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CN114394155B - 提升车身扭转刚度的方法 - Google Patents

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CN114394155B
CN114394155B CN202210105077.XA CN202210105077A CN114394155B CN 114394155 B CN114394155 B CN 114394155B CN 202210105077 A CN202210105077 A CN 202210105077A CN 114394155 B CN114394155 B CN 114394155B
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李世泽
苏瑞强
罗挺
柳天胜
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Dongfeng Motor Group Co Ltd
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Dongfeng Motor Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种提升车身扭转刚度的方法，在开启件上或与开启件接触的车身区域安装电磁铁，在汽车上安装用于监测开启件与车身的挤压状态和汽车颠簸状态的传感器，根据开启件与车身的挤压状态和汽车颠簸状态判断汽车行驶时的路况，当开启件与车身的挤压和汽车颠簸超过阈值时，即为恶劣路况，否则为普通路况，根据路况实时动态调整电磁铁的工作状态；恶劣路况下，电磁铁通电，开启件吸附固定在车身上提升二者的连接刚度，开启件作为车身的刚度补强部件，从而提升车身扭转刚度，之后恶劣程度增大则增大电磁铁工作电流；停车和普通路况下，电磁铁断电。本方法能根据需要动态提升车身整体扭转刚度，不需要针对车身梁系及接头进行过多的刚度提升。

Description

提升车身扭转刚度的方法
技术领域
本发明属于汽车领域，具体涉及一种提升车身扭转刚度的方法。
背景技术
汽车在颠簸路面行驶时，若车身扭转刚度不足，车身会出现较大扭转变形，使得开启件(车门、后背门等)与车身之间出现撞击及摩擦，产生异响，影响产品使用寿命，降低顾客的乘坐舒适性；因此，提升车身扭转刚度有利于减小汽车在路面行驶时的车身变形，从而减小汽车异响的发生，提升汽车的耐久性能。
目前，一般的车身扭转刚度提升方法，是优化白车身梁系截面及接头，该方法增加了梁系结构，即增加了车身重量及焊点、生产节拍，成本较高，而且，优化区域集中在白车身骨架上，优化空间有限，不能解决开启件与车身之间出现撞击及摩擦的问题，不能针对汽车行驶情况进行刚度的动态调整。
发明内容
本发明的目的是提供一种提升车身扭转刚度的方法，本方法能根据需要动态提升车身整体扭转刚度，不需要针对车身梁系及接头进行过多的刚度提升，改造、实施方便，重量轻，成本低。
本发明所采用的技术方案是：
一种提升车身扭转刚度的方法，在开启件上或与开启件接触的车身区域安装电磁铁，在汽车上安装用于监测开启件与车身的挤压状态和汽车颠簸状态的传感器，根据开启件与车身的挤压状态和汽车颠簸状态判断汽车行驶时的路况，当开启件与车身的挤压和汽车颠簸超过阈值时，即为恶劣路况，否则为普通路况，根据路况实时动态调整电磁铁的工作状态；恶劣路况下，电磁铁通电，开启件吸附固定在车身上提升二者的连接刚度，开启件作为车身的刚度补强部件，从而提升车身扭转刚度，之后恶劣程度增大则增大电磁铁工作电流；停车和普通路况下，电磁铁断电。
进一步地，电磁铁通过限位块安装，限位块包括安装部和具有弹性的缓冲部，安装部和缓冲部均设有空腔且二者的空腔连通有通道，电磁铁位于缓冲部空腔内，安装部空腔内设有压力传感器，电磁铁通过传力杆与压力传感器连接，传力杆位于通道内，开启件关闭后，缓冲部变形并通过传力杆将变形力传导至压力传感器，压力传感器监测到的压力即反应开启件与车身的挤压状态，路况恶劣时，缓冲部变形增大，压力传感器监测到的压力同步增大。
进一步地，缓冲部采用橡胶材质。
进一步地，汽车的悬架上安装有振动传感器，振动传感器监测到的振动即反应汽车颠簸状态。
进一步地，开启件正常开启的优先级大于电磁铁通电的优先级，保证电磁铁的工作不影响开启件的正常开启。
进一步地，开启件为车门和后背门，电磁铁安装在开启件上或与开启件接触的车身区域。
进一步地，电磁铁分布在开启件的拐角和外缘处。
进一步地，传感器采集到的模拟信号通过ADC芯片转换成数字信号后上传给MCU芯片，MCU芯片根据开启件与车身的挤压状态和汽车颠簸状态判断汽车行驶时的路况并根据路况实时动态调整电磁铁的工作状态，MCU芯片决策是否给电磁铁供电以及电量的大小，并将指令输出为数字信号，数字信号经过DAC芯片转换为模拟信号后，再经过功率放大器给电磁铁供电。
本发明的有益效果是：
本方法利用车身上已有的开启件作为刚度贡献部件，根据路况实时动态控制开启件与车身之间的连接刚度，能根据需要动态提升车身整体扭转刚度，解决了在颠簸路面行驶时，开启件与车身之间相对变形量过大的问题，使得开启件与车身的接触更稳定、牢固，改善了因变形引起的异响、疲劳耐久及密封的问题；本方法不需要针对车身梁系及接头进行过多的刚度提升，改造、实施方便，重量轻，成本低，电磁铁耗电低。
附图说明
图1是本发明实施例中限位块、电磁铁、传力杆和压力传感器的安装剖视图。
图2是本发明实施例中电磁铁、传力杆和压力传感器的安装示意图。
图3是本发明实施例中的控制电路示意图。
图4是本发明实施例中限位块在车门上的安装位置示意图。
图5是本发明实施例中限位块在后背门上的安装位置示意图。
图中：1-缓冲部；2-缓冲部空腔；3-通道；4-安装部；5-安装部空腔；6-电磁铁；7-传力杆；8-压力传感器；9-振动传感器；10-ADC芯片；11-MCU芯片；12-DAC芯片；13-功率放大器；14-后车门；15-前车门；16-后背门。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
一种提升车身扭转刚度的方法，在开启件上或与开启件接触的车身区域安装电磁铁6，在汽车上安装用于监测开启件与车身的挤压状态和汽车颠簸状态的传感器，根据开启件与车身的挤压状态和汽车颠簸状态判断汽车行驶时的路况，当开启件与车身的挤压和汽车颠簸超过阈值时，即为恶劣路况，否则为普通路况，根据路况实时动态调整电磁铁6的工作状态；恶劣路况下，电磁铁6通电，开启件吸附固定在车身上提升二者的连接刚度，开启件作为车身的刚度补强部件，从而提升车身扭转刚度，之后恶劣程度增大则增大电磁铁6工作电流；停车和普通路况下，电磁铁6断电。本方法利用车身上已有的开启件作为刚度贡献部件，根据路况实时动态控制开启件与车身之间的连接刚度，能根据需要动态提升车身整体扭转刚度，解决了在颠簸路面行驶时，开启件与车身之间相对变形量过大的问题，使得开启件与车身的接触更稳定、牢固，改善了因变形引起的异响、疲劳耐久及密封的问题；本方法不需要针对车身梁系及接头进行过多的刚度提升，改造、实施方便，重量轻，成本低，电磁铁耗电低。
在本实施例中，优选地，开启件正常开启的优先级大于电磁铁6通电的优先级，保证电磁铁6的工作不影响开启件的正常开启。停车和普通路况下，电磁铁6断电，开启件可以正常开启，恶劣路况下，在优先级的设置下，开启件仍然可以正常开启，保证了紧急情况下车内人员的避险操作。
如图1和图2所示，在本实施例中，电磁铁6通过限位块安装，限位块包括安装部4和具有弹性的缓冲部1，安装部4和缓冲部1均设有空腔(5、2)且二者的空腔(5、2)连通有通道3，电磁铁6位于缓冲部空腔2内，安装部空腔5内设有压力传感器8，电磁铁6通过传力杆7与压力传感器8连接，传力杆7位于通道3内，开启件关闭后，缓冲部1变形并通过传力杆7将变形力传导至压力传感器8，压力传感器8监测到的压力即反应开启件与车身的挤压状态，路况恶劣时，缓冲部1变形增大，压力传感器8监测到的压力同步增大；限位块既能安装电磁铁6和压力传感器8，又能将开启件与车身的挤压形变传递给压力传感器8，还能避免损伤开启件和车身，方便工人安装和维修。在本实施例中，优选地，缓冲部1采用橡胶材质，除了弹性，还耐磨。
如图3所示，在本实施例中，优选地，汽车的悬架上安装有振动传感器9，振动传感器9监测到的振动即反应汽车颠簸状态，压力传感器8和振动传感器9采集到的模拟信号通过ADC芯片10转换成数字信号后上传给MCU芯片11，MCU芯片11根据开启件与车身的挤压状态和汽车颠簸状态判断汽车行驶时的路况并根据路况实时动态调整电磁铁6的工作状态，MCU芯片11决策是否给电磁铁6供电以及电量的大小，并将指令输出为数字信号，数字信号经过DAC芯片12转换为模拟信号后，再经过功率放大器13给电磁铁6供电。
如图4和图5所示，在本实施例中，开启件为车门(14、15)和后背门16，电磁铁6安装在开启件上或与开启件接触的车身区域；一般白车身上有5个大的开口，分别是4个车门框及1个后背门框，通过仿真分析发现将这5个大开口填充起来，利用盒状结构理论，可以极大的提高车身的扭转刚度。如图4和图5所示，在本实施例中，电磁铁6分布在开启件的拐角和外缘处；将电磁铁6合理布置，使开启件与车身之间的连接位置优化，最大限度提升车身扭转刚度，减小汽车相对变形，解决耐久问题，提升产品使用寿命。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种提升车身扭转刚度的方法，其特征在于：在开启件上或与开启件接触的车身区域安装电磁铁，在汽车上安装用于监测开启件与车身的挤压状态和汽车颠簸状态的传感器，根据开启件与车身的挤压状态和汽车颠簸状态判断汽车行驶时的路况，当开启件与车身的挤压和汽车颠簸超过阈值时，即为恶劣路况，否则为普通路况，根据路况实时动态调整电磁铁的工作状态；恶劣路况下，电磁铁通电，开启件吸附固定在车身上提升二者的连接刚度，开启件作为车身的刚度补强部件，从而提升车身扭转刚度，之后恶劣程度增大则增大电磁铁工作电流；停车和普通路况下，电磁铁断电；
电磁铁通过限位块安装，限位块包括安装部和具有弹性的缓冲部，安装部和缓冲部均设有空腔且二者的空腔连通有通道，电磁铁位于缓冲部空腔内，安装部空腔内设有压力传感器，电磁铁通过传力杆与压力传感器连接，传力杆位于通道内，开启件关闭后，缓冲部变形并通过传力杆将变形力传导至压力传感器，压力传感器监测到的压力即反应开启件与车身的挤压状态，路况恶劣时，缓冲部变形增大，压力传感器监测到的压力同步增大。
2.如权利要求1所述的提升车身扭转刚度的方法，其特征在于：缓冲部采用橡胶材质。
3.如权利要求1所述的提升车身扭转刚度的方法，其特征在于：汽车的悬架上安装有振动传感器，振动传感器监测到的振动即反应汽车颠簸状态。
4.如权利要求1所述的提升车身扭转刚度的方法，其特征在于：开启件正常开启的优先级大于电磁铁通电的优先级，保证电磁铁的工作不影响开启件的正常开启。
5.如权利要求1所述的提升车身扭转刚度的方法，其特征在于：开启件为车门和后背门，电磁铁安装在开启件上或与开启件接触的车身区域。
6.如权利要求1或5所述的提升车身扭转刚度的方法，其特征在于：电磁铁分布在开启件的拐角和外缘处。
7.如权利要求1所述的提升车身扭转刚度的方法，其特征在于：传感器采集到的模拟信号通过ADC芯片转换成数字信号后上传给MCU芯片，MCU芯片根据开启件与车身的挤压状态和汽车颠簸状态判断汽车行驶时的路况并根据路况实时动态调整电磁铁的工作状态，MCU芯片决策是否给电磁铁供电以及电量的大小，并将指令输出为数字信号，数字信号经过DAC芯片转换为模拟信号后，再经过功率放大器给电磁铁供电。
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