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)

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。