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Sicherheit

  

Adaptive Cruise Control ACC

Adaptive Cruise Control ACC 

ist ein Fahrerassistenzsystem

(hier z. B. von Bosch)

  • das vorausfahrende Fahrzeuge erkennt,

  • deren Geschwindigkeiten ermittelt und

  • durch Brems- und Motoreingriffe

einen gewünschten Abstand einhält.

 

ACC

ACC hält den Abstand ein.

 

Der Fahrer kann so besonders bei längeren Fahrten und nachlassender Konzentration entlastet werden.

Inzwischen gibt es viele weitere Hersteller und Fahrzeuge bis in die Kompaktklasse, in der ACC verbaut wird.

ACC
ACC entlastet den Fahrer 

ACC baut auf dem Fahrgeschwindigkeitsregler auf. Der Unterschied: Holt das Auto ein vorausfahrendes Fahrzeug ein, bremst ACC automatisch ab und hält einen vom Fahrer festgelegten Abstand.
Physikalisch beruht die Messung auf dem Dopplereffekt.

Über den Doppler-Effekt (unterschiedliche Wellenlänge zwischen gesendetem und empfangenem Signal) lässt sich die Relativgeschwindigkeit zwischen dem ACC -Fahrzeug und einem Objekt bestimmen. Wenn sich das Objekt auf den Sender zu bewegt , erhöht sich die Frequenz der reflektierten Welle. Wenn sich das Objekt vom Sender wegbewegt, wird die Frequenz der reflektierten Welle niedriger.

Dopplereffekt beim ACC

Sobald sich im Messbereich kein vorausfahrendes Fahrzeug mehr befindet, beschleunigt ACC das Fahrzeug automatisch wieder auf die gewählte Geschwindigkeit.

Um den Winkel zu bestimmen, wird der Messbereich beim ACC1 von drei Radarstrahlen erfasst. Der mittlere Strahl zeigt in Geradeausrichtung. Die beiden anderen Strahlen sind jeweils 2,5° zur Seite gerichtet. Der gesamte horizontale Erfassungsbereich des Radarsensors beträgt ±4°.

Beim ACC2 stehen 4 Radarstrahlen zur Verfügung. Sie haben einen Erfassungsbereich von ±8°. Der ACC-Sensor tastet ständig mit 4 Radarkeulen den Erfassungsbereich in einem Bereich von ca. 2-120 Meter vor dem Fahrzeug ab. Bei ACC 2 ist die Sendefrequenz ebenfalls 76-77 GHz. Der Erfassungsbereich wird seitlich und in Höhe über die Öffnungswinkel vom ACC Sensor begrenzt. Der horizontale Öffnungswinkel liegt bei ±8°. Der vertikale Öffnungswinkel bei ±4°. Jede Radarkeule wird von einer im Radarsensor befindlichen Antenne ausgestrahlt, die auch das reflektierte Radarsignal wieder empfängt.

Radarkeule ACC
Radarkeule ACC 1
Radarkeule ACC
Radarkeule ACC 2


Über die Bedieneinheit wählt der Fahrer die gewünschte Geschwindigkeit und den gewünschten Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen. Die Anzeige im Cockpit informiert den Fahrer über den Betriebszustand und die Einstellungen. Neben der gewünschten Geschwindigkeit wählt der Fahrer die Distanz als Zeitabstand, der zu den vorausfahrenden Fahrzeugen eingehalten wird. Hier stehen drei Werte zur Auswahl: 1 s, 1,5 s,  2 s  und  2,5 s

 

ACC kann bei Geschwindigkeiten zwischen 30 und 180 Kilometern pro Stunde aktiviert werden. Der Autofahrer bedient das System über Tasten am Lenkrad, die gewünschte Geschwindigkeit zeigt es über Leuchtdioden im Tachometer an. Sie kann in Schritten von zehn Kilometern pro Stunde verändert werden.  

ACC Display 

 

ACC Radareinheit
ACC Radareinheit 
Herzstück des ACC-Systems ist die Sensor Control Unit (SCU), auf deutsch: Sensor-Regler-Einheit, die als kompakte Einheit den Radarsensor und das ACC-Steuergerät beherbergt. Sie ist unauffällig in der Fahrzeugfront integriert. 

Die dritte Generation der Radarsensoren von Bosch (Longe Range Radar LRR3) ist nochmals wesentlich leistungsfähiger. Der Erfassungsbereich reicht nun von 0,5 bis 250 Meter, statt bisher von 2 bis 200 Meter.

Der Öffnungswinkel ist mit bis zu 30 Grad doppelt so groß, als bisher.

ACC überwacht den Bereich vor dem Fahrzeug mit einer Sendefrequenz von 77 GHz. Der Sensor sendet hierzu elektromagnetische Impulse  von etwa 10 mW aus. Treffen diese auf ein festes Hindernis werden sie reflektiert und wieder empfangen. Aus den reflektierten Signalen (Detektion) kann ACC (Laufzeitmessung) berechnen, in welcher Richtung, in welcher Entfernung und mit welcher Relativgeschwindigkeit sich vorausfahrende Fahrzeuge bewegen.

 

Der Radarsensor ermittelt Daten aus denen Abstand (d) und Relativgeschwindigkeit (vrel) zu einem vorausfahrenden Auto bestimmt werden. Daraus lässt sich die verbleibende Zeit bis zu einem Unfall ermitteln. Dies wird als TTC (time to collision) bezeichnet. Diese Zeit lässt sich leicht berechnen: 

 

TTC = d / vrel.

 

Beispiel:

Ein Pkw fährt mit 160 km/h auf ein Fahrzeug auf, das nur 90 km/h schnell ist. Der Abstand am Messpunkt beträgt in unserem Beispiel 50 m.

Differenzgeschwindigkeit ist hier also 70 km/h. Zur Berechnung wird m/s verwendet: 19,44 m/s

TTC = d / vrel = 50 m / 19,44 m/s = 2,6 s

Dies bedeutet, das ein Unfall bei konstanter Geschwindigkeit nach nicht mal 3 s erfolgt.

Der Radarsensor (LRR - Long Range Radar) erfasst vorausfahrende Fahrzeuge bis zu mittlerweile einem Abstand von 250 Metern in einem Winkelbereich von +/-15 Grad zur Mittelachse.  Die Sensoren des Elektronischen Stabilitäts-Programms ESP liefern Informationen über die Fahrtrichtung, um die für ACC relevanten Fahrzeuge auswählen zu können. 

Detektiert ACC ein langsameres vorausfahrendes Fahrzeug in der eigenen Fahrspur, passt es die Geschwindigkeit über Eingriffe in das Motormanagement und das Bremssystem so an, dass man im gewünschten Abstand folgt. Auch in Kurven kann ACC erkennen, welches Fahrzeug für die Geschwindigkeitsregelung entscheidend ist.

 Ist die Fahrbahn frei, beschleunigt das Fahrzeug auf die vorgewählte Geschwindigkeit.

 

ACC Funktion
 ACC Funktion
ACC ist als Komfortsystem ausgelegt. Die Stärke der Beschleunigung und die des Bremseingriffs sind bewusst begrenzt. Der Fahrer muss daher trotz der Unterstützung durch ACC in allen Situationen aufmerksam bleiben. Er ist immer für die Fahrzeugführung verantwortlich und sollte seinen Fahrstil den aktuellen Witterungsbedingungen anpassen. Entscheidungen über Lenkmanöver oder starke Bremsungen muss er weiterhin selbst treffen. Der Fahrerwunsch hat immer Vorrang vor der automatischen Steuerung. Das Betätigen des Fahrpedals beschleunigt das Fahrzeug wie gewohnt. Nimmt man den Fuß vom Gas, regelt ACC wieder die Fahrgeschwindigkeit ein. Mit einem kurzen Antippen des Bremspedals oder über das ACC-Bedienelement lässt sich das System einfach abschalten.

ACC Ablauf 

Ablauf

Mittlerweile kann das ACC-System, mit zusätzlichen Sensoren  versehen (z.B. SRR - Short Range Radar bis 14 m), den Fahrer auch im Stop-and-go-Verkehr unterstützen.

Aktiviert beispielsweise der Fahrer eines Porsche Panamera mit dem ACC der 3. Generation die ACC-Funktion, hält dieser die eingestellte Geschwindigkeit oder den gewählten Sicherheitsabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug bis zu 210 km/h und bremst über das ebenfalls von Bosch gelieferte ESP® komfortabel bis zum Stillstand. Rollt der Verkehr an, genügt eine kurze Bestätigung des Fahrers, und das Fahrzeug folgt wieder selbstständig.


 

Das SRR überwacht dann beispielsweise den toten Winkel.

AUDI ACC
AUDI ACC 
Und kommt dann noch die Videosensorik mit entsprechender Auswertung hinzu, können auch den Gefahren beim Spurwechsel und bei plötzlich einscherenden Fahrzeugen begegnet werden.

Es ist davon auszugehen, dass in diesem Bereich in den kommenden Jahren noch viele innovative Änderungen kommen werden.

Für vorausschauende Notbremssysteme ist die Radarsensorik ebenfalls hervorragend geeignet.
Als preisgünstige Alternative könnte ein ACC mit dem optischen Lidar-Messverfahren zum Einsatz kommen. Es arbeitet im Ultraviolett (UV) oder Infrarot (IR) Bereich. Nachteil: Es benötigt Sichtkontakt, ist also nicht unbedingt für schlechtes Wetter geeignet.
  • Weitere Hersteller: ContiTeves, Hella, VDO, Lucas, MAN,
  • Von VW auch Automatische Distanzregelung (ADR) und von Mercedes Distronic genannt
  • Übrigens: ACC-Pionier war 1998 die Mercedes S-Klasse.

Quelle: u.a. Bosch



Autor: Johannes Wiesinger

bearbeitet: 28.02.2015

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