ACC自适应巡航系统课件.ppt

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1、ACC汽车自适应巡航系统(Adaptive Cruise Control),（一）ACC系统简介,ACC系统的组成及工作原理,工作原理：当自车通过雷达探测到前方没有汽车等其它障碍物时，汽车执行传统巡航控制，按驾驶员设定的速度行驶；当雷达探测到前方有汽车切入或减速行驶时，启动ACC 控制系统，按照驾驶员设定的车间时距，通过调节节气门作动器和制动作动器来控制自车的速度和加速度，以保证计算的车头净距。,功能测距传感器即雷达，用于测量自车与前车的相对距离、相对速度、相对加速度；中央控制单元ECU 进行控制计算，负责计算设定速度、实现车头净距控制的加速度，并发出控制指令，控制汽车速度和加速度的执行机构；

2、作动器包括节气门作动器和制动作动器，用于调节汽车的加速度，以满足控制的要求。,ACC 系统的组成 测距传感器（雷达）ECU 作动器,1.测距传感器（雷达）,在ACC 系统中，测距雷达用于测量自车与前方车辆的车头距、相对速度、相对加速度，是自适应巡航控制系统中关键设备之一，也是决定该系统造价的主要元件。它造价的高低直接影响该项技术的推广应用，因而在该项技术中占有重要地位。它包括发射天线、接受天线和DSP（数字信号处理）处理单元、数据线总成几部分。当前，测距雷达的研究主要集中在毫米波雷达和激光雷达上。,毫米波雷达是利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置的。毫米波频率高、波长短，一方面可缩小从天

3、线辐射的电磁波射束角幅度，从而减少由于不需要的反射所引起的误动作和干扰，另一方面由于多普勒频移大，相对速度的测量精度高。在汽车上应用毫米波雷达测距，有以下特点：探测性能稳定。它不易受对象表面形状和颜色的影响，也不受大气流的影响。环境适应性能好。雨、雪、雾等对之干扰小。作为车载雷达，目前适用的主要有脉冲多普勒雷达、双频CW 雷达和FM 雷达三种。应用雷达测距，需要防止电磁波干扰，雷达彼此之间的电磁波和其他通信设施的电磁波对其测距性能都有影响,激光雷达是一种光子雷达系统，它具有测量时间短、量程大、精度高等优点，在许多领域得到了广泛应用。激光雷达根据激光束传播时间确定距离。但当激光镜头被泥、雪等物质

4、盖住后，或在强光干涉情况下，激光雷达工作将受到影响。,ACC 系统对雷达的基本要求为：外形体积（特别是天线）较小，适于在汽车上安装；测距范围大于100m；测量精度小于1m；接近速度在100km/h 以上；应能利用汽车的电源，消耗功率较小。当前世界主要生产测距雷达的厂家及雷达参数如表所示。,控制器ECU 是ACC 系统的中央处理器，是系统的核心部分。它负责将传感器送来的数据（包括相对距离、相对速度）进行处理，然后按照控制算法进行计算，最后形成指令控制作动器工作。它主要包含目标车头距计算，决定自车与前车的距离；车头距控制器，它计算获得目标车头距的车速、加速度命令；车速控制器，它决定制动作动器和节气

5、门作动器的工作。它的结构框图如图所示。,作动器是ACC 系统的执行机构。作动器包括节气门作动器和制动作动器。控制器ECU计算出汽车的加速度，再将控制命令传递到作动器，控制节气门作动器和制动作动器的动作，实现汽车的加速或减速。对节气门的控制根据发动机的图谱反算节气门的开度，再通过机械的方式来控制节气门的开度，从而控制发动机的输出转矩。对制动的控制可通过增加由PWM 电磁控制的电子真空助力器来实现。电子真空助力器与制动的真空助力器相连，其结构4示意图如图3 所示。控制器通过电磁铁控制电子真空助力器的气压输入，从而控制真空助力器的压力，实现制动装置的制动。,（二）ACC系统功能介绍,ACC 传感器装

6、备在车头大众的徽标下，没有装载传感器的车型徽标是镂空的。ACC 是普通巡航控制功能的扩展，ACC 的基本功能是控制车辆，使其与同方向上的前车保持在驾驶员设定的距离。在高速公路上开启ACC 自适应巡航，设定好跟车距离，系统就可以包办驾车工作了。位于车头VW 徽标后的雷达随时监视前车的速度，自动控制制动，保持合适的车速。,雷达传感器用来决定与前车的距离和相对车速，如果距离大于设定的距离，车辆加速到驾驶员设定车速。如果距离小于设定距离，ACC 系统会自动减小发动机的扭矩，并在必要时采取必要的制动，以此将两车车距调节到驾驶员预设的值，该值为受时间控制的值。出于安全性考虑，制动减速度被限定在0.3g（大

7、约3m/s2）。如果这样的减速度不能制动停车，则系统通过仪表发出声音以及文字提示，要求驾驶员介入，实施制动。总之，驾驶员需要对过程负责。,如果装备ACC 的车辆行驶速度达到30km/h 以上时，ACC 开始介入工作状态。在当前车速（见左图），如果传感器检测范围内没有车辆，则保持设定车速行驶。如果车辆前方遇到一辆慢车行驶在同一条车道上（见右图），则发动机降低扭矩，如果有必要，车辆采取柔和的制动措施，以此将两车车距调节到驾驶员预设的值，该值为受时间控制的值。制动介入是通过ABS 液压泵的方式，出于计算的原因，只能选择同方向行驶的为参考。,若前方车辆加速或者变换行车道，前方无车（见右图），那么ACC

8、 会使本车重新加速，恢复到预设车速。,在前方有慢车插入时（见左图），ACC 通过减速作出反应，使本车速度与前车速度相当。,加速行为取决于当前车速或者当前挡位，在某些车型上，可以在辅助菜单上进行基本设定。,在上图所示的交通情况下，尽管行驶车辆的行车道前方无车，但是ACC 可能会对右侧行车道上行驶的车作出反应（左图）。车道探测的精确度受到车速的影响，车速越高，需要的车距越大，行车道预报的精确度越低。特别是在左转弯时。对ACC 来说，转弯半径要大于500 m。,在紧邻车旁刚刚插入或者不在同一条直线上行驶的道路使用者（如摩托车，右图），由于不在ACC 的视野范围内，系统不能对其作出反应。,(三)ACC

9、系统操作过程,“ACC OFF”代表“ACC 功能关闭”,“CANCEL”代表“待命模式”，同时在存储器中保存期望车速值。,“RESUME”代表恢复到预定车速，每向后拉一次，车速增加1km/h。,“ACCON”代表ACC 总是处在“关闭”状态，必须按ON/OFF 按钮切换到“待命模式”,若按压“SET”时，激活ACC，当前车速被存储。控制杆向上推一次，增加10km/h,。,如果控制杆按压不超过0.5s，速度增加10km/h，如果按压不动，每超过0.5s，速度持续增加10km/h。其中“Distance”可以分几个阶段调整与前车的距离或者时间间隔。,向下拉一次，减少10km/h（与车速有关的逻辑

10、加减法，最大车速210km/h；最小车速30km/h）,ACC系统激活条件,1.必须满足控制杆置于D、S 或Tiptronic 位置2.车速介于30210 km/h 之间3.同时ESP 系统开启,当控制杆放在S 位置或者手动位置时，ACC 的加速行为更加偏向运动。当置于D 挡位置，则ACC 的加速行为更加偏向舒适。如果ESP系统有故障的话，ACC 系统不会启动。如果车速没有达到或者超出了ACC 启动条件，车辆则会通过仪表通知驾驶员，然后ACC切换到被动模式。,车辆行驶过程中，如果ACC 探测到相关车辆，车辆图标就会出现在显示器上,两边的条状为与前车的时间间隔（跟车距离）。与前方车辆的时间间隔（

11、跟车距离）被分为7 级，可以通过设定来更改跟车距离（通过两边的箭头来显示当前设定的跟车距离，设定更改后会在几秒钟之后显示在显示屏上），由驾驶员主动设置的时间间隔点（实车上为红色色块）表示。中部的条标出本车相对前方车辆的位置。,中间的灰色块是传感器测量到的本车相对前车的距离，如果测量距离超过了设定距离的下线，则会要求驾驶员踩制动踏板，会有制动图标出现，并伴有声音警告，如果不采取措施的话，会有撞车的危险。如果在特定的条件下系统检测到有发生碰撞的危险（当ACC 也处于关闭的情况下），最初将给出声音和闪光报警，同时车辆对驾驶员可能采取的紧急制动做出准备：在车辆没有被减速的情况下，制动片贴近制动盘。如果驾驶员没有对警告做出反映，伴随着一次短暂的、剧烈的车身摇晃（用来使驾驶员关注碰撞的风险），制动系统主动介入。另外警报音或者整个外围监控系统可以在辅助菜单内“前行辅助”选项内关闭。,ACC系统的作用,汽车自适应巡航控制系统（ACC）因为具有减轻驾驶员疲劳强度，增加汽车安全性，减小环境污染等优点，最近几年得到迅速发展，是最受欢迎的驾驶员辅助系统之一。,END,