Hjärnan i en farthållare är en liten dator som normalt finns under huven eller bakom instrumentbrädan. Den är ansluten till gasreglaget som vi såg i föregående avsnitt samt till flera sensorer. Diagrammet nedan visar in- och utgångarna i ett typiskt farthållarsystem.
En bra farthållare accelererar aggressivt till önskad hastighet utan att överskrida den, och håller sedan den hastigheten med liten avvikelse oavsett hur mycket vikt som finns i bilen, eller hur brant backen du kör uppför. Att kontrollera en bils hastighet är en klassisk tillämpning av teorin om kontrollsystem. Kryssningsregleringen kontrollerar bilens hastighet genom att justera gaspedalpositionen, så den behöver sensorer som talar om hastigheten och gaspedalpositionen. Den behöver också övervaka kontrollerna så att den kan avgöra vilken den önskade hastigheten är och när den ska koppla ur.
Reklam
Den viktigaste insignalen är hastighetssignalen; farthållarsystemet gör mycket med denna signal. Låt oss först börja med ett av de mest grundläggande styrsystemen du kan ha – en proportionell styrning.
I ett proportionellt styrsystem justerar farthållaren gasen proportionellt mot felet, där felet är skillnaden mellan den önskade hastigheten och den faktiska hastigheten. Så om farthållaren är inställd på 60 mph och bilen kör 50 mph kommer gaspedalen att vara öppen ganska långt. När bilen kör i 55 mph kommer gaspådragets öppning att vara hälften så stor som tidigare. Resultatet är att ju närmare bilen kommer den önskade hastigheten, desto långsammare accelererar den. Om du befinner dig i en tillräckligt brant backe kanske bilen inte accelererar alls.
De flesta farthållare använder ett kontrollsystem som kallas proportionell-integral-derivativ kontroll (även kallat PID-kontroll). Oroa dig inte, du behöver inte kunna någon kalkyl för att klara av den här förklaringen – kom bara ihåg att:
- Hastighetens integral är avståndet.
- Hastighetens derivat är accelerationen.
Ett PID-reglersystem använder dessa tre faktorer – proportionell, integral och derivativ – och beräknar var och en för sig och adderar dem för att få fram spjälläget.
Vi har redan diskuterat den proportionella faktorn. Integralfaktorn är baserad på tidsintegralen av fordonets hastighetsfel. Översättning: Skillnaden mellan den sträcka som bilen faktiskt har färdats och den sträcka som den skulle ha färdats om den hade kört med önskad hastighet, beräknad över en bestämd tidsperiod. Den här faktorn hjälper bilen att hantera backar och hjälper den också att komma in i rätt hastighet och stanna där. Låt oss säga att din bil börjar köra uppför en backe och saktar ner. Den proportionella kontrollen ökar gaspedalen lite, men du kanske fortfarande saktar ner. Efter en liten stund kommer den integrala kontrollen att börja öka gasen och öppna den mer och mer, för ju längre bilen håller en hastighet som är långsammare än den önskade hastigheten, desto större blir avståndsfelet.
Nu lägger vi till den sista faktorn, den derivativa. Kom ihåg att derivatan av hastigheten är acceleration. Den här faktorn hjälper farthållaren att reagera snabbt på förändringar, till exempel backar. Om bilen börjar sakta ner kan farthållaren se denna acceleration (att sakta ner och att öka hastigheten är båda acceleration) innan hastigheten faktiskt kan förändras mycket, och reagera genom att öka gaspedalpositionen.
Advertering
.