一種汽車事件數據記錄系統（EDR）的測試方案設計

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）

汽車事件數據記錄系統 （EDR）， 國家已經強制規定2022年及以后生產的車輛應具備用于監測、 采集并記錄事件發生前、 發生時和發生后車輛和乘員保護系統的時間序列數據的功能， 旨在事件發生后提取數據。 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， 已經應用于研發的車型， 可以覆蓋EDR的全方位測試， 對測試和設計人員的調試與測試有很好的借鑒價值， 可少走許多彎路， 減少前期的研發投入。

1 EDR控制器的功能需求

1） EDR控制器需要實時監控車輛的車速變化。 當車速變化達到法規要求的碰撞記錄閾值時， 需要記錄和存儲碰撞前后的車輛狀態信息， 并能夠被后續的設備提取。

2） 當150ms內車速變化不小于8km/h時， 即達到碰撞記錄閾值， EDR控制器需記錄為一次非鎖定碰撞事件； 當150ms內車速變化不小于25km/h時， 即達到鎖定條件， 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次碰撞事件數據的大小。

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控制器為實現以上的功能， 一般由加速度檢測、CAN報文采集、 MCU控制以及數據存儲4部分組成。 其中，加速度檢測部分由加速度傳感器進行周期性數據采集， 用于實時采集車輛的車速變化； CAN報文采集部分用于實時收集車輛狀態信息； 數據存儲部分采用E2PROM進行數據的永久存儲， 用于保存碰撞事件的數據； MCU控制部分用于計算判斷法規閾值和控制存儲數據。

3 EDR控制器的測試要求

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

2） 能夠驗證EDR控制器的斷電存儲功能。

4 EDR控制器的測試方案設計

1） 將EDR搭載碰撞實驗室的滑車， 進行EDR的功能驗證， 以滿足EDR的多次系統測試需求， 如圖1所示。 碰撞試驗滑車通過控制速度的累加變化， 來驗證真實場景下加速度的采樣精度、 觸發閾值的精度和鎖定條件的精度。

圖1 測試環境搭建

2） 為將EDR控制器固定在碰撞試驗滑車上， 根據EDR的安裝孔尺寸和相對位置， 設計和加工一塊轉接鐵板。 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EDR的觸發閾值和鎖定條件， 按邊界值和等價類法設定150ms內滑車車速變化值， 車速變化值包括7km/h，8km/h， 9km/h， 24km/h， 25km/h， 27km/h， 通過計算工具轉化為滑車的加速度控制曲線， 并傳輸給滑車控制設備。滑動小車驅動設備通過采樣頻率20000Hz的加速度傳感器和PID算法， 實現滑動小車運動的精確控制。 通過此方法可驗證EDR的觸發記錄精確度， 并通過比對滑車檢測的加速度實時數值和EDR的記錄數據， 可驗證EDR記錄數據的準確度。

4） 為驗證EDR控制器的斷電存儲功能， 設計電源線扯斷的方式， 驗證斷電后能否存儲數據。 將EDR電源線拉緊，留一薄弱容易拉斷處， 當滑車運動的瞬間， 就會扯斷EDR的電源線， 實現斷電存儲功能的驗證。

5 測試結果驗證

1） 為提取EDR記錄的數據， 開發了一款上位機， 如圖3所示。 此上位機與EDR通過USB轉串口工具連接， 通過串口信號進行數據和指令的交互， 完成EDR存儲的碰撞事件數據的提取， 確定是否記錄了碰撞事件， 并將事件的加速度數據擬合成曲線， 如圖4所示。

圖3 碰撞事件數據提取上位機

圖4 加速度曲線

2） 碰撞滑車的加速度傳感器采樣頻率20000Hz， 將采樣的數據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據和提取EDR存儲的事件加速度數據， 可實現EDR控制器功能的驗證， 同時可驗證EDR控制器加速度的采樣精度、 觸發閾值的精度和鎖定條件的精度。

6 結束語

本文詳細介紹了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備。 由于EDR是新生的汽車控制器， 本方案對測試和設計人員的調試與測試有很好借鑒價值， 可少走許多彎路，減少前期的研發投入。