[发明专利]汽车电动后背门开闭机构的内部结构优化设计方法有效

专利信息
申请号: 201510372557.2 申请日: 2015-06-30
公开(公告)号: CN105015627B 公开(公告)日: 2017-04-26
发明(设计)人: 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
主分类号: B62D25/08 分类号: B62D25/08;E05F15/611;G06F19/00;G06F17/50
代理公司: 重庆志合专利事务所50210 代理人: 胡荣珲
地址: 401120*** 国省代码: 重庆;85
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摘要:
搜索关键词: 汽车 电动 后背 开闭 机构 内部结构 优化 设计 方法
【权利要求书】:

1.一种汽车电动后背门开闭机构的内部结构优化设计方法,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,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,得到当执行手动操作时需要的最大手动操作力;

公式1为:

<mrow><mo>(</mo><msub><mi>F</mi><mi>M</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>F</mi><mi>S</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>f</mi><mi>&theta;</mi></msub><mo>)</mo><msub><mi>cos&delta;L</mi><mrow><mi>P</mi><mi>L</mi><mi>G</mi></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>mgL</mi><mrow><mi>O</mi><mi>G</mi></mrow></msub><mi>c</mi><mi>o</mi><mi>s</mi><mo>(</mo><mi>&theta;</mi><mo>+</mo><msub><mi>&theta;</mi><mrow><mi>G</mi><mi>O</mi></mrow></msub><mo>)</mo><mo>=</mo><msub><mi>J</mi><mi>G</mi></msub><mfrac><mrow><msup><mi>d</mi><mn>2</mn></msup><mi>&theta;</mi></mrow><mrow><msup><mi>dt</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac></mrow>

其中:

TN测试范围:(0→θmax)

FS=k|l-l0|

<mrow><mi>l</mi><mo>=</mo><msqrt><mrow><msubsup><mi>L</mi><mi>B</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>L</mi><mi>d</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>L</mi><mrow><mi>B</mi><mi>d</mi><mi>y</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><mn>2</mn><msub><mi>L</mi><mi>B</mi></msub><msub><mi>L</mi><mi>d</mi></msub><mi>c</mi><mi>o</mi><mi>s</mi><mrow><mo>(</mo><mi>&theta;</mi><mo>+</mo><msub><mi>&beta;</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></msqrt><mo>-</mo><msub><mi>L</mi><mn>0</mn></msub></mrow>

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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:

(FS+fθ)cosδLPLG+mg LOG cos(θ+θGO)+FhLoh=0

其中:

FS=k|l-l0|

<mrow><mi>l</mi><mo>=</mo><msqrt><mrow><msubsup><mi>L</mi><mi>B</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>L</mi><mi>d</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>L</mi><mrow><mi>B</mi><mi>d</mi><mi>y</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><mn>2</mn><msub><mi>L</mi><mi>B</mi></msub><msub><mi>L</mi><mi>d</mi></msub><mi>c</mi><mi>o</mi><mi>s</mi><mrow><mo>(</mo><mi>&theta;</mi><mo>+</mo><msub><mi>&beta;</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></msqrt><mo>-</mo><msub><mi>L</mi><mn>0</mn></msub></mrow>

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<mrow><msub><mi>L</mi><mrow><mi>P</mi><mi>L</mi><mi>G</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>L</mi><mi>B</mi></msub><msub><mi>L</mi><mi>d</mi></msub><mi>s</mi><mi>i</mi><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>&theta;</mi><mo>+</mo><msub><mi>&beta;</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow><msqrt><mrow><msubsup><mi>L</mi><mi>B</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>L</mi><mi>d</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><mn>2</mn><msub><mi>L</mi><mi>B</mi></msub><msub><mi>L</mi><mi>d</mi></msub><mi>c</mi><mi>o</mi><mi>s</mi><mrow><mo>(</mo><mi>&theta;</mi><mo>+</mo><msub><mi>&beta;</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></msqrt></mfrac></mrow>

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是否小于或等于手动操作力设定的最大值;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);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。

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