Kontrola prędkości - jak działa tempomat?

Choć historia tego rozwiązania ma już pół wieku, to od kilku lat tempomat wydaje się przeżywać drugą młodość. Wszystko za sprawą elektroniki, która umożliwia wprowadzanie do urządzenia całkowicie nowych funkcji. Niezależnie od konstrukcji pozostaje jednak wspólna cecha: tempomat umożliwia jazdę bez dotykania pedału gazu. Dzięki temu monotonne poruszanie się np. po autostradzie nie musi być tak męczące dla prawej stopy.

Jak działa tempomat?
Urządzenie w zasadzie ma bardzo prosty sposób działania. Kierowca po włączeniu tempomatu zatwierdza przyciskiem "set" (po polsku: ustaw) lub "-" wybraną prędkość jazdy. Sterownik pobiera sygnał prędkości jazdy z czujników w kołach i odpowiednio steruje mocą silnika, aby utrzymać zadaną prędkość. Kierowca może podnieść prędkość jazdy bez dotykania pedału gazu, wystarczy przytrzymać przycisk "+". Jeżeli chce obniżyć zadaną prędkość przytrzymuje przycisk "-". W każdej chwili kierowca może przerwać działanie tempomatu naciskając pedał hamulca. Jeżeli w trakcie jazdy na włączonym tempomacie kierowca doda gazu i przyspieszy, to po puszczeniu pedału gazu samochód sam zwolni do zadanej wcześniej prędkości i będzie ją utrzymywał.

Aktywny tempomat ACC
Podstawowym problemem związanym z pracą tempomatu było zawsze to, że wystarczyła chwila nieuwagi, by samochód niebezpiecznie zbliżył się do auta poprzedzającego. Aby temu zaradzić wymyślono tak zwany aktywny tempomat, oznaczany zwykle jako ACC (Adaptive Cruise Control). Urządzenie to korzysta z czujnika, zwanego popularnie radarem, umieszczonego zwykle za atrapą chłodnicy. Obejmuje on zasięgiem około 100 m przestrzeni na pasie przed autem. W razie wykrycia zbyt małego dystansu od auta poprzedzającego, system zaczyna obniżać prędkość samochodu. Minimalny bezpieczny dystans jest powiązany z prędkością jazdy, a producent daje zwykle kierowcy możliwość jego regulacji (np. w postaci odstępu wyrażanego w sekundach).

Pierwsze systemy tego typu pojawiły się w samochodach japońskich w połowie lat 90. ubiegłego wieku. Nie miały one jednak możliwości uruchamiania hamulców. Dopiero zaprezentowany w 1998 roku system Distronic w Mercedesach klasy S dawał taką możliwość. Było to związane z rozpowszechnieniem zintegrowanych systemów ESP, które dawały możliwość wytwarzania ciśnienia w układzie hamulcowym bez udziału kierowcy.

Druga generacja ACC
W pracy aktywnych tempomatów pierwszej generacji pozostawał pewien nierozwiązany problem. Otóż urządzenia te były w stanie wyhamować samochód, ale nie do 0 km/h (minimalna prędkość działania wynosiła 30 km/h). Do zatrzymania potrzebna już była ingerencja kierowcy, ponaglanego sygnałem alarmowym. Nowa generacja aktywnych tempomatów umożliwia pełne wyhamowanie oraz ruszanie samochodu (po akceptacji ze strony kierowcy), co może przydać się na przykład w korkach. Pracę poniżej 30 km/h umożliwiło zastosowanie dodatkowego radaru krótkiego zasięgu. Sam czujnik radarowy nowego typu jest w stanie śledzić na raz nawet ponad 30 ruchomych obiektów. Takie rozszerzenie możliwości radaru jest konieczne, gdyż najnowszej generacji aktywne tempomaty są projektowane tak, by współpracować z systemami typu "predictive safety", których zadaniem jest przewidywanie i zapobieganie skutkom wypadku.

Na bieżąco rozwiązywane są dość złożone problemy, np. działanie aktywnego tempomatu na zatłoczonej wielopasmowej drodze podczas pokonywania zakrętu. Z takimi sytuacjami najnowsze systemy zaczynają już sobie radzić, choć nadal jest jeszcze wiele do dopracowania i w 100% nie można im ufać. Przeciwko wzmacnianiu wiązki radarowej protestują między innymi policjanci, dla których z oczywistych względów zakłócenia w "radarowym" paśmie 24 GHz są wybitnie niepożądane.

• Uruchamianie tempomatu: włącznik ("cruise") umieszczany jest zwykle na dźwigience lub na kierownicy.
• Ustawianie prędkości: doprowadzamy samochód do żądanej prędkości i zatwierdzamy ją klawiszem "set" lub "-" (w przypadku dźwigienki - kierunek do dołu). Teraz samochód sam utrzymuje prędkość.
• Zmiana ustawionej prędkości: przyciskami "+" i "-" (czasem oznaczonymi jako "res" i "set") możemy dowolnie zmieniać ustawioną prędkość.
• Chwilowe wyłączenie ustawień: wciśnięcie przycisku "cancel" chwilowo dezaktywuje tempomat, jednak z pozostawieniem w pamięci żądanej prędkości.
• Powrót do wybranej prędkości: jeżeli jechaliśmy szybciej niż ustawiona prędkość, to po puszczeniu gazu samochód sam powróci do ustawionej prędkości. Jeżeli zwolniliśmy - wystarczy nacisnąć "+" lub "res".
  

Aktywny tempomat pierwszej generacji (od 1998 roku)
Aktywny tempomat ACC to urządzenie, które oprócz utrzymywania stałej prędkości potrafi też kontrolować odstęp od auta poprzedzającego i w razie jego zmniejszania się automatycznie wyhamuje samochód. Sercem systemu jest czujnik radarowy, umieszczony z przodu samochodu, który bada na bieżąco odstęp od auta jadącego z przodu. W systemach tego typu wiązka radarowa ma kąt 8 stopni, co przy zasięgu do 100 m ma umożliwić śledzenie sytuacji na tym samym pasie drogi, którym porusza się dany samochód. ACC pierwszej generacji dobrze sprawdza się na prostej drodze, ale nie jest zbyt sprawne na łukach drogi.

Aktywny tempomat drugiej generacji (od 2006 roku)
Po wprowadzeniu radaru krótkiego zasięgu (zakres pracy do 30 m) możliwe się stało kontrolowanie prędkości także w zakresie poniżej 30 km/h, aż do pełnego zatrzymania się samochodu. Główny radar pracuje w paśmie długiego zasięgu (do 200 m), ale też skanuje przestrzeń tzw. średniego zasięgu (do 60 m). System ACC drugiej generacji (często z przydomkiem "plus", np. w Mercedesie Distronic Plus) umożliwia jazdę typu stop&go (samoczynne zatrzymywanie w korku i ruszanie po akceptacji klawiszem). ACC Plus współdziała z systemami PreSafe, które osuszają hamulce, wstępnie napinają pasy itp., aby uchronić przed skutkami ewentualnej kolizji.

Marcin Klonowski