P档机构解锁初始角度的优化方法、装置及存储介质与流程

p档机构解锁初始角度的优化方法、装置及存储介质
技术领域
1.本发明涉及计算机辅助设计领域，特别是涉及一种p档机构解锁初始角度的优化方法、装置及计算机存储介质。


背景技术：

2.驻车系统通常由p档电机、p档机构及p档控制器三大部分组成，其中，参见图1、图2和图3，p档机构由锥齿轮、齿条锁销总成、直齿轮、驻车支架、转轴、棘轮、棘爪等组成。p档机构驻车原理如下：电机输入扭矩，经过一对锥齿轮传递，直齿轮传递，齿条锁销总成移动，推动棘爪绕转轴转动，实现驻车及回位。其中，电机采用直流电机，ecu直接驱动电机，角度传感器反馈电机行程。控制系统通过角度传感器安装轴的角度位置判定机构是否锁止/解锁，p档控制器通过切断p档电机电流，实现锁止/解锁功能。p档系统控制策略规定，当驾驶员挂入d档而p档未完全解锁时即使踩下油门踏板，车辆也将无动力输出，车辆无法行驶。因此，解锁初始角度设计不合理，导致p档解锁时，解锁未到位，但误报到位，导致p档解锁打齿(棘轮、棘爪发生撞击)，严重的可导致p档机构安装支架断裂，p档机构失效，车辆无法行驶。
3.目前在进行p档机构开发设计时，仅能分析理论状态下p档机构的解锁初始角度，而要得到实车上p档机构解锁可靠性表现，需要对p档机构的解锁初始角度进行标定并进行大批量实车路试，不仅费时费力，可操作性较低，而且也难以将p档机构的解锁初始角度公差与零部件制造及装配公差相互关联起来，对p档机构的解锁初始角度公差进行评估和优化。此外，到实车验证阶段才能进行p档机构的解锁初始角度公差的评估和优化，对时间、成本也是极大的挑战和浪费。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种p档机构解锁初始角度的优化方法、装置及计算机存储介质，能够缩短研发时间，提升p档机构设计的稳健性，节约成本。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.第一方面，本发明实施例提供了一种p档机构解锁初始角度的优化方法，所述方法包括：
7.基于p档机构各组成零部件的特征约束及公差要求，搭建零部件模型；
8.基于所述零部件模型的运动学装配约束关系，建立p档机构的装配模型；
9.根据所述p档机构的装配模型，运行尺寸链及公差灵敏度分析，获取用于表征各零部件公差对p档机构解锁初始角度累积公差影响大小的影响量；
10.确定p档机构解锁初始角度累积公差不在预设公差阈值范围内时，对影响量较大的前n个零部件的结构或者公差进行修改，以使最终p档机构解锁初始角度累积公差处于预设公差阈值范围内。
11.作为其中一种实施方式，所述基于p档机构各组成零部件的特征约束及公差要求，搭建零件模型，包括：
12.根据组成p档机构的各零部件的尺寸要求，约束组成p档机构的各零部件的特征，并添加特征公差，建立组成p档机构的各零部件对应的零件模型。
13.作为其中一种实施方式，所述基于所述零件模型的运动学装配约束关系，建立p档机构的装配模型，包括：
14.模拟生产线上的装配流程，采用三维尺寸链分析软件，为组成p档机构的各零部件对应的零件模型添加运动学装配约束关系，构成完整的尺寸链环，建立p档机构的装配模型。
15.作为其中一种实施方式，所述根据所述p档机构的装配模型，运行尺寸链及公差灵敏度分析，获取用于表征各零部件公差对p档机构解锁初始角度累积公差影响大小的影响量，包括：
16.根据分析要求确定测量目标；
17.根据所述p档机构的装配模型对所述测量目标进行尺寸链分析及公差灵敏度分析，获得分析结果；
18.根据所述分析结果获取p档机构解锁初始角度累积公差与零部件公差之间的关联关系；
19.基于所述p档机构解锁初始角度累积公差与零部件公差之间的关联关系，确定用于表征各零部件公差对p档机构解锁初始角度累积公差影响大小的影响量。
20.作为其中一种实施方式，所述测量目标包括角度传感器感应轴角度。
21.第二方面，本发明实施例提供了一种p档机构解锁初始角度的优化装置，所述装置包括：
22.模型建立模块，用于基于p档机构各组成零部件的特征约束及公差要求，搭建零件模型；以及，基于所述零件模型的运动学装配约束关系，建立p档机构的装配模型；
23.分析模块，用于根据所述p档机构的装配模型，运行尺寸链及公差灵敏度分析，获取用于表征各零部件公差对p档机构解锁初始角度累积公差影响大小的影响量；
24.处理模块，用于确定p档机构解锁初始角度累积公差不在预设公差阈值范围内时，对影响量较大的前n个零部件的结构或者公差进行修改，以使最终p档机构解锁初始角度累积公差处于预设公差阈值范围内。
25.作为其中一种实施方式，所述模型建立模块，具体用于：
26.根据组成p档机构的各零部件的尺寸要求，约束组成p档机构的各零部件的特征，并添加特征公差，建立组成p档机构的各零部件对应的零件模型。
27.作为其中一种实施方式，所述分析模块，具体用于：
28.根据分析要求确定测量目标；
29.根据所述p档机构的装配模型对所述测量目标进行尺寸链分析及公差灵敏度分析，获得分析结果；
30.根据所述分析结果获取p档机构解锁初始角度累积公差与零部件公差之间的关联关系；
31.基于所述p档机构解锁初始角度累积公差与零部件公差之间的关联关系，确定用于表征各零部件公差对p档机构解锁初始角度累积公差影响大小的影响量。
32.第三方面，本发明实施例提供了一种p档机构解锁初始角度的优化装置，所述装置
包括处理器以及用于存储程序的存储器；当所述程序被所述处理器执行，使得所述处理器实现第一方面所述的p档机构解锁初始角度的优化方法的步骤。
33.第四方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现第一方面所述的p档机构解锁初始角度的优化方法的步骤。
34.本发明实施例提供的p档机构解锁初始角度的优化方法、装置及计算机存储介质，所述方法包括：基于p档机构各组成零部件的特征约束及公差要求，搭建零件模型；基于所述零件模型的运动学装配约束关系，建立p档机构的装配模型；根据所述p档机构的装配模型，运行尺寸链及公差灵敏度分析，获取用于表征各零部件公差对p档机构解锁初始角度累积公差影响大小的影响量；确定p档机构解锁初始角度累积公差不在预设公差阈值范围内时，对影响量较大的前n个零部件的结构或者公差进行修改，以使最终p档机构解锁初始角度累积公差处于预设公差阈值范围内。如此，为p档机构解锁初始角度的设计及优化提供了全新的快速解决方案，且显著缩短了研发时间，提升了p档机构设计的稳健性，有效避免了因p档机构解锁初始角度设计不合理导致出现的p档机构解锁失效等质量问题，节约了成本。
附图说明
35.图1为p档机构的示意图一；
36.图2为p档机构的示意图二；
37.图3为p档机构的示意图三；
38.图4为本发明实施例提供的p档机构解锁初始角度的优化方法的流程示意图；
39.图5为本发明实施例提供的p档机构解锁初始角度的优化方法的具体流程示意图；
40.图6为本发明实施例中p档机构装配顺序示意图；
41.图7为本发明实施例提供的p档机构解锁初始角度的优化装置的结构示意图一；
42.图8为本发明实施例提供的p档机构解锁初始角度的优化装置的结构示意图二。
具体实施方式
43.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本发明不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。
44.应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述
的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
45.应该理解的是，虽然本发明实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
46.需要说明的是，在本文中，采用了诸如s101、s102等步骤代号，其目的是为了更清楚简要地表述相应内容，不构成顺序上的实质性限制，本领域技术人员在具体实施时，可能会先执行s102后执行s101等，但这些均应在本发明的保护范围之内。
47.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明以下结合说明书附图及具体实施例对本发明技术方案做进一步的详细阐述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
48.参阅图4，为本发明实施例提供的一种p档机构解锁初始角度的优化方法的流程示意图，该方法可以由本发明实施例提供的一种p档机构解锁初始角度的优化装置来执行，该p档机构解锁初始角度的优化装置可以采用软件和/或硬件的方式来实现，该方法包括以下步骤：
49.步骤s101：基于p档机构各组成零部件的特征约束及公差要求，搭建零部件模型；
50.具体地，根据组成p档机构的各零部件的尺寸要求，约束组成p档机构的各零部件的特征，并添加特征公差，建立组成p档机构的各零部件对应的零部件模型。
51.可以理解地，组成p档机构的各零部件因位置以及相互匹配的需要，分别具有不同的尺寸要求，也就是说，针对单个零部件，可按照该零部件的尺寸要求，约束该零部件的特征，并添加特征公差，从而搭建部件对应的零部件模型，以实现准确构建零部件模型。这里，所述约束组成p档机构的各零部件的特征，并添加特征公差可结合实际需求进行设置。
52.步骤s102：基于所述零部件模型的运动学装配约束关系，建立p档机构的装配模型；
53.具体地，模拟生产线上的装配流程，采用三维尺寸链分析软件，为组成p档机构的各零部件对应的零部件模型添加运动学装配约束关系，构成完整的尺寸链环，建立p档机构的装配模型。
54.可以理解地，在确定组成p档机构的各零部件对应的零部件模型后，可组成p档机构的各零部件对应的零部件模型添加运动学装配约束关系，从而建立p档机构的装配模型，以方便后续基于所述p档机构的装配模型对p档机构解锁初始角度进行优化。
55.步骤s103：根据所述p档机构的装配模型，运行尺寸链及公差灵敏度分析，获取用于表征各零部件公差对p档机构解锁初始角度累积公差影响大小的影响量；
56.其中，所述影响量用于表征零部件公差对p档机构解锁初始角度累积公差的影响因子，某一零部件对应的影响量越大，说明该零部件公差对p档机构解锁初始角度累积公差影响相应越大，而某一零部件对应的影响量越小，说明该零部件公差对p档机构解锁初始角度累积公差影响相应越小。在一实施方式中，所述根据所述p档机构的装配模型，运行尺寸链及公差灵敏度分析，获取用于表征各零部件公差对p档机构解锁初始角度累积公差影响大小的影响量，包括：根据分析要求确定测量目标；根据所述p档机构的装配模型对所述测量目标进行尺寸链分析及公差灵敏度分析，获得分析结果；根据所述分析结果获取p档机构解锁初始角度累积公差与零部件公差之间的关联关系；基于所述p档机构解锁初始角度累积公差与零部件公差之间的关联关系，确定用于表征各零部件公差对p档机构解锁初始角度累积公差影响大小的影响量。其中，所述测量目标可以根据实际情况需要进行设置，本实施例中以所述测量目标包括角度传感器感应轴角度为例。这里，由于所述p档机构解锁初始角度累积公差与零部件公差之间的关联关系能够表征各零部件公差对所述p档机构解锁初始角度累积公差的影响，因此，基于所述p档机构解锁初始角度累积公差与零部件公差之间的关联关系，可确定用于表征各零部件公差对p档机构解锁初始角度累积公差影响大小的影响量。
57.步骤s104：确定p档机构解锁初始角度累积公差不在预设公差阈值范围内时，对影响量较大的前n个零部件的结构或者公差进行修改，以使最终p档机构解锁初始角度累积公差处于预设公差阈值范围内。
58.可以理解地，在获得p档机构解锁初始角度累积公差后，可检测p档机构解锁初始角度累积公差是否在预设公差阈值范围内，若确定p档机构解锁初始角度累积公差不在预设公差阈值范围内，说明需要继续对p档机构解锁初始角度进行优化，则对影响量较大的前n个零部件的结构或者公差进行修改，然后返回执行步骤s101至s104，直至检测到p档机构解锁初始角度累积公差处于预设公差阈值范围内。其中，所述公差阈值范围可以根据实际情况需要进行设置，比如可设置为4度～6度等。
59.综上，上述实施例提供的p档机构解锁初始角度的优化方法中，通过将三维尺寸链分析方法应用到p档机构解锁初始角度公差控制技术中，并且开发了齿轮建模及运动建模方法，并为了达到p档机构控制参数的设定要求，可有效控制部分关键零部件公差，降低非敏感零部件公差要求，如此，为p档机构解锁初始角度的设计及优化提供了全新的快速解决方案，且显著缩短了研发时间，提升了p档机构设计的稳健性，有效避免了因p档机构解锁初始角度设计不合理导致出现的p档机构解锁失效等质量问题，节约了成本。
60.基于前述实施例相同的发明构思，本实施例通过具体示例对前述实施例的技术方案进行详细说明。本示例旨在提出一种运用三维尺寸链分析技术，搭建p档机构解锁初始角度与零部件公差的关联关系及敏感系数，可以在数据设计阶段即可快速分析p档机构解锁初始角度的公差范围，并可以分析零部件公差对p档机构解锁初始角度公差影响的敏感性，从而为解锁初始角度的设计及优化提供解决方案。
61.参阅图5，为本发明实施例提供的p档机构解锁初始角度的优化方法的具体流程示意图，包括以下步骤：
62.步骤s201：搭建零部件模型；
63.具体地，针对单个零件/总成，按照零部件及总成图纸尺寸要求，约束零件特征，并添加特征公差。
64.步骤s202：装配建模；
65.具体地，模拟生产线上的装配流程，采用cetol软件，为p档机构各组成零件添加运动学装配约束关系，构成完整的尺寸链环。其中，参阅图6，为p档机构装配顺序示意图。
66.步骤s203：添加测量尺寸；
67.具体地，根据分析要求建立测量目标，如定义角度传感器感应轴角度为测量尺寸。
68.步骤s204：运行分析；
69.具体地，模型建立完成后，运行尺寸链分析及公差灵敏度分析。
70.步骤s205：公差优化分析。
71.具体地，在分析得到的角度传感器感应轴角度累积公差超出设定的公差范围，则需对影响量排前几位的零部件结构或公差进行设计更改，即重复步骤s201至s205，直到累积公差达到设定的公差要求。
72.综上，上述实施例提供的p档机构解锁初始角度的优化方法中，具有以下创新点：1)将三维尺寸链分析方法应用到p档机构解锁初始角度公差控制技术中，并且开发了齿轮建模及运动建模方法；2)将零部件尺寸公差与p档机构控制参数设定直接关联起来，并按照影响程度进行排序。同时，具有以下效果：1)为解决p档机构解锁失效问题提供了快速、有效的方法，大幅降低了现有方法解决该问题所耗费的人力、物力和时间；2)可分析现有车型的p档机构解锁初始角度公差水平，并提供优化方案；3)为了达到p档机构控制参数的设定要求，可有效控制部分关键零部件公差，降低非敏感零部件公差要求，从而降低了零部件成本。
73.基于前述实施例相同的发明构思，参阅图7，为本发明实施例提供的一种p档机构解锁初始角度的优化装置的结构示意图，所述装置包括：
74.模型建立模块10，用于基于p档机构各组成零部件的特征约束及公差要求，搭建零件模型；以及，基于所述零件模型的运动学装配约束关系，建立p档机构的装配模型；
75.分析模块11，用于根据所述p档机构的装配模型，运行尺寸链及公差灵敏度分析，获取用于表征各零部件公差对p档机构解锁初始角度累积公差影响大小的影响量；
76.处理模块12，用于确定p档机构解锁初始角度累积公差不在预设公差阈值范围内时，对影响量较大的前n个零部件的结构或者公差进行修改，以使最终p档机构解锁初始角度累积公差处于预设公差阈值范围内。
77.综上，上述实施例提供的p档机构解锁初始角度的优化装置中，通过将三维尺寸链分析方法应用到p档机构解锁初始角度公差控制技术中，并且开发了齿轮建模及运动建模方法，并为了达到p档机构控制参数的设定要求，可有效控制部分关键零部件公差，降低非敏感零部件公差要求，如此，为p档机构解锁初始角度的设计及优化提供了全新的快速解决方案，且显著缩短了研发时间，提升了p档机构设计的稳健性，有效避免了因p档机构解锁初始角度设计不合理导致出现的p档机构解锁失效等质量问题，节约了成本。
78.在一实施方式中，所述模型建立模块10，具体用于：
79.根据组成p档机构的各零部件的尺寸要求，约束组成p档机构的各零部件的特征，
并添加特征公差，建立组成p档机构的各零部件对应的零件模型。
80.在一实施方式中，所述模型建立模块10，具体用于：
81.模拟生产线上的装配流程，采用三维尺寸链分析软件，为组成p档机构的各零部件对应的零部件模型添加运动学装配约束关系，构成完整的尺寸链环，建立p档机构的装配模型。
82.在一实施方式中，所述分析模块11，具体用于：
83.根据分析要求确定测量目标；
84.根据所述p档机构的装配模型对所述测量目标进行尺寸链分析及公差灵敏度分析，获得分析结果；
85.根据所述分析结果获取p档机构解锁初始角度累积公差与零部件公差之间的关联关系；
86.基于所述p档机构解锁初始角度累积公差与零部件公差之间的关联关系，确定用于表征各零部件公差对p档机构解锁初始角度累积公差影响大小的影响量。
87.在一实施方式中，所述测量目标包括角度传感器感应轴角度。
88.基于前述实施例相同的发明构思，本发明实施例提供了一种p档机构解锁初始角度的优化装置，如图8所示，该装置包括：处理器110和用于存储能够在处理器110上运行的计算机程序的存储器111；其中，图8中示意的处理器110并非用于指代处理器110的个数为一个，而是仅用于指代处理器110相对其他器件的位置关系，在实际应用中，处理器110的个数可以为一个或多个；同样，图8中示意的存储器111也是同样的含义，即仅用于指代存储器111相对其他器件的位置关系，在实际应用中，存储器111的个数可以为一个或多个。所述处理器110用于运行所述计算机程序时，实现所述p档机构解锁初始角度的优化方法。
89.该装置还可包括：至少一个网络接口112。该装置中的各个组件通过总线系统113耦合在一起。可理解，总线系统113用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统113除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图8中将各种总线都标为总线系统113。
90.其中，存储器111可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(rom，read only memory)、可编程只读存储器(prom，programmable read-only memory)、可擦除可编程只读存储器(eprom，erasable programmable read-only memory)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom，electrically erasable programmable read-only memory)、磁性随机存取存储器(fram，ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(flash memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(cd-rom，compact disc read-only memory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(ram，random access memory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的ram可用，例如静态随机存取存储器(sram，static random access memory)、同步静态随机存取存储器(ssram，synchronous static random access memory)、动态随机存取存储器(dram，dynamic random access memory)、同步动态随机存取存储器(sdram，synchronous dynamic random access memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(ddrsdram，double data rate synchronous dynamic random access memory)、增强型同步动态随机
存取存储器(esdram，enhanced synchronous dynamic random access memory)、同步连接动态随机存取存储器(sldram，synclink dynamic random access memory)、直接内存总线随机存取存储器(drram，direct rambus random access memory)。本发明实施例描述的存储器111旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
91.本发明实施例中的存储器111用于存储各种类型的数据以支持该装置的操作。这些数据的示例包括：用于在该装置上操作的任何计算机程序，如操作系统和应用程序；联系人数据；电话簿数据；消息；图片；视频等。其中，操作系统包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序可以包含各种应用程序，例如媒体播放器(media player)、浏览器(browser)等，用于实现各种应用业务。这里，实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序中。
92.基于前述实施例相同的发明构思，本实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机程序，计算机存储介质可以是磁性随机存取存储器(fram，ferromagnetic random access memory)、只读存储器(rom，read only memory)、可编程只读存储器(prom，programmable read-only memory)、可擦除可编程只读存储器(eprom，erasable programmable read-only memory)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom，electrically erasable programmable read-only memory)、快闪存储器(flash memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(cd-rom，compact disc read-only memory)等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备，如移动电话、计算机、平板设备、个人数字助理等。所述计算机存储介质中存储的计算机程序被处理器运行时，实现上述所述p档机构解锁初始角度的优化方法。所述计算机程序被处理器执行时实现的具体步骤流程请参考图4所示实施例的描述，在此不再赘述。
93.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
94.在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
95.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。