一种汽车座椅发泡乘坐压力评估方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车座椅领域，特别涉及一种汽车座椅发泡乘坐压力评估方法和装置。

背景技术

影响汽车座椅系统舒适性的因素很多，包括座椅的人机工程布置、悬挂总成、发泡物性和裱皮类型等。但在后期的舒适性调整过程中主要是以调整座椅型面以及发泡的物性参数，如发泡密度、发泡硬度、发泡回弹率等。其中，坐垫、靠背、脚跟点形成了人体的三个主要支撑面，而人体重量主要由坐垫支撑，所以由表皮总成、发泡总成、悬挂总成共同组成的坐垫总成，需有足够的性能确保驾乘人员的舒适性，而发泡总成是影响座椅舒适性的主要部品。

座椅舒适性的评价主要分为静态和动态，评价方法有主观和客观评价，主观评价由调查表或问卷记录主观心理感受，客观评价是由仪器等测量数据来确定舒适性，如体压分布、驾驶姿势等。

在现有技术的产品研发体系中，对座椅舒适性的判断比较主观，在没有实物进行评价之前是比较难把握客观的舒适性程度，因此在产品设计前期，工程师主要是通过客户输入的要求进行发泡材料的各物性参数初步定义，并结合后期样件评审进行确认，对未能满足舒适性要求的需要反复进行参数调整和样件制作，再进行主客观评审确认。大量制作样件及重复的评审工作，使得研发成本高，且研发周期长。

因此，针对现有技术中存在的问题，亟需提供一种能够有效降低汽车座椅研发周期和研发成本的技术显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种能够有效降低汽车座椅研发周期和研发成本的汽车座椅发泡乘坐压力评估方法及装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

因此，根据本发明公开的一个方面，提供了一种汽车座椅发泡乘坐压力评估方法，包括以下步骤：

S1：乘坐压力评估模型初始化；

S2：获取发泡材料的物性参数，物性参数包括发泡密度、发泡硬度和发泡回弹率；

S3：把发泡材料的物性参数代入到乘坐压力评估模型，计算出乘坐压力值；

S4：判断乘坐压力值是否在建议压力值的区间内。

具体的，乘坐压力评估模型为：F

以上的，步骤S4包括以下步骤：

S41：根据建议压力值的区间以及确定的圆盘面积，计算对应的建议发泡压力值的区间；

S42：判断乘坐压力值是否在建议发泡压力值的区间内。

具体的，建议压力值区间为80至100mmHg。

另一具体的，步骤S1包括以下步骤：

S11：确定乘坐压力评估模型的原始公式；

原始公式为：

其中，Ft表示乘坐压力值；C表示发泡参数的决定系数：ρ表示发泡密度；

A表示发泡硬度；K表示发泡回弹率；

b1、b2和b3分别表示各物性参数对发泡乘坐压力的影响系数；

S12：确定决定系数以及各个影响系数对应的值。

更具体的，步骤S12包括以下步骤：

S121：构建多元线性回归评估模型；

S122：获取试验数据；

S123：把试验数据导入多元线性回归评估模型，并进行数据拟合，计算出决定系数以及各个影响系数。

更具体的，多元线性回归评估模型包括：发泡硬度影响度模型、发泡回弹率影响度模型和发泡密度影响度模型。

根据本发明公开的另一个方面，提供了一种汽车座椅发泡乘坐压力评估装置，采用上述的一种汽车座椅发泡乘坐压力评估方法，包括：仿真模块、数据采集模块、录入模块和评估模块；数据采集模块用于采集试验数据；录入模块用于录入发泡材料的物性参数；仿真模块内置有乘坐压力评估模型和多元线性回归评估模型；多元线性回归评估模型用于根据试验数据计算出乘坐压力评估模型中对应的决定系数以及各个影响系数；乘坐压力评估模型用于根据录入发泡材料的物性参数计算出对应的乘坐压力值；评估模块用于判断乘坐压力值是否在建议压力值的区间内。

根据本发明公开的再一方面，提供了一种计算设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机指令，所述处理器执行所述指令时实现如上所述一种汽车座椅发泡乘坐压力评估方法的步骤。

根据本发明公开的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如上所述一种汽车座椅发泡乘坐压力评估方法的步骤。

本发明的有益效果：一种汽车座椅发泡乘坐压力评估方法，通过在乘坐压力评估模型导入确定的发泡材料的物性参数，可以在产品开发前期直接计算出座椅发泡乘坐压力值，并预先判断座椅舒适性是否满足要求，可减少座椅舒适性的开发成本和时间周期，此方法在实际的产品开发中具有实际应用的指导意义。

附图说明

通过结合附图对于本发明公开的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1所示的是根据本发明公开实施例一的一种汽车座椅发泡乘坐压力评估方法示意性流程图；

图2所示的是根据本发明公开实施例一的一种汽车座椅发泡乘坐压力评估装置的程序模块示意图；

图3所示的是根据本发明公开实施例一的计算设备的硬件结构示意图；

图4所示的是根据本发明公开实施例一的乘坐压力评估模型示意性图。

具体实施方式

以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本发明揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本发明的内容不充分。

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。

实施例一

汽车座椅的主要不舒适性关注点为座椅异物感，座椅异物感，是一个振动过程，可以把把座椅坐垫总成与这个过程组成的系统看成是离散型振动系统。典型的离散系统是由质量、阻尼器和弹簧组成，包括质量模型、阻尼系数和弹性系数，在本发明中，考虑产品在长时间后因为耐久、老化后等蠕变产生能量损耗，加入滞后衰减系数形成座椅舒适性离散力学模型。以时间作为横坐标，座椅压陷量作为纵坐标，通过分析座椅系统主要不舒适性的形式表现及影响关键因素，得出各阶段主要关注的不舒适性点及影响因素分析，说明发泡物性对各阶段的发泡性能产生影响。在本发明中，以发泡的乘坐压力值Ft作为研究目标，并对其定义为：以直径100mm的压盘对发泡样块进行垂直下压，当发泡压陷值为t时的力值。

请参阅图1和图4所示，本实施例提出一种汽车座椅发泡乘坐压力评估方法，包括以下步骤S1至S4：

S1：乘坐压力评估模型初始化；

具体的，步骤S1包括以下步骤：

S11：确定乘坐压力评估模型的原始公式；

原始公式为：

其中，Ft表示发泡压陷量为t mm时的乘坐压力值；其中，t＝30mm。

C表示发泡参数的决定系数：ρ表示发泡密度；A表示发泡硬度；K表示发泡回弹率；b1、b2和b3分别表示各物性参数对发泡乘坐压力的影响系数；

S12：确定决定系数以及各个影响系数对应的值。

更具体的，步骤S12包括以下步骤：

S121：构建多元线性回归评估模型；

S122：获取试验数据；

S123：把试验数据导入多元线性回归评估模型，并进行数据拟合，计算出决定系数以及各个影响系数。

在本实施例中，利用拉压试验机搭建乘坐压力测量平台，设计乘坐压力(Ft)与发泡密度、硬度和回弹率的单因素实验和全因子实验；乘坐压力单因素实验分析参数包括发泡硬度、回弹率、密度。多元线性回归评估模型包括：发泡硬度影响度模型、发泡回弹率影响度模型和发泡密度影响度模型。具体如下：

基于发泡硬度A作为目标变量其他参数按设定的目标值，确定发泡密度的单因素实验结论为乘坐压力-硬度成正相关趋势。

基于发泡回弹率K作为目标变量，其他参数按设定的目标值，确定发泡回弹率单因素实验结论为乘坐压力-回弹率成弱上升趋势。

基于发泡密度ρ作为目标变量，其他参数按设定的目标值，确定发泡回密度单因素实验结论为乘坐压力-发泡密度成弱负向趋势。

进一步的，采用全因子的试验分析发泡多因素试验数据，通过设置多组不同发泡密度ρ、回弹率K、硬度A的组合发泡块进行Ft测量，分析其对Ft的影响。

分析方法包括：

建立密度值升序(即发泡密度影响度模型)，分析发泡密度对乘坐压力Ft影响度。

建立回弹率值升序(即发泡回弹率影响度模型)，分析回弹率对乘坐压力Ft的影响度。

建立硬度值升序(即发泡硬度影响度模型)，分析发泡硬度对乘坐压力Ft的影响度。

然后使用仿真分析软件HyperWork多学科优化工具HyperStudy分析判断发泡密度ρ、发泡硬度A、和发泡回弹率K，对乘坐压力F_t的响应贡献度(即影响系数)。确定的发泡硬度A、发泡密度ρ、发泡回弹率K对应的的影响系数分别为1.7826、0.3645、0.0667，其中，发泡硬度A对发泡乘坐压力影响较大且为正向，发泡密度ρ和发泡回弹率K均为弱负向。

更具体的，设定ε为试验过程中可能会受到外界环境的影响等误差，则多元线性回归方程可用矩阵表示为：

Y＝Xβ+ε，其中：

本发明将β

并使用仿真软件HyperWork中的多学科优化工具HyperStudy进行全因子的数据拟合。

使用最小二乘回归LSR方法进行数据拟合，得到b

即模型线性方程为：

y＝0.55391-0.73457x

把计算出决定系数以及各个影响系数代入到乘坐压力评估模型的原始公式中，得到最终的乘坐压力评估模型：F

S2：获取发泡材料的物性参数，物性参数包括发泡密度ρ、发泡硬度A和发泡回弹率K；

S3：把发泡材料的物性参数代入到乘坐压力评估模型，计算出乘坐压力值Ft；乘坐压力值Ft即直径100mm圆盘压陷量为30mm时的发泡压力；以此来模拟坐骨处(一般坐骨处发泡压陷量约为30mm)的乘坐压力；

S4：判断乘坐压力值是否在建议压力值的区间内。

其中，坐垫舒适性的压力峰值点应该在坐骨附近，且压力值建议在80-100mmHg，压力呈向周围均匀递减趋势。

具体的，步骤S4包括以下步骤：

S41：根据建议压力值的区间以及确定的圆盘面积，计算对应的建议发泡压力值的区间；

具体的，将建议压力值单位mmHg转换为N/mm

S42：判断乘坐压力值是否在建议发泡压力值的区间内；若乘坐压力值落在建议发泡压力值的区间内则代表坐骨附近压力值符合建议值，若超出建议发泡压力值的区间，则需重新进行发泡总成的参数调整。以此，实现了通过发泡物性参数简要评估了座椅乘坐舒适度的目的，解决了行业内座椅舒适性评估需要设计后期多次制作样件并进行评审确认，对未能满足舒适性要求的需要反复进行参数调整和样件制作，再进行主客观评审确认的难题。

请继续参阅图2，示出了一种汽车座椅发泡乘坐压力评估装置，在本实施例中，一种汽车座椅发泡乘坐压力评估装置可以包括或被分割成一个或多个程序模块，一个或者多个程序模块被存储于存储介质中，并由一个或多个处理器所执行，以完成本发明，并可实现上述一种汽车座椅发泡乘坐压力评估方法。本发明所称的程序模块是指能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，比程序本身更适合于描述一种汽车座椅发泡乘坐压力评估装置在存储介质中的执行过程。以下描述将具体介绍本实施例各程序模块的功能：其中，包括：仿真模块、数据采集模块、录入模块和评估模块；

数据采集模块用于采集试验数据。

录入模块用于录入发泡材料的物性参数。

仿真模块内置有乘坐压力评估模型和多元线性回归评估模型。

多元线性回归评估模型用于根据试验数据计算出乘坐压力评估模型中对应的决定系数以及各个影响系数。

乘坐压力评估模型用于根据录入发泡材料的物性参数计算出对应的乘坐压力值。

评估模块用于判断乘坐压力值是否在建议压力值的区间内。

本实施例还提供一种计算设备，如可以执行程序的智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、机架式服务器、刀片式服务器、塔式服务器或机柜式服务器(包括独立的服务器，或者多个服务器所组成的服务器集群)等。本实施例的计算设备20至少包括但不限于：可通过系统总线相互通信连接的存储器21、处理器22，如图3所示。需要指出的是，图3仅示出了具有组件21-22的计算设备20，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

本实施例中，存储器21(即可读存储介质)包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，存储器21可以是计算设备20的内部存储单元，例如该计算设备20的硬盘或内存。在另一些实施例中，存储器21也可以是计算设备20的外部存储设备，例如该计算设备20上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。当然，存储器21还可以既包括计算设备20的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，存储器21通常用于存储安装于计算设备20的操作系统和各类应用软件，例如实施例一的一种汽车座椅发泡乘坐压力评估装置的程序代码等。此外，存储器21还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。

处理器22在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器22通常用于控制计算设备20的总体操作。本实施例中，处理器22用于运行存储器21中存储的程序代码或者处理数据，例如运行一种汽车座椅发泡乘坐压力评估装置，以实现实施例一的一种汽车座椅发泡乘坐压力评估方法。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App应用商城等等，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现相应功能。本实施例的计算机可读存储介质用于存储一种汽车座椅发泡乘坐压力评估装置，被处理器执行时实现实施例一的一种汽车座椅发泡乘坐压力评估方法。

综上所述，根据示例性实施例，一种汽车座椅发泡乘坐压力评估方法，通过在乘坐压力评估模型导入确定的发泡材料的物性参数，可以在产品开发前期直接计算出座椅发泡乘坐压力值，并预先判断座椅舒适性是否满足要求，可减少座椅舒适性的开发成本和时间周期，此方法在实际的产品开发中具有实际应用的指导意义。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

经过实物验证，所述模型评估的座椅发泡乘坐压力最大偏差率为4.9％，在5％以内。说明乘坐压力评估模型的精度较高，符合座椅发泡的实际生产制造公差范围内。这对在评估和定义座椅舒适性的前期开发时具有较好且符合实际应用的指导意义。

流程图中或在此以其它方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

本技术领域的普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。