Hur fungerar kollisionsundvikande system?

Credit: CC BY 2.0 BY FRANK DERKS

Att köra bil är mycket mer komplext än vad vi vanligtvis tänker på när vi sätter oss bakom ratten varje dag. Men det är troligt att du har haft ett ögonblick – en bil som plötsligt bromsar in framför dig, ett djur som rusar ut på gatan, en distraktion som drar bort din uppmärksamhet – där du plötsligt befinner dig i riskzonen för en kollision. Hur reagerar du? Kan du reagera tillräckligt snabbt? Är vissa olyckor helt enkelt oundvikliga?

Vetenskapen om riskminimering

Trots bästa praxis, trafiklagar och många säkerhetskampanjer sker kollisioner fortfarande varje dag. Det är därför ingen överraskning att ingenjörer har valt att angripa problemet från en automatiserad synvinkel. År 2016 kom National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) och 20 stora biltillverkare överens om att göra automatisk nödbromsning till en standardfunktion i alla nya fordon senast 2022. Även om dessa system inte förhindrar alla olyckor har det visat sig att de avsevärt minskar kollisionsriskerna.

Med NHTSA-avtalet på plats har alla större biltillverkare någon version av denna teknik på marknaden idag. Men hur fungerar dessa system för att förhindra kollisioner? Det varierar mellan olika lösningar, men här är några allmänna principer bakom tekniken.

Gammal teknik utför nytt trick

Sedan slutet av 1950-talet har ingenjörer tittat på sätt att förhindra kollisioner med hjälp av sensorer. Cadillac Cyclone, en futuristisk konceptbil designad av Harley Earl, innehöll bland sina många innovativa funktioner ett radardetektionssystem för att undvika kollisioner. Radarsystemen ansågs för dyra för massproduktion på den tiden, men de skulle fortfarande spela en viktig roll i tekniken för att undvika kollisioner i framtiden.

1995 demonstrerade Hughes Research Laboratories och Delco Electronics ett radarbaserat system för att undvika kollisioner framåt. Radartekniken hade utvecklats från cyklonens noskoner till en liten antenn som var särskilt utformad för fordon. Radar har gjort framsteg och utvecklats och ingår i stor utsträckning i många automatiska system för att undvika kollisioner.

En ytterligare teknik introducerades i fordonsdesignen 1997 av Toyota, som introducerade ett fordon i Japan som innehöll adaptiv farthållare med hjälp av ett laserdetekteringssystem. Dessa lasrar har också konstruerats och förbättrats och blir mer tillgängliga för marknaden när vi närmar oss NHSTA:s tidsfrist.

Hur man varnar och hjälper förare

Kollisionsundvikande system reagerar på situationer på två olika sätt. Det första är att varna föraren för risken genom ett ljus, ett ljud eller både och. Fordon med främre och bakre kameror ger också visuella varningar för hinder. Insurance Institute for Highway Safety (IIHS) har aktivt studerat fördelarna med dessa system.

Med hjälp av radar, laser och kameror omfattar kollisionsundvikande varningssystem:

• Forward-collision Warning (FCW): Visuell och/eller akustisk varning för att varna föraren för kollisionsrisk. IIHS har redan observerat en 27-procentig minskning av kollisioner framifrån och bakåt tack vare denna teknik.

• Blind-spot Warning (BSW): Visuellt och/eller ljudligt meddelande om att ett fordon befinner sig i förarens döda vinkel i en angränsande körfält; ytterligare en varning kan ljuda om en blinkers används när ett fordon befinner sig i den döda vinkeln. IIHS-studier har visat en minskning med 14 % av krockar vid byte av körfält och en minskning med 23 % av krockar vid byte av körfält med personskador i fordon med denna funktion.

• Cross Traffic Warning (varning för korsande trafik): En visuell, akustisk eller haptisk varning om ett objekt för närvarande befinner sig utanför kamerans räckvidd, men verkar vara på väg in i kamerans räckvidd. Studier visar på en 22-procentig minskning av olyckor vid backning.

• Varning för avvikelse från körfältet (LDW): En visuell, akustisk eller haptisk varning om att en förare korsar körfältsmarkeringar. Denna teknik har gett en 11-procentig minskning av sidoförskjutningsolyckor och frontalkrockar, med en 21-procentig minskning av antalet skadade i de olyckor av dessa typer som inträffar.

Förutom varningar och larm hjälper vissa kollisionsundvikande system föraren att minska överhängande risker. Dessa system åsidosätter föraren och ändrar fordonets gaspådrag eller bromsar. Verktygen för att informera dessa system liknar varningar, inklusive radar, laser och kameror, men fordonets reaktion är mer proaktiv. Kollisionsundvikande funktioner som aktivt hjälper föraren är bl.a. följande:

• Adaptiv farthållare: Dessa system är mer förebyggande än reaktiva och använder radar eller laser för att justera hastigheten på farthållaren via gasen för att hålla ett lämpligt avstånd till fordonet framför dig.

• Automatisk nödbromsning (AEB): Bromsar aktiveras automatiskt baserat på återkoppling från sensorer för att förhindra en kollision eller minimera kollisionshastigheten

• Automatisk nödbromsning bakåt: Bromsar aktiveras automatiskt för att förhindra att fordonet backar in i ett objekt med hjälp av ett övervakningssystem för korsande trafik eller sensorer som radar eller laser.

• Elektronisk stabilitetskontroll (ESC): Bromsar automatiskt för att förhindra att fordonet backar in i ett objekt med hjälp av ett övervakningssystem för korsande trafik eller sensorer som radar eller laser: ESC är en förlängning av tekniken för låsningsfria bromsar och aktiverar automatiskt bromsarna för att hjälpa till att styra bilen på rätt sätt vid förlust av dragkraft. En inbyggd dator övervakar olika sensorer för att avgöra vilka hjul som ska bromsas och vilka som ska accelereras.

• Parkeringshjälp: Återkoppling från kameror och sensorer kombineras för att göra det möjligt för fordon att styra in sig själva i ett parkeringsutrymme medan föraren kontrollerar hastigheten.

Kombinering av teknik för säkerhet

Den mest sofistikerade utvecklingen när det gäller att undvika kollisioner uppnås genom att information från flera sensorer och system kombineras. I takt med att dessa system blir mer avancerade och samverkande kommer vi att börja förverkliga de högt ställda mål som biltillverkarna satt upp för ökad säkerhet och så småningom självkörande fordon.