基于匝道合流数据的自动驾驶汽车安全性测试评价方法

针对自动驾驶汽车测试场景不明确、评价模型主观性强等问题,研究了高速匝道汇入场景下的典型测试场景提取方法和自动驾驶汽车匝道汇入安全性客观评价方法。深入分析了匝道汇入功能场景下的逻辑场景要素,对自然驾驶数据中的自车速度、车间距离、前车车速等逻辑场景要素进行聚类,得到两类典型的匝道汇入测试场景用于自动驾驶汽车的仿真测试。构建多层次自动驾驶汽车评价体系,引入基于自然驾驶数据的核密度估计模型来获取指标最优阈值,建立以最优阈值为参考序列、以层次分析法(AHP)和客观赋权法(CRITIC)为权重输入的灰色关联理评价模型,对自动驾驶汽车在汇入过程中的安全性进行客观评价。评价结果表明:基于核密度估计的灰色关联理论模型评价结果与主观模糊综合分析模型的评价结果相似率达98.01%,验证了客观模型的有效性。

线控主动四轮转向汽车控制策略研究

目的针对线控四轮转向汽车横向稳定性不足及控制鲁棒性差等问题,提出一种主动转向反馈控制策略。方法使用Simulink搭建线控转向系统转向执行机构动力学模型,将MATLAB/Simulink与Carsim联合仿真,建立线控四轮转向整车模型;基于二自由度模型分析横摆角速度和质心侧偏角对汽车稳定性的影响,推导理想的横摆角速度和质心侧偏角;以横摆角速度增益恒定为依据设计理想传动比,得到期望前轮转角,以横摆角速度误差为控制量设计模糊控制器得到附加前轮转角对期望转角实时修正,实现前轮主动转向;针对横摆角速度和质心侧偏角与理想值之间的误差,加权得到稳定性控制目标;设计自适应积分滑模反馈控制策略输出后轮转角,对理想值进行跟踪,实现后轮主动转向。结果仿真实验结果表明:所搭建的线控转向系统能够准确反映汽车动力学特性。相比无控制的机械前轮转向汽车与横摆反馈控制的四轮转向汽车,线控主动四轮转向汽车在双移线工况下将质心侧偏角控制在0值附近波动,横摆角速度跟踪误差控制在1.149 deg/s以内;在角阶跃工况下将质心侧偏角稳态值控制在0.065 deg,横摆角速度稳态值误差为0.074 deg/s。结论线控主动四轮转向控制策略在双移线和角阶跃工况下控制效果显著,鲁棒性能好,能有效提高汽车的操纵稳定性和主动安全性。

考虑制造误差和油膜作用力的齿轮敲击动力学分析

为准确评估变速器空套齿轮受角加速度激励的敲击表现,采用集中参数法建立了模拟变速器敲击台架试验的10自由度扭转动力学模型;在包含时变啮合刚度、间隙非线性和拖曳力矩的基础上,进一步考虑齿轮制造误差和润滑油膜作用力。敲击台架试验结果表明包含楔入和挤压效应的润滑油膜作用力模型能正确反映变速器的敲击响应;数值分析结果表明润滑油膜可以减少制造误差位移激励和时变啮合刚度参数激励产生的齿面敲击,敲击强度随制造误差幅值的增加呈凹函数变化,当制造误差的幅值增加到某一数值时,齿轮副在无角加速度激励时亦产生敲击现象。润滑油温度对敲击的影响与角加速度激励有关:无角加速度激励时,低温时较低幅值的齿轮低频圆周误差通过改变油膜作用力方向产生敲击;油膜作用力产生的敲击响应频率比齿面接触的敲击响应频率更低;当存在角加速度激励时,敲击强度随温度的升高呈凸函数增加。

匝道合流交通场景下自动驾驶汽车安全性测试评价方法

针对高速匝道交通场景提出了一种基于自然驾驶数据的自动驾驶汽车安全性评价方法。通过分析合流区冲突特征,建立碰撞时间(Time to Collision,TTC)模型、后侵占时间(Post Encroachment Time,PET)模型、最小安全换道距离(Minimum Safe Spacing,MSS)交通冲突指标计算模型来确定安全性评价指标,利用模糊聚类自然驾驶指标数据确定指标阈值范围,搭建自动驾驶汽车仿真测试试验,应用层间相关性的重要性准则权重分配方法和灰色关联评分模型,计算得到不同控制算法下自动驾驶汽车安全性的综合评价得分。结果表明,被试车辆驾驶行为与理想驾驶行为在各安全性指标的关联度分布明显,计算总体关联度,得分可以直观说明不同自动驾驶系统的综合安全性能。

混合动力汽车功率分流传动系统扭转振动及其影响因素研究

针对某款混合动力汽车,综合考虑发动机、电机、复合行星齿轮机构、离合器、减速器、差速器和半轴等部件,采用集中质量法建立功率分流传动系统动力学模型。在此基础上,分析不同运行工况下传动系统固有频率和振型,分别研究电机和发动机激振频率与传动系统固有频率之间的关系,仿真分析扭转减振器刚度对传动系统固有频率的影响规律,通过改变扭转减振器刚度从而使得传动系统共振转速远离发动机常用工作区。

双模功率分流式混合动力汽车传动系统设计

针对双模功率分流式混合动力汽车传动系统的构型,首先,对比分析了单、双模式混合动力系统结构特征及应用范围;然后,结合复合分配式特点,选定3种复合分配式四结点杆模型,通过逆向拆分得到所有可行的复合分配式构型,并根据杆长度和特征参数约束条件,确定构型方案;最后,在此基础上,参考某款车型参数,通过分析输入分配模式、模式切换点和机械点特性确定第3排行星排和离合器位置及结构参数,设计出传动系统构型,为研究双模功率分流式混合动力汽车传动系统提供理论依据。

功率分流式混合动力汽车整车参数匹配与优化研究

针对功率分流式混合动力汽车,首先根据整车设计参数及动力性能目标要求,分别对电机、动力电池组、发动机、主减速器和行星排等传动系统部件进行参数匹配,并运用AVL-Cruise软件建立目标车辆整车模型;其次在满足动力性能目标的前提下,运用AVL-Cruise和Isight软件搭建联合仿真模型,分别采用粒子群优化算法和多岛遗传算法,将行星排特征参数和主减速器传动比作为优化参数,百公里油耗和电耗加权之和作为优化目标进行优化研究,并对比分析2种优化算法的计算结果来获得兼顾动力性能和经济性的最优结构参数,为研究功率分流式混合动力汽车传动系统提供理论依据。

智能汽车ADAS电磁抗扰度测试方法研究

为验证车辆高级驾驶辅助系统(ADAS)功能在复杂电磁环境下的可靠性,并考虑到目前缺乏符合ISO11451-2的测试方法,文章提出了一种基于整车在环的ADAS电磁辐射抗扰度的测试平台和测试方法。针对车辆ADAS功能的电磁辐射抗扰度测试开发了测试平台,并基于小孔成像原理和雷达模拟器完成对摄像头、雷达传感器的校准以及传感器场景融合的验证,实现了车辆的车道偏离警告(LDW)、包含多目标的自适应巡航控制(ACC)以及盲区监测(BSD)等工况在半电波暗室内的成功激活。最后对ACC功能进行电磁辐射抗扰实验,当场强至98 V/m时,车辆ACC功能退出。结果表明,所提出的测试方法和测试平台对ADAS的电磁辐射抗扰度测试是可行和有效的。

电动汽车热管理系统冷却方式优化研究

为保证纯电动汽车在夏季高温情况下,热管理系统可以在合适的温度范围内高效稳定工作,文章针对某款新能源纯电动汽车进行了不同的冷却方式研究。在实时道路工况的基础上,采集实时数据,包括环境温度、车速、电池与电机的温度等,通过一维模型进行仿真分析并通过实验验证。仿真结果表明,空调出风口、电池与电机三个位置最大误差分别为5.1%、3.5%与4.6%。之后对冷却方式进行了优化对比分析,结果发现,主动式冷却方式较被动式冷却方式可以将电池、电机与电控温度的冷却提升至少10%以上,对热管理系统的实际研发工作具有参考价值。

DCT关键零部件道路模拟加速可靠性试验方法的研究

本文中结合加速试验技术和道路模拟试验技术,提出了基于时频域损伤等效和远程参数控制的双离合器自动变速器(DCT)关键零部件道路模拟加速可靠性试验方法。首先通过在襄樊汽车试验场采集DCT实际行驶道路载荷谱,基于局部应力应变法和Miner疲劳损伤累积理论分析了载荷谱的疲劳损伤。接着进一步分析了实测载荷谱的时域损伤和频域损伤特性,提出了在时域损伤和频域损伤等效基础上基于定量损伤的疲劳损伤编辑及评估方法,并对实测载荷谱进行了编辑和浓缩。最后,基于远程参数控制理论,在研制的3自由度道路模拟试验台上对浓缩和加速后的载荷谱进行了模拟迭代,对DCT关键零部件进行了道路模拟加速可靠性试验。结果表明,所提出的载荷谱编辑方法不仅保留了载荷的时域损伤特性,同时也保留了载荷谱的频域损伤特性,采用编辑后的载荷谱进行道路模拟试验,在大大缩短时间的同时能够对DCT的关键零部件疲劳可靠性进行准确的考核。

基于过程模拟技术和先进统计学方法的多参数发动机性能优化（英文）

现代发动机在进行优化时参数较多,而且每个参数是多级别的,因此参数优化的工作量非常大,即使只在计算机上仿真优化也是如此.为了提高概念设计阶段的参数优化效率和精度,本文基于过程仿真模拟技术和先进的统计学方法对一台4缸4冲程、风冷、自然吸气发动机性能进行多参数优化研究.利用一维热力学仿真模拟软件GT-Power来模拟发动机性能,产生统计学分析所需要的基本数据.在模拟数据的基础上,利用实验设计方法(Do E)和响应面法(RSM)建立统计学模型对发动机性能进行优化.结果显示,RSM模型能准确预测发动机性能,并且通过该方法优化发动机的主要设计及运行参数,使发动机的最大输出功率提高了10%.

相关零部件强度对车顶抗压性能的影响

针对丰田Yaris车型,利用LS-DYNA软件分析了A柱、B柱、上横梁、顶盖第一横梁、顶盖第二横梁等部件厚度不同时的车顶抗压性能,并用Matlab对仿真结果进行了三次样条曲线插值分析,得到了各部件料厚变化时车顶抗压性能大小的曲线,以及各个部件对车顶抗压性能的影响。

脉冲微射流技术实验台气压系统的设计

为了对燃气射流的喷射状态进行研究,通过控制射流的流场状态,实现射流与周围空气更好地混合,提高燃气的燃烧效率,设计了一套基于高频电磁阀控制的脉冲微射流控制圆射流的实验台。利用模块化设计的方法,选择新型的气动元件,进行了脉冲微射流控制圆射流实验台气压系统的设计。

纯电动汽车制冷工况下电池直冷优化设计

针对某款纯电动汽车相对独立的空调系统、电池热管理系统、电机热管理系统,优化设计一种满足夏季制冷工况电池直冷的集成式热管理系统。首先在实验基础上搭建电池生热模型,并且将电池热管理系统中电池冷却方式由液冷改为更高效的冷媒直冷,然后搭建一维整车热管理系统优化模型,并在新欧洲驾驶循环工况下仿真测试。仿真结果表明:采用电池直冷后整车热管理系统对乘员舱、电池及其温差都有更好的温控效果,相比于液冷系统其制冷能效比提高0.47,整车电能消耗可降低3.1%。

P 0+P3构型插电式混合动力汽车能量管理策略

为了同步提升插电式混合动力汽车(PHEV)燃油经济性和整车性能,选取P0+P3构型作为研究对象,通过对混合动力汽车的构型分析,确定P0+P3构型PHEV的可行工作模式。在此基础上制定基于规则的CD-CS控制策略,在MATLAB/Simulink中建立PHEV整车动力系统关键模型,以3组WLTC循环工况组合仿真分析双电机构型P0+P3与单电机构型P3的节油潜力。仿真结果显示:整车模型搭建合理,所提出的整车控制策略对整车控制效果较好,对比燃油车,P3构型的PHEV节油率为55.2%,P0+P3构型的PHEV节油率为66.3%,引入电机后燃油经济性有明显提升。

车辆线控转向系统关键技术研究综述

线控转向系统(steering-by-wire, SBW)作为线控底盘的关键执行系统,取消了机械连接,转向操作由电信号直接传达,控制方式更灵活,可实现模块化结构,提高了转向系统与底盘其他子系统的耦合性和控制自由度。对线控转向系统路感模拟技术与变传动比技术及控制参数估计方法进行全面阐述,以及对路感模拟技术中涉及的反馈力矩控制和回正力矩控制研究成果进行了对比和分析,指出其力传递特性和角传递特性不耦合的特点会造成较差的驾驶体验;常用的变角传动比设计方法主要是恒定横摆角速度的变角传动比和随车速(转角)变化的变角传动比这2类设计方法,指出单一设计方法存在的不足,也明确了其分别满足不同驾驶员偏好的角传递特性区间优势;对线控转向技术未来研究方向和发展进行了展望,提出线控转向技术发展应趋向路感个性化、安全可靠、精准控制等特点。

某纯电动汽车空调采暖系统的仿真优化

为了改善某纯电动汽车低温制热系统存在能耗的情况,基于某PTC制热的纯电动汽车低温热管理结构方案,通过AMEsim仿真软件建立了液压热管理模型,并用试验数据验证了模型仿真结果的可靠性。对该低温制热系统的控制策略进行了优化,结构上加入了电机余热利用模型。通过仿真进一步分析了环境温度、策略方案、行驶工况对系统制热性能和能耗的影响。仿真结果表明:在2个NEDC工况下,优化后的模型能耗降低了26.2%,提高了系统的经济性。

汽车动力总成悬置系统的不确定性分析与优化研究综述

在实际工程中,受测量、制造、装配、疲劳老化、工程经验、认知程度和系统复杂性等主观和客观因素的影响,汽车动力总成悬置系统(Powertrain Mounting Systems,PMS)不可避免地存在着一定的不确定性因素。相关不确定性情形主要概括为PMS参数信息充足的概率情形、PMS参数信息匮乏的非概率情形、系统部分参数信息充足而部分参数信息匮乏的概率-非概率混合情形。针对三大类不确定性情形下的汽车PMS研究,围绕不确定性建模、不确定性分析和不确定性优化等3个方面的研究方法进行了系统性的分析和总结,并指出了相关分析模型和研究方法的分析特点和适用范围等。对汽车PMS不确定性分析与优化方法的未来研究方向进行了展望。

插电式混合动力汽车车速预测能量管理策略

针对混合动力汽车预测型能量管理策略中车速预测精度不足,使得燃油经济性降低问题,提出一种基于小波分解(wavelet decomposition,WD)和双通道卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的车速预测方法,以提高车速预测精度。采用小波分解将原始车速序列分解为多个分量,以降低原始车速序列的非平稳性;将各分量送入2个并行的卷积神经网络进行特征提取,经特征融合后送入长短期神经网络(long short-term memory neural network,LSTM)进行预测;将各分量预测结果叠加,得到最终的车速预测结果。最后,基于车速预测结果,以燃油经济性最优为目标,建立了基于模型预测控制的能量管理策略,对预测时域内动力源输出进行滚动优化。仿真结果表明:在CLTCP工况下,所提出的车速预测方法预测精度比CNN-LSTM神经网络模型高58.96%;比动态规划策略的油耗增加13.3%,比基于规则的策略油耗降低了18.98%,从而验证了该车速预测方法和预测能量管理策略的有效性。

基于HFSS的NFC天线研究与设计

针对NFC(near field communication)天线的交互效率不高,导致传输信号不稳定的问题,可以分析天线的参数与电路的结构,使天线性能达到最优。利用Ansoft HFSS(high frequency structure simulator)进行环形天线的建模与分析,讨论了天线的结构参数对天线性能的影响,分析了RLC电路对天线电感的影响,设计了串联匹配电路。对天线的带宽进行了优化,并对设计的耦合天线传输距离进行仿真,确定最佳耦合距离,提高天线的品质因数。结果表明:天线的回波损耗降低至-27.25 dB,最佳耦合距离为20 mm。