汽车巡航技术（4）

一、             常用的汽车前视雷达

    常用的汽车前视雷达有毫米波雷达和激光雷达两种。激光雷达的工作原理与毫米波雷达的工作原理相似，它们都是是测量发射信号与从物体表而反射信号的时间差，所不同的是毫米波雷达发射电磁波，而激光雷达发射光波。

1.毫米波雷达

毫米波是指工作频率在30- 100 GHz，波长为10- 1 mm的电磁波，毫米波雷达(主要是94 GHz) ,其功能就是精确测量目标的距离和相对速度。毫米波雷达可以全人候的工作，它不受人气状况的影响，可以在大风大雾、黑夜等条件卜正常运行，而恶劣的气候环境正是交通事故的高发期。随着高频器件和单片微波集成电路的出现和应用，毫米波雷达的性能有了很大的提高，而成木则有所卜降，并且雷达的外型尺寸可以做得很小，便于在汽车上安装。因此，毫米波雷达就成了汽车前视雷达的首选。

不过毫米波雷达也有它的不足之处：必须采用抗干扰措施。若没有抗干扰设计，一个雷达有可能致盲数以百计的其它雷达，使其产生错误的目标信息急。有了抗干扰措施，在有上千个其他雷达工作的区域内所有的雷达都可以可靠地运行。

2.激光雷达

激光雷达其所以能在汽车前视雷达得到广泛的应用，是因为激光雷达与毫米波雷达相比，具有体积小、波束窄成木低、无电磁干扰、距离及位置探测准确度高等特点。而近几年来发展的1. 541uM近红外激光雷达具有人眼安全及较高的大气透过率，使激光需达的性价比有了进一步的提高。

激光雷达虽然价格低，对目标的分辨力高，但它在雨天，有灰尘和烟雾的环境卜，性能会有所降低。

3. 多传感信息融合处理

一般来说单个传感器的信息,都有一定的局限性，根据其作出判断容易产生虚警，为了提高对目标的识别和估计能力，就要引入多传感信息融合技术，把分布在不同位置的多个传感器所提供的局部不完整观察量加以融合，消除多传感器之间可能存在的信息冗余和矛盾，加以互补，降低其不确定性，以形成对系统环境相对一致的感知描述，从而提高系统决策的正确性。

对一个实际系统而言，增加传感器的数目，在提高系统的性能的同时也提高了系统的成木，必须综合考虑系统性能和价格之间的关系。

二、           国外现状

下面介绍一下本田雅阁汽车电控巡航系统：

1 本田 CCS 的组成

CCS 主要由传感器及各种开关( 主开关、设置/复位/清除开关、P/N 档开关、制动开关、车速传感器)、电控单元、执行器(巡航控制作动器)、指示灯等组成。

2 本田 CCS 的工作过程(图 10)

 

图10 本田CCS结构简图

2.1 主开关未按下( 断开) 时, 节气门开度由驾驶员控制。安全电磁阀通电打开, 真空阀、通风阀断电关闭。拉力器膜片右腔内为大气压力,对节气门不进行控制。

2.2 设定巡航车速

主开关闭合时, CCS 指示灯亮, 进入等待状态。当达到理想车速时, 按下设置开关即进入巡航状态,松开加速踏板即可。此时, 安全阀关闭, 真空阀开启,真空电磁阀在脉冲电流的作用下保持拉力器膜片右腔内一定的负压, 从而保持节气门的开度, 保持设定车速。

2.3 车速自动保持原理

CCS 电脑根据发动机负荷变化, 通过调节真空阀、通风阀的占空比, 来调节拉力器膜片右腔内的负压与弹簧力相平衡, 保持设定车速。负压增加, 节气门开度增大; 负压减小, 节气门开度减小; 负压恒定, 节气门开度不变。

2.4 升高/降低巡航车速

复位开关闭合并按住不动, 车速将逐渐加快, 当达到想要设定的车速时放开, 即可提高巡航车速。设置开关闭合并按住不动, 车速将逐渐降低, 当达到想要设定的车速时放开, 即可降低巡航车速。

2.5 取消巡航

取消巡航有几种方法可以选择: (1) 主开关OFF; (2)按下清除开关; (3)踩制动踏板; (4)变速操纵杆置于“N”位。

从以上的材料中可以看出，该CCS系统的执行机构是一个气动的。气动执行机构和电动执行机构相比。它的缺点就是故障比较多，真空阀容易漏气，阀们关闭不严。造成巡航系统不起作用或者车速波动。

三、           汽车巡航技术发展趋势

汽车汽车巡航技术历经几十年发展, 各大汽车厂商投入都很大, 但离真正大规模装车应用还有一段距离。随着汽车技术和计算机信息技术的发展, 其发展也呈现以下几个趋势:

(1) 通过 PMW (脉宽调制) 驱动可变单体电磁阀 (VIV) 控制车轮制动器的压力水平, 满足系统减速制动控制安静、平稳的要求;

(2) 与其它车辆电控系统集成与融合, 如ABS/ASR 系统、CCS 系统、AMT 系统和电动转向系统等, 使系统能充分的信息共享, 降低成本, 完善更新各种功能, 更加稳定可靠;

(3) 系统具有更好的近距离探测能力和更快的信号处理能力, 实现走—停控制功能, 研发出适于城市中低速、高车流密度状况的汽车巡航系统, 增加城市交通流量;

(4) 与电控转向系统融合, 实现自动超车、自动倒车与障碍主动避让功能, 进一步提高车辆行驶的安全性能;

(5) 真正融入智能交通系统, 与汽车定位与导航系统结合, 在雷达传感器网络、卫星定位系统和智能公路系统的支持升下实现完全的自动驾驶;

(6) 随着系统集成化程度提高和电子器件格降低, 汽车巡航系统逐渐应用于低档汽车。

四、           总结

汽车汽车巡航技术的研究难度较大, 运行中的车辆系统是一个包括车辆—驾驶员—环境的复杂、时变、非线性系统, 必须采用新的理论和方法进行研究。计算机技术和信息技术为代表的高新技术的发展, 不` 断改变着人们的行为和思维模式, 人工神经网络、模糊控制、神经模糊技术和虚拟现实技术等新思想、新技术纷呈叠出, 为我们站在一个新的高度研究汽车汽车巡航技术提供了可能。