复杂路况下无人驾驶路径跟踪模型预测控制研究

为了提高无人驾驶车辆在直角转弯、连续弯道和弧形弯的复杂路况下路径跟踪精度、行驶稳定性与安全性,提出了一种改进的模型预测控制算法。该改进算法是根据行驶路径弯曲度确定车辆在平坦路面上不发生滑移的最大纵向速度,即车辆纵向速度不是假定恒定值。基于模型预测控制,建立车辆运动学模型,设置以速度和前轮转角为约束条件,设计以位置偏差和控制增量为目标函数,获得最优前轮转角和行驶速度。最后,借助某新能源汽车有限公司提供的无人驾驶车辆平台与测试场地,试验对比分析了在复杂路况下改进的模型预测控制算法与纵向速度恒定的模型预测控制算法时车辆路径跟踪效果,试验验证了改进模型预测控制算法的有效性与优越性,保证了车辆的路径跟踪精度、行驶平稳性与安全性。     

风环境下大跨度斜拉桥上的车辆驾驶舒适性评价

建立了风环境下行驶于大跨度桥梁上的车辆驾驶舒适性评价体系.在综合考虑汽车-桥梁系统空间耦合关系的基础上,提出了能够考虑桥梁的静风响应、抖振响应、汽车-桥梁耦合振动、系统的时变特性以及结构几何非线性和气动荷载非线性影响的风-汽车-桥梁系统空间耦合分析模型,该模型可以预测风环境下桥梁上通行车辆的行驶安全性及驾驶舒适性;建立了车辆驾驶员位置处驾驶舒适性评价方法,并采用ISO 2631-1-1997标准对不同路面粗糙度下行驶于杭州湾跨海大桥的车辆驾驶舒适性进行了评价.评价结果表明:路况越差,车辆的驾驶舒适性越差,且所计算工况下车辆的竖向和侧向驾驶舒适性均满足ISO 2631-1-1997标准.     

可变附着系数路面上的自动紧急制动避撞安全策略研究

针对路面条件变化时紧急制动系统易出现的制动时机决策失准问题,提出基于车辆运动学的动态决策增强安全模型的紧急制动策略。首先,依据目标车加减速状态细化工况,基于车辆速度与加速度建立动态决策安全模型,以提高极端工况下控制策略对车辆动态行驶速度的适应性。接着,以无迹卡尔曼滤波(UKF)算法连续辨识获得道路附着系数,通过系列道路条件下对实车和模型的制动性能试验建立路况与车辆减速能力的关系,根据道路条件实时更新模型依赖的极限减速度参数,进一步增强控制策略安全性和对动态道路条件的适应性。最后,通过附着系数连续多变路面工况试验和中国新车评价规程(C-NCAP)测试工况试验,对控制策略进行验证。结果表明,滤波算法具备精准的辨识效果;而自动紧急制动策略可在变化附着系数路面上实现对制动时机的准确决断。     

弯道安全车速建模及影响因素分析

车速的合理选择,是影响弯道行车安全的关键.为此,针对车辆在弯道行驶过程中因超速导致的侧滑、侧翻等侧向失稳事故,通过建立车辆转向行驶动力学模型,结合道路环境信息,在分析车辆转向时载荷横向偏移、悬架变形等基础之上,对传统模型进行改进,建立精度更高的弯道安全车速计算模型.并采用车辆动力学仿真软件CarSim和TruckSim进行不同工况下的仿真试验验证.运用正交试验方法对试验结果进行极差和方差分析,获取弯道安全车速对7种主要影响因素的敏感度.结果表明,该模型所得的安全车速值,与车辆侧向失稳时的临界车速值之间的平均误差为1.55%;相比于其他因素,弯道半径和路面附着系数对安全车速的影响最为显著;当路面附着系数达到特定值时,模型考虑了车辆的侧翻危险,使其计算得到的弯道安全车速呈现饱和现象.      

高速公路横风条件下安全行车速度研究

利用车辆动力学模型,分析了高速公路横风条件下车辆的侧滑问题,在综合考虑横风风速、车型、路面状况和车速的基础上,对我国4种典型汽车的行驶稳定性进行了分析;同时计算了不同类型车辆在不同横风速度下的安全行驶速度。结果表明:在横风作用下,车辆行驶速度越大,侧滑风险越大。因此,在高速公路上需要设置适当的横风限速,以保证横风条件下的行车安全。     

风环境下高墩大跨连续刚构桥的行车安全性分析

基于风-车-桥耦合系统振动理论,建立风-车-桥耦合系统的运动方程。运用自编风-车-桥耦合程序,计算不同路面、不同车速和不同风速下车轮竖向接触力,分析路面等级、车速和风速对车辆行驶安全性的影响;以车轮折算压力为标准,采用概率统计方法建立车辆侧滑和侧倾事故模型,提高事故分析的可靠性,并结合工程实例,对风环境下车辆的动力响应进行了分析。计算了车辆行驶在不同车速下侧倾临界风速、不同风速下侧倾临界车速和4种不同路面状况下侧滑临界风速,为车辆在桥上行驶安全风速和车速确定提供依据。     

基于加速度噪声的浮动车路况计算方法

现阶段,基于浮动车数据的道路交通状况预测成为路况计算的主要方法之一。通常情况下,上述方法利用装设在出租车或其他小型车辆上的GPS接收设备计算被监测车辆的平均车速,从而获取车辆行驶路段的道路交通状况。使用该方法计算路况的前提是,浮动车的行驶速度近似等于道路自由交通流速度。在很少有出租车行驶的城际高速公路和郊区道路上,只能通过装有GPS设备的大型车辆,如大型客、货车作为浮动车计算路况,然而,上述车辆的行驶速度往往低于所在道路的自由交通流速度,使用传统浮动车路况算法会造成较大的误差。因此,需要引入一种新的算法,以实现基于大型低速浮动车的道路交通状况计算。本文针对这一问题,提出了基于加速度噪声的浮动车路况计算方法理论,并结合路况直报系统真值对计算结果准确性进行了验证,为通过大型低速浮动车GPS数据计算道路交通状况提供了一种可行的解决方案。     

基于不同行驶状态下轮胎-路面接触应力响应研究

为获取不同行驶状态下轮胎与沥青路面之间应力响应特征,鉴于ABAQUS中提供的稳态滚动研究模块,建立了轮胎-路面-路基结构一体化的三维有限元计算模型,考虑了轮胎的稳态滚动和路基回弹模量的应力相关性。通过设置轮轴的平动速度和轮胎的转动速度来实现车辆的牵引、制动及侧滑,研究了自由滚动和全加速滑移状态下,摩擦系数对轮胎路面之间应力响应特征。研究结果表明当车辆处于自由滚动状态时,不同的摩擦系数对路面的接触应力影响较小。而对于全加速滑移状态则影响较大,摩擦系数越大,接触应力值越大,沥青路面疲劳寿命值反而越小。因此,综合考虑路面疲劳性能和行车安全,在保证路面足够抗滑性能的基础上,摩擦系数应尽量设计成较小值。研究结果可为沥青路面结构抗滑性能设计提供参考依据。     

基于ADAMS/Car的车辆侧翻风险因素研究

为了研究车辆侧翻风险因素对车辆侧翻的影响程度,运用ADAMS/Car软件建立了某轿车的多体动力学模型,基于仿真分析的方法进行了鱼钩转向侧翻试验设计,并选取横向载荷转移率作为度量车辆侧翻风险的指标.通过正交试验的方法,研究了路面摩擦系数、车辆行驶速度、方向盘角速度以及质心高度对车辆侧翻的影响程度.结果表明,在给定的水平下影响车辆侧翻的因素按其影响的强弱程度依次为:车辆行驶速度、路面摩擦系数、质心高度、方向盘角速度,其中车辆行驶速度对车辆的侧翻具有显著性影响.     

基于人-车-路虚拟试验的冰雪道路平曲线路段行车安全分析

为了提高积雪冰冻地区公路行车安全,提出了基于人-车-路虚拟试验的冰雪道路平曲线段行车安全分析方法。首先选取影响行车安全的冰雪路面摩擦系数、曲线半径、曲线超高值3个最重要参数作为安全影响因素,选定松软雪路面、压实雪板路面、结冰路面3种危险路况,采用纬地三维道路软件和多体动力学软件ADAMS/Car,分别建立了超高值为3%、4%、5%、6%和曲线半径为200、400、600、800、1 000m的不同组合的三维路面,改变3D路面的摩擦系数,并考虑不同等级路面粗糙度和车道数的影响,建立了不同曲线要素、超高值的冰雪路面仿真模型;仿真模型以小汽车和载重货车为基准模型,然后与道路模型和驾驶员模型构成人-车-路虚拟试验模型;进行了不同车速在仿真道路上的安全性试验。基于此提出了小汽车和载重货车在松软雪路面、压实雪板路面、结冰路面3种路况下,不同曲线半径和超高值对应的安全行驶速度,为合理确定冰雪道路平曲线段的限速值提供了依据。     

车辆管理对汽车制造厂的要求湖北省公安厅交警总队车管科王夏平的发言稿

受公安部交管局刘钊总工委派,有幸与各位领导、专家共同探讨车辆管理中的有关问题.     

后汽车与后汽车工程

基于对汽车演变历史的分析和前瞻汽车的发展前景，提出了三个汽车时代、后汽车和后汽车工程的概念。论述了可持续发展是后汽车的特征形态，实现汽车可持续发展是后汽车工程的特征，分析了后汽车工程成为国家工程的原因。     

纯电动汽车整车控制器硬件设计

整车控制器是纯电动汽车的核心部件,它在电动汽车的正常行驶、制动能量回收、网络管理、故障诊断以及安全运行等方面起着关键作用.根据整车控制器的功能需求与可靠性要求,通过安全监控芯片CIC61508与控制器TC1782的搭配使用,使整车控制器的可靠性达到ISO26262定义的ASIL-D的安全等级.实现了整车控制器功能性与可靠性的高度统一,提高了整车的性能与能量的利用率.     

纯电动汽车整车控制器进展

在广泛研究国内外纯电动汽车整车控制器的工作原理和系统结构的基础上．总结了如下特点：国外纯电动汽车整车控制器主要用于结构复杂的四轮驱动纯电动汽车和轮毂电机纯电动汽车中。对于单电机驱动的纯电动汽车,通常由电机控制器代替整车控制器实现控制功能。在国内市场没有纯电动汽车整车控制器产品的生产和销售．整车控制器停留在试验室研发阶段。本文可为企业开发出口纯电动汽车整车控制器和国家制订标准提供参考。     

纯电动汽车整车控制策略

整车控制器是纯电动汽车的核心部件之一,是整车的控制中心.为了更加深入研究纯电动汽车整车控制策略,文章介绍了纯电动汽车整车控制系统基本组成结构,并对整车控制器策略进行了详细的分析,阐述了整车控制器应用的开发流程.该整车控制器及其控制策略的设计和研发方法,对整车系统的开发具有较强的指导意义.     

燃料电池汽车整车集成的关键技术

文章在简单介绍国内外燃料电池轿车开发现状和燃料电池汽车动力及其电控系统架构定义后,结合上汽在燃料电池整车开发项目中积累的经验,从整车布置、整车热管理、整车与动力系统的参数选择与优化设计、多能源动力系统的能量管理策略优化及其控制算法的实现、制动回馈及电驱动系统的综合控制等方面阐述了燃料电池汽车整车集成开发的关键技术。     

Vehicle Motion Analysis in Relation to Vehicle Safety

SUMMARY

The influence of vehicle handling on the possible avoidance of accident situations is discussed. lit is shown that accident reconstruction at present does not provide the necessary information to relate the cause of accidents to the lack of road worthiness of vehicles. It follows that the vehicle behavior in proximity of its performance limit must be determined in order to infer its accident avoidance potential.

The paper presents a review of the state-of-the-art of vehicle modeling, simulation of vehicle maneuvers and full scale testing. The application of the direct method of the stability theory is suggested as a possible means of obtaining performance limit envelopes which are necessary for establishing standards of the performance of vehicles.     

Robust Scalable Vehicle Control via Non-Dimensional Vehicle Dynamics

A temporal and spatial re-parameterization of the linear vehicle Bicycle Model is presented utilizing non-dimensional ratios of vehicle parameters called p-groups. Investigation of the p-groups using compiled data from 44 published sets of Vehicle Dynamics reveals a normal distribution about a line through p-space. The normal distribution suggests numerical-values for an 'average' vehicle and maximum perturbations about the average. A state-feedback controller is designed utilizing the p-space line and the expected p-perturbations to robustly stabilize all vehicles encompassed by the normal distribution of vehicle parameters. Experimental verification is obtained using a scaled vehicle.     

电动汽车整车控制器自动检测技术

基于PXI的一种专为工业数据采集与自动化应用量身定制的模块化仪器平台在汽车电子产品的测试领域被广泛应用.文章在此基础上介绍了一种简易的电动汽车整车控制器自动检测技术.利用PXI模块化仪器模拟电动汽车运行时的电气系统的各个信号,通过与整车控制器进行应答式的信息交互的方法来对整车控制器进行检测.同时,文章对检测电路的电气原理,用于检测的数据流向,以及检测方法等进行了详细说明.