基于TSMaster的商用车ESC传感器标定

黄河 赵掌柱 蔡振辉 韩畅铭 翟明磊 田雪毅

【摘  要】本文主要阐述国产汽车总线开发工具TSMaster中数据库信号的操作功能，应用快捷键事件机制实现了对商用车ESC传感器的标定，并对标定结果进行测试验证，为商用车ESC传感器标定提供一种参考方案。

【关键词】国产总线开发工具;数据库信号操作;快捷键事件;ESC传感器标定

中图分类号：U463.6    文献标志码：A    文章编号：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

作者簡介

黄河（1989—），男，硕士，工程师，主要从事汽车底盘控制系统设计、智能驾驶系统设计工作;赵掌柱（1987—），男，主要从事汽车电气原理设计、智能驾驶系统设计工作;蔡振辉（1999—），男，主要从事智能驾驶系统设计工作。

近年来，随着汽车智能化的高速发展，主动安全技术为提升车辆运行安全、预防和减少道路交通事故、降低事故伤害创造了有利条件，尤其是商用车领域，在法规的不断驱动下，车辆主动安全技术得到了显著推广应用。其中，电子稳定性控制系统（Electronic Stability Control System，简称ESC）能够纠正车辆偏离理想行驶轨迹的倾向，防止车辆出现转向不足或转向过度等失稳状态，改善车辆的转向响应性和侧向稳定性[1]，其主动安全作用被逐步广泛认可;ESC传感器性能表现与其标定状态高度相关，因此在整车下线、测试试验、售后维修等环节中需要对ESC传感器逐一进行标定。商用车ESC系统传感器普遍采用分立形式并安装在车辆质心附近一定范围内，这增加了其维修标定的需求。为应对各种场景ESC传感器的标定需求，高效、灵活、可靠的标定方案成为一种迫切需求。

汽车总线开发工具TSMaster支持连接、配置并控制所有的同星硬件工具、设备，实现汽车总线监控、仿真、诊断、标定、BootLoader、I/O控制、测量测试、EOL等多种场景的功能需求。同时，它可以支持Vector、Kvaser、PCAN、英特佩斯、周立功总线系列产品硬件及市场上主流的仪器，其灵活性满足ESC传感器上述多场景标定需求。

本文应用TSMaster快捷键事件机制实现对商用车ESC传感器的标定，并通过基于RBS（Remaining Bus Simulation）的数据库信号操作完成标定结果的读取确认。

1  基于RBS的数据库信号读取

TSMaster提供了一套基于RBS的数据库信号操作机制，允许用户直接根据信号路径读取和设置信号值，操作简单方便。若采用这种方式，前提是要启动CAN RBS仿真。根据传感器通信协议，ESC传感器需要关注的信号见表1。

1.1  添加数据库

根据传感器通信协议完成对应的dbc.文件设计，并在Analysis选项卡中Database工具中将dbc.文件添加到对应的通道中，如图1所示。加载完数据库后，在脚本编辑器的快捷提示窗口可以看到所有的数据库报文以及信号。

1.2  启动RBS仿真

在Simulation选项卡CAN RBS Simulation工具中，激活ECU节点后总线结构中对应节点ECU名称会有彩色填充。建议打开Auto star选项，以便在后续启动物理总线时同步启动RBS仿真。启动RBS仿真如图2所示。

这样就可以通过com.can_rbs_get_signal_value_by_address函数直接读取数据库中的任意信号，并进行操作。关于该函数中CAN信号字符串的组成与解析，以信号ESCModuleCalibrated为例，“com.can_rbs_get_signal_value_by_address（"0/ESC_DBC4/EMBC/Yaw_STA2/ESCModuleCalibrated"，&d）;”中的参数解析如表2所示。

2  快捷键事件触发

TSMaster中，每一个测试脚本，可以把它形象理解为一个MCU，其内部的代码框架采用前后台程序架构，主要包含一个大循环，也就是所谓的后台，该后台程序默认不断运行;前台则包含各基于事件驱动的中断机制。C脚本以step函数为主循环，各事件驱动的中断事件包括CAN的接收（或发送）完成事件OnCANRx/ OnCANTx、定时器触发事件OnTimer以及通过快捷键触发执行的函数事件OnShortCut等。

本文选择OnShortCut作为标定数据帧发送的触发事件，创建脚本流程如图3所示。Simulation->C Code Editor->Open C ScriptEditor，在树结构中的OnShortCut节点上单击右键新建OnShortCut事件，设置快捷键事件的名称和快捷键为字母“C”，将该触发时间键盘“C”键关联。完成事件定义后单击新建的OnShortCut事件“C”选择“Edit Selected”进入事件函数的编辑。

3  ESC传感器标定及验证

添加数据库、启动RBS仿真并添加快捷键事件之后，接下来需要编辑快捷件事件函数体，快捷键事件函数体内容直接表达ESC标定交互过程。

3.1  ESC标定流程

ESC传感器标定的基本过程是：首先发送第1帧报文YAS_CAL（ID为0x18EF490B），将传感器设置为未标定状态，并激活编程模式;然后再次发送标定报文YAS_CAL（根据标定协议，发动的标定报文为同一ID，但是数据域不完全相同），标定传感器当前位置为LateralAcc、YawRate、LongAcc信号值为初始位置（信号物理值为0），此时传感器处于已标定状态，同时进入常规模式。

特别提示：整车下线、测试试验、售后维修等环节中，ESC传感器安装完成后需要进行标定，标定好的位置和角度是不允许被修改的。

3.2  快捷键事件函数编辑

如上所述，快捷键事件函数体中，首先需要创建第1帧报文YAS_CAL的结构体（f0），并根据标定协议填充数据域，调用异步发送函数（com.transmit_can_async（&f0））将其发出，等待150ms;然后根据基于RBS的数据库信号操作读取标定标志信号（Module Cali）值以判断ESC传感器是否已经设置为未标定状态，这里要用到com.can_rbs_get_signal_value_by_address函数;如果未成功将标定标志位置为未标定状态，则需要检查第1帧标定报文YAS_CAL的狀态是否正确及其他条件是否满足，并停止后续操作;在标定标志位成功置为未标定状态后，进行第2帧标定报文的发送，并再次根据标定ESC传感器反馈的标定标志位判断并输出标定结果。快捷键函数体内容如图4所示。

3.3  测试验证

在台架上对标定的交互过程进行验证，标定结果如图5所示。标定后LateralAcc、YawRate、LongAcc信号值为初始位置（信号物理值为0）。

分别选取加速、减速、左转、右转、上下坡道等典型工况进行实车测试。其中，直线+加速+左转掉头测试场景下ESC传感器各信号值曲线如图6所示。

数据显示ESC传感器输出报文生命值信号正常;ESC传感器标定后在实车急加速前，纵向加速度信号LongAcceleration值趋近于0;急加速过程中该信号值显著增大（最大时达到2.13m/s2），在两次换挡操作间歇过程中该信号值再次趋近于0;在后续制动过程中，该信号值显著减小且最小时达到-3.4m/s2;在左转掉头过程中，横向加速度信号LateralAcceleration值与横摆角速度Yaw_Rate信号值有显著变化，且最大值分别达到1.03m/s2、24.02degree/s;信号值变化趋势与实际工况一致。经验证，标定后的ESC传感器能够准确表达车辆姿态。

4  总结

本文介绍了国产汽车总线开发工具TSMaster中数据库信号操作功能，应用快捷键事件机制实现了对商用车ESC传感器的标定，并对标定结果进行了测试验证。通常情况，ESC传感器标定工作应该由供应商或主机厂使用专用标定工具来进行，但在试制、维修或问题排查中，受场地、周期等方面限制，需要更为灵活、高效的标定方案，因此本文给出了一种应急参考方案[2]。本文针对国产汽车总线工具TSMaster工具的使用抛砖引玉，希望对相关人员有一定帮助。

参考文献：

[1] 康拉德·莱夫. BOSCH车辆稳定系统和驾驶员辅助系统[M]. 北京：北京理工大学出版社，2015.

[2] 唐键，胡艳峰. 基于CANoe的转角传感器零位标定[J]. 汽车电器，2019（7）：42-44.

（编辑  凌  波）