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節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現，并匹配調角器下連接板合適的開口角度。但電動座椅的靠背調節通過電機驅動，在前后極限位置時堵轉扭矩比手動大很多。本文通過分析某項目電動座椅的限位失效原因，驗證并確認了角度限位支架的關鍵參數，并最終關閉了該問題點，為該類問題的解決提供了一種方案。

關鍵詞：靠背限位;扭矩;配合量

1 問題現狀

某前排座椅的電動配置在項目開發的DV階段，出現了靠背調節至最前端或最后端時，無法對靠背進行有效限位的問題。拆解外側護蓋后，調節電動靠背時發現，當靠背運動至最前端/最后端時，限位支架與調角器的下連接板的R角接觸后變形彈起，導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板、限位支架、關鍵尺寸等，卻沒有出現類似問題。

2 FTA分析

2.1 靠背前后端極限位置設定

根據客戶輸入確定靠背從設計位置可向前、向后調節角度，設計限位支架結構、調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域預留一定的角度/距離間隙，保證能吸收制造偏差。由于電動調角器是偏心轉動，限位支架的限位特征上邊緣與下連接板缺口區域的最小徑向距離（圖2-尺寸a）、下連接板起擋點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）等均需要設定在合理的范圍內，避免在前后極限位置，由于電機堵轉扭矩過大造成限位支架變形導致限位功能失效。

2.2 限位功能失效的FTA分析

2.2.1 來料調查

（1）限位支架的翻邊邊緣面輪廓。經調查，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），且該件的檢測基準為其底部的兩個孔位，在靠背側板與其焊接時，使用定位銷將限位支架與側板串在一起，避免了基準轉換的公差累計。

（2）下連接板的前后擋點邊緣的面輪廓度。經調查，下連接板的前后擋點邊緣的面輪廓度滿足圖紙要求（圖4箭頭所指4個面），同時擋點高度滿足要求。

（3）側板焊接總成中限位支架的限位翻邊到旋轉中心的徑向距離。當靠背位于設計位置時，圖5中的檢測數據中尺寸⑤平均值，超規格約4 mm～5 mm，判斷焊接后限位支架上翹嚴重，靠背作動時限位支架的翻邊更容易向上翹起變形。

當電動靠背在前極限（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，超規格約10 mm～

15 mm，完全超過了下連接板的擋點高度，限位功能已經完全失效。

2.2.2 結構設計

（1）當前設計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配合量不夠，尤其是電動靠背調節時，靠背是偏心轉動，導致前后極限位置，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，經調查最初設計時參考的原型，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）電動靠背調節過程中，在前后極限位置，由于電機作用扭矩較手動大很多，導致限位支架變形嚴重，最終超過下連接板的前后限位擋點，導致功能失效。

（3）側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，前后極限位置調節靠背10次，功能OK后下線使用。

3.2 永久對策

重新設計限位支架（如圖11），結合對標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），并考慮電動調角器的偏心運動、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），避免距離過小導致運動過程中的干涉等問題（優化后設定為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 對策實施后的結果

新設計的永久方案需要重開模，通過簡化方案的樣件（圖14）驗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，在前后極限位置時，靠背電機堵轉狀態下，限位支架與下連接板碰撞產生的拖拉聲比現狀持續時間短，干脆利落將靠背限位擋住。后期重開模的永久方案經過多個項目的高溫、常溫、低溫的靠背耐久試驗均通過。

5 結語

在設定關鍵配合尺寸時，需要充分的對標分析，且需要充分考慮新項目使用場合與對標件使用場合、環境空間等不同，做出適應性的調整。

參考文獻：

[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，2014（8）：102-103+107.