奔馳自動泊車系統介紹

◆文/福建　林宇成

自動泊車系統常又稱為駐車輔助系統，它是在駐車定位系統(PARK TRONIC)的基礎上研發的，因此在介紹該系統之前，有必要先了解駐車定位系統的一般原理。駐車定位系統利用超聲波探測原理檢測車輛周圍的環境，并在駐車操作時測量與其他車輛或障礙物之間的距離。從1m～1.2m的距離開始，系統會發出視覺警告；從約30cm的距離開始，系統會發出聲訊和視覺信號，警告駕駛員可能發生碰撞。在車速較低(小于16km/h)，結合擋位范圍D或R，且松開“駐車制動”時，系統會啟用。按下“駐車定位系統”關閉按鈕(PTSOFF)可停用該系統。本文以奔馳新款S級(W222車型)為例，簡要介紹自動泊車系統的功能及其工作原理。

部件介紹

自動泊車系統由以下部件組成。

1.超聲波傳感器：共有12個，位于前后保險杠上，它們發射超聲波信號，然后接收從障礙物反射回來的信號，并根據從發射到接收信號的時間長短來評估與障礙物的距離。車輛保險杠正前方前雷達監測距離為100cm，后方監測的距離為120cm，其中左前和右前外側距離傳感器用于探測停車位的長度和寬度。

2.駐車定位系統(PTS)控制單元：位于行李箱中左側，主要有以下作用，讀取各種電子元件輸入信號，如車速、擋位狀態、點火開關狀態、電動方向機的狀態等信號，促動車距傳感器和警告元件，通過Flex Ray總線與CAN網絡通信。

3.警告元件：前部警告元件集成于儀表中，當車速低于16km/h時，駐車系統切換至測量模式(圖1)。后部警告元件位于后風擋玻璃上方，在車速低于16km/h時，警告部分亮起向駕駛員發出視覺警告（圖2）。

4.電動助力轉向機構：由齒輪齒條式轉向機、扭矩傳感器(A91b1)、電動電動機(A91m1)和轉向機構控制單元(N68)組成，N68讀取A91b1的信號和來自ESP的輪速信號，據此促動A91m1，從而帶動齒輪齒條式轉向機運轉，實現轉向功能(圖3)。

5.轉向管柱模塊控制單元：讀取方向盤轉角和轉向角速度，并通過Flex Ray總線與CAN網絡通信。

6.車輛穩定系統控制單元∶具有控制自適應制動、制動力分配(EBD)、防抱死制動(ABS)、起步加速防滑控制(ASR)、電子牽引輔助(ETS)、制動輔助(BAS)等功能。它通過分析各傳感器(如輪速傳感器)傳來的信號，然后向ABS、ASR發出糾偏指令(正確的控制指令)，來幫助車輛維持動態平衡使車輛可以在各種狀況下保持最佳的穩定性。在轉向過度或轉向不足的情形下，穩定效果更加明顯。后輪驅動汽車常出現的轉向過度情況，后輪失控而甩尾，ESP便會迅速輕微制動外側的前輪來穩定車子（注意：此時制動，不會使車輪抱死，旨在降低輪速）。在轉向不足時，ESP則會迅速輕微制動內后輪，從而校正車輛行駛方向。

功能介紹

1.停車空間識別

當車速小于16km/h時，系統會自動搜索車輛兩側縱向或橫向空置的停車位(圖4)，該功能通過左前和右前外側距離傳感器來完成，該傳感器在不受環境影響的情況下(如下雨、下雪、空氣濕度、大氣壓等)，監測距離為400～450cm，相應的信號由PTS控制單元接收，并由PTS計算是否適合縱向或橫向停車。在縱向上，停車位要求其寬度至少比車寬150cm，長度至少比車長100cm，在橫向上停車位要求其寬度至少比車寬100cm，長度至少比車長250cm。車輛橫向泊車搜索停車位時，系統一般默認為右側，若要搜索左側停車位時，需開啟左轉向燈。

2.自動泊車

當車輛從A點以小于16km/h的速度駛過停車位(C位置)到達B位置時，右前長距離探測雷達已經監測到停車位C的長度和寬度(圖5)。當停車輔助模塊根據所獲取的停車位信息與車輛自身尺寸對比后(判定能滿足停車空間)，并通過短距離雷達所獲取的信息計算好泊車路線“g”后，儀表會提示“Start Park Assist Yes or ON”，詢問是否啟用自動泊車系統(圖6)。

在點擊OK按鈕進行確認后，駐車輔助模塊通過Flex Ray與CAN網絡通信要求儀表、ESP車身穩定系統、EPS電動助力轉向系統配合完成泊車工作，儀表此時會顯示“請注意周圍環境”和“請自行加速”警告信息。自動泊車開始后駕駛員應將雙手從方向盤上移開，只需根據儀表提示進行換擋、加速，此時方向盤完全由電動助力轉向控制系統“掌控”，EPS根據需要進行自動制動。

在整個自動泊車過程中，ESP控制單元會按照停車輔助模塊的“意愿”選擇性地對某一車輪制動，目的是縮小轉彎半徑R，使車輛最終以最佳、最短路線進入停車位。所以當遇到很“狹小”的停車位時，駕駛員不一定能停得進去，而帶有自動泊車功能的車輛可以！

一旦泊車完成，車輛到達停車位后，儀表盤顯示“泊車完成-請接手”信息(顯示5秒鐘)，并通過“儀表”揚聲器發出聲訊警告。

3.駛出縱向車位

該功能只有在事先用自動泊車系統進行了泊車的情況下才能啟動。在駕駛員需要駛出縱向車位時，只要按下轉向信號燈，并掛入行駛擋位“D”或“R”，儀表盤就會提示 “是否啟用泊車系統”退出車位的問詢。得到駕駛員確認后，泊車系統便會自動“接管”車輛的轉向和制動工作，使車輛朝著所打轉向燈的方向從車位中駛出(圖7)。在此過程中，駕駛員只需要操縱加速踏板即可，另外，該功能只針對縱向停車位。

系統通訊網絡

在自動泊車通訊網絡中CAN總線具有雙向性，即能傳輸又能接收信息。N73作為中央網關構成了Flex Ray與CANHMI(用戶界面CAN)的數據接口，不同CAN網絡之間的通信需要借助N73來完成，即N73具有確定信號優先權和轉換為CAN信號類型的作用。如圖8所示，箭頭指向代表信號的傳輸方向或控制方向，如N62促動車距傳感器(B8/1—B8/12)，而傳感器又將監測的信號傳送給N62。

N62利用測得的停車位大小和位置，計算所需的轉向角，實際轉向角由N49記錄，并傳輸給N80分析和處理，然后N62和N80將各自的轉向角信息傳送至Flex Ray總線的其他控制單元，N68據此相應的促動A91m1，帶動轉向機運轉，將電機的旋轉運動轉化為平行運動，實現自動轉向。同時，A91b1還會監測轉向機上的齒條運動，N68讀取A91b1的信號后將齒條運動的相關信息傳送至N62，從而對自動轉向進行精確控制。在泊車過程中所需要的制動力以及車輛至障礙物的距離，由N62傳送給N30/4，N30/4據此計算出相應的制動力矩，并實施制動。此外，ESP還通過Flex Ray傳送車速信號。為了輸出駕駛指示和信息，N62將相應的請求通過中央網關傳給A1，以顯示相應的泊車信息或促動H4/61儀表盤揚聲器。