汽车电动后背门开闭机构手动操作力的优化方法技术

本发明专利技术涉及一种汽车电动后背门开闭机构手动操作力的优化方法，通过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，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手动操作时，手动操作力Fh≤100N，使得汽车电动后背门开闭机构手动操作力合理。

【技术实现步骤摘要】
汽车电动后背门开闭机构手动操作力的优化方法
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手动操作力的优化方法。
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：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手动操作力的优化方法，该方法使得汽车电动后背门开闭机构手动操作力合理。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手动操作时，手动操作力Fh合理(手动操作力Fh≤100N))，以上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。本专利技术的技术方案是：一种汽车电动后背门开闭机构手动操作力的优化方法，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，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；2)判断最大手动操作力即Fh与θ的方程曲线最高点是否小于或等于手动操作力设定的最大值；21)若最大手动操作力大于手动操作力设定的最大值，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)；22)若最大手动操作力小于或等于手动操作力设定的最大值，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，重复上述所有步骤，得到多个符合要求的s值。在多个符合要求的s值中选择一个最佳值，作为生产汽车电动后背门开闭机构时的标准参数值，来实现汽车电动后背门开闭机构手动操作力的优化。最佳值位于s值的最大值与最小值之间。优化后的所有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均在s值的最大值与最小值之间的范围内。本实施例每次调整量设定为0.2mm，当然，这个可以根据后背门实际情况确定。摩擦间隙s的调整是通过更换内筒或者外筒或者滑动衬套来实现间隙s的调整。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。电机运行参数包括电机端子电压、霍尔脉冲、作动电流、堵转电流、转速，电机运行参数通过专业的电机数据采集设备采集得到。此类设备可在市面上购买得到。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。所述外筒内壁固定有滑动衬套，滑动衬套内径与内筒外径的间隙为动后背门开闭机构内部间隙s。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。本专利技术的有益效果是：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手动操作时，手动操作力Fh合理(手动操作力Fh≤100N))，使得顾客在手动开启和关闭车门时很轻松。附图说明图1是本专利技术的汽车电动后背门开闭机构的全开和全闭安装状态以及周边环境示意图；图2是本专利技术的汽车电动后背门开闭机构的机构示意图；图3是本专利技术的汽车电动后背门开闭机构的全剖示意图；图4为图3的P部放大图。其中，1为后背门，2为车身流水槽，3为电动后背门开闭机构，4为固定接头，5为驱动电机，6为外筒，7为电机支架，8为螺杆，9为弹簧，10为滑动衬套，11为导向螺母，12为内筒，13为滑动接头。具体实施方式参见图1至图4，一种电动后背门开闭机构，包括外筒6和内筒12，所述内筒的一端固定用于连接后背门的滑动接头13，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5。本实施的驱动电机通过电机支架7固定在外筒内。所述驱动电机与螺杆8连接，带动螺杆转动，所述螺杆上螺纹配合有导向螺母11，通过导向螺母带动内筒在外筒内轴向滑动。所述导向螺母与滑动接头固定连接。所述导向螺母上套有弹簧9。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。弹簧的作用是使车门在一定范围内可中停，并在开作动过程中提供辅助力。所述外筒固定用于连接车身流水槽的固定接头4。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。该凸台位于螺杆端头，形成螺栓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车电动后背门开闭机构手动操作力的优化方法，其特征在于，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，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；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；2)判断最大手动操作力是否小于或等于手动操作力设定的最大值；21)若最大手动操作力大于手动操作力设定的最大值，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)；22)若最大手动操作力小于或等于手动操作力设定的最大值，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。...

【技术特征摘要】
1.一种汽车电动后背门开闭机构手动操作力的优化方法，其特征在于，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，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；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...

【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