Полный газ и торможение

Звучит как ужасная идея.

Усилитель тормозов — это только одна проблема. Не думаю, что вашему ЭБУ понравится, что вы перехватываете и изменяете положение дроссельной заслонки!

Я хотел бы присоединиться к тем, кто уже много раз говорил вам, что это действительно плохая идея. Если вы всё же хотите реализовать свою идею, @Bart даст вам наилучший из возможных ответов.

Однако следует отметить, что система должна автоматически отключаться при нажатии на педаль тормоза, а также иметь отдельный аварийный выключатель. По крайней мере, адаптивный круиз-контроль в моей машине автоматически отключается при нажатии на тормоз. Таким образом, есть два аварийных выключателя: педаль тормоза и отдельный аварийный выключатель.

Я бы не стал водить машину или быть пассажиром в автомобиле с круиз-контролем, в котором отсутствует эта важнейшая функция.

Если вы обнаружите, что не можете определить, нажата ли педаль тормоза, остановитесь прямо здесь! Вместо этого купите другой автомобиль, в котором вы сможете определить, нажата ли педаль тормоза, или, что ещё лучше, автомобиль, в котором уже есть штатный или дополнительный круиз-контроль.

Рассмотрите возможность отключения системы при переключении на нейтральную передачу или нажатии на педаль сцепления. Если вы не можете определить это другим способом, вы можете отслеживать обороты двигателя и скорость их увеличения и уменьшения. Если изменения происходят быстро, скорее всего, включена нейтральная передача или нажата педаль сцепления.

Что касается вашего вопроса: если в системе вакуумного усилителя тормозов есть даже небольшая утечка вакуума, то при полностью открытой дроссельной заслонке вакуумный усилитель тормозов не будет работать. Если педаль сцепления не выжата, а передача не находится в нейтральном положении, то вы будете бороться с полной мощностью двигателя без помощи вакуумного усилителя тормозов. Это действительно плохая ситуация.

Чтобы ответить на ваш вопрос, нужно знать, какой у вас автомобиль. Если у автомобиля высокая мощность, он может не справиться с тормозами на высокой скорости. Как я уже писал в комментариях, создайте аварийный выключатель, который отключит вашу систему и позволит вам полностью контролировать автомобиль. Если у вас возникла нештатная ситуация, когда автомобиль едет с полностью открытой дроссельной заслонкой (WOT), сначала отключите дополнительную систему, а затем нажмите на тормоза. Паническое торможение при полностью открытой дроссельной заслонке не принесёт вам никакой пользы. В первую очередь позаботьтесь о безопасности для себя и особенно для окружающих. Если вы не уверены в своих навыках работы с Arduino, даже не пытайтесь.

Во-первых, я бы настоятельно не рекомендовал вам собирать блок круиз-контроля для вашего автомобиля, если у вас нет опыта и вы не до конца понимаете, что делаете; перенастройка дроссельной заслонки с помощью самодельной конструкции может привести к нестабильной работе вашей «неосведомлённой» системы двигателя. Поскольку система не знакома с вашей конструкцией, она, скорее всего, попытается компенсировать её, перейдёт в режим пониженной мощности и выдаст всевозможные ошибки. Но если вы полны решимости, вот мой совет.

Узнайте больше о PID и проверках правдоподобия

Механизмы круиз-контроля используют PID: пропорциональный интегрирующий дифференцирующий контроллер. Это программная система с замкнутым контуром, которая применяет большую или меньшую скорость в зависимости от скорости автомобиля. Она пытается поддерживать скорость постоянной. Проблема в том, что эта система должна быть очень надежной, я не должен быть таким, чтобы один сбой в датчике скорости автомобиля запускал полный газ, потому что ваш цикл думает, что он должен компенсировать этот сбой. Вы получили бы очень нестабильную систему. Таким образом, вам придётся выполнить множество операций по фильтрации и проверке достоверности в вашем программном обеспечении. Я рекомендую погуглить и почитать о ПИД-регуляторах. Метод Зиглера — Николса — хорошее начало для знакомства с ПИД-регуляторами. Попробуйте найти программу, в которой можно протестировать ПИД-регулятор. В интернете можно найти несколько программ Excel, которые могут вам помочь. Вы увидите, что сделать незащищённую систему нестабильной очень легко.

Вы и сами можете подумать, что было бы глупо полностью выжимать педаль газа, если вы видите, что спидометр внезапно показывает 0 миль в час (потому что он сломан)
. Программное обеспечение так не думает. Вот почему перед тем, как программное обеспечение выжмет или отпустит педаль газа, выполняется множество проверок на правдоподобность.
Ознакомьтесь с терминами «проверки на правдоподобность» и «надёжность системы», и вы поймёте, о чём я говорю.

Внедрите в свою разработку отказоустойчивые механизмы

На самом деле используется множество механизмов защиты от сбоев. Очевидно, что круиз-контроль отключается при нажатии на педаль сцепления или тормоза. В большинстве случаев система отключается и при переключении передач. Разумно установить на приборной панели переключатель, который отключает всю самодельную проводку, чтобы система двигателя вернулась в состояние, в котором она была бы без ваших доработок.

Система управления двигателем спроектирована чрезвычайно надёжно, поэтому есть вероятность, что она возьмёт на себя задачи, которые вы переопределили, и продолжит работу без дальнейших проблем. Однако это всё равно опасно.

Получите полное представление о усилителе тормозов

Что касается вашего вопроса об усилителе тормозов, при полном газе разрежение в коллекторе падает до (почти) 0. На вашем усилителе есть вентиляционное отверстие, предотвращающее попадание воздуха из коллектора в усилитель. Заряженный усилитель позволяет вам затормозить 2-3 раза после потери вакуума. Если вы когда-нибудь попадете в ситуацию, когда ваш двигатель отказывает на высоких оборотах и вы теряете вакуум, резко затормозите (предварительно осмотрев окрестности) и старайтесь отпускать педаль тормоза как можно реже и безопаснее. Каждое нажатие на тормоз еще больше истощает усилитель. Если удерживать педаль нажатой, это не приведет к дальнейшему расходу топлива.

Чем сильнее вы отпускаете педаль акселератора, тем выше вакуум, и чем выше обороты, тем выше вакуум. И наоборот. Это можно представить в виде функции: Вакуум: V = - процент открытия дроссельной заслонки * обороты. (на самом деле всё сложнее)
Проверьте давление в коллекторе на высоких оборотах с помощью диагностического сканера.

Тест с помощью детских шагов

Если вы полны решимости опробовать свою конструкцию, я бы порекомендовал сначала тщательно протестировать её на первой передаче и не на дорогах общего пользования. На первой передаче двигатель не сможет разогнать вас быстрее, чем до ~50 км/ч.

Если я правильно понял ваш вопрос, вы на самом деле интересуетесь тем, как работает усилитель тормозов. Могу сказать, что я заметил разницу в торможении на моей механической коробке передач при более высоких оборотах (создающих более сильный вакуум), чем при более низких, но рассмотрим крайний случай: отсутствие вакуума в двигателе. Как вы думаете, можно ли нажать на тормоза при выключенном двигателе и остановить машину?

ДА

Как вы упомянули, вы можете снизить мощность двигателя, передаваемую на трансмиссию, через сцепление (а для моих автоматических двигателей переключение в нейтральное положение в значительной степени эквивалентно), так что мы действительно можем проигнорировать вопрос, который обсуждали все остальные. На самом деле не имеет значения, могут ли ваши тормоза заглушить ваш двигатель.

Однако недавно я сравнил тормозную мощность с тормозной мощностью. В кабриолете Corvette Stingray 2014 года с разгоном до 100 км/ч за 90 футов, при снаряженной массе 1500 кг и линейном замедлении (которое фактически устанавливает минимальное значение тормозной мощности) время торможения составляет ~2 секунды. Кинетическая энергия автомобиля составляет ~ 546 кДж. 546 кДж, рассеиваемые за 2 секунды, составляют 273 кВт или около 360 л.с. На пике мощности автомобиль развивает около 460 л.с., так что вполне возможно, что вы будете ехать по шоссе на 5-й передаче со скоростью 2500 об / мин, когда внезапно дроссельная заслонка резко откроется. Сейчас ваш двигатель вырабатывает максимальную мощность при 2500 об/мин и будет медленно, из-за неоптимального выбора передачи, набирать обороты. Если вы поймёте это, когда обороты достигнут 3000, ваш двигатель будет вырабатывать всего ~200 л. с. (если вы за рулём Stingray). Вероятно, было бы неправильно утверждать, что этот анализ точен на 100 %, но он всё же показывает, что вы вряд ли окажетесь в ситуации, когда ваш двигатель будет значительно перегружен при полном торможении.

Усилитель тормозов — это просто устройство, которое облегчает полное нажатие на педаль тормоза. Он не увеличивает максимальное тормозное усилие.

Это сказало

Я думаю, что это ужасная идея, а если вы живёте в США, то, скорее всего, ещё и незаконная. Если бы вы разработали устройство, совместимое с CAN/OBDII, которое взаимодействовало бы с другими электронными блоками управления в вашем автомобиле, то я мог бы подумать иначе, но я не считаю это хорошей идеей. Если вы всё же решите это сделать, пожалуйста, не используйте его на дорогах общего пользования.