Как работает система круиз-контроля.

Круиз-контроль представляет собой систему автоматического поддержания заданной скорости без участия водителя. Она поможет сделать долгий путь будет менее утомительным, для водителя по крайней мере, да и боль в колене, так часто приследующая нас при длительных поездках тоже отступит.

Круиз-контроль гораздо более распространен на американских автомобилях, в отличие от европейских, поскольку расстояния в Америке гораздо больше, да и дороги гораздо шире. Из-за того, что трафик постоянно растет, основные функции круиз-контроля становятся менее полезным, но вместо устаревших систем первого поколения, на смену приходят системы адаптационного круиз-контроля, которые позволят вашей машине следовать за автомобилем в переди, и постоянно регулировать скорость для поддержания безопасной дистанции. В этой статье мы расскажем, как работает обычный круиз-контроль, а так же немного осветим адаптивный.

Что делает система круиз-контроля.

На самом деле, она имеет множество функций помимо контроля за скоростью автомобиля. Например, система показанная на картинке ниже, может ускорять или замедлять автомобиль на 1 км/ч одним нажатием кнопки. Нажмите кнопку пять раз, и поедете на 5 км/ч быстрее. Есть также несколько важных функций безопасности - круиз-контроль отключится, как только вы нажмете на педаль тормоза, и он не будет включатся на скорости 40 км/ч.

Система изображенная ниже, имеет пять кнопок: On, Off, Set/Accel, Resume и Coast. Она также имеет и шестую "кнопку" - педаль тормоза, и если ваш автомобиль имеет ручную коробку передач, педаль также подключена к круиз-контролю.

Панель управления круиз-контролем

Кнопки On/Off, как не сложно догадаться, включают/выключают систему. При нажатии на кнопку On ничего не происходит, просто автомобиль будет готов к тому, что вы нажемете другие кнопки в ближайшее время. Кнопка Off выключает систему, даже если та работает в данный момент. Некоторые круиз-контроли вообще не имеют этих кнопок. Они выключаются, когда водитель нажимает на тормоз, и включаются при нажатии Set.

При нажатии Set/Accel, автомобиль начинает поддерживать скорость, с которой вы движетесь в данный момент. Повторное нажатие начнет ускорение, на этом автомобиле, каждое нажатие кнопки будет ускорять машину на 1 км/ч.Если вы нажали тормоз, то в течении небольшого промежутка времени с этого момента, нажатие кнопки Resume вернет машину к тй скорости, с которой вы начали оттормаживаться.Нажатие Coast вызовет замедление автомобиля, точно так же, как если вы сняли вашу ногу с педали газа. На этой машине, нажав на кнопку один раз, вы замедлите ее на 1 км/ч. Педаль тормоза и педаль сцепления имеют переключатель, отключающий круиз-контроль. Так что вы можете выключить систему просто слегка нажав на тормоз или сцепление.

Ускорения и замедления с помощью системы круиз-контроля.

Система контролирует скорость вашего автомобиля так же, как и вы - с помощью регулировки дросселя. Но круиз-контроль контролирует дроссельный клапан с помощью пневмопривода, а не нажатием на педаль. Дроссельный клапан регулирует мощность и скорость двигателя, ограничивая количество воздуха, поступающего в двигатель.

На рисунке можно увидеть два тросика подключенных к шарниру перемещающему дроссельную заслонку. Один тросик идет к педали газа, и один к пневмоприводу. Если круиз-контроль включен, пневмопривод перемещает кабель подключенный к стержню, который регулирует дроссель; но также он тянет тросик, подключенный к педали газа - поэтому ваша педаль перемещается вверх и вниз, когда круиз-контроль работает.

Многие автомобили используют пневмоприводы, в которых вакуум нагнетается двигателем. Эти системы используют небольшой, электронно контролируемый клапан для регулирования вакуума в диафрагме. Практически так же, как и усилитель тормозов, который обеспечивает мощность вашей тормозной системы.

Управление круиз-контролем.

Мозг круиз-контроля представляет собой небольшой компьютер, который находится как правило, под капотом или за приборной панелью. Он подключается к дроссельному контролю, как мы уже узнали в предыдущем разделе, и к нескольким датчикам. На рисунке ниже показаны входы и выходы типичной системы круиз-контроля.

Хорошая система круиз-контроля быстро ускоряет машину до желаемой скорости, без ее превышения, а затем поддерживает с небольшим отклонением, независимо от того насколько загружен автомобиль, или насколько крутой склон встретился вам на пути. Контроль скорости осуществляется классическим примененим теории системы управления. В круиз-контроле система контроля скорости автомобиля регулирует позицию дросселя, поэтому она нуждается в датчиках, которые сообщают ему скорость машины и положение дроссельной заслонки. Она также должена отслеживать нажатие кнопок и педалей управления, чтобы получать данные о том, каакя требуемая скорость и когда отключаться. Наиболее важным фактором является скорость сигнала, ведь круиз-контролю надо успеть сделать с этим сигналом многое. Давайте начнем с одной из самых основных систем контроля - пропорциональный контроль.

При пропорциональной системе контроля, круиз-контроль регулирует дроссель пропорционально ошибке, ошибке в разнице между желаемой скоростью и фактической скоростью. Таким образом, если круиз-контроль установлен на уровне 60 км/ч, а автомобиль двигается со скоростью 50 км/ч, дроссель будет открыт довольно широко. Когда автомобиль достигнет 55 км/ч, дроссельная заслонка будет открыта гораздо меньше, чем раньше. Результатом является то, что чем ближе автомобиль к требуемой скорости, тем медленнее он разгоняется. Кроме того, если вы были на достаточно крутом холме, автомобиль может вообще не разгоняться.

Большинство систем круиз-контроль используют системы управления, называющиеся пропорционально-интегрально-производными (Proportional-Integral-Derivative - PID). Не волнуйтесь, вам не нужно знать высшую математику, чтобы понять объяснение - просто помните, что:

Интеграл от скорости - расстояние.

Производная от скорости - ускорение.

А PID система контроля использует эти три коэффицента - пропорциональный, интегральный и производный, расчитывает каждый по отдельности и складывает их, чтобы получить положение дроссельной заслонки.

Мы уже обсудили пропорциональный коэффицент. Интегральный коэффициент основан на временном интеграле от ошибки скорости транспортного средства. Перевод: разница между расстоянием, которое ваш автомобиль действительно прошел, и расстоянием, которое он мог бы пройти, если бы движение происходило с требуемой скоростью, рассчитанная за определенный период времени. Этот коэффицент отвечает за ускорение автомобиля в гору, а также помогает ему достичь необходимой скорости, и остаться на ней. Допустим, ваш автомобиль начинает подниматься на холм, и замедляется. Пропорциональная система приоткрывает дроссельную заслонку немного больше, но вы все еще может замедляться. Через некоторое время, интегральный контроль начнет открывать дроссельную заслонку, все больше и больше, потому что чем дольше машина двиигается медленне требуемой скорости, тем большую ошибку расстояния получает система.

Теперь давайте добавим заключительный коэффицент, производный. Помните, что производная от скорости - это ускорение. Этот коэффицент помогает круиз-контролю быстро реагировать на изменения дорожной обстановки, как например холмы. Если автомобиль начинает замедляться, круиз контроль видит это ускорение (замедление это отрицательное ускорение, ну а ускорение - это положительное ускорение, уж простите за тавтологию), и до того, как скорость может сильно измениться, реагирует открытием дроссельной заслонки.

Адаптивный круиз-контроль.

Это система, которая может автоматически настроить скорость автомобиля для поддержания безопасного расстояния до переди идущего транспортного средства. В ней используется радар, установленный за радиаторной решеткой, который постоянно посылая вперед сигнал, определяет по скорости его возвращения расстояние до автомобиля впереди, замедляется тот, или ускоряется.

Адаптивный круиз-контроль похож на обычный круиз-контроль тем, что он держит автомобиль на заранее установленной скорости. Однако, в отличие от обычного, эта система может автоматически настроить скорость в целях поддержания надлежащего расстояния между транспортными средствами в той же полосе движения. Это достигается с помощью радиолокационного датчика, цифрового сигнального процессора и продольных контроллеров. Если впереди идущий автомобиль замедляется, или, если другой объект обнаружен, то система посылает сигнал на двигатель и тормозную систему для замедления. Затем, когда дорога чиста, система будет повторно ускорять автомобиль до заданной скорости.

Радиолокационная система Autocruise, работающая на частоте 77-ГГц, производства компании TRW, имеет дальность действия до 150 метров, и работает на скорости движения транспортного средства, от 30 км/ч до 180 км/ч. Система Delphi, работающая на 76-ГГц, также может обнаруживать объекты на расстояниях до 150 метров, и работает на скорости от 32 км/ч.

На данный момент, адаптивный круиз-контроль это перспективная система, введенная во многих странах в Европе, и в настоящее время активно развивающаяся. Она так же расширяет возможности предупреждения столкновений, сигнализируя водителю посредством визуального и / или аудио-сигналов, что столкновение неизбежно, и торможение или уклонение необходимо. Так же система отлично работает в паре с системой экстренного торможения (Brake assist), но о ней в следующей статье.