張鵬程 吳波勇 汪祖國 李洋 汪曉旋
摘要:針對ECE R131法規(guī)、設(shè)計一種適用于側(cè)面牽引測試的移動目標(biāo)車,通過一系列各種難度的場景測試,證明該設(shè)計方案能夠滿足AEBS牲能的檢測要求,還具有安全可靠、使用靈活、成本低廉的特點,設(shè)計達(dá)到預(yù)期目的。
關(guān)鍵詞:AEBS;移動目標(biāo);側(cè)面牽引
1.前言
隨著中國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展和汽車保有量的大幅提高,我國每年由于交通事故造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失在大幅增加。因此,汽車安全性能越來越受到廣大消費者的關(guān)注,更多的世界最新安全技術(shù)研究成果被引入中國,提前緊急制動系統(tǒng)(Advanced Emergency Bmking svstem,簡稱AEBS)就是受到廣泛認(rèn)可的一種主動安全技術(shù)。
AEBS依靠雷達(dá)、攝像頭、GPS等各類傳感器系統(tǒng)來監(jiān)測前方車輛,實時獲取本車與前方車輛之間的相對速度、距離等參數(shù),并計算即將發(fā)生的情況。在危險情況下,AEBS可以自動采取適當(dāng)策略對車輛進行預(yù)警或制動動作,以避免碰撞或減輕其影響。自2013年開始,這種系統(tǒng)已成為歐盟新設(shè)計車輛的標(biāo)準(zhǔn),法規(guī)號為ECE R131。
2.ECE R131試驗方法
根據(jù)ECE R131各條款解讀可知,該法規(guī)的適用范圍是裝備AEBS系統(tǒng)的M2、N2、M3,N3類車型,同時也建議推廣至其他車型。法規(guī)對AEBS的復(fù)合電子控制系統(tǒng)安全性要求和AEBS性能要求兩方面都有明確規(guī)定。在實際檢測過程中,對前者的檢測主要采取文件審查的方式進行,由制造商向檢測機構(gòu)提供相應(yīng)的技術(shù)文件予以闡明檢測樣車所裝配的AEBS的各項技術(shù)參數(shù)和安全概念。對后者的檢測則采取道路試驗的方式進行,這是該法規(guī)檢測中的關(guān)鍵部分。
關(guān)于AEBS性能要求,主要是檢測試驗樣車對靜態(tài)目標(biāo)、動態(tài)目標(biāo)和虛假目標(biāo)的識別能力和預(yù)警制動能力,測試場景如表1所示。
ECE R131規(guī)定,AEBS工作時分為碰撞預(yù)警階段和緊急制動階段,兩種階段的預(yù)警時間、預(yù)警方式以及車速降低量等要滿足表2、表3中的限值要求。法規(guī)還指出,用于測試AEBS的目標(biāo)車必須是批量生產(chǎn)的M1類轎車或者類似結(jié)構(gòu)的具有車輛特征的柔性目標(biāo)。
3.移動目標(biāo)車設(shè)計方案
根據(jù)法規(guī)認(rèn)證的行業(yè)經(jīng)驗可知,在評估ECER131法規(guī)檢測能力時,一款滿足各種技術(shù)指標(biāo)的移動目標(biāo)車是該法規(guī)檢測可操作性的重要環(huán)節(jié)。在對法規(guī)條文進行專業(yè)研讀的基礎(chǔ)上,通過對法規(guī)認(rèn)證行業(yè)的市場調(diào)查發(fā)現(xiàn),目前存在兩種移動目標(biāo)車的技術(shù)方案:一種是可遙控?zé)o人駕駛移動目標(biāo)車,另外一種是用一輛汽車在其后方牽引一輛移動目標(biāo)車行駛。
第一種方案體積小、機動性好,安全性較高,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本超高,第二種方案成本稍低,但卻存在如下缺陷:為了防止試驗車輛與前方牽引汽車發(fā)生碰撞,中間需要長度超過30m長的牽引裝置,整體結(jié)構(gòu)龐大,安裝連接不便;行駛穩(wěn)定性差,只能以較低車速行駛;轉(zhuǎn)彎不便,對試驗場地要求苛刻,另外當(dāng)試驗車駕駛員操作不當(dāng)時,試驗車車輪易與牽引裝置發(fā)生剮蹭或碾壓造成翻車危險。
針對上述技術(shù)方案存在的問題,設(shè)計了一種利用側(cè)面拖車模擬目標(biāo)車的測試方案:首先,移動目標(biāo)車可以擺放在測試通道上作為靜態(tài)測試目標(biāo)來使用;其次,移動目標(biāo)車可以通過常用貨車橫向牽引行駛,移動目標(biāo)車與牽引汽車之間通過牽引桿連接,利用電磁吸合裝置可以控制牽引桿與移動目標(biāo)車之間的吸合或斷開。當(dāng)試驗車輛與移動目標(biāo)車碰撞時,牽引桿能自動脫落,移動目標(biāo)車與牽引汽車分離之后可與試驗車輛一起向前行駛。
初步設(shè)想,期望該方案能夠避免試驗失敗時可能產(chǎn)生的安全問題,同時要有安裝方便、使用靈活和成本低廉的優(yōu)勢。
4.移動目標(biāo)車的試驗驗證
根據(jù)法規(guī)的檢測場景,同時考慮到新設(shè)計方案可能存在的風(fēng)險,驗證方案采取先易后難風(fēng)險遞增的方式進行,首先進行靜態(tài)目標(biāo)場景測試,然后進行動態(tài)目標(biāo)場景的AEBS成功測試,最后進行動態(tài)目標(biāo)場景的AEBS失敗測試,測試結(jié)果如下:
4.1靜態(tài)目標(biāo)試驗驗證
如圖1所示,把目標(biāo)車擺放在測試通道上,試驗車以80km/h的車速勻速接近目標(biāo)車,利用專業(yè)的測試設(shè)備實時測量試驗車的車速及其與目標(biāo)車之間的距離,按照公式(1)計算碰撞時間,圖2的測試曲線表明AEBS成功識別目標(biāo)車并進行制動,測試過程未發(fā)生碰撞,具體結(jié)果見表4。
4.2AEBS測試成功的動態(tài)目標(biāo)試驗驗證
如圖3所示,牽引車輛以12km/h的車速拖拽目標(biāo)車前行,試驗車以80km/h的車速勻速接近目標(biāo)車。圖4的測試曲線表明AEBS成功識別目標(biāo)車并進行制動,測試過程未發(fā)生碰撞,具體結(jié)果見表5。
4.3AEBS測試失敗的動態(tài)目標(biāo)試驗驗證
如圖5所示,牽引車輛以12km/h的車速拖拽目標(biāo)車前行,試驗車以80km/h的車速勻速接近目標(biāo)車。在測試過程中,試驗車輛與移動目標(biāo)車發(fā)生碰撞而導(dǎo)致AEBS測試失敗,碰撞之前的瞬間牽引桿自動脫落,因此牽引車輛未受影響。目標(biāo)車受撞擊而向前駛?cè)ィ捎谀繕?biāo)車受碰撞的部位采用柔性設(shè)計,試驗車輛也未受損傷。測試曲線見圖6,具體結(jié)果見表6。
通過大量的測試數(shù)據(jù),得出以下幾點:
首先,本文所設(shè)計的移動目標(biāo)車能夠被試驗樣車正常識別,因此滿足ECE R131條款6.3.1中關(guān)于AEBS特征探測的要求。
其次,該測試方案對牽引車輛、試驗車輛均不會產(chǎn)生不利影響或損傷,即使AEBS測試失敗,也不會產(chǎn)生安全問題。
最后,該測試方案結(jié)構(gòu)簡單可靠,可以反復(fù)利用,能夠顯著提高工作效率和經(jīng)濟效益。
綜上所述,本文所設(shè)計的移動目標(biāo)車滿足各項技術(shù)指標(biāo),達(dá)到預(yù)期的設(shè)計目的。
5.結(jié)束語
本文設(shè)計了一種側(cè)面牽引的移動目標(biāo)車測試方案,經(jīng)過反復(fù)的道路試驗測試認(rèn)為該方案能全面滿足ECE R131的測試要求,同時還具有安全可靠、使用靈活、成本低廉的特點。該方案不僅能夠應(yīng)用于法規(guī)認(rèn)證領(lǐng)域,而且對國內(nèi)廠家自主開發(fā)車型的AEBS的性能研究與改進優(yōu)化也具有良好的指導(dǎo)意義。