Vóór eind jaren tachtig was autorijden mechanisch. Je drukte het pedaal in. Een kabel trok aan de gasklep. Er stroomde lucht het verdeelstuk in. Gas verbrand. Jij ging sneller. Eenvoudig. Direct. Als de kabel knapte, bleef het gaspedaal open en lag je dood in het water (of erger). Het was wreed, maar voorspelbaar.
Toen kwam drive-by-wire.
Tegenwoordig trekt het gaspedaal niet meer aan een kabel. Het zendt een elektrisch signaal uit. Je opent een klep niet met je voet. Je praat tegen een computer. Dit is elektronische gasbediening, of ETC. Het klinkt als overengineering, toch? Waarom repareren wat niet kapot is?
Het gaat niet alleen om complexiteit. Het gaat om precisie.
De verborgen voordelen van ETC
Mensen hebben een hekel aan complexiteit in auto’s. Ze vinden het geweldig als het hen tijd bespaart. ETC vermindert het onderhoud omdat het de fysieke koppeling wegneemt. Geen kabel om uit te rekken. Geen draaipunten die kunnen roesten. Geen plakkerige carburateursproeiers van vroeger. Het systeem vertrouwt op elektrische impulsen en niet op bewegende metalen onderdelen die tegen elkaar schuren. Dat betekent dat er minder dingen kapot gaan.
Maar er is een grotere reden voor de verschuiving: veiligheid en integratie.
Mechanische gashendels luisteren maar naar één ding: je rechtervoet. Elektronische systemen luisteren naar alles. De ECU (Electronic Control Unit) leest de wielsnelheid. Het controleert de tractie. Het bewaakt de remdruk. Er wordt gekeken naar de stuurhoek.
“Een elektronisch gaspedaalcontrolesysteem leest niet alleen de input van de voet van de bestuurder; het onderzoekt ook de input van doorslippende wielen… en helpt zo bestuurdersfouten te corrigeren.”
Als u in een bocht te laat het gas loslaat, kan de ECU de stroom uitschakelen voordat u uitvalt. Het is een failsafe. Dit is ook de reden waarom elektronische gasbediening essentieel is voor moderne cruisecontrol. Je kunt een cruisesysteem niet eenvoudig mechanisch aan een gaskabel koppelen. U kunt een computer echter wel vertellen dat hij een bepaalde spanning moet vasthouden.
De Toyota-terugroepactie en publieke angst
Toen kwam 2009.
Toyota had een enorme terugroepactie. Versnellingsproblemen. Pedalen blijven hangen. Auto’s die wegrennen. De media schilderden elektronische gasbediening af als een dodelijke valstrik. Chauffeurs stelden de voor de hand liggende vraag: als het elektronisch is, kan iemand het dan hacken? Kunnen signalen van buitenaf de ECU verstoren?
De angst was niet irrationeel. Als een systeem afhankelijk is van software en bedrading, heeft het toegangspunten.
Mechanische systemen zijn geïsoleerd. Je kunt een kabel niet hacken. Je kunt een signaal niet in een stalen staaf blokkeren. Maar draden vervoeren gegevens. Gegevens kunnen beschadigd raken.
Kunnen signalen van buitenaf interfereren?
Dit is de vraag die liefhebbers ‘s nachts wakker houdt.
Het systeem is ontworpen met redundantie. De ECU vergelijkt de pedaalpositiesensor met de gasklepstandsensor. Als ze niet overeenkomen, gaat de auto naar de ‘slappe modus’. Het beperkt de macht. Het zorgt ervoor dat je niet crasht.
Maar betekent dit dat het immuun is?
De meeste ingenieurs zeggen dat geen enkel systeem 100% hackbaar is. De kans dat een willekeurig signaal uw gaspedaal verstoort, is echter ongelooflijk laag. De ECU is afgeschermd. De signalen worden gecontroleerd. Als een pakket beschadigd is, wordt het verwijderd.
Toch heeft de controverse van 2009-2010 sporen nagelaten. Chauffeurs willen weten of hun auto een veilig vaartuig is of een verbonden apparaat dat wacht om te worden uitgebuit.
Het antwoord is niet eenvoudig. Maar het is geworteld in de manier waarop moderne auto’s gegevens verwerken. En dat brengt ons bij de volgende laag van het probleem.
Sommige automobilisten zweren dat hun auto op eigen kracht door het verkeer is gereden. Ze wijzen het elektronische gasbedieningssysteem als de boosdoener. Deskundigen en ingenieurs hebben deze angst onderkend. Ze zeggen dat elektromagnetische interferentie de oorzaak kan zijn.
Kan elektromagnetische interferentie ETC veroorzaken?
De theorie is eenvoudig. Interferentie van mobiele telefoons of elektriciteitsleidingen kan kortsluiting veroorzaken. Deze kortsluiting zou de elektronische gasbediening kunnen misleiden om de gasklep te openen. Het resultaat? Plotselinge, onbedoelde versnelling.
Professor David Gilbert van de Southern Illinois University maakte deze zaak openbaar. Hij verscheen op ABC News om het risico aan te tonen. Hij werkte aan een Toyota Avalon. Hij heeft de draden in het elektronische gasbedieningssysteem doorgeknipt en opnieuw aangesloten. De motor draaide. De auto versnelde zonder tussenkomst van de bestuurder. Er werd geremd. De golf zette zich voort.
Toyota en andere experts hebben hard teruggedrongen. Ze noemden het scenario van Gilbert gekunsteld. Het was onwaarschijnlijk dat dit in de echte wereld zou gebeuren. Bij normaal gebruik zijn er geen draden doorgeknipt. De meeste systemen zijn goed geïsoleerd tegen elektromagnetische interferentie. Kortsluitingen zijn zeldzaam.
Maar autofabrikanten negeren de mogelijkheid niet volledig. Ze hebben failsafes in het ontwerp ingebouwd.
Hoe ETC failsafe-modi werken
Complexe systemen hebben redundanties nodig. Elektronische gasbediening is daarop geen uitzondering. Het doel is om het systeem draaiende te houden of om een veilige afsluiting te garanderen.
De meeste systemen hebben een eerste verdedigingslinie. Bij het eerste teken van problemen gaat de gasklep dicht. De motor keert terug naar stationair. Als de motorregeleenheid een sensorprobleem detecteert, voorkomt deze dat de gasklep wordt geopend.
Redundantie is in de sensoren zelf ingebouwd. Elke sensorpositie gebruikt twee sensoren. Het systeem vergelijkt hun metingen. Als er één defect is, of als de twee sensoren verschillende waarden rapporteren, gaat het systeem uit van een fout. Het sluit het gaspedaal. De motor draait stationair.
De slimme gasklepmotor als poortwachter
Hoe zit het met stroompieken of kortsluitingen door interferentie van buitenaf? Het antwoord ligt in de slimme gasmotor. Dit onderdeel is de laatste poortwachter. Alle gassignalen moeten er doorheen gaan voordat de gasklep beweegt.
De slimme gasmotor is geprogrammeerd om geldige invoer te herkennen. Het reageert alleen op signalen van de motorregeleenheid. Als het spanning of signalen detecteert die niet afkomstig zijn van de ECM, wordt het uitgeschakeld. De motor stopt. Het schiet niet vooruit.
Als de elektromagnetische interferentie sterk genoeg is om het systeem te beïnvloeden, is het ontwerp de bedoeling om het systeem uit te schakelen. Geen versnelling.
Removerbruggingssystemen
Zijn elektronische gasbedieningssystemen probleemloos? Geen enkel systeem. Maar de failsafes zouden, als ze goed werken, onverwachte spanningspieken moeten voorkomen.
Het bewustzijn van de consument over onbedoelde versnelling heeft de zaken veranderd. Autofabrikanten voegen een nieuwe beschermingslaag toe. Ze installeren removerbruggingssystemen. Deze zijn al beschikbaar op auto’s van sommige Duitse fabrikanten.
De logica is eenvoudig. De input van de bestuurder heeft prioriteit. Als het systeem niet goed werkt en de gasklep vanzelf opengaat, wordt de gasklep gesloten door op de rem te trappen. De override treedt in werking. De auto vertraagt.
Elektronische gasbediening is slechts een stukje van de puzzel. Onder de motorkap bevinden zich nog veel meer elektronische componenten.
De gevolgen van de Unflooring-hoorzittingen
Het stof was nog maar nauwelijks neergedaald op de hoorzittingen van het Congres toen de echte oorlog zich online verplaatste. De reputatie van Toyota bloedde weg en ze probeerden het gat te dichten met een enorme datadump. Ze noemden het een ‘alomvattende analyse’. Critici noemden het een afbuiging.
De kern van Toyota’s verdediging berustte op één enkel kwetsbaar uitgangspunt: het “elektronische gasbedieningssysteem” was niet de schuldige.
“De alomvattende analyse roept zorgen op over de getuigenissen van het Congres van Gilbert”, verklaarde Toyota in hun persbericht, waarbij de getuigen-deskundigen die onder ede hadden getuigd, werden afgewezen.
Brian Ross van ABC News had zojuist een fragment uitgezonden waarin een plotselinge acceleratie in een Camry werd getoond. Het was visceraal. Het was angstaanjagend. Het antwoord van Toyota was om de geloofwaardigheid van de experts aan te klagen, en niet de mechanica van de auto. Ze voerden aan dat de tests ‘onrealistisch’ waren.
Het elektronicadebat laait op
Brad Bergholdt van McClatchy-Tribune verdiepte zich eerder dat jaar in de moeren en bouten van elektronische gasbediening. De technologie is nauwkeurig. Het is ingewikkeld. Maar is het kwetsbaar?
Jayne O’Donnell van USA Today stelde de vraag die iedereen fluisterde: Kan elektronica op hol geslagen auto’s veroorzaken?
Het antwoord stond niet in een leerboek. Het zat in de bedrading. Elektromagnetische interferentie (EMI) was de geest in de machine. Toyota hield op 23 februari 2010 een presentatie, waarin hun EMI-tests werden beschreven. Anita Lienert coverde het voor InsideLine. Toyota stond erop dat hun systemen waren afgeschermd. Ze hielden vol dat de sensoren overbodig waren.
Maar redundantie helpt niet als de aarddraad defect is.
Pico Technology bood een kijkje in de signaalpaden. Elektronische gasbediening is afhankelijk van nauwkeurige spanningsmetingen. Een piek in het geluid kan de motorregeleenheid doen denken dat de bestuurder het pedaal intrapt. De computer kent het verschil niet tussen intentie en interferentie.
Deskundigen botsen over ‘plotselinge versnelling’
Dit was het tijdperk van onderzoeken met een plotselinge versnelling. De term zelf was een slagveld.
Toyota ontkende het probleem niet alleen; ze vielen de methodologie van de onderzoekers aan. Joseph Rhee, die namens Toyota sprak, noemde het onderzoek van auto-experts ‘onrealistisch’. De Associated Press meldde dat Toyota critici betwistte die wezen op problemen met de elektronische gasklepbediening.
Ze wilden dat de schuld op de vloermatten zou vallen. Het was een makkelijk verhaal. Het was een helder verhaal. Het was niet nodig om 8 miljoen auto’s terug te roepen.
Ken Thomas en Stephen Manning maakten melding van de botsing. Toyota versus de critici. Het was geen discussie. Het was een belegering.
De menselijke kosten van de ontkenning
Achter de persberichten en het technische jargon over elektronische gasbediening ging een groeiende lijst van ongelukken schuil. De ‘doodbestendige’ vraag uit de eerdere artikelen was niet meer academisch. Het gebeurde op opritten. Op snelwegen.
De crashtestvideo’s die online circuleerden, lieten het geweld zien van een auto die accelereert terwijl dat niet zou moeten. De lasersnelheidskanonnen registreerden snelheden die de input van de bestuurder tartten.
Het standpunt van Toyota was rigide. De auto was veilig. De elektronica was robuust.
Maar naarmate de bronnen zich opstapelen – het ABC News-segment, het USA Today-onderzoek, de gegevens van Pico Technology – wordt het beeld wazig. Is het een softwarefout? Is het EMI? Is het een fysieke fout in het pedaalmechanisme?
De hier genoemde bronnen uit 2010 bieden geen definitief antwoord. Ze bieden een momentopname van een bedrijf dat vecht om te overleven. Ze tonen de spanning tussen technische realiteit en publieke perceptie.
De elektronische gasbediening -systemen bleven in auto’s. De terugroepacties vonden plaats. De rechtszaken bleven hangen.
En de vraag of a
