Alcuni modelli di autovetture
prodotte dalla GM nel 1974 munite di airbag anteriori, incorporavano un sensore
elettromeccanico, un circuito diagnostico per monitorare il circuito di
controllo dell'airbag, ed un pannello con una spia per segnalare malfunzionamenti del sistema. Nel 1990 la GM ha introdotto il DERM (Diagnostic
and Energy Reserve Module) un sistema più complesso con l’ulteriore capacità di
registrare ogni malfunzionamento del sistema airbag.
Nel 1994 gli interruttori multipli
elettromeccanici precedentemente usati, sono stati sostituiti da un
accelerometro analogico e da un computer integrato in un Sensing & Diagnostic
Module (SDM). Il modulo SDM calcola e registra la variazione della velocità
longitudinale del veicolo (Dv)
durante l’impatto. Questo ha
consentito agli ingegneri della GM di ottenere dati sulle performance del
sistema in un evento di azionamento o in un impatto ma senza azionamento (c.d.
evento di quasi azionamento).
La
capacità di registrare i dati di pre impatto ha avuto origine con alcuni modelli
prodotti dalla GM a partire dal 1999. Il modulo SDM
installato su tali modelli, ha l'ulteriore capacità di registrare la velocità
del veicolo, il numero di giri del motore, la posizione del cambio, lo
stato dei freni, a partire da cinque secondi precedenti l'evento di azionamento
o di quasi azionamento.
Funzionamento del Recording
Crash Event Data
L'attivazione dell'airbag viene decisa da un algoritmo, tipicamente
entro 15-50 msec dall’impatto. I criteri di azionamento si basano su varie
calibrazioni di dati registrati nel modulo SDM, che riflettono la risposta del
particolare modello di autovettura a una varietà di condizioni di impatto.
L'algoritmo si attiva se e quando per due volte consecutive la decelerazione
longitudinale rilevata da un accelerometro, eccede circa 2 g. Il modulo SDM calcola la
variazione di velocità integrando la media dell'accelerazione longitudinale che
viene saggiata ogni 312-microsecondi, quindi registra i dati nella RAM ogni 10
msec.
La figura seguente mostra il valore della Dv per un tipico urto moderato - alto; la
curva è tracciata attraverso i punti che corrispondono alle rilevazioni
registrate ogni 10 msec.
Dv/tempo
Altri sensori forniscono
informazioni sullo stato delle cinture di sicurezza del
conducente, velocità del veicolo, numero di giri del
motore, stato dei freni, e posizione del cambio. Se cè un
azionamento dellairbag o un evento di quasi azionamento,
gli ultimi cinque secondi di dati immediatamente precedenti
l'abilitazione dell'algoritmo sono registrati in un modulo di memoria chiamato EEPROM. Tutti i dati
registrati possono essere
recuperati usando un PC equipaggiato con un software appropriato.
La figura seguente mostra come si presentano i dati quando
vengono scaricati.
Dati di pre
impatto/tempo
Il modulo SDM "legge" ogni
secondo i valori dei dati più recenti e li registra in
un buffer (RAM) che è costantemente aggiornato e
trattiene soltanto i dati più recenti degli ultimi cinque
secondi. Quando l'algoritmo si attiva
dopo limpatto, l'aggiornamento del buffer è
sospeso. Trascorsi 150 msec dall'attivazione dell'algoritmo, i
dati immagazzinati nella RAM sono trasferiti nell'EEPROM.
Occorrono circa 0,7 secondi per registrare permanentemente tutte
le informazioni. Una volta che un evento di azionamento è
registrato nellEEPROM, i dati non possono essere cancellati
né alterati.
Gli eventi di quasi azionamento sono trattati in modo
differente. I dati registrati sono in gran parte
simili, ma i criteri usati per determinare se un evento è
registrato nellEEPROM è basato soltanto sulla massima
variazione di velocità osservata durante levento. Se la
variazione di velocità massima è maggiore delle variazioni
registrate in precedenza, il nuovo evento di quasi azionamento
viene registrato con i relativi dati. L'evento di
quasi azionamento registrato, viene cancellato dalla memoria dopo 250 cicli o
mediamente dopo 60 giorni.
Accuratezza dei dati
Ci sono tre principali sorgenti di errore nella stima della
Dv. Il primo
dipende dai componenti del modulo SDM. Laccelerometro ed il convertitore
analogico digitale (ADC) contribuiscono in larga parte a
determinare lerrore totale del sistema. L'accuratezza
dell'accelerometro è circa l'8% della scala totale, che in una scala massima di
56 mph (90 Km/h) comporta
un errore nella Dv di + 4.5 mph
(7 Km/h).
In un periodo di registrazione di 150 msec, l'ADC contribuisce ad un errore massimo of + 0.8
mph (1,3 Km/h). Il secondo errore è dovuto al sistema di registrazione
informatico per rappresentare la Dv;
in una scala di
56 mph (90 Km/h) l'errore può essere + 0.438 mph (0,7 Km/h). Il terzo sorgente di errore,
infine, relativo
soltanto ai modelli prodotti a partire dal 1999, deriva dal sensore di rilevazione dell'urto. L'algoritmo
applica continuamente 1 g di deviazione
all'accelerazione nella opposta direzione a quella rilevata negli impatti frontali. Questa deviazione previene inavvertiti
impieghi dellairbag che possono risultare da un accumulo di Dv quando si percorrono strade
sconnesse, ma
contribuisce ad una sottostima di 3.3 mph (5,3 Km/h) per ogni 150 msec. La
GM è in procinto di aggiornare il suo software per eliminare
questi errori. Nel frattempo, i sistemi di downloading
utilizzano un software per compensare queste deviazioni. Nel peggiore dei casi, lerrore
totale nella Dv è di 5,7 mph (4,5 + 0,8 + 0,4) per una scala
di 56 mph, (pari a circa 9 Km/h su una scala di 90 Km/h).
Attualmente, uno dei principali modi per determinare la severità di una
collisione è la variazione di velocità (Dv).
Gli algoritmi degli attuali software si basano sui parametri ricavati dai crash
test per stimare la variazione di velocità. Questo metodo spesso non riflette
l’impatto reale. I data recorder possono quantificare accuratamente la
variazione di velocità.
La foto
mostra una Chevrolet Malibu scontratasi contro un autocarro fermo. La
Dv
quantificata con uno dei comuni software è stata di 23 mph (37 Km/h). Il Tecnico
Ricostruttore ha notato che queste stima appariva troppo bassa. Ed infatti, una
successiva lettura del Data Recovery System ha indicato una
Dv di
circa 50 mph (80 Km/h).
La
Vetronix Corporation di Santa Barbara, California, ha sviluppato un software per
il download dei dati registrati nel data recorder, con un comune computer
portatile.
massimo esperide
Bibliografia
Recording automotive crash data event
- Augustus "Chip" Chidester, National Highway Traffic
Safety Administration; John Hinch, National
Highway Traffic Safety Administration; Thomas C. Mercer, General Motors
Corporation; Keith S. Schultz, General Motors
Corporation.
Automotive black box data recovery system -
Dr. Don Gilman
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