Tempomat pomocnik kierowcy

Tempomat pomocnik kierowcy

Pewnego razu 1935 roku jadąc autem ze swoim prawnikiem amerykański inżynier, Ralph Teetor, ogromnie się zirytował. Kierowca cały czas zmieniał prędkość; kiedy mówił zwalniał, a słuchając przyśpieszał. Wtedy w głowie już nie tak młodego wynalazcy zakiełkowała myśl idea. Samochód, który sam potrafi utrzymać zadaną prędkość? Koniec z ciągłym bujaniem się w fotelu? Po 10 latach zmagań udało mu się opatentować swój wynalazek pod nazwą Speedostat. Do komercyjnego użytku urządzenie weszło dopiero w 1958r. Ralph Teetor

Tempomat Jego głównym zadaniem jest utrzymanie stałej, zadanej przez kierowcę prędkości nawet wtedy kiedy pojazd porusza się pod górę, czy w dół; niezależnie od obciążenia.

Dźwignia tempomatu Przy kierownicy znajduje się manetka, która pozwala sterować tempomatem. W zależności od modelu samochodu jej wygląd jak i obsługa może się nieznacznie różnić. Pociągając dźwignię do siebie włączamy urządzenie, analogicznie odciągając ją wyłączamy. Zadanie prędkości jest realizowane poprzez wciśnięciem przycisku SET. W razie wyłączenia tempomatu można użyć funkcji RESUME w celu przywrócenia poprzednich ustawień pociągając dźwignię maksymalnie do siebie na krótką chwilę. Popychając dźwignię do góry lub w dół mamy możliwość zmiany zadanej prędkości o np. 5km/h. Najczęściej, żeby w ogóle uruchomić tempomat należy rozpędzić samochód do pewnej minimalnej prędkości w okolicach 40 km/h. Kierowca może swobodnie operować pedałem przyśpieszenia, natomiast jakikolwiek dotyk sprzęgła czy hamulca skutkuje natychmiastowym wyłączeniem urządzenia. W niektórych modelach tempomat może sam zmieniać biegi, nawet wtedy gdy skrzynia jest manualna. Jeśli samochód przyśpieszy np. żeby dokonać manewru wyprzedzania, to po ściągnięciu nogi z gazu tempomat zwolni do zadanej prędkości.

Budowa Układ składający się z dwóch kabli (cięgna Bowdena) pochodzących od pedału gazu oraz elementu wykonawczego steruje kątem wychylenia przepustnicy. Kierowca może kontrolować położenie przepustnicy pedałem gazu, natomiast tempomat używa do tego elementu wykonawczego. Są one ze sobą połączone (rys. obok), więc ruszając jednym, wprawiamy też w ruch drugie; dlatego podczas pracy tempomatu pedał przyśpieszenia sam zmienia swoje położenie. W nowszych pojazdach sterowanie elementem wykonawczym jest realizowanie elektronicznie. Pompa próżniowa zmienia położenie zaworu zwrotnego, który domyka membranę na elemencie wykonawczym, a ten zmienia położenie przepustnicy.

Przepustnica Odpowiada za dostarczanie odpowiedniej dawki paliwa i powietrza do silnika w celu optymalizacji jego pracy. Naciskając pedał przyśpieszenia przepustnica zostaje szerzej otwarta zwiększając przepływ powietrza. Jej położenie jest rejestrowane przez potencjometr oraz mikroprzełączniki. Potencjometr składa się z bieżni oporowej oraz ślizgacza, który się po niej porusza. Ślizgacz jest połączony z osią przepustnicy, dlatego zmieniając jej kąt otwarcia, również zostaje zmieniona rezystancja potencjometru. Zmiana rezystancji wymusza zmianę napięcia (Prawo Ohma), które to właśnie jest sygnałem wejściowym dla sterownika. Mikroprzełączniki dostarczają sterownikowi informacji o granicznych położeniach przepustnicy. Zamknąwszy przepustnicę zostaje załączony układ wolnych obrotów lub procedura hamowania silnikiem.

Prędkościomierz Zamontowany na tylniej części wału napędowego czujnik (np. czujnik Halla) zlicza jego obroty. Znając średnicę kół można wyliczyć chwilową prędkość pojazdu. Niestety koła mogą być bardziej lub mniej napompowane, co wpływa na dokładność pomiaru.

Budowa Do komputera zostają doprowadzone sygnały odpowiednio: od kierownicy, prędkościomierza, sprzęgła, hamulca i potencjometru. Na podstawie danych z sygnałów wejściowych jednostka sterująca zmienia położenie zaworu zwrotnego, który reguluje zassanie membrany na elemencie wykonawczym. Do membrany przyczepiony jest kabel odpowiedzialny za kąt otwarcia przepustnicy. Ten kąt jest mierzony przez potencjometr i przesyłany z powrotem do komputera (sprzężenie zwrotne). Sterowanie prędkością jest rozwiązane za pomocą regulatora PID.

Proportional-Integral-Derivative Control Szybkość Droga Przyśpieszenie E(S) sygnał zadany U (S) sygnał wyjściowy

Człon proporcjonalny - P Porównuje aktualną szybkość z szybkością zadaną. Jeśli różnica szybkości jest znacząca, wtedy zwiększa kąt otwarcia przepustnicy. Im bliżej zadanej szybkości jest pojazd tym wolniej przyśpiesza. Aby uzyskać szybkie przyśpieszanie do zadanej szybkości potrzebne są pozostałe człony.

Człon całkujący - I Oblicza różnicę pomiędzy rzeczywistą drogą jaką przebył pojazd, a drogą jaką powinien przebyć jadąc z zadaną szybkością w pewnej jednostce czasu. Ten człon pomaga samochodowi osiągnąć zadaną prędkość i pozostać w niej, nawet jadąc pod górę czy w dół. Powiedzmy, że zaczynasz podjeżdżać autem pod górę; zwalniasz; człon proporcjonalny ( P) zaczyna zwiększać kąt otwarcia przepustnicy, ale to nie wystarcza i pojazd dalej zwalnia. Wtedy do akcji wkracza człon całkujący ( I) otwierając coraz mocniej przepustnicę. Dzieje się tak, ponieważ im dłużej pojazd porusza się z prędkością mniejszą niż zadana, tym większa staje się różnica pomiędzy drogami jakie auto powinno przebyć i przebyło.

Człon różniczkujący - D Pozwala pojazdowi szybko dostosować się do nierówności na drodze. Jeśli pojazd zaczyna zwalniać ( zmiana przyśpieszenia), wtedy człon różniczkujący zaczyna lekko otwierać przepustnicę redukując tę zmianę. Działa to na tyle szybko, że prędkość samochodu zmieni się tylko nieznacznie, a po chwili wróci do wartości zadanej.

Zalety Możliwość odciążenia nogi odpowiedzialnej za pedał przyśpieszenia. Pozwala na bardziej ekonomiczną jazdę, tym samym oszczędza zużycie paliwa. Sprzyja unikaniu mandatów za przekroczenie szybkości. Wady Może spowodować zmniejszenie koncentracji kierowcy na drodze. Nie zwalnia na zakrętach. W warunkach miejskich raczej się nie sprawdza. Koszt instalacji Jeśli będziemy często hamować to zużycie paliwa wcale nie będzie mniejsze, a może się nawet okazać, że wzrosło.

Aktywny tempomat

Aktywny tempomat (ACC) jest nowszą i bardziej rozbudowaną wersją zwykłego tempomatu. Jest dodatkowo wyposażony w radar ( Europa) lub laser (Japonia), który ma na celu pomiar odległości między nami, a autem z przodu. Jest on umieszczony z przodu maski np. w przedniej atrapie chłodnicy, czy też w zderzaku. Obecnie rozwijana jest również technologia wykorzystująca do pomiaru kamery cyfrowe.

Współpraca z takimi układami jak ABS, ASR i ESP pozwala na dynamiczną kontrolę prędkości pojazdu (przyśpieszanie i zwalnianie). ACC daje możliwość ustawienia dystansu jaki pojazd powinien zachować względem auta przed nami. Im większy ten dystans tym hamowanie będzie łagodniejsze. Wykorzystywany jest głównie w samochodach z automatyczną skrzynią biegów, gdyż może pracować w zakresach prędkości od 0 do 180km/h ( w zależności od modelu zakresy mogą się różnić). Aktywny tempomat jest niewątpliwym udogodnieniem dla kierowcy zwiększającym bezpieczeństwo i komfort jazdy, mimo wszystko nie wolno mu całkowicie zawierzyć.

Mając włączony ACC: Podczas jazdy w ruchu miejskim jeśli auto przed nami przejechało na późnym żółtym świetle to nasze auto będzie chciało jechać za nim i NIE zahamuje; prosty sposób na wypadek na skrzyżowaniu. W ramach zabezpieczenia kierowca powinien trzymać ręce na kierownicy. Jeśli postanowi zignorować tę zasadę, to ACC będzie dawać komunikaty o tym, by kierowca położył ręce z powrotem na kierownicy, a po pewnym czasie po prostu się WYŁĄCZY. W różnych modelach samochodów rozwiązanie może się różnić. Jadąc autostradą i mając ustawiony dystans, który nasze auto powinno zachować między samochodami może się tak zdarzyć, że jakiś kierowca po prostu nas wyprzedzi. System zacznie gwałtownie hamować, co może zdziwić kierowcę za nami tak samo bardzo jak pasażerów.

Literatura: http://autokult.pl/8866,aktywny-tempomat-czy-kierowca-jest-jeszczepotrzebny http://moto.onet.pl/aktualnosci/jak-dziala-aktywny-tempomat/2lt9vm http://auto.howstuffworks.com/cruise-control.htm http://encyklopedia.pwn.pl/haslo/tempomat;3986354.html http://autokult.pl/13631,uchylamy-przepustnice-czujnik-polozeniaprzepustnicy http://www.auto-swiat.pl/zdjecia/mercedes-klasy-c-w-tescie-aktywnegotempomatu/p70cs https://pl.wikipedia.org/wiki/tempomat https://en.wikipedia.org/wiki/cruise_control https://pl.wikipedia.org/wiki/pr%c4%99dko%c5%9bciomierz_(motoryzacj a) https://www.youtube.com/watch?v=_7olqzksauu https://www.youtube.com/watch?v=yjx93-af0t8