一种传动系统用频率控制系统及使用该频率控制系统的车辆和传动系统频率控制方法与流程

本发明涉及传动系统领域，具体来说是一种传动系统用频率控制系统及使用该频率控制系统的车辆和传动系统频率控制方法。

背景技术：

1、扭转减振器（简称tvd- torsional vibration damper）一般用于传动轴前端，多为金属盘体，部分内置橡胶或硅油阻尼层，用于匹配动平衡与扭振衰减。

2、它是动力传动系 nvh 核心部件，通过惯量质量 + 阻尼结构，吸收、衰减发动机 -传动轴 - 后桥之间的扭转振动与角加速度波动，抑制传动系共振、轰鸣、抖动。

3、市面现有tvd存在诸多不足，比如：橡胶易老化，受高温、泥水、盐碱腐蚀寿命衰减快；增加转动惯量，起步、换挡动力响应略迟滞；增加传动轴离心载荷，对动平衡要求极高；多为焊接 / 铆接不可拆分，损坏需换整根传动轴，维修成本高；原厂频段固定，改大轮胎、刷动力、改速比后容易匹配失效；越野涉水、长期重载会加速橡胶撕裂、脱层等。

4、所以为了改善或解决上述至少一个技术问题，就需要对现有扭转减振器进行结构优化或提供一种辅助装置来辅助解决上述至少一个问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种能够对传动系统固定频率进行实时控制的传动系统用频率控制系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种传动系统用频率控制系统，其特征在于，包括信号采集单元、扭转减振器以及控制单元；

4、所述信号采集单元能够采集车辆中变速器总成或后桥减速器总成振动频率；

5、所述扭转减振器包括减振器壳体；所述减振器壳体中具有平衡腔；

6、所述控制单元包括控制模块以及控液单元；所述控制模块能够接受信号采集单元传递来的信号，并进行识别判断；

7、所述控液单元包括储液结构以及泵送结构；所述储液结构中设有平衡液；

8、所述储液结构通过泵送结构与扭转减振器相连接；

9、所述泵送结构能够把储液结构中的平衡液泵送至扭转减振器中的平衡腔或把平衡腔中的平衡液泵送至储液结构。

10、所述减振器壳体包括本壳体以及设置在本壳体上的旋转接头；所述本体壳能够相对旋转接头转动；所述旋转接头上设有连接通道，所述连接通道与平衡腔相连通；所述储液结构中的平衡液能够通过旋转接头进入平衡腔或平衡腔内的平衡液能够通过旋转接头进入储液结构。

11、所述本体壳上设有活塞机构，所述活塞机构包括设置在本体壳上的安装腔，所述安装腔内设有浮动壳体；所述安装腔与浮动壳体围成平衡腔；所述安装腔与本体壳外侧面相连通；所述浮动壳体能够在安装腔内进行移动。

12、所述安装腔远离转动接头一端设有限位挡块；所述安装腔在本体壳上呈环形分布；所述安装腔与本体壳同轴布置。

13、所述控液单元还包括管道结构；所述泵送结构通过管道结构与扭转减振器相连接；所述管道结构包括油液管；所述储液结构包括连接在车架上的储液壶；所述泵送结构包括连接在储液壶上的电动泵。

14、所述信号采集单元包括第一采集传感器以及第二采集传感器；所述第一采集传感器用于采集变速器总成的振动参数；所述第二采集传感器用于采集后桥减速器总成的振动参数。

15、一种车辆，包括车架、后桥减速器总成、变速器总成以及所述的传动系统用频率控制系统；所述传动系统用频率控制系统中的第一采集传感器连接在变速器总成上，所述传动系统用频率控制系统中的第二采集传感器连接在后桥减速器总成上；所述第一采集传感器和第二采集传感器与控制模块相连接。

16、一种采用所述传动系统用频率控制系统的传动系统频率控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

17、s1：车辆点火启动后，所述第一采集传感器和所述第二采集传感器采集振动频率，并将振动频率信号传递给控制模块；

18、s2：控制模块根据接收到的所述振动频率信号判断是否需要传动系统用频率控制系统介入工作；

19、当振动频率信号达到预设高频阈值时；

20、所述控制模块发出补液信号，电动泵接收补液信号后，电动泵正转，驱动储液结构中的平衡液从储液壶流入减振器壳体，进而增大扭转减振器重量以降低传动系统的固有频率；

21、当所述振动频率信号低于所述预设高频阈值时，所述控制模块发出停止信号，电动泵接收所述停止信号后，电磁阀关闭且电动泵停转；

22、当所述振动频率信号达到预设低频阈值时，所述控制模块发出回收信号，电动泵接收所述回收信号后，电磁阀打开且电动泵反转，驱动所述平衡液从所述减振器壳体回流至储液壶，减小扭转减振器重量以提高传动系统的固有频率；

23、当所述振动频率信号高于所述预设低频阈值时，所述控制模块发出停止信号，电动泵接收所述停止信号后，电磁阀关闭且电动泵停转。

24、所述预设高频阈值为100hz，所述预设低频阈值为50hz。

25、步骤s2中所述传动系统的固有频率与转动惯量成反比关系：f ∝ 1/，其中f为固有频率，j为转动惯量，能够通过减振器壳体中平衡液的注入量调节所述转动惯量j。

26、本发明的优点在于：

27、本发明公开了一种传动系统用频率控制系统及使用该传动系统用频率控制系统的车辆和传动系统频率控制方法。

28、本发明通过信号采集单元实时采集变速器及后桥处的振动频率信号，并利用控制模块进行智能识别判断，实现了对传动系统振动状态的实时监测与主动干预；当系统出现高频或低频共振趋势时，控制模块通过控液单元精确调节平衡腔内的液量，改变扭转减振器的转动惯量，从而动态调整传动系统的固有频率，使其主动避开激励频率范围。相较于现有技术中采用固定惯量盘或被动式橡胶减振器的方案，本发明能够根据车辆实际运行工况自适应地调节减振参数，从根本上抑制传动系统的共振、轰鸣与抖动问题，显著提升了车辆在不同车速、不同载荷及不同路面条件下的nvh性能。

29、本发明通过在减振器壳体上设置旋转接头，使本体壳在随传动轴高速旋转的同时，静止的管路系统能够可靠地将平衡液介质输送至旋转的平衡腔内，旋转接头兼具优良的密封性能与旋转灵活性，既保证了平衡液在动静部件之间的高效传输，又避免了高压高速工况下的泄漏风险。

30、本发明通过在减振器本体壳上设置可移动的浮动壳体，使浮动壳体与本体壳之间形成容积可变的平衡腔，当平衡液注入或排出时，浮动壳体能够自适应地向一侧移动以改变腔体容积。区别于传统封闭式惯量盘结构，本发明的浮动壳体设计使得转动惯量能够在较大范围内连续、线性地变化，从而覆盖更宽的频率调节区间；同时，平衡液在腔体内的流动能够产生额外的阻尼效应，进一步衰减扭转振动能量。限位挡块的设置则有效防止了浮动壳体的过度位移，确保在极端工况下装置的结构安全。

31、发明通过将安装腔设计为与减振器壳体同轴布置的环形结构，使得平衡液在高速旋转状态下能够沿圆周方向均匀分布，避免了因平衡液偏置导致的动平衡破坏问题。配合减振器壳体自身的优秀加工精度和动平衡性能，即使在不同液量条件下，整个惯量盘的重心始终保持在旋转轴线上，有效抑制了因惯量盘质量偏心引起的附加振动，确保了减振效果的稳定性和一致性。

32、本发明中控液单元采用储液壶与电动泵的组合方案，通过正反转电动泵配合电磁阀实现平衡液的双向流动控制，结构紧凑、响应迅速。正反转电动泵通过螺钉直接连接于储液壶侧壁，集成度高且便于整车布置；电动泵与油液管之间采用锥螺纹密封形式，配合柔性油液管两端锥螺纹密封结构，构建了全封闭的液力回路，从根本上杜绝了平衡液介质在高压输送过程中的渗漏问题。油液管柔性设计使其能够适应传动轴运动过程中的姿态变化，而膨胀量的严格控制则保证了每次泵送动作的液量精度，避免因管路变形导致的控制偏差。

33、本发明通过设置两个振动频率采集传感器，分别布置于变速器后部的二轴法兰盘处和后桥主减前部的主减法兰盘处，实现了对传动系统前后两处关键节点振动信号的同时采集。相较于在单一位置布置传感器的方案，本发明能够全面获取传动轴前后两端的振动状态信息，为控制器提供更完整、更准确的判断依据，有效避免了因单点采样导致的共振漏判或误判问题。传感器采用强力3m胶粘贴方式，无需对现有变速器或后桥结构进行打孔改装，安装便捷且不破坏原有零部件的结构完整性。

34、本发明将自适应tvd控制模块通过带油减振功能的螺栓安装于车架纵梁，有效衰减了车架振动对控制器内部精密电子元件的冲击，提高了控制器在恶劣路况下的工作稳定性和耐久性；储液壶同样安装于车架纵梁，储液壶盖上设有呼吸孔，确保平衡液进出储液壶时内外气压自动平衡，避免了因储液壶内产生负压或正压而影响泵送效率和液量控制精度的技术问题。

35、本发明提供的传动系统频率控制方法，采用“高频补液、低频回收”的双阈值自适应调节策略，其核心原理基于系统固有频率与转动惯量之间的反比关系：当传感器监测到即将出现高频（≥100hz）共振时，控制模块主动向平衡腔内注入平衡液以增大转动惯量，使系统固有频率降低，避开高频激励源；当监测到即将出现低频（20hz~50hz）共振时，控制模块主动将平衡液回收到储液壶中以减小转动惯量，使系统固有频率升高，避开低频激励源。该控制策略逻辑清晰、执行高效，能够根据实时振动状态自动切换工作模式，实现了宽频带范围内的共振抑制效果。

36、本发明控制方法中的动态自适应调整过程具备快速反应和精确调节的优点，信号采集、判断决策、液量调节形成闭环控制回路，整个响应周期控制在毫秒级范围内。相较于传统机械式离心摆减振器或橡胶阻尼式减振器仅在单一频率点有效的局限性，本发明的控制方法能够在全速域、全工况范围内保持对传动系统振动的有效抑制，尤其适用于皮卡等传动轴较长、工况复杂的车型，显著改善驾乘舒适性。