遠程遙控泊車輔助系統功能安全整車級測試方法研究

王 宇， 張宏偉， 張 通， 劉 磊， 秦孔建， 郭魁元

（1.中汽研汽車檢驗中心 （天津）有限公司，天津 300300；2.中國汽車技術研究中心有限公司，天津 300300）

1 引言

車輛智能化的發展趨勢預示著智能化電子電氣系統承擔著越來越多的安全職責。智能網聯汽車的快速發展促使車輛所具備的智能化輔助功能日益復雜，由此帶來的風險概率也逐漸增加。智能化輔助系統一旦發生失效，將會造成非常嚴重的交通事故，后果不堪設想。為此，全國汽車標準化技術委員會在2017年頒布實施了GB/T 34590《道路車輛 功能安全》標準，旨在提高道路車輛電子電氣系統的可靠性［1］。

智能輔助系統按車輛的行駛狀態可分為行車功能和泊車功能。目前國內已量產的車輛具有的泊車輔助功能主要有3類，分別為：自動泊車輔助 （APA，Auto Parking Assist）系統、遠程遙控泊車輔助 （RPA，Remote Parking Assist）系統、自動代客泊車 （AVP，Automated Valet Parking） 系統［2］。本文針對更具智能化的RPA系統進行功能安全分析與討論，設計其整車級測試評價方法，并進行試驗驗證。

2 功能安全簡述

GB/T 34590《道路車輛 功能安全》中對功能安全的定義是：不存在由電子電氣系統的功能異常表現引起的危害而導致不合理的風險［1］。安全是未來汽車發展的首要因素，而功能安全的最終目的就是確保車輛在運行過程中的安全，即便車輛的電子電器系統出現故障，依然可以保證車輛能夠安全地運行。功能安全標準提供了一個包括管理、開發、生產、運行、服務等汽車全生命周期過程，國內外主流車企、零部件供應商均已將功能安全要求嵌入到其研發生產過程當中，并且功能安全得到越來越多的重視［3］。

3 RPA測試方法研究

3.1 RPA系統簡述

RPA系統是在自動泊車技術的基礎之上發展而來的，該技術的誕生能夠很好地解決停車后難以打開自車車門的場景。車載傳感器主要由12個超聲波傳感器、4個環視攝像頭組成，車內RPA控制器將超聲波信號和攝像頭信號進行融合，做出判斷，控制車輛行駛。RPA系統一般使用遙控鑰匙或手機APP作為車輛的遙控裝置，遙控鑰匙與車輛之間采用LF/RF射頻通信；手機APP采用藍牙、WIFI或4G等不同通信方式進行通信［4~5］。RPA系統的硬件組成架構如圖1所示。

圖1 手機APP式RPA硬件架構

3.2 功能安全分析

進行RPA系統測試評價方法研究的前提是對RPA系統進行功能安全相關的分析。對RPA系統進行危害分析和得出安全目標的過程遵循了GB/T 34590《道路車輛 功能安全》標準要求，主要有相關項定義、危害分析、危害事件、風險評估和整車級安全目標5個過程［6］。最終設計得出能夠確認車輛是否滿足安全目標的測試方法。

通過進行功能安全相關分析，綜合考慮危害事件的危害程度和泊車場景兼顧等多方面，挑選出以下幾種典型的危害事件。危害事件如表1所示。

表1 危害事件列表

3.3 測試方法設計

3.3.1 RPA持續遙控功能丟失

3.3.1.1 測試場景

采用置于兩輛相互平行、同向放置的車輛中間的車位進行試驗。車位的長度X0=5.3m，寬度Y0=2.4m，RPA持續遙控功能如圖2、表2所示。

3.3.1.2 測試方法

圖2 RPA持續遙控功能丟失場景

表2 RPA持續遙控功能丟失試驗場景

1）RPA持續遙控功能丟失測試試驗場景如圖3所示，當測試車輛結束車位掃描并停車后，測試人員在遙控距離有效范圍內應用遙控裝置啟動泊車功能，啟動方式按照系統設計要求進行，觀察車輛是否能夠正常實現泊車功能。

圖3 RPA持續遙控功能丟失測試示意圖

2）當測試車輛結束車位掃描并停車后，測試人員在遙控距離有效范圍內應用遙控裝置啟動泊車功能，啟動方式按照系統設計要求進行，在此過程中，注入遙控故障。RPA故障形式如表3所示。

表3 RPA故障形式表

若車輛能夠在遙控距離6m內正常實現泊車功能，且遙控故障注入后，系統報警、功能退出/暫停、車輛剎停，則能保證系統的安全措施滿足了安全要求。

3.3.2 RPA遙控功能誤用

3.3.2.1 測試場景

采用置于兩輛相互平行、同向放置的車輛中間的車位進行試驗。車位的長度X0=5.3m，寬度Y0=2.4m，RPA遙控功能誤用場景如表4所示。

表4 RPA持續遙控功能誤用場景

3.3.2.2 測試方法

1）試驗場景如圖4所示。當測試車輛已結束車位掃描并停車后，測試人員在遙控距離6m內應用遙控裝置啟動泊車功能，觀察車輛能否正常啟動。

2）當測試車輛已結束車位掃描并停車后，測試人員應用遙控裝置分別在垂直A、B、C3點6.1m處啟動泊車功能并控制泊車。車輛長度為L，B點為車輛外沿中點。

圖4 RPA遙控功能誤用測試示意圖

若車輛能夠在遙控距離6m內正常實現泊車功能，且A、B、C三點3次試驗中，泊車功能均未開啟，則能保證系統的安全措施滿足了安全要求。

4 實車測試驗證

為保證RPA測試評價方法的有效性和合理性，需要與行業專家進行討論研究，另外也需要對在售車輛進行實車測試驗證。本文挑選了市場上具備RPA系統的2種車型X、Y，在中汽中心園區試驗場進行了相關驗證測試，2種車型的試驗結果如表5、表6所示。

試驗結果表明，車型X、Y試驗結果的表現形式不同，并且能夠檢測出不同車輛在故障注入后的不同表現，能夠判斷不同車型是否滿足安全要求。這很大程度上表明設計的該RPA測試評價方法具備合理性和可實施性。

5 結論

本文通過對RPA系統進行硬件架構分析，進行功能安全危害分析，并結合實際的運行場景確定整車級危害。最后，在以上對RPA系統分析的基礎上，為了驗證不同車輛能否達到功能安全要求，設計了相應的測試方法及故障注入方式，并選取了市售的車型X、車型Y進行測試驗證，驗證了測試方法的合理性和可實施性，為RPA系統的功能安全開發及測試驗證提供了指導依據。

表5 車型X試驗結果列表

表6 車型Y試驗結果列表