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车辆ACC—自适应巡航系统

ACC定义

ACC的英文全称是“Adaptive Cruise Control”,中文意思是“自适应巡航控制”。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,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。当与前车之间的距离增加到安全距离时,ACC控制单元控制车辆按照设定的车速行驶。



ACC的工作原理

雷达传感器探测主车前方的目标车辆,并向电控单元提供主车与目标车辆间的相对速度、相对距离、相对方位角度等信息。电控单元根据驾驶员所设定的安全车距及巡航行驶速度,结合雷达传送来的信息确定主车的行驶状态。

当本车前方无行驶车辆时,本车将处于普通的巡航行驶状态,电控单元根据设定信息,可通过控制电子油门(发出指令给驱动电机,并由驱动电机控制节气门的开度,以调整可燃混合气的流量)对整个车辆的动力输出实现自动控制功能。

当本车前方有目标车辆,且目标车辆的行驶速度小于设定速度时,电控单元计算实车距和安全车距之比及相对速度的大小,选择减速方式;同时通过报警器向驾驶员发出警报,提醒驾驶员采取相应的措施。

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。电控单元还可以通过控制集成式电子真空助力器(EVB) 系统,在当驾驶员不制动时,EVB 开始工作时其中的电磁铁将代替驾驶员对真空助力器内部的真空阀和大气阀进行操作进而达到调节制动压力的目的。

ACC的历史

自适应巡航系统的历史可以追溯至上个世纪70年代。1971年,美国EATON(伊顿)公司便已从事这方面的开发。其雏形是日本三菱公司提出的PDCPreview Distance Control)系统,它将雷达与其他处理器结合在一起,可以侦测出车距变化,并对驾驶员发出警告,系统还可以控制节气门开度调节发动机功率。此后丰田、本田、通用、福特、戴姆勒、博世等公司也投入到了研发行列。

1995年,三菱汽车首先在旗下提供一种叫做预见式距离控制系统。那是一种基于激光测距的ACC系统,但整套系统只通过油门和档位进行控制,并不进行刹车。基于激光的系统明显比雷达为基础的系统成本低,但基于激光在恶劣天气条件下会受到很大影响。因此目前基本使用基于雷达的ACC系统。

19978月,丰田开始在雷克萨斯上使用雷达巡航控制系统,并且在2000年加入刹车功能,2004年加入低速跟踪模式。低速跟踪模式属于一种额外的模式,需要驾驶员启动,如果前车出现制动或者停下,该模式也可以让车辆减速乃至停车,不过这套系统很快就被停用,估计是存在一定的设计漏洞,并不完善所致。

1998年底,奔驰在旗下S系车型中引入Distronic距离控制系统,跟我们现在理解的自适应巡航没有太大的差别。2006年,奔驰进一步完善了该系统,在必要的情况下能够将车辆完全停止,因此又称为增强型限距控制系统(DISTRONIC PLUS)。这个功能有点像现在沃尔沃倡导的全力制动系统:在必要的时候全力刹车,直至车辆挺住。而奥迪在国外普遍使用博世提供的自适应系统。包括A4A6A8Q7都有配备。

2006年,雷克萨斯将新一代ACC系统装备在其旗舰车型LS460上。这套系统可以在0-100公里时速范围内工作,并且可以反复启停,即使高速公路拥堵也可以应付。

2010年,奥迪在A8上搭载了全球第一款具备GPS功能ACC系统。

2015年,随着特斯拉ModelS的推出,ACC系统开始作为半自动驾驶进入普通大众的视线。

ACC的作用

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。

2、自适应巡航控制系统一般在车速大于25km/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。

ACC作为驾驶辅助系统(ADAS)的一种,是将来自动驾驶功能的过渡配置之一。有许多人都对ACC有一种笼统的认识:ACC就是自动巡航,可以自动加减速。从官方的各种宣传来看,我们也只看到ACC给人们驾驶带来的便利,但是,ACC并不能保证在所有的道路情况下都有效,您仍然要负责保持合适的车距和车速,并在可能发生危险时进行干预。作为最终的使用者,首先要清楚ACC在哪些情况下会失效或性能下降,这样才能安全地去享受到ACC功能带来的便利。