車輛碰撞預(yù)防輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版介紹

◆文/福建 邱躍龍

車輛碰撞預(yù)防輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版介紹

◆文/福建 邱躍龍

本文以奔馳S級(222車型)為例，介紹車輛碰撞預(yù)防輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版的功能。車輛碰撞預(yù)防輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版可持續(xù)檢查與前車的安全車距，并向駕駛員發(fā)出視覺和聲訊警告,提示可能與其他車輛發(fā)生的碰撞(例如追尾)，在即將發(fā)生碰撞的情況下,該系統(tǒng)給予駕駛員有效的制動力支持，甚至在駕駛員未能及時作出反應(yīng)時自動啟動部分制動,從而大大降低事故風(fēng)險(xiǎn)。車輛碰撞預(yù)防輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版在車速7～250km/h范圍之間啟用(圖1)。

圖1 車輛碰撞預(yù)防輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版工作示意圖

一、系統(tǒng)組成

1.車輛碰撞預(yù)防輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版的控制單元(A90)：位于散熱器中間(圖2)，集成了雷達(dá)傳感器和控制單元，雷達(dá)傳感器基于25GHz脈沖多普勒原理工作，用于獨(dú)立測量車距和車速，探測范圍為 0～80m, 探測角度為 30°±8°?？刂茊卧邮兆x取傳感器及其他控制單元傳來的信息，綜合評估碰撞風(fēng)險(xiǎn)等級，然后輸出視覺和聲訊警告信息的請求，必要時啟用預(yù)防性安全系統(tǒng)。

圖2 車輛碰撞預(yù)防輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版控制單元的位置

2.橫擺率,橫向和縱向加速度傳感器(B24/15)：位于車輛左側(cè)腳部位置中(圖3)，測量車輪沿縱軸方向的轉(zhuǎn)動速度，其信號由電控車輛穩(wěn)定行駛系統(tǒng)(ESP)控制單元(N30/4)通過CAN總線讀取。

圖3 橫擺率傳感器的位置

3.電控車輛穩(wěn)定行駛系統(tǒng)控制單元(ESP，N30/4)：位于發(fā)動機(jī)艙中制動助力器(A7/7)的左側(cè)(圖4),其接收來自A90的制動請求并促動牽引系統(tǒng)液壓單元(A7/3)實(shí)施制動，使車輛減速甚至完全靜止，以避免出現(xiàn)碰撞或減輕碰撞損失。

圖4 電控車輛穩(wěn)定行駛系統(tǒng)控制單元的位置

4.儀表：將碰撞預(yù)防輔助系統(tǒng)傳輸過來可能存在碰撞的提示信息顯示在多功能顯示屏上，并發(fā)出提示音，以提醒駕駛員。車輛碰撞預(yù)防輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版部件位置如圖5所示。

圖5 碰撞預(yù)防輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版部件位置圖

二、功能介紹

碰撞預(yù)防輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版對駕駛員的輔助分為兩個階段。

1.距離警告階段：A90計(jì)算與前車之間的距離和可能發(fā)生碰撞之前的時間，并區(qū)分兩種車距警告。并且駕駛員無法主動對這些警告輸出進(jìn)行確認(rèn)，只有在狀況解除之后，警告才會取消。

(1)靜態(tài)車距警告：在交通暢通的情況下,如果本車與前車之間的車距使行駛所需時間小于0.8s,且這種危險(xiǎn)的車距保持3s以上(例如車速為100km/h，車距約為22.2m時)，僅通過視覺方式輸出靜態(tài)車距警告。

(2)碰撞臨界車距警告：如果雷達(dá)傳感器探測范圍內(nèi)的障礙物被歸類為存在事故危險(xiǎn) (將在2.6s內(nèi)發(fā)生碰撞)的障礙物，通過視覺和聲訊方式輸出碰撞臨界車距警告。

2.制動系統(tǒng)干預(yù)階段：該過程又根據(jù)駕駛員對警告信息的反應(yīng)分為兩種情況。

(1)制動輔助系統(tǒng)的功能順序：如果駕駛員通過緊急制動操作對距離警告做出反應(yīng)，則制動系統(tǒng)為其提供輔助，以便充分利用與障礙物之間的制動距離。如果碰撞不可避免，則除了制動系統(tǒng)會進(jìn)行干預(yù)外，還會采取駕駛員及乘客保護(hù)措施。

(2)自動部分制動的功能順序：如果駕駛員在存在事故危險(xiǎn)的情況下未對警告做出反應(yīng)，則A90會啟用自動部分制動功能，向ESP控制單元傳遞所需的制動扭矩請求 (最大減速度約為6m/s2)；此外，還向ME控制單元傳遞減小發(fā)動機(jī)扭矩請求。在該過程中，A90同時考慮以下變量：與車輛或障礙物的相對速度；與車輛或障礙物之間的距離。

三、系統(tǒng)原理

整個車輛碰撞預(yù)防輔助系統(tǒng)可通過圖6來加深理解：CAN總線具有雙向性,既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CAN B的數(shù)據(jù)接口，不同CAN網(wǎng)絡(luò)之間的通信需要借助N73來完成，即N73確定信號優(yōu)先權(quán)和轉(zhuǎn)換為CAN信號類型；箭頭指向代表信號的傳輸方向或控制方向，如A90綜合評估自身傳感器及網(wǎng)絡(luò)中傳來的信號進(jìn)行分析，以計(jì)算出可能的碰撞風(fēng)險(xiǎn)值，然后A90將制動干預(yù)請求通過Flex E傳輸給N30/4，由N30/4觸動A7/3實(shí)施相應(yīng)的制動。

圖6 車輛碰撞預(yù)防輔助系統(tǒng)增強(qiáng)版功能原理圖