Samochodowe systemy asystujące: jak to działa?

• Współczesne auta mają nawet po kilka kamer, czujniki ultradźwiękowe i radarowe
• W nowoczesnym aucie otoczenie jest kontrolowane nawet przez kilkadziesiąt urządzeń
• Aby systemy bezpieczeństwa w aucie działały poprawnie, samochód musi być... czysty

Progres w poziomie wyposażenia samochodów, zwłaszcza związanego z bezpieczeństwem czynnym (chodzi o te elementy, które zmniejszają ryzyko powstania niebezpiecznych zdarzeń drogowych), ma niezwykłe tempo. Jeszcze pod koniec XX w. do popularnych systemów asystujących należały wyłącznie... ultradźwiękowe czujniki parkowania. Wcześniej w luksusowych samochodach (np. Mercedesie klasy S typoszeregu W140), żeby ułatwić parkowanie, w narożnikach tylnej klapy montowano automatyczne maszty-antenki, wysuwające się po wybraniu wstecznego biegu.

Dzisiejsze samochody są obudowane najróżniejszymi czujnikami elektronicznymi, które monitorują obszar wokół auta i ostrzegają kierowcę o zagrożeniu. Najnowsze rozwiązania za pośrednictwem elementów wykonawczych korygują tor jazdy lub prędkość auta.

Zderzak naszpikowany czujnikami

Do wykrywania przeszkód lub obiektów stwarzających zagrożenie służą czujniki, których znaczna część jest montowana w zderzakach samochodu. Są to w większości przypadków czujniki ultradźwiękowe, które jednak mogą mieć większy zasięg działania i obejmują nim szersze pole niż podstawowe czujniki parkowania. Wysyłają one w przestrzeń ultradźwięki, które odbijają się od przeszkody - zmiana częstotliwości odbitych i powracających fal informuje o obiektach w pobliżu. Takie czujniki są wykorzystywane do sterowania systemem automatycznego parkowania, ale też w układach ostrzegania kierowcy o obiektach w martwym polu lusterek (układ BLIS - Blind Spot Information System). Czujniki BLIS mogą być umieszczone na krawędziach lub z boku tylnych zderzaków. Niektórzy producenci montują je też w lusterkach zewnętrznych albo błotnikach -  dlatego czujniki w zderzakach, wyglądające jak zwykłe czujniki parkowania, są umieszczane nie tylko z przodu i z tyłu auta, lecz także po bokach. Najczęściej czujniki tego rodzaju wykonują kilka różnych funkcji. Elementem wykonawczym układu BLIS są pomarańczowe lub czerwone lampki umieszczone w lusterkach zewnętrznych, widoczne z miejsca kierowcy - zapalają się, gdy na sąsiednim pasie ruchu za pojazdem lub z jego boku pojawia się inny pojazd.

Siedzisz w aucie, patrzysz z góry...

Lusterka zewnętrzne mogą być wyposażone w miniaturowe kamery widoczne od spodu. To element systemu zapewniający kierowcy podczas parkowania widok... z góry. Ten coraz popularniejszy system, złożony z kamer umieszczonych w lusterkach, kamery w tylnej klapie (może być schowana np. pod emblematem, który unosi się i odsłania kamerę, gdy jest potrzebna) oraz kamery przedniej,  „filmuje” całe otoczenie pojazdu. Przetwornik „skleja” obraz z kilku kamer szerokokątnych, dzięki czemu kierowca na monitorze widzi pojazd z góry wraz z otoczeniem w czasie rzeczywistym. Dzięki takiemu systemowi łatwo można zaparkować nawet duże auto, z którego naturalna widoczność do tyłu jest bardzo ograniczona.

Kamery i czujniki za szybą

Pomiędzy lusterkiem wewnętrznym a szybą są zamontowane czujnik deszczu i kamera. Ten pierwszy wykrywa ograniczenie przejrzystości szyby i uruchamia wycieraczki. Kamera może obsługiwać różne systemy, np. wykrywania niezamierzonego zjazdu z pasa ruchu (auto samodzielnie wykonuje korektę, delikatnie skręcając kierownicę, lub alarmuje kierowcę wibracjami), czy też być elementem układu informującego o zbliżaniu się auta do przeszkody (system wywołuje alarm lub uruchamia hamulec - każda kolejna generacja aut aktywniej reaguje w sytuacji zagrożenia). Kamera monitorująca sytuację przed autem może współpracować z głowicą radarową, umieszczoną w zderzaku albo pod maskownicą. Umożliwia to wyposażenie samochodu w aktywny tempomat, który automatycznie zwalnia, gdy zbliżamy się do auta przed nami, dzięki temu, że ma w pamięci maksymalną zadaną prędkość, którą rozwija jedynie wtedy, gdy nie ma ku temu przeszkód. Zasada współpracy kamer i radaru jest następująca: jeden system „widzi”, a drugi „czuje” to, czego nie da się zobaczyć - uzupełniające się elementy monitorują drogę w odległości nawet ponad 200 m przed samochodem.

Czujniki układów asystujących są umieszczone także wewnątrz auta. Należą do nich m.in. elementy asystenta awaryjnego hamowania (czujnik pedału hamulca albo ciśnienia w układzie hamulcowym - o tym, że układ zadziała, decyduje szybkość, z jaką naciskamy hamulec), elementy systemu wykrywającego zmęczenie (m.in. czujnik obrotu koła kierownicy) itp.


To jeden rozbudowany system

Poszczególne czujniki, elementy wykonawcze i sterownik w praktyce są połączone w jeden rozbudowany układ, którego działanie okazuje się tym lepsze oraz skuteczne, im mniej jest ono zauważalne dla kierowcy. Systemy bezpieczeństwa wymagają jednak specjalistycznej obsługi. Przykładowo w wielu nowych samochodach do wymiany przedniej szyby niezbędne są specjalistyczne urządzenia diagnostyczne. To samo dotyczy czujników montowanych w zderzakach oraz radaru umieszczonego w przedniej części auta. Po wymianie uszkodzonych elementów (np. stłuczonej szyby) kamery i czujniki muszą być ponownie skalibrowane za pomocą urządzeń optycznych - cała operacja przypomina ustawianie geometrii zawieszenia. Samodzielny serwis samochodu? To już nie jest możliwe!