万字长文,全面解读FMVSS128对美国重型车AEB的要求

2024-08-31 20:57:02·  来源:智驾小强  
 

1.范围

2.目的

3.应用

4.定义

5.要求

6.测试条件

7.接近前导车辆测试

8.误触发测试

9.测试车辆人工制动请求


1.范围

           

本标准规定了重型车辆自动紧急制动(AEB)系统的性能要求。


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2.目的

        本标准的目的是减少因驾驶员未刹车或未施加足够制动力以避免或减轻碰撞导致的事故死亡和受伤人数。


3.应用

        本标准适用于车辆最大满载质量大于4536kg(10000磅)的多用途乘用车、卡车和公共汽车。


4.定义

       

自适应巡航控制系统Adaptive cruise control (ACC)system:是一种自动速度控制系统,通过控制发动机、动力总成和服务制动器,允许配备的车辆在预先选择的间隙跟随前方领航车辆。

         

环境亮度Ambient illumination:是在测试环境测量的照明,不包括由受检车辆提供的任何照明。

      

自动紧急制动系统Automatic emergency braking (AEB) system:是一种检测与车辆、物体和道路使用者在车辆路径内或附近即将发生碰撞的系统,并自动控制车辆的行车制动以避免或减轻碰撞。

       

制动踏板应用开始Brake pedal application onset :是当制动控制器开始移动制动踏板时。。

     

前方碰撞警告Forward collision warning (FCW):是由AEB系统提供给车辆驾驶员的听觉和视觉警告,旨在诱导车辆驾驶员立即做出前方碰撞避免响应。

    

 前方碰撞警告开始Forward collision warning onset :是提供前方碰撞警告的第一个时刻。

       

 车头间距Headway:是前导车辆的最后平面的中心线,与测试车辆的最前平面中心线之间的距离。

       

前导车辆Lead vehicle:是指与测试车辆同方向且在相同行车道内的前方车辆测试装置。

     

 前导车辆制动开始Lead vehicle braking onset :是前导车辆由于制动而实现0.05g减速的点。

        

公路客车Over-the-road bus :以乘客甲板位于行李舱上方为特征的公共汽车,但校车除外。

        

周边座位客车Perimeter-seating bus:是指在驾驶员座位位置后方有7个或更少指定座位位置的公共汽车,这些座位是面向前方的,或者可以在不使用工具的情况下转换为面向前方的,并且不是公路客车。


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 小批量制造商Small-volume manufacturer:是指每年生产或组装在美国销售的汽车少于5000辆的原始汽车制造商。

        

钢沟槽板Steel trench plate:是道路施工中常用的矩形钢板,用于临时覆盖无法安全直接驶过的路段。


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 受检车辆Subject vehicle:是指接受本标准检验的车辆。

        

过境客车Transit bus:是指配备有由州/地方政府或其代表提供的公共交通停车请求系统的公共汽车,而不是公路客车。

         

行进路径Travel path:当受检车辆向前行进时,投射到路面上的路径。


5.要求


     (a) 最大满载质量大于11793kg(26000磅)的卡车牵引车和公共汽车(不包括校车、周边座位客车和过境客车),并且是在2026年9月1日或之后制造的,必须符合本标准的要求。
      (b)最大满载质量大于4536kg(10000磅)的车辆,并且是在2027年9月1日或之后制造的,必须符合本标准的要求。
      (c) 第(a)和(b)段的要求对于小批量制造商、改装厂等可以延期一年执行。


5.1 接近前导车辆时的要求

       

5.1.1 前方碰撞警告

       车辆必须具有第4章中定义的前方碰撞警告系统FCW,当以大于10km/h(6.2mph)的任何前进速度行驶时,该系统向驾驶员提供听觉和视觉信号。听觉信号必须具有至少800Hz的高基频、0.25-0.95的占空比和每秒6-12个脉冲范围内的节奏。


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视觉信号必须符合SAE J 2400《前方碰撞预警系统中的人为因素:操作特性和用户界面要求》段落4.1.14的要求,并且必须包括段落4.1.16右下角的符号。视线基于571.111的14.1.5中描述的前视眼中点(Mf)。符号必须是红色的,并且持续点亮。

         

5.1.2 自动紧急制动

        车辆需要有自动紧急制动系统,如第4章中定义的,当与前导车辆即将发生碰撞时,系统将自动运行并激活行车制动。当车辆以大于10km/h(6.2英里/小时)的任何前进速度行驶时,系统必须运行。

        

5.1.3 性能测试要求

       车辆必须提供前方碰撞警告,并在即将与前导车辆碰撞时自动应用行车制动器,以便在第6章规定的条件下使用第7章中的程序进行测试时,测试车辆不会与前导车辆碰撞。如果启用自适应巡航控制ACC,则不需要前方碰撞警告。


5.2 误触发

        

当在第6章规定的条件下使用第8章中的程序进行测试时,在不施加手动制动时,车辆不得自动施加导致0.25g或更大峰值减速度的制动;在施加手动制动后,车辆不得导致0.45g或更高峰值减速度。


5.3 故障检测

       

 AEB系统必须持续检测系统故障,包括由传感器遮挡引起的故障。如果系统检测到故障,导致系统无法满足5.1或5.2中规定的要求,则系统必须向车辆驾驶员提供故障存在的提示通知。


6.测试条件


6.1 环境条件

        

6.1.1 温度:

        环境温度是2°C至40°C之间的任何温度。

        

6.1.2 风速:

       在接近前导车辆测试中,最大风速不大于5 m/s(11mph)。

       

 6.1.3 环境亮度:

      (a)测试表面的环境亮度为2000lux或以上的任何水平。
      (b)在朝向或远离太阳行驶时不进行测试,即太阳与被测车辆水平角度小于25°且太阳仰角小于15°时。

       

 6.1.4 降雨:

       

在降雨期间或能见度受到雾、烟、灰或其他微粒影响时,不进行测试。


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6.2 道路状况

         

6.2.1 测试路面表面和结构:

       测试在干燥、均匀、实心铺装的表面上进行。不使用有碎片、不规则或起伏的表面,如松散的路面、大裂缝或倾角。

        

6.2.2 表面摩擦力:

       当使用美国材料试验协会(ASTM)F2493标准参考测试轮胎测量时,道路试验表面产生1.02的峰值摩擦系数(PFC),符合ASTM E1337-19(通过引用并入,参见571.5),以64km/h(40mph)的速度,路面没有水。

       

 6.2.3 斜率:

      试验路面在0%和1%之间的任何一连续斜率。

       

 6.2.4 车道标线:

       测试路径2.3 m内的路面,标线为零、一、或两条任意形状或颜色的车道标记线,如果使用一条线,则应为直线;如果使用两条线,则它们应为直线且相互平行,两条线间隔为2.7m至4.5m的之间的任意距离。

        

6.2.5 障碍物:

       进行测试时,车辆不会在任何高架结构下行驶,包括但不限于高架标志、桥梁或龙门架。除非另有规定,否则在预定行驶路径两侧的7.4 m内没有车辆、障碍物或静止物体。


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6.3 测试车辆条件

         

6.3.1 故障通知:

        当5.3中规定的AEB故障提示被点亮时,不进行测试。

        

 6.3.2 传感器遮挡:

        AEB系统使用的所有传感器和传感器前面的车辆任何部分,如塑料装饰、挡风玻璃等没有碎片、雾气或障碍物。

       

 6.3.3 轮胎:

       车辆配备初始销售时存在的原始轮胎。轮胎充气到车辆标牌或轮胎充气压力标签上规定的车辆制造商推荐的冷轮胎充气压力。

       

 6.3.4 刹车打磨:

      (a)受本部分第571.105节约束的车辆按照该节7.4进行打磨。
      (b)受本部分第571.121节约束的车辆按照该节6.1.8进行打磨。

      

  6.3.5 制动器温度:

      根据本部分第571.21节6.1.16测量的测试期间,车辆最热轴上的行车制动器在制动前的平均温度为66℃至204℃之间。

       

 6.3.6 液体:

      车辆的所有非消耗性液体(冷却液、制动液、机油灯)都处于100%的容量。所有消耗性液体(燃料、玻璃水)都处于5%到100%容量的任何水平。

        

6.3.7 动力电池电量:

      动力电池电量在5%至100%之间的任何水平。

       

 6.3.8 巡航控制:

       巡航控制,包括自适应巡航控制,配置在任何可用的设置下。

        

6.3.9 可调向前碰撞警告:

        前碰撞警告在任何可调设置下。

       

 6.3.10 发动机制动:

       装有发动机制动系统的车辆由驾驶员接合和脱离,以任何可选配置对该系统进行测试。

         

6.3.11 制动能量回收:

         再生制动配置在任何可用的设置。

         

6.3.12 升降轴:

        具有一个或多个升降轴的车辆在降轴的情况下进行测试。


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  6.3.13前照灯:

       在前照灯控制处于任何可选位置的情况下进行测试。

        

6.3.14 测试车辆负载:


      (a) 除(b)中规定外,车辆应加载至其最大满载质量,以便在轮胎-地面界面处测量的每个车轴上的载荷与车轴各自的最大载荷最接近,且不超过任何车轴的最大载荷。
       (b)牵引卡车:

               

(1) 使用操作员和测试仪器将牵引卡车装载到其最大满载质量,并将其连接到(2)中的规定的挂上,在挂车上放置压载物(重量),该负载作用于挂车的非转向轴。挂车上装载的压载物不得超过挂车车轴的额定载荷。挂车上压载物的重心位置直接位于主销上方。挂车上压载物的重心高度在牵引卡车第五轮挂接装置顶部(牵引卡车连接到挂车的区域)上方不超过610mm(24英寸)。如果牵引卡车的第五轮挂接装置位置可调,则根据每个车轴的额定载荷,调整第五轮悬挂装置,以按比例分配牵引卡车每个车轴上的负载,而不超过任何车轴的最大额定载荷。如果无法调整第五轮挂接装置的位置以防止负载超过牵引卡车车轴的最大额定载荷,则应减少挂车上的压载物,直到车轴上的载荷等于或小于牵引卡车后轴的最大额定负载,保持负载比例尽可能接近指定比例。


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 (2) 挂车是一辆无制动的平板半挂车,有一根车轴,车轴的最大载荷为8165kg(18000磅)。当从车轴的横向中心线到主销的中心线(挂车连接到牵引卡车的点)测量时,挂车的长度至少为6400mm(252英寸),但不超过7010mm(276英寸)。根据主机厂的选择,具有四个或更多车轴的牵引卡车可以使用长度超过7010mm(276英寸)但从车轴横向中心线到主销中心线测量时不超过13208mm(520英寸)的挂车。


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 6.3.15 AEB系统初始化:

       车辆在测试前以10km/h或更高的速度行驶至少一分钟,随后启动系统在测试之前不关闭循环(不下电)。


6.4 设备和测试装置

       

6.4.1 车辆试验装置在CFR49部分596分部分C中规定。前导车辆外表面的局部颤动不超过10mm,以及前导车辆整体形状的变形在任何方向上不超过25mm。

     

6.4.2 用于误触发试验的钢沟槽板的尺寸为:2.4m*3.7m*25mm,由ASTM A36钢制成。用于固定钢沟槽板的任何金属紧固件都与钢沟槽板的顶面齐平。


7.接近前导车辆测试


7.1 设置


       (a)测试区域按照下图设置。


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(b)测试在白天进行。

       (c)作为参考,下表规定了可能进行的每个测试的测试车辆车速(VSV)、前导车辆车速(VLV)、车距和前导车辆减速。
       (d)车辆的预期行进路径是从对应于车头L0的位置朝向前导车辆的直线。
       (e)如果路面标有单车道线或双车道线,则预期行驶路径与最近车道线平行,且距离车道线内沿1.8m;如果路面标有与行进路径接壤的两条车道线,则预期行驶路径在两条线之间居中。
       (f)对于每次进行的测试运行,将从指定的范围中选择测试车辆速度(VSV)、前导车辆速度(VLV)、车头距离和前导车辆减速。

接近前导车辆时的测试参数


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7.2 车头间距计算


       对于根据7.3和7.4进行的每次测试,计算提供5秒碰撞时间(TTC0)的车头间距(L0),以米为单位。L0由以下等式确定,其中VSV是测试车辆的速度,以m/s为单位,VLV是前导车辆的速度,以m/s为单位:


L0=TTC0 X(VSV-VLV)

TTC0=5


7.3 静止的前导车辆

         

7.3.1 测试参数

       (a)对于没有使用测试车辆人工制动的测试,测试车辆测试速度为10km/h至80km/h之间的任何速度,前导车辆速度为0km/h。

(b)对于使用测试车辆的人工制动的测试,测试车辆测试速度是70km/h至100km/h之间的任何速度,并且前导车辆速度为0km/h。



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7.3.2 前方碰撞警告开始前的测试行为

       (a)前导车辆静止放置,其纵向中心线与预定行驶路径重合。
       (b)在车头间距达到L0之前,测试车辆以任何速度、任何方向、在任何路面上行驶任意时间量。
       (c)测试车辆接近前导车辆的后部。
       (d)从车头间距达到L0开始,以最小且平稳的油门踏板输入将被测车辆速度保持在测试速度的+1.6 km/h以内。

(e)当车头间距达到L0时,以最小的转向输入维持测试车辆的航向,使得行驶路径与预期行驶路径横向偏离不超过±0.3m,并且测试车辆的横摆角速度不超过±1.0°/s。


          7.3.3 前方碰撞警告开始后的试验行为


       (a)油门踏板以任何速度释放,以便在500ms内完全释放。对于启用巡航控制测试的车辆,此操作被省略。
       (b)对于使用人工制动进行的测试,按照第9章中的规定应用行车制动器。制动踏板应用的开始发生在前方碰撞警告开始后(1.0±0.1)s。
       (c)对于没有使用人工制动的测试,在满足7.3.4的测试完成标准之前,不进行人工制动应用。

       

 7.3.4 测试完成标准

       当测试车辆完全停止而不与前导车辆接触或测试车辆与前导车辆接触时,测试结束。


7.4 移动较慢的前导车辆

         

7.4.1 测试参数

       (a)对于没有使用测试车辆人工制动的测试,测试车辆的测试速度为40km/h至80km/h之间的任何速度,前导车辆速度为20km/h。

       (b)对于使用测试车辆的人工制动的测试,试验车辆的试验速度是70km/h至100km/h之间的任何速度,前导车辆的速度是20km/h。


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  7.4.2 前方碰撞警告开始前的试验行为

      (a)所述前导车辆向前行驶的方式使得所述前导车辆的纵向中心平面横向偏离预定行驶路径不超过±0.3m。
      (b)测试车辆接近前导车辆。
      (c)从车头间距达到L0开始,以最小且平稳的油门踏板输入将被测车辆和前导车辆的速度保持在测试速度的+1.6km/h以内。
      (d)从车头间距达到L0开始,以最小的转向输入来维持被测车辆和前导车辆的车头,使得被测车辆的行驶路径横向偏离前导车辆的中心线不超过±0.3m,并且在前方碰撞警告开始之前,被测车辆的横摆角速度不超过±1.0°/s。

         

 7.4.3 前方碰撞警告开始后的试验行为

       (a)测试车辆的油门踏板以任何速率释放,以便在500ms内完全释放。对于启用巡航控制测试的车辆,此操作被省略。
       (b)对于使用人工制动进行的测试,按照第9章中的规定应用行车制动器。制动踏板应用的开始时间为前碰撞警告开始后的(1.0±0.1)s。
       (c)对于没有使用人工制动的测试,在满足7.4.4的测试完成标准之前,不进行人工制动应用。

       

 7.4.4 测试完成标准

       当测试车辆速度小于或等于前导车辆速度而不与前导车辆接触或当测试车辆与前导车辆接触时,测试结束。


7.5 减速前导车辆


         7.5.1 测试参数
       (a)测试车辆测试速度为50km/h或80km/h,前导车辆速度与测试车辆测试速度相同。

(b)[保留]


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7.5.2 在前导车辆制动开始之前进行测试

       (a)在前导车辆制动开始前的3秒之前,测试车辆在任何路面上以任何速度、任何方向行驶任何时间量。
       (b)在前导车辆制动开始前3秒和前导车辆制动开始之间:
           (1)导车辆向前行驶,使得车辆的纵向中心平面横向偏离预定行驶路径不超过±0.3m。
           (2)如果被测车辆测试速度为50km/h,测试车辆在21m和40m之间的任意距离处跟随前导车辆;如果被测车辆测试速度为80km/h,测试车辆在28m和40m之间的任意距离处跟随前导车辆。
           (3)在前方碰撞警告开始之前,测试车辆的速度保持在测试速度的+1.6km/h以内,油门踏板输入最小且平稳。
          (4)前导车辆的速度保持在测试速度的+1.6km/h以内。
          (5)测试车辆和前导车辆的车头保持最小的转向输入,使得它们的行驶路径从前导车辆的中心线横向偏离不超过±0.3 m,并且测试车辆的横摆角速度不超过±1.0°/s,直到前方碰撞警告开始。

         

7.5.3 前导车辆制动开始后的测试行为

      (a)前导车辆以0.3g至0.4g之间任意值的目标平均减速度减速到停止。目标减速度在前导车辆制动开始后1.5s内实现,并保持到停止前250ms。
      (b)在前方碰撞警告开始后,目标车辆的油门踏板会以任何速率释放,以便在500ms内完全释放。对于启用巡航控制的车辆,此操作将被省略。
       (c)对于使用手动制动进行的测试,按照第10章中的规定应用行车制动。制动踏板应用开始发生在前方碰撞警告开始后1.0±0.1s。
       (d)对于没有手动制动应用的测试,在满足7.5.4的测试完成标准之前,不进行手动制动应用。

       

 7.5.4 测试完成标准

       当测试车辆完全停止而不与前导车辆接触或测试车辆与前导车辆接触时,测试结束。


8.误触发测试


8.1 车头间距计算

       

对于在8.2和8.3下进行的每次测试,计算被测车辆前平面与钢沟槽板前缘或与车辆测试装置的最后平面之间的车头间距(L0、L2.1、L1.1),以米为单位,提供5.0秒、2.1秒和1.1秒的碰撞时间(TTC)。L0、L2.1和L1.1用以下等式确定,其中VSV是测试车辆的速度(以m/s为单位):


Lx=TTCx X(VSV)

TTC0=5.0

TTC2.1=2.1

TTC1.1=1.1


8.2 钢沟槽板误触发

          

8.2.1 测试参数和设置

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(a)测试区域按照上图设置。

       (b)钢沟槽板被平坦地固定在测试路面上,以使其最长侧平行于车辆的预定行驶路径并水平地居中于车辆的预定行驶路径上。
       (c)试验车辆的测试速度为80km/h。

        

 8.2.2 测试行为

       (a)测试车辆接近钢沟槽板。
      (b)从车头距离对应于L0开始,以最小且平稳的油门踏板输入将被测车辆速度保持在测试速度的+1.6 km/h以内。
      (c)当车头距离对应于L0时,以最小的转向输入维持测试车辆的航向,使得测试车辆的行驶路径横向偏离预期行驶路径不超过0.3m,并且在任何自动制动开始之前,测试车辆的横摆角速度不超过±1.0°/s。
     (d)如果发生前方碰撞警告,测试车辆的油门踏板将以任何速率松开,以便在500ms内完全松开。对于启用巡航控制的车辆,此操作将被省略。
     (e)对于没有使用手动制动的测试,在满足8.2.3的测试完成标准之前,不进行手动制动。
      (f)对于使用手动制动的测试,当车头距离以任何速率对应于L2.1时,测试车辆的油门踏板(如果尚未松开)将以任何速率松开,从而在500ms内完全松开。
      (g)对于使用手动制动的测试,按照第9章中的规定应用行车制动器。制动踏板启动发生在车头距离L1.1处。

       

 8.2.3 试验完成标准

       当测试车辆在越过钢质沟槽板的前缘之前停下来或当试验车辆越过钢质沟槽板的前缘时,试验结束。


8.3 穿行误触发场景

         

8.3.1 测试参数和设置

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(a)测试区域按照上图设置。

       (b)两个车辆测试装置被固定在彼此平行的静止位置,车辆最近的前轮之间的横向距离为4.5±0.1 m。两辆车之间的中心线平行于测试车辆的行驶路径。
       (c)试验车辆的测试速度为80km/h。
       (d)测试可以通过手动制动进行。

          

8.3.2 测试行为

       (a)测试车辆接近两个车辆测试装置之间的间隙。
       (b)从车头距离对应于L0开始,以最小且平稳的油门踏板输入将被测车辆速度保持在测试速度的+1.6 km/h以内。
       (c)当车头距离对应于L0时,以最小的转向输入维持测试车辆的航向,使得测试车辆的行驶路径横向偏离预期行驶路径不超过0.3m,并且在任何自动制动开始之前,测试车辆的横摆角速度不超过±1.0°/s。
       (d)如果发生前方碰撞警告,测试车辆的油门踏板将以任何速率松开,以便在500ms内完全松开。
      (e)对于没有使用手动制动的测试,在满足8.3.3的测试完成标准之前,不进行手动制动。
      (f)对于使用手动制动的测试,当车头距离以任何速率对应于L2.1时,测试车辆的油门踏板(如果尚未松开)将以任何速率松开,从而在500ms内完全松开。
      (g)对于使用手动制动的测试,按照第9章中的规定应用行车制动器。制动踏板启动发生在车头距离L1.1处。

      

  8.3.3 测试完成标准

       当测试车辆在其最后一点通过连接车辆测试装置最前面点的垂直平面之前停止时,或当测试车辆的最后一点通过连接车辆测试装置最前面点的垂直平面时,测试结束。


9.测试车辆人工制动请求

       

 9.1 制动开始时,测试车辆制动踏板处于自然静止位置,没有预载荷或位置偏移。

       

 9.2 根据制造商的选择,使用位移反馈或混合反馈控制。


9.3 位移反馈控制

      

 对于制动踏板位移反馈控制,制动踏板指令位置是在没有AEB系统激活的情况下导致平均减速度0.3g的制动踏板位置。

       (a)平均减速度是指从踏板到达指令位置到车辆停止前250ms的时间内的减速度。
       (b)踏板位移控制器以254±25.4 mm/s的速度踩下制动踏板至制动踏板指令位置。
       (c)踏板位移控制器可能会超过指令位置20%。如果发生这种超调,将在100ms内进行纠正。
      (d)最终实现的制动踏板位置是在踏板移位发生后100ms内到达指令位置偏差10%以内的任何位置,并且任何超调都得到校正。


9.4 混合反馈控制

       

对于制动踏板混合反馈控制,混合控制器将制动踏板调整到指令位置后开始调整施加在制动踏板上的力,在没有AEB系统激活的情况下导致平均减速0.3g。


      (a)平均减速度是指从踏板到达指令位置到车辆停止前250ms的时间内的减速度。
      (b)混合控制器以254±25.4 mm/s的速度踩下制动踏板至制动踏板指令位置。
      (c)混合控制器可能会超过指令位置20%。如果发生这种超调,将在100ms内进行纠正。
      (d)混合控制器开始控制施加在踏板上的力,并在踏板位移发生100ms后停止控制踏板位移,并且校正任何超调。
      (e)混合控制器施加至少11.1N的踏板力。
      (f)从踏板指令位移发生后350ms起,施加的踏板力保持在制动踏板指令力的10%以内,并且校正任何超调,直到测试完成。
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