技术概述
整车自动紧急制动系统(Autonomous Emergency Braking System,简称AEB)是一种先进的主动安全技术,能够在车辆行驶过程中实时监测前方道路状况,当系统判断存在碰撞风险且驾驶员未采取有效措施时,自动实施制动操作以避免或减轻碰撞危害。随着智能网联汽车产业的快速发展,AEB系统已成为现代汽车标配或选配的重要安全装置之一。
整车自动紧急制动测试是针对车辆AEB系统性能进行的综合性检测评价过程,其核心目标是验证系统在各种典型交通场景下的可靠性、及时性和有效性。该测试涉及传感器性能、控制策略、执行机构响应等多个技术环节,需要依托专业的测试场地、精密的检测设备以及标准化的测试流程来完成。通过系统化的测试评价,可以全面评估AEB系统对车辆、行人、骑行者等不同目标的识别能力和制动干预效果。
从技术发展历程来看,AEB系统经历了从基础型到智能化的演进过程。早期AEB系统主要依靠毫米波雷达实现前方障碍物检测,功能相对单一,主要针对追尾碰撞场景。随着传感器技术的进步,现代AEB系统已普遍采用多传感器融合方案,包括毫米波雷达、摄像头、激光雷达等多种感知手段的协同工作,显著提升了目标识别精度和场景适应能力。目前,AEB系统已能够覆盖城市道路、高速公路、乡村道路等多种交通环境,并具备对车辆、行人、骑行者、大型动物等多类目标的碰撞预警与制动干预功能。
在国际标准层面,联合国欧洲经济委员会发布的UN R152法规对乘用车AEB系统提出了明确的技术要求和测试规范。我国也相继出台了GB/T 39901-2021《乘用车自动紧急制动系统(AEBS)性能要求及试验方法》等国家标准,为AEB系统的研发、生产和检验提供了统一的技术依据。这些标准法规的实施,推动了整车自动紧急制动测试工作的标准化和规范化发展。
检测样品
整车自动紧急制动测试的检测样品主要为搭载AEB系统的各类机动车辆。根据车辆类型和测试需求的不同,检测样品可涵盖多个类别,具体包括但不限于以下类型:
- 乘用车类:包括轿车、SUV、MPV、跨界车等M1类车辆,此类车辆是AEB系统应用最为广泛的车型,也是目前法规要求强制配备AEB系统的主要对象。
- 商用车辆类:包括轻型货车、重型货车、客车等N类和M2、M3类车辆,此类车辆因尺寸较大、制动距离较长,对AEB系统的性能要求更为严格。
- 新能源车辆类:包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车、燃料电池汽车等,此类车辆在制动系统架构上与传统燃油车存在差异,测试时需特别关注能量回收与机械制动的协调配合。
- 智能网联汽车类:具备L2级及以上驾驶辅助功能的车辆,此类车辆的AEB系统通常与其他ADAS功能深度集成,测试时需考虑系统间的交互影响。
在进行整车自动紧急制动测试前,需对检测样品进行技术状态确认,包括AEB系统的配置信息、软件版本、传感器布置方案等。样品车辆应处于正常的技术状态,各系统功能完好,轮胎气压、制动液位等符合制造商规定。同时,应确保AEB系统已完成初始标定,未被人为禁用或修改参数设置。对于配备可调节悬架系统的车辆,还需记录悬架状态并将其调整至正常行驶位置。
样品车辆的准备还包括测试前的行驶磨合,一般要求车辆在测试前已行驶一定里程,确保制动系统、轮胎等部件处于稳定工作状态。此外,还需核实车辆的整备质量、轴荷分配等参数,以便在测试过程中正确加载配重,模拟实际使用工况。
检测项目
整车自动紧急制动测试涵盖多个技术维度的检测项目,旨在全面评估AEB系统的工作性能和安全效能。根据现行标准法规和技术规范,主要检测项目可归纳为以下几类:
功能性检测项目主要验证AEB系统的基本功能是否正常实现,包括系统激活条件、预警功能、制动干预功能等。具体测试内容包括:碰撞预警功能测试,验证系统在碰撞风险发生前能否及时向驾驶员发出声光预警信号;紧急制动功能测试,验证系统在预警无效的情况下能否自动实施制动操作;系统状态显示测试,验证仪表盘或显示界面能否正确呈现AEB系统的工作状态。
性能指标检测项目主要评价AEB系统的技术性能是否达到规定要求,重点测试参数包括:
- 目标识别距离:测试系统对前方车辆、行人等目标的探测距离,评估传感器的感知能力。
- 预警时间:测试从发出碰撞预警到潜在碰撞发生点的时间间隔,确保驾驶员有足够的反应时间。
- 制动响应时间:测试从系统发出制动指令到制动执行机构开始动作的时间延迟。
- 减速度水平:测试AEB系统制动干预时产生的减速度大小及其变化过程。
- 碰撞避免速度范围:测试AEB系统能够实现完全避撞的最高初始速度。
- 碰撞缓解效率:测试在无法完全避免碰撞时,系统降低碰撞严重程度的效果。
场景适应性检测项目主要评估AEB系统在各种交通场景下的工作表现,测试场景覆盖:
- 前车静止场景:测试车辆接近静止障碍物时的AEB响应。
- 前车减速场景:测试前车突然减速时的AEB干预效果。
- 前车切入场景:测试其他车辆切入本车前方时的系统反应。
- 行人横穿场景:测试行人在不同方向横穿马路时的识别与制动性能。
- 骑行者场景:测试对自行车、电动自行车等骑行者的探测与避撞能力。
- 夜间及恶劣天气场景:测试在低光照、雨雾等条件下的系统性能衰减情况。
误报与漏报检测项目关注系统的可靠性和鲁棒性,测试内容包括:误触发测试,验证系统在安全状态下是否会错误地触发制动;漏检测测试,验证系统是否会遗漏真实存在的碰撞风险。此类测试对于评估系统的实用性和用户接受度具有重要意义。
检测方法
整车自动紧急制动测试采用实车道路测试与场地测试相结合的方式,并辅以硬件在环仿真等补充手段。测试方法的选择需综合考虑测试目的、可重复性要求和成本效率等因素。
实车场地测试是目前最主要的测试方法,在专用的测试场地内进行,通过构建标准化的测试场景,对AEB系统进行客观性能评价。测试前需按照标准要求布置测试目标物,包括目标车辆、行人假人、骑行者假人等。目标车辆通常采用经过认证的软体目标车,既能真实模拟实际车辆的雷达反射特性,又能避免碰撞造成的损害。行人假人和骑行者假人同样需具备与真实人体相近的雷达和光学反射特性。
测试执行时,样品车辆按照规定的初始速度驶向目标物,测试人员在达到规定条件后释放加速踏板,AEB系统应自动检测碰撞风险并实施预警或制动操作。测试过程中,数据采集系统实时记录车辆速度、加速度、制动踏板状态、AEB系统状态、目标物距离等关键参数。每项测试通常需进行多次重复试验,以验证结果的一致性和可靠性。
测试速度的选择依据标准规定和测试目的确定,一般涵盖低速、中速和高速三个区间。例如,针对乘用车的测试速度范围通常为10km/h至80km/h,具体速度点根据测试场景和目标类型确定。测试应在干燥、平整的铺装路面上进行,路面附着系数通常要求在0.9以上,以排除路面条件对测试结果的干扰。
环境条件对测试结果有重要影响,标准测试一般在白天、天气良好的条件下进行,能见度应大于1km,风速低于10m/s。对于特殊环境测试,如夜间测试、雨天测试等,则需在相应的环境条件下进行,并详细记录环境参数。
硬件在环仿真测试是实车测试的重要补充手段,通过将AEB系统的控制器接入仿真环境,在虚拟场景中对系统进行测试验证。该方法具有测试成本低、场景覆盖面广、可重复性好等优点,适用于早期开发阶段的快速验证以及极端危险场景的安全测试。但仿真测试不能完全替代实车测试,两者需结合使用以获得全面的评价结论。
数据分析和结果评价是测试方法的重要组成部分。测试完成后,需对采集的数据进行处理分析,计算各项性能指标,并与标准限值进行比对。评价内容包括碰撞是否避免、碰撞速度降低幅度、预警及时性、制动平顺性等多个维度。测试报告应详细记录测试条件、测试过程、原始数据和评价结论。
检测仪器
整车自动紧急制动测试需要依靠专业的检测仪器设备来确保测试数据的准确性和可追溯性。检测仪器体系主要包括目标物系统、测量系统、数据采集系统和辅助设备等类别。
目标物系统是测试场景构建的核心设备,主要包括:
- 软体目标车:采用特殊材料制成的可折叠目标车,具备与真实车辆相近的雷达反射截面积和光学特征,能够在碰撞后恢复原状,有效保护测试车辆和人员安全。
- 行人假人:模拟行人的目标物,具备与真实人体相似的雷达、红外和光学反射特性,部分高级假人还具备行走动作模拟能力。
- 骑行者假人:模拟自行车或电动自行车骑行者的目标物,具备相应的反射特性和姿态。
- 目标物驱动系统:用于驱动目标物按预定轨迹运动的装置,可精确控制目标物的移动速度、加速度和轨迹。
测量系统用于获取测试过程中的各类参数数据,主要包括:
- 高精度定位系统:采用RTK-GNSS技术,实时测量测试车辆和目标物的绝对位置,定位精度可达厘米级。
- 惯性测量单元:测量车辆的加速度、角速度等运动参数,用于分析车辆动态响应。
- 速度测量装置:包括非接触式光学测速仪、轮速传感器等,用于精确测量车辆行驶速度。
- 制动性能测试仪:测量制动踏板力、制动管路压力、制动减速度等参数,用于分析制动系统工作状态。
- 时间测量系统:精确记录各事件的发生时间,用于计算系统响应时间等指标。
数据采集系统负责同步采集和存储各传感器的数据,要求具备高采样率、多通道同步、大容量存储等特点。现代测试系统通常采用车载数据采集器与上位机软件相结合的架构,能够实现数据的实时显示、在线分析和远程监控。
辅助设备包括测试场地设施、环境监测仪器、安全保障设备等。测试场地应具备足够的面积、平整的路面和完善的配套设施。环境监测仪器用于实时监测风速、温度、湿度、光照等环境参数。安全保障设备包括消防器材、医疗急救设备、通讯设备等,用于应对测试过程中可能发生的意外情况。
所有检测仪器在使用前需进行校准或检定,确保测量精度符合标准要求。仪器设备的溯源性管理是测试质量保证的重要环节,应建立完善的仪器设备管理制度,定期进行维护保养和期间核查。
应用领域
整车自动紧急制动测试的应用领域十分广泛,涵盖了汽车产业链的多个环节,对于提升道路交通安全水平、推动汽车产业技术进步具有重要意义。
在汽车研发领域,AEB测试是新车开发过程中不可或缺的验证环节。研发团队通过系统化的测试评价,验证AEB系统的功能完整性和性能达标性,及时发现和解决设计缺陷。测试数据还为控制算法的优化迭代提供了重要输入,助力提升系统性能表现。随着汽车智能化程度的提高,AEB测试已成为ADAS系统开发的核心内容之一。
在认证检测领域,整车自动紧急制动测试是车辆产品准入认证的重要项目。根据国家法规和国际标准要求,新车型在上市销售前需通过具备资质的检测机构的型式检验,AEB系统性能是必检项目之一。认证检测机构依据标准规定的测试方法和限值要求,对送检车辆进行严格测试,出具具有法律效力的检测报告。
在生产制造领域,整车企业需对量产车辆进行质量一致性检验,确保AEB系统的批量生产质量稳定可靠。下线检测已成为部分车企的标准流程,通过对每辆车的AEB功能进行快速检测,剔除不合格产品,保障交付品质。此外,零部件供应商也需对传感器、控制器等关键部件进行测试验证,确保满足整车厂的技术要求。
在保险与事故鉴定领域,AEB测试数据和技术分析为事故原因认定和责任划分提供依据。当AEB系统相关的事故纠纷发生时,专业机构可通过测试复现和数据分析,判断系统工作是否正常、性能是否达标,为保险理赔和司法判决提供技术支撑。部分保险公司还将AEB系统的配置和性能作为车险费率的调节因素,激励消费者选择安全性能更好的车型。
在交通管理与政策制定领域,AEB测试研究成果为道路交通安全政策制定提供数据支撑。通过对不同车型、不同品牌车辆AEB性能的对比分析,监管部门可以掌握行业整体技术水平,制定合理的法规要求和推进时间表。测试数据还可用于评估AEB技术对交通事故的降低效果,为推广普及提供依据。
在消费者评价领域,第三方机构开展的AEB测试评价为消费者购车决策提供参考信息。新车型评价规程(NCAP)将AEB测试纳入评价体系,通过公开透明的测试结果,引导消费者关注和选择安全性能优异的车型,形成市场驱动的安全提升机制。
常见问题
整车自动紧急制动测试作为专业性较强的技术工作,涉及诸多技术细节和实际操作要点。以下整理了测试过程中常见的问题及其解答:
问题一:AEB系统在什么条件下会自动激活?
AEB系统的激活条件因车型和系统设计而异,但一般需满足以下基本条件:车辆处于前进挡位且行驶速度在系统工作范围内;系统检测到碰撞风险,即与前方目标的距离和相对速度构成的碰撞时间(TTC)低于设定阈值;驾驶员未采取有效的制动或转向规避措施。部分系统还设置了一些附加条件,如驾驶员系安全带、车门关闭、手未脱离方向盘等。测试时需确认系统的工作条件,并在测试前进行必要的设置。
问题二:测试过程中如何确保人员和设备安全?
安全是AEB测试的首要原则。主要安全措施包括:使用经过认证的软体目标物,避免真实碰撞造成的损害;设置安全缓冲区域,确保测试人员处于安全位置;配备紧急停车系统,可在紧急情况下远程停止目标物运动;测试前进行全面的技术交底和安全检查;配备必要的安全保障设备和人员;制定应急预案并进行演练。任何测试都不应危及人员安全,如存在不可控风险,应中止测试。
问题三:测试结果的一致性如何保证?
测试一致性是保证结果可信度的关键。保证一致性的措施包括:严格按照标准规定的测试方法执行,控制测试条件在允许范围内;对测试设备进行定期校准和维护;对测试人员进行专业培训,确保操作规范统一;每项测试进行多次重复,剔除异常数据后取平均值;建立测试过程记录制度,确保结果可追溯;参加实验室间比对和能力验证活动,持续提升测试水平。
问题四:不同测试场景的通过标准有何差异?
不同测试场景的评价标准存在差异。对于前车静止、前车减速等车辆目标场景,标准通常要求在一定速度范围内能够完全避免碰撞,或在更高速度下显著降低碰撞速度。对于行人、骑行者等弱势道路使用者场景,由于目标特性不同,测试速度范围和通过标准也有所区别。此外,针对夜间、雨天等特殊环境,部分标准允许适当的性能衰减。具体评价标准需依据适用的法规或技术规范确定。
问题五:AEB测试与其他ADAS功能测试有何关联?
AEB系统通常与其他ADAS功能存在关联,如前向碰撞预警(FCW)、自适应巡航(ACC)、车道保持辅助(LKA)等。这些功能可能共享传感器和控制器资源,测试时需考虑系统间的交互影响。例如,在ACC开启状态下测试AEB功能时,需评估ACC系统的制动干预是否会提前于AEB系统触发。此外,部分高级驾驶辅助系统具备自动紧急转向(AES)功能,测试时需综合考虑制动与转向的协调配合。
问题六:测试结果如何应用于系统改进?
测试结果对AEB系统的持续改进具有重要价值。通过分析测试数据,可以识别系统的薄弱环节,如特定场景下的识别盲区、响应滞后、制动力不足等问题。研发团队据此优化传感器选型和布置方案、改进感知算法、调整控制策略、增强执行机构性能。测试数据还可用于机器学习算法的训练和验证,提升系统的智能化水平和场景适应能力。建立测试反馈机制,实现开发-测试-改进的闭环迭代,是提升AEB系统性能的有效途径。