Szenzorfúzió

A kerék és az útfelület közötti tapadási együttható mérésére jelenleg is rendelkezésre állnak módszerek, viszont mind rendelkezik egy igen jelentős hátránnyal: a mérési eredmény csak akkor áll rendelkezésre ha a jármű már éppen a mért útszakaszon halad. A Continental szakemberei ezen igyekeznek javítani.

A Continental mérnökei az Európai bizottság támogatásával a kerékslip mérésén alapuló mérési eljárásokat kívánja kiváltani a saját fejlesztésű szenzorfúziós rendszerével, hogy a jármű jelezhesse vezetőjének a még el nem ért gyengébb tapadású útfelületet, így csökkentve a vezetői hiba valószínűségét.

Mechanikából már ismerjük a csúszó- és nyugvósúrlódás fogalmakat. Mindkettőt a csúszás fenntartásához (vagy megindításához) szükséges fajlagos erővel jellemezzük. A gépkocsi kerekének gördülésekor a tapadás nem egyszerűen a nyugvósúrlódáson alapszik. Ennek oka, hogy nem feltétlenül az összes érintkező gumiabroncs és úttest részecske csúszik vagy tapad egyszerre, továbbá az abroncsok sajátos anyaga miatt szívóhatás is ébred az útfelület és a kerék között. Így célravezető volt a tapadási tényező fogalmának bevezetése, amely annak a maximális vonó (vagy fékező) erőnek és a kerékterhelésnek hányadosát jelenti, amelynél a gördülés éppen tiszta csúszásba megy át. A tapadási tényező normál aszfalt esetében 0,5-0,8 körüli, nedvesnél már csak 0,35-0,45! Sima jégnél viszont akár a 0,1-es értéket is elérheti. Ősszel az útfelületre rakodó nedves falevelek is képesek meglepetést okozni a tapasztalatlan sofőröknek, ugyanis az ilyen szennyezett útfelületen a tapadási tényező a sima jegéhez jobban közelít, mint a tiszta aszfaltéhoz. Akár 0,2-re is csökkenhet! Tehát nagyságrendbeli különbség van az értékek között, így erre tényleg érdemes odafigyelni.

Ha a tapadás lecsökken (az autó rosszul tapad) akkor nincs mód a jármű feletti uralom megtartására. Jelenleg is a járműtechnika rendelkezésre áll néhány aktív rendszer a jármű stabilitásának növelésére (ABS, ESP, ROP, stb.) viszont ezek mindegyike rendelkezik a bevezetőben említett hátránnyal.

A szenzorfúzió lényege, hogy egy bizonyos szinten az emberi érzékelést kívánja lemásolni. Ugyanis egy tapasztalt sofőr számos különböző jelből képes sejteni, hogy milyen útviszonyok várnak rá az elkövetkező méterekben. Ilyen jelek lehetnek a kinti hőmérséklet, a hó (esetleg jég) jelenléte az aszfalton, a lefagyott aszfalt jellegzetes csillogása illetve a jármű viselkedésének megváltozása (kerék kipörgése gyorsításkor, megváltozott úttartás, megnövekedett fékút, lecsökkent kormányerő). Tehát a kutatás célja egy olyan érzékelő rendszer kifejlesztése, amely számos különböző paraméter alapján képes az igényelt pontossággal meghatározni, hogy a jármű hogyan fog tapadni a következő útszakaszon. Az ilyen rendszereket, amelyek eltérő fizikai paraméterek komplex elemzéséből von le következtetéseket szenzorfúzióknak nevezzük.

Az új rendszer elemeit képezik a már ismert gyorsulásmérők (ESP), kerékfordulatszám (ABS) jeladók, stb. Valamint a járműtechnikában eddig nem túl gyakran alkalmazott érzékelők: két kamera, melyek közül az első a közvetlenül a jármű előtt található 0,4 és 1,5 méter közötti útszakaszról visszavert fény mennyiségének változását figyeli, míg a másik már az 5-20 méteres szakaszról visszaverődő fény vízszintes és függőleges polarizációjának változásait figyeli. Mindkét optikai érzékelő célja annak meghatározza, hogy az útfelület hol és milyen mértékben nedves. A legtávolabbra a szenzorfúzió lézeres érzékelője lát, amely 50 és 100 méter között hópelyheket vagy esőcseppeket keres a levegőben. A környezeti hőmérsékletet a már jól ismert hőmérő szolgáltatja, amely a legtöbb autóban már most is megtalálható. Viszont új megközelítés az útfelület hőmérsékletének közvetlen mérése, ugyanis az, a tapasztalatok szerint, jelentősen eltérhet a környezet hőmérsékletétől. Ezt egy infravörös hőmérséklet érzékelő segítségével kívánják megoldani a Continental szakemberei.

Az optikai szenzorok és a hőmérsékletérzékelők segítségével már nagyon jól becsülhetővé válik, hogy csúszós-e az út a jármű előtt. Tulajdonképpen az ESP-nél alkalmazott elvet (Az ideális mechanikai modell adatait veti össze a valós mérési eredményekkel és ha szükséges korrigál) továbbgondolva még intelligensebbé tudjuk tenni a menetstabilizáló rendszereinket. A megfelelően átgondolt, ergonomikus kijelzéssel, a vezető figyelmének megfelelő felhívásával tovább növekedhet a közúti közlekedés biztonsága.

Forrásom: Continental