在自動駕駛系統(tǒng)中，轉向系統(tǒng)是保證車輛正常行駛的關鍵部件之一。電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)作為現(xiàn)代汽車中廣泛應用的轉向系統(tǒng)，以其結構簡單、響應迅速、能耗低等優(yōu)點，成為自動駕駛系統(tǒng)的理想選擇。然而，在復雜的道路環(huán)境和多變的駕駛場景下，單一的EPS系統(tǒng)難以滿足L3級別自動駕駛對安全性和可靠性的要求。因此，冗余EPS技術的引入，為自動駕駛系統(tǒng)提供了更高的安全保障。
在冗余EPS技術中，冗余策略是關鍵之一。冗余策略主要分為以下幾種：
1. 硬件冗余：通過設計兩個或多個完全相同的EPS硬件系統(tǒng)，實現(xiàn)硬件層面的冗余。當一個系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，另一個系統(tǒng)可以立即接管，確保車輛的正常行駛。
2. 軟件冗余：在軟件層面實現(xiàn)冗余，主要包括控制算法、數(shù)據(jù)處理等方面的冗余。通過設計多套獨立的控制算法和數(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)問題時，其他算法或流程能夠正常工作。
3. 數(shù)據(jù)冗余：通過采集多個傳感器數(shù)據(jù)并進行融合處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)層面的冗余。這種設計可以提高數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，降低單一傳感器數(shù)據(jù)錯誤對系統(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，其他通道或協(xié)議能夠正常通訊。
安全機制解析
除了冗余策略外，安全機制也是冗余EPS技術的重要組成部分。以下是幾種常見的安全機制：
1. 故障診斷與預警機制：通過實時監(jiān)測EPS系統(tǒng)的工作狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)潛在故障并進行預警。當發(fā)現(xiàn)故障時，系統(tǒng)可以自動切換到備份系統(tǒng)或通知駕駛員進行接管。
2. 安全降級機制：在自動駕駛系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)能夠自動降級到安全狀態(tài)，確保車輛能夠安全停車或繼續(xù)行駛。這種機制可以避免因系統(tǒng)故障導致的潛在危險。
3. 緊急制動機制：在緊急情況下，系統(tǒng)可以自動啟動緊急制動功能，確保車輛能夠迅速停車。這種機制可以避免或減少因制動系統(tǒng)失效導致的危險。
4. 人機交互機制：在自動駕駛過程中，系統(tǒng)需要實時與駕駛員進行交互，確保駕駛員能夠隨時接管駕駛任務。這種機制可以提高駕駛員對自動駕駛系統(tǒng)的信任度，降低人機切換過程中的風險。
冗余EPS的雙MCU架構。雙MCU(ECU A和ECU B)都實現(xiàn)完整控制功能，上電初始化后默認分配主從角色。正常工作狀態(tài)下，雙系統(tǒng)均進行力矩指令計算，但是從系統(tǒng)響應主系統(tǒng)分配的扭矩指令。如果系統(tǒng)發(fā)生單點失效，雙MCU根據(jù)故障診斷與處理機制判斷是否進行主從切換，必要時從系統(tǒng)切換為主系統(tǒng)。
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