即将强制安装的汽车“黑匣子”——EDR

即将强制安装的汽车“黑匣子”——EDR

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为了对碰撞碰撞事件的成因进行科学分析及取证,需要一个完整的、有效的车辆碰撞事件数据记录系统,以记录碰撞事件发生时车辆的相关数据。一方面可以客观判断碰撞事件产生的原因,保障司法公正,保护公众利益;另一方面可以为改善车辆安全系统提供依据,避免类似碰撞事件的发生,提供车辆安全性。这就是汽车EDR(EventDataRecorder,事件数据记录系统)的意义所在。


中国EDR标准在2019年11月底确定。标准起草单位包括中国汽车技术研究中心有限公司、公安部交通管理科学研究所、北京中机车辆司法鉴定中心、司法鉴定科学研究院、国家市场监管总局缺陷产品管理中心,标准参与单位包括:上海汽车集团股份有限公司技术中心、浙江吉利控股集团有限公司、中国质量认证中心、安徽江淮汽车股份有限公司、东风汽车有限公司东风日产乘用车公司、中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司、泛亚汽车技术中心有限公司、上汽大通汽车有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、重庆长安汽车股份有限公司、中国第一汽车集团有限公司、上海蔚来汽车有限公司、华晨汽车集团控股有限公司。


最终确定自 2021 年 1 月 1 日起,新申请型式批准的车型应满足除 B 级数据元素和标准4.4条之外的要求;自 2023 年 1 月 1 日起,新申请型式批准的车型应满足本标准规定的全部要求。


美国汽车安全技术法规(FMVSS) CFR 第 49 篇第 563 部分(一般简称为CFR563),对碰撞事件数据记录仪也提出了要求。美国国家道路交通安全管理局(NHTSA)要求 2014 年 9 月份之 后,美国境内所有销售车辆都需要配备 EDR。CFR563标准起源于2006年的技术,仅要求最低数据,尽管NHTSA的意见是强制安装,但最后并未施行。欧洲的EDR标准与美国类似,要求于2022年3月新车强制安装,2024年3月,存量车也要安装。韩国自2015年12月强制安装(包括存量车),日本有独立的EDR标准,不过未强制安装。


不过在2019年美国上市的新车中99%都有EDR。2015年12月的政策规定,要导出EDR数据必须经过车主的许可。美国目前注册有3.05亿车辆,其中59%拥有EDR。在2019年上市的新车87%的EDR系统读取工具(CDR)都由博世提供,博世太强大了。在EDR数据导出分析中,53%是法律行为,41%是私属事故重建,还有保险,政府,车队等。


CFR563 法规的数据读取方案为使用市售工具,使用者需要购买读取工具,并且每年还需进行升级维护产生额外的成本。CDR价格不菲,入门版要7100美元一套,每年还有1000美元软件升级费。专业版要18000美元。也有些车厂不甘受博世左右,有自己的读出工具,起亚要6900美元,现代要6300美元,斯巴鲁要7000美元,三菱要7000美元。丰田的某些车只要500美元。当然啦,这些车厂还是要收每年的软件维护费的。


即将强制安装的汽车“黑匣子”——EDR


特斯拉是最特殊的一个,一贯无视车规的特斯拉的EDR数据是加密的,除特斯拉外的厂家都是不加密的,拥有EDR数据就拥有事故责任的解释权,无论出任何事故,特斯拉总是一口咬定,不是车辆本身责任,也正是靠加密的EDR数据。特斯拉还有一个连续记录的车辆动态数据记录器。还有捷豹路虎也是独特一个,其工具只能读出原始的16位数据,需要将数据发送到英国的总部(并非塔塔)才能解读。


中国的EDR法规参考率CFR563,但有很多不同之处。最明显之处就是CFR563 法规只能记录两次碰撞事件数据,而我国道路交通状况更加复杂,两次碰撞事件无法满足我国交通事故数据记录需求,因此,应具备至少记录三次碰撞事件数据的能力,才能满足事故记录的需求。此外,也考虑到了Flexray总线,但还未考虑以太网总线,毕竟太遥远了。


每个车厂也可以在满足基本要求情况下做一些功能添加,例如凯迪拉克具备超级巡航功能车辆的EDR增加了图像记录,事件发生前后4秒和事件发生时1秒最多3个摄像头的图像也会被记录下来。现代起亚则会记录主缸压力值。德系车则支持Flexray总线,大众或奥迪则记录事件发生后单一摄像头一分钟内信息。


中国EDR标准事件触发阈值:当车辆仅记录“纵向 delta-V(加速度)”时,触发阈值为在 X 轴方向上 150ms 时间区间内不小于 8km/h 的车辆速度变化。当车辆同时记录“横向 delta-V(加速度)”时,触发阈值为在 X 轴方向或者 Y 轴方向上 150ms 时间区间内不小于 8km/h 的车辆速度变化。对于以上两种情况,如果事件持续时间小于 150ms,车辆速度变化不小于 8km/h 时,即达到触发阈值。不过触发并不意味着一定发生了碰撞或者事故,EDR标准还有一个锁定标准,一旦锁定,记录数据则不可更改。中国EDR标准锁定条件:不可逆约束装置(一般就是指任何一个气囊)展开;150ms 时间区间内在 X 轴方向上的车辆速度变化不小于 25km/h。发生后碰时,制造商可采用自行设定的控制算法作为锁定条件。发生侧碰时,应将侧面不可逆约束装置展开作为锁定条件。如果车辆未配备侧面不可逆约束装置,应由车辆制造商确定是否锁定。


中国EDR标准则分A级和B级,见下表。


即将强制安装的汽车“黑匣子”——EDR

美国CFR563标准则分表一和表二。


即将强制安装的汽车“黑匣子”——EDR


EDR在电子设计方面比较简单。

即将强制安装的汽车“黑匣子”——EDR

典型EDR架构


EDR控制存储单元应支持UDS诊断协议,满足ISO14229—1,ISO15765—2要求。EDR系统存储的数据应支持标准车载提取(SAEJl962诊断连接器)与非车载提取。在碰撞发生过程中,如车内供电回路由于碰撞事件导致无法正常供电,EDR 系统自身应具有供电能力,此供电能力应满足在单一方向发生碰撞的情况下,当所有相关点火回路(如具备)在断电后(150±10)ms 内全部展开时, EDR 系统应至少能满足记录 T0 之前的全部数据和 T0 到断电之后(150±10)ms 的数据的需要,并满足相应试验要求。EDR一般采用超级电容做备用电源,成本比较低。


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典型EDR电路架构


EDR可以跟气囊控制器合二为一,但中国EDR标准推荐使用独立系统,PSI5是气囊系统专用总线。


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考虑到线束长度、成本和灵活度,一般是装在仪表盘下方。个人认为行李箱或许更好。


最后来看几个典型数据,均取自美国的EDR系统。

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日产预留了电机转速记录位置,显然考虑到了电动车和混动车。Service Brake是行车制动。显然这个低速碰撞一开始驾驶员试图以转向加减速躲开,但没能躲开。在最后的1秒里,驾驶员手忙脚乱,大幅度急转,不踩刹车竟然踩了油门。


即将强制安装的汽车“黑匣子”——EDR

上表为一辆丰田的数据。似乎是有意撞车,但也不想撞太狠,油门还是松了点,但刹车从头到尾都不踩。


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