Круиз-контроль (также известный как контроль скорости , круиз-команда , автокруиз или темпомат ) — это система, которая автоматически контролирует скорость автомобиля . Система представляет собой сервомеханизм , который берет на себя управление дроссельной заслонкой автомобиля для поддержания постоянной скорости , установленной водителем.
Регулировка скорости существовала в ранних автомобилях, таких как Wilson-Pilcher в начале 1900-х годов. У них был рычаг на рулевой колонке, который можно было использовать для установки скорости, поддерживаемой двигателем. [1] В 1908 году Peerless включил регулятор, чтобы поддерживать скорость двигателя с помощью дополнительного рычага дроссельной заслонки на рулевом колесе. [2] Peerless успешно использовал регулятор с флайболом. [3] Они рекламировали свою систему как способную «поддерживать скорость как на подъеме, так и на спуске».
Регулятор был использован Джеймсом Уаттом и Мэтью Болтоном в 1788 году для управления паровыми двигателями , но использование регуляторов датируется по крайней мере 17 веком. В двигателе регулятор использует центробежную силу для регулировки положения дроссельной заслонки, чтобы адаптировать скорость двигателя к различным нагрузкам (например, при движении вверх по склону).
Современный круиз-контроль (также известный как спидостат или темпомат) был изобретен в 1948 году слепым изобретателем и инженером-механиком Ральфом Титором . [4] [5] Он придумал эту идею, потому что его раздражала привычка водителя ускоряться и замедляться во время разговора.
Более значимым фактором в разработке круиз-контроля было ограничение скорости в 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, когда транспортное средство достигало желаемой скорости. [5] Идея Титора о переключателе скоростей на панели приборов с механизмом, соединенным с приводным валом, и устройством, способным давить 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 старшим сержантом Фрэнком Дж. Райли. [6] Он придумал это устройство во время движения по Пенсильванской платной автомагистрали и установил свое изобретение в своей машине в 1948 году. [7]
Другой изобретатель по имени Гарольд Экслайн, работавший независимо от Райли, также изобрел тип круиз-контроля, который он впервые установил на своей машине и машинах друзей. Экслайн подал заявку на патент США на «вакуумное управление дроссельной заслонкой с электрическим управляемым воздушным клапаном» в 1951 году, который был выдан в 1956 году. [8] Несмотря на эти патенты, Райли, Экслайн и последующие держатели патентов не смогли получить роялти за какие-либо изобретения круиз-контроля.
Первым автомобилем с системой «спидостата» Титора был Chrysler Imperial 1958 года (называемый «автопилотом»), использовавший циферблат управления скоростью на приборной панели. [9] Эта система рассчитывала скорость относительно земли с помощью вращающегося троса спидометра и использовала двунаправленный винтовой электродвигатель для изменения положения дроссельной заслонки по мере необходимости. Cadillac вскоре переименовал и продавал устройство как «круиз-контроль». [5]
В 1965 году компания American Motors Corporation (AMC) представила недорогой автоматический регулятор скорости для своих крупногабаритных автомобилей с автоматическими коробками передач. [10] Блок управления круиз-контролем AMC приводился в действие кнопкой на приборной панели, как только автомобиль достигал желаемой скорости. Положение дроссельной заслонки автоматически регулировалось вакуумным регулятором, который открывал и закрывал дроссельную заслонку на основе входного сигнала от троса спидометра, а не через регулируемый регулятор на приборной панели. [10] [11] Блок отключался в любое время при нажатии на тормоза.
Дэниел Аарон Виснер изобрел «автомобильный электронный круиз-контроль» в 1968 году, будучи инженером RCA Industrial and Automation Systems Division в Плимуте, штат Мичиган . Его изобретение описано в двух патентах, поданных в том году (патенты США 3570622 и 3511329), причем второй представлял собой цифровую память , и было первым электронным устройством, которое управляло автомобилем. [12]
Из-за нефтяного кризиса 1973 года и роста цен на топливо, устройство стало более популярным в США [13] «Круиз-контроль может экономить топливо, избегая скачков, которые вытесняют топливо» при движении с постоянной скоростью. [13] В 1974 году AMC, GM и Chrysler установили цену на опцию в размере от 60 до 70 долларов, в то время как Ford взимал 103 доллара. [13]
В конце 1980-х годов интегральная схема для разработки Визнера для электронного круиз-контроля была наконец разработана компанией Motorola в качестве процессора управления скоростью автомобиля MC14460 в КМОП . [14] Преимущество электронного управления скоростью перед его механическим предшественником состояло в том, что его можно было интегрировать с электронными системами предотвращения аварий и управления двигателем .
Водителю необходимо вручную разогнать автомобиль и с помощью кнопки установить круиз-контроль на текущую скорость.
Круиз-контроль получает сигнал скорости от вращающегося приводного вала , троса спидометра , датчика скорости колеса от оборотов двигателя или внутренних импульсов скорости, вырабатываемых электроникой транспортным средством. Большинство систем не позволяют использовать круиз-контроль ниже определенной скорости - обычно около 25 или 30 миль в час (40 или 48 км/ч). Транспортное средство будет поддерживать желаемую скорость, потянув трос дроссельной заслонки с помощью соленоида , вакуумного сервомеханизма или с помощью электронных систем, встроенных в транспортное средство (полностью электронных) , если оно использует систему «drive-by-wire».
Все системы круиз-контроля должны иметь возможность отключения явным образом и автоматически, когда водитель нажимает педаль тормоза, а часто и сцепление. Системы круиз-контроля часто включают функцию памяти для возобновления заданной скорости после торможения и функцию движения по инерции для снижения заданной скорости без торможения. Когда круиз-контроль включен, дроссельная заслонка все еще может разгонять автомобиль, но как только педаль отпускается, она замедляет автомобиль, пока он не достигнет ранее заданной скорости.
На последних автомобилях, оснащенных электронным управлением дроссельной заслонкой , круиз-контроль может быть интегрирован в систему управления двигателем автомобиля . Современные «адаптивные» системы включают возможность автоматического снижения скорости при уменьшении расстояния до впереди идущего автомобиля или превышении скоростного режима.
Системы круиз-контроля некоторых транспортных средств включают функцию «ограничителя скорости», которая не позволяет автомобилю разгоняться сверх установленного максимума; обычно это можно обойти, полностью нажав на педаль акселератора. Большинство систем не позволяют автомобилю увеличивать обороты двигателя для разгона сверх выбранной скорости. Однако они не будут применять тормоза в случае превышения скорости на спуске и не остановят автомобиль от движения 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 отключает круиз-контроль. Функцию «возобновить» необходимо использовать каждый раз после выбора новой передачи и отпускания сцепления. Поэтому круиз-контроль наиболее полезен на скоростях автомагистралей /шоссе, когда высшая передача используется практически все время. Однако функция ограничителя скорости не имеет этой проблемы.
Некоторые преимущества круиз-контроля включают в себя: [15]
Однако при неправильном использовании круиз-контроль может привести к авариям из-за ряда факторов, таких как: [15]
Некоторые современные автомобили имеют адаптивные системы круиз-контроля (ACC), общий термин, означающий улучшенный круиз-контроль. Динамические системы установки скорости используют GPS- позицию знаков ограничения скорости из базы данных. Многие системы также включают камеры, лазеры и оборудование миллиметрового радара для определения того, насколько близко транспортное средство находится к другим или другим объектам на дороге. [21]
Технологии могут быть настроены на поддержание дистанции от транспортных средств перед автомобилем; система будет автоматически замедляться в зависимости от транспортных средств впереди или продолжать поддерживать заданную скорость. [21] Некоторые системы не могут обнаружить полностью неподвижные автомобили или пешеходов, поэтому водитель всегда должен быть внимателен. Системы автоматического торможения используют либо один, либо комбинацию датчиков (радар, лидар и камера), чтобы позволить транспортному средству идти в ногу с автомобилем, за которым оно следует, замедляться при приближении к транспортному средству впереди и ускоряться до заданной скорости, когда позволяет движение. 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 автономными автомобилями уровня 1 , согласно определению SAE International . [22]
