自动驾驶乘用车线控底盘性能要求及试验方法第2部分：制动系统(T-CSAE 284.2—2022).pdf

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1、 ICS 43.040 CCS T 40/49 团 体 标 准 T/CSAE 284.22022 自动驾驶乘用车 线控底盘性能要求及试验方法 第 2 部分：制动系统 Automated driving passenger vehiclePerformance requirements and test methods for chassis-by-wirePart 2：brake system 2022-12-30 发布 2022-12-30 实施 中国汽车工程学会 发 布 T/CSAE 284.22022 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 缩

2、略语.2 5 一般要求.2 系统架构.2 5.1 功能要求.2 5.2 接口要求.2 5.3 6 性能要求.3 行车制动性能.3 6.1 驻车制动性能.5 6.2 7 试验方法.6 试验准备.6 7.1 7.1.1 场地条件.6 7.1.2 环境条件.6 7.1.3 设备要求.6 7.1.4 车辆条件.6 行车制动测试.7 7.2 7.2.1 斜坡测试.7 7.2.2 正弦测试.7 驻车制动测试.8 7.3 试验数据处理.8 7.4 附录 A（资料性）3 级自动驾驶线控制动系统典型架构示例.9 附录 B（资料性）4 级自动驾驶线控制动系统典型架构示例.10 附录 C（资料性）数据记录表样例.1

3、1 T/CSAE 284.22022II前言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。T/CSAE 284自动驾驶乘用车线控底盘性能要求及试验方法系列标准拟由三个部分构成：第1部分：驱动系统；第2部分：制动系统；第3部分：转向系统。本文件为T/CSAE 284的第2部分。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由电动汽车产业技术创新战略联盟提出。本文件起草单位：北京百度智行科技有限公司、舍弗勒智能驾驶科技（长沙）有限公司、上海拿森汽车电子有限公司、国汽（北京）智能网联汽车研究院有限公司、泛亚汽车技术中

4、心有限公司、同济大学、中汽创智科技有限公司、浙江亚太机电股份有限公司、上海汇众汽车制造有限公司、芜湖伯特利汽车制动系统有限公司、湖南湘江智能科技创新中心有限公司、比亚迪汽车工业有限公司、北京汽车研究总院有限公司、北京航迹科技有限公司、青岛华通图新信息科技有限公司、联创汽车电子有限公司、浙江亚太智能网联汽车创新中心有限公司、上海同驭汽车科技有限公司、北京裕峻汽车技术研究院有限公司。本文件主要起草人：高月磊、赵云、孙剑峰、张彦福、张鸿儒、俞志华、王刚辉、程周、彭伟、宋德王、谢华明、陶喆、刘卫国、於涛、申佳佳、崔海峰、唐辰、徐华林、贾元辉、张杰、郝江脉、盛云、张升、姚广、崔华芳、王培玉、黄晓峰、徐光

5、亚、张坚、陈珍颖、杨爱喜、于洋、李兴坤。T/CSAE 284.22022 1 自动驾驶乘用车 线控底盘性能要求及试验方法 第 2 部分：制动系统 1 范围 本文件规定了自动驾驶乘用车线控制动系统的一般要求、性能要求及试验方法。本文件适用于3级及4级自动驾驶乘用车线控制动系统在附着良好的路面工况下的开发和测试，其评价数据可来源于车载信息与控制系统，其他车辆可参考使用。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 12534 汽车道

6、路试验方法通则 GB/T 12543 汽车加速性能试验方法 GB 216702008 乘用车制动系统技术要求及试验方法 GB/T 404292021 汽车驾驶自动化分级 3 术语和定义 GB/T 404292021界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 自动驾驶车辆 automated driving vehicle 具备3级及以上级别驾驶自动化能力的车辆。3.2 自动驾驶控制器 automated driving controller；ADC 车辆自动驾驶功能的处理单元，可发出控制指令，由硬件和软件共同组成。3.3 线控制动系统 brake by wire；BBW 使用电子线路和通讯传

7、输等线控技术，接收控制器或驾驶员制动指令实现车辆行驶制动及静态驻车的系统。注1：在不引起混淆的情况下，本文件中的“线控制动系统”简称为“系统”。注2：该系统针对3级及以上级别自动驾驶需要具备冗余控制特性，具有两套独立的线控制动系统，能够在其中一套功能失效的情况下切换到另一套进行制动功能的实现。根据执行情况，主要包含默认线控制动系统和备份线控制动系统。3.4 默认线控制动系统 default braking by wire system 线控制动系统中，在自身无故障和失效的情况下，执行制动指令的主系统。3.5 备份线控制动系统 backup braking by wire system 线控制动

8、系统中，在默认线控制动系统失效时，提供备份制动功能，实现一定的功能降级制动或者功能等效制动的备份系统。3.6 最高设计运行速度 maximum design operational speed；Vmax 在其设计运行条件下，自动驾驶车辆在自动驾驶模式可运行的最高速度。T/CSAE 284.22022 2 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。EPB：电子驻车制动系统（Electrical Park Brake）5 一般要求 系统架构 5.1 5.1.1 应用于 3 级自动驾驶的线控制动系统架构，可参考附录 A。5.1.2 应用于 4 级自动驾驶的线控制动系统架构，可参考附录 B。功能要求 5.2

9、 5.2.1 线控制动系统应满足 GB 21670 的要求。5.2.2 应用于 3 级自动驾驶的线控制动系统，应满足以下功能要求：a)在 Vmax以内都能实现线控制动，包括线控行车制动和线控驻车制动；b)线控制动系统应具有一个备份线控制动系统，在行车制动主系统故障时至少实现降级能力的行车制动，以保证驾驶员获得足够的接管时间；c)驻车制动系统应具备冗余控制能力；d)当线控制动系统收到有效的自动驾驶退出请求时，应立即退出自动线控制动状态。5.2.3 应用于 4 级自动驾驶的线控制动系统，除满足 5.2.2 要求之外，还应满足以下功能要求。a)具备冗余制动功能，默认线控制动系统和备份线控制动系统都具

10、备故障自我诊断及相互诊断的能力：正常情况下，主要由默认线控制动系统完成制动功能，备份线控制动系统同时进行车辆状态信号的检测以及内部控制算法的运行，但不对执行部件下发控制指令；当默认线控制动系统发生故障无法正常工作时，备份线控制动系统应完成制动工作，线控制动系统上报默认线控制动系统故障信息；当备份线控制动系统发生故障无法正常工作或两套制动系统之间的通信发生故障时，默认制动系统制动功能应正常运行，线控制动系统上报故障信息。b)默认线控制动系统和备份线控制动系统均支持双路通信连接，实现信号冗余。c)默认线控制动系统和备份线控制动系统均具备独立的电源供应，实现电源冗余。d)默认线控制动系统和备份线控制

11、动系统涉及到的共用传感器信号实现冗余。e)两套制动系统之间能进行信息的交换和交叉验证。接口要求 5.3 线控制动系统和自动驾驶控制器之间的接口信号应满足表1要求。表1 线控制动系统信号接口要求 类型 信号内容 单位 信号采集精度 默认线控制动系统 控制信号 减速度/制动踏板开度/速度 m/s2/%/km/h 0.1/0.5/0.1 舒适制动使能信号-紧急制动使能信号-驻车控制信号-反馈信号 车速信号 km/h 0.1 轮速信号 km/h 0.1 制动开关信号-制动系统可用状态信号-减速度信号 m/s2 0.1 制动系统故障状态反馈-T/CSAE 284.22022 3 表 1 线控制动系统信号

12、接口要求（续）类型 信号内容 单位 信号采集精度 备份线控制动系统 控制信号 减速度/制动踏板开度/速度 m/s2/%/km/h 0.1/0.5/0.1 舒适制动使能信号-紧急制动使能信号-驻车控制信号-反馈信号 车速信号 km/h 0.1 轮速信号 km/h 0.1 制动开关信号-制动系统可用状态信号-减速度信号 m/s2 0.1 制动系统故障状态反馈-6 性能要求 行车制动性能 6.1 按照7.2.1进行试验，车辆行车制动的总体性能响应指标应满足表2要求。表2 行车制动性能指标 制动 系统 指标 自动驾驶等级 3 级 4 级 默认线控制动系统 超调量 a)若Ax_Target-4 m/s,

13、Max(0.2 m/s,|Ax_Target|10%)b)若 Ax_Target-4 m/s,Max(0.5 m/s2,|Ax_Target|10%)a)若Ax_Target-4 m/s,Max(0.2 m/s,|Ax_Target|10%)b)若Ax_Target-4 m/s,Max(0.5 m/s2,|Ax_Target|10%)稳态误差 ess a)若Ax_Target -4 m/s，essMax(0.2 m/s2,|Ax_Target|10%)b)若 Ax_Target-4 m/s，essMax(0.5 m/s2,|Ax_Target|10%)a)若Ax_Target -4 m/s，e

14、ssMax(0.2 m/s2,|Ax_Target|10%)b)若Ax_Target-4 m/s，essMax(0.5 m/s2,|Ax_Target|10%)响应时间 td a）当Ax_Target-4 m/s时，1）若未制动，td200 ms;2)若正在制动，td150 ms;b)当 Ax_Target-4 m/s时，1）若未制动，td150 ms;2)若正在制动，td100 ms;a）当Ax_Target-4 m/s时，1）若未制动，td200 ms;2)若正在制动，td150 ms;b)当Ax_Target-4 m/s时，1）若未制动，td150 ms;2)若正在制动，td100 ms

15、;执行时间 tr a)若正在执行制动，tr 500 ms b)若未制动，tr 550 ms 500 ms 响应延迟时间 tp 200 ms 200 ms 最大制动减速度 1 g 1 g 变化率 a）若Ax_Target-4 m/s且|10 m/s3，Min(0.4 m/s3,20%)b）若 Ax_Target-4 m/s且 10 m/s3|45 m/s3，20%a）若Ax_Target-4 m/s且|10 m/s3，Min(0.4 m/s3,20%)b）若Ax_Target-4 m/s且10 m/s3|45 m/s3，20%T/CSAE 284.22022 4 表 2 行车制动性能指标（续）制

16、动 系统 指标 自动驾驶等级 3 级 4 级 备份线控制动系统 超调量 a)若 Ax_Target-4 m/s，Max(0.5 m/s2,|Ax_Target|10%)b）若 Ax_Target-4 m/s,不做限制 a）若Ax_Target -4 m/s：Max(0.2 m/s,|Ax_Target|5%)b）若 Ax_Target-4 m/s：Max(0.5 m/s2,|Ax_Target|10%)稳态误差 ess a)若 Ax_Target-4 m/s，不做限制 b)Ax_Target-4 m/s，essMax(0.5 m/s2,|Ax_Target|10%)a）若Ax_Target-4

17、 m/s，essMax(0.2 m/s2,|Ax_Target|10%)b）若 Ax_Target-4 m/s，essMax(0.5 m/s2,|Ax_Target|10%)响应时间 td a）当Ax_Target-4 m/s时，td 不做限制 b)当 Ax_Target-4 m/s时，1）若未制动，td150 ms;2)若正在制动，td100 ms;a）当Ax_Target-4 m/s时，1）若未制动，td200 ms;2)若正在制动，td150 ms;b）当 Ax_Target-4 m/s时，1）若未制动，td150 ms;2)若正在制动，td100 ms;执行时间 tr 800 ms 6

18、00 ms 响应延迟时间 tp 300 ms 300 ms 最大制动减速度 a)若 Vmax60 km/h，最大制动减速度0.6 g；b)若 Vmax60 km/h，最大制动减速度0.9 g a)若 Vmax60 km/h，最大制动减速度0.6 g；b）若 Vmax60 km/h，最大制动减速度0.9 g 系统切换时间 故障监控切换时间 100 ms 100 ms(切换后开始执行)注1：表2中各参数的含义说明，参考图1、图2所示。注2：故障监控切换时间=备份线控制动系统工作状态变化时刻-默认线控制动系统报出故障时刻。T/CSAE 284.22022 5 注1：响应时间td从发出请求到制动系统开

19、始执行的时间。注2：执行时间tr从发出请求到制动系统执行到目标值的时间。注3：超调量在斜坡输入作用下，实际执行瞬时最大值和控制目标值之差。注4：稳态误差ess当减速度到达稳态后，制动稳定后稳态值与目标值之间的误差。注5：目标减速度变化率目标减速度变化率。注6：目标减速度Ax_Target目标减速度指令。图1 车辆斜坡激励下制动响应性能指标图 注：响应延迟时间tp目标减速度和实际减速度两波峰之间的时间差，即两正弦波的相位差。图2 车辆正弦激励性制动响应性能指标图 驻车制动性能 6.2 按照7.3进行试验，车辆驻车制动的总体性能响应指标应满足表3要求。T/CSAE 284.22022 6 表3 驻

20、车制动性能指标 分类 指标 自动驾驶等级 3 级和 4 级 驻车制动 性能 静态驻车制动性能 满载驻坡20%；空载(整备+110 kg)驻坡30%；单侧车轮失效驻坡度8%驻车夹紧时间 1.2 s 驻车释放时间 1 s 7 试验方法 试验准备 7.1 7.1.1 场地条件 试验路面应为干燥、平整、清洁的沥青路面或混凝土路面，路面附着系数应不小于0.9。7.1.2 环境条件 试验环境应满足以下要求：a)环境温度为 0 40；b)天气干燥，没有降水、降雪；c)平均风速不大于 3 m/s；d)其他要求按照 GB/T 12534 的规定执行。7.1.3 设备要求 试验用设备应满足以下要求：a)速度精度不

21、低于 0.1 km/h；b)横摆角速度精度不低于 0.1/s；c)纵向加速度精度不低于 0.1 m/s2；d)测试设备设备需具备 ADC 与 BBW 之间通信所采用的软硬件接口，可以采集记录表 1 中信号，采样和存储的频率至少为 100 Hz；e)总线调试设备及开发工具，用于连接车端通讯，发送和接收相关数据，用于自动驾驶线控制动测试脚本开发，信号精度同上述要求。7.1.4 车辆条件 试验开始前，试验车辆，轮胎及轮胎气压满足GB 216702008中5.1的要求外，还应满足以下要求。a)车辆应按制造厂的技术要求进行检查及必要的调整。b)对于车辆和驱动系统的正常运行不是必须的设备和部件，如空调、车

22、窗和进气口等，应通过正常的操作关闭。c)车辆若装有动力蓄电池，试验开始前，试验车辆的动力蓄电池分别处于完全充电和完全充电的 50%到 60%进行后续测试。d)在试验前，将试验车辆加载到最大设计总质量，增加的载荷应均匀分配到乘客舱及行李舱内。e)制动系统磨合：加速车辆到80 km/h；将档位换至空挡（确保无能量回收）；将车辆以0.3 g的减速度减速到车辆停止；每次制动前需保证制动盘温度控制在200 以下；重复以上步骤200次。f)测试前制动准备：试验车辆车速56 km/h以0.5 g至0.6 g的平均减速度进行急停，重复10 次；试验车辆车速72 km/h执行3次较高减速度的急停（全过程激活AB

23、S）；T/CSAE 284.22022 7 最后一次急停完成后，车辆应以72 km/h的速度行驶5 min来冷却制动系统；制动预热处理完成后两小时内进行相关测试。行车制动测试 7.2 7.2.1 斜坡测试 本试验的规定车速为60 km/h，若Vmax60 km/h，以Vmax进行试验。试验步骤如下：a)对车辆制动系统进行磨合测试，使制动器温度处于 65 100 之间；b)档位 D 档，将车辆加速至规定车速以上 5 km/h 时，控制车辆进入带档滑行阶段；c)当车辆速度下降到规定车速时，测试人员通过车辆测试的通讯设备和车辆线控制动接口下发制动控制指令进行线控行车制动。对于不同的减速度用例，应在每

24、次测试过程中根据需求梯度持续发送固定减速度；d)车辆完全停稳后，停止信号采集，并保存原始数据；e)重复上述测试过程，每个测试用例进行 35 组，每次线控制动尽可能持续至停车；f)按照表 4 行车制动斜坡工况测试用例依次从小减速度到大减速度测试，测试直至车辆实际减速度不能达到目标减速度停止，并记录为系统的最大减速度以及车辆是否保证纵向稳定性要求，保持当前车道行驶；g)处理制动过程数据，实测减速度的变化率计算从实际减速度开始响应到达到目标减速度的 90%之间的平均变化率，其他响应时间，执行时间以及超调量计算有效数据的算术平均值、标准偏差和变化系数（标准偏差/算术平均值），评价是否满足要求；h)重复

25、上述试验步骤，在试验过程中将默认线控制动系统供电电源断掉，记录默认及备份系统切换时间以及故障接管时间间隔，并处理制动过程数据，计算有效数据的算术平均值、标准偏差和变化系数（标准偏差/算术平均值），评价是否满足要求。表4 行车制动斜坡工况测试用例 纵向控制模式 目标减速度(Nm or m/s2 or 踏板开度)1%刻度对应 0.1 m/s刻度 斜坡输入=-10 m/s进行测试 滑行 0.5 1 2 3 4 5 斜坡输入=-25 m/s进行测试 6 7 8 9 10 7.2.2 正弦测试 本试验的规定车速为60 km/h，若Vmax60 km/h，则以Vmax进行试验。试验步骤如下：a)对车辆制动

26、系统进行磨合测试，制动器温度处于 65 100 之间；T/CSAE 284.22022 8 b)档位 D 档，将车辆加速至规定车速以上 5 km/h 时，控制车辆进入带档滑行阶段；c)当车辆速度下降到规定车速时，测试人员通过车辆测试的通讯设备和车辆线控制动接口下发制 动 控 制 指 令 进 行 线 控 行 车 制 动，制 动 减 速 度 指 令 参 照 图2 的 正 弦 曲 线f(t)=asin(2t/T)+a；d)每个测试用例测试五个周期后停止发送指令,并安全减速至停车，车辆完全停稳后，停止信号采集，并保存原始数据；e)该试验分七组进行，每组至少进行 3 次，其中 a、T 的取值参照表 5；

27、f)处理数据，评价是否满足要求；g)重复上述试验步骤，完成备份线控制动系统的测试，并处理制动过程数据，计算有效数据的算术平均值、标准偏差和变化系数（标准偏差/算术平均值），评价是否满足要求。表5 行车制动正弦工况测试用例 a T（周期）-0.5 m/s2 0.5 s-1 m/s2 0.5 s-0.5 m/s2 1 s-1 m/s2 1 s-0.5 m/s2 2 s-1 m/s2 2 s-1.5 m/s2 2 s 驻车制动测试 7.3 测试人员通过车辆测试的通讯设备和线控驻车接口下发夹紧及释放驻车指令，实现车辆驻车夹紧及释放功能，应按照以下步骤进行：a)满载车辆挂入 D 挡，行驶到 20%坡道，

28、踩下制动踏板，挂入 N 挡，拉起 EPB 开关，松开制动踏板；b)车外观察车辆在 5 分钟内有无溜坡现象；c)踩下制动踏板，按下 EPB 开关；d)满载车辆挂入 R 挡，行驶到 20%坡道，踩下制动踏板，挂入 N 挡，拉起 EPB 开关，松开制动踏板；e)车外观察车辆在 5 分钟内有无溜坡现象；f)踩下制动踏板，按下 EPB 开关；g)通过测试人员干预，使单侧卡钳失效，将车辆放置 8%坡道，重复上述步骤；h)将车辆配置成空载按照 a)f）步骤在 30%坡道上重复上述步骤测试。试验数据处理 7.4 计算有效数据的算术平均值，相关计算依据GB/T 12543数据计算公式进行；数据分析记录可参考附录

29、C。T/CSAE 284.22022 9 A A 附录A （资料性）3 级自动驾驶线控制动系统典型架构示例 注1：冗余制动系统需具备两路单独的通信总线Bus1和Bus2。注2：冗余制动系统需EPB具备冗余特性。注3：冗余制动系统ECU1和ECU2可以获取4个车轮的轮速信息。注4：冗余制动系统ECU1可以进行4个车轮制动控制，ECU2至少可以进行2个车轮制动控制。图A.1 3 级自动驾驶部分辅助制动系统典型架构示例 T/CSAE 284.22022 10 B B 附录B （资料性）4 级自动驾驶线控制动系统典型架构示例 注1：冗余制动系统需具备两个单独的控制单元，默认线控制动系统控制单元和备份线

30、控制动系统控制单元。注2：备份控制单元的结构形式不做限定，其组成包括但不限于制动控制器单元、驻车控制器单元、电机控制单元。注3：冗余制动系统需具备两路单独的供电电源。注4：冗余制动系统需具备两路单独的通信总线。注5：冗余制动系统需具备两套独立的轮速传感器。注6：冗余制动系统的默认线控制动系统控制单元和备份线控制动系统控制单元通过总线进行数据备份。注7：冗余制动系统的默认线控制动系统控制单元和备份线控制动系统控制单元可以单独获取4个车轮的轮速信息。注8：车辆无故障或者备份线控制动系统控制单元工作异常的情况下，默认线控制动系统控制单元对4个车轮进行液压制动控制或者电制动控制（上图中实线），备份线控

31、制动系统控制单元不参与控制（上图中虚线）。注9：默认线控制动系统控制单元工作异常的情况下，备份线控制动系统控制单元可以进行4个车轮的液压制动控制或者电制动控制。注10：冗余制动系统的执行机构的结构形式不做限定，包括但不限于制动卡钳、EPB电机、轮缸伺服机构、轮毂电机、电机等。图B.1 4 级自动驾驶的冗余制动系统架构示例 T/CSAE 284.22022 11 C C 附录C （资料性）数据记录表样例 表C.1 斜坡性能测试 分类 纵向控制模式 目标减速度(Nm or m/s2 or 踏板开度)1%刻度对应0.1m/s刻度 响应时间 td（ms）执行时间 tr（ms）减速超调量（m/s2）稳态

32、误差ess 变化率 默认线控 制动系统 以=-10 m/s进行测试 滑行 0.5 1 2 3 4 以=-25 m/s进行测试 5 6 7 8 9 10 最大减速度 备份线控 制动系统 以=-10 m/s进行测试 滑行 0.5 1 2 3 4 以=-25 m/s进行测试 5 6 7 8 9 10 最大减速度 T/CSAE 284.22022 12 表C.2 故障性能测试 默认及备份线控制动系统 切换时间 故障监控时间 表C.3 正弦跟随性能测试 周期时间T 正弦制动幅值a 相位延迟tp 0.5 s-0.5 m/s2 -1 m/s2 1 s-0.5 m/s2 -1 m/s2 2 s-0.5 m/s2 -1 m/s2 -1.5 m/s2 表C.4 驻车制动静态性能测试 测试条件 EPB控制操作 性能指标执行时间tr 驻坡是否溜车 满载 20%坡度 上坡 APPLY RELEASE 满载 20%坡度 下坡 APPLY RELEASE 空载载 30%坡度 上坡 APPLY RELEASE 空载载 30%坡度 下坡 APPLY RELEASE 满载 8%坡度 上坡 APPLY RELEASE 满载 8%坡度 下坡 APPLY RELEASE