CN111832117A - 车架安装孔位的设计方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种车架安装孔位的设计方法及装置，涉及汽车设计技术领域，包括以下步骤：建立第一车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标集{Ci}，以及第一车型的悬置与对应的被悬置件安装时所有安装孔位的坐标集{Di}；以{Ci}和{Di}中的坐标作为优化变量，根据车架、悬置以及被悬置件之间的连接关系以及预设的约束条件、预设的{Ci}和{Di}的初始解，将第一车型的被悬置件的侧倾角度值、被悬置件的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小作为优化目标，采用遗传算法进行优化计算得到{Ci}和{Di}的最优解，再将{Ci}的最优解作为第一车型的车架安装孔位的坐标。本申请能解决现有设计中车架安装孔位较为随意，不利于车辆稳定行驶的技术问题。

Description

车架安装孔位的设计方法及装置
技术领域
本申请涉及汽车设计技术领域，特别涉及一种车架安装孔位的设计方法及装置。
背景技术
随着我国物流运输业的持续发展，商用车也不断发生变化，商用车研发数量和种类不断增加，车型研发数量的增加，导致零部件研发设计也急剧增加，车架作为商用车骨架承受和传递整车载荷，是极为重要的结构，大量零部件通过车架安装孔安装于车架上。
相关技术中，将所设计的某个车型的车架及其相关零部件二维或者三维软件中进行位置布置，进行校核后大致确定安装孔位的区域，然后在该区域尽可能布置多的安装孔位以满足安装要求。
但是，上述车架孔位的设计较为随意，只是满足校核要求，然而部分车型的驾驶室侧倾角度值、驾驶室质心加速度和车架的侧倾角度，尽管满足校核要求，但是当车辆行驶时这些数值往往较大，影响车辆稳定行驶。
发明内容
本申请实施例提供一种车架安装孔位的设计方法及装置，以解决相关技术中车架安装孔位较为随意，不利于车辆稳定行驶的技术问题。
第一方面，提供了一种车架安装孔位的设计方法，包括以下步骤：
建立第一车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标集{Ci}，以及第一车型的悬置与对应的被悬置件安装时所有安装孔位的坐标集{Di}；
以{Ci}和{Di}中的坐标作为优化变量，根据车架、悬置以及被悬置件之间的连接关系以及预设的约束条件、预设的{Ci}和{Di}的初始解，将第一车型的被悬置件的侧倾角度值、被悬置件的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小作为优化目标，采用遗传算法进行优化计算得到{Ci}和{Di}的最优解，再将{Ci}的最优解作为第一车型的车架安装孔位的坐标。
一些实施例中，所述设计方法还包括以下步骤：
建立第二车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标集{Cj}，以及第二车型的悬置与对应的被悬置件安装时所有安装孔位的坐标集{Dj}；其中，第二车型与第一车型为具有相同车架的不同车型；
以{Cj}和{Dj}中的坐标作为优化变量，根据车架、悬置以及被悬置件之间的连接关系以及预设的约束条件，并以{Ci}和{Di}的最优解作为{Cj}和{Dj}的初始解，将第二车型的被悬置件的侧倾角度值、被悬置件的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小为优化目标，采用遗传算法进行优化计算得到{Cj}和{Dj}的最优解，并将{Cj}的最优解作为第二车型的车架安装孔位的坐标。
一些实施例中，所述设计方法还包括以下步骤：
将第二车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标与第一车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标一一对应比较，若任一安装孔位对应的两个坐标差值小于预设的差值，则该安装孔位为通用孔位；反之，则该安装孔位为专用孔位。
一些实施例中，采用遗传算法进行优化计算得到{Ci}和{Di}的最优解，具体包括以下步骤：
A1、根据车架、悬置以及被悬置件之间的连接关系以及预设的约束条件、预设的{Ci}和{Di}的初始解，计算第一车型的被悬置件侧倾角度值和车架侧倾角度值；
A2、根据预设的遗传率、交叉概率和变异概率，对{Ci}和{Di}的初始解进行运算生成新的{Ci}和{Di}的解，利用新的{Ci}和{Di}的解代替预设的{Ci}和{Di}的初始解计算第一车型的被悬置件侧倾角度值和车架侧倾角度值；
A3、重复步骤A1～A2直至达到最大迭代数；
A4、选择第一车型的被悬置件侧倾角度值和车架侧倾角度值均最小时对应的{Ci}和{Di}的解作为{Ci}和{Di}的最优解。
一些实施例中，悬置包括驾驶室悬置、底盘悬置和悬置，对应的被悬置件包括驾驶室、底盘和发动机。
第二方面，提供了一种用于上述实施例的车架安装孔位的设计方法的设计装置，包括：
坐标集建立模块，其用于建立第一车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标集{Ci}，以及第一车型的悬置与对应的被悬置件安装时所有安装孔位的坐标集{Di}；
计算模块，其用于以{Ci}和{Di}中的坐标作为优化变量，根据车架、悬置以及被悬置件之间的连接关系以及预设的约束条件、预设的{Ci}和{Di}的初始解，将第一车型的被悬置件的侧倾角度值、被悬置件的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小作为优化目标，采用遗传算法进行优化计算得到{Ci}和{Di}的最优解，再将{Ci}的最优解作为第一车型的车架安装孔位的坐标。
一些实施例中，所述坐标集建立模块还用于建立第二车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标集{Cj}，以及第二车型的悬置与对应的被悬置件安装时所有安装孔位的坐标集{Dj}；其中，第二车型与第一车型为具有相同车架的不同车型；
计算模块还用于以{Cj}和{Dj}中的坐标作为优化变量，根据车架、悬置以及被悬置件之间的连接关系以及预设的约束条件，并以{Ci}和{Di}的最优解作为{Cj}和{Dj}的初始解，将第二车型的被悬置件的侧倾角度值、、被悬置件的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小为优化目标，采用遗传算法进行优化计算得到{Cj}和{Dj}的最优解，并将{Cj}的最优解作为第二车型的车架安装孔位的坐标。
一些实施例中，计算模块还用于将第二车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标与第一车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标一一对应比较，若任一安装孔位对应的两个坐标差值小于预设的差值，则该安装孔位为通用孔位；反之，则该安装孔位为专用孔位。
一些实施例中，所述预设的差值为50mm。
一些实施例中，所述悬置包括驾驶室悬置、底盘悬置和发动机悬置，对应的被悬置件包括驾驶室、底盘和悬置。
本申请实施例提供了一种车架安装孔位的设计方法及装置，通过将悬置与车架安装时所有安装孔位作为优化变量，将被悬置件的侧倾角度值、被悬置件的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小作为优化目标，采用遗传算法得到最优的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标，精准确定车架安装孔位，确保车辆稳定行驶。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的车架安装孔位的设计方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的遗传算法优化计算的流程图；
图3为本申请实施例提供的车架安装孔位的设计方法的另一个流程图；
图4为本申请实施例提供的车架安装孔位的设计装置的系统图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例1
本申请实施例提供了一种车架安装孔位的设计方法，其能解决现有设计方法中车架安装孔位较为随意，不利于车辆稳定行驶的技术问题。
参见图1所示，一种车架安装孔位的设计方法，包括以下步骤：
建立第一车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标集{Ci}，以及第一车型的悬置与对应的被悬置件安装时所有安装孔位的坐标集{Di}。其中，悬置包括驾驶室悬置、底盘悬置和悬置等，对应的被悬置件包括驾驶室、底盘和发动机等。
以{Ci}和{Di}中的坐标作为优化变量，根据车架、悬置以及被悬置件之间的连接关系以及预设的约束条件、预设的{Ci}和{Di}的初始解，将第一车型的被悬置件的侧倾角度值、被悬置件的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小作为优化目标，采用遗传算法进行优化计算得到{Ci}和{Di}的最优解，再将{Ci}的最优解作为第一车型的车架安装孔位的坐标。
具体地，参见图2所示，采用遗传算法进行优化计算得到{Ci}和{Di}的最优解，具体包括以下步骤：
A1、根据车架、悬置以及被悬置件之间的连接关系以及预设的约束条件、预设的{Ci}和{Di}的初始解，计算第一车型的被悬置件侧倾角度值和车架侧倾角度值。
A2、根据预设的遗传率、交叉概率和变异概率，对{Ci}和{Di}的初始解进行运算生成新的{Ci}和{Di}的解，利用新的{Ci}和{Di}的解代替预设的{Ci}和{Di}的初始解计算第一车型的被悬置件侧倾角度值和车架侧倾角度值。
A3、重复步骤A1～A2直至达到最大迭代数。
A4、选择第一车型的被悬置件侧倾角度值和车架侧倾角度值均最小时对应的{Ci}和{Di}的解作为{Ci}和{Di}的最优解。
以驾驶室悬置和驾驶室为例，建立第一车型的驾驶室悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标集{Ci}，以及第一车型的驾驶室悬置与驾驶室安装时所有安装孔位的坐标集{Di}。根据车架、驾驶室悬置以及驾驶室之间的连接关系，以及车架、驾驶室悬置以及驾驶室自身的质心位置等参数，建立驾驶室的侧倾角度值、驾驶室的质心加速度和车架的侧倾角度值与{Ci}和{Di}中坐标之间的数学关系。以驾驶室悬置承载kc作为约束条件，以{Ci}和{Di}中坐标作为优化变量，驾驶室的侧倾角度值、驾驶室的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小作为优化目标，采用遗传算法进行优化计算得到{Ci}和{Di}的最优解，再将{Ci}的最优解作为第一车型的车架安装孔位的坐标。
与现有技术相比，本申请实施例中的车架安装孔位的设计方法，通过将悬置与车架安装时所有安装孔位作为优化变量，将被悬置件的侧倾角度值、被悬置件的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小作为优化目标，采用遗传算法得到最优的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标，精准确定车架安装孔位，确保车辆稳定行驶。
实施例2
在实施例1的基础上，参见图3所示，作为可选的实施方式：
建立第二车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标集{Cj}，以及第二车型的悬置与对应的被悬置件安装时所有安装孔位的坐标集{Dj}。其中，第二车型与第一车型为具有相同车架的不同车型。例如，两种商用车，他们具有同样的车架，但是他们的驾驶室、发动机等不同。需要说明的是，第二车型可以是具有相同车架的不同车型中除了第一车型外的任一车型。
以{Cj}和{Dj}中的坐标作为优化变量，根据车架、悬置以及被悬置件之间的连接关系以及预设的约束条件，并以{Ci}和{Di}的最优解作为{Cj}和{Dj}的初始解，将第二车型的被悬置件的侧倾角度值、被悬置件的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小为优化目标，采用遗传算法进行优化计算得到{Cj}和{Dj}的最优解，并将{Cj}的最优解作为第二车型的车架安装孔位的坐标。
将第一车型的{Ci}和{Di}的最优解作为{Cj}和{Dj}的初始解，可以快速求解得到具有同样车架的不同车型的车架安装孔位，加快研发效率，节省研发人力和时间成本。
实施例3
在实施例2的基础上，作为可选的实施方式：
将第二车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标与第一车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标一一对应比较，若任一安装孔位对应的两个坐标差值小于预设的差值，则该安装孔位为通用孔位；反之，则该安装孔位为专用孔位。优选地，预设的差值为50mm。
将车架安装孔位分为通用孔位和专用孔位，通用孔位是指该孔位可以在不同车型中均可以使用，专用孔位是指该孔位在不同车型中单独使用。本申请实施例中的车架安装孔位的设计方法，通用孔位占总孔位的比率可以达到95％，通用化率程度高。
实施例4
参见图4所示，本申请实施例提供了一种车架安装孔位的设计装置，包括：坐标集建立模块和计算模块。
坐标集建立模块用于建立第一车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标集{Ci}，以及第一车型的悬置与对应的被悬置件安装时所有安装孔位的坐标集{Di}。其中，悬置包括驾驶室悬置、底盘悬置和悬置等，对应的被悬置件包括驾驶室、底盘和发动机等。
计算模块用于以{Ci}和{Di}中的坐标作为优化变量，根据车架、悬置以及被悬置件之间的连接关系以及预设的约束条件、预设的{Ci}和{Di}的初始解，将第一车型的被悬置件的侧倾角度值、被悬置件的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小作为优化目标，采用遗传算法进行优化计算得到{Ci}和{Di}的最优解，再将{Ci}的最优解作为第一车型的车架安装孔位的坐标。
与现有技术相比，本申请实施例中的车架安装孔位的设计装置，通过将悬置与车架安装时所有安装孔位作为优化变量，将被悬置件的侧倾角度值、被悬置件的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小作为优化目标，采用遗传算法得到最优的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标，精准确定车架安装孔位，确保车辆稳定行驶。
实施例5
在实施例4的基础上，作为可选的实施方式：
所述坐标集建立模块还用于建立第二车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标集{Cj}，以及第二车型的悬置与对应的被悬置件安装时所有安装孔位的坐标集{Dj}。其中，第二车型与第一车型为具有相同车架的不同车型。例如，两种商用车，他们具有同样的车架，但是他们的驾驶室、发动机等不同。
计算模块还用于以{Cj}和{Dj}中的坐标作为优化变量，根据车架、悬置以及被悬置件之间的连接关系以及预设的约束条件，并以{Ci}和{Di}的最优解作为{Cj}和{Dj}的初始解，将第二车型的被悬置件的侧倾角度值、被悬置件的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小为优化目标，采用遗传算法进行优化计算得到{Cj}和{Dj}的最优解，并将{Cj}的最优解作为第二车型的车架安装孔位的坐标。
将第一车型的{Ci}和{Di}的最优解作为{Cj}和{Dj}的初始解，可以快速求解得到具有同样车架的不同车型的车架安装孔位，加快研发效率，节省研发人力和时间成本。
实施例6
在实施例5的基础上，作为可选的实施方式：
计算模块还用于将第二车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标与第一车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标一一对应比较，若任一安装孔位对应的两个坐标差值小于预设的差值，则该安装孔位为通用孔位；反之，则该安装孔位为专用孔位。优选地，预设的差值为50mm。
将车架安装孔位分为通用孔位和专用孔位，通用孔位是指该孔位可以在不同车型中均可以使用，专用孔位是指该孔位在不同车型中单独使用。本申请实施例中的车架安装孔位的设计方法，通用孔位占总孔位的比率可以达到95％，通用化率程度高。
本申请不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种车架安装孔位的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
建立第一车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标集{Ci}，以及第一车型的悬置与对应的被悬置件安装时所有安装孔位的坐标集{Di}；
以{Ci}和{Di}中的坐标作为优化变量，根据车架、悬置以及被悬置件之间的连接关系以及预设的约束条件、预设的{Ci}和{Di}的初始解，将第一车型的被悬置件的侧倾角度值、被悬置件的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小作为优化目标，采用遗传算法进行优化计算得到{Ci}和{Di}的最优解，再将{Ci}的最优解作为第一车型的车架安装孔位的坐标。
2.如权利要求1所述的车架安装孔位的设计方法，其特征在于，还包括以下步骤：
建立第二车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标集{Cj}，以及第二车型的悬置与对应的被悬置件安装时所有安装孔位的坐标集{Dj}；其中，第二车型与第一车型为具有相同车架的不同车型；
以{Cj}和{Dj}中的坐标作为优化变量，根据车架、悬置以及被悬置件之间的连接关系以及预设的约束条件，并以{Ci}和{Di}的最优解作为{Cj}和{Dj}的初始解，将第二车型的被悬置件的侧倾角度值、被悬置件的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小为优化目标，采用遗传算法进行优化计算得到{Cj}和{Dj}的最优解，并将{Cj}的最优解作为第二车型的车架安装孔位的坐标。
3.如权利要求2所述的车架安装孔位的设计方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将第二车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标与第一车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标一一对应比较，若任一安装孔位对应的两个坐标差值小于预设的差值，则该安装孔位为通用孔位；反之，则该安装孔位为专用孔位。
4.如权利要求1所述的车架安装孔位的设计方法，其特征在于，采用遗传算法进行优化计算得到{Ci}和{Di}的最优解，具体包括以下步骤：
A1、根据车架、悬置以及被悬置件之间的连接关系以及预设的约束条件、预设的{Ci}和{Di}的初始解，计算第一车型的被悬置件侧倾角度值和车架侧倾角度值；
A2、根据预设的遗传率、交叉概率和变异概率，对{Ci}和{Di}的初始解进行运算生成新的{Ci}和{Di}的解，利用新的{Ci}和{Di}的解代替预设的{Ci}和{Di}的初始解计算第一车型的被悬置件侧倾角度值和车架侧倾角度值；
A3、重复步骤A1～A2直至达到最大迭代数；
A4、选择第一车型的被悬置件侧倾角度值和车架侧倾角度值均最小时对应的{Ci}和{Di}的解作为{Ci}和{Di}的最优解。
5.如权利要求1所述的车架安装孔位的设计方法，其特征在于：
悬置包括驾驶室悬置、底盘悬置和悬置，对应的被悬置件包括驾驶室、底盘和发动机。
6.一种用于如权利要求1所述的车架安装孔位的设计方法的设计装置，其特征在于，包括：
坐标集建立模块，其用于建立第一车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标集{Ci}，以及第一车型的悬置与对应的被悬置件安装时所有安装孔位的坐标集{Di}；
计算模块，其用于以{Ci}和{Di}中的坐标作为优化变量，根据车架、悬置以及被悬置件之间的连接关系以及预设的约束条件、预设的{Ci}和{Di}的初始解，将第一车型的被悬置件的侧倾角度值、被悬置件的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小作为优化目标，采用遗传算法进行优化计算得到{Ci}和{Di}的最优解，再将{Ci}的最优解作为第一车型的车架安装孔位的坐标。
7.如权利要求6所述的设计装置，其特征在于：
所述坐标集建立模块还用于建立第二车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标集{Cj}，以及第二车型的悬置与对应的被悬置件安装时所有安装孔位的坐标集{Dj}；其中，第二车型与第一车型为具有相同车架的不同车型；
计算模块还用于以{Cj}和{Dj}中的坐标作为优化变量，根据车架、悬置以及被悬置件之间的连接关系以及预设的约束条件，并以{Ci}和{Di}的最优解作为{Cj}和{Dj}的初始解，将第二车型的被悬置件的侧倾角度值、、被悬置件的质心加速度和车架的侧倾角度值均最小为优化目标，采用遗传算法进行优化计算得到{Cj}和{Dj}的最优解，并将{Cj}的最优解作为第二车型的车架安装孔位的坐标。
8.如权利要求7所述的设计装置，其特征在于：
计算模块还用于将第二车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标与第一车型的悬置与车架安装时所有安装孔位的坐标一一对应比较，若任一安装孔位对应的两个坐标差值小于预设的差值，则该安装孔位为通用孔位；反之，则该安装孔位为专用孔位。
9.如权利要求8所述的设计装置，其特征在于：所述预设的差值为50mm。
10.如权利要求6所述的设计装置，其特征在于：
所述悬置包括驾驶室悬置、底盘悬置和发动机悬置，对应的被悬置件包括驾驶室、底盘和悬置。
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