Na cestě k jízdě bez nehod – Bosch propojuje a automatizuje automobil

, 1 júla 2013, 9:18

Přednáška k 61. mezinárodnímu kolokviu pro motoristický tisk v Boxbergu v červnu 2013 – Gerhard Steiger, vedoucí obchodní oblasti Chassis Systems Control, a Dr. Michael Bolle, člen představenstva zodpovědný za vývoj Car Multimedia.

Vážené dámy a pánové,
veškeré prognózy ukazují, že na celém světě i nadále porostou počty vyráběných vozidel, takže hustota dopravy bude vzrůstat. Na etablovaných trzích se v uplynulých letech i přesto podařilo výrazně snížit počet obětí dopravních nehod díky celé řadě opatření. Bosch se na tomto vývoji podílel rozhodujícím způsobem. V roce 1978 představil elektronicky řízený protiblokovací systém, v roce 1980 elektronické řízení airbagu a v roce 1995 elektronicky řízený stabilizační systém. To všechno jsou milníky v oblasti bezpečnosti silniční dopravy, které Bosch uvedl na trh vždy jako první společnost na světě.

Hnací sílou dalšího vývoje je „Vision Zero“, tedy doprava bez nehod. Nikdo nemá v silniční dopravě přicházet k újmě, v ideálním případě nemá k nehodám vůbec docházet. Kromě stále širšího používání systémů ABS a ESP přibližují realizaci vize automobilové dopravy bez zranění a nakonec i bez nehod stále výkonnější asistenční systémy Bosch – při současném zvýšení komfortu a nižší spotřebě energie. Jako příklad mohu uvést adaptivní tempomat ACC (Adaptive Cruise Control), předvídavý systém nouzového brzdění nebo asistenta pro jízdu v jízdním pruhu. A již brzy převezme elektronika kompletně jednotlivé úkoly řidiče. Bosch vyvíjí tyto funkce a dodává k jejich realizaci potřebné technologie v produktech, jako je nový brzdový posilovač iBooster, stereokamera nebo multimediální jednotka založená na Linuxu.

V Evropě významně přispěje k rozšíření bezpečnostních funkcí nové schéma hodnocení Euro NCAP. Od roku 2014 bude udělováno pět hvězdiček jen vozům, vybaveným alespoň jednou asistenční funkcí. Od roku 2016 bude k dosažení nejvyššího hodnocení povinností rozsáhlý předvídavý systém pro ochranu chodců. Nejvyšší známka bude udělena, pokud bude bezpečnostní technikou vybaveno skutečně minimálně každé druhé prodané vozidlo. Zařazení těchto prvků pouze do výbavy na přání nebude stačit. V USA a Japonsku se v současnosti rovněž diskutuje o tom, že by se podobná kritéria zavedla také do tamějších programů NCAP. Bosch má ve svém portfoliu veškeré zde požadované systémy: předvídavé nouzové brzdění, jakož i funkce, které podporují jízdu v jízdním pruhu, nebo varují před jízdou nepovolenou rychlostí.

Celá nabídka asistenčních funkcí Bosch je ale ještě výrazně širší. Náš ultrazvukový parkovací asistent například již dnes zajišťuje samočinné řízení při parkování. Řidič musí už jen přidávat plyn a brzdit. V dalším kroku převezme systém i tyto dvě činnosti a za dva roky bude řidič moci ovládat tento proces, stojíce vedle auta, ze svého mobilního telefonu. Žádného zúžení se v budoucnosti nezalekne asistent pro jízdu v jízdním pruhu. Pro jeho rozšíření vyvíjíme asistenta pro jízdu staveništěm, který díky naší stereokameře provede vozidlo s mírnými zásahy do řízení precizně mezi betonovou stěnou a nákladním vozidlem. Již v roce 2014 začne Bosch vyrábět asistenční systém pro jízdu v dopravní koloně, který převezme řízení v dopravní zácpě na dálnici – to znamená, že v případě potřeby brzdí až do úplného zastavení, zrychluje a řídí zcela automaticky ve svém jízdním pruhu. Systém je aktivní v rozpětí rychlostí od nuly do 50 km/h, a pokrývá tak typické podmínky při jízdě v dopravní koloně. V následujících letech budou tyto funkce pokrývat stále větší rozsahy rychlostí a zvládnou i komplexnější jízdní situace. Jednoho dne pak tzv. Highway Pilot umožní plně automatizovanou jízdu.

Systémový dodavatel se všemi kompetencemi
Bosch urychluje zavádění nových asistenčních funkcí jako žádný jiný dodavatel na světě. Rozsáhlé znalosti o hnacím řetězci, brzdové soustavě a řízení jsou doplněny kompletním portfoliem senzorů. Ve společném podniku ZF Lenksysteme GmbH vyvíjíme elektrické systémy řízení, které nabízíme pro všechny kategorie osobních vozů, přičemž je možné jejich flexibilní přizpůsobení požadavkům výrobce na vozidlo. V současnosti pracuje v nejrůznějších vozidlech na celém světě již více než 35 milionů systémů řízení s elektrickým posilovačem.

Zdokonalujeme také naši brzdovou techniku. Ještě letos uvedeme na trh skutečnou inovaci v podobě systému iBooster, což je elektromechanický brzdový posilovač, který pracuje bez podtlaku. Jeho činnost je elektronicky řízena a je koncipována pro všechna vozidla, která jsou vybavena funkcí setrvačné jízdy, nebo jsou poháněna elektricky, a to buď přechodně s elektrickým dojezdem několik kilometrů, nebo zcela, takže nemohou v těchto situacích používat podtlak vytvářený spalovacím motorem. Z této nové techniky těží také asistenční systémy. iBooster zvyšuje brzdný tlak vytvářený řidičem prostřednictvím elektromotoru.

V porovnání s pneumatickým řešením lze tímto způsobem zvýšit tlak třikrát rychleji a výrazně přesněji jej regulovat elektronickou řídicí jednotkou. To je velká výhoda pro funkce nouzového brzdění, ale i pro citlivé automatické přibrzďování v dopravní zácpě, neboť v těchto situacích byl tlak doposud vytvářen čerpadlem ESP. Nabízí-li výrobce ve svém modelu různé jízdní režimy, lze pro ně stanovit individuální charakteristiky brzdového pedálu. Zejména pro komfortní funkce je důležité, že iBooster pracuje téměř bez vibrací a hluku. iBooster rozšiřuje náš modulární program brzdových systémů, díky němuž jsme schopni nabídnout vhodné řešení pro jakékoli vozidlo – od malého vozu až po luxusní sedan s hybridním pohonem typu plug-in. Protože je v systému zachováno přímé mechanické spojení s brzdami, nabízí iBooster ve spolupráci s ESP od společnosti Bosch nezbytnou redundanci brzdového systému, která je z bezpečnostních důvodů vyžadována pro automaticky řízené automobily.

Bosch nabízí rozsáhlou nabídku systémů regulace brzdové soustavy i pro motocykly. Základní systémy lze například rozšířit o protiprokluzový systém, který zajišťuje dynamiku a bezpečnost i na sypkém povrchu, jako je štěrk. Koncem roku 2013 začneme pro výkonné stroje sériově vyrábět stabilizační systém pro motocykly, který do své regulace ABS zahrnuje také míru náklonu při průjezdu zatáčkou. Největší potenciál pro zvýšení bezpečnosti motocyklů lze realizovat v dynamicky se rozvíjejících zemích, jako je Indie. Proto jsme vyvinuli levný systém ABS pro přední kolo, který zasahuje výhradně na předním kole a bude k dispozici rovněž od letošního roku.

Bosch disponuje rozsáhlými kompetencemi v oblasti senzorů
Vraťme se však k automobilům, u nichž se zaměříme nyní na senzory. Bosch vyrábí již od roku 2000 výkonné radarové senzory, které měří vzdálenost od vpředu jedoucích vozidel a relativní rychlost. Na jaře 2013 jsme vyrobili miliontý radarový senzor, který používá frekvenční pásmo 77 GHz. Zatímco prvního vyrobeného milionu jsme dosáhli po 13 letech, sjede z výrobních linek druhý milion přibližně za jeden rok. V současnosti rozjíždíme výrobu levného radarového senzoru se středním dosahem, který pracuje rovněž ve frekvenčním pásmu 77 GHz, které je na celém světě vyhrazeno trvale pro automobilové aplikace, a nabízí v porovnání s běžnými 24GHz senzory přesnější měření vzdálenosti, podstatně preciznější rozlišování objektů a navíc je i mimořádně kompaktní. Tento senzor je základem adaptivního tempomatu ACC (Adaptive Cruise Control) pro rychlosti až 150 kilometrů za hodinu a asistenčních systémů pro nouzové brzdění. Senzory umístěné na zádi sledují slepý úhel a upozorňují řidiče na křižující vozidla během couvání při vyjíždění z parkovacího místa.

Dalším důležitým produktem pro vyšší úroveň bezpečnosti silničního provozu je naše stereokamera, s níž v roce 2014 doplníme naši víceúčelovou kameru. Kombinací dvou optických sestav dosahujeme rychlého a přesného prostorového měření objektů při dosahu více než 50 metrů. Jako první dodavatel realizujeme jen na základě tohoto senzoru vylepšenou ochranu chodců. Možné jsou i další nové funkce, například již zmíněný asistent pro jízdu staveništěm. Díky tomuto senzoru lze s nízkými náklady realizovat všechny bezpečnostní funkce požadované organizací Euro NCAP. Vzdálenost mezi optickými osami objektivů je dvanáct centimetrů, což znamená, že Bosch nabízí v současnosti nejkompaktnější systém stereokamery pro automobilové aplikace. Výrobci vozidel jej proto mohou integrovat do automobilu mimořádně snadno a s atraktivním designem.

Zdokonalujeme rovněž již velmi rozšířené ultrazvukové senzory pro parkovací asistenty. Naše aktuální pátá generace dokáže snímat objekty v porovnání s předchůdcem ještě přesněji, je kompaktnější a lze ji snadněji integrovat do jiných řídicích jednotek, například do řídicí jednotky karoserie. Dalším produktem jsou širokoúhlé videokamery, které ukazují řidiči detailní obraz situace za vozidlem. A nakonec pracujeme na vícekamerových systémech, které zobrazují vozidlo a jeho okolí ve vysokém rozlišení z ptačí perspektivy, což je velká pomoc při manévrování. V dalším kroku budou videosystémy zaznamenané obrazy nejen ukazovat, ale také interpretovat. Výkonný software analyzuje za tím účelem jednotlivé záběry a rozpoznává překážky a pohybující se objekty v okolí vozidla. Systém tak může řidiče včas upozornit a v případě potřeby aktivně brzdit.

Trochu jiný senzor: elektronický horizont
Seznam senzorů završuje navigační systém. Ten sice nesnímá bezprostřední okolí vozidla, ale nabízí na základě svých digitálních mapových podkladů a informací o předpokládané trase jízdy tzv. „elektronický horizont“ – podrobnou, dalekosáhle prediktivní informaci o průběhu trasy, jež bude v následujících letech ve stále větší míře rozšiřována informacemi o poloměru zatáček, sklonu vozovky a jízdních pruzích. S těmito informacemi lze stávající funkce dále vylepšit: Navigace může doporučit mimořádně hospodárné trasy a u elektromobilů vypočítat s výrazně větší přesností zbývající dojezd. U vozidel se spalovacím motorem lze díky tomu ušetřit přibližně deset procent paliva, v závislosti na silniční síti.

Při vedení trasy lze zohledňovat úseky omezující rychlost, například jízdu v obci, zatáčky nebo rychlostní limity. Pokud systém dodá s předstihem několika set metrů informace o výškovém profilu silnice, může řidič obdržet ve správný okamžik pokyn, aby uvolnil pedál plynu a vůz mohl snížit svou rychlost pokud možno bez brzdění. Jen tím lze mimo město dosáhnout přibližně sedmiprocentní úspory paliva – a pokud přitom jede vozidlo setrvačností s vypnutým motorem, činí úspora dokonce 15 procent. Kromě podpory při řízení v podobě informací pro řidiče mohou tato data posloužit také samočinně zasahujícím asistenčním funkcím. Daimler začal v roce 2012 sériově vyrábět těžká nákladní vozidla pro dálkovou dopravu s předvídavým tempomatem, který mění rychlost jízdy plně automaticky v tolerančním pásmu v závislosti na výškovém profilu silnice, aby byla snížena spotřeba paliva. Elektronický horizont včetně řídicí jednotky dodává pro tento systém Bosch. Ještě větší potenciál se skrývá v datovém propojení s hnacím řetězcem. Tomuto tématu se bude podrobně věnovat následující přednáška o síťovém propojení v automobilech.

Konektivita – automobil vstupuje na internet
Čím rozsáhlejší je podpora řidiče, tím důležitější jsou předvídavé informace. Budoucí asistenční systémy budou používat ve stále větším rozsahu vysoce aktuální a spolehlivá data. Pro jejich sběr budujeme v současnosti odpovídající infrastrukturu, která shromažďuje data zaznamenaná během jízdy chytrými telefony a senzory v automobilech a vyhodnocuje je na centrálním serveru, aby mohly být doplňovány navigační mapy. Příkladem je naše aplikace „MyDriveAssist“ pro iPhone. Kamerou chytrého telefonu zachycované dopravní značky, kolem nichž vozidlo projíždí, jsou identifikovány, ukazovány řidiči, ale také anonymně zasílány na centrální server do cloudu. Budou-li tyto na serveru shromážděné a ověřené informace předávány jiným vozidlům a začleňovány do elektronického horizontu, může tím být vylepšena celá řada funkcí. Tímto hromadným sběrem dopravních informací vytváříme technologické předpoklady pro budoucí vysoce automatizované jízdní funkce. V dlouhodobém horizontu budou moci vozidla vzájemně komunikovat také přímo mezi sebou. Bosch v tomto ohledu získal rozsáhlé zkušenosti, které jsou využívány v dalším vývoji, například ve společném projektu předních německých výrobců automobilů, dodavatelů automobilového průmyslu, výzkumných institutů a veřejných institucí ve frankfurtské aglomeraci.

Od částečně automatizované až po plně automatizovanou jízdu
Více než 90 procent všech nehod je způsobeno řidičem. Proto je logická snaha o maximální podporu řidičů a automatizované zajišťování některých povinností řidiče. Kromě toho se tím zvyšuje samozřejmě i pohodlí. Za předpokladu snímání okolí v rozsahu 360° si tak může automobil v budoucnosti zcela sám vyhledat parkovací místo na speciálně koncipovaných parkovištích. Této funkci říkáme „Valet Parking“. Na základě již popsaného asistenta pro jízdu v dopravní koloně bude postupně vzrůstat stupeň podpory také na dálnicích: od stále širší podpory při popojíždění v koloně až po funkci Highway Pilot, která v následujícím desetiletí zcela samočinně převezme řízení od nájezdu na dálnici až po sjezd z dálnice. Plně automatická jízda bude realizována krok za krokem.

Ke skutečné zralosti automatizovaného řízení pro sériovou výrobu chybí ovšem ještě několik zásadních technických milníků: Vozidlo musí kompletně snímat své okolí. Pro toto pokrytí v rozsahu 360° budeme kombinovat informace z různých druhů senzorů. Softwarová bezpečnost: Funkční algoritmy musí být tak „robustní“, aby si bezpečně poradily i s komplexními, neznámými jízdními situacemi. Hardwarová bezpečnost: Řídicí jednotky, přenos dat a akční členy, jako jsou brzdy a řízení, musí nabízet maximální možnou pohotovost a bezpečnost. Navigační data musí být vysoce aktuální a spolehlivá. Poloha vozidla ve vztahu k okolním objektům uvedeným na mapě a zaznamenaným senzory musí být určována s přesností na několik decimetrů. Za tím účelem musí spolupracovat GPS, určující přibližnou polohu, a snímání okolí senzory pro upřesňování polohy. Vzhledem k vysokým požadavkům na bezpečnost již nepostačují klasické metody ověřování, jako jsou jízdní zkoušky. Musí být nalezeny nové metody pro ověřování funkcí, aby bylo dosaženo extrémně nízké pravděpodobnosti chyby.

Rozšířená realita pro nejlepší ovladatelnost
Klíčem k úspěchu asistenčních systémů jsou ovládací koncepty. Funkce, které přebírají ve stále větším rozsahu jednotlivé úkoly řidiče, musí být intuitivně pochopitelné a ovladatelné. Bosch proto intenzivně zkoumá a vypracovává různé přístupy a bude používat například head-up dipleje. Informace, jako jsou doporučení pro řízení nebo upozornění na malý odstup od vpředu jedoucího vozidla, budeme promítat v realistické podobě do skutečné dopravní situace pomocí nové vizualizační metody na základě „rozšířené reality“. Tato metoda je velmi vhodná pro přesné promítání informací: ve správný čas a na správné místo, aby řidič mohl vnímat veškeré dění mnohem rychleji, a tím i bezpečněji. Dalším řešením pro nejlepší ovládání jsou naše multimodální koncepty, které spojují snímání gest a dotykové displeje s hlasovým ovládáním.

Náš v současnosti nejinovativnější informační systém řidiče jsme vyvinuli pro sériovou výrobu společně s GM. Ve vozech Cadillac se používá pod označením CUE: Cadillac User Experience. Vyznačuje se ovládacím konceptem, který je typický pro chytré telefony, a umožňuje dalekosáhlé ovládání přirozenými hlasovými povely. Je to první řešení na světě, které je založené na operačním systému Linux. Rozhodnutí pro tento operační systém padlo již v roce 2008 – na základě poznání, že informační a zábavní systémy v automobilech vyžadují stejnou inovační rychlost jako internet. Prostřednictvím našeho členství v alianci Genivi pro vozidlové informační a zábavní systémy budeme tuto vývojovou platformu open source zdokonalovat tak, aby se z ní stal průmyslový standard.

Bosch rozšiřuje nabídku v oblasti konektivity
Na základě propojení vozidla s internetem bude naše obchodní oblast Automotive Aftermarket nabízet nové služby. Zdrojem dat je vždy diagnostické rozhraní vozidla, které může být načteno příslušným hardwarem. Aplikace „fun2drive“ je díky tomu schopna například „překládat“ chybové kódy, ale ukazuje například i takové parametry, jako je výkon nebo točivý moment. Provozovatele vozových parků zaujme další plánovaná nabídka služeb. Provozní a servisní data vozidla i chybové kódy flotilového vozidla jsou přenášeny do centrály, aby mohl provozovatel lépe plánovat údržbu a opravy. Dalšími příklady aplikací jsou elektronické knihy jízd a upozornění na odcizení vozidla na základě dat GPS.

A konečně Drivelog je internetová platforma pro řidiče, na níž mohou spravovat data o svém vozidlu, kde mají přímý přístup k rozsáhlým specifickým informacím pro daný model a kde si mohou vyhledat přímý kontakt na servis. Tato nabídka je na internetu aktivní již od roku 2012. Naši odborníci v oblasti Car Multimedia navíc zjednodušují připojení chytrého telefonu k automobilu integračními řešeními, jako je „mySpin“. Díky tomu lze bezpečně a obvyklým způsobem používat preferované aplikace jak pro chytré telefony Apple, tak i pro Android, přičemž ovládání probíhá na displeji vozidla.

Bezpečnost dat zůstává zaručena
Automobil tedy propojujeme s ostatním přístroji a podporujeme velký počet koncových zařízení i aplikací souvisejících s automobilem. Přitom se musíme postarat o to, aby zůstal zachován vysoký standard bezpečnosti v automobilové elektronice. Proto duálními architekturami striktně oddělujeme jízdní funkce, jako jsou asistenční systémy, od informačních a zábavních systémů. V budoucnosti bude komunikaci v každé řídicí jednotce navíc zabezpečovat hardwarový bezpečnostní modul, zatímco escrypt, od roku 2012 dceřiná společnost Bosch, pro něj vyvíjí příslušný bezpečnostní software.

Dámy a pánové,
Bosch pracuje s více než 5000 vývojáři na stále výkonnějších bezpečnostních a asistenčních systémech, které mají řidičům pomáhat tak, aby dojeli do cíle pokud možno bezpečně a v dobrém rozpoložení. Využijte dnešní příležitosti a přesvědčte se o tom při odpoledních jízdách. Naši odborníci vám navíc ochotně poskytnou ještě podrobnější informace.

Tisková zpráva Robert Bosch odbytová

Komentáre

Komentár musí byť dlhší ako 5 znakov!

Potvrďte pravidlá!

Ešte nikto nekomentoval tento článok. Buďte prvý!