ACC自適應(yīng)巡航系統(tǒng)課件

ACC汽車自適應(yīng)巡航系統(tǒng)

(AdaptiveCruiseControl)ACC汽車自適應(yīng)巡航系統(tǒng)

(AdaptiveCruise1（一）ACC系統(tǒng)簡介（一）ACC系統(tǒng)簡介2ACC自適應(yīng)巡航系統(tǒng)課件3ACC自適應(yīng)巡航系統(tǒng)課件4ACC系統(tǒng)的組成及工作原理

工作原理：

當自車通過雷達探測到前方?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；當雷達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，以保證計算的車頭凈距。ACC系統(tǒng)的組成及工作原理工作原理：5功能測距傳感器即雷達，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進行控制計算，負責(zé)計算設(shè)定速度、實現(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)行機構(gòu)；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）

ECU作動器

功能ACC系統(tǒng)的組成61.測距傳感器（雷達）在ACC系統(tǒng)中，測距雷達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技術(shù)的推廣應(yīng)用，因而在該項技術(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。當前，測距雷達的研究主要集中在毫米波雷達和激光雷達上。1.測距傳感器（雷達）在ACC系統(tǒng)中，測距雷達用于測量自車7

毫米波雷達是利用目標對電磁波反射來發(fā)現(xiàn)目標并測定其位置的。毫米波頻率高、波長短，一方面可縮小從天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)用毫米波雷達測距，有以下特點：①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。②環(huán)境適應(yīng)性能好。雨、雪、霧等對之干擾小。作為車載雷達，目前適用的主要有脈沖多普勒雷達、雙頻CW雷達和FM雷達三種。應(yīng)用雷達測距，需要防止電磁波干擾，雷達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毫米波雷達是利用目標對電磁波反射來發(fā)現(xiàn)目標并測定其位8激光雷達是一種光子雷達系統(tǒng)，它具有測量時間短、量程大、精度高等優(yōu)點，在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。激光雷達根據(jù)激光束傳播時間確定距離。但當激光鏡頭被泥、雪等物質(zhì)蓋住后，或在強光干涉情況下，激光雷達工作將受到影響。

激光雷達是一種光子雷達系統(tǒng)，它具有測量時間短、量程大、精度高9ACC系統(tǒng)對雷達的基本要求為：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。當前世界主要生產(chǎn)測距雷達的廠家及雷達參數(shù)如表所示。ACC系統(tǒng)對雷達的基本要求為：外形體積（特別是天線）較小，10控制器ECU

是ACC系統(tǒng)的中央處理器，是系統(tǒng)的核心部分。它負責(zé)將傳感器送來的數(shù)據(jù)（包括相對距離、相對速度）進行處理，然后按照控制算法進行計算，最后形成指令控制作動器工作。它主要包含目標車頭距計算，決定自車與前車的距離；車頭距控制器，它計算獲得目標車頭距的車速、加速度命令；車速控制器，它決定制動作動器和節(jié)氣門作動器的工作。它的結(jié)構(gòu)框圖如圖所示?？刂破鱁CU11ACC自適應(yīng)巡航系統(tǒng)課件12作動器是ACC系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。作動器包括節(jié)氣門作動器和制動作動器。控制器ECU計算出汽車的加速度，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)動機的圖譜反算節(jié)氣門的開度，再通過機械的方式來控制節(jié)氣門的開度，從而控制發(fā)動機的輸出轉(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?？刂破魍ㄟ^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，實現(xiàn)制動裝置的制動。作動器是ACC系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。作動器包括節(jié)氣門作動器和制動13（二）ACC系統(tǒng)功能介紹（二）ACC系統(tǒng)功能介紹14ACC傳感器裝備在車頭大眾的徽標下，沒有裝載傳感器的車型徽標是鏤空的。ACC是普通巡航控制功能的擴展，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徽標后的雷達隨時監(jiān)視前車的速度，自動控制制動，保持合適的車速。ACC傳感器裝備在車頭大眾的徽標下，沒有裝載傳感器的車型徽15雷達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3m/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，實施制動?？傊{駛員需要對過程負責(zé)。雷達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16如果裝備ACC的車輛行駛速度達到30km/h以上時，ACC開始介入工作狀態(tài)。在當前車速（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，出于計算的原因，只能選擇同方向行駛的為參考。如果裝備ACC的車輛行駛速度達到30km/h以上時，AC17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。加速行為取決于當前車速或者當前擋位，在某些車型上，可以在輔助菜單上進行基本設(shè)定。若前方車輛加速或者變換行車道，前方無車（見右圖），那么ACC18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500m。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)。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A19(三)ACC系統(tǒng)操作過程(三)ACC系統(tǒng)操作過程20“ACCOFF”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”“ACCOFF”代表“ACC功能關(guān)閉”“CANCEL”代21若按壓“SET”時，激活A(yù)CC，當前車速被存儲。

控制桿向上推一次，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；最小車速30km/h）若按壓“SET”時，激活A(yù)CC，當前車速被存儲。

控制桿向上22ACC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30～210km/h之間3.同時ESP系統(tǒng)開啟ACC系統(tǒng)激活條件1.必須滿足控制桿置于D、S或Tiptr23當控制桿放在S位置或者手動位置時，ACC的加速行為更加偏向運動。當置于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。當控制桿放在S位置或者手動位置時，ACC的加速行為更加偏24車輛行駛過程中，如果ACC探測到相關(guān)車輛，車輛圖標就會出現(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（實車上為紅色色塊）表示。中部的條標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ACC也處于關(guān)閉的情況下），最初將給出聲音和閃光報警，同時車輛對駕駛員可能采取的緊急制動做出準備：在車輛沒有被減速的情況下，制動片貼近制動盤。如果駕駛員沒有對警告做出反映，伴隨著一次短暫的、劇烈的車身搖晃（用來使駕駛員關(guān)注碰撞的風(fēng)險），制動系統(tǒng)主動介入。另外警