自適應(yīng)巡航控制2

1、美國軟件系統(tǒng)的安全工作組的第五次會議2005年4月12日至15日于美國加利福利亞州，阿納海姆自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)概述1簡介自適應(yīng)巡航控制(ACC是一個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。安裝在車輛前方的雷達(dá)用于檢測在本車前進(jìn)道路上是否存在速度更慢的車輛。若存在速度更慢的車輛，ACC系統(tǒng)會降低車速并控制與前方車輛的間隙或時間間隙。若系統(tǒng)檢測到前方車輛并不在本車行駛道路上時將加快本車速度使之回到之前所設(shè)定的速度。此操作實現(xiàn)了在無司機干預(yù)下的自主減速或加速。ACC控制車速的主要方式是通過發(fā)動機油門控制和適當(dāng)?shù)闹苿印?定義與物理概述2.1 定義自適應(yīng)巡航控制(ACC 基于對傳統(tǒng)巡航

2、控制系統(tǒng)的增強，使ACC車輛在前進(jìn)時與前方車輛保持適當(dāng)距離。ACC車輛 裝備了ACC系統(tǒng)的研究車輛。主動制動控制 能夠在無需駕駛員踩踏制動踏板的情況下實現(xiàn)自動制動的功能。間隙 前方車輛后表面與ACC車輛前表面之間的距離。前方車輛 在ACC車輛前方并與之同向同路行駛。設(shè)定速度 由駕駛員設(shè)定的所希望的行駛速度同時也是ACC系統(tǒng)控制下的最快車速。系統(tǒng)狀態(tài)ACC關(guān)閉狀態(tài) ACC系統(tǒng)處于禁用狀態(tài)。ACC待機狀態(tài) 系統(tǒng)處于準(zhǔn)備被駕駛員激活的狀態(tài)。ACC啟動狀態(tài) ACC系統(tǒng)處于啟用并控制車速的狀態(tài)。ACC速度控制狀態(tài) ACC啟動狀態(tài)的一個子狀態(tài)，在前方?jīng)]有車輛的情況下其控制系統(tǒng)使車速達(dá)到設(shè)定速度是典型的傳統(tǒng)

3、巡航控制系統(tǒng)。ACC時間間隙控制狀態(tài) ACC啟動狀態(tài)的一個子狀態(tài)，用于控制ACC車輛與目標(biāo)車輛間的時間間隙目標(biāo)車輛 在ACC正前方且與ACC車輛距離最近的車輛。時間間隙 ACC車輛與目標(biāo)車輛間的時間間隔，其與間隙和ACC車輛車速的關(guān)系如下：時間間隙=間隙/ACC車輛車速2.2 物理布局如圖3所示，ACC系統(tǒng)的組成和互聯(lián)主件系統(tǒng)。不同模塊之間通過一個串行通信網(wǎng)絡(luò)左右通訊方法的，俗稱控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）。ACC模塊 ACC模塊的主要功能是處理雷達(dá)信息并判斷附近是否存在前方車輛。當(dāng)ACC系統(tǒng)處于“時間間隙控制狀態(tài)”時，它會發(fā)出信息到發(fā)動機控制和制動器控制模塊，以控制ACC車輛和目標(biāo)車輛之間的時間

4、間隙。發(fā)動機控制模塊 發(fā)動機控制模塊的主要功能是接受來自ACC模塊和儀表盤的信息并根據(jù)這些信息調(diào)整車速。發(fā)動機控制模塊通過控制發(fā)動機油門控制車速。制動控制模塊 制動控制模塊的主要功能是在ACC控制模塊的要求下通過對每個論壇進(jìn)行制動從而降低車速。制動系統(tǒng)采用電子增強的液壓式，如ABS制動系統(tǒng)，而不是通過有線全權(quán)剎車儀表群 儀表群的主要功能是處理巡航開關(guān)和將它們的信息發(fā)送至ACC系統(tǒng)和發(fā)動機控制模塊。同時，儀表群也將顯示出信息，以便于駕駛員了解ACC系統(tǒng)的運行狀態(tài)。CAN 控制器局域網(wǎng)（CAN）是一個機動車網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，它使用2線總線來傳遞和接受數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)上的每個節(jié)點都具備每個消息幀發(fā)送0-8個字節(jié)數(shù)

5、據(jù)的能力。一個消息幀由一個0-8字節(jié)的前端消息和一個校驗消息組成。前端消息是一個獨特的標(biāo)識符用于確定優(yōu)先級。在總線空閑時網(wǎng)絡(luò)上的每個節(jié)點都可以發(fā)送數(shù)據(jù)。若有多個節(jié)點在同一時間發(fā)送數(shù)據(jù)，將會有一個仲裁機制來確定哪個節(jié)點來控制總線。具有最高優(yōu)先級的消息將贏得仲裁，其信息將被傳送。一旦檢測到總線空閑，發(fā)送失敗的消息將重試發(fā)送。巡航開關(guān) 巡航開關(guān)是裝在方向盤上的幾個按鈕，以便于司機命令和操作ACC系統(tǒng)。開關(guān)包括：“ON”：將系統(tǒng)置于“ACC待機狀態(tài)”?！癘FF”：取消ACC操作并將系統(tǒng)置于“ACC關(guān)閉狀態(tài)”。“SET+”：啟動ACC并設(shè)置設(shè)定速度或加速?！癈OAST”：減速?！癛ESUME”：恢復(fù)到設(shè)

6、定速度?！癟IME GAP +”：增加時間間隙。“TIME GAP ”：減小時間間隙。制動開關(guān) 一共有2個制動開關(guān)，分別為制動開關(guān)1（BS1）和制動開關(guān)2（BS2）。當(dāng)其中任何一個開關(guān)被激活時，巡航控制操作取消，系統(tǒng)進(jìn)入“ACC待機狀態(tài)”。制動燈 當(dāng)制動控制模塊響應(yīng)ACC要求進(jìn)行制動時，將會打開制動燈提醒后方車輛注意本車正在減速。3操作概述ACC系統(tǒng)操作界面和傳統(tǒng)巡航控制類似。駕駛員通過方向盤上的開關(guān)操作系統(tǒng)。除了用于控制ACC車輛和目標(biāo)車輛間的時間間隙的兩個開關(guān)，ACC和傳統(tǒng)巡航控制系統(tǒng)的開關(guān)相同。此外，還有一系列的信息將會顯示在儀表盤上以告訴駕駛員ACC系統(tǒng)所處的狀態(tài)并提供必要的警示。使用

7、時ACC系統(tǒng)時，首先按下“NO”鍵，將ACC系統(tǒng)置于“ACC待機狀態(tài)”。然后按下“SET”鍵進(jìn)入“ACC啟動狀態(tài)”。此時，ACC系統(tǒng)將根據(jù)交通環(huán)境控制車輛達(dá)到設(shè)定速度。3.1 控制系統(tǒng)布局圖4展示了ACC不同系統(tǒng)間的信息和信號流。3.2 初始化當(dāng)點火開關(guān)處于關(guān)閉位置時，任何系統(tǒng)都將不受外力干擾。當(dāng)開關(guān)置于打開位置時，ACC系統(tǒng)將初始狀態(tài)設(shè)為“ACC關(guān)閉狀態(tài)”。3.3 使用巡航控制進(jìn)入“ACC待機狀態(tài)” 在巡航控制啟用之前駕駛員需要首先將狀態(tài)置于“ACC待機狀態(tài)”。此過程由司機按下“NO”鍵來完成，若無系統(tǒng)故障，ACC系統(tǒng)將過渡到“ACC啟用狀態(tài)”進(jìn)入“ACC啟用狀態(tài)” 駕駛員通過按下“SET”

8、或“RESUME”按鈕進(jìn)入“ACC啟用狀態(tài)”。若內(nèi)存中存在事先設(shè)定的速度，當(dāng)按下“RESUME”時，系統(tǒng)將把此速度設(shè)為目標(biāo)車速。否則，當(dāng)按下“SET”按鈕時，系統(tǒng)將以當(dāng)前速度為目標(biāo)車速。下列條件將作為響應(yīng)“ACC啟動”開關(guān)的必要條件：制動開關(guān)1：制動系統(tǒng)未啟用制動開關(guān)2：制動系統(tǒng)未啟用車速>=25英里/小時處于ACC啟用控制時，車速要么保持設(shè)定速度，要么與前方車輛保持一個時間間隙，以速度較低者為準(zhǔn)。3.4 速度控制狀態(tài)時的操作（ACC速度控制）此模式下的操作相當(dāng)于常規(guī)的速度控制。若無處于系統(tǒng)時間間隙或間隙之內(nèi)的前方車輛，車輛將保持目標(biāo)車速。發(fā)動機控制系統(tǒng)通過油門控制發(fā)動機輸出功率以保證將

9、車速維持在目標(biāo)車速。3.5 跟車模式時的操作（ACC時間間隙控制）ACC系統(tǒng)進(jìn)入跟車模式或“ACC時間間隙控制狀態(tài)”，若雷達(dá)偵測到有前方車輛進(jìn)入間隙距離之內(nèi)，再次模式的操作下，ACC系統(tǒng)將發(fā)送一個目標(biāo)速度給發(fā)動機控制模塊并向制動控制模塊下達(dá)減速指令，以保證車輛間設(shè)定的時間間隙。減速控制 ACC系統(tǒng)通過對發(fā)動機控制模塊發(fā)送降低目標(biāo)速度的指令和對制動控制模塊發(fā)送制動減速指令的方式來降低車速。其最大制動減速度不大于0.2g。制動減速時，制動控制模塊啟動制動燈。加速控制 ACC系統(tǒng)通過提高發(fā)送到發(fā)動機控制模塊的目標(biāo)速度來提高車速。發(fā)動機控制模塊將努力保持目標(biāo)車速，其最大加速度可高于0.2g。調(diào)整時間間

10、隙駕駛員可以通過“TIME GAP+”和“TIME GAP ”的開關(guān)調(diào)整時間間隙。 按“TIME GAP+”開關(guān)，時間間隙值增加，兩車之間的間隙也隨之增加。按“TIME GAP ” 的開關(guān)，時間間隙值降低，因此兩車之間的間隙也隨之減少。對于移動緩慢或停滯車輛的反應(yīng)這樣的情況下ACC系統(tǒng)不能夠在該系統(tǒng)的減速機構(gòu)中以最大0.2g的減速度維持時間間隙。ACC車輛和前方車輛之間的間隙迅速減少或達(dá)到最低車速（25英里/小時）。在這種情況下，ACC系統(tǒng)進(jìn)入“ACC待機狀態(tài)”，而且通過顯示一個“駕駛員干預(yù)需求”的儀表盤上的文本信息和一個有聲鐘鳴的驅(qū)動程序來提醒司機。若制動正由ACC系統(tǒng)利用，則會緩慢解除。在此情形下，司機必須對車輛進(jìn)行控制。ACC系統(tǒng)可在速度控制模式和時間間隙（跟車）模式間自動轉(zhuǎn)換，此運作模式取決于相對設(shè)定速度更慢的目標(biāo)速度，以維持ACC車輛和前方車輛之間的間隙?？偟膩碚f，如果沒有車輛處于間隙距離內(nèi)，該系統(tǒng)處于速度控制模式，否則，它將維持時間