CN113074951B - 一种车门最小关闭速度试验装置和试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车控制方法技术领域，具体地指一种车门最小关闭速度试验装置和试验方法。包括，速度采集模块，位于车门边缘关闭位置附近用于获取车门关闭时的速度；力矩施加模块，用于对车门施加力矩推动车门关闭；车门锁止感应模块，用于感应车门是否锁止；中央控制模块，通过获取速度采集模块和车门锁止感应模块信号对力矩施加模块进行控制；所述中央控制模块与速度采集模块、力矩施加模块和车门锁止感应模块信号连接。本发明通过中央处理器来控制调整车门的关门力矩，通过反复调整车门的关门力矩，逐步减小或是逐步增大关门力矩，多次试验后即可获得关闭车门的最小力矩，从而可以快速的获取锁止车门的最小速度，有利于应用到自动锁止车门的装置设计中，具有较大的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及汽车控制方法技术领域，具体地指一种车门最小关闭速度试验装置和试验方法。
背景技术
随着汽车的快速发展，人们对汽车的要求越来越高，汽车车门最小关闭速度作为一项重要主观感受也越来越受到重视，但目前主机厂测试车门最小关闭速度通常都是采用人工关门操作，由于人工操作力度很难掌控，所以测量精确度很差，不能有效、精准的得到试验结果。
有名为“汽车车门关闭速度与定量施力研究”的论文介绍了一种专门设计的施力装置，该施力装置使施加在车门上的力恒定，提高关门速度测试的准确性，减轻测试劳动强度，提高工作效率。该施力装置在进行测量的时候，将待测试的车门开启至一个固定位置，再缓慢移动施力装置至离车门稍近的距离，然后控制施力装置的力恒定，从而计算出关门的速度。但因为该施力装置只能施加一个恒定的力，且为人工控制，不能根据车门关闭的实际情况来实时的调整。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种车门最小关闭速度试验装置和试验方法。
本发明的技术方案为：一种车门最小关闭速度试验装置，其特征在于：包括，
速度采集模块，用于获取车门关闭时的速度；
力矩施加模块，用于对车门施加力矩推动车门关闭；
车门锁止感应模块，用于感应车门是否锁止；
中央控制模块，通过获取速度采集模块和车门锁止感应模块信号对力矩施加模块进行控制；
所述中央控制模块与速度采集模块、力矩施加模块和车门锁止感应模块信号连接。
进一步的所述速度采集模块包括位于车门边缘关闭位置处的速度传感器。
进一步的所述力矩施加模块包括用于对车门施加关门力矩、并可调节和记录力矩大小的机器臂。
进一步的所述车门锁止感应模块包括安装于车门上的用于感应车门是否锁止的车门锁止信号传感器。
一种车门最小关闭速度试验方法，其特征在于：对车门施加一个力矩迫使车门向车身一侧运动，记录车门的锁止情况，通过逐渐改变关门力矩的大小确定关闭车门需要的最小力矩，记录对应最小力矩的车门关闭速度，即获得车门最小关闭速度。
进一步的通过逐渐改变关门力矩的大小确定关闭车门需要的最小力矩的方法为：对车门施加一个力矩迫使车门向车身一侧运动，若记录到的车门关闭，则逐步减小力矩直至车门不能关闭；然后在车门不能关闭时的力矩基础上逐步增大力矩直至出现车门再次关闭；再按照上述流程反复进行，记录每次车门能够关闭时的车门关闭速度，直至采集到两次完全相同的车门关闭速度，将这一车门关闭速度作为车门最小关闭速度。
进一步的通过逐渐改变关门力矩的大小确定关闭车门需要的最小力矩的方法为：对车门施加一个力矩迫使车门向车身一侧运动，若记录到车门没有关闭，则逐步增加力矩直至车门能够关闭；然后在车门能够关闭时的力矩基础上逐步减小力矩直至出现车门不能关闭；再按照上述流程反复进行，记录每次车门能够关闭时的车门关闭速度，直至采集到两次完全相同的车门关闭速度，将这一车门关闭速度作为车门最小关闭速度。
进一步的所述的逐步减小或是逐步增加是在上一次实验的力矩基础上按照设定百分比进行减小或是增加。
进一步的所述设定百分比为力矩越接近最小关门力矩时越小的可调百分比限值。
进一步的对车门施加0.001N.m的力矩迫使车门向车身一侧运动，若车门能够自动关闭，则采集车门自动关闭的速度为车门最小关闭速度。
本发明通过中央处理器来控制调整车门的关门力矩，通过反复调整车门的关门力矩，逐步减小或是逐步增大关门力矩，多次试验后即可获得关闭车门的最小力矩，从而可以快速的获取锁止车门的最小速度，有利于应用到自动锁止车门的装置设计中，具有较大的推广价值。
附图说明
图1：本发明的试验方法流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，为本实施例的实验流程示意图，本实施例的车门最小关闭速度实验涉及到的实验模块包括，速度采集模块，位于车门边缘关闭位置附近用于获取车门关闭时的速度，本实施例的速度采集模块包括安装在距离车门边缘关闭位置20mm～40mm处的速度传感器(本发明的速度传感器为线速度传感器，是安装在车门上的速度传感器，布置高度与车门锁扣位置登高，距离车门关闭侧边缘20mm～40mm)；
力矩施加模块，用于对车门施加力矩推动车门关闭，本实施例的力矩施加模块包括用于对车门施加关门力矩、并可调节和记录力矩大小的机器臂(机械臂的输出端与车门的外把手连接，关门力矩直接通过机械臂输出到车门上)；
车门锁止感应模块，本实施例的车门锁止感应模块包括安装于车门上的用于感应车门是否锁止的车门锁止信号传感器；
中央控制模块，通过获取速度采集模块和车门锁止感应模块信号对力矩施加模块进行控制，中央控制模块中还包括算法模块，用于计算关门力矩、关门能量，并根据设定进行力矩的减小或是增大；
中央控制模块与速度采集模块、力矩施加模块和车门锁止感应模块信号连接。
通过机器臂对车门施加一个0.001N.m(通过选择一个尽可能小的力矩，使得车门以接近为零的速度来验证车门能否自关，如果车门能够关闭，则证明无需额外外力作用车门也能关闭，此时采集的车门自动关闭速度为车门最小关闭速度。)的力矩迫使车门向车身一侧运动，若车门锁止信号传感器检测到车门能够关闭，则直接输出0.001N.m的力矩为最小关门力矩，输出对应该力矩的关门速度为最小关门速度，此时的关门速度为机器臂对车门施加0.001N.m的力矩时，车门向车身运动时经过速度传感器，速度传感器采集到车门的运动速度。
若0.001N.m的力矩不能使车门关闭，使用机器臂将车门推至关闭位置附近，缓慢增加力矩使车门关闭，当车门锁止信号传感器收到锁止信号时，将此信号输出给中央控制模块，中央控制模块会记录布置在机器臂上的力值传感器上的力值F1并计算出静态关闭力矩T1＝F1*s(s为机器臂作用点与车门铰链轴线距离，试验开始阶段输入到中央控制模块)，机器臂会使用力矩T1关闭车门，然后中央控制模块会根据车门是否锁止的信号和速度传感器信号来确认是增大还是减小机器臂力矩再次关门。
改变的力矩大小由中央控制模块来调控，具体表现为：中央控制模块根据上一次车门锁止情况来判断本次实验对车门关闭力矩的调整，当车门锁止信号传感器反馈为车门锁止时，中央控制模块控制机器臂减小力矩△T1＝k1*Q再次关门。当车门锁止信号反馈车门未锁止时，机器臂会增大力矩△T2＝k2*Q再次关门(k1、k2为常数，可以自行设置，根据实验进展可以进行调节，比如在开始力矩比较大或是比较小，力矩距离最小关门力矩较远时，可以将k1或k2设置的大一些，当随着实验进展力矩越来越接近最小关门力矩，则可以减小k1或k2的值，使每次变化的值越来越小，这样能够保证变化后的力矩越来越接近最小关门力矩)。
以具体数值为例，假设关门的最小力矩为50，即机器臂施加50的力矩即可将车门关闭，车门锁止信号传感器发送车门锁止信号，当机器臂施加的力矩大于50时，车门能够关闭，但是机器臂施加的力矩小于50时，车门就不能关闭。开始实验时，选择一个起始力矩来进行实验，这个起始力矩可以大于50，也可以小于50。当选择的起始力矩大于最小关门力矩，即开始的起始力矩大于50，假设起始力矩为100，设置的k1为10％，则第一次实验的力矩为100，车门能够关闭；中央控制模块减小力矩，即第二次实验的力矩为100-100*10％＝90，车门能够关闭；中央控制模块继续减小力矩，即第三次实验的力矩为90-90*10％＝81，车门能够关闭；中央控制模块继续减小力矩，即第四次实验的力矩为81-81*10％＝72.9，车门能够关闭…车门关闭力矩逐渐降低，依次为65.61、59.05、53.14、47.83。这样当车门的关闭力矩小于到50时，即力矩削减到47.83时，车门不能关闭，这个时候需要反向增加车门的关闭力矩，假设k2取值为10％，则每次力矩为上一次力矩的1.1倍，车门不能关闭后，反向增加力矩实验的第一次实验力矩为52.61，此时车门又能够关闭了，再次削减车门的关闭力矩，假设k1仍然为10％(实际应用过程中可以减小k1)，削减后的车门关闭力矩为47.35，车门又不能关闭了；然后按照上述流程反复进行，直至关闭力矩的变化越来越小，速度传感器采集到两次相同的信号，出现重复信号，这个重复信号对应的关闭力矩即为最小关闭力矩，对应这个最小关闭力矩的车门关闭速度即为本实验需要获得最小关闭速度。同理，当选择的起始力矩小于最小力矩50时，由于起始力矩不能进行车门关闭，就按照上述流程中的，逐步增加车门的关门力矩，直至车门能够关闭，车门能够关闭后，基于车门能够关闭的力矩进行反向减小，再次进行反复试验，直至关闭力矩的变化越来越小，速度传感器采集到两次相同的信号，出现重复信号，这个重复信号对应的关闭力矩即为最小关闭力矩，对应这个最小关闭力矩的车门关闭速度即为本实验需要获得最小关闭速度。
实际应用时，还存在一种情况，即开始选择起始力矩为0.001N.m时，如果对车门施加0.001N.m的力矩迫使车门向车身一侧运动，若车门能够自动关闭，则采集车门自动关闭的速度为车门最小关闭速度。这个力度足够小，无需进行反复试验，即将该力矩设置为最小关闭力矩。
获得了最小关闭速度用于评价关门舒适性，过大的关门速度易引起客户抱怨，也易损害车门内零部件，检测最小关门速度可以提前做验证改善。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.一种车门最小关闭速度试验装置，其特征在于：包括，
速度采集模块，用于获取车门关闭时的速度；
力矩施加模块，用于对车门施加力矩推动车门关闭；
车门锁止感应模块，用于感应车门是否锁止；
中央控制模块，通过获取速度采集模块和车门锁止感应模块信号对力矩施加模块进行控制；
所述中央控制模块与速度采集模块、力矩施加模块和车门锁止感应模块信号连接；
所述速度采集模块包括位于车门边缘关闭位置处的速度传感器；
中央控制模块根据上一次车门锁止情况来判断本次实验对车门关闭力矩的调整，当车门锁止信号传感器反馈为车门锁止时，中央控制模块控制机器臂减小力矩△T1＝k1*Q再次关门；当车门锁止信号反馈车门未锁止时，机器臂会增大力矩△T2＝k2*Q再次关门；速度传感器采集到两次相同的信号，出现重复信号，这个重复信号对应的关闭力矩即为最小关闭力矩，对应这个最小关闭力矩的车门关闭速度即为本实验需要获得最小关闭速度。
2.如权利要求1所述的一种车门最小关闭速度试验装置，其特征在于：所述力矩施加模块包括用于对车门施加关门力矩、并可调节和记录力矩大小的机器臂。
3.如权利要求1所述的一种车门最小关闭速度试验装置，其特征在于：所述车门锁止感应模块包括安装于车门上的用于感应车门是否锁止的车门锁止信号传感器。
4.一种如权利要求1所述的一种车门最小关闭速度试验装置的车门最小关闭速度试验方法，其特征在于：对车门施加一个力矩迫使车门向车身一侧运动，记录车门的锁止情况，通过逐渐改变关门力矩的大小确定关闭车门需要的最小力矩，记录对应最小力矩的车门关闭速度，即获得车门最小关闭速度；
通过逐渐改变关门力矩的大小确定关闭车门需要的最小力矩的方法为：对车门施加一个力矩迫使车门向车身一侧运动，若记录到的车门关闭，则逐步减小力矩直至车门不能关闭；然后在车门不能关闭时的力矩基础上逐步增大力矩直至出现车门再次关闭；再按照上述流程反复进行，记录每次车门能够关闭时的车门关闭速度，直至采集到两次完全相同的车门关闭速度，将这一车门关闭速度作为车门最小关闭速度。
5.如权利要求4所述的一种车门最小关闭速度试验装置的一种车门最小关闭速度试验方法，其特征在于：通过逐渐改变关门力矩的大小确定关闭车门需要的最小力矩的方法为：对车门施加一个力矩迫使车门向车身一侧运动，若记录到车门没有关闭，则逐步增加力矩直至车门能够关闭；然后在车门能够关闭时的力矩基础上逐步减小力矩直至出现车门不能关闭；再按照上述流程反复进行，记录每次车门能够关闭时的车门关闭速度，直至采集到两次完全相同的车门关闭速度，将这一车门关闭速度作为车门最小关闭速度。
6.如权利要求4或5所述的一种车门最小关闭速度试验装置的一种车门最小关闭速度试验方法，其特征在于：所述的逐步减小或是逐步增加是在上一次实验的力矩基础上按照设定百分比进行减小或是增加。
7.如权利要求6所述的一种车门最小关闭速度试验装置的一种车门最小关闭速度试验方法，其特征在于：所述设定百分比为力矩越接近最小关门力矩时越小的可调百分比限值。
8.如权利要求4所述的一种车门最小关闭速度试验装置的一种车门最小关闭速度试验方法，其特征在于：对车门施加0.001N.m的力矩迫使车门向车身一侧运动，若车门能够自动关闭，则采集车门自动关闭的速度为车门最小关闭速度。
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| GR01 | Patent grant | ||
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