Como funcionam os sistemas de controle de cruzeiro

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Ver mais fotos do motor do carro.-

O controle de cruzeiro é um recurso inestimável nos carros da Ameri-can. Sem o piloto automático, longas viagens rodoviárias seriam mais cansativas, pelo menos para o motorista, e aqueles de nós que sofrem da síndrome do pé de chumbo provavelmente receberiam muito mais multas por excesso de velocidade.

-O controle de cruzeiro é muito mais comum em carros americanos do que europeus, porque as estradas na América são geralmente maiores e mais retas e os destinos são mais distantes. Com o tráfego aumentando continuamente, o controle de cruzeiro básico está se tornando menos útil, mas em vez de se tornarem obsoletos, os sistemas de controle de cruzeiro estão se adaptando a esta nova realidade - em breve, os carros serão equipados com controle de cruzeiro adaptável, o que permitirá que seu carro siga os carro na frente dele enquanto ajusta continuamente a velocidade para manter uma distância segura.

Neste artigo, aprenderemos como funciona um sistema de controle de cruzeiro convencional e, em seguida, daremos uma olhada nos sistemas de controle de cruzeiro adaptativos que estão em desenvolvimento.

Conteúdo
  1. O que o Cruise Control faz
  2. Aceleração e desaceleração do Cruise Control
  3. Controlando o Cruise Control
  4. Controle de cruzeiro adaptativo

Na verdade, o sistema de controle de cruzeiro possui muitas funções além de controlar a velocidade do carro. Por exemplo, o controle de cruzeiro mostrado abaixo pode acelerar ou desacelerar o carro em 1 mph com o toque de um botão. Aperte o botão cinco vezes para ir 5 mph mais rápido. Existem também vários recursos de segurança importantes - o controle de cruzeiro será desativado assim que você pisar no pedal do freio e não será acionado em velocidades inferiores a 40 km / h (40 km / h).

O sistema ilustrado abaixo possui cinco botões: On, Off, Set / Accel, Resume e Coast. Ele também tem um sexto controle - o pedal do freio, e se o seu carro tiver uma transmissão manual, o pedal da embreagem também está ligado ao controle de cruzeiro.

  • o em e fora os botões não fazem muito. Apertar o botão liga não adianta nada, exceto informar ao carro que você pode apertar outro botão em breve. O botão de desligar desliga o controle de cruzeiro, mesmo se estiver ativado. Alguns controles de cruzeiro não têm esses botões; em vez disso, eles desligam quando o motorista pisa no freio e ligam quando o motorista aperta o botão set.
  • o set / accel O botão diz ao carro para manter a velocidade que você está dirigindo. Se você apertar o botão set a 72 km / h, o carro manterá sua velocidade a 72 km / h. Manter pressionado o botão set / accel fará o carro acelerar; e neste carro, tocar nele uma vez fará o carro andar 1 mph mais rápido.
  • Se você recentemente desligou o controle de cruzeiro pressionando o pedal do freio, currículo botão comandará o carro para acelerar de volta para a configuração de velocidade mais recente.
  • Segurando o costa O botão fará o carro desacelerar, como se você tivesse tirado o pé completamente do acelerador. Neste carro, tocar no botão de desaceleração uma vez fará com que a velocidade do carro seja de 1 mph.
  • o freio pedal e embreagem cada pedal tem um interruptor que desliga o controle de cruzeiro assim que o pedal é pressionado, então você pode desligar o controle de cruzeiro com um leve toque no freio ou embreagem.
Um dos cabos está conectado ao pedal do acelerador, o outro para o atuador de vácuo.

O sistema de controle de cruzeiro controla a velocidade do seu carro da mesma maneira que você - ajustando o posição do acelerador. Mas o controle de cruzeiro aciona a válvula de aceleração por um cabo conectado a um atuador do, em vez de pressionar um pedal. A válvula de aceleração controla a potência e a velocidade do motor, limitando a quantidade de ar que o motor inspira (consulte Como funcionam os sistemas de injeção de combustível para obter mais detalhes).

Na imagem acima, você pode ver dois cabos conectados a um pivô que move a válvula borboleta. Um cabo vem do pedal do acelerador e outro do atuador. Quando o controle de cruzeiro é acionado, o atuador move o cabo conectado ao pivô, que ajusta o acelerador; mas também puxa o cabo que está conectado ao pedal do acelerador - é por isso que seu pedal se move para cima e para baixo quando o controle de cruzeiro é acionado.

O atuador de vácuo controlado eletronicamente que controla o acelerador

Muitos carros usam atuadores alimentados por vácuo do motor para abrir e fechar o acelerador. Esses sistemas usam uma pequena válvula controlada eletronicamente para regular o vácuo em um diafragma. Isso funciona de forma semelhante ao acelerador de freio, que fornece energia ao seu sistema de freio.

O cérebro de um sistema de controle de cruzeiro é um pequeno computador que normalmente é encontrado sob o capô ou atrás do painel. Ele se conecta ao controle do acelerador visto na seção anterior, bem como a vários sensores. O diagrama abaixo mostra as entradas e saídas de um sistema de controle de cruzeiro típico.

Um bom sistema de controle de cruzeiro acelera agressivamente até a velocidade desejada sem ultrapassar e, em seguida, mantém essa velocidade com pequeno desvio, não importa quanto peso está no carro ou quão íngreme a colina você dirige. Controlar a velocidade de um carro é uma aplicação clássica de teoria do sistema de controle. O sistema de controle de cruzeiro controla a velocidade do carro ajustando a posição do acelerador, portanto, ele precisa de sensores para informar a velocidade e a posição do acelerador. Ele também precisa monitorar os controles para saber qual é a velocidade desejada e quando desengatar.

A entrada mais importante é o sinal de velocidade; o sistema de controle de cruzeiro faz muito com esse sinal. Primeiro, vamos começar com um dos sistemas de controle mais básicos que você poderia ter - um controle proporcional.

Em um sistema de controle proporcional, o controle de cruzeiro ajusta o acelerador proporcionalmente ao erro, sendo o erro a diferença entre a velocidade desejada e a velocidade real. Portanto, se o controle de cruzeiro estiver ajustado para 60 mph e o carro estiver indo a 80 mph, a posição do acelerador estará bastante aberta. Quando o carro está indo a 55 mph, a abertura da posição do acelerador será apenas metade do que era antes. O resultado é que quanto mais perto o carro chega da velocidade desejada, mais devagar ele acelera. Além disso, se você estiver em uma colina íngreme o suficiente, o carro pode não acelerar de todo.

A maioria dos sistemas de controle de cruzeiro usa um esquema de controle chamado controle derivativo integral proporcional (a.k.a. PID ao controle). Não se preocupe, você não precisa saber nenhum cálculo para passar por esta explicação - apenas lembre-se de que:

  • A integral da velocidade é a distância.
  • A derivada da velocidade é a aceleração.

Um sistema de controle PID usa esses três fatores - proporcional, integral e derivativo, calculando cada um individualmente e adicionando-os para obter a posição do acelerador.

Já discutimos o fator proporcional. o integrante fator é baseado no integral de tempo do erro de velocidade do veículo. Tradução: a diferença entre a distância que seu carro realmente percorreu e a distância que ele teria percorrido se estivesse indo na velocidade desejada, calculada em um determinado período de tempo. Esse fator ajuda o carro a lidar com subidas, e também o ajuda a se estabelecer na velocidade correta e a permanecer lá. Digamos que seu carro comece a subir uma colina e desacelere. O controle proporcional aumenta um pouco a aceleração, mas você ainda pode desacelerar. Depois de um tempo, o controle integral vai começar a aumentar o acelerador, abrindo-o cada vez mais, pois quanto mais tempo o carro mantém uma velocidade mais lenta que a desejada, maior fica o erro de distância.

Agora vamos adicionar o fator final, o derivado. Lembre-se de que a derivada da velocidade é a aceleração. Esse fator ajuda o controle de cruzeiro a responder rapidamente a mudanças, como subidas. Se o carro começar a desacelerar, o controle de cruzeiro pode ver essa aceleração (desacelerar e acelerar são ambas acelerações) antes que a velocidade possa realmente mudar muito e responder aumentando a posição do acelerador.

Duas empresas estão desenvolvendo um controle de cruzeiro mais avançado que pode ajustar automaticamente a velocidade de um carro para manter uma distância segura de seguimento. Esta nova tecnologia, chamada controle de cruzeiro adaptativo, usa radar voltado para a frente, instalado atrás da grade de um veículo, para detectar a velocidade e a distância do veículo à sua frente.

O controle de cruzeiro adaptável é semelhante ao controle de cruzeiro convencional, pois mantém a velocidade predefinida do veículo. No entanto, ao contrário do controle de cruzeiro convencional, este novo sistema pode ajustar automaticamente a velocidade para manter uma distância adequada entre os veículos na mesma faixa. Isso é alcançado por meio de um sensor de intervalo de radar, processador de sinal digital e controlador longitudinal. Se o veículo da frente desacelerar ou se outro objeto for detectado, o sistema envia um sinal para o motor ou sistema de freio desacelerar. Então, quando a estrada estiver desimpedida, o sistema acelerará novamente o veículo de volta à velocidade definida.

O sistema de radar Autocruise de 77 GHz feito pela TRW tem um alcance voltado para frente de até 492 pés (150 metros) e opera em velocidades de veículo que variam de 18,6 milhas por hora (30 kph) a 111 mph (180 kph). O sistema de 76 GHz da Delphi também pode detectar objetos a até 492 pés e opera a velocidades tão baixas quanto 20 mph (32 km / h).

O controle de cruzeiro adaptativo é apenas uma prévia da tecnologia que está sendo desenvolvida por ambas as empresas. Esses sistemas estão sendo aprimorados para incluir recursos de aviso de colisão que avisarão os motoristas por meio de sinais visuais e / ou sonoros que uma colisão é iminente e que frenagem ou direção evasiva é necessária.

Para obter mais informações sobre controle de cruzeiro, verifique os links na próxima página.

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