汽车工程

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解少博，辛宗科，李会灵，刘通，魏朗

2018 (6): 625. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.001

摘要 ( 253 )

本文针对一款插电式混合动力城市客车，以电池购置成本和使用过程中的能耗成本两者构成的综合成本最小化为目标，进行电池电量选择和能量管理策略的协同优化。首先，设计了双环优化流程，外环为不同电量电池组的选择，内环则施行选定电池组下基于庞特里亚金极小值原理（PMP）的能量管理策略。基于中国典型城市客车运行循环进行仿真分析。结果表明，以综合成本最小化为目标的PHEB的最优电池组配置受行驶里程需求、电池单价等多种因素的影响。最后，基于一组选定的电池组，分别应用PMP、动态规划、电量消耗电量维持策略和等效能耗最小化策略进行能量管理的对比仿真，得到了4种策略的能耗特征。

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低黏度润滑油对汽油机经济性及耐久性能影响研究

汤春球，尹凯峰，莫易敏，王骏，雷志丹,李嘉龙

2018 (6): 632. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.002

摘要 ( 228 )

利用发动机台架试验对比了测试油SN 0W20与参比油SM 5W30对发动机燃油经济性的影响，结果表明，采用低黏度润滑油能降低整机的机械摩擦损失约34%～57%，全工况燃油消耗率降低1%～35%。使用低黏度SN 0W20润滑油进行耐久试验，耐久试验后发动机性能进行测试和润滑油理化指标与元素含量分析的结果表明，发动机耐久试验后各摩擦副磨损量较小，性能下降幅度在正常范围内，0W20黏度等级可满足发动机耐久性要求。

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柴油机固态SCR系统铵盐热分解特性与结晶规律的研究

范鲁艳，汪安东，曲大为，李君，马军彦

2018 (6): 638. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.003

摘要 ( 183 )

针对现有选择性催化还原（SCR）系统使用的尿素水溶液在柴油机低速小负荷时的低排气温度下难以热解而产生氨气，和容易生成沉淀物而堵塞管道，降低NOx转换率等问题，本文中对固态SCR(SSCR)系统的两种可选铵盐还原剂（碳酸铵和氨基甲酸铵）进行研究。首先，氨气含量理论分析和热重试验结果表明，碳酸铵和氨基甲酸铵单位质量分解所能获得的氨气。分别为尿素水溶液的192和237倍，温度90℃（大大低于柴油机低速小负荷下的排气温度150℃）下，两种铵盐都能在8min内完全分解。接着分解平衡压和再结晶试验结果显示，在柴油机冷却液和机油的正常工作温度范围内，两种铵盐都能为喷射系统提供较高的喷射压力，也都不会发生再结晶。说明氨基甲酸铵和碳酸铵均满足作为SSCR系统还原剂的要求，其中氨基甲酸铵的综合性能略胜一筹。最后，利用等温法和积分法计算了氨基甲酸铵和碳酸铵的分解动力学参数，包括分解反应级数、活化能和表观指前因子，为SSCR氨气生成和供给系统的设计提供理论依据。

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数据处理方法对RDE试验结果的影响研究

郑思凯,葛蕴珊,陈伟程,王欣,宋彬，禹文林

2018 (6): 646. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.004

摘要 ( 261 )

欧盟轻型车排放法规中，对RDE试验提出了功率等级分组法和CO2移动平均窗口法两种数据处理方法。为探讨两种不同数据处理方法对RDE试验数据分析结果的影响，根据法规要求，使用便携式车载排放测试系统进行了多次实际道路行驶排放测试，分别使用功率等级分组法和CO2移动平均窗口法进行数据处理，并对计算结果进行对比分析。结果表明：使用功率等级分组法计算得到的各污染物排放因子大于CO2移动平均窗口法的计算结果。按照CO2移动平均窗口法的要求剔除冷起动、车辆怠速和发动机熄火数据后，使用功率等级分组法计算得到各污染物排放因子明显下降，与CO2移动平均窗口法计算结果基本一致。由此得到结论：CO2移动平均窗口法要求的数据剔除是造成两种数据处理方法得到各污染物排放因子产生差异的主要原因。

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分布式电驱动车辆的ACC协同控制

解来卿，罗禹贡，李升波，李克强

2018 (6): 652. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.005

摘要 ( 267 )

针对智能分布式电驱动车辆在纵向跟车运动中实施多性能目标协同控制的必要性和实时性问题，在分析分布式电驱动车辆结构与纵向动力学特性基础上，提出一种基于模型预测控制理论的自适应巡航控制算法，并采用缩减优化问题规模的方法，缩短单步计算时间，提升在线优化求解的运算效率。为验证算法有效性，搭建仿真平台，进行了相关的仿真和硬件在环试验。仿真和试验结果表明，所提出的控制算法能实现该车安全和节能的协同优化，且满足了控制实时性要求。

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基于AUTOSAR的电动汽车驱动电机控制系统设计与实现

邱美涵,王晓琳,卞皓

2018 (6): 659. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.006

摘要 ( 294 )

对于新能源汽车的系统软件开发而言，提高系统软件的可靠性、可移植性和开发效率是其目标，分层次、模块化的开发流程是其发展趋势。本文中以汽车开放系统架构AUTOSAR标准为基础，对电动汽车驱动电机控制系统进行模块划分和软件分层，不同模块和软件层之间独立开发、互不耦合。再以英飞凌TC275单片机为控制平台，对永磁同步电机进行实验测试。结果表明，该控制软件可实现正常的电机控制功能，且具有良好的转速、转矩响应特性，从而验证了本文中所提出的电机控制软件架构开发流程的有效性和可行性。

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儿童约束系统检测结果一致性影响因素研究

张学荣,何娟,王海烨，吴淼

2018 (6): 666. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.007

摘要 ( 159 )

为探寻儿童约束系统在各个实验室中动态测试时产生偏差的根本原因，基于GB27887标准，采用P3假人对通用类与半通用类儿童约束系统进行仿真和试验验证，定量分析了各因素对动态测试偏差的影响程度。结果表明：实验室间碰撞波形差异、台车坐垫泡沫刚度衰减系数、支撑腿初始安装角度和安全带导向件摩擦因数对动态测试数据离散性影响较大。在后续国标修订过程中，须对关键因素进行量化控制，减小实验室间的测试偏差，提高测试的一致性。

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基于代理模型的汽车正撞安全性仿真优化

陈媛媛,郑玲

2018 (6): 673. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.008

摘要 ( 171 )

针对传统方法无法高效地实现多目标优化的问题，将有限元法和代理模型技术相结合，以整车质量、B柱加速度峰值和前围板侵入量为优化目标构造了其代理模型，研究了样本数量对模型精度的影响，并采用NSGAII优化算法对板件厚度进行了优化。结果表明：增加样本点的数量未必能有效提高代理模型的精度，测试点评价方法的精度在很大程度上依赖测试点的数目和位置，不能准确评价代理模型的精度，而采用交叉验证法取得较好的效果；基于代理模型，对车身结构的板件厚度优化后，效果显著，整车质量减轻了41kg，B柱加速度峰值降低了844%，前围板侵入量降低了603%。

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制动转矩控制方法对车用电涡流缓速器耗能特性的影响分析

胡东海，何仁，胡楠楠，衣丰艳，徐晓明

2018 (6): 679. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.009

摘要 ( 170 )

针对车用电涡流缓速器在制动过程中时需要消耗大量车载电能的问题，在建立车用电涡流缓速器制动特性和热力学特性模型的基础上，分析电涡流缓速器制动转矩分级控制和无级控制的耗能特性。理论分析和试验研究的结果表明：在使用过程中，分级控制方法耗电量大于无级控制方法，主要原因是分级控制方法使制动任务分配不均匀，将过多的制动任务分配给低挡的励磁绕组，导致其温度迅速升高和造成耗电量的额外增加；而无级控制方法则将制动任务均匀地分配给所有励磁绕组，以保证单个励磁绕组的温度不至于过高而增加能量消耗。

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平衡轴总成配合间隙对整车动力学的影响

黄康，杨羊，甄圣超，易勇

2018 (6): 687. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.010

摘要 ( 193 )

为分析多轴重型汽车平衡轴总成的配合间隙对整车动力学的影响，以三轴重型汽车为例，建立了含有配合间隙的平衡轴总成非线性运动学模型和整车的非线性动力学模型。以正常行驶过程中路面对3个车轮的真实激励为输入，重点研究了车身的俯仰和车身与驾驶员竖直位移的动态特性。通过Matlab仿真，得到了在D级路面激励下的动态特性曲线，并与理想模型进行比较，结果表明平衡轴总成的配合间隙会使车身振动加剧。

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应用惯容器提升车辆侧向稳定性的研究

沈钰杰，陈龙，杨晓峰，刘雁玲，刘昌宁

2018 (6): 693. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.011

摘要 ( 615 )

为探索应用惯容器的车辆悬架对汽车侧向稳定性的提升，对两种ISD悬架结构进行了研究。构建了整车动力学模型，在分析车辆侧向稳定性的基础上，以典型的鱼钩转向输入作为测试工况，以车身侧倾角时域响应的峰值作为优化指标，利用多种群遗传优化算法对ISD悬架的元件参数进行优化，并对优化结果进行仿真。结果表明：与传统被动悬架相比，应用惯容器的S1和S2型车辆ISD悬架的车身侧倾角峰值得到了显著的抑制，在不同车速下的测试结果最高可分别改善386%和486%。而与S1型悬架相比，S2型悬架对车辆的侧向稳定性提升更为显著，更适合车辆的实际运用。

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基于悬架非线性特性的稳定杆连杆建模方法研究

李小珊，韦宝侣，张庆，秦再武，纪浩，李德淯

2018 (6): 699. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.012

摘要 ( 186 )

基于悬架多体系统非线性特性建立稳定杆连杆有限元模型，以道路试验采集的轮跳量作为输入，进行稳定杆连杆的强度分析，并对比运用压杆失稳理论和通过台架试验分别获得的连杆的临界载荷，对其建模方法进行评价。实车验证结果表明，基于悬架系统非线性特性的稳定杆连杆模型能精准地预测临界载荷和稳定杆连杆的应力，而压杆台架试验结果存在一定误差，失稳理论不能直接用于该零件的强度校核。

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干式DCT主离合器的二参数温度模型研究

郑鹏飞，陈俐，房成亮

2018 (6): 706. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.013

摘要 ( 147 )

干式双离合器自动变速器在离合器的滑摩阶段聚热升温，严重影响摩擦片的摩擦磨损性能、转矩传递能力和自身的耐久性。温度模型是温升控制的基础，传统的有限元温度模型计算量大，无法用于实时控制。根据主离合器的几何与物性特征，提出一维温度场假设，建立能量平衡方程，推导内热源作用下非稳态导热过程的时间空间离散模型，基于此设计温升系数和散热系数，得到二参数简化模型。与试验结果的比较表明，简化模型的相对误差小于10%。

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基于正交试验设计的变速器啸叫特性优化

臧孟炎,董豪哲,彭国民,陈勇

2018 (6): 713. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.014

摘要 ( 214 )

针对某款变速器3和4挡主减齿轮啸叫问题，首先进行变速器模型仿真，并通过齿轮接触斑点和壳体表面振动响应仿真与试验结果的对比，确认仿真模型的正确性。然后，在就各微观修形参数的变化对3和4挡主减齿轮对传递误差影响进行单因素分析的基础上，以传递误差加权平均值为评价指标，使用正交试验优化方法，得到传递误差最小结果的微观修形参数组合。优化结果大幅降低了3和4挡主减齿轮对的传递误差和啸叫噪声。

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电动轮轮内主动减振器的非线性最优滑模模糊控制

王骏骋,何仁

2018 (6): 719. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.015

摘要 ( 169 )

轮毂电机与车轮刚性连接会增加电动车辆的非簧载质量，影响车辆平顺性。为克服电动轮垂向振动负面影响，提出一种电动轮轮内主动减振器的非线性最优滑模模糊控制方法。建立了考虑悬架广义非线性特性的1/4车辆动力学模型，通过对非线性系统的线性化、构建最优滑模模糊调节器和逆线性化这3步实现轮内主动减振控制，并进行了对比仿真验证。结果表明：非线性最优滑模模糊控制的电动轮轮内主动减振器可有效减弱轮毂电机垂直振动负面效应，确保电动车辆具有更好的综合平顺性能。

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基于深度神经网络的行人及骑车人联合检测

陈文强,熊辉,李克强,李晓飞,张德兆

2018 (6): 726. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.016

摘要 ( 232 )

本文中针对现有检测方法中不能有效区分行人和骑车人两类目标的问题，提出了一种基于深度神经网络的行人和骑车人联合检测方法；而针对道路环境中的行人与骑车人联合检测误检漏检频繁、小尺寸目标检测效果不佳和背景环境复杂多变等问题，设计了难例提取、多层特征融合和多目标候选区域输入等多种深度神经网络改进方案，以实现行人与骑车人的联合检测。在公开的行人与骑车人数据库上进行的试验表明，所提出的方法对行人或骑车人的识别率高，且能有效区分彼此，其有效性得到了验证。

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驾驶机器人换挡机械手刚柔耦合运动分析

虞沈林,陈刚

2018 (6): 733. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.017

摘要 ( 162 )

为揭示换挡机械手连杆弹性变形对换挡位移和速度的影响，本文中进行了驾驶机器人换挡机械手刚柔耦合运动分析。首先在分析换挡机械手运动原理的基础上，建立了换挡机械手运动学模型，推导了换挡机械手运动学方程，通过运动学方程求逆得到了选挡和挂挡电机轴的位移。然后分别建立了换挡机械手的多刚体模型和刚柔耦合模型,并将选挡和挂挡电机轴的位移作为输入，进行换挡机械手两种模型运动学对比仿真，以分析换挡机械手运动轨迹和换挡误差。最后进行整车换挡位移和速度的仿真和试验，结果两者的趋势基本一致。

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基于体压分布仿真的驾驶员座椅舒适性设计研究

王广彬，任金东，刘洪浩

2018 (6): 741. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.06.018

摘要 ( 193 )

本文中建立了HPMII型H点装置有限元模型，验证了模型各部分的尺寸、质量、腰部支撑和躯干的运动学姿态，通过H点装置姿态的仿真来测量座椅的设计参数，对驾驶员人体与座椅的相互作用进行了仿真研究。首先，基于ANSUR人体数据库建立了人体几何模型，利用CPM模型设置其驾驶姿势，并建立了人体有限元模型。接着，建立了参数化的座椅有限元模型。最后，将人体有限元模型与座椅有限元模型组装到一起，设定相应的边界条件，在不同海绵厚度、腰部支撑量与支撑位置、坐垫角和靠背角下进行了人体与座椅间体压分布的仿真，得出了这些因素对体压分布的影响。本文中采用的方法为今后建立面向理想体压分布的座椅设计奠定了基础，为座椅舒适性设计提供参考。

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