汽车自适应巡航控制系统的发展_张洪月概要

汽车自适应巡航控制系统的发展

张洪月，丁惜瀛，于华，裴延亮

（沈阳工业大学，沈阳 110870）

摘要:介绍了汽车自适应巡航控制（ACC ）系统结构与工作原理。综述了ACC 系统的发展；详细阐述了ACC 系统控制方法的研究现状；重点介绍了国外ACC 控制策略及国内ACC 控制技术发展概况；其中，ACC 系统多采用分层控制方式。上层控制器将速度转换成期望的加速度输入到下层控制器，下层控制器对节气门进行控制。这种上下两层的控制结构分工明确，满足了多项控制要求。指出了ACC 当前存在的问题，即ACC 控制器存在非线性及换挡是时间滞后的问题；最后提出了ACC 今后的发展趋势。

关键词：ACC ；控制策略；分层控制 Development of Vehicle Adaptive Cruise Control ZHANG Hongyue, DING Xiying,YU Hua,PEI Yanliang

(Shenyang University of Technology, Shenyang 110870, China

Abstract: This paper reviewed the automobile adaptive cruise control (ACC system structure and working principle. Reviewed the development of the ACC system; Describes the ACC system control method of the research situation; Focusing on the development of foreign ACC control strategy of and domestic ACC control technology situation; Among them, most ACC system used layered control mode. Top controller will convert the speed to the desire acceleration as the input to the lower controller. Then lower controller control the throttle. The fluctuation two layers of control structure, meet a clear division of several control requirements. Points out the existing problems of ACC, namely the ACC controller nonlinearity existing and shift is time lag problem; Finally put forward the ACC developing trend in the future.

Keywords: ACC, control strategies, layered control

1 引言

自适应巡航控制系统ACC(Adaptive cruise control是一种将汽车自动巡航控制系统CCS(Cruise control system 和车辆前向撞击报警系统FEWS(Forward collision Warming system有机结合起来的新型汽车驾驶员辅助驾驶系统[1-2]。ACC 不但具有自动巡航的全部功能，还可以通过车载雷达等传感器监测汽车前方的道路交通环境。一旦发现当前行驶车道的前方有其它前行车辆时，将根据本车与前车之间的相对距离及相对

速度等信息，通过控制汽车的油门和刹车对车辆进行纵向速度控制，使本车与前车保持合适的安全间距[3-5]。

作者简介：张洪月，男，硕士，主要从事电动汽车驱动系统及其安全性的研究；E-mail ：Zhyfly0635@

2 ACC系统组成及工作原理

2.1 ACC系统组成

ACC 系统主要由测距传感器(雷达、ECU 和作动器组成如图1所示。

测距传感器即雷达，用于测量自车与前车的相对距离、相对速度；中央控制单元ECU 进行控制计算，负责计算设定速度、实现车头净距控制的加速度，并发出控制指令，控制汽车速度和加速度的执行机构；作动器包括节气门作动器和制动作动器，用于调节汽车的加速度，以满足控制的要求

[6]

图1 ACC系统组成

2.2 ACC工作原理

汽车自适应巡航控制系统工作示意图如图2所示。当主车前方无车辆时，主车将处于普通的巡航状态，ACC 系统按照驾驶员设定的车速对车辆进行匀速控制。当主车前方有目标车辆，且目标车辆的行驶速度小于主车的速度时，ACC 系统将控制主车进行减速，确保两车间的距离为设定的安全距离。当ACC 系统将主车减速至理想的目标值后采用跟随控制，与目标车辆以相同的速度行驶。当前方的目标

车辆移车道行驶，或主车移车道行驶使得主车前方又无车辆时，ACC 系统将对主车进行加速控制，使主车恢复至设定的行驶速度。在恢复行驶速度后，ACC 系统又转入对主车匀速控制。当驾驶员参与车辆驾驶后ACC 系统将自动退出对车辆的控制[7]。

图2 ACC系统的工作原理

3 ACC系统的发展

汽车自适应巡航控制的概念最早是在20世纪60年代提出的，但由于当时的电子信息技术、传感器技术与其它硬件技术水平的限制，并没有在汽车上实际应用。到20世纪80年代中期至90年代初，随着各国对智能运输系统及智能车辆研究的兴起，逐渐得到了国外汽车生产厂商及研究人员的重视。如美国的PATH 项目，IVI 项目，欧洲的PROMETHUES 、T-TAP 、PROMOTE-CHAUFFEUR 等项目以及日本的ASV 项目等。1995年，三菱公司首次将装配有自适应巡航系统“Preview Distance Control”的样车投放市场，该系统已经具有现代自适应巡航控制系统的雏形。1998年，丰田公司在其生产的豪华轿车Progres 上安装了使用激光雷达测距传