Nieke Roos
23 January 2006

De afgelopen decennia zijn auto‘s ons rijgedrag steeds nauwlettender in de gaten gaan houden. Registreerde de ingebedde elektronica aanvankelijk alleen gegevens over het opblazen van airbags, tegenwoordig slaan de zwarte dozen vrijwel alles op: van locatie en tijd tot gordelgebruik en stoelstand. De gesprekken in de wagen zijn nog ongeveer het enige dat niet op schijf komt te staan.

Oorspronkelijk gebruikten autofabrikanten de opgeslagen data louter om het ontwerp en de prestaties van hun producten te verbeteren en de veiligheid van de passagiers te verhogen. Inmiddels zijn de toepassingen legio. Zo kunnen ambulancediensten met de gegevens over de locatie en de ernst van een botsing hun service optimaliseren. Verder is de precieze oorzaak van een ongeluk beter te onderzoeken, waardoor verzekeraars inzicht krijgen in de ware toedracht. Overheden kunnen de data gebruiken om pijnpunten in de verkeersinfrastructuur op te lossen.

De eerste chips vonden begin jaren 70 hun weg naar de auto toen fabrikanten gingen experimenteren met airbags en de bijbehorende elektronica. In eerste instantie stonden consumenten niet te trappelen om meer te betalen voor onbewezen toeters en bellen. De voertuigontwerpers zetten echter door en ontdekten dat de airbagcontrollers toegang boden tot interessante informatie over botsingen. Met de inburgering van boordnetwerken, microcontrollers en vastestofgeheugens in de jaren 90 konden ze nog een stap verder gaan en het rijgedrag en de systeemprestaties volgen gedurende een crash.

Sinds 1996 moeten Amerikaanse autofabrikanten hun producten verplicht voorzien van functionaliteit voor boorddiagnose (Onboard Diagnostics, OBD). Deze maakt het mogelijk om wagens te inspecteren, emissiedata te downloaden en realtime voertuigparameters bij te stellen. De OBD-poort communiceert met de embedded besturingen via een netwerk dat op dit moment nog verschilt van fabrikant tot fabrikant. Zo gebruikt Ford een J1850 pulsbreedtegemoduleerd dataformaat op 41,6 kbit/s en General Motors een J1850 variabele-pulsbreedteformaat op 10,4 kbit/s. In 2008 moet iedereen in de Verenigde Staten zijn overgestapt op de Controller Area Network-standaard (CAN) van Bosch, die met 1 Mbit per seconde ook geschikt is voor bijvoorbeeld entertainmentsystemen, motormanagement en transmissiebeheer.

 advertorial 

System engineering @ ASML, practices and challenges

During the first online session of the System Architecting Conference, on 25 January, Frank de Lange and Tom Castenmiller (ASML) will address the role of systems engineering and discuss the essences of the roadmapping process, the holistic system design and the product generation process. Register now for free.

Inmiddels hebben de airbagcontrollers zoveel intelligentie gekregen dat autofabrikanten ze zijn gaan gebruiken als volwaardige datarecorder. Zo kunnen ze dankzij een lijntje naar een versnellingssensor en ingebedde analysealgoritmes zelf botsingen detecteren. Verder levert het ingebouwde elektronische ontstekingssysteem genoeg energie om als de accu uitvalt niet alleen de airbags op te blazen maar ook de embedded microcontroller aan het werk te zetten en gegevens te laten registreren tijdens een crash. Via een CAN-businterface hebben ze bovendien toegang tot externe data.

0612395632000
Airbagcontrollers, zoals deze van Bosch, registreren zelfs de stand van de autostoelen. Foto: Bosch

Mede dankzij de verbinding met het voertuignetwerk kunnen de zwarte autodozen vrijwel alles vastleggen. Behalve cruciale gegevens als gordelgebruik, locatie, richting, snelheid en tijd registreren ze vaak ook het aantal inzittenden, het accuvoltage, het brandstofniveau, de buitentemperatuur, de kilometerstand, de status van knipperlichten en andere lampen, de stoelpositie en het toerental. Daarnaast luisteren de meeste systemen naar de airbagaccelerometers die veranderingen in richting en snelheid van krachten waarnemen. Die informatie kan inzicht verschaffen in de oorzaak van een botsing of de ernst van verwondingen. Om het gebruik van zwarte dozen als veiligheidstechnologie te bevorderen, introduceerde de IEEE onlangs standaard 1616, getiteld ’Motor vehicle event data recorders‘. Deze definieert een set van 86 data-elementen waaruit de recorderoutput is op te bouwen en beschrijft daarnaast onder meer hoe de exportprotocollen eruit moeten zien. Overigens zegt de standaard nog niets over de manier waarop de systemen hun gegevens moeten verzamelen en opslaan. Privacybeschermers zijn niet zo blij met de Big Brother-praktijken van de auto-industrie. De zwarte dozen van tegenwoordig maken het heel eenvoudig om te achterhalen of een automobilist voor een ongeluk te snel reed en of hij remde. De meeste experts zijn het erover eens dat dergelijke voertuiggegevens toebehoren aan de eigenaar van het voertuig, maar de informatie binnenskamers houden is geen sinecure. Al verschillende Amerikaanse advocaten en verzekeraars hebben na een ongeluk een gerechtelijk bevel gekregen om de inhoud van de betrokken datarecorders af te halen. De statistieken spreken echter in het voordeel van vrijgave. In de Verenigde Staten vormen auto-ongelukken het grootste gezondheidsprobleem en voor mensen in de leeftijd van drie tot drieëndertig zelfs doodsoorzaak nummer één. Elke 14 seconden raakt er een Amerikaan serieus gewond in het verkeer en per dag vallen er meer dan honderd dodelijke slachtoffers. Wereldwijd overlijdt er iedere minuut iemand bij een voertuigcrash en staat het dodental sinds 1896 op 30 miljoen. Volgens veiligheidsdeskundigen zijn met de voertuiggegevens vele ongelukken te voorkomen en vele levens te redden.