ระบบควบคุมความเร็วคงที่แบบแอ็คทีฟ

ระบบควบคุมความเร็วคงที่แบบแอ็คทีฟ หรือ ACC เป็นระบบที่พัฒนามาจากระบบควบคุมความเร็วคงที่ FGR แบบทั่วไป คุณสมบัติใหม่ของระบบนี้คือ สามารถควบคุมความเร็วและระยะห่างได้โดยอัตโนมัติ โดยใช้ระบบควบคุมการทำงานของเครื่องยนต์อัตโนมัติและการขัดจังหวะการทำงานด้วยการเบรก

การทำงานของระบบ ACC

เซ็นเซอร์แบบเรดาร์จะตรวจจับระยะห่าง, มุม และความเร็วของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่อยู่ด้านหน้าของรถยนต์ คนขับสามารถเลือกระดับความเร็วที่ต้องการได้ล่วงหน้า โดยอยู่ในช่วงจาก 30 กม./ชม. ถึง 180 กม./ชม. (ACC เลือกได้ขั้นละ 10 กม./ชม., ACC2 เลือกได้อย่างอิสระ) และระดับความเร็วที่เลือกจะปรากฏบนแผงหน้าปัด นอกจากนั้น ยังสามารถเลือกระยะห่างที่ขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่กำหนดตายตัวได้สามระดับ ซึ่งหมายความว่าระยะห่างจากรถยนต์ด้านหน้าจะเปลี่ยนไปตามความเร็ว

ACC เป็นระบบแบบอัตโนมัติ ซึ่งหมายความว่า การเข้าแทรกการทำงานโดยคนขับจะมีความสำคัญมากกว่าการควบคุมโดย ACC เสมอ

ACC จะมีการทำงานดังต่อไปนี้ :

• ระบบควบคุมความเร็วคงที่ (FGR) ที่มีความเร็วที่ต้องการ
  การควบคุมความเร็วคงที่โดยปรับเปลี่ยนไปตามความเร็วของรถคันหน้า
  การรักษาระยะห่างกับรถคันหน้า ตามที่คนขับได้ตั้งไว้
  การขัดจังหวะการทำงานด้วยการเบรก จะช่วยให้สามารถควบคุมความเร็วไม่ให้เกินค่าที่ตั้งไว้ได้ แม้กระทั่งในขณะขับรถลงเนิน
  

ขีดจำกัดของฟังก์ชั่น ACC

ค่าตัวแปรต่อไปนี้ได้รับการจำกัดไว้ เพื่อให้ ACC ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ :

• ACC จะทำงานได้ที่ความเร็วตั้งแต่ 30 กม./ชม. ถึง 180 กม./ชม. เท่านั้น
  
• การเพิ่มความเร็วและการลดความเร็วของ ACC จะถูกกำหนดโดยอาศัยความสบายเป็นหลัก
  
• ระยะห่างของเวลากับรถคันข้างหน้าต้องไม่น้อยกว่า 1 วินาที ในบางสถานการณ์ เช่น ถ้ามีรถแซงปาดเข้ามาอยู่ข้างหน้าในระยะกระชั้นชิด ระยะห่างของเวลานี้สามารถต่ำกว่า 1 วินาที ได้ในช่วงสั้นๆ
  
• ควรใช้ ACC เฉพาะในสภาพทัศนวิสัยที่มองเห็นได้ชัดเจนเท่านั้น
  
• ช่วงการตรวจจับของเซ็นเซอร์แบบเรดาร์จะจำกัด
  
• กรณีที่มีรถแซงปาดหน้า อาจเป็นสาเหตุให้ ACC ตอบสนองล่าช้าได้ ด้วยเหตุนี้ จึงไม่ควรใช้ ACC บนทางที่คดเคี้ยวหรือเมื่อจำเป็นต้องเปลี่ยนช่องการจราจรบ่อยครั้ง
  
• สำหรับกรณีที่ความเร็วต่างกันมากๆ เช่น การเข้าใกล้รถที่ขนสินค้าหนัก จะไม่สามารถควบคุมได้
  
• คนขับจะต้องเหยียบเบรกช่วย ในกรณีที่อัตราการลดความเร็วโดย ACC ไม่เพียงพอ
  
• ACC ไม่สามารถใช้ได้ในบริเวณที่มีการจราจรติดขัด คนขับจะต้องควบคุมรถโดยการเบรกในเวลาที่เหมาะสม
  
• เพื่อความปลอดภัย หลังจากที่ ASC หรือ DSC ซึ่งเป็นระบบควบคุมการหมุนฟรีเข้าแทรกการทำงาน ACC จะหยุดการทำงาน ทั้งนี้สามารถสั่งให้ ACC ทำงานใหม่อีกครั้งได้ อย่างไรก็ตาม บนถนนที่มีค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานต่ำ (มีน้ำแข็ง เป็นต้น) ไม่ควรสั่งให้ ACC ทำงาน
  

ถ้า ACC ไม่สามารถรักษาระยะห่างที่เลือกไว้ได้ จะมีการส่งสัญญาณเตือนเพื่อแสดงให้ทราบว่า คนขับจะต้องเป็นผู้ควบคุมรถเอง ไฟเตือน ”ตรวจพบวัตถุกีดขวาง” จะเริ่มกะพริบ

อาการของระบบที่ไม่คาดคิด

สถานการณ์ของระบบที่ไม่เป็นไปตามปกติอาจเกิดขึ้นได้ ถ้าการทำงานของระบบถึงขีดจำกัดขณะอยู่ในโหมด ACC สถานการณ์ดังกล่าวอธิบายได้ดังต่อไปนี้ :

ช่วงขีดจำกัดและการลดความเร็ว

ในด้านหนึ่ง เซ็นเซอร์แบบเรดาร์มีช่วงขีดจำกัดที่ 120 เมตร ในขณะที่อีกด้านหนึ่ง ระบบ ACC มีการลดความเร็วได้สูงสุดเพียง 2.0 m/s2 โดย DSC ดังนั้น ACC จึงสามารถควบคุมโดยอัตโนมัติได้เฉพาะในช่วงความเร็วที่จำกัดเท่านั้น เมื่อระบบทำงานจนถึงขีดจำกัดสูงสุดที่สามารถทำได้แล้ว ไฟเตือน ”ตรวจพบวัตถุกีดขวาง”จะกะพริบเตือนให้คนขับเข้าควบคุมรถด้วยตนเอง

บริเวณด้านข้างที่มองเห็นได้

รถคันหน้าอาจไม่ได้รับการตรวจจับในขณะเข้าโค้ง เนื่องจากพื้นที่การรับรู้ด้านข้างที่จำกัด เมื่อเข้าโค้ง รถที่ใช้ ACC จะไม่เร่งความเร็วไปถึงระดับที่ต้องการเป็นระยะเวลาประมาณ 2 วินาที เพื่อไม่ให้ขับเข้าไปใกล้รถคันหน้ามากเกินไป เนื่องจากอาจตรวจจับไม่ได้ในระยะเวลาสั้นๆ

เมื่อขับทางตรง การตอบสนองของ ACC ต่อรถที่ปาดหน้าในระยะกระชั้นชิดอาจล่าช้าได้ รถยนต์ที่ปาดหน้าเข้ามาในเลน จะไม่ได้รับการตรวจจับจนกว่าจะเข้ามาอยู่ในช่องจราจรเดียวกับรถที่ใช้ ACC แล้ว

การหยุดทำงาน

ระบบจะปิดการทำงาน ถ้าการตรวจจับถูก ’บดบัง’ จากการปกคลุมของหิมะที่หนามาก โดยจะสามารถกลับมาทำงานใหม่ได้อีก หลังจากทำความสะอาดเซ็นเซอร์แบบเรดาร์แล้ว

ระบบจะปิดการทำงาน ในกรณีที่ถูกขัดจังหวะการทำงานจาก ASC หรือ DSC เป็นระยะเวลานาน นั่นคือ ที่ค่าสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานวิกฤต อย่างไรก็ตาม จะสามารถสั่งให้ระบบทำงานใหม่ได้อีก

ในทั้งสองกรณี ในขณะที่กำลังเริ่มทำงานใหม่ ACC จะรีเซ็ตระยะทางถึงรถคันหน้าเป็นเวลาถึง 2 วินาที

สถานการณ์พิเศษ

คนขับจะตรวจพบสิ่งนี้เมื่อไฟแสดง ”วัตถุที่ถูกตรวจจับ” ไม่ติดสว่างขึ้น, รถยนต์มีระดับความเร็วต่ำกว่าที่กำหนด และไม่มีการเร่งความเร็วอีกต่อไป

• ในทางโค้งที่คับขัน ACC จะปรับระดับความเร็วโดยให้มีอัตราเร่งแนวขวางสูงสุด 3 m/s2 เพื่อความนิ่มนวลในการขับขี่ ซึ่งจะเกิดขึ้นกับทั้งในขณะถนนว่าง และการขับตามรถคันหน้า
  
• ฝน, หมอก และหิมะ เป็นสิ่งที่มีคุณสมบัติในการดูดซับคลื่นเรดาร์ ช่วงการวัดจะลดลงอย่างมาก และในกรณีที่สิ่งดูดซับคลื่นเรดาร์เหล่านี้มีปริมาณมาก ACC อาจไม่สามารถใช้การได้อีก
  
• เนินเขาและหุบเขาอาจเป็นอุปสรรคในการตรวจจับ โดยทำให้ไม่สามารถตรวจพบวัตถุได้
  
• มีบางกรณี อาจมีการตรวจจับวัตถุในระยะที่ไม่ถูกต้อง (มักจะเป็นบริเวณมุม) เช่น เกิดการสะท้อนคลื่นเรดาห์จากผนังอุโมงค์และรั้วกั้นถนน แต่กรณีเหล่านี้เกิดได้น้อยมาก
  

การประเมินช่องจราจรล่วงหน้า (ช่องการขับขี่ที่คาดหมายไว้)

การกำหนดตำแหน่งช่องจราจร เป็นฟังก์ชั่นหลักในระบบ ACC การตรวจจับวัตถุแต่เพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอสำหรับ ACC วัตถุที่ถูกตรวจจับจะต้องนำมาเชื่อมโยงกับความสนใจของคนขับเองด้วย รถยนต์จะตอบสนองต่อการทำงานของระบบควบคุมก็ต่อเมื่ออยู่ในช่องจราจรของตัวเองเท่านั้น

การประเมินช่องจราจรล่วงหน้าเป็นเพียงการประเมินโดยอาศัยสถานะการขับขี่ที่มีการเปลี่ยนแปลงในขณะนั้นๆ เนื่องจาก ACC ไม่สามารถรับรู้การเปลี่ยนช่องจราจรได้ จึงต้องขึ้นอยู่กับสถานะการขับขี่ในขณะนั้นๆ

เพื่อให้สามารถเลือกวัตถุที่ถูกต้องสำหรับการควบคุมระยะห่าง ACC ต้องทำการประมวลผลหาช่องจราจรล่วงหน้า สำหรับในช่วง 2 - 4 วินาทีหลังจากนั้น ค่ารัศมีความโค้งในการขับจะถูกนำมาใช้สำหรับการเปลี่ยนช่องจราจร ซึ่งจะใช้ได้ทั้งสำหรับทางด่วนและถนนสายใหญ่ การเบี่ยงเบนด้านข้างของวัตถุที่ตรวจจับได้ทั้งหมด ตามช่องจราจรที่คำนวณไว้ล่วงหน้าสามารถระบุได้ด้วยอุปกรณ์ช่วยการประเมินช่องจราจรล่วงหน้า

สัญญาณเรดาร์ที่ได้รับ ไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างสิ่งมีชีวิต, รถยนต์ และป้ายจราจรได้ ดังนั้น ป้ายจราจรหรือรถยนต์ที่จอดอยู่ใกล้กับช่องจราจรที่มีรถยนต์ขับขี่อยู่ อาจทำให้กำหนดตำแหน่งช่องจราจรที่ใช้อยู่ผิดพลาดได้ เพื่อป้องกันความผิดพลาดดังกล่าว ส่วนใหญ่แล้วจะไม่มีการพิจารณาวัตถุที่อยู่กับที่

ชุดควบคุม ACC

เซ็นเซอร์ ACC (ตัวส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณ) และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ จะรวมอยู่ในชุดควบคุม ACC

ระบบที่ประกอบขึ้นเป็น ACC

ACC เป็นระบบที่ประกอบด้วยฟังก์ชั่นต่างๆ ที่มีการส่งข้อมูลถึงกัน โดยอยู่ในชุดควบคุมคู่หลายชุด

ชุดควบคุมคู่จะส่งข้อมูลไปยังชุดควบคุม ACC ผ่านทางบัสข้อมูลในรถยนต์

ระบบควบคุมเสถียรภาพ DSC

ในการสั่งงานฟังก์ชั่น ACC ระบบเบรกต้องทำงานได้สมบูรณ์ และต้องไม่เหยียบแป้นเบรกและไม่ใส่เบรกจอดรถ ระบบจะหยุดการทำงานทุกครั้งเมื่อมีการเหยียบแป้นเบรก

อินเตอร์เฟส ACC/DSC มีหน้าที่การทำงานดังต่อไปนี้ :

• DSC จะส่งตัวแปรลักษณะการขับเคลื่อนที่เกี่ยวข้องทั้งหมดสำหรับการควบคุมในแนวนอนและการประเมินช่องจราจรล่วงหน้าให้แก่ ACC
  
• ACC จะส่งคำสั่งลดความเร็วไปที่ DSC
  

เมื่อแรงเบรกโดยเครื่องยนต์ไม่เพียงพอสำหรับการลดความเร็ว ACC จะเพิ่มแรงกดเบรกขึ้น โดยใช้ชุดไฮดรอลิก DSC เพื่อลดความเร็วรถยนต์ ถ้า ACC ได้สั่งงานให้ลดความเร็ว DSC จะสั่งงานไฟเบรกผ่านทางโมดูลไฟ

ชุดควบคุม ACC จะใช้สัญญาณต่อไปนี้ที่ส่งมาจาก DSC :

• ความเร็วล้อ
  
• ความเร็วล้อเฉลี่ย
  
• อัตราการส่าย
  
• อัตราเร่งแนวยาว (สำหรับตรวจสอบความสอดคล้องกัน)
  

การตรวจจับการขับขี่ลงเนิน

ถ้าการควบคุมการลดความเร็วของ DSC ยังคงทำงานอยู่ ACC จะเริ่มการลดความเร็ว โดย DSC จะรายงานให้ชุดควบคุมเกียร์ทราบว่ากำลังมีการขัดจังหวะการทำงานด้วยการเบรก ชุดควบคุมเกียร์ก็จะใช้ข้อมูลนี้ในการตรวจจับการขับขี่ลงเนิน เพื่อป้องกันไม่ให้เบรกเกิดการโอเวอร์โหลด ชุดควบคุมเกียร์จะสั่งลดเกียร์ลง 1 หรือ 2 เกียร์ ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ในขณะนั้น

เซ็นเซอร์มุมบังคับเลี้ยว LWS

ACC จะใช้ข้อมูลเกี่ยวกับมุมบังคับเลี้ยว เพื่อคำนวณค่าตัวแปรการขับขี่แบบไดนามิก

ระบบควบคุมการทำงานเครื่องยนต์ DME/DDE

อินเตอร์เฟสนี้มีหน้าที่การทำงานดังต่อไปนี้ :

• ส่งการเรียกขอแรงบิด (การเร่งความเร็ว) โดย ACC
  ACC เรียกขอแรงบิดเครื่องยนต์จาก DME/DDE ค่าจะอยู่ระหว่างค่าแรงฉุดสูงสุด กับค่าแรงบิดที่สอดคล้องกับอัตราเร่ง 1.2 m/s2
  
• ส่งข้อมูลการทำงานของระบบควบคุมความเร็วคงที่ (FGR)
  
• ตำแหน่งของคันเร่ง
  สามารถแทรกแซงการทำงานของ ACC ได้ตลอดเวลาโดยการเหยียบคันเร่ง ด้วยเหตุนี้ ไม่เพียงแต่มีการตรวจวัดการทำงานและตำแหน่งเท่านั้น แต่ความสามารถของเซ็นเซอร์ตำแหน่งคันเร่งก็จะถูกตรวจวัดที่คันเร่งเช่นเดียวกัน ถ้าคนขับใช้ความเร็วเกินจากการเรียกขออัตราเร่งของ ACC กับคันเร่ง สัญญาณจะถูกส่งไปยังชุดควบคุม ACC ซึ่งผลก็คือ ACC ไม่ต้องเข้าไปแทรกแซงการทำงานอีกต่อไป ในขณะเดียวกัน ชุดควบคุมเกียร์จะได้รับข้อมูลว่า คนขับกำลังเป็นผู้ควบคุมการขับขี่ในขณะนี้ ตรงข้ามกับการควบคุมความเร็วคงที่ (FGR) ซึ่งจะสามารถเหยียบคันเร่งน้ำมันได้อย่างเต็มที่โดยไม่มีการตัดการทำงาน ACC ถ้าแอ๊คทูเอเตอร์ (ลิ้นปีกผีเสื้อ), เซ็นเซอร์ตำแหน่งคันเหยียบ หรือชุดควบคุมผิดปกติ ระบบ ACC จะไม่สามารถทำงานได้
  

การควบคุมชุดเกียร์ (เกียร์อัตโนมัติ)

ชุดอินเตอร์เฟสจะทำหน้าที่เพียงแค่ดำเนินการฟังก์ชั่นอัตโนมัติเท่านั้น กล่าวคือ ฟังก์ชั่นเกี่ยวกับความปลอดภัยจะไม่ได้รับผลกระทบแต่อย่างใด

ในกรณีที่มีการจำกัดการทำงานของชุดควบคุมเกียร์, ชุดเกียร์ หรือของระบบเซ็นเซอร์ จะไม่สามารถสั่งงานระบบ ACC ได้ หรือจะถูกยกเลิกการทำงาน ถ้าระบบ ACC อยู่ในระหว่างการทำงาน สำหรับการหยุดทำงาน ACC ทำได้โดยการเลื่อนคันเกียร์ไปที่ตำแหน่ง N, P หรือ R

ไม่มีการเข้าแทรกการทำงานของชุดควบคุมเกียร์ในส่วนของการเลือกเกียร์ อย่างไรก็ตาม จะมีการใช้แผนผังการเปลี่ยนเกียร์แบบพิเศษ ซึ่งช่วยป้องกันการเปลี่ยนเกียร์กลับไปกลับมา เป็นต้น แต่ยังคงสั่งลดเกียร์เมื่อจำเป็นได้ ในกรณีที่มีการเรียกขอการเร่งความเร็ว นอกจากนั้น เมื่อขับลงเนิน (โดยมีการเบรกจาก ACC) การเปลี่ยนเกียร์ลงจะเริ่มทำงานหลังจากเวลาผ่านไประยะหนึ่ง เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ระบบเบรกทำงานหนักเกินไป

ไม่มีเส้นทางการส่งสัญญาณระหว่าง ACC และชุดควบคุมเกียร์โดยตรง ข้อมูลสถานะ ACC จะถูกส่งผ่านทาง DME/DDE

แผงหน้าปัด

แผงหน้าปัดจะรองรับฟังก์ชั่นการแสดงผล/การเตือน ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการทำงานของ ACC

การทำความร้อนกระจกเซ็นเซอร์

เลนส์กระจกได้รับการอุ่นร้อน เพื่อให้แน่ใจว่า ACC จะทำงานอย่างมีประสิทธิภาพในฤดูหนาวและในสภาพอากาศที่หนาวจัด ระบบนี้ได้รับการออกแบบให้เป็นระบบทำความร้อนแบบใช้ความต้านทาน ที่มีขดลวดทำความร้อนอยู่ในกรอบพลาสติกของเลนส์ หลังจากสตาร์ทเครื่อง ระบบทำความร้อนเลนส์ในโหมดการทำงานของ ACC ทั้งหมดจะทำงาน โดยขึ้นอยู่กับอุณหภูมิภายนอก

หิมะจะละลายที่อุณหภูมิประมาณจุดเยือกแข็ง หิมะจะแข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำมาก ดังนั้น ระบบทำความร้อนเลนส์จะหยุดทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่า -7 °C มิฉะนั้น ผลึกหิมะที่แข็งตัวจะละลาย แล้วจากนั้นจะยึดติดกับกระจกเลนส์มากยิ่งขึ้น

เพื่อป้องกันตัวเลนส์ไม่ให้มีความร้อนสูงเกิน ระบบทำความร้อนเลนส์จะหยุดทำงานเมื่ออุณหภูมิภายในระบบเกิน 50 °C จะมีการวัดอุณหภูมิจากเซ็นเซอร์อุณหภูมิภายในของชุดควบคุม ACC ชุดควบคุม ACC จะหยุดทำงาน เมื่อแรงดันไฟฟ้าของระบบ > 16 โวลท์ เพื่อป้องกันไม่ให้โปรเซสเซอร์เสียหาย

ชุดควบคุม ACC จะทำหน้าที่ตรวจสอบระบบทำความร้อนเลนส์เพื่อหาความผิดปกติ