技术领域
[0001] 本
发明涉及车辆领域，尤其涉及一种汽车后备箱开启速度的计算方法、存储介质和系统。
背景技术
[0002] 随着社会的日益进步和人民生活
水平的不断提高，人们对汽车舒适性的要求也越来越高，后备箱作为汽车后部的重要部件，对其开启性能也有了更高的要求。
[0003] 由于目前后备箱开启过程中受
力情况复杂，难以通过理论计算精确模拟后盖开启运动状态，导致实车后备箱开启性能和设计差别大，出现例如不平顺、速度快和无法开启到顶等问题，最终只能通过反复
修改设计来解决，从而增加了开发周期和成本。
发明内容
[0004] 基于以上问题，本发明提出一种汽车后备箱开启速度的计算方法、存储介质和系统，通过建立后备箱受力的理论模型，仅仅基于设计输入可以在不进行实际试验的情况下计算后备箱开启过程中任意时间、任意
位置的速度，从而能够很好的保证后备箱开启性能。
[0005] 本发明提出一种汽车后备箱开启速度的计算方法，包括：
[0006] 构造平衡系统模型；
[0007] 在平衡系统模型中输入已知参数数据，计算输出
扭矩和扭杆输出力的轴向分力；
[0008] 构造后备箱系统受力模型；
[0009] 在后备箱系统受力模型中输入已知参数数据、输出扭矩和扭杆输出力的轴向分力，计算系统合扭矩；
[0010] 根据系统合扭矩计算后备箱转动到任意弧度的时间和速度。
[0011] 此外，方法还包括：根据后备箱转动到任意弧度的时间和速度制作时间
速度曲线图。
[0012] 此外，平衡系统模型为：
[0013] M＝2M扭/(La+2x)/sin(π-β+σ)*(Lb-y)*sin(c+σ)；
[0014] F轴＝F*cos(c+σ)；
[0015] 其中，M为输出扭矩，2M扭为输入扭矩，F轴为扭杆输出力的轴向分力，F为输出合力，La为输入杆长度，Lb为输出杆长度，x为摩擦引起的输入杆长度变化，y为摩擦引起的输出杆长度变化，β为
输入轴和中间轴的夹
角，c为
输出轴和中间轴的夹角，σ为摩擦引起的中间轴角度变化。
[0016] 此外，后备箱系统受力模型为：
[0017] MG＝m*g*Ls*cosλ；
[0018]
[0019] M合＝M-MG-Mf；
[0020] 其中，MG为后备箱重力提供的扭矩，Mf为摩擦提供的扭矩，M合为后备箱受到的系统合扭矩，M为输出扭矩，m为后备箱重量，g为重力
加速度，Ls为
重心到
转轴的距离，μ为当量
摩擦系数，r为
铰链转轴的半径，λ为后备箱重心向心线和输出轴的夹角，γ为输出轴和后备箱重心向心线的夹角。
[0021] 此外，根据系统合扭矩计算后备箱转动到任意弧度的时间和速度包括：计算后备箱
角加速度和根据后备箱角
加速度计算速度，后备箱角加速度的计算公式为：
[0022] ω＝M合/J
[0023] 式中：ω为后备箱角加速度,M合为后备箱受到的系统合扭矩,J为后备箱系统的
转动惯量。
[0024] 此外，根据后备箱角加速度计算速度的公式为：
[0025] Vi-1/Lh*ti+1/2*ωi*ti2＝S/n；
[0026]
[0027] Vi为速度，Lh为转轴到手开启点的距离，ti为任一份弧度经过时间，ωi为后备箱运行到任一份弧度的角加速度，S为后备箱转动总弧度值。
[0028] 此外，计算后备箱运行到任一份弧度的时间，从第一份弧度开始计算，计算公式为：
[0029]
[0030] ti为任一份弧度经过时间，Ti为后备箱运行到任一弧度的时间。
[0031] 本发明还提出一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行上述任一项所述的汽车后备箱开启速度的计算方法。
[0032] 本发明还提出一种汽车后备箱开启速度的计算系统，包括至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的
存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
[0033] 构造平衡系统模型；
[0034] 在平衡系统模型中输入已知参数数据，计算输出扭矩和扭杆输出力的轴向分力；
[0035] 构造后备箱系统受力模型；
[0036] 在后备箱系统受力模型中输入已知参数数据、输出扭矩和扭杆输出力的轴向分力，计算系统合扭矩；
[0037] 根据系统合扭矩计算后备箱转动到任意弧度的时间和速度。
[0038] 通过采用上述技术方案，具有如下有益效果：
[0039] 本发明通过建立后备箱受力的理论模型，仅仅基于设计输入可以在不进行实际试验的情况下计算后备箱开启过程中任意时间、任意位置的速度，从而能够很好的保证后备箱开启性能。
附图说明
[0040] 图1是本发明一个
实施例提供的汽车后备箱开启速度的计算方法的
流程图；
[0041] 图2是本发明一个实施例提供的四
连杆系统模型示意图；
[0042] 图3是本发明一个实施例提供的后备箱系统受力模型示意图；
[0043] 图4是本发明一个实施例提供的汽车后备箱开启时间-速度曲线示例图。
具体实施方式
[0044] 以下结合具体实施方案和附图对本发明进行进一步的详细描述。其只意在详细阐述本发明的具体实施方案，并不对本发明产生任何限制，本发明的保护范围以
权利要求书为准。
[0045] 参照图1，本发明提出一种汽车后备箱开启速度的计算方法，包括：
[0046] 步骤S001，构造平衡系统模型；
[0047] 步骤S002，在平衡系统模型中输入已知参数数据，计算输出扭矩和扭杆输出力的轴向分力；
[0048] 步骤S003，构造后备箱系统受力模型；
[0049] 步骤S004，在后备箱系统受力模型中输入已知参数数据、输出扭矩和扭杆输出力的轴向分力，计算系统合扭矩；
[0050] 步骤S005，根据系统合扭矩计算后备箱转动到任意弧度的时间和速度。
[0051] 在本发明的实施例中，步骤S001构造平衡系统模型：
[0052] 对平衡系统进行受力分析(四连杆结构)，建立理论模型，可选地，如图2所示，AB表示转动一定角度的扭杆，BC表示中间杆，CD表示铰链的活动端，AD表示铰链的固定端。
[0053] 平衡模型系统在扭杆的扭矩作用下，根据AB和BC杆的受力情况，容易得到以下关系表达式(1)和(2)，从而计算输出扭矩和扭杆输出力的轴向分力。
[0054] M＝2M扭/(La+2x)/sin(π-β+σ)*(Lb-y)*sin(c+σ)； (1)
[0055] F轴＝F*cos(c+σ)； (2)
[0056] 式中：M为输出扭矩，2M扭为输入扭矩，F轴为扭杆输出力的轴向分力，F为输出合力，La为输入杆长度，Lb为输出杆长度，x为摩擦引起的输入杆长度变化，y为摩擦引起的输出杆长度变化，β为某转动角度下输入轴和中间轴的夹角，c为某转动角度下输出轴和中间轴的夹角，σ为摩擦引起的中间轴角度变化。
[0057] 步骤S002，在平衡系统模型中输入已知参数数据，计算输出扭矩和扭杆输出力的轴向分力；
[0058] 根据已知的数据“F为输出合力，La为输入杆长度，Lb为输出杆长度，x为摩擦引起的输入杆长度变化，y为摩擦引起的输出杆长度变化，β为某转动角度下输入轴和中间轴的夹角，c为某转动角度下输出轴和中间轴的夹角，σ为摩擦引起的中间轴角度变化”，依据公式(1)和(2)计算输出扭矩M和扭杆输出力的轴向分力F轴。
[0059] 步骤S003构造后备箱系统受力模型，可选地，参照图3所示，
[0060] 建立的后备箱系统受力模型可以为：
[0061] MG＝ m*g*Ls*cosλ； (3)
[0062]
[0063] M合＝M-MG-Mf； (5)
[0064] 其中，MG为后备箱重力提供的扭矩，Mf为摩擦提供的扭矩，M合为后备箱受到的系统合扭矩，M为输出扭矩，m为后备箱重量，g为
重力加速度，Ls为重心到转轴的距离，μ为当量摩擦系数，r为铰链转轴的半径，λ为后备箱重心向心线和输出轴的夹角，γ为输出轴和后备箱重心向心线的夹角。
[0065] 在步骤S004中，在后备箱系统受力模型中输入已知参数数据、输出扭矩和扭杆输出力的轴向分力，计算系统合扭矩；
[0066] 已知数据“M为输出扭矩，m为后备箱重量，g为重力加速度，Ls为重心到转轴的距离，μ为当量摩擦系数，r为铰链转轴的半径，λ为后备箱重心向心线和输出轴的夹角，γ为输出轴和后备箱重心向心线的夹角”，依次将这些数据带入到公式(3)、(4)和(5)中，得到后备箱系统的系统合扭矩M合。
[0067] 在步骤S005中，根据系统合扭矩计算后备箱转动到任意弧度的时间和速度。
[0068] 可选地，先计算后备箱角加速度，
[0069] 后备箱角加速度的计算公式为：
[0070] ω＝M合/J (6)
[0071] 式中：ω为后备箱角加速度,M合为后备箱受到的系统合扭矩,J为后备箱系统的转动惯量。
[0072] 根据后备箱角加速度计算速度的公式为：
[0073] Vi-1/Lh*ti+1/2*ωi*ti2＝S/n； (7)
[0074]
[0075] Vi为速度，Lh为转轴到手开启点的距离，ti为任一份弧度经过时间，ωi为后备箱运行到任一份弧度的角加速度，S为后备箱转动总弧度值。
[0076] 采用微积分的原理，将后备箱开启整个过程分成n份等同的弧度，根据表达式(7)计算某份弧度经过时间，根据表达式(8)计算后备箱运行到某份弧度的速度，根据关系表达式(9)计算后备箱运行到某份弧度的时刻，计算后备箱运行到任一份弧度的时间时，从第一份弧度开始计算，直到计算到第n份为止，n取30或更大的整数值，计算公式为：
[0077]
[0078] ti为任一份弧度经过时间，Ti为后备箱运行到任一弧度的时间。
[0079] 显然，后备箱系统的初始速度为0，先根据表达式(7)计算第一份弧度的经过时间，再根据表达式(8)计算第一份弧度的最终速度既第二份弧度的最初速度，再根据表达式(9)计算第一份弧度的最终时刻既第二份弧度的最初时刻，循环以上计算，直到第n份结束计算。
[0080] 在本发明的后备箱开启速度计算方法中，通过建立后备箱受力的理论模型，仅仅基于设计输入可以在不进行实际试验的情况下计算后备箱开启过程中任意时间、任意位置的速度，从而能够很好的保证后备箱开启性能。
[0081] 参照图4，在其中的一个实施例中，方法还包括：根据后备箱转动到任意弧度的时间和速度制作时间速度曲线图，根据上述的计算结果，将时间和速度一一对应并拟合曲线，制作时间速度曲线图。在前期设计阶段，通过调整设计输入，可以在不进行实际试验的情况下通过此曲线图了解优化后备箱开启时间、最大速度以及加速度的变化情况等参数，这些参数都是衡量后备箱开启顾客
感知舒适度的重要指标，从而减少了后续的设计更改，降低了相关的开发周期和成本。
[0082] 在其中的一个实施例中，平衡系统模型为：
[0083] M＝2M扭/(La+2x)/sin(π-β+σ)*(Lb-y)*sin(c+σ)；
[0084] F轴＝F*cos(c+σ)；
[0085] 其中，M为输出扭矩，2M扭为输入扭矩，F轴为扭杆输出力的轴向分力，F为输出合力，La为输入杆长度，Lb为输出杆长度，x为摩擦引起的输入杆长度变化，y为摩擦引起的输出杆长度变化，β为输入轴和中间轴的夹角，c为输出轴和中间轴的夹角，σ为摩擦引起的中间轴角度变化。
[0086] 通过建立平衡系统模型，实现了计算输出扭矩和扭杆输出力的轴向分力。
[0087] 在其中的一个实施例中，后备箱系统受力模型为：
[0088] MG＝m*g*Ls*cosλ；
[0089]
[0090] M合＝M-MG-Mf；
[0091] 其中，MG为后备箱重力提供的扭矩，Mf为摩擦提供的扭矩，M合为后备箱受到的系统合扭矩，M为输出扭矩，m为后备箱重量，g为重力加速度，Ls为重心到转轴的距离，μ为当量摩擦系数，r为铰链转轴的半径，λ为后备箱重心向心线和输出轴的夹角，γ为输出轴和后备箱重心向心线的夹角。通过建立后备箱系统受力模型，实现计算系统合扭矩的目的。
[0092] 在其中的一个实施例中，根据系统合扭矩计算后备箱转动到任意弧度的时间和速度包括：计算后备箱角加速度和根据后备箱角加速度计算速度，后备箱角加速度的计算公式为：
[0093] ω＝M合/J
[0094] 式中：ω为后备箱角加速度,M合为后备箱受到的系统合扭矩,J为后备箱系统的转动惯量。
[0095] 为了求出后备箱角的速度，先求出后备箱的
角速度，从而得到后备箱角的速度值。
[0096] 在其中的一个实施例中，根据后备箱角加速度计算速度的公式为：
[0097] Vi-1/Lh*ti+1/2*ωi*ti2＝S/n；
[0098]
[0099] Vi为速度，Lh为转轴到手开启点的距离，ti为任一份弧度经过时间，ωi为后备箱运行到任一份弧度的角加速度，S为后备箱转动总弧度值。
[0100] 在其中的一个实施例中，计算后备箱运行到任一份弧度的时间，从第一份弧度开始计算，计算公式为：
[0101]
[0102] ti为任一份弧度经过时间，Ti为后备箱运行到任一弧度的时间。
[0103] 采用微积分的原理，将后备箱开启整个过程分成n份等同的弧度，根据表达式(7)计算某份弧度经过时间，根据表达式(8)计算后备箱运行到某份弧度的速度，根据关系表达式(9)计算后备箱运行到某份弧度的时刻，计算后备箱运行到任一份弧度的时间时，从第一份弧度开始计算，直到计算到第n份为止，n取30或更大的整数值，计算公式为：
[0104]
[0105] ti为任一份弧度经过时间，Ti为后备箱运行到任一弧度的时间。
[0106] 显然，后备箱系统的初始速度为0，先根据表达式(7)计算第一份弧度的经过时间，再根据表达式(8)计算第一份弧度的最终速度既第二份弧度的最初速度，再根据表达式(9)计算第一份弧度的最终时刻既第二份弧度的最初时刻，循环以上计算，直到第n份结束计算。
[0107] 通过采用微积分的原理，将后备箱开启整个过程分成n份等同的弧度，从而能够计算出后备箱系统的速度。
[0108] 本发明提出一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行上述任一项所述的汽车后备箱开启速度的计算方法。
[0109] 本发明提出一种汽车后备箱开启速度的计算系统，包括至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
[0110] 构造平衡系统模型；
[0111] 在平衡系统模型中输入已知参数数据，计算输出扭矩和扭杆输出力的轴向分力；
[0112] 构造后备箱系统受力模型；
[0113] 在后备箱系统受力模型中输入已知参数数据、输出扭矩和扭杆输出力的轴向分力，计算系统合扭矩；
[0114] 根据系统合扭矩计算后备箱转动到任意弧度的时间和速度。
[0115] 以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的
基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。
