Zwykły tempomat utrzymuje jedną prędkość i to całe jego zadanie – i działa aż do czasu jego manualnego wyłączenia lub wciśnięcia pedału hamulca. Tempomat adaptacyjny działa na zupełnie innej zasadzie, ponieważ sam reguluje prędkość tak, by utrzymać zadany odstęp od auta jadącego z przodu, a gdy droga jest wolna – wrócić do prędkości zadanej przez kierowcę. Rozkładamy ten mechanizm na części: od sensorów, przez logikę sterowania, po realne ograniczenia, o których warto wiedzieć, zanim zaufa się elektronice.
Czym jest aktywny tempomat w porównaniu ze zwykłym tempomatem?
Fundamentalna różnica sprowadza się do jednego: obecności czujników analizujących całą drogę przed Tobą.
- Klasyczny cruise control utrzymuje stałą prędkość i nie reaguje na ruch, coś, jak zablokowany pedał gazu – jest więc ślepy na otoczenie.
- Adaptive cruise control (ACC) dokłada do tego radar, kamerę albo oba te sensory naraz, dzięki czemu widzi poprzedzający pojazd i potrafi się do niego dostosować.
Przez zastosowanie czujników ACC jest o wiele skuteczniejszy i bezpieczniejszy niż tradycyjny tempomat – zamiast biernie pilnować jednej wartości, aktywnie czyta sytuację przed maską i modyfikuje prędkość pojazdu. A wszystko to w czasie rzeczywistym.
| Warto wiedzieć! Potocznie o systemie ACC mówi się „tempomat radarowy”, ale coraz częściej to uproszczenie. Wiele współczesnych systemów łączy dane z radaru i z kamery zza przedniej szyby, po to, aby osiągnąć jeszcze wyższy poziom skuteczności. Każdy z tych sensorów ma inne mocne strony. |
Jakie czujniki wchodzą w skład systemu adaptive cruise control?
Sercem większości systemów jest radar pracujący w paśmie 77 GHz, montowany zwykle za osłoną chłodnicy. Mierzy jednocześnie dwie rzeczy: odległość do obiektu oraz jego prędkość względną, a przy tym wykrywa obiekty w zasięgu nawet kilkuset metrów. Ekstremalnie wysoka jest tu czułość na ruch – radar potrafi wychwycić różnice prędkości liczone w ułamkach metra na sekundę.
Drugi filar, ale opcjonalny, to kamera, zazwyczaj umieszczona przy lusterku wstecznym. Radar świetnie ocenia dystans i prędkość, ale dopiero kamera umożliwia rozpoznawanie kształtów i kierunek – sprawdza, czy obiekt faktycznie jest na Twoim pasie ruchu, czy tylko obok niego.
Z połączenia tych dwóch źródeł powstaje system kompletny, którego sens najlepiej widać na jednym przykładzie:
- radar podaje precyzyjny dystans i prędkość względną, także w deszczu czy mgle, ale nie rozróżnia kształtów i nie przypisuje ich do konkretnych wzorców;
- kamera rozpoznaje pojazdy, pieszych i oznakowanie oraz lepiej lokalizuje obiekt w poprzek drogi, ale nie radzi sobie po zmroku i przy kiepskiej widoczności;
Dopiero hybryda obu strumieni danych przekłada się na system, który wcześniej zauważa auto wjeżdżające na Twój pas i reaguje płynniej niż sam radar.
Jak często system aktualizuje obraz drogi?
Bardzo, bardzo często – i to jest sedno jego „refleksu”. Pętla pomiarowa radaru odświeża dane kilkadziesiąt razy na sekundę, więc auto przez cały czas dysponuje najświeższym możliwym obrazem dystansu i tempa zbliżania. Taka częstotliwość sprawia, że reakcja na zmianę sytuacji z przodu jest praktycznie natychmiastowa z punktu widzenia kierowcy; znacznie szybsza niż w przypadku czasu reakcji człowieka.
Jak działa aktywny tempomat od strony kierowcy?
Pod marketingowym hasłem kryje się naprawdę ciekawe dzieło inżynierii; dwie warstwy działania systemu.
- Górna warstwa analizuje prędkość własną, prędkość samochodu jadącego przed nami, realny dystans i dystans zadany, po czym wylicza docelowe przyspieszenie – dodatnie albo ujemne.
- Dolna warstwa tłumaczy tę liczbę na konkretne komendy dla układu napędowego i hamulcowego: kąt otwarcia przepustnicy albo ciśnienie w układzie hamulcowym.
Właśnie dzięki tym dwóm warstwom aktywny tempomat może samodzielnie przyspieszać i hamować – bez udziału nogi kierowcy i bez jego działań. Żeby to w ogóle było wykonalne, auto musi mieć elektronicznie sterowaną przepustnicę (drive-by-wire) oraz układ hamulcowy – dlatego ACC jest nierozłącznie związany z nowoczesną elektroniką pokładową.
Dwa tryby pracy i reguła niższej prędkości
System nieustannie w trybie ciągłym dostosowuje prędkość do panujących warunków i przełącza się między dwoma trybami:
- tryb regulacji prędkości – gdy przed autem nikogo nie ma ACC zachowuje się jak klasyczny tempomat i trzyma stałą prędkość ustawioną przez kierowcę;
- tryb podążania (regulacji odstępu) – gdy radar wykryje przed sobą wolniejszy pojazd, system zamyka nieco przepustnicę, a w razie potrzeby hamuje, aby utrzymać wybraną przez kierowcę lukę.
Mechanizm wyboru jest prosty. Układ zawsze przelicza na bieżąco dwie prędkości docelowe – jedną dla trybu prędkości, drugą dla trybu odstępu – po czym wciela w życie tę niższą. Dzięki temu nigdy nie przekroczysz ustawionej wartości, a jednocześnie nie wjedziesz w tył auta poprzedzającego.
Czy w ACC odstęp liczony jest w sekundach, nie w metrach?
Tak – tak to działa. Kierowca zwykle wybiera jeden z kilku poziomów dystansu, zwykle graficznie, a system przelicza go na bezpieczną odległość według wewnętrznych zależności, w tym prędkości. Dlatego jeden i ten sam wybrany poziom (np. „2 sekundy”) daje inny fizyczny dystans przy różnych prędkościach – kilka metrów w korku i kilkadziesiąt metrów na autostradzie. Komputer ACC szacuje wszystko w trybie ciągłym, dlatego utrzymuje bezpieczny dystans np. dwóch sekund sensownie przy każdej prędkości, bo trzyma się stałego zapasu czasu na reakcję, a nie sztywnej liczby metrów.
| Ciekawostka! To właśnie przeliczanie odstępu w domenie czasu, a nie odległości, odróżnia nowoczesne ACC od najwcześniejszych konstrukcji i jest powodem, dla którego system potrafi płynnie zachować bezpieczny odstęp zarówno przy 50, jak i przy 140 km/h. |
Tempomat z funkcją Stop – czyli na czym polega jazda w korku nowoczesnym autem?
Podstawowe ACC miało dolny próg działania, dlatego niektóre systemy tempomatu działają tylko powyżej 30 km/h – poniżej tej wartości czujnik prędkości traci dokładność, a tym samym system staje się niebezpieczny. Takie ACC wystarcza na drogach szybkiego ruchu, ale w mieście nie ma praktycznie żadnego zastosowania.
Rozwiązaniem jest tempomat z funkcją Stop&Go, który przejmuje na czas swojego działania pełną kontrolę nad hamulcem i przepustnicą w całym zakresie prędkości. W bardziej zaawansowanych systemach ACC potrafi całkowicie zatrzymać auto w korku, a potem samodzielnie wznowić jazdę, gdy poprzednik rusza.
Wygląda to tak:
- auto zwalnia za poprzedzającym pojazdem aż do pełnego zatrzymania;
- samochód utrzymuje postój bez udziału kierowcy;
- po krótkim postoju auto rusza automatycznie albo po jednym geście – wciśnięciu „RES/+” lub muśnięciu pedału gazu.
Ta funkcja stanowi ogromny przeskok jakościowy. Tempomat adaptacyjny wyraźnie zwiększa komfort jazdy na zatłoczonych drogach, bo zdejmuje z nogi kierowcy monotonne dreptanie między gazem a hamulcem w korku.
Dlaczego Stop&Go wymaga skrzyni automatycznej?
Stop&Go wymaga skrzyni automatycznej, ponieważ pełne zatrzymanie i ruszanie bez ingerencji kierowcy wymaga uzyskania przez komputer pełnego panowania nad sprzęgłem i biegami. Ze skrzynią manualną, którą przecież musi obsługiwać człowiek, to niemożliwe. Wynika z tego jedno: że aktywny tempomat w wersji z pełnym zatrzymaniem Stop&Go wymaga automatycznej skrzyni biegów do działania – w aucie z manualem funkcja podążania do zera i samoczynnego ruszania zwyczajnie nie zadziała.
Ciekawe jest to, że ACC oferowane jest także z manualną skrzynią, ale w okrojonej formie. W takim wariancie utrzymuje co prawda zadaną prędkość i odstęp na trasie, lecz wymaga ręcznej zmiany biegów przez kierowcę.
Inteligentny tempomat i jego dodatkowe funkcje – science fiction, czy współczesność?
Najwyższa półka to inteligentny tempomat, nazywany też predykcyjnym, który stanowi najciekawsze, ale i najrzadziej spotykane rozwiązanie. Zamiast tylko reagować na to, co już się dzieje, wyprzedza zdarzenia, łącząc dane z sensorów z informacjami z nawigacji i map.
Inteligentny system może wykorzystywać wiele różnych zdobyczy techniki; rozpoznawanie znaków drogowych oraz dane pochodzące z map o danym odcinku drogi. W ten sposób jest w stanie dopasować swoje tempo do obowiązujących ograniczeń, zanim jeszcze fizycznie minie znak. Kamera też dodatkowo odczytuje tarczę ograniczenia prędkości, a system po potwierdzeniu zmienia prędkość zadaną do nowej wartości – zwalnia przed strefą wolniejszą i wraca do tempa po jej opuszczeniu.
Do tego dochodzą kolejne dodatkowe funkcje, zależne jednak od stopnia zaawansowania producenta:
- dostosowanie prędkości do krzywizny – układ dzięki dostępowi do danych o zakrętach, czyli map, łagodnie zwalnia przed łukiem i przyspiesza po jego wyjściu, zamiast wchodzić w zakręt ze zbyt dużym tempem;
- tryb eco – system tak moduluje prędkość i wykorzystuje krzywizny dróg oraz hamowanie odzyskowe, aby zużyć w trakcie jazdy jak najmniej paliwa lub energii na dłuższych trasach;
- wykorzystywanie zjazdów i wzniesień – system ma także dane o nachyleniu i zjazdach z trasy, które przekładają się na płynniejsze prowadzenie i dobór biegu.
Jak włączyć tempomat i jak nim sterować?
Obsługa tempomatu aktywnego jest prosta i w większości aut przebiega podobnie: poprzez przyciski na kierownicy lub na drążku przy kolumnie. Żeby włączyć tempomat, rozpędź auto do żądanego tempa i naciśnij przycisk „SET”. Kombinacja ta zapisze aktualną prędkość jako zadaną. Przyciskiem „+” można ją zwiększyć, a przyciskiem, „–” zmniejszyć, zwykle w skokach co 1 albo 5 km/h.
Osobną parą przycisków ustawia się bezpieczną odległość od poprzednika, wybierając jeden z kilku poziomów odstępu. Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie, aby przycisk „SET” kliknąć przy prędkości innej niż ta, którą chcesz utrzymywać – wtedy po prostu wystarczy ustawić żadną prędkość za pomocą przycisków „+” i „-”.
Dezaktywacja jest jeszcze prostsza, ponieważ została zaprojektowana tak, aby to zawsze kierowca miał kontrolę i ostateczne zdanie: w większości aut wystarczy wcisnąć pedał hamulca. System po tym natychmiast się wyłączy. Po takiej przerwie wracasz do wcześniejszej prędkości jednym naciśnięciem „RES”. Samo dotknięcie pedału gazu nie rozłącza ACC – możliwość ta powstała po to, aby móc jedynie chwilowo przyspieszyć ponad zadaną wartość.
Jakie są jego wady i ograniczenia tempomatu adaptacyjnego?
Są też takie działania, których ACC po prostu nie potrafi. To system wspomagający, a nie zastępujący kierowcę.
Najważniejsze ograniczenie dotyczy obiektów nieruchomych. Radar celowo filtruje stojące obiekty przy wyższych prędkościach, bo inaczej hamowałby pod każdym wiaduktem, znakiem i studzienką. Efekt uboczny jest łatwy do przewidzenia: na drogach szybkiego ruchu system może wcale nie zareagować na stojący w korku samochód, który wcześniej nie był śledzony jako poruszający się. Dlatego ACC nie zastępuje kierowcy i ma swoje ograniczenia w trudnych warunkach drogowych – a nadzór człowieka jest obowiązkowy przez cały czas.
Istnieją jednak inne słabe punkty, które również mogą okazać się niebezpieczne w skutkach, a wśród nich:
- ostre zakręty – na łuku radar traci z pola widzenia auto przed sobą albo „gubi” je na rzecz pojazdu z sąsiedniego pasa;
- pogoda – ulewa, gęsta mgła, śnieg czy błoto na osłonie radaru obniżają skuteczność, a system może się czasowo wyłączyć i zgłosić niedostępność aż do momentu np. ponownego uruchomienia auta;
- gwałtowne zajeżdżanie – gdy ktoś wjedzie Ci dosłownie tuż przed maskę, układ zareaguje szybko, ale nie natychmiast.
Mimo tych zastrzeżeń bilans wychodzi jednak mimo wszystko zawsze na plus. Tempomat adaptacyjny poprawia bezpieczeństwo, utrzymuje bezpieczny odstęp od poprzedzającego pojazdu i redukuje ryzyko najechania na tył, a przy tym coraz częściej stanowi standardowe wyposażenie nowych aut. Do tego ACC wyraźnie ogranicza zmęczenie kierowcy podczas długich podróży, zdejmując z niego ciągłą pracę przy gazie i hamulcu. Trzeba tylko pamiętać, że kierowca musi monitorować sytuację na drodze nawet przy aktywnym systemie – ręce na kierownicy, uwaga na drodze, zawsze. Tym bardziej że odpowiedzialność za ewentualne zdarzenia i tak odpowiada właśnie on – nie da się jej „scedować” na system ACC.
