閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
汽車制造

毫米波代替激光:本田ACC系統(tǒng)設(shè)計(jì)緣何如此?

星之球科技 來源: 汽車點(diǎn)評網(wǎng)2014-09-29 我要評論(0 )   

所謂ACC,亦即Adaptive Cruise Control,自適應(yīng)巡航系統(tǒng),恐怕算得上大家比較熟悉的一個(gè)概念。而最初,本田并不把這類系統(tǒng)像絕大多數(shù)車廠那般稱作ACC,而是稱其為IHCC,...

        所謂ACC,亦即Adaptive Cruise Control,自適應(yīng)巡航系統(tǒng),恐怕算得上大家比較熟悉的一個(gè)概念。而最初,本田并不把這類系統(tǒng)像絕大多數(shù)車廠那般稱作ACC,而是稱其為IHCC,亦即Intelligent Highway Cruise Control,智能高速公路巡航控制系統(tǒng)。當(dāng)然,不管稱作什么,這一系統(tǒng)都是起到相同的作用的。而這一看似與“主動安全”無關(guān)的系統(tǒng),實(shí)際上,這一系統(tǒng)可以說是CMBS系統(tǒng)(Collision Mitigation Brake System,碰撞緩解制動系統(tǒng)——一種可在探測到威脅時(shí)自動剎車的系統(tǒng))乃至自動駕駛系統(tǒng)等今日廣受歡迎的更為高級、復(fù)雜的系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

  1999年9月,IHCC系統(tǒng)首次開始在量產(chǎn)車上使用。首個(gè)搭載這一系統(tǒng)的車型是本田Avancier(的幾種高配車型)。所謂本田Avancier(車架番號TA1/2/3/4),是一款本田于1999-2003年間在日本本土發(fā)售的旅行車。但是,雖然被稱為“旅行車”,亦即station wagon(當(dāng)時(shí)本田本社用于稱呼此車的詞是“ステーションワゴン”,這是station wagon的日語假名拼寫方式),但是,這款車實(shí)際上與后來的本田第三代、第四代奧德賽以及杰德等車型更相似,與其說是單純的旅行車,不如說是旅行車與Minivan/MPV的混合體。

  雖然被稱為“旅行車”,但實(shí)際上Avancier是一款更接近后來的第三代、第四代奧德賽或者杰德的類型的車。

 

 雖然是一款售價(jià)區(qū)間和定位都并不很高的車型(當(dāng)時(shí)于日本市場售價(jià)207-269萬日元,比起同時(shí)期的日本規(guī)格雅閣Wagon略高一些),但在當(dāng)時(shí),這款車運(yùn)用了相當(dāng)多的新銳技術(shù)。其中,最為人矚目的新技術(shù),其一是5速雙平行軸自動變速箱,其二就是IHCC技術(shù)。

  雖然是一款定位并不很高的車型,但Avancier搭載了相當(dāng)多的新銳技術(shù),除首個(gè)搭載IHCC系統(tǒng)之外,此車還是首個(gè)配備本田5速雙平行軸自動變速箱的車型。

  相比今天被普遍性的配備于各個(gè)級別車型的巡航控制系統(tǒng)或者說定速巡航系統(tǒng),IHCC/ACC搭載了雷達(dá),用于測定和前車的距離和速度差,輔之以其他傳感器,使搭載車得以使用相對固定的距離追蹤前車,不僅降低追尾等事故的發(fā)生可能性,也降低了長時(shí)間駕駛時(shí)駕車者的疲勞度。

  最初版本的IHCC,使用的是激光雷達(dá)。激光雷達(dá)的優(yōu)勢在于,相對不易受到復(fù)雜情況的干擾(諸如隧道,欄桿等等)。但是,就像激光測距儀在雨雪、大霧等天氣中容易出現(xiàn)較大誤差一樣,由于激光的物理特性,激光雷達(dá)在這類天氣下表現(xiàn)也不十分可靠。

 

  而且,激光雷達(dá)的安置位置有著比較嚴(yán)格的要求。當(dāng)時(shí)本田在權(quán)衡利弊下,選擇了將激光雷達(dá)安置在車頭原本的車頭標(biāo)位置,原有車頭標(biāo)則挪至更上方的發(fā)動機(jī)蓋前部的方案。但這一方案在發(fā)表后,受到了日本的消費(fèi)者和汽車、產(chǎn)經(jīng)媒體們的批判:激光雷達(dá)的附屬機(jī)構(gòu)略微伸出車頭進(jìn)氣格柵,實(shí)在是讓人感到莫名其妙。甚至,本田社內(nèi)的社員們都對此感到不滿意。畢竟,讓通常來講,很不在意外觀造型,而更在意機(jī)能性方面的表現(xiàn)的日本消費(fèi)者和媒體們都產(chǎn)生了批判,那么這顯然是不適宜的設(shè)計(jì),更難以用到更在意造型美觀度的其他地域了。

   既然如此,必須重新檢討。本田技研的開發(fā)人員,改換了思路,將目光投向了另一種方案:毫米波雷達(dá)(通常,毫米波雷達(dá)指的是工作頻率位于30-300Ghz頻域或者說波長為1-10mm的雷達(dá))。和激光雷達(dá)一樣,毫米波雷達(dá)也可以精確地測定距離。相對于其他波長的雷達(dá),毫米波雷達(dá)通常具有體積小、重量低、空間分辨率高的優(yōu)勢。

  雨雪、大霧天氣下的不良表現(xiàn),再加上突出進(jìn)氣格柵的特殊造型,成了激光雷達(dá)為基礎(chǔ)的方案的痼疾,因此,本田的開發(fā)人員決定尋找其他方案。

 

 而相比此前采用的激光雷達(dá),毫米波雷達(dá)先天具有對煙霧、灰塵的強(qiáng)大穿透力,具有近乎全天候的工作能力,同時(shí),抗干擾能力也很強(qiáng)。此類探測裝置并非沒有缺陷,限于毫米波本身的特性,其在大氣中衰減嚴(yán)重,探測距離非常有限。但由于是用于測定前車距離的場合,這種缺點(diǎn)不會造成影響。

  對于毫米波雷達(dá)的大規(guī)模實(shí)用化研究,起步較晚,迄今為止,哪怕在對成本要求非常寬松的軍事領(lǐng)域也不過有四十余年的歷史。但是上世紀(jì)九十年代初,冷戰(zhàn)結(jié)束后,由于軍事領(lǐng)域的訂貨量和需求量的降低,大量持有相關(guān)技術(shù)的公司,開始將其推向民間,得以讓相關(guān)產(chǎn)品成本迅速下降,讓本田這樣的經(jīng)營領(lǐng)域并不涉及軍事工業(yè)的車廠可以使用。

  毫米波雷達(dá)運(yùn)用在導(dǎo)彈導(dǎo)引頭時(shí)(綠色彈體的PAC-3的導(dǎo)引頭為毫米波導(dǎo)引頭),面臨的環(huán)境較為簡單,而如果用于行駛在地面的車輛上,那么,就要面臨紛繁復(fù)雜的環(huán)境了。

  但是,將毫米波雷達(dá)運(yùn)用在IHCC系統(tǒng)當(dāng)中,本田技研的開發(fā)人員們也遇到了極大的困難。比如說,雖說毫米波雷達(dá)抗干擾能力強(qiáng),但是這指的相對于其他類型雷達(dá)的表現(xiàn),而且說的是將毫米波雷達(dá)制成導(dǎo)引頭,裝置在導(dǎo)彈上等等場合。以這種場合來說,導(dǎo)彈飛行在空曠的空中,受到的干擾毫不復(fù)雜,作為導(dǎo)引頭核心部分的毫米波雷達(dá),只要單純的追蹤目標(biāo)就可以了。

 

  而搭載了運(yùn)用毫米波雷達(dá)的IHCC系統(tǒng)的車輛,要行駛在地面上,公路周邊不可避免的有各種各樣的對于毫米波雷達(dá)來講,簡直是復(fù)雜紛亂的環(huán)境。比如說,測試人員們駕駛搭載了新系統(tǒng)的試作車,碰到鐵橋的欄桿或者公路兩旁的金屬欄桿時(shí),系統(tǒng)就出現(xiàn)了簡直像是神經(jīng)錯(cuò)亂一般的反應(yīng)。碰到公路附近各類建筑物造型比較紛亂的情況、隧道中隧道內(nèi)面不夠平整的情況,也都會出現(xiàn)問題。

  在實(shí)際駕駛中,毫米波雷達(dá)所面臨的環(huán)境近乎是不可控的,紛繁復(fù)雜的周邊路況、各類形狀不同的建筑物、欄桿等等都可能對其造成干擾。

  唯一的解決方法就是,針對各類復(fù)雜情況進(jìn)行算法的優(yōu)化,以排除復(fù)雜環(huán)境造成的干擾。為此,測試人員駕駛著試作車,走遍了北至北海道、南至九州的近乎整個(gè)日本,以收集面臨復(fù)雜的道路周邊環(huán)境和各類不同氣候環(huán)境下的數(shù)據(jù),以此種海量的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)來進(jìn)行修正。而為了確保萬無一失,相關(guān)人員甚至還去北美和歐洲等地區(qū)收集了現(xiàn)地的數(shù)據(jù)。

  另外,一般雷達(dá)的工作方式是所謂“機(jī)械掃描”,單位時(shí)間內(nèi)的掃描次數(shù)是有限制的。實(shí)際駕駛中,道路情況是瞬息萬變的,如果掃描的速度過慢,就會錯(cuò)失時(shí)機(jī),讓系統(tǒng)做出錯(cuò)誤的加減速判斷,反而造成了不安全的因素。為了消除這種問題,本田技研的工程師與毫米波雷達(dá)的供應(yīng)商的工程師協(xié)力,將掃描速度提高到了每秒五次,亦即每0.2秒掃描一次,達(dá)到了一般人類的反應(yīng)速度級別,確保了系統(tǒng)不會做出錯(cuò)誤判斷。#p#分頁標(biāo)題#e#

 

除了以上問題以外,開發(fā)人員們要解決的還有一個(gè)問題:如何讓IHCC系統(tǒng)表現(xiàn)出類似熟練的人類駕駛者一般的平滑的加減速反應(yīng)。要做到這一點(diǎn),其中最難的部分之一是如何進(jìn)行平滑和漸進(jìn)的減速。如果是用最簡單的方式去進(jìn)行設(shè)定,讓IHCC系統(tǒng)直接控制油門、剎車踏板,如果車輛正處在抓地力缺失或者高速彎道當(dāng)中,這種突然的動作會導(dǎo)致車輛姿態(tài)的異?;蛘咧苯邮Э?。

  如果處于彎道中,甚至面臨低附著力的特殊路面時(shí),IHCC/ACC系統(tǒng)如果突然控制車輛加減速,則可能造成意外的發(fā)生,本田方面做出的解決方案是配合VSA系統(tǒng)共同作動,防止此類意外的發(fā)生。

  而跟在IHCC系統(tǒng)搭載車之后的車輛的駕駛者,也會因?yàn)榍败嚨耐蝗粍幼鞫惑@嚇,尤其在日本這種平均車速高、平均車距近的地區(qū),很可能會導(dǎo)致后車駕駛者反應(yīng)不及而造成意外的事故。

  對于此項(xiàng)問題,最終選用的解決辦法是結(jié)合VSA(Vehicle Stability Assist,車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng))共同作動。在IHCC探測到前車的減速發(fā)生后,發(fā)出減速的命令,通過VSA(Vehicle Stability Assist,車輛穩(wěn)定性控制)系統(tǒng)的綜合控制,考慮到抓地力等情況,對節(jié)氣門開度進(jìn)行控制,并同時(shí)根據(jù)各個(gè)車輛的抓地力情況進(jìn)行單獨(dú)控制,在保證車輛姿態(tài)的情況下,完成漸進(jìn)的減速,充分模擬熟練駕駛者在此類情況下的反應(yīng)。

  2002年10月,隨著第七代雅閣于日本的上市,基于全新的毫米波雷達(dá)的新型IHCC系統(tǒng)正式商品化。

  如果從1999年基于激光雷達(dá)的最初版本登場計(jì)算,這一系統(tǒng)已經(jīng)有15年的歷史。其間經(jīng)歷了多次改良,并已更名為ACC。但對于本田技研的開發(fā)者們而言,依舊不能說沒有遺憾。

  首先,ACC系統(tǒng)依舊成本較高,因此沒有被運(yùn)用到本田于所有地區(qū)販賣的所有車型之上。本著本田技研的社是“我們站在全球的立場,盡全力以合理的價(jià)格供給讓全球顧客滿意的商品”(私たちは、地球的視野に立ち、世界中の顧客の満足のために、質(zhì)の高い商品を適正な価格で供給することに全力を盡くす),開發(fā)人員希望能夠盡快的降低成本,實(shí)現(xiàn)普遍性配備的目標(biāo)。

  雖然在一般的雨雪天氣之下,IHCC/ACC系統(tǒng)多年前已經(jīng)擁有完全令人滿意的性能,但是,面臨極端惡劣的能見度幾乎為0的氣候時(shí),其表現(xiàn)還不能說是完美無缺,而這,也是未來本田改進(jìn)的方向。

 

  其次,隨著全球各國的老齡化程度加深,老年人口增加,ACC系統(tǒng)以及其他相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng),暫時(shí)所需控制按鈕較多,使用還不夠便利,希望能夠做到更為人性化和自動化的程度,讓對新事物的學(xué)習(xí)速度較慢的老年人,也能夠輕易的使用。并且,雖然今日的基于毫米波雷達(dá)的ACC系統(tǒng),已經(jīng)比起早期的基于激光雷達(dá)的系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)大了太多,但依舊在能見度近乎降低至0的暴雪、暴雨的極端環(huán)境下表現(xiàn)不夠好,希望做到完全徹底的全天候使用,在駕駛者視覺已經(jīng)無法判斷情況之時(shí),也一樣能維持安全舒適的駕駛。

 

 

 

轉(zhuǎn)載請注明出處。

暫無關(guān)鍵詞
免責(zé)聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使 用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)責(zé)任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé),版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益,請及時(shí)向本網(wǎng)提出書面權(quán)利通知,并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細(xì)侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。

網(wǎng)友點(diǎn)評
0相關(guān)評論
精彩導(dǎo)讀