汽车后盖耐久性试验装置及试验方法与流程

本发明涉及汽车零部件测试技术领域，更具体地说，涉及汽车后盖耐久性试验的装置和方法。

背景技术：

在日常使用过程中需要反复动作的汽车零部件都需要通过耐久性试验，以测试零部件的使用强度和使用寿命。对于汽车后盖来说，日常使用过程中的动作就是开启和闭合，需要进行耐久性测试的部件主要是汽车后盖与车身相连接的铰接部件以及用于顶起汽车后盖的气弹簧。汽车后盖的耐久性试验的过程就是反复对汽车后盖进行开启和闭合的动作直至达到预定的次数，由此来测试汽车后盖的各个部件是否具备设计的使用强度和使用寿命。

现有技术中，汽车后盖耐久性测试主要通过汽缸来完成。一般会使用两组汽缸：一组为开启汽缸，设置在车体内，由于顶出并打开汽车后盖，完成开启的动作。另一组为闭合汽缸，设置在车体外，用于闭合汽车后盖，完成闭合的动作。只采用两组汽缸进行测试的方式，存在以下的缺陷：

1)汽缸的工作状态受温度影响较大，在高位或者低温环境下，都会显著影响汽缸的工作状态。尤其是设置在车外的闭合汽缸，收到外部环境，特别是温度环境的影响较大，会较为明显地影响到试验的进程和效果。

2)汽缸不能调节动作速度和伸缩长度。因此经常会出现行程错配(行程过长或者形成过短)，动作速度不匹配(过快或过慢)的问题。如果汽缸行程过长、动作速度过快，则对汽车后盖闭合是造成的冲击过大，会损伤车体以及汽车后盖上的其他部件。如果行程过短或者动作过慢，则可能无法完成闭合的动作。因此，以汽缸作为试验装置的试验方法在试验精度和试验稳定性上上也存在不足。

3)由于汽缸的行程限制，对于部分汽车后盖开启距离特别长的车型，比如掀背式车型，汽缸的行程无法满足闭合汽车后盖的要求，因此无法应用于这类车型的汽车后盖耐久性试验。

技术实现要素：

本发明提出一种汽车后盖耐久试验装置和试验方法，全部试验装置置于车体内部并使用电机，以克服现有技术中存在的不足。

根据本发明的一实施例，提出一种汽车后盖耐久试验装置，包括：后盖开启机构和后盖闭合机构。后盖开启机构开启汽车后盖。后盖闭合机构使得汽车后盖闭合，后盖闭合机构包括：伺服电机、牵引机构、导向机构和限位机构。牵引机构连接到伺服电机并由伺服电机驱动，牵引机构连接到汽车后盖，伺服电机驱动牵引机构带动汽车后盖闭合。导向机构作用于牵引机构，引导牵引机构的牵引方向。限位机构作用于牵引机构，限制牵引机构的牵引位置。

在一个实施例中，伺服电机具有减速器。牵引机构包括卷筒和拉索，拉索缠绕在卷筒上，卷筒具有电磁离合器。伺服电机通过减速器连接到电磁离合器，通过电磁离合器连接到卷筒，电磁离合器吸合，伺服电机驱动卷筒，电磁离合器分离，伺服电机不驱动卷筒。

在一个实施例中，拉索的一端固定在卷筒上，拉索的另一端穿过导向机构和限位机构连接到汽车后盖上。

在一个实施例中，限位机构包括限位支架和限位块，限位块固定在拉索上，限位块与限位支架接触而被限位，阻止拉索移动。

在一个实施例中，后盖闭合机构具有如下的工作模式：

拉索绷紧模式，电磁离合器半吸合，伺服电机转动，带动卷筒转动以绷紧拉索，拉索向汽车后盖施加的拉力不能拉动汽车后盖；

闭合准备模式，电磁离合器吸合，伺服电机转动至起始位置，带动卷筒转动，拉索向汽车后盖施加拉力，拉动汽车后盖离开最大打开位置但不能以自身惯性闭合；

闭合模式，电磁离合器吸合，伺服电机由起始位置转动至终止位置，带动卷筒转动，拉索向汽车后盖施加拉力，拉动汽车后盖闭合，伺服电机转动至终止位置时，汽车后盖尚未闭合。

在一个实施例中，汽车后盖闭合时，拉索处于松弛状态。

在一个实施例中，限位块与限位支架接触时，伺服电机受到反馈扭矩，伺服电机基于该反馈扭矩而停止。

在一个实施例中，后盖开启机构包括一组开启汽缸，一组开启汽缸将汽车后盖顶出并打开至最大打开位置。

在一个实施例中，后盖开启机构和后盖闭合机构都固定在车体内部。

根据本发明的一实施例，提出一种汽车后盖耐久试验方法，使用前述的汽车后盖耐久试验装置，该汽车后盖耐久试验方法包括：

由后盖开启机构开启汽车后盖；

由后盖闭合机构闭合汽车后盖；

重复上述过程直至达到耐久试验的预定次数。

在一个实施例中，由后盖闭合机构闭合汽车后盖包括：

拉索绷紧步骤，电磁离合器半吸合，伺服电机转动，带动卷筒转动以绷紧拉索，拉索向汽车后盖施加的拉力不能拉动汽车后盖；

闭合准备步骤，电磁离合器吸合，伺服电机转动至起始位置，带动卷筒转动，拉索向汽车后盖施加拉力，拉动汽车后盖离开最大打开位置但不能以自身惯性闭合；

闭合步骤，电磁离合器吸合，伺服电机由起始位置转动至终止位置，带动卷筒转动，拉索向汽车后盖施加拉力，拉动汽车后盖闭合，伺服电机转动至终止位置时，汽车后盖尚未闭合；

伺服电机不转动，汽车后盖由惯性闭合，汽车后盖闭合时，拉索处于松弛状态。

在一个实施例中，正常工作时，由后盖闭合机构闭合汽车后盖的过程中，限位支架和限位块不接触。

在一个实施例中，在出现故障时，限位块与限位支架接触，伺服电机受到反馈扭矩，伺服电机基于该反馈扭矩而停止。

本发明的汽车后盖耐久试验装置和试验方法采用电机和电磁离合器通过拉索来控制汽车后盖的闭合动作，拉索的行程可以调节并且具有足够的最大行程，能够适应各种车型。电机的转速可调，可以减轻试验过程中对于车体的冲击。本发明的汽车后盖耐久试验装置的全部元件设置在车体内部，收到外部环境和温度的影响较小。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本发明的一实施例的汽车后盖耐久试验装置的结构示意图，其中汽车后盖处于开启状态。

图2揭示了根据本发明的一实施例的汽车后盖耐久试验装置的结构示意图，其中汽车后盖处于闭合状态。

具体实施方式

参考图1和图2所示，图1和图2揭示了根据本发明的一实施例的汽车后盖耐久试验装置的结构示意图。图1中汽车后盖处于开启状态，图2中汽车后盖处于闭合状态。如图所示，该汽车后盖耐久试验装置，包括后盖开启机构和后盖闭合机构。

后盖开启机构开启汽车后盖。在一个实施例中，后盖开启机构包括一组开启汽缸，一组开启汽缸将汽车后盖顶出并打开至最大打开位置。在图示的实施例中，一组开启汽缸包括第一开启汽缸102和第二开启汽缸104。第一开启汽缸位于汽车后盖100的端部，第一开启汽缸102将汽车后盖顶出。第二开启汽缸位于汽车后盖100的中部，第二开启汽缸104将汽车后盖打开至最大打开位置。

后盖闭合机构使得汽车后盖闭合，在一个实施例中，后盖闭合机构包括：伺服电机、牵引机构、导向机构和限位机构。在图1和图2所示的实施例中，伺服电机106具有减速器108。牵引机构连接到伺服电机并由伺服电机驱动，牵引机构还连接到汽车后盖100，伺服电机驱动牵引机构带动汽车后盖闭合。在图示的实施例中，牵引机构包括卷筒110和拉索112。拉索112缠绕在卷筒110上，卷筒110具有电磁离合器(集成于卷筒110中因此在图中没有示出)。卷筒110的在靠近卷筒两端的位置各自具有一个挡线装置111。挡线装置111用于引导拉索112在卷筒110上的缠绕，可以避免拉索112移出卷筒110和出现打结的状况。伺服电机106通过减速器108连接到电磁离合器，再通过电磁离合器连接到卷筒110。电磁离合器吸合，伺服电机能够驱动卷筒，电磁离合器分离，伺服电机不驱动卷筒。拉索112的一端固定在卷筒110上，拉索112的另一端穿过导向机构和限位机构连接到汽车后盖100上。通常，拉索112的另一端可以是连接到汽车后盖110的内饰把手上。导向机构114作用于牵引机构，引导牵引机构的牵引方向。在图示的实施例中，导向机构114是导向支架，导向支架安装在车体内，布置在拉索112的行进路线上，拉索112穿过导向支架，由此导向支架向拉索112提供引导作用。在图示的实施例中示出了一个导向支架，但需要说明的是，导向支架的数量可以为一个，也可以为多个，均布置在拉索112的行进路线上。限位机构作用于牵引机构，限制牵引机构的牵引位置。在图示的实施例中，限位机构包括限位支架116和限位块118。限位支架116安装在车体内，布置在拉索112的行进路线上，限位块118可以固定安装在拉索112上。在正常工作状态下，限位块118与限位支架116不接触，即使在伺服电机带动拉索使得汽车后盖闭合后，限位块118与限位支架116之间可以留有一定的间隔而不接触。限位块与限位支架仅在出现故障时，例如伺服电机失控而过度转动、拉索出现断裂、或者连接拉索的内饰把手脱落时才接触。限位块118与限位支架116接触被限位，限位块118固定在拉索112上因此限位块118被限位后能阻止拉索移动。同时，限位块118被限位的同时通过拉索112向伺服电机施加一个反馈扭矩，该反馈扭矩与伺服电机的运转方向相反并且较大达到一定的阈值，是一个显著的警告信号，伺服电机基于该反馈扭矩而停止。

该后盖闭合机构具有几种不同的工作模式，在后盖闭合机构带动后盖闭合的过程中，依次运行于该几种模式下：

拉索绷紧模式：电磁离合器半吸合，伺服电机转动。此时伺服电机的扭矩仅有很小一部分能够通过电磁离合器传递给卷筒，带动卷筒转动以绷紧拉索，拉索向汽车后盖施加的拉力不能拉动汽车后盖。在拉索绷紧模式下，伺服电机的主要工作是将拉索绷紧。拉索在此之前基本上是处于松弛状态，而伺服电机真正转动的距离又是有限的，因此需要在伺服电机正式运转之前先绷紧拉索，以使得后续的伺服电机的工作行程准确。在拉索绷紧模式下，拉索上的拉力仅可以将拉索绷紧，而不可以拉动汽车后盖移动或者转动。

闭合准备模式：电磁离合器吸合，伺服电机转动至起始位置，带动卷筒转动，拉索向汽车后盖施加拉力，拉动汽车后盖离开最大打开位置但不能以后盖的自身惯性而闭合。电磁离合器吸合后，伺服电机的扭矩能够正常通过电磁离合器传递个卷筒，此时卷筒带动拉索提供的拉力能够拉动汽车后盖移动或者转动。在闭合准备模式下，伺服电机需要首先通过卷筒和拉索将汽车后盖拉动一个很小的位移，使得汽车后盖离开最大打开位置。从打开距离上看，虽然汽车后盖离开了最大打开位置，但这个位移很小，从行程上几乎可以忽略不计。使得汽车后盖先离开最大打开位置的原因是，当汽车后盖停留在最大打开位置时，汽车后盖的支撑部件，比如气动弹簧会处于锁定的状态，在锁定的状态下需要一个较大的力才能使得气动弹簧脱离锁定状态。闭合准备模式主要是使得汽车后盖的支撑部件先脱离锁定状态。如果不脱离锁定状态而直接进入闭合动作，需要伺服电机输出较大的扭矩，这会对支撑部件或者连接拉索的内饰把手造成较大的冲击，容易造成损坏。因此本发明提供闭合准备模式，首先将汽车后盖的支撑部件的锁定状态解除。在解除锁定状态后，伺服电机所处的位置被定义为起始位置。

闭合模式：电磁离合器吸合，伺服电机由起始位置转动至终止位置，带动卷筒转动，拉索向汽车后盖施加拉力，拉动汽车后盖闭合，伺服电机转动至终止位置时，汽车后盖尚未闭合。汽车后盖闭合时，拉索处于松弛状态。当汽车后盖很接近最终的闭合位置时，其能够依靠惯性继续完成闭合动作。因此，本发明中伺服电机会在汽车后盖接近闭合位置但尚未闭合时停止运转，由汽车后盖依靠惯性完成最终的闭合。该位置是伺服电机的终止位置。由于汽车后盖最后的一小段距离是依靠惯性移动而闭合，伺服电机已经不再运转，因此在汽车后盖最终闭合时，拉索是处于松弛状态，汽车后盖没有受到伺服电机的拉力，这样可以避免连接拉索的内饰拉手在汽车后盖闭合后继续收到拉力而受损。在一个实施例中，在伺服电机的终止位置，限位支架116和限位块118之间有8mm～10mm的间距。

在正常运行的情况下，限位支架116和限位块118在汽车后盖的开闭过程中不会接触。在出现故障时，限位支架116和限位块118会接触：

伺服电机失控而过度转动，超过了终止位置。限位支架和限位块会接触阻止拉索进一步移动，能够避免伺服电机的拉力对内饰拉手的损伤。

拉索出现断裂。

连接拉索的内饰把手脱落。

当限位块与限位支架接触时，会通过拉索向伺服电机施加一个显著的、反向的反馈扭矩，伺服电机基于该反馈扭矩而停止。

本发明的汽车后盖耐久性试验装置中的全部部件，包括后盖开启机构中的开启汽缸和后盖闭合机构中的伺服电机、牵引机构、导向机构和限位机构都可以固定在车体内部。所有部件位于车体内部能够减少外部环境的干扰，尤其是温度对部件的影响，增强该汽车后盖耐久性试验装置的适应性。

本发明还提出一种汽车后盖耐久试验方法，使用前述的汽车后盖耐久试验装置，该汽车后盖耐久试验方法包括：

由后盖开启机构开启汽车后盖。具体而言，包括对汽车后盖解锁、由第一开启汽缸将汽车后盖顶出、以及由第二开启汽缸将汽车后盖打开至最大打开位置。

由后盖闭合机构闭合汽车后盖。具体而言，包括：

拉索绷紧步骤，电磁离合器半吸合，伺服电机转动，带动卷筒转动以绷紧拉索，拉索向汽车后盖施加的拉力不能拉动汽车后盖。拉索绷紧步骤中伺服电机的扭矩仅有很小一部分能够通过电磁离合器传递给卷筒，带动卷筒转动以绷紧拉索，拉索向汽车后盖施加的拉力不能拉动汽车后盖。在拉索绷紧步骤中，伺服电机的主要工作是将拉索绷紧。拉索在此之前基本上是处于松弛状态，而伺服电机真正转动的距离又是有限的，因此需要在伺服电机正式运转之前先绷紧拉索，以使得伺服电机的工作行程准确。在拉索绷紧步骤中，拉索上的拉力仅能将拉索绷紧，而不能拉动汽车后盖移动或者转动。

闭合准备步骤，电磁离合器吸合，伺服电机转动至起始位置，带动卷筒转动，拉索向汽车后盖施加拉力，拉动汽车后盖离开最大打开位置但不能以自身惯性闭合。电磁离合器吸合后，伺服电机的扭矩能够正常通过电磁离合器传递个卷筒，此时卷筒带动拉索提供的拉力能够拉动汽车后盖移动或者转动。在闭合准备步骤中，伺服电机需要首先通过卷筒和拉索将汽车后盖拉动一个很小的位移，使得汽车后盖离开最大打开位置。从打开距离上看，虽然汽车后盖离开了最大打开位置，但这个位移很小，从行程上几乎可以忽略不计。使得汽车后盖先离开最大打开位置的原因是，当汽车后盖停留在最大打开位置时，汽车后盖的支撑部件，比如气动弹簧会处于锁定的状态，在锁定的状态下需要一个较大的力才能使得气动弹簧脱离锁定状态。闭合准备步骤主要是使得汽车后盖的支撑部件先脱离锁定状态。如果不脱离锁定状态而直接进入闭合动作，需要伺服电机输出较大的扭矩，这会对支撑部件或者连接拉索的内饰把手造成较大的冲击，容易造成损坏。因此本发明提供闭合准备步骤，首先将汽车后盖的支撑部件的锁定状态解除。在解除锁定状态后，伺服电机所处的位置被定义为起始位置。

闭合步骤，电磁离合器吸合，伺服电机由起始位置转动至终止位置，带动卷筒转动，拉索向汽车后盖施加拉力，拉动汽车后盖闭合，伺服电机转动至终止位置时，汽车后盖尚未闭合。伺服电机不转动，汽车后盖由惯性闭合，汽车后盖闭合时，拉索处于松弛状态。当汽车后盖很接近最终的闭合位置时，其能够依靠惯性继续完成闭合动作。因此，本发明中伺服电机会在汽车后盖接近闭合位置但尚未闭合时停止运转，由汽车后盖依靠惯性完成最终的闭合。该位置是伺服电机的终止位置。由于汽车后盖最后的一小段距离是依靠惯性移动而闭合，伺服电机已经不再运转，因此在汽车后盖最终闭合时，拉索是处于松弛状态，汽车后盖没有受到伺服电机的拉力，这样可以避免连接拉索的内饰拉手在汽车后盖闭合后继续收到拉力而受损。在一个实施例中，在伺服电机的终止位置，限位支架116和限位块118之间有8mm～10mm的间距。

重复上述的开启和闭合的过程直至达到耐久试验的预定次数。

在正常运行的情况下，由后盖闭合机构闭合汽车后盖的过程中，限位支架和限位块不接触。在出现故障时，限位支架和限位块会接触：

伺服电机失控而过度转动，超过了终止位置。限位支架和限位块会接触阻止拉索进一步移动，能够避免伺服电机的拉力对内饰拉手的损伤。

拉索出现断裂。

连接拉索的内饰把手脱落。

当限位块与限位支架接触时，会通过拉索向伺服电机施加一个显著的、反向的反馈扭矩，伺服电机基于该反馈扭矩而停止。

本发明的汽车后盖耐久试验装置和试验方法采用电机和电磁离合器通过拉索来控制汽车后盖的闭合动作，拉索的行程可以调节并且具有足够的最大行程，能够适应各种车型。电机的转速可调，可以减轻试验过程中对于车体的冲击。本发明的汽车后盖耐久试验装置的全部元件设置在车体内部，收到外部环境和温度的影响较小。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。