سیستم های کروز کنترل چگونه کار می کنند

کروز کنترل یک ویژگی ارزشمند در خودروهای آمریکایی است. بدون کروز کنترل، سفرهای جاده ای طولانی، حداقل برای راننده، خسته کننده تر خواهد بود، و کسانی از ما که از سندروم پای سرب رنج می برند، احتمالاً بلیط های سرعت بیشتری دریافت می کنند.

کروز کنترل در اتومبیل‌های آمریکایی بسیار رایج‌تر از اتومبیل‌های اروپایی است، زیرا جاده‌های آمریکا به طور کلی بزرگ‌تر و مستقیم‌تر هستند و مقصدها از هم دورتر هستند. با افزایش مداوم ترافیک ، کروز کنترل اولیه کمتر مفید می شود، اما به جای منسوخ شدن، سیستم های کروز کنترل در حال انطباق با این واقعیت جدید هستند -- به زودی، خودروها به کروز کنترل تطبیقی ​​مجهز خواهند شد که به خودروی شما امکان می دهد خودرو را دنبال کند. در مقابل آن در حالی که به طور مداوم سرعت را برای حفظ فاصله ایمن تنظیم می کنید.

در این مقاله، نحوه عملکرد یک سیستم کروز کنترل معمولی را می آموزیم و سپس به سیستم های کروز کنترل تطبیقی ​​که در حال توسعه هستند نگاهی خواهیم انداخت.

آنچه کروز کنترل انجام می دهد

سیستم کروز کنترل در واقع عملکردهای زیادی غیر از کنترل سرعت ماشین شما دارد. به عنوان مثال، کروز کنترل می تواند با زدن یک دکمه به خودرو شتاب یا سرعت 1 مایل در ساعت ببخشد. دکمه را پنج بار فشار دهید تا 5 مایل در ساعت سریعتر حرکت کنید. چندین ویژگی ایمنی مهم نیز وجود دارد - کروز کنترل به محض زدن پدال ترمز از کار می افتد و در سرعت های کمتر از 25 مایل در ساعت (40 کیلومتر در ساعت) درگیر نمی شود.

سیستم تصویر زیر دارای پنج دکمه است: روشن، خاموش، تنظیم/تسریع، از سرگیری و ساحل. همچنین دارای یک کنترل ششم - پدال ترمز، و اگر ماشین شما دارای گیربکس دستی است، پدال کلاچ نیز به کروز کنترل متصل است.

دکمه های روشن و خاموش در واقع کار زیادی انجام نمی دهند. با زدن دکمه روشن کاری انجام نمی دهد جز اینکه به ماشین بگوید ممکن است به زودی دکمه دیگری را بزنید. دکمه خاموش کروز کنترل را حتی اگر درگیر باشد خاموش می کند. برخی از کروز کنترل ها این دکمه ها را ندارند. در عوض، هنگامی که راننده ترمز می‌زند خاموش می‌شوند و زمانی که راننده دکمه تنظیم را می‌زند روشن می‌شوند.

دکمه تنظیم/شتاب به ماشین می‌گوید سرعتی را که در حال رانندگی هستید حفظ کند. اگر دکمه تنظیم را در سرعت 45 مایل در ساعت فشار دهید، خودرو سرعت شما را در 45 مایل در ساعت حفظ می کند. با نگه داشتن دکمه تنظیم/شتاب، خودرو شتاب می گیرد. و در این ماشین، یک بار ضربه زدن به آن باعث می شود ماشین 1 مایل در ساعت سریعتر حرکت کند.

اگر اخیراً با زدن پدال ترمز کروز کنترل را جدا کرده اید، با زدن دکمه رزومه به خودرو دستور می دهد تا به آخرین تنظیم سرعت برگردد.

نگه داشتن دکمه ساحل باعث کاهش سرعت خودرو می شود، درست مثل اینکه پای خود را کاملا از روی گاز بردارید. در این خودرو یک بار زدن دکمه ساحل باعث کاهش سرعت خودرو به میزان 1 مایل در ساعت می شود.

پدال ترمز و پدال کلاچ هر کدام دارای یک سوئیچ هستند که به محض فشردن پدال، کروز کنترل را جدا می کند، بنابراین می توانید با یک ضربه ملایم روی ترمز یا کلاچ، کروز کنترل را خاموش کنید.

کروز کنترل شتاب و کاهش سرعت

سیستم کروز کنترل سرعت ماشین شما را به همان روشی که شما انجام می دهید کنترل می کند -- با تنظیم موقعیت دریچه گاز . اما کروز کنترل به جای فشار دادن پدال، سوپاپ دریچه گاز را با کابلی که به یک محرک متصل است، فعال می کند. سوپاپ گاز قدرت و سرعت موتور را با محدود کردن مقدار هوای ورودی موتور کنترل می کند ( برای جزئیات بیشتر به نحوه عملکرد سیستم های تزریق سوخت مراجعه کنید).

 دو کابل متصل به یک پیوت که دریچه گاز را حرکت می دهد را مشاهده می کنید. یک کابل از پدال گاز و یکی از محرک می آید. هنگامی که کروز کنترل درگیر است، محرک کابل متصل به محور را حرکت می دهد، که دریچه گاز را تنظیم می کند. اما کابلی را که به پدال گاز متصل است نیز می کشد - به همین دلیل است که وقتی کروز کنترل درگیر است، پدال شما بالا و پایین می رود.

بسیاری از خودروها برای باز و بسته کردن دریچه گاز از اکچویتورهایی استفاده می کنند که با خلاء موتور کار می کنند. این سیستم ها از یک دریچه کوچک با کنترل الکترونیکی برای تنظیم خلاء در دیافراگم استفاده می کنند. این به روشی مشابه تقویت کننده ترمز عمل می کند که قدرت سیستم ترمز شما را تامین می کند.

کنترل کروز کنترل

مغز یک سیستم کروز کنترل یک کامپیوتر کوچک است که معمولاً در زیر کاپوت یا پشت داشبورد قرار دارد. به کنترل دریچه گاز که در قسمت قبل مشاهده شد و همچنین چندین سنسور متصل می شود. نمودار زیر ورودی ها و خروجی های یک سیستم کروز کنترل معمولی را نشان می دهد.

یک سیستم کروز کنترل خوب، بدون توجه به وزن زیاد خودرو یا شیب تپه ای که به سمت بالا می روید، به سرعت به سرعت مورد نظر بدون بیش از حد مجاز شتاب می دهد، و سپس با انحراف کمی، آن سرعت را حفظ می کند. کنترل سرعت خودرو یک کاربرد کلاسیک تئوری سیستم کنترل است . سیستم کروز کنترل سرعت خودرو را با تنظیم موقعیت دریچه گاز کنترل می کند، بنابراین به سنسورهایی نیاز دارد که سرعت و موقعیت دریچه گاز را به آن اطلاع دهند. همچنین باید کنترل ها را زیر نظر داشته باشد تا بتواند بگوید سرعت مورد نظر چقدر است و چه زمانی باید آن را جدا کند.

مهمترین ورودی سیگنال سرعت است. سیستم کروز کنترل کارهای زیادی با این سیگنال انجام می دهد. ابتدا، اجازه دهید با یکی از اساسی‌ترین سیستم‌های کنترلی که می‌توانید داشته باشید شروع می‌کنیم - یک کنترل متناسب .

در یک سیستم کنترل تناسبی، کروز کنترل دریچه گاز را متناسب با خطا تنظیم می کند، خطا در تفاوت بین سرعت مورد نظر و سرعت واقعی است. بنابراین، اگر کروز کنترل روی 60 مایل در ساعت تنظیم شده باشد و خودرو در سرعت 50 مایل در ساعت حرکت کند، موقعیت دریچه گاز تا حد زیادی باز خواهد بود. هنگامی که خودرو با سرعت 55 مایل در ساعت حرکت می کند، باز شدن دریچه گاز تنها نصف مقدار قبلی خواهد بود. نتیجه این است که هر چه خودرو به سرعت مورد نظر نزدیکتر شود، شتاب آن کندتر می شود. همچنین، اگر روی یک تپه به اندازه کافی شیب دار بودید، ممکن است ماشین اصلاً شتاب نگیرد.

اکثر سیستم‌های کروز کنترل از یک طرح کنترلی به نام کنترل مشتق انتگرالی (معروف به کنترل PID ) استفاده می‌کنند. نگران نباشید، برای انجام این توضیح نیازی به دانستن محاسبات ندارید - فقط به یاد داشته باشید که:

انتگرال سرعت مسافت است.

مشتق سرعت، شتاب است.

یک سیستم کنترل PID از این سه عامل استفاده می کند - متناسب، انتگرال و مشتق، محاسبه هر یک به صورت جداگانه و اضافه کردن آنها برای بدست آوردن موقعیت دریچه گاز.

 

ما قبلاً در مورد عامل متناسب بحث کرده ایم. عامل انتگرال بر اساس انتگرال زمانی خطای سرعت خودرو است . ترجمه: تفاوت بین مسافتی که خودروی شما واقعاً طی کرده و مسافتی که اگر با سرعت مورد نظر می‌رفت، طی یک دوره زمانی مشخص، طی می‌کرد. این عامل به ماشین کمک می‌کند تا با تپه‌ها مقابله کند و همچنین به آن کمک می‌کند تا در سرعت صحیح قرار بگیرد و در آنجا بماند. فرض کنید ماشین شما شروع به بالا رفتن از یک تپه می کند و سرعتش کاهش می یابد. کنترل تناسبی دریچه گاز را کمی افزایش می دهد، اما همچنان ممکن است سرعت شما را کاهش دهید. پس از مدتی، کنترل انتگرال شروع به افزایش دریچه گاز می کند و آن را بیشتر و بیشتر باز می کند، زیرا هر چه سرعت ماشین طولانی تر از سرعت مورد نظر کمتر باشد، خطای فاصله بزرگتر می شود.

حال بیایید فاکتور نهایی یعنی مشتق را اضافه کنیم . به یاد داشته باشید که مشتق سرعت، شتاب است. این عامل به کروز کنترل کمک می کند تا به تغییراتی مانند تپه ها واکنش سریع نشان دهد. اگر ماشین شروع به کاهش سرعت کند، کروز کنترل می تواند این شتاب را ببیند (کاهش سرعت و افزایش سرعت هر دو شتاب هستند) قبل از اینکه سرعت واقعاً تغییر کند و با افزایش موقعیت دریچه گاز پاسخ دهد.

• شرایط ویژه خرید اقساطی خودرو

کروز کنترل تطبیقی

دو شرکت در حال توسعه یک کروز کنترل پیشرفته‌تر هستند که می‌تواند به طور خودکار سرعت خودرو را تنظیم کند تا فاصله ایمن را دنبال کند. این فناوری جدید که کروز کنترل تطبیقی ​​نام دارد، از رادار آینده نگر که در پشت کوره یک وسیله نقلیه نصب شده است، برای تشخیص سرعت و فاصله وسیله نقلیه جلویی استفاده می کند.

کروز کنترل تطبیقی ​​شبیه کروز کنترل معمولی است زیرا سرعت از پیش تنظیم شده خودرو را حفظ می کند. با این حال، بر خلاف کروز کنترل معمولی، این سیستم جدید می تواند به طور خودکار سرعت را به منظور حفظ فاصله مناسب بین خودروها در همان خط تنظیم کند. این امر از طریق یک حسگر پیشروی رادار ، پردازنده سیگنال دیجیتال و کنترل کننده طولی به دست می آید . اگر خودروی اصلی سرعت خود را کاهش دهد، یا اگر جسم دیگری شناسایی شود، سیستم سیگنالی را برای کاهش سرعت به موتور یا سیستم ترمز ارسال می کند. سپس، هنگامی که جاده آزاد شد، سیستم مجدداً خودرو را به سرعت تعیین شده باز می‌گرداند.

سیستم راداری اتوکروز 77 گیگاهرتزی ساخته شده توسط TRW دارای برد آینده نگر تا 492 فوت (150 متر) است و در سرعت های وسیله نقلیه از 18.6 مایل در ساعت (30 کیلومتر در ساعت) تا 111 مایل در ساعت (180 کیلومتر در ساعت) عمل می کند. سیستم 76 گیگاهرتزی دلفی همچنین می تواند اجسام را در فاصله 492 فوتی تشخیص دهد و با سرعت کمتر از 20 مایل در ساعت (32 کیلومتر در ساعت) کار می کند.

کروز کنترل تطبیقی ​​فقط پیش نمایشی از فناوری در حال توسعه توسط هر دو شرکت است. این سیستم‌ها به گونه‌ای بهبود می‌یابند که قابلیت‌های هشدار برخورد را شامل می‌شوند که از طریق سیگنال‌های بصری و/یا صوتی به رانندگان هشدار می‌دهد که برخورد قریب‌الوقوع است و به ترمز یا فرمان فراری نیاز است.

سوالات متداول کروز کنترل

کروز کنترل چگونه کار می کند؟

سیستم کروز کنترل سرعت ماشین شما را به همان روشی که شما انجام می دهید - با تنظیم موقعیت دریچه گاز کنترل می کند. اما کروز کنترل به جای فشار دادن پدال، سوپاپ دریچه گاز را با یک کابل متصل به یک محرک فعال می کند. سوپاپ دریچه گاز با محدود کردن میزان هوای ورودی موتور، قدرت و سرعت موتور را کنترل می کند.

کروز کنترل تطبیقی ​​چگونه کار می کند؟

مانند کروز کنترل سنتی، کروز کنترل تطبیقی ​​سرعت از پیش تعیین شده خودرو را حفظ می کند. با این حال، این سیستم جدید می تواند به طور خودکار سرعت را به منظور حفظ فاصله مناسب بین وسایل نقلیه در همان خط تنظیم کند. این از طریق یک سنسور پیشروی رادار، پردازنده سیگنال دیجیتال و کنترل کننده طولی به دست می آید.

آیا کروز کنترل تطبیقی ​​خودرو را متوقف می کند؟

برخی از نسخه های پیشرفته کروز کنترل می توانند در صورت نیاز وسیله نقلیه شما را متوقف کنند.

چه زمانی از کروز کنترل استفاده می کنید؟

کروز کنترل بهتر است در رانندگی های طولانی استفاده شود که در آن محدودیت سرعت در بسیاری از مسافت ها ثابت باقی می ماند. برای موقعیت‌های کم یا بدون ترافیک که نیازی به تغییر یا تنظیم سرعت اغلب ندارید، عالی است.

کروز کنترل چقدر مفید است؟

کروز کنترل می تواند خستگی راننده را کاهش دهد و راحتی در هنگام رانندگی را بهبود بخشد. همچنین می تواند به رانندگان کمک کند تا در محدوده سرعت مجاز باقی بمانند.