最近几天，奔驰自动巡航状态，连续狂奔1小时这件事，被各种解读。截止到3月18日，今天事件最新版本：“奔驰CL车主开启巡航定速，车辆被锁死在km/h，无法加速，无法减速，无法刹车，交警为其开生命通道，车主安然过收费站，狂奔一小时后，车主最终依靠开门解安全带等手段降下了车速，并刹车成功。车主继续低速行驶至成都，车辆至今在使用”。作为一个技术控，忍不住跨个界，顺便蹭个老热点，整理了一些资料，在此分享。需要说明，整理的是相关知识点，并没有故障分析，一起看看“巡航”是个什么样的技术。

1自动驾驶等级划分

一篇来自于欧洲AdaptIVe联盟的一篇论文《SystemClassification》对自动驾驶分级做出了一些解释。AdaptIVe全称“AutomatedDrivingApplicationsandTechnologiesforIntelligentVehicles”，中文名叫“关于智能汽车的自动驾驶软件和技术”。

文章认为区分自动驾驶等级的几个关键功能包括：加减速和转向、监控驾驶环境、对动态驾驶环境的反馈、系统驾驶模式。而自动驾驶可以由此分为0~5六个等级。等级划分的理解，有几个版本，这里暂且引用个人感觉比较合理的。

第0级：之所以说是第0级，那肯定是没有任何辅助功能的啦。上述几个关键功能全都是人工操作，没有汽车自身系统的任何介入。

第1级：驾驶辅助。系统对于加减速和转向有着部分介入，可能会基于司机的驾驶习惯结合当前驾驶状况做部分干预（比如刹车辅助）。目前自适应续航已经比较普遍了，在大众、丰田、奥迪、沃尔沃等等不少车上均有搭载。这种就属于L1级别的自动驾驶（驾驶支援）。

第2级：部分自动化。在驾驶辅助的基础上，系统可以学习司机的驾驶习惯，加上对于当前驾驶状况的判断，自主控制加减速以及转向。

第3级：有条件的自动驾驶。在部分自动化的基础上，系统可以对周边道路环境进行监控，对获得的数据进行分析，来计算目前应该设置的油门或刹车力度以及方向。但是司机可以随时停止自动驾驶系统，随时接手汽车。人需要对所有的系统请求进行应答。比如突然下雨了，检测到地面湿滑是否需要减速；比如检测到前方车辆行驶过慢是否需要超车。

第4级：高度的自动驾驶。在第3级的基础上，除了对汽车行驶状况的判断外，系统对于突发事件也能够很好的处理，就算司机还没反应过来去做及时的干预，自动驾驶系统也能够及时作出反应，以确保车辆和车上人员的安全。

第5级：全自动驾驶。在各种环境下都可以自主驾驶，驾驶风格还能由司机来进行自定义，是激进还是柔和的驾驶。

L4、L5都被称为全自动驾驶，但适用的道路环境范围不同，L4只可以在部分有条件的道路上执行全自动驾驶，而L5则是适合人类的环境路况它都能自动驾驶。

其实，全自动驾驶这个叫法，存在一个理解上的分歧：究竟能否完全取代人类？解决这个问题的关键，在于对于激烈驾驶的处理。

2巡航有哪几种？

定速巡航，保持固定速度行驶，无法智能识别前方障碍、弯道，不能自动减速。定速巡航系统（rmiserontrolsystem）是当前普及率较高的驾驶辅助系统，该系统根据行驶阻力变化而调整发动机输出力矩将车辆速度维持在设定值。在高速公路长时间行驶时，可以降低驾驶劳动强度，提高行驶安全性，同时可以减小不必要的车速变化和发动机转矩波动，提高燃油经济性。

自适应巡航控制系统AdaptiveCruiseControl(ACC)，ACC自适应巡航：能够自动感应前方车辆车距，根据车距调整车速，但不能识别弯道，无法自动转弯。巡航功能，属于最初级的自动驾驶L1范畴。

随着电子技术的更新，定速巡航的定速功能已经不能满足人们对驾驶安全性的要求，因为在速度经常变化的情况下，定速巡航是一个非常鸡肋的功能，反而会使人手忙脚乱，还不如人动来的方便。为了解决这个问题，才有了ACC技术。

3技术上是如何实现自动巡航

3.1定速巡航

巡航控制系统的核心为车速闭环控制算法，目前国内外已经进行了大量研究，如滑模控制方法、Ｈ２/Ｈ控制器，但由于PID控制算法具有结构简单，便于调试等优点，在产品化车辆中得到广泛应用。电子巡航控制系统主要由取消巡航开关、巡航操作开关、控制器以及巡航执行器等组成。一般的定速巡航控制系统的组成如下图所示。

定速巡航控制系统的各部分的结构介绍如下:

1)巡航操作开关

驾驶员可以通过操作开关进行巡航车速的设定、巡航系统的开启与关闭。巡航操控开关通常分为控制开关和主开关。

2)取消巡航系统开关

(1)制动开关，驾驶员踩下制动踏板，这个开关就会接通，将汽车制动的信号传给巡航控制ECU，巡航就会自动取消。

(2)离合器开关，在手动变速器的车上，驾驶员踩下离合踏板，巡航控制ECU就会受到离合器开关接通发出的信号，巡航会自动取消。

(3)空挡起步开关，自动变速器的手柄置于P档或N档时，这个开关就会自动接通，把信号传给巡航控制的ECU，巡航会自动取消。

(4)驻车制动开关，当拉起驻车制动器时，这开关就会接通，将信号传给巡航控制ECU时，巡航就会自动取消。

3)巡航控制传感器

汽车在巡航的过程中，巡航控制ECU通过车速传感器和节气门传感器获得车速和节气门位置信号，进行车速稳定控制。

(1)节气门位置传感器。它是用于将节气门的开度信号传给ECU，巡航系统一般是与发动机电子控制系统、自动变速器电子控制系统共同使用节气门位置传感器所发出的信号。

(2)车速传感器。车速传感器一般安装在变速器的输出轴上，这是因为车速与变速器的转速成一种线性关系。车速传感器一般有光电式、磁感应式和霍尔效应式等。

定速巡航控制系统的工作原理

控制器有两个不同的输入信号，其中一个是驾驶员设定的车速信号，另外一个是汽车实际行驶的车速反馈信号，如下图所示。当测出的实际的车速高于或者低于驾驶员所设定的车速时，ECU就会自动把这两种信号进行比较，得出两种信号之差，就是误差信号，再将误差信号经过放大处理后就成为了节气门控制信号，将这一信号传送给节气门的执行器，驱动节气门执行工作，从而调节节气门的开度大小，改变实际车速，从而得到驾驶员所设定的车速度，并将其速度保持恒定。

巡航控制系统是根据目标车速维持汽车匀速行驶。ECU设置了输出控制线，输出控制线斜率应尽量使汽车车速变化范围较小，而且该斜率还是变化的。当汽车的车速下降时，ECU就会将节气门的开放角度增大，使发动机的功率变大，转矩增大从而使车速达到设定的车速，反之亦然，如下图所示。

在巡航中，如果在平坦的路面上，车速为V0时，按下设定开关进入巡航。系统控制节气门开度维持在状态1；状态1下，一旦遇上上坡路，行驶的阻力就会增加，如果不进行节气门的调节，车速度就会下降到Vc，但是如果我们在巡航中，巡航控制系统就会调节节气门的开度，使节气门的开度从状态1变化到状态2，使车速稳定在V0，重新取得动力平衡。当遇到下坡时，行驶的阻力变小，巡航控制系统调节节气门的开度由状态1变化到状态3，使汽车的车速保持在VB点取得动力平衡。所以，能汽车的行驶阻力发生变化时，车速的变化范围是很小的，使车速度保持恒速行驶。当汽车速度低于40km/h或者高于km/h时，定速巡航控制系统不工作。

3.2自适应巡航技术实现

ACC主要由车距传感器（一般安置在车头位置）、车速传感器及ACC控制单元组成，如下图所示，ACC工作原理如下下图所示。其中，车距传感器主要负责测量车辆行驶中，与前车的距离，当其探测到与前车距离小于既定的安全距离时（每个品牌安全距离的设定不同），会反馈给ACC控制单元，这时根据车速传感器对安全车速进行判定，制动系统和发动机控制系统参与到车辆的减速过程。相反，当前方车辆远离既定的安全距离时，ACC控制单元则自动将车速加速至巡航之前设定速度，使车辆始终保持与前车的行驶距离。目前，市场上的部分ACC系统是有起动底线速度的，比如大众CC轿车；而更高端一些的车型，比如奥迪A6L、A8L、奔驰等系列的新车，直至制动停车，都不用驾驶员介入操作，如果前车起步，只需轻点油门就可以再次恢复定距巡航状态。

ACC之所以能够对车距进行有效控制，离不开毫米波雷达传感器的作用。雷达不断发出电磁波，碰到前方车辆后返回至雷达，通过雷达内部处理，计算出当前的距离。雷达一般可以探测车前方40°内m范围内的路况。ACC系统控制技术较多，目前最常见的有PID方法、最优控制理论、滑模理论以及模糊理论等。其中，对于雷达测速的计算原理，各个雷达生产商会有所不同。

4一般定速巡航退出条件

正常情况下定速巡航退出发生的条件是：巡航开关信号，制动踏板信号，油门踏板信号，驻车制动信号，空档信号，离合器开关信号中任意一种信号被巡航控制系统检测到，定速巡航功能退出。

参考文献

1赵飞翔，基于模型的重型商用车定速巡航控制研究；

2包凡彪，汽车定速巡航控制系统总体结构设计；

3牟云峰，匹配ESC系统气制动轻卡定速巡航退出问题整改；

4商用汽车、36Kr等相关文章。

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