商用車自動緊急制動技術研究進展

何 通，黃 鵬，黃 騰

（長安大學 汽車學院，陜西 西安 710064）

隨著汽車工業的發展，大眾對于商用車的概念逐漸熟知。商用車的范疇包括所有的載貨汽車及9座以上的客車[1]。隨著商用車行業的發展，其保有量逐年增加，為國民經濟發展提供了持續的保障[2]。但其保有量增加帶來的問題日益凸顯，相關數據表明，近年由商用車引起的重大交通事故比例不斷上升。因此，商用車市場對車輛的安全性要求不斷提高。為減少交通事故，主動安全技術得到長足發展，而自動緊急制動（Automatic Emergency Braking, AEB）技術是其中重要組成部分。AEB系統通過由雷達、攝像頭等組成的感知模塊收集道路信息，將信息傳遞給控制策略模塊，然后根據道路信息以及車輛狀態判斷自車的危險情況。當判斷出車輛存在碰撞風險，系統會對駕駛員予以聲、光提醒，若駕駛員未及時做出動作，AEB系統將主動介入制動系統使車速降低或停止，來降低發生事故的風險[3]。文章通過查閱文獻，分析目前國內外商用車AEB技術的測試評價規程，對其研究現狀及成果進行梳理總結，并結合市場發展趨勢對商用車AEB技術進行了展望。

1 商用車AEB測試評價章程

1.1 國外AEB測試評價章程

歐盟新車安全評鑒協會（Euro New Car Asses- sment Program）對車輛在實際道路上行駛時進行測試，通過對AEB功能有效性進行研究分析，得出結論：裝配有AEB系統的車輛在行駛過程中可有效減少38%的追尾事故，并進一步得出，若所有車輛配有此系統，交通意外發生的概率會降低27%[4]。商用車車型較多且安全配置差異大，再加 上其服役地域條件千差萬別，其安全性研究及相關測試標準的實施是目前市場關注的重點。

歐洲經濟委員會通過積累大量實車數據，在2012年頒布了適用商用車AEB的測試法規ECE R131[5]，該法規適用于高速條件下的M2、M3、N2、N3類車輛，其中規定了AEB系統的相關測試標準。具體包含面對移動目標與靜態目標兩種測試場景，測試要求在水平、附著系數良好的路面上進行，環境溫度為0～45 ℃，且風不可影響結果。靜態目標測試與移動目標測試對樣車位置規定：處于功能觸發前至少2 s，直線接近目標，與目標車中心線補償量不大于0.5 m。AEB功能觸發時對車速要求：樣車車速（80±2）km/h，距離目標大于120 m，且移動目標測試中，從AEB功能被觸發直至樣車與目標車車速相等，駕駛員不得對樣車進行任何控制調整。具體示警和激活條件如表1、表2所示。

表1 靜態目標示警和激活實驗要求-通過/失敗限值

表2 移動目標示警和激活實驗要求-通過/失敗限值

隨著規模效應帶來的成本降低，多種主動安全技術在車輛上普及，AEB系統更是逐漸成為新車標配。同時，各國紛紛將AEB技術納入車輛評估體系，以推廣AEB技術的應用。如日本在2014年要求商用車必須配備AEB系統，并頒布了針對客車和貨車的相關法規TRIAS 12-J113。

1.2 國內AEB測試評價章程

近年來，輔助駕駛領域在國內快速發展，相關法規不斷推出，車輛安全性受到重視。2017年發布的GB 7258—2017中規定車長大于 11 m的公路、旅游客車應裝備符合標準的AEB系統。2019年交通部JT/T 1242—2019發布，超過9 m的營運客車將被強制安裝AEB系統。2020年交通部規定：12 t以上且車速達到90 km/h的貨車，將被強制安裝AEB系統。可見國內對商用車主動安全技術愈加重視，對AEB測試法規也在逐漸完善。

目前國內商用車AEB測試章程主要參考GB/T 38168—2019和JT/T 1242—2019，但JT/T 1242—2019針對營運車輛，對于商用車和乘用車未做出明顯的區分，其中一些技術指標要求較高，商用車AEB系統實現難度較大。GB/T 38168—2019測試標準：該標準適用于安裝有AEB系統的M2、M3、N2類車輛，對氣壓制動系統和液壓助力制動系統的車輛進行區分，車輛應在制造商規定狀態下試驗。測試場景包括移動目標與靜止目標兩種，要求緊急制動階段樣車至少以4 m/s2的減速度減速。靜止目標、移動目標測試場景中，樣車位置要求：試驗開始前至少2 s，樣車沿直線向目標行駛，與目標車的中心線偏差不大于0.5 m。AEB功能觸發時，車速應在（80±2）km/h，且距目標120 m以上，車速達不到80 km/h的車輛可以最高車速試驗。移動目標場景中，樣車若采用氣壓制動，目標車以（32±2）km/h車速行駛，若采用液壓助力制動，目標車以（67±2）km/h車速行駛。

1.3 小結

國外針對商用車的測試標準主要參考ECE R131，該標準針對的商用車為高速條件下的M2、M3、N2、N3類車輛，同時該標準確定了面對靜止目標和移動目標兩種測試場景，對測試中具體要求做了詳細的描述。國內商用車AEB測試法規的制定相較于國外起步較晚，測試標準主要參考GB/T 38168—2019，與ECE R131相比，其中測試條件有所放寬，如對不同制動系統的商用車測試車速標準不同。但兩個標準都未考慮面對行人或其他弱勢道路使用者的情況，設置的商用車測試場景比較簡單、工況比較單一。同時，兩個標準對測試中試驗車的重量要求描述比較模糊，ECE R131規定“車輛負載應由制造商和技術服務機構協商一致”，GB/T 38168—2019規定“車輛應在制造商規定的載荷狀態下進行試驗”，因此，對評價結果有較大影響。

2 商用車AEB技術研究現狀

2.1 國外研究現狀

國外發達國家對汽車主動安全技術領域的開發研究起步較早，20世紀60年代至80年代以日本、德國以及歐美國家為代表，在理論與材料方面進行了廣泛的積累。1986年，奔馳公司重點研究了毫米波雷達項目，掀起了在AEB系統搭載毫米波雷達的研究熱潮。20世紀80年代，奔馳公司成功將自動緊急制動系統安裝在小型乘用車上，實現了面對潛在危險緊急制動降速的功能，在商用車AEB技術方面，瑞典的斯堪尼亞重型卡車在2015年裝載了一系列車輛主動安全配置[6]，其中包括AEB系統。斯堪尼亞AEB系統通過采用前置多天線雷達技術測量障礙物的距離和相對速度，通過攝像頭測算障礙物的寬度、橫向位置等信息。然后發動機控制系統信息、車速信息以及雨刮器的運動頻率等綜合信息傳輸中央處理器，中央處理器判斷當前車輛的安全狀態，提醒司機可能發生的碰撞。系統可分辨出車前的固定障礙和移動障礙，并讓高速行駛的車輛做出自主判斷，可最大程度地避免誤報。若駕駛員面對障礙物未及時反應，AEB系統會對駕駛員進行聲音報警，同時啟動相關的輔助制動系統，如增加制動踏板的靈敏度等。必要時AEB將采取自動緊急制動。在AEB系統被觸發的過程中，駕駛員可以依據自己的判斷來實現對車輛的控制，當踩下油門三秒鐘，AEB系統將會被關閉。

克諾爾集團在商用車整車制動安全方面進行了大量研究，可將雷達和攝像頭進行數據融合，并應用到商用車AEB系統。經數據融合技術，在靜止目標場景下，AEB系統可實現車速從80 km/h到0 km/h的防碰撞。

2019年，戴姆勒商用車官方發布了具有L2級別自動駕駛功能的卡車福納萊Cascadia車型，并于同年7月實現量產。依托于供應商德國博世集團提供的技術，福納萊Cascadia可以整合毫米波雷達和單目攝像頭采集的信息，完成多種高級駕駛輔助功能。

2021年6 月，奔馳卡車發布了旗下Actros L車型，并計劃于11月實現批量生產。作為奔馳卡車中最大、最豪華的產品，其裝載了大量的智能系統。其中包括能夠保障駕駛員、行人和車輛安全的AEB系統，系統可以根據實際情況進行“先減速再剎停”的自動制動操作，整個過程不僅能夠保障行人安全，還可避免緊急制動給車內人員及貨物帶來的連帶傷害[7]。

此外，如美國在重型商用汽車（半掛車、大貨車、卡車等）的AEB技術研發方面比較超前，比如動態制動輔助（Dynamic Brake Support, DBS）系統就是應用在重型商用汽車上的。

2.2 國內研究現狀

我國在車輛主動安全技術領域的研究起步較晚，但得益于國家對科創的支持以及市場需求，國內高校、企業研發部門以及相關科研院所對主動安全技術開展了大量研究工作。

上汽依維柯紅巖商用車有限公司在重卡安全方面有著突出表現，2020年11月上汽紅巖發布了H6重卡，其裝載的AEB系統在低附著路面制動時，可自動調節制動力、防止車輪抱死并保持前輪轉向能力，獲得良好的制動效果，有效解決了大貨車緊急剎車易發生的側滑、跑偏等危險工況[8]。

2020年，福瑞泰克智能系統有限公司發布了新一代高級輔助駕駛功能，基于人工智能算法，系統可以為車輛提供包括AEB系統L2+級別的自動駕駛功能。福瑞泰克目前已實現在東風、福田等頭部商用車企的核心車型AEB系統搭載。如已實現量產的東風天龍GX。

客車方面，依托于宇通旗下的AEB系統供應商精益達零部件公司，宇通ZK6115BEVG1客車在2019年通過了面對靜態和移動車輛、行人等多場景的AEB測試。

3 研究總結與展望

商用車相比于乘用車載重量大，制動時慣性大，制動距離更遠，發生追尾碰撞事故后產生的破壞性更強，往往是許多重大交通事故的源頭，商用車中傳統的主動安全方式己經不能再滿足消費者的需求，在主動安全領域具有先進性的AEB系統則迫切需要得到發展，它是汽車行業關注的熱點和重點技術，也是走向無人駕駛必需經歷的過程。開展對AEB系統的研究，避免和減少碰撞事故的發生和保護行人及車內人員的安全具有重要的意義。未來面對更復雜的交通場景以及挑戰，需要進一步探討研究以下幾個方面：

1）完善商用車AEB技術的法規要求。目前國內商用車AEB測試章程中的要求并不完善，如對于商用車測試中的載重等未明確，未考慮弱勢道路使用者的防碰場景等；

2）視覺融合是AEB技術的發展趨勢。目前應用在AEB系統主要有純視覺方案、毫米波雷+視覺方案等，但為應對復雜的道路環境，多傳感器融合將更符合未來安全法規的要求。