Tényleg biztonságosabb az elektronika?

Az elmúlt hónapokban a média hangos volt a Toyota visszahívási botrányától – az autógyár január végén jelentette be, hogy 2,3 millió autót hívnak vissza a fékpedál beragadása miatt, ez pedig a cég részvényei árfolyamának jelentős eséséhez és több tucat csoportos perhez vezetett. A Nissan nemrég ugyancsak fékpedál hibája miatt félmillió kocsit hívott vissza, a legfrissebb hírek szerint pedig a Daewoo és a Hyundai korábbi modelljei kormányainak, befecskendező rendszereinek és biztonsági rendszereinek hibái miatt kényszerült hasonló lépésre.

A Honda, a Suzuki és a Daihatsu szintén sorra jelentették be az elmúlt hónapokban a kocsijaikkal kapcsolatos hibákat. Bár a legtöbb elektronikai újítás, amely a mai kocsikban helyet kapott, a nagyobb biztonságot hivatott megteremteni, a rendszeres meghibásodások és a tömeges meghibásodások miatt sokan nem bíznak bennük.

A mára már igen elterjedtté vált Cruise Control, avagy ahogyan nálunk meghonosodott, a tempomat úgynevezett elektronikus ellenőrző modult (ECM) használ arra, hogy fenntartsa a vezető által beállított sebességet. Az ECM jeleket küld egy kapcsolónak, ami ez alapján gázt ad, vagy elveszi azt. Az évek során számos gyártó volt azonban kénytelen a tempomat meghibásodása miatt visszahívni modelljeit, az egyik leggyakoribb hiba például az volt, hogy a vezető nem tudta kikapcsolni azt. Az új Adaptive Cruise Control (ACC) rendszerek már egy, a kocsiba épített radart használnak, nehogy túl közel kerüljenek az előttük haladó kocsihoz.

A Chrysler és a General Motors 1971-ben mutatta be a blokkolásgátlót, avagy az ABS-t (Electronic Anti-Braking System). Ez volt az első olyan technológiai újítás, amely teljesen átvette az irányítást a vezetőtől és a kocsiba épített elektronikára bízta azt. A hirtelen fékezések során a fékerő módosításával az ABS garantálja, hogy a kerekek nem blokkolnak le, így a kocsi nem kezd irányíthatatlanul csúszkálni. Ha az egyik kerék lassabban forog, mint a többi, egy elektronikus irányítóegység a hidraulikus fékrendszerben szelepeket hoz működésbe, hogy csökkentse az arra a kerékre jutó fékerőt.

Egy tanulmány, amelyet az Egyesült Államok Nemzeti Autópálya-biztonsági Felügyelete hozott nyilvánosságra, 1995 és 2007 közötti baleseteket vizsgálva jutott arra a következtetésre, hogy az ABS a nem halálos balesetek számát ugyan 6 százalékkal csökkentette, a halálos balesetek számában azonban nem találtak változást.

Kitt! Turbóhajtás!

Egy modern kocsiban a legbonyolultabb feladat a motor vezérlése, ezért a motorvezérlő egység, az ECM (Engine Control Module) az autó legnagyobb teljesítményű komputere. A modul folyamatosan olyan információkat gyűjt a kocsi állapotáról, mint például a kipufogógázban lévő oxigén mennyisége vagy a motor hőmérséklete, amelyet több tucat szenzoron keresztül érzékel. Ezeket az információkat használja aztán fel ahhoz, hogy kiszámolja, mennyi üzemanyagot kell befecskendeznie a motorba az egyes ütemeknél, és hogy pontosan mikor, hogy az pontosan a megfelelő pillanatban robbanjon be.

Az ECM működésének célja, hogy növelje a motor hatékonyságát és eközben a lehető legkisebb mértékű káros anyagot bocsássa ki, a lehető legjobban kihasználva a rendelkezésre álló üzemanyagot. Az ECM meghibásodása azonban, mivel az egész működést vezérli, könnyen az egész motor leálláshoz vezethet.

A motor leállása azonban nem a legnagyobb probléma, ha a tulajdonosnak még a kocsiba sem sikerül bejutnia. A modern kocsik legtöbbjében a tulaj már képes egy távirányító segítségével kinyitni és bezárni az ajtózárakat. Ezek a távirányítók, bár nagyon kényelmesek, nem mentesek a kockázatoktól, ugyanis a rádiófrekvenciák, amelyeket működésükhöz felhasználnak, igen közel állnak azokhoz a frekvenciákhoz, amelyeket a katonaság, a rádióamatőrök és a mentősök, tűzoltók használnak. Ilyen például a TETRA rendszer is, amelyet az angol rendőrség vagy sok európai nagyváros közlekedési vállalatai is használnak.

A rendszer használatára itthon a rendőrség, a katasztrófavédelem, a határőrség, az Országos Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Főigazgatóság és polgári titkosszolgálatok is jogosultak. Ezért aztán nem meglepő egy-egy olyan eset előfordulása, amilyen februárban az angliai Windemere-ben esett meg, amikor is több száz tulaj képtelen volt kinyitni vagy bezárni kocsijának ajtajait, mivel egy közeli gyorsétteremben a rendelések felvételére használt kézi adó-vevők interferenciát hoztak létre az adott frekvencián.

Szerelmeim mind a műszerek

Az első szervokormányt (Electronic Power Steering, EPS) a Honda mutatta be 1990-ben. A rendszer a kormányba épített szenzorok segítségével gyűjt információkat a kormányzásról. A feldolgozást egy elektronikus vezérlőegység végzi, amely jeleket küld a kocsiban elhelyezett elektronikus motoroknak, így csökkentve a kormányzáshoz szükséges erőkifejtést. A könnyítés mértéke persze függvénye a sebességnek és az útviszonyoknak is.

Idén a General Motors 1,3 millió Pontiac és Chevrolet modellt hívott vissza csak Észak-Amerikában, mivel egy olyan hibát találtak bennük, ami miatt az EPS hajlamos volt a kocsit letéríteni az útjáról, bár a gyár közlése szerint a probléma csak annyiban jelentkezett, hogy 24 km/h sebesség alatt nehezebbé vált a kormányzás. Februárban a Toyota erősítette meg, hogy számos bejelentés érkezett az új Corolla modellben elhelyezett EPS rendszerrel kapcsolatban is.

Nemcsak a merre, de a mennyivel kérésére is érdekes válaszokat tud néha adni a kocsi elektronikus idegrendszere. A mechanikus gázrendszerek egy rugalmas, burkolt kábelt használnak arra, hogy a pedál mozgását átvigyék a motorban található szelepbe, az elektronikus gázrendszer viszont a pedál helyzetét figyelő szenzorokat használ. Ezek az információkat egy elektronikus vezérlőegységbe továbbítják, amely figyelembe véve a motor adatait és a jármű sebességét kiszámítja a gázszelep szükséges pozícióját. Így leírva egyszerűnek és biztonságosnak tűnik, viszont a közelmúltban több olyan vád is ért nagyobb, a visszahívási botrányokban érintett autógyártókat, így például a Hondát, a Fordot, az Audit és a Toyotát, miszerint ez az elektronikus rendszer szerepet játszhatott balesetek bekövetkeztében.

Bár bizonyíték egyelőre nincs arra, hogy valóban itt következett be hiba, egy, a Safety Research & Strategies Inc. biztonsági cég által jegyzett tanulmány szerint legalább 2262 Toyota- és Lexus-tulajdonos jelentett problémát, 815 balesetet okoztak a műszaki gondok, 341 sérülés történt és tizenkilenc haláleset. Ezekkel az esetekkel kapcsolatban csak a Toyota ellen 44 csoportos keresetet nyújtottak be február végéig. A gyártók korábban azt nyilatkozták, az autó padlójának burkolata zavarhatta meg a pedálrendszert, vagy a pedál burkolatának egyes elemei voltak a hibásak. Mások egyszerűen a vezetőket okolják a szóban forgó balesetek miatt.

Befordulunk balra, ismétlem balra

Működhet azonban minden rendszer tökéletesen a kocsiban, ha hirtelen elkezdik egymást félreérteni. A számtalan elektronikus vezérlőegység, szenzor és egyéb szerkezet egy járműbusznak (Vehicle Bus) nevezett hálózaton keresztül kommunikál. A legújabb modellek általában a CAN-Bus rendszert használják, amely akár 1 megabit/másodperc teljesítményre is képes. A rendszeren keresztül továbbított információ formátuma lehetővé teszi, hogy a különböző egységek azonnal eldönthessék, működésükhöz szükséges adatokról van-e szó.

Brian Kirk, a Robinson Associates angol szoftvertervező csoport munkatársa azt állítja, hogy a CAN-Bus rendszerén továbbított információk sérülhetnek a mágneses interferencia vagy a továbbító vezetékek elhasználódása miatt. Mivel a befogadó modulok nem képesek a sérült állományokat kiszűrni, ezek a téves információk akár meghibásodásokhoz, balesetekhez is vezethetnek. A gyártók mindezt tagadják.

Az 1980-as években az ABS rendszerekkel felszerelt Mercedes-Benz kocsik vezetői sokszor panaszkodtak arra, hogy a fékeik nem működtek a német autópálya egy szakaszán, Saarland tartományban. A hibát egy közeli rádióadó jelei által okozott interferencia okozta. Bár a problémát itt kiküszöbölték, az eset óta számos bírósági tárgyaláson hivatkoztak már sofőrök arra, hogy a kocsi rendszereit EMI, azaz elektromágneses interferencia zavarta meg. Múlt hónapban a Toyota publikált egy kaliforniai mérnökök segítségével összeállított tanulmányt, amelyben kijelentik, hogy a kocsik valójában védettek az interferenciától a sok szenzor miatt.

Van azonban más veszélyforrás is a modern kocsik rendszereiben, többek között maga a rendkívül bonyolult szoftver. A Ford és a Toyota nemrégiben adott ki frissítéseket hibrid modelljeihez, amelyek a fékrendszer egyes hibáit voltak hivatva kiküszöbölni. Más gyártók is számos alkalommal kényszerültek többek között az automatikus továbbítórendszereket, a motorvezérlést és a légzsákokat vezérlő szoftverek hibáinak nyilvános foltozgatására. A probléma nem új, az ADAC, Európa legnagyobb autóklubjának egy 2005-ös vizsgálata szerint 2003-ban minden harmadik meghibásodott autónak elektronikai problémája volt, míg 1985-ben ez csak minden ötödik autóra volt igaz.

Krishnasami Rajagopalan, a Frost & Sullivan nemzetközi üzleti tanácsadócég elemzője szerint amíg az egyszerű számítógép-felhasználók a hasonló frissítéseket rutinszerűen kapják és fogadják el, a kocsik esetében ez már bonyolultabb ügy. Szerinte a gyártók a jövőben arra kényszerülhetnek, hogy a tulajdonosokat külön biztosítsák a szoftver működőképességéről és hogy az esetleges meghibásodások nem állíthatnak elő vészhelyzeteket.

A számítógépes kódok ellenőrzése azonban rendkívül bonyolult feladat, amit az is jól mutat, hogy múlt évben az ausztrál NICTA intézet és az Új-Dél-Wales-i Egyetem kutatói azt közölték, hogy képesek voltak matematikailag bebizonyítani 7500 sornyi általuk írt kód hibátlanságát. Azok a szoftverek viszont, amelyek a kocsik elektronikus rendszereit vezérlik, több százmillió sornyi kódból állnak.