Systemy Adaptive Cruise Control (ACC), służące do aktywnego utrzymywania odstępu między pojazdami, nie są jeszcze zbytnio popularne. W przypadku BMW serii 7 współczynnik wyposażenia w nie pojazdów wynosi mniej więcej pięć procent. Może się to jednak niedługo zmienić. Podlegające dodatkowej opłacie systemy – poza Nissanem Primera – dostępne były do tej pory tylko w niewielu modelach klasy wyższej i luksusowej. Jednakże stopniowo technika ta wprowadzana jest również w pojazdach klasy średniej: VW Passat, Ford Focus i BMW serii 3 są tego przykładem. Ponadto ACC otrzymuje wciąż nowe funkcje, przez co atrakcyjność systemu powinna wzrastać. Do chwili obecnej systemy te były w stanie utrzymywać stały odstęp do poprzedzającego pojazdu jedynie przy większych szybkościach. Nowa generacja tych urządzeń jest w stanie utrzymywać odstęp w powolnym ruchu i wyhamować pojazd aż do zatrzymania oraz ostrzegać kierowcę przed grożącym wypadkiem. Wyjaśniamy poniżej, jakie prace związane są z serwisem systemów ACC. Czujnik ACC znajduje się w przedniej części pojazdu na wysokości osłony chłodnicy: w niektórych pojazdach powyżej, a w innych poniżej zderzaka. Tylko tutaj czujnik ma nieograniczony „widok” do przodu. Ta pozycja montażu niesie ze sobą szczególne wymagania w stosunku do czujnika:

• odporność na temperaturę od –40 do > +80°C,
• szczelność na wodę rozpryskową i podczas stosowania myjek ciśnieniowych,
• odporność na wibrację pojazdu na drogach o złej jakości,
• odporność na uderzenia kamieni,
• możliwie małe wymiary.

W przypadku systemu ACC firmy Bosch obudowa czujnika zawiera w sobie nie tylko właściwy czujnik radaru, lecz także całą elektronikę niezbędną do sterowania pojazdem. Jednostka ta ułatwia montaż, ponieważ potrzebna jest tylko jedna przestrzeń montażowa. Wymiana danych między sterownikiem czujnika a siecią pokładową odbywa się za pośrednictwem magistrali CAN. Soczewka radaru zbudowana jest ze specjalnego tworzywa sztucznego odpornego na temperaturę i uderzenia kamieni. Jest ona elementem górnej części obudowy i tworzy tym samym szczelne zakończenie obudowy na zewnątrz.

Ustalanie kierunku

Aby utrzymywanie odstępu funkcjonowało dokładnie, czujnik radarowy musi być precyzyjnie ustawiony. Niezwykle ważne jest więc wyrównanie czujnika do osi wzdłużnej pojazdu. Przestawienie czujnika w poziomie prowadzi bowiem do błędów w pozycjonowaniu innych uczestników ruchu, a tym samym do niedokładnego przypisania pasa. W rezultacie pojazd przy włączonym tempomacie może w sposób niezamierzony przyspieszać lub hamować. W związku z tym poziome ustawienie czujnika monitorowane jest również przez autodiagnostykę systemu. Jeżeli czujnik jest przestawiony w kierunku pionowym, maleje zasięg wiązek radarowych. Dokładność ustawienia czujnika określana jest przez algorytmy wykorzystywane przez ACC do obliczania odstępu i prędkości względnej pojazdu poprzedzającego. Jeżeli położenie czujnika odbiega tylko o 0,2 stopnia w stosunku do idealnej pozycji, kierowca odczuwa utratę funkcji systemu. Taka dokładność wymaga, aby pracownicy warsztatów dokonywali ustawień bardzo starannie i stawia wysokie wymagania odnośnie do stanowiska pracy (patrz ramka „Wymagania”). W przypadku uszkodzenia przedniej części pojazdu należy w każdym przypadku sprawdzić ustawienie, ponieważ czujnik umieszczony jest bezpośrednio na przodzie pojazdu. To samo dotyczy przypadku zmian dokonywanych w oponach i w podwoziu, ponieważ przez to może ulec zmianie oś ruchu pojazdu.

Dwa etapy

Stanowisko do ustawiania czujnika musi spełniać mniej więcej takie same wymagania, jak stanowisko do regulacji ustawienia świateł. Dodatkowo niezbędna jest szyna montowana do podłoża, na której będzie można zablokować lustro nastawcze. Bosch zaprojektował przy tym przyrządy pomiarowe dla swoich systemów ACC jako urządzenia przenośne, tak że stanowisko pracy może być wielofunkcyjne. Narzędzia zajmują mało miejsca i po wykonaniu pracy można je łatwo przechować. W ten sposób powierzchnia może być następnie wykorzystana np. do prac przy ustawianiu świateł.

Ustawianie odbywa się w dwóch etapach:

1. ustalenie kąta osi ruchu pojazdu,
2. wyrównanie osi radaru równolegle do osi ruchu.

Aby wykonać te prace, pojazd musi zostać ustawiony pośrodku i mniej więcej pod kątem prostym do szyny przesuwnej lustra nastawczego – w odległości co najmniej 80 cm i maksymalnie 120 cm. Na początku procesu pomiaru mechanik blokuje lustro w pozycji stojącej przed jedną ze stron pojazdu. Bez znaczenia jest to, po której stronie rozpoczyna pomiar. Po tej samej stronie pojazdu montuje on następnie na tylnym kole uchwyt szybkomocujący do mocowania lasera koła. W celu wyrównania wiązki lasera równolegle do jezdni mechanik ustawia bezpośrednio przed laserem przesłonę szczelinową, tak że promień lasera przechodzi przez otwór. W ten sposób uzyskuje on wysokość środka koła na tylnej osi. Jeżeli wiązka lasera przechodzi również przez przesłonę szczelinową, gdy jest ona umieszczona przy kole przednim, oznacza to, że promień przebiega równolegle do jezdni. Teraz pracownik warsztatu przestawia lustro na jego mechanizmie regulacji pionowej tak długo, aż wiązka lasera padnie na poziomą linię powierzchni projekcyjnej na laserze; lustro odbije więc światło przez przesłonę szczelinową z powrotem do lasera. Następnie ustawia mechanizm regulacji poziomej w ten sposób, aż wiązka lasera skoncentrowana zostanie w środku krzyża nitkowego powierzchni projekcyjnej lasera. Ten sam proces powtarza się po drugiej stronie pojazdu. Z wartości nastawczych mechanizmów regulacyjnych po obu stronach pojazdu przeprowadzający test oblicza następnie poziomy i pionowy kąt osi ruchu.

Właściwy obrót

Po tych obszernych pracach wstępnych rozpoczyna się właściwe ustawienie czujnika. W tym celu lustro musi znajdować się pośrodku przed czujnikiem ACC, jego mechanizmy regulacyjne powinny być nastawione na wyliczony kąt osi ruchu, a urządzenie diagnostyczne podłączone do pojazdu. Pierwszym krokiem jest pionowe ustawienie czujnika. Aby to wykonać, mechanik przechyla najpierw lustro nieznacznie do przodu; uchwyt lustra posiada w tym celu specjalną zapadkę. Czujnik ACC określa na podstawie odbitego od lustra promieniowania radarowego intensywność pola radaru (zwanego również wiązką). Dla drugiego pomiaru lustro odchylane jest następnie lekko do tyłu. Osoba przeprowadzająca test wpisuje wartości pomiarów w obu pozycjach do protokołu ustawień. W celu określenia, jak dalece czujnik jest przestawiony w płaszczyźnie pionowej, systemy ACC pierwszej generacji wykorzystują wartości środkowej wiązki, a w systemach drugiej generacji średnią intensywność obu środkowych wiązek. Jeżeli czujnik jest prawidłowo ustawiony, intensywność jest tej samej wielkości w obydwu położeniach lustra. Jeżeli musi być on jednak ustawiony, osoba przeprowadzająca test podaje serwisantowi liczbę obrotów, o którą należy przestawić odpowiednią śrubę nastawczą. Następnie odbywa się poziome ustawienie czujnika. W tym celu lustro musi być ustawione pionowo. W tym przypadku czujnik określa natężenie odbitych wiązek radarowych w wiązkach zewnętrznych, które w przypadku prawidłowego ustawienia czujnika powinny być w przybliżeniu takie same. Z różnicy obu wartości pomiarów osoba przeprowadzająca test wylicza poziomy kąt deregulacji, jak również liczbę niezbędnych obrotów na śrubie nastawczej. Ponieważ poziome ustawienie czujnika może również wpływać na jego ustawienie pionowe, należy następnie ponownie sprawdzić pionowe położenie w stosunku do osi ruchu. Dopiero wtedy, gdy obie wartości są zgodne, czujnik jest prawidłowo ustawiony, a system może działać bez zakłóceń.

Błędy w systemie ACC

Do utraty funkcjonalności ACC, obok rozregulowania ustawień, prowadzić może również pogoda. Do znacznego osłabienia wiązek radarowych prowadzi w szczególności mokry śnieg. Dlatego w wielu pojazdach wyposażonych w ACC soczewka wyposażona jest w ogrzewanie elektryczne, które zapobiega gromadzeniu się na czujniku warstwy lodu i śniegu, która powoduje zakłócenia. Fale radarowe tłumione są również przez krople deszczu i mgłę, przez co podczas silnego deszczu zmniejszeniu ulec może maksymalny zasięg. Dotyczy to zwłaszcza słabych celów, na przykład motocykli. Ponieważ jednak silny deszcz i tak nie pozwala na rozwijanie dużych prędkości, pełny zasięg ACC nie jest też konieczny przy takiej pogodzie. Błędy, które występują w systemie ACC, rozpoznawane są przez autodiagnozę. W tym celu sterownik ACC posiada dwa procesory, które nawzajem się kontrolują. W przypadku wystąpienia błędów system reaguje – w zależności od wagi problemu – za pomocą następujących środków:

• wyłączenie promieniowania radarowego,
• zablokowanie sterowania ACC,
• zapisanie błędu w pamięci.

Koncepcja monitoringu sterownika ACC podzielona jest na trzy poziomy, które dotyczą zarówno obu osadzonych w sterowniku procesorów, jak również zewnętrznych urządzeń sterujących partnera.

Poziom 1.: monitoring komponentów
Monitoring komponentów służy do nadzoru urządzeń peryferyjnych systemu ACC. Na tym poziomie procesory nadzorują:

• nadbiornik radaru,
• napięcie zasilania,
• magistralę CAN,
• ogrzewanie soczewki i rozpoznawanie, czy czujnik jest „ślepy” z powodu rozregulowania, czy z powodu pokrycia przed lód lub śnieg.

Poziom 2.: monitoring funkcji
Na tym poziomie wszystkie procesory niezależnie od siebie wykonują testy logiki obliczeniowej. Do tego dochodzą testy urządzeń sterujących partnera, które znajdują się na zewnątrz sterownika ACC. To wszystko odbywa się przez sprawdzanie spójności i wiarygodności otrzymywanych komunikatów ACC. Wykrywane są przy tym błędy, które prowadzą do niewiarygodnych sygnałów CAN lub do nieregularnego cyklu transmisji na magistrali CAN.

Poziom 3.: wzajemna kontrola
Ten poziom obejmuje oddziaływanie obu procesorów. W przeciwieństwie do monitoringu funkcji, nadzór i monitorowana funkcja nie odbywają się na tej samej jednostce sprzętowej, ale istnieje wzajemna kontrola obu procesorów. Obejmuje to nadzór komunikacji wewnętrznej przez tak zwane sumy kontrolne, jak również obliczanie i wzajemne sprawdzanie zadań testowych. Jeżeli w nadzorze pojawią się komunikaty o błędach, są one oceniane centralnie w jednostce sterującej. Reakcja na błędy zależy od ich wagi i aktualnej sytuacji na drodze.
Możliwe są następujące reakcje:

• nieograniczona kontynuacja sterowania ACC bez żadnego komunikatu o błędzie, ale z wpisem do diagnostyki warsztatowej,
• zakończenie akcji zwalniania przez ACC z komunikatem o błędzie i wpisem do diagnostyki warsztatowej,
• natychmiastowe przerwanie sterowania ACC z komunikatem o błędzie i wpisem do diagnostyki warsztatowej.

Ponadto autodiagnoza rozróżnia błędy odwracalne i nieodwracalne:

• błędy odwracalne blokują sterowanie ACC tylko tak długo, jak długo występuje błąd;
• błędy nieodwracalne blokują sterowanie ACC przez cały czas trwania cyklu jazdy.

We wszystkich przypadkach błędów system ACC jest znowu w pełni sprawny, gdy autodiagnostyka po kolejnym „zapłonie” nie wykrywa błędów. Jeżeli ACC wyłączy się po wystąpieniu błędu, można kontynuować jazdę pojazdem bez ograniczenia innych funkcji i natychmiastowa wizyta w warsztacie nie jest konieczna.