3. AEB与ACC核心概念
在商用车主动安全系统中,AEB(Automatic Emergency Braking,自动紧急制动)与ACC(Adaptive Cruise Control,自适应巡航控制)是两条最核心的功能主线。前者解决“来不及”的碰撞风险,后者解决“跟得稳”的纵向舒适与效率。理解它们,必须抓住四个关键词:时间量(TTC、THW)、空间量(安全距离)、执行量(分级制动与驱动控制)以及决策逻辑(何时预警、何时减速、何时全力制动)。
一、AEB与ACC的功能定位差异
AEB属于安全兜底型功能,其触发条件是“碰撞风险不可接受”,目标是避免碰撞或降低碰撞速度;ACC属于舒适辅助型功能,其触发条件是“前方有车且本车处于巡航状态”,目标是保持设定车速或稳定跟车距离。两者共享感知与执行链路,但决策优先级不同:AEB拥有最高纵向控制优先级,可覆盖ACC的驱动请求。
- AEB典型场景:前车急刹、静止车辆、行人横穿、弯道前方拥堵。
- ACC典型场景:高速巡航、车队跟驰、拥堵低速跟车(Stop&Go)。
- 共享执行器:EBS/ESC制动系统、发动机或电机扭矩控制、缓速器、变速箱。
二、TTC与THW:两个时间尺度
TTC(Time to Collision,碰撞时间)表示“若保持当前相对速度不变,还有多少秒发生碰撞”,计算式为:
TTC = d / (v_ego - v_lead) (v_ego > v_lead 时有效)
其中:d 为车距,v_ego 为本车速度,v_lead 为前车速度
TTC是AEB的核心触发量,通常以1.5~2.5秒为预警阈值,0.6~1.0秒为部分制动阈值,0.3~0.6秒为全力制动阈值。THW(Time Headway,车头时距)表示“本车以当前速度行驶完当前车距所需时间”,计算式为:
THW = d / v_ego
典型ACC设定:1.0s(近)、1.5s(中)、2.0s(远)
THW是ACC的核心跟车量,它把“距离”转化为“时间”,使不同车速下的跟车策略具有一致性。商用车因质量大、制动距离长,THW通常比乘用车更大,常见默认值为1.5~2.2秒。
三、安全距离模型:从运动学公式到工程标定
安全距离模型是AEB与ACC共同的决策基础。最常用的运动学安全距离可表示为:
d_safe = v_ego * t_delay + (v_ego² - v_lead²) / (2 * a_brake) + d_margin
其中:t_delay 为系统响应延迟,a_brake 为可用减速度,d_margin 为停车余量
工程上还会引入分级安全距离:预警距离、部分制动距离、全力制动距离。下表给出某重型牵引车在干燥沥青路面上的典型标定参考:
| 车速(km/h) | THW设定(s) | 预警TTC(s) | 部分制动TTC(s) | 全力制动TTC(s) |
|---|---|---|---|---|
| 40 | 1.8 | 2.2 | 1.0 | 0.5 |
| 60 | 1.8 | 2.0 | 0.9 | 0.45 |
| 80 | 2.0 | 1.8 | 0.8 | 0.4 |
| 100 | 2.2 | 1.6 | 0.7 | 0.35 |
四、分级制动与驱动控制:执行层的协调
AEB与ACC的决策最终要落到执行器上。商用车纵向控制通常分为驱动控制与制动控制两条通路,并由整车控制器(VCU)或ADAS域控制器统一仲裁。
- 驱动控制:通过发动机扭矩请求、电机扭矩请求、变速箱挡位请求实现加速与匀速。
- 制动控制:通过EBS/ESC发送减速度请求,优先使用缓速器、发动机制动,再叠加行车制动。
- 分级制动:通常分为0级(无制动)、1级(预警/点刹)、2级(部分制动,约3~5 m/s²)、3级(全力制动,可达6~8 m/s²)。
ACC的驱动控制采用速度环+距离环双环结构:距离环根据THW误差计算期望加速度,速度环将其转化为扭矩请求。AEB则直接输出减速度请求,跳过舒适性滤波,以最快速度建立制动压力。
五、典型场景与误区复盘
场景:一辆满载49吨牵引车以80 km/h巡航,ACC设定THW=2.0 s,前方车辆突然减速至40 km/h。系统首先通过距离环计算期望减速度,若TTC降至1.8 s仍不足,AEB介入并逐级提升制动等级。若驾驶员同时踩下制动踏板,AEB应让位于驾驶员,但保留碰撞预警。
综上,AEB与ACC的核心概念可以归纳为一条主线:感知输出d与v_rel → 计算TTC与THW → 安全距离模型判断 → 仲裁层分配驱动或制动 → 执行层分级响应。掌握这条主线,才能在后续的系统设计、标定与测试中做出正确取舍。