基于TSMaster的商用車ESC傳感器標定

黃河 趙掌柱 蔡振輝 韓暢銘 翟明磊 田雪毅

【摘? 要】本文主要闡述國產汽車總線開發(fā)工具TSMaster中數(shù)據(jù)庫信號的操作功能，應用快捷鍵事件機制實現(xiàn)了對商用車ESC傳感器的標定，并對標定結果進行測試驗證，為商用車ESC傳感器標定提供一種參考方案。

【關鍵詞】國產總線開發(fā)工具;數(shù)據(jù)庫信號操作;快捷鍵事件;ESC傳感器標定

中圖分類號：U463.6? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：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

黃河（1989—），男，碩士，工程師，主要從事汽車底盤控制系統(tǒng)設計、智能駕駛系統(tǒng)設計工作;趙掌柱（1987—），男，主要從事汽車電氣原理設計、智能駕駛系統(tǒng)設計工作;蔡振輝（1999—），男，主要從事智能駕駛系統(tǒng)設計工作。

近年來，隨著汽車智能化的高速發(fā)展，主動安全技術為提升車輛運行安全、預防和減少道路交通事故、降低事故傷害創(chuàng)造了有利條件，尤其是商用車領域，在法規(guī)的不斷驅動下，車輛主動安全技術得到了顯著推廣應用。其中，電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（Electronic Stability Control System，簡稱ESC）能夠糾正車輛偏離理想行駛軌跡的傾向，防止車輛出現(xiàn)轉向不足或轉向過度等失穩(wěn)狀態(tài)，改善車輛的轉向響應性和側向穩(wěn)定性[1]，其主動安全作用被逐步廣泛認可;ESC傳感器性能表現(xiàn)與其標定狀態(tài)高度相關，因此在整車下線、測試試驗、售后維修等環(huán)節(jié)中需要對ESC傳感器逐一進行標定。商用車ESC系統(tǒng)傳感器普遍采用分立形式并安裝在車輛質心附近一定范圍內，這增加了其維修標定的需求。為應對各種場景ESC傳感器的標定需求，高效、靈活、可靠的標定方案成為一種迫切需求。

汽車總線開發(fā)工具TSMaster支持連接、配置并控制所有的同星硬件工具、設備，實現(xiàn)汽車總線監(jiān)控、仿真、診斷、標定、BootLoader、I/O控制、測量測試、EOL等多種場景的功能需求。同時，它可以支持Vector、Kvaser、PCAN、英特佩斯、周立功總線系列產品硬件及市場上主流的儀器，其靈活性滿足ESC傳感器上述多場景標定需求。

本文應用TSMaster快捷鍵事件機制實現(xiàn)對商用車ESC傳感器的標定，并通過基于RBS（Remaining Bus Simulation）的數(shù)據(jù)庫信號操作完成標定結果的讀取確認。

1? 基于RBS的數(shù)據(jù)庫信號讀取

TSMaster提供了一套基于RBS的數(shù)據(jù)庫信號操作機制，允許用戶直接根據(jù)信號路徑讀取和設置信號值，操作簡單方便。若采用這種方式，前提是要啟動CAN RBS仿真。根據(jù)傳感器通信協(xié)議，ESC傳感器需要關注的信號見表1。

1.1? 添加數(shù)據(jù)庫

根據(jù)傳感器通信協(xié)議完成對應的dbc.文件設計，并在Analysis選項卡中Database工具中將dbc.文件添加到對應的通道中，如圖1所示。加載完數(shù)據(jù)庫后，在腳本編輯器的快捷提示窗口可以看到所有的數(shù)據(jù)庫報文以及信號。

1.2? 啟動RBS仿真

在Simulation選項卡CAN RBS Simulation工具中，激活ECU節(jié)點后總線結構中對應節(jié)點ECU名稱會有彩色填充。建議打開Auto star選項，以便在后續(xù)啟動物理總線時同步啟動RBS仿真。啟動RBS仿真如圖2所示。

這樣就可以通過com.can_rbs_get_signal_value_by_address函數(shù)直接讀取數(shù)據(jù)庫中的任意信號，并進行操作。關于該函數(shù)中CAN信號字符串的組成與解析，以信號ESCModuleCalibrated為例，“com.can_rbs_get_signal_value_by_address（"0/ESC_DBC4/EMBC/Yaw_STA2/ESCModuleCalibrated"，&d）;”中的參數(shù)解析如表2所示。

2? 快捷鍵事件觸發(fā)

TSMaster中，每一個測試腳本，可以把它形象理解為一個MCU，其內部的代碼框架采用前后臺程序架構，主要包含一個大循環(huán)，也就是所謂的后臺，該后臺程序默認不斷運行;前臺則包含各基于事件驅動的中斷機制。C腳本以step函數(shù)為主循環(huán)，各事件驅動的中斷事件包括CAN的接收（或發(fā)送）完成事件OnCANRx/ OnCANTx、定時器觸發(fā)事件OnTimer以及通過快捷鍵觸發(fā)執(zhí)行的函數(shù)事件OnShortCut等。

本文選擇OnShortCut作為標定數(shù)據(jù)幀發(fā)送的觸發(fā)事件，創(chuàng)建腳本流程如圖3所示。Simulation->C Code Editor->Open C ScriptEditor，在樹結構中的OnShortCut節(jié)點上單擊右鍵新建OnShortCut事件，設置快捷鍵事件的名稱和快捷鍵為字母“C”，將該觸發(fā)時間鍵盤“C”鍵關聯(lián)。完成事件定義后單擊新建的OnShortCut事件“C”選擇“Edit Selected”進入事件函數(shù)的編輯。

3? ESC傳感器標定及驗證

添加數(shù)據(jù)庫、啟動RBS仿真并添加快捷鍵事件之后，接下來需要編輯快捷件事件函數(shù)體，快捷鍵事件函數(shù)體內容直接表達ESC標定交互過程。

3.1? ESC標定流程

ESC傳感器標定的基本過程是：首先發(fā)送第1幀報文YAS_CAL（ID為0x18EF490B），將傳感器設置為未標定狀態(tài)，并激活編程模式;然后再次發(fā)送標定報文YAS_CAL（根據(jù)標定協(xié)議，發(fā)動的標定報文為同一ID，但是數(shù)據(jù)域不完全相同），標定傳感器當前位置為LateralAcc、YawRate、LongAcc信號值為初始位置（信號物理值為0），此時傳感器處于已標定狀態(tài)，同時進入常規(guī)模式。

特別提示：整車下線、測試試驗、售后維修等環(huán)節(jié)中，ESC傳感器安裝完成后需要進行標定，標定好的位置和角度是不允許被修改的。

3.2? 快捷鍵事件函數(shù)編輯

如上所述，快捷鍵事件函數(shù)體中，首先需要創(chuàng)建第1幀報文YAS_CAL的結構體（f0），并根據(jù)標定協(xié)議填充數(shù)據(jù)域，調用異步發(fā)送函數(shù)（com.transmit_can_async（&f0））將其發(fā)出，等待150ms;然后根據(jù)基于RBS的數(shù)據(jù)庫信號操作讀取標定標志信號（Module Cali）值以判斷ESC傳感器是否已經設置為未標定狀態(tài)，這里要用到com.can_rbs_get_signal_value_by_address函數(shù);如果未成功將標定標志位置為未標定狀態(tài)，則需要檢查第1幀標定報文YAS_CAL的狀態(tài)是否正確及其他條件是否滿足，并停止后續(xù)操作;在標定標志位成功置為未標定狀態(tài)后，進行第2幀標定報文的發(fā)送，并再次根據(jù)標定ESC傳感器反饋的標定標志位判斷并輸出標定結果。快捷鍵函數(shù)體內容如圖4所示。

3.3? 測試驗證

在臺架上對標定的交互過程進行驗證，標定結果如圖5所示。標定后LateralAcc、YawRate、LongAcc信號值為初始位置（信號物理值為0）。

分別選取加速、減速、左轉、右轉、上下坡道等典型工況進行實車測試。其中，直線+加速+左轉掉頭測試場景下ESC傳感器各信號值曲線如圖6所示。

數(shù)據(jù)顯示ESC傳感器輸出報文生命值信號正常;ESC傳感器標定后在實車急加速前，縱向加速度信號LongAcceleration值趨近于0;急加速過程中該信號值顯著增大（最大時達到2.13m/s2），在兩次換擋操作間歇過程中該信號值再次趨近于0;在后續(xù)制動過程中，該信號值顯著減小且最小時達到-3.4m/s2;在左轉掉頭過程中，橫向加速度信號LateralAcceleration值與橫擺角速度Yaw_Rate信號值有顯著變化，且最大值分別達到1.03m/s2、24.02degree/s;信號值變化趨勢與實際工況一致。經驗證，標定后的ESC傳感器能夠準確表達車輛姿態(tài)。

4? 總結

本文介紹了國產汽車總線開發(fā)工具TSMaster中數(shù)據(jù)庫信號操作功能，應用快捷鍵事件機制實現(xiàn)了對商用車ESC傳感器的標定，并對標定結果進行了測試驗證。通常情況，ESC傳感器標定工作應該由供應商或主機廠使用專用標定工具來進行，但在試制、維修或問題排查中，受場地、周期等方面限制，需要更為靈活、高效的標定方案，因此本文給出了一種應急參考方案[2]。本文針對國產汽車總線工具TSMaster工具的使用拋磚引玉，希望對相關人員有一定幫助。

參考文獻：

[1] 康拉德·萊夫. BOSCH車輛穩(wěn)定系統(tǒng)和駕駛員輔助系統(tǒng)[M]. 北京：北京理工大學出版社，2015.

[2] 唐鍵，胡艷峰. 基于CANoe的轉角傳感器零位標定[J]. 汽車電器，2019（7）：42-44.

（編輯? 凌? 波）