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電動(dòng)汽車(chē)低速提示音相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)對(duì)比研究

2021-09-23 19:51:44·  來(lái)源：電動(dòng)學(xué)堂  作者：曹麗娟等  
　
文章來(lái)源：中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司0引言電動(dòng)汽車(chē)在純電動(dòng)模式下以低速行駛時(shí)，平均車(chē)外噪聲與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛相比有明顯的降低，使得道路的其他使用者，包
文章來(lái)源：中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司

0引言
電動(dòng)汽車(chē)在純電動(dòng)模式下以低速行駛時(shí)，平均車(chē)外噪聲與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛相比有明顯的降低，使得道路的其他使用者，包括行人、自行車(chē)等，特別是盲人和有視覺(jué)障礙的人不容易察覺(jué)到車(chē)輛的接近，容易導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)低速行駛安全性問(wèn)題，世界各國(guó)及相關(guān)組織進(jìn)行了大量研究，中國(guó)、韓國(guó)、日本、美國(guó)、智利等國(guó)家及聯(lián)合國(guó)、歐盟等相繼發(fā)布了提示音相關(guān)研究成果。世界各國(guó)電動(dòng)汽車(chē)安全相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)發(fā)布，目前中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)低速提示音相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。

世界范圍內(nèi)各標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)路線和測(cè)試方法上不盡相同，為了便于我國(guó)產(chǎn)品出口認(rèn)證，為進(jìn)一步打破產(chǎn)業(yè)壁壘做準(zhǔn)備，全面梳理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)頗具意義。

1標(biāo)準(zhǔn)/法規(guī)基本情況
經(jīng)多年協(xié)調(diào)討論及技術(shù)研究，2016年UNECE發(fā)布了UNRegulationNo.138(UNR138.00)，之后又于2017年頒布了R138法規(guī)的第01系列修訂案和第2系列增補(bǔ)修訂案(UNR138.01)。UNR138被多個(gè)國(guó)家參考，形成了各自的技術(shù)法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)。聯(lián)合國(guó)兩項(xiàng)協(xié)議（第58號(hào)和第98號(hào)協(xié)議）的締約國(guó)幾乎均實(shí)施UNR138.00和UNR138.01。

歐洲聯(lián)盟（EU）2014年發(fā)布EU540/2014，用以規(guī)范電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)安裝的汽車(chē)提示音系統(tǒng)，并于2017進(jìn)行修訂，在修訂中將汽車(chē)提示音系統(tǒng)（AVAS）的相關(guān)規(guī)定按照實(shí)施時(shí)間分為兩部分AnnexVIIISectionII和SectionIII進(jìn)行明確。雖然在技術(shù)要求和試驗(yàn)方法等多方面該標(biāo)準(zhǔn)與UNR138不相協(xié)調(diào)，但由于歐盟是1958協(xié)議的締約國(guó)，因此UNR138和EU540在歐盟并行。

美國(guó)基于SAEJ2889-1，在2018年發(fā)布了FMVSS141和推薦測(cè)試程序TP-141-00-Draft-7。FMVSS141在評(píng)價(jià)方法、車(chē)速范圍等多方面與UNR138相異。

中國(guó)2018年實(shí)施的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7258-2017中12.13.2規(guī)定“純電動(dòng)汽車(chē)、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)在車(chē)輛起步且車(chē)速低于20km/h時(shí)，應(yīng)能給車(chē)外人員發(fā)出適當(dāng)?shù)奶崾拘月曧?rdquo;，基于行業(yè)需要和標(biāo)準(zhǔn)要求，全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組織行業(yè)制定了配套標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)GB/T37153-2018《電動(dòng)汽車(chē)低速提示音》已于2019年7月1日起正式實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)參考了UNR138法規(guī)。

多年來(lái)，世界范圍內(nèi)多個(gè)國(guó)家制定了電動(dòng)汽車(chē)低速提示音相關(guān)法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)。加拿大的CMVSS141基本是從UNR138和FMVSS141衍生而來(lái)。日本的Nat.Reg.TRIAS43(7)Art.67.3是從UNR138的修訂版衍生而來(lái)，最初日本因提示音暫停功能而未選用R138，R138修訂后，日本參考制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。韓國(guó)的DraftKMVSS53.3也主要參考UNR138修訂版。智利通過(guò)WTO聲明將引入最小提示音標(biāo)準(zhǔn)，并在FMVSS141或UNR138之間進(jìn)行選擇。

總的來(lái)說(shuō)，UNR138、EU540/2014和FMVSS141是世界范圍內(nèi)具有代表性三個(gè)低速提示音法規(guī)/標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)中國(guó)為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB7258配套制定的GB/T37153-2018也結(jié)合了中國(guó)的技術(shù)特征和實(shí)際需求，故也具有一定的代表性。

2技術(shù)內(nèi)容對(duì)比

2.1汽車(chē)提示音系統(tǒng)AVAS功能

汽車(chē)提示音系統(tǒng)是在汽車(chē)行駛所發(fā)出噪聲值低于一定數(shù)值時(shí)，用于發(fā)出提示聲音、以有效地傳遞信息給其他道路使用者的系統(tǒng)，主要為了提升汽車(chē)使用安全，保護(hù)其他道路使用者的安全。

根據(jù)各國(guó)技術(shù)路線特征，部分法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)并不強(qiáng)制安裝AVAS，但需滿足一定豁免條件，如車(chē)輛發(fā)出的聲音滿足限值。同時(shí)部分法規(guī)/標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定安裝了AVAS的汽車(chē)可以自行選擇是否配備AVAS暫停開(kāi)關(guān)，但配備暫停開(kāi)關(guān)后所需備注信息也不盡相同。

暫停開(kāi)關(guān)本身具有兩面性，國(guó)標(biāo)GB/T37153-2018目前允許暫停開(kāi)關(guān)既有其合理性，也有其不足之處，具有雙面因素。合理性在于，深夜車(chē)輛進(jìn)入小區(qū)時(shí)，車(chē)輛發(fā)出的聲音有可能造成擾民；其不足之處則在于，駕駛?cè)藛T有可能主動(dòng)選擇關(guān)閉該功能，從而造成不可預(yù)測(cè)的意外事故，因此也在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了相應(yīng)的警示內(nèi)容。

實(shí)際上國(guó)標(biāo)相當(dāng)于將暫停開(kāi)關(guān)的配置選擇權(quán)交由汽車(chē)制造商自行確定。EU540/2014AnnexVIIISectionII要求安裝暫停開(kāi)關(guān)，保證駕駛員可以啟動(dòng)和關(guān)閉提示音系統(tǒng)，而SectionIII與R138保持一致，禁止暫停開(kāi)關(guān)，且重新啟動(dòng)車(chē)輛后，AVAS應(yīng)默認(rèn)為打開(kāi)位置。

另外對(duì)于運(yùn)行時(shí)能夠關(guān)閉提示音系統(tǒng)、聲音是否允許衰減等規(guī)定均不同。R138和GB/T37153-2018、EU540/2014AnnexVIIISectionIII均允許駕駛員自行選擇聲音類(lèi)型，但要求每種聲音必須分別滿足聲音要求。但FMVSS141不允許駕駛員選擇提示音類(lèi)型，且要求在相同型式的車(chē)必須安裝相同的提示音系統(tǒng)以便在任何要求的情況下發(fā)生一致的提示音，即要求提示音系統(tǒng)有相同的硬件和軟件。具體差異見(jiàn)表1。

2.2提示音系統(tǒng)響應(yīng)范圍
根據(jù)實(shí)際使用場(chǎng)景需要，提示音系統(tǒng)僅需在一定車(chē)速范圍內(nèi)和運(yùn)行狀態(tài)下響應(yīng)并發(fā)出規(guī)定的聲音。從表2可知，GB/T37153-2018、EU540/2014AnnexVIIISectionIII所規(guī)定的響應(yīng)范圍與UNR138基本相同。
較為嚴(yán)格的是FMVSS141規(guī)定車(chē)輛在靜止?fàn)顟B(tài)也需要發(fā)出滿足一定要求的提示音。在提示音系統(tǒng)的車(chē)速范圍上，R138和GB/T37153-2018均要求工作車(chē)速范圍應(yīng)至少包括大于0km/h且小于等于20km/h，即提示音工作車(chē)速包含但不限于此范圍，允許超出規(guī)定的最大車(chē)速。EU540/2014對(duì)于配備了內(nèi)燃機(jī)的車(chē)輛，要求AVAS不應(yīng)發(fā)聲。FMVSS141要求的車(chē)速范圍更寬，速度響應(yīng)范圍為0km/h-32km/h，并對(duì)不同車(chē)速區(qū)間的提示音分別做了限值要求。
R138、GB/T37153-2018、FMVSS141均強(qiáng)制規(guī)定倒車(chē)模式下電動(dòng)車(chē)提速提示音需要滿足的條件和對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)方法。而EU540/2014AnnexVIIISectionII明確規(guī)定對(duì)于具有倒車(chē)聲音報(bào)警裝置的車(chē)輛，AVAS不必在倒車(chē)時(shí)發(fā)出聲音，而EU540/2014AnnexVIIISectionIII在該方面的要求與R138保持協(xié)調(diào)。

2.3提示音聲音要求
低速提示音的聲壓、頻率等影響聲音接收者的接收效率，進(jìn)而影響提示音所發(fā)揮的作用。對(duì)于聲壓值，R138規(guī)定了1/3倍頻程頻率的區(qū)間范圍，從160Hz到5000Hz共計(jì)16個(gè)頻率值，并對(duì)每個(gè)1/3倍頻程的頻率值有對(duì)應(yīng)的最小的聲壓級(jí)要求。
EU540/2014AnnexVIIISectionII沒(méi)有對(duì)提示音做詳細(xì)規(guī)定，僅要求配備AVAS的車(chē)輛發(fā)出的總聲級(jí)不應(yīng)超過(guò)配備內(nèi)燃機(jī)的M1類(lèi)車(chē)輛相同工況下的聲壓級(jí)，這相當(dāng)于規(guī)定了提示音的最高總聲壓級(jí)，未對(duì)最小總聲壓級(jí)做規(guī)定。且對(duì)于頻移僅是通過(guò)“AVAS發(fā)出的提示音應(yīng)易于表征車(chē)輛狀態(tài)，例如聲壓級(jí)自動(dòng)變換或與車(chē)輛速度同步”類(lèi)似的概括性要求對(duì)頻移等提出了簡(jiǎn)單要求。
GB/T37153-2018由于參考了R138，故與之類(lèi)似有16個(gè)相同的1/3倍頻程頻率值和對(duì)應(yīng)的聲壓級(jí)，對(duì)于總聲級(jí)也均有規(guī)定。但不同的是，GB/T37153-2018總體上每個(gè)1/3倍頻程頻率對(duì)應(yīng)聲壓級(jí)和最大最小總聲壓級(jí)均較R138高出2dB（A）。這是因?yàn)楸尘霸肼曋苯佑绊懱崾疽袈晧杭?jí)的要求，根據(jù)背景噪聲研究結(jié)果，國(guó)內(nèi)典型區(qū)域背景噪聲比國(guó)外同等區(qū)域高，所以關(guān)于國(guó)標(biāo)的聲級(jí)限值的制定，并不能設(shè)定為與ECE等國(guó)外法規(guī)/標(biāo)準(zhǔn)完全一致。
FMVSS141對(duì)速度響應(yīng)范圍內(nèi)靜止、倒車(chē)、勻速分區(qū)規(guī)定每個(gè)1/3倍頻程頻率對(duì)應(yīng)聲壓級(jí)，但并未規(guī)定總聲壓級(jí)。對(duì)于總聲壓級(jí)高時(shí)簡(jiǎn)化，例如R138和GB/T37153-2018，按照規(guī)定的試驗(yàn)方法測(cè)得的提示音滿足所規(guī)定的所有總聲級(jí)要求,且全部超出至少3dB(A),則其無(wú)需滿足關(guān)于1/3倍頻程聲級(jí)限值以及頻率要求，對(duì)于EU540/2014AnnexVIIISectionIII，總聲壓級(jí)超過(guò)3dB(A)，無(wú)需安裝AVAS。對(duì)比見(jiàn)表3所示。對(duì)于提示音最大總聲壓級(jí)，R138要求不超過(guò)75dB(A)，而EU540/2014AnnexVIIISectionIII要求不超過(guò)相同工況下裝備內(nèi)燃機(jī)的M1類(lèi)車(chē)。

3試驗(yàn)方法對(duì)比
3.1試驗(yàn)要求
如表4所示，R138.00和GB/T37153-2018在測(cè)量方法中對(duì)提示音方向沒(méi)有要求，僅要求在測(cè)量中，傳聲器所指向的方向，應(yīng)落在其兩兩相連形成的連線上，即“傳聲器橫線上”。FMVSS141要求車(chē)輛必須發(fā)出在CC’線上的麥克風(fēng)可以測(cè)量的聲音，且一定的滿足頻率及聲壓級(jí)要求。
在麥克風(fēng)布置上，差別主要在靜態(tài)測(cè)量上，R138.00和GB/T37153-2018不論是靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、前進(jìn)還是倒車(chē)測(cè)量，傳聲器均布置在中心CC線2.0m±0.05m處，高度1.2m±0.02m，兩個(gè)傳聲器對(duì)稱布置。EU540/2014AnnexVIIISectionII由于沒(méi)有特定的測(cè)量要求，使用測(cè)量最大噪聲總聲壓級(jí)的方法進(jìn)行測(cè)量，而EU540/2014AnnexVIIISectionIII測(cè)量方法和R138一致。FMVSS141要求靜態(tài)的前進(jìn)狀態(tài)測(cè)量時(shí)，除與R138相同的左右位置外，沿C車(chē)頭方向2m處還應(yīng)布置一個(gè)傳聲器，用于方向性的測(cè)量。具體見(jiàn)表4。


3.2試驗(yàn)要求
如表5所示，在數(shù)據(jù)處理上，R138.00和GB/T37153-2018、EU540/2014AnnexVIIISectionIII相同。對(duì)1/3倍頻程記錄值及處理與FMVSS141不同。背景噪聲修訂上，R138.00明確1/3倍頻程測(cè)量值不允許修正，而FMVSS141對(duì)總聲壓級(jí)及1/3倍頻程均允許修正。由于EU540/2014對(duì)相關(guān)問(wèn)題并未明確說(shuō)明。另外R138.00AnnexVIIISectionII還要求進(jìn)行頻移分析，且允許進(jìn)行室內(nèi)模擬試驗(yàn)，F(xiàn)MVSS141不允許進(jìn)行室內(nèi)模擬測(cè)量，只允許進(jìn)行室外試驗(yàn)。

4結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車(chē)低速提示音標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)：
（1）R138、EU540、FMVSS141和GB/T37153-2018是目前國(guó)際范圍內(nèi)具有代表性的汽車(chē)低速提示音標(biāo)準(zhǔn)/法規(guī)；
（2）GB/T37153-2018和R138技術(shù)路線基本相同，EU540/2014AnnexVIIISectionIII與R138相似，且SectionIII即將全面實(shí)施。GB/T37153-2018在提示音聲壓級(jí)限值上結(jié)合中國(guó)道路交通狀況和城市發(fā)展需求，進(jìn)行了差異化的調(diào)整，更符合中國(guó)實(shí)際；
（3）與聯(lián)合國(guó)和國(guó)標(biāo)相比，F(xiàn)MVSS141在提示音類(lèi)型、聲音一致性、測(cè)量方法等方面要求更嚴(yán)格，這些變化是從各國(guó)生產(chǎn)發(fā)展實(shí)際提出的；
（4）不同的測(cè)量方法與要求的修訂與協(xié)調(diào)有待于今后對(duì)各種測(cè)量方法實(shí)踐對(duì)比的積累，需充分考慮道路交通實(shí)際進(jìn)行制修訂。
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