Круиз-контроль - бесценная функция американских автомобилей. Без круиз-контроля длительные поездки были бы более утомительными, по крайней мере, для водителя, а те из нас, кто страдает от синдрома ведущей ноги, вероятно, получили бы намного больше штрафов за превышение скорости.
Круиз-контроль гораздо чаще встречается в американских автомобилях, чем в европейских, потому что дороги в Америке, как правило, больше и прямее, а пункты назначения расположены дальше друг от друга. С постоянно растущим трафиком базовый круиз-контроль становится менее полезным, но вместо того, чтобы устареть, системы круиз-контроля адаптируются к этой новой реальности - скоро автомобили будут оснащены адаптивным круиз-контролем, который позволит вашему автомобилю следовать за автомобилем в перед ним, постоянно регулируя скорость, чтобы поддерживать безопасную дистанцию.
В этой статье мы узнаем, как работает обычная система круиз-контроля, а затем рассмотрим адаптивные системы круиз-контроля, которые находятся в стадии разработки.
Что делает круиз-контроль
Система круиз-контроля на самом деле имеет множество функций, помимо управления скоростью вашего автомобиля. Например, круиз-контроль, изображенный ниже, может ускорять или замедлять автомобиль на 1 милю в час одним нажатием кнопки. Нажмите кнопку пять раз, чтобы двигаться на 5 миль в час быстрее. Есть также несколько важных функций безопасности - круиз-контроль отключится, как только вы нажмете на педаль тормоза, и не включится на скорости менее 40 км/ч.
Система, изображенная ниже, имеет пять кнопок: «Вкл.», «Выкл.», «Установить/ускорить», «Возобновить» и «Выбег». Есть у него и шестой элемент управления - педаль тормоза, а если у вас механическая коробка передач, то педаль сцепления тоже подключается к круиз-контролю.
- Кнопкивкливыкл на самом деле мало что делают. Нажатие кнопки включения ничего не делает, кроме как сообщает машине, что вы, возможно, скоро нажмете другую кнопку. Кнопка выключения выключает круиз-контроль, даже если он включен. Некоторые круиз-контроли не имеют этих кнопок; вместо этого они выключаются, когда водитель нажимает на тормоз, и включаются, когда водитель нажимает кнопку установки.
- Кнопкаset/accel сообщает автомобилю поддерживать текущую скорость, на которой вы едете. Если вы нажмете кнопку установки на скорости 45 миль в час, автомобиль будет поддерживать вашу скорость на уровне 45 миль в час. Удерживание кнопки set/accel заставит автомобиль ускоряться; а на этой машине нажатие на нее один раз заставит машину двигаться на 1 милю в час быстрее.
- Если вы недавно отключили круиз-контроль, нажав на педаль тормоза, нажатие кнопкивозобновить вернет автомобилю команду ускориться до самой последней установленной скорости.
- Удерживание кнопкиcoast заставит машину замедлиться, как если бы вы полностью убрали ногу с педали газа. На этой машине однократное нажатие на кнопку выбега заставит машину замедлиться на 1 милю в час.
- Педальтормозаи педальсцепления имеют переключатель, который отключает круиз-контроль при нажатии на педаль, поэтому вы можно отключить круиз-контроль легким нажатием на тормоз или сцепление.
Круиз-контроль ускорения и торможения
Система круиз-контроля регулирует скорость вашего автомобиля так же, как и вы - регулируяположение дроссельной заслонкиНо круиз-контроль приводит в действие дроссельную заслонку с помощью кабеля, подключенного кпривод, а не нажатием педали. Дроссельная заслонка регулирует мощность и скорость двигателя, ограничивая количество воздуха, всасываемого двигателем (подробнее см. в разделе «Как работают системы впрыска топлива»).
На картинке выше вы можете видеть два кабеля, подключенных кшарниру, который перемещает дроссельную заслонку. Один трос идет от педали акселератора, а другой от привода. Когда круиз-контроль включен, привод перемещает трос, соединенный с шарниром, который регулирует дроссельную заслонку; но он также тянет за собой тросик, соединенный с педалью газа - вот почему ваша педаль двигается вверх и вниз, когда включен круиз-контроль.
Многие автомобили используют приводы, работающие отвакуумного двигателя, чтобы открывать и закрывать дроссельную заслонку. В этих системах используется небольшой клапан с электронным управлением для регулирования вакуума в диафрагме. Это работает аналогично усилителю тормозов, который обеспечивает питание вашей тормозной системы.
Управление круиз-контролем
Мозг системы круиз-контроля - это небольшой компьютер, который обычно находится под капотом или за приборной панелью. Он подключается к регулятору дроссельной заслонки, показанному в предыдущем разделе, а также к нескольким датчикам. На приведенной ниже схеме показаны входы и выходы типичной системы круиз-контроля.
Хорошая система круиз-контроля агрессивно разгоняется до желаемой скорости без перерегулирования, а затем поддерживает эту скорость с небольшим отклонением, независимо от того, сколько веса находится в машине или насколько крутой холм вы подъезжаете. Управление скоростью автомобиля является классическим применениемтеории систем управления Система круиз-контроля контролирует скорость автомобиля, регулируя положение дроссельной заслонки, поэтому ей нужны датчики, сообщающие скорость и скорость. положение дроссельной заслонки. Он также должен следить за органами управления, чтобы определить желаемую скорость и время отключения.
Самым важным входом является сигнал скорости; система круиз-контроля многое делает с этим сигналом. Во-первых, давайте начнем с одной из самых простых систем управления, которые вы могли бы иметь -пропорциональное управление.
В пропорциональной системе круиз-контроль регулирует дроссельную заслонку пропорционально ошибке, ошибка представляет собой разницу между желаемой скоростью и фактической скоростью. Итак, если круиз-контроль установлен на 60 миль в час, а автомобиль едет со скоростью 50 миль в час, положение дроссельной заслонки будет открыто довольно далеко. Когда автомобиль движется со скоростью 55 миль в час, открытие положения дроссельной заслонки будет вдвое меньше, чем раньше. В результате чем ближе автомобиль приближается к желаемой скорости, тем медленнее он разгоняется. Кроме того, если вы находитесь на достаточно крутом склоне, машина может вообще не разгоняться.
Большинство систем круиз-контроля используют схему управления, называемуюпропорционально-интегрально-дифференциальное управление(также известное какПИД-регулирование). Не волнуйтесь, вам не нужно знать никаких математических вычислений, чтобы понять это объяснение - просто помните, что:
- Интеграл скорости равен расстоянию.
- Производная скорости есть ускорение.
ПИД-система управления использует эти три фактора - пропорциональный, интегральный и производный, вычисляя каждый по отдельности и добавляя их для получения положения дроссельной заслонки.
Мы уже обсуждали коэффициент пропорциональности. Коэффициентинтегральныйоснован наинтеграле по времени ошибки скорости автомобиля Перевод: разница между фактически пройденным автомобилем расстоянием и расстоянием, которое он путешествовали, если он двигался с желаемой скоростью, рассчитанной за установленный период времени. Этот фактор помогает автомобилю справляться с холмами, а также помогает ему установить правильную скорость и оставаться на ней. Допустим, ваша машина начинает подниматься в гору и замедляется. Пропорциональное управление немного увеличивает газ, но вы все равно можете замедлиться. Через некоторое время интегральное управление начнет увеличивать дроссельную заслонку, открывая ее все больше и больше, потому что чем дольше автомобиль поддерживает скорость ниже желаемой, тем больше становится ошибка расстояния.
Теперь добавим в последний множительпроизводную Помните, что производная скорости - это ускорение. Этот фактор помогает круиз-контролю быстро реагировать на изменения, например, на холмах. Если автомобиль начинает замедляться, круиз-контроль может увидеть это ускорение (и замедление, и ускорение являются ускорением) до того, как скорость действительно сильно изменится, и отреагировать, увеличив положение дроссельной заслонки.
Адаптивный круиз-контроль
Две компании разрабатывают более совершенный круиз-контроль, который может автоматически регулировать скорость автомобиля, чтобы поддерживать безопасную дистанцию. Эта новая технология, называемаяадаптивный круиз-контроль, использует радар переднего обзора, установленный за решеткой автомобиля, для определения скорости и расстояния до впереди идущего автомобиля.
Адаптивный круиз-контроль похож на обычный круиз-контроль тем, что поддерживает заданную скорость автомобиля. Однако, в отличие от обычного круиз-контроля, эта новая система может автоматически регулировать скорость, чтобы поддерживать надлежащее расстояние между автомобилями на одной полосе движения. Это достигается с помощьюрадарного датчика направления движения,цифрового сигнального процессораипродольного контроллераЕсли ведущее транспортное средство замедляется или обнаруживается другой объект, система посылает сигнал двигателю или тормозной системе для замедления. Затем, когда дорога будет свободна, система снова разгонит автомобиль до заданной скорости.
Радиолокационная система Autocruise с частотой 77 ГГц производства TRW имеет дальность обзора до 492 футов (150 метров) и работает на скорости автомобиля от 18,6 миль в час (30 км/ч) до 111 миль в час (180 км/ч). Система Delphi с частотой 76 ГГц также может обнаруживать объекты на расстоянии до 492 футов и работать на скоростях до 20 миль в час (32 км/ч).
Адаптивный круиз-контроль - это лишь предварительная версия технологии, разрабатываемой обеими компаниями. Эти системы совершенствуются, чтобы включать в себя возможности предупреждения о столкновении, которые будут предупреждать водителей с помощью визуальных и / или звуковых сигналов о неизбежном столкновении и о необходимости торможения или уклонения от управления.
Для получения дополнительной информации о круиз-контроле перейдите по ссылкам ниже.
Часто задаваемые вопросы о круиз-контроле
Как работает круиз-контроль?
Система круиз-контроля регулирует скорость вашего автомобиля так же, как и вы, - регулируя положение дроссельной заслонки. Но круиз-контроль приводит в действие дроссельную заслонку с помощью троса, подключенного к приводу, а не нажатием педали. Дроссельная заслонка регулирует мощность и скорость двигателя, ограничивая количество всасываемого двигателем воздуха.
Как работает адаптивный круиз-контроль?
Как и традиционный круиз-контроль, адаптивный круиз-контроль поддерживает заданную скорость автомобиля. Однако эта новая система может автоматически регулировать скорость, чтобы поддерживать надлежащее расстояние между транспортными средствами на одной полосе. Это достигается с помощью радиолокационного датчика направления движения, цифрового процессора сигналов и продольного контроллера.
Адаптивный круиз-контроль остановит автомобиль?
Некоторые расширенные версии круиз-контроля могут при необходимости остановить ваш автомобиль.
Когда вы используете круиз-контроль?
Круиз-контроль лучше всего использовать в дальних поездках, когда ограничение скорости остается неизменным на большей части расстояния. Это отлично подходит для ситуаций с низким или нулевым трафиком, когда вам не нужно часто менять или регулировать скорость.
Насколько полезен круиз-контроль?
Круиз-контроль снижает утомляемость водителя и повышает комфорт вождения. Это также может помочь водителям не превышать скорость.