ADAS状态下的发动机电控系统工作逻辑

如下图表示了发动机电控系统基础结构图，发动机电控系统包含传感器、电子控制单元、执行器。

图1 发动机电控系统基础结构图当驾驶员和ADAS同时有扭矩请求作用于动力系统时，通过如下超越逻辑进行判断响应。

• 基本超越逻辑：

节气门位置传感器用于接收ACC扭矩请求和驾驶员扭矩请求，通过如下超越算法逻辑判断响应两种扭矩中的较大值。1. ACC无正向扭矩请求时（比如此时正在发送减速制动请求时），真实驾驶员油门大于一定值Torq1，判断为驾驶员超越;2. ACC有正向扭矩请求时，真实驾驶员油门DriverTorq小于ACC发送扭矩ACCTorq，判断为驾驶员未超越;3.ACC有正向扭矩请求时，真实驾驶员油门DriverTorq大于ACC发送扭矩ACCTorq，判断为驾驶员超越;以上2、3两个过程为了防止出现超越判断的跳变，一般会设置进入超越与退出超越的Debounce时间，此时需要设置比较阈值offset，比如DriverTorq - ACCTorq=Torq>offset，进入超越；DriverTorq-ACCTorq=Torq <offset,退出超越；

• EMS响应ADAS发送扭矩逻辑：

如图a，当ADAS根据驾驶员设置速度或跟车速度需要进行加速控制时，此时需要给发动机EMS发送增扭请求，EMS响应扭矩在一定的延时time_delay（该延时主要包括网络传输延时，EMS反应时间等）后开始不断贴合ADAS发出扭矩。EMS响应ACC时存在一定的超调，通过一定时间的震荡曲线，最终趋于稳态，此时开发过程中需要控制EMS响应ADAS系统的超调量。当ADAS系统检测到整车速度大于预期速度后，开始发送降扭请求，EMS在一定延时后开始贴合ADAS扭矩减少转速和喷油量。

图a  ADAS发送增扭曲线

图b  ADAS发送降扭曲线
降扭过程中，整车原有速度由于存在阻力因素开始减速，此时相当于发动机反拖整车减速。

• 发动机反拖逻辑：

ECU通过节气门传感器获得ADAS加速扭矩请求，当判断ADAS扭矩请求大于EMS自身保护扭矩时，通过喷油器控制喷油量，从而响应ADAS扭矩请求，当判断ADAS扭矩请求小于EMS自身“保护扭矩”时，通过喷油器控制喷油量保证发动机不熄火，此时不再响应ADAS扭矩请求。
此逻辑对于ACC系统进行舒适性制动判断反拖时机起着决定性作用。故对于保护扭矩应该能够真实地反映出维持发动机不熄火的扭矩请求。实际项目中保护扭矩会受多重因素影响，可能有时会发不准，故为了更加准确的控制整车ADAS可对保护扭矩规范如下：保护扭矩=TCU附加扭矩+附件扭矩+倒拖扭矩+扭矩自学习值+根据转速档位标定的扭矩+怠速PID扭矩。进行发动机反拖时，是通过摩擦力等反作用力来进行的，其相应的反拖减速度如下：

其中EMSTorq表示EMS响应ACC发送的扭矩请求，FrictionTorq表示由于摩擦力或空气阻力生成的综合阻力，m表示整车质量。ADAS系统反拖逻辑如下：

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ADAS状态下的动力系统EMS与变速器TCU

ADAS发送加速请求有两种模式：1、发送整车直接执行到的需求扭矩（也即轮端扭矩），该值需要根据ADAS系统通过相对速度和距离计算得到的目标加速度直接换算得到的实际执行扭矩；2、发送输出至变速器间的间接传递扭矩（也即燃烧扭矩），该值需要根据ADAS考虑整车状态（如抵消摩擦扭矩等），发送值可能和真实值不同；为了保证执行扭矩的精准性，同时减少换档期间的顿挫感，需要考虑将摩擦扭矩与变速比加入发送扭矩逻辑中，以下将以发送飞轮端扭矩为例介绍动力响应详细原理。ACC发送的加速请求从发动机管理系统EMS至传动匹配系统TCU，需要进行如下几个详细的响应过程：1）EMS接收ACC扭矩请求并生成虚拟油门踏板开度，生成燃烧扭矩；2）离合器clutch接收驾驶员输入档杆信息（D档/P档/R档/N档）；3）燃烧扭矩减去摩擦扭矩后输入给离合器，TCU生成相应的档位信息（1-6档）；4）档位信息对应了相应的变速比信息，最终输出给轮端相应的执行扭矩；

针对不同离合器clutch类型状态（如DCT车型或AT车型），Clutch有相应的不同状态，其执行效率会有很大的差别，ACC系统需要根据自身执行需求控制离合器进入不同的状态。

• 锁止close：扭矩传输效率接近100%；

• 滑膜slide：扭矩传输效率不到50%；

• 脱开Open：扭矩传输效率接近0%；

即变速器TCU的实际扭矩输入=飞轮端扭矩*扭矩传输效率，我们期待的TCU状态是处于锁止状态，实际开发过程中，特别是针对低速跟车或跟车停止后TCU可能处于滑膜或脱开状态，ADAS需要充分考虑TCU的传输状态进行扭矩控制。如当低速状态下TCU易进入滑膜状态，此时ADAS需要控制扭矩发送斜率，避免出现发动机空转导致用户抱怨。

• ADAS的扭矩响应与升降挡

EMS接收ACC发送的扭矩请求，根据一定的算法逻辑换算成相应的油门开度，如下图ADAS需要针对不同的速度段匹配不同的扭矩请求，每个速度段对应了不同的油门开度（或节气门开度），每个油门开度、速度值对应了不同的档位值。

ADAS系统需要整车加速时，需要加大发送扭矩，此时EMS端节气门传感器检测到扭矩增大，相应的油门开度增加，这时变速箱会自动降挡满足动力要求。加速到目标速度后，ADAS系统减少发送扭矩，挡位会回到当前速度合适的挡位。3

开发问题研究

ADAS开发过程中，需要充分考虑执行器EMS和TCU的相应的工作状态情况，避免出现因为执行器响应误差引起用户抱怨，通过对上市车型细分市场（包括SUV、MPV、轿车）调研发现用户针对ADAS系统控制加速抱怨问题主要分为以下几类：

可以发现，对于ADAS控制加速过程中出现的一系列问题均可归咎于扭矩控制与换挡控制上，即扭矩控制需要在一定的换挡过程中契合换档逻辑。比如针对动力较弱车型或匹配过程中的最大抱怨问题为例——该加速过程中容易出现换挡频率高及换挡控制能力差，可表示为如下图：

ADAS需要整车加速时，需要加大发送驱动扭矩，此时EMS端节气门传感器检测到扭矩增大，相应的油门开度增加，这时变速箱会自动降档（low gear）满足动力要求，此时速度增加。当速度接近目标车速时，ADAS随即会降低扭矩请求，此时EMS油门开度减少，变速箱又会升档（high gear）满足动力要求。在某两个档位之间无法精确控制整车达到目标车速时，以上过程会一直重复，此时随即出现驾驶员看到的换挡频率高的问题。如上图可以看出此时为了解决此类问题，需要在两档位切换条件之间将ADAS发送的扭矩请求调节得更加平缓，此时可以保证在某一个档位上将车辆速度稳定在目标值上。

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总结

本文详细总结了动力系统与ADAS系统的交互逻辑，并且从用户角度分析了可能出现的控制问题，并给定了相应的解决措施，后续将对新能源车型的动力响应策略进行详细分析，并与传统车型进行对比，对于开发人员能够起到很好的启发和指导作用。