Tempomat - Cruise control
Tempomat (znany również jako kontroli prędkości , polecenia rejsu , autocruise lub tempomat ) to system, który automatycznie kontroluje prędkość o pojeździe mechanicznym . System to serwomechanizm, który przejmuje przepustnicę samochodu, aby utrzymać stałą prędkość ustawioną przez kierowcę.
Historia
Kontrola prędkości istniała we wczesnych samochodach, takich jak Wilson-Pilcher na początku XX wieku. Mieli dźwignię na kolumnie kierownicy, za pomocą której można było ustawić prędkość utrzymywaną przez silnik. W 1908 roku Peerless zawierał regulator utrzymujący prędkość silnika poprzez dodatkową dźwignię przepustnicy na kierownicy. Peerless z powodzeniem używał gubernatora flyball. Reklamowali swój system jako zdolny do „utrzymywania prędkości zarówno pod górę, jak i w dół”.
Gubernator był używany przez Jamesa Watta i Matthew Boultona w 1788 roku do sterowania silnikami parowymi , ale użycie gubernatorów sięga co najmniej XVII wieku. W silniku regulator wykorzystuje siłę odśrodkową w celu dostosowania położenia przepustnicy w celu dostosowania prędkości silnika do różnych obciążeń (np. podczas wjazdu pod górę).
Nowoczesny tempomat (znany również jako speedostat lub tempomat) został wynaleziony w 1948 roku przez niewidomego wynalazcę i inżyniera mechanika Ralpha Teetora . Wpadł na ten pomysł, ponieważ był sfrustrowany nawykiem kierowcy do przyspieszania i zwalniania podczas mówienia.
Ważniejszym czynnikiem w rozwoju tempomatu było ograniczenie prędkości do 56 km/h nałożone w USA podczas II wojny światowej w celu zmniejszenia zużycia benzyny i opon. Mechanizm sterowany przez kierowcę zapewniał opór na dalsze naciskanie na pedał przyspieszenia, gdy pojazd osiągnął pożądaną prędkość. Pomysł Teetor dotyczący selektora prędkości na desce rozdzielczej z mechanizmem połączonym z wałem napędowym i urządzeniem zdolnym do wciskania pedału gazu został opatentowany w 1950 roku. Dodał funkcję blokady prędkości, która utrzymywała prędkość samochodu do momentu naciśnięcia przez kierowcę pedału hamulca lub wyłączenia system.
Patent USA z 1955 roku na „regulator stałej prędkości” został złożony w 1950 roku przez sierżanta Franka J. Rileya. Pomyślał urządzenie podczas jazdy autostradą Pennsylvania Turnpike i zainstalował swój wynalazek w swoim samochodzie w 1948 roku.
Inny wynalazca, Harold Exline, pracujący niezależnie od Rileya, również wynalazł rodzaj tempomatu, który po raz pierwszy zainstalował we własnym samochodzie i samochodach przyjaciół. Firma Exline złożyła wniosek patentowy w USA na „sterowanie przepustnicą z napędem próżniowym z elektrycznie sterowanym zaworem powietrza” w 1951 roku, a patent został przyznany w 1956 roku. kontrolować wynalazki.
Pierwszym samochodem z systemem „speedostat” Teetora był Chrysler Imperial z 1958 roku (zwany „autopilotem”), korzystający z pokrętła kontroli prędkości na desce rozdzielczej. Ten system obliczał prędkość jazdy na podstawie obracającego się kabla prędkościomierza i wykorzystywał dwukierunkowy silnik elektryczny z napędem śrubowym, aby w razie potrzeby zmieniać położenie przepustnicy. Cadillac wkrótce zmienił nazwę i sprzedawał urządzenie jako „cruise control”.
W 1965 roku firma American Motors Corporation (AMC) wprowadziła niedrogą automatyczną kontrolę prędkości dla swoich dużych samochodów z automatyczną skrzynią biegów. Jednostka AMC „cruise command” została uruchomiona za pomocą przycisku po osiągnięciu żądanej prędkości, a następnie pozycja przepustnicy była automatycznie regulowana za pomocą sterowania podciśnieniem bezpośrednio z kabla prędkościomierza, a nie za pomocą regulowanego elementu sterującego na desce rozdzielczej.
Daniel Aaron Wisner wynalazł „elektroniczny tempomat samochodowy” w 1968 roku jako inżynier w RCA Industrial and Automation Systems Division w Plymouth w stanie Michigan . Jego wynalazek jest opisany w dwóch patentach zgłoszonych w tym roku (patenty amerykańskie 3570622 i 3511329), przy czym drugi wprowadził pamięć cyfrową i był pierwszym urządzeniem elektronicznym, które sterowało samochodem.
Z powodu kryzysu naftowego w 1973 r. i rosnących cen paliwa, urządzenie stało się bardziej popularne w Stanach Zjednoczonych „Regulamin może oszczędzić paliwo, unikając skoków, które wyrzucają paliwo” podczas jazdy ze stałą prędkością. W 1974 r. AMC, GM i Chrysler wyceniły opcję na 60–70 USD, podczas gdy Ford naliczył 103 USD.
Pod koniec lat 80-tych, układ scalony dla projektu Wisnera dla elektronicznego tempomatu został ostatecznie opracowany przez Motorolę jako MC14460 Automotive Speed Control Processor w CMOS . Zaletą elektronicznej kontroli prędkości w stosunku do jej mechanicznego poprzednika była możliwość integracji z elektronicznymi systemami zapobiegania wypadkom i zarządzania silnikiem .
Operacja
Kierowca musi ręcznie rozpędzić pojazd i za pomocą przycisku ustawić tempomat na aktualną prędkość.
Tempomat czerpie sygnał prędkości z obracającym się wałem napędowym , prędkościomierza kabel, koła czujnika prędkości od silnika RPM , lub od prędkości impulsów wewnętrznych produkowanych elektronicznie przez pojazd. Większość systemów nie pozwala na korzystanie z tempomatu poniżej określonej prędkości — zazwyczaj około 40 lub 48 km/h. Pojazd utrzymania pożądanej prędkości ciągnąc się gazu przewodu z elektromagnesu , a podciśnienie -driven serwomechanizmu , lub za pomocą układów elektronicznych, wbudowanych do pojazdu (w pełni elektronicznego) jeśli wykorzystuje się system „drive-by-wire”.
Wszystkie systemy tempomatu muszą mieć możliwość wyłączenia się zarówno wyraźnie, jak i automatycznie, gdy kierowca wciśnie hamulec, a często także sprzęgło. Tempomat często zawiera funkcję pamięci, która przywraca ustawioną prędkość po hamowaniu, oraz funkcję wybiegu, która zmniejsza ustawioną prędkość bez hamowania. Gdy tempomat jest włączony, przepustnicy można nadal używać do przyspieszania samochodu, ale po zwolnieniu pedału samochód zwolni, aż osiągnie wcześniej ustawioną prędkość.
W najnowszych pojazdach wyposażonych w elektroniczną kontrolę przepustnicy tempomat można zintegrować z systemem zarządzania silnikiem pojazdu . Nowoczesne systemy „adaptacyjne” obejmują możliwość automatycznego zmniejszania prędkości, gdy zmniejsza się odległość od poprzedzającego samochodu lub ograniczenie prędkości.
Układy tempomatu niektórych pojazdów zawierają funkcję „ogranicznika prędkości”, która nie pozwoli pojazdowi na przyspieszenie powyżej wstępnie ustawionego maksimum; można to zwykle obejść, całkowicie wciskając pedał przyspieszenia. (Większość systemów uniemożliwia pojazdowi zwiększenie prędkości silnika w celu przyspieszenia poza wybraną prędkość, ale nie uruchomi hamulców w przypadku nadmiernego zjazdu ze wzniesienia ani nie zatrzyma samochodu przed jazdą z prędkością większą niż wybrana, gdy silnik pracuje na biegu jałowym ).
W pojazdach z manualną skrzynią biegów tempomat jest mniej elastyczny, ponieważ wciśnięcie pedału sprzęgła i zmiana biegów zwykle wyłącza tempomat. Z funkcji „wznowienia” należy korzystać za każdym razem po wybraniu nowego biegu i zwolnieniu sprzęgła. Dlatego tempomat jest najbardziej korzystny przy prędkościach autostradowych /autostradowych, gdy najwyższy bieg jest używany praktycznie przez cały czas. Funkcja ogranicznika prędkości nie ma jednak tego problemu.
Zalety i wady
Niektóre zalety tempomatu to:
- Jest to przydatne dla długich napędów (zmniejszenie zmęczenia kierowcy, poprawiających komfort poprzez umożliwienie zmiany pozycjonowania bezpieczniej) wzdłuż autostrad i słabo zaludnionych dróg .
- Niektórzy kierowcy używają go, aby uniknąć naruszania ograniczeń prędkości. Kierowca, który w przeciwnym razie nieświadomie zwiększa prędkość podczas podróży autostradą, może uniknąć nadmiernej prędkości.
- Zwiększona efektywność paliwowa
Jednak niewłaściwie używany tempomat może prowadzić do wypadków z powodu kilku czynników, takich jak:
- niebezpieczne warunki pogodowe
- poruszanie się po zakrętach wymagających spowolnienia
- nierówny lub luźny teren, który może negatywnie wpłynąć na działanie tempomatu
- Zachęca kierowców do zwracania mniejszej uwagi na prowadzenie pojazdu, zwiększając ryzyko wypadku
- Ryzyko SUA ( nagłego niezamierzonego przyspieszenia ) i możliwych wypadków. Kierowca, który ma stopy w spoczynku, traci percepcję przestrzenną iw razie wypadku na drodze zamiast hamować, wciska pedał gazu.
Adaptacyjny tempomat
Przełącznik adaptacyjnego tempomatu (ACC) na kierownicy w Nissanie Note e-Power. Dolny lewy przycisk to symbol adaptacyjnego tempomatu zdefiniowany w normach ISO 2575:2010 i ISO 7000-2580 i używany w różnych pojazdach
Niektóre nowoczesne pojazdy mają systemy adaptacyjnego tempomatu (ACC), co jest ogólnym terminem oznaczającym ulepszony tempomat. Ulepszenia te mogą obejmować automatyczne hamowanie lub dynamiczne elementy sterujące typu ustawionej prędkości.
Typ hamowania automatycznego: typ hamowania automatycznego wykorzystuje jeden lub kombinację czujników (radar, lidar i kamera), aby umożliwić pojazdowi dotrzymywanie kroku jadącemu pojazdowi, powolne zbliżanie się do pojazdu jadącego z przodu, oraz ponownie przyspieszając do ustawionej prędkości, gdy pozwala na to ruch uliczny. Niektóre systemy są również wyposażone w systemy ostrzegania przed kolizją z przodu , które ostrzegają kierowcę, jeśli pojazd z przodu — biorąc pod uwagę prędkość obu pojazdów — zbliży się za bardzo (w ramach zaprogramowanej drogi wyprzedzenia lub drogi hamowania).
Typ dynamicznej ustawionej prędkości: Dynamicznie ustawiona prędkość wykorzystuje pozycję GPS znaków ograniczenia prędkości z bazy danych. Niektóre z nich mogą być modyfikowane przez kierowcę.
Typ niehamujący: Prędkość można regulować, aby umożliwić uspokojenie ruchu .
Dynamiczny tempomat radarowy: wykorzystuje kamerę i radar fal milimetrowych do utrzymywania zadanej odległości od pojazdów przed samochodem; system automatycznie zwolni lub przyspieszy w zależności od pojazdów z przodu. System nie może wykryć całkowicie nieruchomych pojazdów lub pieszych, chyba że jest wyposażony w system kamer, więc kierowca musi zawsze uważać. Pojazdy z adaptacyjnym tempomatem są uważane za samochody autonomiczne poziomu 1 , zgodnie z definicją SAE International .
Zobacz też
- Regulator PID - podstawowa koncepcja sterowania stosowana w tempomatach samochodowych
Bibliografia
Zewnętrzne linki
- Miło, Karimie. „Jak działają systemy tempomatu” . howstuffworks.com.
- Ulsoy, A. Galip; Peng, Huei; Çakmakci, Melih (2012). Samochodowe systemy sterowania . Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge. s. 213-224. Numer ISBN 9781107010116.
- Schemat blokowy tempomatu
- Przegląd inteligentnych systemów bezpieczeństwa pojazdów
- Inteligentne systemy transportowe
- Zastosowania i technologie w zakresie bezpieczeństwa prewencyjnego
- Tempomat [Un]Control: Kierowca ustawia tempomat w swoim pojeździe, a następnie wsuwa się na tylne siedzenie, aby się zdrzemnąć na Snopes.com
