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2022年, 第44卷, 第8期　刊出日期：2022-08-25 上一期    下一期

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强降雨场景下自适应巡航控制系统的安全控制策略 赵超,卜德旭,曹礼鹏,李克强,罗禹贡 2022 (8):  1117-1125.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.001 摘要 ( 381 )   HTML ( 41 )   PDF(2488KB) ( 442 )   本文针对强降雨场景下毫米波雷达的目标运动非预期测量误差较大引发ACC系统的预期功能安全问题，提出了强降雨场景下自适应巡航控制系统的安全控制策略。首先使用双状态卡方对毫米波雷达输出的目标信息进行检验，以确定其是否存在安全风险；接着通过卡尔曼滤波对存在安全风险的目标信息进行修正；然后将修正的目标信息输入ACC控制器控制车辆运动状态，实现安全控制；最后通过搭建的Prescan/Simulink联合仿真平台对提出的安全控制策略进行了仿真验证。结果表明：双状态卡方检验可及时检测风险信息（检测时间偏差在1.31 s以内），卡尔曼滤波修正误差在3.66 m以内，有效保证了ACC系统在强降雨场景下安全稳定运行。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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无人车全轮蟹行转向稳定性鲁棒控制与试验验证 赵越,胡纪滨,吴维,魏超 2022 (8):  1126-1135.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.002 摘要 ( 225 )   HTML ( 17 )   PDF(3565KB) ( 375 )   无人车在民用和军用领域得到了愈发广泛的研究和应用，它完全取消人类驾驶操纵机构，采用全线控控制架构和全轮分布式独立驱动/制动/转向技术，使各个车轮独立控制，进而可实现多种转向模式，获得传统车辆无法实现的高机动性轨迹跟踪能力。本文对全线控无人车全轮蟹行转向控制展开研究，提出了一种模型可重构的稳定性鲁棒控制算法，建立了蟹行机动的鲁棒控制目标和参数摄动动力学模型，构建了鲁棒H2/H∞稳定性控制器，实现了无人车无横摆的点对点直接运动，并通过综合协同动力学控制实现车身运动姿态与运动轨迹的解耦控制，从而显著提升无人车在复杂空间的轨迹跟踪能力。最后，通过一辆六轮无人车样机的实车测试验证了所设计的鲁棒控制器的控制效果。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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跟驰场景中网联混合电动货车速度规划和能量管理协同控制的研究 解少博,屈鹏程,李嘉诚,王惠庆,郎昆 2022 (8):  1136-1143.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.003 摘要 ( 178 )   HTML ( 10 )   PDF(3896KB) ( 272 )   鉴于队列行驶中的网联混合动力货车（HET）的跟驰速度既涉及行车安全、能量需求与分配和电池老化速率，同时又通过车间距，影响气动阻力，以至能耗经济性，本文中提出跟驰场景下综合考虑行车安全性、能耗经济性、气动阻力和电池老化等多个目标的速度规划和能量管理协同控制策略。首先，基于空气动力学量化跟驰安全性。其次，以安全性成本、能耗成本和电池老化成本构成的等效总成本最小化为目标函数并基于模型预测控制构建实时控制策略。其中，采用长短时记忆神经网络对前车速度进行预测，并采用动态规划求解滚动时域内的优化问题。结果表明，协同控制策略能通过抑制动力电池充放电电流来降低电池老化成本，以及借助灵活调整跟驰距离来减小气动阻力并降低能耗成本。与基于人类驾驶模型的跟驰策略进行对比，结果验证了协同控制策略的可行性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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不同渗透率下非信控交叉路口混合预约多车协同控制 钟文沁,孔伟伟,李志恒,于杰,罗禹贡 2022 (8):  1144-1152.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.004 摘要 ( 176 )   HTML ( 11 )   PDF(2727KB) ( 313 )   预约式方法是解决非信控交叉路口多车协同控制问题的经典方法。传统预约式方法通常假设路口中仅存在智能网联车辆（intelligent and connected vehicle， ICV），缺少对人类驾驶车辆（human-driven vehicle， HDV）和ICV并存情况的讨论。本文基于预约式方法，针对ICV与HDV混行的非信控交叉路口协同控制方法展开研究，并探究ICV渗透率变化对非信控交叉路口通行效率的影响。首先，对混合交通流下非信控交叉路口进行功能区域划分，并提出混合预约多车协同控制架构；其次，基于预约式方法制定考虑HDV驾驶行为特性的混合预约多车协同控制策略，包括ICV单元格预约策略和ICV速度控制策略；最后，基于SUMO/Python搭建非信控交叉路口混合交通联合仿真平台，以路口通过率和路段平均速度为评价指标，在ICV渗透率分别为100%、90%、60%和30%的情况下进行不同交通流量下的仿真验证。结果表明，所提出的控制策略能保证所有车辆安全通过交叉路口，且非信控路口通行效率随ICV渗透率的提高而提高。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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面向混合自动驾驶车流的协同自适应巡航控制 彭理群,王依婷,马育林,许述财 2022 (8):  1153-1161.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.005 摘要 ( 206 )   HTML ( 17 )   PDF(1871KB) ( 318 )   车联网V2V环境下能实时获取自车和周围车辆的运动状态、驾驶工况和道路环境，为汽车自适应巡航控制系统提供更准确的信息。为消除自动驾驶汽车（AV）和人工驾驶汽车（MV）混合行驶工况下的车头时距干扰对汽车纵向巡航控制的影响，提出了一种基于车联网V2V的协同自适应控制方法。通过车联网V2V实时采集车辆跟驰过程中车辆基本安全信息（basic safety message，BSM），进而获得车辆相对运动状态和驾驶行为序列；应用线性最优二次型方法建立驾驶操纵序贯链优化目标函数，再对扰动作用下的汽车运动状态改变量进行短时预测；在此基础上，以混合车流车头时距的最优均衡状态为目标，构建了车辆跟驰间距的滚动优化模型和协同自适应控制方法。实验结果表明，在头车加/减速行驶工况下，改进后的车辆控制器能更快响应前车运动状态的变化量，并在保证车辆安全跟驰间距的情况下，降低了车头时距，提高了道路通行能力。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于改进BP神经网络的智能车纵向控制方法 梁旺,秦兆博,陈亮,边有钢,胡满江 2022 (8):  1162-1172.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.006 摘要 ( 250 )   HTML ( 16 )   PDF(6990KB) ( 225 )   针对传统PI控制在车辆速度跟踪过程中参数固定且不易整定的问题，提出了一种基于改进BP神经网络的智能汽车纵向控制方法。分别构建驱/制动模式下的BP神经网络，针对BP神经网络初始参数选取困难及反向自学习存在梯度消失等问题，利用粒子群算法和批处理归一化方法对BP神经网络进行改进，最终实现PI控制参数的动态自整定。通过Carsim/Simulink联合仿真与实车测试对该方法进行了验证，结果表明：相比于传统PI控制，所提出的纵向控制方法在实现基于误差快速调整参数的同时提高了车辆纵向控制精度。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于三维锥形栅格的激光点云语义分割方法 黄润辉,胡立坤,苏鸣方,徐大也,陈奥然 2022 (8):  1173-1182.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.007 摘要 ( 163 )   HTML ( 8 )   PDF(3392KB) ( 201 )   激光点云语义分割是自动驾驶系统中道路场景感知的重要分支。虽然主流方法将点云转换为规则的二维图像或笛卡尔栅格进行处理，减少因点云非结构化所带来的计算量，但二维图像方法不可避免地改变点云的三维几何拓扑结构，而笛卡尔栅格忽略了室外激光点云的密度不一致性，从而限制了包括行人和自行车等小物体的语义分割能力。因此，本文中提出了一种基于三维锥形栅格和稀疏卷积的激光点云语义分割方法，利用锥形栅格分区解决了点云的稀疏性和密度不一致的问题；为提高模型推理速度，设计了重参数化三维稀疏卷积网络。在SemanticKITTI和nuScenes两个大规模数据集上对所提方法进行评估。结果表明，与目前最新的点云分割方法相比，所提方法的平均交并比分别提升了1.3%和0.8%，尤其对小物体识别有显著的提升。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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新型分布式驱动液氢燃料电池重型商用车设计、分析与验证 李航,胡尊严,胡家毅,董家臣,李建秋,徐梁飞,欧阳明高,卜玉,王力军,秦志东 2022 (8):  1183-1198.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.008 摘要 ( 473 )   HTML ( 25 )   PDF(9299KB) ( 469 )   根据重型商用车动力系统高性能、长续航里程、低成本的开发需求，本文提出了分布式驱动液氢燃料电池重型商用车技术方案，探索性地应用了大功率燃料电池系统、大容量车载液氢储供系统和分布式电动轮驱动系统等多项创新技术。基于燃料电池系统设计与匹配技术，开发了国内首套上公告的百千瓦级燃料电池系统（109 kW）；.基于车载液氢储罐设计、液氢汽化器设计和车载液氢BOG处理与全系统安全监控等关键技术突破，研制了国内首套车载大容量液氢储供系统（60 kg/110 kg）；基于轮毂电机磁热设计、构型设计和集成设计创新，研制了适用于重型车辆双胎并装车轮的电动轮，所开发的电动轮单轮峰值转矩16 000 N·m，短时峰值转矩超过18 000 N·m，电动轮峰值转矩密度可达60 N·m/kg。基于上述关键部件技术，完成了全球首辆分布式驱动液氢燃料电池重型商用车开发，设计续驶里程超过1 000 km，所研制的35 t级与49 t级重型商用车分别进行了道路试验，验证了液氢储氢、动力系统与分布式电驱动系统的技术可行性，为重型商用车的电动化探索了可行的方向。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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均布模组式动力电池包热失控典型模式分析 陈吉清,冼浩岚,兰凤崇 2022 (8):  1199-1211.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.009 摘要 ( 171 )   HTML ( 8 )   PDF(10154KB) ( 121 )   根据广泛采用的均布模组式电池包结构，搭建均布模组热失控扩散试验平台，开展均布电池模组热失控扩散试验，分析均布模组热失控扩散行为特性和热流传递的规律。结合由电池包热失控引起电动汽车火灾事故真实案例和均布模组热失控扩散试验结果验证均布模组式电池包热失控的扩散模式。结果表明：均布模组式动力电池包热失控扩散模式包括模组内热失控扩散和模组间热失控扩散；首先发生热失控的模组1内热失控时间间隔分别为44、34、31 s，而受模组1的影响而发生热失控的模组2内热失控时间间隔明显缩短，分别为17、15、11 s，模组内热失控时间间隔越来越小，电池单体热失控释放的触发相邻电池单体热失控的热量随着热失控的扩展逐渐减小；模组间热失控扩展存在明显的时间间隔，通常达到若干分钟量级；电池单体在热滥用条件下的起始温度可分为热失控触发温度和热失控环境触发温度，模组间的壁面热辐射和空气热传导增大了相邻模组内的热失控扩散速度，壁面热辐射传递的热量最高可达95.18 kJ，空气热传导传递的热量最高为3.58 kJ，模组间热量的主要传递方式为壁面热辐射。为阻隔模组内热失控扩散，应加强模组间热失控扩散的防护措施。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于大数据的电动汽车用户行为对电池老化影响分析 梁海强,何洪文,代康伟,庞博 2022 (8):  1212-1217.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.010 摘要 ( 219 )   HTML ( 13 )   PDF(1671KB) ( 195 )   为探究用户的行为习惯对电动汽车电池老化的影响，本文基于大数据的统计分析方法，依托企业监管平台大量高品质的用户和车辆数据，开展了用户车辆所在地域、用户的充电方式偏好和驾驶风格对电池老化的影响规律研究。结果表明：随着电池平均运行温度的升高，电池容量衰减呈先减后增的趋势；北京用户的电池老化程度比广东用户整体高10.59%~19.09%；随着快充频率的升高，电池的容量衰减率呈逐渐增大的趋势，但增大的速率逐渐减小；偏好快充充电的用户车辆的电池老化比偏好慢充充电的用户快33.45%~56.24%；激进的驾驶模式会加剧电池老化，整体比温和型的驾驶模式快1.73%~10.37%。研究成果对车企优化整车功能设计，指导用户健康行车具有借鉴意义。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于PSO的新型双电机多模式驱动系统转矩分配策略优化 林歆悠,黄强,张光吉 2022 (8):  1218-1225.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.011 摘要 ( 134 )   HTML ( 8 )   PDF(3611KB) ( 139 )   本文中对一款装备新型双电机多模式驱动系统的电动汽车进行转矩分配优化。根据双电机多模式驱动系统的特点，建立整车模型，划分不同模式的工作范围，在满足动力性的前提下，面向系统效率，制定基于粒子群优化算法的转矩分配与模式切换策略，并采用离线与在线相结合的方法提高系统的实时响应速度。在Matlab/Simulink建立仿真模型进行仿真并开展硬件在环试验验证，结果表明：系统的平均效率比传统的模式切换策略高3%；能耗比基于遗传算法的转矩分配策略减少11.28%。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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电机转子铁芯剥离模型建立与径向磁密分析 杜冰,崔海龙,刘凤华,周茂伟,黄秀东,杨灿军,邹春华,严翔 2022 (8):  1226-1236.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.012 摘要 ( 120 )   HTML ( 2 )   PDF(3560KB) ( 106 )   为保证车用永磁同步电机转子铁芯具有承受较大剥离力的能力，又避免对转子铁芯进行破坏性的剥离实验，本文基于力能等效原则并引入双线性内聚力模型，对叠铆型和胶粘型铁芯进行建模，并通过仿真获得转子铁芯剥离力。首先，构建了电机转子铁芯剥离实验平台，比较了两种叠压工艺的最大剥离力，接着，利用ANASY Maxwell软件对两种工艺下永磁同步电机空载径向磁密进行了仿真分析。结果表明，采用胶粘工艺可大幅提高铁芯的剥离强度，同时提高了胶粘型铁芯电机的运行效率和气隙磁场的正弦度，降低了电机运行电流和损耗。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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电动客车AMT换挡执行机构状态估计及参数辨识 林程,易江,田雨 2022 (8):  1237-1250.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.013 摘要 ( 156 )   HTML ( 8 )   PDF(11622KB) ( 103 )   为了改善AMT换挡执行机构参数时变下的换挡性能，在考虑系统模型高度非线性、系统噪声特性未知的情况下，本文中提出了一种基于非线性H_{\mathrm{\infty }}算法的分层状态估计和参数辨识方法。首先，通过实验发现了换挡执行机构参数时变的问题，并针对换挡执行机构建立了非线性模型。然后，设计了分层状态估计和参数辨识器，上、下两层估计器均基于非线性H_{\mathrm{\infty }}算法设计。上层估计器对执行机构的状态进行估计，并将结果转移到下层估计器；下层估计器利用上层估计器处理完的状态量作为量测量，利用系统模型作为量测方程对系统参数进行辨识；上、下层估计器的协同运行对换挡执行机构的状态进行估计，对结构参数和电性能参数进行辨识。最后，设计了一种基于自动标定的状态估计和参数辨识流程，在对换挡位置值进行标定修正的同时实现对换挡执行机构的参数辨识。实验结果表明，本文提出的分层状态估计和参数辨识方法能准确的对换挡执行机构的状态、参数进行估计和辨识。修正参数后，系统的换挡性能得到改善。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于认知-控制框架的侧风工况下驾驶员横向控制模型研究 郭应时,胡亚辉,付锐,王畅 2022 (8):  1251-1261.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.014 摘要 ( 151 )   HTML ( 10 )   PDF(2874KB) ( 133 )   本文中基于神经工效学认知理论融入驾驶员预瞄模型，建立了以认知-控制为框架的驾驶员横向控制模型。模型采用Simulink和TruckSim软件联合仿真的形式验证。采用粒子群优化算法对控制框架中的比例-微分（PD）控制器模块参数进行优化标定。结果表明，在侧风工况下，基于认知-控制为框架所建立的驾驶员横向控制模型有效（RMSE=0.09），且精度更高，适应度更广。另外，从认知-控制角度改变预览时间tp、增益比例kp和微分参数kd，可表征不同驾驶风格的驾驶员行为。本研究为提高侧风工况下的高级辅助驾驶系统和自动驾驶汽车的安全性和舒适性提供参考思路。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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HSM标准模型的风噪声源及其特性分析 胡兴军,毛靖铭,张扬辉,刘一尘,马家义,乔俊贤,余天明 2022 (8):  1262-1271.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.015 摘要 ( 143 )   HTML ( 9 )   PDF(5988KB) ( 120 )   采用风洞实验与流场-声场联合仿真方法研究HSM标准模型内部噪声声源及其特性。设计5种实验工况以探究各噪声源对内部噪声的作用，并验证仿真的准确性。由薄膜模态分解分析声源成分及其贡献度，并揭示其差异机理。结果表明：风速增加，内部噪声受不同声源作用而变化的频段不同；内部噪声主要由模型前缘的分离涡及其再附着引起；分离涡产生声源激励经各窗向内传递，各窗对内部噪声贡献以左侧窗为主；声源激励由湍流压力脉动和声学压力脉动组成，前者是激励的主成分，而后者是内部噪声的主要来源，两者差异由激励与车窗波数关系引起的传递效率差异所致。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于道路循环工况的燃料电池空压机瞬态性能试验研究 鲍欢欢,张磊,刘琦,付建勤,王书千,吴全,刘敬平 2022 (8):  1272-1279.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.016 摘要 ( 136 )   HTML ( 7 )   PDF(4458KB) ( 136 )   燃料电池空压机的动态工作特性直接决定了燃料电池系统的实际工作性能。为通过试验系统地分析空压机的瞬态性能变化规律，搭建了空压机动态性能测试台，设计了一种可反映空压机真实工作特征的瞬态测试工况，分析了单个瞬态测试循环下空压机性能与运行参数的变化特性。结果表明，空压机在瞬态工况下的运行点主要位于稳态脉谱图的中间窄带部分，处于较高效率的工作区间；空压机的进出口流量差受压比和温度比共同影响而剧烈波动，且在高转速区域流量差较大，主要介于3.5~8.5 m3/h之间；高转速区域最大功率消耗达到5.6 kW，造成较大的寄生损失，而出口温度变化的敏感性较低；当空压机转速由9 750 r/min快速降低至4 450 r/min时，流量变化存在约2 s的滞后。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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CDPF主动再生对SCR性能影响的试验研究 沈颖刚,施伟杰,肖欢容,杨锐敏,陈贵升,毕克刚 2022 (8):  1280-1288.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.08.017 摘要 ( 127 )   HTML ( 4 )   PDF(5071KB) ( 70 )   基于某国六小缸径柴油机加载DOC+CDPF+SCR后处理测试台架，进行了8 g/L碳载量下CDPF主动再生及降怠速（DTI）再生试验，研究分析了CDPF主动再生对涂覆不同催化剂SCR工作特性的影响。结果表明：由于混合器作用，CDPF主动再生对SCR入口面温度分布均匀性影响较小，主动再生期间SCR入口温度平均约为580 ℃；主动再生稳定期间，两种催化剂涂覆方案下，NO x 转化效率均较低，铜基分子筛SCR的NO x 转化效率约为80.3%，钒基SCR约为32%，前者稳定性较好；DTI主动再生试验时，主动再生前，NO x 转化效率随SCR入口温度的升高逐渐升高，入口温度为401 ℃时达到这一期间最高值，约为99.3%；主动再生稳定后，转化效率随温度升高而降低；当工况突变为怠速工况时，SCR入口达到最高温度，约为582 ℃，此时转化效率为82.2%，氧浓度升高，致使NO x 转化效率迅速升高至较高值后保持稳定，转化效率稳定于99.5%，直至温度较低时转化效率下降。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标