張鵬程　吳波勇　汪祖國(guó)　李洋　汪曉旋

摘要：針對(duì)ECE R131法規(guī)、設(shè)計(jì)一種適用于側(cè)面牽引測(cè)試的移動(dòng)目標(biāo)車(chē)，通過(guò)一系列各種難度的場(chǎng)景測(cè)試，證明該設(shè)計(jì)方案能夠滿足AEBS牲能的檢測(cè)要求，還具有安全可靠、使用靈活、成本低廉的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)期目的。

關(guān)鍵詞：AEBS；移動(dòng)目標(biāo)；側(cè)面牽引

1.前言

隨著中國(guó)汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展和汽車(chē)保有量的大幅提高，我國(guó)每年由于交通事故造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失在大幅增加。因此，汽車(chē)安全性能越來(lái)越受到廣大消費(fèi)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(guó)，提前緊急制動(dòng)系統(tǒng)（Advanced Emergency Bmking svstem，簡(jiǎn)稱(chēng)AEBS）就是受到廣泛認(rèn)可的一種主動(dòng)安全技術(shù)。

AEBS依靠雷達(dá)、攝像頭、GPS等各類(lèi)傳感器系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)前方車(chē)輛，實(shí)時(shí)獲取本車(chē)與前方車(chē)輛之間的相對(duì)速度、距離等參數(shù)，并計(jì)算即將發(fā)生的情況。在危險(xiǎn)情況下，AEBS可以自動(dòng)采取適當(dāng)策略對(duì)車(chē)輛進(jìn)行預(yù)警或制動(dòng)動(dòng)作，以避免碰撞或減輕其影響。自2013年開(kāi)始，這種系統(tǒng)已成為歐盟新設(shè)計(jì)車(chē)輛的標(biāo)準(zhǔn)，法規(guī)號(hào)為ECE R131。

2.ECE R131試驗(yàn)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(lèi)車(chē)型，同時(shí)也建議推廣至其他車(chē)型。法規(guī)對(duì)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(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，對(duì)前者的檢測(cè)主要采取文件審查的方式進(jìn)行，由制造商向檢測(cè)機(jī)構(gòu)提供相應(yīng)的技術(shù)文件予以闡明檢測(cè)樣車(chē)所裝配的AEBS的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)和安全概念。對(duì)后者的檢測(cè)則采取道路試驗(yàn)的方式進(jìn)行，這是該法規(guī)檢測(cè)中的關(guān)鍵部分。

關(guān)于AEBS性能要求，主要是檢測(cè)試驗(yàn)樣車(chē)對(duì)靜態(tài)目標(biāo)、動(dòng)態(tài)目標(biāo)和虛假目標(biāo)的識(shí)別能力和預(yù)警制動(dòng)能力，測(cè)試場(chǎng)景如表1所示。

ECE R131規(guī)定，AEBS工作時(shí)分為碰撞預(yù)警階段和緊急制動(dòng)階段，兩種階段的預(yù)警時(shí)間、預(yù)警方式以及車(chē)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(cè)試AEBS的目標(biāo)車(chē)必須是批量生產(chǎn)的M1類(lèi)轎車(chē)或者類(lèi)似結(jié)構(gòu)的具有車(chē)輛特征的柔性目標(biāo)。

3.移動(dòng)目標(biāo)車(chē)設(shè)計(jì)方案

根據(jù)法規(guī)認(rèn)證的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)可知，在評(píng)估ECER131法規(guī)檢測(cè)能力時(shí)，一款滿足各種技術(shù)指標(biāo)的移動(dòng)目標(biāo)車(chē)是該法規(guī)檢測(cè)可操作性的重要環(huán)節(jié)。在對(duì)法規(guī)條文進(jìn)行專(zhuān)業(yè)研讀的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)法規(guī)認(rèn)證行業(yè)的市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前存在兩種移動(dòng)目標(biāo)車(chē)的技術(shù)方案：一種是可遙控?zé)o人駕駛移動(dòng)目標(biāo)車(chē)，另外一種是用一輛汽車(chē)在其后方牽引一輛移動(dòng)目標(biāo)車(chē)行駛。

第一種方案體積小、機(jī)動(dòng)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(yàn)車(chē)輛與前方牽引汽車(chē)發(fā)生碰撞，中間需要長(zhǎng)度超過(guò)30m長(zhǎng)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(chē)速行駛；轉(zhuǎn)彎不便，對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地要求苛刻，另外當(dāng)試驗(yàn)車(chē)駕駛員操作不當(dāng)時(shí)，試驗(yàn)車(chē)車(chē)輪易與牽引裝置發(fā)生剮蹭或碾壓造成翻車(chē)危險(xiǎn)。

針對(duì)上述技術(shù)方案存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種利用側(cè)面拖車(chē)模擬目標(biāo)車(chē)的測(cè)試方案：首先，移動(dòng)目標(biāo)車(chē)可以擺放在測(cè)試通道上作為靜態(tài)測(cè)試目標(biāo)來(lái)使用；其次，移動(dòng)目標(biāo)車(chē)可以通過(guò)常用貨車(chē)橫向牽引行駛，移動(dòng)目標(biāo)車(chē)與牽引汽車(chē)之間通過(guò)牽引桿連接，利用電磁吸合裝置可以控制牽引桿與移動(dòng)目標(biāo)車(chē)之間的吸合或斷開(kāi)。當(dāng)試驗(yàn)車(chē)輛與移動(dòng)目標(biāo)車(chē)碰撞時(shí)，牽引桿能自動(dòng)脫落，移動(dòng)目標(biāo)車(chē)與牽引汽車(chē)分離之后可與試驗(yàn)車(chē)輛一起向前行駛。

初步設(shè)想，期望該方案能夠避免試驗(yàn)失敗時(shí)可能產(chǎn)生的安全問(wèn)題，同時(shí)要有安裝方便、使用靈活和成本低廉的優(yōu)勢(shì)。

4.移動(dòng)目標(biāo)車(chē)的試驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)法規(guī)的檢測(cè)場(chǎng)景，同時(shí)考慮到新設(shè)計(jì)方案可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，驗(yàn)證方案采取先易后難風(fēng)險(xiǎn)遞增的方式進(jìn)行，首先進(jìn)行靜態(tài)目標(biāo)場(chǎng)景測(cè)試，然后進(jìn)行動(dòng)態(tài)目標(biāo)場(chǎng)景的AEBS成功測(cè)試，最后進(jìn)行動(dòng)態(tài)目標(biāo)場(chǎng)景的AEBS失敗測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：

4.1靜態(tài)目標(biāo)試驗(yàn)驗(yàn)證

如圖1所示，把目標(biāo)車(chē)擺放在測(cè)試通道上，試驗(yàn)車(chē)以80km/h的車(chē)速勻速接近目標(biāo)車(chē)，利用專(zhuān)業(yè)的測(cè)試設(shè)備實(shí)時(shí)測(cè)量試驗(yàn)車(chē)的車(chē)速及其與目標(biāo)車(chē)之間的距離，按照公式（1）計(jì)算碰撞時(shí)間，圖2的測(cè)試曲線表明AEBS成功識(shí)別目標(biāo)車(chē)并進(jìn)行制動(dòng)，測(cè)試過(guò)程未發(fā)生碰撞，具體結(jié)果見(jiàn)表4。

4.2AEBS測(cè)試成功的動(dòng)態(tài)目標(biāo)試驗(yàn)驗(yàn)證

如圖3所示，牽引車(chē)輛以12km/h的車(chē)速拖拽目標(biāo)車(chē)前行，試驗(yàn)車(chē)以80km/h的車(chē)速勻速接近目標(biāo)車(chē)。圖4的測(cè)試曲線表明AEBS成功識(shí)別目標(biāo)車(chē)并進(jìn)行制動(dòng)，測(cè)試過(guò)程未發(fā)生碰撞，具體結(jié)果見(jiàn)表5。

4.3AEBS測(cè)試失敗的動(dòng)態(tài)目標(biāo)試驗(yàn)驗(yàn)證

如圖5所示，牽引車(chē)輛以12km/h的車(chē)速拖拽目標(biāo)車(chē)前行，試驗(yàn)車(chē)以80km/h的車(chē)速勻速接近目標(biāo)車(chē)。在測(cè)試過(guò)程中，試驗(yàn)車(chē)輛與移動(dòng)目標(biāo)車(chē)發(fā)生碰撞而導(dǎo)致AEBS測(cè)試失敗，碰撞之前的瞬間牽引桿自動(dòng)脫落，因此牽引車(chē)輛未受影響。目標(biāo)車(chē)受撞擊而向前駛?cè)?，由于目?biāo)車(chē)受碰撞的部位采用柔性設(shè)計(jì)，試驗(yàn)車(chē)輛也未受損傷。測(cè)試曲線見(jiàn)圖6，具體結(jié)果見(jiàn)表6。

通過(guò)大量的測(cè)試數(shù)據(jù)，得出以下幾點(diǎn)：

首先，本文所設(shè)計(jì)的移動(dòng)目標(biāo)車(chē)能夠被試驗(yàn)樣車(chē)正常識(shí)別，因此滿足ECE R131條款6.3.1中關(guān)于AEBS特征探測(cè)的要求。

其次，該測(cè)試方案對(duì)牽引車(chē)輛、試驗(yàn)車(chē)輛均不會(huì)產(chǎn)生不利影響或損傷，即使AEBS測(cè)試失敗，也不會(huì)產(chǎn)生安全問(wèn)題。

最后，該測(cè)試方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，可以反復(fù)利用，能夠顯著提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。

綜上所述，本文所設(shè)計(jì)的移動(dòng)目標(biāo)車(chē)滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。

5.結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一種側(cè)面牽引的移動(dòng)目標(biāo)車(chē)測(cè)試方案，經(jīng)過(guò)反復(fù)的道路試驗(yàn)測(cè)試認(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)。該方案不僅能夠應(yīng)用于法規(guī)認(rèn)證領(lǐng)域，而且對(duì)國(guó)內(nèi)廠家自主開(kāi)發(fā)車(chē)型的AEBS的性能研究與改進(jìn)優(yōu)化也具有良好的指導(dǎo)意義。