Quiconque veut savoir ce que le régulateur de vitesse n'a pas plu et ce qu'il est proposé d'améliorer - bienvenue sous chat
En général, les systèmes électroniques modernes d'une voiture, qui sont directement responsables du mouvement, sont assez complexes. En particulier, l'ECU et le PCU (unité de commande du groupe motopropulseur, contrôleur de transmission automatique, peuvent être un appareil séparé ou intégré à l'ECU), connaissent non seulement les caractéristiques (c'est-à-dire qu'ils ont et utilisent un modèle physique) du moteur et de la transmission, mais aussi le modèle physique de la voiture elle-même.
Pourquoi ce dernier est-il important et quels en sont les avantages lorsqu'il est combiné avec une pédale d'accélérateur électronique? Parce que, contrairement à une commande d'accélérateur mécanique, une pédale électronique n'est qu'un organe maître (de commande) - comme le télégraphe de moteur d'un navire.
Si l'entraînement mécanique détermine impérativement le débit d'air du moteur, et que l'ECU n'a d'autre choix que de maintenir la stoechiométrie en fonction du débit donné, alors dans le cas d'une pédale électronique, le contrôleur, quel que soit le conducteur a) forme la dynamique d'ouverture ou de fermeture du papillon pour protéger la transmission des moments de pointe, b) limite le moment sur les roues avec la force de traction maximale qui peut être réalisée (selon le modèle physique de la transmission et de la voiture elle - même), c) limite la vitesse des roues motrices lorsque glissement est détecté, d) maintient la vitesse de la voiture en surveillant la fréquence des roues d' entraînement en mode de régulation de vitesse - qui est, le contrôleur toujours connaît le règlement actuel(si je connaissais aussi la valeur réelle, par exemple, grâce au capteur de la torsion angulaire de la pointe du vilebrequin par rapport au volant, il y aurait de l'espace en général) la valeur du couple fourni aux roues et la fonction de contrôle de la cible, puisqu'elle contrôle ce moment lui-même. C'est la différence fondamentale entre les systèmes à pédale électronique et les systèmes mécaniques.
Qu'est-ce que je n'ai pas aimé dans tout ce potager? Et voici ce que - malgré la disponibilité d'informations sur les propriétés physiques du système moteur-transmission-voiture (le contrôleur, en théorie, peut même calculer la charge actuelle de la voiture grâce à l'analyse statistique des caractéristiques dynamiques (la réponse de l'accélération en réponse au moment agissant sur les roues), mais il ne le fait guère) , le régulateur de vitesse est très primitif - il réagit au fait d'un changement de vitesse, et non au fait d'un changement de résistance au mouvement, dont la conséquence est un changement de vitesse, et donc, contrairement à un conducteur humain, il se bat avec l'effet, pas la cause.
Voyons maintenant ce qui peut provoquer le changement de résistance au mouvement. Il, avec une précision de o-petit, se compose de quatre composants: a) toutes les pertes structurelles (par exemple, dues au frottement visqueux dans la transmission), b) les pertes dues au frottement de roulement de la roue-route (dépend principalement du type et de la qualité du revêtement type de caoutchouc, masse de la voiture), c) pertes de résistance à l'air (dépendent principalement de la vitesse anémométrique (un terme de l'aviation, mais cela devrait être clair ici), d) projection de la gravité sur l'axe de mouvement (peut accélérer ou décélérer la voiture, selon le signe ).
Faisons un bilan de l'importance de ces facteurs au regard de leur influence sur la qualité de la régulation de vitesse et de la possibilité de leur comptabilisation et compensation automatiques pendant le temps de fonctionnement du régulateur de vitesse:
- le facteur a) est disponible pour la modélisation (il dépend de la température de la transmission, du rapport engagé, des paramètres de viscosité ATF - toutes ces données sont à la disposition du contrôleur), mais est insignifiant en mode de conduite en régime permanent dans la plage d'autorégulation (transmission réchauffée, vitesse de croisière> 30 km / h) - ils dans le modèle PID, vous pouvez simplement négliger
- le facteur b) est assez significatif, du moins dans la plage de vitesses autorisées, et se compose de composants statiques (type de pneumatiques, poids du véhicule), dynamiques (vitesse du véhicule) et stochastiques (type de couverture sous les roues).
Pris ensemble, les facteurs a) et b) peuvent être simplement mis dans le modèle sous la forme de paramètres moyennés, ou leurs coefficients peuvent être dérivés par analyse statistique de la dynamique actuelle de la voiture, en réponse au moment calculé sur les roues.
De plus, le facteur c) - dépend principalement de la vitesse actuelle, de la projection de la vitesse du vent sur l'axe du mouvement et de la présence d'éléments anormaux qui modifient la section médiane et le Cx de la voiture. Les paramètres de base (section médiane, Cx, densité de l'air dans des conditions standard) peuvent être codés dans un modèle de voiture, les écarts de conception peuvent être déterminés par une analyse à long terme de la dynamique à haute vitesse (lorsque la force de résistance de l'air prévaut sur le reste), à court terme (à partir de la projection de la vitesse du vent sur l'axe du mouvement) peut être considéré comme aléatoire moment perturbant (limiter sa valeur par le haut à une limite raisonnable [disons, 20 m / s - à une vitesse du vent plus élevée, pas comme en croisière - il est difficile de maintenir la voiture à vitesse en mode manuel]), le contrôleur connaît presque exactement la vitesse actuelle par rapport à la route - au total, le facteur c) avec une certaine composante stochastique peut être calculée.
Enfin, le facteur d) est assez significatif; a une composante stochastique à 100% en l'absence d'accéléromètre, et pratiquement nulle en présence d'un.
Ainsi, en conduisant sur un terrain vallonné avec croisière activée, et en observant sa réaction retardée au changement de valeur de vitesse dû au mouvement de la voiture en montée, j'ai eu l'idée d'ajouter un accéléromètre au système de contrôle. De nombreux systèmes de contrôle contiennent même déjà un capteur routier rugueux (nécessaire pour ignorer l'analyse de la rotation inégale du vilebrequin en raison d'un mouvement sur des bosses) - il s'agit essentiellement du même accéléromètre, interprété différemment.
Notez que l'accéléromètre lui-même (sans API) n'est pas un gyroscope ni un "dispositif miracle" dans nos gadgets, qui soi-disant "connaît" la vraie position de la normale à la surface de la Terre (en fait, il est recalibré avec une expansion de la mémoire le long des axes à ces moments lorsque le module du vecteur d'accélération émis par le capteur d'accélération est strictement de 1g), mais comme seul le contrôleur lui-même peut être l'initiateur de la traction sur les roues (bonjour aux systèmes à pédale électronique), la valeur de l'accélération longitudinale par rapport à l'axe du véhicule peut être facilement calculée et compensée - et après en faisant la moyenne, on obtient une bonne approximation de la valeur du profil longitudinal de la route, que l'on peut introduire dans le modèle de contrôle de vitesse.
C'est toute l'idée. Il est clair qu'il est presque impossible de l'implémenter dans le firmware du contrôleur au niveau du bricolage (en dehors de l'usine automobile). Cependant, nous pouvons construire notre ordinateur à côté du contrôleur principal de la voiture, analyser les paramètres de conduite actuels via CAN et y donner des actions de contrôle. Je ne suis pas sûr que le moment actuel sur les roues puisse être pris à partir de CAN, mais le rapport engagé, le débit d'air et le régime sont certainement possibles (cela vous permet de calculer indirectement le moment). De plus, il est très probablement impossible de commander l'accélérateur directement via CAN (ce serait très dangereux) - mais nous pouvons très probablement donner des commandes proactives pour augmenter ou diminuer la vitesse de croisière définie, ou (si CAN ne le prend pas en charge) connectez-vous aux boutons correspondants sur volant de la voiture. Tout le reste semble êtrepeut être implémenté dans ce contrôleur externe.
MISE À JOUR: Dialogue avec solitairem'a conduit à une solution plus simple - puisque dans un état stationnaire la voiture se déplace uniformément, le module du vecteur d'accélération de l'accéléromètre est toujours égal à 1g (quelle que soit sa position par rapport au système de coordonnées de la voiture). Si l'accéléromètre détecte la rotation de ce vecteur selon un axe perpendiculaire à l'axe de mouvement, cela signifie l'apparition de résistance supplémentaire (montée, couverture, vent de face) ou de force de mouvement (descente, vent arrière). Le système de contrôle est guidé par la dynamique de la rotation vectorielle et génère une action préventive. Ensuite, nous n'avons pas besoin d'un modèle de pertes dans la transmission, les pneus, etc., bien que nous ayons besoin d'informations sur la masse actuelle, car la caractéristique du contrôle direct en dépend (le rapport de l'accélération dans l'axe longitudinal au delta du moment sur les roues)