TCSAE 284.2-2022《自動駕駛乘用車線控底盤性能要求及試驗方法 第2部分：制動系統(tǒng)》

ICS43.040

CCST40/49

團體標準

T/CSAEXX-XXXX

自動駕駛乘用車線控底盤性能要求及試驗

方法第2部分：制動系統(tǒng)

Performancerequirementsandtestmethodsforchassis-by-wireofautomateddriving

passengervehiclePart2：brakesystem

送審稿

202212

在提交反饋意見時，請將您知道的該標準所涉必要專利信息連同支持性文件一并附上。

T/CSAEXX-XXXX

自動駕駛乘用車線控底盤性能要求及試驗方法

第2部分制動系統(tǒng)

1范圍

本文件規(guī)定了自動駕駛乘用車線控制動系統(tǒng)的一般要求、性能要求及試驗方法。

本文件適用于3級及4級自動駕駛乘用車線控制動系統(tǒng)在附著良好路面工況下的開發(fā)和測試，其評價

數據可來源于車載信息與控制系統(tǒng)，其他車輛可參考使用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T12534汽車道路試驗方法通則

GB/T12543汽車加速性能試驗方法

GB21670乘用車制動系統(tǒng)技術要求及試驗方法

GB/T40429-2021汽車駕駛自動化分級

3術語和定義

GB/T40429-2021所規(guī)定及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

自動駕駛車輛automateddrivingvehicle

具備3級及以上級別駕駛自動化能力的車輛。

3.2

自動駕駛控制器automateddrivingcontroller；ADC

車輛自動駕駛功能的處理單元，可發(fā)出控制指令，由硬件和軟件共同組成。

3.3

線控制動系統(tǒng)brakebywire；BBW

使用電子線路和通訊傳輸等線控技術，接收控制器或駕駛員制動指令實現車輛行駛制動及靜態(tài)駐車

的系統(tǒng)。

注1：在不引起混淆的情況下，本文件中的“線控制動系統(tǒng)”簡稱為“系統(tǒng)”。

注2：該系統(tǒng)針對3級及以上級別自動駕駛需要具備冗余控制特性，具有兩套獨立的線控制動系統(tǒng)，能夠在其中一套

功能失效的情況下切換到另一套進行制動功能的實現。根據執(zhí)行情況，主要包含默認線控制動系統(tǒng)和備份線控制動系統(tǒng)。

3.4

默認線控制動系統(tǒng)defaultbrakingbywiresystem

線控制動系統(tǒng)中，在自身無故障和失效的情況下，執(zhí)行制動指令的主系統(tǒng)。

3.5

備份線控制動系統(tǒng)backupbrakingbywiresystem

1

T/CSAEXX-XXXX

線控制動系統(tǒng)中，在默認線控制動系統(tǒng)失效時，提供備份制動功能，實現一定的功能降級制動或者

功能等效制動的備份系統(tǒng)。

3.6

最高設計運行速度maximumdesignoperationalspeed；Vmax

在其設計運行條件下，自動駕駛車輛在自動駕駛模式可運行的最高速度。

4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

EPB——ElectricalParkBrake電子駐車制動系統(tǒng)

5一般要求

5.1系統(tǒng)架構

5.1.1應用于3級自動駕駛的線控制動系統(tǒng)架構，可參考附錄A。

5.1.2應用于4級自動駕駛的線控制動系統(tǒng)架構，可參考附錄B。

5.2功能要求

5.2.1線控制動系統(tǒng)應滿足GB21670的要求。

5.2.2應用于3級自動駕駛的線控制動系統(tǒng)，應滿足以下功能要求：

a)在Vmax以內都能實現線控制動，包括線控行車制動和線控駐車制動。

b)線控制動系統(tǒng)應具有一個備份線控制動系統(tǒng)，在行車制動主系統(tǒng)故障時至少實現降級能力的行

車制動，以保證駕駛員獲得足夠的接管時間。

c)駐車制動系統(tǒng)應具備冗余控制能力。

d)當線控制動系統(tǒng)收到有效的自動駕駛退出請求時，應立即退出自動線控制動狀態(tài)。

5.2.3應用于4級自動駕駛的線控制動系統(tǒng)，除滿足5.2.2要求之外，還應滿足以下功能要求：

a)具備冗余制動功能，默認線控制動系統(tǒng)和備份線控制動系統(tǒng)都具備故障自我診斷及相互診斷的

能力：

——正常情況下，主要由默認線控制動系統(tǒng)完成制動功能，備份線控制動系統(tǒng)同時進行車輛狀

態(tài)信號的檢測以及內部控制算法的運行，但不對執(zhí)行部件下發(fā)控制指令；

——當默認線控制動系統(tǒng)發(fā)生故障無法正常工作時，備份線控制動系統(tǒng)應完成制動工作，線控

制動系統(tǒng)上報默認線控制動系統(tǒng)故障信息；

——當備份線控制動系統(tǒng)發(fā)生故障無法正常工作或兩套制動系統(tǒng)之間的通信發(fā)生故障時，默認

制動系統(tǒng)制動功能應正常運行，線控制動系統(tǒng)上報故障信息。

b)默認線控制動系統(tǒng)和備份線控制動系統(tǒng)均支持雙路通信連接，實現信號冗余。

c)默認線控制動系統(tǒng)和備份線控制動系統(tǒng)均具備獨立的電源供應，實現電源冗余。

d)默認線控制動系統(tǒng)和備份線控制動系統(tǒng)涉及到的共用傳感器信號實現冗余。

e)兩套制動系統(tǒng)之間能進行信息的交換和交叉驗證。

5.3接口要求

線控制動系統(tǒng)和自動駕駛控制器之間的接口信號應滿足表1要求。

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表1線控制動系統(tǒng)信號接口要求

類型信號內容單位信號采集精度

減速度/制動踏板開度/速度m/s2/%/km/h0.1/0.5/0.1

舒適制動使能信號--

控制信號

緊急制動使能信號--

駐車控制信號--

默認線控制車速信號km/h0.1

動系統(tǒng)輪速信號km/h0.1

制動開關信號-

反饋信號

制動系統(tǒng)可用狀態(tài)信號-

減速度信號m/s20.1

制動系統(tǒng)故障狀態(tài)反饋--

減速度/制動踏板開度/速度m/s2/%/km/h0.1/0.5/0.1

舒適制動使能信號--

控制信號

緊急制動使能信號--

駐車控制信號--

備份線控制車速信號km/h0.1

動系統(tǒng)輪速信號km/h0.1

制動開關信號--

反饋信號

制動系統(tǒng)可用狀態(tài)信號--

減速度信號m/s20.1

制動系統(tǒng)故障狀態(tài)反饋--

6性能要求

6.1行車制動性能

按照7.2.1進行試驗，車輛行車制動的總體性能響應指標應滿足表2要求：

表2行車制動性能指標

制動自動駕駛等級

指標

系統(tǒng)3級4級

Ax_Target≥-4m/s2：Ax_Target≥-4m/s2：

≤Max(0.2m/s2,|Ax_Target|*10%)≤Max(0.2m/s2,|Ax_Target|*10%)

超調量σ

Ax_Target<-4m/s2：Ax_Target<-4m/s2：

默認線

≤MAX(0.5m/s2,|Ax_Target|*10%)≤MAX(0.5m/s2,|Ax_Target|*10%)

控制動

Ax_Target≥-4m/s2：Ax_Target≥-4m/s2：

系統(tǒng)

≤MAX(0.2m/s2,|Ax_Target|*10%)≤MAX(0.2m/s2,|Ax_Target|*10%)

穩(wěn)態(tài)誤差ess

Ax_Target<-4m/s2：Ax_Target<-4m/s2：

≤MAX(0.5m/s2,|Ax_Target|*10%)≤MAX(0.5m/s2,|Ax_Target|*10%)

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表2行車制動性能指標(續(xù))

制動自動駕駛等級

指標

系統(tǒng)3級4級

Ax_Target≥-4m/s2：Ax_Target≥-4m/s2：

td＜200ms(未制動)；td<150ms（正在制td＜200ms(未制動)；td<150ms（正在制

動）動）

響應時間td

Ax_Target<-4m/s2：Ax_Target<-4m/s2：

td＜150ms(未制動)；td<100ms（正在制td＜150ms(未制動)；td<100ms（正在制

動）動）

500ms正在執(zhí)行制動,w/Prefill

執(zhí)行時間tr500ms

550ms未制動情況下,w/oprefill

正弦響應延遲時

200ms200ms

間tp

最大制動減速度≥1g≥1g

Ax_Target>=-4m/s2且|θ’|<10m/s3：Ax_Target≥-4m/s2且|θ’|<10m/s3：

≥MIN(0.4m/s3,20%)≥MIN(0.4m/s3,20%)

變化率θ’Ax_Target<-4m/s2且10m/s3<|θ’|<45Ax_Target<-4m/s2且10m/s3<|θ’|<45

m/s3：m/s3：

≥20%≥20%

Ax_Target≥-4m/s2：

Ax_Target<-4m/s2：≤Max(0.2m/s2,|Ax_Target|*5%)

超調量σ

≤MAX(0.5m/s2,|Ax_Target|*10%)Ax_Target<-4m/s2：

≤MAX(0.5m/s2,|Ax_Target|*10%)

Ax_Target≥-4m/s2：

Ax_Target<-4m/s2：≤MAX(0.2m/s2,|Ax_Target|*10%)

穩(wěn)態(tài)誤差ess

≤MAX(0.5m/s2,|Ax_Target|*10%)Ax_Target<-4m/s2：

≤MAX(0.5m/s2,|Ax_Target|*10%)

備份線

Ax_Target≥-4m/s2：

控制動

td＜200ms(未制動)；td<150ms（正在制

系統(tǒng)Ax_Target<-4m/s2：

動）

響應時間tdtd＜150ms(未制動)；

Ax_Target<-4m/s2：

td<100ms（正在制動）

td＜150ms(未制動)；td<100ms（正在制

動）

執(zhí)行時間tr800ms600ms

響應延遲時間tp300ms300ms

Vmax≤60km/h：≥0.6g；Vmax≤60km/h：≥0.6g；

最大制動減速度

Vmax＞60km/h：≥0.9gVmax＞60km/h：≥0.9g

系統(tǒng)切故障監(jiān)控切換時

≤100ms≤100ms(切換后開始執(zhí)行)

換時間間

注1：表2中各參數的含義說明，參考圖1、圖2所示。

注2：故障監(jiān)控切換時間=備份線控制動系統(tǒng)工作狀態(tài)變化時刻-默認線控制動系統(tǒng)報出故障時刻。

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注1：響應時間td——從發(fā)出請求到制動系統(tǒng)開始執(zhí)行的時間；

注2：執(zhí)行時間tr——從發(fā)出請求到制動系統(tǒng)執(zhí)行到目標值的時間；

注3：超調量σ——在斜坡輸入作用下，實際執(zhí)行瞬時最大值和控制目標值之差；

注4：穩(wěn)態(tài)誤差ess——當減速度到達穩(wěn)態(tài)后，制動穩(wěn)定后穩(wěn)態(tài)值與目標值之間的誤差；

注5：目標減速度變化率θ’——目標減速度變化率；

注6：目標減速度Ax_Target——目標減速度指令。

圖1車輛斜坡激勵下制動響應性能指標圖

注：響應延遲時間tp——目標減速度和實際減速度兩波峰之間的時間差，即兩正弦波的相位差。

圖2車輛正弦激勵性制動響應性能指標圖

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6.2駐車制動性能

按照7.3進行試驗，車輛駐車制動的總體性能響應指標應滿足表4要求。

表4駐車制動性能指標

自動駕駛等級

分類指標

3級和4級

靜態(tài)駐車制動性能滿載駐坡≥20%；空載(整備+110Kg)駐坡≥30%；單側車輪失效駐坡度≥8%

駐車制動

駐車夾緊時間≤1.2s

性能

駐車釋放時間≤1s

7試驗方法

7.1試驗準備

7.1.1場地條件

試驗路面應為干燥、平整、清潔的瀝青路面或混凝土路面，路面附著系數應不小于0.9。

7.1.2環(huán)境條件

試驗環(huán)境應滿足以下要求：

a)環(huán)境溫度為0℃～40℃；

b)天氣干燥，沒有降水、降雪；

c)平均風速不大于3m/s；

d)其他要求按照GB/T12534的規(guī)定執(zhí)行。

7.1.3設備要求

試驗用設備應滿足以下要求。

a)速度精度不低于0.1km/h。

b)橫擺角速度精度不低于0.1o/s。

c)縱向加速度精度不低于0.1m/s2。

d)測試設備設備需具備ADC與BBW之間通信所采用的軟硬件接口，可以采集記錄表1中信號，采樣

和存儲的頻率至少為100Hz。

e)總線調試設備及開發(fā)工具，用于連接車端通訊，發(fā)送和接收相關數據，用于自動駕駛線控制動

測試腳本開發(fā)，信號精度同上述要求。

7.1.4車輛條件

試驗開始前，試驗車輛，輪胎及輪胎氣壓滿足GB21670中5.1的要求外，還應滿足以下要求。

a)車輛應按制造廠的技術要求進行檢查及必要的調整。

b)對于車輛和驅動系統(tǒng)的正常運行不是必須的設備和部件，如空調、車窗和進氣口等，應通過正

常的操作關閉。

c)車輛若裝有動力蓄電池，車輛應至少用安裝在試驗車輛上的動力蓄電池行駛300km。試驗開始

前，試驗車輛的動力蓄電池分別處于完全充電和完全充電的50%到60%進行后續(xù)測試。

d)在試驗前，將試驗車輛加載到最大設計總質量，增加的載荷應均勻分配到乘客艙及行李艙內。

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e)制動系統(tǒng)磨合：

——加速車輛到80km/h；

——將檔位換至空擋（確保無能量回收）；

——將車輛以0.3g的減速度減速到車輛停止；

——每次制動前需保證制動盤溫度控制在200℃以下；

——重復以上步驟200次。

f)測試前制動準備：

——試驗車輛車速56km/h以0.5g至0.6g的平均減速度進行急停，重復10次；

——試驗車輛車速72km/h執(zhí)行3次較高減速度的急停（全過程激活ABS）；

——最后一次急停完成后，車輛應以72km/h的速度行駛5min來冷卻制動系統(tǒng)；

——制動預熱處理完成后兩小時內進行相關測試。

7.2行車制動測試

7.2.1斜坡測試

本試驗的規(guī)定車速為60km/h，若Vmax＜60km/h，以Vmax進行試驗。試驗步驟如下：

a)對車輛制動系統(tǒng)進行磨合測試，使制動器溫度處于65℃～100℃之間；

b)檔位D檔，將車輛加速至規(guī)定車速以上5km/h時，控制車輛進入帶檔滑行階段；

c)當車輛速度下降到規(guī)定車速時，測試人員通過車輛測試的通訊設備和車輛線控制動接口下發(fā)制

動控制指令進行線控行車制動。對于不同的減速度用例，應在每次測試過程中根據需求梯度持

續(xù)發(fā)送固定減速度；

d)車輛完全停穩(wěn)后，停止信號采集，并保存原始數據；

e)重復上述測試過程，每個測試用例進行3-5組，每次線控制動盡可能持續(xù)至停車；

f)按照表5行車制動斜坡工況測試用例依次從小減速度到大減速度測試，測試直至車輛實際減速

度不能達到目標減速度停止，并記錄為系統(tǒng)的最大減速度以及車輛是否保證縱向穩(wěn)定性要求，

保持當前車道行駛；

g)處理制動過程數據，實測減速度的變化率計算從實際減速度開始響應到達到目標減速度的90%

之間的平均變化率，其他響應時間，執(zhí)行時間以及超調量計算有效數據的算術平均值、標準偏

差和變化系數（標準偏差/算術平均值），評價是否滿足要求；

h)重復上述試驗步驟，在試驗過程中將默認線控制動系統(tǒng)供電電源斷掉，記錄默認及備份系統(tǒng)切

換時間以及故障接管時間間隔，并處理制動過程數據，計算有效數據的算術平均值、標準偏差

和變化系數（標準偏差/算術平均值），評價是否滿足要求。

表5行車制動斜坡工況測試用例

縱向控制模式目標減速度(Nmorm/s2or踏板開度)1%刻度對應0.1m/s2刻度

滑行

0.5

1

斜坡輸入θ’=-10m/s3進行測試

2

3

4

7

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表5行車制動斜坡工況測試用例(續(xù))

縱向控制模式目標減速度(Nmorm/s2or踏板開度)1%刻度對應0.1m/s2刻度

5

6

7

斜坡輸入θ’=-25m/s3進行測試

8

9

10

7.2.2正弦測試

本試驗的規(guī)定車速為60km/h，若Vmax＜60km/h，則以Vmax進行試驗。試驗步驟如下：

a)對車輛制動系統(tǒng)進行磨合測試，制動器溫度處于65℃～100℃之間；

b)檔位D檔，將車輛加速至規(guī)定車速以上5km/h時，控制車輛進入滑行階段；

c)當車輛速度下降到規(guī)定車速時，測試人員通過車輛測試的通訊設備和車輛線控制動接口下發(fā)制

動控制指令進行線控行車制動，制動減速度指令參照圖2的正弦曲線f(t)=a*sin(2π*t/T)+a；

d)每個測試用例測試五個周期后停止發(fā)送指令,并安全減速至停車，車輛完全停穩(wěn)后，停止信號

采集，并保存原始數據；

e)該試驗分七組進行，每組至少進行3次，其中a、T的取值參照表6；

f)處理數據，評價是否滿足要求；

g)重復上述試驗步驟，完成備份線控制動系統(tǒng)的測試，并處理制動過程數據，計算有效數據的算

術平均值、標準偏差和變化系數（標準偏差/算術平均值），評價是否滿足要求。

表6行車制動正弦工況測試用例

aT（周期）

-0.5m/s20.5s

-1m/s20.5s

-0.5m/s21s

-1m/s21s

-0.5m/s22s

-1m/s22s

-1.5m/s22s

7.3駐車制動測試

測試人員通過車輛測試的通訊設備和線控駐車接口下發(fā)夾緊及釋放駐車指令，實現車輛駐車夾緊及

釋放功能，應按照以下步驟進行：

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a)滿載車輛掛入D擋，行駛到20%坡道，踩下制動踏板，掛入N擋，拉起EPB開關，松開制動踏板；

b)車外觀察車輛在5分鐘內有無溜坡現象；

c)踩下制動踏板，按下EPB開關；

d)滿載車輛掛入R擋，行駛到20%坡道，踩下制動踏板，掛入N擋，拉起EPB開關，松開制動踏板；

e)車外觀察車輛在5分鐘內有無溜坡現象；

f)踩下制動踏板，按下EPB開關；

g)通過測試人員干預，使單側卡鉗失效，將車輛放置8%坡道，重復上述步驟。

h)將車輛配置成空載按照a)~f）步驟在30%坡道上重復上述步驟測試。

7.4試驗數據處理

計算有效數據的算術平均值，相關計算依據GB/T12543數據計算公式進行；數據分析記錄可參考附

錄C。

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附錄A

（資料性）

3級自動駕駛線控制動系統(tǒng)典型架構示例

注：通常需要滿足以下要求。

a)冗余制動系統(tǒng)需具備兩路單獨的通信總線Bus1和Bus2。

b)冗余制動系統(tǒng)需EPB具備冗余特性。

c)冗余制動系統(tǒng)ECU1和ECU2可以獲取4個車輪的輪速信息。

d)冗余制動系統(tǒng)ECU1可以進行4個車輪制動控制，ECU2至少可以進行2個車輪制動控制。

圖A.13級自動駕駛部分輔助制動系統(tǒng)典型架構示例

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附錄B

（資料性）

4級自動駕駛線控制動系統(tǒng)典型架構示例

注1：冗余制動系統(tǒng)需具備兩個單獨的控制單元，默認線控制動系統(tǒng)控制單元和備份線控制動系統(tǒng)控制單元。

注2：備份控制單元的結構形式不做限定，其組成包括但不限于制動控制器單元、駐車控制器單元、電機控制單元。

注3：冗余制動系統(tǒng)需具備兩路單獨的供電電源。

注4：冗余制動系統(tǒng)需具備兩路單獨的通信總線。

注5：冗余制動系統(tǒng)需具備兩套獨立的輪速傳感器。

注6：冗余制動系統(tǒng)的默認線控制動系統(tǒng)控制單元和備份線控制動系統(tǒng)控制單元通過總線進行數據備份。

注7：冗余制動系統(tǒng)的默認線控制動系統(tǒng)控制單元和備份線控制動系統(tǒng)控制單元可以單獨獲取4個車輪的輪速信息。

注8：車輛無故障或者備份線控制動系統(tǒng)控制單元工作異常的情況下，默認線控制動系統(tǒng)控制單元對4個車輪進行液壓制動控制或者電制動控

制（上圖中實線），備份線控制動系統(tǒng)控制單元不參與控制（上圖中虛線）。

注9：默認線控制動系統(tǒng)控制單元工作異常的情況下，備份線控制動系統(tǒng)控制單元可以進行4個車輪的液壓制動控制或者電制動控制。

注10：冗余制動系統(tǒng)的執(zhí)行機構的結構形式不做限定，包括但不限于制動卡鉗、EPB電機、輪缸伺服機構、輪轂電機、電機等。

圖B.14級自動駕駛的冗余制動系統(tǒng)架構示例

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附錄C

（資料性）

數據記錄表樣例

表C.1斜坡性能測試

目標減速度(Nmor

響應時間執(zhí)行時間減速超調量穩(wěn)態(tài)

m/s2or踏板開變化

分類縱向控制模式tdtrσ誤差

度)1%刻度對應率

2

（ms）（ms）（m/s）ess

0.1m/s2刻度

滑行

0.5

以θ’=-10m/s1

3進行測試2

3

4

默認線控

5

制動系統(tǒng)

6

7

以θ’=-25m/s

8

3進行測試

9

10

最大減速度

滑行

0.5

1

以θ’=-10m/s

3進行測試）2

3

4

備份線控

5

制動系統(tǒng)

6

7

以θ’=-25m/s

8

3進行測試

9

10

最大減速度

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表C.2故障性能測試

默認及備份線控制動系統(tǒng)

故障監(jiān)控時間

切換時間

表C.3正弦跟隨性能測試

周期時間T正弦制動幅值a