yulzhu

电子技术应用专栏作家——芝能汽车。紧跟技术创新,助力行业发展。

聊聊Fail-Operation的EPS

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我们先从Nissan做的线控EPS说起,这个系统是这样的。

QQ截图20160621114414.png


1)召回1

Weinmann explained that the car’s steering system would malfunction “in certain rare circumstances, just after starting the vehicle” when a software error could “lead to a lack of steering responsiveness and change in turning radius.”

线控主动转向系统控制单元程序有偏差

  • 当发动机在电瓶处于低电压状态下起动时

  • 控制单元有可能对方向盘角度作出误判

  • 导致方向盘和车轮的转动角度存在差异

即使方向盘转到中立位置,车轮也可能不会返回到直行位置,导致车辆不能按驾驶员意图起步前行或转向,存在安全隐患。

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金工点评:

  • EPS基本功里角度信号的安全性确实是比较低的。

  • 搞线控,角度信号就是ASIL D了,应该有两个甚至3个角度信号做冗余+straight ahead learning

做补充2)召回2

下面和电机互联的ECU,有一个随温度变化的曲线校正,在<0度的时候,这个校正出现了电流中断,无法输出的情况。

QQ截图20160621114447.png


如下图所示,而检测到这个故障,再去释放物理的备份机制,这个延时比较长。

QQ截图20160621114456.png


总的来说,以上两个事,就已经给我们展示了一个有趣的事实,光是靠逻辑完整而具备强大的功能的处理系统,在面对软件Bug(对温度下的电流输出驱动)和方向盘角度传感器感知(这里其实包括两部分,传感器供电和信号处理)。

总的来说,不同的架构区别还是有很大的设计区隔的。

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1)Fail Operational 的EPS

接下来,我们考虑Fail Operation的系统,从总的方向来看,这个类型的产品,主要的目的是为了高速ACC+LKA和AEB结合产生高速L2的应用。EPS的fail需要坚持一段时间(5~10s),等驾驶员来接手,所以目前阶段,这块还是不允许驾驶员分心的。目前各家的方向比较一致

1.1 电机&驱动电路部分

  • 双绕组电机

  • 双驱动芯片

QQ截图20160621114510.png


1.2 内部电路部分

QQ截图20160621114517.png


  • 双MCU驱动

  • 双电池

  • 双独立传感器

    • 双SAS角度传感器

    • 双扭矩传感器

    • 双电机位置传感器

  • 双CAN通信

备注:这里的做法也有进行分离模块化形成分布式的做法

JTEKT 《Fail-operational EPS by distributed architecture》

QQ截图20160621114524.png


2)SBW的系统

这里的设计,基本要在上面再叠加下,把传感器智能化。

JTEKT 《Fault-Tolerant Architecture of Yaw Moment Management with Steer-by-Wire,Active Braking and Driving-Torque Distribution Integrated Control

QQ截图20160621114530.png


欢迎各位评论和补充,有不对的地方请指出。

小结:

1)EPS的升级和SBW的战斗,基本在日本和德国两派供应商之间展开,目前看来德国人战斗力更强一些

2)嵌入式里头的软件设计,软件的功能安全考虑,德国和欧洲这边真是考虑的很早,面对如今这么多的召回,拼得就是细致的工作

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