Najprostsza definicja redundancji to: nadmiar w stosunku do tego, co konieczne. Termin ten odgrywa ważną rolę w projektowaniu systemów bezpieczeństwa pojazdów. Rola ta będzie nadal rosła w związku z rozwojem technologii jazdy zautomatyzowanej.

Czym jest redundancja w motoryzacji?

Definicyjna “nadmiarowość” redundancji w motoryzacji polega na tworzeniu takich rozwiązań w konstrukcji pojazdów, aby w razie awarii jednego podzespołu, inny mógł przejąć jego funkcje. Ma to istotne znaczenie w celu zapewnienia bezpieczeństwa. Najprostszym przykładem redundancji jest stosowanie dwuobwodowego układu hamulcowego. Co prawda oba układy funkcjonują jednocześnie, jednak są zaprojektowane tak, by w razie awarii jednego, drugi mógł przejąć jego funkcję przynajmniej w takim zakresie, by skutecznie zatrzymać pojazd.

We współczesnych pojazdach, ze względu na coraz liczniejszą obecność czujników, znajdziemy coraz więcej przykładów redundancji. Niektóre czujniki są projektowane tak, by w razie potrzeby, w trybie awaryjnym mogły odczytać dane, za które odpowiedzialny jest inny czujnik.

Dlaczego rola redundancji w motoryzacji rośnie?

W wysoce rozwiniętych układach redundancja jest potrzebna, aby zapewnić rozwój samochodów poruszających się częściowo bądź całkowicie bez udziału kierowcy. Istnieje kilka poziomów jazdy automatycznej (inaczej autonomicznej). Wejście na każdy kolejny z nich oznacza zmniejszenie udziału kierowcy w prowadzeniu pojazdu, a przy tym konieczność zapewnienia wyższego bezpieczeństwa pojazdu w sytuacjach niebezpiecznych. Poziomy automatyzacji jazdy można omówić skrótowo w następujący sposób:

• poziom 0 – brak automatyzacji, jazda w pełni zależna od kierowcy
• poziom 1 – systemy w pojeździe wspomagają kierowcę, np. adaptacyjny tempomat
• poziom 2 – częściowa automatyzacja – jazda może być sterowana przez system lub kilka systemów, nad którymi musi czuwać kierowca
• poziom 3 – warunkowa automatyzacja – pojazd prowadzony jest przez systemy, jednak kierowca musi czuwać, by w razie potrzeby przejąć kontrolę nad pojazdem
• poziom 4 – wysoka automatyzacja – pojazd prowadzony przez systemy, kierowca nie musi reagować, choć może przejąć kontrolę nad pojazdem
• poziom 5 – pełna automatyzacja – kierowca pełni rolę pasażera w samochodzie

Od poziomu 2, koncentracja kierowcy na prowadzeniu pojazdu może być przynajmniej czasowo osłabiona. Może on nie zareagować wystarczająco szybko skrętem kierownicy bądź wciśnięciem pedału hamulca. Jego reakcję powinien zatem wyprzedzić system rezerwowy wobec głównego, który w danym momencie zaszwankował. Obecnie na rynku dostępne są już pojazdy zautomatyzowane z poziomu 3, posiadające na pokładzie układ hamulcowy opracowany przez firmę Bosch, w którym połączone ze sobą zostały system elektromechanicznego wspomagania hamowania oraz układ stabilizacji toru jazdy ESP. W przypadku awarii któregokolwiek z nich, ten drugi może regulować ciśnienie w układzie hamulcowym, zapobiegając zablokowaniu kół. Podobne rozwiązanie stosowane jest w układach kierowniczych częściowo automatycznych aut, gdzie zamontowano dwa siłowniki elektrycznego układu kierowniczego. Siłownik rezerwowy, w razie awarii tego pierwszego może przejąć 50% wspomagania kierownicy, co pozwoli kierowcy na w pełni swobodne zareagowanie i przejęcie kontroli nad pojazdem bez konieczności przykładania dużej siły do manewrowania. Co ważne, interwencję w przypadku takiej awarii może podjąć nie tylko kierowca, ale także system autopilota. Kierowca zostanie jednak wówczas poinformowany o problemie za pomocą komunikatów na desce rozdzielczej.

Redundancja w systemach bezpieczeństwa pojazdu

Niezawodna praca układów hamulcowego i kierowniczego jest kluczowa dla zapewnienia bezpieczeństwa jazdy i uniknięcia wypadku. Jeżeli jednak nawet okazałyby się one niezawodne dzięki redundancji, zawsze istnieje ryzyko spowodowania wypadku przez nagłe zdarzenie bądź innych uczestników ruchu. Pojęcie redundancji wobec systemów bezpieczeństwa jest zazwyczaj stosowane w nieco innym kontekście. Chodzi o to, że wiele tych systemów powiela względem siebie swoje funkcje. Wiele elementów zostało zaprojektowanych w tym samym celu, np. ochrony ciała kierowcy podczas wypadku – są to pasy bezpieczeństwa, poduszki bezpieczeństwa, ale też np. zderzak i sztywna rama pojazdu, pochłaniająca siłę uderzenia. Oczywiście każdy z tych systemów ma wiele innych funkcji, jednak część z nich jest powtarzana przez kolejne systemy. W przypadku np. lekkiej stłuczki, kierowcę ochronią pasy bezpieczeństwa i zderzak, a poduszki powietrzne nie uruchomią się. W innym przypadku, np. przy uderzeniu bocznym, główną rolę odegra rama pojazdu oraz boczne poduszki powietrzne.