奥迪e-tron纯电动汽车的驾驶辅助系统

◆文/山东 刘春晖

一、驾驶辅助系统

1.车道引导和车道偏离警告的新显示

奥迪e-tron是满足第2代纵置模块化平台(MLB)的奥迪车型，因此车道引导和车道偏离警告的系统状态和警告的显示是标准式的。当车道引导激活时，组合仪表上的驾驶员辅助显示屏上显示的是绿色方向盘(图1)。因此，以前显示的车辆左、右两个绿色三角就不再使用了。

要求司机接管车辆转向是通过两手握在方向盘上的一个标准符号来表示的(图2)。如果脱手识别功能识别出司机的手没在方向盘上超过了一定时间或者当车道偏离警告已经第2次干预转向了，就会出现这个接管转向请求。除了这个符号外，还会有文字信息。在紧急情况辅助系统激活时，会显示一个标准符号和相应的文字信息(图3)。

2.车辆横向引导接通和关闭的新方式

奥迪e-tron是第2代纵置模块化平台(MLB)的奥迪车型中第一个采用新的操纵方式来接通和关闭车辆横向引导功能的车。这种新的操纵方式涉及车道偏离警告和自适应驾驶辅助的车道引导2个系统。车道偏离警告即是在车辆马上就要越过车道分界线前，车道偏离警告会进行转向干预。自适应驾驶辅助的车道引导是车道偏离警告一直都在进行转向干预，以便将车辆保持在车道中间。

位于转向拨杆上的转向辅助按键是接通和关闭车辆横向引导的更高一级的“开关”，该按键位于转向拨杆的立面上(图4)。根据状态，该按键会激活车道偏离警告和自适应驾驶辅助的车道引导功能或者是关闭这两个系统。但是，是否能激活车道引导功能，还取决于在自适应驾驶辅助的MMI菜单上的车道引导处于“接通”还是“关闭”状态。在设置中可以关闭车道引导(与车道偏离警告无关)。关闭了车道引导功能，其结果就会是自适应驾驶辅助工作时，只对车辆进行纵向调节，但不会进行横向干预了。

对于欧盟国家的车，其车道偏离警告在每次接通点火开关后就会被激活。由于这个辅助系统是Euro NCAP所要求的，所以无法将其永久关闭。如果司机并不想使用该系统，可随时通过转向辅助按键将其关闭。但下次接通点火开关后，该系统就又激活了。对于欧盟国家以外的车，会存储车辆横向引导的上一次的系统状态，下次接通点火开关后，再次激活存储的系统状态。在这些市场也就可以永久关闭车道偏离警告。

对于奥迪e-tron，接通和关闭车辆横向引导共有3种系统状态：

(1)在车道偏离警告激活以及车道引导激活时行车，车辆横向引导已接通MMI上的车道引导在“接通”状态，自适应驾驶辅助已激活。

(2)在车道偏离警告激活以及车道引导关闭时行车(也是在自适应驾驶辅助激活时)车辆横向引导已接通MMI上的车道引导在“关闭”状态，或者自适应驾驶辅助未激活。

(3)在车道偏离警告关闭以及车道引导关闭时行车，车辆横向引导已关闭，在这种情况下，自适应驾驶辅助的激活状态和MMI上车道引导的设置无影响。

3.通过车道偏离警告激活紧急情况辅助系统的变化

在利用辅助系统来对车辆进行横向引导时，司机必须保证即使在系统激活时也要将手放在方向盘上。不允许把转向任务完全交给系统。该辅助系统在车辆转向时为司机提供更多帮助，但司机的手必须保持在方向盘上。司机必须对车辆转向负全责。

为了防止滥用驾驶员辅助系统，就要检查司机的手是否放在了方向盘上。如果识别出司机的手未放在方向盘上，就会要求司机再次接管转向。如果司机对这个请求没有做出反应，那么辅助系统就会关闭了。如果车上装备有紧急情况辅助系统，那么该系统随后就会被激活，会将车辆在本车道制动至停止。

用于识别司机的手是否放在方向盘上的软件功能，被称作脱手识别。脱手的意思，就是指未识别出司机的手放在了方向盘上。反之则是识别出司机的手放在了方向盘上。

在用于车道保持的辅助系统激活的情况下，仅当相应的系统确实介入了转向时，脱手识别才可以激活。这个变化会影响到车道偏离警告。这个辅助系统只有在觉得车辆在无意中要离开本车道时，才会干预转向。比如在未操纵相应转向灯时车辆接近某侧车道分界线时。如果在180s内该系统实施了2次转向干预而在此过程中并未识别出司机有主动的转向动作，那么就会请求司机接管转向。如果接下来仍未识别出司机有行动，紧急情况辅助系统在第2次转向干预结束时就会被激活。如果在第3次转向干预开始时仍未识别出有司机的转向干预，那么组合仪表上会显示相应的文字信息，紧急情况辅助系统就开始实施将车辆制动至停住这个过程了。

4.通过车道偏离警告激活紧急情况辅助系统的具体示例

在图5所示的例子中，司机是在车道偏离警告已激活且自适应驾驶辅助系统未激活的情况下开车行驶的，司机将手移离方向盘①，这发生在时间点t = 0s。在7s后，车辆向车道分界线方向偏移，偏移程度已经严重到车道偏离警报向车道中央方向实施了一次转向干预②。在本例中，这个转向干预持续了5s。在转向干预过程中脱手是被功能并未识别出司机有主动的转向动作。在时间点t = 12s时，第1次转向干预结束③。在时间点t = 31s时，车辆再次向车道分界线方向偏移，偏移程度已经严重到车道偏离警报向车道中央方向实施了二次转向干预，这是就要求司机接管转向了④。

在第二次转向干预时仍未识别出司机将手放在方向盘上，在时间点t = 35s时，第2次转向干预结束⑤。因为第1次转向干预和第2次转向干预之间的时间间隔小于180s且在两次转向干预时为识别出司机进行过转向干预，于是车道偏离警告就关闭了，与此同时紧急情况辅助系统在后台被激活了。在第3次转向干预(这是紧急情况辅助系统要求的)开始时，组合仪表上会显示“紧急情况辅助系统已激活”⑥。这时就会发生声音、视觉以及触觉警告了。由于司机仍未有任何反应，车辆就被制动至停住了。在时间点t = 61s，车辆被制动至停住⑦。

5.用于脱手识别的电容式方向盘

在奥迪e-tron上，根据车辆装备情况，第一次采用了电容式方向盘。如装备有自适应驾驶辅助系统，那就会装备有电容式方向盘，反之则不会装备电容式方向盘。使用这种电容式方向盘可更为直接地进行脱手识别。

方向盘内集成有电容式传感器，可用于脱手识别，方向盘内的一个独立的电子装置会对传感器信号进行分析。这个电子装置在售后服务中的名字是方向盘触摸识别控制单元J1158，它是连接在LIN总线上的(图6)。这个LIN总线支路上还有一个总线用户是多功能方向盘控制单元J453。这个LIN总线系统的主控制器是数据总线诊断接口J533。

电容式传感器就连接在方向盘触摸识别控制单元J1158上，J1158根据测量的信号生成LIN总线信息，并把信息发送至数据总线诊断接口J533。J533将信息传至FlexRay总线，驾驶员辅助系统控制单元J1121就连接在FlexRay总线上。脱手识别的软件就在控制单元J1121内。

6.脱手识别的标准步骤

奥迪e-tron以前的车型，是通过分析转向力矩传感器的信号来实现脱手识别的。这种方式不会因多了硬件而引起额外费用，因为每个转向系统都是配备有转向力矩传感器的。由于对脱手识别的要求高了，因此现在首次采用了电容式方向盘。如果奥迪e-tron上没有自适应驾驶辅助系统，那么脱手识别仍是采用转向力矩传感器来实现的。这种情况下，脱手识别软件也是在驾驶员辅助系统控制单元J1121内。

二、相关传感器

1.激光车距调节控制单元J1122

在奥迪e-tron上也使用了激光扫描装置，该传感器单元是直接取自奥迪A8上的。激光扫描装置安装在前保险杠中间的牌照架下方(图7)。

2.车距调节控制单元J428(ACC)

在奥迪e-tron上只有一个雷达单元，另一个雷达单元的功能被激光扫描装置所取代了。这个雷达单元安装在前保险杠左侧(行驶方向看)，在奥迪四环旁的塑料外皮下(图7)。

奥迪e-tron上的车距调节控制单元J428是通过FlexRay总线的B通道来进行通讯的。使用时的重点放在预测效率辅助系统与取决于行驶程序的能量回收之间关系上。这时的目标是通过经常和相对提前进入能量回收阶段，来保证较高的能源效率。