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• 2016年 第07卷 第03期
  刊出日期：2016-09-25 上一期    下一期

  基于交通事故数据的汽车安全技术发展趋势分析

  李一兵, 孙岳霆, 徐成亮

  2016, 07(03):  241-253.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2016.03.001

  摘要 ( 480 )   PDF (2781KB) ( 4021 )  

  随着社会经济的发展及汽车技术的进步，国内外交通事故呈现新的宏观特征，包括：弱势道路使用者及“非标准人群”的死亡率较高、存在车身碰撞相容性问题、单车事故致死率高、驾驶员感知缺陷引起的交通事故高发。基于2000 年以来中国、欧洲以及美国的交通事故统计数据的特征分析，阐述了汽车主被动安全技术各子系统的发展趋势。被动安全方面包括：弱势道路使用者的保护、自适应的乘员保护、车身碰撞的相容性与自适应性；主动安全方面包括：车辆动力学管理及智能辅助驾驶。未来汽车安全技术总体的发展方向是：主被动一体化的综合安全技术。

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  汽车安全

  用于微型车的头颈约束系统的设计( 英文)

  杨刚 / David HENDERSON [ 英国]，周青

  2016, 07(03):  254-264.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2016.03.002

  摘要 ( 187 )   PDF (2744KB) ( 581 )  

  微型车在城市通勤中有多种优势，近年来在欧洲、日本和中国的使用不断在增加。另一方面，由于尺寸小，微型车的碰撞保护面临很大的挑战。本文开发了一种适用于普通汽车环境的新型头颈部约束系统，旨在碰撞中实现类似赛车系统对头颈部运动的约束。给出了此头颈部约束系统的设计概念和碰撞保护原理，建立了相应的刚体模型；根据在侧碰过程中该头颈保护系统快速展开到位的要求，进行了能量分析。结果表明：当气囊以约4 倍于前碰气囊的充气速度展开时，驱动支撑于车顶的头颈保护系统，可在15 ms 以内到位。该新型头颈约束系统还需要进一步设计和验证，才能应用。

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  基于改进的模糊FMECA 法的汽车ABS 缺陷风险评估

  陈玉忠, 董红磊, 李晨风, 李辉, 张博

  2016, 07(03):  265-271.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2016.03.003

  摘要 ( 279 )   PDF (2170KB) ( 911 )  

   汽车防抱死系统（ABS）缺陷严重影响汽车的安全性，是汽车召回的原因之一；但是传统的FMECA 法在缺陷故障危害性评估中存在部分模糊性描述难以获得精确结果。该文分析了汽车ABS中电机的缺陷模式及缺陷影响，利用模糊综合评判法对FMECA 进行改进，提出了3 个评价指标：缺陷严酷度、发生度和可探测度，以此制定相应的模糊评价集，形成了改进的模糊FMECA 方法。以某ABS 电机缺陷为例，评估了缺陷风险，对6 种缺陷模式下的危害性等级进行排序。结果表明：由于考虑了3 个评价指标的风险优先数(RPN)，改进的模糊FMECA 法，比传统FMECA 法能更准确地反应缺陷模式的风险。因此，该方法可以评价汽车ABS 电机缺陷及类似的制动缺陷危害，有利
  于提高汽车召回管理效率。

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  汽车安全

  某混合动力汽车侧面碰撞中B 柱可靠性优化设计

  曹立波，刘衡，武和全

  2016, 07(03):  272-278.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2016.03.004

  摘要 ( 174 )   PDF (2340KB) ( 1189 )  

  对某混合动力汽车侧面碰撞B 柱进行可靠性优化设计。设计中，结合试验设计理论、响应面模型、可靠性优化设计，基于产品质量工程，以中国新车评价规程(C-NCAP) 和美国新车评价规程(US-NCAP) 的侧面碰撞试验法规为基础，结合国内外交通事故调查统计数据。选取对汽车侧面碰撞安全性有重要影响的B柱内板、外板和加强板的壁厚和内板、外板材料屈服强度为设计变量。结果表明：在满足碰撞角度在－ 30°~30°和碰撞速度在40~60 km/h 的混合动力汽车B 柱耐撞性和可靠性要求条件下，90%、95%可靠性优化设计分别使得B 柱质量降低了11.86% 和10.34%。

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  基于方向盘转角近似熵与复杂度的驾驶人疲劳状态识别

  李作进，李仁杰，李升波，王文军，成波

  2016, 07(03):  279-284.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2016.03.005

  摘要 ( 218 )   PDF (1989KB) ( 985 )  

  提出了一种基于实车工况下方向盘转角近似熵与复杂度的驾驶人疲劳状态识别方法。利用动态时间序列的非线性特征构造理论，计算短时方向盘转角时间序列的近似熵(ApEn) 与复杂度特征。以此非线性特征为输入，设计了硬阈值多级疲劳判别模型，构建了“二入二出”的疲劳等级映射规则，输出驾驶过程样本的疲劳预判状态。将近邻样本的疲劳预判状态进行比较，实现了驾驶人的三级疲劳状态识别。进行了实车实验。结果表明：本方法对三级疲劳状态识别的平均正确率达到84.6%；因而，本方法具有工程应用价值。

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  基于车尾部特征的对车辆的视觉精确定位

  谭华春, 周洋, 李克强, 钟智宇

  2016, 07(03):  285-290.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2016.03.006

  摘要 ( 194 )   PDF (1412KB) ( 764 )  

  在车辆防碰撞预警系统中，对道路前方车辆的检测定位是很重要的研究内容。为了实现对车辆的精确定位，为后续的车距测量服务，本文使用已有的车辆视觉检测方法（AdaBoost 和聚合通道特征）对车辆进行初步检测，并利用车辆几何尺寸约束滤除误检结果。在车辆的感兴趣区域内利用车尾部特征（车尾部阴影及车后轮）对车辆进行精确定位。相较于没有添加几何约束的粗定位方法，本文提出的精确定位方法在车辆误检率方面降低了2.28%，在车辆定位的误差均值方面降低了44.58%。实验结果表明：该方法能有效的解决传统车辆检测方法对于车辆定位精确度不高的问题。

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  汽车安全

  在ECE R129 实验条件下Q3 和THUMS 3YO 有限元模型的响应差异分析

  韩勇，卢晓萍，谢金萍，王方，黄红武，水野幸治

  2016, 07(03):  291-298.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2016.03.007

  摘要 ( 212 )   PDF (2205KB) ( 514 )  

  研究3 岁儿童乘员模型的差异性对儿童安全约束系统（CRS）防护性能评价的影响，基于ECE R129 法规正面台车碰撞试验方法，采用Q3儿童假人和THUMS 3YO儿童人体有限元模型，建立不同类型的儿童约束系统（CRS）约束的正面碰撞台车试验仿真模型。对比分析了Q3 和THUMS 3YO 有限元模型的运动学响应以及头部、颈部和胸部损伤物理参数。结果表明：在前护板式CRS中，Q3 绕前护板向上翻转运动，THUMS 3YO 整体呈下潜运动。在相同CRS 约束条件下，THUMS 3YO 模型在颈部弯曲角度、胸部压缩量和胸部合成加速度均大于Q3。结果表明：相比于Q3 模型，THUMS 3YO 的颈部与胸部更具有柔韧性，生物逼真度更高。本研究可为儿童假人的发展提供依据。

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  基于B 柱耐撞性评估的零部件级验证方法

  董瑞强，肖锋

  2016, 07(03):  299-304.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2016.03.008

  摘要 ( 189 )  

  零部件级耐撞性验证是进一步缩短整车项目开发周期的有效手段，但由于没有统一规范的技术标准，导致其评估对象和评估工况具有显著的多样性特征。为了寻找一套系统的零部件级验证方法，以整车侧面碰撞车身结构设计为例，根据零部件级模型的多样性，建立了零部件级仿真分析评估矩阵，并提出了B 柱耐撞性评估标准。从同一对象不同工况和同一工况不同对象两个角度，对各种零部件模型进行筛查比对，确定了采用准静态刚性平面挤压工况和侧围或B 柱模型进行零部件级的耐撞性验证。并对三款整车的B 柱结构设计进行了仿真分析。其结果与主观评价结果一致。

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  汽车节能与环保

  一种制动能量回收系统以及基于状态切换的优化控制构架( 英文)

  Samir SACI，张俊智

  2016, 07(03):  305-312.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2016.03.009

  摘要 ( 213 )  

  由于电机转矩有限，通常在制动过程中需要对回馈力矩和液压制动力矩进行协调控制才能满足驾驶员的制动意图。但是现有控制策略通常通过牺牲能量回馈效率以保证制动的安全与舒适性。本文提出了一种基于状态切换方法计算控制指令的制动能量回收控制构架。该系统通过离合器、弹性连接轴和制动器将车辆和电机进行耦合，控制算法受DC-DC 升压器控制的启发，通过变化的PWM信号控制离合器的结合与断开以优化制动舒适性和能量回收效率。在Matlab/Simulink 中建立了仿真模型并通过仿真对所提出算法进行了验证，结果表明：所提出能量回收系统和算法在保证回馈制动力矩平稳输出的前提下优化了能量回收效率。

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  LMO 和 NMC 混合正极动力锂离子电池的衰减机理

  刘宇隆，娄忠良，宋韶灵，吴可，吴宁宁，黄俊，张剑波，LIAW Bor yann

  2016, 07(03):  313-321.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2016.03.010

  摘要 ( 253 )   PDF (2633KB) ( 1081 )  

  实验并分析了石墨负极与LMO (LiMn2O4) 和 NMC (LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2) 构成的混合正极体系全电池的衰减规律和机理。借助内置锂金属参比电极，通过测量在不同循环次数下全电池以及正负极的充放电曲线、直流内阻和交流阻抗谱，区分了正负极各自对全电池衰减的贡献。结果表明：1) 混合正极中，NMC 组分受可逆锂减少和石墨负极极化增大的共同影响，容量发挥受到限制，造成在循环后期混合正极的放电容量发挥逐渐变为由单一组分LMO 单独贡献；2) 循环过程中，全电池容量衰
  减、阻抗增大，并且相比于正极，负极阻抗增大是全电池阻抗增大的主要原因。该结果可为改善石墨/混合正极体系的电池循环性能提供依据。

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  电控液压可变气门控制系统的能量回收系统( 英文)

  张健，黄岩军，黄超，Amir KHAJEPOUR

  2016, 07(03):  322-329.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2016.03.011

  摘要 ( 219 )   PDF (2697KB) ( 563 )  

  电控液压可变气门控制(VVA) 系统能够确保气门正时与升程可变，但是系统却消耗大量能量。为了提升它的节能性，本论文提出了一种带有能量回收系统(ERS) 的VVA 系统。该系统利用一个蓄能器来储存液压缸卸油浪费的能量，蓄能器积累的油压能确保更低主泵能耗。通过在GT-power模型中优化气门正时与升程，来确保带有VVA 系统的发动机的燃油消耗率 (BSFC) 达到最低。结果表明：增加能量回收系统，使气门正时和升程柔性可调，并减少VVA 的能量消耗，发动机动力性提升7%~11%，燃油经济性提升6%~9%。

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  聚甲氧基二甲醚对发动机超细颗粒排放特性影响的试验研究

  张武高，魏小栋，林达，朱益佳

  2016, 07(03):  330-336.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2016.03.012

  摘要 ( 140 )   PDF (2351KB) ( 799 )  

  为降低压燃式发动机颗粒排放，在一台压燃式发动机台架上，分别使用柴油、聚甲氧基二甲醚(PODE)、柴油/PODE 混合物作为燃料，利用扫描电迁移率颗粒物粒径谱仪(SMPS) 测量分析了发动机颗粒排放物粒径分布及数量浓度。结果表明：典型工况下，纯PODE 发动机颗粒排放物粒径小，集中在10~30 nm 的小粒径区域，而原柴油机则分布在10~200 nm更大粒径的区域；柴油中掺混适当比例PODE 可大幅降低发动机颗粒排放总数和颗粒物体积；相同发动机转速下随负荷增加，混合燃料发动机排气颗粒的比排放浓度降低；速度特性下，随发动机转速增加，混合燃料发动机排气颗粒比排放浓度增加。

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