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汽车电子连环话 | 漫谈汽车自动转向ACSF功能

2016/09/08
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阅读需 13 分钟
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如下所示,目前汽车智能和自动化的发展,从法规也是从量产车叠加更多的低阶 ADAS 功能,研究和运营车辆走 ITS 和 AD 的路线,两者互为拖动,将汽车慢慢从机械传动占大头,往电子电气化渗透率更高的部分转换。

在 WP29 的法规体系下:

1)ITS/AD 主要推进高阶的自动驾驶

2)GRRF 主要覆盖以下的一些工作组:

   

【Going】Automatically Commanded Steering Function (ACSF)

   

【告一段落】Automatic Emergency Braking and Lane Departure Warning Systems (AEBS/LDW)

   

【告一段落】Electronic Stability Control for light vehicles (ESC)

图 1 基于 UN WP29 下面的工作组划分

如下图 R79 的一些延伸工作

图 2 R79 修正讨论的横向运动的目录

以下为考虑的一些用例,核心是完成几个内容:

   

B2 的不操控的 LKA,实现无驾驶员扭矩输入的道路保持功能

   

CD 变道处理

  

E 自主变道

 

图 3 ASCF 的 User case

以车道保持(Lane Keep)可以脱手为例,这个情况,驾驶员的输入在不同的速度下就被完全打断了

图 4 原有 LKAS 系统在 B2 独立 Lane keep 的示意图

 

Lane Change 的各种,CDE,其实主要是对上图的待去车道上有很大的检测,整个转向的过程,需要完全负责。

 

备注:这不是没有,而是部署在更大范围内,需要有更多的考虑了,如下:

图 5 ASCF 的逻辑概览

在以下的几种情境下还得让驾驶员进行接回操作

   

在过弯的车道保持过程中,自动转向的功能出现控制回路的问题

   

在变道的过程中,在横向车道变化过程中

   

由于路况的变化使得变道过程中出现变数

图 6 ASCF 的一些可能需要接管的场景

这个过程中,其实与原来的验证和测试有一些出入了

图 7 传统 EPS 的测试计划

我们来对比下原有 EPS 的功能,哪怕是带有一些 ADAS 的高级 EPS,都对这个横向的内容有较大的出入了。以下部分,是金工前阵子给我发了 EPS 基本控制策略的修正部分的稿子,今日正好一起放在这里,诸位可以仔细再看看

EPS 的输入是

EPS 系统内部扭矩转角传感器所提供的方向盘扭矩,方向盘转角,从总线获取的车速信号

   

EPS 高级功能可能还需要从 CAN 总线获取车身的侧偏角、横摆角速度、左右前后轮速等车辆动态参数

   

做驾驶辅助或自动驾驶,还需要从 CAN 总线获取诸如叠加的力矩值、目标方向盘转角、目标方向盘转速等信号

 

图 8 EPS 的各种功能和测试概览

EPS 系统的简化公式:T_ 手+T_ 电机=T_ 阻

图 9 EPS 功能框图

   

T_ 手就是驾驶员操纵方向盘所使用的力矩,由扭矩转角传感器测量得到。

   

T_ 阻就是由于轮胎与地面摩擦传给齿条的阻力所产生的力矩,转向系统工作的过程就是客服这一阻力矩的过程。

EPS 控制策略,其实就是基于各种系统输入条件,计算 T_ 电机的这一过程


小结:

这个领域值得工程师们投入,虽艰难险阻,也很有趣。

 

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电子产业图谱

笔者 朱玉龙,一名汽车行业的工程师,2008年入行,做的是让人看不透的新能源汽车行业。我学的是测试和电路,从汽车电子硬件开始起步,现在在做子系统和产品方面的工作。汽车产业虽然已经被人视为夕阳产业,不过我相信未来衣食住行中的行,汽车仍是实现个人自由的不二工具,愿在汽车电子电气的工程方面耕耘和努力,更愿与同行和感兴趣的朋友分享见解。