Jak zapewniono bezpieczeństwo systemu Steer-by-Wire?

Pewność i zaufanie buduje się na długo przed pierwszym zakrętem. W pojazdach z kierownicą PEUGEOT Hypersquare® i układem kierowniczym typu Steer-by-Wire kwestie bezpieczeństwa uwzględnialiśmy na każdym etapie prac: od wstępnej analizy ryzyka po jazdy testowe i homologację.

 

PEUGEOT Hypersquare® wprowadza nowy, bardziej poręczny sposób kierowania samochodem. Pod wyrazistą i opatentowaną stylistyką kryje się technologia Steer-by-Wire, która elektronicznie odczytuje operowanie kierownicą i przekłada je na sterowanie kołami pojazdu. Nowa architektura pozwala zaoferować zupełnie nowe wrażenia z prowadzenia samochodu – bez uszczerbku dla rygorystycznych wymagań w zakresie bezpieczeństwa, jakie musi spełniać układ kierowniczy.

 

Bezpieczeństwo nie zależy wyłącznie od pojedynczego podzespołu. Cały układ kierowniczy projektowaliśmy jako szereg powiązanych ze sobą i wzajemnie się uzupełniających warstw: wymagana precyzja działania, monitorowane sygnały, wykrywanie błędów i usterek, odpowiednia nadmiarowość, sterowanie zasilaniem elektrycznym, kompleksowe testy, cyberbezpieczeństwo oraz homologacja pojazdu na rynek europejski.

Każdy ruch kierownicą to decyzja kierowcy zmieniająca położenie kół, a więc tor jazdy. Naszym zadaniem jest zapewnić, aby ten układ w każdych warunkach działał precyzyjnie i przewidywalnie oraz był stale monitorowany.

Przed zdefiniowaniem ostatecznych komponentów nasi inżynierowie identyfikują sytuacje, które mogą wpływać na działanie i reakcje układu kierowniczego. Co się dzieje w przypadku zakłócenia sygnału? Jak pojazd powinien zareagować, gdy elektronika przestanie działać? Które informacje wymagają wielokrotnej weryfikacji? Te kwestie stają się wymaganiami w zakresie bezpieczeństwa dla całego systemu.

 

Takie podejście wpisuje się w koncepcję bezpieczeństwa funkcjonalnego. Norma ISO 26262 określa ogólne ramy dla branży motoryzacyjnej w zakresie identyfikacji obszarów ryzyka i wskazuje, jak przełożyć je na konkretne wymagania, testy oraz sposób dokumentowania całego cyklu rozwoju danego systemu. Norma ISO 19725:2026 uzupełnia te ramy o wytyczne dotyczące bezpieczeństwa w szczególności dla systemów Steer-by-Wire w samochodach osobowych i dostawczych.

 

Naszą architekturę bezpieczeństwa systemu Steer-by-Wire opracowaliśmy jeszcze przed opublikowaniem normy ISO 19725. Doświadczenia zgromadzone podczas tych prac posłużyły jako wkład w przygotowanie nowej normy – podobnie jak rozwiązania i ustalenia zaproponowane przez innych producentów i dostawców z branży.

Pojedynczy gest kierowcy uruchamia szereg skoordynowanych funkcji. System interpretuje żądanie, ustawia koła w odpowiedniej pozycji i weryfikuje, czy polecenie jest realizowane prawidłowo.

 

Czujniki mierzą sposób operowania kierownicą PEUGEOT Hypersquare®. Elektronika przetwarza te informacje, a siłowniki układu kierowniczego generują odpowiedni ruch kół. Funkcja sprzężenia zwrotnego, generująca odpowiedni opór na kierownicy, pozwala kierowcy fizycznie czuć pracę układu.

Przez cały czas funkcje monitorujące mogą sprawdzać, czy sygnały i polecenia od kierowcy są racjonalne i prawdopodobne, czy nie ma zakłóceń w komunikacji, czy siłowniki ustawiają koła w żądanym kierunku oraz czy parametry elektryczne systemu są w normie. Kontrolowanie tych danych pozwala identyfikować nieprawidłowości oraz eliminować je zgodnie z przyjętą strategią bezpieczeństwa.

 

Zasadnicze założenia koncepcji

Rezygnacja z tradycyjnej mechanicznej kolumny kierownicy nie oznacza rezygnacji z żadnego ogniwa w łańcuchu bezpieczeństwa. Łańcuch, który w tym przypadku jest elektroniczny, projektujemy, testujemy i weryfikujemy jako jedną z kompletnych funkcji pojazdu.

Nadmiarowość pozwala utrzymać funkcjonowanie układu kierowniczego nawet wtedy, gdy któryś z krytycznych elementów przestanie działać. Nasz system Steer-by-Wire nie polega na pojedynczych czujnikach, jednym siłowniku ani jednej ścieżce sterowania. W przypadku funkcji o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa system wykorzystuje niezależne podzespoły i ścieżki przepływu informacji.

Jest to tzw. zasada nadmiarowości, inspirowana koncepcją projektowania systemów o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa w przemyśle lotniczym i kosmicznym. Funkcje krytyczne dla działania układu kierowniczego są obsługiwane przez niezależne ścieżki, tak aby awaria jednego podzespołu lub gałęzi systemu nie powodowała natychmiastowej utraty możliwości sterowania pojazdem.

 

Potwierdzanie intencji kierowcy i weryfikacja reakcji kół są oparte na wielu danych. System nieustannie porównuje odpowiednie informacje, dzięki czemu może rozpoznać nieprawidłowy sygnał lub reakcję podzespołu niezgodną z oczekiwaniami. Nasi inżynierowie badają także wzajemną niezależność elementów zaprojektowanych nadmiarowo. Dwa podzespoły nie mogą być względem siebie efektywnie nadmiarowe, jeżeli zakłócenie w ich działaniu może być wywołane usterką tego samego łącza transmisji danych lub zasilania albo tym samym czynnikiem środowiskowym. Cała architektura jest zatem zaprojektowana w taki sposób, aby ograniczyć prawdopodobieństwo typowych usterek oraz niezależnie monitorować dzianie dwóch osobnych gałęzi układu. Nadmiarowość spełnia swoje zadanie razem z monitorowaniem pracy systemu oraz zarządzaniem reakcjami na sygnalizowane błędy i usterki. Pozwala utrzymać dostępność funkcji sterowania nawet po wykryciu usterki, a pojazd w tym czasie aktywuje odpowiednią reakcję służącą ochronie wciąż działającej ścieżki operacyjnej.

Zasadnicze założenia koncepcji

Nadmiarowość sprzętowa oznacza, że ​​utrzymanie kontroli nad układem kierowniczym nie zależy od pojedynczego, krytycznego komponentu. Niezależne urządzenia, ciągły monitoring i zdefiniowana reakcja pojazdu współdziałają, gdy jeden z komponentów staje się niedostępny.

Gdy system wykryje usterkę oraz zidentyfikuje powiązaną z nią ścieżkę, samochód aktywuje odpowiedź zdefiniowaną dla danej sytuacji. Monitorowanie, informacje przekazywane kierowcy i sposób reakcji pojazdu są koordynowane w celu utrzymania sytuacji pod kontrolą.

 

Usterka nie zawsze wywołuje takie same skutki. W zależności od zidentyfikowanego problemu i ustalonej strategii bezpieczeństwa pojazd może wyświetlić ostrzeżenie, ograniczyć działanie funkcji, dostosować reakcję układu kierowniczego lub nakazać kierowcy bezpieczne zatrzymanie. Definiujemy te reakcje w trakcie projektowania i weryfikujemy je w kontrolowanych warunkach. Informacje dla kierowcy są częścią tego samego procesu: komunikaty ostrzegawcze, instrukcje i reakcja pojazdu muszą być spójne, aby kierowca rozumiał, kiedy należy zwrócić na nie uwagę lub podjąć działanie.

Żadna z warstw nie zastępuje innej. Nadmiarowość wspiera monitoring, ale nie zastępuje walidacji. Homologacja potwierdza zgodność z przepisami, ale jest raczej uzupełnieniem niż alternatywą dla naszego szerszego programu walidacji. Rozwiązania zapewniające bezpieczeństwo cybernetyczne chronią działanie funkcji elektronicznych, ale działają równolegle z rozwiązaniami z zakresu bezpieczeństwa funkcjonalnego, a nie zamiast tych rozwiązań.

Zanim za kierownicą usiądzie pierwszy klient, rygorystycznie testujemy system w typowych warunkach jazdy, wymagającym otoczeniu oraz kontrolowanych scenariuszach awarii.

 

Testowanie rozpoczyna się w środowiskach cyfrowych i symulowanych. Funkcjonowanie oprogramowania można ocenić jeszcze przed powstaniem kompletnego pojazdu. Elektroniczne moduły sterujące są następnie podłączane do stanowisk testowych, które replikują sygnały pojazdu i generują kontrolowane błędy. Czujniki, siłowniki i elektronika zasilania są również oceniane pod kątem wydajności, wytrzymałości oraz odporności na temperaturę, wibracje i zakłócenia elektryczne. Walidacja kompletnego pojazdu obejmuje sytuacje znane kierowcom: parkowanie, manewry w mieście, jazda poza miastem, prędkości autostradowe, zmienne obciążenia, wahania temperatury i różne rodzaje nawierzchni. Nasze zespoły odtwarzają też błędy zidentyfikowane podczas analizy bezpieczeństwa, aby zweryfikować alerty i wszelkie zdefiniowane kontrolowane stany operacyjne.

 

Publikacja UE z 2025 r. zawiera obowiązujący tekst aż do Aneksu 6 do poprawek serii 04, które weszły w życie 10 stycznia 2025 r.

Europejska homologacja uzupełnia nasz szerszy program walidacji.

Kierownica PEUGEOT Hypersquare® to tylko widoczny element innowacyjnego rozwiązania, ale w procedurze homologacyjnej oceniane jest funkcjonowanie całego układu kierowniczego.

Należy wykazać bezpieczeństwo nie tylko elementu obsługiwanego przez kierowcę, ale także czujników, oprogramowania, sterowników elektronicznych, komunikacji, siłowników wprawiających w ruch podzespoły mechaniczne, zasilania, monitoringu, systemu ostrzeżeń oraz integracji wszystkich tych elementów w pojeździe.

 

Program walidacji obejmuje testy przewidziane przepisami, weryfikację bezpieczeństwa funkcjonalnego, testy wytrzymałościowe i środowiskowe, testy kompatybilności elektromagnetycznej, weryfikację oprogramowania, diagnostykę, reakcję na symulację błędów i usterek oraz pełne testy pojazdu. Układ kierowniczy o specyficznej konstrukcji nie jest homologowany oddzielnie. Homologacja PEUGEOT Hypersquare® w UE potwierdza, że samochód w pełnej konfiguracji spełnia wymagania określone dla układu kierowniczego w zakresie pozwalającym na jego dopuszczenie do ruchu na drogach publicznych.

Homologacja europejska potwierdza, że ​​wdrożenie systemu PEUGEOT Hypersquare® z technologią Steer-by-Wire przebiegło zgodnie z procedurą oceny obowiązującą dla homologowanego pojazdu.

 

Ponadto Regulamin ONZ nr 79 ustanawia jednolite wymagania dotyczące układów kierowniczych, obejmujące ich konstrukcję, testowanie, zasady produkcji i kwestie bezpieczeństwa elektronicznych układów sterowania.

Rozporządzenie (UE) 2018/858 określa szersze europejskie ramy dla homologacji całych pojazdów oraz nadzoru na rynkiem. Łącznie przepisy te regulują procedurę, na podstawie której dany system Steer-by-Wire może być dopuszczony do użytkowania na europejskich drogach.

Homologacja dotyczy bardziej całego pojazdu marki PEUGEOT niż systemu Steer-by-Wire jako osobnej technologii. Procedura ta opiera się na dokumentacji, testach i dowodach zgodności dotyczących homologowanej konstrukcji i zamiaru jej użytkowania na europejskich rynkach.

Wdrożenie PEUGEOT Hypersquare® z technologią Steer-by-Wire uzyskało homologację w Unii Europejskiej dla zatwierdzonego zastosowania w pojazdach. Homologacja potwierdza, że ​​system spełnia obowiązujące wymagania dla danej konfiguracji pojazdu, co otwiera możliwość wykorzystywania tej technologii w pojazdach dopuszczonych do ruchu w Polsce i innych krajach europejskich.

 

Technologia Steer-by-Wire nie jest z niej wyłączona – to po prostu rozwiązanie zbudowane według innej koncepcji, w którym tradycyjne połączenia mechaniczne zostały zastąpione modułami elektronicznymi. Polska stosuje europejskie ramy homologacji typu pojazdów i uczestniczy w systemie EKG ONZ, którego częścią jest Regulamin ONZ nr 79 dotyczący układów kierowniczych. Rozporządzenie (UE) 2018/858 określa z kolei ogólne ramy homologacji typu oraz nadzoru nad rynkiem pojazdów w Unii Europejskiej.

Homologacja typu dotyczy opisanego w dokumentacji wprowadzanego pojazdu PEUGEOT przedstawionego do oceny. Potwierdza ona spełnienie wymagań mających zastosowanie dla homologowanej specyfikacji technicznej i jej planowanego wprowadzenia na rynek europejski.

Źródło: ISO 19725:2026, Pojazdy drogowe – Systemy Steer-by-Wire – Wytyczne dotyczące bezpieczeństwa systemu

 

Zakres obowiązujących zmian, okresy przejściowe i szczegółowe wymagania zależą od kategorii pojazdu, daty homologacji, rynku i homologowanej specyfikacji technicznej.

W miarę jak układy kierownicze stają się w coraz większym stopniu oparte na elektronice, ochrona oprogramowania, komunikacji i aktualizacji bezpośrednio przyczynia się do bezpieczeństwa jazdy.

 

Regulamin ONZ nr 155 ustanawia wymagania dotyczące bezpieczeństwa cybernetycznego pojazdów i systemów zarządzania bezpieczeństwem cybernetycznym. Nakłada on na producentów obowiązek identyfikowania ryzyka cybernetycznego, wdrażania odpowiednich środków oraz zarządzania tym ryzykiem w całym cyklu eksploatacji pojazdu.

Regulamin ONZ nr 156 odnosi się do aktualizacji oprogramowania i systemów zarządzania tymi aktualizacjami, obsługi kontrolowanych wersji oprogramowania oraz aktualizacji, w przypadku których wprowadzane zmiany mogą wpływać na bezpieczeństwo, zgodność lub cechy homologowanego pojazdu.

Dzięki tym ramom regulacyjnym możemy zarządzać ryzykiem cybernetycznym oraz rozwijaniem oprogramowania przez cały cykl eksploatacji pojazdu bez niewskazanego ujawniania środków technicznych chroniących system.

PEUGEOT Hypersquare® otwiera drogę do nowych wrażeń z jazdy. Każdy manewr kierownicą jest kompleksowo analizowany pod względem identyfikacji, przełożenia na działanie układu, monitorowania, testowania, ochrony i wykazania zgodności.

 

Dla kierowcy wrażenia powinny być naturalne: układ kierowniczy ma reagować spójnie, jasno przekazywać informację zwrotną i dawać poczucie pewności w codziennej jeździe. Osiągnięcie takiego stanu to zasługa współpracy naszych inżynierów, dostawców, ośrodków badawczych, zespołów technicznych, jednostek certyfikujących i specjalistów w zakresie cyberbezpieczeństwa.

 

Bezpieczeństwa systemu Steer-by-Wire nie da się streścić w jednym oświadczeniu, ani nie opiera się ono na pojedynczym nadmiarowym elemencie. Jest ono częścią całego programu prac nad nowym pojazdem – od określenia pierwszego celu w zakresie bezpieczeństwa, poprzez prace projektowe, homologację i produkcję, aż po eksploatację na drogach.