摘要：为实现智能汽车安全舒适且高效的超车换道路径,针对双向双车道,提出一种基于双五次多项式和线性时变模型预测控制(Double quintic polynomial-linear time-varying model predictive control,DQP-LMPC)结合的超车换道动态路径规划模型。首先,基于五次多项式进行初次规划并进行改进研究,考虑对向车道来车,建立双五次多项式进行超车换道路径规划;其次,基于车网联的条件下,获取本车道前车和对向车道前车的位置和速度等信息,分析计算换道决策安全区间,保证整个超车换道过程的安全性;最后,基于二自由度车辆模型建立线性时变模型预测控制器对模型进行路径跟踪控制。仿真结果表明,在前方静止障碍物及无对向来车、前方动态障碍物及无对向来车和前方动态障碍物及有对向车道来车三个工况下,使用横向加速度、横摆角速度、侧倾角加速度以及横向纵向间距等为指标进行评价,最终得到的规划算法可以成功地规划出安全高效及舒适的超车换道路径,表明创建的模型具有一定的应用价值。

摘要：为研究不同坐姿乘员在自动驾驶汽车中的碰撞安全性,筛选了7种具有代表性的乘员姿态(包括头部、上肢和躯干的变化)进行正面碰撞的仿真实验,对其乘员运动学和所受载荷进行了对比分析,研究其姿态对乘员碰撞损伤的影响。结果表明:在正面碰撞仿真实验中,倚靠姿态乘员的综合损伤风险与其他姿态相比更高,较交谈姿态,倚靠姿态乘员胸部压缩量增大了45.5%,肋骨骨折严重,内脏器官应变提高了48.8%,左倾姿态乘员损伤风险则明显降低,其头部损伤风险减少了49.1%,胸部损伤降低了14.4%。基于此,提出乘员在碰撞前可通过调整自身姿态来规避部分损伤的策略,以提高乘员在自动驾驶汽车中的碰撞安全性。

摘要：以某四缸水冷车用柴油机为样机,应用GT-Power软件搭建车用柴油机仿真模型,通过改变预主喷间隔、预喷油量和废气再循环(EGR)开度,研究中等负荷及转速工况下,不同的预喷策略以及引入外部EGR后两者共同作用对车用柴油机燃烧和排放性能的影响。试验结果表明:随着预喷正时从-17°CA提前到-37°CA,预喷油量从3.3 mg增加到9.9 mg,燃烧特性、碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)排放均得到有效改善,但燃油消耗率和NOx排放总体呈上升趋势。在预喷策略的基础上引入外部EGR后,随着EGR率从5%增加到25%,NOx排放保持在较低水平,但缸内燃烧变差,HC和CO排放增多。在1 800 r/min、50%负荷的试验工况下,较小的预喷油量、中等的预喷间隔以及中等的EGR开度更有利于车用柴油机的燃烧和排放。

摘要：为了探究碳纤维增强复合材料(CFRP)在汽车曲面零部件上的应用前景,该文以碳纤维增强复合材料(CFRP)层压圆柱壳作为对象,研究其在落锤冲击工况下的损伤与吸能特性。基于复合材料均质化方法,建立CFRP层压圆柱壳落锤冲击的多尺度模型,探究曲率半径对冲击损伤和能量吸收的影响;并采用非线性拟合方法建立了最小穿透能量与层压圆柱壳材料参数、结构参数及落锤参数之间的函数关系,实现概念设计阶段最小穿透能量的快速预测,对比仿真结果拟合公式的误差在20%以内。结果表明:相较于平板,层压圆柱壳的峰值载荷宽度更大、更平稳。在60 J冲击作用下,层压圆柱壳各铺层损伤面积相对均匀,其中纤维损伤与曲率半径无关,基体损伤面积随曲率半径增大而增大;当曲率半径为100 mm时,层压壳承载及抵抗变形能力较好,具有较好的抗冲击性;当曲率半径为200 mm时,层压壳耗散能量最多,吸能效果较好。

摘要：为适应高速列车进一步提速的更低气动阻力实际需求,针对CR400AF型高速列车动车转向架和带头型简化车体,应用底部流动导向控制思想,采用附加轻质易造型材料包覆原有部件的理念,开展转向架各部件流线型化和车体底部导流板综合减阻效果的验证试验与数值仿真研究。验证试验选择有无导流板的流线型转向架带简化车体模型,在3种试验速度工况下阻力试验值与仿真值误差均少于10%,验证了数值仿真的可靠性,带导流板试验模型较不带导流板试验模型均有减阻。数值仿真研究运用Realizable k-ε湍流模型,采用切割体笛卡尔网格划分技术,并在边界层内采用棱柱层网格,控制第1层网格的厚度,确保y+值能满足壁面函数要求。经稳态明线运行的仿真模拟网格无关性检验后,探究了流线型动车转向架与导流板组合运用的气动减阻特性及效果。对比了流线型动车转向架与安装导流板前后动车转向架、简化车体以及转向架舱上的阻力变化情况和压力分布变化情况,分析了转向架区域的流场结构变化。数值仿真结果表明:流线型设计的动车转向架相较于原始动车转向架有一定的减阻效果,在400 km/h的运行速度下减阻率达到1.08%。流线型设计动车转向架与导流板组合运用后,转向架区域的流场结构显著改善,总体气动减阻效果明显,总气动阻力减少了5.87%。

摘要：在激烈而快速的公路自行车比赛中,各种事故屡见不鲜,给运动员生命安全带来极大威胁。目前,对于公路自行车运动员的头盔性能和头部损伤缺乏深入的研究。所以在采集和归纳公路自行车比赛典型事故形态基础上,采用试验和仿真分析相结合的方法构建公路自行车、骑车人和头盔耦合模型,深入分析和评估典型事故场景中骑车人头部损伤响应和头盔的头部损伤防护性能。结果表明,头盔能对骑车人头部起到明显的损伤防护效果,但部分场景中骑车人仍可能发生严重的头部损伤;不同头盔对骑车人头部损伤防护性能差异明显,且与价格没有直接相关性。头盔对不同体型的骑车人头部损伤防护效果存在显著差异,其中50百分位男性的运动学响应峰值和损伤风险均为最低,5百分位女性的所有损伤准则预测值均为最高,且至少有55%的女性骑车人存在显著的颅骨骨折及严重颅脑损伤风险。本研究考察的事故边界参数(事故速度、摩擦因数和坡度)均对事故中骑车人头部损伤没有显著影响;国际自行车联盟规定在距离爬坡终点五公里处可以不佩戴头盔,本研究建议骑车人在公路自行车比赛中全程佩戴安全头盔。本研究将为公路自行车比赛安全头盔的设计提供参考,也为完善公路赛规则提供数据支撑。

摘要：在弱势道路使用者(Vulnerableroaduser,VRU)与车辆碰撞交通事故中,VRU头部损伤一直是导致其死伤的最主要原因,但目前的行人保护测评规程中所用的头部冲击器方法仅考虑了单一的碰撞边界,不能全面反映真实事故中的头部碰撞响应全过程,且所采用的头部损伤评价准则HIC仅考虑头部线性运动,对头部损伤风险评价具有其局限性,同时针对其余VRU保护的测评规程还亟待开发。为了对VRU头部保护测评规程提供更全面的头部碰撞边界条件参考和更丰富的损伤评价准则,以更综合评价真实事故中头部碰撞损伤风险,本研究从已有交通事故数据库中筛选出50例可以用于事故虚拟重建且具有明显头部碰撞损伤的VRU-车辆碰撞事故案例,采用数值模拟方法对其进行动力学重建与损伤再现,以获取VRU头部与车辆碰撞边界条件及基于多种损伤评价准则的头部碰撞损伤响应参数;基于上述数据构建线性回归模型,深入探究头部碰撞边界条件与多样化头部损伤响应时间的相关性。结果表明,碰撞线性加速度、碰撞旋转加速度、碰撞速度和碰撞旋转速度与头部损伤间相关显著程度各有不同;相对头部线性运动,头部碰撞旋转运动边界条件参数与颅脑损伤响应表现出更强相关性,而碰撞持续时间则未与其显著相关;另外,事故案例头部碰撞载荷多样性需要根据各个碰撞边界条件的量级来参考不同的损伤评价指标。本研究成果有望为行人头部保护测试工况的扩展和头部损伤评价准则的选取提供参考。

摘要：人机共驾阶段人类驾驶员对驾驶环境保持较高的风险感知水平是保证及时有效、稳定安全接管的核心。本研究通过开展风险感知模拟驾驶试验,获取了驾驶员在典型汽车-动力两轮车碰撞场景下的驾驶行为及脑电响应数据。从驾驶行为层面以制动TTC(time to collision)和平均加速度为评价指标,利用分位数回归构建了驾驶员风险感知量化模型,通过独立样本检验发现驾驶经验、碰撞场景类型对驾驶员风险感知存在显著影响。在脑电响应层面,通过双独立样本检验及FDR校正发现Alpha频段与驾驶员风险感知显著相关。此外,提出了驾驶员风险感知神经机理,包括视觉感知与认知加工两个阶段。研究结果有助于提升人机共驾汽车的安全性。

摘要：针对有行人出现时汽车自动紧急制动(AEB)测试需求,设计了一种行人检测系统。该系统主要包括假人目标、假人驱动装置以及控制系统,可根据中国新车评价规程(C-NCAP)的AEB行人测试场景要求,驱动假人目标按规定的路线移动,并与测试汽车的驾驶机器人实现互联互通。为验证所设计的行人检测系统的有效性,进行了假人目标移动位移、移动速度和驾驶机器人的协同测试。测试结果表明:该行人检测系统的一次成功率达90%以上,假人速度控制的精度达96%,假人与测试汽车的碰撞位置准确度达96%,可以模拟行人出现时的汽车紧急制动场景。该AEB行人测试系统可以用于C-NCAP行人测试,在汽车AEB功能测评中应用具有较强的实际应用价值。

摘要：针对分布式驱动电动汽车,提出了一种复合制动系统控制策略。采用分层的制动转矩分配控制结构,上层控制器采用滑模控制策略,对目标纵向力和横摆力矩进行求解,以满足车辆在制动时制动效能和制动稳定性的要求;下层控制器采用加权最小二乘控制,对四轮液压制动转矩和电机制动转矩进行分配,通过增大电机制动力分配的权值达到能量回收的最大化,并采用有效集算法完成目标函数的求解。在此基础上,在Simulink中建立了7自由度整车动力学模型,在对开路面的工况下进行了仿真分析,结果表明:所制定的控制策略能满足要求,在保证车辆制动稳定性的同时,最大限度回收制动能量。