一种基于限位器扭矩的车门坡路保持性能设计方法及装置与流程

本发明属于汽车，涉及一种基于限位器扭矩的车门坡路保持性能设计方法及装置。

背景技术：

1、随着汽车消费的日益成熟，用户对汽车品质的要求也不断提高。车门是用户使用频率较高的部件，开关门的体验直接影响客户对汽车品质的评价。车门限位器在开关过程中扮演着重要的角色，限位器的档位保持力不仅影响开关门的品质感，还能影响驾乘人员进出车辆时的安全性。过高的限位器档位保持力可能引起车门开关过程的抖动、开门费力和限位器磨损较快等问题，过低的限位器档位保持力无法使车门稳定在限位器档位内，在车辆处于坡路或者车门受外界气流干扰时造成车门突然开启或者关闭，增加了车辆损坏或者人员受伤的风险。

2、对于车门坡路保持，目前多数主机厂还停留在经验设计阶段，基于设计档位扭矩去推算车门保持力，但设计扭矩与实车扭矩存在较大差异，后期车门坡路保持不足，还需要进行结构优化，资金及时间成本都较高，本发明提供一种可以精确定量评价车门保持力的设计方法，在产品设计阶段，精准预测车门保持力，对于不满足要求的进行结构优化，极大降低后续产品的质量风险，提升产品的开发效率，降低开发成本，提升产品虚拟数智化开发技术手段。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的上述问题，提供了一种基于限位器扭矩的车门坡路保持性能设计方法、装置及介质。本发明公开了一种基于限位器扭矩的车门坡路保持性能设计方法，对车辆处于坡路时车门总成在限位器某一档位内的受力状态进行分解，计算出重力对车门把手的等效作用力，利用限位器扭矩曲线，计算出限位器该档位对车门把手的最大等效作用力，以此计算出该档位下车门把手的综合受力状况，可快速判断出车门能否保持在该档位，同时计算出使车门离开该档位在把手处施加的最小推力，作为该档位车门保持力的评价指标。

2、需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

3、为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

4、一种基于限位器扭矩的车门坡路保持性能设计方法，包括：

5、重力对车门把手等效作用力计算、限位器对车门把手等效作用力计算、车门保持性能评价。

6、进一步地，所述重力对车门把手等效作用力计算，包含以下步骤：

7、s1、车门平衡位置确定；将车辆模型放置到坡路上，取车门铰链轴上任意一点向整车坐标系的xy平面做垂线，用垂线与铰链轴确定一个平面，这个平面为车辆处于坡路时，车门绕铰链轴旋转运动的平衡位置，车门绕铰链轴旋转的运动简化为单摆运动，当车门质心处于平衡位置平面内，车门总成的势能最低；

8、s2、车门铰链轴倾角确定；将车门铰链轴与垂线的夹角定义为车门铰链轴倾角α。

9、s3、车门质心开启角确定；将车门质心平面与平衡位置平面的夹角定义为质心开启角δ；将车门绕铰链轴打开的角度，定义为车门开启角a，即限位器扭矩曲线中各个扭矩峰值所对应的车门旋转角度；将车门关闭时质心平面与平衡位置平面的夹角定义为质心关闭角b；将车门外把手中点定义为车门把手点，重力和限位器对车门把手的等效作用力，均以此点作为测量基准；当车门打开至某档位时，将过车门把手点且垂直于车门铰链轴的平面定义为车门旋转平面；分别做车门把手点、车门关闭时质心和车门开启时质心到铰链轴的垂线，并将垂线投影至车门旋转平面内；

10、质心开启角δ与车门开启角a及质心关闭角b之间的关系为:

11、δ＝a-b；

12、s4、重力对车门把手等效作用力公式推导；仅考虑重力因素，在车门旋转平面内，由力矩平衡有：

13、

14、其中，fg为重力对车门把手点的等效作用力，为该等效作用力力臂，gc为重力在旋转平面内的分量，为重力分量的力臂；

15、令m为车门总成质量，g为重力加速度，则有

16、gc＝m×g×sinα

17、由得到重力对车门把手的等效作用力的表达式为：

18、

19、进一步地，所述限位器对车门把手等效作用力计算，包含以下步骤：

20、s1、限位器扭矩峰值确定；在限位器扭矩曲线中，测量出各个档位的扭矩峰值mx；

21、s2、车门打开角度确定；根据限位器扭矩曲线测量出各个档位扭矩峰值对应的车门打开角度a；

22、s3、限位器对车门把手等效作用力公式推导；仅考虑限位器因素，在车门旋转平面内，限位器对车门把手等效作用力，由力矩平衡有：

23、

24、得到限位器对车门把手的等效作用力的表达式为

25、

26、进一步地，所述车门保持性能评价，包含以下步骤：

27、s1、把手操作力定义；

28、开门过程手操作力f的表达式为：

29、f＝fx+fg

30、关门过程，手操作力f的表达式为：

31、f＝fx-fg

32、s2、限位器档位保持性能指标设定；设定一个评价指标k，使

33、s3、限位器各档位坡路保持性能评价；计算出开关门过程中限位器各档位坡路保持性能指标k，如果k值超出建议范围，则建议限位器设计师调整限位器各档位的扭矩峰值，使k值重新回到建议范围内。

34、进一步地，所述重力对车门把手等效作用力计算，还包含以下步骤：

35、s5、等效作用力计算表格创建；创建表格，填入各个参数值，按照重力对车门把手等效作用力表达式编辑单元格的函数公式，计算出开关门过程中重力对车门把手的等效作用力fg。

36、进一步地，所述限位器对车门把手等效作用力计算，还包含以下步骤：

37、s4、等效作用力计算表格创建；创建表格，填入各个参数值；按照限位器对车门把手等效作用力表达式编辑单元格的函数公式，计算出开关门过程中限位器对车门把手等效作用力fx。

38、进一步地，所述车门保持性能评价，在s1与s2步骤之间设置步骤：等效作用力计算表格创建；创建表格，按开关门过程把手操作力的表达式编辑单元格的函数公式，计算出开关门过程各个档位的把手操作力f。

39、进一步地，车辆处于坡度为20％的坡路时，对于开门过程，把手操作力f>0，将k控制在1～1.5之间；对于关门过程，保证f>0；将k控制在0.2～0.3之间。

40、一种装置，包括一个或多个处理器；

41、存储器，用于存储一个或多个程序；

42、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的方法。

43、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的方法。

44、与现有技术相比本发明的有益效果是：

45、本发明在设计阶段根据限位器数据、车门铰链和质量参数便能对车门坡路保持性能进行评估，大大提升了限位器车门设计过程的效率和质量，不仅可以对缩短研发周期，而且可以节约研发费用。