汽车自适应巡航系统

汽车自适应巡航系统 汽车自适应巡航系统原理 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通碰撞事故，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。 一、概述 (1)巡航控制系统在汽车上应用已有39年的历史。到目前为止，汽车巡航控制系统的发展过程经历了机械控制、分立电子元件控制、模拟计算机控制和数字计算机控制4个阶段。 (2)早在1965年，日本本田汽车公司就已经开始在汽车上使用机械式巡航控制系统。随后不久，德国VDO公司研制成功了气动机械式巡航控制系统。1968年德国奔驰公司开发成功了由分立电子元件组成的巡航控制系统，并装备在莫克利汽车上。到20世纪70年代中期，汽车上已普遍采用模拟计算机控制的巡航控制系统。从1981年开始，汽车便开始采用数字计算机控制的巡航系统。目前，汽车已普遍采用数字计算机控制的电子控制巡航系统。 二、系统组成 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(图1)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。 图 1 宝马E90新3系轿车车距传感器 三 、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(图2)，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时，ACC控制单元控制车辆按照设定的车速行驶。 图 2 车距传感器持续扫描前方道路 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。 在汽车以设定的巡航速度行驶过程中，当遇到下列情况之一时，CCS ECU将发出控制指令使巡航执行机构停止工作，立即解除巡航控制状态。巡航开关的“CANCEL”(取消)开关接通时。 (1)制动灯开关接通时。 (2)驻车制动开关接通时。 (3)空档启动开关或离合器开关接通时 四、 系统扩展功能及其优点 通过软件升级和增加少量电子装置等方法，自适应巡航控制系统无需增加更多的装置即可实现车辆的智能驾驶等多项扩展功能。 (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(图3)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。 图 3 反馈式加速踏板 (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。 五、巡航控制系统的发展和前景 (1)现在正在研制另一种巡航系统，它能够在更大程度上减少驾驶员的干预，即自适应巡航系统。自适应巡航控制系统是一种智能化的自动控制系统(主要由雷达传感器、2向角传感器、轮速传感器、制动控制器、熔断控制器和发动机控制器等组成。 (2)未来汽车的巡航系统将会与GPS(全球卫星定位系统)相结合，通过车轮 传感器，磁传感器和偏航传感器等三种传感器获取数据(确定汽车的速度和位置。