クルーズコントロールの頭脳は小型コンピュータで、通常はボンネットの下かダッシュボードの裏側にある。 それは前節で見たスロットル制御、およびいくつかのセンサーに接続する。 下図は典型的なクルーズコントロールシステムの入力と出力を示しています。
優れたクルーズコントロールシステムは、オーバーシュートすることなく目的の速度まで積極的に加速し、車にどれだけの重量があっても、あるいはどんなに急な坂を運転しても、その速度をほとんど狂わさずに維持することができるのです。 車の速度制御は、制御系の理論の典型的な応用例である。 クルーズコントロールは、スロットル開度を調整することで車速を制御するシステムなので、車速とスロットル開度を知るためのセンサーが必要です。 7169>
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最も重要な入力は速度信号で、クルーズコントロールシステムはこの信号で多くのことを行っています。 まず、最も基本的な制御システムの1つである比例制御から始めましょう。
比例制御システムでは、クルーズコントロールは誤差に比例してスロットルを調整し、誤差は希望速度と実際の速度との差になります。 つまり、クルーズコントロールが時速60マイルに設定されていて、車が時速50マイルで走っている場合、スロットルポジションはかなり大きく開くことになります。 時速55マイルで走行しているときは、スロットルポジションの開度はそれまでの半分程度になります。 その結果、車は目的の速度に近づくほど、ゆっくりと加速することになります。 また、急な坂道では、まったく加速しないこともあります。
ほとんどのクルーズコントロールシステムは、比例・積分・微分制御（通称PID制御）と呼ばれる制御方式を使用しています。
- 速度の積分は距離です。
- 速度の微分は加速度です。
PID制御システムはこれら3つの要素–比例、積分、微分を使い、それぞれを個別に計算し、それを加算してスロットル位置を求めます。 積分係数は車速誤差の時間積分に基づいています。 訳注：車が実際に走った距離と、希望する速度で走った場合の距離の差を、一定時間ごとに計算したものです。 この係数は、車が坂道に対応し、正しい速度に落ち着き、その状態を維持するのに役立ちます。 例えば、車が坂道を上り始めて減速したとします。 比例制御はスロットルを少し増やしますが、それでもスピードが落ちるかもしれません。 少しすると、積分制御がスロットルをどんどん開けていき、車が希望速度より遅い速度を長く維持すればするほど、距離誤差が大きくなるからです。
さて、最後の要素、微分を加えてみましょう。 速度の微分は加速度であることを思い出してください。 この微分は、坂道などの変化にクルーズコントロールがすばやく対応できるようにするためのものです。 車が減速し始めると、クルーズコントロールは速度が実際に大きく変化する前にこの加速を確認し（減速と加速はどちらも加速）、スロットル位置を上げることで対応することができます。