ACC自適應(yīng)巡航系統(tǒng)

1、ACC汽車(chē)自適應(yīng)巡航系統(tǒng)(Adaptive Cruise Control)（一）ACC系統(tǒng)簡(jiǎn)介ACC系統(tǒng)的組成及工作原理 工作原理： 當(dāng)自車(chē)通過(guò)雷達(dá)探測(cè)到前方?jīng)]有汽車(chē)等其它障礙物時(shí)，汽車(chē)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(cè)到前方有汽車(chē)切入或減速行駛時(shí)，啟動(dòng)ACC 控制系統(tǒng)，按照駕駛員設(shè)定的車(chē)間時(shí)距，通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)作動(dòng)器和制動(dòng)作動(dòng)器來(lái)控制自車(chē)的速度和加速度，以保證計(jì)算的車(chē)頭凈距。功能 測(cè)距傳感器即雷達(dá)，用于測(cè)量自車(chē)與前車(chē)的相對(duì)距離、相對(duì)速度、相對(duì)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(chē)頭凈距控制的加速度，并發(fā)出控制指令，控制汽車(chē)速度和加速度的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

2、 作動(dòng)器包括節(jié)氣門(mén)作動(dòng)器和制動(dòng)作動(dòng)器，用于調(diào)節(jié)汽車(chē)的加速度，以滿(mǎn)足控制的要求。ACC 系統(tǒng)的組成 測(cè)距傳感器（雷達(dá)） ECU 作動(dòng)器 1.測(cè)距傳感器（雷達(dá)）在ACC 系統(tǒng)中，測(cè)距雷達(dá)用于測(cè)量自車(chē)與前方車(chē)輛的車(chē)頭距、相對(duì)速度、相對(duì)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(jià)的主要元件。它造價(jià)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(xiàn)、接受天線(xiàn)和DSP（數(shù)字信號(hào)處理）處理單元、數(shù)據(jù)線(xiàn)總成幾部分。當(dāng)前，測(cè)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(duì)電磁波反射來(lái)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測(cè)定其位置的。毫米波頻率高、波長(zhǎng)短，一方面可縮小從天

3、線(xiàn)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(dòng)作和干擾，另一方面由于多普勒頻移大，相對(duì)速度的測(cè)量精度高。在汽車(chē)上應(yīng)用毫米波雷達(dá)測(cè)距，有以下特點(diǎn)：探測(cè)性能穩(wěn)定。它不易受對(duì)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(duì)之干擾小。作為車(chē)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(cè)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(duì)其測(cè)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(cè)量時(shí)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(shí)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(duì)雷達(dá)的基本要求為：外形體積（特別是天線(xiàn)）較小，適于在汽車(chē)上安裝；測(cè)距范圍大于100m；測(cè)量精度小于1m；接近速度在100km/h 以上；應(yīng)能利用汽車(chē)的電源，消耗功率較小。當(dāng)前世界主要生產(chǎn)測(cè)距雷達(dá)的廠(chǎng)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(lái)的數(shù)據(jù)（包括相對(duì)距離、相對(duì)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(dòng)器工作。它主要包含目標(biāo)車(chē)頭距計(jì)算，決定自車(chē)與前車(chē)的距離；車(chē)頭距控制器，它計(jì)算獲得目標(biāo)車(chē)頭距的車(chē)速、加速度命令；車(chē)速控制器，它決定制動(dòng)作動(dòng)器和節(jié)氣門(mén)

5、作動(dòng)器的工作。它的結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。 作動(dòng)器是ACC 系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。作動(dòng)器包括節(jié)氣門(mén)作動(dòng)器和制動(dòng)作動(dòng)器?？刂破鱁CU計(jì)算出汽車(chē)的加速度，再將控制命令傳遞到作動(dòng)器，控制節(jié)氣門(mén)作動(dòng)器和制動(dòng)作動(dòng)器的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的加速或減速。對(duì)節(jié)氣門(mén)的控制根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的圖譜反算節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度，再通過(guò)機(jī)械的方式來(lái)控制節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。對(duì)制動(dòng)的控制可通過(guò)增加由PWM 電磁控制的電子真空助力器來(lái)實(shí)現(xiàn)。電子真空助力器與制動(dòng)的真空助力器相連，其結(jié)構(gòu)4示意圖如圖3 所示?？刂破魍ㄟ^(guò)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(dòng)裝置的制動(dòng)。 （二）ACC系統(tǒng)功能介紹ACC 傳感器裝備在

6、車(chē)頭大眾的徽標(biāo)下，沒(méi)有裝載傳感器的車(chē)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(chē)輛，使其與同方向上的前車(chē)保持在駕駛員設(shè)定的距離。在高速公路上開(kāi)啟ACC 自適應(yīng)巡航，設(shè)定好跟車(chē)距離，系統(tǒng)就可以包辦駕車(chē)工作了。位于車(chē)頭VW 徽標(biāo)后的雷達(dá)隨時(shí)監(jiān)視前車(chē)的速度，自動(dòng)控制制動(dòng)，保持合適的車(chē)速。雷達(dá)傳感器用來(lái)決定與前車(chē)的距離和相對(duì)車(chē)速，如果距離大于設(shè)定的距離，車(chē)輛加速到駕駛員設(shè)定車(chē)速。如果距離小于設(shè)定距離，ACC 系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)減小發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，并在必要時(shí)采取必要的制動(dòng)，以此將兩車(chē)車(chē)距調(diào)節(jié)到駕駛員預(yù)設(shè)的值，該值為受時(shí)間控制的值。出于安全性考慮，制動(dòng)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(dòng)停車(chē)，則系統(tǒng)通過(guò)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(dòng)?？傊?，駕駛員需要對(duì)過(guò)程負(fù)責(zé)。如果裝備ACC 的車(chē)輛行駛速度達(dá)到30km/h 以上時(shí)，ACC 開(kāi)始介入工作狀態(tài)。在當(dāng)前車(chē)速（見(jiàn)左圖），如果傳感器檢測(cè)范圍內(nèi)沒(méi)有車(chē)輛，則保持設(shè)定車(chē)速行駛。如果車(chē)輛前方遇到一輛慢車(chē)行駛在同一條車(chē)道上（見(jiàn)右圖），則發(fā)動(dòng)機(jī)降低扭矩，如果有必要，車(chē)輛采取柔和的制動(dòng)措施，以此將兩車(chē)車(chē)距調(diào)節(jié)到駕駛員預(yù)設(shè)的值，該值為受時(shí)間控制的值。制動(dòng)介入是通過(guò)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(chē)輛加速或者變換行車(chē)道，前方無(wú)車(chē)（見(jiàn)右圖），那么ACC 會(huì)使本

8、車(chē)重新加速，恢復(fù)到預(yù)設(shè)車(chē)速。在前方有慢車(chē)插入時(shí)（見(jiàn)左圖），ACC 通過(guò)減速作出反應(yīng)，使本車(chē)速度與前車(chē)速度相當(dāng)。加速行為取決于當(dāng)前車(chē)速或者當(dāng)前擋位，在某些車(chē)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(chē)輛的行車(chē)道前方無(wú)車(chē)，但是ACC 可能會(huì)對(duì)右側(cè)行車(chē)道上行駛的車(chē)作出反應(yīng)（左圖）。車(chē)道探測(cè)的精確度受到車(chē)速的影響，車(chē)速越高，需要的車(chē)距越大，行車(chē)道預(yù)報(bào)的精確度越低。特別是在左轉(zhuǎn)彎時(shí)。對(duì)ACC 來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)彎半徑要大于500 m。在緊鄰車(chē)旁剛剛插入或者不在同一條直線(xiàn)上行駛的道路使用者（如摩托車(chē)，右圖），由于不在ACC 的視野范圍內(nèi)，系統(tǒng)不能對(duì)其作出反應(yīng)。(三)ACC系統(tǒng)操作過(guò)程“AC

9、C OFF”代表“ACC 功能關(guān)閉”“CANCEL”代表“待命模式”，同時(shí)在存儲(chǔ)器中保存期望車(chē)速值。“RESUME”代表恢復(fù)到預(yù)定車(chē)速，每向后拉一次，車(chē)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(shí)，激活A(yù)CC，當(dāng)前車(chē)速被存儲(chǔ)。控制桿向上推一次，增加10km/h。如果控制桿按壓不超過(guò)0.5s，速度增加10km/h，如果按壓不動(dòng)，每超過(guò)0.5s，速度持續(xù)增加10km/h。其中“Distance”可以分幾個(gè)階段調(diào)整與前車(chē)的距離或者時(shí)間間隔。向下拉一次，減少10km/h （與車(chē)速有關(guān)的邏輯加減法，最大車(chē)速210km/h；

10、最小車(chē)速30km/h）ACC系統(tǒng)激活條件 1.必須滿(mǎn)足控制桿置于D、S 或Tiptronic 位置 2.車(chē)速介于30210 km/h 之間 3.同時(shí)ESP 系統(tǒng)開(kāi)啟 當(dāng)控制桿放在S 位置或者手動(dòng)位置時(shí)，ACC 的加速行為更加偏向運(yùn)動(dòng)。 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(huà)，ACC 系統(tǒng)不會(huì)啟動(dòng)。 如果車(chē)速?zèng)]有達(dá)到或者超出了ACC 啟動(dòng)條件，車(chē)輛則會(huì)通過(guò)儀表通知駕駛員，然后ACC切換到被動(dòng)模式。車(chē)輛行駛過(guò)程中，如果ACC 探測(cè)到相關(guān)車(chē)輛，車(chē)輛圖標(biāo)就會(huì)出現(xiàn)在顯示器上 兩邊的條狀為與前車(chē)的時(shí)間間隔（跟車(chē)距離）。與前方車(chē)輛的時(shí)間間隔（跟車(chē)距離）被分為7 級(jí)，可以通過(guò)設(shè)定來(lái)更改跟車(chē)距離（通過(guò)兩邊的箭頭來(lái)顯示當(dāng)前設(shè)定的跟車(chē)距離，設(shè)定更改后會(huì)在幾秒鐘之后顯示在顯示屏上），由駕駛員主動(dòng)設(shè)置的時(shí)間間隔點(diǎn)（實(shí)車(chē)上為紅色色塊）表示。中部的條標(biāo)出本車(chē)相對(duì)前方車(chē)輛的位置。 中間的灰色塊是傳感器測(cè)量到的本車(chē)相對(duì)前車(chē)的距離，如果測(cè)量距離超過(guò)了設(shè)定距離的下線(xiàn)，則會(huì)要求駕駛員踩制動(dòng)踏板，會(huì)有制動(dòng)圖標(biāo)出現(xiàn)，并伴有聲音警告，如果不采取措施的話(huà)，會(huì)有撞車(chē)的危險(xiǎn)。如果在特定的條件下系統(tǒng)檢測(cè)到有發(fā)生碰撞的危險(xiǎn)（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(shí)車(chē)輛對(duì)駕駛員可能采取的緊急制動(dòng)做出準(zhǔn)備：在車(chē)輛沒(méi)有被減速的情況下，制動(dòng)片貼近制動(dòng)盤(pán)。如果駕駛員