Круиз-контроль
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( май 2008 г. ) |
Круиз-контроль (также известный как контроль скорости , круиз-контроль , автокруиз или темпомат ) — это система, которая автоматически скорость автомобиля контролирует . Система представляет собой сервомеханизм автомобиля , который берет на себя управление дроссельной заслонкой для поддержания постоянной скорости, заданной водителем.
История [ править ]
Контроль скорости существовал в ранних автомобилях, таких как Wilson-Pilcher, в начале 1900-х годов. У них был рычаг на рулевой колонке, с помощью которого можно было устанавливать скорость, поддерживаемую двигателем. [1] В 1908 году в Peerless был установлен регулятор, поддерживающий скорость двигателя с помощью дополнительного рычага дроссельной заслонки на рулевом колесе. [2] Пирлесс успешно использовал регулятор флайбола. [3] Они рекламировали свою систему как способную «поддерживать скорость как при подъеме, так и при спуске».
Регулятор использовался Джеймсом Уоттом и Мэтью Бултоном в 1788 году для управления паровыми двигателями , но использование регуляторов восходит, по крайней мере, к 17 веку. В двигателе регулятор использует центробежную силу для регулирования положения дроссельной заслонки, чтобы адаптировать скорость двигателя к различным нагрузкам (например, при подъеме в гору).
Современный круиз-контроль (также известный как спидостат или темпомат) был изобретен в 1948 году слепым изобретателем и инженером-механиком Ральфом Титором . [4] [5] Идея пришла ему в голову из-за того, что его расстраивала привычка водителя то ускоряться, то замедляться во время разговора.
Более значимым фактором в разработке круиз-контроля было ограничение скорости 35 миль в час (56 км/ч), введенное в Соединенных Штатах во время Второй мировой войны для снижения расхода бензина и износа шин. [5] Механизм, управляемый водителем, обеспечивал сопротивление дальнейшему давлению на педаль акселератора при достижении автомобилем желаемой скорости. [5] Идея Титора о переключателе скоростей на приборной панели с механизмом, соединенным с карданным валом, и устройством, способным нажимать на педаль газа, была запатентована в 1950 году. [5] Он добавил возможность блокировки скорости, которая поддерживала скорость автомобиля до тех пор, пока водитель не нажмет на педаль тормоза или не выключит систему. [5]
Патент США 1955 года на «регулятор постоянной скорости» был подан в 1950 году сержантом Фрэнком Дж. Райли. [6] Он придумал устройство, проезжая по Пенсильванской магистрали, и установил свое изобретение в свою машину в 1948 году. [7]
Другой изобретатель по имени Гарольд Экслайн, работавший независимо от Райли, также изобрел тип круиз-контроля, который он впервые установил на свою машину и машины друзей. В 1951 году Exline подала патент США на «управление дроссельной заслонкой с вакуумным приводом и воздушным клапаном с электрическим управлением», который был выдан в 1956 году. [8] Несмотря на эти патенты, Райли, Экслайн и последующие держатели патентов не смогли получить гонорары за какие-либо изобретения в области круиз-контроля.
Первым автомобилем с системой «спидостата» Титора был Chrysler Imperial 1958 года (так называемый «автопилот»), в котором использовался диск управления скоростью на приборной панели. [9] Эта система рассчитывала скорость движения по вращающемуся тросу спидометра и использовала двунаправленный винтовой электродвигатель для изменения положения дроссельной заслонки по мере необходимости. Вскоре Cadillac переименовал и начал продавать это устройство как «круиз-контроль». [5]
В 1965 году American Motors Corporation (AMC) представила недорогое автоматическое регулирование скорости для своих крупногабаритных автомобилей с автоматической коробкой передач. [10] Блок «круизной команды» AMC активировался с помощью кнопки на приборной панели, как только автомобиль достиг желаемой скорости. Положение дроссельной заслонки автоматически регулировалось с помощью вакуумного регулятора, который открывал и закрывал дроссельную заслонку в зависимости от сигнала от троса спидометра, а не от регулируемого элемента управления на приборной панели. [10] [11] Устройство отключалось при каждом нажатии на тормоза.
Дэниел Аарон Виснер изобрел «автомобильный электронный круиз-контроль» в 1968 году, будучи инженером Плимуте подразделения промышленных систем и систем автоматизации RCA в , штат Мичиган . Его изобретение описано в двух патентах, поданных в том же году (патенты США 3570622 и 3511329), второй из которых представляет цифровую память , и был первым электронным устройством, управлявшим автомобилем. [12]
Из-за нефтяного кризиса 1973 года и роста цен на топливо устройство стало более популярным в США. [13] «Круиз-контроль может экономить бензин, избегая скачков топлива, вызывающих выброс топлива» при движении с постоянной скоростью. [13] В 1974 году AMC, GM и Chrysler оценили опцион в 60–70 долларов, а Ford — в 103 доллара. [13]
В конце 1980-х годов интегральная схема электронного круиз-контроля, разработанная Виснером, была наконец коммерчески разработана компанией Motorola под названием автомобильного процессора управления скоростью MC14460 на КМОП-матрице . [14] Преимущество электронного контроля скорости перед его механическим предшественником заключалось в том, что его можно было интегрировать с электронными системами предотвращения аварий и управления двигателем .
Операция [ править ]
Водителю необходимо вручную разогнать автомобиль и с помощью кнопки установить круиз-контроль на текущую скорость.
Круиз-контроль получает сигнал скорости от вращающегося карданного вала , спидометра троса , датчика скорости вращения колес двигателя , от оборотов или внутренних импульсов скорости, вырабатываемых электроникой автомобиля. Большинство систем не позволяют использовать круиз-контроль ниже определенной скорости — обычно около 25 или 30 миль в час (40 или 48 км/ч). Автомобиль будет поддерживать желаемую скорость, натягивая трос дроссельной заслонки с помощью соленоида , вакуумным с сервомеханизма приводом или с помощью электронных систем, встроенных в автомобиль (полностью электронных), если он использует систему «привода по проводам».
Все системы круиз-контроля должны иметь возможность автоматического и явного отключения, когда водитель нажимает педаль тормоза, а зачастую и сцепление. Системы круиз-контроля часто включают в себя функцию памяти для возобновления заданной скорости после торможения и функцию выбега для снижения заданной скорости без торможения. Когда круиз-контроль включен, дроссельная заслонка все еще может ускорять автомобиль, но как только педаль будет отпущена, автомобиль будет замедляться до тех пор, пока он не достигнет ранее установленной скорости.
На новейших автомобилях, оснащенных электронным управлением дроссельной заслонкой автомобиля , круиз-контроль может быть интегрирован в систему управления двигателем . Современные «адаптивные» системы включают в себя возможность автоматического снижения скорости при уменьшении расстояния до впереди идущего автомобиля или ограничения скорости.
Системы круиз-контроля некоторых автомобилей включают функцию «ограничителя скорости», которая не позволяет автомобилю ускоряться сверх заданного максимума; Обычно это можно обойти, полностью нажав педаль акселератора. Большинство систем не позволяют автомобилю увеличивать обороты двигателя для ускорения сверх выбранной скорости. Однако они не задействуют тормоза в случае превышения скорости на спуске и не мешают автомобилю двигаться быстрее выбранной скорости даже при работе двигателя на холостом ходу .
Круиз-контроль менее гибок на автомобилях с механической коробкой передач, поскольку нажатие педали сцепления и переключение передач обычно отключают круиз-контроль. Функцию «возобновления» необходимо использовать каждый раз после выбора новой передачи и отпускания сцепления. Таким образом, круиз-контроль наиболее эффективен на скоростях автомагистрали /шоссе, когда практически постоянно используется высшая передача. Однако функция ограничения скорости не имеет этой проблемы.
Преимущества и недостатки [ править ]
Некоторые преимущества круиз-контроля включают в себя: [15]
- Это полезно при длительных поездках по автомагистралям и малонаселенным дорогам, поскольку снижает утомляемость водителя и повышает комфорт, позволяя более безопасно менять положение. [16]
- Некоторые водители используют его, чтобы избежать превышения скорости , особенно те, кто неосознанно увеличивает скорость во время длительной поездки по шоссе.
- Повышенная топливная экономичность [17]
Однако неправильное использование круиз-контроля может привести к авариям из-за нескольких факторов, таких как: [15]
- опасные погодные условия. Многие штаты предостерегают от использования круиз-контроля, если на дороге есть лед или снег. [18] Когда автомобиль заносит при включенном круиз-контроле, автомобиль продолжает ускоряться, увеличивая вероятность потери управления. Если автомобиль скользит по льду, водитель не должен тормозить или ускоряться, а просто позволить транспортному средству затормозить самостоятельно. [19]
- превышение скорости на поворотах, требующих замедления
- пересеченная или рыхлая местность, которая может негативно повлиять на управление круиз-контролем
- Побуждает водителей уделять меньше внимания вождению, увеличивая риск несчастного случая.
- Риск SUA ( внезапного непреднамеренного ускорения ) и возможных аварий. Водители, у которых ноги находятся в состоянии покоя, теряют пространственное восприятие и в случае внезапной чрезвычайной ситуации могут нажать на педаль газа вместо педали тормоза.
Адаптивный круиз-контроль [ править ]
Некоторые современные автомобили оснащены системами адаптивного круиз-контроля (ACC), общий термин, означающий улучшенный круиз-контроль. Системы динамического набора скорости используют GPS- положение знаков ограничения скорости из базы данных. Многие системы также включают в себя камеры, лазеры и миллиметрового диапазона, радары позволяющие определить, насколько близко транспортное средство находится к другим объектам на дороге. [20]
Технологии можно настроить на соблюдение дистанции от транспортных средств, идущих впереди автомобиля; система автоматически замедлит движение в зависимости от впереди идущих автомобилей или продолжит поддерживать заданную скорость. [20] Некоторые системы не могут обнаружить полностью неподвижные автомобили или пешеходов, поэтому водителю необходимо всегда быть внимательным. Системы автоматического торможения используют один или комбинацию датчиков (радар, лидар и камеру), чтобы позволить транспортному средству идти в ногу с автомобилем, за которым оно следует, замедляться при приближении к идущему впереди транспортному средству и ускоряться до заданной скорости. когда трафик позволяет. Некоторые системы также оснащены системами предупреждения о лобовом столкновении , которые предупреждают водителя, если транспортное средство впереди - учитывая скорость обоих транспортных средств - приближается слишком близко в пределах заданного интервала или тормозного пути.
Транспортные средства с адаптивным круиз-контролем считаются уровня 1 автономными автомобилями по определению SAE International . [21]
См. также [ править ]
- ПИД-регулятор — основная концепция управления, используемая в автомобильном круиз-контроле.
- Центрирование полосы движения
Ссылки [ править ]
- ^ Бобер, Исаак (8 ноября 2016 г.). «Что такое круиз-контроль и как он работает?» . Австралия: Практическое вождение автомобиля . Проверено 23 марта 2021 г.
- ^ «Миссия Peerless Motors и Trans 1908 года» . Научный американец . 97 (19): 347–348. 9 ноября 1907 г. doi : 10.1038/scientificamerican11091907-347 . Проверено 23 марта 2021 г.
- ^ Воган, Дэниел (август 2010 г.). «Бесподобная модель 25 1909 года» . www.conceptcarz.com . Проверено 23 марта 2021 г.
- ^ Устройство контроля скорости для сопротивления срабатыванию акселератора. Ральф Р. Титор. Патент США 2519859 A. Архивировано 4 декабря 2018 г. в Wayback Machine.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и ж Сирс, Дэвид (8 марта 2018 г.). «Незрячий провидец, изобретший круиз-контроль» . Смитсоновский институт . Проверено 22 сентября 2019 г.
- ^ Регулятор постоянной скорости. Фрэнк Дж. Райли. Патент США US2714880.
- ^ Новости Кислера. 4 ноября 1948 г.
- ^ Управление дроссельной заслонкой с вакуумным приводом и воздушным клапаном с электрическим управлением. Гарольд Экслайн. Патент США 2742123.
- ^ «Chrysler Auto Pilot 1958 года (брошюра)» . oldcarbrochures.com. п. 1 . Проверено 9 марта 2015 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «Американские моторы 1966 года» . Автомобильная жизнь . 12:46 . 1965 . Проверено 9 марта 2015 г.
- ^ Ницца, Карим (15 января 2001 г.). «Как работают системы круиз-контроля» . Как все работает . Проверено 9 марта 2015 г.
- ^ Нимейер, Ханна (11 февраля 2016 г.). «Выпускник Хиллсдейла, изобретатель круиз-контроля» . Колледж Хиллсдейл - Коллегиан . Хиллсдейл, Мичиган . Проверено 23 марта 2021 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с «Большое увеличение мощности» . Автомобильный мир Уорда . 10:95 . 1974 . Проверено 9 марта 2015 г.
- ^ «Маломощный CMOS LSI автомобильный процессор управления скоростью MC14460 — техническое описание» (PDF) . Моторола . Проверено 18 июня 2017 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «Объяснение: различные виды круиз-контроля и как они работают» . Шропшир Стар . Телфорд, Шропшир, Великобритания . Проверено 20 сентября 2020 г.
- ^ «Адаптивный круиз-контроль». Инструкция по эксплуатации Audi A8 [ Руководство пользователя Audi A8 ]. 292.561.4E0.00 (на немецком языке). Ауди. Сентябрь 2008. с. 107.
- ^ Маркус, Фрэнк (5 мая 2020 г.). «Экономит ли круиз-контроль бензин? Включен ли кондиционер или отключены окна? Мы решаем эти и другие вопросы экономии топлива» . Моторный тренд . Проверено 23 марта 2021 г.
- ^ «Двигай медленно по льду и снегу» . Полиция штата Мичиган . Архивировано из оригинала 12 марта 2023 г. Проверено 12 марта 2023 г.
- ^ Робинсон, Дэн. «Как исправить занос на обледенелой дороге :: Безопасность при обледенении дорог» . icyroadsafety.com . Проверено 2 апреля 2024 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «Что такое адаптивный круиз-контроль?» . Автомобиль и водитель . Проверено 2 апреля 2024 г.
- ^ «Путь к автономии: объяснение уровней беспилотных автомобилей от 0 до 5» . Автомобиль и водитель . 3 октября 2017 г. Проверено 28 апреля 2018 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Улсой, А. Галип ; Пэн, Хуэй; Чакмакчи, Мелих (2012). Автомобильные системы управления . Издательство Кембриджского университета. стр. 213–224. ISBN 9781107010116 .
- Блок-схема круиз-контроля
- Обзор интеллектуальных систем безопасности автомобиля
- Интеллектуальные транспортные системы
- Приложения и технологии превентивной безопасности
- Круиз-контроль в качестве автопилота на Snopes.com (было: «Круиз-[Un]Control: водитель устанавливает круиз-контроль на своем автомобиле, а затем усаживается на заднее сиденье, чтобы вздремнуть»)
Салон автомобиля |
|---|
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
