Tempomat je u amerických aut neocenitelná funkce. Bez tempomatu by byly dlouhé cesty únavnější, alespoň pro řidiče, a ti z nás, kteří trpí syndromem olověné nohy, by pravděpodobně dostali mnohem více pokut za překročení rychlosti.
Tempomat je u amerických aut mnohem běžnější než u evropských, protože silnice v Americe jsou obecně větší a rovnější a cíle jsou od sebe vzdálenější. S neustále narůstající dopravou se základní tempomat stává méně užitečným, ale namísto toho, aby zastaral, se systémy tempomatu přizpůsobují této nové realitě - brzy budou auta vybavena adaptivním tempomatem, který vašemu vozu umožní sledovat vůz. před ním a přitom neustále upravujte rychlost, abyste udrželi bezpečnou vzdálenost.
V tomto článku se dozvíme, jak funguje konvenční tempomat, a poté se podíváme na adaptivní tempomaty, které jsou ve vývoji.
ObsahTempomat má ve skutečnosti spoustu jiných funkcí než ovládání rychlosti vašeho vozu. Například tempomat zobrazený níže může zrychlit nebo zpomalit vůz o 1 mph pouhým klepnutím na tlačítko. Stiskněte tlačítko pětkrát, abyste jeli o 5 mph rychleji. Existuje také několik důležitých bezpečnostních prvků – tempomat se vypne, jakmile sešlápnete brzdový pedál, a nezapne se při rychlosti nižší než 40 km/h.
Systém zobrazený níže má pět tlačítek:On, Off, Set/Accel, Resume a Coast. Má také šesté ovládání – brzdový pedál, a pokud má vaše auto manuální převodovku, spojkový pedál je také připojen k tempomatu.
Tempomat ovládá rychlost vašeho vozu stejným způsobem jako vy – úpravou polohy plynu . Tempomat však ovládá škrticí klapku kabelem připojeným k pohonu místo sešlápnutím pedálu. Škrtící ventil ovládá výkon a otáčky motoru tím, že omezuje množství vzduchu, které motor nasává (další podrobnosti viz Jak fungují systémy vstřikování paliva).
Na obrázku výše můžete vidět dva kabely připojené k otočnému čepu který pohybuje škrticí klapkou. Jeden kabel pochází z pedálu plynu a jeden z ovladače. Když je tempomat zapnutý, akční člen pohybuje lankem připojeným k čepu, který nastavuje plyn; ale také tahá za kabel, který je připojen k plynovému pedálu – to je důvod, proč se váš pedál pohybuje nahoru a dolů, když je zapnutý tempomat.
Mnoho automobilů používá aktuátory poháněné podtlakem motoru k otevření a zavření plynu. Tyto systémy používají malý, elektronicky řízený ventil k regulaci vakua v membráně. Funguje to podobně jako posilovač brzd, který dodává energii vašemu brzdovému systému.
Mozkem tempomatu je malý počítač, který se běžně nachází pod kapotou nebo za palubní deskou. Připojuje se k ovládání plynu uvedenému v předchozí části a také k několika senzorům. Níže uvedený diagram ukazuje vstupy a výstupy typického systému tempomatu.
Dobrý tempomat agresivně zrychluje na požadovanou rychlost bez přestřelování a poté tuto rychlost udržuje s malou odchylkou bez ohledu na to, jak velká je hmotnost auta nebo jak strmý kopec, do kterého jedete. Řízení rychlosti automobilu je klasickou aplikací teorie řídicích systémů . Tempomat řídí rychlost vozu úpravou polohy plynu, takže potřebuje senzory, které mu sdělí rychlost a polohu plynu. Potřebuje také sledovat ovládací prvky, aby mohl říct, jaká je požadovaná rychlost a kdy se má odpojit.
Nejdůležitějším vstupem je signál rychlosti; tempomat s tímto signálem dělá hodně. Nejprve začněme jedním z nejzákladnějších řídicích systémů, které byste mohli mít – proporcionální ovládání .
V systému proporcionálního řízení tempomat upravuje plyn úměrně k chybě, přičemž chybou je rozdíl mezi požadovanou rychlostí a skutečnou rychlostí. Pokud je tedy tempomat nastaven na 60 mph a auto jede rychlostí 50 mph, bude poloha plynu otevřena docela daleko. Když auto jede rychlostí 55 mph, bude otevření polohy plynu pouze poloviční oproti tomu, co bylo předtím. Výsledkem je, že čím více se vůz blíží požadované rychlosti, tím pomaleji zrychluje. Také, pokud jste byli v dostatečně strmém kopci, auto nemusí vůbec zrychlit.
Většina systémů tempomatu používá ovládací schéma zvané proporcionálně-integrálně-derivační řízení (také znám jako PID řízení). Nebojte se, nepotřebujete znát žádný kalkul, abyste se dostali přes toto vysvětlení – jen si pamatujte, že:
Regulační systém PID využívá tyto tři faktory – proporcionální, integrální a derivační, přičemž každý vypočítává jednotlivě a sčítá je, aby získal polohu škrticí klapky.
O proporcionálním faktoru jsme již mluvili. integrální faktor je založen na časovém integrálu chyby rychlosti vozidla . Překlad:rozdíl mezi vzdáleností, kterou vaše auto skutečně ujelo, a vzdáleností, kterou by ujelo, kdyby jelo požadovanou rychlostí, vypočítané za nastavené časové období. Tento faktor pomáhá vozu vypořádat se s kopci a také mu pomáhá usadit se ve správné rychlosti a udržet se tam. Řekněme, že vaše auto začne jet do kopce a zpomalí. Proporcionální ovládání trochu zvýší plyn, ale stále můžete zpomalit. Po chvíli začne integrální ovládání přidávat plyn a více a více ho otevírat, protože čím déle vůz udržuje rychlost nižší, než je požadovaná rychlost, tím větší je chyba vzdálenosti.
Nyní přidáme poslední faktor, derivát . Pamatujte, že derivací rychlosti je zrychlení. Tento faktor pomáhá tempomatu rychle reagovat na změny, jako jsou kopce. Pokud auto začne zpomalovat, tempomat zaznamená toto zrychlení (zpomalení i zrychlení jsou zrychlení) dříve, než se rychlost skutečně změní, a zareaguje zvýšením polohy plynu.
Dvě společnosti vyvíjejí pokročilejší tempomat, který dokáže automaticky upravit rychlost vozu tak, aby byla zachována bezpečná vzdálenost. Tato nová technologie se nazývá adaptivní tempomat , používá radar hledící dopředu, instalovaný za mřížkou vozidla, ke zjištění rychlosti a vzdálenosti vozidla před ním.
Adaptivní tempomat je podobný běžnému tempomatu v tom, že udržuje přednastavenou rychlost vozidla. Na rozdíl od konvenčního tempomatu však tento nový systém dokáže automaticky upravit rychlost tak, aby byla zachována správná vzdálenost mezi vozidly ve stejném jízdním pruhu. Toho je dosaženo pomocí radarového snímače vzdálenosti , procesor digitálního signálu a podélný ovladač . Pokud vedoucí vozidlo zpomalí nebo je detekován jiný objekt, systém vyšle signál motoru nebo brzdovému systému, aby zpomalil. Poté, když je silnice volná, systém znovu zrychlí vozidlo zpět na nastavenou rychlost.
Radarový systém 77 GHz Autocruise vyrobený společností TRW má výhledový dosah až 492 stop (150 metrů) a pracuje při rychlostech vozidla v rozmezí od 30 km/h do 111 mil/h (180 km/h). 76GHz systém Delphi dokáže také detekovat objekty vzdálené až 492 stop a pracuje při rychlostech až 20 mph (32 km/h).
Adaptivní tempomat je jen ukázkou technologie vyvíjené oběma společnostmi. Tyto systémy jsou vylepšovány tak, aby zahrnovaly funkce varování před kolizí, které budou varovat řidiče prostřednictvím vizuálních a/nebo zvukových signálů, že hrozí kolize a že je potřeba brzdit nebo vyhýbat se řízení.
Další informace o tempomatu naleznete na níže uvedených odkazech.
Původně zveřejněno:15. ledna 2001
