Акселерометр в системе ПИД-регулирования круиз-контроля автомобиля

    Я эксплуатирую в общем-то довольно современный, напичканный электроникой американский автомобиль. Из того, что управляет движением, в нем есть электронная система стабилизации, ПБС с эмуляцией блокировки дифференциала, естественно АБС, и конечно же, круиз-контроль. Последний еще не адаптивный (то есть без функции поддержания дистанции до впереди идущего авто). В машине — электронная педаль газа (это принципиальный момент для данной статьи — позже объясню, почему).

    Всем, кто хочет знать, чем не угодил круиз-контроль, и что предлагается улучшить — welcome под кат.

    Вообще, современные электронные системы автомобиля, отвечающие за непосредственно движение, довольно сложны. В частности, ECU вместе с PCU (powertrain control unit, контроллер АКПП, может быть отдельным устройством, или интегрирован с ECU), знают не только характеристики (то есть имеют и используют физическую модель) двигателя и трансмиссии, но и физическую модель самого автомобиля.

    Почему последнее важно, и какие преимущества это дает вкупе с электронной педалью газа? Потому что, в отличие от механического привода дросселя, электронная педаль — лишь задающий (командный) орган — наподобие машинного телеграфа корабля.

    Если механический привод императивно определяет расход воздуха двигателем, и ECU ничего не остается, как поддерживать стехиометрию согласно заданному расходу, то в случае электронной педали контроллер, независимо от водителя а) формирует динамику открытия или закрытия дросселя для защиты трансмиссии от пиковых моментов, б) ограничивает момент на колесах максимально реализуемым тяговым усилием (согласно физической модели трансмиссии и самого автомобиля), в) ограничивает частоту вращения ведущих колес при обнаружении пробуксовки, г) поддерживает скорость автомобиля через слежение за частотой ведущих колес в режиме круиз-контроля — то есть, контроллер всегда знает текущую расчетную (если бы знал еще и фактическую, например, через датчик угловой закрутки носка коленвала относительно маховика — был бы вообще космос) величину подводимого к колесам момента и целевую функцию управления, поскольку управляет этим моментом сам. Это и является принципиальным отличием систем с электронной педалью от механических.

    Что же мне не понравилось во всем этом огороде? А вот что — несмотря на наличие информации о физических свойствах системы двигатель-трансмиссия-автомобиль (контроллер по идее даже может вычислить текущую загрузку автомобиля через статистический анализ динамических характеристик (отклик ускорения в ответ на действующий на колесах момент), но вряд ли делает это), круиз-контроль в нем очень примитивен — он реагирует на факт изменения скорости, а не на факт изменения сопротивления движению, следствием чего является изменение скорости, и следовательно, в отличие от человека-водителя, борется со следствием, а не с причиной.

    Теперь давайте рассмотрим, чем может быть вызвано изменение сопротивления движению. Оно, с точностью до о-малого, складывается из четырех составляющих: а) все конструктивные потери (например, из-за вязкого трения в трансмиссии), б) потери на трение качения колеса-дорога (зависит в основном от типа и качества покрытия, типа резины, массы автомобиля), в) потери от сопротивления воздуха (зависят в основном от воздушной скорости (термин из авиации, но здесь должно быть понятно), г) проекция силы тяжести на ось движения (может ускорять или тормозить автомобиль в зависимости от знака).

    Давайте сделаем оценку важности этих факторов в плане их влияния на качество регулирования скорости и возможности их автоматического учета и компенсации в течение времени работы круиз-контроля:

    • фактор а) доступен для моделирования (зависит от температуры трансмисии, включенной передачи, параметров вязкости ATF — все эти данные контроллеру доступны), но малозначим в установившемся режиме движения в диапазоне авторегулирования (прогретая трансмиссия, скорость включения круиза > 30 км/ч) — им в ПИД-модели можно просто пренебречь
    • фактор б) достаточно значимый, по крайней мере, в диапазоне разрешенных ПДД скоростей, и состоит из статического (тип шин, масса автомобиля), динамического (скорость автомобиля) и стохастического (тип покрытия под колесами) компонентов.

    В совокупности факторы а) и б) можно просто заложить в модель в виде усредненных параметров, либо выводить их коэффициенты статистическим анализом текущей динамики автомобиля, как отклика на расчетный момент на колесах.

    Далее, фактор в) — зависит в основном от текущей скорости, проекции скорости ветра на ось движения, и наличия нештатных элементов, меняющих мидель и Cx автомобиля. Базовые параметры (мидель, Сх, плотность воздуха при стандарнтых условиях) можно закодировать в модели автомобиля, конструктивные отклонения определить долговременным анализом динамики на больших скоростях (когда сила сопротивления воздуха превалирует над остальными), краткосрочные (от проекции скорости ветра на ось движения) считать случайным возмущающим моментом (ограничив его величину сверху разумным пределом [скажем, 20 м/c — при большей скорости ветра не то что на круизе — в ручном режиме на скорости удержать автомобиль сложно]), текущую скорость относительно дороги контроллер знает практически точно — итого, фактор в) с определенной стохастической составляющей можно посчитать.

    Наконец, фактор г) — достаточно значимый; имеет 100% стохастическую составляющую при отсутствии акселерометра, и практически нулевую при его наличии.

    Вот так, двигаясь по холмистой местности с включенным круизом, и наблюдая за его запоздалой реакцией на изменение значения скорости вследствие движения автомобиля на подъем, мне пришла идея добавить в систему управления акселерометр. Многие системы управления уже даже содержат датчик неровной дороги (нужен для игнорирования анализа неравномерности вращения коленвала вследствие движения по кочкам) — это по сути тот же акселерометр, только интерпретируемый по-другому.

    Замечу, что акселерометр сам по себе (без API) — не гироскоп и не «чудо-прибор» в наших гаджетах, который якобы «знает» истинное положение нормали к поверхности земли (на самом деле рекалибруется с запоминанием разложения по осям в те моменты, когда модуль вектора ускорения, выдаваемого датчиком ускорения, равен строго 1g), но поскольку инициатором тяги на колесах может быть только сам контроллер (привет системам с электронной педалью), то величина продольного ускорения относительно оси автомобиля может быть легко вычислена и скомпенсирована — и мы после усреднения получим хорошее приближение величины продольного профиля дороги, который сможем ввести в модель управления скоростью.

    Вот и вся идея. Понятно, что реализовать ее в прошивке контроллера на уровне DIY (вне автозавода) — дело практически нереальное. Однако, мы можем построить свой вычислитель рядом с основным контроллером автомобиля, анализировать текущие параметры движения через CAN, и туда же отдавать управляющие воздействия. Я не уверен, что текущий момент на колесах можно взять с CAN'а, но включенную передачу, расход воздуха и обороты — точно можно (это позволяет косвенно рассчитать момент). Дальше, командовать дросселем напрямую скорее всего, через CAN нельзя (это было бы очень опасно) — но мы можем, скорее всего, давать упреждающие команды на увеличение или уменьшение установленной круизной скорости, или (если CAN это не поддерживает ) подключиться к соответствующим кнопкам на руле автомобиля. Все остальное, похоже, можно реализовать в этом внешнем контроллере.

    UPDATE: Диалог с lonelymyp навел меня на более простое решение — так как в установившемся режиме автомобиль движется равномерно, то модуль вектора ускорения от акселерометра всегда равен 1g (независимо от его положения относительно системы координат автомобиля). Если акселерометр фиксирует поворот этого вектора по оси, перпендикулярной оси движения — это означает появление дополнительного сопротивления (подъем, покрытие, встречный ветер) или силы движения (спуск, попутный ветер). Управляющая система ориентируется на динамику поворота вектора и вырабатывает упреждающее воздействие. Тогда нам не нужна модель потерь в трансмиссии, шинах итд, хотя нужна информация о текущей массе, т.к. от нее зависит характеристика прямого регулирования (отношение ускорения в продольной оси к дельте момента на колесах)
    Ads
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More

    Comments 70

      0

      У меня автомобиль без круиз контроля (но с электронной педалью газа), и я, для того чтобы не сбавить скорость при приближении к горке, увеличиваю газ чуть раньше чем сама эта горка начинается.
      Изменение скорости же можно ловить довольно точно, и по сути показания скорости это аналог того же акселерометра.
      Мне кажется, время реакции автомобиля на изменение положения педали газа на порядок больше, чем выйгрыш от установки акселерометра.
      Могу ошибаться.

        0
        Вы поймали самую суть, по условиям экологичности изменение мощности двигателя делается довольно плавно, с той самой паузой. Плюс — добавляется турболаг, если есть турбина. Сейчас он уже махонький, но есть.

        По всему по этому увеличение точности срабатывания круиза не даст никакого результата. Тем более, что при механической коробке это никак не убережёт от раскатывания выше заданной скорости, а при автоматической всяких задержек и влияний будет ещё больше.
        +1
        туда же отдавать управляющие воздействия

        Эх, я так надеялся, что в статье будет именно про это.
        Я вот тоже хочу круиз усовершенствовать, но чуть иначе. То, как он скорость держит, меня в принципе устраивает, но мне нужны пресеты. Скажем, в городе 50, на трассе 100 и т.д. Для меня наиболее употребительны были бы 30, 50, 60, 80, 100, 120 и 130. Я б маленькую коробочку с кнопками на место пепельницы поставил. Кроме того, каждое значение хочу по GPS откалибровать, ибо спидометр завышает скорость процентов этак на десять. Соответственно вместо «подбора» скорости с последующей активацией круиза — жамкнул по кнопке, скажем 80, в круиз записалось «88» и поехали. Мне даже ПИД регулятор тут не нужен, но вот я совершенно не знаю, куда в CAN шину записать требуемое значение.
          +1

          У меня тоже давно уже такие мысли. Нужен задатчик скорости от 20 до 160 км/ч с шагом 10 км/ч.

            +1
            На шкоде именно так и меняется скорость для круиза, с шагом в 10 км/ч. Точнее первое нажатие округляет до ближайшего целого десятка, следующие прибавляют / убавляют 10 км.
              +2

              Это на какой Шкоде? У меня Октавия 2016 года с обычным круиз-контролем (не адаптивным) — там меняется через 1 км/ч.

                0
                Да, наверное не надо обобщать за все шкоды, даже за одну модель. Мой опыт про октавию 2018 года с адаптивным крузом — шаг 10 км/ч.
                  0

                  Спасибо за информацию! Такой вариант наверно меня устроит. Буду искать, можно ли вправить мозги моей Октавии, чтобы работала так же.

                    0
                    Вольво 2008 года умеет +1 и +- 5. Первое — лайвхак по кнопке resume, позволяет приблизиться к максимальному ограничению чуть ближе.
                    0
                    Неправда Ваша. Нажатие даст ±1, удержание ±10. Читайте мануалы, они рулёз :-)
                    Включение регулирования/уменьшение заданного ограниче-ния скорости — нажатие (с шагом 1 км/ч), удержание (с шагом10 км/ч)


                    Но это всё не решение проблемы, пресеты, поддерживаю — были бы полезны.
                    0
                    Ну а у меня чудо итальянского автопрома с шагом 2 км/ч. И очень часто на автобане устраивают стройку, причём скорость меняется 120->100->80 и иногда ->60 и вот мне со 120 на 60 щёлкать тридцать раз достаёт, а на тормоз жать лень, так что я уже пару небольших штрафов так словил, так как там уже радар, а нужную скорость я ещё не нащёлкал. В перспективе можно и распознавание знаков приколхозить. У меня служебный форд мондео (там шаг 5 км/ч, кстати) знаки распознаёт, но вот объединить это дело с круиз контролем производитель авто явно очкует.
                      +1
                      знаки распознаёт
                      И какие его действия после распознания?

                      Вот такую табличку:

                      распознает?
                        0
                        После распознавания авто зажигает знак ограничения на дисплейчике над спидометром, при этом если скорость выше ограничения, то значок начинает мигать. Иногда ошибается, конечно, особенно если, скажем, под знаком есть табличка типа «только в дождь», или часы действия знака ограничены, скажем только ночью. Он табличку видит, но вот что там написано — не знает. Въезд в населённый пункт тоже распознаёт. Иногда помогает, особенно в «зоне 30», если не уверен, какое ограничение активно. Но связи с круиз контролем нет. Хотя дистанцию до впереди идущего авто держать умеет. В общем нет пока в мире совершенства.
                          0
                          Въезд в населённый пункт тоже распознаёт
                          Я именно за табличку, которую привел выше. Обычно знак начала/окончания населенного пункта значительно больше размером, чем эта табличка. Из-за этого ее легко пропустить.
                          Иногда ошибается, конечно,
                          Вот поэтому и
                          связи с круиз контролем нет
                          Представьте, что распознавалка ошибется на трассе и даст по тормозам на ровном месте.
                        0
                        Довелось мне покататься на арендованном Citroen C3, и в последний день аренды я обнаружил что у него это таки объединено.
                          0

                          Год какой?

                            0
                            Полагаю что 2019, но на 100% не уверен.
                      0
                      Ниссаны Какшкай и Juke по короткому нажатию меняют на 1 км/ч, по длинному на 10.
                      Но от заранее заданных пресетов тоже бы не отказался.
                        0
                        AFAIK на большинстве современных WAG-ов слабое нажатие на рычаг меняет на 1 км, а сильное — на 5-10. Усилие как на рычаге поворотника, слабое — с сигналом на три такта сигнала, сильное — на постоянку до выворота руля.
                          +1
                          Никогда на VAG такого не видел.
                          Если круиз на руле или отдельным рычажком, то SET/RES меняет +-1км/ч, а рычажком или кнопками "+" и "-" меняется по 10км/ч.
                            0
                            Passat B8. "-" и "+" меняют по 10 км/ч, SET и RES при активном круизе — по 1 км/ч.
                            Картинка
                            image
                              0
                              Оппа, про set/res как мелкий шаг ± не знал. Спасибо, надо будет попробовать.
                              P.S. Читать мануалы — не наш метод.
                        +1
                        Я так понимаю, что Вы, как и я, частенько, пользуетесь круизом как ограничителем скорости, а не по прямому назначению. Адаптивный круиз это отчасти позволяет. На самом деле ограничитель — это другая система, которая не занимается ни разгоном, ни поддержанием скорости. Тоже, кстати, полезная штука в городе и на бесплатных трассах и именно с пресетами.
                        Круиз — это когда скорость нужно поддерживать часами. Тут можно и потратить минутку, чтобы накрутить как хочется. Тем более включая около установившейся скорости.
                          0
                          Ну, в общем да. Хотя ограничитель, который speed limit, у меня тоже есть, но и там пресеты не помешали бы. Короче, знать бы куда к can шине подцепиться, а уж допиливать «под себя» это можно до бесконечности. Но в том виде, в каком оно сейчас, пользоваться временами не удобно.
                            0
                            На самом деле ограничитель — это другая система, которая не занимается ни разгоном, ни поддержанием скорости
                            У меня на руле две кнопки: круиз и ограничитель. Ограничитель ведет себя точно также, как круиз, если педаль газа нажата достаточно, но не в пол.
                            Ограничителем пользуюсь в городе, круизом на трассе.
                              0
                              Вопрос в образовательных целях. А если с включенным ограничителем таки нажать в пол?
                                0
                                Как и на круизе, нажатие в пол игнорирует любые задания и ограничения. Удобно для обгона (но с нарушением скоростного режима).
                                  0
                                  Хм. Спасибо.
                                  У меня не так. На круизе любое нажатие на газ отрабатывается без снятия задания круиза и позволяет обгонять. При этом если газ сбросить, машина накатом будет возвращаться к заданной скорости, после чего контроль снова возьмет на себя круиз. А вот при спуске с горки/моста/эстакады после скорости +5 к установленной круиз начинает применять торможение колодками.
                                  Ну а тормоз, как наверное и у всех снимает задание, но сохраняет настройку круиза.
                                    0
                                    Да, у меня круиз так же ведет себя. Правда действия колодок не замечал, но и не видел, чтобы с горки круиз превышал на 5. Может гор не попадалось.
                                    Задание от нажатия в пол остается, мигает цифра задания, что мол превышаешь.
                            0
                            Коробочка с кнопками не особо и нужна.
                            Достаточно будет считывать текущую цифру на круизе и делать корректировку.
                            Если текущая цифра увеличилась на +1 км/ч, то программно досылать в шину нужное количество нажатий кнопки + до требуемой цифры. Аналогично в сторону уменьшения.
                            Получится что однократное нажатие кнопки на руле будет менять скорость по десятке.

                            Ну а калибровка спидометра обычно есть в ЭБУ приборной панели. Стоит погуглить на форумах по своей марке авто. Можно ввести коэффициент или подобрать размерность резины. Само собой при переобувке придётся корректировать.
                              0
                              Кроме того, каждое значение хочу по GPS откалибровать, ибо спидометр завышает скорость процентов этак на десять.

                              Это обычно правится в мозгах через диагностический кабель. Вот только у себя всё никак не поправлю…
                                0
                                А не думали ли вы, что
                                спидометр завышает скорость процентов этак на десять

                                не для того чтобы на*бать лошка за рулём. Немного перекачали шины, за руль села девочка 45 кг, Венера зашла в козерог и
                                жамкнул по кнопке, скажем 80, в круиз записалось «88» и поехали

                                выльется в нехилые штрафы.
                                  0
                                  Нет, конечно. Производители авто завышают показываемую скорость чтобы защититься от возможных исков владельцев, ехавших точно по спидометру но словивших штрафы. Я ездил на очень многих машинах и ни одна не показывала точно (если с gps сравнивать). Кто-то чуть больше завышает, кто-то чуть меньше. Служебный форд накидывает процентов пять примерно. Даже мотороллер едет 45 а показывает 50. Это нормально.
                                  Что касается штрафов, то они до +10 км/ч относительно невелики и безболезненны, кроме того 3 км/ч вычитается в пользу водителя. Так что для получения существенного штрафа надо где-то больше 95 вместо 80 ехать, при этом на моём спидометре будет уверенно больше ста. Но есть страны, где штрафы реально драконовские. Ну а если за Германию говорить, то тут точно по спидометру мало кто ездит — народ процентов десять смело накидывает, тормозя перед радарами. Правда, сейчас штрафы подняли и народ поумерил прыть. До 10 км/ч сейчас 20 евро стоит, а раньше так и вовсе десятка была. У меня за двадцать лет стажа ровно пять небольших штрафов по невнимательности, и все без пунктов, что вполне приемлемо. Вообще я скорость довольно педантично соблюдаю, но не по спидометру, а по GPS.
                                    0
                                    Производители авто завышают показываемую скорость чтобы защититься от возможных исков владельцев, ехавших точно по спидометру но словивших штрафы.

                                    всё проще.


                                    https://ru.wikipedia.org/wiki/Спидометр


                                    Во многих странах требования к погрешности показаний спидометров регулируются Правилами ЕЭК ООН № 39[3]; в России эти правила имплементированы ГОСТ Р 41.39-99[4]. В частности, устанавливается, что скорость по прибору никогда не должна быть меньше истинной скорости
                                0
                                Многие системы управления уже даже содержат датчик неровной дороги (нужен для игнорирования анализа неравномерности вращения коленвала вследствие движения по кочкам) — это по сути тот же акселерометр, только интерпретируемый по-другому.


                                А какие машины содержат этот датчик? Я как то думал что это анахронизм встречающейся только на первых инжекторных ВАЗах, и на современных машинах его нет.
                                  0
                                  акселерометр, особенно с низкой точностью, достаточной для детектирования тряски — очень дешевый и компактный (SMD) прибор. Возможно, он впаян прямо в плату контроллера ЭБУ в современных машинах. Хотя в то же время весьма вероятно, что в современных прошивках ту же самую задачу научились решать уже чисто алгоритмически
                                  +1

                                  У меня автомобиль с обычной, механической педалью газа и обычным круизом. При езде на круизе стрелка спидометра стоит, как приклеенная независимо от горок/спусков. Точно так же ведут себя показатели скорости в навигаторах.
                                  Не принимаю, зачем городить огород с доп вычислителями, если простая механика и так выдает отличный результат.

                                    0
                                    То, что у меня сейчас — это Крайслер Гранд Вояджер 5 поколения. Вот в нем следит неточно (при движении в гору проседает аж на 5-7 км/ч, а потом только подхватывает). До этого был тоже Вояджер, но 3 поколения, с механической педалью и механическим же (вакуумным) приводом заслонки круиз-контроля. И вот он ЕМНИП отслеживал подъемы лучше, а на спусках к тому же умел тормозить включением пониженной передачи в коробке — можно даже было в разумных пределах использовать круиз как горный тормоз. В современном этого нет — там в АКПП стоит обгонная муфта — тормозить коробкой на высоких передачах он не умеет, а подтормаживание колесными тормозами в нем видимо делать не стали (хотя аппаратно точно могли бы — в нем стоит система стабилизации траектории).
                                      0

                                      У меня Hyundai Elantra, причем старая, 2010 года. И вот у нее вообще никаких проседаний скорости… Это моя первая и единственная машина с круизом, я думал, что круиз так везде работает.

                                    0
                                    Вместо крутящего момента можно взять нагрузку двигателя.
                                    Только придётся и все остальные параметры читать, т.к. например компрессор кондея или фары вызывают изменение мощности, придётся смотреть на все системы в комплексе.
                                      0
                                      На круизных скоростях механическая мощность, необходимая для поддержания скорости, составляет величину > 10 кВт. Электрической нагрузкой можно, соответственно, просто пренебречь, а вот флаг компрессора кондея можно считать через CAN.
                                      В любом случае, модель регулирования с обратной связью не обязана учитывать все прямые факторы 100% точно — для этого и есть обратная связь (коэффициенты которой тоже можно статистически подстраивать). Но само наличие значимых факторов в модель желательно ввести. Гравитация — один из значимых факторов, поэтому хорошо бы ее иметь в модели. Об этом и статья
                                        0
                                        Тормозящих факторов много, гравитация бессердечная, встречный ветер, пониженное давление в колёсах или 4 лишних пассажира и багаж.
                                        Есть исходный параметр текущей мощности двигателя, есть конечный параметр скорости движения. Отклонение от идеального соотношения мощности /скорости — это совокупность всех тормозящих факторов…

                                        Если при постоянной мощности падает скорость — то нам фиолетово из за чего это происходит, тип тормозящего воздействия не влияет на цифру корректировки которую придётся задать.
                                          0
                                          Если при постоянной мощности падает скорость
                                          Это то, как работает сейчас круиз-контроль, и от чего хочется уйти, заставив его работать на упреждение, учитывая значимые причины падения скорости. Статические факторы (такие как давление в колесах, багаж итд) нас не очень интересуют, так как для системы управления это — константа, которая будет скомпенсирована цепью обратной связи. Стохастические факторы, такие как ветер, или смена типа дорожного покрытия, будут влиять на качество регулирования, но с ними мы ничего поделать не можем (разве что поставить видеокамеру и анализировать покрытие средствами технического зрения). Гравитационный фактор стохастичен (мы не знаем, где и когда машина пойдем на подъем или спуск), если у нас нет акселерометра, или детерминирован, если есть. Значит, его можно ввести в модель
                                            0
                                            Что значит упреждение? Мы и так знаем что скорость падает и мощность растёт по данным ЭБУ.
                                            Эти данные ЭБУ мы полюбому будем использовать для расчёта цифры корректировки, т.к. пустой и полный авто в горку дают разное падение скорости, даже пустой/полный бак уже по разному ощущается.
                                            Какой смысл видя информацию о потери скорости и уже зная конкретную цифру для корректировки, запрашивать данные с акселерометра?
                                            Какую дополнительную информацию даст акселерометр?
                                              0
                                              Скорость падает, как результат действия отрицательного ускорения в течение определенного времени. Отрицательное ускорение является следствием появления проекции силы тяжести на продольную ось автомобиля при движении в горку. Эту величину можно поймать, используя акселерометр, и скорректировать мощность на колесах сразу, а не тогда, когда действие этого ускорения привело к изменению скорости
                                                0
                                                Если началась горка, а скорость не упала, то корректировка не нужна, штатная функция работает нормально.
                                                Если всётаки падает скорость, то нам не важна причина падения и угол наклона, у нас цель держать скорость, исходя из падения скорости сразу же вводим вычисленную коррекцию для поддержания скорости.
                                                Для расчёта коррекции опираемся именно на реальное замедление которое собираемся компенсировать.
                                                Акселерометр не даст нам форы.

                                                И да, мощность мы не можем корректировать, мы можем задрать заданную цифру круиза ожидая что авто начнёт разгоняться в рамках алгоритма круизконтроля.
                                                  0
                                                  Конечно, можно управлять без модели управляемого объекта, но более точное управление достигается, когда эта модель есть.

                                                  Если началась горка, скорость не может не упасть (кроме случая действия случайного фактора, вероятность которого априори низка). Регулятор же должен действовать в режиме наиболее вероятных условий, чтобы в большинстве случаев отрабатывать правильно.

                                                  Чтобы восстановить значение скорости, когда она уже упала, нужно действие ускорения с противоположным знаком в течение определенного времени плюс время реакции силовой установки на увеличение подачи топлива. Без модели при это приводит к провалу регулируемого параметра при изменении внешних условий.

                                                  Детекция изменения действующих на автомобиль сил позволяет начать вырабатывать корректирующее воздействие еще до того, как оно привело к изменению скорости. Ваш пост привел меня еще к более простому решению — я отредактирую статью
                                                    0
                                                    вырабатывать корректирующее воздействие еще до того, как оно привело к изменению скорости
                                                    А акселерометр то зачем?
                                                    Если авто едет без падения скорости и выросла мощность мотора, мы и без акселерометра видим что едем в горку.
                                                    Пока скорость не изменилась, то и вырабатывать нечего, дельта скорости ноль и коррекция тоже ноль.

                                                    Детекция изменения действующих на автомобиль сил позволяет начать вырабатывать корректирующее воздействие еще до того, как оно привело к изменению скорости.
                                                    Если воздействие есть, а скорость неизменна, значит выросла мощность мотора и мы можем делать необходимые расчёты.
                                                    Зачем нам ещё и угол наклона, если мы уже видим что нагрузка выросла и знаем насколько сильно?

                                                    Акселерометр не даёт никаких преимуществ, мы не получим данные о горке с акселерометра быстрее чем данные с ЭБУ.
                                                      0
                                                      Изменение скорости является следствием изменения направления и модуля векторной суммы ускорений, действующих на автомобиль в течение конечного времени. Если есть возможность в качестве входного параметра регулирования использовать причину, а не следствие — с точки зрения качества регулирования имеет смысл так делать. В общем случае это дает более качественную характеристику регулирования, чего мы и хотим добиться.
                                                        0

                                                        изменение скорости и ускорение — просто разные названия для одного и того же.


                                                        и да, я не вижу, чем акселерометр может помочь.

                                                          +1
                                                          Поиграю в адвоката дьявола, но чисто теоретически gleb_l прав. Небольшой уклон в 2% даст горизонтальную прибавку ускорения в ~0.25м/с^2 (если я правильно посчитал). В итоге за секунду мы будем ускоряться (или тормозить) на меньше чем 1 км/ч. Значимое изменение скорости произойдёт только на 2-3-4… секунде. Вот их и можно выиграть за счёт акселерометра. Но это всё в теории.
                                                            0

                                                            Я не понял как вы считали. Вертикальная проекция уменьшится (при этом независимо от того подъём это, спуск или боковой уклон). Модуль суммарной же величины при отсутствии ускорения останется равным g.

                                                              0

                                                              Почему уменьшится? Вертикальная проекция g при движении по горизонтальной поверхности равна нулю. А при движении с/под горку как раз и появляется ненулевая горизонтальная компонента g, которая и будет влиять на скорость.

                                                                0

                                                                понял про что вы. да, при постоянной (или непрерывно точно измерямой) скорости мы можем использовать акселерометр для определения уклона.
                                                                и да, чисто теоретически можно реагировать на него чуть раньше, чем изменится скорость.


                                                                Значимое изменение скорости произойдёт только на 2-3-4… секунде.

                                                                для человека — да. для ЭБУ, считывающего сигналы с датчиков ABS, не вижу препятствий в определении изменений скорости на десятые доли процента.

                                                                  0
                                                                  при постоянной (или непрерывно точно измерямой) скорости мы можем использовать акселерометр для определения уклона

                                                                  Одна из фишек моей идеи была в том, что момент на колесах задает сам ЭБУ — и это значит, что если в акселерометре появилась составляющая, параллельная оси тяги автомобиля, то зная текущую тягу на колесах и массу, можно вычесть вектор ускорения тяги из суммарного, и получить таким образом истинное значение уклона без гироскопа
                                                                    0
                                                                    то зная текущую тягу на колесах и массу

                                                                    а порывы ветра учитывать не надо?

                                                                      0

                                                                      Если порыв ветра приведёт к изменению ускорения в горизонтальной плоскости, направление вектора повернётся, и он будет учтён

                                                                        0

                                                                        Так я про это и говорю: он будет засчитан как начало подъёма. Вы уверены, что так надо?

                                                                          0
                                                                          Конечно. Поворот вектора означает изменение баланса сил тяги и сопротивления движению, и является «предвестником» замедления или ускорения автомобиля. Реакция системы на это поворот даст возможность скорректировать тягу еще до того, как мы сможем более-менее достоверно детектировать изменение скорости. Моя изначальная идея была в том, что поворот учитывает только изменение дорожного профиля, но после диалога в одном из ваших постов я догадался, что реакция на поворот может быть одинаковой, независимо от его причины (подъем, вода под колесами, встречный ветер итд) — а это значит, что полная модель противодействующих сил не нужна. Достаточно знать (вычислить) массу, текущий выдаваемый на колеса момент, направление вектора, целевую и текущую скорость, и динамические характеристики силовой установки
                                                                            0
                                                                            Поворот вектора означает изменение баланса сил тяги и сопротивления движению, и является «предвестником» замедления или ускорения автомобиля.

                                                                            если в случае подъёма я ещё могу с вами согласиться, акселерометр измеряет ускорение И изменение положения автомобиля, то в случае порыва ветра — нет, акселерометр измеряет то же самое ускорение, что мы и так можем посчитать.


                                                                            Реакция системы на это поворот даст возможность скорректировать тягу еще до того, как мы сможем более-менее достоверно детектировать изменение скорости.

                                                                            я уже писал, даже если считать только целые обороты колеса, мы имеем информацию c датчика ABS с частотой (грубо) 10Гц. вы считаете, что этого недостаточно и система на акселерометре будет реагировать быстрее/точнее?


                                                                            значит, что полная модель противодействующих сил не нужна. Достаточно знать (вычислить) массу, текущий выдаваемый на колеса момент, направление вектора, целевую и текущую скорость, и динамические характеристики силовой установки

                                                                            можно подробнее?

                                                            0
                                                            изменение скорости и ускорение — просто разные названия для одного и того же.

                                                            Чисто математически — да. Но нужно понимать, каким образом в ЭБУ появляется значение скорости — оно приходит интегрированием количества импульсов либо с датчиков АБС, установленных на каждом колесе, либо с датчика выходного вала трансмиссии. Соответственно, первичная величина, которую ЭБУ получает — это частота импульсов, пропорциональная скорости. Если вы хотите опираться на ее производную — то сначала эту частоту надо проинтегрировать по времени, а затем обратно продифференцировать. Чтобы точность производной была достаточно высокой, время интегрирования тоже должно быть достаточно большим. Улавливаете противоречие?
                                                            В случае же акселерометра, его показание можно пропустить через ФНЧ с частотой пропускания, скажем в 1-2Гц, и практически сразу получить значение, на основании которого уже можно корректировать мощность
                                                              0
                                                              Если вы хотите опираться на ее производную — то сначала эту частоту надо проинтегрировать по времени, а затем обратно продифференцировать.
                                                              Улавливаете противоречие?

                                                              Да, улавливаю, вы склонны всё переусложнять. Что мешает брать интервал между импульсами с датчика abs и приводить его к целевому?
                                                              Прикинул, там сотни герц, с акселерометра, думаю, столько не снимешь.

                                                                0
                                                                Ну это вечная дилемма — что измерять — период или частоту. Конструкция датчиков ABS не нормирована на строгое соблюдение межимпульсного периода — только на количество импульсов на оборот колеса. Отклонение по ширине прорезей, биение диска, или смещение нуля в датчике Холла приведет к огромной погрешности. А значит, все равно нужно усреднять. С коленвала брать нельзя на машинах с АКПП, так как в разблокированном гидротрансформаторе обороты турбинного колеса ниже оборотов насосного (жестко соединенного с коленвалом). Плюс к тому, при переключении передач проскальзывают муфты планетарных рядов. ЭБУ, конечно знает, разблокирован ГТ или нет, равно как знает обороты и того и другого — но это как раз и есть переусложнение.
                                                                Копеечный акселерометр прямо на плате ЭБУ, имхо, дешевле и проще, чем все эти воркэраунды
                                                                  0
                                                                  Отклонение по ширине прорезей, биение диска, или смещение нуля в датчике Холла приведет к огромной погрешности. А значит, все равно нужно усреднять.

                                                                  да не к такой уж бешенной. но даже если брать только целые обороты колеса, то это получается порядка 10Гц, более, чем достаточно.


                                                                  Копеечный акселерометр прямо на плате ЭБУ, имхо, дешевле и проще, чем все эти воркэраунды

                                                                  будто его показания обрабатывать не надо. надо, и побольше, чем показания с датчиков abs

                                        0

                                        прошу прощения за критику но по мне так полёт фантазии, без какой либо модели физической реализации, усложненной дополнительными костылями от которых мало толку… вроде борьбы с ветряными мельницами, по скорости достаточно вводить коррекцию, в любом случае будет время регулирования, и как следствие провал, единственное что можно сделать только его малозаметным, зависит от точности измерений но с динамикой бензиновых моторов это только приведёт к повышенному расходу на ровном месте ради достижения этого комфорта. так как для некоторых коррекций смесь будет весьма обогощена.но что то мне подсказывает что это того не стоит. и техническая реализация подобного возможна только если эбу будет заранее знать, какую нагрузку вызовет тот или иной подъем и точным расстоянием до него, а это либо лидаром с акселометрами вычислять угол подъема и рассчитывать коррекцию, либо использование карт с высотами и подробным профилем местности, и то с большой погрешностью.

                                          +1
                                          А в это время Вольво предлагает систему для грузовиков, которая вместо того, чтобы поддерживать скорость, позволяет ей плавать в зависимости от рельефа, экономя таким образом топливо.
                                            0
                                            Этот вариант мне тоже больше нравится. У меня обычная Шкода, круиз держит скорость достаточно строго, и при этом часта следующая ситуация — пустая трасса, холмы:
                                            — в ручном режиме я позволяю машине разогнаться с холма (иногда, каюсь, с легким превышением скорости, до 120 км/час), а в горку тяну, удерживая коробку на максимальной передаче, допуская снижение скорости до 80 км/час (повторюсь, это на пустой трассе, где я никому не мешаю).
                                            — на круизе при спуске машина начинает подтормаживать, держа заданную скорость, а на горку, как только скорость начинает проседать — радостно дает газу, спрыгивая на 5 и 4 передачи. Потом с горки опять тормозим, переводя энергию в тепло зазря.

                                            В итоге расход топлива при езде на круизе ощутимо выше, хотел бы некий режим «постоянной мощности», когда машина едет в заданном диапазоне скоростей, стараясь удерживаться на максимальной передаче.
                                              0
                                              Кажется, я про это уже где-то читал (не ваш ли комментарий?) и теперь тоже так делаю. Круче только езда за фурой (даже не в воздушном кармане, на расстоянии метров в 40), в тёплую безветренную погоду на сухом асфальте в таком режиме я и 3.4 литра на 100 км видел (дизель).
                                            0

                                            Я думаю, что при проектировании круиза так же учитывается физиология восприятия происходящего человеком. С круизом ездил на предпоследнем Мерседесе Спринтере и Субару Форестере 2006 года. Так вот, на первом не испытывал никакаго дискомфорта, а на втором через пару километров по трассе начинало тошнить от каких-то постоянных микро ускорений замедлений (мне кажеться, что он как раз пытался отрабатывать все неровности рельефа с высокой точностью).

                                            0
                                            Учитывая то, что ускорение — первая производная скорости, можно просто считать скорость замедления/ускорения и по этим данным вводить поправку в потребный момент. Если данные о скорости быстрые и точные, то это должно быть лучше акселерометра, на котором будет много шума от дорожного покрытия.

                                            Only users with full accounts can post comments. Log in, please.