Magistrala danych typu Ethernet nie była dotychczas stosowana w samochodach. Gdy się pojawiła, jej znaczenie szybko rosło.
Magistrala danych typu Ethernet jest znana od ponad 20 lat. To, że nie była wykorzystywana w technice samochodowej wynikało z następujących ograniczeń:
• nie spełniała wymogów producentów samochodów w zakresie odporności na zakłócenia elektromagnetyczne, tzw. EMI (Electromagnetic Interference). Oznacza to, że zewnętrzne, zmienne pola magnetyczne, mogły zakłócać przesył danych, powodując ich przekłamywanie;
• magistrala ta, przesyłająca dane z prędkością 100 Mb/s, jest również źródłem zakłóceń elektromagnetycznych. Sama jest więc na nie podatna, ale również je emituje. Może to zakłócać przesył sygnałów pomiędzy innymi elementami układów samochodu, a w konsekwencji powodować ich nieprawidłową pracę;
• nie ma możliwości synchronizacji czasu pomiędzy urządzeniami, które wysyłają jednocześnie dane do sieci. Wiele urządzeń wysyła je więc równolegle.
Pierwszym zastosowaniem Ethernetu, o typowym standardzie, oznaczonym jako 100Base-Tx, było wykorzystanie go do aktualizacji oprogramowania sprzętowego samochodowych sterowników połączonych siecią wymiany danych. Połączenie pomiędzy zewnętrznym testerem diagnostycznym lub komputerem (a potem dalej, za pośrednictwem internetu, z zewnętrznym serwerem), odbywało się za pośrednictwem złącza typu RJ45. Ze względu na niewielką odporność magistrali danych typu Ethernet na zakłócenia elektromagnetyczne, możliwa była również diagnostyka, ale tylko w warunkach stacjonarnych. Takie rozwiązania stosowały np. firmy BMW i Hyundai.
Możliwości techniczne magistrali danych typu Ethernet były jednak kuszące dla inżynierów. Według firm Broadcom i Bosch było to:
• połączenie wszystkich urządzeń (węzłów) magistrali danych typu Ethernet z wykorzystaniem tzw. skrętki przewodów;
• zastosowanie małych i kompaktowych złącz, które umożliwi obniżenie kosztu połączeń magistrali do 80%, a redukcję jej masy do 30%.
Magistrale typu Ethernet będą niebawem niezbędne, z powodu wprowadzania do samochodów nowych rozwiązań technicznych. Poznajmy je.
Układy asystujące kierowcy – są to systemy, które pomagają kierowcy bezpiecznie prowadzić samochód. Przykładem jest system kamer umożliwiający obserwację przestrzeni wokół samochodu.
Połączenie sieciowe z samochodami – ta funkcja, określana w języku angielskim jako „connected cars”, umożliwia połączenie pomiędzy siecią wymiany danych samochodu, a np. zewnętrznymi serwerami. Połączenie to może być realizowane za pośrednictwem sieci telefonii komórkowej lub sieci Wi-Fi. Może być wykorzystywane do:
• przesyłania informacji o ruchu drogowym w czasie rzeczywistym;
• łączności;
• transmisji video;
• zdalnej diagnostyki samochodu;
• uaktualnienia oprogramowania sprzętowego sterowników samochodu.
Taką usługę „łączności”, pod nazwą OnStar, oferuje w nowych modelach samochodów firma Opel. Wkrótce podobne usługi zaproponują usługodawcy niezależni od producentów samochodów.
Komunikacja pomiędzy samochodami – ta funkcja, określana w języku angielskim jako „vehicle to vehicle communications”, jest oznaczana skrótem V2V. Umożliwia wymianę informacji pomiędzy samochodami. Dzięki niej jeden samochód zdobywa wiedzę o tym: gdzie się znajdują inne pojazdy, co robią i jakie jest ich położenie względem różnych obiektów. Według amerykańskiej agencji bezpieczeństwa ruchu drogowego (National Highway Traffic Safety Administration, w skrócie NHTSA), takie współdziałanie pomiędzy samochodami umożliwi uniknięcie ok. 79% potencjalnych kolizji.
Rzeczywistość rozszerzona – pod tą nazwą – tłumaczenie angielskiego określenia „augmented reality” – kryje się system, który umożliwia łączenie dwóch światów - rzeczywistego ze światem generowanym komputerowo. Dzięki tej technologii, kierowca może w nietypowy sposób obserwować obiekty na drodze. Gdy będzie się patrzył w kierunku jednego z nich, na szybie przedniej zostanie wyświetlona informacja o odległości do niego. Zmieniając odległość, na którą „patrzy” system (analogicznie jak ogniskową w aparacie fotograficznym), może oglądać obiekty położone w większej odległości. Jeśli wystąpi niebezpieczna sytuacja, kierowca otrzyma graficzną informację, np. w formie strzałki, jaką drogę przejazdu wybrać, aby uniknąć niebezpieczeństwa.
Samochód autonomiczny – nazwa angielska takiego samochodu, to „self-driving vehicle” lub „autonomous vehicle”. To samochód, który jeździ bez udziału kierowcy. Wówczas rola tzw. kierowcy, ogranicza się głównie do wyboru celu podróży – potem będzie on już w zasadzie pasażerem.
Radary, lidary oraz kamery, w które jest wyposażony samochód, monitorują sytuację na drodze. Program, na podstawie analizy, prowadzi samochód do wyznaczonego celu. Setki tysięcy kilometrów jazd testowych takich samochodów wykazały, że te systemy podejmują decyzje dotyczące prowadzenia samochodu szybciej niż człowiek, popełniając jednocześnie znacznie mniej błędów.
Niektóre marki oferują już samochody autonomiczne lub częściowo autonomiczne. Przykładowo te quasi autonomiczne przejmują prowadzenie samochodu tylko wówczas, gdy systemy kontrolne stwierdzą, że prawdopodobnie kierowca nie prowadzi samochodu, bo np. zasłabł. To trwa jednak tylko przez określony czas. Samochód podejmuje próby zwrócenia kierowcy uwagi, że nie prowadzi on samochodu. Jeśli nie reaguje, następuje automatyczne hamowanie samochodu.
Samo pojęcie autonomiczności jest niedookreślone. Przykładowo autopilota Tesli, prekursorce tej kategorii samochodów, producent określa jedynie jako wspomagający kierowcę, a nie całkowicie go zastępujący. W instrukcji obsługi samochodu jest napisane, że „od kierowcy wymaga się, by kontrolował wzrokiem drogę, a ręce trzymał na kierownicy”. Opinię o „autonomiczności” Tesli pogarsza seria wypadków, w śmiertelnych.
Na drodze do wykorzystywania pojazdów autonomicznych stoją obecne przepisy prawne. Ciągle kwestią do rozstrzygnięcia jest, np. odpowiedzialność za wypadki.

Stefan Myszkowski
Pełny artykuł przeczytaja Państwo w wydnaiu nr 7/2018 Auto Moto Serwisu