本期目录

• 2010年 第1卷 第1期
  刊出日期：2010-03-19    下一期

  加快中国汽车安全发展的建议

  Albert I. KING

  2010, 1(1):  1-5.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.01.001

  摘要 ( 2849 )   PDF (1498KB) ( 1919 )  

  为了加快中国汽车安全技术的发展，中国的汽车工程师在进行安全设计时应该打破常规设计思路，采用大胆而创新的技术路线。当前欧美设计师为达到汽车安全标准所采用的手段是完全依赖于碰撞假人(比如混三假人)，这不可避免地会需要较长的汽车安全性设计周期。如果以真实人体的计算机模型代替假人模型，并且使用基于人体模型的计算仿真来进行所有的汽车碰撞安全性设计，那么汽车安全设计的进程将会大大加快，设计周期也将显著缩短，并且依此而设计的车辆也将更加安全。最终仍可以采用基于碰撞假人的实车碰撞试验来考察是否达到碰撞安全标准。

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  2020年及其以后高效低排放先进汽车技术的发展

  Yasuhiro DAISHO

  2010, 1(1):  6-13.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.01.002

  摘要 ( 2190 )   PDF (1801KB) ( 2950 )  

          日本、美国和欧洲将于2010年到2016年对汽油车和柴油车实施极为严格的排放法规。为了满足这些排放法规，汽车制造商不得不优化相关的燃烧、后处理和燃料等技术，从而开发超低排放发动机系统。使用这些最新技术的汽车预计可以在未来20年内维持它们占据的市场份额。而2020年之后，提高燃油经济性和使用可再生能源如电能、生物能来减少交通运输领域对石油的依赖会得到更多的关注，这也会一定程度减轻全球变暖。混合动力汽车是一个很有前途的有效改善燃油效率的替代方案，其次是电动车。低成本的永磁铁电动机、锂离子电池以及电气、电子装置是这些车辆的核心。对于所有类别的车辆，使用先进的轻量化材料也将是一个更为重要的提高能量效率的方法。这些材料包括高可拉伸的钢材、塑料和轻金属。尽管燃料电池汽车有很多优点，也值得做基础的研究工作，但是燃料电池汽车技术在实用化之前必须克服许多困难的和不确定的因素。从全球环境的角度考虑，在已经机动化和正在机动化的国家中，这些先进的、环境友好的发动机技术应该得到恰当的共享。

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  基于先进控制技术的车辆主动安全领域研究展望

  永井正夫

  2010, 1(1):  14-22.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.01.003

  摘要 ( 2285 )   PDF (2797KB) ( 2698 )  

       基于传感和控制技术，研究了提高车辆主动安全性的技术和方法。介绍了日本交通事故的统计数据，阐述了用于事故、事件调查分析的驾驶记录仪的发展。基于车辆动态数据，提出了驾驶记录仪捕捉未遂事件所用的算法。回顾了提高车辆动力学性能和驾驶辅助功能的微型电动车车辆动力学控制问题。介绍了基于轮毂电机的直接横摆力矩控制和主动前轮转向控制算法。介绍了适应驾驶员特性和交通情况的先进驾驶辅助系统。介绍了根据不同驾驶习惯和周围环境自动调整辅助策略的自适应系统，以及一些利用主动交互车辆和模拟驾驶仪进行的实验研究。提出了有关未来车辆控制技术的一些新观点和新挑战。

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  车辆碰撞中乘员各部位动态响应及能量关系

  张金换, 李志刚, 许述财

  2010, 1(1):  23-29.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.01.004

  摘要 ( 1950 )   PDF (2228KB) ( 1757 )  

          为了说明汽车碰撞中乘员能量分配关系，参考国际常用法规和新评价规程(NCAP)对假人伤害指标的评估提出了一种新的假人各部位划分方式并进行了能量关系和假人响应的相关推导。在此基础之上，以某一经过试验验证的计算机碰撞模型从时域和位移域两个角度对各部位ride-down能量和约束系统能量进行了定量计算和分析，比较了假人身体4部位的动态响应在峰值和时序上的差别和各部位能量、能量密度、ride-down效率的对比关系。最后对以胸部加速度替代整个假人加速度的传统方法和本文的划分方法进行了对比和误差分析，计算结果表明传统方法的能量相比本文的方法存在近10%的误差，并且不能够较好评估整体能量变化趋势尤其是峰值之后的能量变化。研究结果对于深入理解人体各部位能量分配关系、响应以及约束系统的正确设计具有指导意义。

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  基于伺服环动力学的自适应巡航控制系统串行稳定性研究

  周晶, 彭晖

  2010, 1(1):  30-39.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.01.005

  摘要 ( 1812 )   PDF (2017KB) ( 2289 )  

  串行稳定性是在智能交通系统中车辆队列平稳行驶所必需强调的一个基本问题。该文提出并分析了6种自适应巡航控制(ACC)算法的串行稳定性条件。ACC控制系统经过简化，由一个主环控制算法和一个近似为一阶滞后的伺服环组成。验证了6个复杂递增的主环控制律，这些控制律设计为确保希望的车辆间恒定车头时距。车距误差传函的无穷范数是用于评价串行稳定性的度量指标。研究发现串行稳定性通常影响主环反馈增益和/或伺服环时间常数产生的不等约束，这些约束的严格程度依赖于所得到的所馈信息以及反馈控制的特性。

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  混合动力客车智能防抱死刹车控制

  陈自强, 杨林

  2010, 1(1):  40-48.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.01.006

  摘要 ( 2064 )   PDF (1828KB) ( 2663 )  

  基于模糊神经控制(NFC)理论，提出了一种混合动力客车的智能防抱死刹车控制方法。通过模糊神经控制器，有效而合理地分配了集成起动电机（ISG）和刹车片之间的刹车扭矩。实验表明：刹车性能和制动回馈效果均得到改善，有利于混合动力客车的安全与节能。

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  微型电动汽车正面碰撞结构耐撞性设计

  王大志, 于成祥

  2010, 1(1):  49-52.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.01.007

  摘要 ( 1900 )   PDF (1887KB) ( 2689 )  

  结合上海汽车集团股份有限公司自主品牌一款微型电动汽车项目，讨论了电动轿车在质量分布和舱室布置方面与常规内燃机轿车的差异，有针对性地设计规划了具有集中大质量块的电动轿车的碰撞载荷路径和正面碰撞变形区域，通过大量的模拟计算，完成车辆正面结构的详细设计，计算结果表明：该设计达到了良好正面碰撞结构耐撞性能。针对电动车特殊质量分布和布置的结构耐撞性的该设计方法，能够应用于此类微型车结构耐撞性开发。

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  压缩天然气汽车碰撞试验及安全评价

  孙振东, 张振鼎, 朱海涛

  2010, 1(1):  53-58.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.01.008

  摘要 ( 1701 )   PDF (2425KB) ( 2078 )  

   碰撞安全是各种汽车在开发和生产过程中首先要面对的现实问题。由于压缩天然气（CNG）汽车存在高压管路和高压储气系统的结构特点，CNG汽车除了应满足传统汽车的碰撞安全要求外，还应满足相应的高压气体系统的安全要求；而在中国对于CNG汽车的碰撞尚无要求，在这方面的研究处于空白阶段。该文针对CNG汽车的结构特点和特性，研究和分析了国内外有关CNG汽车的碰撞安全法规及试验方法，探讨了国内CNG汽车碰撞安全的评价方法。分析了某车型的3种碰撞形态的4次碰撞试验结果，揭示CNG汽车在碰撞安全方面所存在的问题，提出了应采取的改进措施。该研究结果对于提高中国CNG汽车的碰撞安全性和制定中国的CNG汽车碰撞安全标准具有指导意义。

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  基于滑模的直接转矩控制车用驱动电机的研究

  傅洪, 陈全世, 田光宇

  2010, 1(1):  59-66.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.01.009

  摘要 ( 2263 )   PDF (2169KB) ( 1799 )  

  本文针对以电驱动为主的混合动力汽车及电动汽车，采用了电机—变速器一体化的驱动系统，该系统具有整体效率高、成本低、结构简单等特点。同时，为了满足车辆行驶及换挡过程中的性能要求，电机控制采用了空间矢量调制的直接转矩控制（DTC-SVM）方法，具有响应快且脉动小等特点。另外，考虑到在复杂的车辆运行环境下，电机的控制性能可能受到影响，滑模控制也被引入到系统，并从理论上证明了系统的稳定性和鲁棒性。最后在此基础上建立了系统的仿真模型，仿真结果也进一步证明了控制方案的有效性。

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  磺化酞菁铁的制备及其在镍氢动力电池中的应用

  王芳, 吴锋, 陈实

  2010, 1(1):  67-73.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.01.010

  摘要 ( 1723 )   PDF (2196KB) ( 2202 )  

   针对Ni-MH电池充电过程中氧的产生和不恰当的消除方式带来的内压升高和热量聚积使电池总体性能衰减很快的问题，合成了电化学催化剂磺化酞菁铁并将其添加到合金粉中做成电池。磺化酞菁铁的加入能够活化电池充放电过程中产生的气体，加速气体的消除，从而使内压升高速度显著降低，较为显著地提高镍氢动力电池的整体性能。使用Dmol3软件对磺化酞菁铁活化气体过程进行模拟分析，模拟结果验证了催化剂的催化作用，并给出催化机理的合理解释。

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  压缩比及燃料十六烷值对超高EGR低温燃烧的影响

  李铁, 铃木胜, 小川英之

  2010, 1(1):  74-82.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.01.011

  摘要 ( 2196 )   PDF (2387KB) ( 1551 )  

  低温燃烧是目前大幅度降低柴油机排放的热点研究之一。该文试验研究了燃料十六烷值及压缩比对大量废气再循环（EGR）条件下无烟低温柴油机燃烧特性的影响。通过调整EGR率控制进气氧浓度实现超低氮氧化物(NOx)排放的同时，采用低压缩比及低十六烷值的组合可以确保燃料与空气充分混合，以实现上死点附近着火和无烟超低NOx燃烧。然而，进气氧浓度较高时，碳氢化合物(THC)及一氧化碳(CO)浓度较低而最大压升率较高；降低进气氧浓度有利于抑制最大压升率，但是存在失火的问题。比较而言，在较高氧浓度条件下，通过延迟喷油时刻优化燃烧相位可以在降低最大压升率的同时实现更低的THC及CO排放、以及更高的燃烧效率。最后，通过应用较低十六烷值及较低压缩比的组合并优化喷油时刻及EGR率，对扩展无烟超低(NOx)高效柴油机燃烧的可能运行范围进行了探讨。
  关键词：柴油机；低温燃烧；废气再循环(EGR)；排气污染；十六烷值；压缩比

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  车用发动机燃用生物柴油的颗粒数量排放

  谭丕强, 胡志远, 楼狄明

  2010, 1(1):  83-88.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.01.012

  摘要 ( 2238 )   PDF (1785KB) ( 2107 )  

   研究了车用电控共轨柴油机燃用生物柴油燃料的排放特性，重点探讨了排气颗粒数量的尺寸分布及浓度特性。所用4种燃料分别为纯柴油、纯生物柴油、生物柴油掺混体积配比分别为10%和20%的B10、B20混合燃料。结果表明：与柴油相比，使用B10和B20燃料的气态排放变化较小，纯生物柴油的HC和NOx排放有明显变化。柴油机排气颗粒数量的尺寸分布呈现单峰或双峰对数分布。生物柴油降低了聚集态颗粒的数量浓度，同时增加了核态颗粒的数量浓度。随着生物柴油配比的增加，发动机排气颗粒总数量浓度大都呈持续上升趋势，在高负荷下更为明显。但在低负荷燃用低配比生物柴油燃料时，聚集态颗粒数量的影响变大。

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