转载汽车自适应巡航控制系统ACC
论文
一汽大众高尔夫
原文地址：汽车自适应巡航控制系统(ACC)论文作者：风雪逍遥
汽车自适应巡航控制系统(ACC)论文
-机械建筑工程系05汽修班周小亮
摘要：汽车自适应巡航控制系统(ACC)能减轻驾驶员疲劳强度，增加汽车安全性，减小环境污染，是发展最快的驾驶员辅助系统之一。ACC由测距雷达、ECU、作动器组成。文章介绍了用于ACC系统的测距雷达的研制状况，ACC中央
系统控制器的研究，执行机构节气门作动器和制动作动器的研究。
关键词：自适应巡航控制测距雷达控制器作动器
moto guzzi正文：
随着汽车保有量的增加，交通不仅变得十分拥堵，而且交通事故不断增加。为了使车辆能够自动预防交
红岩汽车配件通碰撞事故，设计人员在汽车上安装了各种主动安
全装置，例如测距雷达和后视镜盲点探测器等，这些装置在必要时可以通过声
光的形式提醒驾驶者，并通过车载系统自动对车速和车辆间距等行车数据进行
调整，从而有效地避免交通事故的发生。在宝马E90新3系轿车上，就选装了
由德国博世公司提供的驾驶辅助系统--自适应巡航控制(ACC)系统，宝马新3系是应用这项技术的第一款中型轿车。其实，很多汽车零部件公司都有自适应巡
航控制系统或类似功能的产品，例如德国大陆公司生产的主动距离向导系统。
自适应巡航控制系统主要由车距传感器(雷达)、轮速传感器、转向角传感
器以及ACC控制单元等组成。车距传感器一般安装在散热器格栅内或前保险杠
的内侧，它可以探测到汽车前方200 m左右的距离；在前后车轮上装有轮速传
感器(与ABS系统共用)，可以感知车辆的行驶速度；转向角传感器用来判断车
辆行驶的方向；ACC控制单元采集各个传感器的信号并进行计算，以便可以适
时地与发动机控制单元和制动防抱死控制单元交换数据
一、工作原理
自适应巡航控制系统是一种智能化的自动控制系统，它是在早已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的。在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器(雷达)持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号。当与前车之间的距离过小时，ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。自适应巡航控制系统在控制车辆制动时，通常会将制动减速度限制在不影响舒适的程度，当需要更大的减速度时，ACC控制单元会发出声光信号通知驾驶者主动采取制动操作。当与前车之间的距离增加到安全距离时，ACC控制单元控制车辆按照设定的车速行驶。
虽然自适应巡航控制系统可以自动控制车速，但在任何时候驾驶者都可以主动进行加速或制动。当驾驶者在巡航控制状态下进行制动后，ACC控制单元就会终止巡航控制；当驾驶者在巡航控制状态下进行加速，停止加速后，ACC 控制单元会按照原来设定的车速进行巡航控制。
(1)通过车距传感器的反馈信号，ACC控制单元可以根据靠近车辆物体的移动速度判断道路情况，并控制车辆的行驶状态；通过反馈式加速踏板感知的驾驶者施加在踏板上的力，ACC控制单元可以决定是否执行巡航控制，以减轻驾驶者的疲劳。
(2)自适应巡航控制系统一般在车速大于25 km/h时才会起作用，而当车速降低到25 km/h以下时，就需要驾驶者进行人工控制。通过系统软件的升级，自适应巡航控制系统可以实现"停车/起步"功能，以应对在城市中行驶时频繁的停车和起步情况。自适应巡航控制系统的这种扩展功能，可以使汽车在非常低的车速时也能与前车保持设定的距离。当前方车辆起步后，自适应巡航控制系统会提醒驾驶者，驾驶者通过踩油门踏板或按下按钮发出信号，车辆就可以起步行驶。
(3)自适应巡航控制系统使车辆的编队行驶更加轻松。ACC控制单元可以设定自动跟踪的车辆，当本车跟随前车行驶时，ACC控制单元可以将车速调整为与前车相同，同时保持稳定的车距，而且这个距离可以通过转向盘附近的控制杆上的设置按钮进行选择。
智能汽车"概念的出现只是最近几年的事情，近些年来，人们在充分享受汽车所带来的巨大便利的同时，也开始为它的前途担忧：道路不堪重负，塞车不断，事故屡见不鲜。缓解交通压车的最有效办法是让车辆"学会"预防事故，甚
至具有自适应巡航控制功能。在汽车上装有事故规避系统，包括防撞雷达、红
外传感器、盲点探测器等设施，主要用于超车、倒车、换道、停车、起步、大雾、雨天等易于发生危险的情况下，随时以声光的形式提醒司机，或者通过车
载系统自动加以调整，从而有有效地防止事故的发生。本文介绍的德尔福(Delphi)控制系统是巡航控制领域非常优秀、非常先进的一种智能控制系统，
它能使汽车在一个较宽的速度范围内具有优异的减速性能。
汽车工业每年不断地推出更加智能化的汽车，此举激发了人们的想象力，
似乎不久的将来，完全自动运行的智能汽车就会出现。汽车智能化交通系统(ITS)等技术可以帮助司机避免交通事故，减少交通阻塞及提高交通流量。总之，智能巡航控制，也称自适应巡航控制(ACC)，正在成为全世界汽车技术发展的新特点之一，我们相信，随着电子系统的迅猛发展，具有自动驾驶功能的第二代
智能汽车的出现也为期不远了。汽车刹车片多少钱
ACC是山已存在的巡航控制技术的延伸。它连接着监测车前后交通状况的
前方障碍物侦测系统、巡航控制系统(节流阀)、制动系统，以及驾驶员输入的
巡航控制的设定速度。ACC的主要目的是增加交通流量，改善驾驶员的舒适度，减轻工作负荷。
ACC包含防抱死制动器(ABS)，牵引力控制装置(TCS)及强化车辆稳定性系
统(VSE)于一体。驾驶员即使没有踩下制动踏板，ACC也会自动完成制动。ABS
制动器给调制器马达发出信号，把主油缸的制动液通过主电磁阀送进车轮制动
管路中，使汽车安静而平稳地减速。ACC用脉冲宽度调节(PWM)驱动可变的单体
电磁阀VlV来调整车轮制动角的压力水平。
VIV技术通过具有极低压力跃变的电磁阀的孔来调节制动液的流量。作用
电压按比例配给液压流，提供极具吸引力的替代电磁阀控制的方法，应用此项
技术同时克服了开/关电磁阀的局限性。VlV硬件的另外一个特征是可以满足安静、平稳的制动控制要求，并且集ACC自动制动器、传统的牵引力控制器，以
及防碰撞装置于一体。
ACC要求驾驶员设定所期望的巡航速度并针对三种实时车间距离之一设定
跟随距离。如果在设定的跟随距离内没有车辆，该系统会控制节流阀使汽车以
一个恒定的速度行驶。出现下列三种情况之一，会终
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止设定速度的连续巡航状态：驾驶员刹车，ACC无效；驾驶员加速，停止
加速后又回到原先设定的速度而没有设定新的巡航速度，ACC有效；或者前方
障碍侦测系统察觉ACC汽车车道中有慢速行驶的车辆。
最后一种情况对系统提出了挑战：保持设定的跟随距离。当监测到一辆较
慢的车，ACC估计领先车辆的速度并随即进入跟随操纵模式，通过发出节流和
制动命令使其能跟在前车后维持规定的车间距离。当ACC信号处理器发出的减
速命令的减速度小于0.1g时，节流阀控制减速是典型的动作，但这在很大程度上依赖ACC汽车的大小及发动机的类型。
一旦监测到慢速行驶的汽车，ACC信息处理器就会把减速命令送到制动系统，后者会设法实现命令要求的减速。制却系统对减速命令的反应依赖控制逻
辑和作为车辆构件的执行元件。
ACC制动减速控制是应用灵敏的助力器、电控制动或ABS调制器实现的。
灵敏助力器调节空气流量阀，借此调节助力器内部的真空度；电控制动装置发
出命令给每个车轮的执行机构以实施制动；在调制器内车轮制动压力通过电磁
阀予以调整，调制器完成的减速控制是VIV技术精心选择的，其良好的控制能
力使汽车能获得平稳安静的减速效果，
衡量这一系统成功与否的标准是实现这一系统的成本，即减小减速过程中
转向轮和车体受到的振动，降低减速过程中该系统的噪音水平等所需优化顶目
的成本花费。应用VIV会使系统变得更安静，因为压力增加和释放都是逐渐的、平缓的，而巨大的、突然增加的压力会使制动管路产生振动，并使振动沿着转
向柱和车体传输。更重要的是假如ACC汽车已经具有ABS调制器，那么基于调
制器的减速控制系统，就不再需要额外的硬件补充，而采用其他的方法替换或
增加构件都会大大增加成本。
在开始实施制动后，车轮处的液体压车(如下图所示)会使减速变得平顺。
红旗汽车报价及图片通常，车轮的压力梯度大于207kpa(30psi)时驾驶员就会感觉到颠簸。ACC压力
波动一般低于138kpa(20psi)，以便系统能够跟踪减速并且维持令大多数驾驶
员感到比较惬意和舒适的制动。
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汽车的减速曲线下图)显示出VIV在从加速到减速过程中的响应能力。此图
同时解释了在整个减速期间闭环反馈减速的追踪控制。
前方障碍侦测系统使用一台扫描毫米波的前望雷达(FLR)。信息在ACC处理
器与整个控制网络(CAN)总线的其他子系统之间传输。ACC信号处理器发出减速
命令输入到存储在微处理器中的控制逻辑中，控制逻辑的输出信号再发送给整
个CAN的制动控制器。接下来制动控制器把PWM命令发送到调制器以获得期望
的减速度。ACC系统一般在车行速度大于25km/h(16mph)时会起作用，而当减速
命令使速度低于此数值时，系统就会停止作用。
二、停车-起步远行系统
基本的ACC控制逻辑加入了停车-起步的性能，以应对交通阻塞的情况出现。在车流阻塞的情况下，需要低速巡航，制动停车；在车流开始恢复时，逐渐解
除制动。最初的ACC控制包括传统的基于巡航速度控制的车辆控制。在25-
40km/h(16-25mph)速度范围内，车辆连续的起步-停车需要ACC系统具有某些功
能的交叠。处理在交通拥挤时出现的各种情况，需要ACC具有相关的性能，如
闭环控制下车速降为零，实施零速度制动(保持制动)，及从停车过渡到起步的
过程中平稳地解除压力。
附加的逻辑控制功能的快速开发和确认需要一种快速原型制造系统(RPS)。
该系统能使控制环路中的计算机，部件模拟出的情形，与汽车真实系统构件之
间的实际相互作用一样切实可信。应用RPS做台架模拟试验，有助于在实车测
试之前，解决工作结构设计中重要的和需要注意的问题。若能把RPS贯穿检验
的全过程，会大大节约资金和时间。台架模拟的重点是在车辆结构整体确认测
试之前解决硬件的设计冲突。举例来说，假设控制逻辑发出的一个常规输出信
号可能会对实际硬件造成潜在的破坏，那么在台架上检测到这类问题就会节省
下更换硬件必需花费的时间和资金。此外用台架模拟还可以验证，CAN允许遍
及整个网络的信息传输，而不必担心出错和浪费时间。