Criteriul principal în alegerea unei maşini, pentru cei mai mulţi dintre noi, este siguranţa în cazul producerii unui accident rutier. Această siguranță este oferită de sisteme complexe care au funcționalități extrem de interesante. În următoarele rânduri, vă voi prezenta componența unui astfel de sistem, care sunt criteriile de siguranţă pe care trebuie să le îndeplinească şi cum este el controlat din punct de vedere software.
Sistemele de siguranţă ale maşinii sunt împărţite în două categorii: pasive şi active. Cele pasive ne oferă siguranţă în momentul producerii unui accident (airbaguri, centuri de siguranţă etc.), iar cele active acţionează în momentul în care detectează un pericol iminent (frânare automată, accelerare, schimbarea direcţiei de mers).
Centurile de siguranță și airbagurile au o importanță ridicată datorită eficienței lor dovedite, așadar pentru a se asigura funcționarea lor optimă, acestea trebuie să respecte normele de siguranţă aflate pe piaţă. Ele pot fi standard (Funcţional Safety definite în ISO26262), însă foarte multe diferă în funcție de regiunile în care vor fi folosite mașinile: EURO NCAP (norme aplicate în Europa), C-NCAP (norme aplicate în China) și altele.
Pentru a controla componentele unui sistem de siguranță, există un Electronic Control Unit specializat pentru acest lucru. În continuare, voi descrie modul în care funcţionează acest ECU şi care sunt paşii preliminari momentului în care airbagurile sunt declanșate, conform diagramei de mai jos.
Nucleul pe baza căruia este construită arhitectura acestui ECU este reprezentat de așa numiții "Crash Algorithms". Aceștia sunt dezvoltați pentru a putea fi adaptați cerințelor clientului, respectiv numărului de senzori și airbaguri din mașină.
Algoritmii decid nivelul de severitate al unui impact. Ei sunt împărţiţi în funcţie de tipul de coliziune: frontal, lateral, rostogolire, din spate, multi - coliziune. Algoritmii sunt dezvoltaţi, simulați și testați folosind software specializat (ex. Matlab). Principiul după care funcționează este următorul: semnalul primit de la senzori este comparat la fiecare 5ms cu un semnal de referință. În funcție de diferențele dintre cele două semnale se decide severitatea impactului, respectiv, necesitatea declanșării airbagurilor.
Semnalele de intrare sunt primite de la senzori de acceleraţie, de presiune sau de unghi, montați în diverse locuri în mașină. Aceștia sunt bazați preponderent pe tehnologie MEMS (micro-electromechanical system). Motivul pentru care a fost aleasă această tehnologie este fiabilitatea și precizia acestor sisteme electro-mecanice miniaturizate.
Sursa: https://www.infineon.com/cms/en/applications/automotive/chassis-safety-and-adas/airbag-system/
Pentru a ne asigura că ECU funcţionează în parametri normali, se rulează teste de autoverificare a tuturor componentelor doar în momentele în care nu se petrece nimic notabil în maşină, iar semnalele nu depăşesc limitele. Sunt implementate măsuri de securitate suplimentare pentru a asigura integritatea deciziilor luate de algoritmi și a îndeplini condițiile impuse de standardele ASIL. Un exemplu îl poate constitui un microcontroler suplimentar care asigură redundanța operațiunilor executate de microcontrolerul principal.
Menţionam în primele rânduri că centura de siguranţă este una dintre componentele esențiale ale sistemului pasiv de siguranţă, aşadar şi acesteia i se impune un control prin acest ECU. Pentru o eficienţă maximă, în cazul unui impact, este ideal ca pasagerul să fie lipit cu spatele de scaunul maşinii. În acest sens, de fiecare dată când se detectează o dinamică neobişnuită a vehiculului, se activează un sistem care pretensionează centurile de siguranță pentru a facilita poziţia corectă.
În imaginea alăturată puteți vedea arhitectura unui astfel de microcontroler precum și componentele principale
În concluzie, sistemele de siguranță sunt create pentru a ne ajuta, însă cel mai important este să conducem preventiv.
de Daniel Tatar
de Ovidiu Mățan
de Diana Oniga
de Mihai Talpoș
