在汽車(chē)高級(jí)駕駛輔助中，自動(dòng)巡航系統(tǒng)（CCS）作為為汽車(chē)駕駛控制系統(tǒng)的其中一種，對(duì)汽車(chē)安全控制起著非常重要的作用。巡航控制系統(tǒng)（cruising control system）簡(jiǎn)稱(chēng)CCS，指的是在一定的車(chē)速范圍內(nèi)，駕駛員不用控制加速踏板，而能保證汽車(chē)以設(shè)定的速度穩(wěn)定行駛的一種電子控制裝置。具體來(lái)說(shuō)，巡航控制系統(tǒng)有巡航定速、加速和減速等功能，系統(tǒng)主要通過(guò)指令開(kāi)關(guān)、傳感器、ECU及相應(yīng)的執(zhí)行器組成。

多年前，博世給寶馬3系列車(chē)型推出了新一代自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)，自適應(yīng)自動(dòng)巡航系統(tǒng)（ACC），此系統(tǒng)在原有CCS基礎(chǔ)上，除了針對(duì)車(chē)輛自身速度巡航控制之外，增加了ACC系統(tǒng)本身控制模塊（比如：障礙物偵測(cè)系統(tǒng)、巡航控制系統(tǒng)節(jié)流閥等）、制動(dòng)系統(tǒng)，具體來(lái)講包括了如雷達(dá)傳感器、方向角傳感器、輪速傳感器、制動(dòng)控制器、扭矩控制器和發(fā)動(dòng)機(jī)控制器等等組成部分。ACC結(jié)合了防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS），牽引力控制裝置（TCS）及強(qiáng)化車(chē)輛穩(wěn)定性系統(tǒng)（VSE）于一體，比傳統(tǒng)自動(dòng)巡航更加智能化，及時(shí)在駕駛員沒(méi)有及時(shí)踩下制動(dòng)踏板的情形下，ACC也能夠自動(dòng)完成制動(dòng)。

今天，小編就來(lái)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單講一下一套完整的自動(dòng)巡航系統(tǒng)要怎么做。首先在開(kāi)篇前先講講自動(dòng)巡航系統(tǒng)基本原理：

巡航控制系統(tǒng)的工作原理：

巡航控制系統(tǒng)工作流程圖

巡航控制系統(tǒng)是一個(gè)典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)。電子控制式巡航控制系統(tǒng)的控制原理如上圖所示。輸入巡航電控單元 CCS ECU 的信號(hào)有兩個(gè)：一個(gè)是駕駛員根據(jù)行駛條件，通過(guò)巡航開(kāi)關(guān)設(shè)定的巡航車(chē)速指令信號(hào)，另一個(gè)是車(chē)速傳感器輸入的實(shí)際車(chē)速反饋信號(hào)。

當(dāng)巡航車(chē)速指令信號(hào)和實(shí)際車(chē)速反饋信號(hào)的輸入巡航電控單元 CCS ECU 后，CCS ECU 的比較器 A 經(jīng)過(guò)比較運(yùn)算便可得到兩個(gè)信號(hào)之差，稱(chēng)之為誤差信號(hào)。誤差信號(hào)經(jīng)過(guò)比例運(yùn)算和積分運(yùn)算后，再經(jīng)過(guò)放大處理就可得到控制節(jié)氣門(mén)開(kāi)度大小的控制信號(hào)，CCS ECU 將控制指令發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)就可驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門(mén)拉索調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的大小，將實(shí)際車(chē)速迅速調(diào)節(jié)到駕駛員設(shè)定的車(chē)速值，從而實(shí)現(xiàn)恒速控制，即實(shí)現(xiàn)巡航控制。

在控制過(guò)程中，當(dāng)實(shí)際車(chē)速低于駕駛員設(shè)定的巡航車(chē)速值時(shí)，巡航電控單元 CCS ECU 將向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出增大節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的指令，使實(shí)際車(chē)速升高到巡航車(chē)速。反之，當(dāng)實(shí)際車(chē)速高于駕駛員設(shè)定的巡航車(chē)速值時(shí)，巡航電控單元 CCS ECU 將向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出減小節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的指令，使實(shí)際車(chē)速降低到巡航車(chē)速，從而使實(shí)際車(chē)速基本保持駕駛員設(shè)定的巡航車(chē)速值不變。

巡航控制系統(tǒng)組成

（1-電源，2-主控開(kāi)關(guān)，3-巡航控制ECU，4-執(zhí)行器，5-接節(jié)氣門(mén)，6-車(chē)速傳感器，7-制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)）

巡航系統(tǒng)之傳感器篇

博世自適應(yīng)巡航控制（ACC） - 中、遠(yuǎn)距雷達(dá)傳感器

作為服務(wù)于全世界汽車(chē)制造商著名的汽修品牌，博世汽車(chē)服務(wù)涵蓋了智能交通技術(shù)、汽車(chē)修護(hù)服務(wù)及生產(chǎn)汽車(chē)制造商車(chē)間精密測(cè)量裝置等等。在巡航控制系統(tǒng)方面，推出了針對(duì)自適應(yīng)巡航的前端中、遠(yuǎn)距離雷達(dá)測(cè)量傳感器系列產(chǎn)品。

第 4 代遠(yuǎn)距離雷達(dá)傳感器（遠(yuǎn)程雷達(dá)，LRR4）是在第三代雷達(dá)研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出的。

利用 LRR4，車(chē)輛制造商可以實(shí)現(xiàn)多重安全和駕駛輔助功能，并由此滿足立法者和消費(fèi)者保護(hù)組織所提出的越來(lái)越高的安全標(biāo)準(zhǔn)。 從2014年起根據(jù) Euro NCAP 評(píng)鑒方案（歐洲新車(chē)安全評(píng)鑒協(xié)會(huì)）為了獲得五星最高分，新車(chē)模型必須至少配備一個(gè)駕駛輔助系統(tǒng)。 自動(dòng)緊急剎車(chē)系統(tǒng)在這方面具有重要意義。

LRR4 是單一靜態(tài)多模雷達(dá)，具有六條固定波束。 中央的四條波束優(yōu)化了高速度下對(duì)外圍環(huán)境的探測(cè)性能。 從而可以遠(yuǎn)距離安全接近前方車(chē)輛以及降低鄰道車(chē)輛的影響。 另外兩條波束擴(kuò)大了近距離水平視野。 能夠更早探測(cè)到超車(chē)現(xiàn)象。

根據(jù)客戶的意愿可以在車(chē)輛安裝雙份 LRR4。 可選的透鏡或雷達(dá)罩加熱功能，確保即使在惡劣的天氣條件下，如下雪和結(jié)冰，傳感器也能使用。

博世中、遠(yuǎn)距離雷達(dá)傳感器特性：

· 獨(dú)立模式以仰角波束測(cè)量高度，能夠分辨固定障礙物，從而對(duì)靜止物體也能作出安全制動(dòng)反應(yīng)

· 可在高速行駛狀態(tài)下使用

· 自校準(zhǔn)功能（水平）減少了相關(guān)安裝費(fèi)用

· 尺寸緊湊，便于安裝在車(chē)內(nèi)

· 可擴(kuò)展系統(tǒng)具有多個(gè)傳感器配置，包括融合傳感器收集到的數(shù)據(jù)（選配）

· 通過(guò)選配透鏡或雷達(dá)罩加熱功能，使傳感器性能不受天氣條件影響

· 可隱蔽安裝在保險(xiǎn)杠/雷達(dá)罩后

· 沒(méi)有可移動(dòng)部件，因此有極高的抗震穩(wěn)固性

· 便于集成在車(chē)內(nèi)的高速 CAN 和 FlexRay 接口

另外，博世針對(duì)乘用車(chē)還推出多種傳感器件，包括輪速傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、橫擺角速度及加速度測(cè)量傳感器、踏板行程傳感器等等，具體可以參考博世汽車(chē)官方網(wǎng)站。

博世用于汽車(chē)主動(dòng)安全的輪速傳感器

* 關(guān)于汽車(chē)高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)ADAS的雷達(dá)傳感器解決方案，除了博世之外，德國(guó)大陸、日本電裝、美國(guó)Delphi等汽車(chē)零部件廠商均推出過(guò)類(lèi)似的產(chǎn)品方案。小編此前已經(jīng)發(fā)布過(guò)幾篇相關(guān)的技術(shù)文章（關(guān)鍵詞：毫米波雷達(dá)），具體可以翻看微信公眾號(hào)“電子發(fā)燒友”前期內(nèi)容，具體不在此處贅述。

巡航系統(tǒng)之制動(dòng)器篇

前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)巡航系統(tǒng)，加入更加智能化的制動(dòng)控制系統(tǒng)，其中就包括了如：防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS），牽引力控制裝置（TCS）及強(qiáng)化車(chē)輛穩(wěn)定性系統(tǒng)（VSE）等等，以下簡(jiǎn)單來(lái)講講。

采埃孚防抱死制動(dòng)（ABS）、電子穩(wěn)定性控制（ESC）

作為世界汽車(chē)安全系統(tǒng)的先驅(qū)，天合集團(tuán)（TRW）為市場(chǎng)生產(chǎn)制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、懸掛、乘員安全方面的高科技主、被動(dòng)安全產(chǎn)品及系統(tǒng)。目前，TRW已成為采埃孚集團(tuán)第五大事業(yè)部，成為全球三大汽車(chē)供應(yīng)商之一，讓采埃孚集團(tuán)與博世集團(tuán)并肩成為汽車(chē)領(lǐng)域領(lǐng)先的系統(tǒng)供應(yīng)商。

在乘用車(chē)方向上，采埃孚提供了綜合、一體化汽車(chē)巡航控制解決方案。包括提供先進(jìn)的制動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)裝置、力矩角度轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、成員安全系統(tǒng)、汽車(chē)底盤(pán)器件、相關(guān)汽車(chē)電子設(shè)計(jì)軟件等等。

采埃孚智能化汽車(chē)一體解決方案

采埃孚防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）

防抱死制動(dòng)系統(tǒng) （ABS） 可以強(qiáng)化車(chē)輛控制，避免在緊急停車(chē)情況或在濕滑路面上車(chē)輪抱死，并滿足 OEM 法規(guī)的需求。采埃孚的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)不斷改良以提供附加功能，如動(dòng)態(tài)后輪剎車(chē)比例控制功能可以增強(qiáng)平衡性和操控性。

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

· 通過(guò)模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化

· 緊湊設(shè)計(jì)，輕量

· 新一代微處理器，具有大幅提高的 RAM / ROM 容量和速度

· 高頻電機(jī)速度控制器可以降低 NVH，延長(zhǎng)電機(jī)壽命

· 支持各種網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議

采埃孚電子穩(wěn)定性控制（ESC）

ESC 系統(tǒng)結(jié)合了防抱死制動(dòng)系統(tǒng) （ABS）、牽引力控制系統(tǒng)與側(cè)向穩(wěn)定性控制功能。采埃孚ESC系統(tǒng)經(jīng)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)以控制及維持車(chē)輛的側(cè)向穩(wěn)定性。如果探測(cè)到車(chē)輛可能會(huì)失去控制，ESC 會(huì)向適當(dāng)?shù)能?chē)輪自動(dòng)施加制動(dòng)壓力，并且必要時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)以使車(chē)輛保持在駕駛員意圖的路徑上。

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

· 可幫助 OEM 廠家的主動(dòng)安全系統(tǒng)滿足 CO?、法規(guī)和新車(chē)評(píng)價(jià)規(guī)程 （NCAP） 要求

· 可用于從微型車(chē)到輕型卡車(chē)類(lèi)別

· 可提供多種其它版本：

- ESC 高動(dòng)態(tài)版本施加速度更快，可以滿足日益嚴(yán)格的歐洲新車(chē)評(píng)價(jià)規(guī)程 （Euro NCAP） 和自動(dòng)緊急制動(dòng) （AEB） 的要求。

- ESC 高級(jí)版系統(tǒng)采用六活塞泵結(jié)構(gòu)，通過(guò)在緊急制動(dòng)情況（自動(dòng)緊急制動(dòng)）和駕駛輔助系統(tǒng)中提供增強(qiáng)的壓力施加率，從而具有更高性能

- ESC 混合動(dòng)力版通過(guò) EBC 460 結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn) 0.25 g 的復(fù)合制動(dòng)減速。它采用傳統(tǒng)的操縱系統(tǒng)，可以探測(cè)到位移感應(yīng)，從而提供出色的成本、重量和封裝特性。

· 通過(guò)模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化

· 緊湊設(shè)計(jì)，低重量，小封裝尺寸，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口

· 與其他車(chē)輛安全系統(tǒng)的高集成能力

· 新一代微處理器，具有大幅提高的 RAM / ROM 容量和速度

· 高頻電機(jī)速度控制器可以降低 NVH，延長(zhǎng)電機(jī)壽命

大陸西門(mén)子ETC節(jié)門(mén)控制、通用執(zhí)行器控制

除了采埃孚收購(gòu)汽車(chē)安全商天合，德國(guó)大陸也曾與西門(mén)子強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，以期打造成為世界最杰出汽車(chē)零部件供應(yīng)商之一。

大陸整合西門(mén)子公司，推出針對(duì)汽車(chē)安全及智能多項(xiàng)產(chǎn)品系列，在乘用車(chē)方面，主要提供底盤(pán)安全技術(shù)如動(dòng)態(tài)、液壓控制系統(tǒng)，動(dòng)力總成如發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、混動(dòng)汽車(chē)、變速箱、傳感器及制動(dòng)器，車(chē)身電子如車(chē)載智能通訊、車(chē)身電子控制模塊及制動(dòng)、燃油、風(fēng)扇、汽車(chē)燈具等替換件解決方案。

西門(mén)子電子節(jié)氣門(mén)控制（ETC）

電子節(jié)氣門(mén)控制部件

應(yīng)用：乘用車(chē)、輕型卡車(chē)、所有汽油機(jī)車(chē)型

電子節(jié)氣門(mén)體（ETC） 執(zhí)行器是一種線控汽油機(jī)負(fù)載控制單元，可供駕駛者用來(lái)獨(dú)立控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣，便于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)地配置其他功能，如怠速控制、巡航控制、車(chē)輛穩(wěn)定控制和牽引控制等。

優(yōu)點(diǎn)：

西門(mén)子汽車(chē)動(dòng)力通用執(zhí)行器

通用執(zhí)行器

應(yīng)用：乘用車(chē)、輕型卡車(chē)、適用于汽油機(jī)/柴油機(jī)配置渦輪增壓器/進(jìn)氣系統(tǒng)

西門(mén)子的電動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)置位置傳感器及選裝電子系統(tǒng)，可連續(xù)調(diào)整進(jìn)氣歧管閥瓣或渦輪增壓器葉片和閥門(mén)。具有智能驅(qū)動(dòng)型和普通傳感器驅(qū)動(dòng)型兩種版本。

優(yōu)點(diǎn)：通用執(zhí)行器取代了原本的氣動(dòng)執(zhí)行器，提高精度的同事能即時(shí)報(bào)告位置。連續(xù)位置反饋支持車(chē)載診斷 （OBD）。

巡航系統(tǒng)之ECU篇

目前，國(guó)內(nèi)乘用車(chē)的ECU主要以聯(lián)電（博世+中聯(lián)汽車(chē)電子）合資公司生產(chǎn)的為主，占到了整個(gè)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額的40%以上，其他的公司比如大陸、德?tīng)柛?、電裝和偉世通等外資車(chē)企，只占據(jù)市場(chǎng)剩下的一半左右。

聯(lián)合電子發(fā)動(dòng)機(jī)管理ECU

聯(lián)合電子為中聯(lián)汽車(chē)電子及德國(guó)博世在中國(guó)合資企業(yè)，專(zhuān)注汽油發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、變速箱控制系統(tǒng)、車(chē)身電子、混合動(dòng)力及電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)及銷(xiāo)售。在汽車(chē)ECU電子控制單元上，主要提供先進(jìn)的低油耗發(fā)動(dòng)機(jī)控制管理，與節(jié)氣門(mén)、電子油門(mén)踏板結(jié)合的E-Gas系統(tǒng)，壓力、相位、轉(zhuǎn)速、空氣傳感器及油門(mén)踏板等系列產(chǎn)品的ECU集成方案。

左起分別為電控單元（ECU）、電子節(jié)氣門(mén)、油門(mén)踏板

聯(lián)合電子發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)

聯(lián)電致力于研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)安全、清潔、經(jīng)濟(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)及其零部件。為各位車(chē)型提供最完整的系統(tǒng)解決方案。發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)空燃混合比燃料進(jìn)行控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)能達(dá)到最佳工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的燃油消耗和滿足最低排放。

聯(lián)電汽油直噴（DI-Motronic）技術(shù)：

聯(lián)電汽油直噴技術(shù)擁有具備扭矩控制的電子控制器。它可以更加精確地調(diào)正發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)使其能更好地適應(yīng)駕駛狀態(tài)。其優(yōu)勢(shì)為：更低的油耗、更佳的性能以及更少的排放。

高壓噴油器進(jìn)油端與高壓燃油管連接，出油端安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上。多孔系統(tǒng)使燃油混合更加徹底，在ECU的控制下，可以精確地提供發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的燃油。

在變速箱控制器平臺(tái)，聯(lián)電ECU應(yīng)用范圍涵蓋了液力自動(dòng)變速器（AT）、機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）、無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器（CVT）及雙離合器自動(dòng)變速器（DCT）等各種類(lèi)型的自動(dòng)變速器。通過(guò)快速、平順地檔位切換為客戶帶來(lái)高質(zhì)量的駕駛舒適性，并最大程度地減少油耗和排放。聯(lián)電的電子模塊集變速箱控制單元、傳感器和電氣接口等于一體的機(jī)械電子產(chǎn)品，通過(guò)模塊化的設(shè)計(jì)，可以充分利用自動(dòng)變速器的狹小空間并為客戶節(jié)省成本。

Xilinx（賽靈思）電子控制單元（ECU）開(kāi)發(fā)套件

Xilinx電控單元開(kāi)發(fā)套件是賽靈思公司滿足汽車(chē)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的低成本Xilinx? XA Spartan-3E 現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）器件。ECU套件為快速開(kāi)發(fā)車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、信息娛樂(lè)、輔助駕駛以及駕駛信息系統(tǒng)提供了一個(gè)平臺(tái)。

Xilinx ECU套件包括有預(yù)工程化的硬件接口開(kāi)發(fā)板，支持眾多汽車(chē)應(yīng)用的IP開(kāi)發(fā)，Xilinx提供Spartan-3E現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）器件。Spartan-3E FPGA系列滿足大批量成本敏感汽車(chē)電子應(yīng)用要求。該系列的五款器件提供從10萬(wàn)至160萬(wàn)系統(tǒng)門(mén)不同密度和不同封裝組合。XA器件同時(shí)提供擴(kuò)展溫度范圍Q-Grade （-40°C 至 +125°C Tj） 和 I-Grade （-40°C 至 +100°C Tj）器件，并且符合業(yè)界公認(rèn)的AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)。與此前的器件相比，這些90nm器件單位美元成本提供了更多功能和I/O帶寬，在可編程邏輯行業(yè)確立了新標(biāo)準(zhǔn)。由于其超低成本，XA Spartan-3E FPGA提供了優(yōu)異的替代解決方案，避免了ASIC和ASSP的高掩膜成本和長(zhǎng)開(kāi)發(fā)周期。

XA Spartan-3E FPGA 系列優(yōu)勢(shì)：

XA Spartan-3 FPGA 特性：