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  • 2017年 第08卷 第02期 刊出日期:2017-06-25 上一期    下一期
    综述与展望
    机动车实际行驶排放测试系统研究现状
    葛蕴珊,丁焰,尹航
    2017, 08(02):  111-121.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.02.001
    摘要 ( 209 )   PDF (2186KB) ( 1454 )  

    :实际道路排放是未来汽车排放研究领域内的热点。车辆实际道路行驶污染物排放与实验室型式认证存在较大差别,美国、欧盟以及中国政府都建立了车辆实际道路排放测试法规。该文总结了便携式排放测试系统(PEMS)的种类及应用情况;介绍了轻型车实际行驶排放(RDE)的 CO2 窗口法和功率等级分组法、重型车的功基窗口法和 NTE (not-to-exceed) 法;整理了目前关于轻型车和重型车实际道路排放的研究现状。从而,笔者建议:中国政府要制定适合我国道路交通特点的实际道路排放测试法规。

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    汽车安全
    四合一汽车辅助驾驶系统控制决策的开发与实车测试
    曹立波,刘忠臣,吴俊,姚远,冯谢星
    2017, 08(02):  122-127.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.02.002
    摘要 ( 126 )   PDF (1305KB) ( 487 )  

    开发了一种占位小、误报少、“四合一”集成的汽车安全辅助驾驶控制系统。该控制系统包括:车道偏离警示系统、前方碰撞预警系统、盲点监测系统以及主动预紧式安全带等 4 种典型辅助驾驶系统。控制决策系统利用控制器局域网通讯协议,基于即碰时间(TTC) 信号,确定控制指令优先级;借助改进的安全带,执行危急提醒和分级预紧功能。在不同气象和照明的条件下,进行了高速公路的实车测试。结果表明:该四合一集成控制系统,能够解决同时报警以及频繁报警问题,可提醒和约束驾驶员,减少驾驶员的误判,从而可降低驾乘人员的损伤风险。

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    基于 SAE J2114 翻滚试验的 THUMS 人体模型损伤研究
    胡远志,何恩泽
    2017, 08(02):  128-135.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.02.003
    摘要 ( 145 )   PDF (1864KB) ( 616 )  

    研究了台车翻滚试验中驾驶员侧人体动态响应,再现无约束状态下人体头部、颈部真实损伤情况。基于 THUMS 人体模型进行人体损伤模拟,运用 LS-DYNA 有限元仿真方法,在 Ford Explorer 有限元模型的基础上建立整车翻滚模型,将仿真结果与碰撞测试数据库中 SAE J2114 某台车翻滚试验结果进行对比。结果表明:前 1.1 s 内,驾驶员颅骨和颈椎骨折风险较小,但是颅脑有损伤的可能性。因此,该模型能反映实际翻滚事故中的乘员损伤趋势和车辆碰撞特性。而且利用 THUMS人体模型能模拟乘员的运动响应,可直观地描述人体的受伤部位,但是 Hybrid Ⅲ 50% 男性假人颈部不能如实反映人体在翻滚中动态响应。

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    基于 PreScan 的 AEB 系统纵向避撞算法及仿真验证
    胡远志,吕章洁
    2017, 08(02):  136-142.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.02.004
    摘要 ( 412 )   PDF (1453KB) ( 1207 )  

    采用自动紧急制动 (AEB)可以辅助驾驶员避免纵向碰撞。该文对比了5 种AEB 算法对避免纵向碰撞仿真验证制动效果。以自动制动结束时的己车与前车的距离来判断制动效果的 4 种安全距离 (AS) 算法是:Mazda、Honda、Berkeley、SeungwukMoon ;另一种是以即碰时间 (TTC) 为判断制动效果的 TTC 算法。在 Simulink 中运行的汽车主动安全的仿真平台PreScan上进行仿真验证。结果表明:在不干扰扰驾驶员正常驾驶前提下,这 5 种算法中,以即碰时间的 TTC 算法的纵向避撞性能最优。

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    固化程度相关的车身减震胶力学特性测试与表征
    夏勇,郭赛,邱荣英,姚力,王得天
    2017, 08(02):  143-148.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.02.005
    摘要 ( 106 )   PDF (1588KB) ( 444 )  

    为解决汽车车身减震胶粘接结构在烘烤固化后出现的局部凹陷的变形问题,通过简单样件试验及实车检测,结合材料行为测试分析结果,探究粘接结构烘烤变形的产生机理。通过胶黏剂材料性能的测试分析及一系列力学热学试验,获得了车身常用减震胶粘剂的固化特性、膨胀特性及粘弹特性,并对膨胀特性和粘弹性的固化程度相关性进行了表征研究。结果表明:与温度相关的胶模量和膨胀特性是局部凹陷产生的主要因素。该研究结果对汽车制造中的材料选择及结构设计具有指导意义。

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    基于高速公路的半自动驾驶辅助系统的开发与应用
    边宁,赵保华,赖锋,刘继峰,陈迹,周剑光
    2017, 08(02):  149-156.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.02.006
    摘要 ( 185 )   PDF (1809KB) ( 1180 )  

    为了对东风风神AX7 集成主动安全系统的量产进行有效的探索和技术积累,在此系统开发平台的基础上,开发了在纵向动力学控制上的高级驾驶辅助系统 (ADAS),包括全速自适应巡航系统(FS ACC)、自动紧急制动辅助系统(AEB)和前向碰撞预警系统(FCW);通过扩展电动助力转向系统实现主动转向功能,开发了车道中线保持系统(LC)、车道保持辅助系统(LKA)和车道偏离预警系统 (LDW)。实现带有转向干预的全速域高速公路半自动驾驶系统。对车辆行驶采取了综合控制,初步实现集成主动动力调节、主动制动和主动转向的集成底盘控制;所有的零部件、总成和系统都已经实现量产,基于城市高架及高速公路也进行了实车测试。结果表明:该系统方案能解决低成本车辆实现高速公路半自动驾驶的技术难题,且具有良好的可行性。

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    高应变率下高强钢的塑性力学行为及本构模型
    赖兴华,尹斌
    2017, 08(02):  157-163.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.02.007
    摘要 ( 212 )   PDF (2001KB) ( 2008 )  

    针对高强汽车板具有的应变率效应,研究了应变率相关模型的适用性。基于液压伺服高速拉伸试验机,对低合金高强度冷轧钢 HC340LA 进行了中高应变率(0.1~500 s -1 )拉伸试验。使用动态显示非线性有限元 LS-DYNA 软件进行了高强钢动态拉伸模拟,对比分析了Johnson-Cook, CowperSymonds 等本构模型对高强钢应变率效应和塑性硬化行为的表征结果。研究表明:与Johnson-Cook, Cowper-Symonds 等本构模型相比,使用 Swift-Hockett-Sherby 加权硬化本构能更准确描述高强钢的塑性流动力学行为,使用应变率内插法可以更准确模拟高强钢的应变率效应。

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    基于 DSRC 的车辆防追尾预警算法
    陈涛,方威,安林芳
    2017, 08(02):  164-169.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.02.008
    摘要 ( 164 )   PDF (1469KB) ( 312 )  

    为弥补传统防追尾预警算法在兼顾虚警率与及时性方面的不足,提出一种新的基于前方车辆的防追尾预警算法。利用专用短程通信技术(DSRC)实现车车之间的信息交互;通过安全车距预警模型计算临界安全车距,自车车载单元(OBU)利用自适应广播算法将安全情况信息发送给前车 OBU ;通过运用移动节点轨迹的生成工具(VanetMobiSim)和面向对象的网络仿真器 -2(NS2)进行联合仿真分析,以及主动安全系统开发工具 PreScan 与 Matlab/Simulink 进行联合仿真分析。结果表明:自适应广播算法的可行性和有效性得到验证;预警算法较好地解决了传统预警算法在虚警率和报警及时性方面的矛盾,这对发展与完善汽车防追尾预警系统具有重要意义。

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    基于集成式线控液压制动系统的车辆稳定性控制
    何祥坤,杨恺明,季学武﹡
    2017, 08(02):  170-177.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.02.009
    摘要 ( 166 )   PDF (1768KB) ( 653 )  

    为提高汽车在极限工况下的行驶稳定性,提出了一种基于集成式线控液压制动 (IEHB) 系统的车辆动力学稳定性控制策略。在多学科领域复杂系统建模仿真平台(AMESim)中建立了IEHB 执行机构、15自由度非线性车辆动力学物理仿真模型;采用分层控制构架,运用线性比例控制与非线性补偿控制设计了横摆力矩控制层,设计了制动力矩分配层和执行层以保证被控车辆对参考模型层输出的跟踪品质。结果表明:相比于基于传统车身电子稳定性控制系统(ESC)的动力稳定性控制系统,横摆角速度峰值跟踪误差减少13.6 %,收敛时间缩短 1.3 s,侧倾角、侧偏角、侧向加速度等也均有明显改善,车辆行驶稳定性显著提高。因而,本控制方法能确保车辆在极限工况下快速、准确地跟踪参考模型输出。

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    汽车节能与环保
    基于安时法的锂离子电池 SOC 估计实时校正方法
    刘雄飞,崔彬,刘俊杰,林勇
    2017, 08(02):  178-182.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.02.010
    摘要 ( 179 )   PDF (1597KB) ( 1341 )  

    为减少工业常用荷电状态 (SOC) 估计方法——安时法的累积误差,提出一种实时校正的锂离子电池 SOC 估计方法。在 0~60 ℃,放电倍率1 C、2 C、3 C 和 0.33 C 下,进行锂离子电池放电实验,测量了电压、电流、温度,建立了锂离子电池放电数据库。从该库获取上述放电温度、放电倍率范围,SOC 值为 20%、80% 时的开路电压,以此两点引入一条关于电压与SOC 的直线。以该直线上某点电压所对应 SOC 作为修正项,并引入修正因子 α,来校正安时法所得剩余电量 SOC 估计值。与实验值对比,该 SOC 估计结果的误差小于 4%,符合工业需求。

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    中国免税新能源汽车目录中纯电动乘用车性能指标分析
    李兴虎,赵耀炜,石谦,高润泽,周炜
    2017, 08(02):  183-189.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.02.011
    摘要 ( 136 )   PDF (1545KB) ( 496 )  

    为了评估技术水平,确定新设计车型关键技术参数以及制定相关政策,统计了中国政府 2014—2016 年发布的 9 批 275 个纯电动乘用车车型的主要性能指标,分析了这些指标的平均、最大和最小值,以及不同整备质量 m 的车型数量分布。参数范围是:100 km 能耗为 7.60~34.84 kWh,蓄电池组比能量为50.5~199.4 Wh/kg,蓄电池组总质量占车辆整备质量的占比 λ为 9.95%~31.65%,质量里程能耗为 78.05~225.90 Wh/(km·t)。其中,λ 的均值高达 21.43%,远高于传统汽车发动机占整备质量的占比;整备质量 m 小于1 t 的纯电动乘用车能耗高于政府要求;用100 km 能耗和质量里程能耗来评价不同 m 的纯电动乘用车,所得到的结论可能相反。因此,在制定纯电动乘用车能耗限值时,采用基于整备质量的分段限法。

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    轻型车颗粒物质量排放和颗粒物数量排放的转鼓试验
    张凡,杨正军,钟祥麟
    2017, 08(02):  190-197.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.02.012
    摘要 ( 122 )   PDF (2174KB) ( 508 )  

    为了定量评价国产轻型车的颗粒物排放,测量了55 辆中国内地轻型车的单位行驶里程颗粒物质量 (PM) 排放和颗粒物数量 (PN) 排放。使用激光凝聚颗粒物计数和滤纸采样称重方法,对于轻型柴油车、缸内直喷 (GDI) 汽油车和多点电喷 (MPI) 汽油车,在转鼓试验台上进行循环工况试验。结果表明:汽油车的颗粒物排放水平明显低于国 4 柴油车,汽油车的 PM 和 PN 排放平均值分别约为国 4 柴油车平均值的 6% 和 5%。MPI 汽油车的 PN 排放值低于 GDI 汽油车约1 个数量级。“全球统一轻型汽车测试循环 (WLTC)”的高车速、长加速的工况条件,会加剧 MPI 和柴油车的颗粒物数量排放。 GDI汽油车在冷机阶段的PN排放峰持续时间长,在后续的加速动态工况条件时会出现明显的峰值排放。

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    三元锂电池荷电状态估计的传感器误差影响
    郑岳久,许霜霜,张振东
    2017, 08(02):  198-204.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.02.013
    摘要 ( 163 )   PDF (1955KB) ( 736 )  

    锂电池荷电状态(SOC)的准确估计是电池管理系统的关键技术,为了解析传感器误差对SOC 估计精度的影响,以二阶RC 等效电路模型为基础,运用遗传算法进行参数辨识,采用扩展Kalman 滤波算法进行SOC 估计,分析电压、电流传感器存在的漂移和白噪声对SOC 估计的影响。结果表明:电压、电流传感器的漂移与SOC 估计误差的均值近似呈线性关系,电压、电流传感器存在的白噪声对SOC 估计误差的均值无影响;对于实验中的三元锂离子电池,若使SOC 估计精度在5 %以内,电压的偏差值应控制在10 mV 以内、电流偏差值应在1/30 C 以内。

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    基于序列Kriging 模型的汽车车身轻量化可靠性优化设计
    李方义,文忠武,刘杰,荣见华,李凤玲
    2017, 08(02):  205-212.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.02.014
    摘要 ( 178 )   PDF (1781KB) ( 529 )  

    为减少汽车车身轻量化可靠性优化设计的计算量并提高优化设计的精度,提出一种序列Kriging 可靠性优化设计方法。以整车质量作为优化目标,选取整车耐撞性指标作为可靠性约束,建立可靠性优化设计模型。采用Latin 超立方试验设计生成汽车正面碰撞有限元仿真模型的样本数据进行计算,根据有限元仿真结果构建目标和约束函数的Kriging 近似模型;采用序列优化与可靠性评定方法(SORA) 将该嵌套优化问题解耦为单层次优化问题;优化每一迭代步,基于Kriging 模型采用功能度量法评定概率约束。 结果表明:所提方法满足工程设计所需的效率和精度要求, 满足了整车安全性、轻量化和可靠性设计要求,整车质量减少约1.4%。

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