Arriva la pantofole 2: Full Trotl

V minulém článku na téma havárie autobusu s údajně zaseknutým plynem jsem konstatoval, že na řidičově argumentaci o zaseknutém plynu může něco být, protože plynové pedály v autobusech představují šedou zónu a latentní bezpečnostní problém. A ono vida, už to z nich leze. Já se fakt už nebudu do té skleněné koule koukat.

Pro osvěžení, autobus havaroval na začátku června ve Slaným tak, že se rozjel proti nástupišti, na jehož okraji seděli nohama do silnice děti, přičemž v důsledku ztráty kontroly bus do dětí narazil, jedno usmrtil a tři těžce zranil. Řidič uváděl, že se vozidlu zasekl plynový pedál, což bez znalosti detailů rozporoval s odborností sobě vlastní prominentní soudní znalec Aleš Vémola z Brna.

Poněkud omšelý autobus patřil firmě Arriva, která je pověstná systémovým bordelem všude možně. To je nejspíš tím, že kromě bulharských profesionálů pilotujících třicet let staré soupravy, které utekly před magnetem v německých hutích do Čech, zaměstnává skutečné experty, například bývalého führera organizace Besip Martina Faráře. I v tomto případě se ukázalo, že firma není schopna zjednat disciplínu vlastních zaměstnanců, protože řidič neměl na nohou pracovní obuv, ale bílé plastové pantofle značně alternativního stylu. Zda měl pantofle na nohou během nehody a zda byly pantofle způsobilé vyvolat ztrátu kontroly nad vozidlem je předmětem vyšetřování.

Policie si v přípravném řízení najala znalce Hanzlíka, který je citován:

Nehodu podle Hanzlíka způsobila aktivace takzvaného systému „kick down“, kdy řidič omylem prudce sešlápl pedál plynu. A myslel si, že se mu plynový pedál zasekl.

Když ponecháme stranou spekulativní obsah znalcova vyjádření a skutečnost, že jako většina zaujatých znalců řeší místo technických právní otázky, bude to nejspíš odborník na slovo vzatý. Nebo podobně jako mnoho jeho kolegů pochopil, že koho chleba jí, toho píseň má zpívat a je třeba podpořit verzi obžaloby, jinak by příště dominantní policejní zákazník mohl oslovit jiného flexibilnějšího znalce, třeba samotného Vémolu.

Kick down (kickdown, kick-down) není žádný „takzvaný systém“, je to funkce plynového pedálu, potažmo celé pohonné jednotky. Smysl má zejména u vozidel s automatickou převodovkou. S tou totiž nebylo možno v případě potřeby podřadit. Ačkoli toho převodovka byla schopna, chyběla cesta, jak jí to vzkázat.

Plynový pedál je z hlediska HMI vlastně komunikační zařízení, které zprostředkovává informaci o tom, kolik točivého momentu chce řidič od pohonné jednotky poslat na kola. Když řidič sešlápne pedál až dolů, je zjevné, že se asi ocitl v situaci, kdy potřebuje momentu co nejvíc a automatická převodovka na základě této informace podřadí.

První kick-down zařízení bylo mechanické. Lanko od plynu za něco zatáhlo a to něco vyvolalo podřazení v automatické převodovce. Na plynovém pedálu se to projevilo náhlým nárůstem a pak poklesem síly. Jako by v něm něco cvaklo. Když se potom přestaly používat mechanické pedály a byly nahrazeny elektronickými, byla pevná vazba mezi pedálem a převodovkou zrušena. Řešila se tedy otázka, jak tuto funkci oženit s elektronickým pedálem.

Postupem času se uplatnila dvě technická řešení, která jsou do jisté míry rovnocenná. První je, že vevnitř v pedálu je vestavěn spínač. Když dojde k sešlápnutí pedálu dejme tomu do tří čtvrtin dráhy, spínač se sepne a pošle automatické převodovce informaci o tom, že řidič si přeje podřadit. Současně se spínač navržený tak, aby vyvolal požadovaný nárůst síly na pedálu tak, aby dostal řidič haptickou odezvu na svůj požadavek. Toho je dosaženo tím, že ve vypínači je mechanismus, který požadovaný silový peak vyrobí. Mechanismus není nepodobný mechanismu vypínače světla v domácnosti, vypadá třeba takto a jedná se většinou o soustavu pružinek a dorazů navrženou tak, aby poskytla silový nárůst na pedálu třeba 20 N.

Toto řešení ale vyžaduje, aby k pedálu byl natažený další drát a především jsou to další součástky, které se mohou rozbít, a jsou navíc redundantní k tomu, co už v pedálu je. A tak se začal používat virtuální kickdown. Pozici plynového pedálu motorová ECU tak jako tak zná. Když je pedál v požadované pozici, třeba opět ve třech čtvrtinách dráhy, motorová ECU na základě známé pozice pedálu vydá pokyn k podřazení. Zbývalo vyřešit, jak uvědomit řidiče o tom, že vyvolal kickdown funkci a k tomu je v pedálu přítomno šidítko. Jednoduchý mechanismus, opět nějaká sestava dorazů, pružinek a kuliček, která v požadovaném místě odpovídajícímu naprogramovanému kickdownu vyrobí silový nárůst a pokles. Je to čistě pocitová záležitost, protože sepnutí kickdownu se už neděje v pedálu, ale elektrický a mechanický signál se dá dost dobře synchronizovat tak, že zákazník nic nepozná. Uživatel automatu většinou nebývá exot z kategorie „bionic driver“.

Každopádně řidičův požadavek na dodatečnou powa po nějaké době pomine a pedál se navrací zase někam do pozice odpovídající běžné jízdě, a o deaktivaci funkce kickdown dostane informaci stejnou cestou, skrze svoje nožní HMI, tedy zase v něm cvakne, jen o něco méně. Prakticky to znamená, že automatická převodovka je oprávněna si už zase řadit po svém.

Docela dobře se to uchytilo a řidiči si osvojili zvyk „prošlápnout“ plyn, když chtějí letargickou automatickou převodovku donutit podřadit. Přijatelnost automatických převodovek zakázníky to nepochybně zlepšilo a aktivní bezpečnost také.

Postupem času se kickdown začal použivat i k jiným účelům než pobízení ospalých automatických převodovek. Spínač v pedálu lze použít například k aktivaci overboostu, kdy se řidící jednotce sdělí, aby zkusila dosáhnout maximálního plnícho tlaku a zvýšila dočasně výkon. Jiná aplikace je naopak ekologická, kdy je třeba řidiči dát na vědomí, že moc šlape na plyn.

Tohle uvádím, abychom všichni chápali, k čemu je kickdown funkce.

Kickdown funkce nikterak neovlivňuje schopnost pedálu vrátit se do volnoběhu. Plynový pedál se musí mechanicky i elektricky vracet do volnoběhu z libovolného místa, do kterého byl sešlápnutý, a to bez ohledu na to, zda nastal kick down nebo ne.

Existuje norma, jmenuje se FMVSS 124 a je původně od U.S. federální vlády, ale musejí ji splňovat všechna vozidla v civilizovaném světě, protože ji do svých vnitrofiremních norem přejaly všechny velké automobilky včetně asijských. Tato norma říká, že všechny systémy ovlivňující akceleraci se musejí vrátit do volnoběhu za určený čas, a to za všech okolností, třeba za různé teploty a kdykoli během životnosti vozidla. Tento čas je ve FMVSS 124 určený jako maximálně 1 sekunda pro vozidla do 4536 kg a maximálně 2 s pro ostatní vozidla. Normy jednotlivých výrobců bývají přísnější, protože musejí pokrýt kolísání kvality během série a další faktory. Tato 1 sekunda reprezentuje něco jako akceptované zbytkové riziko.

Pokud je víc komponent, které ovlivňují akceleraci, na sobě závislých, pak se jejich návratové doby sčítají. Řídící jednotka potřebuje asi 100 ms, škrtící klapka nějakých 300 ms a na pedál by pak u osobního auta zbylo 600 ms. Čím komplexnější systém řízení akcelerace je, tím „rychlejší“ musí jeho jednotlivé komponenty být.

Norma vůbec neřeší, zda pedál má či nemá kickdown funkci. Je to irelevantní. Všechny pedály se musejí vrátit do volnoběhu v daném čase, bez ohledu na jejich konstrukci. Je to nejdůležitější failsafe mechanismus v každém vozidle a skutečně základní věc, přes kterou nejede vlak. Něco jako v církvi trojjedinost ducha svatého.

Řidič firmy Arriva předně neměl důvod sešlápnout svým Besip pantoflem pedál přes kickdown, protože při pojíždění po nádraží to nepotřeboval. Ale pokud už to z nějakého důvodu udělal, na návrat pedálu do volnoběhu to nemohlo mít vliv. I tak mu stačilo, pokud byl pedál v pořádku, pedál prostě uvolnit a ten se měl samočinně vrátit během zhruba 500 ms. Problém je, že za tu dobu bus jedoucí rychlostí 15 km/h ujede 2 metry, což sice není moc, ale pokud stojíte 1,5 metru před ním, bude to pořád moc.

Pokud byl pedál v pořádku…

Nehodě by se jistě dalo zabránit sešlápnutím brzdy, zejména když to posuzujete usazen v křesle v kanceláři. Pokud výrobce autobusu implementoval algoritmus priority brzdy, o čemž se dá pochybovat, mělo by po sešlápnutí brzdy dojít k odpojení plynového pedálu bez ohledu na to, jaký signál z něj leze, což odpovídá jeho uvedení do volnoběhu. Nicméně musíme si představit, jak to celé funguje v kombinaci s člověkem. Autobus se žene dopředu v důsledku nekorektního ovládání akcelerace, ať již v důsledku Besip láptí pana řidiče z dopravní firmy Arriva, nebo v důsledku nefunkčního pedálu, a motor posílá moment na kola. Dezorientovaný řidič neví, co se děje, je to pro něj neuchopitelné a soustředí se spíše na to, aby splašený bus do něčeho nenarazil, což se mu nakonec nepovede. I kdyby šlápnul na brzdu, reakční čas brzdového systému a postupný náběh brzdového účinku způsobí, že stejně ujede ještě několik (desítek) metrů pod plynem. Zbytečná knížecí rada konstruovaná od stolu ve prospěch obžaloby.

Je naprosto směšné argumentovat nějakým červeným tlačítkem. Červené tlačítko není v některých vozidlech proto, aby suplovalo bezpečnostně kritické systémy po jejich selhání a sloužilo k zastavení vozidla poté, co se mu zblázní systém ovládání akcelerace. Červené tlačítko je tam proto, aby bylo možné vozidlo zastavit, pokud vznikne nějaké náhlé riziko, například zůstane cestující zachycený ve dveřích a autobus se rozjede. Je to obdoba tlačítka „total stop“ u strojů a jeho funkcí je ihned zastavit všechno, co se v autobuse hýbe.

Že řidič o funkci ani umístění červeného tlačíta nevěděl opět jen potvrzuje systémový bordel u společnosti Arriva. Je úplně jedno, zda řidič byl na školení, firma si musí systém školení nastavit tak, aby z nich odcházeli vyškolení lidé, protože to je jejich smysl.

Jsou zde ještě dva aspekty, které stojí za zvážení.

Jak jsem uvedl posledně, na trhu neexistují plynové pedály navržené přímo pro autobus. Používají se proto pedály pro dodávky nebo náklaďáky, které jsou navrženy na jíný pohybový profil a počet cyklů. Z důvodu přenosu odpovědnosti obvykle předepisuje výrobce vozidla ejich „kontrolu“ či „přezkoušení, či dokonce výměnu.

Při navrhování a zkouškách pedálu se počítá s tím, že pedál vydrží například 5 milionů sešlápnutí, ale z nich je jen 10% přes kickdown. Kickdown tedy vydrží „jen“ 500 tisíc sešlápnutí. Což není nic moc, u autobusu to nasbírá za dva tři roky. Kdybychom nebyli v Kocourkově, kde alfou a omegou trestního řízení o dopravních nehodách je hodit to na řidiče, stál by celý pedál za nějaké forenzní zkoumání s cílem zjistit, v jakém stavu se necházel kick down spínač v pedálu a do jaké míry může opotřebovaný kick down mít za následek zablokování pedálu.

Autobus byl podle fotek upravený na pohon CNG, protože má na střeše hrb. Pokud byl poháněný CNG, znamená to, že někdo provedl úpravy na původně vznětovém motoru tak, aby byl bifuel. To někdy provádí výrobce, někdy se jedná o dodatečnou přestavbu. Tato přestavba je vždy spojena se zásahem do systému ovládání akcelerace. Do motoru se doinstalují komponenty, které jsou typické pro zážehový motor, jako třeba zapalovací svíčky a škrtící klapka. V plynovém módu už pedál neovládá množství paliva, jako je to u dieselu, ale množství vzduchu. Dá se tedy říci, že přestavbou na CNG se způsob ovládání akcelerace zásadně změníl. I to stojí za zkoumání, zejména pak jak úpravce zajistil funkčnost a bezpečnost překopaného systému elektronického plynu jako celku a ten zůstal i po jeho úpravách FMVSS 124 compliant. V té souvislosti bych, být panem znalcem, požadoval po výrobci zkušební protokoly a zprávy z testů, a to jak na úrovni komponent, tak na úrovni vozidla.

Speciální CNG škrtící klapky jsou na trhu poslední dva tři roky, od standardních dílů se liší větší odolností proti agresivnímu kondenzátu. Standardní neupravené klapky byly v kombinaci s CNG použitelné jen omezeně, přičemž jejich výrobci požadovali je umístit tak, aby se v nich kondenzát nemohl hromadit a kladli poměrně striktní podmínky ohledně minimální vzdálenosti klapky od zdroje CNG. I tak byla aplikace „benzínové“ klapky do CNG motoru v odpovědnosti toho, kdo ji tam montoval, výrobci škrtících klapek neprováděli na úrovni komponent žádné testy, které by jejich aplikaci „posvětily“, a písemně zavazovaly výrobce vozidel, aby si to zajistil ve formě zkoušek na úrovni systému nebo vozidla. Populární škrtící klapka pro přestavby dieselů na CNG je například Bosch 0 280 750 150, použitelná však pouze s podmínkou, že CNG bude vstřikován kdekoli za jednotkou klapky a bez jakékoli záruky pro konkrétní aplikaci.

Důsledkem hromadění kondenzátu ve škrtících klapkách je, že zareznou ložiska a klapka se hýbe zpočátku pomaleji a pomaleji, nakonec se (třeba po delším odstavení vozidla) zasekne úplně a musí se vyměnit. Ta počáteční zatuhlá fáze se projevuje tím, že motor reaguje na plyn jakoby s velkým zpožděním, tedy pomalu přidává a pomalu ubírá. Řízení takto napadeného vozidla je čím dál těžší, protože moment nejde dobře dávkovat. Co mi to jen připomíná…

Zde je vidět, jaká výhoda to je, že žijeme v zemi, kde je systém nastaven tak, že se každá nehoda musí nakonec hodit na řidiče. Jinde by znalec a státní homologační autorita rozebírali autobus a hledali, kde by mohla být chyba. Předvolávali by si zástupce dodavatele komponent a kladli jim nepříjemné otázky, a z vlastní zkušenosti musím potvrdit, že to není nic moc.

No ale pan znalec je zjevně profesionál, zná tamty „systémy“ a přípravné řízení má policie je pevně v rukou.

Kdyby někdo znal advokáta pana Pantofla, nechť se mi ozve. Měl by to u soudu pořádně rozjet.

30.12.2020 D-FENS

Související články: