◆文/廣東 胡旭峰

大眾2013款帕薩特即將上市，其在上一款車型的基礎上做了不少改進，其中自動泊車輔助系統(tǒng)由1.5版本升級到2.0版本。自動泊車輔助系統(tǒng) 2.0是大眾公司的第三代自動泊車輔助系統(tǒng)，它可以幫助車輛進入更短的平行泊車位，除了新增垂直泊車功能，還為平行泊車增添了許多新的功能。

自動泊車輔助系統(tǒng)簡稱PLA，其功能主要包括泊車輔助和泊車過程中自動轉(zhuǎn)向功能。自動泊車輔助系統(tǒng)可以在泊車時自主進行轉(zhuǎn)向運動，駕駛員僅需控制油門、制動以及掛擋，并且該系統(tǒng)可以隨時接管方向盤，停止系統(tǒng)作用。

一、系統(tǒng)對比

第三代PLA系統(tǒng)2.0首次安裝在帕薩特車型上，與前兩代PLA系統(tǒng)1.0和1.5相比，2.0版本系統(tǒng)在各方面有了顯著的提高。新一代自動泊車系統(tǒng)能輔助車輛停入更小的平行于車道的車位(平行泊車)，可使車輛部分或全部停在路沿上，在其他障礙物(樹、灌木叢或摩托車)之間停車，而且還能將車輛停入橫置于車道上的車位(垂直泊車)。PLA系統(tǒng)2.0泊車示意圖如圖1所示。

PLA系統(tǒng) 2.0通過前后各6個傳感器以及對系統(tǒng)網(wǎng)絡的擴展和對軟件的更新實現(xiàn)其功能。與前兩代PLA系統(tǒng)相比，第三代系統(tǒng)中植入了一個主動的制動干涉，以避免在泊車過程中可能出現(xiàn)的車輛損壞。此外，該系統(tǒng)還能輔助車輛駛出平行泊車位。三代PLA系統(tǒng)的對比關系如表1所示。

二、系統(tǒng)結構

PLA系統(tǒng)2.0需要與各子系統(tǒng)協(xié)同工作才能實現(xiàn)自動泊車功能。以下是參與工作的子系統(tǒng)：電控機械式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、帶ABS和ESP的制動系統(tǒng)、發(fā)動機和變速器管理系統(tǒng)、組合儀表和轉(zhuǎn)向柱電子系統(tǒng)、掛車識別系統(tǒng)(若配備)、信息娛樂系統(tǒng)、電控推拉門。

表1 三代PLA系統(tǒng)的對比

要實現(xiàn)自動泊車這樣一個復雜的功能，需要車輛的各個子系統(tǒng)協(xié)同工作。圖2展示了CAN 數(shù)據(jù)總線中的聯(lián)網(wǎng)關系。

1.電控機械式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

電控機械式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是安裝PLA系統(tǒng)的一個重要前提。該系統(tǒng)使得PLA系統(tǒng)控制單元能夠通過助力轉(zhuǎn)向電驅(qū)動裝置主動實施自動轉(zhuǎn)向功能。助力轉(zhuǎn)向控制單元J500主要用來控制轉(zhuǎn)向裝置，轉(zhuǎn)向力矩傳感器 G269接收到駕駛員接管方向盤的信號后就能立刻終止自動泊車過程。

2.制動系統(tǒng)

ABS控制單元J104傳輸車輛速度信號，并在車速過高時實施減速制動，直至車速低于7km/h或9km/h。當有碰撞危險時，ESP系統(tǒng)便介入，制動車輛至靜止并關閉PLA系統(tǒng)。后輪的兩個輪速傳感器G44和G46還負責識別車輪運動的方向，通過這兩個傳感器，PLA系統(tǒng)可以得到車輛的位移信息，并獲悉車輛是在向前還是向后行駛。

3.發(fā)動機和變速器管理系統(tǒng)

自動變速器控制單元J217可識別當前掛入的擋位。PLA系統(tǒng)通過車載電網(wǎng)控制單元得到車輛掛入倒車擋的信息。對于裝有啟動/停止裝置的車輛，在PLA系統(tǒng)啟動狀態(tài)下，發(fā)動機控制單元會控制發(fā)動機在車輛靜止時不停止工作。

4.組合儀表和轉(zhuǎn)向柱電子裝置

組合儀表內(nèi)的控制單元J285負責顯示，其以圖標的形式顯示出在道路左側(cè)或右側(cè)的平行泊車位和垂直泊車位、行駛方向提示、制動提示以及各泊車階段的進程，并能發(fā)出信號音。車外溫度由車外溫度傳感器G17測量并發(fā)送給組合儀表內(nèi)的控制單元，它會影響到障礙物間距離的測量結果，因為溫度會影響氣壓，進而改變了超聲波的擴散速度。通過轉(zhuǎn)向燈E2可得知車輛要停泊在道路的哪一邊，信號通過轉(zhuǎn)向柱電子裝置控制單元J527傳遞，并將相應的圖像顯示在組合儀表顯示屏上。

5.掛車識別裝置與推拉門

如果掛車裝置U10識別出掛車插口被占用，那么就不能啟動 PLA系統(tǒng)。對于帶電控推拉門的車輛，在操縱車門時，PLA系統(tǒng)將被關閉。

6.信息娛樂系統(tǒng)

收音機/導航系統(tǒng)可以為泊車距離控制器或倒車攝像頭提供圖像顯示，在使用PLA系統(tǒng)泊車的過程中也可顯示障礙物。收音機音量可以在 PLA系統(tǒng)開啟時通過編碼調(diào)整。

三、系統(tǒng)傳感器

PLA系統(tǒng)2.0除了上述各子系統(tǒng)外，還必須通過PLA系統(tǒng)傳感器和泊車輔助系統(tǒng)傳感器配合工作。傳感器的探測范圍在4.5m左右。

1.PLA系統(tǒng)傳感器

PLA系統(tǒng)傳感器G568、G569、G716、G717(見圖3)是超聲波傳感器，它們通過支架被固定在前、后保險杠上。位于前保險杠上的兩個側(cè)面超聲波傳感器用于探測泊車位，左前PLA系統(tǒng)傳感器G568安裝于車輛前保險杠左側(cè)；右前PLA系統(tǒng)傳感器G569安裝于車輛前保險杠右側(cè)。后面的兩個側(cè)面超聲波傳感器用于控制距離和在垂直泊車時調(diào)整車輛位置，左后PLA系統(tǒng)傳感器G716安裝于車輛后保險杠左側(cè)；右后PLA系統(tǒng)傳感器G717安裝于車輛后保險杠右側(cè)。

兩個PLA系統(tǒng)前傳感器G568和G569輸出的信號為自動轉(zhuǎn)向功能服務。一方面用于測量可用的泊車位，另一方面用于在泊車過程中監(jiān)測與旁邊停泊車輛或障礙物的側(cè)邊距離。傳感器信號還會影響到駛過角的計算。

兩個PLA系統(tǒng)后傳感器G716和G717輸出的信號用于測量在垂直泊車時泊車位的實際寬度和位置。傳感器信號還用于評價車輛是否停入泊車位的正中間，同時用于監(jiān)測在泊車過程中與側(cè)邊障礙物的距離。

失靈時可對傳感器進行診斷。如果其中一個傳感器失靈，就無法使用自動泊車功能。

2.泊車輔助系統(tǒng)傳感器

泊車輔助系統(tǒng)傳感器G203、G204、G205、G206、G252、G253、G254、G255(見圖3)也是超聲波傳感器。它們分別安裝在前、后保險杠上，工作原理與PLA系統(tǒng)傳感器相似。它們位置的布局使信號的覆蓋范圍產(chǎn)生了少許重疊，所以不存在任何障礙物探測死角。

前后保險杠上各有4個控制泊車距離的超聲波傳感器：左后泊車輔助系統(tǒng)傳感器G203；后部左中泊車輔助系統(tǒng)傳感器G204；后部右中泊車輔助系統(tǒng)傳感器G205；右后泊車輔助系統(tǒng)傳感器G206；右前泊車輔助系統(tǒng)傳感器G252；前部右中泊車輔助系統(tǒng)傳感器G253；前部左中泊車輔助系統(tǒng)傳感器G254；左前泊車輔助系統(tǒng)傳感器G255。

這些傳感器的信號用來控制泊車距離，也用于實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)向功能。這兩種功能都需要通過測量車輛之間的距離以及車輛與其他物體之間的距離來實現(xiàn)。

失靈時可以對全部8個傳感器進行診斷。只要有一個傳感器損壞即會導致整個系統(tǒng)的失靈。由于某個組成元件的技術故障而導致的自動轉(zhuǎn)向功能失靈會在車速低于50km/h時，通過閃爍指示燈來提示駕駛員。

四、系統(tǒng)工作原理

1.駛?cè)氩窜囄坏墓ぷ髟?/h3>

PLA系統(tǒng)2.0倒車入位的過程可分為如下幾個階段：測量泊車位長度、啟動PLA系統(tǒng)、在PLA系統(tǒng)幫助下進行泊車。

(1)測量泊車位長度

PLA系統(tǒng)在向駕駛員提供轉(zhuǎn)向幫助之前，必須先對泊車位進行測量，并識別車輛相對于泊車位的位置。即使PLA系統(tǒng)2.0未開啟，傳感器(G568和G569)仍會保持工作狀態(tài)，這樣在車輛前進過程中，當車速低于40km/h(平行泊車位)或低于20km/h(垂直泊車位)時，兩個位于車前端的傳感器便會測量車輛兩側(cè)所有可停入的泊車位，這兩個傳感器的探測范圍在4.5m左右。通過上述方法還能找到并識別出在轉(zhuǎn)彎處或彎道上的泊車位，與在筆直道路上識別沒有差別。除車輛以外，系統(tǒng)還能識別到其他物體以及某一物體后或是兩個物體之間的泊車位。如果PLA系統(tǒng)沒有識別出泊車位前面較小的物體，當車輛靠近這些物體時，會由泊車距離控制系統(tǒng)發(fā)出警告音。圖4中的示例可以幫助理解在道路右邊測量泊車位的過程。

無論泊車位在道路的左邊還是右邊，最后一個被測泊車位的數(shù)據(jù)會臨時存儲在PLA系統(tǒng)的控制單元中，當發(fā)現(xiàn)新的泊車位或車輛已遠離上一個泊車位(駛離平行泊車位超過15m，垂直泊車位超過8m)時，關于上一個泊車位的數(shù)據(jù)才會被刪除。若在有效范圍內(nèi)按下PLA按鍵開啟PLA系統(tǒng)，記錄在控制單元中的泊車位就會在組合儀表顯示器上，顯示為在長方形陰影中的一段空白區(qū)域。當關閉發(fā)動機(發(fā)動機停止)后，存儲在PLA系統(tǒng)控制單元里的泊車位就會被刪除，泊車位測量會重新開始。

測量平行泊車位時，符合要求的平行泊車位長度應大于車身長度加上機動距離與安全距離(前后至少各留有0.4m)。駛過泊車位時的車速要低于40km/h。車輛的最佳起始位置應在平行泊車位旁，并處于行駛方向上，且車輛側(cè)面與已停放好的車輛之間的距離在0.5m到2.0m之間。其工作原理如圖5所示。

測量垂直泊車位時，符合要求的垂直泊車位長度應大于車身長度加上機動距離與安全距離(左右至少各留有0.35m)。駛過泊車位時的車速要低于20km/h。車輛所在的最佳位置應在垂直泊車位旁，處于行駛方向上，且車輛側(cè)面與已停放好的車輛之間的距離在0.5m到2.0m之間。一旦泊車位被確定，PLA系統(tǒng)就會通過組合儀表顯示屏上的陰影部分要求駕駛員繼續(xù)前行，駛過泊車位，直至到達一個適合泊車起始位置。其工作原理如圖6所示。

當車速在40～50km/h之間(針對平行泊車位)或20～50km/h之間(針對垂直泊車位)時，PLA系統(tǒng)便會切換至被動模式(待機模式)，駕駛員可以在組合儀表顯示屏上看到相應的指示。當車速再次低于40km/h或20km/h時，無需重新啟動系統(tǒng)，傳感器就會開啟并開始探測泊車位。在車輛速度超過50km/h時，測量泊車位的傳感器會完全關閉，并且之前保存的數(shù)據(jù)會被刪除，PLA系統(tǒng)必須重新啟動。當車輛停止行駛超過30s時，傳感器也會暫時關閉。一旦車輛再次啟動，傳感器就會重新啟動。

(2)啟動PLA系統(tǒng)

每次進行泊車過程前都需要通過按鍵E581來啟動PL A系統(tǒng)，PL A系統(tǒng)指示燈K241亮起表示系統(tǒng)已開啟。組合儀表顯示器上可能會顯示已存在存儲器里的泊車位，也可能還未確認和保存任何泊車位，那么就會要求駕駛員繼續(xù)行駛。根據(jù)按鍵次數(shù)的不同，可以在要進行泊車時選擇以下不同的功能：第1次按鍵表示開啟PLA系統(tǒng)，并自動在顯示屏上顯示車輛右側(cè)的平行泊車位；第2次按鍵表示自動在顯示屏上顯示車輛右側(cè)的垂直泊車位；第3次按鍵表示關閉PLA系統(tǒng)。

如果駕駛員想在道路左側(cè)泊車，只需在按下PLA系統(tǒng)按鍵后打開左轉(zhuǎn)向燈進行切換即可。原則上PLA系統(tǒng)默認左置方向盤車輛應在道路右側(cè)停泊(右置方向盤車輛默認應在道路的左側(cè)停泊)，在這種情況下駕駛員不需要給予車輛其他指令。

(3)通過PLA系統(tǒng)進行泊車

在測量到合適的泊車位且確定車輛位置恰當后便可以進行泊車了。在駕駛員開始進行自動泊車前，必須先掛入倒車擋，并在靜止約0.5s后開動車輛。靜止時間是指從掛入倒車擋后到車輛真正開動的時間，在這段時間里，所有相關系統(tǒng)都會啟動，并開始計算行駛路線。在自動泊車過程中無需駕駛員操控方向盤，由PLA系統(tǒng)來控制方向，并按照計算好的行駛路線駛?cè)氩窜囄弧?/p>

在多次移車入位的過程中，駕駛員可以在組合儀表顯示屏上看到前行或后退的操作提示。位于后部的2個輪速傳感器G44和G46可以識別車輛是在前行還是后退。此外，在倒車過程中還將額外用到8個泊車輔助系統(tǒng)傳感器和4個側(cè)面PLA系統(tǒng)傳感器來監(jiān)控距離。當泊車過程結束后，組合儀表顯示屏會提示自動轉(zhuǎn)向輔助已完成。如果在自動泊車過程中識別到車輛所處的位置有危險情況或駕駛員介入了方向盤控制，自動泊車系統(tǒng)就會中止。

①泊入平行泊車位

駕駛員按下PLA系統(tǒng)鍵選擇平行泊車功能，其相應的圖示會顯示在組合儀表顯示屏上。平行泊車可以通過多次移位完成。泊車時，從泊車起始位置到進入泊車位前的最高車速不得超過9km/h(直線行駛)，在駛?cè)氩窜囄坏倪^程中，最高車速不得超過7km/h(在方向盤轉(zhuǎn)動后)。泊入平行泊車位過程如圖7所示。

PLA系統(tǒng)2.0可以將車輛泊入障礙物之間(見圖8)，該系統(tǒng)不僅能識別車輛，還可以識別其他物體，可以對如房屋墻面、圍墻或路沿等進行定位。另外，系統(tǒng)還可以幫助駕駛員在如樹木、垃圾桶、灌木叢或摩托車等障礙物之間泊車。如果識別到路沿，則會在距離路沿邊緣15cm處以“通過路沿定位”的方式進行泊車；如果識別不到路沿，則會將車輛與停泊在障礙物前的其他車輛停成一排。

PLA系統(tǒng)2.0可以將車輛部分或全部泊在路沿上(見圖9)，系統(tǒng)首先識別出路沿的邊緣以及車輛與路沿邊緣之間的距離。此外還要測量其他停著的車輛或物體，以此得出泊車位的長度與深度。在泊車過程中，系統(tǒng)總是以其他車輛的位置為基準(通過車輛定位)，如果停著的車輛有部分停泊在路沿上，那么待泊車輛也可部分停泊在路沿上；如果兩輛車的停泊方式不同，如一輛車部分停泊在行車道上，而另一輛車則全部停泊在人行道上，那么待泊車輛就與停在前面的車輛同排停泊。

系統(tǒng)還可以輔助車輛在彎道上進行泊車(見圖10)。在其他條件不變的情況下，系統(tǒng)可在半徑超過20m的曲折道路上或彎道上識別出泊車位，過程與在直路上沒有區(qū)別。

②泊入垂直泊車位

駕駛員通過PLA系統(tǒng)按鍵選擇垂直泊車功能(見圖11)，相應的圖示會在組合儀表顯示屏上顯示出來。垂直泊車過程可以通過多次移位來完成。為使兩側(cè)車門可以相同程度打開，系統(tǒng)會控制車輛停在車位的正中間。

位于車輛后側(cè)的傳感器G716和G717主要用來控制車輛，使其位于車位的中間，這兩個傳感器的探測范圍與其他用來感應障礙物的PDC傳感器功能一樣。從泊車起始位置到進入泊車位前的最高車速不得超過9km/h(直線行駛)，在駛?cè)氩窜囄坏倪^程中，最高車速不得超過7km/h(在方向盤轉(zhuǎn)動后)。

(4)制動輔助

制動輔助有2個作用：在超過泊車限速時減速；在與障礙物有碰撞危險時制動車輛至靜止以避免發(fā)生碰撞。

在泊車過程中會進行相應的減速(見圖12)，在超過限速范圍，即行駛速度大于9km/h(直線行駛)或行駛速度大于7km/h(在駛?cè)氩窜囄坏倪^程中)時，PLA系統(tǒng)會要求ESP系統(tǒng)執(zhí)行減速，泊車過程會繼續(xù)，也就是說PLA系統(tǒng)始終保持開啟狀態(tài)。如果車輛繼續(xù)加速至超過10km/h時，PLA系統(tǒng)將停止工作。

開始自動泊車后，在行駛路線上發(fā)現(xiàn)有障礙物且駕駛員未能及時發(fā)現(xiàn)進行制動，或PLA系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)與障礙物有相撞危險時，系統(tǒng)會進行制動直至車輛停止(見圖13)。該功能只有在車速不超出限速上下各1.5km/h的范圍時才可使用。車輛被制動至靜止狀態(tài)后，自動泊車過程將終止，再次啟動PLA系統(tǒng)后，必須重新識別泊車位。

以上PLA系統(tǒng)的制動功能僅用于減少碰撞危險或減少事故危害，不能作為安全系統(tǒng)來使用。在理想條件下可以避免事故，但是不確保一定能在障礙物前停下。駕駛員仍然要注意對油門、離合器和制動過程的控制。

2.駛出泊車位的工作原理

在PLA系統(tǒng)2.0的幫助下駛出平行泊車位的步驟如下：啟動PLA系統(tǒng)；測量泊車位；在PLA系統(tǒng)幫助下駛出泊車位。

(1)啟動PLA系統(tǒng)

在每次駛出泊車位前都需要通過按鍵E581來啟動PLA系統(tǒng)。為了進入駛出泊車位模式，車輛在點火之后不得開動，即車輛的位置不得發(fā)生改變。根據(jù)按下PLA系統(tǒng)按鍵次數(shù)的不同，可以在駛出泊車位時選擇以下不同功能：第1次按鍵表示啟動PLA系統(tǒng)(用于駛出泊車位)；第2次按鍵表示關閉PLA系統(tǒng)。

通過點亮PLA系統(tǒng)指示燈K241來表明功能已激活，在組合儀表顯示屏上會提示“請打開轉(zhuǎn)向燈，掛入倒車擋”。

(2)測量泊車位

駛出泊車位的過程只需用到保險杠上的PDC傳感器(前后各4個)。它們可以感應出待泊車輛與前后靜止車輛或障礙物之間的距離。駛出泊車位需要的最小距離為車身長度加上前后分別至少0.25m的機動安全距離。

(3)借助PLA系統(tǒng)駛出泊車位

按下PLA系統(tǒng)按鍵，在系統(tǒng)測量完泊車位中車輛的位置后就可以開始駛出泊車位了(見圖14)。駕駛員在車輛處于靜止的狀態(tài)下打開轉(zhuǎn)向燈，掛入倒車擋后起步，系統(tǒng)就開始輔助車輛自動駛出泊車位。轉(zhuǎn)向燈的方向告知車輛將從哪個方向駛出泊車位。接下來駕駛員就可按照組合儀表顯示屏的提示(與泊入時相同)進行操作。系統(tǒng)完成數(shù)次前后移位后，再由駕駛員接管方向盤。

如果PLA系統(tǒng)認為經(jīng)過下一段規(guī)定的行駛路線后，車輛能夠駛出車位，那么就會結束輔助過程，并由駕駛員接管方向盤。如果在自動駛出泊車位過程中識別到會危及車輛安全的物體，或駕駛員介入了轉(zhuǎn)向操作，自動泊車輔助就會中斷。由于技術原因PLA系統(tǒng)2.0還不能輔助車輛從垂直泊車位中駛出。

(4)制動輔助

ESP系統(tǒng)會介入車輛駛出泊車位的過程(與泊車入位時一樣)，當駛出泊車位的速度大于7km/h時實施減速制動。在探測到障礙物時，會制動車輛至靜止，以減少損失。

六、系統(tǒng)限制

測量泊車位以及之后的泊車過程可能會因為環(huán)境因素而受到影響，如系統(tǒng)不能識別如下物體：窨井蓋、凹陷或松散的路肩、泊車位上較小的物體。超聲波傳感器的物理特性可能會受一些因素的影響，如傳感器臟污、傳感器薄膜上有雨滴、傳感器上有冰雪，以及大雨、大雪或大風天氣。

如果路沿上有樹葉、垃圾或積雪會加大PLA系統(tǒng)的辨識難度，因為樹葉或積雪對超聲波信號的反射有較強的影響，會導致PLA系統(tǒng)接收不到返回的超聲波信號，造成系統(tǒng)運行錯誤。另一個關于系統(tǒng)限制的例子是在岔路口或建筑物入口處，系統(tǒng)可能會誤將附近大門關閉的庭院入口視作理想的泊車位。當出現(xiàn)系統(tǒng)故障或物理故障時，組合儀表顯示屏上會出現(xiàn)提示。