浅析陡坡缓降测试方法及评价

刘永胜　陈浩鑫

摘 要：文章从外部特征、功能触发和功能效果三个方面对陡坡缓降（HDC）建立出初步的测试评价方法，填补了在HDC测试方面的空白，为今后开发或改进提供一定的支持和帮助。关键词：陡坡缓降;测试方法;评价中图分类号：U467  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）08-141-03

Abstract： This paper builds the test approach and evaluate of Hill Descent Control（HDC） about the external characteristic， function trigger and function effect. It fills in the blank about the testing approach and is helpful for developing or improving the HDC function.Keywords： Hill Descent Control; Testing approach; EvaluateCLC NO.： U467  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2020）08-141-03

1 引言

所谓陡坡缓降，即Hill Descent Control（以下简称HDC），它能使驾驶员在不踩踏板的完全控制情况下，平稳地通过陡峭的下坡坡段。

目前在测试评价方面还存在着空白，建立测试评价方法，这无论对开发还是改进都是很有必要的。

2 HDC基本工作原理

以下图1是HDC内部控制策略图[1]：

图中HDC调整器——检测激活HDC的合理性，包括当前车辆的速度是否低于设定的下坡稳定车速，车辆是否处于下坡等等;v IST——控制变量，即车辆实际车速;v ZIEL——目标变量，即设定的下坡稳定车速;v SOLL——基准变量，由车速实际值和HDC设定值共同决定，随车辆动态变化;刹车调节器——根据控制变量与基准变量的比较结果确定出制动减速度a R;下坡力矩补偿电路——通过接受倾角计测得的倾斜角α以及车辆的工作状况（例如负载状态）确定出制动减速度a N;刹车致动器——通过对制动减速度a R和a N的叠加，进而给每个车轮施加刹车压力p RADi。正如图1所示，HDC的工作过程就是一个动态循环的过程，基本过程即为检测——分析——执行。

3 HDC测试方法及评价

一般来说，用户在遇到下陡坡时需减速平稳慢行，并且可能在坡道上进行转向操作， 根据上述工作原理及使用情况分析，我们可以分别从外部特征、功能触发、功能效果三个方面对HDC进行测试，下面结合某英国品牌汽车原型车具体说明试验方法：

3.1 外部特征测试

外部特征测试主要检测HDC开启后从外部能否被识别出其状态的变化以及设置和记忆功能的便利性。以下四个测试项目能够较好地体现HDC状态的变化，具体测试方法及结果见表1。

3.2 功能触发测试

功能触发测试主要检测触发HDC功能的条件。根据图1 HDC内部控制策略图中，可以了解到HDC调整器会通过实际车速、倾角计所测得倾斜角这两个重要的变量作为参考来判断是否触发HDC功能，因此该测试也从车速、坡度两个方面进行检测，具体的测试项目和测试方法、结果见表2。

3.3 功能效果测试

3.3.1 下坡稳定车速设置

下坡稳定车速，即用户期望车辆行驶速度，这其中涉及的变量较多，例如驶入坡道的速度、坡度、设定值等等，这都是测试时所要考虑的。

下坡稳定车速的范围，代表车辆HDC所能控制的范围。范围越大，其控制能力越强，但其范围应在低速以内，否则HDC就失去了实际意义。

下坡加速度，针对HDC开启后，是指实际车速超过设定值HDC起作用后所产生制动减速度，该值是HDC功能效果最直接体现。一般而言，坡度越大，减速度应该越大，但其值应该合适，否则在较高速度下可能会出现紧急全制动的情况，影响行车安全。

稳定时间，驶入坡道后，到车速达到稳定状态后的时间。稳定时间越小，车辆稳定得越快，但其值也应该控制合理。

车速波动量，在车速稳定后，实际车速与该范围内算术平均值的最大差值。表示HDC维持车速的稳定性。该值越小，主观感觉越舒适。

由于测试数据较多，以下部分测试数据进行分析：

（1）在坡度10%、驶入坡道车速30km/h的情况下，对比HDC开关两种情况，两者车速变化趋势明显不同，可认为在HDC正常工作情况下，HDC能夠有效降低车速;

（2）在驶入坡道车速30km/h、HDC开启且设定的下坡稳定车速为上限的情况下，对比坡度不同（10%、20%）两种情况，两者加速度差值为0.52m/s2，可认为在HDC正常工作情况下，坡度大小对HDC加速度影响较大，坡度越大，HDC对应的加速度越大;

（3）在坡度10%、 HDC开启且设定的下坡稳定车速为上限的情况下，对比驶入坡道车速不同（30km/h、45km/h）两种情况，两者加速度差值为0.01m/s2，可认为在HDC正常工作情况下，驶入坡道车速对HDC加速度影响较小;

（4）在坡度10%、驶入坡道车速30km/h，的情况下，对比设定下坡稳定车速不同（上限、默认、下限）三种情况，三者加速度最大差值为0.01m/s2，可认为在HDC正常工作情况下，设定的下坡稳定车速不同对HDC加速度影响较小。

从上面4点测试结论可以看出，影响该车HDC加速度的因素就只有坡道的坡度大小，  而坡度越大，HDC对应的加速度也越大，与前文所提到的HDC工作原理基本一致。

3.3.2 坡道突发状况测试

坡道突发状况，例如突然加速，表明用户想尽快下坡，这时 HDC应该有效退出，避免加速与制动同时进行;在转向躲避障碍物时，HDC则应该继续工作并且尽可能把车速降低，避免意外的发生等等。因此，测试HDC在这种坡道突发状况下的相应状态是很有必要的。

在转向测试中，只选取坡度18%的坡道进行测试，在其他条件相同的情况下，对比HDC开关两种情况，最低车速差值（除去驶入坡道车速影响后）为1.1km/h，可认为在HDC正常工作情况下，转向过程中能够再次降低车速，此时最低

车速低于设定值，同时其持续降速时间更长。

4 结束语

HDC作为一个比较实用的安全功能，已经越来越普及，一直没有HDC相关的测试评价方法。本文根据HDC的基本工作原理及用户的使用情况，从外部特征、功能触发和功能效果三个方面建立出了HDC初步的测试评价方法，又分析了其具体作用效果以及突发状况的发生，确立了相应的评价参数，意义重大。

参考文献

[1] 托马斯·巴赫等.用于控制车辆下坡驾驶的系统：中国，CN2006 -80031811[P].2008-8-27.