汽车安全新方向

来源：《汽车观察》

　　通过对汽车安全的高度集成，能不能让汽车具备自主防卫意识？

　　最近15年来，世界首富的最长卫冕者比尔·盖茨为自己的别墅安装了世界上顶级的智能系统，当他快要到家时，各种智能系统相继起动：车库门升起、照明启动、开启热水、煮咖啡……他希望未来人人都能享受到这种智能化带来的“芝麻，开门”般的好处。

当今世界汽车保有量和交通运输量的急剧增长，交通事故发生率的不断上升，汽车“公害”问题也日益突出，带来了巨大的人员伤亡和物质损失。严峻的形势要求各国采取相应的措施，制定短期、中长期计划，来改善交通安全状况。有没有一种像“芝麻，开门”那样智能化的安全技术帮助人们处理车辆在行驶中的安全防卫？

　　汽车安全新方向

　　日前，美国汽车安全供应商TRW总裁暨首席执行官 John Plant在通报其第一季度财务增长时指出，向行业和媒体，TRW推介了TRW智能化安全系统（Cognitive Safety Systems）的概念，通过先进的电子科技和精密的TRW专利逻辑算法来探测、分析、应对瞬息万变的驾驶环境。

　　或许，通往汽车智能化安全的大门已为我们打开。TRW的这项智能安全系统的研发成果共享了信息的“传感器融合”，是一种高度的“系统集成”技术。系统的集成，为主动安全技术和被动安全技术的沟通构筑了一座桥梁，通过两个系统的协作，创造了一个提高乘员安全与车辆安全性的综合解决方案。美国汽车安全供应商TRW汽车集团的工程师们认为，下一代安全技术非智能化莫属，它可以帮助驾驶者提前发现很多驾驶过程中安全隐患并提前处理掉，智能安全系统还会在特殊情况下参与到驾驶系统中来，通过限距、限速等措施提高驾驶安全性。

　　中国汽车工程研究院副院长谢飞指出，智能化安全在未来并不是不可触及，其实早在几年前，GM已经利用GPS对全城的车辆进行监控，自动控制车辆集中区域。日本、法国、德国等国家都已经有同样的产品出来，但它必须经受住信息社会的智能控制稳定性甚至个人隐私权等方面的挑战。

　　汽车安全技术集成是未来智能化安全的一种趋势，这种趋势在TRW也被称之为一体化（此文中集成=一体化）。过去，汽车零部件技术的开发集中于独立的系统和部件；而今汽车电子系统功能、效率的不断升级，为系统集成提供了新的可能。系统集成的有效应用，要求系统必须对事故发生前后每一个阶段的详细情况了如指掌。

　　集成基础和关键对一体化安全系统来说，其运作有几个阶段：首先，乘员系好安全带，安全保护处于基础的阶段，主动式安全带系统以 “舒适模式”约束乘员。而系统在必要时进入“动态支持”和“车辆稳定性极限”阶段时，安全带会渐进地增加拉紧程度。当系统感知驾驶状态突破了“不可逆点”时，进入“预碰撞”阶段。在这一阶段，先进的执行器和传感器使主动安全和被动安全两个系统的间隙迅速闭合。然后，被动约束系统的功能得以启动，即安全带和气囊系统共同发挥约束乘员身体的功能，以减少离位、车内碰撞、被抛出车外等危险。

　　因而，它需要一些重要的安全技术、多种传感器融合来提供支撑。电子稳定性控制（ESC）是一项关键的技术，系统传感器探测车辆行驶状态，向ESC提供相关数据，在必要时启动制动力调节和发动机干预来帮助，以保持车辆的稳定性。集成系统使各种电子机械转向系统，比如转向扭矩控制（STC: SteeringTorque Control），能对电子稳定性控制（ESC）的控制器和传感器的输入作出响应。STC提供一个转向扭矩推荐值，有助于驾驶者在转向操作中选择适当的修正措施。而转角覆盖（Steering Angle Overlay），也就是TRW的主动前轮转向（AFS），在缺乏驾驶者输入转向力的情况下，自动完成转向操作。

　　悬架控制系统也能对稳定性控制作出贡献。例如，TRW的主动动态控制能够通过应用反向扭矩，持续改善车辆的转向稳定性。乘员约束保护系统是系统集成的一个重要方面。这一领域的关键部件就是TRW的主动控制安全带卷收器，它是主动预警和被动乘员安全之间的一座桥梁。ACR能够通过与稳定性控制器的交流，提前介入工作，以便及时向乘员发出碰撞预警，收紧安全带，并调整乘员的就座位置。

　　环境传感器在主动和被动安全系统集成方面起到重要作用。远程雷达与短程雷达，以及视觉传感器结合起来，能共同提供道路状况和车辆控制状态的综合数据。TRW短程雷达系统提供预碰撞信息，并支持变道辅助功能。视觉传感器靠探测道路标志和目标物的外形，掌握道路环境的变化状态。这些传感器也可以被用作后视摄像头来辅助泊车。

　　如上所述，单个安全系统的优点通过集成，安全性得到显著提高。系统集成概念既包括主动安全系统和主动与被动安全系统之间的集成，也指各个系统内部组成部分的一体化。

　　集成三部曲

　　主动安全系统集成的一个突出实例就是TRW的电动助力转向系统（EPS）与TRW电子稳定性控制系统（ESC）的控制器的结合。制动系统传达的有关路况信息（如对开路面）给转向系统预先提示，所以在制动过程启动的一瞬间，反向转矩干预就立即启动。其结果是，较大制动力应用于摩擦系数较高的一侧路面，从而可能缩短制动距离。TRW的主动控制安全带卷收器（ACR），实现了主动与被动安全系统集成的理念。

　　ACR作为主动安全系统的一个组成部分，其预卷收功能在事故发生前帮助保护乘员的功能。第一代ACR采用简单的开关控制，当车辆进入危险的行驶状态，进入“稳定性极限”阶段时，这种启动方式影响了速度。这时乘员在座位上承受的最大安全带收紧力达到250N，如果碰撞没有发生，那么安全带几秒后会松开。

　　TRW的第二代ACR则覆盖了较大的使用范围。由于它具有自由调节卷收力的特点，在“舒适模式”阶段也能启动。但在进入“动态支持”阶段的较强制动操作时，ACR的卷收力增强。类似于第一代ACR的最大收紧力在“稳定性极限”阶段实施。ACR通过车辆数据总线得到相关传感器信息，根据车辆的行驶状况，由专用于ACR的状态管理算法进行处理。图中显示的是以车速60km/h紧急制动时，比较向前位移量曲线所测试的ACR效果。显而易见，采用ACR改进了安全性能。如果没有ACR功能， 一个完全靠后坐的乘员会承受120mm的向前位移量，ACR将这个量缩减至40mm。如果乘员位于座位中间，ACR可把平均向前位移量从105mm缩减到35mm。如果乘员完全靠前坐，则ACR的功能价值相对减弱，从65mm减少到35mm。

　　TRW执行副总裁Peter Lake先生说：“我们所说的‘安全’，超出了一般性的安全，而是智能的，会“思考”，可以帮助驾驶者避免事故和减少伤害的技术。TRW的认知安全型系统（CSS）的产品集中了我们在主动安全、被动安全、安全电子、传感融合、系统集成各方面的技术优势，能给驾驶者和乘员提供实实在在的安全保护功能。”而推出智能安全系统对TRW保持其行业领先地位具有重要作用，因为这正是汽车安全技术未来发展的下一个制高点。

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