Kuvittele, että olet innostunut lähtemään pitkälle automatkalle, josta olet aina haaveillut parhaiden kavereidesi kanssa. Sitten…. huomaat, että olet ainoa, joka osaa ajaa. Edessäsi on pitkä, 1000 kilometrin matka. Tie on kirjaimellisesti satoja kilometrejä suoraa, ja ajatus 4-5 tunnin yhtäjaksoisesta ajamisesta väsyttää sinua jo ennen kuin pääset edes ratin taakse. Onneksi juuri silloin vakionopeudensäädin tulee apuun.
Vakionopeudensäädin on korvaamaton ominaisuus nykyaikaisissa autoissa. Ilman sitä pitkät automatkat olisivat paljon väsyttävämpiä, ainakin kuljettajan kannalta. Vakionopeudensäädin on paljon yleisempi amerikkalaisissa autoissa kuin eurooppalaisissa tai aasialaisissa, sillä amerikkalaiset tiet ovat yleensä suurempia ja suorempia, ja matkakohteet ovat paljon kauempana toisistaan.
Mikä on vakionopeudensäädin?
Nopeudensäätimen tarkoituksena on pitää kuljettajan asettama nopeus tarkasti yllä ilman ulkopuolista puuttumista ohjaamalla kaasupolkimen ja kaasupolkimen kytkentää.
Nopeudensäätimen varhaisimmat muunnelmat olivat itse asiassa käytössä jo ennen autojen luomista. Keksijä ja koneenrakennusinsinööri James Watt kehitti jo 1600-luvulla version, jonka avulla höyrymoottorit pystyivät pitämään vakionopeuden yllä rinteissä ja alamäissä. Nykyinen vakionopeudensäädin keksittiin 1940-luvun lopulla, jolloin keksittiin ajatus käyttää sähköisesti ohjattua laitetta, joka pystyisi manipuloimaan tienopeuksia ja säätämään kaasua vastaavasti.
Miten vakionopeudensäädin toimii?
Vakionopeudensäädin säätelee autosi nopeutta samalla tavalla kuin sinä itse – säätämällä kaasun (kaasupolkimen) asentoa. Vakionopeudensäädin kytkee kaasuläpän kuitenkin toimilaitteeseen kytketyn vaijerin avulla, eikä painamalla poljinta. Kaasuläppä säätelee moottorin tehoa ja nopeutta rajoittamalla sitä, kuinka paljon ilmaa se ottaa sisäänsä (koska kyseessä on polttomoottori).
Nopeudensäätimessä käytettävä ohjausakseli. (Kuvalähde: flickr.com/hightechdad)
Kuljettaja voi säätää vakionopeudensäädintä vakionopeudensäätimen kytkimillä, jotka koostuvat yleensä vaihtoehdoista ON (PÄÄLLE), OFF (POIS), RESUME (JATKUU), SET/ACCEL (SÄÄTÖ/VAKIONOPEUDENVAIHTO) ja COAST (LASKU). Nämä sijaitsevat yleisesti ohjauspyörässä tai tuulilasinpyyhkimen tai vilkun varren päällä. SET/ACCEL-säätimellä asetetaan auton nopeus. Yksi napautus kiihdyttää sitä 1 mph, kaksi 2 mph ja niin edelleen. Napauttamalla nuppia vastakkaiseen suuntaan auto hidastuu. Turvallisuusominaisuutena vakionopeudensäädin kytkeytyy pois päältä heti, kun painat jarrupoljinta.
Mikä on adaptiivinen vakionopeudensäädin (ACC)?
Autojen määrän kasvaessa maanteillä enemmän kuin koskaan, normaalin vakionopeudensäätimen toimivuus on kuitenkin käymässä tarpeettomaksi. Adaptiivinen vakionopeudensäädin kasvattaa nopeasti suosiotaan, ja hyvästä syystä!
Adaptiivinen vakionopeudensäädin on seuraava suuri juttu uusien autojen automaattisessa nopeudenhallinnassa. Se on älykäs vakionopeudensäätimen muoto, joka hidastaa ja nopeuttaa automaattisesti pysyäkseen edellä ajavan auton vauhdissa.
Miten mukautuva vakionopeudensäädin toimii?
Kuljettajan näkymä ACC:ssä (Kuvalähde: commons.wikimedia.org)
Kuljettaja asettaa enimmäisnopeuden samaan tapaan kuin tavallisella vakionopeudensäätimellä. Auton etupäässä sijaitseva tutka-anturi paikallistaa edessä olevan liikenteen ja lukittuu edessä olevaan autoon. Tämä anturi ohjaa sitten auton nopeutta niin, että se pysyy aina 2-3 sekuntia edellä ajavan auton takana.
Tutka-antureiden antamien tietojen perusteella tietokoneyksikkö mittaa edellä ajavan auton etäisyyden ja laskee nopeuden suhteessa siihen. Jos anturien peittoalueella on samanaikaisesti useita ajoneuvoja, se valitsee automaattisesti, mitä ajoneuvoja järjestelmän tulisi seurata.
Jos esimerkiksi lähestyt edessäsi olevaa hitaampaa ajoneuvoa tai jos toinen ajoneuvo leikkaa eteesi, adaptiivinen vakionopeudensäädin hidastaa autoa käynnistämällä korjaavat ohjaukset moottorinohjauksessa ja tarvittaessa myös jarrujärjestelmässä.
Adaptiivisen vakionopeudensäätimen toiminta (Kuvalähde: Wikipedia.org)
ACC on erittäin tunnollinen turvallisuuden suhteen. Jos ajat liian lähellä edellä ajavaa autoa, se varoittaa sinua kahdessa vaiheessa. Ensin se varoittaa sinua visuaalisilla ja akustisilla signaaleilla ja sitten lyhyellä jarrutustärähdyksellä. Tarvittaessa järjestelmä pysäyttää autosi kokonaan. Joissakin laitteissa käytetään laseria, kun taas toiset käyttävät stereokameroihin perustuvaa optista järjestelmää. Tekniikasta riippumatta ACC toimii päivällä tai yöllä, mutta sen kykyjä voivat haitata ääriolosuhteet, kuten rankkasade, sumu tai lumi.
Adaptiivisen vakionopeudensäätimen tulevaisuuden sovellukset
Google lanseerasi muutama vuosi takaperin itseohjautuvan autonsa, joka luottaa täysin autonomisen vakionopeudensäätimen tekniikkaan.
Googlen itseohjautuva auto. (Kuvalähde: wikimedia.commons.org)
Tässä autossa on yhteensä kahdeksan sensoria. Huomattavin niistä on katon päällä pyörivä Lidar – kamera, joka käyttää 32 tai 64 laserin ryhmää mittaamaan kohteiden etäisyyttä rakentaakseen 3D-kartan 200 metrin etäisyydelle, jolloin auto voi analysoida mahdollisia vaaratilanteita.
Autossa on myös toinen silmäpari tavallisen kameran muodossa, joka osoittaa tuulilasin läpi. Myös tämä tarkkailee lähellä olevia vaaratekijöitä, kuten jalankulkijoita, pyöräilijöitä ja muita autoilijoita, sekä lukee liikennemerkkejä ja havaitsee liikennevalot. Puskuriin asennettu tutka, jota käytetään jo autonomisessa vakionopeudensäätimessä, tarkkailee auton edessä ja takana olevia ajoneuvoja.
Kaikki Googlen kuljettajattoman auton anturit. (Kuvalähde: monicaodo)
Ulkopuolella autossa on takapuolelle asennettu antenni, joka vastaanottaa GPS-satelliittien paikkatietoja, sekä ultraäänianturi yhdessä takapyörässä, joka tarkkailee auton liikkeitä. Auton sisätiloissa on korkeusmittarit, gyroskoopit ja kierroslukumittari, jotka tuottavat vielä tarkempia mittaustuloksia auton sijainnista. Kaikki nämä anturit toimivat täydellisesti yhdessä ja saavat tarkat tiedot auton sijainnista, mikä lisää turvallisuutta.
Tarkkojen testien jälkeen Google ilmoitti, että sen itseohjautuvat autot ovat kulkeneet yli 700 000 mailia (1,12 miljoonaa kilometriä) ilman, että yhdenkään sen auton aiheuttamaa onnettomuutta olisi kirjattu (yhden auton päälle ajettiin takaa, mutta toinen kuljettaja oli syyllinen). Tämä on uskomattoman vaikuttava luku, kun otetaan huomioon, kuinka paljon onnettomuuksia tapahtuu päivittäin inhimillisen erehdyksen vuoksi.
Autonominen vakionopeudensäädin on pian pakollinen kaikissa tulevaisuuden autoissa. Siksi, kun seuraavan kerran näet jonkun nukkuvan ratin takana, älä säikähdä…. vakionopeudensäätimellä on kaikki hanskassa!
Minä vain ihmettelen, kauanko kestää, että autot alkavat tehdä autonomisia päätöksiä ja kapinoida meitä ”mitättömiä” ihmisiä vastaan!