電動座椅靠背限位功能失效問題的分析及解決

郭文庚 王長慧 韓鵬飛

摘 要：市場上的汽車座椅靠背的前后調(diào)節(jié)極限位置的限位功能，無論電動或手動，主要通過角度限位支架實(shí)現(xiàn)，并匹配調(diào)角器下連接板合適的開口角度。但電動座椅的靠背調(diào)節(jié)通過電機(jī)驅(qū)動，在前后極限位置時堵轉(zhuǎn)扭矩比手動大很多。本文通過分析某項(xiàng)目電動座椅的限位失效原因，驗(yàn)證并確認(rèn)了角度限位支架的關(guān)鍵參數(shù)，并最終關(guān)閉了該問題點(diǎn)，為該類問題的解決提供了一種方案。

關(guān)鍵詞：靠背限位;扭矩;配合量

1 問題現(xiàn)狀

某前排座椅的電動配置在項(xiàng)目開發(fā)的DV階段，出現(xiàn)了靠背調(diào)節(jié)至最前端或最后端時，無法對靠背進(jìn)行有效限位的問題。拆解外側(cè)護(hù)蓋后，調(diào)節(jié)電動靠背時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)靠背運(yùn)動至最前端/最后端時，限位支架與調(diào)角器的下連接板的R角接觸后變形彈起，導(dǎo)致限位功能完全失效（圖 1）。但手動配置座椅采用相同的靠背側(cè)板、限位支架、關(guān)鍵尺寸等，卻沒有出現(xiàn)類似問題。

2 FTA分析

2.1 靠背前后端極限位置設(shè)定

根據(jù)客戶輸入確定靠背從設(shè)計(jì)位置可向前、向后調(diào)節(jié)角度，設(shè)計(jì)限位支架結(jié)構(gòu)、調(diào)角器下連接板的匹配開口角度等，另外，限位支架的限位邊緣要與下連接板的匹配區(qū)域預(yù)留一定的角度/距離間隙，保證能吸收制造偏差。由于電動調(diào)角器是偏心轉(zhuǎn)動，限位支架的限位特征上邊緣與下連接板缺口區(qū)域的最小徑向距離（圖2-尺寸a）、下連接板起擋點(diǎn)作用的邊緣與限位支架的限位特征下邊緣的徑向匹配量（圖2-尺寸b）等均需要設(shè)定在合理的范圍內(nèi)，避免在前后極限位置，由于電機(jī)堵轉(zhuǎn)扭矩過大造成限位支架變形導(dǎo)致限位功能失效。

2.2 限位功能失效的FTA分析

2.2.1 來料調(diào)查

（1）限位支架的翻邊邊緣面輪廓。經(jīng)調(diào)查，限位支架起限位作用的翻邊面輪廓度滿足圖紙要求（圖3箭頭所指4個面），且該件的檢測基準(zhǔn)為其底部的兩個孔位，在靠背側(cè)板與其焊接時，使用定位銷將限位支架與側(cè)板串在一起，避免了基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的公差累計(jì)。

（2）下連接板的前后擋點(diǎn)邊緣的面輪廓度。經(jīng)調(diào)查，下連接板的前后擋點(diǎn)邊緣的面輪廓度滿足圖紙要求（圖4箭頭所指4個面），同時擋點(diǎn)高度滿足要求。

（3）側(cè)板焊接總成中限位支架的限位翻邊到旋轉(zhuǎn)中心的徑向距離。當(dāng)靠背位于設(shè)計(jì)位置時，圖5中的檢測數(shù)據(jù)中尺寸⑤平均值，超規(guī)格約4 mm～5 mm，判斷焊接后限位支架上翹嚴(yán)重，靠背作動時限位支架的翻邊更容易向上翹起變形。

當(dāng)電動靠背在前極限（圖6）、后極限（圖7）位置來回作動多次后，限位支架翻邊完全上翹，從上表1（前極限）、表2（后極限）中尺寸⑤平均值可知，超規(guī)格約10 mm～

15 mm，完全超過了下連接板的擋點(diǎn)高度，限位功能已經(jīng)完全失效。

2.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）當(dāng)前設(shè)計(jì)的限位支架在前后極限位置的配合量不足：1）與下連接板的限位擋點(diǎn)配合量不夠，尤其是電動靠背調(diào)節(jié)時，靠背是偏心轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致前后極限位置，配合量更少，在前極限位置時配合量僅0.84 mm，在后極限位置時配合量僅1.4 mm，經(jīng)調(diào)查最初設(shè)計(jì)時參考的原型，其僅有手動配置，故其限位支架與下連接板的配合量小也不影響前后限位功能。2）與下連接板的擋點(diǎn)配合處是限位支架的折彎翻邊，此處成型精度難以保證。

（2）電動靠背調(diào)節(jié)過程中，在前后極限位置，由于電機(jī)作用扭矩較手動大很多，導(dǎo)致限位支架變形嚴(yán)重，最終超過下連接板的前后限位擋點(diǎn)，導(dǎo)致功能失效。

（3）側(cè)板總成的限位支架在底部焊接后難以避免會上翹一定程度。

3 對策措施

3.1 臨時對策

手工修理電動座椅的限位支架，確保向下彎曲約5 mm（返修效果如圖10所示），檢測時體重95 kg的乘員臥躺在座椅上，前后極限位置調(diào)節(jié)靠背10次，功能OK后下線使用。

3.2 永久對策

重新設(shè)計(jì)限位支架（如圖11），結(jié)合對標(biāo)定義限位支架的限位特征的上邊緣與下連接板的配合量（圖2-尺寸a），并考慮電動調(diào)角器的偏心運(yùn)動、焊接制造誤差等因素，確定限位支架的限位特征的下邊緣與下連接板限位槽底部的徑向距離（圖2-尺寸b），避免距離過小導(dǎo)致運(yùn)動過程中的干涉等問題（優(yōu)化后設(shè)定為5 mm～6 mm左右）。其中尺寸a變更前后變化：前極限：配合量由0.84 mm變更為7.7 mm（如圖12）;后極限：配合量由1.4 mm變更為8.6 mm（如圖13）。

4 對策實(shí)施后的結(jié)果

新設(shè)計(jì)的永久方案需要重開模，通過簡化方案的樣件（圖14）驗(yàn)證永久方案的有效性。且由于新方案比舊方案的整體剛性更強(qiáng)，在前后極限位置時，靠背電機(jī)堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下，限位支架與下連接板碰撞產(chǎn)生的拖拉聲比現(xiàn)狀持續(xù)時間短，干脆利落將靠背限位擋住。后期重開模的永久方案經(jīng)過多個項(xiàng)目的高溫、常溫、低溫的靠背耐久試驗(yàn)均通過。

5 結(jié)語

在設(shè)定關(guān)鍵配合尺寸時，需要充分的對標(biāo)分析，且需要充分考慮新項(xiàng)目使用場合與對標(biāo)件使用場合、環(huán)境空間等不同，做出適應(yīng)性的調(diào)整。

參考文獻(xiàn)：

[1]張營.某車型后排座椅靠背限位器失效的解決方法[J].裝備制造技術(shù)，2014（8）：102-103+107.