Hjernen i et fartpilotsystem er en lille computer, der normalt befinder sig under motorhjelmen eller bag instrumentbrættet. Den er forbundet til gashåndtaget, som blev set i det foregående afsnit, samt til flere sensorer. Nedenstående diagram viser ind- og udgange i et typisk fartpilotsystem.
Et godt fartpilotsystem accelererer aggressivt til den ønskede hastighed uden at overskride den, og holder derefter denne hastighed med lille afvigelse, uanset hvor meget vægt der er i bilen, eller hvor stejlt bakken er, man kører op ad. Styring af en bils hastighed er en klassisk anvendelse af teorien om styresystemer. Fartpiloten styrer bilens hastighed ved at justere gasspjældet, så den har brug for sensorer, der fortæller den om hastighed og gasspjældets position. Det har også brug for at overvåge kontrollerne, så det kan fortælle, hvad den ønskede hastighed er, og hvornår det skal koble fra.
Rådgivning
Det vigtigste input er hastighedssignalet; fartpiloten gør en masse med dette signal. Lad os først starte med et af de mest grundlæggende styresystemer, du kan have – en proportionalstyring.
I et proportionalstyresystem justerer fartpiloten gashåndtaget proportionalt med fejlen, idet fejlen er forskellen mellem den ønskede hastighed og den faktiske hastighed. Så hvis fartpiloten er indstillet til 60 mph, og bilen kører 50 mph, vil gashåndtaget være åbnet ret langt. Når bilen kører 55 mph, vil gashåndtaget kun være halvt så åbent som før. Resultatet er, at jo tættere bilen kommer på den ønskede hastighed, jo langsommere accelererer den. Hvis du befinder dig på en tilstrækkelig stejl bakke, kan det også være, at bilen slet ikke accelererer.
De fleste fartpilotsystemer anvender et styresystem, der kaldes proportional-integral-derivativ styring (også kaldet PID-styring). Bare rolig, du behøver ikke at kunne regne regning for at klare dig igennem denne forklaring – du skal blot huske, at:
- Integralet af hastigheden er afstand.
- Den afledte af hastigheden er acceleration.
Et PID-regelsystem bruger disse tre faktorer – proportional, integral og afledt – og beregner hver enkelt faktor individuelt og lægger dem sammen for at få gashåndtagets position.
Vi har allerede diskuteret proportionalfaktoren. Den integrale faktor er baseret på tidsintegralet af køretøjets hastighedsfejl. Oversættelse: forskellen mellem den afstand, som bilen faktisk har tilbagelagt, og den afstand, som den ville have tilbagelagt, hvis den kørte med den ønskede hastighed, beregnet over en bestemt tidsperiode. Denne faktor hjælper bilen med at håndtere bakker og hjælper den også med at finde ind på den korrekte hastighed og forblive der. Lad os sige, at din bil begynder at køre op ad en bakke og sænker farten. Den proportionale styring øger gashåndtaget en smule, men det er muligt, at du stadig sænker farten. Efter et lille stykke tid vil den integrale styring begynde at øge gashåndtaget og åbne det mere og mere, for jo længere tid bilen holder en hastighed, der er lavere end den ønskede hastighed, jo større bliver afstandsfejlen.
Nu skal vi tilføje den sidste faktor, den afledte faktor. Husk, at den afledte af hastigheden er acceleration. Denne faktor hjælper fartpiloten med at reagere hurtigt på ændringer, f.eks. bakker. Hvis bilen begynder at sætte farten ned, kan fartpiloten se denne acceleration (at sætte farten ned og at sætte farten op er begge acceleration), før hastigheden faktisk kan ændre sig meget, og reagere ved at øge gasspjældet.
Afvigelse