کروز کنترل چیست و چگونه کار می کند؟

کروز کنترل یکی از آپشن های مهم و در عین حال کاربردی در خودرو های بروز در سراسر دنیا محسوب میشود. تکنولوژی کروز کنترل هر روز در حال پیشرفت بوده و با امکانات جدیدی همراه میشود. این قطعه در مسافرت ها و طی کردن مسافت های طولانی و نسبتا صاف مثل اتوبان ها بسیار کار آمد است. ما در این مقاله به بررسی و توضیح نحوه عملکرد و تغییرات کروز کنترل در طی سال ها خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید …

کروز کنترل در واقع، سیستم نگهدارنده ی سرعت خودرو می باشد.و وظیفه ی آن، کنترل سرعت خودرو در یک وضعیت ثابت می باشد.

کروز کنترل

 در زندگی امروز، با پیشرفت‌های بسیاری در زمینه های مختلف، مواجه هستیم؛ یکی از سیستم های جدیدی که امروزه به خودروها اضافه شده است، سیستم کروز کنترل می باشد. این سیستم، توانایی کنترل ثابت نگه داشتن سرعت خودرو را، برای راننده به وجود می‌آورد، تا در جاده ها و مسیرهای صاف و طولانی که برای راننده خسته کننده هستند، سرعت خودرو را بر یک عدد ثابت تنظیم و مسیر را به این صورت ادامه دهند. رانندگی بدون استفاده از پدال ها بسیار راحت تر می شود، امروزه بسیاری از خودروهای مدل بالا، که تولید می شوند سیستم کروز کنترل به صورت پیش فرض، در آنها قرار داده شده است و در برخی خودروها نیز به صورت آپشن، در صورت درخواست خریداران عرضه می گردد. تعدادی از شرکت ها نیز این توانایی را دارند؛ که این سیستم را بر روی خودرو شما نصب کنند، البته با توجه به کیفیت و نوع محصول، قیمت آنها با یکدیگر متفاوت است.

اولین خودرو های مجهز به کروز کنترل

کروز کنترل” یک ویژگی فوق العاده، در خودروهای مدرن محسوب می شود، زیرا از خسته کننده شدن رانندگی در سفرهای طولانی می کاهد. در سال ها پیش، استفاده از این امکان در خودروهای آمریکایی بیش از خودروهای اروپایی و آسیایی دیده می شد زیرا، رانندگی در این کشور، بیش از سایر کشورها استفاده از این سیستم را طلب می‌کرد و از آنجا که بیشتر جاده های امریکا مستقیم و طولانی هستند و همچنین مبدا و مقصد، فاصله طولانی تری از یکدیگر داشتند؛ این ویژگی بیشتر در خودرو های آمریکایی دیده می شد. 

اولین خودرو مجهز به کروز کنترل
اولین خودرو مجهز به کروز کنترل

برای اولین بار، خودروی کرایسلر در سال ۱۹۵۸ به سیستم کروز کنترل، مجهز شده بود. سیستمی که برروی این خودرو نصب شده بود، یک سیستم مکانیکی بوده که به میل گاردان متصل شده و تنظیم کننده سرعت آن بر روی داشبورد خودرو قرار داشته است؛ که به وسیله ی آن، سرعت خودرو تعیین می گردید. نمونه های بعدی این سیستم، دارای یک موتور الکتریکی می باشند؛ که این موتور، میزان گاز ورودی خودرو را با سرعت خودرو تنظیم می نماید.

البته استفاده از ثابت نگه داشتن سرعت به شکلهای دیگر، سالها قبل از تولید خودرو مورد استفاده بوده است. در اوایل قرن ۱۷ میلادی، مخترع و مهندس مکانیک، موفق به اختراع سیستمی شد؛ که می توانست موتورهای بخار را در سربالایی و سراشیبی ها با سرعت ثابت حرکت دهد؛ اما استفاده از این سیستم در خودروها، به شکلی که امروزه مشاهده می کنیم در اواخر دهه ۱۹۴۰ میلادی تولید گردید. در آن زمان مهندسان به دنبال طرح ایده ای بودند که بتوانند با استفاده از دستگاه کنترل کننده برقی، سرعت خودرو را در طی مسیر به صورت ثابت کنترل کنند و همچنین، میزان گاز خوردن خودرو را نیز، بر اساس سرعت خودرو تنظیم نمایند.

سیستم کروز کنترل از چه اجزایی تشکیل شده و وظیفه هریک چیست؟

به طور کلی، این سیستم از سه قسمت مختلف تشکیل شده است. 

۱٫ واحد فرمان (command module): این قسمت از کلیدهایی تشکیل شده است؛ که در شکل های مختف در مدل های متفاوت خودرو قرار گرفته است.(on،off و…) وهمچنین این امکان را به راننده می دهد تا با استفاده از آنها سرعت خودرو را کاهش، یا افزایش دهد و همچنین سیستم را فعال یا غیر فعال نمایند.

۲٫ واحد کنترل الکتریکی (ECU): این واحد همانند مغز در سیستم عمل می کند و وظیفه ی پردازش داده ها و اطلاعات را نیز، بر عهده دارد. این قسمت اطلاعات را از ورودی می گیرد و پس از پردازش آنها دستورهای لازم را به خروجی ارسال می نماید.

* بیشتر بخوانید: واحد کنترل الکتریکی یا ECU چیست؟

۳٫ عملگر (Actuator): این قسمت با استفاده از فرمان های دریافتی از Ecu، وظیفه ی تنظیم سرعت تعیین شده، را با استفاده از باز و بسته کردن دریچه گاز بر عهده دارد.

* بیشتر بخوانید: دریچه گاز چیست؟

کلیدهای کروز کنترل

اجزا کروز کنترل

در خودروهای امروزی، کلیدهای کروز کنترل معمولاً بر روی فرمان نصب شده اند و یا بر روی دسته ای مانند دسته راهنما در کنار فرمان قرار می گیرد؛ البته در خودروهایی که کروز کنترل بعداً بر روی آنها نصب می شود این کلید ها را می توان بر روی دسته دنده نصب کرد و یا به صورت ریموت جداگانه، در مواقع لزوم از آنها استفاده نمود. حال به شرح این کلیدها و کارایی آنها می پردازیم:

از نمونه  قابلیتهایی که این کلیدها، برای سیستم کروز کنترل ایجاد کرده‌اند؛ میتوان به این قابلیت اشاره کرد؛ که با استفاده از کلیدهای کنترل می توان سرعت ثابت خودرو را با هر بار فشردن این کلیدها، ۱ کیلومتر بر ساعت سرعت را افزایش داد و یا سرعت را ۱ کیلومتر برساعت کاهش داد. مثلاً: با ۸ بار فشردن این کلید سرعت را ۸ کیلومتر بر ساعت افزایش می‌دهیم و یا از آن می‌ کاهیم. کلیدهای در نظر گرفته شده برای این سیستم عبارتند از: روشن on، خاموش off، تنظیم افزایش سرعت ((set / accel، کاهش سرعت (coast)، بازگشت به قبل (resume) می باشند.

در ادامه درباره هر یک از آنها به صورت مختصر توضیح می دهیم.

دکمه های کروز کنترل

کلید on) و off) روشن و خاموش: استفاده از کلید on و off برای روشن و خاموش کردن این سیستم به کار می رود؛ البته در برخی از این سیستم ها دکمه on و off وجود ندارد، اما در این سیستم ها با فشردن دکمه set، سیستم فعال شده و همچنین با فشردن پدال ترمز نیز سیستم کروز کنترل خاموش و غیر فعال می گردد.

کلید تنظیم / افزایش سرعت (set/accel): استفاده از این کلید موجب می شود تا کروز کنترل سرعت فعلی خودرو را به صورت ثابت نگه دارد. برای مثال: اگر خودرو در حال حرکت با سرعت ۸۰ کیلومتر بر ساعت باشد؛ با فشردن این کلید می‌توانیم با همین سرعت به مسیر خود ادامه دهیم، و بدون اینکه از پدال گاز استفاده کنیم؛ به حرکت خود ادامه می دهیم. همچنین از دیگر قابلیت های این کلید این است که با پایین نگه داشتن آن می توانیم یک کیلومتر بر سرعت ثابت خودرو بیافزاییم.

بازگشت به قبل (Resume): در صورت استفاده از پدال ترمز برای خارج شدن از سیستم کروز کنترل، با فشردن این کلید می توانیم سرعت خودرو را دوباره به، آخرین سرعت ثابت قبل از فشردن ترمز افزایش دهیم.

کلید کاهش سرعت (coast): این کلید برای کاهش سرعت خودرو بدون استفاده از پدال ترمز به کار می رود، همچنین با هر بار فشردن این کلید، می توانیم سرعت خودرو را یک کیلومتر بر ساعت کاهش دهیم.

در خودروهای مجهز به سیستم کروز کنترل، پدال های ترمز و کلاچ هر کدام دارای سوئیچ هایی هستند؛ که در هنگام فعال بودن این سیستم در خودرو خاموش می گردند. در خودروهای دنده دستی، به محض استفاده از پدال کلاچ این سیستم غیرفعال می‌شود؛ همچنین در خودروهای اتوماتیک نیز، با فشردن پدال ترمز، سیستم کروز کنترل غیر فعال می شود.

سیستم کنترل یا ECU

مغز سیستم کروز کنترل، کامپیوتر کوچکی است؛ که محل قرار گیری آن زیر کاپوت و یا پشت داشبورد واقع شده است. این کامپیوتر، به واحد کنترل الکترونیکی عملگر متصل می شود. 

ECU

در این تصویر ورودی ها و خروجی این سیستم نشان داده شده است؛ در سیستم های کروز کنترل با قدرت فراوان،  در هنگام افزایش سرعت خودرو حرکتی ناگهانی در خودرو صورت نمی گیرد. همچنین این توانایی را دارد؛ که با درصد کمی خطا بتواند، بدون توجه به وزن خودرو و یا شیب مسیر سرعت خودرو را در عدد معین شده، تثبیت کند. سیستم کروز کنترل کنترل سرعت خودرو را با تنظیم دریچه گاز خودرو انجام می دهد. به همین منظور این سیستم به حسگر برای مطلع شدن از سرعت و موقعیت دریچه پیشرانه نیازمند می باشد؛ همچنین برای تشخیص سرعت مد نظر و غیر فعال شدن سیستم،بر روی دکمه ها و پدال ها کاملا کنترل دارد.

سرعت لحظه ای خودرو، مهمترین داده، برای پردازش توسط کامپیوتر سیستم می باشد و در واقع اساس عملکرد این سیستم نیز، بر همین سرعت لحظه ای استوار شده است. ابتدایی ترین نوع آن کنترل در کروز کنترل، کنترل نسبی می باشد. در سیستم کنترل نسبی، کروز کنترل، میزان باز بودن دریچه گاز را نسبت به خطای سرعت تنظیم می نماید (خطای سرعت عبارت است از، اختلاف سرعت بین سرعت تنظیم شده توسط راننده، بر روی کروز کنترل و سرعت لحظه ای خودرو) برای مثال: اگر در خودرویی، راننده سرعت کروز کنترل را روی ۱۲۰ کیلومتر بر ساعت تنظیم نماید و در آن لحظه سرعت خودرو ۹۰ کیلومتر بر ساعت باشد؛ خطای سرعت در این لحظه ۳۰ کیلومتر برساعت می باشد. در این هنگام دریچه ی گاز پیشرانه بیشتر باز می شود و در زمان رسیدن سرعت خودرو به ۱۰۵ کیلومتر بر ساعت، میزان باز بودن دریچه ی گاز موتورنسبت به زمانی که سرعت خودرو ۹۰ کیلومتر برساعت است، نصف می باشد. بنابراین؛ به هر میزان که تفاوت میان سرعت لحظه ای و سرعت مطلوب خودرو کمتر شود (کاهش خطای سرعت)، شتاب خودرو کاهش پیدا می کند و حتی ممکن است در سراشیبی ها خودرو، هیچ گونه شتابی نداشته باشد.

بسیاری از سیستم های کروز کنترل، مجهز به سیستم‌های کنترلی نسبی، انتگرالی، مشتقی (PID) می باشند. در این قسمت به توضیح مختصری از سیستم می پردازیم:

۱٫مسافت مساوی است با انتگرال سرعت 

۲٫شتاب مساوی است با مشتق سرعت

در سیستم کنترل PID،عوامل سرعت، مسافت و شتاب با استفاده از نسبت مشتق و انتگرال به دست می آیند و از این عوامل، برای تعیین میزان باز شدن پیشرانه بهره گرفته می شود. 

عامل انتگرال، این عامل تفاوت بین مسافت طی شده ی واقعی با مسافتی است که، خودرو با سرعت تنظیم شده در زمان مشخص طی می کند. همچنین این عامل باعث می شود تا خودرو در هنگام طی کردن مسیرهای تپه ای، سرعت مطلوب داشته باشد. مثلاً خودرویی در حال بالا رفتن از تپه می باشد، معمولاً در این هنگام، سرعت خودرو کم کم کاهش می یابد. در این زمان کنترل نسبی، به محض تشخیص بالا رفتن خطای سرعت دریچه گاز را کمی بازتر می کند تا سرعت به سرعت تنظیم شده افزایش یابد. در صورتی که شیب مسیر زیاد باشد؛ این میزان تغییر، باعث افزایش سرعت نخواهد شد. بنابراین در این زمان، کنترل انتگرالی عمل می کند و با تشخیص بالا رفتن خطای مسافت بار دیگر به تنظیم دریچه می پردازد؛ تا سرعت را به سرعت تنظیم شده برساند و در نهایت عامل مشتق یا شتاب قرار دارد که باعث می شود سیستم کروز کنترل، سریعاً به تغییر سرعت ناشی از مسیر واکنش دهد. در این هنگام اگر سرعت خودرو کاهش یابد، سیستم کروز کنترل تغییر در شتاب را شناسایی می کند و قبل از پایین آمدن سرعت خودرو، با تنظیم گاز موتور، سرعت خودرو را دوباره تنظیم می نماید.

چگونگی عملکرد سیستم کروز کنترل و کابرد عملگر در این سیستم

در کلیه خودروها، افزایش سرعت به وسیله ی فشردن پدال گاز و باز شدن دریچه گاز موتور انجام می شود. در سیستم کروز کنترل نیز، از همین مکانیسم بهره گرفته شده است و تنظیم سرعت خودرو، با کنترل دریچه گاز موتور انجام می گیرد. 

تفاوت این سیستم با خودروهای معمولی، در این است که در سیستم کروز کنترل، سرعت خودرو به وسیله عملگری که به دریچه گاز متصل است کنترل می شود؛ اما در خودروهای معمولی کنترل سرعت به وسیله فشردن پدال گاز انجام می گیرد. وظیفه عملگر (Actuator) در سیستم به این صورت است که؛ تنظیم سرعت خودرو را، به وسیله ی کنترل میزان هوای ورودی موتور خودرو برعهده دارد.

عملگر (Actuator): در صورت استفاده از این عملگر در سیستم کروز کنترل، به دریچه گاز خودرو دو عدد کابل متصل می شود، که یکی از این کابل ها مستقیماً به پدال گاز و دیگری به عملگر متصل می شوند. در زمان استفاده از سیستم کروز کنترل، عملگر با استفاده از کشیدن و یا شل کردن کابل متصل به دریچه گاز و با کنترل ورود هوا، سرعت خودرو را کنترل می کند؛ کشیده شدن کابل متصل به عملگر، باعث کشیده شدن کابل متصل به پدال گاز نیز می شود، به همین خاطر در هنگام استفاده از این سیستم با اینکه راننده فشاری به پدال گاز وارد نمی کند؛اما پدال گاز به صورت خودکار تکان می خورد.

کارکرد کروز کنترل

عملگر خلا: سیستم کروز کنترل در بسیاری از خودروها از عملگر خلاء استفاده می کند. این گونه سیستم ها مجهز به شیر کنترل الکترونیکی می باشند؛ که میزان خلا را از طریق دیافراگم کنترل می کنند؛ سیستم دیافراگم مانند بوستر ترمز در خودرو عمل می کند.

عملگر کروز کنترل

مزیت‌های استفاده از کروز کنترل

  • ثابت نگه داشتن سرعت خودرو در شرایط مختلف، بدون استفاده از پدال گاز 
  • جلوگیری از بالا رفتن سرعت از محدوده ی مجاز سرعت 
  • افزایش و یا کاهش سرعت خودرو، به طور دقیق و با استفاده از کلیدهای واسطه 
  • کاهش مصرف سوخت در اثر کاهش نوسانات دریچه گاز 
  • آسایش و راحتی راننده در زمان رانندگی به خصوص در مسافت های طولانی 
  • افزایش امنیت در اثر جلوگیری از خستگی راننده برای، ثابت نگه داشتن سرعت خودرو 
  • قابلیت نصب در خودرو های مختلف، بدون ایجاد تغییر در سیستم مکانیکی و برقی خودرو

انواع مختلف سیستم های کروز کنترل

انواع کروز کنترل

در ابتدا سیستم کروز کنترل به این صورت بود که؛ توانایی کنترل سرعت خودرو در محدوده مشخص را دارا بودند.

 به مرور زمان و با بالا رفتن تعداد خودروهای در سطح شهرها، جاده ها و کشورها و نیاز به ایمنی بالاتر خودروها، خودروسازان تصمیم گرفتند، سیستم کروز کنترل را در خودروها ارتقا دهند. نتیجه تلاش خودروسازان در این زمینه منجر به تولید سیستم کروز کنترل تطبیق پذیر شد؛ که در خودروهای مدرن امروزی مورد استفاده قرار می گیرد. خودروسازان ژاپنی، در اوایل دهه ۱۹۹۰ میلادی، اولین سیستم کنترل تطبیق پذیر را تولید کردند. این سیستم در ابتدا فقط درصورت وجود ترافیک سنگین، در مسیر به راننده هشدار می داد. ویژگی سیستم ترمز اضطراری و همچنین سیستم کنترل گاز خودرو را در آنها تعبیه نشده بود. 

تکنولوژی کروز کنترل مرسدس بنز

اولین بار که سیستم کامل کنترل تطبیق پذیر عرضه شد؛ مربوط به سیستم دیسترونیک مرسدس بنز بود؛ که در سال ۱۹۹۹ بر روی خودروی کلاس s قرار گرفت. 

در این سیستم علاوه بر کنترل گاز خودرو، از ترمز اضطراری برای رعایت فاصله با خودروی جلویی استفاده شده است. راننده در خودروهایی که مجهز به کروز کنترل تطبیق پذیر هستند مانند خودروهای دارای سیستم کروز کنترل معمولی، سرعت ثابت مورد نظر را تنظیم می نماید؛ در این خودروها در جلو خودرو و پشت جلو پنجره سنسوری قرار داده شده است که این سنسور ترافیک مسیر مقابل یا خودرو جلویی را مشخص می کند. سپس میزان سرعت خودرو را اندازه می گیرد و سرعت را طوری تنظیم می کند که در حدود دو الی سه ثانیه با خودروی جلویی فاصله زمانی داشته باشد. 

کارکرد کروز کنترل با رعایت فاصله طولی

در این سیستم ها کامپیوتر خودرو با استفاده از اطلاعات این سنسور میزان فاصله با خودروی جلویی و سرعت مناسب را محاسبه می نماید و در صورتی که چندین خودرو در محدوده این سنسور باشند؛ سنسور به صورت خودکار یکی از این خودروها را انتخاب می‌کند. 

مثلاً در جایی که سرعت خودروی جلوی کمتر باشد و یا یک خودرو دیگر به مسیر خودرو شما تغییر مسیر دهد، این سیستم به صورت خودکار سرعت خودرو شما را متناسب با آن خودروی جلویی کاهش می دهد. این سیستم توانایی این را دارد که در صورت تشخیص مانعی بر سر راه خودرو با فرمان پیشرانه وعملکرد ترمز، سرعت خودرو را کاهش دهد و با فاصله گرفتن از خودروی جلویی و یا رد کردن مانع دوباره به، سرعت تنظیم شده از قبل توسط راننده بازگردد. هم اکنون این سیستم کروز کنترل تطبیق پذیر در دو شرکت در حال ساخت می باشد و معمولا بر روی خودروهای گران قیمت و با ارزش بالا نصب می گردد.

عملکرد کروز کنترل امروزی

موارد منع استفاده از کروز کنترل

سیستم کروز کنترل، برای استفاده در بزرگراه ها و اتوبان های باز، مستقیم و کم تراکم طراحی شده است و در جاده های با ترافیک سنگین، جاده های پر پیچ و خم، جاده های لغزنده یا خاکی، مسیر های با شیب زیاد به هیچ عنوان نباید استفاده شود. همچنین در هنگام بارندگی و مه آلود بودن هوا نیز از دقت آن کاسته می شود و بهتر است از این سیستم استفاده نشود .سیستم کروز کنترل، در سرعت های کمتر از ۴۰ کیلومتر بر ساعت فعال نمی شود.

ممکن است شما دوست داشته باشید

نظرات بسته شده است.