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基于自主漂移的自动驾驶车辆极限工况轨迹规划与控制

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汽车工程 2024年第10期46卷 1780-1789页

作者：卢少波代灵峰王晨辉刘丙军褚志刚谢文科重庆大学机械与运载工程学院重庆400030 长安汽车股份有限公司重庆400023

为兼顾自动驾驶车辆在极限工况下的稳定性与轨迹跟踪性能,提出了一种基于自主漂移的自动驾驶车辆轨迹规划与控制方法。基于神经网络设计了神经网络轮胎动力学模型,提升了传统魔术轮胎公式的精度。为进一步拓展自动驾驶车辆极限工况下的... 详细信息

为兼顾自动驾驶车辆在极限工况下的稳定性与轨迹跟踪性能,提出了一种基于自主漂移的自动驾驶车辆轨迹规划与控制方法。基于神经网络设计了神经网络轮胎动力学模型,提升了传统魔术轮胎公式的精度。为进一步拓展自动驾驶车辆极限工况下的稳定边界,基于漂移时轮胎饱和及最大侧滑特性结合质心侧偏角-横摆角速度相平面约束设计了漂移稳定边界,采用非线性模型预测控制(NMPC)在更大稳定范围内规划了安全漂移轨迹,并对规划轨迹进行了漂移跟踪控制。Simulink/CarSim联合仿真结果表明,该方法可充分利用漂移运动优势,在极限工况下确保车辆不发生失控,同时准确跟踪期望轨迹。

关键词：极限工况轨迹跟踪稳定性控制神经网络轮胎模型非线性模型预测控制

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车用燃料电池引射器设计及测试评价方法研究

汽车工程 2024年第6期46卷 1054-1061页

作者：张维东蒋三青郭文军葛晓成胡发跃刘瑶中国汽车工程研究院股份有限公司重庆400000 重庆凯瑞动力科技有限公司重庆400000

在研究开发车用燃料电池引射器时,湿氢流量监测困难、台架技术难度大、试验成本高,并且存在安全隐患和能源浪费问题。为此,在推导空气与氢气、空气与100%RH的氢在相同工作条件下的流量变化关系式的基础上,针对110 kW燃料电池,试制引射... 详细信息

在研究开发车用燃料电池引射器时,湿氢流量监测困难、台架技术难度大、试验成本高,并且存在安全隐患和能源浪费问题。为此,在推导空气与氢气、空气与100%RH的氢在相同工作条件下的流量变化关系式的基础上,针对110 kW燃料电池,试制引射器进行空气和氢气测试,并结合数值仿真分析。结果发现:车用燃料电池引射器引射流体中水蒸气质量分数达到40%~50%;在相同工作条件下,空气与氢气的体积和质量流量分别等于其气体常数比值的平方根和比值倒数的平方根,其中空气与氢气的体积和质量流量之比分别为3.786和0.2641。工作、引射和混合流体质量流量的空气实测与仿真数据之间的平均相对误差分别为4.48%、4.54%和2.78%;空气实测数据经折算后与氢气测试数据相吻合,与湿氢的仿真数据平均偏差率分别为5.4%和6.11%;氢气测试数据经折算也与湿氢仿真数据相吻合。因此,空气测试数据经处理可以用于车用燃料电池引射器特性研究。

关键词：燃料电池引射器氢气循环系统气体动力学函数

汽车乘员舱个性化热舒适智能空调决策系统设计

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汽车工程 2024年第6期46卷 1114-1124页

作者：罗杨刘平刘明杰朴昌浩袁朋万凯林重庆邮电大学自动化学院重庆400065 重庆长安汽车股份有限公司重庆400023

为了进一步提高汽车乘员舱空调系统的智能化和舒适性水平,本文提出了一种基于热舒适理论的个性化智能空调决策系统设计方案。首先,针对汽车乘员舱改进了基于PMV(predicted mean vote)和PPD(predicted percentage of dissatisfaction)理... 详细信息

为了进一步提高汽车乘员舱空调系统的智能化和舒适性水平,本文提出了一种基于热舒适理论的个性化智能空调决策系统设计方案。首先,针对汽车乘员舱改进了基于PMV(predicted mean vote)和PPD(predicted percentage of dissatisfaction)理论的热舒适性计算方法;进一步,利用人体画像技术实现了乘员舱驾乘人员的热舒适性特征提取,并在专家经验知识的基础上构建了具有理论计算依据的乘员舱热舒适数据集;然后,利用机器学习算法搭建了个性化热舒适空调系统随机森林决策模型,以此满足个性化热舒适智能决策需求;最后,给出了完整的系统框架和设计。测试结果显示所提出的系统模型决策准确率在90%以上,实车测试结果表明:本文系统能够识别驾乘人员特征,实时进行个性化热舒适性参数推荐,验证了本研究决策方法的有效性和实用价值。

关键词：汽车乘员舱个性化热舒适空调系统智能决策

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气门正时对直喷氢内燃机性能影响的数值模拟

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：王忠恕阿帝雅杜耀东李潜汤雪林邓伟解方喜重庆长安汽车股份有限公司动力研究院吉林大学汽车工程学院重庆大学机械与运载工程学院

本工作以一台1.5T VVT缸内直喷氢内燃机为原型机搭建了一维GT-POWER模型，研究了进排气门正时变化对发动机的换气过程、动力性及经济性的影响。发动机转速为2700r/min，外特性工况时保持氢气量一致采用稀薄燃烧模式，进气门正时提前、... 详细信息

本工作以一台1.5T VVT缸内直喷氢内燃机为原型机搭建了一维GT-POWER模型，研究了进排气门正时变化对发动机的换气过程、动力性及经济性的影响。发动机转速为2700r/min，外特性工况时保持氢气量一致采用稀薄燃烧模式，进气门正时提前、排气门正时推迟策略可使进气质量流量增大，有效热效率由40.8%提高到41.07%，有效燃气消耗率下降。发动机转速为5500r/min，外特性工况时保持过量空气系数一致，进排气门同时推迟策略可使缸内气体质量增多，泵气损失降低，功率提高12.7%，有效燃气消耗率小幅降低。其中，排气门正时变化对直喷氢内燃机动力性及经济性的影响较进气门更为显著。

关键词：动力工程及工程热物理氢内燃机缸内直喷气门正时

驱动轴偏转角度矩导致变速箱差速器油封偏磨漏油的案例

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汽车知识 2024年第2期 80-84页

作者：刁小旭冉文明王鑫卿辉斌张洁张少飞长安汽车股份有限公司新动力研究院

某车型在开发验证阶段，出现变速箱差速器油封磨损漏油，锁定原因为驱动轴滑移端波纹防尘罩硬度过大，造成驱动轴滑移端偏转角度矩力值过大，在整车行驶过程中，偏转角度矩通过驱动轴移动端作用在差速器油封唇口上形成一个偏磨力，经过... 详细信息

某车型在开发验证阶段，出现变速箱差速器油封磨损漏油，锁定原因为驱动轴滑移端波纹防尘罩硬度过大，造成驱动轴滑移端偏转角度矩力值过大，在整车行驶过程中，偏转角度矩通过驱动轴移动端作用在差速器油封唇口上形成一个偏磨力，经过里程累积最终导致油封偏磨漏油。通过降低波纹防尘罩硬度，减小驱动轴偏转角度矩，解决了差速器油封偏磨问题。

关键词：差速器油封磨损驱动轴滑移端偏转角度矩验证限值

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城市道路下分心行为对驾驶员驾驶绩效的影响

中国安全科学学报 2024年第1期34卷 70-76页

作者：罗霜易鑫鑫邵毅明徐进重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆长安汽车股份有限公司重庆400023

为探究城市道路条件下常见驾驶分心行为对驾驶绩效的影响,以16名青年志愿者为被试,开展实车驾驶试验,测量车辆纵向和横向行驶参数,对比分析正常驾驶和分心驾驶状态下的驾驶绩效,并探讨驾驶经验的影响。结果表明:3种分心行为均使横向加... 详细信息

为探究城市道路条件下常见驾驶分心行为对驾驶绩效的影响,以16名青年志愿者为被试,开展实车驾驶试验,测量车辆纵向和横向行驶参数,对比分析正常驾驶和分心驾驶状态下的驾驶绩效,并探讨驾驶经验的影响。结果表明:3种分心行为均使横向加速度标准差和纵向加速度标准差增加,而使速度均值降低,说明驾驶员通过速度和转向控制补偿分心状态下的驾驶绩效;交谈对速度均值和纵向加速度均值、阅读广告对速度标准差和横向加速度均值具有显著性影响(p<0.05);接听电话时,经验驾驶员速度标准差明显高于新手(p=0.021);接听电话和阅读广告次任务下,经验驾驶员的横向加速度均值均明显较高(p=0.003,p=0.004),说明经验丰富的驾驶员受分心行为的影响程度更低。

关键词：城市道路分心行为驾驶员驾驶绩效实车试验

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基于电化学阻抗谱的电芯内部温度估计研究

储能科学与技术 2024年第8期13卷 2823-2834页

作者：雷晶晶李泽皓陈斌斌黄登高欣旺达动力科技股份有限公司汽车电子研究院广东深圳518108

锂离子电池在新能源汽车和储能领域的广泛运用带来了内部状态估计方面的挑战,尤其是电芯内部温度的准确估计,这对于电池的热失控预警至关重要。本文回顾了经典的无传感器电池温度检测方法,介绍了目前采用的基于电化学阻抗谱(EIS)的温度... 详细信息

锂离子电池在新能源汽车和储能领域的广泛运用带来了内部状态估计方面的挑战,尤其是电芯内部温度的准确估计,这对于电池的热失控预警至关重要。本文回顾了经典的无传感器电池温度检测方法,介绍了目前采用的基于电化学阻抗谱(EIS)的温度估计方法,研究了电池内部参数对EIS估算温度的影响,分析了大容量三元锂离子动力电池在不同频率下阻抗幅值、相角与温度之间的关系,提出了一种基于电化学阻抗谱的锂离子电池在线温度估计模型,通过分析不同频率下的阻抗幅值、相角与温度的关系,实现了对电池内部温度的准确估计。研究表明适合使用阻抗幅值信息来估算温度的频率点为10 Hz,适合使用阻抗相角信息来估算温度的频率点为17.5 Hz。该模型在-20℃到45℃的范围内,使用阻抗幅值进行温度估算的最大误差为3.79℃,使用阻抗相角信息进行温度估算的最大误差为2.69℃。验证结果表明,使用阻抗谱的幅值与相角信息能有效估算电池内部的真实温度。本研究有助于提升汽车BMS的采集功能,可用于改善电池热管理和热失控的管理策略。

关键词：电化学阻抗谱温度估算锂离子电池 BMS

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基于波数分析的扰流板风噪声仿真与优化

空气动力学学报 2024年第7期42卷 69-76,I0002页

作者：杜敏韬宋俊叶斌陈耀钦周万田江财茂龙良活广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广州511434

近年来,后扰流板风噪声成为汽车研究的热点,然而,其产生机理尚未完全清楚,同时,工程上的降噪也是亟待解决的难点。为了研究汽车后扰流板风噪声的产生机理并降低其对车内噪声的影响,首先,基于格子玻尔兹曼算法进行了可压缩非定常整车外... 详细信息

近年来,后扰流板风噪声成为汽车研究的热点,然而,其产生机理尚未完全清楚,同时,工程上的降噪也是亟待解决的难点。为了研究汽车后扰流板风噪声的产生机理并降低其对车内噪声的影响,首先,基于格子玻尔兹曼算法进行了可压缩非定常整车外流场仿真,通过统计能量分析法计算车内噪声响应,并利用风洞试验验证了计算结果的准确性。然后,采用可直观显示噪声源位置的波数分析方法,对玻璃面压力进行分解,得到湍流压力载荷和声压载荷,同时结合噪声频谱的分析结果,发现:后扰流板的低频噪声峰值主要由周期性脱落涡带来的声压以及涡旋和玻璃面作用带来的湍流脉动压力共同导致,而高频噪声峰值主要由高速气流引起的辐射声压导致。最后,提出了一个优化后的扰流板设计,使得车内噪声频谱低频段声压级降低了5.5 dB(A),高频段声压级降低了14 dB(A)。

关键词：可压缩格子玻尔兹曼算法波数分析扰流板风噪声

被动预燃室燃烧策略对汽油机缸内燃烧及排放特性的影响研究

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汽车工程 2024年第9期46卷 1633-1642,1653页

作者：吕阳冯上司雒晶李兰康哲重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室重庆400044 重庆长安汽车股份有限公司新动力研究院重庆400023 招商局检测车辆技术研究院有限公司重庆404100

随着全球排放法规和节能政策日趋严格,汽油机面临巨大挑战,如何实现汽油机高效超低排放成为当前迫切需要解决的技术难题。预燃室湍流射流点火是提高汽油机热效率和降低污染物排放最有前景的技术之一。本文通过耦合详细化学反应机理的三... 详细信息

随着全球排放法规和节能政策日趋严格,汽油机面临巨大挑战,如何实现汽油机高效超低排放成为当前迫切需要解决的技术难题。预燃室湍流射流点火是提高汽油机热效率和降低污染物排放最有前景的技术之一。本文通过耦合详细化学反应机理的三维流动仿真分析,系统研究了稀薄燃烧极限拓展和点火正时对热效率的影响。研究结果表明,被动预燃室相较于火花点火可以有效拓展稀燃极限,提高发动机热效率和降低污染物排放。在过量空气系数为1.5时,最高指示热效率为47.24%,相较于原机提高了11.89%;NOx和Soot较原机也相应减少29.27%和98.76%。

关键词：汽油机被动预燃室燃烧策略缸内燃烧排放特性