車載信息服務(wù)終端的質(zhì)量評估

秦韶輝　惠州市德賽西威汽車電子股份有限公司技術(shù)中心設(shè)計(jì)質(zhì)量總監(jiān)

車載信息服務(wù)終端的質(zhì)量評估

秦韶輝惠州市德賽西威汽車電子股份有限公司技術(shù)中心設(shè)計(jì)質(zhì)量總監(jiān)

根據(jù)現(xiàn)行的汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本文探討了車載信息服務(wù)終端的車規(guī)級(jí)質(zhì)量要求和驗(yàn)證方法，確保產(chǎn)品能夠滿足汽車行業(yè)的要求。

汽車；車載信息服務(wù)終端；質(zhì)量評估

1　引言

隨著移動(dòng)通信技術(shù)和衛(wèi)星定位技術(shù)的飛速發(fā)展，車載信息服務(wù)系統(tǒng)將這兩種技術(shù)引入到汽車行業(yè)里，以汽車為主體，通過無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)為車輛用戶提供信息（如新聞、天氣預(yù)報(bào)、動(dòng)態(tài)交通信息、電話）與娛樂（如數(shù)字音樂、數(shù)字電視、在線游戲）、安全輔助駕駛（如行程規(guī)劃、倒車環(huán)視、雷達(dá)測距、盲區(qū)監(jiān)測、移動(dòng)物體識(shí)別）、交通安全與防護(hù)（如緊急呼救、道路救援、安防報(bào)警、車輛追蹤）、車輛遠(yuǎn)程控制與診斷（如遠(yuǎn)程控制車輛的空調(diào)、門窗、發(fā)動(dòng)機(jī)）等內(nèi)容的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)真正的人—車—路一體化的互聯(lián)互通。

車載信息服務(wù)系統(tǒng)由服務(wù)中心平臺(tái)、無線通信網(wǎng)絡(luò)、車載信息服務(wù)終端所組成，其中車載信息服務(wù)終端集成了計(jì)算機(jī)、通信模塊、衛(wèi)星定位模塊，作為嵌入式電子產(chǎn)品安裝在汽車?yán)铮ㄟ^通信模塊與服務(wù)中心平臺(tái)相連接，通過汽車總線與車輛相連接，通過各種接口與多種傳感器（如攝像頭、超聲波或毫米波雷達(dá)）相連接，能夠收集汽車內(nèi)外、周邊的各種狀況和行車所必需的各種信息，進(jìn)行運(yùn)算分析和處理，為駕駛員和乘客提供安全、舒適和便捷的服務(wù)。

2　現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)情況分析

由于車載信息服務(wù)終端涉及到汽車電子、衛(wèi)星定位、通信3個(gè)領(lǐng)域，雖然這3個(gè)領(lǐng)域都已有成熟的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但目前沒有一個(gè)整合的標(biāo)準(zhǔn)可以全面評估和驗(yàn)證車載信息服務(wù)終端產(chǎn)品的質(zhì)量。各整車廠及車載終端廠從眾多分散的標(biāo)準(zhǔn)中按照各自的理解來研發(fā)和生產(chǎn)產(chǎn)品，各地質(zhì)監(jiān)機(jī)構(gòu)也是從眾多分散的標(biāo)準(zhǔn)中按照各自的理解來檢驗(yàn)相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量，由于沒有統(tǒng)一的質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)，造成產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，易造成惡性低價(jià)競爭。由于車載信息服務(wù)終端牽涉到人身財(cái)產(chǎn)的安全范疇，例如緊急呼救功能，如果產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，將會(huì)導(dǎo)致人員在發(fā)生車禍?zhǔn)軅麜r(shí)，無法通過車載信息服務(wù)終端及時(shí)發(fā)出救援信息，耽誤治療時(shí)間，這些無視產(chǎn)品質(zhì)量的現(xiàn)象將嚴(yán)重制約車載信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，影響技術(shù)水平的提高。

3　車規(guī)級(jí)的質(zhì)量評估

為了確保車載信息服務(wù)終端能滿足車規(guī)級(jí)的質(zhì)量要求，需要根據(jù)目前汽車行業(yè)里的標(biāo)準(zhǔn)，制定車規(guī)級(jí)的質(zhì)量規(guī)劃。

由于車載信息服務(wù)終端涉及到3個(gè)領(lǐng)域：汽車電子、無線通信和衛(wèi)星定位，因此車載信息服務(wù)終端的質(zhì)量重點(diǎn)按這3個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)劃，其功能和性能的要求重點(diǎn)引用通信行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和衛(wèi)星定位相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)筆者在汽車電子前裝市場做了20多年的設(shè)計(jì)質(zhì)量經(jīng)驗(yàn)和對國內(nèi)外知名整車廠企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的了解來看，其電源適應(yīng)性、機(jī)械適應(yīng)性、耐候性、電磁兼容性要求必須引用汽車行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，否則無法滿足汽車的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，也就無法保證車規(guī)級(jí)的產(chǎn)品質(zhì)量。因此，電源適應(yīng)性、機(jī)械適應(yīng)性、耐候性試驗(yàn)推薦采用GB/T28046《道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)》系列標(biāo)準(zhǔn)；電磁兼容性里的傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射試驗(yàn)推薦采用GB/T18655《車輛、船和內(nèi)燃機(jī)無線電騷擾特性用于保護(hù)車載接收機(jī)的限值和測量方法》，傳導(dǎo)抗擾試驗(yàn)推薦采用GB/T21437《道路車輛由傳導(dǎo)和耦合引起的電騷擾》系列標(biāo)準(zhǔn)，輻射抗擾試驗(yàn)推薦采用GB/T17619《機(jī)動(dòng)車電子電器組件的電磁輻射抗擾性限值和測量方法》，靜電放電試驗(yàn)推薦采用GB/T19951《道路車輛靜電放電產(chǎn)生的電騷擾試驗(yàn)方法》。車載信息服務(wù)終端的整個(gè)試驗(yàn)大綱參見圖1。

圖1　車載信息服務(wù)終端試驗(yàn)大綱

3.1無線通信性能要求及測試方法

由于車載信息服務(wù)終端集成了通信模塊，應(yīng)支持2G、3G和4G的一種或多種，其無線通信性能和通信業(yè)務(wù)功能應(yīng)該符合3GPP、3GPP2等相關(guān)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在此不多做論述。

3.2衛(wèi)星接收性能要求及測試方法

目前，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)主要有美國的GPS、俄羅斯的Glonass、歐洲的Galileo、中國的BDS，由于車載信息服務(wù)終端集成了衛(wèi)星定位模塊，應(yīng)支持上述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的一種或多種，其衛(wèi)星通信協(xié)議和衛(wèi)星接收性能要求應(yīng)符合對應(yīng)的衛(wèi)星系統(tǒng)通信協(xié)議及相關(guān)技術(shù)規(guī)范。具體性能測試的項(xiàng)目見表1。其性能要求及測試方法可以參考現(xiàn)有的車載導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)：GB/T19392-2013《車載衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備通用規(guī)范》、GB/ T30290.4-2013《衛(wèi)星定位車輛信息服務(wù)系統(tǒng)第4部分：車載終端通用規(guī)范》等。但這些標(biāo)準(zhǔn)都是使用空中實(shí)際的衛(wèi)星定位信號(hào)作為信號(hào)源，由于環(huán)境的影響，無法滿足測試的可重復(fù)性，建議使用衛(wèi)星定位信號(hào)模擬器或仿真器作為信號(hào)源進(jìn)行測試。

3.3電源適應(yīng)性要求及測試方法

表1　衛(wèi)星接收性能項(xiàng)目

早期的汽車電氣系統(tǒng)非常簡單，主要由電源系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng)、信號(hào)照明系統(tǒng)、儀表、雨刮構(gòu)成，隨著電子技術(shù)在汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了電控油噴、電控變速器、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、主動(dòng)懸架、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、空調(diào)系統(tǒng)、電控門窗、電動(dòng)座椅、電動(dòng)后視鏡、總線系統(tǒng)等電氣系統(tǒng)和電器設(shè)備，隨著新能源汽車的出現(xiàn)，電動(dòng)汽車電路系統(tǒng)的電壓和輸電功率大幅度提高，使用了大容量電池、大功率器件和模塊，增加了高壓電路系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制系統(tǒng)。由于在一個(gè)狹小的空間里集成了這么多的電氣系統(tǒng)和電器設(shè)備，造成汽車?yán)镫姎馐褂铆h(huán)境十分惡劣，供電系統(tǒng)里電壓和電流變化莫測，充滿各種各樣的電子干擾脈沖和異常情況，因此要求車載信息服務(wù)終端有強(qiáng)大的電源適應(yīng)性能力，才能確保車載信息服務(wù)終端安全運(yùn)行。

電源適應(yīng)性試驗(yàn)推薦參考GB/T 28046.2或ISO16750-2《道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)第2部分：電子負(fù)荷》，標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)地描述了電源適應(yīng)性試驗(yàn)的目的、條件、試驗(yàn)方法、判斷等級(jí)，針對于車載信息服務(wù)終端，推薦采用表2所列的試驗(yàn)項(xiàng)目。

表2　電源適應(yīng)性試驗(yàn)項(xiàng)目

3.4機(jī)械適應(yīng)性要求及測試方法

汽車經(jīng)常行駛在室外道路上，路況復(fù)雜多樣，特別是有緩沖帶的道路、崎嶇不平的爛路，對車輛產(chǎn)生巨大的振動(dòng)和沖擊應(yīng)力，所以車載電子產(chǎn)品機(jī)械的設(shè)計(jì)要求要比消費(fèi)電子產(chǎn)品嚴(yán)酷，否則容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形、彎曲斷裂、松動(dòng)脫落、疲勞損壞、磨損、接插件接觸不良等故障，因此振動(dòng)、機(jī)械沖擊是車載信息服務(wù)終端關(guān)鍵的考量應(yīng)力。通過振動(dòng)和機(jī)械沖擊試驗(yàn)，可以暴露車載信息服務(wù)終端機(jī)械強(qiáng)度方面的薄弱環(huán)節(jié)，分析和改進(jìn)產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度設(shè)計(jì)，避免在使用過程中出現(xiàn)機(jī)械故障，提高產(chǎn)品的機(jī)械可靠性。機(jī)械適應(yīng)性試驗(yàn)推薦使用GB/T28046.3或ISO16750-3《道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)第3部分：機(jī)械負(fù)荷》，標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)地描述了機(jī)械適應(yīng)性試驗(yàn)的目的、條件、試驗(yàn)方法、判斷等級(jí)。

在GB/T28046.3里，按產(chǎn)品裝車位置的不同，采用了不同的試驗(yàn)方案，車載信息服務(wù)終端一般安裝在駕駛室里中控臺(tái)上，按GB/T28046.3給出的安裝位置，選擇了彈性體這個(gè)選項(xiàng)。在振動(dòng)試驗(yàn)里，被測的樣品一定要按照實(shí)際裝車的情況固定在振動(dòng)臺(tái)上，例如實(shí)際的安裝角度、實(shí)際的安裝支撐點(diǎn)。應(yīng)該根據(jù)樣品在實(shí)車上的裝車情況制作振動(dòng)夾具，讓被測樣品安裝在振動(dòng)夾具上，再將振動(dòng)夾具固定在振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)。千萬不能將樣品簡單固定在振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)，這樣無法正確評估產(chǎn)品的抗振能力。同理，沖擊試驗(yàn)也是一樣要按上述要求進(jìn)行樣品的固定。

此外，為了評估生產(chǎn)運(yùn)輸環(huán)節(jié)對產(chǎn)品所造成的影響，在機(jī)械適應(yīng)性的驗(yàn)證試驗(yàn)里增加了不帶包裝的自由跌落試驗(yàn)和帶包裝的自由跌落試驗(yàn)。兩個(gè)試驗(yàn)的區(qū)別是：不帶包裝的自由跌落試驗(yàn)主要是評估產(chǎn)品在生產(chǎn)加工過程中，如果發(fā)生了跌落且產(chǎn)品有隱形損壞時(shí)，產(chǎn)品表面應(yīng)有明顯損傷，這樣可以保證跌落過的產(chǎn)品不會(huì)混入正常生產(chǎn)的良品中；帶包裝的自由跌落試驗(yàn)主要是評估包裝材料對產(chǎn)品的防護(hù)能力，防護(hù)能力好的包裝材料能夠防止產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中遭受粗暴裝卸的損壞。

針對車載信息服務(wù)終端的機(jī)械適應(yīng)性試驗(yàn)，推薦采用表3所列的試驗(yàn)項(xiàng)目。其中，序號(hào)1的隨機(jī)試驗(yàn)分乘用車和商用車，可根據(jù)汽車的種類選做其中一個(gè)。

3.5耐候性要求及測試方法

不同的地域有不同的溫度、濕度，例如我國西北沙漠地帶的吐魯番，最高氣溫達(dá)48°多；黑龍江的漠河最低溫度能達(dá)到-52°多；我國北方長期比較干燥，而長江以南相對濕度超過80%的天數(shù)占全年的50%以上。由于汽車的使用環(huán)境是在戶外，高低溫度、濕度會(huì)使材料的電性能、機(jī)械性能和化學(xué)性能發(fā)生變化，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的性能降低或失效。因此，車載信息服務(wù)終端的耐候性試驗(yàn)主要圍繞溫度、濕度這兩個(gè)應(yīng)力展開相應(yīng)的驗(yàn)證試驗(yàn)，推薦使用GB/T28046.4或ISO16750-4《道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)第4部分：氣候負(fù)荷》，標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)地描述了耐候性試驗(yàn)的目的、條件、試驗(yàn)方法、判斷等級(jí)。

表3　機(jī)械適應(yīng)性試驗(yàn)項(xiàng)目

在GB/T28046.4里，按照車載信息服務(wù)終端的實(shí)際安裝情況，在其附錄A中裝車位置選擇艙內(nèi)，從而確定了工作溫度范圍、氣候要求、防塵防水等級(jí)。另外，由于GB/T28046.4中防塵防水試驗(yàn)描述太簡單，只寫了按ISO20653（即對應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T30038）檢查DUT，因此防塵防水試驗(yàn)將直接使用GB/T30038或ISO20653《道路車輛電氣電子設(shè)備防護(hù)等級(jí)（IP代碼）》去進(jìn)行試驗(yàn)。

針對車載信息服務(wù)終端的耐候性試驗(yàn)，推薦采用表4所列的試驗(yàn)項(xiàng)目。

表4　耐候性試驗(yàn)項(xiàng)目

3.6電磁兼容性性要求及測試方法

為了實(shí)現(xiàn)汽車的安全性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性，汽車使用了大量電氣設(shè)備、電子器件，以往的機(jī)械式控制都被電子式控制所替代，如電子手剎、一鍵啟動(dòng)等。電子技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新已占汽車新技術(shù)的70%以上，現(xiàn)階段電子系統(tǒng)的成本已占到整車成本的40%。隨著移動(dòng)通信、Wi-Fi、藍(lán)牙、毫米波雷達(dá)等無線技術(shù)引入到汽車?yán)铮噧?nèi)的電磁環(huán)境日益復(fù)雜。如果車輛里的電磁兼容處理不當(dāng)，輕則導(dǎo)致車輛的性能下降，重則導(dǎo)致車毀人亡。因此，國內(nèi)外都將車輛的電磁兼容性擺在首要位置，在我國車輛的電磁兼容性屬于強(qiáng)制性要求的范疇。

針對車載信息服務(wù)終端的電磁兼容性試驗(yàn)，推薦采用表5所列的試驗(yàn)項(xiàng)目。

表5　電磁兼容性試驗(yàn)項(xiàng)目

3.7實(shí)車道路試驗(yàn)

由于汽車使用的外在環(huán)境和內(nèi)在的環(huán)境十分復(fù)雜多樣，各種應(yīng)力錯(cuò)綜復(fù)雜，僅僅靠實(shí)驗(yàn)室的模擬試驗(yàn)來評估車載信息服務(wù)終端的質(zhì)量是非常不夠的，通過將車載信息服務(wù)終端安裝在配套的汽車?yán)镞M(jìn)行長時(shí)間的實(shí)際道路行駛，來考察產(chǎn)品的綜合適應(yīng)能力是十分必要的。

實(shí)車道路試驗(yàn)可以根據(jù)客戶的質(zhì)量要求、產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)和公司自身的測試能力來組合制定試驗(yàn)的地域、路線、場景、周期。試驗(yàn)的周期一般為2～3萬公里。測試場景見表6。

在實(shí)車道路試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)人員應(yīng)不斷對車載信息服務(wù)終端進(jìn)行規(guī)定的操作，時(shí)刻觀察被測樣品的工作情況，并做好相應(yīng)的記錄，這里所說的記錄，不僅僅是筆錄，還需要對車輛的周邊環(huán)境及空中信號(hào)、車輛的信息使用視頻記錄儀、錄像機(jī)、數(shù)據(jù)記錄儀等設(shè)備進(jìn)行采集記錄，為故障的分析、再現(xiàn)、解決和復(fù)測提供依據(jù)。

4　結(jié)束語

車載信息服務(wù)終端是未來汽車智能駕駛的基礎(chǔ)設(shè)備，其產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系到每個(gè)駕駛員和乘客的人身財(cái)產(chǎn)安全，只有按照嚴(yán)格的車規(guī)級(jí)等級(jí)要求做全面的質(zhì)量驗(yàn)證，產(chǎn)品的可靠性才能得到保障。

［1］GB/T 17619-1998.機(jī)動(dòng)車電子電器組件的電磁輻射抗擾性限值和測量方法［S］.

［2］GB/T18655-2010.車輛、船和內(nèi)燃機(jī)無線電騷擾特性用于保護(hù)車載接收機(jī)的限值和測量方法［S］.

［3］GB/T19392-2013.車載衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備通用規(guī)范［S］.

［4］GB/T19951-2005.道路車輛靜電放電產(chǎn)生的電騷擾試驗(yàn)方法［S］.

［5］GB/T21437.2-2008.道路車輛由傳導(dǎo)和耦合引起的電騷擾第2部分：沿電源線的電瞬態(tài)傳導(dǎo)［S］.

［6］GB/T21437.3-2012.道路車輛由傳導(dǎo)和耦合引起的電騷擾第3部分：除電源線外的導(dǎo)線通過容性和感性耦合的電瞬態(tài)發(fā)射［S］.

［7］GB/T28046.2-2011.道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)第2部分:電氣負(fù)荷［S］.

［8］GB/T28046.3-2011.道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)第3部分:機(jī)械負(fù)荷［S］.

［9］GB/T28046.4-2011.道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)第4部分:氣候負(fù)荷［S］.

［10］GB/T30290.4-2013.衛(wèi)星定位車輛信息服務(wù)系統(tǒng)第4部分：車載終端通用規(guī)范［S］.

Quality evaluation of the telematics terminal on board

QIN Shaohui

According to currently the standard of automotive industry， this paper mainly discusses the automotive-grade quality requirement and validation methods of telematics terminal on board， this will ensure that produce can meet the requirementof automotive industry

vehicles； telematics terminal on board； quality evaluation

2016-04-25）