[发明专利]一种汽车电动尾门的仿真方法及系统

说明书

本发明公开了一种汽车电动尾门的仿真方法及系统，通过运动学和动力学的联合仿真设计，以尾门的机械属性参数和外部负载参数为输入参数；以尾门在任意角度悬停为目标函数，以当弹簧的松弛率最小时，使得手动操作力最小为约束条件进行模型计算；得到满足模型约束条件的机械属性输出参数。其中，输入的机械属性参数包括：尾门参数、电机参数、螺杆参数、和/或减速机参数；外部负载参数包括：手动操作力和防夹力。输出机械属性参数包括：电杆的参数、弹簧的参数、和电杆上下球铰链的安装位置。

技术领域

本发明属于汽车技术领域，更具体地，涉及一种汽车电动尾门的仿真方法及系统。

背景技术

汽车电动尾门是汽车的重要组成部分，主要由尾门、电动撑杆、撑杆安装支架、电动自吸锁、ECU等部件构成，其主要功能是通过车身上的尾门开关按钮或者遥控钥匙上的尾门开关按钮，实现汽车尾门的自动打开和自动关闭。

而对于SUV型汽车，由于其尾门体积大，质量重，电动尾门在满足正常的开关门时，还需要实现尾门在任意角度的悬停，同时增加了对手动操作力和防夹力的要求。因此，在实际生产中，需要对汽车电动尾门进行测试，使其即满足运动学要求，又满足动力学要求。

目前对汽车电动尾门的常见测试，为样车操作测试。由于样车操作测试周期长，资金投入大，并且要求试验人员具备丰富的经验，而且结果不准确。简单来说，即采用样车进行试验，成本高，效率低，结果一致性差。

因此在汽车电动尾门的设计阶段，期望能够对汽车电动尾门特性进行计算机模拟仿真试验，快速的获得每一次汽车电动尾门的性能参数，发现结构设计的不合理处，从而提出改进方案并指导实际试验，最终缩短汽车电动尾门研发周期，节约开发成本。

目前，市场上对汽车电动尾门的设计并未开发出准确有效的运动学、动力学联合仿真系统与相应的设计方法。实际上，目前主要采用运动学或者动力学的单独仿真方法。单独采用运动学仿真，则无法满足汽车电动尾门对手动操作力和防夹力的要求；单独采用动力学仿真，则不能实现尾门在任意角度的悬停。因此，目前的仿真方法，均不能有效模拟实际使用中电动尾门的真实情况。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种汽车电动尾门的仿真方法及系统，其目的在于对汽车电动尾门进行动力学和运动学联合仿真模拟，由此解决尾门在任意角度的悬停时，手动操作力和防夹力满足实际操作要求的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种汽车电动尾门的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

参数输入：输入机械属性参数和外部负载参数；

模型计算：

所述模型计算部分包括运动学模拟和动力学模拟；其中，所述运动学模拟为计算尾门以给定开度悬停时弹簧的松弛率；所述动力学模拟为计算以给定开度悬停时手动操作力；模型约束条件为在当弹簧的松弛率最小时，使得手动操作力最小；

参数输出：输出满足模型约束条件的机械属性参数。

优选地，所述汽车电动尾门的仿真方法，其机械属性参数为尾门参数、电机参数、螺杆参数、和/或减速机参数。

优选地，所述汽车电动尾门的仿真方法，其外部负载参数为手动操作力和防夹力。

优选地，所述汽车电动尾门的仿真方法，其弹簧的松弛率的计算表达式为：

其中F₀为试验前测得的弹簧载荷；F_i为试验后测得的弹簧载荷。

优选地，所述汽车电动尾门的仿真方法，其手动操作力的计算表达式为：