汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)（ACC）技術(shù)詳解

一 前言

在自適應(yīng)巡航系統(tǒng)出現(xiàn)之前，汽車上搭載的都是定速巡航系統(tǒng)CCS。普通的巡航定速對(duì)于現(xiàn)階段汽車配置來說已經(jīng)是常見的功能之一了，大多數(shù)車輛均可加裝，而成本也不過幾百元。定速巡航有一個(gè)明顯劣勢，就是該功能非常簡單，只能將車速保持在駕駛員預(yù)先設(shè)定的數(shù)值上，只能提供相對(duì)恒定的駕駛速度，而不能根據(jù)實(shí)際路況對(duì)車輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)或者給予必要的預(yù)警提示，缺乏對(duì)環(huán)境的應(yīng)變能力。當(dāng)車輛在高速公路上還可以應(yīng)付，但在實(shí)際的道路中路況都是千變?nèi)f化的，會(huì)遇到種種意外讓駕駛員不得不取消定速。比如當(dāng)前面的車輛突然減速、行駛在車輛較多的城市、在地形相對(duì)復(fù)雜的道路上。在這些時(shí)候，定速巡航幾乎就失去了作用，導(dǎo)致實(shí)際利用率很低。雖然可以暫時(shí)緩解右腳因長時(shí)間控制油門踏板而產(chǎn)生的壓力，但駕駛員仍然必須時(shí)刻集中注意力關(guān)注車輛的行駛狀況，普通巡航定速會(huì)因?yàn)椴葎x車而失去效果，恢復(fù)時(shí)則需從新設(shè)定。這樣繁瑣的操作在遭遇車輛較多的復(fù)雜路況時(shí)往往會(huì)使駕駛員手忙腳亂，其便利性也大打折扣。定速巡航的速度固定，在需要頻繁剎車的城市道路上顯得有點(diǎn)力不從心。由于定速巡航系統(tǒng)容易使駕駛者在高速行駛中過度放松，從而出現(xiàn)精力分散或者疲勞的現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)突發(fā)情況駕駛員很難做出快速反應(yīng)，所以更加智能的ACC自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。

自適應(yīng)巡航系統(tǒng)相較于定速巡航，減少駕駛員需要不斷取消和設(shè)定定速巡航功能的動(dòng)作，適用于更多的道路情況。簡而言之，自適應(yīng)巡航除了可以根據(jù)駕駛員要求設(shè)定車速外，還可以通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器進(jìn)行適當(dāng)控制，在駕駛員不干預(yù)的情況下，對(duì)汽車進(jìn)行自動(dòng)化的調(diào)整。也就是說，配有定速巡航的車型，只有在車流非常少、路況非常好的情況下才能發(fā)揮作用，而自適應(yīng)巡航的適用場景就廣泛得多。理想情況下，只要上了高速就可以直接把自適應(yīng)巡航打開，讓它自己控制減速和提速，幾乎完全解放了右腳。ACC進(jìn)一步考慮安全性與舒適性，能夠緩解駕駛疲勞，具備廣闊的發(fā)展空間。

自適應(yīng)功能的誕生使巡航定速系統(tǒng)的易用性提升到了新的高度，它不僅簡便了以往復(fù)雜的操作流程，而且在實(shí)際用途方面也極大的提高了車輛行駛的安全性。對(duì)于注重家庭使用的車型，具有自適應(yīng)巡航系統(tǒng)能夠讓駕駛更加輕松；或者說在比較容易受后排干擾的環(huán)境下，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)能夠帶給駕駛員多一層保障，讓平時(shí)城市高架和城際高速路況的使用更隨心所欲。

顯然自適應(yīng)巡航更能在一定程度上減輕駕駛員的疲勞程度，也更加智能化。自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)作為智能駕駛技術(shù)的一種，將是未來汽車發(fā)展方向，一個(gè)高級(jí)輔助駕駛功能的出現(xiàn)，提前預(yù)見了自動(dòng)駕駛時(shí)代的到來，它也是最能讓我們感受到自動(dòng)駕駛功能的一項(xiàng)技術(shù)。自適應(yīng)巡航被廣泛認(rèn)為是未來自動(dòng)駕駛汽車的關(guān)鍵組成部分，但自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的應(yīng)用還是不太成熟，難點(diǎn)在于它的自適應(yīng)性。作為一種高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)，永遠(yuǎn)無法做到和駕駛員駕駛車輛一樣智能，在道路擁擠、下雨或大霧等極端情況下，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)很好的工作?，F(xiàn)階段自適應(yīng)巡航系統(tǒng)還是通過測量前方汽車車速對(duì)汽車進(jìn)行適當(dāng)控制，而對(duì)于兩邊車道的汽車的監(jiān)測就略微不足，當(dāng)兩邊車道的汽車需要變道到自己車道時(shí)，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)就無法做到很好的預(yù)判。自適應(yīng)巡航系統(tǒng)在轉(zhuǎn)彎情況時(shí)的表現(xiàn)也不是很好，如果前車忽然進(jìn)入彎道時(shí)，由于雷達(dá)自身硬件缺陷，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)就會(huì)對(duì)前方車輛距離造成誤判，從而對(duì)汽車速度進(jìn)行調(diào)整，容易造成事故的發(fā)生。

自適應(yīng)巡航控制的確提升了高速行駛的舒適性能，而且起到了非常必要的控制和預(yù)警作用。但是必須重申，該功能并不具有全力制動(dòng)的效果，也并不能剎停車輛，所以在行車過程中依然要靠駕駛員對(duì)車輛進(jìn)行最終狀態(tài)的操作。為了行車安全，自適應(yīng)巡航即使最小的跟車距離也不會(huì)很小，在擁堵嚴(yán)重的路況下易被加塞或者強(qiáng)行變道。道路情況較為復(fù)雜時(shí)，在遇到前車急剎車或者路口突然出現(xiàn)車輛的情況下,ACC系統(tǒng)很難精確控制，保證安全。遇到一些運(yùn)載貨物的車輛，當(dāng)貨物本身超出了車身尺寸時(shí)，雷達(dá)的精準(zhǔn)識(shí)別率較低，難以保證安全。時(shí)刻保持注意力集中才是安全防患的重中之重。

但是在目前來看，機(jī)器始終是機(jī)器，并不能完全代替人類，再智能的駕駛也只是輔助駕駛，不能完全依賴和信任。自適應(yīng)巡航系統(tǒng)只是輔助駕駛中的一小部分，并沒有達(dá)到完全自動(dòng)的水平，哪怕只是跟車這個(gè)簡單的動(dòng)作，ACC系統(tǒng)還是存在許多局限性。安全駕駛，控制車距和車速，永遠(yuǎn)是現(xiàn)階段駕駛者的責(zé)任。

自適應(yīng)巡航在部分車輛上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商用化，也被認(rèn)為是自動(dòng)駕駛發(fā)展過程中必不可少的一項(xiàng)功能，自適應(yīng)巡航的功能更可能被完整應(yīng)用到最終的自動(dòng)駕駛功能上。隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，更多高級(jí)輔助駕駛功能將逐步商用化、中低端搭載化，這也是自動(dòng)駕駛技術(shù)普及過程中必不可少的一個(gè)過程。

二 概述

1.定速巡航和自適應(yīng)巡航是很多駕駛員在高速上都會(huì)用到的功能。那么，這兩個(gè)功能到底有什么區(qū)別、該怎么用呢？正式介紹ACC前，先了解下它的前輩定速巡航。

首先要認(rèn)識(shí)下定速巡航系統(tǒng)，英文全稱Adaptive Cruise Control，簡稱CCS，顧名思義，定速巡航就是讓車輛已設(shè)定好的速度去行駛，不用踩下油門或者電門。定速巡航系統(tǒng)是安裝在汽車上，能夠讓汽車保持設(shè)定速度行駛的設(shè)備。定速巡航的前身可以追溯到1992年，三菱汽車在汽車上提供了“距離警告”的功能，在駕駛員駕駛汽車過程中，如果與前方汽車靠得過近，就會(huì)給駕駛員進(jìn)行提示，從而讓駕駛員踩下制動(dòng)踏板降低車速。定速巡航就是在該技術(shù)上進(jìn)行了提升，駕駛員在駕駛汽車過程中可以開啟定速巡航系統(tǒng)，之后就不需要再踩油門，汽車就可以按照設(shè)定的車速前進(jìn)。一般在封閉路面使用，來解放下駕駛員的右腳。是通過指令開關(guān)、車速傳感器、電子油門執(zhí)行器和ECU，總共四個(gè)部分構(gòu)成。不過這一功能一般車輛都會(huì)設(shè)置最低限速，也就是說需要達(dá)到一定速度的時(shí)候，車上的電腦才會(huì)“持續(xù)且穩(wěn)定的”行駛。但是除此之外，包括轉(zhuǎn)向、剎車這些還是需要車主自己來控制。

在定速巡航系統(tǒng)開啟后，駕駛員也可以通過定速巡航的手動(dòng)調(diào)整設(shè)備對(duì)車速進(jìn)行小幅度的調(diào)整，且不需要去踩加速踏板。

啟動(dòng)這個(gè)功能后，汽車儀表盤就會(huì)顯示定速巡航開啟的圖標(biāo)了，車就會(huì)保持設(shè)定速度行駛。

在需要超車時(shí)，可以踩下加速踏板，超車完成后汽車還會(huì)自動(dòng)回到原先設(shè)定的車速。當(dāng)需要減速時(shí)，按鈕取消或者踩下制動(dòng)踏板就可以自動(dòng)解除定速巡航，該功能立即消失。踩下制動(dòng)踏板除了利用制動(dòng)踏板消除功能外，還有駐車制動(dòng)、離合器（M/T）、調(diào)速桿 （A/T）、車速小于30km/h 等操作會(huì)消除該功能。當(dāng)需要時(shí)，駕駛員可以再按下按鈕重新設(shè)定定速巡航。另外，定速巡航途中還可以根據(jù)車速與車況，加減巡航的速度。此外，如果想恢復(fù)之前的巡航速度，還可以通過RES按鍵實(shí)現(xiàn)，此功能在恢復(fù)速度和現(xiàn)行駛車速相差較大時(shí)慎用，因?yàn)榇藭r(shí)啟動(dòng)后，系統(tǒng)一般會(huì)以地板油的形式加速到目標(biāo)車速，此時(shí)駕駛員容易心里比較慌張而做出錯(cuò)誤的判斷。

某車型的定速巡航按鍵

現(xiàn)在的汽車配置中，定速巡航系統(tǒng)普及度很高，只要車速超過設(shè)定速度，系統(tǒng)就可以啟動(dòng)，汽車根據(jù)行駛阻力的變化，智能調(diào)節(jié)油門的開度，確保車輛始終保持相對(duì)恒定的行駛速度，使得駕駛者在長距離行駛途中，不必再用右腳時(shí)刻地踩著油門，極大緩解了駕駛疲勞。

定速巡航只可以在平坦、少車路面，如高速路面行駛，要么在高速上不堵車的路況下，或者在凌晨三點(diǎn)空曠無人的大街上才能用它，使用定速巡航讓汽車保持勻速行駛，可以減少耗油量，也可以將駕駛員的雙腳從油門踏板上釋放出來，一定程度上減少駕駛員的駕駛疲勞，也可以讓駕駛員將注意力全部放在路面上，但定速巡航會(huì)有一個(gè)初始速度，需要汽車達(dá)到一定車速時(shí)才可以使用，無法實(shí)現(xiàn)靈活的駕駛要求。在實(shí)際的生活中，經(jīng)常遇到交通擁堵的情況，時(shí)而加速時(shí)而剎車，定速巡航似乎成了擺設(shè)。

2.從實(shí)際駕駛特性出發(fā)，提出一種有效的計(jì)算安全跟車距離的算法，基于此開發(fā)全速自適應(yīng)巡航系統(tǒng)，滿足跟起、跟停、跟車、巡航等各種自適應(yīng)巡航工況，滿足實(shí)際駕駛情況的穩(wěn)定性和舒適性。

3.針對(duì)汽車ACC系統(tǒng)的多性能指標(biāo)不協(xié)調(diào)及不完善的問題，綜合考慮汽車的多性能指標(biāo)和汽車自身的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)能力，提出一種基于模型預(yù)測控制和最優(yōu)控制的汽車自適應(yīng)巡航控制算法。根據(jù)本車與前車之間的相互縱向運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，建立離散狀態(tài)空間表達(dá)式，引入飽和函數(shù)，并以輸出變量的加權(quán)平方和作為協(xié)調(diào)多性能指標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)，最后將目標(biāo)函數(shù)的求解問題轉(zhuǎn)化為一維極值問題進(jìn)行求解。仿真結(jié)果驗(yàn)證了算法對(duì)安全車距保持的有效性和協(xié)調(diào)多性能指標(biāo)的可行性。

三 定義

汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)（英文全稱Adaptive Cruise Control，簡稱ACC），又可稱為智能巡航控制系統(tǒng)，是基于普通的巡航定速系統(tǒng)延伸發(fā)展而成的，除了可以和定速巡航一樣，設(shè)定既定車速，讓汽車在道路上自適應(yīng)行駛外，還對(duì)汽車進(jìn)行了升級(jí)，是傳統(tǒng)巡航功能的升級(jí)版，是在定速巡航控制系統(tǒng)CCS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種智能化自動(dòng)控制系統(tǒng)。ACC功能作為輔助駕駛縱向控制的基礎(chǔ)功能，是通往自動(dòng)駕駛的基礎(chǔ)控制。ACC作為高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的一種，新一代汽車先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)之一，是將來自動(dòng)駕駛功能的過渡配置之一。該系統(tǒng)也被稱為主動(dòng)巡航系統(tǒng)，相對(duì)于定速巡航，ACC不僅可以讓車輛保持一定行駛速度，還能根據(jù)與前車的距離自動(dòng)調(diào)節(jié)車速，以保證與前車的最佳安全距離。

ACC系統(tǒng)的功能是在傳統(tǒng)定速巡航裝置的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，區(qū)別在于定速巡航只能限定速度，方向盤和剎車還需要駕駛員控制，而ACC能夠較好的幫助駕駛員協(xié)調(diào)方向盤和剎車。定速巡航算是L1級(jí)別的自動(dòng)駕駛，而ACC則可以算是L2級(jí)別的自動(dòng)駕駛。它將汽車定速巡航控制系統(tǒng)（Cruise Control System，CCS）和車輛前向撞擊報(bào)警系統(tǒng)（Forward Collision Warning System，F(xiàn)CWS）有機(jī)結(jié)合起來，既有定速巡航控制系統(tǒng)的全部功能對(duì)車縱向控制，還包含了預(yù)碰撞功能。利用預(yù)碰撞安全系統(tǒng)FCWS/PCS系統(tǒng)系統(tǒng)在危險(xiǎn)發(fā)生前進(jìn)行預(yù)警甚至干預(yù)駕駛，那么災(zāi)難出現(xiàn)的幾率就會(huì)大大降低。還可以采用雷達(dá)探測前方車輛與本車的相對(duì)距離和相對(duì)速度，主動(dòng)控制本車行駛速度，以達(dá)到自動(dòng)跟車巡航的目的。結(jié)合車載的雷達(dá)，輪速傳感器等感知前車環(huán)境和距離以及自身車速，實(shí)現(xiàn)智能的車速控制，始終處于安全行駛或者與前車保持安全距離的狀態(tài)。同時(shí)搭載FCWS/PCS和ACC系統(tǒng)，可以明顯提高汽車的安全性能。根據(jù)前方是否有車輛，系統(tǒng)可以在定速巡航和跟車巡航之間自動(dòng)切換。

在車輛行駛過程中通過車載雷達(dá)等車距傳感器監(jiān)測汽車前方的道路交通環(huán)境，持續(xù)掃描車輛前方道路，同時(shí)輪速傳感器采集車速信號(hào)。一旦發(fā)現(xiàn)當(dāng)前行駛車道的前方有其它前行車輛，將根據(jù)本車和前車之間的相對(duì)距離及相對(duì)速度等信息，對(duì)車輛進(jìn)行縱向速度控制，當(dāng)與前車之間的距離過小時(shí)，ACC控制單元可以通過與制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動(dòng)作，使車輪適當(dāng)制動(dòng)，并使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率下降，通過主動(dòng)調(diào)整汽車行駛速度，自動(dòng)減速、加速、更改跟蹤目標(biāo)等操作，它能夠根據(jù)前車情況自動(dòng)控制車距和車速，以使車輛與前方車輛始終保持安全距離，避免追尾事故發(fā)生，如下圖所示。

與普通巡航定速不同，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)擁有雷達(dá)車距傳感器，輪速傳感器以及ACC電子控制單元，通過這個(gè)系統(tǒng)的相互作業(yè)對(duì)車速進(jìn)行主動(dòng)干預(yù)，使車輛按照駕駛員預(yù)設(shè)參數(shù)始終保持在一個(gè)相對(duì)安全的范圍內(nèi)行駛。

它是高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的一種功能，包含防抱死制動(dòng)器(ABS)，牽引力控制裝置(TCS)及強(qiáng)化車輛穩(wěn)定性系統(tǒng)(ESP)等部分，以駕駛員設(shè)定的車速為控制目標(biāo)的智能控制系統(tǒng)。

ACC不是簡單的巡航，而是在對(duì)實(shí)時(shí)路況的精確判斷基礎(chǔ)上，自動(dòng)完成車速和車距的控制，從而減少駕駛者對(duì)油門和剎車的操作。ACC的主要目的是增加交通流量，改善駕駛員的舒適度，減輕工作負(fù)荷，為行車安全保駕護(hù)航?？梢跃徑忾L時(shí)間踩油門或制動(dòng)的疲憊，讓駕駛變得更輕松，提高舒適性。自適應(yīng)巡航能更好地適應(yīng)路況較復(fù)雜的城市路況，最大的好處就是降低駕駛疲勞，加上車道偏離輔助系統(tǒng)，可以讓駕駛者在較好的城市路況中極大的解放雙腳甚至雙手。特別是輕微堵車的路況駕駛疲勞感很大部分來源于不停踩剎車，利用ACC系統(tǒng)可以輕松保持車距。但是，系統(tǒng)還是不能完全替代人工。

自適應(yīng)系統(tǒng)是一個(gè)允許車輛巡航控制系統(tǒng)通過調(diào)整速度以適應(yīng)交通狀況的汽車功能。一般可以在40-150公里內(nèi)進(jìn)行車速設(shè)定，而因雷達(dá)性能不同，其工作范圍一般為120-200米。因此駕駛員可以針對(duì)路況設(shè)定一個(gè)合理的跟車車距和巡航速度，當(dāng)前方車輛出現(xiàn)突發(fā)性減速造成實(shí)際車距小于等于預(yù)設(shè)跟車車距時(shí)，自適應(yīng)系統(tǒng)的控制電腦會(huì)及時(shí)通過車輪制動(dòng)和調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的方式使車速下降，并保持預(yù)設(shè)車距和前車以相同的速度行駛，當(dāng)前車車速上升時(shí)，控制電腦將會(huì)自動(dòng)將車速勻速提升至預(yù)設(shè)車速，使車輛從新回到巡航狀態(tài)。

ACC主要有兩個(gè)參數(shù)，車速和距離。

駕駛員設(shè)定所希望的車速，系統(tǒng)利用低功率雷達(dá)或紅外線光束探測前方200m左右的距離，得到前車的確切位置，如果發(fā)現(xiàn)前車減速或監(jiān)測到新目標(biāo)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)送執(zhí)行信號(hào)給發(fā)動(dòng)機(jī)或制動(dòng)系統(tǒng)來降低車速使車輛和前車保持一個(gè)安全的行駛距離。當(dāng)前方道路沒車時(shí)又會(huì)加速恢復(fù)到設(shè)定的車速，雷達(dá)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)監(jiān)測下一個(gè)目標(biāo)。如果“前面沒車”，那么可以使用駕駛員設(shè)定的期望車速來行車，這與定速巡航功能相當(dāng)，如果配合車道保持LKA系統(tǒng)，可以做到沿當(dāng)前車道一直行駛。如果前車很慢而導(dǎo)致本車不可能用期望車速來行駛，那么ACC可以使得兩車保持駕駛員設(shè)定的期望車距。在需要時(shí)，車輛會(huì)自動(dòng)剎車和/或變速，以保持設(shè)置的車速或距離。在某些行駛狀況下，還會(huì)要求駕駛員主動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)，這個(gè)警報(bào)信息會(huì)以聲音和視覺方式顯示出來。

車距未達(dá)到安全距離時(shí)：?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

1）通過控制節(jié)氣門降低動(dòng)力輸出? ? ? ? ? ? ? ??

2）主動(dòng)制動(dòng)? ? ? ? ? ? ? ? ?

3）聲光提醒駕駛員

四 組成

ACC系統(tǒng)通過對(duì)路況實(shí)時(shí)監(jiān)測（前車車速，距離，位置等），車輛自行控制其速度和加速度，實(shí)現(xiàn)輔助駕駛。ACC是根據(jù)主車與前方車輛間的相對(duì)距離、速度等信息，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)油門開度和制動(dòng)壓力對(duì)主車速度進(jìn)行速度和距離控制，使得主車與前方車輛保持安全的車間距。

ACC系統(tǒng)作為一種重要的汽車電子產(chǎn)品，由傳感器、數(shù)字信號(hào)處理器以及控制模塊三大部分組成，信號(hào)處理器負(fù)責(zé)將傳感器接收到的信息進(jìn)行數(shù)字處理，最后由控制模塊處理收集到的信息進(jìn)行控制。系統(tǒng)判斷需要減速時(shí)，最終由ABS系統(tǒng)對(duì)車輪實(shí)施制動(dòng)或者變速箱采用降擋的辦法，將車速降低。主要由測距傳感器、控制器ECU ，發(fā)動(dòng)機(jī)管理控制器、電子節(jié)氣門執(zhí)行器、制動(dòng)執(zhí)行器（例如ABS/ESP等）等部分組成，其包括：

1.?自適應(yīng)巡航系統(tǒng)ACC傳感器和控制單元（雷達(dá)傳感器）

2.?發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)控制器

3.?主動(dòng)剎車及電子穩(wěn)定系統(tǒng)

4.?控制和顯示單元

5.?發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門

6.?傳感器

7.?變速箱控制器

↑自適應(yīng)巡航系統(tǒng)ACC系統(tǒng)組成

典型ACC系統(tǒng)的基本組成如下圖所示，主要由信息感知單元（傳感器：車距傳感器（雷達(dá)）、輪速傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器等）、電子控制單元（ACC控制單元ECU）、執(zhí)行單元（執(zhí)行器）和人機(jī)交互界面等組成，包括雷達(dá)傳感器、數(shù)字信號(hào)處理器和控制模塊等。

ACC系統(tǒng)組成

1.信息感知單元

（1）傳感器

信息感知單元（傳感器）用于感知本車狀態(tài)及行車環(huán)境等信息，如果用人類做比喻，傳感器就類似于眼睛、耳朵、鼻子等器官，它負(fù)責(zé)感知前車以及本車確切位置，主要用于向電子控制單元（ECU）提供ACC所需要的各種信息，包括車間距離，車速信號(hào)，汽車轉(zhuǎn)角信號(hào)，節(jié)氣門位置信號(hào)等。它包括測距傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、制動(dòng)踏板傳感器等。環(huán)境感知由毫米波雷達(dá)和攝像頭等組成，通過數(shù)據(jù)融合，感知周邊障礙物信息,如相對(duì)速度、縱向距離、橫向距離、目標(biāo)加速度以及置信率等。測距傳感器用來獲取車間距離信號(hào)，一般使用激光雷達(dá)或毫米波雷達(dá)；轉(zhuǎn)速傳感器用于獲取實(shí)時(shí)車速信號(hào)，一般使用霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器；轉(zhuǎn)向角傳感器用于獲取汽車轉(zhuǎn)向信號(hào)，用來判斷汽車行駛的方向；節(jié)氣門位置傳感器用于獲取節(jié)氣門開度信號(hào)；制動(dòng)踏板傳感器用于獲取制動(dòng)踏板動(dòng)作信號(hào)；在前后車輪上裝有輪速傳感器（與ABS系統(tǒng)共用），可以感知汽車的行駛速度。

目前市場上常見的傳感器種類，有雷達(dá)傳感器、紅外光束傳感器以及視頻攝像頭等幾種，ACC一般都基于雷達(dá)或激光技術(shù)，現(xiàn)在可以基于視覺/相機(jī)技術(shù)，ACC系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)就是雷達(dá)傳感器技術(shù)。品牌、車型不同，其安裝位置也不同，常見的安裝位置有車標(biāo)后、保險(xiǎn)杠兩側(cè)、下方以及車內(nèi)后視鏡背后等位置。造成這些差異的原因主要是各種傳感器工作原理不同，當(dāng)然其中也包含部分成本因素。

由于每種傳感器都有自己的弱點(diǎn)，所以目前在ACC的開發(fā)過程中，研發(fā)人員便會(huì)根據(jù)各種傳感器的特點(diǎn)，將它們組合應(yīng)用，共同為控制器ECU提供信息。例如，雷達(dá)對(duì)于垂直方向上重疊物體的判斷較弱。在實(shí)際駕駛中，當(dāng)車輛行駛到立交橋附近時(shí)，如果前方與盤橋匝道上同時(shí)出現(xiàn)車輛，雷達(dá)傳感器很可能出現(xiàn)誤判。而當(dāng)前方路面出現(xiàn)金屬標(biāo)識(shí)牌甚至是金屬廢棄物時(shí)，雷達(dá)傳感器也很有可能產(chǎn)生誤判。所以為了降低誤判的可能，越來越多的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)采用兩種傳感器方式來采集汽車的周邊環(huán)境信息。

雷達(dá)Radar的全稱為Radio Detection and Ranging無線電探測和測距。典型雷達(dá)傳感器系統(tǒng)組成包括無線電發(fā)射控制所需的鎖相環(huán)控制芯片PLL ASIC和壓控振蕩器VCO。調(diào)制后的無線電信號(hào)經(jīng)天線和鏡頭發(fā)射后，回波信號(hào)由四個(gè)定向天線接收。通過接收微波芯片MIC組成的混頻器MIXER，將頻率差信號(hào)經(jīng)預(yù)放大器芯片Preamplifier ASIC放大后進(jìn)行信號(hào)處理。

↑典型雷達(dá)傳感器系統(tǒng)組成

作為車載雷達(dá)，目前適用的主要由脈沖多普勒雷達(dá)，雙頻CW雷達(dá)和FM雷達(dá)三種。雷達(dá)的功用是測知相對(duì)車距、相對(duì)車速、相對(duì)方位角等信息。雷達(dá)一般是用于探測路況，發(fā)射出去的雷達(dá)波束碰到物體表面后會(huì)被反射回來，確定車距；通過多普勒效應(yīng)可以探測與前車距離；雷達(dá)信號(hào)呈葉片狀向外擴(kuò)散，根據(jù)反饋角度可確定前車位置。在實(shí)際行車中（如在高速公路、多車道路面以及轉(zhuǎn)彎時(shí)），雷達(dá)的視野中會(huì)出現(xiàn)多輛車。這時(shí)需要根據(jù)轉(zhuǎn)向角傳感器、橫擺率傳感器信號(hào)、車輪轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)等確定車道，另外由攝像頭來識(shí)別車道識(shí)別線，但在稍微復(fù)雜的路況下，傳感器對(duì)路況的準(zhǔn)確判斷就非常艱難。

ACC中傳感器部分一般使用測距雷達(dá)，是ACC系統(tǒng)的環(huán)境探測部分。測距雷達(dá)用于測量本車與前方車輛車頭的相對(duì)距離，相對(duì)速度和相對(duì)加速度等參數(shù)，是ACC系統(tǒng)中的關(guān)鍵模塊關(guān)鍵設(shè)備之一。測距雷達(dá)一般包括發(fā)射天線，接收天線，數(shù)字信號(hào)處理（DPS）單元和數(shù)據(jù)線總成等部分。當(dāng)前，測距雷達(dá)的設(shè)計(jì)可以采用毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)兩種形式。測距雷達(dá)的價(jià)格構(gòu)成ACC系統(tǒng)的主要成本，是ACC系統(tǒng)中的也是決定該系統(tǒng)造價(jià)的主要元件。車距傳感器一般安裝在散熱器格柵內(nèi)或前保險(xiǎn)杠的內(nèi)側(cè)，它可以探測到汽車前方200m左右的距離。

應(yīng)用雷達(dá)測距，需要防止電磁波干擾，雷達(dá)彼此之間的電磁波輻射和其它通信設(shè)施的電磁波輻射，對(duì)其測距性能都有影響。但隨著硬件的發(fā)展，出現(xiàn)了更多像ACC這樣的輔助駕駛系統(tǒng)，比如主動(dòng)剎車、偏航預(yù)警等等，這些新技術(shù)完善了ACC的功能，帶有主動(dòng)剎車的車輛在ACC開啟的時(shí)候安全性更高，一旦ACC判斷失誤，還有第二道甚至第三道安全防護(hù)。

當(dāng)前應(yīng)用到ACC系統(tǒng)上的雷達(dá)主要有單脈沖雷達(dá)、微波雷達(dá)、激光雷達(dá)以及紅外探測雷達(dá)等。無論使用何種類型的雷達(dá)，確保雷達(dá)信號(hào)的實(shí)時(shí)性處理是要首先考慮的問題。隨著汽車電子技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)在大都利用DSP技術(shù)來處理雷達(dá)信號(hào)，應(yīng)用 CAN 總線輸出雷達(dá)信號(hào)。

ACC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)雷達(dá)的基本要求是：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100米；測量精度小于1米；接近速度在100公里/小時(shí)以上；應(yīng)能使用汽車的電源，消耗功率要小。

1）毫米波雷達(dá)

毫米波雷達(dá)是利用目標(biāo)對(duì)電磁波反射來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并測定其位置的。毫米波雷達(dá)頻率高，波長短。這樣，一方面可以縮小從天線輻射的電磁波射束角幅度/尺寸，從而減少由于不必要的反射所引起的誤動(dòng)作和干擾；另一方面由于多普勒頻移大，相對(duì)速度的測量精度會(huì)較高。有中距雷達(dá)（MRR)和長矩雷達(dá)（LRR)。

中距雷達(dá)（MRR)：探測距離為160m，水平視場探測角度近距離±42°，遠(yuǎn)距離±6°。

長距雷達(dá)（LRR)：探測距離為250m，水平視場探測角度近距離±20°，遠(yuǎn)距離±6°。

ACC一般使用的是77GHz的長距離雷達(dá)，距離可達(dá)100-200米。

由于車用雷達(dá)傳感器發(fā)射無線電波，因此需要符合使用國家的相應(yīng)無線電波段管控規(guī)定。因此一般車用雷達(dá)會(huì)考慮通用性選擇國際通行的無線電頻率。比如常用的24GHz和77GHz頻率，目前大多數(shù)的ACC系統(tǒng)都采用77GHz毫米波雷達(dá)，其中又以調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)(FMCW)應(yīng)用最為廣泛，為了更好的測距和測速，雷達(dá)傳感器需要在一定頻率范圍內(nèi)進(jìn)行可控的頻率掃描，這種雷達(dá)傳感器稱為調(diào)頻連續(xù)波FMCW雷達(dá)傳感器。以77GHz雷達(dá)為例，一般掃描頻率范圍為76.5GHz到76.7GHz。?

兩車相隨時(shí)，如果能夠測量出毫米波從本車發(fā)射到目標(biāo)車返回的時(shí)間，就可以計(jì)算出兩車相隔的距離和相對(duì)速度。現(xiàn)在一般的方法不是去直接測量之后滯后時(shí)間，而是采用頻率測量的方法。

↑調(diào)頻連續(xù)波FMCW雷達(dá)傳感器

FMCW雷達(dá)系統(tǒng)能同時(shí)探測出目標(biāo)相對(duì)于車輛的距離和速度。若安裝適當(dāng)數(shù)量的天線，它們還能計(jì)算出目標(biāo)與車輛的縱軸夾角。由于毫米波雷達(dá)的天線很小，所以可以安裝于車身的任何位置。當(dāng)然一般是被隱蔽地安裝于汽車前端。

在汽車上應(yīng)用毫米波雷達(dá)測距，有以下特點(diǎn)：首先，其探測性能穩(wěn)定，不易受目標(biāo)表面形狀和顏色的影響。其次，具有良好的環(huán)境適應(yīng)性能，由雨，雪，霧等造成的干擾比較小。

車用雷達(dá)傳感器工作原理就是蝙蝠測距用的回波時(shí)間（Time of Flight，縮寫為TOF）測量方法。

↑FMCW雷達(dá)傳感器測距原理?

但要知道無線電傳播速度等同于光速，也就是是每秒30萬公里。要測量150米處的目標(biāo)，總傳輸時(shí)間只有1微秒。要如此精確的測量時(shí)間成為雷達(dá)傳感器以及自適應(yīng)巡航系統(tǒng)最大的挑戰(zhàn)。直接測量往返時(shí)間十分復(fù)雜，因此調(diào)頻連續(xù)波FMCW的測量方法被引入進(jìn)來，對(duì)往返時(shí)間進(jìn)行測量，將其作為持續(xù)發(fā)射并即時(shí)變頻的高頻振蕩電波來使用。變頻（調(diào)制）為200兆赫/毫秒，以一個(gè)76.5Giga赫茲的輸送信號(hào)作為“輸送載體”，通過這種方法可繞過復(fù)雜且浪費(fèi)的往返時(shí)間直接測量，取而代之以通過處理簡單易得得發(fā)射和接收（反射）信號(hào)間得差值來獲得所需要的信息。通過單位時(shí)間固定頻率范圍進(jìn)行掃描，就可以通過測量發(fā)射頻率和接收頻率的頻率差算出精確的傳輸時(shí)間，也就是完成了時(shí)間差和頻率差的轉(zhuǎn)換。而通過微波芯片和FFT傅里葉變換的信號(hào)處理，頻率差相對(duì)容易精確計(jì)算。

發(fā)射信號(hào)與接收（反射）信號(hào)間的頻率差值直接取決于和目標(biāo)之間的距離。

反射波與發(fā)射波的形狀相同，只是在時(shí)間上有一個(gè)延遲?t，?t與目標(biāo)距離R的關(guān)系可以表示為

式中，R為本車至目標(biāo)車的距離；c為光速，c=300000km/s。

T為頻率的周期，?F是調(diào)頻的帶寬，發(fā)射信號(hào)與反射信號(hào)的頻率差為IF。從圖中可以看出如下關(guān)系：

再將?t帶入式中可以得到

當(dāng)目標(biāo)車以相對(duì)速度V運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于多普勒頻移的原理，雷達(dá)接收的發(fā)射波會(huì)產(chǎn)生頻移

f0為發(fā)射波的中心頻率。三角波的升升沿河都會(huì)移動(dòng)fd，用公式表示如下：

如果考慮到車速大大低于光速，因此目標(biāo)車移動(dòng)的相對(duì)速度為：

↑FMCW雷達(dá)傳感器測速原理

平常在路上碰到救護(hù)車，就會(huì)發(fā)現(xiàn)救護(hù)車接近時(shí)警報(bào)聲比較尖銳，離開時(shí)警報(bào)聲比較低沉。這就是多普勒效應(yīng)，相對(duì)速度會(huì)影響運(yùn)動(dòng)物體的頻率變化。將調(diào)頻連續(xù)波測量方法進(jìn)行改進(jìn)，在頻率上升和頻率下降過程中各測量一次頻率差。這樣就可以計(jì)算出多普勒效應(yīng)造成的頻率差從而算出前車速度，進(jìn)而同時(shí)得到前車距離。

目前，ACC傳感器為毫米波雷達(dá)，探測性能穩(wěn)定，不易受對(duì)象表面顏色和形狀的影響，也不受大氣流的影響；環(huán)境適應(yīng)性能好，雨、雪、霧等對(duì)之干擾小。相比紅外、激光傳感器，其穿透霧、煙、灰塵的能力更強(qiáng)，具備全天候（大雨天除外）工作的優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)于極端惡劣天氣，如下大雨、下雪等，毫米波雷達(dá)會(huì)受到較大影響，導(dǎo)致ACC可能失效。?

ACC的毫米波雷達(dá)傳感器的安裝位置一般為前進(jìn)氣格柵logo附近、前l(fā)ogo正后方、保險(xiǎn)杠下方。絕大部分車型都只用一個(gè)雷達(dá)，而像奧迪系列則使用兩個(gè)，分別安裝在左右霧燈的位置。

雷達(dá)作為ACC的“眼睛”是非常重要的，如果被異物遮擋，將會(huì)直接影響到ACC的性能，甚至是ACC功能。除了遮擋，雷達(dá)的固定角度也會(huì)影響整個(gè)ACC系統(tǒng)，一旦雷達(dá)的固定角度發(fā)生較大變化（如雷達(dá)安裝位置處發(fā)生了碰撞），必須重新標(biāo)定，以保證ACC功能和性能都不受影響。

目標(biāo)識(shí)別?

對(duì)于ACC的毫米波雷達(dá)來說，主要利用發(fā)送和接受信號(hào)的頻率差和時(shí)間差分別得到目標(biāo)物體的相對(duì)速度和距離（多普勒效應(yīng)）。因此，對(duì)于信號(hào)的反射強(qiáng)度就有一定的要求，例如行人、動(dòng)物、自行車、摩托車、三輪車等產(chǎn)生的微弱的反射波就極其容易被其他雜波所埋沒（能有效識(shí)別行人的76Ghz/79Ghz雷達(dá)），從而無法被有效識(shí)別。除了對(duì)于上述目標(biāo)沒有反應(yīng)外，對(duì)于接近的（迎面駛來）、橫向行駛、緩慢移動(dòng)或者靜止的車輛，ACC同樣不會(huì)采取任何措施。對(duì)于一些裝有特殊物品的大貨車，ACC的識(shí)別能力并不那么靈敏。

特定場景

由于ACC雷達(dá)一般都是中距雷達(dá)，檢測區(qū)域是有限的，再加上雷達(dá)相對(duì)位置固定，檢測角度和方向相對(duì)不變，因此，某些情況下，對(duì)于前方車輛的檢測存在盲區(qū)，ACC無法有效識(shí)別目標(biāo)，存在碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，而在有些情況下，ACC則存在誤識(shí)別，造成不必要的減速。

ACC無法有效識(shí)別目標(biāo)，存在追尾的風(fēng)險(xiǎn)

ACC系統(tǒng)會(huì)識(shí)別通往高速公路出口的斜坡，目前Radar-only的ACC只能提供stop-go的交通堵塞輔助（TJA），即低速跟車功能。E-NCAP對(duì)ACC測試中包括車輛以80km/h的行駛時(shí)應(yīng)對(duì)切入和切出的場景。

雷達(dá)探測的主要區(qū)域?yàn)楸拒嚨勒胺?，?dāng)旁邊車道有車輛匯入時(shí)，需要一定的反應(yīng)時(shí)間，將匯入車輛當(dāng)作新的跟隨目標(biāo)。如果匯入車輛的動(dòng)作不太突兀，雷達(dá)系統(tǒng)是可以從容應(yīng)付的，但中國的交通環(huán)境比較復(fù)雜，強(qiáng)行變道隨處可見，這種時(shí)候如果駕駛員沒有介入，就很容易發(fā)生事故。

2）單脈沖雷達(dá)

原理：雷達(dá)每發(fā)射一個(gè)脈沖，天線能同時(shí)形成若干個(gè)波束，從各波束接收的信號(hào)之和，可測出目標(biāo)的距離，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的測量和跟蹤。（脈沖：一個(gè)物理量在短持續(xù)時(shí)間內(nèi)突變后迅速回到其初始狀態(tài)的過程）

性能：全天候雷達(dá)，可以適用各種天氣情況，具有探測距離遠(yuǎn)、探測角度范圍大、蹤目標(biāo)多等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格高。

3）微波雷達(dá)

原理：微波雷達(dá)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的精確速度檢測基于微波多普勒（Doppler）效應(yīng)。通過測量回波信號(hào)相對(duì)發(fā)射信號(hào)的時(shí)間延遲來測距。

性能：著安裝維護(hù)方便、使用壽命長、幾乎不受光照度、灰塵以及風(fēng)、雨、霧、雪等天氣的影響。

單脈沖雷達(dá)和微波雷達(dá)是全天候雷達(dá)，可以適用各種天氣情況，具有探測距離遠(yuǎn)、探測角度范圍大、跟蹤目標(biāo)多等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格高。

4）激光雷達(dá)

激光雷達(dá)是一種光子雷達(dá)系統(tǒng)，它具有測量時(shí)間短，量程大，精度高等優(yōu)點(diǎn)。激光雷達(dá)根據(jù)激光束傳播時(shí)間確定距離。激光雷達(dá)對(duì)工作環(huán)境的要求較高，對(duì)天氣變化比較敏感，在雨雪天、風(fēng)沙天等惡劣天氣探測效果不理想，當(dāng)激光鏡頭被泥、雪等物體遮蓋后，或在強(qiáng)光干擾情況下，激光雷達(dá)的工作將受到影響。探測范圍有限，跟蹤目標(biāo)較少，但其最大的優(yōu)點(diǎn)在于探測精度比較高，價(jià)格低，易于控制和進(jìn)行二次開發(fā)。

原理：激光器產(chǎn)生并發(fā)射一束光脈沖，打在物體上并反射回來，最終被接收器所接收。接收器準(zhǔn)確地測量光脈沖從發(fā)射到被反射回的傳播時(shí)間。因?yàn)楣饷}沖以光速傳播，所以接收器總會(huì)在下一個(gè)脈沖發(fā)出之前收到前一個(gè)被反射回的脈沖。鑒于光速是已知的，傳播時(shí)間即可被轉(zhuǎn)換為對(duì)距離的測量。

性能：對(duì)工作環(huán)境的要求較高，對(duì)天氣變化比較敏感，在雨雪天、風(fēng)沙天等惡劣天氣探測效想探測范圍有限，跟蹤目標(biāo)較少，遇到煙霧介質(zhì)以及雨雪天氣表現(xiàn)一般。但其最大的優(yōu)點(diǎn)在于探測精度比較高，價(jià)格低，易于控制和進(jìn)行二次開發(fā)。

5）紅外探測雷達(dá)

原理：不同種類的物體發(fā)射出的紅外光波段是有其特定波段的，人們可以利用這種特定波段的紅外光來實(shí)現(xiàn)對(duì)物體目標(biāo)的探測與跟蹤。

性能：紅外線探測雷達(dá)受光線影響較大，測距較弱，信號(hào)收集相對(duì)困難。在惡劣天氣條件下性能不穩(wěn)定，探測距離較短，價(jià)格最便宜。

6）攝像頭

越來越多的車型采用攝像頭作為傳感器，感知周邊環(huán)境，相比雷達(dá)，攝像頭分辨率更高，可以獲取足夠多的環(huán)境細(xì)節(jié)，根據(jù)數(shù)據(jù)庫，描繪物體的外觀和形狀、讀取標(biāo)志等，這些功能其他傳感器無法做到。攝像頭按照鏡頭數(shù)分類主要分為單目和雙目攝像頭。單目攝像頭成本相對(duì)于雙目攝像頭更低，雙目攝像頭基于三角測距原理，兩個(gè)攝像頭之間的距離不能發(fā)生任何變化，因此對(duì)于制造工藝的要求極高，成本也比單目攝像頭要高得多。因此，單目攝像頭得到了更多車企的青睞。攝像在光線較弱的環(huán)境下（黑夜和隧道），無法正常工作，也有局限性。

由于硬件發(fā)展水平的制約，現(xiàn)在汽上使用的雷達(dá)系統(tǒng)不能識(shí)別某一目標(biāo)物的大小和形狀，而且其視域?qū)挾纫蚕鄬?duì)狹窄，單獨(dú)只用一套雷達(dá)系統(tǒng)根本無法完成原來的設(shè)計(jì)預(yù)想，由于每種傳感器都有自己的弱點(diǎn)，在目前ACC開發(fā)實(shí)際應(yīng)用過程中，研發(fā)工程師們根據(jù)各種傳感器的特點(diǎn)，將它們組成搭檔，共同為數(shù)字信號(hào)處理器提供信息。比如雷達(dá)對(duì)于垂直方向上重疊物體的判斷較弱。在實(shí)際行車中，當(dāng)車輛行駛到立交橋附近時(shí)，如果前方與盤橋匝道上同時(shí)出現(xiàn)車輛，雷達(dá)傳感器有很大概率出現(xiàn)誤判;前方路面出現(xiàn)金屬標(biāo)識(shí)牌甚至是金屬廢棄物時(shí)，雷達(dá)傳感器也有很大概率產(chǎn)生誤判。于是為了進(jìn)一步降低誤判的可能，越來越多的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)采用兩種傳感器收集信息。往往是通過攝像機(jī)和雷達(dá)系統(tǒng)配合使用，才能完成相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)。

可惜目前所使用的攝像機(jī)和雷達(dá)傳感器都沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)配置，所以工程師們就想出了使用靈活的硬件平臺(tái)來達(dá)成目的的方法。說起來，好像是有點(diǎn)爾拼湊的感覺，但是在汽車新技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用方面，畢竟向前邁進(jìn)了一大步。

難道這些傳感器除了搭檔合作為數(shù)字信號(hào)器提供信息外，就沒有其他解決辦法了?當(dāng)然不是。比如單一攝像頭受到硬件限制較大，對(duì)于距離判斷能力較弱，那兩個(gè)攝像頭對(duì)距離判斷效果不錯(cuò)。在東京車展上，搭載雙攝像頭傳感器的車型出現(xiàn)在了斯巴魯展臺(tái)上。

（2）傳感器校準(zhǔn)

ACC系統(tǒng)具有完備的自診斷能力，會(huì)將識(shí)別到的事件和相應(yīng)環(huán)境條件存儲(chǔ)到故障存儲(chǔ)器內(nèi)，其診斷地址碼為13/8B。盡管雷達(dá)波束的傳播性能很強(qiáng)，但是ACC系統(tǒng)也會(huì)因?yàn)橐暰€不佳而關(guān)閉。如：天氣原因，特別是在水沫多、濃霧、降雪的環(huán)境下；雷達(dá)傳感器透鏡表面臟污；以及行駛在隧道內(nèi)時(shí)均會(huì)影響雷達(dá)波束的傳播。

當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)，必須對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)節(jié)：

△ 調(diào)整/改變了后橋的輪距

△ 拆裝過ACC-單元

△ 拆裝過前保險(xiǎn)杠

△ 前保險(xiǎn)因受較大外力而造成損傷

△ 水平失調(diào)角超過了±0.8°

在配備有兩個(gè)ACC-單元的車輛中，進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)先調(diào)節(jié)主控傳感器，再調(diào)節(jié)從控傳感器。進(jìn)行調(diào)節(jié)前，應(yīng)保證車距調(diào)節(jié)傳感器和控制單元上的雙頭螺栓的長度正確。

1）校準(zhǔn)主要設(shè)備：

校準(zhǔn)過程中所用到的主要設(shè)備有：車輛診斷儀、ACC調(diào)校裝置、ACC反光鏡、測距儀、四輪定位儀、調(diào)整工具等。

2）校準(zhǔn)要求：

△ 將前輪置于直線行駛位置

△ 將診斷設(shè)備導(dǎo)線通過打開的車窗連接到車輛

△ 車輛外部照明已關(guān)閉

△ 車輛所有車門已關(guān)閉

△ ACC反光鏡安裝位置距奧迪四環(huán)之間120cm±2.5cm

△ 檢查水平儀和校準(zhǔn)條的位置（依據(jù)四輪定位數(shù)據(jù)顯示）

3）校準(zhǔn)流程：

連接上診斷設(shè)備后，選擇引導(dǎo)功能，根據(jù)提示一步步往下進(jìn)行即可。

打開點(diǎn)火開關(guān)→選擇品牌Audi→選擇對(duì)應(yīng)車型→選擇功能/部件→選擇J850-調(diào)整→讀取失調(diào)角度→選擇要調(diào)整的控制單元→進(jìn)行調(diào)整控制單元1→調(diào)整控制單元2（調(diào)整調(diào)節(jié)螺釘）。

（3）實(shí)例

除了下述的控制單元外，ACC系統(tǒng)的主要組成部件是傳感器（雷達(dá)發(fā)射器和接收器）和相應(yīng)的控制單元。兩者安裝在同一個(gè)殼體內(nèi)，被統(tǒng)稱為ACC-單元。該單元上固定有一個(gè)可調(diào)支架，通過該支架和車輛前保險(xiǎn)杠用螺栓擰在一起。在維修過程中不可被拆解，只能整體更換。

在ACC系統(tǒng)控制單元中采用主/從結(jié)構(gòu)，即以控制單元J428為主，控制單元J850為從，兩者相互配合完成ACC系統(tǒng)的控制。該系統(tǒng)間的通信則通過一條專用的數(shù)據(jù)總線與網(wǎng)關(guān)J533相連。

2.電子控制單元（控制器ECU）

ACC系統(tǒng)中的核心部分

組成：和普通的單片機(jī)一樣，由微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（ROM、RAM）、輸入/輸出接口（I/O）、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）以及整形、驅(qū)動(dòng)等大規(guī)模集成電路組成。

作用：根據(jù)其內(nèi)存的程序和數(shù)據(jù)對(duì)空氣流量計(jì)及各種傳感器輸入的信息進(jìn)行運(yùn)算、處理、判斷，然后輸出指令。

ACC控制器（控制單元ECU），是ACC系統(tǒng)的中央處理器，是系統(tǒng)的核心單元核心部分?？刂茮Q策是根據(jù)感知信息，決策所需要的控制指令。它負(fù)責(zé)采集將各個(gè)傳感器送來的信號(hào)/數(shù)據(jù)（包括相對(duì)距離、相對(duì)速度）進(jìn)行處理，然后按照控制算法進(jìn)行計(jì)算，用于對(duì)行車信息進(jìn)行處理，最后形成指令控制作動(dòng)器工作。實(shí)時(shí)地與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元和制動(dòng)防抱死控制單元交換數(shù)據(jù)，確定車輛的控制命令，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行控制。ECU根據(jù)駕駛員所設(shè)定的巡航安全距離以及巡航車速，結(jié)合信息感知單元傳送來的信息確定當(dāng)前車輛的行駛狀態(tài)，決策出車輛的控制作用，發(fā)出對(duì)車輛的控制指令，并輸出給執(zhí)行單元。當(dāng)與前車之間的距離過小時(shí)，ACC控制單元可以通過與制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動(dòng)作，使車輪適當(dāng)制動(dòng)，并使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率下降，以使本車與前方車輛始終保持安全距離。例如當(dāng)兩車間的距離小于設(shè)定的安全距離時(shí)，ECU計(jì)算實(shí)際車距和安全車距之比及相對(duì)速度的大小，選擇減速方式，同時(shí)通過報(bào)警器向駕駛員發(fā)出報(bào)警，提醒駕駛員采取相應(yīng)的措施。

它主要包含目標(biāo)車頭距計(jì)算，決定與前車的距離；車頭距控制器，它計(jì)算獲得目標(biāo)車頭距的車速、加速度命令；車速控制器，它決定制動(dòng)作動(dòng)器和節(jié)氣門作動(dòng)器的工作。

通過車距傳感器的反饋信號(hào)，ACC控制單元可以根據(jù)靠近車輛物體的移動(dòng)速度判斷道路情況，并控制車輛的行駛狀態(tài)。

通過反饋式加速踏板感知駕駛者施加在踏板上的力，ACC控制單元可以決定是否執(zhí)行巡航控制，以減輕駕駛者的疲勞。

數(shù)據(jù)傳輸

通過操縱撥桿接通ACC功能，通過顯示和操縱CAN總線傳送到網(wǎng)關(guān)J533，同時(shí)J533通過FlexRay總線接收車距調(diào)節(jié)控制單元、傳感器電子控制單元、ABS控制單元、水平調(diào)節(jié)控制單元、圖像處理控制單元傳來的信號(hào)；于此同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器控制單元通過驅(qū)動(dòng)CAN總線選擇性接收來自J533的信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)車輛的加速、減速、制動(dòng)等ACC系統(tǒng)功能。

控制系統(tǒng)包括ACC系統(tǒng)本身的控制模塊和車輛的ECU。完成對(duì)雷達(dá)信號(hào)的處理和自適應(yīng)巡航控制流程后，通過CAN數(shù)據(jù)總線與車輛主控ECU相連，作用到執(zhí)行器。

通過車距傳感器的反饋信號(hào)，ACC控制單元可以根據(jù)本車附近物體的移動(dòng)速度判斷道路情況，并控制汽車的行駛狀態(tài)。通過反饋式加速踏板，可以感知駕駛者施加在踏板上的力。ACC控制單元可以據(jù)此決定是否執(zhí)行巡航控制，以減輕駕駛者的疲勞。

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)ACC在控制汽車制動(dòng)時(shí)，通常會(huì)將制動(dòng)減速度限制在不影響舒適的程度，當(dāng)需要更大的減速度時(shí)，ACC控制單元會(huì)發(fā)出聲光信號(hào)通知駕駛者主動(dòng)采取制動(dòng)操作。當(dāng)與前車之間的距離增加到安全距離時(shí)，ACC控制單元會(huì)控制汽車按照設(shè)定的車速行駛。

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)使汽車的編隊(duì)行駛更加輕松。ACC控制單元可以設(shè)定自動(dòng)跟蹤的車輛，當(dāng)本車跟隨前車行駛時(shí)，ACC控制單元可以將車速調(diào)整為與前車相同，同時(shí)保持穩(wěn)定的車距，而且這個(gè)距離可以通過轉(zhuǎn)向盤附近的控制桿上的設(shè)置按鈕進(jìn)行選擇。? ??

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)一般在車速大于25km/h時(shí)才會(huì)起作用。而當(dāng)車速降低到25 km/h以下時(shí)，就需要駕駛者進(jìn)行人工控制。通過系統(tǒng)軟件的升級(jí)，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)“停車/起步”功能，以應(yīng)對(duì)在城市中行駛時(shí)頻繁的停車和起步情況。自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的這種擴(kuò)展功能，可以使汽車在非常低的車速時(shí)也能與前車保持設(shè)定的距離。當(dāng)前方車輛起步后，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)會(huì)提醒駕駛者，駕駛者通過踩油門踏板或按下按鈕發(fā)出信號(hào)，車輛就可以起步行駛。

控制器ECU負(fù)責(zé)進(jìn)行控制計(jì)算，將傳感器接收到的信息進(jìn)行數(shù)字處理，通過分析雷達(dá)測定的數(shù)據(jù)，再根據(jù)駕駛者預(yù)先設(shè)定距離和車速做出相應(yīng)調(diào)整。并發(fā)出合適的控制指令，控制汽車速度和加速度的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。就像電機(jī)的核心技術(shù)在控制器，ACC系統(tǒng)的核心技術(shù)也在于此，雖然原理大致相同，但各大廠商系統(tǒng)控制的細(xì)節(jié)區(qū)別很大，有經(jīng)典的PID控制，也有采用LQ最佳控制，LQG最佳控制，也有模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等，所有的控制方式目的都是使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，適合復(fù)雜的路況，反應(yīng)更加靈敏準(zhǔn)確。

上圖為參與ACC功能調(diào)節(jié)相關(guān)的所用控制單元。其中最復(fù)雜的調(diào)節(jié)過程涉及到了26個(gè)控制單元，而這些控制單元間進(jìn)行的數(shù)據(jù)信息交換大約有1600條。

3.執(zhí)行單元

底層執(zhí)行部分包括驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)控制指令協(xié)同控制車輛的行駛；執(zhí)行單元（機(jī)構(gòu)），在接收到控制指令后執(zhí)行電子控制單元發(fā)出的指令，對(duì)車輛實(shí)施加減速、定速控制，用于實(shí)現(xiàn)車輛加、減速。它主要由制動(dòng)踏板、加速踏板及車輛傳動(dòng)系控制執(zhí)行器等組成，包括油門控制器、制動(dòng)控制器、擋位控制器和轉(zhuǎn)向控制器等，油門控制器用于調(diào)整節(jié)氣門的開度，使車輛作加速、減速及定速行駛；制動(dòng)控制器用于緊急情況下的制動(dòng)；擋位控制器用于控制車輛變速器的擋位；轉(zhuǎn)向控制器用于控制車輛的行駛方向。

作動(dòng)器?

節(jié)氣門和制動(dòng)器的組合在ACC自適應(yīng)巡航里有一個(gè)專業(yè)名詞叫做“作動(dòng)器”。作動(dòng)器是ACC 系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制器ECU計(jì)算出汽車的加速度，再將控制命令傳遞到節(jié)氣門和制動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)汽車的加速或減速。

執(zhí)行器包括節(jié)氣門開度控制和制動(dòng)控制。以滿足控制的要求。執(zhí)行器在接到ECU指令后，負(fù)責(zé)對(duì)車輛進(jìn)行加速或者制動(dòng)等控制。調(diào)節(jié)汽車的加速度，令其能始終與前車保持安全的行駛距離，或保持車輛按預(yù)設(shè)的速度行駛。由ABS系統(tǒng)對(duì)車輪實(shí)施制動(dòng)或者變速箱采用降檔的辦法，將車速降低。

4.人機(jī)交互界面

人機(jī)交互是根據(jù)不同駕駛員的駕駛需求調(diào)節(jié)所需的巡航車速或安全車距。主要用來控制ACC的開關(guān)以及模式的設(shè)置（安全距離以巡航車速），用于駕駛員設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)及系統(tǒng)狀態(tài)信息的顯示等。駕駛員可通過設(shè)置在儀表盤或轉(zhuǎn)向盤上的人機(jī)界面啟動(dòng)或清除ACC系統(tǒng)控制指令。啟動(dòng)ACC系統(tǒng)時(shí)，要設(shè)定當(dāng)前車輛在巡航狀態(tài)下的車速和與目標(biāo)車輛間的安全距離，否則ACC系統(tǒng)將自動(dòng)設(shè)置為默認(rèn)值，但所設(shè)定的安全距離不可小于設(shè)定車速下交通法規(guī)所規(guī)定的安全距離。

（1）方向盤按鍵

自適應(yīng)巡航的方向盤按鍵與定速巡航相類似，但是多了一個(gè)安全距離選項(xiàng)。

汽車ACC系統(tǒng)的指令通過控制開關(guān)由駕駛員設(shè)定，如下圖所示為某汽車ACC系統(tǒng)的控制開關(guān)，操作ACC所需的按鍵位于轉(zhuǎn)向盤上，使用很簡單，只用左手大拇指就夠了。另外，按鍵的功能不唯一，可復(fù)用，如SET鍵還能以10為單位調(diào)整速度。自適應(yīng)巡航系統(tǒng)ACC一般由多功能方向盤上的ACC按鈕激活，然后需要設(shè)定巡航速度和巡航跟車間距。

某車型的自適應(yīng)巡航按鍵?

1）ACC功能操作/設(shè)定

首先，打開ACC功能

ACC的所有操作功能都集成在了下圖的撥桿上，把撥桿向司機(jī)方向拉動(dòng)，即可開啟ACC功能，把撥桿推回去則可以關(guān)閉ACC功能。

ACC功能的接通/關(guān)閉、以及功能設(shè)定均通過操縱撥桿實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)操縱撥桿往司機(jī)方向拉動(dòng)時(shí)，ACC功能處于接通狀態(tài)；往反方向撥動(dòng)則可進(jìn)行關(guān)閉。當(dāng)ACC功能接通時(shí)，電子穩(wěn)定控制（ESC）功能和電子驅(qū)動(dòng)防滑調(diào)節(jié)（ASR）功能同時(shí)被激活，且無法進(jìn)行關(guān)閉。

① ACC開啟/關(guān)閉按鍵：按下此鍵可以在開啟（滿足激活條件時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)）或關(guān)閉ACC之間進(jìn)行切換。

② ACC復(fù)位/激活：沿此方向（靠近駕駛員側(cè)）撥動(dòng)手柄用來恢復(fù)當(dāng)前保存的車速或激活A(yù)CC功能。

③ ACC退出：沿此方向（遠(yuǎn)離駕駛員側(cè)）撥動(dòng)手柄可退出ACC激活狀態(tài)，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

其次，設(shè)定期望車速

向上或向下推動(dòng)操縱桿，可以提高或降低期望車速，車速可設(shè)置的范圍一般為30~200Km/h，默認(rèn)30Km/h開始，每推動(dòng)一次，可以增加或減少10Km/h(有些步長是5Km/h)，最后按下設(shè)置按鍵，即可保存車速，同時(shí)在儀表上也會(huì)顯示設(shè)置的速度值。補(bǔ)充一下，對(duì)于全速ACC，則可以做到0Km/h起步，沒有最低速度要求，這也是下文談到的停停走走(Stop & Go)功能的基礎(chǔ)。

通過操縱撥桿上的SET按鍵可將當(dāng)前車速設(shè)定為期望的巡航車速進(jìn)行存儲(chǔ)。當(dāng)向上撥動(dòng)操縱撥桿時(shí)，進(jìn)而相應(yīng)的提高期望的巡航車速，往下?lián)軇?dòng)操縱桿時(shí)，可相應(yīng)的降低期望的巡航車速。（每次車速以5或10km/h為一個(gè)基準(zhǔn)單位進(jìn)行變化）

④ 增大設(shè)置車速：ACC激活狀態(tài)，沿此方向撥動(dòng)手柄可設(shè)置增大車速。?

⑤?減少設(shè)置車速：ACC激活狀態(tài)，沿此方向撥動(dòng)手柄可設(shè)置減少車速。

期望車距（本車和前車）的設(shè)定有四個(gè)級(jí)別，通過操縱撥桿上的滑動(dòng)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。往1方向滑動(dòng)開關(guān)則可實(shí)現(xiàn)減小車距，往2方向滑動(dòng)開關(guān)則可實(shí)現(xiàn)增大車距。

車速有設(shè)定區(qū)間，如30~150km/h，在高速公路，設(shè)定的速度不要超過高速公路的限速，一般在80~120km/h之間；車距選擇一般由遠(yuǎn)及近有5個(gè)擋位供選擇，選擇多大的車距，要根據(jù)車速和路況決定，比如在高速公路，建議距離設(shè)定在較遠(yuǎn)的兩個(gè)擋位。這些參數(shù)設(shè)定完，ACC系統(tǒng)就可以工作。

再次，設(shè)定期望車距

安全距離由近到遠(yuǎn)一般分3~5擋,可以通過DIST+或者DIST-來調(diào)節(jié)。這個(gè)可以根據(jù)實(shí)際的車速和路況來選擇，如高速公路行駛時(shí)，建議設(shè)置到最遠(yuǎn)安全距離。

本車和前車的車距，可以設(shè)置為4個(gè)等級(jí)，撥動(dòng)滑動(dòng)開關(guān)即可，默認(rèn)車距為3級(jí)。需要注意，此處的車距不是一個(gè)固定的長度距離，而是一個(gè)恒定的時(shí)間間隔，最終的車距取決于前面設(shè)置的車速。原因在于，1到4級(jí)分別代表了不一樣的響應(yīng)時(shí)間，分別是1.0s、1.3s、1.8s和2.3s，實(shí)際上撞車的風(fēng)險(xiǎn)也是在于你的響應(yīng)時(shí)間，很多事故及早響應(yīng)都是能夠避免的。車距設(shè)置的建議，一般在暢通的高速上，等級(jí)設(shè)高，因?yàn)檐囁佥^快，安全第一，而在市區(qū)道路，等級(jí)設(shè)低，車速不快，同時(shí)保持良好的停停走走體驗(yàn)。

ACC調(diào)節(jié)車距取決于相應(yīng)的車速，即車距的調(diào)節(jié)不是恒定的行駛距離，而是一個(gè)時(shí)間上的恒定間隔。

再三，設(shè)定期望時(shí)距

⑥ 時(shí)距設(shè)置：通過旋轉(zhuǎn)巡航手柄末端位置自鎖式按鍵，可以實(shí)現(xiàn)四個(gè)檔位車間時(shí)距的調(diào)節(jié)。

最后，可以開始ACC了

除了以上三項(xiàng)設(shè)置外，還有行駛程序設(shè)置，即設(shè)置你的駕駛模式，有舒適、自動(dòng)、運(yùn)動(dòng)、高效和個(gè)性化幾種模式可供選擇。當(dāng)然還能設(shè)置提示音量大小。

模式選擇主要有限速巡航和自適應(yīng)巡航.確認(rèn)以后ACC統(tǒng)就會(huì)根據(jù)前車情況自動(dòng)保持車距和車速，并且通常會(huì)在儀表盤上顯示當(dāng)前車速和設(shè)定車速。一些新一代的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)還能夠自動(dòng)保持車道，并且在可能發(fā)生碰撞事故時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警。

↑自適應(yīng)巡航系統(tǒng)ACC工作示意圖?

當(dāng)你的車速超過30Km/h時(shí)，ACC就自動(dòng)啟動(dòng)了(全速ACC可以直接啟動(dòng))，他就會(huì)自動(dòng)加速到你設(shè)定的車速(如果前方?jīng)]有障礙物的話)，然后在車速和車距上進(jìn)行保持。

還需要注意儀表上的顯示，正常情況下綠色顯示，在某些情況下，比如減速不能保持設(shè)定的車距，這時(shí)車輛就會(huì)發(fā)出警告，儀表會(huì)顯示紅色警告信息，同時(shí)會(huì)發(fā)出聲音報(bào)警。

當(dāng)汽車進(jìn)入自適應(yīng)巡航狀態(tài)后，駕駛員右腳就可以徹底解放了不用一直踩著油門，只要握好轉(zhuǎn)向盤，控制行駛方向即可。如果駕駛員預(yù)見前方的路況比較復(fù)雜，擔(dān)心ACC系統(tǒng)不能正確處理，只需輕踩剎車就可以解除ACC系統(tǒng)了或它對(duì)車速的控制權(quán)。

對(duì)于帶輔助轉(zhuǎn)向功能的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，當(dāng)汽車進(jìn)入自適應(yīng)巡航狀態(tài)后，駕駛員既不用踩著油門，也不用握轉(zhuǎn)向盤，汽車能夠自動(dòng)跟隨前車行駛。在遇到信號(hào)燈或者突發(fā)狀態(tài)下，駕駛員踩下剎車/加速踏板，或者拉動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，車輛便會(huì)回歸到駕駛員的掌控中。

是不是馬上就能獲得舒適的開車體驗(yàn)了？是的，你可以把腳離開油門，甚至離開剎車都沒問題。當(dāng)然，離開方向盤不行，離開超過30秒會(huì)自動(dòng)報(bào)警，畢竟不是自動(dòng)駕駛，還是需要你來控制方向的。

2）ACC系統(tǒng)的狀態(tài)

汽車ACC系統(tǒng)的狀態(tài)可分為ACC關(guān)閉狀態(tài)、ACC等待狀態(tài)、ACC故障狀態(tài)和ACC工作狀態(tài)四種。ACC系統(tǒng)的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換如下圖所示。

上圖中，上角標(biāo)a表示自檢以后的手動(dòng)和（或）自動(dòng)操作。

ACC系統(tǒng)狀態(tài)切換圖

手動(dòng)切換實(shí)現(xiàn)ACC的關(guān)閉與非關(guān)閉狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)檢測到錯(cuò)誤后將自動(dòng)關(guān)閉ACC。

（1）ACC關(guān)閉狀態(tài)? ?直接的操作動(dòng)作均不能觸發(fā)ACC系統(tǒng)，駕駛員可通過車輛外部按鍵手動(dòng)開啟和關(guān)閉ACC。

（2）ACC等待狀態(tài)? ACC系統(tǒng)沒有參與車輛的縱向控制，但可隨時(shí)被駕駛員觸發(fā)而進(jìn)入工作狀態(tài)。

（3）ACC工作狀態(tài)? ?ACC系統(tǒng)控制本車的速度或與前車的距離，且可以在駕駛員超車介入時(shí)，進(jìn)入駕駛員超越模式，并且可以自動(dòng)起停。車間時(shí)距是指本車駛過連續(xù)車輛的車間距所需的時(shí)間間隔，它等于車間距與車速之比。

（4）ACC故障狀態(tài)：由于車輛執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身、感知系統(tǒng)或ACC系統(tǒng)發(fā)生故障，進(jìn)入ACC系統(tǒng)故障模式。

? ACC開啟條件：駕駛員打開ACC開關(guān)按鈕；雷達(dá)正常工作；ESP狀態(tài)正常；安全帶系好，且車門關(guān)閉；

? ACC觸發(fā)（激活）條件：檔位位于D檔；駕駛員設(shè)定巡航車速，EPB不工作，駕駛員不踩制動(dòng)踏板、離合器，ASR/EBS/ABS不工作；

? ACC掛起條件：駕駛員踩制動(dòng)踏板；駕駛員踩加速踏板；雷達(dá)更換跟蹤目標(biāo)、駕駛員踩制動(dòng)踏板、離合器，ASR/EBS/ABS工作；

? ACC關(guān)閉條件：駕駛員關(guān)閉ACC開關(guān)按鈕；ESP狀態(tài)不正常；ESP介入工作；AEB介入工作；雷達(dá)狀態(tài)不正常；

? ACC故障條件：系統(tǒng)感知故障、EBS/ABS故障、發(fā)動(dòng)機(jī)故障等。

3）ACC功能狀態(tài)機(jī)：ACC控制狀態(tài)如何與自車運(yùn)行狀態(tài)結(jié)合

ACC狀態(tài)機(jī)是為了更好對(duì)自車進(jìn)行控制及對(duì)車輛駕駛員進(jìn)行交互的狀態(tài)。通常ACC狀態(tài)機(jī)分為初始化，待機(jī)模式，激活模式，靜止模式，及降級(jí)模式。下圖是各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行躍遷的方向及關(guān)系，將結(jié)合此圖對(duì)各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行介紹。

初始化（init）

此狀態(tài)是控制器內(nèi)部在上電之后執(zhí)行的邏輯，在此狀態(tài)期間要進(jìn)行各個(gè)關(guān)聯(lián)ECU的自檢及控制器內(nèi)部一些故障的自檢狀態(tài)。通常與儀表交互的狀態(tài)要按照需求的初始值進(jìn)行發(fā)送。

待機(jī)模式（passive）

此狀態(tài)是在自檢完成之后且駕駛員通過主開關(guān)打開了ACC功能，但是縱向控制并沒有激活，并為了能夠提示駕駛員現(xiàn)在功能的狀態(tài)，需要指示燈以特殊的灰色或者白色顯示。

激活模式（active）

在系統(tǒng)待機(jī)模式后，駕駛員通過激活按鍵激活A(yù)CC功能后，系統(tǒng)進(jìn)入激活狀態(tài)。在進(jìn)入激活狀態(tài)前，根據(jù)實(shí)際駕駛員行車體驗(yàn)及功能安全的需求，需要確保自車滿足幾個(gè)條件：自車處于前進(jìn)擋，ECU狀態(tài)正常，ESP制動(dòng)及ACC減速模塊狀態(tài)正常，儀表顯示正常，輪速正常，車門信號(hào)正常，駕駛員側(cè)安全帶信號(hào)正常，HDC工作狀態(tài)正常，DTC狀態(tài)正常，EPB狀態(tài)正常，并自車處于穩(wěn)定行駛狀態(tài)（ABS，ESP，DTC，TCS功能不處于激活狀態(tài)）。這些條件有任何一個(gè)不滿足，功能就要進(jìn)入passive模式，并通知到駕駛員系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)，以確保不會(huì)由于系統(tǒng)輸入而帶來不在期望范圍內(nèi)的控制。系統(tǒng)激活狀態(tài)，駕駛員可以通過ACC功能相關(guān)按鍵來取消/激活，速度增、減等操作。

正常激活模式也包含了制動(dòng)延續(xù)模式（BOM），這是為了系統(tǒng)在減速控制過程中異常退出時(shí)，確保系統(tǒng)安全交接給駕駛員而持續(xù)制動(dòng)的狀態(tài)，通常也認(rèn)為是功能激活狀態(tài)。

正常激活還包含了超越模式（override），此模式是在ACC正?？刂栖囕v的過程時(shí)，在駕駛員主動(dòng)踩加速踏板后并且需求扭矩超過系統(tǒng)需求扭矩時(shí)所處狀態(tài)。此狀態(tài)由于駕駛員主動(dòng)加速，所以只需要通知駕駛員是激活整體即可。

靜止激活模式（stand active）

此模式是在為了解決跟隨的前車紅路燈路口停車后再次起步過程為了減輕駕駛員駕駛干預(yù)而增加的狀態(tài)。此時(shí)系統(tǒng)需要控制自車穩(wěn)定控制在靜止?fàn)顟B(tài)一定時(shí)間，一般為3秒，并且能夠跟隨前車自動(dòng)起步。在此狀態(tài)需要確保制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)的性能，并且在檢查到自車不能穩(wěn)定靜止時(shí)隨時(shí)退出功能，并提示駕駛員接管車輛。

由于自車可能跟隨前車起步，此時(shí)也要確保駕駛員在車上，以備自車前方出現(xiàn)系統(tǒng)無法探測識(shí)別目標(biāo)時(shí)，駕駛員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并采取行動(dòng)。比如前方過馬路的橫穿行人，動(dòng)物等傳感器探測有局限的目標(biāo)。

靜止等待模式（standwait）

靜止等待模式是靜止激活模式的一個(gè)臨時(shí)跳轉(zhuǎn)狀態(tài)，即由于系統(tǒng)長時(shí)間靜止激活（3秒）后，系統(tǒng)為了安全起見就讓系統(tǒng)進(jìn)入靜止等待模式。在此模式下需要駕駛員確認(rèn)或者踩油門踏板系統(tǒng)能夠自動(dòng)恢復(fù)激活狀態(tài)，從而達(dá)到長時(shí)間等紅綠燈后系統(tǒng)再次控制起步。由于此系統(tǒng)下系統(tǒng)沒有控制車輛，并且再次控制車輛時(shí)需要駕駛員確認(rèn)操作，所以此狀態(tài)時(shí)長一般由客戶定義。

失效模式（failure）

失效模式是ACC功能所關(guān)聯(lián)ECU或者傳感器本身發(fā)生了關(guān)聯(lián)信號(hào)故障后而進(jìn)入的一種狀態(tài)。由于發(fā)生此狀態(tài)后會(huì)導(dǎo)致功能退出或者無法激活，所以此狀態(tài)要通過功能故障點(diǎn)來通知駕駛員來讓駕駛員注意檢查相關(guān)系統(tǒng)故障問題。對(duì)于關(guān)鍵ECU發(fā)生了短暫恢復(fù)性故障，ACC系統(tǒng)應(yīng)該持續(xù)保持故障并持續(xù)到下次點(diǎn)火周期并且故障消失后。

以上就是ACC功能工作的所有狀態(tài)，其中激活狀態(tài)是ACC中最為復(fù)雜且需要計(jì)算最多的狀態(tài)。

（2）其余組成部分?

巡航控制開關(guān)，車速設(shè)定器，車距設(shè)定器，狀態(tài)顯示器，報(bào)警器……

輔助裝置包括巡航控制開關(guān)，車速設(shè)定器，車距設(shè)定器，狀態(tài)顯示器，報(bào)警器等部分，完成相關(guān)輔助功能。

五 原理

通過在汽車前端安裝雷達(dá)持續(xù)掃描車輛前方道路，且同時(shí)采集輪速傳感器測得的汽車車輪速度來計(jì)算汽車行駛速度，在汽車過于靠近前方車輛時(shí)，自適應(yīng)巡航控制單元還可以通過控制制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)等，使汽車車輪適當(dāng)制動(dòng)，并使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，從而與前方車輛保持一定的安全距離。 自適應(yīng)巡航功能主要包括雷達(dá)傳感器/超聲波測距傳感器/紅外測距傳感器、數(shù)字信號(hào)處理器及控制模塊，在自適應(yīng)巡航功能工作時(shí)，通過低功率的雷達(dá)或紅外線光束等多傳感器融合來測量前方車輛的確切位置，如果發(fā)現(xiàn)前方車輛減速或檢測到新的目標(biāo)，自動(dòng)巡航系統(tǒng)就會(huì)給發(fā)動(dòng)機(jī)或者制動(dòng)器傳遞降速的信號(hào)，從而讓汽車和前方車輛實(shí)現(xiàn)安全距離下的跟車行駛。當(dāng)前方?jīng)]有汽車或前方汽車變道后，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)會(huì)讓汽車根據(jù)設(shè)定車速安全行駛，而且雷達(dá)會(huì)不斷測定前方目標(biāo)，根據(jù)實(shí)際路況對(duì)車輛速度進(jìn)行調(diào)整。

ACC功能主要利用了雷達(dá)技術(shù)，通過毫米波雷達(dá)，發(fā)射毫米波段的電磁波，利用障礙物反射波的時(shí)間差確定障礙物距離，利用反射波的頻率偏移確定相對(duì)速度。雷達(dá)傳感器探測主車前方的目標(biāo)車輛，并向電控單元提供主車與目標(biāo)車輛間的相對(duì)速度、相對(duì)距離、相對(duì)方位角度等信息。電控單元根據(jù)駕駛員所設(shè)定的安全車距及巡航行駛速度，結(jié)合雷達(dá)傳送來的信息確定主車的行駛狀態(tài)。當(dāng)本車前方無行駛車輛時(shí)，本車將處于普通的巡航行駛狀態(tài)，電控單元根據(jù)設(shè)定信息，可通過控制電子油門（發(fā)出指令給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并由驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制節(jié)氣門的開度，以調(diào)整可燃混合氣的流量）對(duì)整個(gè)車輛的動(dòng)力輸出實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能；當(dāng)本車前方有目標(biāo)車輛，且目標(biāo)車輛的行駛速度小于設(shè)定速度時(shí)，電控單元計(jì)算實(shí)車距和安全車距之比及相對(duì)速度的大小，選擇減速方式，同時(shí)通過報(bào)警器向駕駛員發(fā)出警報(bào)，提醒駕駛員采取相應(yīng)的措施；當(dāng)與前車之間的距離過小時(shí)，ACC控制單元可以通過與制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動(dòng)作，使車輪適當(dāng)制動(dòng)，并使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率下降，以使車輛與前方車輛始終保持安全距離。

控制器有兩個(gè)輸入信號(hào)，一個(gè)是按駕駛員要求設(shè)定的設(shè)定車速信號(hào)，另外一個(gè)是汽車實(shí)際車速的反饋信號(hào)。電子控制器檢測這兩個(gè)輸入信號(hào)之間的誤差后，產(chǎn)生一個(gè)送至節(jié)氣門執(zhí)行器的節(jié)氣門控制信號(hào)。節(jié)氣門執(zhí)行器根據(jù)接收的控制信號(hào)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度以修正電子控制器所檢測到的誤差，從而使車速保持恒定。實(shí)際車速由車速傳感器測的并轉(zhuǎn)換成與車速成正比的電信號(hào)反饋至電子控制器。在實(shí)際控制時(shí)，車速誤差不能真正降低到零，而是保持在一定的誤差范圍內(nèi)，因?yàn)楫?dāng)車速誤差為零時(shí)，行駛阻力的微小變化都將引起節(jié)氣門開度的變化，容易產(chǎn)生游車。

電控單元還可以通過控制集成式電子真空助力器(EVB)?系統(tǒng)，在當(dāng)駕駛員不制動(dòng)時(shí)，EVB開始工作時(shí), 其中的電磁鐵將代替駕駛員對(duì)真空助力器內(nèi)部的真空閥和大氣閥進(jìn)行操作, 進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)制動(dòng)壓力的目的。

1.控制原理

本車時(shí)速、前車時(shí)速、前車與本車距離、旁邊車道是否有車輛進(jìn)入等等，這些都是ACC系統(tǒng)的控制依據(jù)。

（1）ACC構(gòu)成圖

包括感知行車信息的傳感器（前視探測器），建立安全距離速度模型，以及按照控制模型實(shí)施控制命令的執(zhí)行器如發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)/節(jié)氣門控制系統(tǒng)和主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)等。目前前視探測器視毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)，而主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)就是車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（ESC/ESP)的制動(dòng)系統(tǒng)。

ACC以雷達(dá)、相機(jī)為傳感器，持續(xù)掃描車輛前方道路，探測前方障礙物的距離、速度，同時(shí)結(jié)合駕駛員意圖和自車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，決策安全跟車距離和安全跟車速度。當(dāng)與前車之間距離過小時(shí)，ACC控制單元可以通過與制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動(dòng)作，使車輪適當(dāng)制動(dòng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率下降，使車輛與前方車輛始終保持安全距離。

注：VCU 為 Vehicle Control Unit，整車控制器；ESC 為 Electronic Stability Controller ， 車 身 電 子 穩(wěn) 定 控 制 系 統(tǒng) ；BMS 為 Battery Management System，電池管理系統(tǒng)。

（2）ACC系統(tǒng)控制邏輯圖

主車行駛首先根據(jù)環(huán)境感知部分判斷前方是否有車輛，若沒有車輛，系統(tǒng)進(jìn)行傳統(tǒng)的定速巡航控制；若前方有車輛，則跟隨前車行駛，即自適應(yīng)巡航控制。判斷選擇何種行駛模式后，根據(jù)整車狀態(tài)、設(shè)定車速、設(shè)定車距等信息計(jì)算相應(yīng)的期望加/減速度，繼而選擇響應(yīng)的驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)方式，使主車保持一定車速或主車前車保持一定車距行駛。基于輪胎模型，得到所需的制動(dòng)壓力，平滑過渡后傳送至ESP系統(tǒng)，控制邏輯見下圖。

ACC系統(tǒng)控制邏輯

ACC系統(tǒng)需保證駕駛員優(yōu)先原則，當(dāng)駕駛員需要超車、制動(dòng)等主觀操作時(shí)，該系統(tǒng)需及時(shí)被抑制或關(guān)閉并由駕駛員接管。另外，ACC系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能保證駕駛的舒適性與安全性，即控制期望加速度保持在-3m/s2 - 1 m/s2。當(dāng)需要更大的減速度時(shí)，ACC控制單元會(huì)發(fā)出聲光信號(hào)通知駕駛員主動(dòng)采取制動(dòng)操作，若駕駛員未采取相應(yīng)操作時(shí)，ACC系統(tǒng)將采取強(qiáng)制制動(dòng)。當(dāng)與前車之間的距離增加到安全距離時(shí)，ACC控制單元控制車輛按照設(shè)定的車速行駛。

（3）ACC系統(tǒng)控制方法

（4）ACC系統(tǒng)框圖

（5）自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的液壓原理

2.工作原理

在車輛行駛過程中，安裝在車輛前部的車距傳感器（雷達(dá)）持續(xù)掃描車輛前方道路，同時(shí)輪速傳感器采集車速信號(hào)。當(dāng)車輛前方無障礙物行駛在暢通的車道時(shí)，車輛按設(shè)定的速度巡航行駛，ACC可以將車速持續(xù)保持在設(shè)定范圍內(nèi)；當(dāng)行駛車道的前方有其他前行車輛（正常行駛的）時(shí)，ACC系統(tǒng)電子控制單元將根據(jù)本車和前車之間的相對(duì)距離及相對(duì)速度等信息，通過與ABS、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動(dòng)作，對(duì)車輛縱向速度進(jìn)行控制，則ACC自動(dòng)制動(dòng)到與前車相同的車速，并與前車保持固定的距離，使本車與前車始終保持安全距離行駛。如果前方?jīng)]有行駛中的汽車，ACC便加速到設(shè)定的速度。

ACC的系統(tǒng)流程

當(dāng)然，ACC系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)并非像上面所說的那么簡單。首先，想要實(shí)現(xiàn)ACC系統(tǒng)基本功能，控制單元必須獲?。号c前車的距離、前方車輛的速度、前方車輛的位置三個(gè)基本參數(shù)，然后控制器根據(jù)這些信息再進(jìn)行確定選擇需要監(jiān)控的車輛。還應(yīng)注意的是：ACC系統(tǒng)只對(duì)移動(dòng)中的物體或被識(shí)別為移動(dòng)的物體才會(huì)有反應(yīng)。

（1）第一步：距離測量

判斷同前方車輛的距離，如果沒有車輛(一般為毫米波雷達(dá)可探測的200米距離內(nèi))，那么車輛就開始按照設(shè)定的速度行駛。

車距判斷：

通過雷達(dá)技術(shù)（是一種物體定位的電子手段，從發(fā)射信號(hào)到接收到反射信號(hào)所需要的時(shí)間取決于物體之間的距離），將接收到的反射信號(hào)與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行對(duì)比并分析來實(shí)現(xiàn)車距的判斷。

在自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)ACC的設(shè)計(jì)中，安全車距是保證汽車安全性的一個(gè)重要因素。車距算法的作用是決定本車跟隨前車行駛時(shí)的安全車間距，也就是期望跟車間距。兩車之間的安全車距，是指當(dāng)前車突然剎車時(shí)，本車不會(huì)發(fā)生追尾的最小兩車間距離。這個(gè)距離如果太小，就很容易導(dǎo)致交通事故的發(fā)生；而如果這個(gè)距離太大，一方面會(huì)影響道理交通的通暢程度，另一方面，鄰近車道的汽車會(huì)很容易的換線切入，這種加塞行為，會(huì)使駕駛者感覺不爽，導(dǎo)致駕駛體驗(yàn)下降。因此，合理的車距算法對(duì)ACC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。

ACC系統(tǒng)中的車距算法，總的來說可以分為兩種，即恒定車距與動(dòng)態(tài)車距。

1）恒定車距算法，是在汽車行駛過程中，保持安全車距恒定不變，因而與本車的速度，周圍環(huán)境等因素是無關(guān)的。這種算法結(jié)構(gòu)簡單，計(jì)算量小，易于實(shí)現(xiàn)。但是固定的車間距離無法適應(yīng)變化的行車環(huán)境，不能滿足車速在大范圍內(nèi)變化的要求。當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，過小的車距無法滿足安全性的要求；而當(dāng)汽車低速行駛時(shí)，過大的車間距離又會(huì)降低道理通行能力，減小道理利用率。由于恒定車間距離在汽車的穩(wěn)定性方面表現(xiàn)也不好，如今已經(jīng)沒有ACC系統(tǒng)采用這種算法了。

2）動(dòng)態(tài)車距算法的出現(xiàn)彌補(bǔ)了恒定車距算法的不足。動(dòng)態(tài)車距算法也有很多種類，大部分是基于車頭時(shí)距的。車頭時(shí)距是指在同一車道上行駛的汽車隊(duì)列中，對(duì)兩輛連續(xù)車輛而言，其車頭部通過某一斷面的時(shí)間間隔。基于車頭時(shí)距的動(dòng)態(tài)車距算法又可分為恒定車頭時(shí)距CTH(Constant Time Headway)和可變車頭時(shí)距VTH(Variable Time Headway)兩種。

①CTH算法是目前比較成熟的車距算法，很多車載ACC系統(tǒng)都采用了CTH算法。這種算法比較簡單，合理考慮了跟車速度對(duì)要保持的車距的影響。但是CTH算法不夠靈活和穩(wěn)定，難以適應(yīng)很多復(fù)雜的路況。

②VTH算法就是針對(duì)CTH算法的缺點(diǎn)而出現(xiàn)的。在VTH算法中，車頭時(shí)距不再是恒定不變的，而是隨著周圍行車環(huán)境的變化而改變。這種算法考慮了兩車的速度，加速度等因素的影響。在ACC系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，前車加速度無法通過本車的傳感器直接得到，需通過兩車的相對(duì)速度和本車的加速度計(jì)算出來。

在自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)ACC中，采用合適的車距算法，對(duì)提高行車安全，徹底杜絕追尾事故的發(fā)生，無疑是非常必要的。

（2）第二步：確定前車速度

確定前車速度的目的在于獲得相對(duì)速度，通過第一步中的距離，可以推算出抵達(dá)前車所需要的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就可以和ACC設(shè)定的期望車距進(jìn)行比較了。(什么？時(shí)間和距離進(jìn)行比較？沒錯(cuò)，這里和上文的ACC設(shè)置期望車距相呼應(yīng)，期望車距實(shí)際是響應(yīng)時(shí)間)

車速判斷：

其原理是采用“多普勒效應(yīng)”：當(dāng)發(fā)射波與被測物體之間的距離減小時(shí)，反射波的頻率為高頻率，當(dāng)距離增大時(shí)，頻率降低。相應(yīng)的電子裝置會(huì)分析頻率的變化，從而得出前車的車速。

（3）第三步：確定前車位置

毫米波雷達(dá)的視場角雖然較小，但探測130米開外的物體，那探測寬度就可能超過三根車道，加上彎道等情況，雷達(dá)會(huì)判斷到前方多輛不同位置的車。

位置判斷：

車輛位置的確定，還需要另外一個(gè)參數(shù)：本車與前車相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度。為了獲取此參數(shù)，在ACC系統(tǒng)控制單元上配備有四個(gè)發(fā)射器和四個(gè)接收器。而雷達(dá)信號(hào)波呈葉片狀向外擴(kuò)散，即信號(hào)強(qiáng)度（振幅）隨著與車上發(fā)射器的距離增大而在縱向（X）和橫向（Y）降低?？刂茊卧?jiǎng)t根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度與發(fā)射器距離的關(guān)系和四個(gè)雷達(dá)射束就可以準(zhǔn)確定位出前車的位置。

（4）第四步：確定針對(duì)哪輛車來進(jìn)行調(diào)節(jié)

前一步是確定車輛和位置，這一步就需要確定跟隨車輛，這是一個(gè)重要的判斷決策，也是ACC安全保障的關(guān)鍵，需要協(xié)調(diào)車內(nèi)其他控制單元一起來判斷，比如車道識(shí)別單元。

另外，本處的調(diào)節(jié)，不僅僅是油門剎車這么簡單，有更多的傳感器單元參與其中，比如轉(zhuǎn)向角、車輪轉(zhuǎn)速等傳感器。

3.控制過程

功能實(shí)現(xiàn)：

（1）?定速巡航控制

下圖所示為定速巡航控制邏輯，當(dāng)前方無車輛時(shí)，ACC進(jìn)入定速巡航控制。根據(jù)設(shè)定車速和當(dāng)前車速計(jì)算得到所需的目標(biāo)加速度，進(jìn)而得到目標(biāo)扭矩偏差。

定速巡航控制邏輯

而根據(jù)車速和地面摩擦阻力可計(jì)算得到基準(zhǔn)扭矩?；鶞?zhǔn)扭矩和扭矩偏差組成目標(biāo)扭矩，這樣實(shí)際構(gòu)成了前饋+反饋控制，提高了控制的響應(yīng)速度和魯棒性。為了減小超調(diào)，當(dāng)前扭矩會(huì)平滑過渡到目標(biāo)扭矩。平滑后的目標(biāo)扭矩通過CAN總線傳送到EMS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車速的控制。

（2）?跟車行駛控制

當(dāng)前方有車輛時(shí)，ACC進(jìn)入前車跟隨控制邏輯。前車跟隨控制主要根據(jù)雷達(dá)采集到的相對(duì)速度和相對(duì)距離進(jìn)行距離控制和速度控制，跟車狀態(tài)見下圖。

ACC跟車示意圖

當(dāng)相對(duì)距離大于設(shè)定距離時(shí)，進(jìn)行距離控制，通過控制器得到需要的加速度和扭矩偏差，結(jié)合基準(zhǔn)扭矩，將目標(biāo)扭矩平滑后傳送至EMS系統(tǒng)。當(dāng)相對(duì)距離小于設(shè)定距離時(shí)，進(jìn)行速度控制，由相對(duì)距離和相對(duì)速度得到目標(biāo)減速度?；谳喬ツＰ?，得到所需的制動(dòng)壓力，平滑過渡后傳送至ESP系統(tǒng)，控制邏輯見下圖。

跟車行為控制邏輯

（3） 停啟功能控制

當(dāng)車速低于30km/h時(shí)，進(jìn)入ACC的Stop&Go控制邏輯，實(shí)現(xiàn)在交通擁擠路況下的車輛啟停。此時(shí)ACC控制的最大減速度變?yōu)?6m/s2。

當(dāng)監(jiān)測到前方車輛靜止時(shí)，根據(jù)雷達(dá)信號(hào)和預(yù)設(shè)的常量偏置距離計(jì)算出所需的制動(dòng)壓力，通過ESP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平緩?fù)＼嚒．?dāng)停車時(shí)間超過門限值時(shí)，觸發(fā)EPB控制。當(dāng)監(jiān)測到前方車輛啟動(dòng)時(shí)，若此時(shí)處于EPB控制階段，發(fā)送EPB釋放信號(hào)，若只是短暫停車，對(duì)輪缸制動(dòng)壓力泄壓。根據(jù)前車車速和距離，計(jì)算平緩起步所需的扭矩。同時(shí)停啟功能在啟動(dòng)汽車時(shí)考慮到道路坡度的影響，合理分配發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，并且在坡度較大時(shí)退出ACC功能，控制邏輯見下圖。

停啟功能控制邏輯

（4）?前碰撞預(yù)警控制

ACC系統(tǒng)集成了前碰撞預(yù)警系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)即將發(fā)生碰撞的危險(xiǎn)時(shí)，預(yù)警系統(tǒng)通過報(bào)警信號(hào)，提醒駕駛員進(jìn)行制動(dòng)操作，此時(shí)ACC進(jìn)入預(yù)增壓模式，便于駕駛員實(shí)現(xiàn)最大剎車制動(dòng)。若駕駛員沒有響應(yīng)預(yù)警，進(jìn)行人為制動(dòng)，則ACC控制器進(jìn)行允許的最大制動(dòng)強(qiáng)度制動(dòng)，并持續(xù)對(duì)駕駛員進(jìn)行報(bào)警提醒，控制邏輯見下圖。

前碰撞預(yù)警功能控制邏輯

4.ACC系統(tǒng)制動(dòng)過程動(dòng)力學(xué)模型

5.ACC系控制算法

汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，即ACC系統(tǒng)的控制目標(biāo)，是適當(dāng)?shù)乜刂破嚨男旭偹俣龋３制囬g距為安全距離，提高汽車的駕乘舒適性及主動(dòng)安全性。為實(shí)現(xiàn)這些控制目標(biāo)，在確定理想的車輛安全距離后，需要選取合適的系統(tǒng)控制策略，并采用適宜的控制理論建立ACC系統(tǒng)的控制算法。

ACC系統(tǒng)控制算法大多采用分層控制結(jié)構(gòu)。即上層算法依據(jù)傳感器采集的距離和速度信息，以及駕駛者設(shè)定的車頭時(shí)距和巡航速度來決定汽車的縱向加速度或減速度；下層算法將上層算法計(jì)算出的車輛期望加速度或減速度送到ACC控制器，由控制器來決定加速度或減速度的控制。然后求出期望的節(jié)氣門開度角和制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)油壓值。最后通過對(duì)節(jié)氣門或制動(dòng)系統(tǒng)的控制，使車輛的實(shí)際速度跟隨期望的速度變化，實(shí)現(xiàn)分層控制。

目前，最優(yōu)控制理論，PID算法，滑模理論和模糊理論都被應(yīng)用于ACC系統(tǒng)控制技術(shù)的研究。

LQ最優(yōu)控制理論，是由韓國漢陽大學(xué)提出來的，用于在ACC系統(tǒng)中，確定理想的減速度。通過定義汽車間距誤差和相對(duì)速度誤差最小為性能指標(biāo)的最優(yōu)控制算法，可以獲得較好的汽車駕乘舒適性和序列穩(wěn)定性。

現(xiàn)代汽車公司與漢陽大學(xué)合作研究的ACC系統(tǒng)中，其控制算法采用比例控制（PID）來獲得理想的加速度。這種算法將汽車的行駛工況分為兩種，一種為汽車前方無其它前行車輛，另一種為前方存在其它前行車輛。

當(dāng)汽車前方無其它前行車輛時(shí)，ACC系統(tǒng)采用定速巡航控制策略。對(duì)于存在其它前行車輛的情況，依據(jù)兩車的實(shí)際距離大小又分為速度控制和距離控制兩種工況。?其中速度控制工況采用速度控制策略；距離控制工況采用距離控制策略。

這三種控制策略構(gòu)成的比例控制PID算法，可以使汽車獲得最佳的加速度。讓駕駛者有很好駕駛體驗(yàn)。PID算法比較成熟，所需的內(nèi)存小，對(duì)系統(tǒng)硬件的要求低。

滑模控制理論的目標(biāo)，也是為了確定理想的汽車加速度。這種算法與PID算法相比，能更好的跟蹤期望的的汽車加速度值，控制效果更好，抗干擾性更強(qiáng)，具有良好的穩(wěn)定性和自適應(yīng)性。

模糊控制理論在ACC系統(tǒng)的控制算法設(shè)計(jì)上也有一定的應(yīng)用。如美國密歇根大學(xué)提出的ACC控制系統(tǒng)采用典型的模糊控制算法。其模糊控制規(guī)則為前件的兩個(gè)條件確定后件的一個(gè)行為。前件的兩個(gè)條件分別為車輛間距和兩車的相對(duì)速度，輸出則是加速踏板開度。以控制汽車的行駛速度。該算法可以滿足汽車在安全性和舒適性方面的要求，在高速和低速行駛狀態(tài)時(shí)，都有很好的控制性能。

除了上述各種控制算法外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模型匹配等方法也正在逐漸被應(yīng)用于ACC系統(tǒng)控制算法的建立上。這些控制算法基本都可以滿足ACC系統(tǒng)的控制目標(biāo)。但各有其優(yōu)缺點(diǎn)。在汽車ACC系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)計(jì)中，往往基于系統(tǒng)需要強(qiáng)化的某些性能指標(biāo)，來選擇適宜的控制算法。

ACC系統(tǒng)的多性能指標(biāo)控制算法?

近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車安全性、舒適性、快速性等多個(gè)相互關(guān)聯(lián)且存在一定矛盾的性能指標(biāo)提出了新的要求，怎么協(xié)調(diào)這些性能指標(biāo)成為ACC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題，研究人員相繼提出了基于PID控制、滑模控制、最優(yōu)控制以及模型預(yù)測控制(Model predictive control,MPC)等控制理論的ACC系統(tǒng)控制策略。利用最優(yōu)控制理論將引入前車加速度的前車跟隨誤差模型轉(zhuǎn)化為線性二次型調(diào)節(jié)器問題，并定義前車跟隨誤差模型的無限時(shí)間離散二次型目標(biāo)函數(shù)以協(xié)調(diào)多個(gè)性能指標(biāo)，但其解為了簡化運(yùn)算忽略了前車加速度的影響，導(dǎo)致本車跟隨前車時(shí)誤差較大。在模型預(yù)測控制的框架下，將汽車自適應(yīng)巡航控制算法設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為帶約束的在線二次優(yōu)化問題，雖然其仿真結(jié)果良好，但是其求解依賴于MATLAB優(yōu)化工具箱的二次規(guī)劃求解器，并且過程比較復(fù)雜，很難將其嵌入到實(shí)車控制器中。

在關(guān)于ACC系統(tǒng)的縱向動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,引入約束函數(shù),并且在模型預(yù)測控制的框架下,以系統(tǒng)的輸出（間距差、相對(duì)速度、本車實(shí)際加速度）的加權(quán)平方和作為協(xié)調(diào)多性能指標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)，接著將含有多個(gè)變量的目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)化為含有一個(gè)未知變量的一維極值問題，并運(yùn)用MATLAB的fminbnd函數(shù)對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解,實(shí)現(xiàn)了ACC系統(tǒng)多性能指標(biāo)的協(xié)調(diào)控制。最后通過仿真，驗(yàn)證了算法對(duì)協(xié)調(diào)汽車多性能指標(biāo)（安全性、舒適性和快速性）的可行性。

基于駕駛員實(shí)際跟車特性的ACC算法開發(fā)

如何合理決策安全跟車距離與安全跟車速度是ACC算法開發(fā)的核心。

合理決策安全跟車距離是ACC算法開發(fā)的核心。分析駕駛員實(shí)際駕駛特性，得出安全跟車距離與靜態(tài)距離、預(yù)瞄時(shí)間、相對(duì)速度之間的關(guān)系，并提出計(jì)算安全跟車距離的算法，應(yīng)用到自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制中。試驗(yàn)證明設(shè)計(jì)的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)比較符合駕駛員的跟車習(xí)慣，通過調(diào)整相關(guān)特征參數(shù)，能夠適應(yīng)和匹配不同的駕駛特性。

分析跟車過程中的駕駛行為，結(jié)合前車運(yùn)動(dòng)、自車運(yùn)動(dòng)和駕駛員反應(yīng)時(shí)間計(jì)算實(shí)際跟車過程中的理論安全距離，通過與實(shí)際跟車測試數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)模型能夠較好地?cái)M合跟車過程，可用于自動(dòng)駕駛或者自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的跟車距離決策，并且通過特征參數(shù)調(diào)整獲取不同駕駛/乘坐習(xí)慣，這使自適應(yīng)巡航系統(tǒng)更加符合駕駛員的跟車行為，帶來更好的舒適性。

1. 基于駕駛員跟車特性的自適應(yīng)巡航算法開發(fā)

1.1 ACC系統(tǒng)中安全跟車距離計(jì)算

圖 2 ?跟隨目標(biāo)信息檢測

ACC 系統(tǒng)通過獲得自車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（車速、加速度、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角）、駕駛員意圖（轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、油門踏板開度、制動(dòng)踏板開度）等車輛內(nèi)部狀態(tài)信息，進(jìn)行車輛運(yùn)動(dòng)估計(jì)和駕駛員意圖估計(jì)，然后指導(dǎo)雷達(dá)、相機(jī)等傳感器進(jìn)行信號(hào)處理和信息融合，提高識(shí)別的準(zhǔn)確率和算法的運(yùn)算效率，確定有效的跟隨目標(biāo)。確定有效目標(biāo)后，獲得跟隨目標(biāo)的距離、相對(duì)速度（相對(duì)自車）等信息，如圖2所示。

獲取目標(biāo)車相對(duì)自車的距離與相對(duì)速度后，實(shí)時(shí)判斷當(dāng)前的跟車距離是否安全，當(dāng)判定當(dāng)前的跟車距離小于安全跟車距離時(shí)，執(zhí)行減速控制；反之，當(dāng)判定當(dāng)前的跟車距離大于安全跟車距離并且當(dāng)前車速未達(dá)到設(shè)置的巡航車速時(shí)，執(zhí)行加速控制。可見，合理決策安全跟車距離在 ACC 系統(tǒng)算法中非常關(guān)鍵。

1.2 基于駕駛員實(shí)際跟車特性的安全跟車距離

目前，ACC 算法中多數(shù)是利用跟車時(shí)間間隙計(jì)算安全跟車距離，即：

式中，v 為自車的速度；T 為跟車時(shí)間間隙。

圖 3 ?駕駛員跟車數(shù)據(jù)

圖 3 為駕駛員跟車過程中記錄的一段數(shù)據(jù)，從圖中可以看出，在實(shí)際駕駛過程中，跟車距離不僅與自車車速相關(guān)，而且與目標(biāo)車輛的相對(duì)速度趨勢關(guān)系密切，所以，僅依據(jù)自車的速度決策跟車距離是不完善的，需要考慮駕駛員的跟車特性，提出一種新的充分考慮安全因素的決策安全跟車距離的算法。

根據(jù)加速度-位移公式：

可得，v_x 以減速度 a 從 v 減至 0，駛過的距離 s 與 v 滿足式（2）。

假設(shè)自車當(dāng)前的車速為 v_x，m/s，目標(biāo)車輛相對(duì)于自車的速度為 v_r，m/s，減速度常數(shù)為 a，m/s^2，自車從當(dāng)前位置以減速度 a 進(jìn)行制動(dòng)，所需要的制動(dòng)距離為：??

式中，S_ego 為自車制動(dòng)距離，m。

目標(biāo)車輛從當(dāng)前位置以減速度 a 進(jìn)行制動(dòng)，所需要的制動(dòng)距離為：

式中，S_target 為目標(biāo)車輛的制動(dòng)距離，m。

圖 4 ?制動(dòng)示意圖

如圖 4 所示，當(dāng)目標(biāo)車比自車慢，即 v_r < 0 時(shí)，若 2 車以同樣的減速度 a 同時(shí)開始制動(dòng)，自車完全停止所需要的制動(dòng)距離比目標(biāo)車完全停止所需要的制動(dòng)距離長 S_Delta，即：

即當(dāng)目標(biāo)車輛開始減速時(shí)，如果自車駕駛員能夠立即采取制動(dòng)措施，那么需要 2 車制動(dòng)前的距離不小于 S_Delta 才能保證2車剛好不相撞。在實(shí)際情況中，從前車開始制動(dòng)到自車駕駛員開始采取制動(dòng)措施之間，一定會(huì)存在一段時(shí)間間隔，定義這段時(shí)間為駕駛員的反應(yīng)時(shí)間 T_r 。同時(shí)，圖4 中為一種剛好不碰撞的臨界狀態(tài)，為提高安全系數(shù)，應(yīng)該保證2車完全停止后，二者之間仍然存在一段距離，定義為停止距離 stopGap。

綜上，提出安全跟車距離公式為：

式（6）為考慮駕駛員特性的安全跟車距離與當(dāng)前自車車速、不同駕駛員反應(yīng)時(shí)間、自車與目標(biāo)車相對(duì)車速的關(guān)系。特定的駕駛員，其反應(yīng)時(shí)間可以作為其跟車特性指標(biāo)。根據(jù)式（6），特定駕駛員（T_r 為常數(shù)）所對(duì)應(yīng)的安全跟車距離如圖 5 所示。

圖 5 ?安全跟車距離與自車車速和相對(duì)車速的關(guān)系

由圖 5 看出，安全跟車距離與自車車速正相關(guān)，與相對(duì)車速負(fù)相關(guān)。

2. 基于駕駛特性的 ACC 系統(tǒng)仿真分析

圖 6 ?不同反應(yīng)時(shí)間下跟車距離與實(shí)際跟車距離對(duì)比

在實(shí)際駕駛過程中，將自車車速、目標(biāo)相對(duì)車速作為式（6）的輸入，設(shè)定不同駕駛特性，即可獲得安全跟車距離與駕駛員實(shí)際跟車距離之間的關(guān)系，如圖 6 所示，給出了駕駛員反應(yīng)時(shí)間為 0.7s和 1.2s時(shí)的曲線。從圖中可以看出，在接近前車、遠(yuǎn)離前車、隨前車啟動(dòng)和隨前車停止等工況下，式（6）的計(jì)算方法能夠比較好地與實(shí)際跟車距離貼合，并且通過駕駛特性參數(shù)的調(diào)整，能夠獲得不同特性的自適應(yīng)巡航特征。

圖 7 ?Simulink環(huán)境下安全跟車距離模型

將安全跟車距離模型在Simulink環(huán)境下進(jìn)行搭建，并通過快速原型設(shè)備進(jìn)行實(shí)車測試。測試過程中實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)車輛的相對(duì)距離、相對(duì)速度以及自車的速度，根據(jù)式（6）實(shí)時(shí)計(jì)算安全跟車距離。Simulink環(huán)境下的模型如圖7所示。

其中，停止距離stopGap為7m，駕駛員反應(yīng)時(shí)間T_r 為2 s，加速度常數(shù)a為1.5 m/s^2。

3. 基于駕駛特性的ACC系統(tǒng)實(shí)車測試

3.1 實(shí)車測試環(huán)境

圖 8 ?ACC 開發(fā)平臺(tái)與測試場景

將安全距離計(jì)算方法集成到ACC模型中，并進(jìn)行實(shí)車測試，測試平臺(tái)和測試環(huán)境如圖8 所示。通過快速原型方式將算法下載到 AutoBox中，接入毫米波雷達(dá)獲取目標(biāo)距離、方位角、相對(duì)速度等障礙物信息，接入整車網(wǎng)絡(luò)獲取自車車速、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角等車輛狀態(tài)信息。通過制動(dòng)減速度、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩實(shí)現(xiàn)自車車速控制，從而保持安全距離。

3.2 實(shí)車測試數(shù)據(jù)分析

圖 9 ?實(shí)車測試結(jié)果

圖9為基于圖7的安全跟車距離進(jìn)行自適應(yīng)巡航的實(shí)車測試數(shù)據(jù)。從圖中可以看出，所提出的計(jì)算安全跟車距離的模型能夠?yàn)樽赃m應(yīng)巡航系統(tǒng)提供有效的控制目標(biāo)，并與車速控制系統(tǒng)形成合理的閉環(huán)，及時(shí)響應(yīng)速度與相對(duì)速度的變化，以此為依據(jù)進(jìn)行后續(xù)控制能夠?qū)⒆攒嚺c目標(biāo)車之間的距離保持在合理范圍內(nèi)。

5.? ACC系統(tǒng)要求

汽車ACC系統(tǒng)要求包括基本控制策略要求和基本性能要求。

（1）汽車ACC系統(tǒng)基本控制策略要求

① 當(dāng)汽車ACC系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時(shí)，本車通過對(duì)速度的自動(dòng)控制來與前車保持一定的車間時(shí)距或預(yù)先的設(shè)定速度（以兩者中速度低者為準(zhǔn)）。這兩種控制模式之間的轉(zhuǎn)換可由ACC系統(tǒng)自動(dòng)完成。

② 穩(wěn)定狀態(tài)的車間時(shí)距可由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)或由駕駛員調(diào)節(jié)。

③ 當(dāng)本車的速度低于最低工作速度時(shí)，應(yīng)禁止由“ACC等待狀態(tài)”向“ACC工作狀態(tài)”的轉(zhuǎn)換。此外，如果系統(tǒng)處于“ACC工作狀態(tài)”并且速度低于最低工作速度時(shí)，自動(dòng)加速功能應(yīng)被禁止，此時(shí)ACC系統(tǒng)可由“ACC工作狀態(tài)”自動(dòng)轉(zhuǎn)換為“ACC等待狀態(tài)”。

④ 如果前方存在多車輛，則ACC系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)選擇跟隨本車道內(nèi)最接近的前車。

（2）汽車ACC系統(tǒng)基本性能要求

① 控制模式（車間時(shí)距控制和車速控制）應(yīng)自行轉(zhuǎn)換。

② 車間時(shí)距可供選擇的最小穩(wěn)態(tài)車間時(shí)距應(yīng)適應(yīng)各種車速下的ACC控制，應(yīng)大于或等于1s，并且至少應(yīng)提供一個(gè)在1.5~2.2s區(qū)間內(nèi)的車間時(shí)距。

③ 本車速度ACC系統(tǒng)可以控制本車的行駛速度。

④ 靜止目標(biāo)對(duì)靜止目標(biāo)的響應(yīng)不是ACC系統(tǒng)所具備的功能，如果ACC系統(tǒng)不能對(duì)靜態(tài)目標(biāo)做出響應(yīng)，則應(yīng)在車輛的用戶使用手冊中予以聲明。

⑤ 跟蹤能力ACC系統(tǒng)應(yīng)具備相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的探測距離、目標(biāo)識(shí)別能力以及彎道適應(yīng)能力。

六 作用

汽車ACC系統(tǒng)是汽車駕駛輔助系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是根據(jù)車載雷達(dá)等車載傳感器探測本車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與其行駛車道上前方有效目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并考慮到汽車自身加速和減速能力、安全性、舒適性及快速性等多方面因素，建立的以保持安全車間距為目標(biāo)，以本車與行駛車道內(nèi)的前方目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為輸入，以本車期望縱向加速度為輸出的系統(tǒng)控制器，并通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制本車加速和減速，促使本車以期望車間距精確的跟隨前車。汽車ACC系統(tǒng)通過對(duì)車輛縱向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)控制，以減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障行車安全，并通過方便的方式為駕駛員提供輔助支持。

1. 作用

① 汽車ACC系統(tǒng)可以自動(dòng)控制車速，但在任何時(shí)候駕駛員都可以主動(dòng)進(jìn)行加速或制動(dòng)。當(dāng)駕駛員在巡航控制狀態(tài)下進(jìn)行制動(dòng)后，ACC系統(tǒng)控制單元就會(huì)終止巡航控制；當(dāng)駕駛員在巡航控制狀態(tài)下進(jìn)行加速，停止加速后，ACC系統(tǒng)控制單元會(huì)按照原來設(shè)定的車速進(jìn)行巡航控制。

② 通過測距傳感器的反饋信號(hào)，ACC系統(tǒng)控制單元可以根據(jù)靠近車輛物體的移動(dòng)速度判斷道路情況，并控制車輛的行駛狀態(tài)；通過反饋式加速踏板感知駕駛員施加在踏板上的力，ACC系統(tǒng)控制單元可以決定是否執(zhí)行巡航控制，以減輕駕駛員的疲勞。

③ 汽車ACC系統(tǒng)一般在車速大于25km/h時(shí)才會(huì)起作用，而當(dāng)車速降低到25km/h以下時(shí)，就需要駕駛員進(jìn)行人工控制。通過系統(tǒng)軟件的升級(jí)，ACC系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)“停車/起步”功能，以應(yīng)對(duì)在城市中行駛時(shí)頻繁的停車和起步情況。ACC系統(tǒng)的這種擴(kuò)展功能，可以使汽車在非常低的車速時(shí)也能與前車保持設(shè)定的距離。當(dāng)前方車輛起步后，ACC系統(tǒng)會(huì)提醒駕駛員，駕駛員通過踩油門踏板或按下按鈕發(fā)出信號(hào)，車輛就可以起步行駛。

④ 汽車ACC系統(tǒng)使車輛的編隊(duì)行駛更加輕松。ACC系統(tǒng)控制單元可以設(shè)定自動(dòng)跟蹤的車輛，當(dāng)本車跟隨前車行駛時(shí)，ACC系統(tǒng)控制單元可以將車速調(diào)整為與前車相同，同時(shí)保持穩(wěn)定的車距，而且這個(gè)距離可以通過轉(zhuǎn)向盤附近的控制桿上的設(shè)置按鈕進(jìn)行選擇。

⑤帶輔助轉(zhuǎn)向功能的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)不僅可以使車輛自動(dòng)與前車保持一定間距，而且車輛還能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)向，使得駕駛過程更加安全舒適。

2.目前ACC同時(shí)包含定速巡航(CC)、停啟系統(tǒng)（Stop&Go）等功能，并且當(dāng)前絕大部分研究都將這些功能分開處理。這些功能的使用場景范圍多種，例如：巡航功能的ACC系統(tǒng)多適用于高速公路，而Stop&Go功能的ACC系統(tǒng)多適用于城市堵車工況。目前開發(fā)的全速自適應(yīng)巡航系統(tǒng)能夠同時(shí)滿足大多數(shù)的場景工況，使得駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度能夠在更大程度上得到解放，很大程度上減輕駕駛員的負(fù)擔(dān)和失誤操作的幾率，提高汽車駕駛的舒適性和安全性。

（1）基礎(chǔ)功能

1） 定速巡航功能：前方無目標(biāo)車輛時(shí)，按駕駛員設(shè)定車速（30~150km/h）穩(wěn)定行駛；?

2） 跟車巡航功能：前方有目標(biāo)車輛時(shí)，根據(jù)前車狀態(tài)（0~150km/h）跟車巡航。?

（二）核心功能

1）目標(biāo)車輛的識(shí)別跟蹤

雷達(dá)只能將它所探測到的物體信息傳遞給ACC、ECU，ECU要根據(jù)傳來的信息進(jìn)行識(shí)別，從中確定一主目標(biāo)用做 ACC控制中的參照物，依據(jù)兩者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及距離控制主車的行駛速度。

主目標(biāo)是可變的，一般ACC系統(tǒng)將與主車間距離最近的車輛視為主目標(biāo)。ACC系統(tǒng)不但要確定主目標(biāo)，而且還應(yīng)該能夠?qū)ζ溥M(jìn)行跟蹤，無論是彎道還是上下坡道都要保證主目標(biāo)的一致性，以減少系統(tǒng)的誤報(bào)率。對(duì)主目標(biāo)進(jìn)行跟蹤的另外一個(gè)好處就是可以根據(jù)主目標(biāo)的運(yùn)行情況來預(yù)測出主車在未來時(shí)間內(nèi)運(yùn)行狀態(tài)。例如主車現(xiàn)沿直道行駛，而此時(shí)主目標(biāo)車輛已進(jìn)入彎道，由于ACC系統(tǒng)可對(duì)主目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，故不會(huì)將正前方的護(hù)欄或旁車道上的車輛視為主目標(biāo)，從而避免了誤報(bào)的產(chǎn)生；同時(shí)主車根據(jù)主目標(biāo)的運(yùn)行軌跡判斷出前方是彎道路況，可以使主車提前做好減速轉(zhuǎn)向的準(zhǔn)備。

2）主動(dòng)制動(dòng)

（3）.拓展/附加功能

當(dāng)然，ACC系統(tǒng)的強(qiáng)大之處不僅僅只體現(xiàn)在它的基礎(chǔ)功能。它還可以實(shí)現(xiàn)其它功能。

ACC的附加功能比較多，如變道輔助、超車輔助、彎道輔助、停停走走等功能，

1）制動(dòng)警告

當(dāng)前方車輛突然實(shí)施了強(qiáng)力制動(dòng)或本車高速行駛時(shí)靠近了前方行駛緩慢的車輛時(shí)，或者和前車的車距過近，此時(shí)制動(dòng)警告功能激活：

情形一、顯示屏上出現(xiàn)紅色指示燈閃爍并發(fā)出警報(bào)提醒駕駛員。

情形二、觸發(fā)跟車行駛警告的同時(shí)，顯示屏上顯示警報(bào)燈并發(fā)出鑼音信號(hào)。

2）Stop & Go停啟系統(tǒng)

一個(gè)非常有用的功能，就是停停走走。當(dāng)然不是所有具有ACC功能的車都配備了停停走走功能，還是有不少品牌車輛是不具備該功能的。

當(dāng)ACC探測到的前行車輛停下，那么ACC車輛將會(huì)自動(dòng)制動(dòng)至停止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)前方車輛短暫停住后又開始前行，ACC車輛會(huì)自動(dòng)加速起步。為實(shí)現(xiàn)本功能所需的制動(dòng)力，均由ESC制動(dòng)壓力建立功能來完成。

如果ACC的跟車功能主要用于高速公路駕駛，那么ACC下的停停走走主要用于市區(qū)道路。簡單的來說，停停走走功能依然是跟隨前方車輛，但前方車輛停下的時(shí)候，ACC車輛也會(huì)停下，前方車輛再次前進(jìn)，ACC車輛也會(huì)自動(dòng)加速。停停走走可以非常好的解決了跟車堵車或等紅綠燈的問題，緩解了市區(qū)復(fù)雜環(huán)境下開車疲勞問題，是女司機(jī)的福音。

停停走走功能也是有弊端的，一方面在停住前的2-3米，車輛是以2Km/h的速度爬行過去的，另一方面停車的車距在3.5-4米之間。這些弊端可能是出于安全考慮，而且國外行車環(huán)境也許相對(duì)文明，放在加塞搶道嚴(yán)重的國內(nèi)環(huán)境，恐怕不知道被搶道超車多少次了，這種情況下走走停停的感受應(yīng)該會(huì)很差吧。除了距離因素，還有時(shí)間因素，自動(dòng)啟動(dòng)是在3秒后生效，對(duì)于擁堵的情況，多停3秒，給旁邊的車輛增加了加塞的機(jī)會(huì)，也加劇了碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。

3）超低車速時(shí)的全減速

在車速低于30km/h且具有撞車危險(xiǎn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)車輛自動(dòng)實(shí)施制動(dòng)。撞車危險(xiǎn)評(píng)估由車距調(diào)節(jié)控制單元內(nèi)的相應(yīng)軟件來完成，通過傳遞減速值約為8m/s^2至控制單元

，隨后由ESC控制單元在車輪制動(dòng)器上產(chǎn)生相應(yīng)的制動(dòng)壓力。

4）彎道輔助

在駛?cè)霃澋罆r(shí)，ACC若識(shí)別到車輛的橫向加速度超過計(jì)算的規(guī)定值，那么將適當(dāng)降低行駛車速（降低10~15km/h）。

5）變道輔助

需借助行駛換道輔助系統(tǒng)和攝像頭（用來偵測車道標(biāo)識(shí)線）來實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行制動(dòng)干預(yù)針對(duì)本車后方的交通情況和超車道占用進(jìn)行適配。

6）超車輔助

可以幫助駕駛員順利完成超車。接通了的轉(zhuǎn)向燈信號(hào)會(huì)被ACC理解為駕駛員企圖超車。當(dāng)本車在完全離開自己車道前以及達(dá)到“前方無車”的狀態(tài)前，車輛就已經(jīng)開始加速了。

7）Boost?

可以允許司機(jī)在不關(guān)閉ACC的情況下，提高當(dāng)前由ACC調(diào)節(jié)的車速。通過踩下油門踏板或撥動(dòng)操縱桿來實(shí)現(xiàn)，操縱過程結(jié)束后，ACC仍能調(diào)節(jié)原來設(shè)定的期望車速。

3.進(jìn)階版ACC功能

目前市面上的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)一般需要30km/h才能激活。然而進(jìn)階版的ACC可以實(shí)現(xiàn)全車速的自適應(yīng)巡航。相比一般的ACC，全車速ACC相當(dāng)于多了停車/起步的功能以應(yīng)對(duì)了城市中頻繁的停車起步的工況。ACC的這種擴(kuò)展功能，可以在低速行駛時(shí)仍能保持與前車的距離，并能對(duì)車輛進(jìn)行制動(dòng)直至其處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果前車在幾秒鐘內(nèi)再次啟動(dòng)，裝備有全速功能的ACC的車輛將自動(dòng)跟隨啟動(dòng)。如果停留時(shí)間較長，駕駛員只需通過簡單操作，例如輕踩油門踏板就能再次進(jìn)入ACC模式。另外，如果帶有輔助轉(zhuǎn)向的功能的ACC不僅可以使車輛自動(dòng)與前車保持一定的安全距離，而且還能自動(dòng)轉(zhuǎn)向，使得駕駛過程更加安全舒適。

4.ACC系統(tǒng)工作模式

汽車ACC系統(tǒng)工作示意圖如下圖所示，根據(jù)不同的路況，共有4種典型的操作，即巡航/定速控制、減速控制、跟隨控制和加速控制。圖中假設(shè)當(dāng)前車輛設(shè)定車速為100km/h，目標(biāo)車輛行駛速度為80km/h。

（1）巡航控制

巡航控制是汽車ACC系統(tǒng)最基本的功能。當(dāng)前車輛前方無行駛車輛時(shí)，當(dāng)前車輛將處于普通的巡航行駛狀態(tài)，ACC系統(tǒng)按照設(shè)定的行駛車速對(duì)車輛進(jìn)行巡航控制。

（2）減速控制

當(dāng)前車輛前方有目標(biāo)車輛，且目標(biāo)車輛的行駛速度小于當(dāng)前車輛的行駛速度時(shí)，ACC系統(tǒng)將控制當(dāng)前車輛進(jìn)行減速，確保兩車間的距離為所設(shè)定的安全距離。

（3）跟隨控制

當(dāng)ACC系統(tǒng)將當(dāng)前車輛車速減至理想的目標(biāo)值之后采用跟隨控制，與目標(biāo)車輛以相同的速度行駛。

（4）加速控制

當(dāng)前方的目標(biāo)車輛加速行駛或發(fā)生換道/移線，或當(dāng)前車輛移線行駛使得前方又無行駛車輛時(shí)，ACC系統(tǒng)將對(duì)當(dāng)前車輛進(jìn)行加速控制，使當(dāng)前車輛恢復(fù)到設(shè)定的車速。

在恢復(fù)行駛速度后，ACC系統(tǒng)又轉(zhuǎn)入對(duì)當(dāng)前車輛的巡航控制。當(dāng)駕駛員參與車輛駕駛后，ACC系統(tǒng)自動(dòng)退出對(duì)車輛的控制。

編輯：黃飛