汽車電動后背門開閉機構手動操作力的優(yōu)化方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車零部件技術領域，特別涉及一種汽車電動后背門開閉機構手動操 作力的優(yōu)化方法。
【背景技術】
[0002] 目前，汽車后背門大多使用固定在車輛頂端的轉動副結構實現(xiàn)車門的旋轉開閉， 電動后背門開閉機構則是雙側安裝一種電機彈簧結構：一端與車身聯(lián)接，另一端與車門聯(lián) 接，通過驅動電機的轉動實現(xiàn)車門的開閉。該結構雖然簡單可行，但現(xiàn)有市場的車型面臨一 系列問題，例如：手動操作力過大，使得顧客在手動開啟和關閉車門時困難，甚至對老人，少 年等無法實現(xiàn)手動開啟或關閉，當在一些危機時刻，汽車車門的開閉決定著生命和財物的 安全，所以合理的手動操作力將是汽車市場競爭的核心。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術的上述不足，本發(fā)明提供一種汽車電動后背門開閉機構手動操 作力的優(yōu)化方法，該方法使得汽車電動后背門開閉機構手動操作力合理。
[0004] 本發(fā)明通過調(diào)整電動后背門開閉機構內(nèi)部間隙s，從而調(diào)整機構內(nèi)部摩擦力，再通 過實驗驗證和測試數(shù)據(jù)處理來驗證和優(yōu)化電動后背門開閉機構內(nèi)部間隙s，從而實現(xiàn)電動 后背門開閉機構在執(zhí)行手動操作時，手動操作力Fh合理（手動操作力Fh< 100N))，以上狀 態(tài)的滿足則電動后背門開閉機構內(nèi)部間隙s調(diào)整完成。電動后背門開閉機構內(nèi)部間隙s為 外筒與內(nèi)筒之間的滑動摩擦間隙。
[0005] 本發(fā)明的技術方案是：一種汽車電動后背門開閉機構手動操作力的優(yōu)化方法，包 括如下步驟：
[0006] 1)將汽車電動后背門開閉機構安裝在試驗用汽車后背門上，使其汽車后背門能夠 通過電動后背門開閉機構實現(xiàn)車門的全開和全閉功能，電動操作后背門開閉，在電動后背 門開閉機構執(zhí)行電動操作的過程中，試驗采集電機運行參數(shù)，通過公式1得到后背門開閉 機構內(nèi)部摩擦力fe與車門張開角度0的特征方程，將該特征方程代入公式2中，得到當執(zhí) 行手動操作時的手動操作力Fh與車門張開角度0的關系式以及Fh與0的方程曲線；
[0007] 公式1為：
[0008]
[0009] 其中，F(xiàn)M為電機總成作用螺桿軸向力，彈簧作用力，fe為內(nèi)部摩擦力，S為開 閉機構與XZ平面位相，LPU；為開閉機構的力臂，m為車門質(zhì)量，g為重力加速度，LmS車門重 心到轉動副距離，9為車門張開角度，9e。為車門重心初始位相，Je為車門轉動慣量，n為 電機總成使用效率，C為開閉機構傳動系數(shù)，i為電機總成傳動比，u為電機總成端子電壓， U。為電機總成電壓，n為電機總成轉動速度，n。為電機總成電壓下的空轉速度，TA電機總 成電壓下的堵轉扭矩，k為彈簧系數(shù)，1。為彈簧自由長度，1為開閉機構彈簧壓縮后尺寸，LB 為車身球型高副到轉動副距離，Ld為車門球型高副到轉動副距離，0。為開閉機構在空間平 面初始位相，L。為開閉機構自由長度，LBdy為車身球型高副與車門球型高副y坐標差；
[0010] 公式2為：
[0011]
[0012] 其中，&為彈簧作用力，fe為內(nèi)部摩擦力，S為開閉機構與XZ平面位相，LPU；為 開閉機構的力臂，m為車門質(zhì)量，g為重力加速度，為車門重心到轉動副距離，0為車門 張開角度，Q(；。為車門重心初始位相，F(xiàn) 手動操作力，L〇h為手動操作力力臂，k為彈簧系 數(shù)，lc為彈簧自由長度，1為開閉機構彈簧壓縮后尺寸，LB為車身球型高副到轉動副距離，Ld 為車門球型高副到轉動副距離，0 為開閉機構在空間平面初始位相，L。為開閉機構自由長 度，LBdy為車身球型高副與車門球型高副y坐標差；
[0013] 2)判斷最大手動操作力即Fh與0的方程曲線最高點是否小于或等于手動操作力 設定的最大值；
[0014] 21)若最大手動操作力大于手動操作力設定的最大值，則調(diào)整汽車電動后背門開 閉機構的內(nèi)筒與外筒滑動配合的摩擦間隙s，返回繼續(xù)步驟1);
[0015] 22)若最大手動操作力小于或等于手動操作力設定的最大值，則汽車電動后背門 開閉機構的內(nèi)筒與外筒滑動配合的摩擦間隙s調(diào)整完成，得到一個符合要求的s值。繼續(xù) 調(diào)整汽車電動后背門開閉機構的內(nèi)筒與外筒滑動配合的摩擦間隙S，重復上述所有步驟，得 到多個符合要求的S值。在多個符合要求的S值中選擇一個最佳值，作為生產(chǎn)汽車電動后 背門開閉機構時的標準參數(shù)值，來實現(xiàn)汽車電動后背門開閉機構手動操作力的優(yōu)化。最佳 值位于S值的最大值與最小值之間。優(yōu)化后的所有汽車電動后背門開閉機構的內(nèi)筒與外筒 滑動配合的摩擦間隙S均在S值的最大值與最小值之間的范圍內(nèi)。本實施例每次調(diào)整量設 定為0. 2mm.，當然，這個可以根據(jù)后背門實際情況確定。摩擦間隙S的調(diào)整是通過更換內(nèi)筒 或者外筒或者滑動襯套來實現(xiàn)間隙s的調(diào)整。
[0016]手動操作力設定的最大值根據(jù)客戶的要求設定，并無明確的下限。但若手動操作 力過小的話，背門會無法中停。一般手動操作力設定的最大值設定為100N。
[0017]電機運行參數(shù)包括電機端子電壓、霍爾脈沖、作動電流、堵轉電流、轉速，電機運行 參數(shù)通過專業(yè)的電機數(shù)據(jù)采集設備采集得到。此類設備可在市面上購買得到。
[0018]電動后背門開閉機構，包括外筒和內(nèi)筒，所述內(nèi)筒的一端固定用于連接后背門的 滑動接頭，內(nèi)筒的另一端伸入外筒中與外筒滑動配合，所述外筒內(nèi)固定有驅動電機，所述驅 動電機與螺桿連接，帶動螺桿轉動，所述螺桿上螺紋配合有導向螺母，通過導向螺母帶動內(nèi) 筒在外筒內(nèi)軸向滑動，所述導向螺母上套有彈簧，所述外筒固定用于連接車身流水槽的固 定接頭。
[0019]所述外筒內(nèi)壁固定有滑動襯套，滑動襯套內(nèi)徑與內(nèi)筒外徑的間隙為動后背門開閉 機構內(nèi)部間隙s。優(yōu)選地，滑動襯套與外筒可拆卸地固定連接，便于安裝滑動襯套。
[0020] 所述導向螺母與滑動接頭固定連接。
[0021] 所述導向螺母設有階梯孔，所述螺桿與階梯孔的小徑段螺紋配合，所述螺桿上設 有的凸臺，該凸臺與階梯孔的大徑段滑動配合，將內(nèi)筒限位在外筒中，所述滑動接頭與導向 螺母的階梯孔大徑端固定連接。
[0022] 所述彈簧套在螺桿、導向螺母上，彈簧一端位于外筒內(nèi)，一端位于內(nèi)筒內(nèi)。本發(fā)明 的有益效果是：本發(fā)明通過調(diào)整電動后背門開閉機構內(nèi)部間隙s，從而調(diào)整機構內(nèi)部摩擦 力，再通過實驗驗證和測試數(shù)據(jù)處理來驗證和優(yōu)化電動后背門開閉機構內(nèi)部間隙s，從而實 現(xiàn)電動后背門開閉機構在執(zhí)行手動操作時，手動操作力Fh合理（手動操作力Fh< 100N))， 使得顧客在手動開啟和關閉車門時很輕松。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明的汽車電動后背門開閉機構的全開和全閉安裝狀態(tài)以及周邊環(huán)境 示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明的汽車電動后背門開閉機構的機構示意圖；
[0025] 圖3是本發(fā)明的汽車電動后背門開閉機構的全剖示意圖；
[0026] 圖4為圖3的P部放大圖。
[0027]其中，1為后背門，2為車身流水槽，3為電動后背門開閉機構，4為固定接頭，5為驅 動電機，6為外筒，7為電機支架，8為螺桿，9為彈簧，10為滑動襯套，11為導向螺母，12為內(nèi) 詢，13為滑動接頭。
【具體實施方式】
[0028] 參見圖1至圖4, 一種電動后背門開閉機構，包括外筒6和內(nèi)筒12,所述內(nèi)筒的一 端固定用于連接后背門的滑動接頭13,內(nèi)筒的另一端伸入外筒中與外筒滑動配合，所述外 筒內(nèi)固定有驅動電機5。本實施的驅動電機通過電機支架7固定在外筒內(nèi)。所述驅動電機 與螺桿8連接，帶動螺桿轉動，所述螺桿上螺紋配合有導向螺母11，通過導向螺母帶動內(nèi)筒 在外筒內(nèi)軸向滑動。所述導向螺母與滑動接頭固定連接。所述導向螺母上套有彈簧9。所 述彈簧套在螺桿、導向螺母上，彈簧一端位于外筒內(nèi)，一端位于內(nèi)筒內(nèi)。彈簧的作用是使車 門在一定范圍內(nèi)可中停，并在開作動過程中提供輔助力。所述外筒固定用于連接車身流水 槽的固定接頭4。所述導向螺母設有階梯孔，所述螺桿與階梯孔的小徑段螺紋配合，所述螺 桿上設有的凸臺。該凸臺位于螺桿端頭，形成螺栓頭部。該螺栓頭部與階梯孔的大徑段滑 動配合，將內(nèi)筒限位在外筒中，所述滑動接頭與導向螺母的階梯孔大徑端固定連接。所述外 筒內(nèi)壁固定有滑動襯套10,滑動襯套內(nèi)徑與內(nèi)筒外徑的間隙為電動后背門開閉機構內(nèi)部間 隙s〇
[0029] 電動后背門開閉機構3安裝時，其一端與車身流水槽2鈑金的球形接頭聯(lián)接，另 一端與后背門1鈑金的球形接頭聯(lián)接，安裝后通