Wer wissen will, was der Tempomat nicht gefallen hat und was verbessert werden soll - willkommen unter Katze.
Im Allgemeinen sind moderne elektronische Systeme eines Autos, die direkt für die Bewegung verantwortlich sind, ziemlich komplex. Insbesondere kann das Steuergerät zusammen mit der PCU (Antriebsstrangsteuergerät, Automatikgetriebesteuerung, ein separates Gerät sein oder in das Steuergerät integriert sein) nicht nur die Eigenschaften (dh sie haben und verwenden ein physikalisches Modell) des Motors und des Getriebes, sondern auch das physikalische Modell des Fahrzeugs selbst.
Warum ist letzteres wichtig und was sind die Vorteile in Kombination mit einem elektronischen Gaspedal? Denn im Gegensatz zu einem mechanischen Gasantrieb ist ein elektronisches Pedal nur eine Haupt- (Befehls-) Orgel - wie ein Schiffsmotortelegraph.
Wenn der mechanische Antrieb zwingend den Luftdurchsatz des Motors bestimmt und die ECU keine andere Wahl hat, als die Stöchiometrie gemäß dem angegebenen Durchfluss aufrechtzuerhalten, bildet die Steuerung bei einem elektronischen Pedal unabhängig vom Fahrer a) die Dynamik des Öffnens oder Schließens der Drossel, um das Getriebe vor Spitzenmomenten zu schützen, b) Grenzen Das Moment auf den Rädern mit der maximal realisierten Zugkraft (gemäß dem physikalischen Modell des Getriebes und des Fahrzeugs selbst), c) begrenzt die Drehzahl der Antriebsräder, wenn ein Durchrutschen festgestellt wird, d) hält die Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch Verfolgen der Frequenz der Antriebsräder im Tempomatmodus - dh der Steuerung immer kennt die aktuelle Siedlung(Wenn ich zum Beispiel auch die tatsächliche Winkeldrehung der Spur der Kurbelwelle relativ zum Schwungrad durch den Sensor wüsste, wäre im Allgemeinen Platz) der Wert des Moments, das den Rädern zugeführt wird, und die Zielsteuerfunktion, da es dieses Moment selbst steuert. Dies ist der grundlegende Unterschied zwischen Systemen mit elektronischem Pedal und mechanischen.
Was hat mir an diesem ganzen Gemüsegarten nicht gefallen? Und hier ist was - trotz der Verfügbarkeit von Informationen über die physikalischen Eigenschaften des Motor-Getriebe-Auto-Systems (die Steuerung kann theoretisch sogar die aktuelle Last des Autos durch statistische Analyse der dynamischen Eigenschaften berechnen (die Reaktion der Beschleunigung als Reaktion auf den auf die Räder wirkenden Moment), tut dies aber kaum). Die darin enthaltene Geschwindigkeitsregelung ist sehr primitiv - sie reagiert auf die Änderung der Geschwindigkeit und nicht auf die Änderung des Bewegungswiderstands, deren Folge eine Änderung der Geschwindigkeit ist, und kämpft daher im Gegensatz zu einem menschlichen Fahrer mit der Wirkung und nicht mit der Ursache.
Schauen wir uns nun an, was die Änderung des Bewegungswiderstands verursachen kann. Es besteht mit einer Genauigkeit von o-small aus vier Komponenten: a) allen strukturellen Verlusten (z. B. aufgrund von viskoser Reibung im Getriebe), b) Verlusten aufgrund von Rollreibung auf der Radstraße (hängt hauptsächlich von der Art und Qualität der Fahrbahn ab, Gummiart, Masse des Autos), c) Verluste durch Luftwiderstand (hauptsächlich abhängig von der Fluggeschwindigkeit (ein Begriff aus der Luftfahrt, aber hier sollte klar sein), d) Projektion der Schwerkraft auf die Bewegungsachse (kann das Auto je nach Vorzeichen beschleunigen oder verlangsamen ).
Lassen Sie uns die Bedeutung dieser Faktoren im Hinblick auf ihren Einfluss auf die Qualität der Geschwindigkeitsregelung und die Möglichkeit ihrer automatischen Abrechnung und Kompensation während der Betriebszeit der Geschwindigkeitsregelung bewerten:
- Faktor a) steht für die Modellierung zur Verfügung (dies hängt von der Getriebetemperatur, dem eingelegten Gang, den ATF-Viskositätsparametern ab - alle diese Daten stehen der Steuerung zur Verfügung), ist jedoch im stationären Fahrmodus im Bereich der automatischen Regulierung (aufgewärmtes Getriebe, Reisegeschwindigkeit> 30 km / h) unbedeutend Im PID-Modell können Sie einfach vernachlässigen
- Faktor b) ist zumindest im Bereich der zulässigen Geschwindigkeiten von großer Bedeutung und besteht aus statischen (Reifentyp, Fahrzeuggewicht), dynamischen (Fahrzeuggeschwindigkeit) und stochastischen (Art der Abdeckung unter den Rädern) Komponenten.
Zusammengenommen können die Faktoren a) und b) einfach in Form von gemittelten Parametern in das Modell aufgenommen werden, oder ihre Koeffizienten können durch statistische Analyse der aktuellen Dynamik des Fahrzeugs als Reaktion auf das berechnete Moment auf den Rädern abgeleitet werden.
Ferner hängt der Faktor c) - hauptsächlich von der aktuellen Geschwindigkeit, der Projektion der Windgeschwindigkeit auf die Bewegungsachse und dem Vorhandensein abnormaler Elemente ab, die den Mittelteil und Cx des Fahrzeugs verändern. Grundlegende Parameter (Mittelteil, Cx, Luftdichte unter Standardbedingungen) können in einem Automodell codiert werden, Konstruktionsabweichungen können durch Langzeitanalyse der Dynamik bei hohen Geschwindigkeiten (wenn die Luftwiderstandskraft den Rest überwiegt) bestimmt werden, kurzfristig (aus der Projektion der Windgeschwindigkeit auf die Bewegungsachse) können als zufällig betrachtet werden störendes Moment (Begrenzung seines Wertes von oben auf einen vernünftigen Grenzwert [z. B. 20 m / s - bei einer höheren Windgeschwindigkeit, nicht wie bei einer Kreuzfahrt - es ist schwierig, das Auto im manuellen Modus auf Geschwindigkeit zu halten]), kennt die Steuerung die aktuelle Geschwindigkeit relativ zur Straße fast genau - insgesamt den Faktor c) mit einer bestimmten stochastischen Komponente kann berechnet werden.
Schließlich ist Faktor d) ziemlich signifikant; hat eine 100% stochastische Komponente in Abwesenheit eines Beschleunigungsmessers und praktisch Null in Gegenwart von eins.
Als ich auf hügeligem Gelände mit eingeschalteter Kreuzfahrt fuhr und die verzögerte Reaktion auf Geschwindigkeitsänderungen aufgrund der Bewegung des Autos bergauf beobachtete, kam mir die Idee, dem Steuerungssystem einen Beschleunigungsmesser hinzuzufügen. Viele Steuerungssysteme enthalten sogar einen Sensor für unebene Straßen (der benötigt wird, um die Analyse der ungleichmäßigen Kurbelwellendrehung aufgrund von Bewegungen über Unebenheiten zu ignorieren) - dies ist im Wesentlichen der gleiche Beschleunigungsmesser, der nur unterschiedlich interpretiert wird.
Beachten Sie, dass der Beschleunigungsmesser selbst (ohne API) kein Gyroskop und kein "Wundergerät" in unseren Geräten ist, das angeblich die wahre Position der Normalen zur Erdoberfläche "kennt" (tatsächlich wird er in diesen Momenten mit Speichererweiterung entlang der Achsen neu kalibriert Wenn der vom Beschleunigungssensor ausgegebene Modul des Beschleunigungsvektors streng 1 g beträgt, aber nur die Steuerung selbst der Traktionsinitiator auf den Rädern sein kann (Hallo zu Systemen mit elektronischem Pedal), kann der Wert der Längsbeschleunigung relativ zur Fahrzeugachse leicht berechnet und kompensiert werden - und danach Durch Mittelwertbildung erhalten wir eine gute Annäherung an den Wert des Längsprofils der Straße, die wir in das Geschwindigkeitsregelungsmodell einführen können.
Das ist die ganze Idee. Es ist klar, dass es fast unmöglich ist, es auf DIY-Ebene (außerhalb der Autofabrik) in die Controller-Firmware zu implementieren. Wir können jedoch unseren Computer neben der Hauptsteuerung des Autos bauen, die aktuellen Fahrparameter über CAN analysieren und dort Steuerungsmaßnahmen durchführen. Ich bin nicht sicher, ob das aktuelle Moment auf den Rädern von CAN übernommen werden kann, aber der eingelegte Gang, der Luftstrom und die Drehzahl sind definitiv möglich (dies ermöglicht es Ihnen, das Moment indirekt zu berechnen). Außerdem ist es höchstwahrscheinlich unmöglich, den Gashebel direkt über CAN zu steuern (dies wäre sehr gefährlich). Wir können jedoch höchstwahrscheinlich proaktive Befehle zum Erhöhen oder Verringern der eingestellten Reisegeschwindigkeit geben oder (falls CAN dies nicht unterstützt) eine Verbindung zu den entsprechenden Tasten herstellen Lenkrad des Autos. Alles andere scheint zu seinkann in dieser externen Steuerung implementiert werden.
UPDATE: Dialog mit Lonelymypführte mich zu einer einfacheren Lösung - da sich das Auto im eingeschwungenen Zustand gleichmäßig bewegt, ist das Modul des Beschleunigungsvektors vom Beschleunigungsmesser immer gleich 1 g (unabhängig von seiner Position relativ zum Koordinatensystem des Autos). Wenn der Beschleunigungsmesser die Drehung dieses Vektors entlang einer Achse senkrecht zur Bewegungsachse erkennt, bedeutet dies das Auftreten von zusätzlichem Widerstand (Anstieg, Abdeckung, Gegenwind) oder Bewegungskraft (Abstieg, Rückenwind). Das Steuerungssystem wird von der Dynamik der Vektordrehung geleitet und erzeugt eine vorbeugende Aktion. Dann brauchen wir kein Modell für Verluste im Getriebe, in den Reifen usw., obwohl wir seitdem Informationen über die aktuelle Masse benötigen Die Eigenschaft der direkten Steuerung hängt davon ab (das Verhältnis der Beschleunigung in der Längsachse zum Delta des Moments auf den Rädern).