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方向盘系统部件
名称:线控转向和驱动作为自动驾驶的关键它是如何设计、实现功能的?
发布时间:2024-09-21 08:45:03 来源:IM电竞官网注册 作者:im电竞平台官网



说明:

  稳定性。 在实现主动转向和高安全性的基础上,设计双电机安全冗余转向系统方案:在原车辆配有的 EPS 前提下,经安装主动转向伺服电机以达到高精度主动转角控制功能。主动转向电机和EPS 助力电机互为冗余备份,确保线控转向系统的可靠性和安全性。

  自动驾驶工况下,主动转向电机达到目标转向角跟随的控制,EPS 助力电机实现转向的助力,在人工驾驶情况下,EPS 助力电机实现转向的助力,主动转向电机不参加控制。除此以外,自动驾驶工况下,如果主动转向电机和 EPS 助力电机,其中一个发生故障,可通过未发生故障的电机独立实现主动转向控制,这就是安全冗余。 为确保主动电机平稳的控制转角,在主动转向时保证 EPS 电机可提供转向助力来降低主动电机的负载。那么主动转向电机需加装到 EPS 方向盘力矩传感器的上端。按照助力电机的位置归类,其中EPS 有齿条式R-EPS和管柱式C-EPS。拿R-EPS 车型为例子,在转向管柱处采用蜗轮蜗杆结构加装主动转向电机,原本的系统在齿轮齿条处的EPS机构不做改变,即机械的结构。

  针对C-EPS车型,将主动转向电机加装在管柱助力电机上面靠近方向盘端即可,它的技术原理和R-EPS 车型一样。

  配置高的车型配备自动巡航功能,比如自适应巡航或定速巡航,那么可调用 CC 或者 ACC 的扭矩请求接口来实现线控驱动。但一般来说 CC 或ACC的接口不支持全工况驱动的控制,比如 CC 有车速限制,在车速大于某值( 30km/h左右)后才会启用;但是 ACC 接口的油门开度有上限。那么此类接口无法完全满足自动驾驶的功能要求,需调整软件接口。另外,市场中大部分的中低端车型无巡航功能,那么需要伪油门输入等技术方案来达到线控驱动。

  线控驱动用于实现车速控制或者自动加速度,当下大部分乘用车都是经过电子节气门来响应驾驶员的油门踏板的输入,将油门踏板行程转换为和它成正比的电压信号传输给发动机,最终控制发动机的进气量和供油量,其中对电动车则是直接控制驱动电机。

  在自动驾驶中线控驱动系统的功能:收到上位机发送的目标加速度请求,控制相关执行机构达到加速度跟随。按照车型配置可设计的控制方式:基于 CAN接口的线控控制 、基于伪油门信号的线控控制。

  中高配置的汽车由自适应巡航 ACC的功能或车辆纵向控制VLC的功能,经过CAN 信号接口达到雷达或摄像头的模组、发动机系统EMS和ESC间的通讯,实现车辆的加速度控制。此情况下可通过 CAN 向EMS发送升扭的请求,达到加速度控制。拿ACC为例,一般车辆的通讯方式如下,一般包含:有效位、滚动计数、校验、期望扭矩、功能开关有效位等信号,需依据协议规定来发送。

  这种方法的优点在无需外加执行的机构,在 ESC 的软件中,它通过增加升扭模块来实现功能;缺点是在于加速度响应范围较小(< 4m/s2的加速度),其响应滞后大。

  对无 ACC 或 VLC 接口的车型,可设计基于伪油门信号的线控驱动,其实就是直接将电子油门踏板位置传感器对 EMS 的输入电压换为输出的电压信号,达到发动机升扭,最终实现加速度控制。一般踏板传感器通过2个独立的传感器构成,接插件由 6 个引脚组成,某国产车型的引脚定义如下。系统改制的时候,将四和六引脚线束换为的模拟输出线束,和踏板传感器共地。线控转向系统和线控驱动系统共用一个。这种方法的优势在于加速度响应区域大,一般和驾驶员可输入的扭矩范围一致,响应迅速;弊端在于需要外加和 DA 模块,在一定程度上修改了原车辆的电气结构。


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