Sistema Mantenimiento Carril

8/19/2019 Sistema Mantenimiento Carril

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Asistente para

Mantenimiento de Carril

Estudiantes de automoción


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Novedades técnicas grupo VAG ASISTENTE MANTENIMIENTO CARRIL

Asistente para mantenerse en el carril

El asistente para mantenerse en el carril de VAG es un nuevo sistema desarrollado parapoder ayudar al conductor a llevar el vehículo en situaciones críticas.

Basándose en el análisis de los datos ópticos, el sistema detecta la trayectoria de la calzadae interviene de forma activa sobre la dirección cuando el vehiculo amenaza con salirse delcarril, bien por la mediana o bien por el arcén.

El sistema está pensado principalmente para usarse en autopistas y carreteras principales enbuenas condiciones, puesto que será necesario que las marcas y delimitaciones de lacalzada sean claras.

El asistente para mantenerse en el carril es capaz de:

• Detectar la trayectoria de la calzada, siempre que haya líneas que la delimiten y que el

contraste entre la calzada y sus delimitaciones sea lo suficientemente grande.• Informar visualmente al conductor sobre el estado operativo del asistente.

• Efectuar una intervención en la dirección para corregir la trayectoria o para asistir alconductor.

• Advertir al conductor, mediante una vibración en el volante, cuando la intervención querealiza el asistente en la dirección no sea suficiente para corregir la desviación de latrayectoria.

• Advertir al conductor, mediante señales ópticas y acústicas, cuando haya soltado elvolante más allá de un tiempo delimitado (detección de que no se agarra el volante).

• Inhibir las funciones del sistema cuando se desea cambiar de carril, por ejemplo al

realizar una maniobra de adelantamiento.


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Novedades técnicas grupo VAGASISTENTE MANTENIMIENTO CARRIL

Estructura del sistema


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Leyenda de componentes separados en los diferentes sistemas que intervienen:

Asistente para mantenerse en el carrilJ759 Unidad de control del asistente para mantenerse en el carrilK240 Testigo del asistente para mantenerse en el carrilZ67 Calefacción del parabrisas para el asistente para mantenerse en carril

a Cámara de escala de grises en la unidad de control

Dirección asistida electromecánicaG269 Transmisor de par de giro del volanteJ500 Unidad de control de la dirección asistidaV187 Motor para dirección asistida electromecánica

Electrónica del instrumento y de la columna de direcciónE2 Conmutador de los intermitentes

E617 Pulsador de los sistemas de asistencia al conductor

H3 Avisador acústicoJ119 Indicador multifunciónJ285 Unidad de control en el cuadro instrumentosJ527 Unidad de control de la electrónica columna dirección

Sistema de frenosF Conmutador luces freno

J104 Unidad de control de ABS/ESPb Sensor de revoluciones de las ruedasc Sistemas de regulación de la tracción disponibles, por ejemplo el ESP

Gestión del motorG28 Transmisor del régimen motorG79 Transmisor de posición del aceleradorJ623 Unidad de control del motor

Control de cruceroG550 Sensor del control de crucero adaptativoJ428 Unidad de control del ACC

Otros componentes

G17 Termosensor de temperatura exteriorJ393 Unidad de control central del sistema de confortJ519 Unidad de control de la red de a bordoJ533 Interfaz de diagnosis para bus de datos

d Limpiaparabrisas operativo


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Componentes del sistema y ubicación.

El sistema recurre a diversos sensores, actuadores y unidades de control de otros sistemasdel vehículo para ejecutar sus funciones.

Los componentes exclusivos del sistema son:

• Unidad de control del asistente para mantenerse en el carril

• Testigo del asistente para mantenerse en el carril

• Calefacción del parabrisas para el asistente para mantenerse en el carril

Testigo y pantalla en la

unidad de cuadro deinstrumentos

Pulsador para lossistemas de asistencia alconductor (en la palanca

de intermitentes)

Volantemultifunción

Unidad de controlde la electrónica de

la columnadirección

Transmisor de par de

dirección y motor dedirección asistida

Unidad de control ycalefacción del

parabrisas

El asistente para mantenerse en el carril tiene el nombre original en ingles“Lane Assist”, con lo que para denominarlo de una forma rápida utilizaremoslas siglas de la abreviatura “LA”.


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Funcionamiento del sistema

El LA se conecta y desconecta mediante el pulsadorde sistemas de asistencia al conductor ubicado en laparte frontal de la palanca de los intermitentes.Si se presiona brevemente el pulsador aparece una

lista en la pantalla del cuadro de instrumentos, y elconductor selecciona la opción “Lane Assist”.

En cuanto se conecta el asistente, este comienza aanalizar la trayectoria de la calzada que hay pordelante del vehículo mediante la cámara que vaintegrada en la unidad de control.

El sistema intenta así determinar, a partir de los datosópticos obtenidos, las delimitaciones de la calzada, la

mediana y la posición del vehículo en el carril. Si elsistema consigue registrar estas informaciones dentrode sus limitaciones, se mantendrá el modo activo.

De lo contrario, el LA se mantendrá en modo pasivo.El modo en que se encuentre el sistema vendráindicado por el testigo del asistente.

Modo activo

El vehículo puede pasar a modo activo solo si se supera la velocidad de 65km/h.

Cuando el sistema está activo, registra latrayectoria de la calzada y procede a aplicarun par de giro corrector, a través del mandode la dirección asistida, cuando el vehículoamenaza con salirse del carril virtual.

El testigo del LA está encendido en colorverde.

Testigo del LA

Menú de selecciónen la pantalla del

cuadro deinstrumentos


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Modo pasivo

En el modo pasivo, la cámara sigue registrando lacalzada y el sistema lo analiza, de forma quepueda volver a pasar al modo activo cuando

detecte una delimitación clara de la calzada o seden las condiciones necesarias.

Si se desea cambiar expresamente de carril, paraadelantar o doblar, al ponerse los intermitentes elasistente pasa a modo pasivo de forma temporal.

Si la velocidad es inferior a los 60Km/h, el LAcambia al modo pasivo.

El testigo del LA está encendido en color amarillo.

Función de mantenimiento en el carril.

En línea recta o en curvas prolongadas, si el vehículo tiende a salirse del carril virtual, el LAcalcula un par de giro para corregir esa desviación del vehículo, con una fuerza máxima de3Nm en la dirección asistida.La corrección sobre la dirección tendrá una duración máxima de 100 segundos

El conductor puede inhibir en todo momento la intervención correctora del sistema moviendo

de forma activa el volante sin necesidad de aplicar demasiada fuerza, por ejemplo si sequiere cambiar de carril sin poner los intermitentes.

Si la fuerza aplicada a la dirección con la que el sistema pretende corregir la trayectoria no essuficiente para mantener el vehículo en su carril, el sistema hará vibrar el volante por mediodel electromotor de la dirección asistida para que el conductor perciba la señal deemergencia, y se emitirá un aviso acústico.

Sistema activo, con intervención en

dirección y aviso al conductor.

Sistema activo, sin intervención en

dirección ni aviso al conductor.


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Condiciones para el correcto funcionamiento del sistema

Condiciones del sistema:

• Sistema conectado y correctas condiciones de funcionamiento

• Condiciones correctas de tensión mínima y temperatura del sistema

• Bus de datos CAN entre los diferentes sistemas involucrados en perfecto estado

• ESP conectado

• Cámara del asistente operativa y en perfecto estado

• Calefacción del parabrisas operativa

Condiciones externas:

• El carril ha detectar debe tener un ancho de 2,45 a 4,60 metros.

• Las marcas y delimitaciones de la calzada pueden ser detectadas

• El campo de visión de la cámara no esta sucio ni helado

• La distancia entre dos marcas seguidas no puede ser superior al doble del ultimamarca detectada.

Detección de volante de dirección libre

El sistema LA no solo supervisa el comportamiento del vehículo en el carril, también es capazde comprobar si el conductor ha soltado las manos del volante durante un periodo de tiempodeterminado, no se encuentra en condiciones de mover el volante por motivos de cansancio,distracciones, etc..

Para conseguirlo, el sistema recoge los datos de los sensores de la dirección asistida,teniendo en cuenta la siguiente premisa:

• Cundo un vehículo va circulando, las irregularidades de la calzada hacen que actúenunas fuerzas sobre el eje delantero que son absorbidas por la mecánica de ladirección.

PiñonEfecto causado porlas irregularidades

1. El conductor sujeta el volante

Como el conductor mantiene el volante en línearecta, las fuerzas causadas por las irregularidadesde la calzada son absorbidas por la barra detorsión de la dirección eléctrica

Esto hace que la barra este continuamentetorsionando levemente a izquierda y derecha, loque provoca el mismo movimiento en el sensor depar de la dirección.

El sensor crea una secuencia constante depequeñas señales (d) cuya presencia indica alsistema que el conductor mantiene sujeto elvolante.


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Componentes del sistema

1. Cámara

Va alojada en el módulo del asistente para mantenerse en el carril, ubicados junto a lacalefacción del parabrisas en una cubierta que cubre la base del retrovisor interior.La cámara permite captar y digitalizar la calzada en un área de 5,5 hasta 60 metros frente alvehículo.Es una cámara de escala de grisescon resolución 640 x 480 pixeles.El número de colores diferentes(Profundidad del color) que puedecaptar es de 4096 niveles de grises.(el ojo humano de 100 a 120 niveles

de grises).La tasa de frecuencia es de 25imágenes por segundo. (el ojohumano de 9 imágenes por segundo).

Si la cámara está averiada seránecesario cambiar la unidad de controlcompleta. Para sustituir el soporte dela cámara es necesario sustituir todoel parabrisas delantero.

2. El conductor no sujeta el volante

Si el conductor suelta el volante, la barra de

torsión queda libre de los dos extremos, con loque la dirección puede girar libremente hasta elvolante.

Como no hay torsión de la barra, el sensor de parno detecta ningún tipo de movimiento, con lo noemite ninguna secuencia de señales (d).

Si este estado se mantiene durante más de 8segundos, el sistema hace sonar una señal dealarma para advertir al conductor del peligro de

soltar el volante (a) y un mensaje de advertenciaen el cuadro de instrumentos (c).

PiñonEfecto causado porlas irregularidades


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Proceso de detección del carril

Veamos una secuencia de los procesos con los que la cámara crea el carril virtual:

1. Digitalización 2. Selección de las zonas de

detección trapezoidales

3. Selección de filasdeterminadas en la zona de

detección trapezoidal4. Análisis de filas individuales

de la imagen

6. Se establecen los puntos dereferencia correspondientes a la

trayectoria real de la calzada

7. Se construye un carril virtual apartir de los puntos de referencia

5. Detección de saltos en losvalores de grises

Con la ayuda de los datos de imágeneshallados, el LA calcula entonces laalineación lateral del vehículo conrespecto al carril virtual. Si el vehículo seacerca o sobrepasa este carril virtual, elLA interviene corrigiendo la dirección.


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2. Pulsador de los sistemas de asistencia al conductor

Permite conectar o desconectar los sistemas de asistencia al conductor disponibles en elvehículo, a través del menú correspondiente que se visualiza en la pantalla del cuadro deinstrumentos.La señal de accionamiento se envía a través del bus CAN a las unidades de control de los

correspondientes sistemas de asistencia al conductor con objeto de conectar o desconectarel asistente.

El pulsador va normalmentedispuesto en el extremo de lapalanca de los intermitentes.

En algunos modelos conequipamiento superior, lossistemas de asistencia seactivaran con las teclas

ubicadas en el volantemultifunción.

3. Unidad de control del asistente para mantenerse en el carril

La unidad va alojada detrás de la cubierta de labase del retrovisor, junto con la calefacción delparabrisas, el sensor de lluvia y la cámara.

La unidad calcula el carril virtual a partir de los

datos ópticos y decide si es preciso corregir ladirección dentro de las limitaciones previstas porel sistema, y durante cuanto tiempo.

Si se avería la unidad de control el sistemaqueda completamente inutilizado y seránecesaria su sustitución.

4. Calefacción del parabrisas

En la base del retrovisor, alrededor del campo de

visión de la cámara, va instalado un sistemacalefactable para evitar que se pueda helar o empañarcon el agua de condensación el parabrisas.

El correcto funcionamiento del calefactable esimprescindible para poder conectar el sistema LA.

Si falla durante la marcha de tal forma que no sepueda detectar correctamente la calzada, el LA sedesconecta.

Pulsador de los sistemas deasistencia al conductor


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Comunicación a través del Bus de datos

En el siguiente grafico se muestran los diferentes mensajes y datos que se utilizan para quefuncione el asistente para mantenerse en el carril.


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Calibraciones del sistema

El sistema cuenta con tres tipos de calibración:

• La calibración de fábrica (primera calibración, estática)

• La calibración online del propio sistema (calibración dinámica)

• La calibración del sistema en el taller (calibración estática)

La calibración Online (Calibración dinámica)

Se entiende por calibración online la autocomprobación que, durante la marcha ejecuta elpropio sistema.Resulta necesaria cuando se modifica la nivelación del vehículo, por ejemplo al cargar elmaletero. En este caso, el sistema procederá a ajustar electrónicamente el “ángulo de mira”de la cámara, ya que no es correcto, en cuanto se detecta una marca clara sobre la calzada.

Durante la autocomprobación, el asistente comprueba si se ha modificado el “ángulo deguiñada” y el “ángulo de cabeceo” medidos durante la última calibración efectuada.

Si la unidad detecta que hay alguna divergencia en los dos ángulos, estas modificacionesquedan registradas en la memoria dentro de “Desplazamiento del ángulo de guiñada” y“desplazamiento del ángulo de cabeceo” y el sistema las tendrá en cuenta al analizar lasimágenes.Ambos valores pueden leerse en el bloque de parámetros de medición.Cuando se realice una calibración estática volverán a valor “cero”.

La calibración estática (Calibración en el taller)

Durante la calibración estática se comprueba la altura de lacámara sobre la calzada, el ángulo de guiñada, el ángulo decabeceo y el ángulo de balanceo, para verificar una correctageometría del vehículo.

El ajuste se realiza a través del equipo de diagnosis, y esnecesario un panel de referencia que se alineará al frontal delvehículo.

El asistente se deberá calibrar si se producen las siguientes situaciones o averías:

• En la memoria de averías de la unidad de control se ha registrado la avería “no hayajuste básico o es incorrecto”.

• Se ha cambiado la unidad de control

• Se ha desmontado o substituido el parabrisas

• Se ha ajustado la convergencia del eje trasero

•

Se han realizado trabajos en el tren de rodaje del vehículo que han modificado elnivel de la carrocería.

Tablero de calibraciónpara el sistema LA


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Esquema del sistema

Interfaz dediagnosis parabus de datos

Unidad de control delasistente para mantenerse

en el carril + Cámara

Unidad de controlelectrónica columnadirección

Unidaddirecciónasistida

UnidadCuadroinstrumentos

Unidad de control de la red de a bordo

Motor direcciónasistida eléctrica

Bus CAN deconfort

Calefaccióndel parabrisas

Bus CAN detracción

Pulsador de lossistemas deasistencia alconductor

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