基于TSMaster的商用車ESC傳感器標(biāo)定

黃河 趙掌柱 蔡振輝 韓暢銘 翟明磊 田雪毅

【摘? 要】本文主要闡述國(guó)產(chǎn)汽車總線開(kāi)發(fā)工具TSMaster中數(shù)據(jù)庫(kù)信號(hào)的操作功能，應(yīng)用快捷鍵事件機(jī)制實(shí)現(xiàn)了對(duì)商用車ESC傳感器的標(biāo)定，并對(duì)標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，為商用車ESC傳感器標(biāo)定提供一種參考方案。

【關(guān)鍵詞】國(guó)產(chǎn)總線開(kāi)發(fā)工具;數(shù)據(jù)庫(kù)信號(hào)操作;快捷鍵事件;ESC傳感器標(biāo)定

中圖分類號(hào)：U463.6? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號(hào)：1003-8639（ 2023 ）05-0037-03

【Abstract】This paper describes the database signal operation function of the TSMaster which is a domestic automobile bus development tool. The quick key event mechanism is used to calibrate the ESC sensor of commercial vehicle，and the calibration result has been verified. It provides a reference scheme for ESC sensor calibration.

【Key words】domestic bus development tool;signal operation based on database;shortcut event;ESC sensor calibration

作者簡(jiǎn)介

黃河（1989—），男，碩士，工程師，主要從事汽車底盤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、智能駕駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作;趙掌柱（1987—），男，主要從事汽車電氣原理設(shè)計(jì)、智能駕駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作;蔡振輝（1999—），男，主要從事智能駕駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。

近年來(lái)，隨著汽車智能化的高速發(fā)展，主動(dòng)安全技術(shù)為提升車輛運(yùn)行安全、預(yù)防和減少道路交通事故、降低事故傷害創(chuàng)造了有利條件，尤其是商用車領(lǐng)域，在法規(guī)的不斷驅(qū)動(dòng)下，車輛主動(dòng)安全技術(shù)得到了顯著推廣應(yīng)用。其中，電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（Electronic Stability Control System，簡(jiǎn)稱ESC）能夠糾正車輛偏離理想行駛軌跡的傾向，防止車輛出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足或轉(zhuǎn)向過(guò)度等失穩(wěn)狀態(tài)，改善車輛的轉(zhuǎn)向響應(yīng)性和側(cè)向穩(wěn)定性[1]，其主動(dòng)安全作用被逐步廣泛認(rèn)可;ESC傳感器性能表現(xiàn)與其標(biāo)定狀態(tài)高度相關(guān)，因此在整車下線、測(cè)試試驗(yàn)、售后維修等環(huán)節(jié)中需要對(duì)ESC傳感器逐一進(jìn)行標(biāo)定。商用車ESC系統(tǒng)傳感器普遍采用分立形式并安裝在車輛質(zhì)心附近一定范圍內(nèi)，這增加了其維修標(biāo)定的需求。為應(yīng)對(duì)各種場(chǎng)景ESC傳感器的標(biāo)定需求，高效、靈活、可靠的標(biāo)定方案成為一種迫切需求。

汽車總線開(kāi)發(fā)工具TSMaster支持連接、配置并控制所有的同星硬件工具、設(shè)備，實(shí)現(xiàn)汽車總線監(jiān)控、仿真、診斷、標(biāo)定、BootLoader、I/O控制、測(cè)量測(cè)試、EOL等多種場(chǎng)景的功能需求。同時(shí)，它可以支持Vector、Kvaser、PCAN、英特佩斯、周立功總線系列產(chǎn)品硬件及市場(chǎng)上主流的儀器，其靈活性滿足ESC傳感器上述多場(chǎng)景標(biāo)定需求。

本文應(yīng)用TSMaster快捷鍵事件機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)商用車ESC傳感器的標(biāo)定，并通過(guò)基于RBS（Remaining Bus Simulation）的數(shù)據(jù)庫(kù)信號(hào)操作完成標(biāo)定結(jié)果的讀取確認(rèn)。

1? 基于RBS的數(shù)據(jù)庫(kù)信號(hào)讀取

TSMaster提供了一套基于RBS的數(shù)據(jù)庫(kù)信號(hào)操作機(jī)制，允許用戶直接根據(jù)信號(hào)路徑讀取和設(shè)置信號(hào)值，操作簡(jiǎn)單方便。若采用這種方式，前提是要啟動(dòng)CAN RBS仿真。根據(jù)傳感器通信協(xié)議，ESC傳感器需要關(guān)注的信號(hào)見(jiàn)表1。

1.1? 添加數(shù)據(jù)庫(kù)

根據(jù)傳感器通信協(xié)議完成對(duì)應(yīng)的dbc.文件設(shè)計(jì)，并在Analysis選項(xiàng)卡中Database工具中將dbc.文件添加到對(duì)應(yīng)的通道中，如圖1所示。加載完數(shù)據(jù)庫(kù)后，在腳本編輯器的快捷提示窗口可以看到所有的數(shù)據(jù)庫(kù)報(bào)文以及信號(hào)。

1.2? 啟動(dòng)RBS仿真

在Simulation選項(xiàng)卡CAN RBS Simulation工具中，激活ECU節(jié)點(diǎn)后總線結(jié)構(gòu)中對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)ECU名稱會(huì)有彩色填充。建議打開(kāi)Auto star選項(xiàng)，以便在后續(xù)啟動(dòng)物理總線時(shí)同步啟動(dòng)RBS仿真。啟動(dòng)RBS仿真如圖2所示。

這樣就可以通過(guò)com.can_rbs_get_signal_value_by_address函數(shù)直接讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中的任意信號(hào)，并進(jìn)行操作。關(guān)于該函數(shù)中CAN信號(hào)字符串的組成與解析，以信號(hào)ESCModuleCalibrated為例，“com.can_rbs_get_signal_value_by_address（"0/ESC_DBC4/EMBC/Yaw_STA2/ESCModuleCalibrated"，&d）;”中的參數(shù)解析如表2所示。

2? 快捷鍵事件觸發(fā)

TSMaster中，每一個(gè)測(cè)試腳本，可以把它形象理解為一個(gè)MCU，其內(nèi)部的代碼框架采用前后臺(tái)程序架構(gòu)，主要包含一個(gè)大循環(huán)，也就是所謂的后臺(tái)，該后臺(tái)程序默認(rèn)不斷運(yùn)行;前臺(tái)則包含各基于事件驅(qū)動(dòng)的中斷機(jī)制。C腳本以step函數(shù)為主循環(huán)，各事件驅(qū)動(dòng)的中斷事件包括CAN的接收（或發(fā)送）完成事件OnCANRx/ OnCANTx、定時(shí)器觸發(fā)事件OnTimer以及通過(guò)快捷鍵觸發(fā)執(zhí)行的函數(shù)事件OnShortCut等。

本文選擇OnShortCut作為標(biāo)定數(shù)據(jù)幀發(fā)送的觸發(fā)事件，創(chuàng)建腳本流程如圖3所示。Simulation->C Code Editor->Open C ScriptEditor，在樹(shù)結(jié)構(gòu)中的OnShortCut節(jié)點(diǎn)上單擊右鍵新建OnShortCut事件，設(shè)置快捷鍵事件的名稱和快捷鍵為字母“C”，將該觸發(fā)時(shí)間鍵盤“C”鍵關(guān)聯(lián)。完成事件定義后單擊新建的OnShortCut事件“C”選擇“Edit Selected”進(jìn)入事件函數(shù)的編輯。

3? ESC傳感器標(biāo)定及驗(yàn)證

添加數(shù)據(jù)庫(kù)、啟動(dòng)RBS仿真并添加快捷鍵事件之后，接下來(lái)需要編輯快捷件事件函數(shù)體，快捷鍵事件函數(shù)體內(nèi)容直接表達(dá)ESC標(biāo)定交互過(guò)程。

3.1? ESC標(biāo)定流程

ESC傳感器標(biāo)定的基本過(guò)程是：首先發(fā)送第1幀報(bào)文YAS_CAL（ID為0x18EF490B），將傳感器設(shè)置為未標(biāo)定狀態(tài)，并激活編程模式;然后再次發(fā)送標(biāo)定報(bào)文YAS_CAL（根據(jù)標(biāo)定協(xié)議，發(fā)動(dòng)的標(biāo)定報(bào)文為同一ID，但是數(shù)據(jù)域不完全相同），標(biāo)定傳感器當(dāng)前位置為L(zhǎng)ateralAcc、YawRate、LongAcc信號(hào)值為初始位置（信號(hào)物理值為0），此時(shí)傳感器處于已標(biāo)定狀態(tài)，同時(shí)進(jìn)入常規(guī)模式。

特別提示：整車下線、測(cè)試試驗(yàn)、售后維修等環(huán)節(jié)中，ESC傳感器安裝完成后需要進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定好的位置和角度是不允許被修改的。

3.2? 快捷鍵事件函數(shù)編輯

如上所述，快捷鍵事件函數(shù)體中，首先需要?jiǎng)?chuàng)建第1幀報(bào)文YAS_CAL的結(jié)構(gòu)體（f0），并根據(jù)標(biāo)定協(xié)議填充數(shù)據(jù)域，調(diào)用異步發(fā)送函數(shù)（com.transmit_can_async（&f0））將其發(fā)出，等待150ms;然后根據(jù)基于RBS的數(shù)據(jù)庫(kù)信號(hào)操作讀取標(biāo)定標(biāo)志信號(hào)（Module Cali）值以判斷ESC傳感器是否已經(jīng)設(shè)置為未標(biāo)定狀態(tài)，這里要用到com.can_rbs_get_signal_value_by_address函數(shù);如果未成功將標(biāo)定標(biāo)志位置為未標(biāo)定狀態(tài)，則需要檢查第1幀標(biāo)定報(bào)文YAS_CAL的狀態(tài)是否正確及其他條件是否滿足，并停止后續(xù)操作;在標(biāo)定標(biāo)志位成功置為未標(biāo)定狀態(tài)后，進(jìn)行第2幀標(biāo)定報(bào)文的發(fā)送，并再次根據(jù)標(biāo)定ESC傳感器反饋的標(biāo)定標(biāo)志位判斷并輸出標(biāo)定結(jié)果。快捷鍵函數(shù)體內(nèi)容如圖4所示。

3.3? 測(cè)試驗(yàn)證

在臺(tái)架上對(duì)標(biāo)定的交互過(guò)程進(jìn)行驗(yàn)證，標(biāo)定結(jié)果如圖5所示。標(biāo)定后LateralAcc、YawRate、LongAcc信號(hào)值為初始位置（信號(hào)物理值為0）。

分別選取加速、減速、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、上下坡道等典型工況進(jìn)行實(shí)車測(cè)試。其中，直線+加速+左轉(zhuǎn)掉頭測(cè)試場(chǎng)景下ESC傳感器各信號(hào)值曲線如圖6所示。

數(shù)據(jù)顯示ESC傳感器輸出報(bào)文生命值信號(hào)正常;ESC傳感器標(biāo)定后在實(shí)車急加速前，縱向加速度信號(hào)LongAcceleration值趨近于0;急加速過(guò)程中該信號(hào)值顯著增大（最大時(shí)達(dá)到2.13m/s2），在兩次換擋操作間歇過(guò)程中該信號(hào)值再次趨近于0;在后續(xù)制動(dòng)過(guò)程中，該信號(hào)值顯著減小且最小時(shí)達(dá)到-3.4m/s2;在左轉(zhuǎn)掉頭過(guò)程中，橫向加速度信號(hào)LateralAcceleration值與橫擺角速度Yaw_Rate信號(hào)值有顯著變化，且最大值分別達(dá)到1.03m/s2、24.02degree/s;信號(hào)值變化趨勢(shì)與實(shí)際工況一致。經(jīng)驗(yàn)證，標(biāo)定后的ESC傳感器能夠準(zhǔn)確表達(dá)車輛姿態(tài)。

4? 總結(jié)

本文介紹了國(guó)產(chǎn)汽車總線開(kāi)發(fā)工具TSMaster中數(shù)據(jù)庫(kù)信號(hào)操作功能，應(yīng)用快捷鍵事件機(jī)制實(shí)現(xiàn)了對(duì)商用車ESC傳感器的標(biāo)定，并對(duì)標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證。通常情況，ESC傳感器標(biāo)定工作應(yīng)該由供應(yīng)商或主機(jī)廠使用專用標(biāo)定工具來(lái)進(jìn)行，但在試制、維修或問(wèn)題排查中，受場(chǎng)地、周期等方面限制，需要更為靈活、高效的標(biāo)定方案，因此本文給出了一種應(yīng)急參考方案[2]。本文針對(duì)國(guó)產(chǎn)汽車總線工具TSMaster工具的使用拋磚引玉，希望對(duì)相關(guān)人員有一定幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1] 康拉德·萊夫. BOSCH車輛穩(wěn)定系統(tǒng)和駕駛員輔助系統(tǒng)[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社，2015.

[2] 唐鍵，胡艷峰. 基于CANoe的轉(zhuǎn)角傳感器零位標(biāo)定[J]. 汽車電器，2019（7）：42-44.

（編輯? 凌? 波）