车辆工程技术
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车辆技术
0　前言
  汽车生命周期产品质量的评价维度可以从QDR 出发，即高品质（Quality）、高耐用性（Durability）、高可靠性(Reliability)。如何在新车开发验证阶段确保汽车产品在生命周期有较好的QDR，就需要建立一套基于用户场景的试验验证体系，在新车投入市场前进行充分可靠性验证。下表初步列举了常见的几种基于客户场景的可靠性试验，下文也将围绕几种试验类型进行探讨展开。
表
1　汽车用户场景
1　整车道路耐久试验
1.1　耐久可靠性试验
  汽车耐久可靠性试验即是通过某种试验手段来确定汽车整车或其
零部件是否具有足够的使用寿命。根据试验验证考察不同需求，试验
可以分为高强耐久和综合耐久。高强耐久更多针对底盘零件或车身强
度等专项验证项目。综合耐久主要针对基于用户场景的商品耐久可靠
性验证。
  耐久可靠性试验通常依托试验场进行开展。将市场调查数据结合
车辆零部件技术标准及车辆维护保养要求，提取符合中国市场的耐久
试验要件，并根据试验场地条件（充分考虑客户市场用车环境）设立
各工况模式初稿，通过人力采集及载荷谱强度计算，判断是否达成试
验目标，并依据判断结果决定是否有必要进行修正，设立耐久试验模
式，并依据车型投产后市场的反馈进行动态修正。
  耐久试验工况模式的设定，需充分调查客户车辆使用习惯及道路
环境信息。通过试验场实际路况模拟设置，对试验进行加速验证。客
户车辆使用习惯的调查车速分布、刹车的强度与次数，手刹、车窗、
空调、大屏幕、雨刮使用频率等信息。道路环境需要调查指城市道路、
市郊、山路、高速公路等路面状况及所占比例等信息。成熟的试验场
一般包括高速、城市（含塞车）、山路、恶路、越野5种工况构成。
1.2　道路试验
  道路试验主要针对新车开发末期，车型即将投入量产前的品质、
可靠性确认。为避免新车量产投入市场初期市场投诉、抱怨，此阶段
道路试验的开展就显得尤为重要。道路试验车辆基本接近量产状态，
车辆上各种功能均开启正常使用。此时试验的工况、环境等试验要素
就充分模拟客户使用车辆场景。主要验证道路为社会道路。一般包括
城市道路、市郊道路、山路、高速等客户经常使用的路况。其次，充
分挖掘社会道路的特点进行测试，如强磁区域环境的检证、地下停车
场通过性检证、夜间环境专项检证、路灯干扰环境检证、隧道环境检证等。
  道路试验主要目的就是对客户正常使用车辆会遇到的社会环境的专项验证，通过检证项目的需要对应不同社会环境。道路试验是最贴近用户使用场景的验证，对于用户能直接体验到的抱怨是最好的检证。
2　环境适应试验
  汽车在高温、高原和高寒环境下的可靠性能表现是汽车的一个基本性能指标。中国幅员辽阔，汽车使用的场景涵盖了高温、高原、高寒、高湿强盐等地理环境。汽车在设计开发时就必须考虑到适应环境的可靠性。
2.1　高温适应性试验
  高温试验是验证车辆在自然高温环境下的可靠性试验。目前多数汽车厂家在新疆吐鲁番、海南开展试验。以吐鲁番为例，每年7月份-9月份每日最高温度如图
1。
图1　吐鲁番最高温度
  高温试验项目主要分为性能试验和热耐久性能试验。整车性能试
验包括高温启动性能试验、高温长怠速试验、空调性能试验、喇叭测
试试验、高温长怠速试验、催化器过热保护验证试验、热环境适应性
试验等。热耐久试验包括热害试验、高温放置试验、暴晒试验、道路
热耐久试验等。高温试验中空调的性能指标和整车热伤害试验是两个
重要项目。空调性能试验包含多种工况下的空调降温测试，有匀速工
况和变速工况，设置不同温度梯度。目的是评价汽车用户在高温自然
环境状态下的空调降温性能。高温热伤害试验目的是通过实车行驶时
对各测温点的温度变化情况、发动机工作状态及线束、橡胶、树脂类
品功效情况等进行评价。
2.2　高原适应性试验
  高原环境的主要特点是气压低、含氧量低。高原环境对汽车性能
的主要影响为：（1）高原低气压冷却液沸点降低，易发生冷却液沸
腾等不良；（2）高原空气稀薄，氧含量低，燃油车易发生动力不足等，
以及启停系统作动异常；（3）高原气压低，易发生喇叭变声，音压下降；
（4）高原气压低，真空助力制动系统助力效果下降，易发生制动不够力；
（5）高原地区往往山多弯急路况差，易发生底盘及内饰异响。
  海拔是高原适应性试验开展的一个必要因素，中国格尔木地区海
拔梯度较好，大多数汽车厂家会选择在格尔木地区开展试验。对高原
环境下，山路多，工况及负载变化快，道路条件较差，是整车测试的
理想环境，现在整车厂也越来越重视在这种路况下的耐久测试，以验
证动力总成、底盘、电器、整车外观件等各核心模块的可靠性，并进
行数据采集进行更好的优化。
2.3　高寒适应性试验
（下转第9页）
浅谈基于用户场景的汽车可靠性试验
曾国春
（广汽乘用车有限公司，广州 511434）
摘　要：随着中国汽车工业的快速发展，中国汽车市场呈百花齐放之势。汽车产品的定位不再仅仅是一个交通工具，越来越多的消费者关注汽车出行带来的驾乘体验，以及各种使用场景汽车产品的可靠性。这就要求汽车在新车开发验证过程中需要建立一套基于用户场景的新车验证体系，保证新车产品品质，降低新车产品投入市场后市场抱怨。本文主要简述新车开发验证过程中几种基于用户场景的汽车可靠性试验。选取了各汽车厂商日常开展的试验类型。在探讨不同的可靠性试验对比分析和建立完善新车开发验证流程体系时有一定的借鉴和参考作用。关键词：用户场景；汽车可靠性；耐久试验；道路试验；环境适应试验
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  CAN 总线上的单个数据帧每帧只能传输8个字节，根据需要传输的诊断服务数据大小，可以使用单帧或多帧的方式进行传输。采用单帧传输时，可以传输六个（扩展或混合寻址）或七个（常规寻址）数据字节；如要传输较长报文，要先将其分段再传输多个网络层协议数据单元（以下简称N_PDU）。多个N_PDU 包括首帧（报文的第一个N_PDU）及连续帧（所有后续N_PDU），多个N_PDU 报文的接收端通过流控机制使传输吞吐量适合自身容量，如图1所示。
  首帧，即第一帧（FF）只能用于传输不适用于单个CAN 帧传输的报文（即分段报文）。收到FF 后，网络层接收实体应开始重组分段报文。
  发送分段数据时，将首帧以后所有连续的帧编码为连续帧（CF）。收到连续帧后，网络层接收实体应重组接收到的数据字节，直到所有报文接收完毕。正确接收到最后一帧报文后，接收实体应将重组报文传递至相邻的上层协议层。
  流控帧的目的是调节向接收端发送连续数据帧的速率，流控机制允许接收端将其能力通知发送端，如
果发送实体传输的长度超出接收实体缓冲区大小，流控帧也可以在分段报文传输期间指示网络发送实体暂停传输后续的连续帧，或终止传输分段报文。
3　应用层
图2　客户端和服务器的诊断通信交互示意图
  应用层服务通常称为诊断服务，用于基于客户端-服务器端的系统，以执行诸如车载车辆服务端的测试，检查，监控或诊断等功能。客户端（通常称为诊断设备）使用应用层服务来请求在一个或多个服务端中执行诊断功能。服务器端（通常作为ECU 的部分功能）使用应用层服务将由请求的诊断服务提供的响应数据发送回客户端，客户端应用层和服务器应用层的诊断通信典型交互过程如图2所示。客户端通常是非车载诊断仪，但在某些系统中也可以是车载诊断仪，同一车辆系统中允许有多个客户端。应用层根据诊断交互的需求，能够提供多种诊断服务，其中最为常用的诊断服务包括诊断和通信管理类功能和数据传输类功能，如表2和表3所示。
表2　诊断和通信管理功能
[3]
服务描述诊断会话控制客户端请求控制与服务端的诊断会话。
电子控制器单元(ECU)复位客户端强制服务端执行重置。
安全访问客户端向服务端请求安全解锁。
通信控制
客户端控制服务端中通信参数的设置
（例如，通信波特率）。
诊断设备在线
客户端向服务端指示诊断设备仍然连
接在网络上。
访问计时参数
客户端使用该服务来读取或修改活动
通信的计时参数。
安全数据传输
客户端使用该服务以扩展数据链路安
全性来执行数据传输。
诊断故障码控制设置
客户端控制服务端中的诊断故障码
(DTC)设置。
事件响应
客户端请求在服务端中设置和/或控制
事件机制。
链路控制客户端请求控制通信波特率。表3　数据传输功能单元[3]
服务描述
通过标识符读取数据客户端请求读取由提供的数据标识符标识的记录
的当前值。
通过地址读取内存客户端请求读取提供的内存范围中存储的当前值。通过标识符读取缩放数据客户端请求读取由提供的数据标识符标识的记录
汽车的
的缩放信息。通过周期性标识符
读取数据
客户端请求调度服务端中的数据以进行定期传输。
动态定义数据标识符客户端请求动态定义数据标识符，该标识符可能
随后由“通过标识符读取数据”服务读取。通过标识符写数据客户端请求写入由提供的数据标识符指定的
记录。
通过地址写内存客户端请求重写指定的内存范围。
4　总结
  汽车设计中的一大难点是如何预先评估潜在的危害和风险，并采取适当的方法和措施来降低风险。随着电子电气系统复杂性的提高，来自系统性失效、随机硬件失效和软件故障的风险也日益增加。因此，车载诊断服务对于车辆的整体安全性的作用也日益重要。
参考文献：
[1]ISO 15765-1:2011，道路车辆 基于控制器局域网的诊断通信(DoCAN)第1部分：一般信息和用例定义[S].
[2]ISO 15765-2:2016，道路车辆 基于控制器局域网的诊断通信(DoCAN)第2部分：传输层协议和网络层服务[S].
[3]ISO 14229-1:2020，道路车辆 统一的诊断服务 第1部分：应用层[S].
作者简介：吴含冰（1984-），女，河南焦作人，硕士研究生，中级工程师，主要从事汽车标准化研究工作。
（上接第42页）
  汽车高寒适应性试验主要验证客户在低温环境下使用车辆的可靠性。试验地点选取多为中国东北区域。试验主要包括低温启动性能试验、空调制暖试验、除霜除雾适应性试验、怠速稳定性试验、暗电流试验、道路适应性试验、驾驶性主观评价、机油乳化试验等。基本涵盖了中国高寒地区市场汽车暴露的主要问题。
  在低温山路上，有典型的北方雪路，即被雪覆盖的路面雪融化后结冰，被车辆碾压后就会形成不平整的颠簸路面。车辆在此路面行驶时最容易引起底盘零件和内外饰件的异响。所以在低温道路适应性试验
过程中，车辆在此种路况下行驶时需要重点评价。低温环境下在特殊工况行车，会造成发动机机油乳化问题。从某汽车品牌爆出后此问题越来越受到人们关注。所以目前很多汽车厂家会充分模拟发生机油
乳化的工况进行车辆验证，确保新车进入市场无不良发生。
3　结语
  综上所述，本文主要简述了几种常见的基于用户场景的整车可靠性试验。中国汽车市场发展迅速，市场竞争急剧增强，如何提升顾客满意度是值得所有汽车企业需要去研究的课题，而基于用户的可靠性试验开展水平与客户满意度强相关。所以汽车厂家建立一套基于中国市场用户场景的整车可靠性试验体系显得尤为重要。
作者简介：曾国春（1991-），男，云南普洱人，学士，研究方向：基于用户场景的整车可靠性试验。