汽车电动后背门开闭机构制造技术

本发明专利技术涉及一种汽车电动后背门开闭机构，包括外筒和内筒，所述内筒的一端固定用于连接后背门的滑动接头，内筒的另一端伸入外筒中与外筒滑动配合，所述外筒内固定有驱动电机，所述驱动电机与螺杆连接，带动螺杆转动，所述螺杆上螺纹配合有导向螺母，通过导向螺母带动内筒在外筒内轴向滑动，所述导向螺母上套有弹簧，所述外筒固定用于连接车身流水槽的固定接头，所述外筒与内筒之间的滑动摩擦间隙由电机总成使用效率和手动操作力确定。该汽车电动后背门开闭机构的电机总成使用效率最优，电机的使用寿命长，且手动操作力合理。

【技术实现步骤摘要】
汽车电动后背门开闭机构
本专利技术涉及汽车零部件
，特别涉及一种汽车电动后背门开闭机构。
技术介绍
目前，汽车后背门大多使用固定在车辆顶端的转动副结构实现车门的旋转开闭，电动后背门开闭机构则是双侧安装一种电机弹簧结构：一端与车身联接，另一端与车门联接，通过驱动电机的转动实现车门的开闭。该结构虽然简单可行，但现有市场的车型面临一系列问题，例如：1、电机总成使用效率过高，该种情况的存在使得电动后背门开闭机构内部电机的使用寿命短，使得大多数汽车厂家采用功率更大的电机来满足顾客的使用寿命要求，大功率电机的使用导致电机外径增加，从而使得电动后背门开闭机构整体外径变大，然而汽车车厂的整车型外观形状非常有限无法实现外观的调整；2、手动操作力过大，使得顾客在手动开启和关闭车门时困难，甚至对老人，少年等无法实现手动开启或关闭，当在一些危机时刻，汽车车门的开闭决定着生命和财物的安全，所以合理的手动操作力将是汽车市场竞争的核心。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述不足，本专利技术提供一种汽车电动后背门开闭机构，该汽车电动后背门开闭机构的电机总成使用效率最优，电机的使用寿命长，且手动操作力合理。本专利技术的技术方案是：一种电动后背门开闭机构，包括外筒和内筒，所述内筒的一端固定用于连接后背门的滑动接头，内筒的另一端伸入外筒中与外筒滑动配合，所述外筒内固定有驱动电机，所述驱动电机与螺杆连接，带动螺杆转动，所述螺杆上螺纹配合有导向螺母，通过导向螺母带动内筒在外筒内轴向滑动，所述导向螺母上套有弹簧，所述外筒固定用于连接车身流水槽的固定接头，所述外筒与内筒之间的滑动摩擦间隙由电机总成使用效率和手动操作力确定，该滑动摩擦间隙为同时满足电机总成使用效率小于或等于电机安全效率以及手动操作力小于或等于手动操作力设定的最大值这两种条件的电动后背门开闭机构的内部摩擦力所对应的外筒与内筒之间的滑动摩擦间隙。所述外筒内壁固定有滑动衬套，内筒的另一端伸入外筒中与外筒内壁的滑动衬套滑动配合。优选地，滑动衬套与外筒可拆卸地固定连接，便于安装滑动衬套。所述导向螺母与滑动接头固定连接。所述导向螺母设有阶梯孔，所述螺杆与阶梯孔的小径段螺纹配合，所述螺杆上设有的凸台，该凸台与阶梯孔的大径段滑动配合，将内筒限位在外筒中，所述滑动接头与导向螺母的阶梯孔大径端固定连接。所述弹簧套在螺杆、导向螺母上，弹簧一端位于外筒内，一端位于内筒内。电动后背门开闭机构内部摩擦力fθ与电机总成使用效率η的特征方程为：其中，FM为电机总成作用螺杆轴向力，FS为弹簧作用力，fθ为内部摩擦力，δ为开闭机构与XZ平面位相，LPLG为开闭机构的力臂，m为车门质量，g为重力加速度，LOG为车门重心到转动副距离，θ为车门张开角度，θGO为车门重心初始位相，JG为车门转动惯量，η为电机总成使用效率，C为开闭机构传动系数，i为电机总成传动比，u为电机总成端子电压，U0为电机总成电压，n为电机总成转动速度，n0为电机总成电压下的空转速度，TN为电机总成电压下的堵转扭矩，k为弹簧系数，l0为弹簧自由长度，l为开闭机构弹簧压缩后尺寸，LB为车身球型高副到转动副距离，Ld为车门球型高副到转动副距离，β0为开闭机构在空间平面初始位相，L0为开闭机构自由长度，LBdy为车身球型高副与车门球型高副y坐标差。电动后背门开闭机构内部摩擦力fθ与手动操作力Fh的特征方程为：其中，FS为弹簧作用力，fθ为内部摩擦力，δ为开闭机构与XZ平面位相，LPLG为开闭机构的力臂，m为车门质量，g为重力加速度，LOG为车门重心到转动副距离，θ为车门张开角度，θGO为车门重心初始位相，Fh为手动操作力，LOh为手动操作力力臂，k为弹簧系数，l0为弹簧自由长度，l为开闭机构弹簧压缩后尺寸，LB为车身球型高副到转动副距离，Ld为车门球型高副到转动副距离，β0为开闭机构在空间平面初始位相，L0为开闭机构自由长度，LBdy为车身球型高副与车门球型高副y坐标差。手动操作力设定的最大值根据客户的要求设定，并无明确的下限。但若手动操作力过小的话，背门会无法中停。一般手动操作力设定的最大值设定为100N。本专利技术通过调整电动后背门开闭机构内部间隙s，从而调整机构内部摩擦力，再通过实验验证和测试数据处理来验证和优化电动后背门开闭机构内部间隙s，从而实现电动后背门开闭机构在执行电动操作时，电机总成使用效率η≤η0(电机安全效率)；电动后背门开闭机构在执行手动操作时，手动操作力Fh合理(手动操作力Fh≤100N))，以上两种状态的满足则电动后背门开闭机构内部间隙s调整完成。电动后背门开闭机构内部间隙s为外筒与内筒之间的滑动摩擦间隙。外筒与内筒之间的滑动摩擦间隙的确定包括如下步骤：1)将汽车电动后背门开闭机构安装在试验用汽车后背门上，使其汽车后背门能够通过电动后背门开闭机构实现车门的全开和全闭功能，电动操作后背门开闭，在电动后背门开闭机构执行电动操作的过程中，试验采集电机运行参数，计算出试验测试过程中电机总成使用效率；2)判断电机总成使用效率是否小于或等于电机安全效率，若电机总成使用效率小于或等于电机安全效率，则继续步骤3)；若电机总成使用效率大于电机安全效率，则调整汽车电动后背门开闭机构的内筒与外筒滑动配合的摩擦间隙s，返回继续步骤1)；3)通过公式1得到后背门开闭机构内部摩擦力fθ与车门张开角度θ的特征方程，将该特征方程代入公式2中，得到当执行手动操作时的手动操作力Fh与车门张开角度θ的关系式，以及Fh与θ的方程曲线；公式1为：其中，FM为电机总成作用螺杆轴向力，FS为弹簧作用力，fθ为内部摩擦力，δ为开闭机构与XZ平面位相，LPLG为开闭机构的力臂，m为车门质量，g为重力加速度，LOG为车门重心到转动副距离，θ为车门张开角度，θGO为车门重心初始位相，JG为车门转动惯量，η为电机总成使用效率，C为开闭机构传动系数，i为电机总成传动比，u为电机总成端子电压，U0为电机总成电压，n为电机总成转动速度，n0为电机总成电压下的空转速度，TN为电机总成电压下的堵转扭矩，k为弹簧系数，l0为弹簧自由长度，l为开闭机构弹簧压缩后尺寸，LB为车身球型高副到转动副距离，Ld为车门球型高副到转动副距离，β0为开闭机构在空间平面初始位相，L0为开闭机构自由长度，LBdy为车身球型高副与车门球型高副y坐标差；公式2为：其中，FS为弹簧作用力，fθ为内部摩擦力，δ为开闭机构与XZ平面位相，LPLG为开闭机构的力臂，m为车门质量，g为重力加速度，LOG为车门重心到转动副距离，θ为车门张开角度，θGO为车门重心初始位相，Fh为手动操作力，LOh为手动操作力力臂，k为弹簧系数，l0为弹簧自由长度，l为开闭机构弹簧压缩后尺寸，LB为车身球型高副到转动副距离，Ld为车门球型高副到转动副距离，β0为开闭机构在空间平面初始位相，L0为开闭机构自由长度，LBdy为车身球型高副与车门球型高副y坐标差；4)判断最大手动操作力即曲线最高点是否小于或等于100N；若最大手动操作力大于100N，则调整汽车电动后背门开闭机构的内筒与外筒滑动配合的摩擦间隙s，返回继续步骤1)；若最大手动操作力小于或等于100N，则汽车电动后背门开闭机构的内筒与外筒滑动配合的摩擦间隙s调整完成，得到一个符合要求的s值。继续调整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动后背门开闭机构，其特征在于：包括外筒和内筒，所述内筒的一端固定用于连接后背门的滑动接头，内筒的另一端伸入外筒中与外筒滑动配合，所述外筒内固定有驱动电机，所述驱动电机与螺杆连接，带动螺杆转动，所述螺杆上螺纹配合有导向螺母，通过导向螺母带动内筒在外筒内轴向滑动，所述导向螺母上套有弹簧，所述外筒固定用于连接车身流水槽的固定接头，所述外筒与内筒之间的滑动摩擦间隙由电机总成使用效率和手动操作力确定，该滑动摩擦间隙为同时满足电机总成使用效率小于或等于电机安全效率以及手动操作力小于或等于手动操作力设定的最大值这两种条件的电动后背门开闭机构的内部摩擦力所对应的外筒与内筒之间的滑动摩擦间隙。

【技术特征摘要】
1.一种电动后背门开闭机构，其特征在于：包括外筒和内筒，所述内筒的一端固定用于连接后背门的滑动接头，内筒的另一端伸入外筒中与外筒滑动配合，所述外筒内固定有驱动电机，所述驱动电机与螺杆连接，带动螺杆转动，所述螺杆上螺纹配合有导向螺母，通过导向螺母带动内筒在外筒内轴向滑动，所述导向螺母上套有弹簧，所述外筒固定用于连接车身流水槽的固定接头，所述外筒与内筒之间的滑动摩擦间隙由电机总成使用效率和手动操作力确定，该滑动摩擦间隙为同时满足电机总成使用效率小于或等于电机安全效率以及手动操作力小于或等于手动操作力设定的最大值这两种条件的电动后背门开闭机构的内部摩擦力所对应的外筒与内筒之间的滑动摩擦间隙。2.根据权利要求1所述的电动后背门开闭机构，其特征在于：所述外筒内壁固定有滑动衬套，内筒的另一端伸入外筒中与外筒内壁的滑动衬套滑动配合。3.根据权利要求1所述的电动后背门开闭机构，其特征在于：所述导向螺母与滑动接头固定连接。4.根据权利要求1所述的电动后背门开闭机构，其特征在于：所述导向螺母设有阶梯孔，所述螺杆与阶梯孔的小径段螺纹配合，所述螺杆上设有的凸台，该凸台与阶梯孔的大径段滑动配合，将内筒限位在外筒中，所述滑动接头与阶梯孔的大径端固定连接。5.根据权利要求1所述的电动后背门开闭机构，其特征在于：所述弹簧套在螺杆、导向螺母上，弹簧一端位于外筒内，一端位于内筒内。6.根据权利要求1所述的电动后背门开闭机构，其特征在于：电动后背门开闭机构内部摩擦力fθ与电机总成使用效率η的特征方程为：其中：TN测试范围：(0→θmax)FS＝k|l-l0|

【专利技术属性】
技术研发人员：赵东生，杜棋忠，
申请(专利权)人：重庆海德世拉索系统集团有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85