◆文/福建　林宇成

自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)常又稱(chēng)為駐車(chē)輔助系統(tǒng)，它是在駐車(chē)定位系統(tǒng)(PARK TRONIC)的基礎(chǔ)上研發(fā)的，因此在介紹該系統(tǒng)之前，有必要先了解駐車(chē)定位系統(tǒng)的一般原理。駐車(chē)定位系統(tǒng)利用超聲波探測(cè)原理檢測(cè)車(chē)輛周?chē)沫h(huán)境，并在駐車(chē)操作時(shí)測(cè)量與其他車(chē)輛或障礙物之間的距離。從1m～1.2m的距離開(kāi)始，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出視覺(jué)警告；從約30cm的距離開(kāi)始，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出聲訊和視覺(jué)信號(hào)，警告駕駛員可能發(fā)生碰撞。在車(chē)速較低(小于16km/h)，結(jié)合擋位范圍D或R，且松開(kāi)“駐車(chē)制動(dòng)”時(shí)，系統(tǒng)會(huì)啟用。按下“駐車(chē)定位系統(tǒng)”關(guān)閉按鈕(PTSOFF)可停用該系統(tǒng)。本文以奔馳新款S級(jí)(W222車(chē)型)為例，簡(jiǎn)要介紹自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)的功能及其工作原理。

部件介紹

自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)由以下部件組成。

1.超聲波傳感器：共有12個(gè)，位于前后保險(xiǎn)杠上，它們發(fā)射超聲波信號(hào)，然后接收從障礙物反射回來(lái)的信號(hào)，并根據(jù)從發(fā)射到接收信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)評(píng)估與障礙物的距離。車(chē)輛保險(xiǎn)杠正前方前雷達(dá)監(jiān)測(cè)距離為100cm，后方監(jiān)測(cè)的距離為120cm，其中左前和右前外側(cè)距離傳感器用于探測(cè)停車(chē)位的長(zhǎng)度和寬度。

2.駐車(chē)定位系統(tǒng)(PTS)控制單元：位于行李箱中左側(cè)，主要有以下作用，讀取各種電子元件輸入信號(hào)，如車(chē)速、擋位狀態(tài)、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電動(dòng)方向機(jī)的狀態(tài)等信號(hào)，促動(dòng)車(chē)距傳感器和警告元件，通過(guò)Flex Ray總線(xiàn)與CAN網(wǎng)絡(luò)通信。

3.警告元件：前部警告元件集成于儀表中，當(dāng)車(chē)速低于16km/h時(shí)，駐車(chē)系統(tǒng)切換至測(cè)量模式(圖1)。后部警告元件位于后風(fēng)擋玻璃上方，在車(chē)速低于16km/h時(shí)，警告部分亮起向駕駛員發(fā)出視覺(jué)警告（圖2）。

4.電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)：由齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機(jī)、扭矩傳感器(A91b1)、電動(dòng)電動(dòng)機(jī)(A91m1)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)控制單元(N68)組成，N68讀取A91b1的信號(hào)和來(lái)自ESP的輪速信號(hào)，據(jù)此促動(dòng)A91m1，從而帶動(dòng)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能(圖3)。

5.轉(zhuǎn)向管柱模塊控制單元：讀取方向盤(pán)轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向角速度，并通過(guò)Flex Ray總線(xiàn)與CAN網(wǎng)絡(luò)通信。

6.車(chē)輛穩(wěn)定系統(tǒng)控制單元∶具有控制自適應(yīng)制動(dòng)、制動(dòng)力分配(EBD)、防抱死制動(dòng)(ABS)、起步加速防滑控制(ASR)、電子牽引輔助(ETS)、制動(dòng)輔助(BAS)等功能。它通過(guò)分析各傳感器(如輪速傳感器)傳來(lái)的信號(hào)，然后向ABS、ASR發(fā)出糾偏指令(正確的控制指令)，來(lái)幫助車(chē)輛維持動(dòng)態(tài)平衡使車(chē)輛可以在各種狀況下保持最佳的穩(wěn)定性。在轉(zhuǎn)向過(guò)度或轉(zhuǎn)向不足的情形下，穩(wěn)定效果更加明顯。后輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)常出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向過(guò)度情況，后輪失控而甩尾，ESP便會(huì)迅速輕微制動(dòng)外側(cè)的前輪來(lái)穩(wěn)定車(chē)子（注意：此時(shí)制動(dòng)，不會(huì)使車(chē)輪抱死，旨在降低輪速）。在轉(zhuǎn)向不足時(shí)，ESP則會(huì)迅速輕微制動(dòng)內(nèi)后輪，從而校正車(chē)輛行駛方向。

功能介紹

1.停車(chē)空間識(shí)別

當(dāng)車(chē)速小于16km/h時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)搜索車(chē)輛兩側(cè)縱向或橫向空置的停車(chē)位(圖4)，該功能通過(guò)左前和右前外側(cè)距離傳感器來(lái)完成，該傳感器在不受環(huán)境影響的情況下(如下雨、下雪、空氣濕度、大氣壓等)，監(jiān)測(cè)距離為400～450cm，相應(yīng)的信號(hào)由PTS控制單元接收，并由PTS計(jì)算是否適合縱向或橫向停車(chē)。在縱向上，停車(chē)位要求其寬度至少比車(chē)寬150cm，長(zhǎng)度至少比車(chē)長(zhǎng)100cm，在橫向上停車(chē)位要求其寬度至少比車(chē)寬100cm，長(zhǎng)度至少比車(chē)長(zhǎng)250cm。車(chē)輛橫向泊車(chē)搜索停車(chē)位時(shí)，系統(tǒng)一般默認(rèn)為右側(cè)，若要搜索左側(cè)停車(chē)位時(shí)，需開(kāi)啟左轉(zhuǎn)向燈。

2.自動(dòng)泊車(chē)

當(dāng)車(chē)輛從A點(diǎn)以小于16km/h的速度駛過(guò)停車(chē)位(C位置)到達(dá)B位置時(shí)，右前長(zhǎng)距離探測(cè)雷達(dá)已經(jīng)監(jiān)測(cè)到停車(chē)位C的長(zhǎng)度和寬度(圖5)。當(dāng)停車(chē)輔助模塊根據(jù)所獲取的停車(chē)位信息與車(chē)輛自身尺寸對(duì)比后(判定能滿(mǎn)足停車(chē)空間)，并通過(guò)短距離雷達(dá)所獲取的信息計(jì)算好泊車(chē)路線(xiàn)“g”后，儀表會(huì)提示“Start Park Assist Yes or ON”，詢(xún)問(wèn)是否啟用自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)(圖6)。

在點(diǎn)擊OK按鈕進(jìn)行確認(rèn)后，駐車(chē)輔助模塊通過(guò)Flex Ray與CAN網(wǎng)絡(luò)通信要求儀表、ESP車(chē)身穩(wěn)定系統(tǒng)、EPS電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)配合完成泊車(chē)工作，儀表此時(shí)會(huì)顯示“請(qǐng)注意周?chē)h(huán)境”和“請(qǐng)自行加速”警告信息。自動(dòng)泊車(chē)開(kāi)始后駕駛員應(yīng)將雙手從方向盤(pán)上移開(kāi)，只需根據(jù)儀表提示進(jìn)行換擋、加速，此時(shí)方向盤(pán)完全由電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)“掌控”，EPS根據(jù)需要進(jìn)行自動(dòng)制動(dòng)。

在整個(gè)自動(dòng)泊車(chē)過(guò)程中，ESP控制單元會(huì)按照停車(chē)輔助模塊的“意愿”選擇性地對(duì)某一車(chē)輪制動(dòng)，目的是縮小轉(zhuǎn)彎半徑R，使車(chē)輛最終以最佳、最短路線(xiàn)進(jìn)入停車(chē)位。所以當(dāng)遇到很“狹小”的停車(chē)位時(shí)，駕駛員不一定能停得進(jìn)去，而帶有自動(dòng)泊車(chē)功能的車(chē)輛可以！

一旦泊車(chē)完成，車(chē)輛到達(dá)停車(chē)位后，儀表盤(pán)顯示“泊車(chē)完成-請(qǐng)接手”信息(顯示5秒鐘)，并通過(guò)“儀表”揚(yáng)聲器發(fā)出聲訊警告。

3.駛出縱向車(chē)位

該功能只有在事先用自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行了泊車(chē)的情況下才能啟動(dòng)。在駕駛員需要駛出縱向車(chē)位時(shí)，只要按下轉(zhuǎn)向信號(hào)燈，并掛入行駛擋位“D”或“R”，儀表盤(pán)就會(huì)提示 “是否啟用泊車(chē)系統(tǒng)”退出車(chē)位的問(wèn)詢(xún)。得到駕駛員確認(rèn)后，泊車(chē)系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)“接管”車(chē)輛的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)工作，使車(chē)輛朝著所打轉(zhuǎn)向燈的方向從車(chē)位中駛出(圖7)。在此過(guò)程中，駕駛員只需要操縱加速踏板即可，另外，該功能只針對(duì)縱向停車(chē)位。

系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)

在自動(dòng)泊車(chē)通訊網(wǎng)絡(luò)中CAN總線(xiàn)具有雙向性，即能傳輸又能接收信息。N73作為中央網(wǎng)關(guān)構(gòu)成了Flex Ray與CANHMI(用戶(hù)界面CAN)的數(shù)據(jù)接口，不同CAN網(wǎng)絡(luò)之間的通信需要借助N73來(lái)完成，即N73具有確定信號(hào)優(yōu)先權(quán)和轉(zhuǎn)換為CAN信號(hào)類(lèi)型的作用。如圖8所示，箭頭指向代表信號(hào)的傳輸方向或控制方向，如N62促動(dòng)車(chē)距傳感器(B8/1—B8/12)，而傳感器又將監(jiān)測(cè)的信號(hào)傳送給N62。

N62利用測(cè)得的停車(chē)位大小和位置，計(jì)算所需的轉(zhuǎn)向角，實(shí)際轉(zhuǎn)向角由N49記錄，并傳輸給N80分析和處理，然后N62和N80將各自的轉(zhuǎn)向角信息傳送至Flex Ray總線(xiàn)的其他控制單元，N68據(jù)此相應(yīng)的促動(dòng)A91m1，帶動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為平行運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)向。同時(shí)，A91b1還會(huì)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)向機(jī)上的齒條運(yùn)動(dòng)，N68讀取A91b1的信號(hào)后將齒條運(yùn)動(dòng)的相關(guān)信息傳送至N62，從而對(duì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向進(jìn)行精確控制。在泊車(chē)過(guò)程中所需要的制動(dòng)力以及車(chē)輛至障礙物的距離，由N62傳送給N30/4，N30/4據(jù)此計(jì)算出相應(yīng)的制動(dòng)力矩，并實(shí)施制動(dòng)。此外，ESP還通過(guò)Flex Ray傳送車(chē)速信號(hào)。為了輸出駕駛指示和信息，N62將相應(yīng)的請(qǐng)求通過(guò)中央網(wǎng)關(guān)傳給A1，以顯示相應(yīng)的泊車(chē)信息或促動(dòng)H4/61儀表盤(pán)揚(yáng)聲器。