Le régulateur de vitesse est une caractéristique inestimable sur les voitures américaines. Sans régulateur de vitesse, les longs trajets routiers seraient plus fatigants, du moins pour le conducteur, et ceux d'entre nous souffrant du syndrome du pied de plomb recevraient probablement beaucoup plus de contraventions pour excès de vitesse.
Le régulateur de vitesse est beaucoup plus courant sur les voitures américaines que sur les voitures européennes, car les routes américaines sont généralement plus grandes et plus droites, et les destinations sont plus éloignées les unes des autres. Avec l'augmentation continue du trafic, le régulateur de vitesse de base devient moins utile, mais au lieu de devenir obsolète, les systèmes de régulateur de vitesse s'adaptent à cette nouvelle réalité - bientôt, les voitures seront équipées d'un régulateur de vitesse adaptatif, qui permettra à votre voiture de suivre la voiture devant lui tout en ajustant continuellement la vitesse pour maintenir une distance de sécurité.
Dans cet article, nous apprendrons comment fonctionne un système de régulateur de vitesse conventionnel, puis nous examinerons les systèmes de régulateur de vitesse adaptatifs en cours de développement.
ContenuLe régulateur de vitesse a en fait de nombreuses fonctions autres que le contrôle de la vitesse de votre voiture. Par exemple, le régulateur de vitesse illustré ci-dessous peut accélérer ou ralentir la voiture de 1 mph en appuyant simplement sur un bouton. Appuyez cinq fois sur le bouton pour aller 5 mph plus vite. Il existe également plusieurs caractéristiques de sécurité importantes :le régulateur de vitesse se désengage dès que vous appuyez sur la pédale de frein et ne s'engage pas à des vitesses inférieures à 25 mph (40 km/h).
Le système illustré ci-dessous comporte cinq boutons :On, Off, Set/Accel, Resume et Coast. Il dispose également d'une sixième commande :la pédale de frein, et si votre voiture est équipée d'une transmission manuelle, la pédale d'embrayage est également reliée au régulateur de vitesse.
Le régulateur de vitesse contrôle la vitesse de votre voiture de la même manière que vous, en ajustant la position de l'accélérateur . Mais le régulateur de vitesse actionne le papillon des gaz par un câble relié à un actionneur , au lieu d'appuyer sur une pédale. Le papillon des gaz contrôle la puissance et la vitesse du moteur en limitant la quantité d'air absorbée par le moteur (voir Fonctionnement des systèmes d'injection de carburant pour plus de détails).
Dans l'image ci-dessus, vous pouvez voir deux câbles connectés à un pivot qui déplace le papillon des gaz. Un câble vient de la pédale d'accélérateur et un de l'actionneur. Lorsque le régulateur de vitesse est enclenché, l'actionneur déplace le câble relié au pivot, ce qui règle la manette des gaz ; mais il tire également sur le câble qui est connecté à la pédale d'accélérateur - c'est pourquoi votre pédale monte et descend lorsque le régulateur de vitesse est engagé.
De nombreuses voitures utilisent des actionneurs alimentés par la dépression du moteur pour ouvrir et fermer l'accélérateur. Ces systèmes utilisent une petite vanne à commande électronique pour réguler le vide dans un diaphragme. Cela fonctionne de la même manière que le servofrein, qui alimente votre système de freinage.
Le cerveau d'un régulateur de vitesse est un petit ordinateur qui se trouve normalement sous le capot ou derrière le tableau de bord. Il se connecte à la commande d'accélérateur vue dans la section précédente, ainsi qu'à plusieurs capteurs. Le diagramme ci-dessous montre les entrées et les sorties d'un système de régulateur de vitesse typique.
Un bon système de régulateur de vitesse accélère de manière agressive jusqu'à la vitesse souhaitée sans dépassement, puis maintient cette vitesse avec peu d'écart, quel que soit le poids de la voiture ou la pente de la pente que vous montez. Contrôler la vitesse d'une voiture est une application classique de la théorie des systèmes de contrôle . Le régulateur de vitesse contrôle la vitesse de la voiture en ajustant la position de l'accélérateur, il a donc besoin de capteurs pour lui indiquer la vitesse et la position de l'accélérateur. Il doit également surveiller les commandes afin de savoir quelle est la vitesse souhaitée et quand se désengager.
L'entrée la plus importante est le signal de vitesse; le régulateur de vitesse fait beaucoup avec ce signal. Tout d'abord, commençons par l'un des systèmes de contrôle les plus élémentaires que vous pourriez avoir :un contrôle proportionnel .
Dans un système de commande proportionnelle, le régulateur de vitesse ajuste la manette des gaz proportionnellement à l'erreur, l'erreur étant la différence entre la vitesse souhaitée et la vitesse réelle. Ainsi, si le régulateur de vitesse est réglé à 60 mph et que la voiture roule à 50 mph, la position des gaz sera ouverte assez loin. Lorsque la voiture roule à 55 mph, l'ouverture de la position de l'accélérateur ne sera que la moitié de ce qu'elle était auparavant. Le résultat est que plus la voiture se rapproche de la vitesse souhaitée, plus elle accélère lentement. De plus, si vous étiez sur une pente assez raide, la voiture pourrait ne pas accélérer du tout.
La plupart des systèmes de régulateur de vitesse utilisent un schéma de contrôle appelé contrôle proportionnel-intégral-dérivé (alias PID contrôler). Ne vous inquiétez pas, vous n'avez pas besoin de connaître le calcul pour passer à travers cette explication - rappelez-vous simplement que :
Un système de contrôle PID utilise ces trois facteurs - proportionnel, intégral et dérivé, en calculant chacun individuellement et en les ajoutant pour obtenir la position de l'accélérateur.
Nous avons déjà discuté du facteur proportionnel. L'intégrale le facteur est basé sur l'intégrale temporelle de l'erreur de vitesse du véhicule . Traduction :la différence entre la distance réellement parcourue par votre voiture et la distance qu'elle aurait parcourue si elle roulait à la vitesse souhaitée, calculée sur une période de temps définie. Ce facteur aide la voiture à gérer les pentes et l'aide également à s'installer à la bonne vitesse et à y rester. Disons que votre voiture commence à monter une colline et ralentit. La commande proportionnelle augmente un peu les gaz, mais vous pouvez toujours ralentir. Au bout d'un moment, le contrôle intégral commencera à augmenter l'accélérateur, l'ouvrant de plus en plus, car plus la voiture maintient une vitesse inférieure à la vitesse souhaitée, plus l'erreur de distance augmente.
Ajoutons maintenant le dernier facteur, la dérivée . Rappelez-vous que la dérivée de la vitesse est l'accélération. Ce facteur aide le régulateur de vitesse à réagir rapidement aux changements, tels que les pentes. Si la voiture commence à ralentir, le régulateur de vitesse peut voir cette accélération (ralentir et accélérer sont tous deux des accélérations) avant que la vitesse ne puisse réellement changer beaucoup, et réagir en augmentant la position de l'accélérateur.
Deux sociétés développent un régulateur de vitesse plus avancé qui peut ajuster automatiquement la vitesse d'une voiture pour maintenir une distance de sécurité. Cette nouvelle technologie, appelée régulateur de vitesse adaptatif , utilise un radar frontal, installé derrière la calandre d'un véhicule, pour détecter la vitesse et la distance du véhicule qui le précède.
Le régulateur de vitesse adaptatif est similaire au régulateur de vitesse conventionnel en ce sens qu'il maintient la vitesse préréglée du véhicule. Cependant, contrairement au régulateur de vitesse conventionnel, ce nouveau système peut ajuster automatiquement la vitesse afin de maintenir une distance appropriée entre les véhicules dans la même voie. Ceci est réalisé grâce à un capteur de progression radar , processeur de signal numérique et contrôleur longitudinal . Si le véhicule de tête ralentit ou si un autre objet est détecté, le système envoie un signal au moteur ou au système de freinage pour décélérer. Ensuite, lorsque la route sera dégagée, le système réaccélérera le véhicule jusqu'à la vitesse définie.
Le système radar Autocruise 77 GHz fabriqué par TRW a une portée vers l'avant allant jusqu'à 492 pieds (150 mètres) et fonctionne à des vitesses de véhicule allant de 18,6 miles par heure (30 km/h) à 111 mph (180 km/h). Le système 76 GHz de Delphi peut également détecter des objets jusqu'à 492 pieds et fonctionne à des vitesses aussi basses que 20 mph (32 km/h).
Le régulateur de vitesse adaptatif n'est qu'un aperçu de la technologie développée par les deux sociétés. Ces systèmes sont améliorés pour inclure des capacités d'avertissement de collision qui avertiront les conducteurs par des signaux visuels et/ou sonores qu'une collision est imminente et qu'un freinage ou une direction d'évitement est nécessaire.
Pour plus d'informations sur le régulateur de vitesse, consultez les liens ci-dessous.
Publié à l'origine :15 janvier 2001
