1、華南理工大學廣州學院電子信息工程學院汽車電子控制系統課程論文題目汽車自適應巡航控制系統專業電子信息工程姓名劉幸文學號201130095042班級由信一班任課教帥張春花2014年6月15日汽車自適應巡航控制系統學生：劉幸文電子信息工程學院，電信1班，學號：201130095042摘要：汽車自適應巡航控制系統ACC能減輕駕駛員疲勞強度，增加汽車安全性，減小環境污染，是發展最快的駕駛員輔助系統之一。汽車工程師在汽車上安裝了各種主動安全裝置，這些裝置在必要時可以通過聲光的形式提醒駕駛員，并通過車載系統自動對車速和車輛間距等行車數據進行調整，從而有效地防止交通事故的發生。關鍵詞：自適應巡航控制測距雷達自

2、動控制器安全刖日隨著汽車保有量的增加，交通不僅變得十分擁堵，而且交通事故不斷增加，汽車自適應巡航控制系統有效地防止交通事故的發生。自適應巡航控制系統主要由車距傳感器雷達、輪速傳感器、轉向角傳感器以及ACC空制單元等組成。車距傳感器一般安裝在散熱器格柵內或前保險杠的內側，它可以探測到汽車前方200m左右的距離；在前后車輪上裝有輪速傳感器與ABS系統共用，可以感知車輛的行駛速度；轉向角傳感器用來判斷車輛行駛的方向；ACCB制單元采集各個傳感器的信號并進行計算，以便可以適時地與發動機控制單元和制動防抱死控制單元交換數據。一、工作原理自適應巡航控制系統是一種智能化的自動控制系統，它是在早已存在的巡航控

3、制技術的基礎上發展而來的。在車輛行駛過程中，安裝在車輛前部的車距傳感器雷達持續掃描車輛前方道路，同時輪速傳感器采集車速信號。當與前車之間的距離過小時，ACCB制單元可以通過與制動防抱死系統、發動機控制系統協調動作，使車輪適當制動，并使發動機的輸出功率下降，以使車輛與前方車輛始終保持安全距離。自適應巡航控制系統在控制車輛制動時，通常會將制動減速度限制在不影響舒適的程度，當需要更大的減速度時，ACC®制單元會發出聲光信號通知駕駛者主動采取制動操作。當與前車之間的距離增加到安全距離時，ACC控制單元控制車輛按照設定的車速行駛。雖然自適應巡航控制系統可以自動控制車速，但在任何時候駕駛者都可以

4、主動進行加速或制動。當駕駛者在巡航控制狀態下進行制動后，ACC®制單元就會終止巡航控制；當駕駛者在巡航控制狀態下進行加速，停止加速后，ACC®制單元會按照原來設定的車速進行巡航控制。圖1-1巡航系統的組成通過車距傳感器的反饋信號，ACC控制單元可以根據靠近車輛物體的移動速度判斷道路情況，并控制車輛的行駛狀態；通過反饋式加速踏板感知的駕駛者施加在踏板上的力，ACC6制單元可以決定是否執行巡航控制，以減輕駕駛者的疲勞。自適應巡航控制系統一般在車速大丁25km/h時才會起作用，而當車速降低到25km/h以下時，就需要駕駛者進行人工控制。通過系統軟件的升級，自適應巡航控制系統可以實

5、現“停車/起步”功能，以應對在城市中行駛時頻繁的停車和起步情況。自適應巡航控制系統的這種擴展功能，可以使汽車在非常低的車速時也能與前車保持設定的距離。當前方車輛起步后，自適應巡航控制系統會提醒駕駛者，駕駛者通過踩油門踏板或按下按鈕發出信號，車輛就可以起步行駛。自適應巡航控制系統使車輛的編隊行駛更加輕松。ACCB制單元可以設定自動跟蹤的車輛，當本車跟隨前車行駛時，ACCB制單元可以將車速調整為與前車相同，同時保持穩定的車距，而且這個距離可以通過轉向盤附近的控制桿上的設置按鈕進行選擇。圖1-2是一種典型的閉環汽車電子巡航控制系統原理框圖。由圖2-2可知，控制器的輸入是以下兩個車速信號的差：一個是駕

6、駛員按要求的車速設定的車速信號；另一個是實際車速的反饋信號。ECU務這兩種信號進行比較，得出誤差信號，經放大、處理后成為節氣門控制信號，送至節氣門執行器，驅動節氣門執行器工作，調節發動機節氣門開度，以修正實際車速，從而將實際車速很快調整駕駛員設定的車速，并保持包定。指令車速信號廠、誤差節氣門控制信號電子控制器積分電路圖1-2汽車巡航控制系基本原理圖通常將汽車在平坦路面上行駛時車速與節氣門開度的關系存儲在巡航控制系統ECU的RO"。汽車在平坦、上坡與下坡路面上行駛時的車速與節氣門開度的關系如圖2-3所示。巡航控制系統根據目標車速自動維持汽車包速行駛。汽車在巡航定速狀態下，當汽車速度下降

7、時，ECUfc大節氣門開度，使發動機功率升高，轉矩增大，車速到達設定速度。反之,減小節氣門的開度。系統進行巡航控制時，假設在平坦路面上車速為0時，按下設定開關進入巡航控制的自動行駛狀態，此時節氣門開度在0點，一旦遇到爬坡時，則行駛阻力增加，如不進行調節控制，車速就會降到最低點，但巡航控制器會按照一定的控制規則控制節氣門，使節氣門開度從O點變為A點，使車速穩定在0點，重新取得動力平衡。當遇到下坡時，行駛阻力減小，巡航控制系統調節節氣門的開度由O點變到B點，使車速保持在0點取得平衡。因此，即使行駛阻力發生變化，車速也只在很小范圍內變化，到達穩定行駛的目的。當車速在40knh以下、160knh以上時

8、，巡航系統不工作。當然這個上下限的限定依車型的不同而略有不同。圖2-3車速與節氣門開度的關系圖假設使控制線呈現垂直狀態，則車速的波動（控制誤差）減小到零，這樣一來，行駛阻力的微小變化都會引起節氣門開度的變化，由丁響應過度靈敏，容易產生游車。因此，應綜合考慮控制誤差與游車問題，選擇合適的控制線斜率。一旦系統的傳感器出現故障,或控制信號電路被切斷,因沒有車速信號,低速限制電路將認為車速為零，使巡航控制系統停止工作。二、停車一起步遠行系統基本的ACC空制邏輯加入了停車一起步的性能，以應對交通阻塞的情況出現。在車流阻塞的情況下，需要低速巡航，制動停車；在車流開始恢復時，逐漸解除制動。最初的ACC控制包

9、括傳統的基丁巡航速度控制的車輛控制。在25-40km/h（16-25mph）速度范圍內，車輛連續的起步一停車需要ACCS統具有某些功能的交疊。處理在交通擁擠時出現的各種情況，需要ACCM有相關的性能，如閉環控制下車速降為零，實施零速度制動（保持制動），及從停車過渡到起步的過程中平穩地解除壓力。附加的邏輯控制功能的快速開發和確認需要一種快速原型制造系統（RPS）。該系統能使控制環路中的電腦，部件模擬出的情形，與汽車真實系統構件之間的實際相互作用一樣切實可信。應用RPS故臺架模擬試驗，有助丁在實車測試之前，解決工作結構設計中重要的和需要注意的問題。假設能把RPSST穿檢驗的全過程,會大大節約資金和

10、時間。臺架模擬的重點是在車輛結構整體確認測試之前解決硬件的設計沖突。舉例來說，假設控制邏輯發出的一個常規輸出信號可能會對實際硬件造成潛在的破壞，那么在臺架上檢測到這類問題就會節省下更換硬件必需花費的時間和資金。此外用臺架模擬還可以驗證，CANfc許普及整個網絡的信息傳輸，而不必擔憂出錯和浪費時間。三、閉環速度控制（一）閉環速度控制原理許多情況導致了公路實際的交通速度遠遠低于標明的速度限制。基本的ACC系統在車輛速度大約為25km/h（16mph）時就不再起作用，而需要駕駛員重新控制汽車。ACC擴展的停車一起步運行的低速巡航能力，具有了速度低于25km/h的閉壞速度控制，這種增加的能力，可以使汽

11、車在非常低的速度也能保持所需的車間距離。速度非常低的時候，系統甚至會啟用被動車輪速度傳感器來進行跟蹤，但是進行預報時，使用主動車輪速度傳感器會得到更好的結果。由于頻繁出現的交通停滯，停車一起步邏輯提供了一種低速停車請求功能，該功能基于ACCW號處理器測出的制動強度來控制動力矩的水平。ACC（自適應巡航控制系統）已經使我門的汽車工業向制造出完全智能化的汽車方向邁進了一大步。自適應巡航控制系統ACC是一種智能化的自動控制系統，主要由雷達傳感器、方向角傳感器、輪速傳感器、制動控制器、扭矩控制器和發動機控制器等組成。雷達傳感器安裝在散熱器的護柵內，可探測到汽車前方200米的距離；在前后輪轂上均裝有輪速

12、傳感器，可測出車輛的行駛速度；方向角傳感器用以判斷車輛行駛的方向；發動機控制器和扭矩控制器用以探測和調整發動機接通和輸出扭矩，以提高發動機的動力性，并適時調整車輛的運行速度。各種控制器和傳感器均由車內電腦控制。（二）系統的優點裝有自適應巡航控制系統的智能汽車，通過雷達和電腦來鑒別靠近車輛的是自行車、汽車還是行人，根據道路情況控制車輛行駛狀態，完全或部分地取代了駕駛員的操作。自適應巡航控制屆主動安全技術，系統通過各種傳感器，在汽車周圍產生一個雷達安全區域，電腦根據雷達傳感器傳輸的信息，分析和判斷道路情況，通過控制器調整汽車的行駛狀態。汽車上的各種傳感器不斷收集汽車、道路和周圍環境等方面的信息，通

13、過電腦來調整汽車的運行狀態。它能夠準確地判斷汽車四周的安全情況，自動采取措施回避危險或者選擇安全的行車路線和工作狀態。ACCS適應巡航控制系統幫助駕駛者合理地確定與前車之間的距離，并且根據實際交通條件確定適宜的行駛速度。這套系統不僅可以控制駕駛者預先設定的期望速度，而且可以根據交通狀況，使車輛在高速公路或鄉間公路上與前車保持安全的距離。一旦啟動，Acca自動加速或制動車輛，以保持合適的車距。在任何時候，駕駛者都可以主動進行加速或制動，親自十預車輛的駕駛。實際上，當系統到達其極限時，這一點是非常重要的，因為駕駛者始終是車輛的真正控制者。作為這套系統的核心部件，77GH旅達傳感器可以全天候地探測到

14、前方200米內的車輛。當本車跟隨另一輛車行駛時，自適應巡航控制系統敏感地把車速調整為與前車相同，同時保持一個穩定的車距，而且，這個距離可以通過控制桿上的四個設置進行選擇。如果前方沒有車輛或障礙物，這一功能通過對發動機、制動系統和轉動管理的十預來實現。制動的使用被限制在不影響舒適的2米/秒，這足以實現對車速和距離的精確控制。當需要更大的減速時，會有一個光學和聲音信號通知駕駛者自己采取制動。按司機要求的速度合開關之后，不用踩油門踏板就自動地保持車速，使車輛以固定的速度行駛。采用了這種裝置，當在高速公路上長時間行車后，司機就不用再去控制油門踏板，減輕了疲勞，同時減少了不必要的車速變化，可以節省燃料。

15、四、電子式巡航控制系的結構（一）控制開關控制開關大都做成桿式開關，裝在轉向柱上，通常有三個操縱按鈕。即“設定/加速”、“滑行/減速”和“恢復”，來控制汽車不同的行駛狀況。按下“設定/加速”開關不動時，汽車不斷加速，當到達要求車速時，松開按鈕，電子巡航控制系統就按松開按鈕時的車速保持穩定勻速運行。當踩制動踏板、踩離合器及換檔時而巡航控制功能消除后，再按“恢復”按鈕則乂可按重新設定的車速運行。（二）車速傳感器電子巡航控制系統通常與自動變速器電子控制系統、發動機電子控制系統共用車速傳感器。車速傳感器有光電式、霍爾感應式、磁感應式等。（三）節氣門執行器節氣門執行器有電動和氣動兩種形式。電動式節氣門執行

16、器通常使用步進式電動機作為驅動動力，氣動式則采用進氣歧管真空度控制。氣動式節氣門執行器的結構及原理如圖4-1所示。圖4-1氣動式節氣門執行器結構原理圖1-電磁鐵2-電磁線圈3-閥彈簧4-壓力控制閥5-氣缸6-活塞7-連桿8-節氣門拉桿9-彈簧當巡航控制系統不工作時，執行器內無電信號傳入，在彈簧9的作用下，把活塞、連桿和節氣門拉桿一起拉回右邊使節氣門關閉。當巡航控制系統工作后，則有控制信號VC輸入到執行器供電磁線圈2通電，使電磁鐵1產生吸力，使壓力控制閥4的閥芯克服彈簧3的彈力下移，將進氣歧管和執行器氣缸5連通，在進氣歧管內真空度的作用下活塞6將帶動連桿7和節氣門拉桿8一起向左移動而將節氣門逐漸

17、打開，從而調整了發動機轉速。巡航控制系統通過改變控制信號的大小來改變壓力控制閥4閥芯下移量，使作用在活塞6上的真空吸力發生變化，也即改變了節氣門的開度，從而實現車速穩定控制。五、系統的基本功能及使用注意事項（一）基本功能1車速設定：當按下車速調置開關后，就能存儲該時間的行駛速度，并能保持這速度行駛；2消除功能：當踩下制動踏板，上述功能立即消失。但是，上述調置速度繼續存儲；3恢復功能：當按恢復開關，剛能恢復原來的車速；4速度微調下降；5速度微調升高。（二）使用注意事項定速巡航系統在使用中還應該注意以下幾個問題：1為了讓汽車獲得最正確控制，當遇到交通阻塞或在雨、冰、雪等濕滑路面上行駛，或遇上大風天

18、氣時，不要使用定速巡航系統。2為了防止定速巡航系統誤工作，在不使用定速巡航系統時，務必使巡航控制系統的控制開關處于關閉狀態。3汽車行駛在陡坡時，使用巡航控制系統，會引起發動機轉速過大變化，因此最好不要使用巡航控制系統。下坡駕駛時，應防止加速行駛。假設車輛的實際行駛速度比設定車速高出太多，則可省略巡航控制裝置，然后將變速器換入低擋，利用發動機制動使車速得到控制。4汽車巡航行駛時，對裝備手動變速器的汽車不應在未踩下離合器踏板時就將變速桿置空擋，否則會造成發動機轉速急劇升高。5使用定速巡航系統要注意觀察儀表板上的CRUISEJ比示燈是否閃亮，假設閃亮，則說明巡航控制系統處于故障狀態。發現系統故障時，應停止使用巡航控制系統，待排除故障后再使用巡航控制。6ECIM巡航控制系統的中樞，對電磁環境、濕度及機械振動等較敏感。使用時應注意防潮、防振、防磁和防污染。六、結束語未來ACC勺必向集成化發展，它有助于降低成本，增強各系統問的內在聯系，充分利用各種車輛信息，從而提高系統的穩定性和可靠性。ACC在發展