Het brein van een cruisecontrolesysteem is een kleine computer die zich meestal onder de motorkap of achter het dashboard bevindt. Hij staat in verbinding met de in de vorige paragraaf beschreven gasklepregeling en met diverse sensoren. Onderstaand schema toont de in- en uitgangen van een typisch cruise control systeem.
Een goed cruise control systeem accelereert agressief naar de gewenste snelheid zonder door te schieten, en handhaaft die snelheid vervolgens met weinig afwijking, ongeacht hoeveel gewicht er in de auto zit, of hoe steil de heuvel is die u oprijdt. Het regelen van de snelheid van een auto is een klassieke toepassing van de theorie van regelsystemen. De cruise control regelt de snelheid van de auto door de stand van de gashendel aan te passen, dus heeft het sensoren nodig om de snelheid en de stand van de gashendel te bepalen. Het heeft dus sensoren nodig die de snelheid en de stand van de gashendel aangeven. Ook moet het de bediening in de gaten houden, zodat het weet wat de gewenste snelheid is en wanneer het moet uitschakelen.
Advertentie
De belangrijkste input is het snelheidssignaal; het cruise control systeem doet veel met dit signaal. Laten we eerst beginnen met een van de meest elementaire regelsystemen die je kunt hebben — een proportionele regeling.
In een proportioneel regelsysteem past de cruise control de gashendel proportioneel aan aan de fout, waarbij de fout het verschil is tussen de gewenste snelheid en de werkelijke snelheid. Dus, als de cruise control is ingesteld op 60 mph en de auto gaat 50 mph, zal de gasklep positie vrij ver open staan. Wanneer de auto 55 mph rijdt, zal de opening van de gasklep nog maar de helft zijn van wat hij daarvoor was. Het resultaat is dat hoe dichter de auto bij de gewenste snelheid komt, hoe langzamer hij accelereert. Als u zich op een steile helling bevindt, kan het ook gebeuren dat de auto helemaal niet optrekt.
De meeste cruise control systemen maken gebruik van een regeling die proportioneel-integraal-afgeleide regeling (ook wel PID regeling genoemd) wordt genoemd. Maak je geen zorgen, je hoeft geen calculus te kennen om door deze uitleg te komen — onthoud alleen dat:
- De integraal van snelheid is afstand.
- De afgeleide van snelheid is versnelling.
Een PID regelsysteem gebruikt deze drie factoren — proportioneel, integraal en afgeleide, berekent elk afzonderlijk en telt ze op om de gasklep positie te krijgen.
We hebben de proportionele factor al besproken. De integrale factor is gebaseerd op de tijdsintegraal van de snelheidsfout van het voertuig. Vertaling: het verschil tussen de afstand die uw auto daadwerkelijk heeft afgelegd en de afstand die hij zou hebben afgelegd als hij de gewenste snelheid had, berekend over een bepaalde periode van tijd. Deze factor helpt de auto om te gaan met heuvels, en helpt ook om de juiste snelheid te bereiken en te behouden. Stel dat uw auto een heuvel oprijdt en langzamer gaat rijden. De proportionele besturing geeft iets meer gas, maar u vertraagt nog steeds. Na een tijdje zal de integrale regeling de gashendel steeds meer openen, want hoe langer de auto een snelheid aanhoudt die lager is dan de gewenste snelheid, hoe groter de afstandsfout wordt.
Laten we nu de laatste factor toevoegen, de afgeleide. Onthoud dat de afgeleide van snelheid de versnelling is. Deze factor helpt de cruise control snel te reageren op veranderingen, zoals heuvels. Als de auto langzamer gaat rijden, ziet de cruisecontrol deze versnelling (afremmen en versnellen zijn beide versnellingen) voordat de snelheid daadwerkelijk veel kan veranderen, en reageert hij door de gasstand te verhogen.
Afgeleide