汽車倒車雷達異常報警問題分析及改進措施研究

李 豪， 劉啟輝， 盧 超， 沙雪瑩， 黃紅藍， 趙文棣

（上汽通用汽車有限公司武漢分公司， 湖北 武漢 430000）

1 故障現象

某型轎車在進行道路測試過程中，在一路段駐車，掛倒擋，此時車輛后方無障礙物，但是倒車雷達發出了異常報警。排查問題發現：故障僅在該路段的一小段路面上偶發，并且當后排滿載時，故障出現的概率更大。

2 車輛泊車輔助系統工作原理

如圖1 所示，當車輛掛倒擋時，變速器控制單元（Transmission Control Module，簡稱TCM） 會將擋位信號發送到車輛CAN總線網絡上，泊車輔助控制單元 （Ultrasonic Park Assist，簡稱UPA） 在接收到CAN網絡上的該信號后，控制倒車雷達探測車輛后方障礙物距離，并實時將障礙物距離信息傳遞至車輛CAN網絡上。儀表控制單元 （Instrument Panel Cluster，簡稱IPC） 收到CAN總線上該距離信息信號后對其進行仲裁，當障礙物距離達到閾值、仲裁結果滿足泊車輔助報警條件時，會通過CAN總線給娛樂信息系統控制單元（Intelligent Connected Infotainment，簡稱ICI） 發送報警命令。娛樂信息系統控制單元在收到報警命令后會發出報警音，提醒駕駛員車輛后方存在障礙物。

圖1 泊車輔助系統工作原理

3 潛在原因分析

經過不斷測試驗證發現，在顆粒感較強的路面上故障更容易出現，而且當車輛后排滿載時故障發生率更高，因此，如圖2所示，倒車雷達報警異常可能存在4個潛在原因，據此分別分析總線信號、路面坑洼狀況、雷達傳感器靈敏度、雷達傳感器安裝角度對泊車輔助系統倒車雷達異常報警的影響。

圖2 倒車雷達報警異常潛在原因分析魚骨圖

3.1 總線信號

故障發生時，用Vehicle Spy3診斷工具讀取車輛總線數據。經過分析發現，與車輛泊車輔助系統工作相關的信號并沒有異常，據此可以排除總線信號異常的原因。

3.2 路面坑洼狀況

如圖3所示，倒車雷達工作時，傳感器會發射出雷達波，雷達波發射之后遇到障礙物反射再被傳感器接收，以此探測障礙物距離。當路面不平整，具有較強的顆粒感或者坑洼時，雷達波發射之后遇到不平路面的碎石，經過各種反射又被雷達接收，會被誤認為是障礙物，引起異常報警。在發生故障的路段，保持車輛后排空載，選取周圍200m的路段進行驗證，發現只有其中一小段路會有故障出現，從而鎖定故障跟特定路況有關。

圖3 倒車雷達工作原理圖

3.3 雷達傳感器靈敏度

該轎車的后保險杠上安裝有3顆雷達傳感器，如圖4所示，當故障發生時，通過儀器測量到是中間的Sensor2探測到100cm附近有障礙物引起報警。

圖4 車輛倒車雷達安裝圖

保持車輛倒車雷達發生故障時的位置不動，通過儀器模擬不斷調整Sensor2在60cm、90cm、120cm 3個位置的靈敏度，測試驗證發現大部分情況下故障依然存在，只有將中間傳感器在100cm處的靈敏度調至很低 （值越大，靈敏度越低，23為極限值） 才不會有誤報警，見表1，此時系統檢測正常障礙物的性能大大下降，無法滿足正常需求，據此可以排除雷達傳感器靈敏度偏差造成該故障的可能性。

表1 中間雷達傳感器靈敏度

3.4 雷達傳感器安裝角度

在問題測試驗證的過程中發現，當車輛后排滿載時，故障出現的概率更高。聯想到車輛后排的負載會影響傳感器相對于地面的角度，因此傳感器的安裝角度可能也是一個影響因素。

在雷達傳感器的安裝角度設計說明上，要求Sensor1/3在-1.8°～0.8° 之 間 ，Sensor2在-1.6°～0.6°之間（車輛空載狀態下）。對同款車型進行抽樣測量得到一組數據 （表2），由表2中的數據可以看到Sensor1/3基本滿足設計要求， 但是Sensor2的安裝角度誤差比較大。

調整Sensor2的安裝角度到正常值，測試驗證發現故障消失，測量Sensor2安裝角度在調整前后的數據見表3，據此可以確認傳感器的安裝角度跟故障的發生有關系。

表2 雷達傳感器安裝角度

表3 中間雷達傳感器安裝角度

4 改進措施

通過測試驗證分析發現，故障產生的原因跟路況和傳感器安裝角度有關，考慮到發生故障的路況比較特殊，遇到的可能性比較小，所以可以通過減小中間倒車雷達傳感器的安裝角度誤差來降低倒車雷達異常報警發生的可能性。

5 總結

雷達傳感器的安裝角度對其工作影響很大，在安裝過程中務必保證安裝精度，可以通過如下措施改善。

1） 通過更改優化雷達傳感器支架，減小傳感器安裝后的角度誤差。

2） 對在線車輛的雷達傳感器安裝角度進行抽查。

雷達傳感器最終在車上的安裝角度除了由支架決定，還會受到胎壓、載重、后保險杠等因素的影響。針對倒車雷達報警異常這種問題，后續還需要對各種因素進行觀察分析，繼續改善優化。