基于ECER131法規(guī)檢測(cè)的移動(dòng)目標(biāo)車設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

洪威 鄒卓 張玉東 任冠欣

摘要：ECE R131法規(guī)對(duì)于移動(dòng)目標(biāo)車的檢驗(yàn)和測(cè)試來講是十分具有效果的，在設(shè)計(jì)之中。它適用于側(cè)面牽引測(cè)試的移動(dòng)目標(biāo)車，并可以通過一系列的、不同難度的場(chǎng)景達(dá)到測(cè)試要求，以達(dá)到理想的設(shè)計(jì)目的。其中，滿足性能的相關(guān)檢測(cè)要求、符合安全可靠的設(shè)計(jì)原則、成本價(jià)格合理等要求，也可以證明其設(shè)計(jì)夠滿足AEBS性能的檢測(cè)要求。

關(guān)鍵詞：AEBS性能;移動(dòng)目標(biāo);側(cè)面牽引;ECE R131法規(guī)

引言

當(dāng)今中國(guó)的汽車工業(yè)正在快速而穩(wěn)定地進(jìn)行著發(fā)展，同時(shí)汽車的質(zhì)量與數(shù)量也在不斷上升。雖然前景蒸蒸日上，但是隨之而來的問題也很多，比如，逐年增長(zhǎng)的汽車交通事故數(shù)量等。人員的傷亡與財(cái)產(chǎn)的損失在不斷增加，因此汽車本身的安全問題不斷被廣大消費(fèi)者甚至非消費(fèi)者進(jìn)行重視。為了應(yīng)對(duì)這種問題，中國(guó)汽車市場(chǎng)引入了大量的世界最新安全技術(shù)研究成果;而在這么多技術(shù)成果之中，提前緊急制動(dòng)系統(tǒng)（Advanced Emergency Braking System），簡(jiǎn)稱AEBS得到的關(guān)注和認(rèn)可是最多的。這主要得益于它本身強(qiáng)大的主動(dòng)安全特性。這種特性是依靠雷達(dá)、攝像頭、各種傳感器等多種系統(tǒng)來對(duì)前方的車輛的速度、距離等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，然后由電腦進(jìn)行計(jì)算即將發(fā)生的狀況。如果系統(tǒng)判定為安全，那么可以繼續(xù)正常行駛;如果系統(tǒng)判定為危險(xiǎn)，那么系統(tǒng)可以自動(dòng)通過AEBS提供的策略進(jìn)行車輛預(yù)警或制動(dòng)，以免碰撞。這種系統(tǒng)前些年在歐洲得到了廣泛的使用。

1 ECE R131的試驗(yàn)方法

在檢驗(yàn)移動(dòng)目標(biāo)車時(shí)，要在基于ECE R131法規(guī)的前提下進(jìn)行。按照該系統(tǒng)自身的功能條款可知，該法規(guī)適用于裝備系統(tǒng)的有限車型，當(dāng)然，現(xiàn)在還在努力推廣到其他車型上。但是從法規(guī)中可以得到，對(duì)AEBS控制系統(tǒng)的多方面性能都提出了硬性要求與明確規(guī)定，其中安全性是最重要的。

檢測(cè)過程也是十分重要的，對(duì)AEBS系統(tǒng)的檢測(cè)主要是書面進(jìn)行，通過審閱文件的合理性進(jìn)行檢測(cè)，其對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)是由制造商提供的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)和安全概念，當(dāng)然，這些數(shù)據(jù)所闡明的測(cè)試樣車報(bào)告對(duì)檢測(cè)機(jī)構(gòu)來講同樣是以文件的形式進(jìn)行。而對(duì)AEBS系統(tǒng)來講，實(shí)地檢測(cè)是十分必要的，因?yàn)榈缆贩治鰧?shí)驗(yàn)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)十分重要，是該法規(guī)檢測(cè)的關(guān)鍵步驟。那么，到底這一系列的性能結(jié)果測(cè)試的主要目的與意義在于什么地方呢？主要是在于檢測(cè)實(shí)驗(yàn)樣車AEBS系統(tǒng)干預(yù)下的總體性能，包括對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的反應(yīng)，對(duì)靜態(tài)目標(biāo)的識(shí)別能力以及對(duì)非真實(shí)目標(biāo)的鑒別能力，是否能正確預(yù)警危險(xiǎn)以及進(jìn)行合理制動(dòng)也是十分重要的。

在系統(tǒng)的工作時(shí)間里，設(shè)計(jì)人員主要將系統(tǒng)設(shè)計(jì)成了以下幾個(gè)部分：碰撞預(yù)警階段、緊急制動(dòng)階段，這兩個(gè)階段的各種參數(shù)值滿足基本設(shè)計(jì)表中的需求，預(yù)警時(shí)間和方法，車速控制、性能優(yōu)化選擇等都按照標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值表中的數(shù)值進(jìn)行。當(dāng)然，對(duì)測(cè)試用目標(biāo)車的選擇也是比較講究的，必須是轎車類型，性能普遍化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，M1車型左右的偏向柔性的目標(biāo)車，主要是為了保持測(cè)試時(shí)的普遍適應(yīng)性。

2移動(dòng)目標(biāo)車設(shè)計(jì)方案

當(dāng)前的移動(dòng)目標(biāo)車的設(shè)計(jì)方法主要是有兩種，一種是無人駕駛移動(dòng)目標(biāo)車，通過遠(yuǎn)距離操縱進(jìn)行測(cè)試;一種是利用一輛汽車在前面牽拉著目標(biāo)車進(jìn)行前進(jìn)測(cè)試。在法規(guī)認(rèn)證的行業(yè)市場(chǎng)調(diào)研中顯示，雖然第一種性能方案更優(yōu)秀，體積小，機(jī)動(dòng)性也比較好，安全性也比較可靠，但是無奈造價(jià)太高，，而且相比而言操作也更加復(fù)雜;但是第二種在成本低的前提下卻存在很多漏洞與缺陷，比如：在牽引過程中目標(biāo)車輛很容易與前面的牽引車輛進(jìn)行碰撞，所以為了避免這種情況就需要至少三十米長(zhǎng)的繩子，這也側(cè)面反映了測(cè)試距離，安裝、測(cè)試等十分不方便，行駛過程中穩(wěn)定性也很差，所以車速不高，很具有限制性;另外由于是牽引行進(jìn)，所以要求場(chǎng)地盡量平整，盡量減少?gòu)澋?對(duì)駕駛員的挑選也應(yīng)該是有經(jīng)驗(yàn)的人員來進(jìn)行，目標(biāo)車的車輪很容易與牽引裝置發(fā)生摩擦，導(dǎo)致翻車。

所以，二者單獨(dú)利用哪個(gè)都是不夠完美的，為了對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行解決，工作人員設(shè)計(jì)了一種綜合性的對(duì)目標(biāo)車進(jìn)行側(cè)面拖車的實(shí)驗(yàn)方案。首先，設(shè)置一條平整的直路，將目標(biāo)車放在上面，此時(shí)目標(biāo)車保持靜止;然后，通過其他車輛對(duì)目標(biāo)車進(jìn)行橫向牽引，值得注意的是，為了避免兩車碰撞，也為了保證實(shí)驗(yàn)的有效性，在牽引車之間采用電磁牽引連桿裝置，通過電磁的吸與合控制目標(biāo)車的距離，避免相撞。當(dāng)兩車最終相撞時(shí)，牽引桿會(huì)自動(dòng)脫落，保證目標(biāo)車輛在牽引車輛的帶動(dòng)下繼續(xù)向前行駛。這個(gè)方案的可行性較高，主要是為了避免高成本以及增加實(shí)驗(yàn)可靠性，使用靈活性，并且要方便進(jìn)行，牽引桿方便回收，即便實(shí)驗(yàn)過程中碰撞速度有誤也可以保證其安全性。

3移動(dòng)目標(biāo)車的試驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 AEBS靜態(tài)目標(biāo)驗(yàn)證

在驗(yàn)證開始之前必須要認(rèn)清這樣一個(gè)事實(shí)：考慮到法規(guī)所規(guī)定的檢測(cè)要求，再加上綜合方案可能存在的危險(xiǎn)性，所以在實(shí)驗(yàn)的過程中應(yīng)該由簡(jiǎn)到難，逐步掌控隨之增加的風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)驗(yàn)順序上我們采取先靜態(tài)再動(dòng)態(tài)的實(shí)驗(yàn)順序，以便能更加精準(zhǔn)地掌控在AEBS系統(tǒng)要求下的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)。那么究竟得到了怎樣的測(cè)試結(jié)果呢？

實(shí)驗(yàn)過程如下：我們準(zhǔn)備一條較為平整的道路，將目標(biāo)車輛放置在道路上，而另外準(zhǔn)備一個(gè)試驗(yàn)車輛，以大概八十米每秒的均勻車速靠近目標(biāo)車輛，然后對(duì)試驗(yàn)車輛和目標(biāo)車輛之間的距離進(jìn)行測(cè)量。值得注意的是，測(cè)量的過程應(yīng)該由專業(yè)的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，而不是簡(jiǎn)單的人工測(cè)量。得到距離數(shù)據(jù)之后，利用公式“碰撞時(shí)間=LngRsv - tg1/LngSsv - tg1”得到碰撞時(shí)間。為了讓二者之間的關(guān)系更加清楚地看到，我們最好用函數(shù)坐標(biāo)圖的方式將其繪制出來。最后，如果根據(jù)曲線反映出目標(biāo)車輛在控制AEBS系統(tǒng)的過程中未發(fā)生碰撞，則實(shí)驗(yàn)基本成功。

3.2 AEBS動(dòng)態(tài)目標(biāo)驗(yàn)證

動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證方法與靜態(tài)試驗(yàn)大體準(zhǔn)備工作相同，在平直道路上依舊讓試驗(yàn)車輛八十米每秒的速度向前靠近，而牽引車輛則以十二米每秒的速度拖拽目標(biāo)車向前行駛。通過逐步檢測(cè)兩車之間的距離，判斷目標(biāo)車輛在逐步縮短距離到幾米的程度下會(huì)進(jìn)行緊急制動(dòng)反應(yīng)，并將這一測(cè)量結(jié)果繪制成曲線。實(shí)驗(yàn)過程中注意目標(biāo)車輛與試驗(yàn)車輛避免相撞。

3.3 AEBS撞擊測(cè)試的動(dòng)態(tài)目標(biāo)試驗(yàn)驗(yàn)證

方法同上。依舊是讓試驗(yàn)車輛在牽引車輛以十二米每秒的速度拖拽目標(biāo)車進(jìn)行前進(jìn)的情況下，用八十米每秒的速度向其靠近。但是這一次，試驗(yàn)車與目標(biāo)車輛要發(fā)生碰撞導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，而失敗原因則有很多種，但是核心原因還是AEBS系統(tǒng)的失靈。我們要記錄下失靈的原因和失靈后對(duì)車輛的反應(yīng)，與實(shí)驗(yàn)二進(jìn)行比對(duì)，找出AEBS系統(tǒng)靈敏性、有效性的特性。在這個(gè)過程中，對(duì)目標(biāo)車的材質(zhì)設(shè)計(jì)應(yīng)該選用柔性材質(zhì)，避免試驗(yàn)車輛由于撞擊而毀壞。記錄數(shù)據(jù)。

通過以上三次實(shí)驗(yàn)，再加上大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們可以得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：首先，在實(shí)驗(yàn)過程中要想讓制動(dòng)系統(tǒng)正常運(yùn)行，就必須保證目標(biāo)車輛能被試驗(yàn)車輛正常識(shí)別出來，以滿足其AEBS系統(tǒng)探測(cè)特征特性的要求;其次，測(cè)試過程中保證安全，對(duì)車輛的保護(hù)措施要做到位，以免產(chǎn)生損傷，影響測(cè)試結(jié)果;最后，該測(cè)試在滿足以上兩個(gè)要求的前提下，是十分可行的，操作方便簡(jiǎn)單，結(jié)果可信度很高，符合經(jīng)濟(jì)效益和工作效益，能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)期。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，這種側(cè)面牽引的移動(dòng)目標(biāo)車測(cè)試方案，在經(jīng)過反復(fù)的道路試驗(yàn)測(cè)試后，認(rèn)為該方案能全面滿足ECE R131的測(cè)試要求，同時(shí)還具有安全可靠、使用靈活、成本低廉的特點(diǎn)。這個(gè)結(jié)論對(duì)國(guó)內(nèi)自主掌握AEBS系統(tǒng)具有很大的意義與幫助。

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