A tempomat állandó sebességű fejlődése

15 jan 2023

A sebességtartó automatika mára szinte egybe forrt a személygépkocsikkal, nagyon kevés új járműben nem elérhető ez az eszköz. Azon túl, hogy jelenleg a tempomat is egy eleme a vezetéstámogató rendszereknek (ADAS), az egyik legrégebbi találmánynak tekinthető ezek közül.

Ebben a cikkben a fenti feature fejlődéstörténetét mutatjuk be, és hogy hol tart napjainkban egy tempomat tudása.

 

Történeti áttekintés

Bármennyire nehéz elhinni, a sebesség szabályozása kis híján egyidős az autózással. Az eszköz elődje létezett már az 1900-as évek elején is az olyan autókban, mint a Wilson-Pilcherben.

Ez a kezdetleges megoldás nem volt már, mint egy kar a kormányoszlopon, amellyel be lehetett állítani a motor által fenntartandó sebességet. Ezt fejlesztette tovább 1908-ban a Peerless-ben, amely tartalmazott egy szabályzót a motor fordulatszámának fenntartásához a kormányon lévő extra gázkar segítségével.

A modern, ma is létező tempomat legelső változatát a vak feltaláló és gépészmérnök, Ralph Teetor találta fel 1948-ban. A találmányt Teetor felháborodottsága hozta létre, ugyanis nem volt megelégedve a sofőrével, amiért az beszéd közben folyton gyorsított és lassított.

A sebességtartó automatika fejlesztésében még jelentősebb tényező volt az Egyesült Államokban a második világháború alatt bevezetett 35 mph (56 km/h) sebességkorlátozás a benzinhasználat és a gumikopás csökkentése érdekében.

A vezető által vezérelt mechanizmus ellenállt a gázpedál további nyomásának, amikor a jármű elérte a kívánt sebességet.

Teetor ötletét a műszerfali fordulatszám-választóról a hajtótengelyhez csatlakoztatott mechanizmussal és a gázpedálra nyomni képes eszközzel 1950-ben szabadalmaztatták. Hozzáadott egy sebességrögzítő funkciót, amely addig tartotta az autó sebességét, amíg a vezető nem lép a fékpedálra vagy nem kapcsolja ki a rendszert.

Az első Teetor „speedostat” rendszerével felszerelt autó az 1958-as Chrysler Imperial volt (az úgynevezett „auto-pilot”), amely a műszerfalon található sebességszabályozó tárcsát használta. Ez a rendszer a haladási sebességet a forgó sebességmérő alapján számította ki, és villanymotort használt a fojtószelep helyzetének szükség szerinti változtatásához. A Cadillac hamarosan átnevezte és „tempomat” néven forgalmazta az eszközt.

Tempomat gomb egy 1967-es AMC Ambassadoron (forrás: wikipedia.org)

1965-ben az American Motors Corporation (AMC) alacsony árú automata sebességszabályzót vezetett be nagyméretű, automata sebességváltós autóihoz. Az AMC „cruise command” egységet egy nyomógombbal indították el a kívánt sebesség elérésekor, majd a fojtószelep helyzetét automatikusan a sebességmérő kábeléről vákuumvezérléssel állította be, nem pedig a műszerfalon lévő állítható vezérlővel.

Az 1973-as olajválság és az emelkedő üzemanyagárak miatt a készülék népszerűbb lett – immár nem csak az USA-ban, hanem szerte a világon.

Az 1980-as évek végén a Motorola végül kereskedelmi forgalomba hozott egy integrált áramkört a Wisner-féle elektronikus sebességtartó automatizáláshoz, mint MC14460 autóipari sebességszabályozó processzort CMOS-ben. Az elektronikus fordulatszám-szabályozás előnye mechanikus elődjével szemben az volt, hogy integrálható volt az elektronikus balesetvédelmi- és motorvezérlő rendszerekkel.

 

Működés

A vezetőnek manuálisan kell gyorsítania a járművet, és egy gomb segítségével be kell állítania a sebességtartó automatikát az aktuális sebességre.

A sebességtartó automatika a sebességjelet a forgó hajtótengelytől, a sebességmérő kábelétől, a kerékfordulatszám-érzékelőtől a motor fordulatszámából vagy a jármű által elektronikusan előállított belső sebességimpulzusokból veszi. A legtöbb rendszer nem teszi lehetővé a sebességtartó automatika használatát egy bizonyos sebesség alatt – jellemzően 40 vagy 48 km/h körül. A jármű a kívánt sebességet a fojtószelep-kábel mágnesszelepes meghúzásával, vákuumhajtású szervomechanikával vagy a járműbe épített (teljesen elektronikus) rendszerek használatával tartja fenn, ha „drive-by-wire” rendszert használ.

Minden sebességtartó automatika rendszernek képesnek kell lennie arra, hogy automatikusan kikapcsoljon, amikor a vezető lenyomja a féket, és gyakran a tengelykapcsolót is. A sebességtartó automatika gyakran tartalmaz memóriafunkciót, amely fékezés után visszaállítja a beállított sebességet, és szabadonfutási funkciót, amely fékezés nélkül csökkenti a beállított sebességet. Ha a sebességtartó automatika be van kapcsolva, a gázkar továbbra is használható az autó gyorsításához, de a pedál elengedése után az autó lelassít, amíg el nem éri az előzőleg beállított sebességet.

Tempomat egység (forrás: wikipedia.org)

A legújabb, elektronikus fojtószelep-szabályzóval felszerelt járműveken a sebességtartó automatika integrálható a jármű motorvezérlő rendszerébe. A modern „adaptív” rendszerek magukban foglalják a sebesség automatikus csökkentését, ha az elöl haladó autótól való távolság vagy a sebességkorlát csökken.

Egyes járművek sebességtartó rendszerei tartalmaznak „sebességhatároló” funkciót, amely nem engedi, hogy a jármű az előre beállított maximum fölé gyorsuljon; ez általában felülírható a gázpedál teljes lenyomásával. (A legtöbb rendszer megakadályozza, hogy a jármű megnövelje a motor fordulatszámát, hogy a kiválasztott sebesség fölé gyorsuljon, de nem fékezi lefelé sebességtúllépés esetén, és nem akadályozza meg, hogy az autó a választott sebességnél gyorsabban haladjon, ha a motor csak alapjáraton jár.)

A kézi sebességváltóval szerelt járműveken a tempomat kevésbé rugalmas, mivel a tengelykapcsoló-pedál lenyomása és a sebességváltás általában kikapcsolja a sebességtartót. A „folytatás” funkciót minden alkalommal használni kell az új fokozat kiválasztása és a tengelykapcsoló elengedése után. Ezért a sebességtartó automatika autópályán/autópályán a leghasznosabb, amikor gyakorlatilag mindig a felső sebességfokozatot használjuk. A sebességkorlátozó funkciónál azonban nincs ilyen probléma.

 

A jelenkor: adaptív tempomat

Ma már számos jármű adaptív sebességtartó automatika (ACC) rendszerrel rendelkezik, ami egy általános kifejezés – fejlett sebességtartó automatikát jelent. Ezek a fejlesztések lehetnek automatikus fékezések vagy dinamikus beállított sebességű vezérlések.

Automatikus fékezés típusa: az automatikus fékezési típus egyetlen érzékelőt vagy érzékelők kombinációját (radar, lidar és kamera) használja annak érdekében, hogy a jármű lépést tartson a követett autóval, lassul, amikor az előtte haladó járműhöz közeledik, és ismét felgyorsít az előre beállított sebességre, ha a forgalom lehetővé teszi. Egyes rendszerek elülső ütközésre figyelmeztető rendszerekkel is rendelkeznek, amelyek figyelmeztetik a vezetőt, ha az elöl haladó jármű – mindkét jármű sebessége miatt – túl közel kerül (az előre beállított haladási vagy féktávolságon belülre).

Adaptív tempomat (ACC) gomb egy Nissan Note kormányán (forrás: wikipedia.org)

Dinamikus beállított sebességtípus: A dinamikus beállított sebesség a sebességkorlátozó táblák GPS-pozícióját használja egy adatbázisból.

Nem fékező típus: A sebesség állítható a forgalom csillapítására.

Dinamikus radaros sebességtartó automatika: kamerát és radart használ az előírt távolság megtartására az autó előtt haladó járművektől; a rendszer automatikusan lassít vagy gyorsít az elöl haladó járművek mozgása alapján. A rendszer nem érzékeli a teljesen álló járműveket vagy gyalogosokat, hacsak nincs kamerarendszerrel felszerelve, ezért a vezetőnek mindig figyelnie kell. Az adaptív tempomattal felszerelt járművek a SAE International meghatározása szerint 1. szintű autonóm autónak minősülnek.

RELATED POST

Írj egy választ