Boschin ajoa helpottavat järjestelmät

Kuljettajan työtä helpottavat ja turvallisuutta lisäävät järjestelmät ovat nykyään arkipäivää. Eri automallien esittelyn myötä markkinoille putkahtaa yhä enemmän järjestelmien uusia kehitysversioita.

Yhtenä kehityksen vauhdittajana toimii EU:n eSafety-turvallisuusohjelma, jolla pyritään puolittamaan liikennekuolemien määrä vuoteen 2010 mennessä. Luottamus elektronisiin apuvälineisiin on tässä muutossa kova.

Robert Bosch GmbH on autojen mukavuutta ja turvallisuutta lisäävän elektroniikan kehityksessä vahvasti mukana. Saksalaisfirma on maailman toiseksi suurin autoteollisuuden tavarantoimittaja. Bosch hakee vuosittain 2 000–3 000 autoteollisuuteen liittyvää patenttia, joista vain osa pääsee edes kokeiluvaiheeseen.

Nykyautojen turvavarustelu on varsin kattava niin aktiivisella kuin passiivisellakin puolella. Tällä hetkellä suurin haaste onkin auton ympäristöä valvovien järjestelmien kehityksessä. Tällainen valvontajärjestelmä parantaisi myös huomattavasti nykyisten turvajärjestelmien tehokkuutta.

Boschin mukaan ajoa auttavien järjestelmien kehitys ei johdu kuljettajien taitojen huonontumisesta, vaan jatkuvasti kasvavista liikennemääristä ja mukavuuden sekä turvallisuuden halusta. Myös ikääntyvän väestön osuuden kasvu kuljettajien kokonaismäärästä aiheuttaa oman paineensa. Seuraavassa katsaus muutamaan lähitulevaisuudessa käyttöön otettavaan järjestelmään.

Liian lyhyet turvallisuusvälit ovat merkittävä turvallisuusriski. Sopeutuva vakionopeudensäädin (ACC eli Adaptive Cruise Control) tuo helpotusta asiaan. Järjestelmä muuttaa auton nopeutta liikennevirran mukaan. Tämän hetken tuotantoversio toimii nopeuksilla 30–180 km/h. Seuraava kehitysversio (ACC+) on suunniteltu toimimaan välillä 0–200 km/h, eli se osaa pysäyttää ajoneuvon automaattisesti.

Kun edessä oleva auto lähtee liikkeelle, järjestelmä antaa joko akustisen tai optisen merkin. Kuljettaja aktivoi systeemin painamalla joko kaasua tai vakionopeussäätimen kytkintä. Jos tie on tyhjä, auto kiihtyy asetettuun nopeuteen. Muussa tapauksessa auto mukautuu edellä ajavan vauhtiin. Kuljettaja voi ohittaa järjestelmän milloin tahansa kaasua tai jarrua painamalla.

ACC+ käyttää tutkaa, jonka kantama on yli 150 metriä ja näyttökulma suhteellisen laaja (+/- 8º). Näin järjestelmä toimii Boschin mukaan kunnolla myös mutkaisella tiellä. Ainakin ajamamme jyrkät mutkat poistivat vakionopeussäätimen kuitenkin käytöstä varoitusmerkin saattelemana. Varsinaisella maantiellä emme päässeet laitetta kokeilemaan. Tutka ei ole altis kelin muutoksille, sillä siinä on lämmitettävä linssi. ACC+ tulee tuotantoon vuonna 2006.

Seuraavassa vaiheessa (ACC FSR eli Full Speed Range) liikennetapahtumien havainnointiin käytetään pitkän kantaman tutkan lisäksi videokameraa ja mahdollisesti lyhyen kantaman tutkaa. Tällöin toimintavarmuus kasvaa ja järjestelmään voidaan lisätä myös automaattinen liikkeellelähtö. Se kytkeytyy turvallisuussyistä pois päältä, jos auto on pysähdyksissä yli kymmenen sekunnin ajan. ACC FSR:n on kaavailtu tulevan tuotantoon vuosien 2007–2008 tienoilla.

Apua pysäköintiin

Ennakoivalla turvallisuusjärjestelmällä (PSS eli Predictive Safety Systems) puolestaan pyritään vähentämään keulaedellä tapahtuvien kolarien määrää. ”Valvovana silmänä” käytetään aluksi ACC-järjestelmän tutkia ja tulevaisuudessa myös videokameraa. Järjestelmä haistelee oman ajoneuvon liikkeiden lisäksi mm. edellä olevien nopeuksia, kokoja sekä välimatkaa niihin.

Ensimmäisessä kehitysvaiheessa (PSS1) jarrujärjestelmä aktivoituu, jos ajoneuvon edessä on uhkaava tilanne. Järjestelmä nostaa jarrupainetta, liikuttaa jarrupalat levyihin kiinni ja aktivoi hätäjarrutustehostuksen. Jos tilanne menee ohi, jarrut palautuvat hetken kuluttua ennalleen. Toiminto on jo tuotannossa mm. E-sarjan Mersussa, mutta nyt se on ensimmäistä kertaa yhdistetty tutkaohjaukseen. Bosch suunnittelee ottavansa PSS1:n käyttöön ensi vuonna.

Toinen kehitysvaihe (PSS2) varoittaa lisäksi kuljettajaa lähestyvästä uhasta. Järjestelmä tekee lyhyen ja terävän jarrutuksen, jolloin kuljettaja havahtuu uhkaavaan tilanteeseen. Lisäksi voidaan antaa joko visuaalinen tai akustinen varoitusmerkki.

Kokeilimme PSS2:sta, jossa jarrutuksen lisäksi kuljettajan turvavyö esikiristyi merkiksi lähestyvästä tilanteesta. Vyön kiristys tapahtui sen verran huomaamattomasti, että siitä ei oikeassa kolaritilanteessa ole varoitukseksi. Auton jarrutus sen sijaan saa aikaan vaistomaisen jarrupolkimen painamisen ja valmistautumisen väistöliikkeeseen. PSS2:ta odotetaan tuotantoon vuonna 2006, ja se voidaan toteuttaa toisen polven ESP-ajonvakautusjärjestelmällä.

Kolmannessa vaiheessa (PSS3) järjestelmään lisätään automaattinen hätäjarrutustoiminto. Jos kuljettaja ei ole reagoinut varoituksiin, systeemi mm. aktivoi ESP:n, esikiristää turvavyöt ja sulkee ikkunat. Juuri ennen törmäystä järjestelmä aloittaa automaattisesti täysjarrutuksen.

Bosch järjesti myös mielenkiintoisen kokeen, jossa ajettiin 50 km/h nopeudella päin pahvilaatikkoa. Kokeilemassamme versiossa ei ollut esivaroituksia, vaan järjestelmä esikiristi turvavyöt ja teki automaattisen täysjarrutuksen juuri ennen törmäystä. Ratin takana oli outo tunne: kuljettaja oli nyt pelkkä matkustaja, mutta turvallisin mielin.

PSS3:ssa tarvitaan tutkasensoreiden lisäksi videokamera tunnistamaan mahdollisia uhkia. Kolmannen sukupolven ESP:hen yhdistetty PSS3 otetaan näillä näkymin käyttöön vuonna 2009.

Peruutuskammosta kärsiville on luvassa helpotusta vuonna 2007, kun puoliautomaattinen pysäköintijärjestelmä (SPA eli Semi-autonomous Parking Assistant) otetaan käyttöön. Perinteisten eteen ja taakse näyttävien ultraäänitunnistimien lisäksi SPA:ssa on tunnistimet myös sivuille.

Kun autolla ajetaan hiljaisella nopeudella tyhjän parkkiruudun ohi, järjestelmä mittaa ruudun pituuden edessä ja takana olevien esteiden (eli autojen) perusteella. Parkkiruudun syvyys mitataan esimerkiksi matkana katukivetykseen. Tietokone vertaa tuloksia auton perustietoihin (mm. pituus, leveys ja kääntösäde). Jos auto mahtuu ruutuun, siitä ilmoitetaan kuljettajalle esimerkiksi valoilla.

Tämän jälkeen järjestelmä neuvoo (esim. nuolilla tai teksteillä) kuljettajaa ratin käännöissä sekä kaasun ja jarrun käytössä. Kokeilun perusteella ainakin nuolinäyttöinen järjestelmä toimi hienosti. Hankaluutena on, että kuljettajan pitää tuijottaa sekä peilejä että kojelaudan näyttöä, mikä vaatii aluksi keskittymistä.

Hieman kehittyneempi versio kääntää itse etupyöriä sähköisen tehostimen välityksellä. Kuljettajan tehtäväksi jää ainoastaan kaasutus ja jarrutus. Boschin mukaan kokonaan automaattinenkin pysäköintijärjestelmä on mahdollinen – tällaistahan Toyota tarjoaa Japanissa Prius-malliinsa.

Bosch esitteli myös videokameravalvontaan (VPP eli Video Park Pilot) pohjautuvan pysäköintijärjestelmän. Takana olevan videokameran välittämään kuvaan ympätään auton perustietojen pohjalta laskettuja viivoja, jotka neuvovat kuljettajaa. Lisäapuna toimivat normaalit ultraäänitunnistimet.

Liikennemerkit hallintaan

RSR (Road Sign Recognition eli vapaasti suomennettuna liikennemerkkitunnistusjärjestelmä) esiteltiin vielä tutkimusprojektin nimellä. Järjestelmä valvoo videokameran avulla liikennemerkkejä ja kertoo niistä näytön välityksellä kuljettajalle. Lisäksi hyödynnetään navigointijärjestelmän informaatiota.

Kokeilemassamme versiossa järjestelmä tunnisti nopeusrajoitukset, ohituskiellot sekä yleisvaroitusmerkit (esim. jyrkkä mutka). Jos kuljettaja ajoi ylinopeutta, järjestelmä varoitti siitä välittömästi näytössä vilkkuvalla varoitusmerkillä. Varoitus tuli äänenä jos järjestelmä menetti kontaktin merkkeihin.

Tieltä suistuminenkin voidaan estää uuden tekniikan avulla. Kaistavahti (LDW eli Lane Departure Warning) varoittaa kuljettajaa omalta kaistalta poistumisesta. Järjestelmä haistelee kaistaviivoja tuulilasissa olevan videokameran avulla. Jos auto esim. ajautuu reunaviivan päälle, järjestelmä antaa varoituksen kuljettajalle. Varoitus voi olla kuljettajan istuimen tai ohjauspyörän tärinä tai äänimerkki. Systeemi ottaa huomioon vilkun käytön, kiihdytykset ja jarrutukset sekä ohjauspyörän kääntökulman. Näiden perusteella se voi kytkeä järjestelmän pois käytöstä, ettei tule turhia väristyksiä.

Seuraava kehitysversio (LKS eli Lane Keeping Support) auttaa kuljettajaa kaistalla pysymisessä. Varoituksen lisäksi järjestelmä lisää ohjaustehostusta oikeaan suuntaan, jos se havaitsee suistumisvaaran. Simulaattorissa kokeiltuna järjestelmä vaikutti hyvältä: lisätehostus kääntää ohjauspyörää pienellä, sopivan tuntuisella momentilla tielle päin.

Ajoa helpottava tekniikka vaikuttaa siis varsin valmiilta. Matkassa on kuitenkin vielä monta mutkaa. Ennen tuotantoon ottamista järjestelmien pitää toimia äärimmäisen varmasti.

Yhtenä kehityksen jarruna ovat vanhemmat autot, joissa ei ole minkäänlaisia ajoa helpottavia järjestelmiä. Jos liikenteeseen laitettaisiin yhtäkkiä ultramoderni, automaattisilla järjestelmillä varustettu auto vanhempien ajopelien sekaan, aiheutettaisiin vain turhia vaaratilanteita.

Myös lainsäädännön kanssa käydään jatkuvaa kädenvääntöä. Uusien laitteiden hinta asettaa niin ikään oman haasteensa: pitkän kehitysprosessin kulut on kuoletettava. Perinteiseen tapaan uudet turvavarusteet leviävätkin ensin luksusautoihin, ja tavalliset autoilijat joutuvat odottamaan niiden halpenemista vuosikausien ajan.

Lasse Lääperi
Lehdessä 11/2004