專利名稱：內腔體積分析的制作方法
技術領域：
本披露內容涉及部件的內腔的體積分析。
背景技術：
載客和商用車輛可具有各種部件，其在制造該部件前可利用軟件建模。特別地，工程師可使用軟件來設 計一個或多個車輛部件的物理特性的虛擬表示。而且，軟件可允許工程師觀察部件在虛擬環境中彼此之間的相互作用的方式。

發明內容
一種示例性計算設備包括主應用和分析工具。該主應用被配置為呈現接口給用戶且允許用戶修改部件模型。部件模型包括車輛部件的至少一部分的三維表示，且具有至少部分地限定了內腔的虛擬殼體。分析工具被配置為產生表示內腔的實心體，和計算實心體的體積。分析工具還被配置為確定該內腔是否由部件模型的虛擬殼體劃界。確定車輛部件的體積的一種示例性方法包括加載部件模型至主應用中，確定內腔是否由虛擬殼體劃界，和如果該內腔由循殼體劃界則產生表示該內腔的實心體。而且，該方法包括確定實心體的體積。


圖I是配置為確定車輛部件內使用的流體的體積的示例性系統的示意圖；圖2示出了示例性部件模型的橫截面視圖，其可被用于圖I的系統中；圖3示出了示例性方法的流程圖，該方法可被系統用于基于部件模型確定車輛部件中使用的流體的體積；圖4示出了示例性方法的流程圖，其方法可被計算設備設施以確定內腔是否由部件模型所代表的車輛部件的殼體劃界；圖5示出了示例性方法的流程圖，該方法可被計算設備實施以連接部件模型的子部件。
具體實施例方式圖I示出了系統100，其能基于部件模型確定被各種車輛部件使用的流體(例如，油、冷卻劑、空氣等)的量。系統100可采取許多不同形式且包括多個和/或替換的部件和設備。雖然示例系統100被示出于附圖中，但是這些附圖中示出的部件不是限制性的。實際上，附加的或替換的部件和/或裝置可被使用。系統100可包括計算設備105，其被配置為訪問部件庫110和執行主應用115和分析工具120。系統100可被用于對部件設計和建模，該部件可被用于任意乘客或商用汽車，例如混合動力車輛，其包括插電式混合電動車輛(PHEV)或增程式電動車輛(EREV)，燃氣動力車輛、電池電動車輛(BEV)等。
計算設備105可包括輸入設備125和輸出設備130以與用戶交互,例如軟件工程師或開發人員，從而用戶可設計和生成各種車輛部件的計算機模型。輸入設備125可包括任意設備，其允許用戶提供信息或命令給計算設備105。輸入設備125可包括例如計算機鼠標和/或鍵盤。輸出設備130可包括任意設備，其被配置為呈現信息給用戶。由此，輸出設備130可包括顯示屏或計算機監視器，例 如液晶顯示(LCD)屏。計算設備105可被配置為使用任意數量的計算機操作系統且通常包括計算機可執行指令，其中該指令可由一個或多個計算機執行。計算機可執行指令可由利用各個熟知的編程語言和/或技術(包括但不限于Java , C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl等中的一個或其組合)建立的計算機程序編譯或解釋。通常，處理器(例如微處理器)接收指令，例如從儲存器、計算機可讀介質等，且執行這些指令，由此執行一個或多個方法，包括這里所述的一個或多個方法。這些指令和其他數據可被利用大量已知的計算機可讀介質儲存和傳輸。計算機可讀介質(也稱為處理器可讀介質)包括任意非暫時(例如有形的)介質，其參與提供數據(例如指令)，該數據可被計算機(例如通過計算機的處理器)讀取。這種介質可采取許多形式，包括但不限于非揮發性介質和揮發性介質。非揮發性介質可包括，例如光學或磁性盤和其他持久儲存器。揮發性介質可包括，例如動態隨機訪問儲存器(DRAM)，其通常構成主儲存器。這種指令可被一個或多個傳輸介質傳輸，包括同軸電纜、銅線和光纖，包括電線(其包括連接到計算機的處理器的系統總線)。計算機可讀介質的通常形式包括，例如軟盤、柔性盤、硬盤、磁帶、任意其他磁性介質、CD-ROM、DVD、任意其他光學介質、穿孔卡、紙帶、任意其他具有孔圖案的物理介質、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPR0M、任意其他儲存芯片或盒、或計算機可讀取的任意其他介質。部件庫110可包括部件模型200的數據庫，下面結合圖2更詳細地描述。部件庫110可包括各種類型的機制，用于儲存、訪問和獲取各種類型的數據，包括分級數據庫，文件系統中的一組文件，專用格式的應用數據庫，相關數據庫管理系(RDBMS)，等等。每個這種數據儲存庫可被包括在計算設備中(例如，與圖I中示出的計算設備105相同或不同)，該計算設備使用計算機操作系統，例如上述中的一個，且經由網絡以一種或多種不同方式而被訪問。文件系統可被從計算機操作系統訪問，且可包括以各種格式儲存的文件。除了用于建立、儲存、編輯和執行儲存的程序的語言外，RDBMS可使用已知的結構查詢語言(SQL)，例如上述PL/SQL語言。在一個可能方案中，部件庫110可被儲存在計算設備105的內存中。替換地，部件庫110可被遠離計算設備105儲存且可經由網絡與計算設備105通訊。現在參考圖2，一個或多個部件模型200可包括車輛部件的至少一部分的三維表示，該部件具有至少部分地限定了內腔的殼體。這樣，部件模型200包括內腔210和殼體(例如虛擬殼體205)的虛擬表示，以及車輛部件(例如第一和第二子部件215，220，其可經由連接器235連接)的任意其它物理特征，如下面更詳細所述。虛擬殼體205可具有表示車輛部件的外表面的一個或多個外部面225。內腔210可被用于表示虛擬殼體205內的空間，其可被用于保持或便于流體通過車輛部件的流動。內腔210可由一個活或多個內部面230限定，其每個都表示內腔210的表面。部件模型200可包括布置在虛擬殼體205內的任意數量的子部件，該虛擬殼體限定或至少部分地限定了內腔210。返回參考圖1，主應用115可包括由計算設備105執行的計算機輔助設計(CAD)軟件應用，其可被用于產生和修改儲存在部件庫110中的部件模型200。在一個可能方案中，主應用115可經由輸出設備130呈現接口給用戶，從而用戶可觀察一個或多個部件模型200。接口可進一步呈現用戶一個或多個工具，其可被用于修改部件模型200。用戶可使用輸入設備125選擇一個或多個工具。主應用115可被配置為執行基于用戶的輸入的命令。附加地，主應用115可被配置為經由輸出設備130提示用戶關于部件模型200的信息。用戶可經由輸入設備125響應該提示。在一個可能方案中，主應用115可被配置為使用部件模型200模擬車輛部件的運行，包括流體通過車輛部件的流動。例如，如果部件模型200表示用于車輛變速器的閥體，主應用115可被配置為模擬流體通過部件模型200的各個部分的流動，其基本上類似于流體通過部件模型200表示的實際閥體的流動方式。這樣，用戶可使用由部件模型200限定的車輛部件的虛擬表示來測試車輛部件的特征。分析工具120可經由硬件、軟件或這二者的組合而被實施。在一個可能的方案中， 分析工具120可為主應用115中執行的軟件模塊。替換地，分析工具120可以是由獨立于主應用115的計算設備105執行的軟件模塊。用戶能經由輸入設備125與分析工具120交互，且分析工具120可被配置為經由輸出設備130呈現信息或提示給用戶。分析工具120可被配置為產生表示部件模型200的內腔210的實心體，和計算該實心體的體積。對于用戶，實心體可類似于內腔210的“負像”。換句話說,實心體可看起來像被放置在內腔210中且填充該內腔210的子部件。使用分析工具210，用戶能確定在由部件模型200模擬的車輛部件的運行過程中可以有多少流體在車輛部件內。在產生表示內腔210的實心體之前，分析工具120可被配置為確定是否部件模型200精確地表示可便于流體流動的車輛部件(例如，部件模型200在必要處被密封以防止流體泄漏)。而且，分析工具120可被配置為確定是否部件模型200的各種子部件(例如第一子部件和第二子部件220)可影響實心體的構造和體積計算。 在一個可能的應用中，分析工具120可被配置為確定是否內腔210由部件模型200的虛擬殼體205劃界(例如密封)。即，分析工具120可被配置為確定是否內腔210內的流體可從虛擬殼體205泄漏。為此，分析工具120，或替換地主應用，可提示用戶選擇虛擬殼體205的一個外部面225和一個內部面230，其中內部面230限定了內腔210。分析工具120可被配置為模擬或命令主應用來模擬流體在選擇的外部面225和內部面230之間的流動。分析工具120可被配置為在模擬流體流動過程中對于被流體橫貫的內部和/或外部面225、230的數量進行計數，和識別流體可在被選擇的外部面225和內部面230之間行進的最短路徑。如果這種路徑存在(例如被橫貫的面的數量大于零)，流體可從內腔210逸出和泄漏至虛擬殼體205之外。由此，分析工具120可被配置為斷定內腔210沒有由虛擬殼體205劃界。但是，如果沒有這種路徑存在(例如，被橫貫的面的數量為零)，分析工具120可被配置為確定內腔210由虛擬殼體205劃界。分析工具120可進一步被配置為確定是否部件模型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。參考圖I和2，在實際車輛部件的運行過程中，一些子部件可相對于其它子部件漂浮在流體中，且分析工具120可被配置為當產生實心體時識別和考慮沒有連接至任一其它子部件或虛擬殼體205的那些子部件。在圖2中示出的實例中，分析工具120可被配置為確定是否第一子部件215被布置在第二子部件220上(例如接觸)。如果 否，分析工具120可確定第一子部件215相對于第二子部件220浮動。為了在實心體的產生過程中且由此在實心體的體積的計算過程中考慮第一子部件215，分析工具120可被配置為產生連接器235以連接第一和第二子部件215、220。在一個可能的方案中，分析工具120可被配置為產生連接器235以具有盡可能小的尺寸和形狀以連接第一和第二子部件215、220。例如，分析工具120可被配置為識別第一和第二子部件215、220之間的最近點和產生連接器235以連接該最近點。分析工具120可被配置為產生具有任何形狀的連接器235，例如球形形狀。替換地，各種形狀和尺寸的多個連接器235可被儲存在部件庫110中，且分析工具120可被配置為在部件庫110中查找適當的連接器235和從部件庫110中將連接器235放置至第一子部件215上，其方式是連接第一子部件215至第二子部件220。分析工具120可以被配置為重新設置來自部件庫110的連接器235的尺寸，使其盡可能小但是仍能連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可被配置為選擇適當的連接器235和允許用戶使用選擇的連接器235手動地連接第一和第二子部件215、220，或允許用戶手動地產生和放置連接器235至部件模型200中。圖3示出了示例性方法300的流程圖，該方法可被系統100用于基于分析工具120產生的實心體確定車輛部件中使用的流體的體積。在塊305處，計算設備105可加載一個或多個部件模型200至主應用115中。例如，使用輸入設備125，用戶可選擇儲存在部件庫110中的一個或多個部件模型200。計算設備105可訪問部件庫110和基于用戶的選擇加載一個或多個部件模型200。在判定塊310處，計算設備105可確定是否在塊305處選擇的部件模型200的內腔210由虛擬殼體205劃界。例如，分析工具120可分析部件模型200中呈現的虛擬殼體205和識別虛擬殼體205中的可允許流體泄漏的位置(例如，孔或開口)。計算設備105確定是否內腔210由虛擬殼體205劃界的一種方式在下面參考圖4更詳細地進行描述。然而，如果分析工具120識別虛擬殼體205中的一個或多個泄漏，方法300可在塊315處繼續。如果否，方法300可在塊330處繼續。在塊315處，計算設備105可密封在塊310處識別的虛擬殼體205中的泄漏。在一個可能的方案中，計算設備105可提示和/或允許用戶手動地編輯虛擬殼體205的構造以消除任意泄漏。替換地，分析工具120可被配置為確定被識別為導致泄漏的孔或開口的尺寸，產生具有被配置為塞住泄漏的形狀和尺寸的填充物，和將該填充物放置在虛擬殼體205上，其方式是防止流體泄漏。在一個可能的應用中，分析工具120可與主應用115交互以產生和放置填充物至虛擬殼體205上。在判定塊320處，分析工具120可確定是否每一個子部件(例如第一和第二子部件215、220)彼此接觸或接觸虛擬殼體205。這樣，分析工具120可確定是否任一子部件相對于彼此或虛擬殼體205是浮動的。如果分析工具120確定至少一個子部件相對于另一子部件或虛擬殼體205是浮動的，方法300可在塊325處繼續。但是，如果每個子部件被布置在另一子部件上或虛擬殼體205上，方法300可在塊330繼續。分析工具120進行這種確定的一個方式在下面參考圖5進行描述。在塊325處，分析工具120可將每個浮動子部件與虛擬殼體205或布置在虛擬殼體205上的子部件聯合。例如，分析工具120可產生連接器235，如下面關于圖5中所示的方法500的詳細描述。在塊330處，分析工具120可產生表示內腔210的實心體。例如，分析工具120可與主應用115交互，以產生完全填充內腔210的虛擬代表件。由于內腔210在塊310處被確定為由虛擬殼體205劃界，實心體可為可包含在車輛部件的內腔210內的所有流體的虛擬表示。在塊335處，分析工具120可確定實心體的體積。如上所述，實心體可為可包含在車輛部件的內腔210中的所有流體的虛擬表示。因此，實心體的體積可基本上等于可包含在車輛部件的內腔210中的流體的體積。圖4示出了示例性方法400的流程圖，其可由計算設備105實施以確定是否部件模型200的內腔210由虛擬殼體205劃界。在塊405處，分析工具120可提示用戶選擇虛擬殼體205的至少一個外部面225。例如，分析工具120，直接地或通過主應用115，可產生消息，該消息要求用戶選擇虛擬殼體205的至少一個外部面225。該消息可經由輸出設備130被呈現給用戶，且用戶可使用輸入設備125進行該選擇。在塊410處，分析工具120可提示用戶選擇部件模型200的至少一個內部面230，其至少部分地限定內腔210。例如，分析工具120，直接地或通過主應用115，可產生消息，該消息要求用戶選擇至少一個內部面230。該消息可經由輸出設備130被呈現給用戶，且用戶可使用輸入設備125進行該選擇。在塊415處，分析工具120可模擬流體在被選擇的外部和內部面225、230之間的流動。在該模擬過程中，分析工具120可允許流體通過任意孔或開口流動，該孔或開口使得內腔210中的流體行進至虛擬殼體205的外表面。如果這種孔或開口存在，流體將在模擬過程中泄漏出內腔210且在被選擇的內部面230和外部面225之間限定一路徑。在塊420處，分析工具120可基于例如模擬流體流動過程中流體橫貫的外部和內部面225、230的數量，確定流體在被選擇的外部和內部面225、230之間采取的最短路徑。例如，分析工具120可對模擬過程中被流體橫貫的內部面230和外部面225的數量進行計數和將具有最少數目的被橫貫面的路徑識別為最短路徑。在判定塊425處，分析工具120可確定是否在塊420處識別的在模擬過程中被流體橫貫的面的數量指示在虛擬殼體205處存在允許流體泄漏的孔或開口。例如，分析工具120可確定是否被橫貫的面的數量等于零，分析工具120可斷定內腔210被虛擬殼體205劃界，如在塊435處所指，且方法400可在圖3的塊320處繼續。但是，如果分析工具120確定被橫貫的面的數量大于零，分析工具120可斷定存在孔或開口，如在塊430處所指，且方法400可以以圖3的塊315繼續。圖5示出了示例性方法500的流程圖，其可被計算設備105實施以將部件模型200的子模型彼此聯合(例如虛擬連接)，以例如用于增加實心體的產生的精確性并由此增加實心體的體積的計算的精確性。方法500可被使用，例如，如果子部件215在部件模型200中相對于第二子部件220和虛擬殼體205浮動。在塊505處，分析工具120可被配置為識別第一子部件215和第二子部件220之間的最近點。例如，分析工具120可識別第一子部件215被布置在空間中的位置和第二子部件220被布置在空間中的位置，如部件模型200中所示。分析工具120可確定第一子部件210的哪部分最靠近第二子部件220，和由此選擇第一和第二子部件215、220之間的最近點。替換地，例如如果是虛擬殼體205相比第二子部件220更靠近第一子部件215，分析工具120可識別第一子部件215和虛擬殼體205之間的最近點。在塊510處，分析工具120可產生或輸入連接器235至部件模型200中，以連接第一和第二子部件215、220或第一子部件215和虛擬殼體205。例如，分析工具120可使用主應用115來創建連接器235，使其具有能連接在塊505處識別的最近點的尺寸和形狀。替換地，分析工具120可訪問部件庫110和選擇具有可被用于連接第一和第二子部件215、220或第一子部件215和虛擬殼體205的尺寸和形狀的連接器235。當布置在部件模型200中以連接第一和第二子部件215、220或第一子部件215和虛擬殼體205時，連接器235可具有減小內腔210的體積的體積。因此，在一個可能的方案中，分析工具120可產生或選擇具有盡可能小的體積的連接器235。在塊515處，分析工具120可在塊505處識別的最近點處虛擬地附連連接器235 至第一和第二子部件215、220或第一子部件215和虛擬殼體205。替換地，分析工具120可以產生連接器235，如塊510處所述，和允許用戶手動地輸入連接器235至部件模型200中以連接第一和第二子部件215、220或第一子部件215和虛擬殼體205。一旦被連接，分析工具120可在產生實心體和計算流體流的體積時能考慮第一子部件215 (例如在虛擬殼體205中浮動的子部件)的體積。雖然用于執行本發明的最佳方式已經被詳細描述，與本發明相關的本領域技術人員應認識到在所附的權利要求的范圍內的執行本發明的各種替換設計和實施例。
權利要求
1.一種計算設備，包括 主應用，其被配置為呈現接口給用戶和允許用戶修改部件模型，其中部件模型包括車輛部件的至少一部分的三維表示且具有至少部分地限定了內腔的虛擬殼體；和 分析工具，其被配置為產生表示內腔的實心體和計算實心體的體積，其中分析工具被配置為確定內腔是否由部件模型的虛擬殼體劃界。
2.如權利要求I所述的計算設備，其中虛擬殼體呈現至少一個外部面，且其中部件模型包括至少部分地限定了內腔的至少一個內部面。
3.如權利要求2所述的計算設備，其中分析工具被配置為提示用戶選擇一個外部面和一個內部面。
4.如權利要求3所述的計算設備，其中分析工具被配置為通過模擬流體在被選擇的外部面和被選擇的內部面之間流動來確定內腔是否由虛擬殼體劃界。
5.如權利要求4所述的計算設備，其中分析工具被配置為對模擬流體流動過程中被流體橫貫的外部和內部面的數量進行計數，和至少部分地基于被橫貫的外部面和內部面的數量來確定被選擇的外部面和被選擇的內部面之間的最短路徑。
6.如權利要求5所述的計算設備，其中分析工具被配置為如果被橫貫的外部面和內部面的數量為零則確定內腔是由虛擬殼體劃界。
7.如權利要求I所述的計算設備，其中部件模型包括布置在虛擬殼體內的第一子部件和第二子部件，且其中分析工具被配置為確定第一子部件是否被布置在第二子部件上。
8.一種用于確定車輛部件的體積的方法，該方法包括 加載部件模型至主應用中，其中部件模型包括車輛部件的至少一部分的三維表示，且具有限定了內腔的虛擬殼體； 經由分析工具確定內腔是否由虛擬殼體劃界； 如果內腔是由虛擬殼體劃界，經由分析工具產生表示內腔的實心體；和 經由分析工具確定實心體的體積。
9.如權利要求8所述的方法，還包括 提示用戶選擇虛擬殼體的至少一個外部面；和 提示用戶選擇部件模型的至少一個內部面，其至少部分地限定了內腔。
10.一種系統,包括 部件庫，其被配置為存儲部件模型，該部件模型具有虛擬殼體，該虛擬殼體至少部分地限定了內腔且具有布置在該虛擬殼體內的第一子部件和第二子部件，其中部件模型包括車輛部件的至少一部分的三維表示。
其中虛擬殼體呈現至少一個外部面，且其中部件模型包括至少部分地限定了內腔的至少一個內部面； 主應用，其與部件庫通訊且被配置為從部件庫接收部件模型，呈現接口給用戶，且允許用戶修改部件模型； 其中主應用被配置為經由輸入設備從用戶接收指令和經由輸出設備呈現部件模型給用戶； 分析工具，其被配置為產生表示內腔的實心體和計算實心體的體積，其中分析工具被配置為提示用戶選擇一個外部面和一個內部面，和通過模擬流體在被選擇的內部面和被選擇的外部面之間的流動來確定內腔是否由虛擬殼體劃界，對模擬流體流動過程中被流體橫貫的外部和內部面的數量進行計數，和至少部分基于被橫貫的外部和內部面確定被選擇的外部面和被選擇的內表面之間的最短路徑；和 其中分析工具被配置為確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為如果分析工具確定第一子部件不被布置在第二子部件上則產生連接器以連接第一和第二子部件。
全文摘要
一種計算設備，包括主應用和分析工具。該主應用被配置為呈現接口給用戶且允許用戶修改部件模型。部件模型包括車輛部件的至少一部分的三維表示，且具有至少部分地限定了內腔的虛擬殼體。分析工具被配置為產生表示內腔的實心體，和計算實心體的體積。分析工具還被配置為確定該內腔是否由部件模型的虛擬殼體劃界。
文檔編號G06F17/50GK102622464SQ201210005578
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月10日 優先權日2011年1月10日
發明者D.威爾金森, G.徹斯基, R.A.帕施尼克 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司