Járművét irányítva a vezető tervezett mozgást, úgynevezett irányvektort fogalmaz meg, amelyet aztán kezelőszervei – a kormánykerék, a fékpedál, a gázpedál, a váltókar – segítségével közvetít a – ma még egyenként irányított – főegységek felé. Az ezek által kifejtett hatások – a motornyomaték, a kormányzási szög, a váltófokozat változtatása – eredményeképpen a gumiabroncs és a talaj közötti erők és nyomatékok bizonyos irányban mozgatják a járművet. Ezeket aztán a vezető az általa elképzelt irányvektorral összehasonlítva korrigálja – egyenként. Ahhoz, hogy az intelligens rendszerek működni tudjanak, szükség van az egyes főegységek vezetőtől független működtetésére is. Az elektronikus motorirányítási rendszer lehetővé teszi a tetszőleges, a gázpedál állásától független nyomatékigény kielégítését, a kormányrendszerbe való elektronikus beavatkozás bizonyos feltételek mellett megvalósítja az autonóm kormányzást, az elektronikus fékrendszer az autonóm fékezést, a váltó elektronizálása pedig a megfelelő fokozat kiválasztását teszi lehetővé, de a felfüggesztés jellemzői is módosíthatók.
Az elektronikus fékrendszer, illetve amit ma ezen értünk, a haszonjárművekben 1996 óta már szériafelszereltség, a személygépkocsikban pedig most kezd elterjedni. A vezető lassulási szándékát egyszerre több jelet szolgáltató szenzorral mérjük, majd egy sor más jellemző alapján a központi vezérlőegység kiszámítja, hogy az adott keréken milyen fékezési nyomatékot kell megvalósítani, és a kerékhez közeli főegység azt végrehajtja. Az eddigi tapasztalatok alapján ezek a rendszerek nagy megbízhatósággal működnek. Ami miatt mégis minden jármű fel van még szerelve vészvisszaállító rendszerrel, annak a vevők bizalmatlansága az oka.
Hagyományosan a vezető a kormányzásra vonatkozó szándékát mechanikus szerkezettel viszi át a jármű kormányzott kerekeire, és a jármű tengelyterhelésétől függően kap rásegítést; ez hidraulikus rendszerrel valósul meg, ami drága, és irányíthatósága nehézkes. Az elektromos motorral támogatott kormányrendszer méri a vezető által kifejtett kormányzási nyomatékot, és ennek, valamint további járműjellemzőknek a függvényében fejt ki rásegítő nyomatékot. Ha a kormánykereket a kormányszerkezettel összekötő rúd eltörik, a rendszer továbbra is alkalmas kormányzásra, de van vészvisszaállítója is. A nyomatékrásegítéses elektronikus kormányrendszer egy sor olyan feladatot hajt végre, amely a kormányzást könnyíti, és a kormányzási érzést javítja. Ilyen például a sebességtől függő rásegítő nyomaték közlése, ami kis sebességnél nagy, a sebesség növekedésével csökken, vagy ilyen a sebességfüggő kormány-visszatérítés is. Az elektronikus kormányrásegítés másik típusánál a kormányzási áttétel változtatható, azaz a rendszer növeli vagy csökkenti a vezető által kívánt kormányszöget. Mindez csak kis lépés a teljesen elektronikus kormány felé, amelyben megszűnik a kormánykerék és a kormányzott kerekek közötti állandó mechanikus kapcsolat. A kormányzott kerekeken kialakuló kormányszög itt már nem feltétlenül a vezető közvetlen kormányzási manőverezésének felel meg, de a vezető által kívánt haladási irányt valósítja meg.
Az automatizált sebességváltók ma már kis kategóriájú járművekben is megtalálhatók. Az elektronika meghibásodása esetén a váltó rendszerint olyan módba kapcsolható, amelyben elhagyható a meghibásodás helyszíne.
A járművek lényeges eleme a felfüggesztés, amelynek irányítása fontos helyet foglal el a jármű-szabályozási stratégiában. A felfüggesztésnek biztosítania kell a járműtest megfelelő lengéskényelmét és a kerék úton tartását. Passzív elemek alkalmazásával e két követelmény nem elégíthető ki, azonban ha a felfüggesztést szabályozott elemekkel egészítjük ki, e feltételek egyidejűleg megoldhatók. Aktív felfüggesztéssel a járműtest és a kerék mozgásállapotától független erőt tudunk kifejteni, azaz szabályozott módon energiát vihetünk a rendszerbe, illetve vonhatunk ki belőle. Ám gyakorlati megvalósítása energiaigénye miatt nem egyszerű. Ezért az úgynevezett félaktív felfüggesztést alkalmazzák: amikor a lengéscsillapító által kifejtett erő ellentétes irányú azzal, amit az optimalitás szempontjából ki kellene fejtenünk, akkor kis csillapítóerőre kapcsoljuk, amikor megegyezik, akkor nagyra. Ez szabályozott módon emészti fel a lengésenergiát.
A következő csoportba tartozó rendszerek még mindig a járműre szerelt érzékelők jelei alapján működnek, azonban működésükhöz nincs szükség a vezető közvetlen beavatkozására, mert a kialakult és az általuk optimálisnak ítélt mozgásállapot közötti különbség hatására jönnek működésbe. Ilyen értelemben már autonóm rendszereknek tekinthetők, azonban közös jellemzőjük, hogy a vezetőt nem bírálják felül, hanem támogatják az általa meghatározott irány követésében. Ide tartoznak a menetdinamikai szabályozórendszerek, amelyek két csoportra oszthatók: az egyik a járműnek az út síkjában való dinamikáját befolyásolja, a másik az út síkjától eltérő mozgásokat – dőlés, bólintás – tudja megváltoztatni.
A menetdinamikai szabályozórendszerek közös tulajdonsága, hogy a jármű és a talaj közötti erővektor irányát és nagyságát módosítják. Kiperdülést idézhetünk elő, ha rossz tapadású úton kanyarodás közben behúzzuk a kéziféket. Az első tengelyen lévő kerékre ható oldalirányú erő csökkentésével a helyzet kezelhető. A vezetőnek azonban nincs erre lehetősége, a menetdinamikai szabályozórendszer viszont elektronikus fékrendszeren keresztül fékezi ezt a kereket, és stabilizálja a járművet. Hasonló elven működik a jármű borulását felismerő és megakadályozó rendszer, amely szintén a kerékerők befolyásolásán alapszik. Magas tömegközéppontú járművek (haszonjárművek) esetében túl nagy kanyarodási sebességnél a centrifugális erő és a kerék talppontjában oldalirányban fellépő erő alkotta erőpár felborítja a járművet. Ezen erőpár nyomatékának csökkentésével a felborulás elkerülhető. Ám a rendszer minden esetben a vezetőt támogatja: ha rosszul kormányoz, „segíteni” fogja az utat szegélyező árok irányába is. A következő generációs menetdinamikai szabályozórendszerek a fékrendszereken kívül a kormányba is beavatkozhatnak annak érdekében, hogy stabilizálják a jármű mozgását. Ha a vezető folyamatos gázadással állandó sugarú körön próbál kanyarodni, hagyományos rendszer esetén a jármű kiperdül a növekvő sebesség miatt. A vezető ellenkormányzással és gázelvétellel kompenzálhatja ezt, de ez nagy gyakorlatot igényel. Az elektronikus kormány alapú menetdinamikai szabályozórendszer ellenkormányzással, valamint gázelvétellel a kívánt irányba kormányozza a járművet. De ez a rendszer sem bírálja felül a vezetőt.
Az intelligens rendszerek következő típusa alapvetően a járművön lévő szenzorokkal gyűjt információt a jármű környezetéről, és ezek alapján figyelmezteti a vezetőt, illetve használja fel az információt. Az infraszenzor az úton tartózkodó személyeket teszi láthatóvá rossz látási viszonyok közepette, a videokamera a sávhatárokhoz képest határozza meg a jármű helyzetét. A jármű közvetlen környezetét figyelik meg a kis hatótávolságú radarok és az ultrahangos szenzorok. Ezeket ma is széles körben alkalmazzák, ilyen a tolatóradar, de megfigyelhető a tükörből nem látható terület is.
Bár a szenzorok pontossága és megbízhatósága megfelelő, alkalmazásuk biztonságkritikus rendszerekben még nem terjedt el. Ennek nem műszaki, hanem jogi és erkölcsi akadályai vannak: kiküszöbölhető-e teljesen a vezető az irányítási hurokból, s ha igen, akkor kit terhel az esetleges baleset felelőssége? A vezetőt vagy a rendszer gyártóját?
A következő csoportba tartozó rendszerek már be is avatkoznak a folyamatokba, bár nem válnak el teljesen az előzőekben ismertetett figyelmeztető rendszerektől, s a szenzoraik is megegyeznek. Ilyen a jármű hosszirányú dinamikáját befolyásoló adaptív sebességtartó berendezés, az ezen az alapon működő vészfékezési funkció. De ide tartoznak a városi forgalomban a jármű teljes autonóm megállítását és elindítását végrehajtó rendszerek is.
A hagyományos sebességtartó berendezéseknél a jármű vezetője a kívánt sebességet állítja be, amelyet aztán az elektronika az útviszonyoktól függetlenül a motor nyomatékának változtatásával állandó értéken tart. Az ACC sebességtartó berendezés a korábban már említett távoli radarral felszerelve képes érzékelni az előttünk haladó jármű távolságát, és tudja tartani az előre beállított értéket a motornyomaték változtatásával, illetve a fékrendszerbe való beavatkozással. Ezt a berendezést ma komfortrendszerként értékesítik, mivel nem alkalmas sem vészfékezésre, sem agresszív gyorsításra. A jármű irányítását mindenképpen a vezető kezében hagyja.
Az autonóm módon működő rendszerek másik típusa a járműre szerelt videokamera jelei alapján avatkozik be. Tipikus baleseti helyzet a következő: a vezető elalszik, és a jármű kihúzódik a sávból, vagy nem követi az út kanyarulatait, és emiatt balesetet okoz. Ez a helyzet jól kezelhető úgy, hogy a jármű úthoz viszonyított helyzetét folyamatosan előre értékeljük egy videokamera jelei alapján, azaz kiszámítjuk, hogy az adott nagyságú és irányú sebességgel haladva mikor hagyná el a jármű a sávhatárokat. Amikor a rendelkezésre álló jelekből (kormányszög, irányjelzők helyzete, fék- vagy gázpedál helyzetváltozása) megállapítható, hogy a vezető nem irányítja a járművet, akkor a jármű iránya korrigálható akár a fékrendszerbe, akár az elektronikus kormányrendszerbe való beavatkozással. Természetesen a felelősség kérdése itt is fennáll, ezért a gyártók az aktív beavatkozás helyett hanggal vagy a kormánykerék kis nyomatékkal való elforgatásával figyelmeztetik a vezetőt.
A mai gyakorlat szerint a közúti flottairányítás elsősorban a vezető információinak a bővítésével igyekszik a biztonságot növelni részben a környezetről rendelkezésre álló információk, részben pedig a jármű által észlelt információk feldolgozásával. A flotta-irányítóközpont ebben az esetben ismeri a járműflotta egységeinek pozícióját és a járművek mozgásállapot és diagnosztikai célú adatait, amiket mobil kommunikációs hálózaton keresztül kap meg. Rendelkezik ezenkívül az útvonaltervvel s az ehhez kapcsolódó forgalmi információkkal. Így szükség esetén az útvonal dinamikus áttervezésével, távdiagnosztikával tudja hatékonyabbá tenni a jármű célba juttatását. A járműveket GPS-navigációval, valamint kamera- és/vagy radarrendszerrel szerelik fel, amelyek a jármű tervezett útvonalon való biztonságos haladását segítik a fedélzeti szabályozási rendszerekre támaszkodva.
Technikailag ma már képesek vagyunk arra, hogy egy járművet vezető nélkül eljuttassunk a kívánt helyre. A jármű szerkezeti fődarabjai alkalmasak az elektronikus irányításra, a járműre szerelt szenzorok megbízható információt tudnak adni a jármű környezetéről, amelyek külső forrásból származó jelekkel tovább pontosíthatók.
A BME és az MTA Számítástechnikai és Automatizálási Kutatóintézetének együttműködésében csaknem húsz éve folynak kutatások Magyarországon ebben a témában. Ezért is hozta több világcég hazánkba ilyen irányú kutatásának és fejlesztésének egy részét. Így a BME elnyerte a magyar kormány Regionális egyetemi tudásközpont elnevezésű pályázatán az Elektronikus jármű- és jármű-irányítási tudásközpont támogatását. E most alakuló központ tevékenységének célja, hogy az elérhető szaktudást rendszerezze, továbbfejlessze, és átadja az iparág többi résztvevőjének.
*****
A fenti szöveg a február 28-án elhangzott előadás rövidített változata. Megtekinthető március 5-én (szombaton) 9.40-kor a Duna Televízió és 6-án (vasárnap) 13.05-kor az MTV, valamint 23 órakor az M 2 műsorán. A következő (egyben századik) előadást március 7-én 19.30-kor a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Kozma László termében (Budapest XI., Magyar tudósok körútja 2.) Vizi E. Szilveszter tartja Kábítószerek – a kreativitás mítosza és a rombolás valósága címmel. A részvétel ingyenes, az előadások teljes szövegét a hozzászólásokkal és a vitával együtt a www.mindentudas.hu weblapon találják meg az érdeklődők.
origo.hu
Videón a brutális vihar, amely megrázta az országot – és még nincs vége!
