Tempomat – Wikipedia
Tempomat (manchmal bekannt als Geschwindigkeitskontrolle oder Autocruise, oder Tempomat in einigen Ländern) ist ein System, das die Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs automatisch regelt. Das System ist ein Servomechanismus, der die Drosselklappe des Fahrzeugs übernimmt, um eine vom Fahrer festgelegte konstante Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten.
Geschichte[edit]
Die Geschwindigkeitsregelung wurde bereits 1900 im Wilson-Pilcher und auch in den 1910er Jahren von Peerless in Automobilen eingesetzt. Peerless kündigte an, dass ihr System “die Geschwindigkeit bergauf oder bergab halten” würde. Die Technologie wurde 1788 von James Watt und Matthew Boulton zur Steuerung von Dampfmaschinen übernommen, aber der Einsatz von Gouverneuren geht mindestens auf das 17. Jahrhundert zurück. Bei einem Motor stellt der Regler die Drosselklappenstellung ein, wenn die Motordrehzahl unterschiedliche Lasten ändert, um eine nahezu konstante Drehzahl aufrechtzuerhalten.
Die moderne Geschwindigkeitsregelung (auch als Speedostat oder Tempomat bekannt) wurde 1948 vom Erfinder und Maschinenbauingenieur Ralph Teetor erfunden.[1] Seine Idee entstand angeblich aus der Frustration, in einem Auto zu fahren, das von seinem Anwalt gefahren wurde, der beim Sprechen immer schneller und langsamer wurde. Ein wichtigerer Faktor bei der Entwicklung dieses Geräts war die Geschwindigkeitsbegrenzung von 56 km / h in den USA während des Zweiten Weltkriegs, um den Benzinverbrauch zu senken und den Reifenverschleiß zu verringern.[2] Ein vom Fahrer gesteuerter Mechanismus leistete Widerstand gegen weiteren Druck auf das Gaspedal, wenn das Fahrzeug die gewünschte Geschwindigkeit erreichte.[2] Teetors Idee eines Geschwindigkeitsschalters für das Armaturenbrett mit einem an die Antriebswelle angeschlossenen Mechanismus und einer Vorrichtung, die gegen das Gaspedal drücken kann, wurde 1950 patentiert.[2] Er fügte eine Geschwindigkeitsverriegelungsfunktion hinzu, die die Geschwindigkeit des Autos beibehalten würde, bis die Fahrer das Bremspedal betätigten oder das System ausschalteten.[2]
Das erste Auto mit Teetors “Speedostat” -System war der Imperial von 1958 (“Autopilot” genannt), der eine Kurzwahl am Armaturenbrett verwendete.[3] Dieses System berechnete die Fahrgeschwindigkeit basierend auf den Umdrehungen der Antriebswelle vom rotierenden Tachowelle und verwendete einen bidirektionalen Elektromotor mit Schraubenantrieb, um die Drosselklappenposition nach Bedarf zu variieren. Es war die Cadillac Division, die den “Speedostat” umbenannte und das Gerät als “Cruise Control” vermarktete.[2]
Ein US-Patent von 1955 für einen “Konstantgeschwindigkeitsregler” wurde 1950 von M-Sgt Frank J. Riley eingereicht.[4] Seine Erfindung, die er während der Fahrt auf dem Pennsylvania Turnpike erfand, installierte er 1948 in seinem eigenen Auto.[5] Ein anderer Erfinder namens Harold Exline, der unabhängig von Riley arbeitete, erfand ebenfalls eine Art Tempomat, den er zuerst an seinem eigenen Auto und an Autos von Freunden von ihm installierte. Exline meldete 1951 ein US-Patent für “Vakuumbetriebene Drosselklappensteuerung mit elektrisch gesteuertem Luftventil” an, und das Patent wurde 1956 erteilt.[6] Trotz dieser Patente konnten Riley, Exline und die nachfolgenden Patentinhaber keine Lizenzgebühren für eine der Erfindungen mithilfe der Geschwindigkeitsregelung erheben.
1965 führte die American Motors Corporation (AMC) eine preisgünstige automatische Geschwindigkeitsregelung für ihre großen Autos mit Automatikgetriebe ein.[7] Die AMC “Cruise-Command” -Einheit wurde mit einem Druckknopf betätigt, sobald die gewünschte Geschwindigkeit erreicht war, und dann wurde die Drosselklappenstellung durch eine Vakuumsteuerung direkt vom Tachowellenkabel anstatt über ein separates Einstellrad am Armaturenbrett eingestellt.[7][8]
Daniel Aaron Wisner erfand 1968 als Ingenieur für die RCA-Abteilung für Industrie- und Automatisierungssysteme in Plymouth, Michigan, die “elektronische Geschwindigkeitsregelung für Kraftfahrzeuge”. Seine Erfindung, die in zwei in diesem Jahr eingereichten Patenten (US 3570622 & US 3511329) beschrieben wurde, wobei die zweite sein ursprüngliches Design durch Debüt des digitalen Speichers modifizierte, war das erste elektronische Gerät zur Steuerung eines Autos. Zwei Jahrzehnte vergingen, bis Motorola eine integrierte Schaltung für sein Design als MC14460 Automotive Speed Control Processor entwickelte[9] im CMOS. Der Vorteil der elektronischen Geschwindigkeitsregelung gegenüber dem mechanischen Vorgänger bestand darin, dass sie in elektronische Unfallvermeidungs- und Motormanagementsysteme integriert werden konnte.
Nach der Ölkrise von 1973 und steigenden Kraftstoffpreisen wurde das Gerät in den USA immer beliebter[10] “Tempomat kann Benzin sparen, indem Spannungsspitzen vermieden werden, die Kraftstoff ausstoßen”, während Sie mit konstanter Geschwindigkeit fahren.[10] 1974 bewerteten AMC, GM und Chrysler die Option mit 60 bis 70 US-Dollar, während Ford 103 US-Dollar berechnete.[10]
Betrieb[edit]
Der Fahrer muss das Fahrzeug manuell auf Geschwindigkeit bringen und den Tempomat mit einer Taste auf die aktuelle Geschwindigkeit einstellen.
Der Tempomat bezieht sein Geschwindigkeitssignal von einer rotierenden Antriebswelle, einem Tachowelle, einem Raddrehzahlsensor aus der Motordrehzahl oder aus internen Geschwindigkeitsimpulsen, die vom Fahrzeug elektronisch erzeugt werden. Die meisten Systeme erlauben die Verwendung des Tempomats unterhalb einer bestimmten Geschwindigkeit nicht – normalerweise um 40 km / h. Das Fahrzeug behält die gewünschte Geschwindigkeit bei, indem es am Gaszug mit einem Magneten, einem vakuumgetriebenen Servomechanismus zieht oder die im Fahrzeug eingebauten elektronischen Systeme (vollelektronisch) verwendet, wenn es ein “Drive-by-Wire” -System verwendet.
Alle Tempomatsysteme müssen sowohl explizit als auch automatisch ausgeschaltet werden können, wenn der Fahrer die Bremse und häufig auch die Kupplung betätigt. Die Geschwindigkeitsregelung enthält häufig eine Speicherfunktion zum Wiederaufnehmen der eingestellten Geschwindigkeit nach dem Bremsen und eine Leerlauffunktion zum Reduzieren der eingestellten Geschwindigkeit ohne Bremsen. Wenn der Tempomat aktiviert ist, kann der Gashebel weiterhin zum Beschleunigen des Fahrzeugs verwendet werden. Sobald das Pedal losgelassen wird, verlangsamt sich das Fahrzeug, bis die zuvor eingestellte Geschwindigkeit erreicht ist.
Bei den neuesten Fahrzeugen mit elektronischer Drosselklappensteuerung kann die Geschwindigkeitsregelung problemlos in das Motormanagementsystem des Fahrzeugs integriert werden. Moderne “adaptive” Systeme (siehe unten) bieten die Möglichkeit, die Geschwindigkeit automatisch zu reduzieren, wenn der Abstand zu einem vorausfahrenden Auto oder die Geschwindigkeitsbegrenzung abnimmt. Dies ist ein Vorteil für diejenigen, die in unbekannten Gebieten fahren.
Die Tempomatsysteme einiger Fahrzeuge verfügen über eine “Geschwindigkeitsbegrenzer” -Funktion, die es dem Fahrzeug nicht ermöglicht, über ein voreingestelltes Maximum hinaus zu beschleunigen. Dies kann normalerweise durch vollständiges Drücken des Gaspedals außer Kraft gesetzt werden. (Die meisten Systeme verhindern, dass das Fahrzeug über die gewählte Geschwindigkeit hinaus beschleunigt, betätigen jedoch nicht die Bremse, wenn es bergab zu schnell geht.)
Bei Fahrzeugen mit Schaltgetriebe ist die Geschwindigkeitsregelung weniger flexibel, da durch Drücken des Kupplungspedals und Schalten normalerweise die Geschwindigkeitsregelung deaktiviert wird. Die Funktion “Fortsetzen” muss jedes Mal verwendet werden, nachdem der neue Gang eingelegt und die Kupplung gelöst wurde. Daher ist die Geschwindigkeitsregelung bei Autobahn- / Autobahngeschwindigkeiten am vorteilhaftesten, wenn praktisch immer ein oberster Gang verwendet wird.
Vorteile und Nachteile [11][edit]
Einige Vorteile der Geschwindigkeitsregelung sind:
- Es ist nützlich für lange Fahrten (Verringerung der Ermüdung des Fahrers, Verbesserung des Komforts durch sicherere Positionierungsänderungen) über Autobahnen und dünn besiedelte Straßen.[12]
- Einige Fahrer verwenden es, um Verstöße gegen Geschwindigkeitsbegrenzungen zu vermeiden. Ein Fahrer, der andernfalls dazu neigt, die Geschwindigkeit während einer Autobahnfahrt unbewusst zu erhöhen, kann das Beschleunigen vermeiden.
- Erhöhte Kraftstoffeffizienz
Bei unsachgemäßer Verwendung kann die Geschwindigkeitsregelung jedoch aufgrund verschiedener Faktoren zu Unfällen führen, z.
- Beschleunigen um Kurven, die verlangsamt werden müssen
- unwegsames oder lockeres Gelände, das sich negativ auf die Geschwindigkeitsregelung auswirken kann
- Regen oder Nässe können die Traktion verlieren
- Ermutigt die Fahrer, dem Fahren weniger Aufmerksamkeit zu schenken, was das Unfallrisiko erhöht
Adaptive Geschwindigkeitsregelung[edit]
Einige moderne Fahrzeuge verfügen über Systeme zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung (ACC), was allgemein eine verbesserte Geschwindigkeitsregelung bedeutet. Diese Verbesserungen können automatisches Bremsen oder dynamische Steuerungen mit eingestellter Geschwindigkeit sein.
Automatischer Bremstyp: Der automatische Bremstyp verwendet entweder einen einzelnen oder eine Kombination von Sensoren (Radar, Lidar und Kamera), damit das Fahrzeug mit dem Fahrzeug, dem es folgt, Schritt halten kann, langsam beim Anfahren des vorausfahrenden Fahrzeugs und beim erneuten Beschleunigen auf die voreingestellte Geschwindigkeit, wenn der Verkehr es zulässt. Einige Systeme verfügen auch über Vorwärtskollisionswarnsysteme, die den Fahrer warnen, wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug – angesichts der Geschwindigkeit beider Fahrzeuge – zu nahe kommt (innerhalb des voreingestellten Abstands oder Bremswegs).
Typ der dynamischen eingestellten Geschwindigkeit: Die dynamische eingestellte Geschwindigkeit verwendet die GPS-Position der Geschwindigkeitsbegrenzungszeichen aus einer Datenbank. Einige können vom Fahrer geändert werden.
Typ ohne Bremsen: Die Geschwindigkeit kann angepasst werden, um eine Verkehrsberuhigung zu ermöglichen.[citation needed]
Dynamische Radar-Geschwindigkeitsregelung: Verwendet eine Kamera und ein Millimeterwellenradar, um einen Sollwertabstand zu Fahrzeugen vor dem Auto einzuhalten. Das System wird basierend auf den vorausfahrenden Fahrzeugen automatisch verlangsamt oder beschleunigt.[13]
Fahrzeuge mit adaptiver Geschwindigkeitsregelung gelten als autonomes Fahrzeug der Stufe 1 im Sinne von SAE International.[14]
Verweise[edit]
Siehe auch[edit]
PID-Regler – Grundlegendes Regelungskonzept für die Geschwindigkeitsregelung
Externe Links[edit]
Recent Comments