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汽车工程
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孟嗣宗

月刊

1000-680X

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100045

北京市西城区白云路1号1202室

汽车工程/Journal Automotive EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊由中国汽车工程学会主办，创刊于1979年，从创刊至今受到了国内外的重视，在国内汽车学术界具有一定的权威性和影响。主要刊登汽车理论的探讨、试验研究成果以及汽车设计、制造、新材料使用、技术管理等方面的学术论文；汽车工业宏观分析研究的理论论述；汽车及其相关行业的新技术、新进展、新趋势等。本刊的主要读者对象为汽车及其相关行业的工程技术人员、科研人员、高校研究生及相关企业的高级管理人员。
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    车内声场分区控制算法研究综述

    张佳祥王岩松张声明郭辉...
    1-12页
    查看更多>>摘要：在汽车智能化进程中，车内声场分区控制技术在提升用户座舱的声学体验方面起着重要作用。本文对车内声场分区控制算法及应用进行了全面综述。首先介绍了该技术的提出背景和理论基础;然后深入分析了各类声场分区控制算法的发展脉络、控制原理及算法特点;最后基于现有研究进展，展望了声场分区控制技术在提高重放精度、算法鲁棒性以及声场均匀分布等方面的发展潜力，并探讨了限制该技术在车内广泛应用的一系列问题及解决方法。本综述旨在为车内声场分区控制的进一步研究提供参考，进而推动该技术在汽车领域的广泛应用。

    车内声场控制扬声器阵列声场分区控制算法

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    考虑主观认知的自动驾驶汽车序贯博弈类人决策

    朱冰贾士政赵健韩嘉懿...
    13-22页
    查看更多>>摘要：非受控交叉路口是高动态性、强交互性的决策场景，在其中如何让自动驾驶汽车做出与熟练驾驶人类似的安全合理决策并顺利通过路口，是一项极具挑战性的任务。本文充分考虑认知与决策过程的本体主观属性，提出了一种基于序贯博弈的自动驾驶汽车交互式类人决策方法。首先，从通行时效、空间裕度、驾乘体验和行驶安全多个维度深度挖掘了多目标驾驶诱因，进而建立了个性化和类人化驾驶特质嵌入的博弈决策模型，并匹配不同驾驶模式类型的驾乘人员群组;在此基础上，提出了模仿人类逻辑的自视角决策方案和序贯优先度的概念，以实现滚动逐阶博弈决策的序贯模式自演化;最后，通过多组对比实验验证了所提方法的有效性。结果表明，本文提出的交互式类人决策方法能够以持续交互的方式化解潜在冲突并处理安全决策问题，同时提升了自动驾驶汽车个性决策的自然化和类人化效果。

    自动驾驶汽车类人决策序贯博弈主观认知非受控交叉路口

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    基于有向图的城市交叉口场景相似性评价方法

    李江坤纵瑞雪邓伟文王莹...
    23-34页
    查看更多>>摘要：准确的场景相似性评估对于优化测试场景集极为重要。然而，现有的基于轨迹的评价方法未能充分捕捉城市交叉口中车辆间的复杂动态交互特征，从而影响评价结果的准确性。针对此问题，本研究提出了一种基于有向图的城市交叉口场景相似性评价方法，该方法通过比较两个场景中车辆的全局交互拓扑关系在时空上的匹配程度来量化场景之间的相似性。首先，使用有向图来表征各个交叉口中车辆间的交互拓扑结构。然后，通过比较不同交叉口场景的有向图结构匹配程度来估计它们之间的交互相似性。最后，采用动态时间扭曲算法在时间维度上对齐场景，实现两个不同长度测试场景序列的有效比较。3对典型评价案例的定性分析结果显示，该方法能够细粒度地区分不同相似度水平的场景。进一步地，为定量验证方法的有效性，开展了场景相似度与自动驾驶系统性能之间的方差分析实验。实验结果表明，在不同相似度水平场景簇的测试条件下，系统的安全性和效率均表现出显著的差异，从而证实了该方法的有效性。最终，该方法应用于Apollo的测试场景集的优化，结果表明方法能够有效指导测试场景集中同质化场景的剔除，从而提高测试效率。

    自动驾驶城市交叉口场景相似性评价有向图动态时间扭曲

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    基于混合深度强化学习的ICV任务卸载与资源分配

    刘佳慧邹渊孙巍孟逸豪...
    35-43页
    查看更多>>摘要：随着智能网联车辆(ICV)技术的发展，计算资源有限的ICV面临计算需求大幅增加的问题。ICV可以通过路侧单元(RSU)将任务卸载到移动边缘计算(MEC)服务器上。然而，车联网环境的动态性和复杂性使任务卸载和资源分配变得极具挑战。本文提出在环境和资源的约束下，通过控制任务卸载决策、通信功率和计算资源分配，最小化任务计算能耗。针对这一问题离散和连续控制变量共存的特性，设计了混合深度强化学习(HDRL)算法:利用双深度Q网络(DDQN)生成任务卸载决策，利用深度确定性策略梯度(DDPG)生成通信功率和MEC资源分配决策，并结合改进的优先级经验回放(IPER)机制来评估和选择动作，输出最优策略。仿真实验结果表明，该方法比对比算法具有更快更稳定的决策收敛性，实现了任务计算卸载的最小能耗，并能有效适应ICV数量和任务大小的变化，具有高实时性和良好环境适应性。

    移动边缘计算深度强化学习任务卸载资源分配优先经验回放

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    考虑时变参考和转向延迟的自动驾驶车辆轨迹跟踪控制方法

    杨正才张慧泉葛林鹤孙天骏...
    44-54页
    查看更多>>摘要：最优控制方法已成为自动驾驶横向运动控制的主流研究和工业部署方法。LQR方法拥有在线计算量小、实时性好等优点而被广泛使用，但是无法考虑时变参考和转向延迟。延时的存在会导致LQR方法在高速时失去稳定性，因此在解决该问题的同时维持LQR小计算量的特性十分必要。本文在保证实时性的前提下，解决了LQR无法考虑时变参考和转向延迟的问题。将道路曲率作为时变参考、转向延迟特性作为纯延时和1阶惯性环节考虑进跟踪误差状态方程中，将控制时域对应的KKT逆矩阵部分查表到实时求解器中，旨在减小计算量并保证控制器的实时性。仿真试验结果表明:所搭建的EqLPV-MPC控制器可以有效处理道路变曲率工况;相比于LQR方法，车速为72 km/h的双移线工况下横向误差降低39%，航向角误差下降52%，质心侧偏角减少28%。实车试验结果表明，在双移线工况下，本文所搭建的控制器可以将最大横向误差控制在0。1 m以内。

    轨迹跟踪模型预测控制道路曲率转向延迟惯性环节

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    基于二型模糊逻辑控制的半挂车轨迹跟踪研究

    陈鹏蔡英凤原海波陈龙...
    55-66页
    查看更多>>摘要：自动驾驶商用半挂车可以显著提升干线物流效率。然而半挂商用车是典型的欠驱动系统，在大曲率运动工况下难以同时兼顾牵引车和挂车的横向轨迹跟踪精度。随着车辆速度和负载的提升，挂车质心转移及载荷转移加剧，对铰接处产生更强烈的不确定性影响，造成挂车与牵引车之间行驶轨迹的偏差进一步加大，增加了轨迹跟踪难度，影响了行驶安全性。为提高半挂商用车牵引车与挂车的横向安全性，本文提出一种基于二型模糊控制的鲁棒路径跟踪策略。首先，在MATLAB/Simulink中建立了半挂车辆的7自由度动力学模型，精确模拟牵引车与挂车的横-纵向运动动力学特性。其次，利用二型模糊逻辑控制理论中输入隶属度函数对系统不确定性的覆盖特性，设计了同时调控牵引车和挂车横向轨迹跟踪精度的二型模糊控制器。为提高不确定因素影响下横向轨迹跟踪控制的精度，降低控制器设计难度，采用粒子群优化算法对二型模糊控制器的输入隶属度函数参数进行优化。最后，利用MATLAB/Simulink与TruckSim的联合仿真平台，分别在不同车速和负载条件下进行车辆轨迹跟踪的仿真，以验证本文提出的控制策略，并与一型模糊控制和预瞄控制结果进行对比。结果表明:在双移线这种轨迹曲率发生变化的工况下，本文提出的二型模糊控制器对牵引车和挂车的横向轨迹跟踪精度有明显提升。

    自动驾驶半挂车轨迹跟踪二型模糊逻辑控制

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    非可视条件下路面可跨越障碍物特征识别

    李昊李浩泽
    67-76,66页
    查看更多>>摘要：本文关注非可视条件下的智能驾驶需求，利用毫米波雷达可全天候工作及受光照和天气影响较小的特性，实现路面可跨越障碍物的形位特征识别。本文以路面减速带为例，构建基于毫米波雷达的路面障碍物特征感知系统，将雷达天线平面朝向地面并与地面保持一定夹角，利用FFT-CZT两级处理结构对雷达中频数据进行频谱细化，获得较高精度的距离值。进一步通过分析雷达点云数据，将每帧数据中获取的最短目标距离值进行融合，得到路面减速带的二维可视化成像。最后，通过对可视化数据的分析，建立路面减速带几何模型，提出减速带特征参数计算方法。本文搭建了实车测试平台，采集了从0°到90°不同夹角数据，在45°夹角处得到减速带高度估计值平均绝对误差保持在4 mm以内，宽度估计值平均绝对误差为21 mm，验证了本文提出方法的有效性。

    路面障碍物检测毫米波雷达二维成像形位特征非可视条件

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    催化层/微孔层界面设计对PEMFC影响研究

    李光伟韩雪邢丹敏明平文...
    77-84页
    查看更多>>摘要：膜电极组件(MEA)研究除了要关注催化层(CL)的设计和优化，还应考虑CL与微孔层(MPL)之间的界面设计。本文构建了3种不同的CL/MPL界面结构，并验证了其对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能和车载工况下耐久性的影响。性能测试结果表明，在CL/MPL界面处引入Nafion树脂的MEA样品(MEA-Nafion)性能较初始MEA样品(MEA-0)在高电流密度下略有下降，而在引入Nafion树脂后进行热压处理的MEA样品(MEA-Nafion-HP)性能与MEA-0基本一致;车载工况下耐久性测试结果显示，MEA-0、MEA-Nafion和MEA-Nafion-HP样品电压衰减速率分别为42。3、29。9和15。2 μV/h。综上所述，通过优化CL/PEM界面结构设计可以在不影响性能的情况下大幅提升MEA耐久性。

    质子交换膜燃料电池催化层/微孔层界面性能耐久性

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    燃料电池氢气系统自适应滑模解耦控制研究

    朱仲文程谭龙江维海周定华...
    85-95,126页
    查看更多>>摘要：有效的燃料电池氢气系统控制策略可以改善系统动态性能并延长使用寿命，本文针对循环泵型燃料电池氢气系统，提出了基于梯度寻优的自适应滑模解耦控制策略。首先基于Simulink搭建了燃料电池氢气系统模型，基于该模型设计了解耦滑模控制器在补偿模型精度不准的同时实现了流量和压力的解耦，并通过李雅普诺夫原理证明了反馈控制率的稳定性。然而，滑模控制存在动态响应性能和抖振相矛盾的问题，对此，本研究进一步设计了基于梯度下降的滑模控制参数自适应寻优方法，并通过前馈控制器提高变载时的系统稳定性，同时采用滑模调优参数Map自学习的方式，在保证闭环系统稳定的同时解决了瞬态工况下的梯度寻优延迟问题。结果表明:本文设计的结合前馈的自适应滑模解耦控制器超调量较小，响应时间较短，鲁棒性较高;阴阳极压差最大值约为0。01 bar，流量供给误差最大为0。015 g/s;能够在0。02 s内迅速响应变载运行时氢气压力和流量的变化需求;相比于前馈修正之前，电堆启动工况下的压力波动降低了0。122 bar;扰动作用下，系统稳定性保持良好，氢气压力波动最大为0。01 bar。

    燃料电池滑模控制解耦控制梯度下降前馈控制

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    冲击载荷下PEMFC力-电耦合建模及电学响应研究

    任立海陈黎黎杨振华蒋成约...
    96-106页
    查看更多>>摘要：为探究冲击载荷作用下质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆电学响应，揭示PEMFC电堆内部力-电耦合机制，对冲击载荷下PEMFC电堆力-电耦合建模方法进行了研究。基于建立的PEMFC电堆力-电耦合模型，系统研究了冲击速度和方向对PEMFC电堆电学响应影响。结果表明，所提出的PEMFC电堆力-电耦合建模方法可以准确模拟出电池内部的力-电耦合特性;PEMFC电堆内部单电池欧姆损耗会随着冲击载荷的增大而增大;同时，冲击载荷会导致气体扩散层(GDL)与双极板肋部产生额外电接触，引起GDL表面电流密度平均值下降以及分布均匀性变差。本研究工作对冲击载荷下PEMFC力-电耦合建模及电学响应研究具有一定的指导意义。

    质子交换膜燃料电池有限元方法冲击力-电耦合电学响应

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