即將強制安裝的汽車“黑匣子”——EDR

即將強制安裝的汽車“黑匣子”——EDR

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為了對碰撞碰撞事件的成因進行科學分析及取證,需要一個完整的、有效的車輛碰撞事件數據記錄系統,以記錄碰撞事件發生時車輛的相關數據。一方面可以客觀判斷碰撞事件產生的原因,保障司法公正,保護公眾利益;另一方面可以為改善車輛安全系統提供依據,避免類似碰撞事件的發生,提供車輛安全性。這就是汽車EDR(EventDataRecorder,事件數據記錄系統)的意義所在。


中國EDR標準在2019年11月底確定。標準起草單位包括中國汽車技術研究中心有限公司、公安部交通管理科學研究所、北京中機車輛司法鑑定中心、司法鑑定科學研究院、國家市場監管總局缺陷產品管理中心,標準參與單位包括:上海汽車集團股份有限公司技術中心、浙江吉利控股集團有限公司、中國質量認證中心、安徽江淮汽車股份有限公司、東風汽車有限公司東風日產乘用車公司、中汽研(天津)汽車工程研究院有限公司、泛亞汽車技術中心有限公司、上汽大通汽車有限公司、上汽通用五菱汽車股份有限公司、重慶長安汽車股份有限公司、中國第一汽車集團有限公司、上海蔚來汽車有限公司、華晨汽車集團控股有限公司。


最終確定自 2021 年 1 月 1 日起,新申請型式批准的車型應滿足除 B 級數據元素和標準4.4條之外的要求;自 2023 年 1 月 1 日起,新申請型式批准的車型應滿足本標準規定的全部要求。


美國汽車安全技術法規(FMVSS) CFR 第 49 篇第 563 部分(一般簡稱為CFR563),對碰撞事件數據記錄儀也提出了要求。美國國家道路交通安全管理局(NHTSA)要求 2014 年 9 月份之 後,美國境內所有銷售車輛都需要配備 EDR。CFR563標準起源於2006年的技術,僅要求最低數據,儘管NHTSA的意見是強制安裝,但最後並未施行。歐洲的EDR標準與美國類似,要求於2022年3月新車強制安裝,2024年3月,存量車也要安裝。韓國自2015年12月強制安裝(包括存量車),日本有獨立的EDR標準,不過未強制安裝。


不過在2019年美國上市的新車中99%都有EDR。2015年12月的政策規定,要導出EDR數據必須經過車主的許可。美國目前註冊有3.05億車輛,其中59%擁有EDR。在2019年上市的新車87%的EDR系統讀取工具(CDR)都由博世提供,博世太強大了。在EDR數據導出分析中,53%是法律行為,41%是私屬事故重建,還有保險,政府,車隊等。


CFR563 法規的數據讀取方案為使用市售工具,使用者需要購買讀取工具,並且每年還需進行升級維護產生額外的成本。CDR價格不菲,入門版要7100美元一套,每年還有1000美元軟件升級費。專業版要18000美元。也有些車廠不甘受博世左右,有自己的讀出工具,起亞要6900美元,現代要6300美元,斯巴魯要7000美元,三菱要7000美元。豐田的某些車只要500美元。當然啦,這些車廠還是要收每年的軟件維護費的。


即將強制安裝的汽車“黑匣子”——EDR


特斯拉是最特殊的一個,一貫無視車規的特斯拉的EDR數據是加密的,除特斯拉外的廠家都是不加密的,擁有EDR數據就擁有事故責任的解釋權,無論出任何事故,特斯拉總是一口咬定,不是車輛本身責任,也正是靠加密的EDR數據。特斯拉還有一個連續記錄的車輛動態數據記錄器。還有捷豹路虎也是獨特一個,其工具只能讀出原始的16位數據,需要將數據發送到英國的總部(並非塔塔)才能解讀。


中國的EDR法規參考率CFR563,但有很多不同之處。最明顯之處就是CFR563 法規只能記錄兩次碰撞事件數據,而我國道路交通狀況更加複雜,兩次碰撞事件無法滿足我國交通事故數據記錄需求,因此,應具備至少記錄三次碰撞事件數據的能力,才能滿足事故記錄的需求。此外,也考慮到了Flexray總線,但還未考慮以太網總線,畢竟太遙遠了。


每個車廠也可以在滿足基本要求情況下做一些功能添加,例如凱迪拉克具備超級巡航功能車輛的EDR增加了圖像記錄,事件發生前後4秒和事件發生時1秒最多3個攝像頭的圖像也會被記錄下來。現代起亞則會記錄主缸壓力值。德系車則支持Flexray總線,大眾或奧迪則記錄事件發生後單一攝像頭一分鐘內信息。


中國EDR標準事件觸發閾值:當車輛僅記錄“縱向 delta-V(加速度)”時,觸發閾值為在 X 軸方向上 150ms 時間區間內不小於 8km/h 的車輛速度變化。當車輛同時記錄“橫向 delta-V(加速度)”時,觸發閾值為在 X 軸方向或者 Y 軸方向上 150ms 時間區間內不小於 8km/h 的車輛速度變化。對於以上兩種情況,如果事件持續時間小於 150ms,車輛速度變化不小於 8km/h 時,即達到觸發閾值。不過觸發並不意味著一定發生了碰撞或者事故,EDR標準還有一個鎖定標準,一旦鎖定,記錄數據則不可更改。中國EDR標準鎖定條件:不可逆約束裝置(一般就是指任何一個氣囊)展開;150ms 時間區間內在 X 軸方向上的車輛速度變化不小於 25km/h。發生後碰時,製造商可採用自行設定的控制算法作為鎖定條件。發生側碰時,應將側面不可逆約束裝置展開作為鎖定條件。如果車輛未配備側面不可逆約束裝置,應由車輛製造商確定是否鎖定。


中國EDR標準則分A級和B級,見下表。


即將強制安裝的汽車“黑匣子”——EDR

美國CFR563標準則分表一和表二。


即將強制安裝的汽車“黑匣子”——EDR


EDR在電子設計方面比較簡單。

即將強制安裝的汽車“黑匣子”——EDR

典型EDR架構


EDR控制存儲單元應支持UDS診斷協議,滿足ISO14229—1,ISO15765—2要求。EDR系統存儲的數據應支持標準車載提取(SAEJl962診斷連接器)與非車載提取。在碰撞發生過程中,如車內供電迴路由於碰撞事件導致無法正常供電,EDR 系統自身應具有供電能力,此供電能力應滿足在單一方向發生碰撞的情況下,當所有相關點火迴路(如具備)在斷電後(150±10)ms 內全部展開時, EDR 系統應至少能滿足記錄 T0 之前的全部數據和 T0 到斷電之後(150±10)ms 的數據的需要,並滿足相應試驗要求。EDR一般採用超級電容做備用電源,成本比較低。


即將強制安裝的汽車“黑匣子”——EDR

典型EDR電路架構


EDR可以跟氣囊控制器合二為一,但中國EDR標準推薦使用獨立系統,PSI5是氣囊系統專用總線。


即將強制安裝的汽車“黑匣子”——EDR


考慮到線束長度、成本和靈活度,一般是裝在儀表盤下方。個人認為行李箱或許更好。


最後來看幾個典型數據,均取自美國的EDR系統。

即將強制安裝的汽車“黑匣子”——EDR


日產預留了電機轉速記錄位置,顯然考慮到了電動車和混動車。Service Brake是行車制動。顯然這個低速碰撞一開始駕駛員試圖以轉向加減速躲開,但沒能躲開。在最後的1秒裡,駕駛員手忙腳亂,大幅度急轉,不踩剎車竟然踩了油門。


即將強制安裝的汽車“黑匣子”——EDR

上表為一輛豐田的數據。似乎是有意撞車,但也不想撞太狠,油門還是鬆了點,但剎車從頭到尾都不踩。


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