克诺尔集团（Knorr-Bremse）正致力于推进卡车行业的高度自动化驾驶（HAD）技术。作为其细分市场的专业领导者，克诺尔集团主要为制动、转向和电源管理系统提供先进的冗余架构。目前，该集团正专注于开发适用于SAE L4（4级自动驾驶）的冗余执行器技术，该技术至关重要，其应用前景远不止于自动驾驶领域。据外媒报道，克诺尔集团诚邀对其技术感兴趣的嘉宾，于2024年9月17日至22日前往汉诺威国际商用车展览会（IAA Transportation 2024 in Hanover），在12号展厅的C21展位上参观交流。
自动驾驶卡车（图片来源：克诺尔集团）
提高自动化水平需要系统具备冗余功能。未来，越来越多的功能以及相应的责任将从人类转移到机器上。推动驾驶自动化的几个目标包括解决驾驶员短缺、提升道路安全以及降低运营商的总拥有成本（TCO）。但是，要实现成功的自动驾驶，关键前提是车辆必须具备高水平的可靠性和可用性，这反过来要求车辆具备冗余（故障后仍可操作）制动、转向及电源管理系统。
因此，这里的冗余被认为是相互独立工作的主系统和备用系统，具备故障或失效的系统化检测和管理功能，且每个系统之间可互相监控。对于克诺尔集团而言，设计冗余功能组件所面临的挑战包括满足更高的安全要求、添加和修改部件、建立新的接口以及验证和确认整个系统解决方案的复杂任务等。其他挑战还包括因开发关键安全部件的新流程框架而产生的新的工作方式。尽管面临上述挑战，克诺尔集团凭借其深厚的经验和专业知识，能够为所有新应用开发出成本优化的系统解决方案。
克诺尔集团的冗余系统
克诺尔集团采用最先进的方法，已经研发出以下制动、转向和电源管理系统产品。所有产品均已准备好上市：
rGSBC制动系统：已经采用该公司新款全球可扩展制动管理（GSBC）系统的客户，将能够以高性价比的方式将该系统升级为已得到HAD（高度自动化）优化的冗余系统（rGSBC）。GSBC的模块化设计将传统制动控制系统中的许多不同组件简化为单一的技术制动控制平台，从而简化了系统布局，并节省了组件数量、重量和安装成本。克诺尔集团在新款冗余系统中继续采用了此种模块化方法，尽可能重复利用现有的组件，并仅引入少量经过修改或全新的系统模块。
电动动力转向系统（EPS）：除了纯电动、安全可靠的EPS系列产品，克诺尔集团也在研发电动动力转向系统的冗余版本。新款rEPS系统可为自动驾驶汽车（无论是电动车还是传统动力车）提供至关重要的冗余转向功能。rEPS系统的电机和电气化控制系统（硬件和软件）均采用内置冗余设计。将rEPS与制动转向功能相结合，可以实现更高层次的冗余，此种高级概念仅有克诺尔集团的EPS系统才可支持。此种组合让自动驾驶车辆即使在发生关键故障时，仍可以继续自主完成任务。此种纯电动EPS转向系统的配置基本满足线控技术的所有先决条件，即实现了不依赖于方向盘和转向执行器之间机械连接的电动转向。当驾驶员转动方向盘，其动作通过电子方式被捕捉，并以电子信号的形式被传输至车轴。随后，克诺尔集团的EPS系统可以执行实际的转向操作。
冗余电源管理系统（rPMS）：随着车载电气系统数量的增加，卡车需要更多能量，而且需要能够符合最新安全要求的车载电气系统架构。rPMS系统确保能够为安全关键系统（如纯电动转向、制动控制器以及其他控制单元）以及自动驾驶所需的传感器提供充足的电力。通过两个完全独立的供电电路，在失效保护模式下运行，系统能够最大限度地保障其可用性，从而显著提高商用车辆的安全性能。
卡车运动控制器（TMC）：该系统可以优化纵向和横向的驾驶动力学性能。克诺尔集团的TMC系统将所有主动参与车辆动力学（制动、转向和驱动单元）的执行器都整合在一起，以便在同一执行层面上进行管理。TMC将常规的驾驶指令转化为针对各个执行器的具体指令，从而简化与虚拟驾驶员之间的接口。由于TMC了解车辆的特定特性及其限制，该系统确保在关键驾驶情况下，车辆始终可靠地处于控制之中。作为冗余控制系统的一部分，TMC可以探测和处理潜在的执行器故障或失效情况，并通过智能方式组合其他执行器，从而抵消此类故障的影响。
高级驾驶辅助系统（ADAS）：克诺尔集团推出的下一代ADAS解决方案，充分证明了该公司作为商用车安全技术持续研发的可靠合作伙伴的地位。作为实施欧美通用安全法规II（GSR II）的领先合作伙伴，该法规将从2024年7月7日起对新登记的车辆生效。盲点信息系统（BSIS）和移动起步信息系统（MOIS）等碰撞预警系统，能够有效预警驾驶员可能与临近的行人或骑行者发生的碰撞风险。此外，克诺尔集团还将展示一款名为Fusion Front ADAS的创新驾驶辅助系统，该系统融合了前置摄像头和雷达技术，以精准探测复杂的交通状况和相关物体。该款ADAS系统不仅包括行人高级紧急制动系统（PAEBS）和车道保持辅助（Lane Keeping Assist）等先进功能，还负责执行高级紧急制动系统（Advanced Emergency Braking System）和车道偏离预警系统（Lane Departure Warning System）等法定安全功能。
