Контроль круиза

На проходившей недавно в Детройте компьютерно-автомобильной конференции Microsoft Global Automotive Summit участникам довелось услышать совместное выступление интересного дуэта из двух Биллов — не нуждающегося в представлениях Б. Гейтса и Б. Форда-младшего, председателя и генерального директора корпорации Ford Motor.

На проходившей недавно в Детройте компьютерно-автомобильной конференции Microsoft Global Automotive Summit участникам довелось услышать совместное выступление интересного дуэта из двух Биллов — не нуждающегося в представлениях Б. Гейтса и Б. Форда-младшего, председателя и генерального директора корпорации Ford Motor. Из обращенных в будущее речей столь важных и влиятельных персон аудитория узнала, что недалек тот день, когда компьютерные технологии и продвинутое программное обеспечение позволят машинам не только самостоятельно себя ремонтировать, но и вообще избегать дорожных аварий. А чуть ли не главными параметрами в конкурентной борьбе автомобильных концернов за покупателя станут не собственно транспортные качества машин, а наличие у них экранов высокого разрешения, технологии распознавания речевых команд, встроенных видеокамер, цифровых календарей и развитого навигационного оборудования с доскональным знанием местности и дорожных условий. Короче говоря, по мнению докладчиков, именно компьютерные технологии станут ключом к успеху в автомобилестроении недалекого будущего.

Что ожидает нас в грядущем, никто пока, естественно, не знает. Но зато уже известно, как может выглядеть ситуация с чрезмерным перекладыванием функций управления машиной на компьютерную автоматику (это второй сюжет «для затравки»). В мае 2003 года министр финансов Таиланда Сучарт Яовисидха (Suchart Jaovisidha) ехал на деловую встречу в роскошном правительственном BMW, когда на одной из улиц Бангкока в машине произошел сбой бортового программного обеспечения. В результате мотор заглох, двери оказались заперты, сервоприводы оконных стекол заблокированы, а кондиционер в салоне выключился. Лишь благодаря тому, что швейцар у дверей ближайшего отеля проявил бдительность, понял ситуацию и, сбегав за кувалдой, после нескольких неудачных попыток все-таки сумел разбить стекло машины, министр и его шофер едва не задохнулись в чересчур умном, но норовистом лимузине.

Количество всевозможных компьютерных устройств на борту современных дорогих автомобилей сегодня уже переваливает за сотню. Интеллектуальные микроконтроллеры и процессоры управляют самыми разными сервисами — от критически важных, вроде тормозов и сцепления, до вспомогательных, таких как навигационная система и цифровые развлечения. В определенном смысле можно говорить, что давно обуревающая конструкторов идея о «всепроникающем компьютинге», незаметно для глаза охватывающем все стороны жизни человека, в своем реальном и наиболее завершенном виде находит воплощение именно в автомобилях. Но одна из серьезнейших проблем здесь в том, что автоиндустрия не очень сильна в деле интеграции программного обеспечения от множества разных разработчиков. Именно поэтому пользователям современных автомобилей с продвинутой автоматикой на собственном опыте приходится испытывать, к сколь серьезным последствиям приводят поспешные шаги по сведению в единую систему множества узлов, влияющих друг на друга не очень понятным пока образом.

Ярчайший тому пример — история с тайским министром, когда далеко не самые критичные элементы автоматики (замки, окна, кондиционер) в совокупности создают угрозу для жизни водителя и пассажиров. Да и других примеров хватает. Наибольший резонанс на сегодняшний день получили, пожалуй, истории с системами круиз-контроля.

Круиз-контроль (в народе нередко именуемый автопилотом) служит для автоматического поддержания постоянной скорости на трассе и в простейшем виде используется в автомобилях уже не первое десятилетие. Но если прежде это был дополнительный, «навесной» атрибут в дорогих машинах, то с некоторых пор круиз-контроль стал обычной подсистемой, встраиваемой уже на этапе конвейерной сборки. Понятно, что по самой природе своей круиз-контроль является системой, отказы которой критичны с точки зрения безопасности вождения. И степень этой критичности возросла многократно с тех пор, как автопилот встроили в систему бортовой компьютерной электроники.

Вот одна из хорошо задокументированных историй. В начале 2004 года американка Энджел Экк (Angel Eck), ранним утром ведя свой Pontiac Sunfire по пустынной автомагистрали в направлении к Денверу и воспользовавшись круиз-контролем, неожиданно обнаружила, что не может сбросить высокую скорость машины ни нажатием на тормоза, ни переводом рычага сцепления в нейтральное положение, ни выключением зажигания. В отличие от перенаселенной Европы, безлюдные регионы США, как и в России, часто не накрыты сетями сотовой связи, но, в конце концов, мобильник Экк заработал, и она смогла дозвониться знакомому механику. Ни один из его советов, правда, не помог укротить автомобиль, несшийся со скоростью 130 км/час, зато находившийся рядом с механиком коллега связался со службой спасения 911. Предупрежденная полиция расчистила автостраду на подъезде к Денверу и разогнала по параллельной полосе одну из своих тяжелых патрульных машин, которая затем пристроилась перед «Понтиаком» и начала понемногу притормаживать. После небольшого удара машины вошли в контакт, и в конце концов автомобиль Экк все-таки удалось остановить.

Когда об этом случае сообщили средства массовой информации, многие люди, обладающие познаниями в устройстве автомобиля и компьютерных технологиях, выразили сомнение относительно того, что подобное вообще возможно. Как-то не верилось в столь экзотический сбой электроники, который одновременно затронул бы зажигание, трансмиссию и обе тормозные системы, включая стояночный тормоз — уж он-то вообще механический и никак не связан с остальными системами машины. В общем, были сильные подозрения, что то ли это журналисты-фантазеры насочиняли, то ли двадцатилетняя девица Энджел Экк решила таким образом прославиться и просто инсценировала произошедшее…

Но вот в одном из сетевых форумов, посвященных компьютерным рискам и безопасности, специалист, профессионально занимавшийся высокоскоростными тестированиями машин для одной из трех крупнейших корпораций автоиндустрии США, рассказал следующее. Он вел машину по автостраде, когда в режиме круиз-контроля с ним произошла очень похожая история. Опыта вождения у этого человека было гораздо больше, чем у Экк, так что он, дождавшись свободного и прямого участка трассы, вывел машину на осевую и вынул ключ зажигания из замка. В таких условиях рулевое колесо механически блокируется, но и цепь зажигания принудительно размыкается, поэтому машина понемногу остановилась.

Исследование отказавшей техники показало, что виной всему стал развалившийся пластмассовый датчик частоты вращения в трансмиссии. Из-за его кончины бортовой компьютер посчитал, что машина замедляется, и «поддал газу». В современных машинах педаль газа не связана напрямую тросиком с заслонкой дросселя, а подает сигналы электронной системе впрыска топлива. Вдобавок автопилот не понял, что произошло, вошел в ступор и перестал реагировать на команды водителя. В обычном режиме круиз-контроля нажатие на педаль тормоза или газа аналогично команде Reset и отключает автоматическое управление скоростью. Однако в данном случае из-за глюка в программе компьютер перестал реагировать на нажатие педалей, поскольку считал, что машина уже остановлена. Выражаясь компьютерным языком, в этой ситуации требовалось отключение электричества и полная аппаратная перезагрузка, тогда как автоматика допускала лишь горячую программную перезагрузку системы.

Известно, что после этого инцидента от дешевых пластмассовых деталей в трансмиссии пришлось отказаться и вернуться к более прочным металлическим, однако удалось ли отыскать и исправить все глюки в программном обеспечении бортового компьютера так и не названной испытателем фирмы — знать не может никто. Хотя бы потому, что версии программного обеспечения обновляются ежегодно и по много раз.

Истории об отказах круиз-контроля, попавшие в прессу, свидетельствуют о том, что трудности с обеспечением надежности этой весьма критичной системы испытывают многие известные фирмы автоиндустрии — Ford, Renault, General Motors и другие. Самую, наверное, экзотическую форму эти проблемы приобрели у «Форда», где сразу несколько моделей — чаще всего F-150, Ford Expedition и Lincoln Navigator — системы круиз-контроля не столько бунтуют на дороге, сколько возгораются после остановки, когда водитель выключает двигатель. Федеральные власти даже проводили специальное расследование, которое вроде бы нашло причины самовозгорания моторов, а компания Ford отозвала рискованные модели для исправления предполагаемого дефекта в уже проданных машинах. Но, увы, случаи самовозгорания не прекратились и после этого.

На разнообразные программно-аппаратные глюки сегодня приходится примерно треть всех сдаваемых в ремонт современных машин. Причем глюки эти дают о себе знать в первую очередь в дорогих автомобилях повышенной комфортности, где число компьютеров исчисляется десятками, а программное обеспечение установлено самое новейшее (а потому, ясное дело, наименее протестированное). Как естественное тому следствие — возросшее количество отзывов машин для внесения доработок в автоматику.

Так, весной 2004 года компании Mercedes-Benz пришлось прибегнуть к крупнейшему в своей истории отзыву уже проданных автомобилей из-за проблем с расхваленной тормозной системой Sensotronic, которая вычисляет оптимальное тормозное усилие для каждого колеса отдельно. В общей сложности пришлось отозвать для доработки около 680 тысяч машин. Правда, о несчастных случаях по вине Sensotronic в прессе ничего не сообщалось.

Аналогичным образом компании Jaguar пришлось отозвать почти 68 тысяч машин в апреле 2004 года, после того как в электронном модуле управления был обнаружен дефект, вызывающий самопроизвольное переключение коробки передач в режим заднего хода.

На веб-сайтах автолюбителей, в частности AutoSpies.com, где регулярно публикуются впечатления и отчеты владельцев напичканных электроникой машин, в изобилии можно встретить жалобы на капризы техники. Например, много нареканий вызвали BMW 7-й серии, оборудованные интегрированной бортовой компьютерной системой iDrive под управлением Windows CE. В 2003 году изготовителю пришлось отозвать 15 тысяч таких «семерок».

Подобные истории происходят практически со всеми автостроителями, особенно в первых поколениях компьютеризированных моделей, когда новая электроника еще не успела пройти полной и всесторонней отладки. При этом, во избежание негативных откликов в прессе, производители нередко принуждают владельцев машин подписывать документ о неразглашении — как одно из условий бесплатного гарантийного ремонта и обслуживания машины.

По этой причине широкая публика зачастую понятия не имеет, где в том или ином автомобиле работой подсистем управляет процессор, а где обычная механика. Яркий пример — система ручного/стояночного тормоза, которую по традиции принято считать чисто механической. Однако, скажем, у Renault Scenic 2004 года стояночный тормоз контролирует компьютерная система, причем та же самая, которая управляет зажиганием. (Похоже, в Европе чаще всего круиз-контроль сбоит в машинах Renault. Недавно фирма даже сочла необходимым защитить свою репутацию в суде, призвав к ответу за клевету водителей, обвиняющих в нарушении правил вождения автоматику машины, см. «КТ» #586.)

Когда в Renault Scenic 2004 года из слота вынимаешь «карту зажигания», то стояночный тормоз включается автоматически. Кроме того, имеется также кнопка слева/ниже рулевого колеса, которая посылает команду включить паркинг, но делается это с некоторой задержкой, порядка полусекунды. Благодаря электронике любопытно действует и механизм снятия машины со стояночного тормоза. Этот тормоз выключается автоматически, когда машина трогается с места. На первый взгляд, такое решение очень удобно, но подобное удобство может стать очень серьезной проблемой в определенных условиях на крутых склонах, да еще при скользкой дороге.

Именно в такую ситуацию попал один из водителей Renault Scenic, взявший ее напрокат, будучи в заснеженных Альпах. На одном из подъемов вдоль края обрыва машина уперлась в засыпанный снегом участок дороги, и единственное, что оставалось, — развернуться и ехать обратно. На узкой дороге это можно сделать лишь одним способом — аккуратно сдать назад с поворотом на 90°, а затем завершить маневр, еще раз повернув вперед на 90°. Когда все это делается на склоне горы, главное — аккуратно работать с педалью сцепления и в нужный момент отпускать ручной тормоз, иначе лед под колесами и гравитация утянут машину в пропасть. Однако когда ручным тормозом управляет компьютер и высвобождает его только вместе с началом движения, проделать этот хитроумный маневр становится очень сложно и чрезвычайно опасно, поскольку переход на «ручное управление» в конструкции не предусмотрен.

Понятно, что на этапе разработки конструкторы автомобильной автоматики не могут предусмотреть все мыслимые режимы эксплуатации техники, включая описанный выше экстремальный. Но понятно и то, что изобилие автомобильной электроники должно сопровождаться грамотной бортовой системой диагностики, регистририрующей все сбои и неполадки техники. Увы, поскольку важнейший фактор в конкурентной борьбе — снижение себестоимости товара, повсеместного внедрения не менее сложной системы самодиагностики ожидать не приходится. А потому в качестве более эффективного способа устранения неполадок следует считать такой пример из жизни.

Жарким летним днем прошлого года минивэн Dodge американской семьи Миллзов выдал любопытный фортель — после часа езды машина начала поджаривать детей, сидящих на заднем сиденье. Родителей на передних креслах овевала прохлада кондиционера, а вот в задней части салона вовсю раскочегарилась печка, причем ни в какую не желая выключаться. Три посещения авторемонтных мастерских, изнуряющее ожидание в очередях и замена разных механических деталей системы так и не решили проблему с печкой. Но владелец «Доджа» Натан Миллз, специалист по компьютерным сетям в IBM, оказался на редкость въедливым и упорным. В конце концов, он просто выкатил свой минивэн на дорогу и колесил на нем до тех пор, пока печка опять не включилась. Тогда Миллз поспешил в мастерскую, чтобы механики выловили ошибку автоматики по горячим в буквальном смысле следам. В такой ситуации мастерам понадобилось не больше двух минут, чтобы подсоединить диагностический прибор и найти причину сбоя. Как часто бывает, причиной оказалась некорректная работа программы в случае отказа сенсора, на сей раз температурного датчика…

Интересно, что несмотря на непрекращающиеся стоны и причитания автолюбителей в веб-форумах по поводу глюков электроники, тотальная компьютеризация автомобилей вовсе не вызывает массового неприятия. Напротив, большинству людей очень даже нравится многократно возросшая комфортабельность машин, пусть иногда и взбрыкивающих. Ну а дорожная полиция тем временем, говорят, оттачивает методы отлова и остановки взбесившихся самодвижущихся компьютеров, вышедших из-под контроля водителей. Потому что случаев таких не становится меньше. Пока, скорее, даже наоборот.