ACC自適應(yīng)巡航系統(tǒng)

1、ACC汽車自適應(yīng)巡航系統(tǒng)(Adaptive Cruise Control)（一）ACC系統(tǒng)簡介ACC系統(tǒng)的組成及工作原理 工作原理： 當(dāng)自車通過雷達(dá)探測到前方?jīng)]有汽車等其它障礙物時，汽車執(zhí)行傳統(tǒng)巡航控制，按駕駛員設(shè)定的速度行駛；當(dāng)雷達(dá)探測到前方有汽車切入或減速行駛時，啟動ACC 控制系統(tǒng)，按照駕駛員設(shè)定的車間時距，通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門作動器和制動作動器來控制自車的速度和加速度，以保證計(jì)算的車頭凈距。功能 測距傳感器即雷達(dá)，用于測量自車與前車的相對距離、相對速度、相對加速度； 中央控制單元ECU 進(jìn)行控制計(jì)算，負(fù)責(zé)計(jì)算設(shè)定速度、實(shí)現(xiàn)車頭凈距控制的加速度，并發(fā)出控制指令，控制汽車速度和加速度的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

2、 作動器包括節(jié)氣門作動器和制動作動器，用于調(diào)節(jié)汽車的加速度，以滿足控制的要求。ACC 系統(tǒng)的組成 測距傳感器（雷達(dá)） ECU 作動器 1.測距傳感器（雷達(dá)）在ACC 系統(tǒng)中，測距雷達(dá)用于測量自車與前方車輛的車頭距、相對速度、相對加速度，是自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備之一，也是決定該系統(tǒng)造價的主要元件。它造價的高低直接影響該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用，因而在該項(xiàng)技術(shù)中占有重要地位。它包括發(fā)射天線、接受天線和DSP（數(shù)字信號處理）處理單元、數(shù)據(jù)線總成幾部分。當(dāng)前，測距雷達(dá)的研究主要集中在毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)上。 毫米波雷達(dá)是利用目標(biāo)對電磁波反射來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測定其位置的。毫米波頻率高、波長短，一方面可縮小從天

3、線輻射的電磁波射束角幅度，從而減少由于不需要的反射所引起的誤動作和干擾，另一方面由于多普勒頻移大，相對速度的測量精度高。在汽車上應(yīng)用毫米波雷達(dá)測距，有以下特點(diǎn)：探測性能穩(wěn)定。它不易受對象表面形狀和顏色的影響，也不受大氣流的影響。環(huán)境適應(yīng)性能好。雨、雪、霧等對之干擾小。作為車載雷達(dá)，目前適用的主要有脈沖多普勒雷達(dá)、雙頻CW 雷達(dá)和FM 雷達(dá)三種。應(yīng)用雷達(dá)測距，需要防止電磁波干擾，雷達(dá)彼此之間的電磁波和其他通信設(shè)施的電磁波對其測距性能都有影響激光雷達(dá)是一種光子雷達(dá)系統(tǒng)，它具有測量時間短、量程大、精度高等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。激光雷達(dá)根據(jù)激光束傳播時間確定距離。但當(dāng)激光鏡頭被泥、雪等物質(zhì)蓋

4、住后，或在強(qiáng)光干涉情況下，激光雷達(dá)工作將受到影響。 ACC 系統(tǒng)對雷達(dá)的基本要求為：外形體積（特別是天線）較小，適于在汽車上安裝；測距范圍大于100m；測量精度小于1m；接近速度在100km/h 以上；應(yīng)能利用汽車的電源，消耗功率較小。當(dāng)前世界主要生產(chǎn)測距雷達(dá)的廠家及雷達(dá)參數(shù)如表所示。 控制器ECU 是ACC 系統(tǒng)的中央處理器，是系統(tǒng)的核心部分。它負(fù)責(zé)將傳感器送來的數(shù)據(jù)（包括相對距離、相對速度）進(jìn)行處理，然后按照控制算法進(jìn)行計(jì)算，最后形成指令控制作動器工作。它主要包含目標(biāo)車頭距計(jì)算，決定自車與前車的距離；車頭距控制器，它計(jì)算獲得目標(biāo)車頭距的車速、加速度命令；車速控制器，它決定制動作動器和節(jié)氣門

5、作動器的工作。它的結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。 作動器是ACC 系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。作動器包括節(jié)氣門作動器和制動作動器?？刂破鱁CU計(jì)算出汽車的加速度，再將控制命令傳遞到作動器，控制節(jié)氣門作動器和制動作動器的動作，實(shí)現(xiàn)汽車的加速或減速。對節(jié)氣門的控制根據(jù)發(fā)動機(jī)的圖譜反算節(jié)氣門的開度，再通過機(jī)械的方式來控制節(jié)氣門的開度，從而控制發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。對制動的控制可通過增加由PWM 電磁控制的電子真空助力器來實(shí)現(xiàn)。電子真空助力器與制動的真空助力器相連，其結(jié)構(gòu)4示意圖如圖3 所示。控制器通過電磁鐵控制電子真空助力器的氣壓輸入，從而控制真空助力器的壓力，實(shí)現(xiàn)制動裝置的制動。 （二）ACC系統(tǒng)功能介紹ACC 傳感器裝備在

6、車頭大眾的徽標(biāo)下，沒有裝載傳感器的車型徽標(biāo)是鏤空的。ACC 是普通巡航控制功能的擴(kuò)展，ACC 的基本功能是控制車輛，使其與同方向上的前車保持在駕駛員設(shè)定的距離。在高速公路上開啟ACC 自適應(yīng)巡航，設(shè)定好跟車距離，系統(tǒng)就可以包辦駕車工作了。位于車頭VW 徽標(biāo)后的雷達(dá)隨時監(jiān)視前車的速度，自動控制制動，保持合適的車速。雷達(dá)傳感器用來決定與前車的距離和相對車速，如果距離大于設(shè)定的距離，車輛加速到駕駛員設(shè)定車速。如果距離小于設(shè)定距離，ACC 系統(tǒng)會自動減小發(fā)動機(jī)的扭矩，并在必要時采取必要的制動，以此將兩車車距調(diào)節(jié)到駕駛員預(yù)設(shè)的值，該值為受時間控制的值。出于安全性考慮，制動減速度被限定在0.3g （大約3

7、m/s2）。如果這樣的減速度不能制動停車，則系統(tǒng)通過儀表發(fā)出聲音以及文字提示，要求駕駛員介入，實(shí)施制動。總之，駕駛員需要對過程負(fù)責(zé)。如果裝備ACC 的車輛行駛速度達(dá)到30km/h 以上時，ACC 開始介入工作狀態(tài)。在當(dāng)前車速（見左圖），如果傳感器檢測范圍內(nèi)沒有車輛，則保持設(shè)定車速行駛。如果車輛前方遇到一輛慢車行駛在同一條車道上（見右圖），則發(fā)動機(jī)降低扭矩，如果有必要，車輛采取柔和的制動措施，以此將兩車車距調(diào)節(jié)到駕駛員預(yù)設(shè)的值，該值為受時間控制的值。制動介入是通過ABS 液壓泵的方式，出于計(jì)算的原因，只能選擇同方向行駛的為參考。若前方車輛加速或者變換行車道，前方無車（見右圖），那么ACC 會使本

8、車重新加速，恢復(fù)到預(yù)設(shè)車速。在前方有慢車插入時（見左圖），ACC 通過減速作出反應(yīng)，使本車速度與前車速度相當(dāng)。加速行為取決于當(dāng)前車速或者當(dāng)前擋位，在某些車型上，可以在輔助菜單上進(jìn)行基本設(shè)定。在上圖所示的交通情況下，盡管行駛車輛的行車道前方無車，但是ACC 可能會對右側(cè)行車道上行駛的車作出反應(yīng)（左圖）。車道探測的精確度受到車速的影響，車速越高，需要的車距越大，行車道預(yù)報(bào)的精確度越低。特別是在左轉(zhuǎn)彎時。對ACC 來說，轉(zhuǎn)彎半徑要大于500 m。在緊鄰車旁剛剛插入或者不在同一條直線上行駛的道路使用者（如摩托車，右圖），由于不在ACC 的視野范圍內(nèi)，系統(tǒng)不能對其作出反應(yīng)。(三)ACC系統(tǒng)操作過程“AC

9、C OFF”代表“ACC 功能關(guān)閉”“CANCEL”代表“待命模式”，同時在存儲器中保存期望車速值?！癛ESUME”代表恢復(fù)到預(yù)定車速，每向后拉一次，車速增加1km/h?！癆CCON”代表ACC 總是處在“關(guān)閉”狀態(tài)，必須按ON/OFF 按鈕切換到“待命模式”若按壓“SET”時，激活A(yù)CC，當(dāng)前車速被存儲?？刂茥U向上推一次，增加10km/h。如果控制桿按壓不超過0.5s，速度增加10km/h，如果按壓不動，每超過0.5s，速度持續(xù)增加10km/h。其中“Distance”可以分幾個階段調(diào)整與前車的距離或者時間間隔。向下拉一次，減少10km/h （與車速有關(guān)的邏輯加減法，最大車速210km/h；

10、最小車速30km/h）ACC系統(tǒng)激活條件 1.必須滿足控制桿置于D、S 或Tiptronic 位置 2.車速介于30210 km/h 之間 3.同時ESP 系統(tǒng)開啟 當(dāng)控制桿放在S 位置或者手動位置時，ACC 的加速行為更加偏向運(yùn)動。 當(dāng)置于D 擋位置，則ACC 的加速行為更加偏向舒適。 如果ESP系統(tǒng)有故障的話，ACC 系統(tǒng)不會啟動。 如果車速沒有達(dá)到或者超出了ACC 啟動條件，車輛則會通過儀表通知駕駛員，然后ACC切換到被動模式。車輛行駛過程中，如果ACC 探測到相關(guān)車輛，車輛圖標(biāo)就會出現(xiàn)在顯示器上 兩邊的條狀為與前車的時間間隔（跟車距離）。與前方車輛的時間間隔（跟車距離）被分為7 級，可以通過設(shè)定來更改跟車距離（通過兩邊的箭頭來顯示當(dāng)前設(shè)定的跟車距離，設(shè)定更改后會在幾秒鐘之后顯示在顯示屏上），由駕駛員主動設(shè)置的時間間隔點(diǎn)（實(shí)車上為紅色色塊）表示。中部的條標(biāo)出本車相對前方車輛的位置。 中間的灰色塊是傳感器測量到的本車相對前車的距離，如果測量距離超過了設(shè)定距離的下線，則會要求駕駛員踩制動踏板，會有制動圖標(biāo)出現(xiàn)，并伴有聲音警告，如果不采取措施的話，會有撞車的危險。如果在特定的條件下系統(tǒng)檢測到有發(fā)生碰撞的危險（當(dāng)ACC 也處于關(guān)閉的情況下），最初將給出聲音和閃光報(bào)警，同時車輛對駕駛員可能采取的緊急制動做出準(zhǔn)備：在車輛沒有被減速的情況下，制動片貼近制動盤。如果駕駛員