Круиз-контроль - Cruise control

Для использования в других целях см. Круиз-контроль (значения).
Значок круиз-контроля, обычно представленный на приборных панелях
Круиз-контроль установлен на 2000 Джип Гранд Чероки руль
Круиз-контроль на Citroën Xsara.

Круиз-контроль (иногда известный как контроль скорости или автокруиз, или же темпомат в некоторых странах) - это система, которая автоматически контролирует скорость из автомобиль. Система представляет собой сервомеханизм что берет на себя дроссель автомобиля, чтобы поддерживать постоянную скорость, заданную водителем.

История

Регулирование скорости использовалось в автомобилях еще в 1900 г. Уилсон-Пилчер а также в 1910-е гг. Бесподобный. Peerless рекламировали, что их система будет «поддерживать скорость как на подъеме, так и на спуске». Технология была принята Джеймс Ватт и Мэтью Бултон в 1788 г. для контроля Паровые двигатели, но использование губернаторов восходит, по крайней мере, к 17 веку. На двигателе регулятор регулирует положение дроссельной заслонки, когда скорость двигателя меняет различные нагрузки, чтобы поддерживать почти постоянную скорость.

Современный круиз-контроль (также известный как спидостат или темпомат) был изобретен в 1948 году изобретателем и инженером-механиком. Ральф Титор.[1] Его идея якобы возникла из-за разочарования от поездки в машине, за рулем которой находился его адвокат, который во время разговора то ускорялся, то замедлялся. Более важным фактором при разработке этого устройства было ограничение скорости в 35 миль в час (56 км / ч), введенное в США во время Второй мировой войны, чтобы сэкономить на использовании бензина и уменьшить износ шин.[2] Механизм, управляемый водителем, обеспечивал сопротивление дальнейшему давлению на педаль акселератора, когда автомобиль достиг желаемой скорости.[2] Идея Teetor о переключателе скорости на приборной панели с механизмом, соединенным с приводным валом, и устройством, способным нажимать на педаль газа, была запатентована в 1950 году.[2] Он добавил возможность блокировки скорости, которая будет поддерживать скорость автомобиля, пока водители не нажмут на педаль тормоза или не выключат систему.[2]

Первым автомобилем с системой "Speedostat" Teetor был 1958 г. Имперский (так называемый «Автопилот») с помощью быстрого набора на приборной панели.[3] Эта система рассчитывала путевую скорость на основе карданный вал вращения от вращающегося троса спидометра, и использовал двунаправленный винтовой привод электрический двигатель для изменения положения дроссельной заслонки по мере необходимости. Подразделение Cadillac переименовало «Speedostat» и продало устройство как «Cruise Control».[2]

Блок круиз-контроля в тросике спидометра и вакуумном клапане
Сервопривод дроссельной заслонки круиз-контроля

Патент США 1955 года на «Регулятор постоянной скорости» был подан в 1950 году м-сержантом Фрэнком Дж. Райли.[4] Он установил свое изобретение, которое он задумал, путешествуя по Пенсильванской магистрали, на своем автомобиле в 1948 году.[5] Другой изобретатель по имени Гарольд Экслайн, работая независимо от Райли, также изобрел тип круиз-контроля, который он сначала установил на своей машине и на машинах, принадлежащих его друзьям. Компания Exline подала патент США на «Вакуумное управление дроссельной заслонкой с электрически управляемым воздушным клапаном» в 1951 году, и этот патент был предоставлен в 1956 году.[6] Несмотря на эти патенты, Райли, Exline и последующие патентообладатели не смогли получить гонорары ни за одно из изобретений с использованием круиз-контроля.

В 1965 г. American Motors Corporation (AMC) представила недорогой автоматический регулятор скорости для своих крупногабаритных автомобилей с автоматической коробкой передач.[7] Блок AMC «Cruise-Command» включался с помощью кнопки, как только была достигнута желаемая скорость, а затем положение дроссельной заслонки регулировалось вакуумным регулятором непосредственно с троса спидометра, а не с помощью отдельной шкалы на приборной панели.[7][8]

Дэниел Аарон Виснер изобрел «Автомобильный электронный круиз-контроль» в 1968 году в качестве инженера для RCA Подразделение промышленных систем и автоматизации в г. Плимут, штат Мичиган. Его изобретение описано в двух патентах, поданных в том же году (US 3570622 и US 3511329), причем во втором модифицируется его первоначальная конструкция, дебютируя цифровая память, был первым электронным устройством для управления автомобилем. Прошло два десятилетия, прежде чем Интегральная схема для его дизайна был разработан Motorola как автомобильный процессор управления скоростью MC14460[9] в CMOS. Преимущество электронного управления скоростью перед его механическим предшественником состояло в том, что его можно было интегрировать с электронным устройством предотвращения аварий и системы управления двигателем.

После Нефтяной кризис 1973 года и рост цен на топливо, устройство стало более популярным в США.[10] «Круиз-контроль может сэкономить топливо, избегая скачков, которые выбрасывают топливо» при движении с постоянной скоростью.[10] В 1974 году AMC, GM и Chrysler оценили опцион от 60 до 70 долларов, а Ford - 103 доллара.[10]

Операция

Водитель должен вручную набрать скорость и с помощью кнопки установить круиз-контроль на текущую скорость.

Круиз-контроль получает сигнал скорости от вращающегося карданный вал, спидометр кабель датчик скорости колеса от двигателя Об / мин или от внутренних импульсов скорости, создаваемых транспортным средством электронным способом. Большинство систем не позволяют использовать круиз-контроль ниже определенной скорости - обычно около 25 миль в час (40 км / ч). Автомобиль будет поддерживать желаемую скорость, потянув за дроссель кабель с соленоид, а вакуум -приводной сервомеханизм или с помощью электронных систем, встроенных в автомобиль (полностью электронных), если он использует систему «по проводам».

Все системы круиз-контроля должны иметь возможность отключаться как явным образом, так и автоматически, когда водитель нажимает на тормоз, а часто и на сцепление. Круиз-контроль часто включает в себя функцию памяти для восстановления заданной скорости после торможения и функцию выбега для уменьшения заданной скорости без торможения. Когда круиз-контроль включен, дроссельная заслонка все еще может использоваться для ускорения автомобиля, но как только педаль отпущена, автомобиль замедляется, пока не достигнет ранее установленной скорости.

На последних автомобилях, оснащенных электронное управление дроссельной заслонкой круиз-контроль можно легко интегрировать в система управления двигателем. Современные «адаптивные» системы (см. Ниже) включают возможность автоматического снижения скорости при уменьшении расстояния до идущего впереди автомобиля или ограничения скорости. Это преимущество для тех, кто едет по незнакомым местам.

Системы круиз-контроля некоторых автомобилей включают функцию «ограничителя скорости», которая не позволяет автомобилю разгоняться сверх установленного максимума; Обычно это можно обойти, полностью нажав педаль акселератора. (Большинство систем предотвращают ускорение транспортного средства сверх выбранной скорости, но не задействуют тормоза в случае превышения скорости на спуске.)

На автомобилях с механическая коробка передач круиз-контроль менее гибкий, поскольку нажатие педали сцепления и переключение передач обычно отключает круиз-контроль. Функция «возобновления» должна использоваться каждый раз после выбора новой передачи и отпускания сцепления. Поэтому круиз-контроль наиболее эффективен при автомагистраль / скорости шоссе, когда высшая передача используется практически все время.

Преимущества и недостатки [11]

Некоторые преимущества круиз-контроля:

  • Это полезно для длительных поездок (снижает утомляемость водителя, повышает комфорт за счет более безопасной смены положения) по шоссе и малонаселенный дороги.[12]
  • Некоторые водители используют его, чтобы не нарушать скоростной режим. Водитель, который в противном случае склонен неосознанно увеличивать скорость во время движения по шоссе, может избежать превышения скорости.
  • Повышенная топливная эффективность

Однако при неправильном использовании круиз-контроль может привести к аварии из-за нескольких факторов, таких как:

  • превышение скорости на поворотах, требующих замедления
  • пересеченная или рыхлая местность, которая может негативно повлиять на работу круиз-контроля
  • дождливая или влажная погода может потерять сцепление с дорогой
  • Призывает водителей меньше внимания уделять вождению, повышая риск аварии

Адаптивный круиз-контроль

Адаптивный круиз-контроль (АКК)
Рулевой переключатель Nissan Note электронная власть
Основная статья: Адаптивный круиз-контроль

Некоторые современные автомобили имеют системы адаптивного круиз-контроля (ACC), что является общим термином, означающим улучшенный круиз-контроль. Этими улучшениями могут быть автоматическое торможение или управление динамическим набором скорости.

Тип автоматического торможения: при автоматическом торможении используется либо один, либо комбинация датчиков (радар, лидар и камера), чтобы позволить автомобилю идти в ногу с автомобилем, за которым он следует, медленно приближаться к движущемуся впереди автомобилю и снова ускоряться на заданную скорость, когда позволяет движение. Некоторые системы также имеют предупреждение о лобовом столкновении системы, которые предупреждают водителя, если впереди идущий автомобиль - учитывая скорость обоих транспортных средств - приближается слишком близко (в пределах заданного интервала или тормозного пути).

Тип динамической настройки скорости: для динамической настройки скорости используется GPS положение Ограничение скорости знаки, из базы данных. Некоторые из них могут быть изменены драйвером.

Тип без торможения: скорость можно регулировать, чтобы успокаивающее движение.[нужна цитата ]

Динамический радарный круиз-контроль: использует камеру и миллиметровая волна радар поддерживать заданное расстояние от транспортных средств перед автомобилем; система будет автоматически замедляться или ускоряться в зависимости от движущихся впереди транспортных средств.[13]

Автомобили с адаптивным круиз-контролем считаются 1-й уровень автономный автомобиль, как определено SAE International.[14]

Рекомендации

  1. ^ Устройство контроля скорости для противодействия работе акселератора. Ральф Р. Титор. Патент США 2519859 A
  2. ^ а б c d е Sears, Дэвид (8 марта 2018 г.). «Незрячий провидец, изобретший круиз-контроль». Смитсоновский институт. Получено 22 сентября 2019.
  3. ^ "1958 Chrysler Auto Pilot (брошюра)". oldcarbrochures.com. п. 1. Получено 9 марта 2015.
  4. ^ Регулятор постоянной скорости. Фрэнк Дж. Райли. Патент США US2714880
  5. ^ The Keesler News. 4 нояб.1948 г.
  6. ^ Дроссельная заслонка с вакуумным приводом и воздушным клапаном с электрическим управлением. Гарольд Экслайн. Патент США 2742123
  7. ^ а б "Американские моторы 1966 года". Автомобильная жизнь. 12: 46. 1965. Получено 9 марта 2015.
  8. ^ Ницца, Карим (15 января 2001 г.). «Как работают системы круиз-контроля». Как это работает. Получено 9 марта 2015.
  9. ^ "Маломощный автомобильный процессор управления скоростью CMOS LSI MC14460 техническая спецификация" (PDF). Motorola. Получено 18 июн 2017.
  10. ^ а б c "круиз + контроль + может + экономить + газ + путем + предотвращения + скачков +, которые + вытесняют + топливо", + говорит + представитель + AC +. + AMC, + GM + и + Chrysler + в настоящее время + спрашивают от + 60 $ до + 70 $ + для + устройств + в то время как + Ford + поставляется + как + опция + 103 + долларов "Большое увеличение емкости". Авто Мир Уорда. 10: 95. 1974. Получено 9 марта 2015.
  11. ^ «Объяснили: различные виды круиз-контроля и принципы их работы». www.shropshirestar.com. Получено 2020-09-20.
  12. ^ "Адаптивный круиз-контроль". Audi A8 Betriebsanleitung [Audi A8 Руководство пользователя]. 292.561.4E0.00 (на немецком языке). Audi AG. Сентябрь 2008. с. 107.
  13. ^ [1]
  14. ^ «Путь к автономии: самоуправляемый автомобиль с объяснением уровней от 0 до 5 - особенность - Автомобиль и водитель». Получено 28 апреля 2018.

Смотрите также

ПИД-регулятор - Принципиальная концепция управления, используемая в автомобильном круиз-контроле

внешняя ссылка