随着时代的进步，人们的生活将逐步进入万物互联时代，伴随人工智能、物联网、大数据、信息通信等技术及产业化的快速发展，国家发改委在2018年初公布《智能汽车创新发展战略》(征求意见稿)，明确2020年中低级别智能汽车达到规模化生产，中高级别智能汽车实现市场化应用。2017年大专职业院校开设《汽车智能技术专业》，2018年中职与技工院校开设《智能网联汽车应用技术专业》，2019年人力资源和社会保障部、中国机械联合会联合主办全国新能源汽车关键技术技能大赛(新能源汽车智能化技术是赛项之一)，旨在辐射、引领新兴产业人才培养。本文将扼要阐述2019年中国技能大赛全国新能源汽车关键技术技能大赛，新能源汽车智能化技术赛项所涉及的智能网联汽车的结构、工作原理及无法行驶的故障诊断与分析，为已开设智能网联汽车应用技术专业的职业院校提供教学参考。

一、故障现象

智能网联汽车装配好之后，接合电源总开关，启动自动驾驶功能，智能网联汽车无法行驶。

二、智能网联汽车结构与工作原理

在诊断与分析智能网联汽车无法行驶的故障之前，先阐述智能网联汽车的结构与工作原理，为分析故障产生的原因、故障诊断方法与过程提供充分的理论依据。

1.智能网联汽车的结构

智能网联汽车(图1)主要由线控底盘和上装台架两大部分组成(图2)。

智能网联汽车线控底盘包括线控驱动/转向/制动控制系统、电气系统、CAN网络通讯系统、三电核心部件(电池、电机、电控ECU)、对外供电(3组12V输出DC/DC稳压器)和急停装置(软急停与硬急停等零部件)，如图3所示。

上装台架部分由感知系统、决策系统、执行系统和操作平台构成。感知系统包括：激光雷达、毫米波雷达、摄像头、GPS/惯导(组合导航系统)。决策系统包括：自动驾驶处理器(AGX处理器)、交换机、CAN卡、4G路由器、HUB拓展坞等(图4)。其中执行系统包括线控转向、驱动、制动等，设备安装在线控底盘上。

图1 智能网联汽车台架图

图2 线控底盘和上装台架

图3 线控底盘配置图

图4 上装部分配置图

在自动驾驶系统中，GPS/惯导(含组合导航处理器、4G天线、GNSS天线)是利用惯导系统结合差分GPS定位系统，实现厘米级定位和航向解算的 ，为车辆提供位置和航向信息。该系统是自动驾驶功能最基本的传感器。自动驾驶的主要工作是按照事先规划的路线，根据组合导航系统反馈的位置信息循线行驶。毫米波雷达可以探测车辆前方障碍物，激光雷达可以探测车辆四周障碍物，二者信息结合后车辆可实现对于行驶路线上障碍物的感知，从而进行停车或者变道绕行等决策。工控机(控制板或控制器)主要完成高层协议与车底盘控制协议之间的互相转换，以及控制报警灯在出现故障时发出提示，同时受远程急停。远程急停遥控器急停实施后控制器将控制底盘迅速刹停，不再响应高层协议消息，远程急停遥控器急停解除后，车辆可以继续受高层协议控制。AGX(自动驾驶处理器)是接收激光雷达和毫米波雷达的数据，同时也可以接受连接到路由器热点的其他终端的远程桌面控制请求，组合导航定位模块通过普通USB接口连接到AGX，起到数据储存及处理的作用。4G路由器支持网线和4G网卡，实现车载供网。HUB拓展坞通过接口和插槽，可以连接多种外部设备。交换机是提供网络通讯的网关。摄像头借助图像校正和拼接技术，提供车辆四周的全景视图，辅助车辆驾驶。

2.智能网联汽车的工作原理

智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器和执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，使车辆具备复杂环境感知、智能化决策与控制功能，能综合实现安全、节能、环保及舒适行驶的新一代智能汽车，整车设备连接逻辑如图5所示。

图5 整车设备连接逻辑图

组合导航系统GNSS天线接收GPS定位与定向信号，结合AGX处理器设定的行走路线，实现智能网联汽车AGX处理器传输信号给线控底盘控制板，控制行驶系统、转向系统等自动行驶。在自动行驶过程中，AGX处理器接收激光雷达信号、摄像头信号等识别行驶路线中的障碍物、行人等，然后传输给线控底盘控制板实现制动、避让并报警。毫米波雷达成像信号传送给线控底盘控制板，控制车辆遇到障碍物或行人时实现制动并报警等。

三、故障诊断分析