Aktywny tempomat - Naprawa i kalibracja
Systemy tempomatu, stosowane już od lat 60-tych, miały za zadanie utrzymywać stałą prędkość pojazdu, co bez wątpienia wpływało na komfort podróży, szczególnie na dłuższych dystansach. Wątpliwy jest jednak wpływ pasywnego tempomatu na poprawę bezpieczeństwa jazdy. Z pozoru przydatna funkcja, może skutecznie obniżać uwagę kierowcy oraz zwiększyć ryzyko kolizji. Rozwiązaniem tego problemu okazał się aktywny tempomat, który oprócz utrzymania prędkości dodatkowo bada przestrzeń przez samochodem i w przypadku wykrycia innego pojazdu może dostosować prędkość i automatycznie zahamować. Zadanie to zrealizowano za pomocą radaru zamocowanego w przodzie pojazdu w obrębie przedniego zderzaka.
RADAR – Radio Detection and Ranging
Urządzenie służące do wykrywania obiektów za pomocą fal radiowych (mikrofal). Urządzenie wysyła mikrofale, które odbite od obiektów wracają do nadajnika umożliwiając precyzyjną ocenę odległości.
Moduły radarowe stosowane do aktywnych tempomatów ACC są stale ulepszane. Obecnie w Polsce najczęściej spotyka się radary Boscha 3-ciej i 4-tej generacji. Poniższa tabela przedstawia te dwa rozwiązania:
Radar 3-ciej generacji Bosch LRR (Long Range Radar)
- Zasięg do: 250m
- Kąt pomiarowy: 30°
- Rok wprowadzenia: 2009
- Przykład zastosowania: AUDI A5 8T, AUDI A4 B7, AUDI A8 D4, Mercedes W205
Radar 4-tej generacji Bosch MRR (Middle Range Radar)
- Zasięg do: 160m
- Kąt pomiarowy: 42°
- Rok wprowadzenia: 2013
- Przykład zastosowania: Passat B8, AUDI A3 8V, Skoda RAPID, Nissan X-Trial, Hyundai Kona
Na podstawie dwóch powyższych radarów możemy szczegółowo omówić zasadę działania systemu aktywnego tempomatu oraz możliwe ograniczenia, usterki i problemy. Radary długiego zasięgu (Long Range Radar LRR) spotykane są najczęściej w modelach AUDI gdzie często występują w parach, umieszczone pod atrapami jak na zdjęciu poniżej.
Poprzez zastosowanie 2 radarów, kąt pomiarowy wynoszący 30° dla pojedynczego radaru 3-iej generacji został znacznie zwiększony a sterownik jest w stanie lepiej określić lokalizację przeszkody np. w trakcie jazdy na zakręcie. Niestety w przypadku nawet delikatnej stłuczki, moduł może zostać uszkodzony lub zmienić swoje ustawienie tracąc parametry kalibracyjne. Maksymalne odchylenie kalibracji dla radarów LRR wynosi ±3° dla osi poziomej i pionowej. Powyżej tej wartości sterownik aktywnego tempomatu zgłasza błąd radaru ACC. Poprawne umiejscowienie modułów radarowych jest w tym przypadku szczególnie ważne, ponieważ radar przez swoją lokalizację (nie jest umiejscowiony centralnie) może przypadkowo wychwycić pojazdy znajdujące się na sąsiednim pasie i zareagować. Sytuacja przemieszczenie modułu radarowego może mieć często miejsce w przypadku pojazdów pokolizyjnych, dlatego warto zadbać o swoje bezpieczeństwo szczególnie zakupując samochód z „drugiej ręki”.
Radary z płaską powierzchnią czołową to zazwyczaj Bosch 4-tej generacji. Na polskim rynku spotyka się również moduły Continental, Delphi oraz Denso szczególnie w przypadku pojazdów japońskich. Radar Bosch MRR wyposażono w dwie anteny, tzw. antena elewacyjna o mniejszym zasięgu, ale większym kącie pomiarowym oraz antenę główną o dalekim zasięgu. Zasięg radaru przedstawia poniższa tabela:
Jak widać przy maksymalnym zasięgu wynoszącym 160metrów kąt pomiarowy wynosi ± 6°. Oznacza to, że odchylenie osi radaru w stosunku do osi jazdy o 3° powoduje, że obiekty znajdujące się w zasięgu 100-160metrów nie będą rozpoznawane.
Nowoczesne systemy tempomatu pozwalają jednak na współpracę modułu radaru ACC z kamerą w przedniej szybie. Kamery stereo (z dwoma obiektywami) również umożliwiają pomiar odległości i mogą być stosowane jako niezależne systemy pomiarowe w tempomatach, zazwyczaj do nieco niższych prędkości 130km/h.
Tak samo jak w przypadku pozostałych systemów ADAS w celu ulepszenia działania danej funkcji konieczne jest korzystanie z kilku różnych układów pomiarowych.
Omówimy teraz wady i zalety kamer i radarów jako systemów pomiarowych:
Kamera:
Zalety: rozpoznaje kolory, obiekty takie jak drogę, linie i pasy oddzielające jezdnię, pobocze, pojazdy, światła, światła stopu innych pojazdów, znaki drogowe, pieszych, rowerzystów, zwierzęta i inne. Kamery stereo z dwoma obiektywami są również w stanie określić odległość do obiektów.
Wady: wrażliwość na światło, zarówno ciemność jak i bezpośrednio padające promienie słoneczne. Ograniczone działanie we mgle, deszczu czy prószącym śniegu”.
Radar:
Zalety: precyzyjnie odmierza odległość. Działa niezależnie od warunków oświetlenia, jest odporny na mgłę i deszcz.
Wady: nie jest w stanie ocenić rodzaju obiektu, tylko jego rozmiar. Po przez lokalizację w zderzaku jest bardziej narażony na uszkodzenia oraz wpływ warunków pogodowych, np. wilgoci.
Podsumowując nowoczesny system aktywnego tempomatu ACC może pracować w następujący sposób:
- pomiar odległości za pomocą radaru przy wyższych prędkościach
- pomiar odległości za pomocą kamery i radaru przy niższych prędkościach
- zastosowanie dodatkowo LiDARu, np. nowe AUDI A8
LIDAR – Light Detection and Ranging – urządzenie służące do wykrywanie obiektów za pomocą fal świetlnych. Podobnie jak radar, który działa na zasadzie mikrofal (fale radiowe) LiDAR wykorzystuje promienie świetlne niewidzialne dla ludzkiego oka. Przewagą tego rozwiązania jest m.in. zdecydowanie wyższa rozdzielczość i prędkość działania.
LiDAR to bez wątpienia przyszłość systemów ADAS i będzie spotykany coraz częściej. Urządzenie tworzy mapę 3D terenu, nie tylko precyzyjnie oceniając rodzaje obiektów, ale i odległości do nich. W odróżnieniu do radaru, LiDAR jest niestety wrażliwy na warunki pogodowe jak mgła, czy gęsty deszcz. Mgła skutecznie pochłania promienie świetlne, co nie jest problemem dla fal radiowych, co jest kolejnym dowodem na to, że systemy te muszą ze sobą współpracować.
Najwyższa wersja aktywnego tempomatu posiada tzw. asystenta jazdy w korku. Volkswagen Traffic Jam Assist, BMW Stop&Go czy Mercedes Active Distance Assist Distronic to funkcje umożliwiające całkowite i automatyczne zatrzymanie pojazdu oraz wznowienie jazdy. Jeżeli zatrzymanie trwa jednak dłużej niż kilkanaście sekund kierowca musi potwierdzić ponowny start. Czasami jednak jazda w korku może być całkowicie automatyczna. System wymaga kamery i modułu radarowego. Opcja ta jest obecnie oferowana przez większość producentów samochodowych. Spośród systemów ADAS, asystent jazdy w korku to funkcja która chyba w największy sposób wpływa na komfort naszej jazdy i bez wątpienia jest pożądana przez kierowców.