特性。然而，当电流接通时，电流变流体32具有这样一种各向异性特性，其中流体粒子通过极化效应沿电流通路排列，并且排列的粒子能形成增大阻止阻尼弹簧28的弹性运动的抗剪阻力的纤维化结构。
由于该抗剪阻力，如图5中所示，根据电流变流体32上的电场强度变化，电子控制单元通过调节电流强度能限制阻尼弹簧28的弹性。因此，阻尼弹簧28的阻尼系数能由电子控制单元改变。
图3表示用于把电流提供到电流变流体32的状态的检测装置。
检测装置连接到电子控制单元36上，并且包括一个用来检测车辆速度的速度传感器38、一个用来检测发动机转矩变化的rpm传感器40、及一个用来检测变速箱转矩变化的加速度表42。在由速度传感器38检测的速度在20km/h至60km/h的范围内、且由rpm传感器40检测的发动机转矩高于一个标准转矩极限的条件下，电子控制单元36供给或改变至电流变流体的电流。以上条件指示在发动机中有异常转矩变化。因此，电子控制单元36在以上条件下调节阻尼弹簧28的阻尼系数，以便防止把发动机振动传递到变速箱单元。
图4表示使用发明的可变阻尼装置来衰减变速箱单元的振动的方法。
首先，速度传感器38检测车辆的速度，并且rpm传感器40检测发动机转矩的变化(S100、S110)。然后，电子控制单元36确定车辆的速度是否在20km/h至60km/h的范围内及发动机转矩的变化值是否高于与车辆速度有关的标准发动机转矩范围(S120、S130)。该标准发动机转矩范围通过按照车辆速度规定发动机的RPM的正常变化范围预先确定。
当rpm传感器40检测到偏离的发动机转矩时，电子控制单元确定发动机有异常振动，并因而向阻尼弹簧28的电流变流体32提供电流(S140)。来自电子控制单元的电流经可变终端50提供到变速箱盖，并然后经接触可变终端50的导体52和连接电缆54到达电流变流体32。
当把电流提供到电流变流体32时，电流变流体32产生阻止阻尼弹簧28弹性变形的抗剪阻力，这增大阻尼弹簧28的阻尼系数，并因此衰减从发动机传递到变速箱单元的振动。
在电子控制单元把电流提供到电流变流体32的同时，它通过加速度表42检测变速箱的转矩变化(S150)。然后，电子控制单元确定检测的转矩变化是否在标准变速箱转矩范围内(S160)。该标准变速箱转矩范围通过按照车辆速度规定变速箱的输出转矩的正常变化范围预先确定。
最后，当加速度表42检测到正常变速箱转矩时，电子控制单元36停止向阻尼弹簧28的电流变流体32提供电流(S170)。另一方面，当加速度表42检测到偏离的变速箱转矩时，电子控制单元36使电流强度增大某一量，然后返回由加速度表42检测变速箱的转矩变化的步骤(S180)。
如上所述，在用于衰减从发动机传递到变速箱单元的振动的发明设备和方法中，能有效地防止异常振动，因为按照变速箱单元的输出转矩能改变电流变流体的抗剪阻力。而且，发明的振动设备不会不利地影响车辆的可驾驶性，因为电流变流体仅在规定速度范围内能产生抗剪阻力。自然，通过振动衰减能增强车辆的静音。
尽管参照最佳实施例已经详细描述了本发明，但熟悉本专业的技术人员将会理解，对其能进行各种变更和替换，而不脱离在附属权利要求书中叙述的本发明的精神和范围。

Claims (3)

1.一种用于控制用在离合器盘的阻尼弹簧中的振动衰减设备的方法，其中所述的振动衰减设备包括电流变流体，所述方法包括步骤：
a、检测车辆的速度和发动机的转矩变化；
b、当车辆的检测速度在一个预定速度范围内，并且发动机的检测转矩高于一个与车辆速度有关的标准转矩范围时，向插入在离合器盘的阻尼弹簧中的所述电流变流体提供电流；
c、在步骤b之后检测变速箱的转矩变化；及
d、当变速箱的检测转矩在一个与车辆速度有关的标准变速箱转矩范围内时，停止电流流到所述电流变流体。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括当变速箱的检测转矩偏离与车辆速度有关的标准变速箱转矩范围时使电流强度增大一个预定量、然后返回步骤c的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述步骤b中的车辆的预定速度范围是从20公里/小时至60公里/小时。
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