奔驰自动泊车系统介绍

◆文/福建　林宇成

自动泊车系统常又称为驻车辅助系统，它是在驻车定位系统(PARK TRONIC)的基础上研发的，因此在介绍该系统之前，有必要先了解驻车定位系统的一般原理。驻车定位系统利用超声波探测原理检测车辆周围的环境，并在驻车操作时测量与其他车辆或障碍物之间的距离。从1m～1.2m的距离开始，系统会发出视觉警告；从约30cm的距离开始，系统会发出声讯和视觉信号，警告驾驶员可能发生碰撞。在车速较低(小于16km/h)，结合挡位范围D或R，且松开“驻车制动”时，系统会启用。按下“驻车定位系统”关闭按钮(PTSOFF)可停用该系统。本文以奔驰新款S级(W222车型)为例，简要介绍自动泊车系统的功能及其工作原理。

部件介绍

自动泊车系统由以下部件组成。

1.超声波传感器：共有12个，位于前后保险杠上，它们发射超声波信号，然后接收从障碍物反射回来的信号，并根据从发射到接收信号的时间长短来评估与障碍物的距离。车辆保险杠正前方前雷达监测距离为100cm，后方监测的距离为120cm，其中左前和右前外侧距离传感器用于探测停车位的长度和宽度。

2.驻车定位系统(PTS)控制单元：位于行李箱中左侧，主要有以下作用，读取各种电子元件输入信号，如车速、挡位状态、点火开关状态、电动方向机的状态等信号，促动车距传感器和警告元件，通过Flex Ray总线与CAN网络通信。

3.警告元件：前部警告元件集成于仪表中，当车速低于16km/h时，驻车系统切换至测量模式(图1)。后部警告元件位于后风挡玻璃上方，在车速低于16km/h时，警告部分亮起向驾驶员发出视觉警告（图2）。

4.电动助力转向机构：由齿轮齿条式转向机、扭矩传感器(A91b1)、电动电动机(A91m1)和转向机构控制单元(N68)组成，N68读取A91b1的信号和来自ESP的轮速信号，据此促动A91m1，从而带动齿轮齿条式转向机运转，实现转向功能(图3)。

5.转向管柱模块控制单元：读取方向盘转角和转向角速度，并通过Flex Ray总线与CAN网络通信。

6.车辆稳定系统控制单元∶具有控制自适应制动、制动力分配(EBD)、防抱死制动(ABS)、起步加速防滑控制(ASR)、电子牵引辅助(ETS)、制动辅助(BAS)等功能。它通过分析各传感器(如轮速传感器)传来的信号，然后向ABS、ASR发出纠偏指令(正确的控制指令)，来帮助车辆维持动态平衡使车辆可以在各种状况下保持最佳的稳定性。在转向过度或转向不足的情形下，稳定效果更加明显。后轮驱动汽车常出现的转向过度情况，后轮失控而甩尾，ESP便会迅速轻微制动外侧的前轮来稳定车子（注意：此时制动，不会使车轮抱死，旨在降低轮速）。在转向不足时，ESP则会迅速轻微制动内后轮，从而校正车辆行驶方向。

功能介绍

1.停车空间识别

当车速小于16km/h时，系统会自动搜索车辆两侧纵向或横向空置的停车位(图4)，该功能通过左前和右前外侧距离传感器来完成，该传感器在不受环境影响的情况下(如下雨、下雪、空气湿度、大气压等)，监测距离为400～450cm，相应的信号由PTS控制单元接收，并由PTS计算是否适合纵向或横向停车。在纵向上，停车位要求其宽度至少比车宽150cm，长度至少比车长100cm，在横向上停车位要求其宽度至少比车宽100cm，长度至少比车长250cm。车辆横向泊车搜索停车位时，系统一般默认为右侧，若要搜索左侧停车位时，需开启左转向灯。

2.自动泊车

当车辆从A点以小于16km/h的速度驶过停车位(C位置)到达B位置时，右前长距离探测雷达已经监测到停车位C的长度和宽度(图5)。当停车辅助模块根据所获取的停车位信息与车辆自身尺寸对比后(判定能满足停车空间)，并通过短距离雷达所获取的信息计算好泊车路线“g”后，仪表会提示“Start Park Assist Yes or ON”，询问是否启用自动泊车系统(图6)。

在点击OK按钮进行确认后，驻车辅助模块通过Flex Ray与CAN网络通信要求仪表、ESP车身稳定系统、EPS电动助力转向系统配合完成泊车工作，仪表此时会显示“请注意周围环境”和“请自行加速”警告信息。自动泊车开始后驾驶员应将双手从方向盘上移开，只需根据仪表提示进行换挡、加速，此时方向盘完全由电动助力转向控制系统“掌控”，EPS根据需要进行自动制动。

在整个自动泊车过程中，ESP控制单元会按照停车辅助模块的“意愿”选择性地对某一车轮制动，目的是缩小转弯半径R，使车辆最终以最佳、最短路线进入停车位。所以当遇到很“狭小”的停车位时，驾驶员不一定能停得进去，而带有自动泊车功能的车辆可以！

一旦泊车完成，车辆到达停车位后，仪表盘显示“泊车完成-请接手”信息(显示5秒钟)，并通过“仪表”扬声器发出声讯警告。

3.驶出纵向车位

该功能只有在事先用自动泊车系统进行了泊车的情况下才能启动。在驾驶员需要驶出纵向车位时，只要按下转向信号灯，并挂入行驶挡位“D”或“R”，仪表盘就会提示 “是否启用泊车系统”退出车位的问询。得到驾驶员确认后，泊车系统便会自动“接管”车辆的转向和制动工作，使车辆朝着所打转向灯的方向从车位中驶出(图7)。在此过程中，驾驶员只需要操纵加速踏板即可，另外，该功能只针对纵向停车位。

系统通讯网络

在自动泊车通讯网络中CAN总线具有双向性，即能传输又能接收信息。N73作为中央网关构成了Flex Ray与CANHMI(用户界面CAN)的数据接口，不同CAN网络之间的通信需要借助N73来完成，即N73具有确定信号优先权和转换为CAN信号类型的作用。如图8所示，箭头指向代表信号的传输方向或控制方向，如N62促动车距传感器(B8/1—B8/12)，而传感器又将监测的信号传送给N62。

N62利用测得的停车位大小和位置，计算所需的转向角，实际转向角由N49记录，并传输给N80分析和处理，然后N62和N80将各自的转向角信息传送至Flex Ray总线的其他控制单元，N68据此相应的促动A91m1，带动转向机运转，将电机的旋转运动转化为平行运动，实现自动转向。同时，A91b1还会监测转向机上的齿条运动，N68读取A91b1的信号后将齿条运动的相关信息传送至N62，从而对自动转向进行精确控制。在泊车过程中所需要的制动力以及车辆至障碍物的距离，由N62传送给N30/4，N30/4据此计算出相应的制动力矩，并实施制动。此外，ESP还通过Flex Ray传送车速信号。为了输出驾驶指示和信息，N62将相应的请求通过中央网关传给A1，以显示相应的泊车信息或促动H4/61仪表盘扬声器。