L3自動(dòng)駕駛的“雙保險(xiǎn)”冗余EPS關(guān)鍵技術(shù)解析之冗余策略與安全機(jī)制

在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是保證車(chē)輛正常行駛的關(guān)鍵部件之一。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)作為現(xiàn)代汽車(chē)中廣泛應(yīng)用的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)迅速、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，成為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的理想選擇。然而，在復(fù)雜的道路環(huán)境和多變的駕駛場(chǎng)景下，單一的EPS系統(tǒng)難以滿(mǎn)足L3級(jí)別自動(dòng)駕駛對(duì)安全性和可靠性的要求。因此，冗余EPS技術(shù)的引入，為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提供了更高的安全保障。

在冗余EPS技術(shù)中，冗余策略是關(guān)鍵之一。冗余策略主要分為以下幾種：

1. 硬件冗余：通過(guò)設(shè)計(jì)兩個(gè)或多個(gè)完全相同的EPS硬件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)硬件層面的冗余。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)系統(tǒng)可以立即接管，確保車(chē)輛的正常行駛。

2. 軟件冗余：在軟件層面實(shí)現(xiàn)冗余，主要包括控制算法、數(shù)據(jù)處理等方面的冗余。通過(guò)設(shè)計(jì)多套獨(dú)立的控制算法和數(shù)據(jù)處理流程，確保在單一算法或數(shù)據(jù)處理流程出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，其他算法或流程能夠正常工作。

3. 數(shù)據(jù)冗余：通過(guò)采集多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行融合處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)層面的冗余。這種設(shè)計(jì)可以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，降低單一傳感器數(shù)據(jù)錯(cuò)誤對(duì)系統(tǒng)的影響。

4. 通訊冗余：在EPS系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的通訊中，采用多路通訊通道和協(xié)議，確保在單一通訊通道或協(xié)議出現(xiàn)故障時(shí)，其他通道或協(xié)議能夠正常通訊。

安全機(jī)制解析

除了冗余策略外，安全機(jī)制也是冗余EPS技術(shù)的重要組成部分。以下是幾種常見(jiàn)的安全機(jī)制：

1. 故障診斷與預(yù)警機(jī)制：通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)EPS系統(tǒng)的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障并進(jìn)行預(yù)警。當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)切換到備份系統(tǒng)或通知駕駛員進(jìn)行接管。

2. 安全降級(jí)機(jī)制：在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)降級(jí)到安全狀態(tài)，確保車(chē)輛能夠安全停車(chē)或繼續(xù)行駛。這種機(jī)制可以避免因系統(tǒng)故障導(dǎo)致的潛在危險(xiǎn)。

3. 緊急制動(dòng)機(jī)制：在緊急情況下，系統(tǒng)可以自動(dòng)啟動(dòng)緊急制動(dòng)功能，確保車(chē)輛能夠迅速停車(chē)。這種機(jī)制可以避免或減少因制動(dòng)系統(tǒng)失效導(dǎo)致的危險(xiǎn)。

4. 人機(jī)交互機(jī)制：在自動(dòng)駕駛過(guò)程中，系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)與駕駛員進(jìn)行交互，確保駕駛員能夠隨時(shí)接管駕駛?cè)蝿?wù)。這種機(jī)制可以提高駕駛員對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的信任度，降低人機(jī)切換過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。

冗余EPS的雙MCU架構(gòu)。雙MCU(ECU A和ECU B)都實(shí)現(xiàn)完整控制功能，上電初始化后默認(rèn)分配主從角色。正常工作狀態(tài)下，雙系統(tǒng)均進(jìn)行力矩指令計(jì)算，但是從系統(tǒng)響應(yīng)主系統(tǒng)分配的扭矩指令。如果系統(tǒng)發(fā)生單點(diǎn)失效，雙MCU根據(jù)故障診斷與處理機(jī)制判斷是否進(jìn)行主從切換，必要時(shí)從系統(tǒng)切換為主系統(tǒng)。