1、 自适应巡航技术第1页，共26页。任务一 概述 自适应巡航技术ACC（Adaptive Cruise Control）是一种构想于20世纪70年代末期的汽车安全辅助驾驶系统。它将汽车自动巡航控制系统CCS（Cruise Control System）和车辆前向冲击报警系统FCWS（Forward Collision Warning System）有机的结合起来，既有自动巡航功能，又有防止前向冲击的功能。第2页，共26页。ACC系统具有定速、限速、加速、减速、恢复维持设定的原速等功能，既可以减轻驾驶疲劳，提高驾驶舒适性，而且由于微控制器直接连接着节气门的开度控制，影响发动机的工作状态，所以还减低
2、油耗，提高运行效率，并减少有害气体排放。在高速公路上行驶时，ACC的定速巡航功能能使驾驶员不踏下加速踏板，车辆仍可按其所设定的车速保持定速行驶。第3页，共26页。任务二任务二 自适应巡航技术原理自适应巡航技术原理（1）如果前方没有车辆时，ACC车辆将处于普通的巡航驾驶状态，按照驾驶员设定的车速行驶，驾驶员只需要进行方向的控制(匀速控制)。第4页，共26页。（2）当ACC车辆前方出现目标车辆时，如果目标车辆的速度小于ACC车辆时，ACC车辆将自动开始进行平滑的减速控制。第5页，共26页。（3）当两车之间的距离等于安全车距后，采取跟随控制，即与目标车辆以相同的车速行驶。第6页，共26页。（4）当目
3、标车换道或者ACC车辆换道后，前方又没有其他的目标车辆，那么ACC车辆恢复到初期的设定车速(加速控制)行驶。第7页，共26页。（一）ACC的构成 ACC主要由雷达传感器、电子控制单元（ECU）和执行器构成。1.、雷达传感器 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的关键设备之一，也是决定该系统造价的主要元件。第8页，共26页。（1）毫米波雷达 原理：利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置，毫米波频率高，波长短。性能：探测性能稳定，不易受对象表面颜色和形状的影响，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。第9页，
4、共26页。（2）单脉冲雷达 原理：雷达每发射一个脉冲，天线能同时形成若干个波束，从各波束接收的信号之和，可测出目标的距离，从而实现对目标的测量和跟踪。（脉冲：一个物理量在短持续时间内突变后迅速回到其初始状态的过程）性能：全天候雷达，可以适用各种天气情况，具有探测距离远、探测角度范围大、踪目标多等优点，但价格高。第10页，共26页。（3）微波雷达 原理：微波雷达对运动物体的精确速度检测基于微波多普勒（Doppler）效应。通过测量回波信号相对发射信号的时间延迟来测距。性能：着安装维护方便、使用寿命长、几乎不受光照度、灰尘以及风、雨、雾、雪等天气的影响。第11页，共26页。（4）激光雷达 原理：激
5、光器产生并发射一束光脉冲，打在物体上并反射回来，最终被接收器所接收。接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。因为光脉冲以光速传播，所以接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。鉴于光速是已知的，传播时间即可被转换为对距离的测量。性能：对工作环境的要求较高，对天气变化比较敏感，在雨雪天、风沙 天等恶劣天气探测效想探测范围有限，跟踪目标较少，但其最大的优点在于探测精度比较高，价格低，易于控制和进行二次开发。第12页，共26页。（5）红外探测雷达 原理：不同种类的物体发射出的红外光波段是有其特定波段的，人们可以利用这种特定波段的红外光来实现对物体目标的探测与跟踪。性能：在恶劣
6、天气条件下性能不稳定，探测距离较短，价格最便宜。第13页，共26页。2、电子控制单元（ECU）（1）组成：和普通的单片机一样，由微处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（I/O）、模数转换器（A/D）以及整形、驱动等大规模集成电路组成。（2）作用：根据其内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息 进行运算、处理、判断，然后输出指令。第14页，共26页。3、执行器 主要用于执行 ACC 控制器发出的控制命令，主要为油门开度和制动压力。第15页，共26页。（1）ACC模块ACC模块的主要功能是处理雷达信息并判断附近是否存在前方车辆。当ACC系统处于“时间间隙控制状态”时
7、，它会发出信息到发动机控制和制动器控制模块，以控制ACC车辆和目标车辆之间的时间间隙。第16页，共26页。（2）发动机控制模块发动机控制模块的主要功能是接受来自ACC模块和仪表盘的信息并根据这些信息调整车速。发动机控制模块通过控制发动机油门控制车速。第17页，共26页。（3）制动控制模块制动控制模块的主要功能是在ACC控制模块的要求下通过对每个论坛进行制动从而降低车速。第18页，共26页。（4）仪表群仪表群的主要功能是处理巡航开关和将它们的信息发送至ACC系统和发动机控制模块。同时，仪表群也将显示出信息，以便于驾驶员了解ACC系统的运行状态。第19页，共26页。（5）CAN控制器局域网（CAN
8、）是一个机动车网络标准，它使用2线总线来传递和接受数据。网络上的每个节点都具备每个消息帧发送0-8个字节数据的能力。一个消息帧由一个0-8字节的前端消息和一个校验消息组成。第20页，共26页。（6）巡航开关巡航开关是装在方向盘上的几个按钮，以便于司机命令和操作ACC系统。第21页，共26页。二、ACC系统工作原理 1、定速巡航控制原理 在巡航控制系统中，电子控制装置可以根据行驶阻力的变化自动调节发动机节气门的开度，使行驶车速保持恒定第22页，共26页。2、ACC自适应巡航控制原理 自适应巡航系统（ACC）是在传统的巡航系统上增加了前视探测器（雷达），来检测本车和前面目标车辆之间的距离、相对速度
9、和加速度，不需要驾驶员的干预就可以根据驾驶员的驾驶模式进行合适的匹配，设定合适的速度和距离，保证车辆不发生碰撞而安全行驶。第23页，共26页。任务三任务三 自适应巡航技术应用自适应巡航技术应用 一、ACC技术的应用状况 Bosch公司开发的ACC系统包括雷达、向传感器、执行机构和显示单元。ACC系统包括原有的车辆电子控制单元ECU以及位于车辆前端的传感器和控制装置SCU（Sensor and Control Unit）。丰田公司利用毫米波雷达、激光雷达、超音波雷达及CCD作为车辆环境监控的传感器，适用于高速公路环境，已达商业化水平并配备于其高阶车款上。第24页，共26页。本田公司运用毫米波雷达
10、结合自动刹车与安全带制动器，发展CMS（Collision Mitigation Brake System），其目的在预警前方碰撞的危险，以及当碰撞无法避免时，通过主动式刹车与安全带作动，将人员与车辆的伤害降至最低。戴姆勒-克莱斯勒公司推出的高档豪华轿车一直都是使用先进系统的先驱，名为车距维持系统。第25页，共26页。二、ACC关键技术 1、雷达性能 雷达的功能是探测相对车距、相对车速、相对方位角等信息，其性能的优劣直接关系到ACC系统性能的好坏。2、目标车辆的识别和跟踪 雷达只能将它所探测到的物体信息传递给ECU，ECU要根据传来的信息进行识别，从中确定一主目标用做ACC控制中的参照物。依据两者间的相对运动及距离控制主车的行驶速度。主目标是可变的，不同厂商开发的ACC系统对主目标的选取模式是不同的。第26页，共26页。
