クルーズコントロールは、アメリカ車にとって非常に貴重な機能です。クルーズコントロールがなければ、少なくともドライバーにとっては、長距離のロードトリップはより疲れます。そして、リードフット症候群に苦しんでいる私たちの人々は、おそらくもっと多くのスピード違反の切符を手に入れるでしょう。
アメリカの道路は一般的に大きくてまっすぐで、目的地が遠く離れているため、クルーズコントロールはヨーロッパの車よりもアメリカの車ではるかに一般的です。では、トラフィックが継続的に増加し、基本的なクルーズコントロールはあまり有用となってきているが、その代わりに時代遅れになることを、クルーズコントロールシステムは、この新たな現実に適応されている-あなたの車は車を追跡することができますすぐに、車はアダプティブクルーズコントロールが装備されます、安全な距離を維持するために継続的に速度を調整しながら、その前に。
この記事では、従来のクルーズコントロールシステムがどのように機能するかを学び、次に開発中のアダプティブクルーズコントロールシステムを見ていきます。
- クルーズコントロールの機能
- クルーズコントロールの加速と減速
- クルーズコントロールの制御
- アダプティブクルーズコントロール
クルーズコントロールの機能
クルーズコントロールシステムには、実際には車の速度を制御する以外にも多くの機能があります。たとえば、下の写真のクルーズコントロールは、ボタンをタップするだけで時速1マイルで車を加速または減速できます。ボタンを5回押すと、時速5マイル速くなります。また、いくつかの重要な安全機能があります。ブレーキペダルを踏むとすぐにクルーズコントロールが解除され、25 mph（40 kph）未満の速度では作動しません。
下の写真のシステムには、オン、オフ、設定/加速、再開、コーストの5つのボタンがあります。また、6番目のコントロールであるブレーキペダルもあります。車にマニュアルトランスミッションがある場合は、クラッチペダルもクルーズコントロールに接続されています。
- 上とオフボタンは、実際にはあまり行いません。オンボタンを押しても、すぐに別のボタンを押す可能性があることを車に伝える以外は何もしません。オフボタンは、クルーズコントロールが作動している場合でもオフにします。一部のクルーズコントロールにはこれらのボタンがありません。代わりに、ドライバーがブレーキを踏むとオフになり、ドライバーがセットボタンを押すとオンになります。
- セット/アクセルボタンを使用すると、現在運転している速度を維持するために車を伝えます。時速45マイルでセットボタンを押すと、車は時速45マイルで速度を維持します。セット/加速ボタンを押し続けると、車が加速します。この車では、一度タップすると時速1マイル速くなります。
- 最近ブレーキペダルを踏んでクルーズコントロールを解除した場合、再開ボタンを押すと、車は加速して最新の速度設定に戻ります。
- 押しながら海岸のボタンは、あなたが完全にガスを離れてあなたの足を取ったかのように、減速する車の原因となります。この車では、コーストボタンを1回タップすると、車の速度が1mph遅くなります。
- ブレーキペダルとクラッチペダルは、各スイッチを有すること外れペダルが押されるとすぐに、あなたは、ブレーキやクラッチに光タップ付きクルーズコントロールを遮断することができるようにクルーズコントロール。
クルーズコントロールの加速と減速
クルーズコントロールシステムは、スロットル位置を調整することで、車の速度を同じように制御します。しかし、クルーズコントロールは、ペダルを踏むのではなく、アクチュエーターに接続されたケーブルによってスロットルバルブを作動させます。スロットルバルブは、エンジンが取り込む空気の量を制限することにより、エンジンの出力と速度を制御します（詳細については、燃料噴射システムの仕組みを参照してください）。
上の写真では、スロットルバルブを動かすピボットに接続された2本のケーブルを見ることができます。1本のケーブルはアクセルペダルから、もう1本はアクチュエーターから来ています。クルーズコントロールが作動すると、アクチュエーターがピボットに接続されたケーブルを動かし、スロットルを調整します。ただし、アクセルペダルに接続されているケーブルも引っ張られます。これが、クルーズコントロールが作動しているときにペダルが上下に動く理由です。
多くの車は、エンジンバキュームを動力源とするアクチュエーターを使用してスロットルを開閉します。これらのシステムは、ダイアフラム内の真空を調整するために、小さな電子制御バルブを使用しています。これは、ブレーキシステムに電力を供給するブレーキブースターと同じように機能します。
クルーズコントロールの制御
クルーズコントロールシステムの頭脳は、通常、ボンネットの下またはダッシュボードの後ろにある小さなコンピューターです。これは、前のセクションで見たスロットルコントロール、およびいくつかのセンサーに接続します。次の図は、一般的なクルーズコントロールシステムの入力と出力を示しています。
優れたクルーズコントロールシステムは、オーバーシュートすることなく目的の速度まで積極的に加速し、車の重量や急な坂道に関係なく、ほとんど逸脱することなくその速度を維持します。車の速度を制御することは、制御システム理論の古典的なアプリケーションです。クルーズコントロールシステムはスロットル位置を調整することで車の速度を制御するため、速度とスロットル位置を知らせるセンサーが必要です。また、コントロールを監視して、必要な速度と解放するタイミングを判断できるようにする必要があります。
最も重要な入力は速度信号です。クルーズコントロールシステムは、この信号で多くのことを行います。まず、あなたが持つことができる最も基本的な制御システムの1つである比例制御から始めましょう。
比例制御システムでは、クルーズコントロールはエラーに比例してスロットルを調整します。エラーは希望の速度と実際の速度の差です。したがって、クルーズコントロールが時速60マイルに設定されていて、車が時速50マイルで走行している場合、スロットル位置はかなり大きく開きます。車が時速55マイルで走行しているとき、スロットル位置の開口部は以前の半分になります。その結果、車が目的の速度に近づくほど、加速が遅くなります。また、急な坂道にいると、車がまったく加速しない場合があります。
ほとんどのクルーズコントロールシステムは、比例-積分-微分制御（別名PID制御）と呼ばれる制御スキームを使用します。心配しないでください。この説明を完了するために微積分を知る必要はありません。次のことを覚えておいてください。
- 速度の積分は距離です。
- 速度の導関数は加速度です。
PID制御システムは、比例、積分、微分の3つの要素を使用して、それぞれを個別に計算し、それらを加算してスロットル位置を取得します。
比例係数についてはすでに説明しました。積分係数がに基づいて車両の速度誤差の時間積分。翻訳：あなたの車が実際に移動した距離と、設定された期間にわたって計算された、希望の速度で移動した場合に移動したであろう距離との差。この要素は、車が丘に対処するのに役立ち、正しい速度に落ち着いてそこにとどまるのにも役立ちます。あなたの車が丘を登り始めて減速し始めたとしましょう。比例制御はスロットルを少し上げますが、それでも減速する可能性があります。しばらくすると、インテグラルコントロールがスロットルを上げ始め、スロットルをどんどん開きます。これは、車が希望の速度よりも遅い速度を維持する時間が長くなるほど、距離エラーが大きくなるためです。
次に、最後の要素である導関数を追加しましょう。速度の導関数は加速度であることを忘れないでください。この要素は、クルーズコントロールが丘などの変化に迅速に対応するのに役立ちます。車が減速し始めると、クルーズコントロールは、速度が実際に大きく変化する前に、この加速を確認し（減速と加速は両方とも加速です）、スロットル位置を上げることで応答します。
アダプティブクルーズコントロール
2つの会社が、安全な車間距離を維持するために車の速度を自動的に調整できる、より高度なクルーズコントロールを開発しています。アダプティブクルーズコントロールと呼ばれるこの新技術は、車両のグリルの後ろに設置された前方監視レーダーを使用して、前方の車両の速度と距離を検出します。
アダプティブクルーズコントロールは、車両の事前設定速度を維持するという点で、従来のクルーズコントロールと似ています。ただし、従来のクルーズコントロールとは異なり、この新しいシステムでは、同じ車線内の車両間の適切な距離を維持するために、速度を自動的に調整できます。これは、レーダーヘッドウェイセンサー、デジタルシグナルプロセッサー、および縦方向コントローラーを介して実現されます。先行車が減速した場合、または他の物体が検出された場合、システムは減速するためにエンジンまたはブレーキシステムに信号を送信します。その後、道路がクリアになると、システムは車両を再加速して設定速度に戻します。
TRW製の77GHz Autocruiseレーダーシステムは、最大492フィート（150メートル）の前向き範囲を持ち、時速18.6マイル（30 kph）から111 mph（180 kph）の範囲の車速で動作します。Delphiの76GHzシステムは、492フィートまでの距離にある物体も検出でき、最低20 mph（32 kph）の速度で動作します。
アダプティブクルーズコントロールは、両社が開発しているテクノロジーのプレビューにすぎません。これらのシステムは、衝突が差し迫っていて、ブレーキまたは回避ステアリングが必要であることを視覚および/または音声信号でドライバーに警告する衝突警告機能を含むように拡張されています。
クルーズコントロールの詳細については、以下のリンクを確認してください。
初版：2001年1月15日
