Активный круиз-контроль однажды изобрели для того, чтобы уменьшить количество действий, предпринимаемых человеком за рулём. Так был сделан первый шаг на пути к автомобилям, не нуждающимся в водителе.
Писатели-фантасты прошлого века и не представляли, что движение по превращению водителя в чистую пассивную формальность может быть столь скорым. Впрочем, до наступления эпохи беспилотных автомобилей у нас ещё есть немного времени. «Разрабатывая активные системы безопасности, мы руководствуемся главным принципом — эти системы не должны брать на себя управление автомобилем или заменять водителя», — уверяет Сильвия Гюльсдорф (Silvia Gullsdorf), директор проекта S80 Volvo Cars.
Законы рынка требуют от производителей делать безопасные, мощные, комфортные и экономичные автомобили… одновременно. Лет десять назад все четыре компонента физически не могли сочетать в одной машине — как максимум довольствовались тремя. Сегодня «четыре в одном» — реальность. И одну из главных ролей в этом сыграло развитие и совершенствование систем активной безопасности, то есть устройств, способных предотвратить аварию. Обычный круиз-контроль — систему автоматического поддержания заданной скорости — к таковым не отнести. Но активный круиз-контроль вполне того заслуживает.
Однажды в Америке
Впервые на серийном автомобиле круиз-контроль появился в 1958 году на американском Chrysler Imperial. Эта система считывала скорость вращения карданного вала и контролировала подачу топлива в камеру сгорания. Таким образом, у водителя пропадала необходимость постоянно давить на педаль газа, чтобы держать постоянную, «крейсерскую» скорость («крейсерская» на английском языке звучит как «cruise», «круиз»).
Круиз-контроль особенно хорош на длинных пустых дорогах, особенно на американских трассах, соединяющих штаты. Но в плотном потоке, когда машины движутся с разными скоростями, водителю не расслабиться. А каждое нажатие на педаль тормоза непременно отключает систему. Эта проблема дала конструкторам повод задуматься и разработать такую систему, которая бы не беспокоила человека за рулём каждый раз, когда впереди возникало препятствие. Фантастика? Как бы не так!
Уже в 1998 году у роскошного седана Mercedes-Benz S-класса появилась активная (адаптивная) система круиз-контроля Distronic, способная распознавать впереди идущие автомобили и снижать скорость, держа безопасную дистанцию. Но та, первая, версия имела дальность действия всего 80 м и не могла вновь разогнать автомобиль после того, как препятствие скрылось из поля зрения, и не обеспечивала торможения до полной остановки.
Практически одновременно с Mercedes аналогичными системами обзавелись флагманы премиум-брендов: BMW седьмой серии, Audi A8, Jaguar XJ. А тремя годами позже произошло знаковое событие. Компания FIAT выпустила на рынок компактный Fiat Stilo (хэтчбек гольф-класса), который в качестве опции оснащался активным круиз-контролем. Таким образом, с нового тысячелетия даже владельцы небольших и не очень дорогих моделей получили возможность пользоваться привилегиями люксовых машин: двигаться в оживленном потоке и предоставить электронике разгон и торможение.
В 2010 году количество автомобильных компаний, использующих активный круиз-контроль, выросло в несколько раз. Изменились и сами системы: возросла дальность действия датчиков дистанции, расширился диапазон поддерживаемых скоростей, улучшилось «взаимопонимание» бортовой автомобильной электроники и непосредственно «мозгов» электронного «контролёра» дистанции.
Свет или звук?
Активный круиз-контроль состоит из электронного блока управления и одного или нескольких датчиков, определяющих местоположение и скорость перемещения окружающих предметов. Блок анализирует скорости и дистанцию до впереди идущих объектов, скорость управляемого автомобиля, радиус кривой, угол поворота руля, боковое ускорение и множество других параметров. Кроме того, в соответствии с этой информацией блок управления вносит корректировки в работу двигателя, тормозов, трансмиссии, вспомогательной электроники, а по необходимости — и других узлов автомобиля.
Систем слежения за движением впереди идущего транспорта существует немало, но определяющее отличие между ними — в датчиках расстояния. Датчики могут работать по принципу радаров или их оптических аналогов лидаров (LiDAR). Принципы действия у первого и второго очень похожи: излучаемые электромагнитные волны отражаются от объекта и регистрируются приёмной антенной, по времени задержки отражённого сигнала и изменению его спектра рассчитываются расстояние до объекта и его скорость. Преимущества таких устройств заключаются в дальности действия, широкой зоне обзора и способности функционировать в сложных погодных условиях. В адаптивных круиз-контролях радары применяют компании Continental, Delphi, Mitsubishi Electric, Elesys, Tyco Electronics и Bosch.
Лидар измеряет расстояние исходя из времени, которое необходимо для полёта лазерного луча до объекта и обратно. Короткий световой инфракрасный импульс исходит от источника, отражается от объекта и регистрируется электронным блоком. В автомобильной промышленности преимущества радаров над лидарами — в меньшей подверженности влиянию осадков и большей надёжности. Фактический недостаток один — более высокая стоимость. Лидары используют те же Continental, Omron Automotive, Hella.
Руководство пользователя
Пользоваться адаптивным круиз-контролем так же просто, как и обычным: сперва водителю нужно набрать стартовую скорость — большая часть систем начинают работать с 30–40 км/ч. Затем нужно включить систему и привести её в «боевую готовность», нажав соответствующую клавишу на руле, подрулевом рычажке или отдельном пульте — в зависимости от того, где производитель сочтёт нужным её разместить. После чего нужно набрать скорость движения либо при помощи педали газа, либо нажатием другой кнопки круиз-контроля — «Accelerate», «ускорение» (обычно пишут сокращенно «Accel»). Теперь правая нога может отдыхать. Когда стрелка (либо цифровое табло) спидометра покажет нужную скорость, нажимаем клавишу «Set» — «установить». Всё, теперь скорость установлена.
Возникает логичный вопрос: в чём же разница между адаптивным и «классическим» круиз-контролем? Ни в чём, пока вы двигаетесь по пустой дороге или не пытаетесь внести корректировки в алгоритм работы системы. Но в «настройках» адаптивного КК можно указать дистанцию до впереди идущего автомобиля, на которой водитель планирует держаться от других участников движения.
Отличие современных систем активного круиз-контроля от первых версий в способности электроники управлять движением не только на высоких скоростях в режиме автомагистрали, но и в плотной городской толчее. Это стало возможным благодаря тому, что, помимо «дальнобойных» датчиков дистанции, в системы стали интегрировать и устройства ближнего действия, отслеживающие объекты на расстоянии в несколько десятков сантиметров.
Возьмём в качестве примера систему активного круиз-контроля Distronic, устанавливаемую в автомобили Mercedes-Benz. Дистанцию до впереди идущих объектов контролирует ультразвуковой датчик, работающий на частоте 77 ГГц. Для контроля объектов, находящихся ближе 30 м, в Mercedes применяют радары ближнего «боя», использующие частоту 24 ГГц (эти датчики появились в новом поколении активных КК — Distronic Plus). Именно благодаря этим радарам автомобили с трёхлучевой звездой «научились» поддерживать дистанцию не только на трассе, но и в городе и даже в пробках.
Но здесь-то и скрывается проблема эксплуатации подобных устройств в российских условиях: диапазон радара ближнего действия Mercedes (и многих других аналогичных систем) приходится на частоту, зарезервированную радиоастрономической и радиолокационной службами. Кроме того, злополучная частота попадает на рабочие каналы милицейских измерителей скорости (они функционируют на частоте 24,150 ГГц) и на диапазон нелегальных (но используемых) средств по борьбе с ними — «радар-детекторов» и «антирадаров».
В связи с этим российские автомобили не оснащают активным круиз-контролем целый ряд именитых мировых автоконцернов; а компании Mercedes, к примеру, приходится ставить на наши машины систему Distronic предыдущего поколения с радаром исключительно дальнего действия. Зато Audi не испытывает проблем с нашим законодательством: их радары работают на частоте 200 ГГц и не мешают ни радиолокационной службе, ни МВД. Нет проблем с законом и у Infiniti: активный круиз-контроль ICC, разработанный японскими инженерами, использует лидарные датчики, а значит — не занимает радиочастоты.
Человеческий фактор
Сегодня практически все крупные автопроизводители имеют в своем активе автомобили, оснащённые активным круиз-контролем. Легче перечислить не использующих систему с датчиками дистанции. В наши дни подобного рода девайс вышел за грань «забавной вещицы» и стал опорной точкой для появления целого ряда других вспомогательных систем. Те же радарные и лидарные датчики используются в модулях контроля за дорожной разметкой, помогают при парковке (в том числе помогают автомобилю найти и занять место почти без помощи водителя), видят людей и животных в темноте, читают дорожные знаки. Если все эти системы найдут общий язык с бортовой электроникой автомобиля (что частично уже происходит), «подружатся» с точными картами и GPS-навигацией, то человеку останется только выбрать из ниспадающего списка точку назначения и нажать «ОК» на мониторе с заднего сидения.
Но пока не обходится без досадных промахов. В середине мая 2010 года Интернет обошёл необычный видеоролик. Он был снят кем-то из журналистов на презентации компании Volvo, собиравшейся продемонстрировать прессе системы безопасности своего нового седана S60. Сами создатели гордо заявляли об автомобиле как о самом безопасном в мире, только вот шведский суд быстро запретил компании делать столь дерзкие заявления без веских оснований. И, к удивлению автопроизводителя, сама презентация это только подтвердила.
Новый Volvo S60, в котором не было водителя, разогнали до 35 км/ч и направили в сторону стоящего грузовика. Установленный в автомобиле активный круиз-контроль должен был остановить транспортное средство непосредственно перед контактом. Но перед десятками пар глаз и дюжиной объективов, ожидавших небольшого технологического чуда, произошло рядовое ДТП: легковушка попросту «впечаталась» в грузовик. Позже представители Volvo объяснили происшествие человеческим фактором: незадачливые техники просто забыли зарядить аккумулятор, поэтому система и не сработала. Из-за подобных инцидентов многие до сих пор с опаской ждут времён, когда компьютер возьмёт на себя чрезмерную долю ответственности за человеческую жизнь.