ACC培训课件.docx
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ACC培训课件
ACC系统培训交流课件
1自适应巡航控制系统
2ACC的概述
2.1ACC功能简介
2.1.1基本功能
2.1.2可选功能
2.2ACC功能实现
2.2.1ACC工作原理
2.2.2ACC功能目标
2.2.3ACC功能特性
2.3ACC功能的可用性
2.3.1ACC激活的限制
2.3.2ACC退出
2.4ACC系统的限制
2.4.1对前方车辆选择的限制
2.4.2对静止目标没有反应
2.4.3从停止状态驶出
2.4.4控制限制
2.4.5ISO规范ISO22179
2.5ACC性能
2.5.1ACC性能评估
2.5.3系统释放
2.6ACC用户须知
2.7总结
1自适应巡航控制系统
自适应巡航控制系统(ACC)是对传统定速巡航控制系统的升级,该系统既可以使车辆保持驾驶员设定的速度(后文中称为“期望车速”),也可以使本车与前车保持驾驶员设定的以时间来衡量的距离(后文中称为“车间时距”)。
ACC的最小启动速度是30km/h。
ACC对车速的控制可以延伸到整个车速范围。
此外,带走停功能的ACC可使车辆在短暂的停止之后自动驶出或者是在得到驾驶员的确认之后驶出。
在下文中将使用ACC作为自适应巡航控制系统的缩写,其不仅包含了基本型ACC,同样也有带走停功能的ACC。
2ACC的概述
2.1ACC功能简介
ACC提供了多种功能以增加系统的舒适性和实用性。
ACC的基本功能是必须的并且一直都在被使用。
只有基本型ACC可应用于装备有手动变速器的车辆当中,而其他ACC的功能都要求在装配有自动变速器车辆上使用。
可选的功能可按照项目需求来确定是否被激活。
2.1.1基本功能
1.定速控制S
定速控制就是控制车辆的速度达到驾驶员设定的车速(定速巡航功能)。
速度的控制范围是30km/h至150km/h。
2.跟随控制l
跟随控制就是调节车辆的速度,使本车与前车的距离保持驾驶员设定车间时距(时间间隔内的距离)。
车间时距可由驾驶员设置,一般为1.0秒到1.9秒。
2.1.2可选功能
1.弯道-速度控制
车辆纵向加速度将会随着当前弯道曲率的增大而减小,这样做的目的是可以避免在转弯时出现不舒适的加减速。
然而,该功能不能避免过快或不舒适的入弯。
2.切入Cut-in
在最大60米的雷达探测范围内,对于切入的目标进行有效识别,ACC系统对切入车辆的反应分为2个阶段:
A.通过减小发动机的扭矩进行部分控制(无制动干预)
B.对切入的车辆完全控制(有制动干预)
3.超车抑制
在速度超过约80km/h时,在错误的车道上对另一辆车进行超车是被禁止的。
例如,在左侧行车的车道上进行右侧超车和在右侧行车的车道上进行左侧超车。
4.超车辅助
5.当超车进入超车道并且速度大于70km/h时运行。
超车辅助要求使用转向灯信号,并且对右行交通的左侧车道和左行交通的右侧车道有效。
超车辅助的功能包含下列功能模块:
A.减少在原车道上与前车之间的距离
B.快速的释放原车道上的前方车辆目标
C.快速探测新车道上的前方车辆目标
D.增加动态性
5.慢车道并道辅助
该功能在本车车速为70km/h以上时可工作,要求使用转向灯信号,并且对右行交通的右侧车道和左行交通的左侧车道有效。
当本车将由快车道并入慢车道时,系统将更早的探测到慢车道上的车辆。
6.快速提速
在ACC控制杆上带有复位按钮的手动加速。
7.驾驶模式Driveprograms
提供三种驾驶模式供驾驶员选择:
A.运动模式:
ACC功能的运动型设计
B.标准模式:
ACC功能的舒适性设计
C.环保模式:
ACC功能的最优燃油率设计
2.2ACC功能实现
2.2.1ACC工作原理
ACC须通过驾驶员来激活,因为驾驶员须选择期望车速以及与前车之间的车间时距。
期望车速和车间时距的达到将通过发动机的控制或者是制动系统介入实现。
在没有前车的情况下,ACC将如传统的巡航控制系统一样工作,调节车辆的行驶速度使其达到驾驶员的设定速度。
(仅对带走停功能的ACC有效)如果ACC使车辆跟随前车减速至停止状态,在短时间的停止后ACC将继续对车辆进行控制,而若该车在长时间保持停止状态,驾驶员可以通过踩加速踏板或者是操纵ACC控制杆使车辆重新行驶。
2.2.1.1前方目标车辆的选择
前方车辆的速度和位置信息,是通过车身周边传感器,例如雷达传感器或者视频传感器,来探测并计算得到的。
ACC将选择位于本车预测行驶路径正前方的机动车作为目标。
为了进行行车路径预测,需要考虑到多组输入信号,其中最重要的输入信号是ACC车辆当前的行驶状态,除此之外,周边环境信息,驾驶员意图(如超车情况)都需要进行参考,可能需要的输入信号列举如下:
▶ACC车辆的运动状态,如:
MovingstatusoftheACCvehicle,e.g.
-车速、轮速Vehiclevelocity,wheelvelocity
-横摆角速度Yawvelocity
-转向角Steeringangle
▶周边环境数据,如:
-车身周边传感器测得的目标
-测得的车道线,如通过视频系统
-行车路径信息,如通过导航系统得到的路线I
▶驾驶员意图的识别-转向灯信号Directionindicatorsignals
2.2.1.2主动制动干预
为了实现减速,ACC系统必须主动干预制动系统,例如允许系统独立于驾驶员的驾驶行为,主动控制制动系统的压力。
当车辆不在稳态时,ACC将会退出。
请查阅“ACC的退出”这一章节。
为了使在ACC车辆后方跟随的车辆有充足的时间对本车的减速做出反应,即使是通过ACC进行制动时,制动灯也必须点亮。
对于主动制动干预主机厂必须注意遵守中国的一般规范。
对于制动灯的开启,必须考虑到中国的相应规范。
2.2.1.3发动机控制的主动干预
为了实现加速,ACC系统必须主动干预发动机的控制,例如ACC系统将独立于驾驶员的驾驶行为,主动设定发动机的扭矩。
如果驾驶员需要主动提速,则可以通过踩油门踏板的方法接管车辆的纵向控制,当松开油门踏板后,ACC再次自动接管车辆的纵向控制。
2.2.1.4操作
驾驶员可通过ACC控制杆在任何时候激活或者退出ACC。
但是,驾驶员的任务不仅限于激活和退出该系统,在激活ACC后,驾驶员须设置本车可行驶的最大速度(期望车速)及与前车之间的时间间隔(车间时距)。
如果ACC系统无法和前车之间保持最小的车间时距,例如以较高的相对速度下接近前车时,驾驶员将会收到视觉和声音信号警告(驾驶员接管请求),在这种情况下,驾驶员必须接管对车辆的纵向控制。
为了操纵ACC,在未激活ACC的情况下中主机厂应提供下列操作控制项:
▶设置Set(ACC激活后采用当前速度作为期望车速ACCactivationwiththeadoptionofthecurrentvehiclevelocityasset-speed)
▶恢复Resume(ACC激活后以最近一次设定的速度作为当前的期望车速ACCactivationwiththelastselectedset-speedascurrentset-speed)
▶可选optionally:
ACC主开关ACCmainswitch
为了操纵ACC,在ACC激活时主机厂应该提供下列操作控制:
FortheoperationoftheACCthefollowingoperationcontrolsshouldbeprovidedbytheOEMatactiveACC:
▶增加期望车速Increasethesetspeed
▶减小期望车速Decreasethesetspeed
▶改变车间时距Changethetimegap(用一个按钮或者是两个按钮来增加和减少车间时距eitherbyonebutton(ring)orbytwobuttonsforincreaseanddecreasethetimegap)
▶取消Cancel(退出ACCdeactivationofACC)
▶设置Set(设置当前的车速为期望车速setthecurrentvehiclespeedasset-speed)
▶可选optionally:
ACC主开关ACCmainswitch
2.2.1.5显示
ACC将在仪表盘中显示下列信息:
▶ACC被激活
▶当前期望车速
▶当前设定车间时距
▶有效的目标(前车)
▶驾驶员接管请求(与前车之间的距离已经或将要达到该状况下的最短距离)
▶可选optionally:
当前实际车间时距
▶可选optionally:
当前实际跟车距离
▶可选optionally:
当前ACC车辆与前车之间的相对速度
2.2.2ACC功能目标
ACC是一种旨在帮助驾驶员减少驾驶负担,提高行驶舒适性的系统,其可在以下几种情形下辅助驾驶员:
▶对车辆进行纵向控制
▶跟随车流行驶
▶在稳定的车速下跟随前车
▶保持驾驶员设定的期望车速
▶在稳定跟车的状态中,与前车保持驾驶员设定的车间时距
2.2.3ACC功能特性
主机厂必须保证ACC的工作状态和限制对驾驶员是可见的。
驾驶员必须了解在哪些状态下车辆可由ACC控制以及其控制有哪些局限。
该系统各项参数的确定依照客户要求进行,尤其是下文所述的ACC系统最大的可能减速度,其标准值为:
表6:
最大减速度的极限值
当ACC车辆的速度<15m/s时的最大减速度
-4.0m/s2
当ACC车辆的速度>20m/s时的最大减速度
-3.5m/s2
2.3ACC功能的可用性
2.3.1ACC激活的限制
当任意一种下列情况出现时,ACC系统将不能被激活:
▶满足退出条件
▶内部自检程序没有完成
▶驻车制动已激活或驻车制动正在被激活/失效
▶车辆的动态控制系统激活(已启动并处于激活状态
-ABS控制激活
-变速箱控制激活
-发动机扭矩控制系统激活
-ESP控制激活
2.3.2ACC退出
ACC功能的退出可被分为两种类型:
快速退出和缓慢/舒适退出。
2.3.2.1在静止状态ACC的退出ACCDeactivationatStandstill
ACC车辆静止状态下的退出是快速退出,ACC将会在100ms内退出。
在下述状态下可以实现ACC系统在车辆静止状态的快速退出:
▶系统报错(内部或者外部报错)
▶ACC主开关关闭
▶通过ACC操纵杆的常规退出
▶驻车制动被激活
▶ESP关闭(通过按钮关闭)
▶档位不在前进档
▶发动机关闭(非通过启停系统)
2.3.2.1.1在驾驶过程中ACC的退出ACCDeactivationduringDriving
ACC功能的退出可分为两种情况:
快速退出和缓慢/舒适退出。
在快速退出时,ACC系统将会在100ms内退出。
缓慢/舒适退出又被细分为两种类型。
在2000ms内的斜坡下降和制动延续模式(BOM)。
为了使ACC系统获得舒适的退出,在斜坡下降的过程中,ACC系统将会在2000ms内减小制动压力或者是发动机扭矩直到系统退出。
在制动延续模式过程中,ACC系统将会完成当前正在进行的制动行为直到不再需要制动力或者是车辆已经到达停止状态。
l.
在下述状态下可以实现ACC系统的快速退出:
▶驾驶员踩下制动踏板
▶系统报错(内部或者外部报错)
▶ACC主开关关闭
舒适性退出可分为两种类型:
1.斜坡下降:
通过以最大变化率2m/s3使制动压力或者发动机扭矩斜坡下降来退出ACC
ACC系统将会在最多2000ms后退出。
在以下条件下通过斜坡变化逐渐减小制动力或者发动机扭矩可实现ACC系统的舒适释放:
-通过ACC操纵杆的常规退出
2.制动延续模式(BOM):
当前ACC请求的制动将延续直至完成
制动延续模式的前提条件是ACC正在控制车辆进行制动。
在这种模式下ACC不会在某一确定的时间间隔内退出,而将在制动系统继续完成当前的制动行为后才退出,这种退出方式的目的是为了不使驾驶员感到不舒适。
在该模式下的ACC系统的退出会在以下条件下执行:
-驻车制动激活
-ESP功能关闭(ESP按钮)
-档位不在前进档
-发动机关闭(非通过启停系统)
-车辆向后溜
-车辆的动态控制被激活
-ABS控制激活
-变速箱控制激活
-发动机扭矩控制系统激活
-ESP控制激活
当以下条件满足时,制动延续模式(BOM)将结束:
-车辆达到静止状态
-没有前方目标
-ACC不再请求控制制动系统
-制动系统中不再有制动压力
2.4ACC系统的限制
2.4.1对前方车辆选择的限制
前方相关车辆的选择是通过车身周边传感器数据与自身传感器数据结合来设定的。
因此前方目标选择的可靠性须依靠车身周边传感器的质量及周边环境条件来保证。
由于这些原因,ACC有可能会出现错误反应。
因此主机厂有责任告知驾驶员ACC可能出现的故障。
当前方目标车辆的选择出现问题时,ACC有可能发生以下两种反应:
1.如果正前方相关目标车辆没有被系统正确的选择到,ACC将会使车辆加速到驾驶员设定的期望车速。
2.如果前方不相关的车辆,例如相邻车道上的车,被错误的选择作为正前方的目标车辆,ACC将会使车辆减速。
在上述两种情况下驾驶员都要接管对车辆的纵向控制。
前方目标车辆的错误选择可能由环境状况因素引起,比如传感器不洁净、下雨或者下雪。
也取决于ACC车辆所行驶的道路环境状况,可能是驾车穿过弯道、隧道或者是有防撞护栏的道路的情况。
另外,某些目标如自行车,有突出货物的机动车以及行人等,也不能被正确识别。
2.4.2对静止目标没有反应
ACC系统不能或者仅在某种有限的程度上对静止目标作出反应。
驾驶员需要接管车辆的纵向操纵以防受到静止目标的影响。
这在逼近堵车车流的尾部或者在交通信号灯前等候的车辆时,是极有可能出现的。
2.4.3从停止状态驶出
(该状况仅针对带走停功能的ACC有效)车辆跟随前车达到停止状态后,如果前车在3秒内启动,ACC可自动跟随驶出。
当超出该时间后,则需要通过驾驶员的确认车辆才可驶出。
驾驶员可以通过操纵ACC控制杆或者踩踏油门踏板来进行确认,该确认指令在3秒内有效。
由于该时间段被限制为3秒,按照ISO22179要求,该驶出行为将被解释为驾驶员自己的操作导致的结果。
在这段时间内驾驶员必须注意车辆前方区域的障碍物并且在需要的情况下干预ACC系统(通过踩下制动踏板或者是通过操纵杆退出ACC),驾驶员尤其要特别注意在ACC车辆正前方或者正在进入该区域的行人。
2.4.4控制限制
ACC是一个舒适性系统,其既非防碰撞系统,也非碰撞警告系统。
驾驶员应该始终保持对车辆的控制,并且实时监控ACC系统,在需要时保证可以接管或停止ACC系统。
为了确保ACC系统的舒适性,下列ACC控制的动态参数是被限制的:
1.最大减速度以及减速度的变化率,这些参数是为了避免不舒适的强力制动。
2.最大的加速度及加速度的变化率,这些参数是为了保证驾驶员的舒适性。
3.在弯道中的加速度,该参数是为了保证驾驶员的舒适性。
2.4.5ISO规范ISO22179ISONormISO22179
依据ISO22179对ACC系统弯道类别IV(曲率半径为125米)的要求,及保证通过主动制动可控制车辆,下表列出了一些参数的限制值:
:
表7:
最大加速度的限制
车速<5m/s时的最大加速度
4.0m/s²
车速>20m/s时的最大加速度
2.0m/s²
表8:
最大减速度的限制
车速<5m/s时的最大减速度
-5.0m/s²
车速>20m/s时的最大减速度
-3.5m/s²
最大加速度和最大减速度的限制参数是在2秒的平均计算时间内得到的。
表9:
减速度最大变化率的限制Table9:
ConstraintoftheMaximumChangeoftheDeceleration
车速<5m/s时的减速度的最大变化率
5.0m/s³
车速>20m/s时的减速度的最大变化率
2.5m/s³
减速度的最大变化率的限制参数是在1秒的平均计算时间内得到的。
表10:
最小的车间时距Table10:
MinimalTimeDistance
在稳定状态下与前车之间的最小车间时距
1.0s
2.5ACC性能
2.5.1ACC性能评估
ACC的性能通过关键性能指标(KPI)来评估,其目的是依据参考数据自动评估不同的软件等级或者应用的性能。
参考数据将由典型车辆(依据项目需求)在相应道路上测得。
该数据将被标定从而实现ACC性能在相应道路上的自动评估。
性能评估的结果被用来作为ACC性能释放的信息。
下面关键性能指标用来作ACC的评估:
1.相邻车道影响的严重程度或次数
2.目标车辆丢失的严重程度或次数
3.向缓慢行驶的车辆靠近时的性能评估
4.切入和切出操作时的实时状态
2.5.1.1总则GeneralConsiderations
KPls参数将使用避免碰撞需要的加速度来度量其剧烈程度。
该理论上的“理想加速度”将使本车在与目标车辆接近时使二者相对速度为0m/s。
Multiple
公式1:
避免碰撞所需加速度Formula1:
Avoidanceacceleration
▶axvCvRaw是避免碰撞所需加速度
▶dx,vx,ax分别纵向距离、相对速度和相对加速度
▶axvRef是自车加速度
2.5.1.2相邻车道影响
相邻车道影响的严重程度受到以下三个相同权重的因素影响:
▶驾驶员受惊吓的严重程度?
(和ACC开始控制时的剧烈程度成正比,即和当时的避免碰撞所需加速度成正比)
▶驾驶员被干扰的严重程度?
(和干扰的持续时间成正比)
▶其他车辆受到干扰的严重程度?
(与由受到干扰而引起的减速成比例,即与在受干扰时间内累积的避免碰撞所需加速度值成正比)
2.5.1.3目标车辆丢失
目标车辆丢失的严重程度受到以下三个相同权重的因素影响:
▶驾驶员受惊吓的严重程度?
(和重新得到目标,ACC开始制动控制时的剧烈程度成正比,即和当时的避免碰撞所需加速度成正比)
▶驾驶员被干扰的严重程度?
(和目标丢失的持续时间成正比)
▶其他车辆受到干扰的严重程度?
(与由目标丢失而引起的减速成比例,即与在目标丢失时间内累积的避免碰撞所需加速度值成正比)
2.5.1.4接近
接近的紧急性以驾驶员在当时情况下,目标物体最终被识别时受惊吓的严重程度来衡量。
它与突然程度成比例,直接和当时的避免碰撞所需加速度成比例。
当接近距离大于200m时,将不会有突然的制动干预。
因为其在150m时才会使用修正。
在小于50m的情况下接近目标时,被认为情况危急,因为在小于80m时使用修正。
2.5.1.5切入/切出操作
切入的突然性将按照以下方式度量
图1:
切入的突然性
切出的突然性按照以下方式度量
图2:
切出的突然性
2.5.2ACC性能评估状态
在中国参考路试道路需大于1000km并且具有良好的统计学特性,每次路试需要约:
-1/3的城市道路
-1/3的高速公路
-1/3的交通要道(国道)
对中距离雷达来讲,路线必须包含以下的不同情况:
-隧道、铁道路口、多层停车场、矮桥
-在白天的驾驶路线须采用一般的交通环境和较好的天气条件。
基于对参考道路使用中距离雷达测得的数据,以下KPls指标需要被确定:
1.相邻车道干扰的总数:
1.65/100km
2.相邻车道干扰的加权系数:
0.473/100km
3.目标丢失的总数:
15/100km
4.目标丢失的加权系数:
2.42/100km
5.平均接近严重程度系数:
0.21
6.平均切入严重程度系数:
0.943
7.平均切出严重程度系数:
0.476
2.5.3系统释放
客户需要对测试的数据库负责,从而决定系统的性能(比如性能指标和功能安全需求)。
在测试数据库的基础上,博世将会定义系统的特性,在系统特性的基础上,系统由客户释放。
2.6ACC用户须知
为了引导驾驶员合理的使用ACC功能并且提高驾驶员对ACC使用的满意度,告知驾驶员关于ACC功能的相关信息是十分必要的。
建议主机厂对提供给驾驶员的信息,以及如何和驾驶员进行交流使其能够理解该信息,进行检查。
因此,以下内容十分重要:
1.ACC不是一个安全系统、障碍物探测器或者碰撞警告系统,而是一个舒适性系统,驾驶员必须一直保持对车辆的控制并且对车辆负有全部责任。
2.ACC的功能可以辅助驾驶员,但是不能代替驾驶员进行驾驶。
即使ACC处在激活状态驾驶员也必须谨慎驾驶并且需要服从限速规则。
3.驾驶员须依据前方车流量,当前天气状况,如雨雪等,来调整跟车距离,对ACC系统进行合理设置。
驾驶员需要在任何时候都保证在其视野范围内可使车辆减速到停止状态。
4.与前车保持车距是驾驶员应有的责任。
ACC系统的车间时距须符合在中国城市道路或者乡村驾驶环境中的最小车距要求,ACC系统提供增加或者减少该距离的可能性,与其他情况相比,减小车距可能会使车距缩小到最小距离以下。
5.ACC适合在高速公路和路况良好的道路上使用,而不适合在城市道路或者山路上使用。
6.在ACC工作时,如果驾驶员踩踏加速踏板,车辆将被驾驶员接管。
ACC系统的车距控制功能将不会激活。
7.考虑到安全因素,当ESP没有开启的情况下ACC不能被激活。
8.ACC不能对迎面来的车辆做出反应。
9.对静止物体,例如车辆、车流尾端、收费站、自行车或者行人,ACC只有在特殊状态下才可作出反应,这些特殊情况有很强的特定性。
10.ACC系统对行人没有反应。
11.ACC只能实现有限的制动,不能够实现紧急制动。
12.如果前车突然制动(紧急停车),就会有ACC无法作出反应或对前车的反应过慢,从而导致制动过晚的风险。
在这种情况下,驾驶员不会收到接管请求。
13.在某些情况下(前车的相对速度过大,过快换道,或安全距离过小等)系统没有足够
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