一套完整的自动巡航系统是如何炼成的

在汽车高级驾驶辅助中，自动巡航系统（CCS）作为为汽车驾驶控制系统的其中一种，对汽车安全控制起着非常重要的作用。巡航控制系统（cruising control system）简称CCS，指的是在一定的车速范围内，驾驶员不用控制加速踏板，而能保证汽车以设定的速度稳定行驶的一种电子控制装置。具体来说，巡航控制系统有巡航定速、加速和减速等功能，系统主要通过指令开关、传感器、ECU及相应的执行器组成。

多年前，博世给宝马3系列车型推出了新一代自动巡航控制系统，自适应自动巡航系统（ACC），此系统在原有CCS基础上，除了针对车辆自身速度巡航控制之外，增加了ACC系统本身控制模块（比如：障碍物侦测系统、巡航控制系统节流阀等）、制动系统，具体来讲包括了如雷达传感器、方向角传感器、轮速传感器、制动控制器、扭矩控制器和发动机控制器等等组成部分。ACC结合了防抱死制动系统（ABS），牵引力控制装置（TCS）及强化车辆稳定性系统（VSE）于一体，比传统自动巡航更加智能化，及时在驾驶员没有及时踩下制动踏板的情形下，ACC也能够自动完成制动。

今天，EEWORLD汽车电子小编就来简简单单讲一下一套完整的自动巡航系统要怎么做。首先在开篇前先讲讲自动巡航系统基本原理：

巡航控制系统的工作原理：

巡航控制系统是一个典型的闭环控制系统。电子控制式巡航控制系统的控制原理如上图所示。输入巡航电控单元 CCS ECU 的信号有两个：一个是驾驶员根据行驶条件，通过巡航开关设定的巡航车速指令信号，另一个是车速传感器输入的实际车速反馈信号。

当巡航车速指令信号和实际车速反馈信号的输入巡航电控单元 CCS ECU 后，CCS ECU 的比较器 A 经过比较运算便可得到两个信号之差，称之为误差信号。误差信号经过比例运算和积分运算后，再经过放大处理就可得到控制节气门开度大小的控制信号，CCS ECU 将控制指令发送给执行机构，执行机构就可驱动节气门拉索调节发动机节气门开度的大小，将实际车速迅速调节到驾驶员设定的车速值，从而实现恒速控制，即实现巡航控制。

在控制过程中，当实际车速低于驾驶员设定的巡航车速值时，巡航电控单元 CCS ECU 将向执行机构发出增大节气门开度的指令，使实际车速升高到巡航车速。反之，当实际车速高于驾驶员设定的巡航车速值时，巡航电控单元 CCS ECU 将向执行机构发出减小节气门开度的指令，使实际车速降低到巡航车速，从而使实际车速基本保持驾驶员设定的巡航车速值不变。

巡航系统之传感器篇

博世自适应巡航控制（ACC） - 中、远距雷达传感器

作为服务于全世界汽车制造商著名的汽修品牌，博世汽车服务涵盖了智能交通技术、汽车修护服务及生产汽车制造商车间精密测量装置等等。在巡航控制系统方面，推出了针对自适应巡航的前端中、远距离雷达测量传感器系列产品。

第 4 代远距离雷达传感器（远程雷达，LRR4）是在第三代雷达研发和生产经验的基础上设计出的。

利用 LRR4，车辆制造商可以实现多重安全和驾驶辅助功能，并由此满足立法者和消费者保护组织所提出的越来越高的安全标准。 从2014年起根据 Euro NCAP 评鉴方案（欧洲新车安全评鉴协会）为了获得五星最高分，新车模型必须至少配备一个驾驶辅助系统。 自动紧急刹车系统在这方面具有重要意义。

LRR4 是单一静态多模雷达，具有六条固定波束。 中央的四条波束优化了高速度下对外围环境的探测性能。 从而可以远距离安全接近前方车辆以及降低邻道车辆的影响。 另外两条波束扩大了近距离水平视野。 能够更早探测到超车现象。

根据客户的意愿可以在车辆安装双份 LRR4。 可选的透镜或雷达罩加热功能，确保即使在恶劣的天气条件下，如下雪和结冰，传感器也能使用。

博世中、远距离雷达传感器特性：

· 独立模式以仰角波束测量高度，能够分辨固定障碍物，从而对静止物体也能作出安全制动反应

· 可在高速行驶状态下使用

· 自校准功能（水平）减少了相关安装费用

· 尺寸紧凑，便于安装在车内

· 可扩展系统具有多个传感器配置，包括融合传感器收集到的数据（选配）

· 通过选配透镜或雷达罩加热功能，使传感器性能不受天气条件影响

· 可隐蔽安装在保险杠/雷达罩后

· 没有可移动部件，因此有极高的抗震稳固性

· 便于集成在车内的高速 CAN 和 FlexRay 接口

另外，博世针对乘用车还推出多种传感器件，包括轮速传感器、转向角传感器、横摆角速度及加速度测量传感器、踏板行程传感器等等，具体可以参考博世汽车官方网站。

关于汽车高级驾驶辅助系统ADAS的雷达传感器解决方案，除了博世之外，德国大陆、日本电装、美国Delphi等汽车零部件厂商均推出过类似的产品方案。小编此前已经发布过几篇相关的技术文章（关键词：毫米波雷达），具体可以翻看微信公众号“电子发烧友”前期内容，具体不在此处赘述。

巡航系统之制动器篇

前面已经说过，自适应巡航系统，相比传统巡航系统，加入更加智能化的制动控制系统，其中就包括了如：防抱死制动系统（ABS），牵引力控制装置（TCS）及强化车辆稳定性系统（VSE）等等，以下简单来讲讲。

采埃孚防抱死制动（ABS）、电子稳定性控制（ESC）

作为世界汽车安全系统的先驱，天合集团（TRW）为市场生产制动、转向、悬挂、乘员安全方面的高科技主、被动安全产品及系统。目前，TRW已成为采埃孚集团第五大事业部，成为全球三大汽车供应商之一，让采埃孚集团与博世集团并肩成为汽车领域领先的系统供应商。

在乘用车方向上，采埃孚提供了综合、一体化汽车巡航控制解决方案。包括提供先进的制动系统、传动装置、力矩角度转向系统、成员安全系统、汽车底盘器件、相关汽车电子设计软件等等。

采埃孚防抱死制动系统（ABS）

防抱死制动系统 （ABS） 可以强化车辆控制，避免在紧急停车情况或在湿滑路面上车轮抱死，并满足 OEM 法规的需求。采埃孚的防抱死制动系统经过不断改良以提供附加功能，如动态后轮刹车比例控制功能可以增强平衡性和操控性。

产品优势：

· 通过模块化系统设计和标准化实现成本优化

· 紧凑设计，轻量

· 新一代微处理器，具有大幅提高的 RAM / ROM 容量和速度

· 高频电机速度控制器可以降低 NVH，延长电机寿命

· 支持各种网络通讯协议

采埃孚电子稳定性控制（ESC）

ESC 系统结合了防抱死制动系统 （ABS）、牵引力控制系统与侧向稳定性控制功能。采埃孚ESC系统经专门设计以控制及维持车辆的侧向稳定性。如果探测到车辆可能会失去控制，ESC 会向适当的车轮自动施加制动压力，并且必要时关闭发动机油门以使车辆保持在驾驶员意图的路径上。

产品优势：

· 可帮助 OEM 厂家的主动安全系统满足 CO?、法规和新车评价规程 （NCAP） 要求

· 可用于从微型车到轻型卡车类别

· 可提供多种其它版本：

- ESC 高动态版本施加速度更快，可以满足日益严格的欧洲新车评价规程 （Euro NCAP） 和自动紧急制动 （AEB） 的要求。

- ESC 高级版系统采用六活塞泵结构，通过在紧急制动情况（自动紧急制动）和驾驶辅助系统中提供增强的压力施加率，从而具有更高性能

- ESC 混合动力版通过 EBC 460 结构可以实现 0.25 g 的复合制动减速。它采用传统的操纵系统，可以探测到位移感应，从而提供出色的成本、重量和封装特性。

· 通过模块化系统设计和标准化实现成本优化

· 紧凑设计，低重量，小封装尺寸，工业标准接口

· 与其他车辆安全系统的高集成能力

· 新一代微处理器，具有大幅提高的 RAM / ROM 容量和速度

· 高频电机速度控制器可以降低 NVH，延长电机寿命

大陆西门子ETC节门控制、通用执行器控制

除了采埃孚收购汽车安全商天合，德国大陆也曾与西门子强强联合，以期打造成为世界最杰出汽车零部件供应商之一。

大陆整合西门子公司，推出针对汽车安全及智能多项产品系列，在乘用车方面，主要提供底盘安全技术如动态、液压控制系统，动力总成如发电机系统、混动汽车、变速箱、传感器及制动器，车身电子如车载智能通讯、车身电子控制模块及制动、燃油、风扇、汽车灯具等替换件解决方案。

西门子电子节气门控制（ETC）

电子节气门体（ETC） 执行器是一种线控汽油机负载控制单元，可供驾驶者用来独立控制发动机进气，便于发动机控制系统更加简单、经济地配置其他功能，如怠速控制、巡航控制、车辆稳定控制和牵引控制等。

西门子汽车动力通用执行器

应用：乘用车、轻型卡车、适用于汽油机/柴油机配置涡轮增压器/进气系统

西门子的电动执行器内置位置传感器及选装电子系统，可连续调整进气歧管阀瓣或涡轮增压器叶片和阀门。具有智能驱动型和普通传感器驱动型两种版本。

优点：通用执行器取代了原本的气动执行器，提高精度的同事能即时报告位置。连续位置反馈支持车载诊断 （OBD）。

巡航系统之ECU篇

目前，国内乘用车的ECU主要以联电（博世+中联汽车电子）合资公司生产的为主，占到了整个国内市场份额的40%以上，其他的公司比如大陆、德尔福、电装和伟世通等外资车企，只占据市场剩下的一半左右。

联合电子发动机管理ECU

联合电子为中联汽车电子及德国博世在中国合资企业，专注汽油发动机管理系统、变速箱控制系统、车身电子、混合动力及电力驱动控制系统研发、生产及销售。在汽车ECU电子控制单元上，主要提供先进的低油耗发动机控制管理，与节气门、电子油门踏板结合的E-Gas系统，压力、相位、转速、空气传感器及油门踏板等系列产品的ECU集成方案。

联合电子发动机管理系统

联电致力于研究、开发和生产安全、清洁、经济的发动机管理系统及其零部件。为各位车型提供最完整的系统解决方案。发动机管理系统通过对空燃混合比燃料进行控制，使发动机能达到最佳工作状态，实现最优的燃油消耗和满足最低排放。

联电汽油直喷（DI-Motronic）技术：

联电汽油直喷技术拥有具备扭矩控制的电子控制器。它可以更加精确地调正发动机参数使其能更好地适应驾驶状态。其优势为：更低的油耗、更佳的性能以及更少的排放。

高压喷油器进油端与高压燃油管连接，出油端安装在发动机上。多孔系统使燃油混合更加彻底，在ECU的控制下，可以精确地提供发动机所需要的燃油。

在变速箱控制器平台，联电ECU应用范围涵盖了液力自动变速器（AT）、机械式自动变速器（AMT）、无级自动变速器（CVT）及双离合器自动变速器（DCT）等各种类型的自动变速器。通过快速、平顺地档位切换为客户带来高质量的驾驶舒适性，并最大程度地减少油耗和排放。联电的电子模块集变速箱控制单元、传感器和电气接口等于一体的机械电子产品，通过模块化的设计，可以充分利用自动变速器的狭小空间并为客户节省成本。

Xilinx（赛灵思）电子控制单元（ECU）开发套件

Xilinx电控单元开发套件是赛灵思公司满足汽车应用标准的低成本Xilinx® XA Spartan-3E 现场可编程门阵列（FPGA）器件。ECU套件为快速开发车内网络、信息娱乐、辅助驾驶以及驾驶信息系统提供了一个平台。

Xilinx ECU套件包括有预工程化的硬件接口开发板，支持众多汽车应用的IP开发，Xilinx提供Spartan-3E现场可编程门阵列（FPGA）器件。Spartan-3E FPGA系列满足大批量成本敏感汽车电子应用要求。该系列的五款器件提供从10万至160万系统门不同密度和不同封装组合。XA器件同时提供扩展温度范围Q-Grade （-40°C 至 +125°C Tj） 和 I-Grade （-40°C 至 +100°C Tj）器件，并且符合业界公认的AEC-Q100标准。与此前的器件相比，这些90nm器件单位美元成本提供了更多功能和I/O带宽，在可编程逻辑行业确立了新标准。由于其超低成本，XA Spartan-3E FPGA提供了优异的替代解决方案，避免了ASIC和ASSP的高掩膜成本和长开发周期。

以上是eeworld电子工程网汽车电子小编对关于一套完整的自动巡航系统是如何炼成的资料的详细介绍，希望通过小编的讲解，能够给大家带来新的认识，关注eeworld，电子工程，将会给您介绍更多关于汽车电子的相关知识。