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汽车巡航系统概述
毕业实践报告
题目/实践名称浅谈汽车自适应巡航系统
专业/班级091106
学生姓名
学号
企业指导教师田士敏
校内指导教师
起止时间2011.03—2012.07
实习单位一汽大众汽车有限公司
目录
内容摘要
Abstract
第一部分绪论............................................................1
1.1引言.............................................................1
1.2实践单位的基本情况...............................................1
第二部分自适应巡航系统的概述............................................3
2.1定速巡航系统的概念...............................................3
2.2自适应巡航系统的概念.............................................3
2.3自适应巡航系统的优点.............................................3
2.4自适应巡航系统的局限性…….......................................4
第三部分自适应巡航系统的工作原理.......................................5
3.1ACC的组成........................................................5
3.2ACC的关键技术....................................................5
3.3自适应巡航系统的工作原理…........................................6
第四部分自适应巡航系统的使用与维护….....................................8
4.1操作与驾驶员信息..................................................8
4.2自适应巡航系统的调整...............................................9
参考文献.................................................................11
致谢.....................................................................12
内容摘要
经常跑长途的人会运用到巡航系统功能,这个功能的最大好处就是可以减少右脚疲劳,毕竟一连几个小时都需要控制油门,又要注意在高速公路上不超速,还是要费点神。
不过巡航系统中有一个很大的缺点就是在踩下刹车后会自动解除,然后有需要重新设定,非常麻烦,只要高速公路上稍微多点车,定速巡航的用处就大打折扣了。
工程师针对这个缺点,在此基础上开发了能够自动调整车速的巡航系统,即本文所介绍的自适应巡航系统,简称ACC(AdaptiveCruiseControl)
自适应巡航系统是为了弥补普通巡航系统的不足而发展的装备,它是一种更人性化的驾驶员辅助系统,本文就自适应巡航系统的组成,工作原理,技术运用等方面进行了浅显的分析和探讨。
关键词:
定速巡航;自适应巡航;辅助系统
Abstract
Oftenpeoplewillgoalongjourneytousecruisesystemfunction,thefunctionofthebiggestadvantageisthatcanreducefatiguerightfoot.Afterall,forafewhoursallneedtocontrolthegas,andshouldpayattentiontoduringhighwaynotspeeding,orwilltakesomegod.Butcruisesystemhasabigweaknessisinputonthebrakeswillautomaticallybelifted,andthenhavetheneedtoset,isverytroublesome,aslongasthehighwaycaralittlemore,fixedspeedcruiseusebiggivediscount.Theengineerinthisweakness,onthebasisofthedevelopmentcanautomaticallyadjustthespeedoftheCruisesystem,thatis,thisarticleintroducedtheAdaptiveCruisesystem,hereinafterreferredtoastheACC(AdaptiveCruiseControl)
Adaptivecruisesystemisinordertomakeuptheordinarycruisethedrawbackofthesystemandthedevelopmentofequipment,itisamorehumandriverassistsystem,thispaperadaptivecruisesystemcomposition,workingprinciple,technicalaspectsoftheuseofsimpleisanalyzedanddiscussed.
Keywords:
Fixedspeedcruise;Adaptivecruise;Auxiliarysystem
第一部分绪论
1.1引言
在一汽大众轿车一厂质保科质量中心实习期间,我严格要求自己,在部门工程师和检测师父们的帮助下,将学校所学汽车专业知识和现场检测技术进行了有效结合,提高了自身专业技能,同时自己的人际交往等综合能力方面也得到了很大的提高,为以后走上正式的工作岗位奠定了基础。
1.2实践单位的基本情况
一汽-大众汽车有限公司(简称一汽-大众)于1991年2月6日成立,是由中国第一汽车集团公司(60%)和德国大众汽车集团(40%)合资经营的大型乘用车生产企业,注册资本78.1亿元,是我国第一个按经济规模起步建设的现代化乘用车工业基地。
生产全系列轿车产品并提供相应的售后服务。
经过20年的不断发展,一汽-大众在长春和成都建有两大生产基地,佛山基地正在建设之中。
截止到2010年底累计生产整车400多万辆,合并上交国家各种税金:
1,269亿元,目前公司拥有员工22,323人。
一汽-大众采用先进技术和设备制造当今世界汽车名牌产品——捷达、宝来、高尔夫、速腾、迈腾、CC、奥迪A4L、奥迪A6L和奥迪Q5系列轿车,已形成面向未来的百万辆级产能格局,成为国内成熟的A、B、C全系列乘用车生产制造基地。
近年来,一汽-大众每年的产量增幅均超过10万辆。
2010年增幅更达到20万辆。
JD.Power用户满意度得到持续提升,2010年SSI中奥迪品牌排名第一,大众品牌排名第三。
通过实施供应商能力提升计划,大幅提升了供应商能力。
本着合作、发展、共赢的指导方针,共同制定经销商合作发展计划,,使全国600家经销商在网络发展、销售和服务满意度提升和市场开拓与营销方面能力提升方面效果明显。
产品及技术不断的升级,一汽-大众不断推出有竞争力的新产品。
目前已有二大品牌9大系系列整车产品,并形成了EA111、MQ200、MQ250和EA888等重要零部件资源布局。
以新宝来项目为标志具备了研发试验、产品规划、设备工装规划和采购的自主研发能力。
产品线不断丰富,产品数量不断增加,产品技术不断升级,在生产制造过程中不断采用新工艺新流程,同时强化成本竞争力、支撑企业的可持续发展,并通过风险评估和制定风险战略,将风险控制在由公司战略决定的范围之内,为实现经营目标提供合理保证的过程、方法和系统,保障公司有效率的运营。
2010年一汽-大众共生产轿车881,888辆,实现整车销售:
902,689辆;较去年同期上升:
31%和30%,再创历史新高。
第二部分自适应巡航系统的概述
2.1定速巡航系统的概念
定速巡航系统(CRUISECONTROLSYSTEM)缩写为CCS,又称为定速巡航行驶装置,速度控制系统,自动驾驶系统等。
其作用是:
按司机要求的速度合开关之后,不用踩油门踏板就自动地保持车速,使车辆以固定的速度行驶.采用了这种装置,当在高速公路上长时间行车后,司机就不用再去控制油门踏板,减轻了疲劳,同时减少了不必要的车速变化,可以节省燃料
2.2自适应巡航系统的概念
自适应巡航系统是一种智能化的自动控制系统,它是在早已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的。
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。
自适应巡航控制系统在控制车辆制动时,通常会将制动减速度限制在不影响舒适的程度,当需要更大的减速度时,ACC控制单元会发出声光信号通知驾驶者主动采取制动操作。
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。
2.3自适应巡航系统的优点
(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25km/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。
2.4自适应巡航系统的局限性
(1)自适应巡航系统是一个驾驶辅助系统,而不是安全系统。
该系统不能实现全自
动驾驶。
(2)自适应巡航系统只能够在30-200km/h的速度范围内发挥控制作用。
(3)自适应巡航系统不感应静止物体。
如果该距离小于期望距离,那么车将通过降低功率、档位变化及必要的刹车来降低车速。
出于舒适性的考虑,此处刹车的最大减速度将被限制为刹车系统所能提供的最大减速度的25%。
这种自动控制可以减轻驾驶员的驾驶强度,从而间接有助于提高驾车的安全性。
尽管如此,在特定的情况下驾驶员的主动刹车仍是必要的。
(4)雷达的感应效果会因雨、水花及融雪的影响而变差。
(5)在小转弯半径处由于雷达探测区域的限制,系统功能会受到影响。
第三部分自适应巡航系统的工作原理
3.1ACC的组成
基本的ACC系统包含:
传感器单元,用于感知本车状态及行车环境等信息;ACC控制器,系统的核心单元,用于对行车信息进行处理,确定车辆的控制命令;执行机构,主要由制动踏板、加速踏板及车辆传动系控制执行器等组成,用于实现车辆加、减速;人机界面,用于驾驶员设定系统参数及系统状态的显示等。
3.2ACC的关键技术
3.2.1、雷达的性能
雷达的功用是测知相对车距、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。
当前应用到ACC系统上的雷达主要有单脉冲雷达、微波雷达、激光雷达以及红外探测雷达等。
单脉冲雷达和微波雷达是全天候雷达,可以适用各种天气情况,具有探测距离远、探测角度范围大、跟踪目标多等优点。
激光雷达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果不理想,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。
红外线探测在恶劣天气条件下性能不稳定,探测距离较短,但价格便宜。
无论使用何种类型的雷达,确保雷达信号的实时性处理是要首先考虑的问题。
随着汽车电子技术的迅速发展,现在大都利用DSP技术来处理雷达信号,应用CAN总线输出雷达信号。
3.2.2、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ACCECU,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,一般ACC系统将与主车间距离最近的车辆视为主目标,而有些系统则将与主车位于同一车道上距离最近的车辆视为主目标。
ACC系统不但要确定主目标,而且还应该能够对其进行跟踪,无论是弯道还是上下坡道都要保证主目标的一致性,以
减少系统的误报率。
对主目标进行跟踪的另外一个好处就是可以根据主目标的运行情况来预测出主车在未来时间内运行状态。
例如主车现沿直道行驶而此时主目标车辆已进入弯道,由于ACC系统可对主目标进行跟踪,故不会将正前方的护栏或旁车道上的车辆视为主目标,从而避免了误报的产生;同时主车根据主目标的运行轨迹判断出前方是弯道路况,可以使主车提前做好减速转向的准备。
窗体底
3.3自适应巡航系统的工作原理
汽车自适应巡航控制根据驾驶员设定的车间时距,通过控制自车的节气门和制动器来控制自车的速度和加速度,以实现设计的目标车头距,从而进行自适应巡航控制。
它工作的基本原理为:
当自车通过雷达探测到前方没有汽车等其它障碍物时,汽车执行传统巡航控制,按驾驶员设定的速度行驶;当雷达探测到前方有汽车切入或减速行驶时,启动ACC控制系统,按照驾驶员设定的车间时距,通过调节节气门作动器和制动作动器来控制自车的速度和加速度,以保证计算的车头净距。
下面将通过一个控制过程的典型例子来说明其工作原理:
(1)蓝车的驾驶员激活自适应巡航控制,设定好期望速度V及期望距离Dw。
车辆一直加速到设定的期望速度。
(2)蓝车识别出在前方同一车道内行驶的红车。
系统通过减小油门及在必要情况下的刹车使蓝车速度降低,使两车的距离调整到期望距离。
(3)摩托车的出现使得两车所保持的安全距离突然被打破。
若自适应巡航控制所能提供的刹车不足,难以将蓝车与摩托车保持安全距离时,系统将通过视觉和听觉上的警告要
求驾驶员进行主动的刹车。
(4)当摩托车驶出该车道时,雷达传感器将得知这一信息。
蓝车将加速到起初设定的期望速度。
第四部分自适应巡航系统的使用与维护
4.1操作与驾驶员信息
4.1.1ACC激活的前提条件
(1)变速杆置于D,S或Tiptronic位置
(2)车速介于30km/h和210km/h之间
(3)ESP系统开启
4.1.2系统的开关
操纵杆有两个档位。
一般地要打开系统需要将操纵杆扳向驾驶员方向的“自适应巡航”开档位;关闭系统需要将操纵杆扳向“自适应巡航关”档位自适应巡航关自适应巡航开
在发动机启动后,操纵杆所在档位决定了自适应巡航控制处在模式“准备”(“自适应巡航开”档位)或者是模式“关闭”(“自适应巡航关”档位)。
接通之后系统会处在“准备”模式。
此时在时速表内并没有相应显示。
只有通过操纵杆上的SET键才能够激活自适应巡航系统。
4.1.3期望速度的调整
期望速度是车辆在自由行驶状态下通过自适应巡航控制所能达到的最高速度(与速度控制器的功能相对应)。
通过按SET键把当前车辆的行驶速度作为期望速度存储起来。
时速表中的红色LED灯显示被限制的速度。
自适应巡航被激活的标志也会显示在时速表中。
为了显示当前是自适应巡航控制激活的状态,所有的从30到200km/h的转速LED灯都会发出微弱的红光。
如果驾驶员激活了附加显示,那么在中央显示区会显示相应的指示。
当车辆熄火时,出于安全考虑将删除已经存储的期望速度!
4.1.4期望距离的调整
有四个与前车期望距离的级别供驾驶员调整。
此处由自适应巡航系统所调节的距离取决于当前的车速。
操纵杆上的滑键用于调整与前车的期望距离。
滑键的操作会使期望距离的级别增大或减小。
所选的期望距离级别决定了车辆在加速时的动力性能。
所选的期望距离会在仪表板中央显示区的信息栏短暂的显示。
第一次SET键的操作将开启中央显示区的显示功能。
4.1.5要求驾驶员接管
系统若发现当前所采取的刹车不足以使两车调整到设定的距离,它会发出铜锣似的声音提醒。
另外仪表板红色的背光指示灯会以0.5Hz的频率闪烁以要求驾驶员注意。
当附加显示被驾驶员激活时,中央显示区也会显示警告。
铜锣警告声的强度也可由驾驶员来调节。
4.2系统的调整
由于生产原因,镜面法线和探测区域的中心线(雷达法线)不重合。
在水平面和垂直面内的方向偏差在制造厂测定,并保存在传感器的内存中作为修正值。
指示误差用调整螺钉的槽口数量来表示。
修正值可以用VAS测试仪输出。
一旦用修正值调整后,激光线束从中心移入一个象限内。
为了检查调整螺钉已经沿正确方向旋紧,目标象限也保存在传感器内存中。
4.2.1何时需对ACC传感器进行调整
(1)后桥底盘位置的变动
(2)更换感应器、传感器固定架、前保险杠和汽车前盖
(3)前部损坏(例如在对撞事故发生后)
4.2.2调整的工作原理
四轮定位设备和ACC校准设备需要配合使用,行驶轴线使用车轮定位测试仪和ACC调整设备VAS6041测定。
在VAS6041上,在车距控制传感器的高度安装了一个激光瞄准器。
在激光瞄准器和车距控制传感器之间安装了一个目标盘。
目标盘上有一个中心孔,激光光束穿过该孔照在车距控制传感器的校准镜上。
在调整底盘时,将试验台的测量装置调整为与行驶轴线平行。
利用安装在ACC调整装置上的前轴测量接收器以及后轴上的其他测量接收器,将ACC调整装置调整到与行驶轴线对齐。
激光发射器发出的激光束,穿过目标盘照在ACC传感器的校准镜上,然后被反射回目标盘上,测量装置必须调整为和车辆的行驶轴线平行,前部的测量数据记录器延伸到上图显示的车辆轴距的位置。
ACC传感器校准镜和目标盘之间的距离必须是1145毫米
如果在点火开关打开的情况下在车辆前面进行一些维修操作,那么应该关闭雷达的功能(防止误动作还是防止对人员造成伤害?
),通过引导功能中“J428控制单元维修操作
的匹配”。
完成维修操作后,需要再次通过导航程序激活雷达的功能。
参考文献
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10YoshinoriYamamura,YojiSeto,HikaruNishiraatal.AnACCDesignMethodforAchievingBothStringStabilityandRideComfort.ProceedingofInternationalSymposiumonAdvancedVehicleControl2002
致谢
在自己的生活中没有太多的经验知识,但是我相信我能够通过学习和实习过程积累一些有关的经验,感谢我的母校给我这次机会,使我长进了不少知识,同时也使我的生活充满色彩。
首先要感谢我的导师赵晓宛老师。
在整个学习和论文指导过程中,他充分体谅我们这些工作任务及其繁重的学生,总是牺牲个人的休息时间为我们作指导。
通过这次实践不但让我在专业知识上收获巨大,更让我学会了如何成为一名受人尊敬、品德高尚的人,这些都将对我产生深远的影响,使我终生受益。
在此,我衷心感谢赵晓宛老师对我的关心和指导,祝愿他身体健康,阖家幸福!
其次,我要感谢在撰写论文期间一汽大众质保部的同事们所给予我的热情帮助和鼓励,他们是我工作和学习中的好伙伴,也是战胜困难的坚强战友。
也祝愿他们身体健康、事业有成!
最后,我要衷心地感谢在百忙之中抽出时间审阅拙作的各位老师们,希望能够得到你们的不吝赐教,使自己早日成为一名合格的毕业生!
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