引言

汽車自動駕駛輔助系統實現的功能有自適應巡航控制功能、前向碰撞預警功能、自動緊急剎車功能以及車道偏離預警功能等，經多次軟硬件迭代，其功能、性能均達到較高水平^[1]。隨著人類社會和汽車工業電氣化程度越來越高，車外、車內電磁環境日益復雜，汽車自動駕駛輔助系統面臨的電磁兼容風險顯而易見。在我國最新發布的汽車電磁兼容國家標準GB 34660-2017《道路車輛電磁兼容性要求和試驗方法》中，首次提出了對道路車輛的電磁抗擾性的強制要求，此標準已經于2020年1月1日開始強制執行。但標準中缺乏對汽車自動駕駛輔助駕駛系統的電磁抗擾性能要求和試驗方法，業界急需一套針對智能汽車的電磁兼容性能測試評價方法，以及時發現智能汽車可能存在的電磁兼容安全風險，進一步保障人民的生命財產安全^[2]。

本文針對行業對于智能汽車自動駕駛輔助系統電磁安全性測試需求和痛點，提出了一套用于智能汽車電磁抗擾性能測試評價方法。在EMC半電波暗室內，增加用于激活汽車自適應巡航功能、前向碰撞預警功能的智能輔助設備，當被測車輛的試驗工況穩定運行時，再按照GB 34660-2017中的試驗方法對汽車自動駕駛輔助功能進行電磁抗擾試驗，通過監控被測車輛的CAN信號和試驗現象，對智能汽車電磁安全性進行分級評估^[3-4]。

1? 智能汽車電磁安全測試研究方法

智能汽車電磁抗擾性能測試方法相較于傳統的汽車電磁抗擾性能測試方法有一定區別，這也是智能汽車電磁安全測試面臨的挑戰點^[5]。智能汽車自動駕駛輔助系統，主要是分析基于毫米波雷達的自適應巡航控制功能（ACC）和前向碰撞預警功能（FCW）。要實現其電磁兼容性研究，則需結合場景和電磁兼容測試要求定義典型工況場景。

1.1 測試原理和方法

ACC/FCW功能電磁抗擾度測試基本原理和方法，如圖1所示。

a.將雷達目標模擬器放置在被測車輛毫米波雷達前方1m左右，并將路徑距離輸入雷達目標模擬器以補償傳輸路徑損耗。

b.被測車輛與雷達目標模擬器中間放置中空的吸波暗箱，確保試驗環境中無偽目標存在。

c.被測車輛毫米波雷達電磁波經過吸波暗箱傳輸至雷達目標模擬器，結合被測車輛ACC/FCW功能的功能控制邏輯，設置雷達目標模擬器的相對運動速度、相對距離和 RCS 等參數，雷達目標模擬器根據設置生成雷達回波，雷達回波再經過吸波暗箱返回至被測車輛雷達。

d.此時，激活被測車輛雷達，被測車輛的ACC/FCW功能將被穩定觸發。

e.根據工況特點的不同，參考ISO 11451-2:2015或GB 34660-2017，選擇測試頻點、調制方式、駐留時間和頻率步長，然后再依據選擇的電磁抗擾測試方式對被測車輛進行電磁抗擾試驗，試驗過程中通過攝像頭和麥克風監控被測車輛的試驗狀態，通過電腦監控被測車輛CAN信號；

f.根據監控的試驗現象和CAN信號分析和判定被測車輛 ACC/FCW功能的電磁抗擾性能。

值得注意的是，為進行車輛ACC和FCW的電磁抗擾度試驗，本試驗在原有EMC測試系統上增加輔助儀器——雷達目標模擬器，通過參數設置，從而激活車輛的ACC或FCW功能。由于本試驗的雷達目標模擬器放置在EMC暗室內輔助測試，需具備良好的電磁抗擾性能，確保其在測試過程中正常工作。

1.2 典型測試工況定義

（1）ACC典型測試工況

ACC典型工況主要是被測車輛能夠識別前車，自適應跟隨前車執行不同工況巡航，推薦的測試工況主要分為穩態勻速巡航工況和動態巡航工況。

（a）穩態勻速巡航工況

圖2為車輛穩態巡航工況示意圖，目標車與被測車輛相對車速為0，相對距離保持30m不變，被測車輛以40km/h的速度運行后，按照表1調整目標模擬器參數設置，啟動被測車輛ACC功能，使其進入穩態勻速巡航工況（見圖 3）。

（b）動態巡航工況

圖4為車輛動態巡航工況循環示意圖，目標模擬車與被測車輛循環進行減速靠近、勻速跟車以及加速遠離運動工況。按表2調整目標模擬器參數設置，使其能夠實現符合圖5要求的工況循環。被測車輛初始車速為40km/h，激活被測車輛ACC功能，被測車輛將跟隨模擬目標車進行動態巡航。

（2）FCW 典型測試工況

FCW功能典型工況為前車緊急靠近觸發被測車輛FCW功能。當模擬目標車與被測車輛的TTC（碰撞時間）滿足FCW的觸發條件時，可觸發被測車輛的FCW功能。

試驗前應關閉被測車輛ACC功能，保留FCW功能且功能處于待命狀態。

圖6為前車碰撞預警工況示意圖，描述模擬目標車快速靠近被測車輛的工況。根據車輛FCW功能邏輯，按表3設置本車車速和雷達目標模擬器的相對車速、相對距離、狀態持續時間以及RCS等參數，使其能夠實現符合圖7要求的工況。

圖7所示工況分為以下三個階段：

目標與本車等速階段，目標與被測車輛在相對距離S1處保持相對速度為0，持續時間t1。

目標減速靠近階段，目標以相對速度-V靠近被測車輛，持續時間t2，V和t2應結合TTC進行設置，保證在此階段能成功觸發被測車輛的FCW功能，且不使車輛出現緊急制動。

目標加速遠離階段，目標以相對速度V遠離被測車輛，持續時間t3（t3=t2），同時在目標遠離階段能使車輛正常退出FCW告警狀態，回到正常行駛狀態。

2? 智能汽車電磁安全測試研究案例

本文依據上述測試原理和方法，選取4臺樣車進行了自動駕駛輔助系統電磁抗擾試驗驗證。電磁兼容試驗參考ISO 11451-2:2015，試驗頻率范圍為10 kHz~2 GHz，試驗強度為100V/m。

ACC試驗選擇穩態巡航工況進行試驗，FCW則根據被測車輛控制邏輯設置工況進行試驗。圖8和圖9為某樣車ACC功能電磁抗擾試驗圖和車內儀表顯示圖。圖10和圖11為某樣車FCW功能電磁抗擾試驗圖和車內儀表功能狀態顯示圖。

表4為四臺樣車的功能激活狀態和電磁抗擾試驗結果表。從驗證試驗案例可以看出，依據上述的實驗原理和方法，可以通過雷達目標模擬器模擬目標前車運動狀態，從而激活車輛的ACC和FCW功能，4臺試驗樣中1臺ACC功能出現異常，一臺FCW功能出現性能降低或功能失效等異常現象。這表明汽車自動駕駛輔助系統存在一定電磁兼容安全風險，行業需提高對智能網聯汽車電磁兼容性能的關注度，提升電磁兼容性能。

3? 結語

本文分析了智能網聯汽車存在的電磁安全風險和測試方法面臨的挑戰，提出了一種用于基于毫米波雷達的自動駕駛輔助系統（ACC和FCW）的電磁兼容測試原理和方法，并依據此原理和方法，對多輛樣車進行了驗證試驗。實驗現象和結果表明，此試驗原理和方法可在EMC暗室內穩定激活車輛的自動駕駛輔助系統，且車輛的自動駕駛輔助系統存在一定的電磁兼容安全風險。

隨著智能網聯汽車的發展和普及，也出現越來越多種技術狀態和功能的自動駕駛輔助系統。如基于攝像頭的車道偏離預警系統，基于毫米波雷達和攝像頭融合的全速自適應巡航控制系統，甚至基于激光雷達開發的自動駕駛輔助系統等。如何在EMC暗室內穩定地激活這些功能，將是下一步的研究重點，也是智能網聯汽車電磁兼容測試面臨的更大挑戰。

從現有研究成果來看，智能網聯汽車自動駕駛輔助系統的電磁安全不容忽視。從推動智能網聯汽車產業落地和保護人民生命財產安全的角度來看，行業需要投入更多的資源對汽車自動駕駛輔助系統的電磁安全性進行深入研究，從而發現和解決安全風險，助力中國汽車工業“新四化”發展進程。