奥迪A8自适应定速巡航系统剖析

来源：汽车电器作者：佚名 2014-08-07 08:41:13

自适应巡航系统（也叫主动巡航系统，AdaptiveCruise Control，缩写为ACC）是一种新开发的驾驶人辅助系统，它与传统的车速控制系统相比，在功能上有很大扩展。由于减少对油门踏板和制动踏板的操作，可明显提高驾驶舒适性。使用该系统可以使驾驶人严格遵守车速限制以及车距，从而保证交通的畅通。2010年款奥迪A8使用的是BOSCH公司的新一代ACC系统，首次在车的正前方使用了2个ACC传感器（左、右）。在此基础上再加上奥迪车道保持辅助系统的摄像头（图1）、奥迪行驶换道辅助系统的后部雷达以及驻车辅助系统的超声波传感器等，就可观察车前后行驶车辆的情况。对于装备有导航系统的车，调节时还要考虑到最新的里程数据。这就是ACC系统功能方面有“巨大飞跃”的基本原因。为了实现这些功能，需要很多控制单元一起合作。与2003年款奥迪A8车型一样，ACC系统是选装的，所有发动机／变速器组合均可配备该系统。

1 系统元件结构
2010年款奥迪A8ACC系统两侧的传感器及控制单元的位置如图2所示。最重要变化在于：控制单元连接在F1exRay数据总线上。为了处理更大的传感器数据量（摄像头数据、后部雷达数据、驻车辅助系统传感器数据、导航数据），控制单元使用了功能更强大的处理器。传感器的加热功能提高了冬季的适用性。传感器和控制单元安装在同一个壳体内。传感器在x和y方向是可调的。

    2 工作原理
    Radar（雷达）是Radio detectingAnd ranging的缩写，它是一种给物体定位的电子手段。其基本原理很简单，物体表面会反射电磁波，反射回来的那部分电磁波就被当作一种“回声”而接收。
    雷达的调节过程同时考虑到摄像头数据、导航里程数据等，使得雷达的调节过程更加准确和快捷。与2003年款奥迪A8车型不同的是：控制单元J428（右侧）和控制单元J850（左侧）这2个控制单元所需要进行的通信是通过主从框架来实现的。其中J428是主控制单元，J850是从控制单元。
    与以前的ACC系统相比，雷达的接收范围扩大了很多，如图3所示。测量范围起点为车前约0.5 m处，最远可探测250 m。由于使用双雷达结构，即使仅在车前约30 m的地方，探测范围就已经达约16m宽（比3车道的高速公路还宽）。

3 ACC系统的功能
2010年款奥迪A8上的ACC系统的基本功能，如实现驾驶人定义的与前车的距离以及保持驾驶人定义的车速，与前代系统是一样的。但相对于已在2003年款奥迪A8车上使用过的ACC系统来说，其功能范围仍有很大扩展，如ACC可以激活的车速范围扩展为0250 km/h。

    3.1停停和走走（（Stop&Go）功能
    2010年款奥迪A8上的ACC系统能自动将车辆制动到停住，就像在奥迪Q7上一样。当然，前提条件是：目标车辆是处于运动状态的。对于目标探测时停着的目标，是不进行调节的（如堵车时的车龙尾部）。
    2010年款奥迪A8的主动制动过程由ESP主动建立起压力来实现，这样做而实现的减速度取决于车速。当车速低于50 km/h时，最大减速度可达约4 m/2，在车辆停住前的2～3 m，是以约2 km/h的车速“爬行”来进行，并与前面车辆保持约3.5～4 m的距离。
    如果前面行驶的那辆车在停住后立即又起步，那么这辆带有ACC系统的车也会加速跟行。在售后服务中，可用诊断仪关闭自动起步功能。起步准备时间长度，可由驾驶人通过操纵杆（位置RESUME）延长15s，如图4所示。每操纵一次操纵杆，15s的起步准备时间就重新开始进行，停停和走走（Stop&Go）模式下调节过程的时间流程示意如图5所示。在某些市场（如美国），不能通过操纵杆（RESUME）来延长自动起步准备时间长度。

   ACC系统起步准备状况会显示在中央显示屏上，如图6所示，驾驶人可以看到。显示起步准备状况有个前提条件：驾驶人必须已经系好安全带。车辆静止时，可通过踏下制动踏板来激活ACC系统。即使用操纵杆关闭了ACC，ACC也仍在“观察”着交通状况。

    在下述条件下，通过激活电动机械式驻车制动器（EPB）来在车辆静止时自动关闭ACC系统。
    1）打开某个车门：驾驶人车门通过车门触点和车门锁内微开关来监控（冗余监控），所有其它车门通过车门接触开关来感知。ACC通过相应的车门控制单元和ESP控制单元（冗余）来接收相应的信息。
    2）打开发动机舱盖。
    3）车辆停用时间较长：ESP通过操纵“阀的运动”来实现压力保持功能。在这种情况下，阀线圈被控制电流加热，ESP所能实现的最长的车辆停驶时间就受到限制。如果超过15s的起步准备时间，车辆制动控制就会“移交”给驻车制动器（EPB）。如果EPB系统出现故障，ACC系统会关闭，同时自动激活变速器的驻车档位P。中央显示屏上会显示“ACC: Bitte ubernehmen!” （ACC：请接管！），如图7所示。

    4）ESP故障。
    5）其它的某个与ACC功能有关的控制单元有故障（除非EPB控制单元有故障）。
    6）关闭发动机。
    如果在ACC系统激活的情况下操纵了EPB，那么ACC就会关闭。如果道路的坡度超过约18%，ACC也会关闭。ACC关闭都会有声响信号和视觉信号来提示。
    3.2停停和走走（Stop&Go）功能与起步辅助系统的组合
    起步辅助系统不依赖ACC系统，在任何时刻均可接通／关闭。在车辆静止时，如果起步辅助系统和ACC系统的停停和走走（Stop&Go）功能都激活，那么起步辅助系统就隐藏在后台不工作（类似于“待命”模式）。如果在车辆静止且已接通起步辅助系统的情况下关闭ACC，那么起步辅助系统会再次被激活，并继续对车辆实施制动。
    3.3起步监控
    在车辆自动起步前，ACC系统会探测紧靠车辆前的区域，如图8所示。这个探测是三重的，分别是：雷达、摄像头和4个驻车辅助超声波传感器。如果装备有ACC系统的话，超声波传感器就以另一种模式来工作：在约4m远的地方仍能识别物体。如果识别出障碍物，中央显示屏上会有视觉报警同时还有声响报警（锣音）。车辆开始移动，但是移动得非常慢，以便驾驶人能做出适当反应（制动，躲避）。如果没有摄像头信号或超声波传感器信号，那么自动起步的加速就总是很慢。如果这2个信号同时都没有，那么车辆就不会自动起步，ACC系统随后关闭，要求驾驶人来接管车辆。