专利名称：内腔体积分析的制作方法
技术领域：
本披露内容涉及部件的内腔的体积分析。
背景技术：
载客和商用车辆可具有各种部件，其在制造该部件前可利用软件建模。特别地，工程师可使用软件来设 计一个或多个车辆部件的物理特性的虚拟表示。而且，软件可允许工程师观察部件在虚拟环境中彼此之间的相互作用的方式。
发明内容
一种示例性计算设备包括主应用和分析工具。该主应用被配置为呈现接口给用户且允许用户修改部件模型。部件模型包括车辆部件的至少一部分的三维表示，且具有至少部分地限定了内腔的虚拟壳体。分析工具被配置为产生表示内腔的实心体，和计算实心体的体积。分析工具还被配置为确定该内腔是否由部件模型的虚拟壳体划界。确定车辆部件的体积的一种示例性方法包括加载部件模型至主应用中，确定内腔是否由虚拟壳体划界，和如果该内腔由循壳体划界则产生表示该内腔的实心体。而且，该方法包括确定实心体的体积。
图I是配置为确定车辆部件内使用的流体的体积的示例性系统的示意图；图2示出了示例性部件模型的横截面视图，其可被用于图I的系统中；图3示出了示例性方法的流程图，该方法可被系统用于基于部件模型确定车辆部件中使用的流体的体积；图4示出了示例性方法的流程图，其方法可被计算设备设施以确定内腔是否由部件模型所代表的车辆部件的壳体划界；图5示出了示例性方法的流程图，该方法可被计算设备实施以连接部件模型的子部件。
具体实施例方式图I示出了系统100，其能基于部件模型确定被各种车辆部件使用的流体(例如，油、冷却剂、空气等)的量。系统100可采取许多不同形式且包括多个和/或替换的部件和设备。虽然示例系统100被示出于附图中，但是这些附图中示出的部件不是限制性的。实际上，附加的或替换的部件和/或装置可被使用。系统100可包括计算设备105，其被配置为访问部件库110和执行主应用115和分析工具120。系统100可被用于对部件设计和建模，该部件可被用于任意乘客或商用汽车，例如混合动力车辆，其包括插电式混合电动车辆(PHEV)或增程式电动车辆(EREV)，燃气动力车辆、电池电动车辆(BEV)等。
计算设备105可包括输入设备125和输出设备130以与用户交互,例如软件工程师或开发人员，从而用户可设计和生成各种车辆部件的计算机模型。输入设备125可包括任意设备，其允许用户提供信息或命令给计算设备105。输入设备125可包括例如计算机鼠标和/或键盘。输出设备130可包括任意设备，其被配置为呈现信息给用户。由此，输出设备130可包括显示屏或计算机监视器，例 如液晶显示(LCD)屏。计算设备105可被配置为使用任意数量的计算机操作系统且通常包括计算机可执行指令，其中该指令可由一个或多个计算机执行。计算机可执行指令可由利用各个熟知的编程语言和/或技术(包括但不限于Java , C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl等中的一个或其组合)建立的计算机程序编译或解释。通常，处理器(例如微处理器)接收指令，例如从储存器、计算机可读介质等，且执行这些指令，由此执行一个或多个方法，包括这里所述的一个或多个方法。这些指令和其他数据可被利用大量已知的计算机可读介质储存和传输。计算机可读介质(也称为处理器可读介质)包括任意非暂时(例如有形的)介质，其参与提供数据(例如指令)，该数据可被计算机(例如通过计算机的处理器)读取。这种介质可采取许多形式，包括但不限于非挥发性介质和挥发性介质。非挥发性介质可包括，例如光学或磁性盘和其他持久储存器。挥发性介质可包括，例如动态随机访问储存器(DRAM)，其通常构成主储存器。这种指令可被一个或多个传输介质传输，包括同轴电缆、铜线和光纤，包括电线(其包括连接到计算机的处理器的系统总线)。计算机可读介质的通常形式包括，例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任意其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任意其他光学介质、穿孔卡、纸带、任意其他具有孔图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPR0M、任意其他储存芯片或盒、或计算机可读取的任意其他介质。部件库110可包括部件模型200的数据库，下面结合图2更详细地描述。部件库110可包括各种类型的机制，用于储存、访问和获取各种类型的数据，包括分级数据库，文件系统中的一组文件，专用格式的应用数据库，相关数据库管理系(RDBMS)，等等。每个这种数据储存库可被包括在计算设备中(例如，与图I中示出的计算设备105相同或不同)，该计算设备使用计算机操作系统，例如上述中的一个，且经由网络以一种或多种不同方式而被访问。文件系统可被从计算机操作系统访问，且可包括以各种格式储存的文件。除了用于建立、储存、编辑和执行储存的程序的语言外，RDBMS可使用已知的结构查询语言(SQL)，例如上述PL/SQL语言。在一个可能方案中，部件库110可被储存在计算设备105的内存中。替换地，部件库110可被远离计算设备105储存且可经由网络与计算设备105通讯。现在参考图2，一个或多个部件模型200可包括车辆部件的至少一部分的三维表示，该部件具有至少部分地限定了内腔的壳体。这样，部件模型200包括内腔210和壳体(例如虚拟壳体205)的虚拟表示，以及车辆部件(例如第一和第二子部件215，220，其可经由连接器235连接)的任意其它物理特征，如下面更详细所述。虚拟壳体205可具有表示车辆部件的外表面的一个或多个外部面225。内腔210可被用于表示虚拟壳体205内的空间，其可被用于保持或便于流体通过车辆部件的流动。内腔210可由一个活或多个内部面230限定，其每个都表示内腔210的表面。部件模型200可包括布置在虚拟壳体205内的任意数量的子部件，该虚拟壳体限定或至少部分地限定了内腔210。返回参考图1，主应用115可包括由计算设备105执行的计算机辅助设计(CAD)软件应用，其可被用于产生和修改储存在部件库110中的部件模型200。在一个可能方案中，主应用115可经由输出设备130呈现接口给用户，从而用户可观察一个或多个部件模型200。接口可进一步呈现用户一个或多个工具，其可被用于修改部件模型200。用户可使用输入设备125选择一个或多个工具。主应用115可被配置为执行基于用户的输入的命令。附加地，主应用115可被配置为经由输出设备130提示用户关于部件模型200的信息。用户可经由输入设备125响应该提示。在一个可能方案中，主应用115可被配置为使用部件模型200模拟车辆部件的运行，包括流体通过车辆部件的流动。例如，如果部件模型200表示用于车辆变速器的阀体，主应用115可被配置为模拟流体通过部件模型200的各个部分的流动，其基本上类似于流体通过部件模型200表示的实际阀体的流动方式。这样，用户可使用由部件模型200限定的车辆部件的虚拟表示来测试车辆部件的特征。分析工具120可经由硬件、软件或这二者的组合而被实施。在一个可能的方案中， 分析工具120可为主应用115中执行的软件模块。替换地，分析工具120可以是由独立于主应用115的计算设备105执行的软件模块。用户能经由输入设备125与分析工具120交互，且分析工具120可被配置为经由输出设备130呈现信息或提示给用户。分析工具120可被配置为产生表示部件模型200的内腔210的实心体，和计算该实心体的体积。对于用户，实心体可类似于内腔210的“负像”。换句话说,实心体可看起来像被放置在内腔210中且填充该内腔210的子部件。使用分析工具210，用户能确定在由部件模型200模拟的车辆部件的运行过程中可以有多少流体在车辆部件内。在产生表示内腔210的实心体之前，分析工具120可被配置为确定是否部件模型200精确地表示可便于流体流动的车辆部件(例如，部件模型200在必要处被密封以防止流体泄漏)。而且，分析工具120可被配置为确定是否部件模型200的各种子部件(例如第一子部件和第二子部件220)可影响实心体的构造和体积计算。 在一个可能的应用中，分析工具120可被配置为确定是否内腔210由部件模型200的虚拟壳体205划界(例如密封)。即，分析工具120可被配置为确定是否内腔210内的流体可从虚拟壳体205泄漏。为此，分析工具120，或替换地主应用，可提示用户选择虚拟壳体205的一个外部面225和一个内部面230，其中内部面230限定了内腔210。分析工具120可被配置为模拟或命令主应用来模拟流体在选择的外部面225和内部面230之间的流动。分析工具120可被配置为在模拟流体流动过程中对于被流体横贯的内部和/或外部面225、230的数量进行计数，和识别流体可在被选择的外部面225和内部面230之间行进的最短路径。如果这种路径存在(例如被横贯的面的数量大于零)，流体可从内腔210逸出和泄漏至虚拟壳体205之外。由此，分析工具120可被配置为断定内腔210没有由虚拟壳体205划界。但是，如果没有这种路径存在(例如，被横贯的面的数量为零)，分析工具120可被配置为确定内腔210由虚拟壳体205划界。分析工具120可进一步被配置为确定是否部件模型200的子部件(例如第一子部件215和第二子部件220)被布置在彼此上。参考图I和2，在实际车辆部件的运行过程中，一些子部件可相对于其它子部件漂浮在流体中，且分析工具120可被配置为当产生实心体时识别和考虑没有连接至任一其它子部件或虚拟壳体205的那些子部件。在图2中示出的实例中，分析工具120可被配置为确定是否第一子部件215被布置在第二子部件220上(例如接触)。如果 否，分析工具120可确定第一子部件215相对于第二子部件220浮动。为了在实心体的产生过程中且由此在实心体的体积的计算过程中考虑第一子部件215，分析工具120可被配置为产生连接器235以连接第一和第二子部件215、220。在一个可能的方案中，分析工具120可被配置为产生连接器235以具有尽可能小的尺寸和形状以连接第一和第二子部件215、220。例如，分析工具120可被配置为识别第一和第二子部件215、220之间的最近点和产生连接器235以连接该最近点。分析工具120可被配置为产生具有任何形状的连接器235，例如球形形状。替换地，各种形状和尺寸的多个连接器235可被储存在部件库110中，且分析工具120可被配置为在部件库110中查找适当的连接器235和从部件库110中将连接器235放置至第一子部件215上，其方式是连接第一子部件215至第二子部件220。分析工具120可以被配置为重新设置来自部件库110的连接器235的尺寸，使其尽可能小但是仍能连接第一和第二子部件215、220。在其它可能的方案中，分析工具120可被配置为选择适当的连接器235和允许用户使用选择的连接器235手动地连接第一和第二子部件215、220，或允许用户手动地产生和放置连接器235至部件模型200中。图3示出了示例性方法300的流程图，该方法可被系统100用于基于分析工具120产生的实心体确定车辆部件中使用的流体的体积。在块305处，计算设备105可加载一个或多个部件模型200至主应用115中。例如，使用输入设备125，用户可选择储存在部件库110中的一个或多个部件模型200。计算设备105可访问部件库110和基于用户的选择加载一个或多个部件模型200。在判定块310处，计算设备105可确定是否在块305处选择的部件模型200的内腔210由虚拟壳体205划界。例如，分析工具120可分析部件模型200中呈现的虚拟壳体205和识别虚拟壳体205中的可允许流体泄漏的位置(例如，孔或开口)。计算设备105确定是否内腔210由虚拟壳体205划界的一种方式在下面参考图4更详细地进行描述。然而，如果分析工具120识别虚拟壳体205中的一个或多个泄漏，方法300可在块315处继续。如果否，方法300可在块330处继续。在块315处，计算设备105可密封在块310处识别的虚拟壳体205中的泄漏。在一个可能的方案中，计算设备105可提示和/或允许用户手动地编辑虚拟壳体205的构造以消除任意泄漏。替换地，分析工具120可被配置为确定被识别为导致泄漏的孔或开口的尺寸，产生具有被配置为塞住泄漏的形状和尺寸的填充物，和将该填充物放置在虚拟壳体205上，其方式是防止流体泄漏。在一个可能的应用中，分析工具120可与主应用115交互以产生和放置填充物至虚拟壳体205上。在判定块320处，分析工具120可确定是否每一个子部件(例如第一和第二子部件215、220)彼此接触或接触虚拟壳体205。这样，分析工具120可确定是否任一子部件相对于彼此或虚拟壳体205是浮动的。如果分析工具120确定至少一个子部件相对于另一子部件或虚拟壳体205是浮动的，方法300可在块325处继续。但是，如果每个子部件被布置在另一子部件上或虚拟壳体205上，方法300可在块330继续。分析工具120进行这种确定的一个方式在下面参考图5进行描述。在块325处，分析工具120可将每个浮动子部件与虚拟壳体205或布置在虚拟壳体205上的子部件联合。例如，分析工具120可产生连接器235，如下面关于图5中所示的方法500的详细描述。在块330处，分析工具120可产生表示内腔210的实心体。例如，分析工具120可与主应用115交互，以产生完全填充内腔210的虚拟代表件。由于内腔210在块310处被确定为由虚拟壳体205划界，实心体可为可包含在车辆部件的内腔210内的所有流体的虚拟表示。在块335处，分析工具120可确定实心体的体积。如上所述，实心体可为可包含在车辆部件的内腔210中的所有流体的虚拟表示。因此，实心体的体积可基本上等于可包含在车辆部件的内腔210中的流体的体积。图4示出了示例性方法400的流程图，其可由计算设备105实施以确定是否部件模型200的内腔210由虚拟壳体205划界。在块405处，分析工具120可提示用户选择虚拟壳体205的至少一个外部面225。例如，分析工具120，直接地或通过主应用115，可产生消息，该消息要求用户选择虚拟壳体205的至少一个外部面225。该消息可经由输出设备130被呈现给用户，且用户可使用输入设备125进行该选择。在块410处，分析工具120可提示用户选择部件模型200的至少一个内部面230，其至少部分地限定内腔210。例如，分析工具120，直接地或通过主应用115，可产生消息，该消息要求用户选择至少一个内部面230。该消息可经由输出设备130被呈现给用户，且用户可使用输入设备125进行该选择。在块415处，分析工具120可模拟流体在被选择的外部和内部面225、230之间的流动。在该模拟过程中，分析工具120可允许流体通过任意孔或开口流动，该孔或开口使得内腔210中的流体行进至虚拟壳体205的外表面。如果这种孔或开口存在，流体将在模拟过程中泄漏出内腔210且在被选择的内部面230和外部面225之间限定一路径。在块420处，分析工具120可基于例如模拟流体流动过程中流体横贯的外部和内部面225、230的数量，确定流体在被选择的外部和内部面225、230之间采取的最短路径。例如，分析工具120可对模拟过程中被流体横贯的内部面230和外部面225的数量进行计数和将具有最少数目的被横贯面的路径识别为最短路径。在判定块425处，分析工具120可确定是否在块420处识别的在模拟过程中被流体横贯的面的数量指示在虚拟壳体205处存在允许流体泄漏的孔或开口。例如，分析工具120可确定是否被横贯的面的数量等于零，分析工具120可断定内腔210被虚拟壳体205划界，如在块435处所指，且方法400可在图3的块320处继续。但是，如果分析工具120确定被横贯的面的数量大于零，分析工具120可断定存在孔或开口，如在块430处所指，且方法400可以以图3的块315继续。图5示出了示例性方法500的流程图，其可被计算设备105实施以将部件模型200的子模型彼此联合(例如虚拟连接)，以例如用于增加实心体的产生的精确性并由此增加实心体的体积的计算的精确性。方法500可被使用，例如，如果子部件215在部件模型200中相对于第二子部件220和虚拟壳体205浮动。在块505处，分析工具120可被配置为识别第一子部件215和第二子部件220之间的最近点。例如，分析工具120可识别第一子部件215被布置在空间中的位置和第二子部件220被布置在空间中的位置，如部件模型200中所示。分析工具120可确定第一子部件210的哪部分最靠近第二子部件220，和由此选择第一和第二子部件215、220之间的最近点。替换地，例如如果是虚拟壳体205相比第二子部件220更靠近第一子部件215，分析工具120可识别第一子部件215和虚拟壳体205之间的最近点。在块510处，分析工具120可产生或输入连接器235至部件模型200中，以连接第一和第二子部件215、220或第一子部件215和虚拟壳体205。例如，分析工具120可使用主应用115来创建连接器235，使其具有能连接在块505处识别的最近点的尺寸和形状。替换地，分析工具120可访问部件库110和选择具有可被用于连接第一和第二子部件215、220或第一子部件215和虚拟壳体205的尺寸和形状的连接器235。当布置在部件模型200中以连接第一和第二子部件215、220或第一子部件215和虚拟壳体205时，连接器235可具有减小内腔210的体积的体积。因此，在一个可能的方案中，分析工具120可产生或选择具有尽可能小的体积的连接器235。在块515处，分析工具120可在块505处识别的最近点处虚拟地附连连接器235 至第一和第二子部件215、220或第一子部件215和虚拟壳体205。替换地，分析工具120可以产生连接器235，如块510处所述，和允许用户手动地输入连接器235至部件模型200中以连接第一和第二子部件215、220或第一子部件215和虚拟壳体205。一旦被连接，分析工具120可在产生实心体和计算流体流的体积时能考虑第一子部件215 (例如在虚拟壳体205中浮动的子部件)的体积。虽然用于执行本发明的最佳方式已经被详细描述，与本发明相关的本领域技术人员应认识到在所附的权利要求的范围内的执行本发明的各种替换设计和实施例。
权利要求
1.一种计算设备，包括 主应用，其被配置为呈现接口给用户和允许用户修改部件模型，其中部件模型包括车辆部件的至少一部分的三维表示且具有至少部分地限定了内腔的虚拟壳体；和 分析工具，其被配置为产生表示内腔的实心体和计算实心体的体积，其中分析工具被配置为确定内腔是否由部件模型的虚拟壳体划界。
2.如权利要求I所述的计算设备，其中虚拟壳体呈现至少一个外部面，且其中部件模型包括至少部分地限定了内腔的至少一个内部面。
3.如权利要求2所述的计算设备，其中分析工具被配置为提示用户选择一个外部面和一个内部面。
4.如权利要求3所述的计算设备，其中分析工具被配置为通过模拟流体在被选择的外部面和被选择的内部面之间流动来确定内腔是否由虚拟壳体划界。
5.如权利要求4所述的计算设备，其中分析工具被配置为对模拟流体流动过程中被流体横贯的外部和内部面的数量进行计数，和至少部分地基于被横贯的外部面和内部面的数量来确定被选择的外部面和被选择的内部面之间的最短路径。
6.如权利要求5所述的计算设备，其中分析工具被配置为如果被横贯的外部面和内部面的数量为零则确定内腔是由虚拟壳体划界。
7.如权利要求I所述的计算设备，其中部件模型包括布置在虚拟壳体内的第一子部件和第二子部件，且其中分析工具被配置为确定第一子部件是否被布置在第二子部件上。
8.一种用于确定车辆部件的体积的方法，该方法包括 加载部件模型至主应用中，其中部件模型包括车辆部件的至少一部分的三维表示，且具有限定了内腔的虚拟壳体； 经由分析工具确定内腔是否由虚拟壳体划界； 如果内腔是由虚拟壳体划界，经由分析工具产生表示内腔的实心体；和 经由分析工具确定实心体的体积。
9.如权利要求8所述的方法，还包括 提示用户选择虚拟壳体的至少一个外部面；和 提示用户选择部件模型的至少一个内部面，其至少部分地限定了内腔。
10.一种系统,包括 部件库，其被配置为存储部件模型，该部件模型具有虚拟壳体，该虚拟壳体至少部分地限定了内腔且具有布置在该虚拟壳体内的第一子部件和第二子部件，其中部件模型包括车辆部件的至少一部分的三维表示。
其中虚拟壳体呈现至少一个外部面，且其中部件模型包括至少部分地限定了内腔的至少一个内部面； 主应用，其与部件库通讯且被配置为从部件库接收部件模型，呈现接口给用户，且允许用户修改部件模型； 其中主应用被配置为经由输入设备从用户接收指令和经由输出设备呈现部件模型给用户； 分析工具，其被配置为产生表示内腔的实心体和计算实心体的体积，其中分析工具被配置为提示用户选择一个外部面和一个内部面，和通过模拟流体在被选择的内部面和被选择的外部面之间的流动来确定内腔是否由虚拟壳体划界，对模拟流体流动过程中被流体横贯的外部和内部面的数量进行计数，和至少部分基于被横贯的外部和内部面确定被选择的外部面和被选择的内表面之间的最短路径；和 其中分析工具被配置为确定第一子部件是否被布置在第二子部件上，且其中分析工具被配置为如果分析工具确定第一子部件不被布置在第二子部件上则产生连接器以连接第一和第二子部件。
全文摘要
一种计算设备，包括主应用和分析工具。该主应用被配置为呈现接口给用户且允许用户修改部件模型。部件模型包括车辆部件的至少一部分的三维表示，且具有至少部分地限定了内腔的虚拟壳体。分析工具被配置为产生表示内腔的实心体，和计算实心体的体积。分析工具还被配置为确定该内腔是否由部件模型的虚拟壳体划界。
文档编号G06F17/50GK102622464SQ201210005578
公开日2012年8月1日 申请日期2012年1月10日 优先权日2011年1月10日
发明者D.威尔金森, G.彻斯基, R.A.帕施尼克 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司