一种汽车后背门锁的优化设计方法及后背门锁技术

本发明专利技术公开了一种汽车后背门锁的优化设计方法及后背门锁，包括判断摇臂式执行器输出的开启力能否满足机械部分的开启机构开启力的要求和判断摇臂式执行器的开启行程能否满足机械部分的开启机构开启行程的要求的步骤；本优化设计方法简单可靠；能够选取到合理的摇臂式执行器，取消掉复杂的传动机构，卡爪转动到最大角度时卡爪没有被限位，而所述摇臂式执行器的摆臂的冲击已经停止，摇臂式执行器的摆臂和内部电机不会有限位所带来的反作用力，不会对所述摇臂式执行器内部的电机造成堵转，不会对电机的使用寿命造成负面影响。

An optimal design method of back door lock and back door lock

【技术实现步骤摘要】
一种汽车后背门锁的优化设计方法及后背门锁
本专利技术涉及到汽车后背门锁
，具体涉及到一种汽车后背门锁的优化设计方法及后背门锁。
技术介绍
门锁是汽车的重要零部件，用以实现车门的安全关闭与开启，也是车身附件中主要的防盗装置。按照国标定义，使用掀背式行李舱盖的两厢及三厢汽车尾门称为后背门。与普通尾门锁相比，后背门锁由于车门开启方向的不同，锁体也有着不同的设计要求，很大程度取决于后背门的结构。由于其结构的特殊性，往往使其功能不能够满足使用要求。现有的后背门锁多采用两种结构：1、机械锁体与电机驱动模块分离设置，两者之间用连杆连接，用户通过操纵杆实现解锁。其原理为：当机械部分与锁扣啮合，使后背门关闭，阻止进入；当按动电动开启按钮时，车身内的相关电器元件发出指令，驱动电动开启部分拉动机械部分的机括，使后背门打开，方便进入；当控制车内的锁止按钮，通过车身内的相关电器元件，使后背门锁的开启按钮屏蔽失效，阻止通过开启按钮打开车门，达到安全防护锁止状态，解开锁止则利用相反的指令。这种设计两部分相对独立，结构简单，维护容易，但收到连杆设计的制约，解锁中容易发生卡死或松脱等故障，导致锁体解锁失效，反映为门无法打开。2、机械锁体集成电机驱动，通过齿轮和涡轮蜗杆传动实现解锁，这种设计结构复杂、精度要求高、装配难度大、制造成本高。也有通过直推式的执行器，代替电机和连杆，如说明书附图1所示，它可以将电能转化成推臂推拉的机械能，从而根据电性号传递的命令执行动作，但是她需要一个中间转换机构，将直线推拉运动转换成摆臂的圆弧拨动，以配合机械部分的开启机构。通过分析及试验验证得出：在运动方式方面，直推式执行器带动摆臂的圆弧运动时，其中间的力值与行程轨迹较为复杂，难以控制；在结构方面，锁体的机械部分而言，直推式不能直接实现开启，必须要引入转换机构，由此零件组成复杂，失效风险增加；因此需要对后背门锁进行进一步的优化设计。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种汽车后背门锁的优化设计方法及后背门锁，简化后背门锁的结构，取消复杂的传递机构，选取合适的执行器。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种汽车后背门锁的优化设计方法，所述优化设计方法包括如下步骤：步骤(1)、选取和确定一种后背门锁的摆臂式执行器和机械部分的开启机构；步骤(2)、判断摇臂式执行器输出的开启力能否满足机械部分的开启机构开启力的要求；若符合要求，则进行步骤(3)；若不符合要求，则返回步骤(1)重新选取摆臂式执行器或重新设计机械部分的开启机构；步骤(3)、判断摇臂式执行器的开启行程能否满足机械部分的开启机构开启行程的要求；若符合要求，则进行步骤(4)；若不符合要求，则返回步骤(1)重新选取摆臂式执行器或重新设计机械部分的开启机构；步骤(4)、正式安装投入使用；其中，所述步骤(2)中的具体判断过程如下：步骤(201)、根据所述摇臂式执行器的的技术参数，计算出所述摇臂式执行器的开启分力F′2，计算公式为：其中，F2为摇臂式执行器的输出力传递到开启接触点的开启力，M1为摇臂式执行器的固有下限扭矩，L2为摇臂式执行器的靠近开启机构的摆臂长度，θ为开启力F′2与开启力F2的夹角；步骤(202)、将所述摇臂式执行器的开启分力F′2与锁体机械部分的开启机构开启力F3相比，需要满足开启分力F′2大于各种条件下开启机构开启力F3；所述步骤(3)中的具体判断过程如下：步骤(301)、根据所述摇臂式执行器的的技术参数，获取所述摇臂式执行器的摆臂的全程转动角度范围A1～A2；步骤(302)、通过在三维数模中的运动模拟分析，对所述摇臂式执行器在运动的全过程中进行分析和校核；后背门锁在锁体开启时，开启机构的卡爪和开启臂一同转动的角度B1应小于下限角度A1；所述摇臂式执行器的摆臂角度行程没有运动完，继续转动，当转动至上限角度A2时，所述摇臂式执行器的摆臂的冲击已停止，开启机构的卡爪和开启臂一同转动的角度B2应小于上限角度A2，判断此时所述卡爪与卡爪限位是否存在间隙，若存在，则符合要求。通过上述优化设计的方法，能够选取到合理的摇臂式执行器，取消掉复杂的传动机构，所述摇臂式执行器摆动到最小角度时，所述卡爪刚好能够与卡板啮合实现闭锁，当所述摇臂式执行器摆动到最大角度时，所述卡爪与卡板完全脱离，实现开锁，同时所述卡爪与所述卡爪限位之间还存在微小的间隙，也就是说卡爪转动到最大角度时卡爪没有被限位，而所述摇臂式执行器的摆臂的冲击已经停止，所以所述摇臂式执行器的摆臂和内部电机不会有限位所带来的反作用力，不会对所述摇臂式执行器内部的电机造成堵转，不会对电机的使用寿命造成负面影响。本优化设计方法，通过所述摇臂式执行器的摆臂代替了现有设计方案中的转换机构，其作用主要是传递和连接执行器电动与机械开启的两部分，使得本后背门锁机结构更加简单紧凑，而且机械故障较少；所述摆臂能够输出为圆弧的运动，与机械部分的开启机构的运动轨迹相匹配；电信号通过执行器上的电线传递。进一步的，所述步骤(202)中开启机构开启力F3为门的反作用力不考虑的条件下，通过测力计测试得到。该种情况为较为理想的试验状态。进一步的，所述步骤(202)中开启机构开启力F3，在试验模拟中给出门的反作用力，然后再通过测力计测试得到。该种情况为实际存在的状态。进一步的，所述步骤(202)中开启机构开启力F3，在所述摆臂式执行器经过耐久试验后，模拟门的反作用力及衰减，然后再通过测力计测试得到。通过对上述三种情况下所述摇臂式执行器的开启力进行校核，计算出所述摇臂式执行器输出的开启力在三种情况下都是大于锁体机械部分开启力，故此设计力通过分析是可靠的，能够实现后背门锁启闭的。在计算所述摇臂式执行器输出的开启力时，需要注意由于存在啮合的摩擦力f，F3的大小与锁体受到的门反力N的大小有间接关系，N越大，f越大故F3也越大。进一步的，所述摇臂式执行器的固有下限扭矩M1的计算如下：M1＝F1×L1，其中，F1为所述摇臂式执行器的下限输出力，L1所述摇臂式执行器的输出力臂；F1和L1均为所述摇臂式执行器的已知参数。进一步的，一种根据上述汽车后背门锁的优化设计方法得到的后背门锁，所述后背门锁包括摇臂式执行器，与所述摇臂式执行器配合的开启机构；所述摇臂式执行器包括扭接在执行器本体上的摆臂，所述摆臂具有力臂一和力臂二；所述开启机构包括开启臂和卡爪，所述开启臂一端连接所述力臂二；所述开启臂的另一端通过柱体连接所述卡爪。进一步的，所述后背门锁还具有卡板，所述卡板朝向所述卡爪的方向设有锁扣槽，所述锁扣槽内设有锁扣；所述锁扣槽两侧的所述卡板上分别设有啮合部；所述卡爪与所述啮合部啮合以锁住所述后背门锁；转动所述卡爪与所述啮合部分离实现开锁。所述后背门锁的机械部分靠近所述卡爪的外侧还设有卡爪限位块。进一步的，根据DFMEA的评估分析，在所述开启机构的所述开启臂和/或主体上设置加强筋。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车后背门锁的优化设计方法，其特征在于，所述优化设计方法包括如下步骤：/n步骤(1)、选取和确定一种后背门锁的摆臂式执行器和机械部分的开启机构；/n步骤(2)、判断摇臂式执行器输出的开启力能否满足机械部分的开启机构开启力的要求；若符合要求，则进行步骤(3)；若不符合要求，则返回步骤(1)重新选取摆臂式执行器或重新设计机械部分的开启机构；/n步骤(3)、判断摇臂式执行器的开启行程能否满足机械部分的开启机构开启行程的要求；若符合要求，则进行步骤(4)；若不符合要求，则返回步骤(1)重新选取摆臂式执行器或重新设计机械部分的开启机构；/n步骤(4)、正式安装投入使用；/n其中，所述步骤(2)中的具体判断过程如下：/n步骤(201)、根据所述摇臂式执行器的的技术参数，计算出所述摇臂式执行器的开启分力F′

【技术特征摘要】
1.一种汽车后背门锁的优化设计方法，其特征在于，所述优化设计方法包括如下步骤：
步骤(1)、选取和确定一种后背门锁的摆臂式执行器和机械部分的开启机构；
步骤(2)、判断摇臂式执行器输出的开启力能否满足机械部分的开启机构开启力的要求；若符合要求，则进行步骤(3)；若不符合要求，则返回步骤(1)重新选取摆臂式执行器或重新设计机械部分的开启机构；
步骤(3)、判断摇臂式执行器的开启行程能否满足机械部分的开启机构开启行程的要求；若符合要求，则进行步骤(4)；若不符合要求，则返回步骤(1)重新选取摆臂式执行器或重新设计机械部分的开启机构；
步骤(4)、正式安装投入使用；
其中，所述步骤(2)中的具体判断过程如下：
步骤(201)、根据所述摇臂式执行器的的技术参数，计算出所述摇臂式执行器的开启分力F′2，
计算公式为：其中，F2为摇臂式执行器的输出力传递到开启接触点的开启力，M1为摇臂式执行器的固有下限扭矩，L2为摇臂式执行器的靠近开启机构的摆臂长度，θ为开启力F′2与开启力F2的夹角；
步骤(202)、将所述摇臂式执行器的开启分力F′2与锁体机械部分的开启机构开启力F3相比，需要满足开启分力F′2大于各种条件下开启机构开启力F3；
所述步骤(3)中的具体判断过程如下：
步骤(301)、根据所述摇臂式执行器的的技术参数，获取所述摇臂式执行器的摆臂的全程转动角度范围A1～A2；
步骤(302)、通过在三维数模中的运动模拟分析，对所述摇臂式执行器在运动的全过程中进行分析和校核；后背门锁在锁体开启时，开启机构的卡爪和开启臂一同转动的角度B1应小于下限角度A1；所述摇臂式执行器的摆臂角度行程没有运动完，继续转动，当转动至上限角度A2时，所述摇臂式执行器的摆臂的冲击已停止，开启机构的卡爪和开启臂一同转动的角度B2应小于上限角度A2，判断此时所述卡爪与卡爪限位是否存在间隙，若存在，则符合要求。

【专利技术属性】
技术研发人员：吴何畏，管飞，韩峰，袁芳，吴限好，孙艳玲，刘亚丽，
申请(专利权)人：湖北文理学院，
类型：发明
国别省市：湖北;42