电子发烧友App
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，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：
巡航控制系统工作流程图
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。
巡航控制系统组成
（1-电源，2-主控开关，3-巡航控制ECU，4-执行器，5-接节气门，6-车速传感器，7-制动灯开关）
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
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。
博世用于汽车主动安全的轮速传感器
* 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。
采埃孚智能化汽车一体解决方案
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）
电子节气门控制部件
应用：乘用车、轻型卡车、所有汽油机车型
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。
优点：
西门子汽车动力通用执行器
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。
左起分别为电控单元（ECU）、电子节气门、油门踏板
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。
XA Spartan-3E FPGA 系列优势：
XA Spartan-3 FPGA 特性：
工商网监
评论