Система круиз-контроля

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.

 

 

 

Система круиз-контроля – неотъемлемая черта современных автомобилей. Без нее долгие поездки были бы более утомительны для водителя, а те из нас, кто страдает «хронической неконтролируемой жаждой скорости» разорились бы, оплачивая штрафы за превышение.

 

 

 

 

 

Как пассивный, так и активный (адаптивный) круиз-контроль более привычен американским машинам, нежели европейским, так как дороги за океаном более прямые и широкие, а пункты назначения обычно находятся на значительном удалении друг от друга. При постоянно растущем потоке машин на дорогах пассивный круиз-контроль становится менее полезным, но вместо того, чтобы отжив свое уйти в прошлое, система приспосабливается к новой реальности – машины, оборудованные активным круиз-контролем, могут пристраиваться к впереди идущей машине и, постоянно регулируя скорость, держать безопасную дистанцию.

 

Мы познакомимся с обычным пассивным круиз-контролем и посмотрим, какие перспективы перед автомобилистами открывает использование систем активного круиз-контроля.

Что делает пассивный круиз-контроль?

 

 

 

На самом деле у круиз-контроля больше функций, нежели просто следить за скоростью вашей машины. Например, круиз-контроль, изображенный на снимках, может ускорять и замедлять скорость авто на 1 км/ч по нажатию кнопки. Хотите ехать ровно на 5 км/ч быстрее – нажмите пять раз на кнопку. Кроме того, имеется несколько важных элементов безопасности – круиз-контроль отключается, как только вы нажимаете педаль тормоза, а также не активируется на скоростях ниже 40 км/ч, чтобы не было соблазна пользоваться им в городских условиях.

 

Система на фото, как и большинство, имеет пять кнопок - On, Off, Set/Accel, Resume и Coast. Шестой элемент управления – это педаль тормоза, а если в вашей машине механическая КПП, то педаль сцепления также привязывается к системе круиз-контроля.

 

Без кнопок «On» и «Off» на самом деле можно было бы и обойтись. Они включают и выключают систему, но часто вообще не используются – круиз-контроль выключается, когда водитель использует педаль тормоза, а включается нажатием кнопки «Set». ·       

Кнопка “Set/accel» говорит машине сохранять скорость, с которой та едет в момент нажатия. Нажмите эту кнопку на скосрости 90 км/ч и вы будете ехать со скоростью 90 км/чидальше. Нажавиудерживаякнопкуможноподнятьлимитскорости. В этой машине, используемой в качестве примера, одно нажатие ускоряет автомобиль на 1 км/ч. 

Если вы недавно отключили круиз-контроль воспользовавшись педалью тормоза, нажатие кнопки «Resume» скомандует машине вернуться к последней настройке скорости.

Удержание кнопки «Сoast»  заставит машину снизить скорость, как если бы вы убрали ногу с педали акселератора. Однократноенажатиекнопкиснижаетскоростьна 1 км/ч.

Педали тормоза и сцепления  оснащаются переключателем, который  деактивирует круиз-контроль, как только нажата педаль. Поэтому, чтобы отключить  систему вам достаточно легко  нажать педаль сцепления.

 

Система пассивного круиз-контроля управляет скоростью автомобиля также, как и вы сами – регулируя положение дросселя. Но круиз-контроль приводит в действие клапан дросселя с помощью кабеля, соединенного с системой пневмопривода, а не через нажатие педали. Клапан дросселя регулирует мощность и скорость двигателя, управляя объемом воздуха, поступающим в него. 

 

 

 

На фото вы можете видеть два тросса, соединенные со штифтом, который перемещает клапан дросселя. Один кабель идет от педали акселератора, а другой от системы привода круиз-контроля. Когда задействован круиз-контроль, система привода двигает кабель, соединенный со штифтом, который регулирует дроссель, но также и кабель, соединенный с педалью газа – вот почему педаль двигается вверх-вниз, когда работает круиз-контроль.

 

На многих машинах используются системы пневмоприводы, в которых вакуум нагнетается двигателем. Такие системы которые используют небольшой, электронно управляемый клапан, регулирующий вакуум в диафрагме. Это работает сходно с системой тормозных усилителей, которая снабжает дополнительной мощностью тормозную систему.

 

Мозг круиз-контроля - маленький компьютер, который обычно находится под капотом или за приборной доской. Он соединяет дроссель и несколько датчиков. Пассивный круиз-контроль следит за скоростью автомобиля, регулируя положение заслонки дросселя, поэтому системе необходимы датчики, отслеживающие скорость и текущее состояние дросселя. Работа круиз-контроля основывается на том, что система следит за сигналами элементов управления, получая информацию о заданной скорости и сигналы о необходимости отключиться.