车门系统及其设计方法与流程

本发明属于车门结构设计，具体涉及一种车门系统及其设计方法。

背景技术：

1、以往，为了解决传统单轴铰链平开车门无法在狭窄空间开启、传统滑移门需要造型设计导轨的问题提出了四连杆铰链车门装置的解决方案。但传统四连杆铰链后车门受限于与前车门的装配关系，通常无法独立开启，需要将前车门开启后才能打开后车门。为此，相关技术中通过采用多连杆铰链装置，配合多个驱动源主动控制实现后车门的可变轨迹单独开启。这样的结构，一是系统控制复杂，驱动时依赖于各驱动源执行特定规律的同步驱动，设计开发过程复杂，对各组成部件的布置精度要求较高，容易因各驱动源不同步造成车门运行抖动，不稳；二是后车门在b柱位置附近的运动轨迹不完全可控，甚至会在b柱位置来回窜动才可以避开前门，导致开闭过程后车门与前车门之间的密封条过度剐蹭，影响密封条寿命；三是一般需要依赖于天、地锁结构完成后车门在b柱位置附近的锁定，成本高昂。于此相关的，现有多连杆铰链装置设计时，通常是正向设计，即将多连杆铰链装置设计完成后再匹配于车身，需要反复的运动仿真、校核，才能满足后车门的开度设计及开闭运行要求，设计效率低下。

2、因此，亟需开发设计一种新的车门系统，要求能够实现后车门的单独开启，利于实现后车门开闭过程的运行轨迹完全可控，减少车门开闭过程中的运行不稳；同时，能够利于减低各部件布置精度需求，结构简单，能够利于减低制造成本；于此同时，也有必要提供一种相关的车门系统设计方法，以求能够提高设计效率，减低开发成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车门系统及其设计方法，该车门系统能够实现后车门的单独开启，利于实现后车门开闭过程的运行轨迹完全可控，减少车门开闭过程中的运行不稳；同时，能够利于减低各部件布置精度需求，结构简单，能够利于减低制造成本；该车门系统设计方法，能够提高设计效率，减低开发成本。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种车门系统，包括：后车门；连动机构，所述连动机构包括驱动臂和连结组件，所述驱动臂可被驱动转动并具有相对于车身的第一转动连接点和相对于后车门的第二转动连接点，所述连结组件包括相互角度可被锁定铰接连接的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆具有相对于后车门的第三转动连接点，所述第二连杆具有相对于车身的第四转动连接点；导向结构，包括设置于后车门的导轮机构和设置于车身基于后车门全闭位置附近的导轨机构，所述导轮机构具备导轮部，所述导轨机构具备可使得导轮部插入并引导导轮部在后车门全闭位置附近沿设定路径运行的插接导向部。

3、进一步，所述第一连杆和第二连杆之间设置有用于驱使二者之间较小夹角具有缩小趋势的弹性件。

4、进一步，所述弹性件为拉簧，所述拉簧的两端分别对应的与第一连杆和第二连杆固定连接。

5、进一步，所述导轮机构包括固定连接于后车门基于后车门开闭动作闭侧端的导轮支架和可转动连接于导轮支架的导轮；所述导轨机构包括固定连接于车身的导轨座，所述导轨座上设有沿车身长度方向布置并可使得后车门关闭时导轮可以移入的导向槽，所述导向槽上设有用于限制导轮移入导向槽后沿车身宽度方向发生位移的导轮横向限位部，所述导轮横向限位部与导向槽构成插接导向部。

6、进一步，所述第一连杆和第二连杆通过择一固定连接于第一连杆或第二连杆上的角度限位器完成二者之间角度的锁定；所述角度限位器具有伸缩部，未安装角度限位器的第一连杆或第二连杆上设有与角度锁定器伸缩部对应的锁孔。

7、一种车门系统设计方法，基于上述所述的车门系统，包括如下步骤：

8、s100：在驱动臂所在安装平面内以车身长度方向为x轴，车身横向为y轴构建平面坐标系，并定义车身由前至后方向为x轴正向，车身由外至内方向为y轴正向，确认出后车门在x向和y向的开度值；

9、s200：基于后车门在x向和y向的开度值，确认驱动臂的长度及驱动臂在后车门全闭状态时的位置；

10、s300：确认后车门全闭状态时第三转动连接点和第四转动连接点的位置；

11、s400：基于第三转动连接点位置拟合出后车门前端与前车门接缝附近任意一点随车门开闭过程的运行轨迹线；

12、s500：基于s400中得到的运行轨迹线，设计出与运行轨迹线匹配并用于引导后车门运行的导向结构。

13、进一步，所述步骤s200中确认驱动臂的长度及驱动臂在后车门全闭状态时的位置包括：

14、s201：定义后车门全闭位置为第一位置，后车门全开位置为第二位置，取平面坐标系内任意一点作为驱动臂第一位置第二转动连接点，将第一位置第二转动连接点在x轴正向和y轴负向对应的平移x向开度值和y向开度值得到第二位置第二转动连接点；

15、s202：取第一位置第二转动连接点和第二位置第二转动连接点连线的中垂线上的点作为第一转动连接点，并使得第一转动连接点与第一位置第二转动连接点之间在y向上的距离为设定值。

16、进一步，所述步骤s300中确认后车门全闭状态时第三转动连接点和第四转动连接点的位置包括：

17、s301：将第一位置的驱动臂平移至车身设定位，得到安装于车身后驱动臂在后车门全闭位置时的初始位置；

18、s302：对步骤s301得到的驱动臂在车身上的初始位置进行校核，包括：定义平面坐标系内后车门与前车门接缝位置附近任意一点为第一位置轨迹点，连接车身设定位和第一位置轨迹点得到校核线，确认驱动臂位置处于校核线上或处于校核线偏车门外侧一侧的设定角度内，若不处于，则将驱动臂位置绕车身设定位进行旋转，使驱动臂位置处于校核线上或处于校核线偏车门外侧一侧的设定角度内，得到驱动臂在车身上的最终位置；

19、s303：将s302的驱动臂最终位置朝x轴负向和y轴正向分别平移设定值，平移后的驱动臂的两端对应的为第三转动连接点和第四转动连接点。

20、进一步，所述步骤s400中基于第三转动连接点位置拟合出后车门前端与前车门接缝附近任意一点随车门开闭过程的运行轨迹线包括：

21、s401：连接第一位置轨迹点与第三转动连接点得到第一位置连杆；

22、s402：定义后车门脱离车身的部位为第三位置，第三位置由驱动臂转动设定角度值后得到，基于此依次生成第三位置轨迹点和第二位置轨迹点；

23、s403：基于第三位置轨迹点、第二位置轨迹点和以驱动臂长度为半径生成由第三位置至第二位置的轨迹线ⅰ；

24、s404：以第一位置轨迹点向x轴正向平移设定值生成轨迹线ⅱ，然后在轨迹线ⅱ的终点以设定值为半径生成与轨迹线ⅱ相切的相切圆，随后基于第三位置轨迹点、相切圆生成在第三位置轨迹点与轨迹线ⅰ相切同时又与相切圆相切的轨迹线ⅲ，其中，相切圆上连接轨迹线ⅱ与轨迹线ⅲ的一段为轨迹线ⅳ；轨迹线ⅰ、轨迹线ⅱ、轨迹线ⅲ、轨迹线ⅳ构成第一位置轨迹点的整条运行轨迹线。

25、进一步，所述步骤s500中导向结构的插接导向部的导向路径与轨迹线ⅱ、轨迹线ⅳ和轨迹线ⅲ形成的轨迹段适配。

26、与现有技术相比，本发明有益效果如下：

27、本发明提供的车门系统，能够实现后车门的单独开启，利于实现后车门开闭过程的运行轨迹完全可控，减少车门开闭过程中的运行不稳；同时，能够利于减低各部件布置精度需求，结构简单，能够利于减低制造成本；具体的，通过设置相互角度可变化调整的第一连杆和第二连杆，可以实现后车门的可变轨迹避让前车门等部件实现单独开启；通过设置的导向结构，可以保证后车门在前、后车门接缝附近(也即b柱位置附近)运动轨迹完全可控，减少了车门开闭过程后车门与前车门之间的密封条过度剐蹭，提高了运行稳定性和可靠性；与此同时，导向结构可以替代传统多连杆铰链车门装置中的单独设置的天、地锁结构，即导向结构不仅起到对车门运行轨迹约束的作用，还起到车门限位锁止功能，提高车门关闭时稳定性的作用，减少了零部件的使用数量，利于减低制造成本；与传统四连杆铰链装置相同，只需采用一个驱动源进行驱动，控制系统简单，对各部件的布置精度要求相对较低，开发成本低；

28、本发明提供的车门系统设计方法，能够提高设计效率，利于减低开发成本。

29、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。