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  ·科技经纬 ·行业述评 ·市场动态 ·政策导向 ·会展动态 本栏目协办单位:苏州市汽车工程学会

汽车电子:适应性巡航控制

一种新一代雷达控制系统

  由于汽车驾驶员和乘客对舒适性和安全功能要求越来越高,汽车制造商和供应商正面临着开发能大批量生产的高级控制系统。TRW汽车巡航有限公司一~TRW汽车控股公司的子公司,已经开发出一种新的雷达系——AC20。

  适应性巡航控制(AdaptiveCruiseContr01):

  适应性巡航控制(ACC)是传统巡航控制的延伸,该系统用来使汽车以一个设定的速度巡航,直到汽车前面出现一辆比较慢的或者妨碍行车的汽车出现。此时,该系统会自动调整汽车速度,与前车保持一个由驾驶员设定的距离和一个固定的时间间隔。而这种功能是通过采用—种集成千ACC系统中的77GHz雷达和一种复杂的目标跟踪、目标选择和侧向控制程序系统来实现的。图1所示为AC20系统,该系统将于2005年春季,在德国一家汽车制造商的主要系列——D系列上推出,该系统具有几种强化的驾驶员辅助功能,以便用户选择,比如“跟踪/停车(followtostop)”、“撞车转移(collisionmitiga-tion)”和即将采用的“停车/启动(stopandgo)”辅助系统。

  AC20具有几种强大的驾驶员辅助功能,比如“跟踪/停车(tbllowtOstop)”、“撞车转移(collisionrmtlgataon)”和将采用的“停车/启动(stopandg。)”辅助系统。

  AC20传感器对汽车前面1S0米范围进行实时监视。传感器的作用是根据汽车的位置和雷达覆盖区域,直接测量汽车与前面物体的相对速度,传感器中的软件可以调整汽车的速度,以便确保汽车与前面物体在一个安全的距离之内。

  AC20的尺寸和重量是其上一代产品ACIO的一半,尺寸为98X98X63mm,重量为480克。

  传感器的原理:

  AC20传感器可以对汽车前面180米范围进行实时监视,监视汽车的行驶。传感器的作用是根据汽车的位置和雷达覆盖区域,直接测量汽车与前面物体的相对速度,传感器中的软件可以调整汽车的速度,以便确保汽车与前面物体保持在一个安全的距离之内。 MMIC技术

  该技术是一种非常简单的微波技术,基子砷化镓单片微波集成电路(galliumarsenide(GaAs)monolithicmicrowavein-tegratedcircuitry(MMIC))。

  砷化镓单片微波集成电路(GaAsMMIC)可以被认为是集成在电路板上的雷达。这些装置是通过采用高级技术制造出来的,并且可以以一种类似的方式在其他硅基技术装置上处理所采集的数据。这种微波传输/接收(TRM)模块可以在传统的硅基产品的生产设备生产,也就是适合手工业化生产——即:TRM可以低成本、大容量生产。

  另外MMIC技术有这样优点,通过采用合适的高精度自动制造工艺,雷达产品可以不用大幅度调整设备而进行大批量生产。所以,该产品适合于汽车工业大批量生产的条件。

  应用MMIC技术的主要优点是,AC20雷达以非常有竞争力的成本获得以前只有扫描雷达才能达到的效果。

  表:传感器性能

横向区域视野

正负5.5

垂直方向视野

正负5.5

传感器测量能力——相对速度测量

最大速度测量范围

正负180公里/小时

相对速度精度

0.09公里/小时

测量范围

最大测量范围

200

最小测量范围

1

  驾驶感受

  在驾驶感受方面的TRW的ACC系统已经接到很多客户正面反馈。软件和雷达波是用来控制汽车加速和制动的,它们是以模拟正常驾驶行为为基础来开发的。

  测量的原理基于多普勒原理,并且相对速度测量的分辨率非常高。这有利于建立控制程序以便来控制汽车的动态行为。测量的高分辨率可以将信号从ACC传感器快速反馈到发动机管理系统(EMS)和电控制动单元,这意味着汽车可以被平稳控制。ACC是一种提供汽车舒适性的系统,使驾驶员驾驶感受很好。

  功能

  这种新的雷达控制单元可以让ACC系统给汽车提供很强的驾驶员辅助性能,包括:

  1、“跟停”系统可以引导汽车驾驶员将车行到停车位;

  2、“辅助停机启动”系统是一种可选功能,不久将上市,它可以在频繁停车和启动的交通环境中自动停车和加速;

  3、“设定速度点”功能可以给驾驶员提供一个选择,驾驶员可以选择—个最大速度——这个功能可以在ACC功能打开和关闭情况下起作用。当汽车达到这个速度时,驾驶员可以接受到一个反馈信号,信号是由汽车制造商设定的,可能是触觉的、听觉的或视觉的警告信号。

  4、“燃油效率模式”,驾驶员可以选择该模式,以便达到高达5%的省油效果,也可以选择标准模式和运动模式,运动模式可以让驾驶员在短距离内快速加速和制动。

  自动操作

  AC20雷达的生产是在一个完全用于生产雷达的工厂里以高度自动化进行的。高精度的自动化和专业化微电子设备意味着雷达不需要调制,而且运行精度达到40微米。

  一个专门的测试平台被设计来对每一个下线产品进行测试。测试环境模拟路面条件。在进行完这个测试后,汽车制造商可以直接将ACC系统安装在车上,并将其连接到CAN总线上——不再需要进一步测试。

  系统集成

  雷达和传送/接收模块在汽车上的典型应用是雷达连接到发动机管理系统、助力制动系统和用于同CAN总线交换信息的人工/机器接口。 面向普通消费者的ACC系统

  到目前为止,ACC已经被用子豪华车型上。TRW的系统将从2005年春季开始面向普通消费者。用于给D系列汽车配套的产品的生产设备将扩大产能,因此,可以扩大该系统的供应能力。