自适应巡航控制课件

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8. 自动取消功能
当汽车以巡航控制模式行驶时，若出现执行器驱动电
流过大，伺服电动机始终朝节气门打开的方向旋转时，则 巡航控制ECU存储器内存储的设定车速将被清除，巡航控 制模式将被取消，主开关同时关闭。
此外，当巡航控制ECU诊断出系统有故障时，将会使 巡航系统自动停止工作。
9. 自动变速器控制功能 当具有自动变速器的汽车以巡航控制模式行驶时，如
同时，电源电压经开关A加在巡航控制ECU上，将制 动信号输入巡航控制ECU，巡航控制ECU取消巡航控制 系统的控制，巡航系统停止工作。
开关B为 常闭开关，当 踏下制动踏板 时，开关B断 开，直接切断 巡航控制ECU 对巡航控制执 行器的控制电 路，确保巡航
系17统停止工作。
丰田Cres2s0i2d1/a3/2真6 空驱动执行器
3. 节气门控制摇臂传感器
节气门控制摇臂传感器可对巡航控制ECU提供节气 门摇臂位置信号。
节气门摇臂位置传感器为电位计式，该信号的作用
是巡航控制ECU根据节气门摇臂位置信号对节气门进行
2控1 制。
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巡航控制ECU
巡航控制ECU接收来自巡航控制开关、车速传感 器信号和其他的开关信号，按照存储的程序对巡航系统 进行控制。
汽车巡航控制系统
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第一章 汽车电子巡航控制系统概述
汽车巡航控制系统(Cruise Control System , CCS) 又称“巡航行驶装置”、“速度控制系统”、“自动驾 驶系统”等。是一种利用电子控制技术保持汽车自动等 速行驶的系统。
当汽车在高速公路上长时间行驶时，接通巡航控制 主开关，设定希望的车速，巡航控制系统将根据汽车行 驶阻力的变化，自动增大或减小节气门开度，使汽车按 设定的车速等速行驶，驾驶员不必操纵加速踏板。

(6)低速自动取消。当车速低于巡航控制车速低限时(40km/h)，巡航控制功能自动取消，并不再保留设定 的车速信息。
(7)手动(开关)取消。除了踩制动踏板有自动取消巡航功能外，巡航控制系统还接受驻车制动开关、离合 器开关(手动变速器)、空挡起动开关(自动变速器)等信号，当驾驶员拉停车制动器、踩离合器踏板或置变速器 于空挡位时，也立即自动取消巡航控制功能。
项目五 汽车巡航控制系统(CCS)
一、汽车巡航控制系统控制功能
现代轿车巡航控制系统通常都设有如下的功能。 (1)巡航定速。当行驶在高速公路上，路面质量好，没有人流，分道行车，无逆向车流，适宜较长时间稳 定行驶时，可通过巡航操控开关没定一个稳定行驶的车速，巡航控制系统就会自动控制汽车在设定车速下稳定 运行。 (2)巡航取消。当驾驶员根据汽车运行情况需要踩下制动踏板时，巡航控制系统可立即取消巡航功能，由 驾驶员操控车辆行驶速度，以确保行车安全。巡航控制功能消除后，如果行驶速度未低于巡航低限车速 (40km/h)，原设定的车速仍将保留于巡航控制系统中，可随时恢复原巡航车速。 (3)巡航加速。在巡航行驶中，驾驶员町通过巡航加速功能开关使汽车在原设定的巡航车速的基础上加速 行驶，不松开加速(ACC)开关，车速就会连续不断地增加，直到放松加速开关为止。巡航控制系统自动控制汽车 在放松加速开关瞬间的车速下稳定行驶。 (4)巡航减速。在巡航行驶中，驾驶员可通过巡航减速功能开关使汽车在原没定的巡航车速的基础上减速 行驶，不松开减速(COAST)开关，车速就会连续不断地降低，直到放松减速开关为止。巡航控制系统自动控制汽 车在松开减速开关瞬间的车速下稳定行驶。
项目五 汽车巡航控制系统(CCS)
任务一 汽车巡航控制系统概述 任务二 巡航控制系统结构与工作原理 任务三 典型车型巡航控制系统 任务四 自适应巡航控制系统(ACC)

第十九章 汽车巡航控制系统
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第一节 概述
一、巡航控制系统的作用
1.发展概况
巡航控制系统（CCS）也叫速度控制系统，50年代开 始在汽车上采用。
经历了机械控制、晶体管控制、模拟集成电路控制、 微处理器控制几代，1981年后，微处理器控制的巡航控 制得到了广泛采用。
2.作用
（1）保证汽车在有利车速下等速行驶，提高了舒适性 和安全性；
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（2）巡航功能的取消
1）驾驶员操作取消
踩制动踏板、拉驻车制动、踩离合器、 变速器挂N档，按下巡航取消开关，将立即 取消巡航功能。
2）自动取消
巡航系统故障、车速下降到下限 （40km/h）、车速降低到设定车速以下 16km/h、巡航系统断电，将自动取消巡航 控制功能。
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（3）其它功能 1）车速下限控制 巡航车速的最低值（40km/h）,低于此值时，
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5.电子控制器
由微处理器、输入输出电路、执行器驱动电 路、保护电路组成。制动开关常闭点串入节气门 联动器，确保制动时节气门能关闭。
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（2）实现了部分自动驾驶，减轻了劳动强度，提高了 行车安全；
（3）保证车速和发动机转速在最有利的范围内，节能、 环保；
（4）稳定等速行驶，减少加减速惯性力，减少磨损， 延长车辆使用寿命；
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二、巡航控制系统分类
按组成与控制方式分
机电式 已淘汰 电子式 广泛采用
按电子控制器原理分

对于装有手动变速器的汽车，当踏下离合 器踏板时，离合器开关接通，将取消信号送至 巡航控制ECU，巡航控制ECU将取消巡航控制 系统的工作。
(4) 空挡启动开关
对于装有自动变速器的汽车，当将变速杆
移至N(空挡)位时，空挡启动开关接通，将取消
信号送至巡航控制ECU，巡航控制ECU将取消
巡航控制系统的工作。学习研究
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节气门位置传感器一般为线性输出型。
节气门位置传感器信号可同时用于发动机 控制、自动变速器控制和巡航控制等。
对于巡航控制系统而言，节气门位置传感 器信号的作用是巡航控制ECU用于计算输出与 节气门开度的关系，以确定输出量的大小。
3. 节气门控制摇臂传感器
节气门控制摇臂传感器可对巡航控制ECU 提供节气门摇臂位置信号。
7.1.2 巡航控制系统的发展
汽车巡航控制系统的发展始于20世纪60年 代，经历了机械巡航控制系统、晶体管巡航控 制系统、模拟微型计算学习机研究巡航控制系统和数字2
微型计算机巡航控制系统四个发展阶段。
自80年代初开始，数字微型计算机巡航控 制系统得到广泛应用。
数字微型计算机巡航控制系统的控制过程 如图7.1所示。
然后通过补偿电路输出对执行部件的命令， 执行部件控制发动机节气门开大或关小，使实 际车速接近设定车速。
学习研究
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7.2 巡航控制系统的组成与原理
巡航控制系统由巡航控制开关、传感器、 巡航控制ECU、执行器等组成。
巡航控制开关和传感器将信号送至ECU， ECU根据这些信号计算出节气门的合理开度， 并给执行器发出信号，调节节气门的开度，保 持汽车按设定的车速等速行驶。
退出巡航控制开关除取消开关外，还包括 制动灯开关、驻车制动开关、离合器开关(手动 变速器)和空挡启动开关(自动变速器)。

项目15 自适应巡航控制系统——定义
➢ 自适应巡航控制（ACC）系统：在汽车行驶过程中，车距传 感器持续扫描汽车前方道路，同时轮速传感器采集车速信号 ；当前汽车与前方车辆之间的距离小于或大于安全车距时， ACC控制单元通过与制动系统、发动机控制系统协调动作， 改变制动力矩和发动机输出功率，对汽车行驶速度进行控制 ，始终保持安全车距行驶
门开度和制动压力指令，从而控制发动机和液压制动装置
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项目15 自适应巡航控制系统——控制
➢ 电动汽车ACC系统控制方法：三层控制 第一层：获得期望加速度和期望转矩信号 第二层：获得期望电动机驱动转矩、制动转矩和期望液压制
动转矩 第三层：输出电动机驱动转矩指令、制动转矩指令和液压制
➢ 自动控制车速和车距：当驾驶员对巡航控制状态下的汽车 进行制动后，ACC系统就会终止巡航控制；当驾驶员对巡 航控制状态下的汽车进行加速，停止加速后，ACC系统会 按照原来设定的车速进行巡航控制
➢ 控制汽车的行驶状态：通过测距传感器的反馈信号，ACC 系统可以根据目标车辆的移动速度判断道路情况，通过反 馈式加速踏板感知驾驶员施加在踏板上的力，ACC系统可 以决定是否执行巡航控制，以减轻驾驶员的疲劳
动转矩指令，分别控制驱动电动机和液压制动装置
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项目15 自适应巡航控制系统——应用
➢ 沃尔沃、长安新CS75等
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项目15 自适应巡航控制系统——模块
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项目15 自适应巡航控制系统——仿真实例
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项目15 自适应巡航控制系统——仿真实例
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项目15 自适应巡航控制系统——作用
➢ 编队行驶：ACC系统可以设定自动跟踪的汽车，当主车跟 随前方车辆行驶时，ACC系统可以将主车车速调ห้องสมุดไป่ตู้为与前 方目标车辆的车速相同，同时保持稳定的安全车距，而且 这个安全车距可以通过转向盘上的设置按钮进行选择

施工区域等，使ACC提前做出应对措施。
人工智能和机器学习
自主学习和优化
通过机器学习算法，ACC能够根据驾驶员的 驾驶习惯和习惯进行自主学习和优化，提高 驾驶舒适性和安全性。
预测性控制
利用人工智能技术，ACC能够预测道路上的变化和 障碍物移动轨迹，提前调整车速和距离，提高行驶 稳定性。
人机协同驾驶
通过人工智能技术，ACC能够与驾驶员进行 自然语言交互，辅助驾驶员进行决策和控制 ，提高驾驶安全性。
自适应巡航控制系统acc
目 录
• 引言 • ACC的工作原理 • ACC的应用场景和优势 • ACC的未来发展 • 结论
01 引言
目的和背景
目的
自适应巡航控制系统（ACC）的目 的是提高驾驶安全性，减轻驾驶负 担，并提高道路交通效率。
背景
随着传感器技术和控制理论的不 断发展，ACC系统逐渐成为现代 汽车的重要辅助驾驶系统之一。
未来研究和开发的方向
进一步优化控制算法
随着人工智能和传感器技术的发展，未来自适应巡航控制 系统将更加智能化和自主化，需要进一步优化控制算法以 实现更精确和可靠的控制。
集成其他驾驶辅助系统
未来自适应巡航控制系统将更加集成化，与车道保持、自 动泊车等其他驾驶辅助系统相互协作，共同为驾驶员提供 更加全面和智能的驾驶支持。
横摆力矩控制
根据车辆的运动状态和驾驶员的转向输入，动态控制系统计算出合适的横摆力矩，以控制车辆的横摆运动和转向 动态。
03 ACC的应用场景和优势
高速公路驾驶
高速公路驾驶是自适应巡航控制系统（ACC）最常应用的场景 之一。在高速公路上，ACC能够自动调整车辆速度，保持与前 车的安全距离，减轻驾驶者的负担，提高驾驶安全性。

通过控制面板取消设定的巡航模式， 使车辆不再按照设定的模式行驶。
取消巡航距离
通过控制面板取消设定的巡航距离， 使车辆不再按照设定的距离自动行驶 。
其他功能
故障诊断功能
对汽车巡航控制系统进行故障诊断，及时发现并排除故障。
系统更新功能
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汽车巡航控制系统使用与维护
制动执行器
在必要时，控制器会指令制动执行器进行制动，以 降低车速或使车辆停止。
挡位控制机构
在某些巡航控制系统中，控制器会通过挡位控制机 构调整变速箱的挡位，以适应不同的行驶需求。
控制器
巡航控制器
是巡航控制系统的核心部件，负 责接收传感器信号、处理控制开 关指令，并驱动执行机构工作。
安全保护模块
用于监测车辆状态和驾驶员操作 ，在必要时采取措施确保巡航控 制安全运行。
物流运输
在物流运输领域应用汽车 巡航控制系统，提高运输 效率和降低运输成本。
特种车辆
在特种车辆上应用汽车巡 航控制系统，提高特种车 辆的作业效率和安全性。
市场前景
市场需求增长
随着人们对驾驶安全性和舒适性 需求的提高，汽车巡航控制系统
的市场需求将不断增长。
技术创新推动
技术创新将推动汽车巡航控制系 统的发展，提高其性能和功能，
进一步拓展市场应用领域。
政策支持
政府对智能交通和新能源汽车的 支持政策将促进汽车巡航控制系
统的市场发展。
THANK YOU
感谢聆听
全性和舒适性。
人工智能算法
利用人工智能算法对汽车巡航控制 系统进行优化，实现自适应巡航控 制、预测性巡航控制等功能，提高 驾驶效率。
V2X通信技术
通过车联网技术实现车辆间的信息 交互，提升汽车巡航控制系统的协 同性和智能化水平。

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车道变更辅助系统的应用
不过有盲区提醒这个功能就 方便多了，通过内置于外后 视镜内的雷达，车辆可以自 动监测在左右盲区内车辆， 如果此时正在并线，同时盲 区内也有车辆，这时就会有 灯光或者声音提示，让并线 时的危险降到最低，对于女 性新司机更有不少帮助。目 前在奥迪和沃尔沃的车型上 就有这样的配置，但价格都 比较昂贵。
2626功能的实现前挡风玻璃加热器前挡风玻璃加热器z67z672727系统的反馈2828舒适系统的联系15153131车道保持辅助系统控制单元车道保持辅助系统控制单元j759j759扩展扩展canhighcanhigh扩展扩展canlowcanlow系统的前系统的前挡风玻璃加热器挡风玻璃加热器z67z67转向柱电子系统转向柱电子系统控制单元控制单元j527j527多功能方向盘多功能方向盘j453j45330303131linlin总线总线数据总线诊断接口数据总线诊断接口j533j533振动电机振动电机车道保持辅助系统按钮车道保持辅助系统按钮29293030can线中的车道保持舒适系统中央舒适系统中央控制单元控制单元j393j393数据总线数据总线诊断接口诊断接口j533j533absabs控制单元控制单元j104j104转向柱电子控制单元转向柱电子控制单元j527j527进入和启动进入和启动控制单元控制单元j518518组合仪表组合仪表控制单元控制单元j285j285多功能方向盘多功能方向盘控制单元控制单元j453j453扩展扩展cancan发动机控制单元发动机控制单元j623j623车距调节控制单元车距调节控制单元j428j428前部信息显示和操纵控制单元前部信息显示和操纵控制单元j523mostmost总线总线水平调节控制单元水平调节控制单元j1j197973131车道变换辅助系统作为换道助手帮助驾驶员进行变道操作

车速超过该数值，巡航控制车速不能被设 定。
汽车在巡航控制模式行驶时，如果操作加 速开关，车速也不能加ppt精速选版至200km/h以上。 17
7. 安全电磁离合器控制功能 当汽车以巡航控制模式行驶时，如果因为
下坡汽车车速高于设定车速15km/h，则巡航控 制ECU将切断巡航控制系统的安全电磁离合器 使车速降低。
然后通过补偿电路输出对执行部件的命令， 执行部件控制发动机节气门开大或关小，使实 际车速接近设定车速。
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7.2 巡航控制系统的组成与原理
巡航控制系统由巡航控制开关、传感器、 巡航控制ECU、执行器等组成。
巡航控制开关和传感器将信号送至ECU， ECU根据这些信号计算出节气门的合理开度， 并给执行器发出信号，调节节气门的开度，保 持汽车按设定的车速等速行驶。 7.2.1 巡航控制开关
汽车电子控制技术
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第7章 巡航控制系统
7.1 概 述
7.1.1 巡航控制系统的功能 巡航控制系统是一种利用电子控制技术保
持汽车自动等速行驶的系统。 当汽车在高速公路上长时间行驶时，接通
巡航控制主开关，设定希望的车速，巡航控制 系统将根据汽车行驶阻力的变化，自动增大或 减小节气门开度，使汽车按设定的车速等速行 驶，驾驶员不必操纵加速踏板。
齿扇通过齿扇轴带动控制臂19(9)转动，控 制臂上的销轴通过拉索使节气门开大或关小。
为了防止节气门p完pt精全选版 打开或完全关闭后电26
动机继续转动，电动机安装了两个限位开 关11和12，用于控制电动机的转动。
电磁离合器和电位器等组成，结构如图7.8 所示。
巡航控制ECU控制电动机的工作，使电动 机顺时针或逆时针旋转，从而改变节气门的开 度。

为了改善紧数据设计了无模型自适应预测控制 算法,无需制动系统的结构信息。最后,基于快速原型工具d SPACE在实车平台上验证所设计的自适应巡航控制算法。
以长城H8为试验平台,基于低成本和高集成度的设计思路,仅利 用现有试验平台的传感器和执行机构,实现车辆状态以及汽车前 方环境的信息感知和执行机构的自动控制。解决了ACC控制器与 试验车各部件的接口问题,包括控制器与雷达接口、控制器与车 辆状态信息接口、控制器与试验车执行机构接口、控制器与驾 驶员操作开关及仪表接口。
鉴于在线学习控制算法结构简单、易于实现、能够适应复杂工 况,而且降低了算法移植工作量,因此是解决纵向动力学控制设 计的一条有效途径。本文针对驱动动力学的强非线性特性和多 工况特点,设计了多模型自适应控制算法,算法包含两个自适应 控制器和二者的监督机构,结合了驱动动力学结构信息和输入/ 输出数据,有效地解决了驱动系统的控制问题。
动态输出反馈间距控制算法基于二次车间距策略设计,将前车加 速度视作外部干扰,结构较为复杂且没有充分考虑前车状态对本 车跟随性能的影响。而前馈+反馈间距控制算法基于线性组合车 间距策略设计,包括前车加速度前馈环节和车间状态的反馈环节, 将前车加速度视作参考输入。
控制器增益可自适应地随时距调节,满足了驾驶员对车间距的不 同需求同时没有恶化汽车瞬态跟随性能。其次,考虑到汽车纵向 动力学系统具有强非线性、不确定性、时变性甚至跳变性,对其 控制存在两方面问题:一方面,对其建立精确模型不现实而且即 使建立了精确模型也不便于控制器的设计;另一方面,建立简化 模型可以方便完成控制器的设计但无法在所有工况中得到良好 控制性能。
仿驾驶员速度跟随行为的自适应巡航 控制算法研究
作为先进驾驶辅助系统的关键部分,人性化自适应巡航控制系统 的研究近年来受到广泛关注。目的是在保证基本跟随性能的基 础上模拟驾驶员速度跟随行为,进一步提高自适应巡航控制系统 的使用率和驾乘人员的接受性。