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    一種汽車事件數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)(EDR)的測試方案設(shè)計(jì)

    2022-03-24 07:28:38王雙貴
    汽車電器 2022年3期
    關(guān)鍵詞:滑車車速加速度

    王雙貴, 黃 玲

    (1.上汽通用五菱汽車股份有限公司, 廣西 柳州 545007;2.中華人民共和國廣西海事局后勤管理中心, 廣西 柳州 545001)

    汽車事件數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng) (EDR), 國家已經(jīng)強(qiáng)制規(guī)定2022年及以后生產(chǎn)的車輛應(yīng)具備用于監(jiān)測、 采集并記錄事件發(fā)生前、 發(fā)生時(shí)和發(fā)生后車輛和乘員保護(hù)系統(tǒng)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的功能, 旨在事件發(fā)生后提取數(shù)據(jù)。 由于EDR屬于新出的汽車控制器, 還未有比較齊全的測試方案。 本文提供一整套比較成熟的EDR測試方案, 已經(jīng)應(yīng)用于研發(fā)的車型, 可以覆蓋EDR的全方位測試, 對測試和設(shè)計(jì)人員的調(diào)試與測試有很好的借鑒價(jià)值, 可少走許多彎路, 減少前期的研發(fā)投入。

    1 EDR控制器的功能需求

    1) EDR控制器需要實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛的車速變化。 當(dāng)車速變化達(dá)到法規(guī)要求的碰撞記錄閾值時(shí), 需要記錄和存儲碰撞前后的車輛狀態(tài)信息, 并能夠被后續(xù)的設(shè)備提取。

    2) 當(dāng)150ms內(nèi)車速變化不小于8km/h時(shí), 即達(dá)到碰撞記錄閾值, EDR控制器需記錄為一次非鎖定碰撞事件; 當(dāng)150ms內(nèi)車速變化不小于25km/h時(shí), 即達(dá)到鎖定條件, EDR控制器需記錄為一次鎖定碰撞事件。

    3) EDR控制器需要保證斷開電源后能夠進(jìn)行碰撞事件的記錄, 斷開電源后至少保證160ms。

    4) EDR控制器的存儲容量不少于3次碰撞事件數(shù)據(jù)的大小。

    5) 非鎖定碰撞事件能夠被新的事件覆蓋, 鎖定碰撞事件不能夠被覆蓋。

    2 EDR控制器的組成

    EDR控制器為實(shí)現(xiàn)以上的功能, 一般由加速度檢測、CAN報(bào)文采集、 MCU控制以及數(shù)據(jù)存儲4部分組成。 其中,加速度檢測部分由加速度傳感器進(jìn)行周期性數(shù)據(jù)采集, 用于實(shí)時(shí)采集車輛的車速變化; CAN報(bào)文采集部分用于實(shí)時(shí)收集車輛狀態(tài)信息; 數(shù)據(jù)存儲部分采用E2PROM進(jìn)行數(shù)據(jù)的永久存儲, 用于保存碰撞事件的數(shù)據(jù); MCU控制部分用于計(jì)算判斷法規(guī)閾值和控制存儲數(shù)據(jù)。

    3 EDR控制器的測試要求

    1) 能夠模擬車輛碰撞過程, 并觸發(fā)法規(guī)要求的碰撞閾值和鎖定條件, 驗(yàn)證EDR控制器能否記錄非鎖定碰撞事件和鎖定碰撞事件。

    2) 能夠驗(yàn)證EDR控制器的斷電存儲功能。

    4 EDR控制器的測試方案設(shè)計(jì)

    1) 將EDR搭載碰撞實(shí)驗(yàn)室的滑車, 進(jìn)行EDR的功能驗(yàn)證, 以滿足EDR的多次系統(tǒng)測試需求, 如圖1所示。 碰撞試驗(yàn)滑車通過控制速度的累加變化, 來驗(yàn)證真實(shí)場景下加速度的采樣精度、 觸發(fā)閾值的精度和鎖定條件的精度。

    圖1 測試環(huán)境搭建

    2) 為將EDR控制器固定在碰撞試驗(yàn)滑車上, 根據(jù)EDR的安裝孔尺寸和相對位置, 設(shè)計(jì)和加工一塊轉(zhuǎn)接鐵板。 此鐵板與滑動小車通過螺栓固定, 并與EDR控制器通過螺栓連接, 如圖2所示, 保證EDR控制器的安裝水平度小于1°。

    圖2 EDR安裝固定方案

    3) 根據(jù)EDR的觸發(fā)閾值和鎖定條件, 按邊界值和等價(jià)類法設(shè)定150ms內(nèi)滑車車速變化值, 車速變化值包括7km/h,8km/h, 9km/h, 24km/h, 25km/h, 27km/h, 通過計(jì)算工具轉(zhuǎn)化為滑車的加速度控制曲線, 并傳輸給滑車控制設(shè)備?;瑒有≤囼?qū)動設(shè)備通過采樣頻率20000Hz的加速度傳感器和PID算法, 實(shí)現(xiàn)滑動小車運(yùn)動的精確控制。 通過此方法可驗(yàn)證EDR的觸發(fā)記錄精確度, 并通過比對滑車檢測的加速度實(shí)時(shí)數(shù)值和EDR的記錄數(shù)據(jù), 可驗(yàn)證EDR記錄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

    4) 為驗(yàn)證EDR控制器的斷電存儲功能, 設(shè)計(jì)電源線扯斷的方式, 驗(yàn)證斷電后能否存儲數(shù)據(jù)。 將EDR電源線拉緊,留一薄弱容易拉斷處, 當(dāng)滑車運(yùn)動的瞬間, 就會扯斷EDR的電源線, 實(shí)現(xiàn)斷電存儲功能的驗(yàn)證。

    5 測試結(jié)果驗(yàn)證

    1) 為提取EDR記錄的數(shù)據(jù), 開發(fā)了一款上位機(jī), 如圖3所示。 此上位機(jī)與EDR通過USB轉(zhuǎn)串口工具連接, 通過串口信號進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的交互, 完成EDR存儲的碰撞事件數(shù)據(jù)的提取, 確定是否記錄了碰撞事件, 并將事件的加速度數(shù)據(jù)擬合成曲線, 如圖4所示。

    圖3 碰撞事件數(shù)據(jù)提取上位機(jī)

    圖4 加速度曲線

    2) 碰撞滑車的加速度傳感器采樣頻率20000Hz, 將采樣的數(shù)據(jù)擬合成加速度曲線和速度曲線, 如圖5所示。

    圖5 碰撞滑車加速度采樣

    3) 通過比對碰撞滑車加速度采樣數(shù)據(jù)和提取EDR存儲的事件加速度數(shù)據(jù), 可實(shí)現(xiàn)EDR控制器功能的驗(yàn)證, 同時(shí)可驗(yàn)證EDR控制器加速度的采樣精度、 觸發(fā)閾值的精度和鎖定條件的精度。

    6 結(jié)束語

    本文詳細(xì)介紹了EDR的一種碰撞滑車測試方案, 可以覆蓋EDR控制器的全方位測試, 可完全不必購買昂貴的測試設(shè)備。 由于EDR是新生的汽車控制器, 本方案對測試和設(shè)計(jì)人員的調(diào)試與測試有很好借鑒價(jià)值, 可少走許多彎路,減少前期的研發(fā)投入。

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