奔驰盲点辅助系统介绍
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B29/7B29/10B29/6奔驰盲点辅助系统介绍◆文/重庆 陈国林
主动式盲点辅助系统是利用近距离雷达监测车辆后部以及侧面区域环境的一种技术,其实质作用是拓展后视镜的功能。本文以新款奔驰S级(W222车型)为例,简要讲解该系统的功能及其工作原理。部件介绍该系统由以下部件组成。(1)后雷达传感器:左后和右后保险杠雷达传感器,位于后保险杠上(图1),其作用是监测车外后视镜无法观察到的区域内的物体(障碍物或车辆),监测距离S=0.18~30m,分辨率为S=0.04m,探测角为80°,追踪探测角度为130°。(2)前雷达传感器: 左前、右前雷达传感器和前部远距离雷达传感器位于前保险杠上(图2),其作用是监测车辆前方区域环境, 探测距离最远30m,最大角度为130°;
功能介绍主动式盲点辅助系统利用近距离雷达监测后部及侧面驾驶员视野范围外且无法在后视镜中看到的区域,即“盲点区域”。当该区域内存在车辆时,系统会向驾驶员发出视觉和声讯警示。从广义上来说, 主动式盲点辅助系统起着扩展后视镜功能的作用。此外, (3)雷达传感器控制单元。(4)盲点辅助系统警告灯:左侧和右侧盲点辅助系统警告灯(M21/1e2和M21/2e2), 位于左侧和右侧外后视镜上(图3),由左前和右前车门控制单元促动,促动后呈红色,意在向驾驶员发出警告。
(5)转向柱模块控制单元:读取电子方向盘和转向角速度信号,并通过Flex Ray总线参与CAN网络通信。(6)电控车辆稳定行驶系统(ESP)控制单元:控制自适应制动、B29/2B29/3图1 前雷达传感器
图2 后雷达传感器
图3 警告灯电控稳定程序(ESP)、电子制动力分配(EBD)、防抱死制动系统(ABS)、驱动防滑控制系统(ASR)、电子牵引辅助系统(ETS)、制动辅助系统(BAS)等功能。它实际是一种牵引力控制系统,通过分析各传感器(如轮速传感器)传来的信号,然后向ABS、ASR发出纠偏指令,来帮助车辆维持动态平衡,使车辆可以在各种状况下保持最佳的稳定性。在转向过度或转向不足的情况下,稳定效果更加明显,如后轮驱动汽车常出现的转向过度情况,此时后轮失控而甩尾,ESP便会制动外侧的前轮来稳定车辆;在转向不足时,ESP则会制动内后轮,从而校正行驶方向,盲点辅助系统其部件位置如图4所示。
M21/1e2A1仪表盘 N49方向盘传感器A7/3牵引液压控制单元 N62/9雷达传感器控制单元B24/15横摆率,横向和纵向加速度传感器 N69/1左前车门控制单元B29前部远距离雷达传感器 N69/2右前车门控制单元B29/2左前保险杠雷达传感器 N73电子点火开关B29/3右前保险杠雷达传感器 N80转向柱模块B29/6左后保险杠雷达传感器 N88轮胎压力监控器控制单元B29/7右后保险杠雷达传感器 N127传动系统控制单元H4/61仪表盘扬声器 S4组合开关M21/1左侧车外后视镜 Y3/8n4集成式变速箱控制系统单元M21/1e2左侧盲点辅助系统警告灯 M21/2右侧车外后视镜 M21/2e2右侧盲点辅助系统警告灯 N3/9共轨喷射系统柴油机(CDI)控制单元 N3/10电控多端顺序燃料喷注/点火系统(ME-SFI)(ME)控制单元N28/1挂车识别控制单元 N30/4电控车辆行驶系统(ESP)控制单元 图4 部件位置图
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图7 雷达传感器的探测范围(1)系统启用:主动式盲点辅助系统的启用,需要在仪表中选取“辅助”(Assist)菜单中的“盲点辅助系统”(Blind Spot Assist),此时仪表会显示系统准备就绪(灰色雷达波向车辆后方发出)如图6所示。当车辆以V≥30km/h的速度向前行驶时, 该系统激活。此外,雷达传感器每次启用前都会进行系统自检,只有功能测试成功,系统才可启用。若识别到传感器脏污或结冰等,则无法启用, 并会在仪表中显示相应的故障信息。(3)系统警告信息:盲点辅助系统通过视觉和声讯警示驾驶员,视觉警告通过左侧和右侧外部后视镜中的盲点辅助系统警告灯输出;声讯警告通过仪表盘扬声器输出, 该扬声器由仪表盘直接促动。当车辆以30km/h以上的速度行驶时,如果盲点辅助系统检测到某车辆位于雷达传感器系统的捕获区域内,则警告灯呈红色亮起,向驾驶员发出警告。此外,仪表盘中也会显示警告。当有车辆经过捕获区域时,无论其与本车的相对速度如何,都会发出警告。由于车速差较高时的反应时间较短, 因此,输出的警告信息中有时不包含任何附加数值。如果驾驶员在警告灯亮起的情况下仍然试图变换车道,并通过操作组合开关设置转向信号,则盲点辅助系统还会通过仪表扬声器发出一次双警告信号,警告灯闪烁。此时, 转向柱管模块控制单元直接读取组合开关的位置信号, 并通过Flex Ray将其传送至雷达传感器控制单元。当车辆离开捕获区域后,则正在闪烁的警告灯熄灭,如图8所示。
(2)测量程序:对障碍物或处于盲点中的车辆的检测,是基于雷达测量方法进行的,雷达传感器发射成束的所谓“初级信号”的电磁波。如果这些电磁波遇到物体 (盲点区域内的车辆),则会被反射并由相应的雷达传感器作为次级信号再次接收.可以利用这些信号计算检测到的物体距本车辆的距离和运动速度及其相对于本车辆的角度,如图7所示。 11 关闭状态 12 启用状态(系统待机)13 运行状态(系统激活)图5 盲点辅助系统原理图
图6 系统运行指示图8 警告信息主动式盲点辅助系统还可执行制动系统的主动干预, 该干预作用在特定的车轮上进行,对车辆具有路线校正功能。如果检测到与处于盲点区域内的车辆存在碰撞风险,则通过制动干预功能可避免事故的发生或降低碰撞的严重程度,其工作原理如图5所示。
1 装配主动式盲点辅助系统的车辆2 处于盲点中的车辆3 左后探测范围(近距离) 4 右后探测范围(近距离) 5 左前探测范围(近距离) 6 右前探测范围(近距离) 7 前部探测范围(远距离) (4)制动系统主动干预:如果雷达传感器控制单元检测到即将与盲区域内的车辆有发生侧面碰撞的危险,尤其是在变道期间时,则会请求制动系统进行路线校正干预。雷达传感器控制单元将相应的请求信号通过底盘Flex Ray传送至ESP控制单元, 然后ESP控制单元据此信号进行制动, 并通过牵引系统液压控制单元控制车辆移回可避免发生碰撞的路线上,制动干预提示如图9所示。
图9 制动干预时的警告信息34576
21t4t3t2t1A 车道,超车期间存在处于盲点中的车辆。B 车道和装配盲点辅助系统的车辆。t1 车辆进入盲点区域。t2 输出声讯和视觉警告,装配主动式转向信号指示灯。t3 通过制动系统初始化路线校正干预。t4 制动系统完成路线校正干预,碰撞被避免。就绪显示从30km起为绿色(系统启用)
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(3)车辆的纵向加速度或减速度以及横向加速度为a = 4m/s2(车速大于120km/h) ~ 6m/s2(车速小于80km/h)时。此时加速度信息由横摆率传感器记录,并通过CAN网络将加速度信号传送给雷达传感器控制单元。(4) 驾驶员进行不平稳转向,操作方向盘速度大于300°/s时。此时转向运动由转角传感器记录,并传送至转向柱模块直接读取, 然后由转向柱模块通过底盘FlexRay传送至雷达传感器控制单元。(5)驾驶员亲自进行路线校正 (方向盘转角变化量大于5°)或通过踩下加速踏板改变设定扭矩 (加速踏板变化量大于10%),此时,发动机控制单元将加速踏板位置变化信息通过CAN网络传输至雷达传感器控制单元。雷达传感器在启用前都会进行自检,测试结果通过CAN S1和CAN S2总线传送至N62/9, 在N62/9对这些信号进行评估后,又将信号通过底盘Flex Ray、N73和CAN HMI网络传送至仪表盘,以输出相应的信息。如功能测试成功, 仪表盘中显示主动式盲点辅助系统准备就绪; 若检测到系统故障,则会显示相应的故障信息。当雷达传感器检测到处于盲点中的车辆时, 将信号通过CAN S1和CAN S2总线传送至N62/9, N62/9读取和分析后,将警告信息通过底盘 FlexRay、N73和CAN B传送至两前车门控制单元,然后相应的车门控制单元促动警告灯, 使其呈红色亮起, 向驾驶员发出警告。当N62/9识别到存在侧面碰撞的危险时, 通过底盘FlexRay将制动系统干预请求传送至ESP控制单元, 然后ESP控制单元有选择地对各车轮进行制动,以及路线校正。其他的信号,如转向灯、车速的分析与上述一致。但是在发生以下任一情况时, 系统会停用制动系统的路线校正干预功能。(1) 轮胎压力迅速下降。(2) 距离警告提示:存在本车与行驶方向上的车辆或障碍物发生正面碰撞的风险 (在持续行驶的情况下)时,如图10所示,此种情景时车辆不主动发出声讯警报。
1 装配主动式盲点辅助系统的车辆 2 处于盲点中的车辆3 左后探测范围 7 前部探测范围10 前方车辆 通信原理
图11 通讯原理图图10路线校正干预受到抑制A1仪表盘 N49方向盘传感器A7/3牵引液压控制单元 N62/9雷达传感器控制单元B24/15横摆率,横向和纵向加速度传感器 N69/1左前车门控制单元B29前部远距离雷达传感器 N69/2右前车门控制单元B29/2左前保险杠雷达传感器 N73电子点火开关B29/3右前保险杠雷达传感器 N80转向柱模块B29/6左后保险杠雷达传感器 N88轮胎压力监控器控制单元B29/7右后保险杠雷达传感器 N127传动系统控制单元H4/61仪表盘扬声器 S4组合开关M21/1左侧车外后视镜 Y3/8n4集成式变速箱控制系统单元M21/1e2左侧盲点辅助系统警告灯 CAN B车内控制器区域网络(CAN)M21/2右侧车外后视镜 M21/2e2右侧盲点辅助系统警告灯 CAN C1传动系统控制器区域网络(CAN) N28/1挂车识别控制单元 CAN H车辆动态控制器区域网络(CAN)N3/9共轨喷射系统柴油机(CDI)控制单元 CAN HMI用户界面控制器区域网络(CAN)N3/10电控多端顺序燃料喷注/点火系统(ME-SFI)(ME)控制单元CAN S1雷达传感器控制器区域网络(CAN)1N30/4电控车辆行驶系统(ESP)控制单元 CAN S2雷达传感器控制器区域网络(CAN)2 Flex E 底盘Flex Ray B29/2B29/3B24/15A7/3N49N80N30/4N127N73A1N88Y3/8n4N69/1N69/2N28/1H4/61M21/1e2M21/1M21/2e2M21/2N3/9N3/10
S4B29/6B29/7B29N62/1