acc lkas что такое
Что такое ACC, BSD, FCW и другие автомобильные аббревиатуры
С развитием автомобилестроения автомобили из года в год оснащаются новыми технологиями, а чтобы автолюбителям было проще их запомнить, автопроизводители придумывают для них различные аббревиатуры.
В связи с тем, что некоторые технологии разрабатывались разными автопроизводителями не зависимо друг от друга, у каждого такого автопроизводителя одна и та же технология может иметь своё наименование и соответственно аббревиатуру, что не редко вводит в заблуждение многих автолюбителей.
Более того, многие автолюбители до сих пор не знают, что означает та или иная аббревиатура. Поэтому в этой статье я расшифрую наиболее распространённые автомобильные аббревиатуры и коротко расскажу о технологиях, которые в них зашифрованы.
ACC (Adaptive Cruise Control)
ACC это адаптивный круиз-контроль. Эта система служит для поддержания постоянной заданной скорости движения автомобиля. Она следит за движущимися впереди автомобилями и автоматически снижает скорость, когда на вашей полосе движения появляется движущийся медленнее вашего автомобиль. Если такой автомобиль ускоряется или перестраивается на другую полосу движения, система автоматически разгоняет ваш автомобиль до заданной скорости.
ACC (Automobile Air Conditioning)
ACC или чаще всего просто AC это автомобильная система кондиционирования воздуха, позволяющая охлаждать воздух в салоне, а также очищать его от влаги и посторонних запахов. В современных автомобилях является составной частью системы вентиляции и отопления салона.
ACC (Active Cylinder Control)
Система управления цилиндрами, которая при необходимости изменяет рабочий объем двигателя, для чего в свою очередь этого временно отключает несколько цилиндров двигателя. Такое конструктивное решение позволяет существенно снизить расход топлива и уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу. В автомобилях Volkswagen эта система называется ACT (Active Cylinder Technology).
BSD (Blind Spot Detection)
BSD это система контроля слепых зон. Она оснащена камерами и датчиками, которые следят за всем происходящим вокруг вашего автомобиля. Если вы, например, решили перестроиться на другую полосу движения и при этом не заметили обгоняющий вас автомобиль, то система предупредит вас об этом звуковым сигналом.
ABS (Anti-lock Braking System)
Антиблокировочная система тормозов или ABS это система, которая позволяет сохранять управляемость автомобиля при нажатии водителем на педаль тормоза.
ESC, VSC, DSC, ESP (Electronic Stability Control, Vehicle Stability Control, Dynamyc Stability Control, Electronic Stability Program)
ESC, VSC, DSC, ESP это системы стабилизации, которые разработаны разными автопроизводителями, в силу чего имеют разные наименования. Все эти системы служат для предотвращения заноса автомобиля посредством контроля тяги, но, не смотря на то, что суть их одна и та же, у каждого автопроизводителя принцип действия такой системы может несколько отличается от других.
BAS (Brake Assistant System)
BAS это помощник или система экстренного торможения. В случае угрозы столкновения система анализирует силу нажатия водителем на педаль тормоза и скорость автомобиля, после чего поняв, что водитель нажал на педаль тормоза не достаточно сильно, она усиливает торможение. Работает в паре с системами ABS и ESP.
TCS (Traction Control System)
Система TCS очень напоминает упомянутые выше системы стабилизации ESC, VSC, DSC и ESP, но это не совсем одно и то же. Эта система наиболее совершенна и способна контролировать скорость вращения каждого отдельного колеса, что существенно повышает её эффективность.
FCW (Forward Collision Warning)
FCW это система предупреждения о возможном столкновении. В отличие от системы контроля слепых зон, эта система контролирует полосу движения автомобиля на десятки метров вперёд и в случае обнаружения препятствия сначала подаёт предупреждающий водителя звуковой сигнал, а при отсутствии реакции водителя самостоятельно применяет экстренное торможение.
HUD (Head-Up Dispay)
Эта технология позаимствована из авиации. Её суть заключается в том, что вся наиболее важная информация проецируется на лобовое стекло автомобиля, что позволяет водителю не отвлекаться от дороги.
LDW (Lane Departure Warning)
LDW это система предупреждения о выезде за пределы полосы движения. Система оснащена камерами по обе стороны автомобиля, которые следят за дорожной разметкой и если автомобиль отклонился от курса, то система предупреждает об этом водителя либо звуковым сигналом, либо вибрацией в рулевом колесе.
LKA (Lane Keep Assist)
LKA это ассистент или помощник, который работает совместно с системой LDW и помогает водителю удерживать автомобиль в своей полосе движения. Например, если водитель отвлёкся и автомобиль отклонился от заданной траектории, то LKA временно возьмёт управление автомобилем на себя.
HDC (Hill Descent Control)
HDC это система контроля спуска, которая обычно применяется на внедорожниках. Эта система позволяет при движении вниз по крутому склону просто задать траекторию движения и убрать ногу с педали акселератора, после чего система всё сделает сама. Она сама затормозит, когда это необходимо и сама заблокирует или наоборот разблокирует необходимые колёса.
SRS (Supplemental Restraint System)
SRS это система пассивной безопасности, которой обычно называют подушки безопасности, являющиеся всего лишь частью этой системы.
OBD (On-Board Diagnostics)
Многие считают, что OBD это спрятанный в салоне автомобиля разъём, который служит для подключения к автомобилю различного диагностического оборудования. На самом деле OBD это наименование системы, которая выявляет и позволяет диагностировать различные неисправности в автомобиле.
Ещё публикации по теме:
Понравилась публикация? Поделись!
Honda Vezel 1-го поколения (2016-2019) и ее конкурент – Toyota-CHR
В 2013 году на рынок появился Honda Vezel. Автомобиль сразу стал претендентом на звание лучшего паркетника в ценовой категории «за миллион с хвостиком».
И даже несмотря на трансмиссии робот и вариатор, которых все боялись буквально 6-8 лет назад. У автомобиля есть конкурент в виде Toyota-CHR, поэтому в этой статье мы сравним модели от японских производителей и выберем фаворита по разным параметрам.
Приводы и трансмиссии на Honda Vezel 1-го поколения
На обновленной Хонде Везель используются двигатели марки L15B и LEB. Всего существует 5 комплектаций трансмиссии и привода:
Во все переднеприводные и полноприводные версии производитель устанавливает технологию Honda Sensing, которая использовалась на моделях Accord, Civic, CR-V и др. В технологию входят следующие системы и их функции:
Также во все комплектации устанавливается пассивный помощник LDW – он предупреждает о покидании полосы без включенного указателя поворота.
Отличия рестайлинга Honda Vezel 1-го поколения от дорейстайлинговой версии
В новом (сравнительно) Vezel, прежде всего, обновили дизайн кузова. Теперь благодаря новым рельефам и обновленным воздухозаборникам автомобиль начал выглядеть современно, он лучше подходит под нынешние реалии. Также добавили три новых цвета кузова – темно-бордовый металлик, зеленый и зеленый металлик. Производители решили идти с ногой в будущее и установили мультимедийную систему, к которой можно подключить платформы Apple CarPlay и Android Auto.
В 2016 году на Везель начали ставить улучшенные автоматические светодиодные фары, при необходимости они самостоятельно включали и отключали дальний свет. Тогда же появилась последняя версия технологии Honda Sending из нескольких активных и пассивных помощников, которые входили во все комплектации.
На заводе поработали и с технической начинкой. Исправили проблему с натиранием цепи распределительного вала и немного поменяли бензонасос, чтобы сделать акустику мягче. Настроили гибрид i-DCD, потому что раньше при разгоне версия Hybrid вела себя дергано.
Клиренс – 185 мм, чего не совсем достаточно для комфортного выезда на внедорожные покрытия, поэтому этот паркетник от Honda больше подходит для перемещения по городу и трассам с семьей, для небольших вылазок на природу.
Сравнение с Toyota CH-R
Toyota CH-R – это основной конкурент Honda Vezel. Модель от Тойоты с гибридной версией выпускалась с конца 2016 года, изначально предназначалась для внутреннего рынка. CH-R планировался как компактный кроссовер с высокой посадкой.
Силовые установки и цены на ремонт
На Toyota CH-R для внутреннего рынка Японии установлен ДВС объемом 1.8 литра, планетарная трансмиссия и гибридная установка. Также доступен 1.2 турбо на переднем и полном приводе, причем гибрид доступен только на переднем приводе. В Россию начали завозить и двухлитровые варианты с вариатором и на переднем приводе. Среднее время разгона до 100 км/ч для всех агрегатов – 10-11 секунд.
Платформа, предусматривающая 1.8 литровый двигатель и гибридную, устанавливается также на Toyota Prius 50. Установка называется «Toyota New Global Architecture».
Основные узлы очень надежные, не потребляют много масла. Непредвиденный ремонт каждого агрегата стоит около 50 тысяч рублей.
В Honda Vezel выбора намного больше. Присутствуют варианты в виде вариаторов на бензиновой и роботов на гибридной версии. Все комплекты доступны как в переднеприводных, так и в полноприводных модификациях. Среднее время разгона до 100 км/ч на 1-1.5 секунды меньше, чем в Тойоте. Однако цена на ремонт одной только трансмиссии выйдет в 100 тысяч рублей. Робот довольно проблемный, если покупать автомобиль на непроверенных аукционах. ДВС, в свою очередь, проблем не вызывает.
Внешний вид
Оба автомобиля выглядят красиво, но Toyota позиционируется как более молодежный автомобиль. Фирменный прищур, интересная решетка радиатора и синий значок марки нравится большинству людей. На кузове явно просвечивается футуризм, но некоторым он покажется чрезмерным. Задняя часть автомобиля выглядит крайне непривычно глазу стандартного покупателя.
Vezel имеет меньше острых линий, выглядит консервативнее по сравнению с конкурентом. Детали более округлены, решетка радиатора намного меньше. Кузов придется по вкусу семейным людям, которые не приветствуют новый футуристичный дизайн, который все чаще встречается в кузовах многих автомобилей. Задняя часть также не имеет острых линий.
Багажник и место в салоне
Визуально и по ощущениям больше вещей помещается в Honda Vezel. Имеется несколько карманов, но нет «докатки» в багажнике, как в CH-R. В обеих моделях присутствует демонтируемая полка. Спорный момент: комплектация багажника лучше в Тойоте, но в Хонде багажного пространства значительно больше.
ASR, ACC, ESP — что означают сокращения в конфигураторах?
Даже самая базовая модель нового автомобиля оснащена рядом систем, обеспечивающих безопасность, обзорность и качество поездок. Выбирая салонную копию, мы столкнемся с задачей выбора бесконечного числа этих систем. Так что же такое ESR, ACC, ESP и многие другие?
АБС, вероятно, дольше всего используется водителями. Это антиблокировочная система. Прежде всего, она предотвращает потерю контроля над автомобилем при торможении. Впервые она была использована в 1966 году британцами в автомобиле Jensen FF. В настоящее время используется практически во всех предлагаемых автомобилях в стандартной комплектации. Системы ABS также бывают более продвинутыми системами, такими как ESP и ACC.
Все эти системы входят в группу усовершенствованных систем управления транспортными средствами. В первую очередь они направлены на безопасность и предотвращение ошибок водителя и максимальный контроль в экстремальных ситуациях. Это системы заботятся о нашей безопасности, поэтому на них не стоит экономить.
ESP — не более чем сложная электронная система стабилизации. В случае поворотных систем «поворачивает». Она тормозит каждое колесо независимо, благодаря чему мы можем легко отслеживать ход при недостаточной или избыточной поворачиваемости автомобиля.
Мы часто даже не знаем об этой системе, потому что реакция у нее очень быстрая. Интересно, что в отличие от ABS, производители называют ESP собственными сокращениями. Например, система ESP официально встречается в Volkswagen, Peugeot или Citroen. В BMW эта система называется — DSC, в Honda — VSA и в Ferrari CST.
ASR — это адаптивное управление скольжением, то есть система, которая предотвращает так называемое вращение колеса при старте. Система особенно полезна на скользких поверхностях. Она включается автоматически, если одно из колес «зацепило» скользкую поверхность, благодаря чему будет поддерживаться колея.
В некоторых случаях система реагирует, уменьшая газ или отключая впрыск, чтобы предотвратить увеличение оборотов и потерю контроля над автомобилем. Система, как и ESP, по-разному называется производителями. В группе Volkswagen, Mercedes или Fiat это ASR, в Toyota это система TRC, в BMW — ASC + T.
ACC to Adaptive Cruise Control — система, задачей которой является поддержание безопасного расстояния до машины перед нами в одной полосе. Система информирует нас о звуке или торможении в случае опасного приближения к следующему транспортному средству.
Многие водители признают, что система особенно помогает в пробках. ACC хорошо работают с активными системами круиз-контроля. В самых современных системах они способны тормозить автомобиль до нуля и двигаться. Mercedes назвал системы DTR, Mazda, Nissan и Mitsubishi для ICC (интеллектуальный круиз-контроль).
Очень часто мы обнаруживаем системы безопасности в конфигураторе, также AFIL (Citroen), который сообщает о неконтролируемой смене полосы движения, или систему BLIS (световой сигнал в зеркалах) о транспортных средствах в так называемой слепой зоне.
Одной из более популярных систем, в настоящее время встречающихся практически во всех сегментах, является система AFL или ASL ( Adaptive Front Lighting System ). Когда-то предназначенная для автомобилей более высокого класса — это не что иное, как адаптивные фонари. Благодаря этой системе мы можем рассчитывать на адекватное освещение в поворотах и адаптацию освещения к трассе.
Системы AAS ( автоматическая регулировка подвески ) и ABC ( Active Body Control ) также помогают нам повысить комфорт. Система AAS улучшает устойчивость вождения на более высоких скоростях, а ABC — уменьшает вибрации и активно регулирует подвеску, например, уменьшая крен автомобиля при прохождении поворотов.
HSA ( Hill Start Assist ), также известный как держатель высоты, также является очень полезной системой. Именно благодаря ему, когда мы едем с рамп, наша машина не поворачивает задним ходом.
При выборе автомобиля мы учитываем расход топлива, цвет и базовую комплектацию. Однако стоит помнить, что нужно выбирать и оптимизировать системы безопасности, которые незаметно справляются с работой. По мере того как технология, применяемая в автомобилях, развивается, количество систем резко возрастает.
Чем выше класс, тем больше систем увеличивается пропорционально. В конце концов, некоторые из них — прихоть, за которую вы должны дорого заплатить. Тем не менее, существует ряд систем, которые необходимы для современных драйверов.
Управление автомобилем по CAN
Введение
Беспилотный автомобиль StarLine на платформе Lexus RX 450h — научно-исследовательский проект, стартовавший в 2018 году. Проект открыт для амбициозных специалистов из Open Source Community. Мы предлагаем всем желающим поучаствовать в процессе разработки на уровне кода, опробовать свои алгоритмы на реальном автомобиле, оснащенном дорогостоящим оборудованием. Для управления автомобилем было решено использовать Apollo, открытый фреймворк. Для работы Apollo нам необходимо было подключить набор модулей. Эти модули помогают программе получать информацию об автомобиле и управлять им по заданным алгоритмам.
К таким модулям относятся:
Теоретическая часть
Что такое CAN-шина
В современных автомобилях управление всеми системами взяли на себя электронные блоки (Рис. 1.). Электронные блоки — это специализированные компьютеры, каждый из которых имеет все необходимые интерфейсы для интеграции с автомобилем. С помощью цифровых интерфейсов связи, блоки объединяются в сеть для обмена информацией друг с другом. Самые распространенные цифровые интерфейсы в автомобилях — CAN, LIN, FLEXRay. Из них наибольшее распространение получил именно CAN.
CAN (Controller Area Network) шина — это промышленный стандарт сети. В 1986 году этот стандарт разработали в компании Bosch. А первым автомобилем с CAN-шиной стал Mercedes-Benz W140, выпущенный в 1991 году. Стандарт разрабатывался для возможности устройствам общаться друг с другом без хоста. Обмен информацией осуществляется с помощью специальных сообщений, которые состоят из полей ID, длины сообщения и данных. Каждый блок имеет свой набор ID. При этом приоритет на шине имеет сообщение с меньшим ID. Поле данных может нести информацию, например, о состоянии систем и датчиков, команды управления механизмами и т.д.
Рис. 1. Шина CAN автомобиля.
На физическом уровне шина представляет собой витую пару из медных проводников. Сигнал передается дифференциально, за счет чего достигается высокая помехоустойчивость.
Рис. 2. Физическое представление сигнала в CAN шине
Посредством CAN шины можно получать информацию о состоянии различных датчиков и системах автомобиля. Также по CAN можно управлять узлами автомобиля. Именно эти возможности мы и используем для своего проекта.
Мы выбрали Lexus RX, потому что знали, что сможем управлять всеми необходимыми узлами по CAN. Так как самое сложное при исследовании автомобиля — это закрытые протоколы. Поэтому одной из причин выбора именно этой модели авто стало наличие описания части протокола CAN-шины в opensource-проекте Openpilot.
Правильно управлять автомобилем — означает понимать, как работают механические части систем автомобиля. Нам было необходимо хорошо понимать, как правильно работать с электроусилителем или управлять замедлением автомобиля. Ведь, например, при повороте колеса создают сопротивление на рулевое управление, что вносит свои ограничения на управление при повороте. Некоторые системы невозможно использовать без ввода авто в специальные рабочие режимы. Эти и другие детали нам пришлось изучать в процессе работы.
Электроусилитель руля
Электроусилитель руля EPS (Electric Power Steering) — система, предназначенная снизить усилие на руль при повороте (Рис. 3). Приставка «электро» говорит о типе системы — электрическая. Управление рулем с этой системой становится комфортным, водитель поворачивает руль в нужном направлении, а электродвигатель помогает довернуть его до необходимого угла.
Электроусилитель устанавливается на рулевой вал автомобиля, части которого соединены между собой торсионным валом. На торсионный вал устанавливается датчик величины крутящего момента (Torque Sensor). При вращении руля происходит скручивание торсионного вала, которое регистрируется датчиком момента. Данные, полученные от датчика момента, датчиков скорости и оборотов коленвала, поступают в электронный блок управления ECU. А ECU, в свою очередь, уже вычисляет необходимое компенсационное усилие и подает команду на электродвигатель усилителя.
Рис. 3. Схематичное изображение системы электроусилителя руля
Видео: cистема LKA рулит автомобилем с помощью системы EPS.
Электронная педаль газа
Дроссельная заслонка — это механизм регулировки количества топливной смеси, которая попадет в двигатель. Чем больше смеси попадет, тем быстрее едет автомобиль.
Электронная педаль газа — это система, которая задействует работу нескольких электронных узлов. Сигнал о положении педали, при ее нажатии, поступает в блок управления двигателем ECM (Engine Control Module). ECM, на основе этого сигнала, рассчитывает необходимое количество топлива, которое нужно подать в двигатель. В зависимости от необходимого количества топлива, ECM регулирует угол открытия дроссельной заслонки.
Рис. 4. Система электронной педали газа.
Видео: Для работы круиз-контроля используется управление электронной педалью газа.
Электронные системы помощи водителю
Мы купили автомобиль, который оборудован множеством цифровых блоков и систем помощи водителю (ADAS). В нашем проекте мы используем LKA, ACC и PCS.
LKA (Lane Keep Assist) — это система удержания в полосе, которая состоит из фронтальной камеры и вычислительного блока. LKA удерживает автомобиль в полосе движения, когда водитель, например, отвлекся. Алгоритмы в вычислительном блоке получают данные от камеры и на их основе принимают решение о состоянии автомобиля на дороге. Система способна понимать, что автомобиль неконтролируемо движется к правой или левой полосе. В таких случаях подается звуковой сигнал для привлечения внимания водителя. При пересечении полосы система сама скорректирует угол поворота колес так, чтобы автомобиль остался в полосе движения. Система должна вмешиваться только в том случае, если осознает, что маневр между полосами движения не был вызван действием водителя.
ACC (Adaptive Cruise Control) — система адаптивного круиз-контроля, который позволяет выставить заданную скорость следования. Автомобиль сам ускоряется и притормаживает для поддержания нужной скорости, при этом водитель может убрать ногу с педалей газа и тормоза. Этот режим удобно использовать при езде по скоростным магистралям и автострадам. Адаптивный круиз контроль способен видеть препятствия впереди автомобиля и притормаживать для избежания столкновения с ними. Если впереди автомобиля едет другое транспортное средство с меньшей скоростью, ACC сбавит скорость и будет следовать за ним. При обнаружении статичного объекта, ACC сбавит скорость до полной остановки. Для обнаружения объектов перед автомобилем такая система использует радар с миллиметровым диапазоном длин волн. Обычно такие радары работают на частоте 24-72 ГГц и способны уверенно видеть объекты на расстоянии до 300 метров. Радар обычно установлен за передним значком на решетке радиатора.
PCS (Pre-Collision System) — система предотвращения столкновения. Система призвана предотвратить столкновение с автомобилем, который движется впереди. При неизбежности столкновения, система минимизирует урон от столкновения. Здесь так же используются радар для оценки расстояния до объекта и фронтальная камера для его распознавания. Фронт PCS прогнозирует вероятность столкновения на основе скорости автомобиля, расстояния до объекта и его скорости. Обычно у системы есть два этапа срабатывания. Первый этап — система звуком и индикацией на приборной панели оповещает об опасности водителя. Второй этап — активируется экстренное торможение с помощью системы ABS, и включаются преднатяжители ремней безопасности.
Практическая часть
Управление рулем
Первое, что захотелось сделать нашей команде, — это научиться рулить. Рулем в автомобиле могут управлять две системы: парковочный ассистент IPAS (Intelligent Park Assist) и LKA.
IPAS позволяет задавать напрямую угол поворота рулевого колеса в градусах. Так как в нашем автомобиле нет данной системы, проверить и освоить рулевое управление таким способом нельзя.
Поэтому мы изучили электрические схемы автомобиля и поняли, какие CAN-шины могут быть полезны. Мы подключили анализатор CAN-шины. Лог содержит файл записей сообщений в шине в хронологической последовательности. Наша задача была найти команды управления электроусилителем руля EPS (Electric Power Steering). Мы сняли лог поворота рулевого колеса из стороны в сторону, в логе смогли найти показания угла поворота и скорость вращения рулевого колеса. Ниже пример изменения данных в шине CAN. Интересующие нас данные выделены маркером.
Поворот руля влево на 360 градусов
Поворот руля вправо на 270 градусов
Следующим этапом мы исследовали систему удержания в полосе. Для этого мы выехали на тихую улицу и записали логи обмена между блоком удержания в полосе и DSU (Driving Support ECU). С помощью анализатора шины CAN нам удалось вычислить сообщения от системы LKA. На рисунке 6 изображена команда управления EPS.
Рис. 5. Команда управления рулем с помощью системы LKA
LKA управляет рулем путем задания значения момента на валу (STEER_TORQUE_CMD) рулевого колеса. Команду принимает модуль EPS. Каждое сообщение содержит в заголовке значение счетчика (COUNTER), которое инкрементируется при каждой отправке. Поле LKA_STATE содержит информацию о состоянии LKA. Для захвата управления необходимо выставлять бит STEER_REQUEST.
Сообщения, которые отвечают за работу важных систем авто, защищаются контрольной суммой (CHECKSUM) для минимизации рисков ложного срабатывания. Автомобиль проигнорирует такую команду, если сообщение содержит некорректную контрольную сумму или значение счетчика. Это встроенная производителем защита от вмешательств сторонних систем и помех в линии связи.
На графике (Рис. 6.) представлена диаграмма работы LKA. Torque Sensor — значение с датчика момента на торсионном валу. Torque Cmd — команда от LKA для управления рулем. Из картинки видно, как происходит подруливание LKA для удержания автомобиля в полосе. При переходе через ноль меняется направление поворота руля. Т.е. отрицательное значение сигнала говорит о повороте вправо, положительное — влево. Удержание команды в нуле говорит об отсутствии управления со стороны LKA. При вмешательстве водителя, система перестает выдавать управление. О вмешательстве водителя LKA узнает с помощью второго датчика момента на валу со стороны рулевого колеса.
Рис. 6. График работы системы LKA
Нам предстояло проверить работу команды управления рулем. С помощью модуля StarLine Сигма 10 мы подготовили прошивку для проверки управления. StarLine Сигма 10 должен выдавать в CAN-шину команды на поворот руля влево или вправо. На тот момент у нас не было графического интерфейса для управления модулем, поэтому пришлось использовать штатные средства автомобиля. Мы нашли в CAN-шине статус положения рычага круиз-контроля и запрограммировали модуль таким образом, что верхнее положение рычага приводило к повороту руля вправо, нижнее положение — к повороту влево (Рис. 7).
Рис. 7. Первые попытки рулить
На видео видно, что управление осуществляется короткими секциями. Это возникает по нескольким причинам.
Первая из причин — это отсутствие обратной связи. Если расхождение между сигналом Torque Cmd и Torque Sensor превышает определенное значение Δ, система автоматически перестает воспринимать команды (Рис. 8). Мы настроили алгоритм на корректировку выдаваемой команды (Torque CMD) в зависимости от значения момента на валу (Torque Sensor).
Рис. 8. Расхождение сигнала приводит к ошибке работы системы
Следующее ограничение связано с системой защиты встроенной в EPS. Система EPS не позволяет командами от LKA рулить в широком диапазоне. Что вполне логично, т.к. при езде по дороге резкое маневрирование не безопасно. Таким образом, при превышении порогового значения момента на валу, система LKA выдает ошибку и отключается (Рис. 9).
Рис. 9. Превышение порогового значения регулировки момента на валу
Независимо от того, активирована система LKA или нет, сообщения с командами от нее присутствуют в шине постоянно. Мы посылаем модулю EPS команду повернуть колеса с конкретным усилием влево или вправо. А в это время LKA перебивает наши посылки «пустыми» сообщениями. После нашей команды со значением момента, приходит штатная с нулевым (Рис. 10).
Рис. 10. Штатные сообщения приходят с нулевыми значениями момента и перебивают наше управление
Тогда мы, с помощью модуля StarLine Сигма 10, смогли фильтровать весь трафик от LKA и блокировать сообщения с ID 2E4, когда нам это было нужно. Это решило проблему, а нам удалось получить плавное управления рулем (Рис. 11).
Рис. 11. Плавная регулировка поворота руля без ошибок
Управление газом
Система адаптивного круиз-контроля ACC управляет ускорением и торможением программно по CAN-шине. Блок управления двигателем ECU принимает команды DSU, если необходимо ускориться — активирует электронную педаль газа. Для торможения автомобиля используется рекуперативное торможение. При этом на торможение и ускорение используется одна команда, отличаются только значения.
Команда управления ускорением или замедлением представлена на рисунке 12. Она состоит из величины ускорения ACCEL_CMD, пары служебных бит и контрольной сумма Checksum. Для ускорения автомобилем значение ACCEL_CMD положительное, для замедления — отрицательное. Ускорение задается в диапазоне от 0 до 3 м/с^2, замедление аналогично, но со знаком минус. Для отправки данных в шину необходимо пересчитать желаемое ускорение или замедление с коэффициентом 0,001. Например, для ускорения 1 м/с^2, ACCEL_CMD = 1000 (0x03E8).
Рис. 12. Команда управления ускорения/замедления автомобиля
Мы сняли логи со штатной системы ACC и проанализировали команды. Сравнили с имеющимся у нас описанием команд и приступили к тестированию.
Рис. 13. Лог управления ускорением/замедлением системы адаптивного круиз-контроля ACC (выделено маркером)
Здесь не обошлось без трудностей. Мы выехали на дорогу с оживленным трафиком для тестирования команды ускорения. Команды управления ускорением или замедлением автомобиля работают только при активированном круиз контроле, не достаточно активировать его кнопкой. Необходимо найти движущийся впереди автомобиль и включить режим следования за ним.
Рис. 14. Активация круиз контроля происходит при наличии впереди другого траснпортного средства
С помощью модуля StarLine Сигма 10 посылаем команду ускорения, и автомобиль начинает набирать скорость. К этому моменту мы подключили графический интерфейс для управления модулем StarLine Сигма 10. Теперь мы управляем рулем, ускорением и торможением с помощью кнопок в приложении.
Команды работали до тех пор, пока не потеряли автомобиль впереди. Система круиз-контроля отключилась, а следовательно, и команды ускорения перестали работать.
Мы приступили к исследованию возможности использовать команды без активного круиз-контроля. Пришлось много времени потратить на анализ данных в шине CAN, чтобы понять как создать условия для работы команд. Нас интересовало, в первую очередь, какой блок блокирует выполнение команд ACC на ускорение или замедление. Пришлось изучить какие ID идут от DSU, LKA, радара и камеры, подсовывая липовые данные различных датчиков.
Решение пришло спустя 3 недели. К тому времени мы представляли как происходит взаимодействие блоков автомобиля, провели исследование трафика сообщений и выделили группы сообщений, посылаемых каждым блоком. За работу адаптивного круиз-контроля ACC отвечает блок Driving Support ECU (DSU). DSU выдает команды на ускорение и замедление автомобиля, и именно этот блок получает данные от радара миллиметрового диапазона. Радар сообщает DSU на каком расстоянии от машины движется объект, с какой относительной скоростью и определяет его положение по горизонтали (левее, правее или по центру).
Наша идея заключалась в подмене данных радара. Мы сняли лог следования за автомобилем, вытащили из него данные радара в момент следования. Теперь, после включения круиз-контроля, мы посылаем фейковые данные о наличии впереди идущего авто. Получается обманывать наш автомобиль, говоря что впереди движется другое авто на конкретном расстоянии.
a) б)
Рис. 15. Активация круиза: a) попытка активировать без подмены данных радара; б) активация при подмене данных от радара.
Когда запускаем нашу обманку, на приборной панели загорается значок наличия впереди идущего автомобиля. Теперь мы можем тестировать наше управление. Запускаем команду на ускорение, и автомобиль начинает быстро ускоряться.
Как мы уже узнали, команда на ускорение и замедление одна. Поэтому тут же проверили и замедление. Поехали на на скорости с активным круиз-контролем, запустили команду на торможение, и авто сразу же замедлилось.
В итоге сейчас получается разгонять и замедлять автомобиль именно так, как нам было нужно.
Что еще мы используем
Для создания беспилотника необходимо управление вспомогательными системами: поворотниками, стоп-сигналами, аварийной сигнализацией, клаксоном и пр. Всем этим так же можно управлять по CAN шине.
Оборудование и ПО
Для работ с автомобилем сегодня мы используем набор различного оборудования:
Беспилотный автомобиль StarLine — это открытая площадка для объединения лучших инженерных умов России и мира с целью создания прогрессивных технологий беспилотного вождения, которые сделают наше будущее безопасным и комфортным.