Mottagare Ärende Skyltfonden, Vägverket EK 50 A 2007:5786 1/1 1. Sammanfattning Volkswagen har tillsammans med vald underleverantör, Protego Car AB, vidareutvecklat installationsprototyper för olika bilmodeller. Vi har också undersökt möjligheten att testa teknologi baserad på gassensor 1 för att få längre kalibreringsintervall och minimera risker för manipulation av alkolås. Resultatet av projektet är nu färdigställt och det finns nu en prototyp för installationskoppling för alkolås, vilken kan användas av flera olika bilmärken. Testerna av gassensorn 1 visar på längre kalibreringsintervall och stabilare kvalitet. 2. Projektets syfte och metod 2.1 Syfte Syfte 1: Utifrån framtagen prototyp och utvärdering i tidigare förstudie 2, testa och vidareutveckla olika typer av inkopplingsmöjligheter/integreringsförfarande för alkolås för att säkra installationskvaliteten och minimera risker för manipulation av alkolås. Syfte 2: Utifrån gällande riktlinjer 3, vidareutveckla teknik baserad på befintliga och kommande typer av teknik för alkolås. Detta ska leda till att alkolåset kan få längre kalibreringsintervaller som sammanfaller med ordinarie servicetillfällen på bilen. Mål 1: Utifrån installationsprototyp från förstudien 2, ta fram prototyp av säker universalinstallation som kan tillämpas på flera typer av bilmärken. Få acceptans av andra bilmärken för användandet av denna installationslösning. Mål 2: Med utgångspunkt i olika ledande tekniker på marknaden 2, ta fram prototyper och förslag på lösningar för att få kortare kalibreringsintervall än vad som är gällande i dag. 2.2 Metod Metoden har varit kvantitativa, praktiska studier av befintligt elsystem i Volkswagen Golf A5. Fullständig dokumentation över elsystemet har ej funnits att tillgå. Icke fabriksknuten dokumentation på internet för CAN-Bus protokollet för Volkswagen Golf MK5, har varit en viktig kunskapskälla. Detta har fördyrat utvecklingen. Standardinterfacet är speciellt framtagen för att kunna utgöra ett specifikt interface mellan olika alkolås och moderna bilar. Utgångspunkten för detta har varit de erfarenheter som dragits i tidigare tester och försök 2. Så som plattform för testning av gassensor 4 användes A200 alkolås från Protego Car och dessa modifierades även för att utgöra en plattform för testning av galliumarsenidsensorer. Vid testning användes således totalt fyra stycken A200 alkolås, där två alkolås hade en 1 Sensor baserad på galliumarsenid (Ga 2 O 3 ) 2 Se Projekt EK50A 2006:23041 Direktintegrerat Alkolås Förstudie. 3 Tillgänliga CENELEC standards ex pren50436-4 4 Sensor baserad på galliumarsenid (Ga 2 O 3 )
2/2 standardhalvledarsensor av tennoxidtyp (vidare benämnd SB30) och de två andra en galliumarsenidsensor (vidare benämnd SGAS) monterad. Tiden för testning var 150 dagar. 3. Bakgrund I projektet att ta fram ett standardinterface för olika fabrikat av alkolås har Protego Car AB, vidare benämnt PCAB, tagit fram och testat de i denna rapport beskrivna konfigurationer för Volkswagen. Det första interfacet 5 var mer konventionellt och utnyttjade inte CAN-bussens egenskaper i bilen. Den teknik som i dag finns i nya bilar, både av Volkswagens märke, och andra volymaktörer på markanden, begränsar kraftigt installation av tekniska komponenter. Bilmarknaden i Sverige i dag drabbades kraftigt i november 2008, av den inkommande lågkonjunkturen. Våra villkor och marknadsförutsättningar har sedan dess kraftigt förändrats. Efterfrågan på alkolås inom Volkswagen Group Sverige (Volkswagen Personbilar, Volkswagen Transportbilar, Audi, Skoda, Seat), ökar stadigt. Sedan januari 2008 säljs varje månad i genomsnitt 78 alkolås från VGS 6. 4. Resultat, utveckling installationslösning 4.1 Vidareutveckling och test av kabelset 4.1.1 Sammanfattning Under hösten 2007 har förslag till hur standardiserade inkopplingskablar för de vanligaste alkolåsen skulle kunna se ut, tagits fram inom ramen för projektet. De är framtagna även med möjlighet till CAN-Bus 7 inkoppling. Fördelen med att integrera med så kallad CAN-Bus är framför allt en förenkling av installationen och en kvalitetssäkring. Det går snabbare att installera och installationen kan bli mer tillförlitlig än om man gör intrång i vanliga kabelhärvor i bilen. Kablarna är så gjorda att de passar med de flesta alkolås på marknaden. Detta antagande har gjorts utifrån givna installationsmanualer för marknadens alkolås, andra än nedan angivna. Kablarna är konstruerade i två delar där en del är specifik för alkolåsmodellen ifråga och den andra delen är specifik för bilmodellen. Alkolåsmodeller som är provade i första läget är; -Dräger XT -Monitech VeriSafe -A200 5 Se EK 50 A 2006: 23041 6 Källa: Barbro Blomqvist, VGS; Volkswagen Group Sverige 2009-04-09, Säljstatistik Sverige 2008 7 CAN-Bus; Controller Area Network, är ett sysmet för olika komponenter (microdatorer) i bilens elsystem att kommunicera med varandra.
3/3 Samtal har förts med tillverkaren av Volkswagen I Tyskland. 8 Som tillverkare vill Volkswagen att installationer av den här typen från icke redan antagna leverantörer, genomgår omfattande tester i fabrikens testmiljöer, under lång tid. 4.1.2 Interfacemodul CSX01b En Interfacemodul CSX01b har tagits fram och testats med två olika alkolås. VeriSafe som tillverkas av Monitech och A200 som tillverkats av Protego. Interfacemodulen är baserad på en ATMEL AT90CAN128 mikrocontroller med CAN interfacekrets och spänningsanpassning. Nedanstående blockdiagram beskriver blockschemat för CSX01b. Figur 1 Blockschema CSX01b Inkopplingen av CSX01 sker så att en fast kabel för den aktuella biltypen som kopplas till fördelaktigt uttag så som baksidan av OBD2 kontakten för diagnostik. Vi har även kopplat CSX01b till baksidan av Data Bus On Board Diagnostic Interface J533 i Golf MK5, där enheten har kopplats till CAN HI och CAN LO. Enheten läser av statusinformation från CAN och lägger ut dem som analoga spänningar på alkolås bilsidan. 8 Volkswagen Individual, Wolfburg, Hr Nietnikowski, 19 oktober 2007.
4/4 4.1.3 Funktion Interfaceenheten omvandlar signalerna från CAN databussen som ger information om bilen är i rörelse eller inte. Detta ger ett effektivt stopp för tjuvkoppling då information om startmotorns läge och om bilen startas på korrekt sätt finns att tillgå i Interfaceenheten. Signalerna för alkolåset finns att tillgå på kontakt bilsida (Fig. 1. och Bild 1). Bild 1. CSX01b Kontakt bilsida på baksidan syns kablarna som ansluter till CAN och J1962. Interface-enheten väger 65 gram. Måtten är ca 10x5 cm.
5/5 Ritn 1. Mekaniska dimensioner för CSX01b. Kabelområde används för genomföring av kablar till CAN-anpassning samt relästyrning. 4.1.4 Kostnad Interfaceenheten med tillhörande kabelställ kostar vid medelvolymproduktion ungefär 500 kronor att tillverka. Vid större volymtillverkning kan tillverkningskostnaden antagligen pressas till hälften. 4.1.5 Installation Installationstiden för alkolåsen blir ungefär 15 minuter då interfacet finns tillgängligt i bilen. Den främsta fördelen är dock att interfacet är kvalitetssäkrat och förfarandet mycket enkelt att genomföra för den som utför arbetet. I förlängningen innebär detta även färre reklamationer.
6/6 Bild 2. Anslutande kontakt till VeriSafe alkolås. Kontakten till vänster ansluter till VeriSafe Control Module CM och kontakten till höger ansluter till CSX01b.
7/7 Bild 3. Anslutande kontakt till A200 alkolås. Kontakten till vänster ansluter till A200 centralenhet och kontakten till höger ansluter till CSX01b. 4.1.6 Strömförbrukning Strömförbrukningen i viloläge var 1mAh vilket ligger mycket bra till inom givna gränsvärden för installationer i bilar. Vid aktivering av fjärkontroll till bilen kunde uppvärmning av alkolås påbörjas. 4.1.7 Validering av ovanstående ritningar Teknikmekaniker Andreas Nilsson, Michelsens Bil i Tomelilla, har översiktligt studerat ritningarna för installation av universalkoppling. Nilsson kan bestyrka att inkoppling enligt schemat är möjligt att göra på Volkswagen, Audi, Skoda och Volkswagen Transportbilar. 4.2 Utprovning av nya tekniker för att minska kalibreringstider 4.2.1 Sammanfattning I testmiljö har en gassensor baserad på ämnet galliumarsenid (Ga 2 O 3 ) sensor testats mot tennoxidsensorer (Sn0 2 ). Utprovning av denna sensor har skett från höst till vårvinter. Resultatet av denna test har uppvisat betydligt högre stabilitet än tidigare tekniska lösningar. Att uppnå ett kalibreringsintervall på två år, vilket sammanfaller med många bilars ordinarie serviceintervaller, är möjligt med denna teknik. För att validera mätningen behöver vi naturligtvis testa under två år. Preliminära mätresultat indikerar två års serviceintervall. Den nya gassensorn är ett viktigt genombrott i studien, då den visar sig hålla jämnare och högre kvalitet är tidigare testade halvledare. I kontakt med företaget Servotec i Lund, har vi undersökt möjligheterna att hitta lösningar för kalibrering av olika typer av alkolås. Här har vi även tittat på en avancerad lösning med IRteknik. Dessa samtal har inte resulterat i något konkret som är av betydelse för projektet. Kalibreringsutrustning är i dagsläget inte lämpad att hanteras av bilverkstäder. Kalibrering av befintlig teknisk måste göras hos alkolåsleverantören. 4.2.2 Montering av SGAS sensor SGAS sensorn monterades inuti ett A200 alkolås. Strömförsörjningen fick modifieras för att hantera den högre strömförbrukning som SGAS sensorerna har versus orginalhalvledarsensorn SB30.
8/8 Bild 1 extern bild på A200 alkolås(a.) insida A200 alkolås med SGAS sensor monterad (b.) 4.2.3 Testresultat Testdata från de olika alkolåsen togs ut efter testslut och i nedanstående diagram (diagram 1.) är mätresultaten angivna i heltal mellan 0 och 512 däri visas resultatet för två alkolås ett med SGAS sensor och ett med SB30 sensor. Anledningen till att enbart två alkolås av vardera sorten redovisas, är att man enklare ser de periodiska avvikelser så som alkolåsen uppvisar. Ett medelvärde ger inte en lika god illustration till egenskaperna som påvisas med diagrammet. Ur mätdata är borttaget fylleblås, alltså höga värden som fås då någon testar att blåsa i alkolåset onykter. Dessa är borttagna för att förenkla läsningen av diagrammet och för att åskådliggöra den långsiktiga stabiliteten. 450 400 350 300 250 SGAS SGASc SB30 SB30c 200 150 100 50 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Diagram 1. Jämförande data mellan två olika alkolås i testmiljö där två olika sensorer används SGAS sensor av galliumarsenidtyp samt SB30 sensor av tennoxidtyp. Litet c efter mätdatatypen anger att mättdata har algoritmiskt kompenserats.
9/9 Utav diagram 1. kan utläsas att SGAS sensorn har en mycket bättre grundstabilitet även med hänsyn till tagen till algoritmisk kompensation, jämfört med SB30 sensorn. Kompenserad stabilitet över tiden ger vid handen att SGAS sensorer har lika bra och i vissa fall bättre långtidsstabilitet än bränslecellssensorer! 4.10 Fältprov Ett omfattande fältprov har ej genomförts i studien varför projektbudgeten kommer att revideras i denna slutrapport. 5. Slutsats Möjligheterna att aktivt arbeta med integration av alkolås i fordon, begränsas kraftigt av de tekniska lösningar för bland annat stöldskydd och motorstyrning som finns i Volkswagens modeller. Samma eller likvärdig teknik finns i övriga stora bilmärken i den svenska marknaden exempelvis Audi, Skoda, Seat och Volkswagen Transporter. Det är sannolikt att antaga att samma situation gäller för märken som Ford, Opel, Fiat, Renault och Peugeot, som varande europeiska märken. Likaså Toyota och andra asiatiska märken torde ha liknande tekniska lösningar som begränsar installation av tekniska moduler som påverkar start och tändning av motor. Prototyperna för gemensamt interface för olika alkolås är framtagen och nu redo att användas. Den testade gassensorn uppvisar möjligheter till längre serviceintervall än tidigare utprovad teknik. 9 Inom ramen för de undersökningar som är gjorda inom projektet är slutsatsen att alkolås med SGAS sensorer är ett bra sätt att skapa ett alkolås med hög mätkvalité och låg tillverkningskostnad. SGAS sensorer är mycket billigare och stabilare (längre kalibreringsintervall) än bränslecellslösningar och fungerar bra för allmänt bruk. Utvecklingen av ett alkolås baserat på SGAS sensorer kostar ungefär 14 till 22 miljoner i utvecklingskostnad. Tillverkningskostnaden för ett sådant trådlöst helintegrerat alkolås skulle vara ungefär 900 kronor i direkt material och direkt arbete vid en volym av 50.000 alkolås per år. 6. Trafiksäkerhetsnytta Resultaten från projekten kan tydligt bidra till ökad trafiksäkerhetsnytta. Framförallt den minskade kostnaden för installation ger en utökad möjlighet för bilägare att frivilligt välja till installationen. Även för företag med stora vagnparker och många olika bilmodeller och märken, blir installationskostnaderna lägre, vilket troligtvis bidrar till ett utökat användande av alkolås, vilket ökar säkerheten på våra vägar. Genom att underlätta installation, minska kalibreringsbehoven och öka intervallerna, ökar användarvänligheten, vilket torde bidra till en större acceptans för alkolås generellt i samhället. 9 Se EK 50 A 2006:23041
10/10 7. Har det varit framsteg/motgångar i relation till projektets syfte? Motgångarna har varit främst i tidsåtgång för test av den nya tekniken och se att den är stabil innan vi börjar med fältprov. Erfarenheter från tidigare installationer hos kunder med kvalitetsproblem gör att vi vill göra tydligare handledningar och utbildningsplaner för låsen och på något sätt dokumentera att användarna tillgodosett sig utbildningen och förstår syftet med alkolåsen, för att undvika manipulationer. Fortfarande är frågan om standards för alkolås en grundförutsättning för fortsatt framgångsrikt arbete med alkolås. Det är viktigt att de kunder som köper alkolås till sina bilar, får omfattande information av oss, vilket vi inte kan lämna i dagsläget. En stor fråga är ju vad dessa kunder gör med sina alkolås om det visar sig ett de inte uppfyller kommande standards. Vårt besök i fabriken 10 resulterade dock inte i de kontakter vi avsåg att knyta för vidare utveckling, utan snarare tvärt om fick vi ytterligare restriktioner på att installera elektroniska komponenter i våra bilar. Bland annat kräver fabriken att utprovning av alkolås görs för varje bilmodell. Kostnaden för genomförande av erforderligt test uppgavs till omkring 70 000 Euro per bilmodell. Detta gör att vi får söka nya lösningar i Sverige. Arbetet med att få acceptans från andra bilmärken, har ej intensifierats efter mötet med Bil Sweden, branschorganisation. 11 Detta främst beroende på bilbranschens ekonomiska situation och läget för Volvo och Saab. 8. Ekonomisk redovisning Se bilaga 10 Volkswagen Individual, Wolfburg, Hr Nietnikowski, 19 oktober 2007. 11 Bil Sweden, tekniska kommitténs möte, Stockholm 2007-06-19.